本發(fā)明涉及成型材料、成型品和成型品的制造方法。
背景技術(shù):
近來,對于作為汽車零件或電子設(shè)備等的內(nèi)部零件使用的由金屬或陶瓷構(gòu)成的部件,進行著用于實現(xiàn)輕量化的技術(shù)開拓。作為其中的一個方法,嘗試著將構(gòu)成這些部件的材料替換成包括樹脂的材料。
在上述用途中,尤其要求作為成型品的機械強度。從這樣的方面考慮,以提高機械強度為目的,一直以來在成型材料中配合玻璃纖維或碳纖維等纖維狀填料。
與此相關(guān)地,還已知有除纖維狀填料以外,組合纖維狀填料以外的其他的填充材料的技術(shù)。
例如,專利文獻1中記載的技術(shù)中記載有:作為酚醛樹脂成型材料,不僅包含玻璃纖維,而且加入樹脂處理玻璃纖維粉碎物,結(jié)果能夠得到耐熱性、耐熱強度和彎曲撓性優(yōu)異的成型品。
另外,專利文獻2中記載有與樹脂制帶輪(pulley)有關(guān)的技術(shù),記載有當(dāng)制造該樹脂制帶輪時,作為以酚醛樹脂為主材料的配合物,組合玻璃纖維與選自玻璃珠、二氧化硅粉、鋁-二氧化硅粉和玻璃粉中的填充材料,由此,抑制帶(belt)的磨損,提高帶輪本身的耐磨損性、尺寸穩(wěn)定性和耐熱性。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2000-219796號公報
專利文獻2:日本特開平2-92628號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的技術(shù)問題
然而,本發(fā)明的發(fā)明人對這樣的成型材料進行了研究,結(jié)果得知存在如下的技術(shù)問題。
即,在作為成型材料配合有纖維狀填料時,在從成型材料得到成型品的成型工序中,存在該纖維狀填料與流動方向大致平行地取向的趨勢。
結(jié)果,當(dāng)在流動方向和其正交方向上對特性進行詳細分析時,有時發(fā)現(xiàn)這些值存在偏差。即,作為成型品的特性,有可能具有各向異性。
另外,在汽車零件或電子設(shè)備等的內(nèi)部零件等用途中,也存在強烈希望在上述兩個方向上穩(wěn)定地提高了特性的材料的實際情況。
本發(fā)明是鑒于上述那樣的技術(shù)問題而完成的,提供一種通過包含纖維狀填料而提高機械強度,并且難以顯現(xiàn)作為成型品的各向異性的成型材料。
用于解決技術(shù)問題的手段
根據(jù)本發(fā)明,提供一種成型材料,其包含(a)樹脂和(b)填料,上述成型材料的特征在于:
當(dāng)將該成型材料整體設(shè)為100體積份時,(b)填料的含量為35體積份以上80體積份以下,
上述(b)填料包含(b1)纖維狀填料和(b2)球狀填料,
當(dāng)將上述(b)填料整體設(shè)為100體積份時,(b2)球狀填料的含量為40體積份以上95體積份以下,
當(dāng)將上述(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維直徑設(shè)為d時,上述(b2)球狀填料的平均粒徑在2.5d以上6.5d以下的范圍。
另外,根據(jù)本發(fā)明,提供一種成型品,其通過將上述成型材料進行成型而形成。
另外,根據(jù)本發(fā)明,提供一種成型品的制造方法,其包含將上述成型材料進行成型的工序,上述成型品的制造方法的特征在于:
將上述成型材料進行成型的上述工序通過壓縮成型、傳遞成型或注射成型來進行。
發(fā)明效果
本發(fā)明的成型材料包含纖維狀填料和球狀填料,采用相對于該纖維狀填料的數(shù)均纖維直徑具有特定倍率的平均粒徑的球狀填料,且對該球狀填料的含量進行了控制。
雖然還不明確具體的效果顯現(xiàn)機理,但是通過使用這樣的特定的球狀填料,能夠在適度分散的球狀填料的間隙中隨機地配置纖維狀填料。
即,能夠從隨機地配置有該纖維狀填料的成型材料得到成型品,因此可認(rèn)為,作為結(jié)果,能夠抑制作為成型品的各向異性的顯現(xiàn)。
附圖說明
