[发明专利]包含不连续增强纤维和作为基质的热塑性树脂的压制成型材料、其成形品及其制造方法

说明书

一种压制成型材料，包含平均纤维长度3mm至100mm的不连续增强纤维；以及作为基质的热塑性树脂，其特征在于：该压制成型材料具有特定基准面、至少一个可竖立面和至少一个可自层叠区域，并且可竖立面的一部分包括在可自层叠区域中。

技术领域

本发明涉及一种包含不连续增强纤维和作为基质的热塑性树脂的压制成型材料、其成形品及其制造方法。

背景技术

近年来，从诸如能获得高强度和减轻的重量两者的角度，增强纤维被保持在树脂基质中的复合材料已经在各个领域中用作结构材料。在这些复合材料之中，包含增强纤维和作为基质的热塑性树脂的复合材料在成型时间短、容易回收等方面引起了注意。特别地，认为用于通过将包含具有特定纤维长度的不连续增强纤维和作为基质的热塑性树脂的成型材料压制成型而获得具有期望形状的成形品的方法能够获得具有三维形状和优越的强度的成形品，该成形品包含相比于注射成型等在成型时增强纤维断裂更少且残余纤维长度更长的增强纤维，这是特别有前景的。

然而，通过压制成型制造由包含增强纤维和作为基质的热塑性树脂(以下可以称作纤维增强热塑性塑料或者简称为FRTP)的复合材料形成的具有不规则等的三维形状的成形品时，获得的成形品可能由于皱褶等的产生而外观劣化。应对这样的问题，已经进行尝试以通过预先在成型材料中形成切口而在压制成型时获得具有不产生皱褶的良好外观的FRTP成形品。

例如，作为纤维增强热塑性树脂的成形品的制造方法，PTL1示出一种方法，其中，通过使用在与金属模具成型表面的凹凸部分相对应的位置处预先设置有切口的纤维增强热塑性树脂片，并且进行夹持以在推出所述片的同时填充金属模腔的内部，而不产生皱褶地制造局部深的凹凸形状的成形品。然而，在该方法中，由于在切割部处分割所述片，所以当压制成型该片时，存在树脂将聚集并互相熔接并且该部分的强度将降低的担忧。

PTL 2提出一种方法，其通过压制成型将利用切口而从纤维增强复合材料形成的成型材料分离的部分分离件成型为三维形状，并且随后通过压制成型重叠剩余物的一部分以将整体形成为期望的三维形状，而不产生皱褶地制造半球状成形品。然而，PTL 2仅说明了基质树脂为热固性树脂(环氧树脂)的纤维增强复合材料的成形品。其需要在金属模具中布置预浸渍体而多次进行成形操作。显然该方法难以用于制造基质树脂为热塑性树脂的纤维增强复合材料的成形品。此外，PTL 2的比较例说明了其在未以逐步方式压制成型部分分离件和剩余物的情况下，不能仅通过压制成型整个切割的预浸渍体而获得不具有皱褶和增强纤维中的杂乱的成形品。可以说对于在不能通过单步压制成型获得良好产品的生产率方面，PTL 2的技术中存在相当大的改进空间。

PTL3示出当通过压制成型法成型具有角部的纤维增强塑料(可以简称为FRP)形成的壳体时，能够通过使在铺设于下模上的预浸渍体中，形成壳体的侧壁部的预浸渍体的侧壁构成部比壳体的侧壁部长，并且部分地重叠预浸渍体的侧壁构成部的形成角部并且彼此邻接的端部，以铺设在下模上，而以高生产效率获得在角部没有扭曲或者变形的FRP壳体。然而，作为具体方面，PTL 3仅说明了通过使用包含是作为基质树脂的热固性树脂的环氧树脂以及碳纤维的复合材料，并且进行将单向布置的纤维预浸渍体缠绕并且布置在预浸渍体的侧壁构成部的最外周上的操作以抑制成型时角部张开和扭曲扩散，而获得在角部没有扭曲或者变形的FRP壳体。在成型基质树脂为热塑性树脂的复合材料的情况下，由于需要通过将复合材料加热至软化状态而进行成型，所以认为极难通过其中需要将单向布置的纤维预浸渍体缠绕和布置在侧壁构成部的最外周上的PTL 3的方法，而获得FRTP。

引用列表

专利文献

[专利文献1]日本专利No.3572823

[专利文献2]JP-A-2002-240068

[专利文献3]JP-A-2007-181935

发明内容

技术问题