多层片和多层片的制造方法技术

本发明专利技术提供多层片及其制造方法，所述多层片包含价格竞争力优异的聚烯烃系树脂和碳纤维。多层片(100)包含：含有碳纤维织布的碳纤维层(20)、和与碳纤维层(20)的两面接触的聚烯烃系树脂层(10)。碳纤维层(20)的空孔率为10.0%以下。多层片(100)的制造方法如下：在碳纤维织布的两面涂布表面处理剂，在涂有表面处理剂的织布的两面层叠聚烯烃系树脂片，对层叠有聚烯烃系树脂片和织布的层叠体边加热边加压使聚烯烃系树脂熔融，之后冷却，而得到多层片。而得到多层片。而得到多层片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层片和多层片的制造方法


[0001]本专利技术涉及包含碳纤维的多层片和多层片的制造方法。

技术介绍

[0002]通常，作为碳纤维增强树脂(CFRP)，有使碳纤维浸渍于以环氧树脂为代表的热固性树脂而得的热固性预浸料在流通。碳纤维增强树脂由于轻量且同时具有高强度、高弹性模量，因此在例如飞机或汽车等各种
中使用。
[0003]由于热固性树脂与热塑性树脂相比产率差，因此希望使用了热塑性树脂的碳纤维增强树脂。近年来，提出了使用热塑性树脂的碳纤维增强树脂(专利文献1)。提出了该碳纤维增强树脂是使用平均纤维长度为0.05～3mm的短纤维的碳纤维，通过注塑机或挤出成型机等进行成型。
[0004]现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2018/088471号。

技术实现思路

[0005]专利技术所要解决的课题然而，在专利文献1中，实际上仅使用聚酰胺系树脂作为热塑性树脂，使用了低价的通用树脂即聚烯烃系树脂的碳纤维增强树脂尚未实用化。另外，在专利文献1中，因使用短纤维，故碳纤维增强树脂的弯曲弹性模量低。
[0006]因此，本专利技术提供多层片及其制造方法，所述多层片在使用价格竞争力优异的聚烯烃系树脂的同时具有高弯曲弹性模量。
[0007]用于解决课题的手段本专利技术是为了解决上述课题的至少一部分而进行的专利技术，可作为以下的方案来实现。
[0008][1] 本专利技术所涉及的多层片的一个方案的特征在于，包含：含有碳纤维织布的碳纤维层；以及与上述碳纤维层的两面接触的聚烯烃系树脂层，其中，上述碳纤维层的空孔率为10.0%以下。
[0009][2] 在上述多层片的一个方案中，上述碳纤维层可具有相邻的碳纤维之间被聚烯烃系树脂填满的部分。
[0010][3] 在上述多层片的一个方案中，上述聚烯烃系树脂层可由高密度聚乙烯构成。
[0011][4] 在上述多层片的一个方案中，上述聚烯烃系树脂层可由聚丙烯构成。
[0012][5] 在上述多层片的一个方案中，
上述碳纤维层中的碳纤维的纤维直径可为7μm～10μm，上述多层片中的上述碳纤维层的碳纤维的纤维体积含量可为50%以上，依据JIS K7074测定上述多层片而得的弯曲弹性模量可为50GPa以上。
[0013][6] 在上述多层片的一个方案中，上述碳纤维层中的碳纤维的纤维直径可为7μm～10μm，上述多层片中的上述碳纤维层的碳纤维的纤维体积含量可为18%以上，将上述多层片切成50mm
×
10mm
×
1mm (厚度)，在23℃的温度下对所得试验片进行3点弯曲试验，通过切线法测定而得的弯曲弹性模量可为20GPa以上。
[0014][7] 本专利技术所涉及的多层片的制造方法的一个方案的特征在于：在碳纤维织布的两面涂布表面处理剂，在涂有上述表面处理剂的上述织布的两面层叠聚烯烃系树脂片，对层叠有上述聚烯烃系树脂片和上述织布的层叠体边加热边加压使聚烯烃系树脂熔融，之后冷却，而得到多层片。
[0015][8] 在上述多层片的制造方法的一个方案中，上述聚烯烃系树脂片可由高密度聚乙烯构成。
[0016][9] 在上述多层片的制造方法的一个方案中，上述聚烯烃系树脂片可由聚丙烯构成。
[0017]专利技术效果根据本专利技术，通过使用低价的通用树脂即聚烯烃系树脂，可提供价格竞争力高、因低空孔率而弯曲弹性模量优异的碳纤维增强树脂的多层片。另外，根据本专利技术，可提供价格竞争力高、弯曲弹性模量优异的碳纤维增强树脂的多层片的制造方法。
附图说明
[0018][图1] 图1是一个实施方式所涉及的多层片的侧视图。
[0019][图2] 图2是说明空孔率的测定方法的图。
[0020][图3] 图3是说明一个实施方式所涉及的多层片的制造方法的示意图。
[0021][图4] 图4是实施例1的多层片的电子显微镜照片。
具体实施方式
[0022]以下，利用附图对本专利技术的合适的实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下说明的实施方式并非不正当地限定权利要求书所记载的本专利技术的内容。另外，以下说明的全部构成未必都是本专利技术的必须构成要件。
[0023]1. 多层片利用图1对一个实施方式所涉及的多层片100进行说明。图1是一个实施方式所涉及的多层片100的侧视图。
[0024]如图1所示，多层片100包含：含有碳纤维织布的碳纤维层20、和与碳纤维层20的两面接触的聚烯烃系树脂层10。多层片100是将碳纤维层20和聚烯烃系树脂层10沿层叠方向交替层叠而构成的。在多层片100中，有多层聚烯烃系树脂层10，碳纤维层20比聚烯烃系树脂层10少1层。需要说明的是，在图1中，碳纤维层20和聚烯烃系树脂层10总共为9层，但层数
并不限于此。聚烯烃系树脂层10和碳纤维层20的层数可根据所要求的产品的强度或弯曲弹性模量来设定。多层片100的两个表面层由聚烯烃系树脂层10构成。多层片100是通过使用低价的通用树脂即聚烯烃系树脂而成为价格竞争力高的碳纤维增强树脂。
[0025]碳纤维层20包含碳纤维织布。碳纤维层20可具有相邻的碳纤维之间被聚烯烃系树脂填满的部分。该部分存在于碳纤维层20中的与聚烯烃系树脂层10的边界附近。若该部分多，则碳纤维层20的空孔率降低。
[0026]碳纤维层20中的碳纤维的纤维直径可以是7μm～10μm。作为碳纤维，可使用聚丙烯腈(PAN)系、沥青系等，但优选容易获得高强度丝的PAN系。碳纤维以织布的状态包含在碳纤维层20中。碳纤维可以是平纹织布或斜纹织布，优选为斜纹织布。碳纤维层20的厚度可以是0.11mm～0.61mm。
[0027]聚烯烃系树脂层10以夹着碳纤维层20的方式进行配置。2个聚烯烃系树脂层10与碳纤维层20的两面接触。通过后述的制造方法可知，通过熔融构成聚烯烃系树脂层10的聚烯烃系树脂的一部分，而侵入到碳纤维织布中，填充到相邻的碳纤维的间隙中。因此，聚烯烃系树脂层10与碳纤维层20的边界通过将仅由聚烯烃系树脂构成的区域设为聚烯烃系树脂层10而变得明确。即，填充到碳纤维织布中的聚烯烃系树脂不包含在聚烯烃系树脂层10中。
[0028]聚烯烃系树脂层10可由高密度聚乙烯构成。高密度聚乙烯是低价的通用树脂，同时耐化学药品性优异。高密度聚乙烯可以是市售的普通的高密度聚乙烯。高密度聚乙烯是指密度为0.942g/cm3以上、优选为0.942g/cm3以上且小于0.965g/cm3、通过低压聚合法(使用Ziegler
‑
Natta催化剂的气相聚合法或使用茂金属催化剂的液相聚合法)将乙烯聚合而得到的物质。需要说明的是，聚乙烯的密度是指在进行JIS K6760
‑
1995中记载的退火后，按照JIS K7112
‑
1980中A法所规定的方法测定的值。
[0029]聚烯烃系树脂层可由聚丙烯构成。聚丙烯是低价的通用树脂，同时耐热性优异。
[0030]多层片100的碳纤维层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 多层片，该多层片包含：含有碳纤维织布的碳纤维层；以及与上述碳纤维层的两面接触的聚烯烃系树脂层，其中，上述碳纤维层的空孔率为10.0%以下。2.权利要求1所述的多层片，其中，上述碳纤维层具有相邻的碳纤维之间被聚烯烃系树脂填满的部分。3.权利要求1或2所述的多层片，其中，上述聚烯烃系树脂层由高密度聚乙烯构成。4.权利要求1或2所述的多层片，其中，上述聚烯烃系树脂层由聚丙烯构成。5.权利要求1～4中任一项所述的多层片，其中，上述碳纤维层中的碳纤维的纤维直径为7μm～10μm，上述多层片中的上述碳纤维层的碳纤维的纤维体积含量为50%以上，依据JIS K7074测定上述多层片而得的弯曲弹性模量为50GPa以上。6.权利要求1～4中任一项所述的多层片，其中，上述碳纤维层中的碳纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林弘文，小林秀树，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：