纤维增强树脂成型材料及其成型品制造技术

纤维增强树脂成型材料及将其成型而得的成型品，纤维增强树脂成型材料的特征在于，其为包含短切纤维束[A]和基质树脂[B]的纤维增强树脂成型材料[C]，沿纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk(1≤k≤n)的短切纤维束[Ak]的数均纤维长度[Lk]具有从纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。本发明专利技术涉及的纤维增强树脂成型材料表现出优异的流动性，在制成成型品的情况下能够表现出优异的力学特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维增强树脂成型材料及其成型品
本专利技术涉及使基质树脂含浸于短切纤维束而成的纤维增强树脂成型材料及其成型品，所述短切纤维为将连续增强纤维的纤维束切断并堆积而成。
技术介绍
使用包含基质树脂和包含短切纤维束的片材(使切断连续增强纤维的纤维束而得的不连续增强纤维的短切纤维束无规分散而成)的纤维增强树脂成型材料，并通过加热·加压成型，对3维形状等复杂形状的纤维增强塑料进行成型的技术为已知。作为这些成型技术，有片状模塑料(以下，也称为SMC)。使用了SMC等纤维增强树脂成型材料的成型品是使用加热型加压机对SMC片材(将作为热固性树脂的基质树脂含浸于包含切断成所期望的长度的短切纤维束的片材中而成)进行加热加压而得到的。多数情况下，在加压前将SMC片材切断成比成型体小并配置于模具，通过加压而使其流动并成型为成型体的形状，因此即使是3维形状等复杂的形状，也能够追随。但是，SMC片材在其制成片材的工序中，在短切纤维束的流动性差的情况下，会导致纤维束弯曲或发生取向不均，因此存在力学特性的降低或不均匀性变大的课题。为了解决上述课题，公开了通过控制增强纤维的形状(增强纤维的纤维长度、纤维束厚度、纤维束宽度等)而表现优异的力学特性的SMC片材的制造方法(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。另外，公开了对构成纤维束的纤维根数进行控制来表现优异的力学特性的SMC片材的制造方法(专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开2017/164157号小册子专利文献2：国际公开2014/508626号小册子专利文献3：日本特开2014-40088号公报专利文献4：日本特开平3-47740号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1、专利文献2、专利文献3中，公开了规定了增强纤维的纤维长度、纤维束厚度、纤维束宽度的平均值的纤维增强树脂成型材料、增强纤维片材。但是，没有详细规定纤维增强树脂成型材料、增强纤维片材的厚度方向上的纤维束形状、层结构，对于成型时的流动性、成型品的力学特性仍有改善的余地。专利文献4中公开了在基质树脂中，非连续的增强纤维具有从集束根数多的纤维层变为集束根数少的纤维层的结构的纤维增强塑料片材。但是，对于层结构没有详细记载，并且没有关于增强纤维的纤维长度、纤维束厚度、纤维束宽度的规定，因此对于成型时的流动性、成型品的力学特性，仍有改善的余地。进而，由于增强纤维中主动地包含单丝，因此容易引起成型时的纤维的弯曲、聚集，增强不充分、不均匀性变大，并且由于单丝容易漂浮而存在操作性差、可能引起电子设备的短路等问题。鉴于所述
技术介绍
，本专利技术的课题在于提供下述纤维增强树脂成型材料及其成型品，所述纤维增强树脂成型材料通过对纤维增强树脂成型材料中所含的纤维束形状、沿着纤维增强树脂成型材料的厚度方向的层结构进行控制，表现出成型时的优异的流动性和制成成型品的情况下优异的力学特性。用于解决问题的手段为了解决所述课题，本专利技术采用如下手段。[1]纤维增强树脂成型材料，其特征在于，其为包含短切纤维束[A]和基质树脂[B]的纤维增强树脂成型材料[C]，沿上述纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk(1≤k≤n)的上述短切纤维束[Ak]的数均纤维长度[Lk]具有从上述纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。[2]根据[1]记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，沿上述纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk的上述短切纤维束[Ak]的数均纤维束厚度[Tk]具有从上述纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。[3]根据[1]或[2]记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，沿上述纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk的上述短切纤维束[Ak]的数均纤维束宽度[Wk]具有从上述纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。[4]根据[1]～[3]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，构成上述一侧的最外层F1的短切纤维束[A1]的数均纤维长度[L1]与构成上述另一侧的最外层Fn的短切纤维束[An]的数均纤维长度[Ln]满足下述式(1)，1.01＜Ln/L1≤1.5···(1)。