上述的目的和其他的目的、特征和優(yōu)點,通過以下說明的優(yōu)選實施方式和附隨于其的以下的附圖將變得更加明確。
圖1是表示對實施例1和比較例1、2中的成型材料進行關(guān)于纖維狀填料和球狀填料的量的篩選的結(jié)果的圖表。
具體實施方式
以下,根據(jù)實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。另外,在本說明書中,只要沒有特別說明,“~”表示以上至以下。
本實施方式的成型材料具備以下特征。
即,本實施方式的成型材料包含(a)樹脂和(b)填料,當(dāng)將該成型材料整體設(shè)為100體積份時,(b)填料的含量為35體積份以上80體積份以下,上述(b)填料包含(b1)纖維狀填料和(b2)球狀填料,當(dāng)將上述(b)填料整體設(shè)為100體積份時,(b2)球狀填料的含量為40體積份以上95體積份以下,當(dāng)將上述(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維直徑設(shè)為d時,上述(b2)球狀填料的平均粒徑在2.5d以上6.5d以下的范圍。
以下,對作為本實施方式所涉及的成型材料配合的各成分和配合量進行說明。
[(a)樹脂]
本實施方式的成型材料中所含的(a)樹脂例如能夠使用熱固性樹脂。
作為熱固性樹脂的例子,例如可舉出苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚a酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂;未改性的甲階酚醛樹脂、由桐油、亞麻子油、核桃油等改性的油改性甲階酚醛樹脂等甲階型酚醛樹脂等酚醛樹脂;雙酚a環(huán)氧樹脂、雙酚f環(huán)氧樹脂等雙酚型環(huán)氧樹脂、酚醛清漆環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆環(huán)氧樹脂等酚醛清漆型環(huán)氧樹脂;聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、三(羥苯基)甲烷型環(huán)氧樹脂等環(huán)氧樹脂;脲(尿素)樹脂、三聚氰胺樹脂等具有三嗪環(huán)的樹脂;不飽和聚酯樹脂;雙馬來酰亞胺樹脂;聚氨酯樹脂;鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂;有機硅樹脂;具有苯并噁嗪環(huán)的樹脂;氰酸酯樹脂等。
這些之中,尤其優(yōu)選使用選自酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂中的1種以上的樹脂,由此,作為成型材料,可確保高的流動性。
另外,當(dāng)作為(a)樹脂使用酚醛清漆型酚醛樹脂時,作為固化劑,能夠組合六亞甲基四胺。六亞甲基四胺的含量并沒有特別限定,但優(yōu)選相對于酚醛清漆型酚醛樹脂100質(zhì)量份使用10~20質(zhì)量份。
通過將六亞甲基四胺的含量設(shè)定為上述范圍,能夠保持所要求的機械強度,并且將固化時間調(diào)整為適當(dāng)?shù)臅r間。
另外,當(dāng)作為(a)樹脂使用環(huán)氧樹脂時,可以并用固化劑。作為能夠在此使用的固化劑,并沒有特別限定,例如可舉出脂肪族聚胺、芳香族聚胺、二胺二酰胺等胺化合物、脂環(huán)式酸酐、芳香族酸酐等酸酐、酚醛清漆型酚醛樹脂等多酚化合物、以及咪唑化合物等。其中,從處理操作性、環(huán)境方面考慮,能夠優(yōu)選使用酚醛樹脂。這樣的固化劑能夠以相對于環(huán)氧樹脂的理論當(dāng)量比的0.8至1.4的范圍的量進行配合。
另外,也可以與固化劑一起,在不會阻礙熱固性樹脂的反應(yīng)的范圍內(nèi),根據(jù)需要使用公知的固化促進劑。
當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,作為以上那樣的(a)樹脂的含量,優(yōu)選設(shè)定為20體積份以上65體積份以下的范圍。
當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,作為(a)樹脂的含量的下限值,更優(yōu)選設(shè)定為25體積份以上,進一步優(yōu)選設(shè)定為30體積份以上。
當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,作為(a)樹脂的含量的上限值,更優(yōu)選設(shè)定為63體積份以下,進一步優(yōu)選設(shè)定為60體積份以下,尤其優(yōu)選設(shè)定為55體積份以下。
通過如上述那樣設(shè)定(a)樹脂的含量,能夠保持機械強度并且顯現(xiàn)作為成型材料的適度的流動性。
另外,在本說明書中,“(a)樹脂的含量”記載為還包含相對于樹脂的固化劑、固化促進劑的量。
另外,對于通常流通的已包含固化劑等的樹脂材料,記載為優(yōu)選該樹脂材料本身的體積量設(shè)定為上述范圍。
[(b)填料]
本實施方式的成型材料中所使用的(b)填料能夠選擇使用公知的填料,但至少包含(b1)纖維狀填料和(b2)球狀填料。
當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,(b)填料的含量為35體積份以上80體積份以下。
另外,當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,作為(b)填料的含量的下限值,更優(yōu)選設(shè)定為37體積份以上,進一步優(yōu)選設(shè)定為40體積份以上,尤其優(yōu)選設(shè)定為45體積份以上。
另外,當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,作為(b)填料的含量的上限值,更優(yōu)選設(shè)定為75體積份以下,進一步優(yōu)選設(shè)定為70體積份以下。
通過設(shè)定為該范圍,能夠提高作為成型品的耐熱性和機械強度。
以下,對(b)填料中所含的(b1)纖維狀填料和(b2)球狀填料進行說明。
[(b1)纖維狀填料]
作為(b1)纖維狀填料,例如能夠使用玻璃纖維、硅灰石纖維、碳纖維、塑料纖維等。作為塑料纖維,例如可使用芳綸纖維(芳香族聚酰胺)。另外,作為(b1)纖維狀填料,還能夠使用玄武巖纖維那樣的無機纖維或不銹鋼纖維那樣的金屬纖維。
這些之中,從能夠提高作為成型品的機械強度并且還有助于作為成型品的輕量化的方面考慮,優(yōu)選選自玻璃纖維、硅灰石纖維和碳纖維。
當(dāng)作為(b1)纖維狀填料使用玻璃纖維時,作為構(gòu)成玻璃纖維的玻璃的具體例,可舉出e玻璃、c玻璃、a玻璃、s玻璃、d玻璃、ne玻璃、t玻璃、h玻璃。這些之中,優(yōu)選e玻璃、a玻璃、t玻璃或s玻璃。通過使用這樣的玻璃,能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃纖維強化材料的高彈性化,還能夠減小熱膨脹系數(shù)。
作為被用作(b1)纖維狀填料的碳纖維,例如可使用拉伸強度3500mpa以上的高強度的碳纖維或彈性模量230gpa以上的高彈性模量的碳纖維。碳纖維可以是聚丙烯腈(pan)系、瀝青系中的任一者,但pan系碳纖維拉伸強度高,優(yōu)選。
本實施方式的成型材料中所含的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維直徑,能夠根據(jù)使用成型品的用途等適當(dāng)設(shè)定,但作為其下限值,優(yōu)選設(shè)定為3μm以上,更優(yōu)選設(shè)定為5μm以上,進一步優(yōu)選設(shè)定為8μm以上。
另外,作為上限值,優(yōu)選設(shè)定為50μm以下,更優(yōu)選設(shè)定為30μm以下,進一步優(yōu)選設(shè)定為20μm以下。
通過使用具有這樣的數(shù)均纖維直徑的(b1)纖維狀填料,能夠有效地提高成型品的機械強度。
另外,該數(shù)均纖維直徑能夠通過利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡等觀察在成型品的截面出現(xiàn)的纖維來測量求出。
例如,當(dāng)用掃描電子顯微鏡進行測定時,能夠通過從成型品的截面中測量任意數(shù)量的上述(b1)纖維狀填料,算出平均值。
更具體而言,能夠在測量100根能夠確認(rèn)橫截面的(b1)纖維狀填料之后,求出各纖維截面的最小直徑的平均值作為數(shù)均纖維直徑。
本實施方式的(b1)纖維狀填料,作為其初始纖維長度,能夠使用任意長度,但是會由于經(jīng)過混煉、粉碎、成型等工序而彎曲,因此,將對成型品中存在的纖維進行測量而得到的數(shù)均纖維長度定義為本發(fā)明中的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維長度(即,成型材料中所含的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維長度)。
本實施方式的成型材料和成型品中所含的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維長度,能夠通過適當(dāng)選擇混煉機、混煉條件、材料粘度等而進行調(diào)整。
本實施方式的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維長度能夠根據(jù)使用成型品的用途等而適當(dāng)調(diào)整,但作為其下限值,優(yōu)選調(diào)整為10μm以上,更優(yōu)選調(diào)整為30μm以上,進一步優(yōu)選調(diào)整為50μm以上。
另外,作為上限值,優(yōu)選調(diào)整為1mm以下,更優(yōu)選調(diào)整為500μm以下,進一步優(yōu)選調(diào)整為300μm以下。
通過使用具有這樣的數(shù)均纖維長度的(b1)纖維狀填料,能夠提高成型時的流動性并且提高成型品的機械強度。
另外,關(guān)于在此規(guī)定的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維長度,能夠通過與數(shù)均纖維直徑同樣的方法求出,能夠通過從成型品的截面中能夠確認(rèn)(b1)纖維狀填料的兩端的纖維狀填料測量任意數(shù)量的(b1)纖維狀填料,算出平均值。在該情況下,在求取平均值時,能夠求出任意選出的50根(b1)纖維狀填料的測定值的平均值作為數(shù)均纖維長度。
作為本實施方式的成型材料和成型品中所含的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維長度與數(shù)均纖維直徑之比(縱橫比),其下限值優(yōu)選設(shè)定為3以上,更優(yōu)選設(shè)定為5以上,進一步優(yōu)選設(shè)定為10以上。
另外,作為上限值,優(yōu)選設(shè)定為30以下,更優(yōu)選設(shè)定為27以下,進一步優(yōu)選設(shè)定為24以下。
通過這樣設(shè)定縱橫比,(b2)球狀填料與(b1)纖維狀填料容易進行相互作用,能夠有效地抑制各向異性的顯現(xiàn)。
當(dāng)將(b)填料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b1)纖維狀填料的含量的下限值例如為5體積份以上,優(yōu)選為10體積份以上,更優(yōu)選為20體積份以上。
另外,當(dāng)將(b)填料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b1)纖維狀填料的含量的上限值例如為60體積份以下,優(yōu)選為58體積份以下,更優(yōu)選為55體積份以下。
當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b1)纖維狀填料的含量的下限值例如為1體積份以上,優(yōu)選為5體積份以上,更優(yōu)選為10體積份以上。
另外,當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b1)纖維狀填料的含量的上限值例如為50體積份以下,優(yōu)選為45體積份以下,更優(yōu)選為40體積份以下。
通過將(b1)纖維狀填料的含量設(shè)定為上述范圍,能夠有效地提高所得到的成型品的機械強度。
[(b2)球狀填料]
作為本實施方式的成型材料中所含的(b2)球狀填料,例如能夠使用球狀無機填充材料,能夠使用玻璃珠、玻璃粉、碳酸鈣、二氧化硅、氫氧化鋁、粘土等。
這些之中,從耐熱性高低和易得性高低的方面考慮,優(yōu)選使用玻璃珠。
當(dāng)將上述的(b1)纖維狀填料的數(shù)均纖維直徑設(shè)為d時,本實施方式的成型材料中所含的(b2)球狀填料的平均粒徑設(shè)定在2.5d以上6.5d以下的范圍。
通過這樣設(shè)定平均粒徑,能夠使成型時的(b1)纖維狀填料的取向隨機,能夠抑制所得到的成型品的各向異性的產(chǎn)生。
另外,為了更有效地顯現(xiàn)出上述的效果,作為(b2)球狀填料的平均粒徑的下限值,優(yōu)選設(shè)定為3.0以上。另外,根據(jù)相同的理由,也優(yōu)選作為(b2)球狀填料的平均粒徑的上限值設(shè)定為6.0以下的方式。
本實施方式的成型材料中所含的(b2)球狀填料的平均粒徑能夠根據(jù)使用成型品的用途等而適當(dāng)設(shè)定,但作為其下限值,優(yōu)選設(shè)定為12μm以上,更優(yōu)選設(shè)定為15μm以上,進一步優(yōu)選設(shè)定為20μm以上。
另外,作為上限值,優(yōu)選設(shè)定為100μm以下,更優(yōu)選設(shè)定為90μm以下,進一步優(yōu)選設(shè)定為80μm以下。
通過使用具有這樣的平均粒徑的(b2)球狀填料,能夠確保成型材料的流動性,并且使成型時的(b1)纖維狀填料的取向隨機,能夠抑制所得到的成型品的各向異性的產(chǎn)生。
另外,(b2)球狀填料的平均粒徑能夠與(b1)纖維狀填料同樣地,通過利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡等進行觀察來測量求出。
另外,當(dāng)用掃描電子顯微鏡進行測定時,能夠通過從將成型品在惰性氣氛下燒制除去有機成分而得到的殘留物中測量任意數(shù)量的(b2)球狀填料,算出平均值。
更具體而言,能夠求出測量50個點的(b2)球狀填料的樣品而得到的測定值的平均值作為平均粒徑。
當(dāng)將(b)填料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b2)球狀填料的含量的下限值為40體積份以上,優(yōu)選為42體積份以上,更優(yōu)選為45體積份以上。
另外,當(dāng)將(b)填料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b2)球狀填料的含量的上限值為95體積份以下,優(yōu)選為90體積份以下,更優(yōu)選為80體積份以下。
當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b2)球狀填料的含量的下限值例如為1體積份以上,優(yōu)選為5體積份以上,更優(yōu)選為10體積份以上。
另外,當(dāng)將成型材料整體設(shè)為100體積份時,本實施方式的成型材料中的(b2)球狀填料的含量的上限值例如為50體積份以下,優(yōu)選為45體積份以下,更優(yōu)選為40體積份以下。
通過將(b2)球狀填料的含量設(shè)定為上述范圍,能夠有效地提高作為成型材料的流動性,并且容易控制(b1)纖維狀填料的排列。
[其他添加劑]
另外,本實施方式所涉及的成型材料可以根據(jù)需要配合在通常的成型材料中使用的各種添加劑,例如硬脂酸、硬脂酸鈣、聚乙烯等脫模劑;氧化鎂、氫氧化鈣、三苯基膦等固化助劑;炭黑等著色劑;用于提高填充材料與熱固性樹脂的粘合性的密合性提高劑;或者偶聯(lián)劑、溶劑等。
[成型材料的制造方法]
本實施方式所涉及的成型材料,例如通過在配合上述的各成分,均勻地混合之后,利用輥、共捏合機(co-kneader)、雙螺桿擠出機等混煉裝置單獨進行加熱熔融混煉或利用輥與其他混合裝置的組合進行加熱熔融混煉之后進行造粒或粉碎來制造。
[特性]
本實施方式所涉及的成型材料優(yōu)選滿足以下所示的特性。
(線膨脹系數(shù)差δα)
優(yōu)選本實施方式的成型材料的在以下條件下測定的線膨脹系數(shù)差δα的絕對值為2.5ppm/k以下。
(條件)
首先,使用該成型材料,通過以澆口尺寸:8×3mm、注射壓力:150mpa、模具溫度:175℃、填充時間:4秒的條件進行注射成型,使長邊方向成為流動方向,制作80×10×4mm的成型體,從該成型體切出10×10×4mm的試驗片。
接著,使用熱機械分析裝置tma,在5℃/分鐘的壓縮條件下算出25℃至150℃的范圍中的流動方向的線膨脹系數(shù)α1和與流動方向正交的方向的線膨脹系數(shù)α2。
最后,從α2減去α1算出δα。
即,本實施方式的成型材料,相對于(b1)纖維狀填料適當(dāng)?shù)亟M合有(b2)球狀填料,因此,難以產(chǎn)生各向異性,存在流動方向的線膨脹系數(shù)α1與正交方向的線膨脹系數(shù)α2之差減小的趨勢。
即,作為它們的差δα值的絕對值,優(yōu)選控制為2.5ppm/k以下,更優(yōu)選控制為2.0ppm/k以下。只要是滿足這樣的要求的成型材料,就能夠應(yīng)用于例如制造適用于暴露在高溫下的部位的部件等各種用途。
另外,該α1和α2的值取決于所使用的(a)樹脂、(b)填料等,但作為該α1的值的下限值,例如為10ppm/k以上,優(yōu)選為12ppm/k以上,進一步優(yōu)選為15ppm/k以上。另外,作為該α1的值的上限值,例如為35ppm/k以下,優(yōu)選為30ppm/k以下,進一步優(yōu)選為25ppm/k以下。
另外,作為α2的值,通常為大于α1的值,作為下限值,例如為12ppm/k以上,優(yōu)選為14ppm/k以上,進一步優(yōu)選為17ppm/k以上。另外,作為該α2的值的上限值,例如為37ppm/k以下,優(yōu)選為32ppm/k以下,進一步優(yōu)選為27ppm/k以下。
(流動性)
另外,優(yōu)選本實施方式的成型材料提高流動性。
更具體而言,作為利用laboplastomill(株式會社東洋精機制作所(toyoseikiseisaku-sho,ltd.)制造),將測定條件設(shè)為溫度130℃、轉(zhuǎn)速30rpm時測定的最低熔融轉(zhuǎn)矩值,優(yōu)選設(shè)定為1.5n·m以上35n·m以下的范圍。通過將最低熔融轉(zhuǎn)矩設(shè)為上述范圍,容易控制注射成型時的填充速度。
(彎曲強度)
優(yōu)選本實施方式的成型材料被調(diào)整為按照以下的(測定彎曲強度時的試驗片制作條件)制作的試驗片的“流動方向”和“正交方向”的彎曲強度具備以下特性。
另外,該“彎曲強度”為依照iso178測定的值。
(測定彎曲強度時的試驗片制作條件)
通過在注射壓力:150mpa、模具溫度:175℃的條件下將成型材料進行注射成型,制作iso294-4所示的60×60×2mm的成型體,從該成型體,以包含該成型體的中心部分的方式,沿著流動方向和正交方向各自切出60×10×2mm的試驗片。
接著,對于所得到的試驗片,依照iso178,測定流動方向的彎曲強度和正交方向的彎曲強度。
即,本實施方式的成型材料,作為在上述條件下制作的試驗片的“正交方向的彎曲強度”除以該試驗片的“流動方向的彎曲強度”的值,優(yōu)選調(diào)整為0.70以上,更優(yōu)選調(diào)整為0.75以上。
通過這樣進行調(diào)整,所得到的成型品也能夠用作從所有方向被施加應(yīng)力的部件。
[成型品]
本實施方式所涉及的成型品能夠通過使用上述成型材料經(jīng)過成型工序而得到。作為具體的成型方法,例如能夠從壓縮成型、傳遞成型或注射成型等公知的成型方法中選擇適當(dāng)條件。
此時的條件也依賴于成型品的厚度,但是例如當(dāng)通過注射成型來成型5mm左右的厚成型品時,能夠采用模具溫度170~190℃、成型壓力100~150mpa、固化時間30~90秒的條件。
[用途]
當(dāng)從本實施方式的成型材料得到成型品時,能夠不產(chǎn)生作為成型品的各向異性而具有適度的機械強度。因此,能夠期待作為從所有方向被施力的部位的部件的應(yīng)用。
另外,當(dāng)從本實施方式的成型材料得到成型品時,上述的δα的絕對值處于減小的趨勢,因此,也能夠期待作為也能夠充分承受存在溫度變化的環(huán)境的部件的應(yīng)用。
因此,可期待能夠應(yīng)用于汽車和精密設(shè)備的內(nèi)部的部件等多種用途。
當(dāng)然,在此揭示的用途為使用本發(fā)明的實施方式的一個例子,即使是除此以外的用途,也能夠?qū)Ρ景l(fā)明的成型材料進行組成等的最佳化,這是不言而喻的。
以上,對本發(fā)明的實施方式進行了說明,但這些為本發(fā)明的例示,能夠采用上述以外的各種構(gòu)成。
實施例
以下,通過實施例對本發(fā)明進行進一步具體說明,但本發(fā)明的范圍并不限定于這些實施例等。
首先,以下示出在各實施例和各比較例中使用的原料成分。
(1)酚醛清漆型酚醛樹脂a:pr-51305(住友電木株式會社(sumitomobakeliteco.,ltd.)制造)
(2)六亞甲基四胺:hexaminesuperfine(長春石油化學(xué)股份有限公司(changchunpetrochemicalco.,ltd.)制造)
(3)環(huán)氧樹脂:三(羥苯基)甲烷型環(huán)氧樹脂、eppn-502h(日本化藥株式會社(nipponkayakuco.,ltd.)制造)
(4)酚醛清漆型酚醛樹脂b:pr-51470(住友電木株式會社制造)
(5)玻璃纖維:cs3e479(日東紡績株式會社(nittobosekico.,ltd.)制造、數(shù)均纖維直徑11μm、數(shù)均纖維長度3mm)
(6)碳纖維:htc413(東邦特耐克絲株式會社(tohotenaxco.,ltd.)制造、數(shù)均纖維直徑7μm、數(shù)均纖維長度6mm)
(7)玻璃珠a:ub-13la(尤尼吉可株式會社(unitikaltd.)制造、平均粒徑45μm)
(8)玻璃珠b:ub-spl-30(尤尼吉可株式會社制造、平均粒徑30μm)
(9)玻璃珠c:2530(potters公司制造、平均粒徑65μm)
(10)玻璃珠d:5000(potters公司制造、平均粒徑10μm)
(11)二氧化硅:sidistar(elkem公司制造、平均粒徑0.15μm)
(12)氧化鎂:kyowamag30(協(xié)和化學(xué)工業(yè)株式會社(kyowachemicalindustryco.,ltd.)制造)
(13)三苯基膦:三苯基膦(和光純藥工業(yè)株式會社(wakopurechemicalindustries,ltd.)制造)
(14)硬脂酸鈣:ca-st(日東化成工業(yè)株式會社(nittochemicalindustryco.,ltd.)制造)
(15)炭黑:炭黑#750(三菱化學(xué)株式會社(mitsubishichemicalcorporation)制造)
對于實施例1~6和比較例1~3,將按照以下的表1所示的配合量配合各成分而得到的材料混合物利用轉(zhuǎn)速不同的加熱輥進行混煉,冷卻成片狀之后進行粉碎,由此得到顆粒狀的成型材料。
另外,加熱輥的混煉條件設(shè)為:轉(zhuǎn)速為高速側(cè)/低速側(cè)20/14rpm,溫度為高速側(cè)/低速側(cè)90/20℃,混煉時間為5~10分鐘。
對以表1的配合比率得到的各成型材料,進行了下述所示的測定和評價。
另外,對于所得到的成型材料,對于在下述評價項目(1)中得到的試驗片,用掃描電子顯微鏡測定其截面,從能夠確認(rèn)纖維狀填料的兩端的纖維狀填料中,對50根纖維測定纖維長度,求出該測定值的平均值作為數(shù)均纖維長度。將結(jié)果一并示于表1。
(評價項目)
(1)線膨脹率
使用在各實施例和各比較例中得到的成型材料,通過以澆口尺寸:8×3mm、注射壓力:150mpa、模具溫度:175℃、填充時間:4秒的條件進行注射成型,使長邊方向成為流動方向,制作80×10×4mm的成型體,從該成型體切出10×10×4mm的試驗片。
接著,使用熱機械分析裝置tma,在5℃/分鐘的壓縮條件下,測定25℃至150℃的范圍中的流動方向的線膨脹系數(shù)α1和與流動方向正交的方向的線膨脹系數(shù)α2。
表1中示出了α1和α2以及從α2減去α1而算出的δα。
(2)流動性評價
對于在各實施例和各比較例中得到的成型材料,利用laboplastomill(株式會社東洋精機制作所制造)測定將測定條件設(shè)為溫度130℃、轉(zhuǎn)速30rpm時的最低熔融轉(zhuǎn)矩值。將結(jié)果示于表1。
(3)彎曲強度
使用在各實施例和各比較例中得到的成型材料,通過以注射壓力:150mpa、模具溫度:175℃的條件進行注射成型,制作iso294-4所示的60×60×2mm的成型體,從該成型體,以包含該成型體的中心部分的方式,沿著流動方向和正交方向各自切出60×10×2mm的試驗片。
接著,對于所得到的試驗片,依照iso178測定流動方向的彎曲強度和正交方向的彎曲強度。將結(jié)果示于表1。
另外,將試驗片的“正交方向的彎曲強度”除以“流動方向的彎曲強度”而得到的值一并示于表1。
如表1中所示,在實施例中得到的成型材料,在得到成型品時具有高強度,并且不會產(chǎn)生各向異性。
因此,能夠期待作為從所有方向被施力的部位的部件、也能夠承受存在溫度變化的環(huán)境的部件的應(yīng)用。
另外,關(guān)于實施例1和比較例1、比較例2,在將所使用的(a)樹脂、(b1)纖維狀填料、(b2)球狀填料的種類固定的同時,使(b1)纖維狀填料與(b2)球狀填料的量變動,進行了線膨脹系數(shù)差δα是如何變動的篩選。結(jié)果如圖1所示。
另外,該圖表中,將橫軸設(shè)為纖維狀填料(玻璃纖維)的體積份,將填料總量固定為60體積份。即,橫軸的“0”表示包含60體積份的球狀填料。另外,作為縱軸,表示線膨脹系數(shù)差δα。
如該圖1所示,可看出:當(dāng)使用平均粒徑10μm的玻璃珠或平均粒徑0.15μm的二氧化硅時,線膨脹系數(shù)差δα與纖維狀填料的含量的增加成比例地大致以線性關(guān)系逐漸增加。
然而,在使用平均粒徑45μm的玻璃珠的體系中,可看出:在將纖維狀填料的含量設(shè)為一定的值以下(即,將球狀填料的含量設(shè)為一定以上)的區(qū)域,線膨脹系數(shù)差δα的增加程度被充分地抑制。這意味著在使用平均粒徑45μm的玻璃珠的體系中,纖維狀填料與具有特定大小的填料進行某些相互作用,顯示出與其他體系不同的舉動。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
當(dāng)從本發(fā)明的成型材料得到成型品時,能夠不產(chǎn)生各向異性而具有適度的機械強度。因此,能夠期待作為從所有方向被施力的部位的部件、以及也能夠充分承受存在溫度變化的環(huán)境的部件的應(yīng)用。
因此,可期待能夠應(yīng)用于汽車和精密設(shè)備的內(nèi)部的部件等多種用途。
本申請主張以2014年10月31日申請的日本申請?zhí)卦?014-222875號為基礎(chǔ)的優(yōu)先權(quán),將其公開的全部內(nèi)容援用于本說明書中。