[发明专利]复合形成材料、射出成形品及复合形成材料的制造方法

说明书

本发明提供一种可维持射出成形品本身的强度且提升射出成形品的微细部的强度的复合形成材料。本发明涉及一种复合形成材料，包含热可塑性树脂、平均纤维径为1μm至7μm且混练前的纤维长为300μm至1000μm的玻璃短纤维、以及平均纤维径为7μm至20μm的纤维状的补强材，如此可维持射出成形品本身的强度且提升射出成形品的微细部的强度。

技术领域

本发明涉及一种复合形成材料、射出成形品及复合形成材料的制造方法，特别是涉及一种在射出成形时在模具的微细部也能填充补强材的复合形成材料、由该复合形成材料经射出成形的射出成形品、及复合形成材料的制造方法。

背景技术

虽然塑胶由于轻量而能用于各种用途，然而因弹性率低不适合作为构造用材料。因此，与如玻璃纤维般弹性率高的材料形成的复合形成材料，可作为轻量且强度高的材料使用。作为用以形成复合形成材料的补强材，除了玻璃纤维以外，已知有碳纤维、强度高的树脂纤维、克维拉(Kevlar)、大力马(Dyneema)等纤维状的补强材。

此种复合形成材料可利用于机械机构组件、电器组件、飞机组件、船舶组件、汽车组件、事务用组件、建筑材料、纤维制品、杂货等广泛的领域，然而，当树脂中的补强材的分散不均时，在制品使用中发生弯曲等不良产生，因而补强材于树脂中均匀分散相当重要。

于树脂中混入/分散补强材的方法大体上区分为2种类。其一为一于补强材中将具有方向性的塑胶浸润于其中的方法，另一为于树脂中使补强材分散的方法。

前者的方法预先使补强材成为均匀的网目状后使其浸润于塑胶中，使补强材均匀分散树脂中。然而，通常薄的补强材层为了补强材的方向各异，而有必要重叠多层，因反复操作补强材层的积层及塑胶硬化的手续，使制造成本增加，同时缺乏量产性，再者，有难以制造复杂形状的组件的问题。

另一方面，后者的方法中：(1)通过挤出机在加热熔融的热可塑性树脂中混练补强材而先行制造复合形成材料的圆粒(pellet)，接着将此圆粒供给至射出成形机，于该成形机内加热混练，使树脂熔融并射出至模具内而成形的2阶段工序；或(2)混练与射出成形连续进行的1阶段工序，藉此而制造制品，因此具有量产性佳的优点。

作为后者的方法中所使用的补强材，已知有平均纤维径10μm至18μm左右的玻璃纤维(参照专利文献1)、10μm至20μm(参照专利文献2)左右的玻璃纤维等，汇集此种尺寸的单纤维50条至200条的玻璃纤维裁切成既定的长度，切股(chopped strand)可为一般使用。

此外，已知作为切股以外的补强材因为可由再生玻璃制作、可以有效活用资源且作为住宅用建材的隔热效果佳，因而使用近年受到瞩目的素材的玻璃短纤维(Glass Wool)可减少外观不良(参照专利文献3)。

再者，本发明者等发现在将所述玻璃短纤维投入熔融的热可塑性树脂中时，通过将玻璃短纤维加热并添加于热可塑性树脂，所得到的复合形成材料中的玻璃短纤维相较于未加热而添加的情形，比较不易被切断、且能以维持纤维较长的状态分散于热可塑性树脂中，因此申请专利(参照专利文献4)。

一般而言，制作射出成形品时，将熔融的复合形成材料施加来自模具填充口的压力而挤入模具中，于模具全体中填充复合形成材料而成形。说到此，近年以射出成形而制作的射出成形品构造复杂/微细化，例如：射出成形品中的一部分厚度相异、射出成形品的一部分有弯折、射出成形品的一部分设有格子状等微细的形状等(以下，射出成形品中厚度相异的部分、弯折部分、微细的形状部分记载为「微细部」)，诉求以射出成形制作复杂的形状。