[5]根据[1]～[4]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，构成上述一侧的最外层F1的短切纤维束[A1]的数均纤维束厚度[T1]与构成上述另一侧的最外层Fn的短切纤维束[An]的数均纤维束厚度[Tn]满足下述式(2)，1.01＜Tn/T1≤2.0···(2)。[6]根据[1]～[5]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，构成上述一侧的最外层F1的短切纤维束[A1]的数均纤维束宽度[W1]与构成上述另一侧的最外层Fn的短切纤维束[An]的数均纤维束宽度[Wn]满足下述式(3)，1.01＜Wn/W1≤1.6···(3)。[7]根据[1]～[6]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，上述短切纤维束[A]的数均纤维长度[L]在3mm以上且100mm以下的范围内。[8]根据[1]～[7]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，上述短切纤维束[A]的数均纤维束厚度[T]在0.01mm以上且0.4mm以下的范围内。[9]根据[1]～[8]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，上述短切纤维束[A]的数均纤维束宽度[W]在0.5mm以上且60mm以下的范围内。[10]根据[1]～[9]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，上述短切纤维束[A]的数均切割角度θ在0°＜θ＜90°的范围内。[11]根据[1]～[10]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，上述基质树脂[B]为热固性树脂。[12]根据[1]～[11]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料，其中，所分割的层的数量n为n≥3。[13]成型品，其是对[1]～[12]中任一项记载的纤维增强树脂成型材料进行成型而得到的。专利技术效果根据本专利技术的纤维增强树脂成型材料，能够表现出成型时的优异的流动性和制成成型品的情况下优异的力学特性。附图说明图1是示出本专利技术中使用的短切纤维束的一例的2维平面投影图，是示出短切纤维束[A]的纤维长度、纤维束宽度及前端角度的锐角θa、θb的测定位置的图。图2是示出制造本专利技术的纤维树脂增强成型材料的工序的一例的概略构成图。图3是本专利技术中使用的分散器(分配器)的概略构成图。图4是示出制造本专利技术的纤维树脂增强成型材料的、分段式散布方式的工序的一例的概略构成图。具体实施方式以下，对本专利技术与其实施方式进行详细说明。本专利技术的纤维增强树脂成型材料的特征在于：其为包含短切纤维束[A]和基质树脂[B]的纤维增强树本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.纤维增强树脂成型材料，其特征在于，其为包含短切纤维束[A]和基质树脂[B]的纤维增强树脂成型材料[C]，沿所述纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk(1≤k≤n)的所述短切纤维束[Ak]的数均纤维长度[Lk]具有从所述纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181031 JP 2018-2053811.纤维增强树脂成型材料，其特征在于，其为包含短切纤维束[A]和基质树脂[B]的纤维增强树脂成型材料[C]，沿所述纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk(1≤k≤n)的所述短切纤维束[Ak]的数均纤维长度[Lk]具有从所述纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。


2.根据权利要求1所述的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，沿所述纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk的所述短切纤维束[Ak]的数均纤维束厚度[Tk]具有从所述纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。


3.根据权利要求1或2所述的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，沿所述纤维增强树脂成型材料[C]的厚度方向分割成n层时，构成各层Fk的所述短切纤维束[Ak]的数均纤维束宽度[Wk]具有从所述纤维增强树脂成型材料[C]的一侧的最外层F1向另一侧的最外层Fn渐增的构成。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，构成所述一侧的最外层F1的短切纤维束[A1]的数均纤维长度[L1]与构成所述另一侧的最外层Fn的短切纤维束[An]的数均纤维长度[Ln]满足下述式(1)，
1.01<Ln/L1≤1.5···(1)。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的纤维增强树脂成型材料，其特征在于，构成所述一侧的最外层F1的短切纤维束[A1]的数均纤维束厚度[T1]与构成所述另一侧的最外层Fn的短...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野泰和，桥本贵史，本桥哲也，渡边惟史，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP