使用纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的層疊基材以及使用該層疊基材的成形品的制造方法
【專利摘要】一種層疊基材，其中，在預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上，層疊有空隙率50％以上99％以下的片材狀物，所述預(yù)浸料基材包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂。
【專利說(shuō)明】
使用纖維増強(qiáng)熱塑性塑料的層疊基材以及使用該層疊基材的 成形品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種層疊基材，其特征在于，在沖壓成形時(shí)形成復(fù)雜形狀的賦形性能 優(yōu)異，特別是可在低模具溫度下成形，并涉及使用該層疊基材的成形品的制造方法。更具體 涉及一種層疊基材，其為易于跟隨肋材(rib)、浮凸（boss)等三維形狀的成形，作為結(jié)構(gòu)構(gòu) 件可維持機(jī)械強(qiáng)度，并且適用于例如航空器構(gòu)件、汽車構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)用具等的纖維增強(qiáng)熱塑性 塑料的中間基材，并涉及該層疊基材的制造方法。
[0002] 本申請(qǐng)主張基于2013年12月6日在日本申請(qǐng)的日本特愿2013-252980號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 將其內(nèi)容引用于本文中。
【背景技術(shù)】
[0003] 作為纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的成形方法，最通常是進(jìn)行沖壓成形：通過(guò)利用壓制機(jī) (press)等對(duì)在增強(qiáng)纖維中含浸熱塑性樹(shù)脂而成的基材(預(yù)浸料基材)進(jìn)行加熱加壓，將其 成形為目標(biāo)形狀。由此獲得的纖維增強(qiáng)塑料成形品，可以通過(guò)將增強(qiáng)纖維設(shè)定為合適的長(zhǎng) 度與含量，而被設(shè)計(jì)成具有所需的力學(xué)性質(zhì)的成形品。但在模具溫度較低的情況下，存在如 下問(wèn)題:無(wú)法獲得充分的沖壓成形性，形成肋材、浮凸等復(fù)雜形狀的賦形能力變得不甚充 分。相反地，在模具溫度高的情況下，雖然可獲得充分的沖壓成形性，但是存在在模具內(nèi)的 固化、結(jié)晶化變得不充分，在從模具取出后發(fā)生較大變形這樣的問(wèn)題。
[0004] 為了解決該問(wèn)題，人們提出了加熱冷卻系統(tǒng)，其中，將模具在高溫下加熱進(jìn)行成 形，接著進(jìn)行冷卻取出成形品（專利文獻(xiàn)1-3)。但是在這些系統(tǒng)中存在諸如設(shè)備費(fèi)用高昂， 并且模具形狀受限的問(wèn)題。
[0005]可認(rèn)為，通常為提高纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的流動(dòng)性，減少增強(qiáng)纖維的含量或者縮 短增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度是有效的。但是已知在該方法中，機(jī)械性能降低，不易獲得具有目標(biāo)強(qiáng)度 的成形品。
[0006]另外，已知通常為提高纖維增強(qiáng)塑料的流動(dòng)性，降低基體樹(shù)脂的粘度是有效的。但 是已知在該方法中，機(jī)械性能也會(huì)降低，不易獲得具有目標(biāo)強(qiáng)度的成形品。
[0007] 進(jìn)一步，通過(guò)降低纖維增強(qiáng)塑料的基體樹(shù)脂的熔點(diǎn)或者玻璃化溫度，有望提高低 溫下的流動(dòng)性。但是在該方法中，存在有成形品在高溫下的機(jī)械性能降低這樣的問(wèn)題。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)日本特許第3977565號(hào) [0011]專利文獻(xiàn)2:日本國(guó)日本特許第4121833號(hào)
[0012] 專利文獻(xiàn)3:日本國(guó)日本特許第4242644號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明想要解決的課題
[0014] 本發(fā)明為了解決如上所述的伴隨現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而開(kāi)發(fā)，其課題在于提供一種層 疊基材及其制造方法，該層疊基材的特征在于，在沖壓成形時(shí)形成復(fù)雜形狀的賦形性能優(yōu) 異，特別是可在低模具溫度下進(jìn)行成形。
[0015] 用于解決問(wèn)題的方案
[0016] 本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)利用以下所示的方法可解決上述課題，完 成了本發(fā)明。即，本發(fā)明通過(guò)在預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上層疊有空隙率50%以上99% 以下的片材狀物，所述預(yù)浸料基材包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂，可解決上述課題。
[0017] 本發(fā)明的要旨在于以下的[1]~[12]。
[0018] [1]一種層疊基材，其中，在預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上，層疊有空隙率50%以 上99 %以下的片材狀物，所述預(yù)浸料基材包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂。
[0019] [2]根據(jù)上述[1]所述的層疊基材，其特征在于，前述預(yù)浸料基材是將多張預(yù)浸料 進(jìn)行層疊而成的預(yù)浸料層疊基材，前述預(yù)浸料包含向一個(gè)方向取向的前述增強(qiáng)纖維與前述 熱塑性樹(shù)脂。
[0020] [3]根據(jù)上述[1]所述的層疊基材，其特征在于，前述預(yù)浸料基材是將前述增強(qiáng)纖 維的纖維束或者前述增強(qiáng)纖維的單纖維分散于前述熱塑性樹(shù)脂中而成的預(yù)浸料基材。
[0021] [4]根據(jù)上述[1]所述的層疊基材，其特征在于，前述預(yù)浸料基材是將預(yù)浸料的矩 形的切片(chip)任意地分散而成的預(yù)浸料基材，前述預(yù)浸料包含向一個(gè)方向取向的所述增 強(qiáng)纖維。
[0022] [5]根據(jù)上述[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，構(gòu)成前述預(yù)浸料基 材的前述增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度為1 〇~1 〇〇mm。
[0023] [6]根據(jù)上述[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，前述片材狀物是包 含熱塑性樹(shù)脂的片材。
[0024] [7]根據(jù)上述[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，前述片材狀物是包 含無(wú)機(jī)纖維的片材。
[0025] [8]根據(jù)上述[1]~[7]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，前述片材狀物是無(wú) 紡布。
[0026] [9]根據(jù)上述[1]~[6]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，前述片材狀物是發(fā) 泡片材。
[0027] [10]根據(jù)上述[1]~[9]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，前述片材狀物的 厚度為0.01mm以上10mm以下。
[0028] [11]根據(jù)上述[1]~[10]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，相對(duì)于預(yù)浸料層 疊基材的表面的至少一個(gè)面的總面積，預(yù)浸料層疊基材的表面的至少一個(gè)面的30面積％以 上由前述片材狀物覆蓋。
[0029] [12]根據(jù)上述[1]~[11]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，未將前述預(yù)浸料 基材與前述片材狀物粘合。
[0030] [13]根據(jù)上述[1]~[12]中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，層疊基材是沖壓 成形用層疊基材。
[0031] [14]-種層疊基材的成形品的制造方法，其包括：（1)將包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù) 脂的預(yù)浸料基材加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上，然后將空 隙率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上而獲得層疊基材 的工序，或者(2)在包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材上，將空隙率50%以上99%以 下的片材狀物層疊于預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上，然后將所獲得的層疊體加熱為構(gòu)成預(yù) 浸料的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上的溫度而獲得層疊基材；
[0032]并包括:接著將前述層疊基材裝入模具中，所述模具的溫度被設(shè)定在構(gòu)成前述預(yù) 浸料的前述熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以下或者玻璃化溫度以下，接著進(jìn)行沖壓成形。
[0033] [15]根據(jù)上述[14]所述的制造方法，其中，前述模具的溫度為50°C~200°C。
[0034] 發(fā)明的效果
[0035] 根據(jù)本發(fā)明可獲得一種層疊基材、以及使用其的成形品的制造方法，所述層疊基 材的形成復(fù)雜形狀的賦形性能優(yōu)異，特別是可在低模具溫度下進(jìn)行成形。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為表示在本發(fā)明的預(yù)浸料基材的兩個(gè)表面上層疊有空隙率50%以上99%以下 的片材狀物的層疊基材的圖。
[0037]圖2為表示本發(fā)明的實(shí)施例中使用的成形品的圖。
[0038]圖3為表示本發(fā)明中使用的預(yù)浸料的一個(gè)例子的圖。
[0039] 符號(hào)說(shuō)明
[0040] 1:空隙率50%以上99%以下的片材狀物 [0041] 2:包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材
[0042] 3:肋材部
[0043] 4:頂面(層疊基材裝載(charge)部）
[0044] 5:翼緣部
[0045] 6:切口
[0046] 7:增強(qiáng)纖維
[0047] 8:切口與增強(qiáng)纖維所形成的角度
[0048] 9:切口長(zhǎng)
[0049] 10:切斷的增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度
【具體實(shí)施方式】
[0050] 本發(fā)明的第一種實(shí)施方式是一種層疊基材，其中，在預(yù)浸料層疊基材的至少一個(gè) 表面上，層疊有空隙率50%以上99%以下的片材狀物，該預(yù)浸料層疊基材包含增強(qiáng)纖維與 熱塑性樹(shù)脂。
[0051] -般地，在預(yù)浸料基材的沖壓成形中，利用IR加熱器等加熱設(shè)備將預(yù)浸料基材加 熱為熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上的溫度后，將前述預(yù)浸料基材插入到設(shè)定 為熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以下或者玻璃化溫度以下的模具內(nèi)，通過(guò)加壓壓制而獲得目標(biāo)成形 品。此時(shí)，模具表面引起的冷卻將導(dǎo)致熱塑性樹(shù)脂的粘度增大，因此沖壓成形性產(chǎn)生顯著降 低。
[0052] 為了防止該模具表面引起的冷卻，優(yōu)選的在與模具相接的預(yù)浸料基材的表面設(shè)置 隔熱層，將預(yù)浸料基材的溫度保持在高溫。另外，優(yōu)選該隔熱層可在賦形后迅速地將模具引 起的冷卻傳遞到預(yù)浸料基材，充分地進(jìn)行固化或者結(jié)晶化。
[0053]作為該隔熱層，可以是覆蓋預(yù)浸料基材的一部分或者全部的片材狀，從使其輕量 化且有望獲得充分的隔熱效果考慮，優(yōu)選為包含空氣的隔熱層。在本發(fā)明中，從高隔熱性的 觀點(diǎn)考慮，相對(duì)于預(yù)浸料層疊基材的表面的至少一個(gè)面的總面積，優(yōu)選的預(yù)浸料層疊基材 的表面的至少一個(gè)面的30面積％以上由空隙率50%以上99%以下的片材狀物覆蓋，更優(yōu)選 為50面積％以上。更具體為30~100面積％，更優(yōu)選為50~100面積％。
[0054](空隙率50%以上99%以下的片材狀物）
[0055]關(guān)于用作隔熱層的片材狀物的空隙率，為了保持充分的隔熱性，優(yōu)選為50%以上 99%以下。進(jìn)一步優(yōu)選為60%以上99%以下。另外該片材狀物的厚度沒(méi)有特別限制，但是如 果可維持隔熱性那么越薄則越良好，優(yōu)選為0.01mm以上l〇mm以下，更優(yōu)選為0.05mm以上5mm 以下。予以說(shuō)明，片材狀物的厚度可通過(guò)利用游標(biāo)卡尺或者測(cè)微計(jì)測(cè)定片材狀物的多個(gè)部 位，求出其算數(shù)平均值而測(cè)定。
[0056]此處，空隙率是指空氣相在片材狀物的總體積中所占的體積分?jǐn)?shù)，可按照空隙率 (% ) = { 1-(構(gòu)成片材狀物的物質(zhì)的總體積/片材狀物的總體積）} X 100的程序測(cè)定。
[0057] 關(guān)于該片材狀物，優(yōu)選在沖壓成形前維持著空隙，在沖壓成形之后空隙消失。因此 優(yōu)選為無(wú)紡布或者發(fā)泡片材。
[0058] 另外，優(yōu)選在沖壓成形前不將預(yù)浸料基材與片材狀物粘合。此處"粘合"是指介由 粘合劑或者熱熔接而使預(yù)浸料基材與片材狀物一體化。通過(guò)在沖壓成形前不使預(yù)浸料基材 與片材狀物粘合，從而可維持隔熱性，通過(guò)在沖壓成形后將預(yù)浸料與片材狀物粘合，從而可 提高機(jī)械強(qiáng)度。予以說(shuō)明，沖壓成形后的片材狀物的空隙率優(yōu)選為〇~2%，更優(yōu)選為0~ 1%〇
[0059] 關(guān)于前述無(wú)紡布中使用的纖維，纖維的種類沒(méi)有特別限制，可使用無(wú)機(jī)纖維、樹(shù)脂 纖維、植物纖維、金屬纖維、或?qū)⑺鼈兘M合而得到的混合組成的纖維。作為無(wú)機(jī)纖維，列舉出 碳纖維、石墨纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、碳化鎢纖維、硼纖維、玻璃纖維等。作為樹(shù)脂纖 維，列舉出芳綸纖維、高密度聚乙烯纖維、其它的通常的聚丙烯纖維、尼龍纖維、聚酯等。作 為植物纖維，列舉出麻、黃麻、竹等纖維素纖維。作為金屬纖維，列舉不銹鋼、鐵等的纖維，另 外也可以是覆蓋有金屬的碳纖維。其中優(yōu)選為碳纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維、尼龍纖維、聚 酯纖維。
[0060] 發(fā)泡片材中使用的樹(shù)脂如果是熱塑性樹(shù)脂，那么樹(shù)脂的種類沒(méi)有特別限制，可使 用聚酰胺(尼龍6、尼龍66等）、聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯等）、改性聚烯烴、聚酯(聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等）、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚 醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚苯乙烯、ABS、聚苯硫醚、液晶聚酯、丙烯腈與苯乙烯的共聚物等。另 外，也可使用它們的混合物。進(jìn)一步，也可以是如尼龍6與尼龍66的共聚尼龍的共聚而得到 的共聚物。其中優(yōu)選為聚酰胺、聚烯烴。另外，也可根據(jù)需要預(yù)先添加阻燃劑、耐候性改良 劑、其它的抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、增容劑、導(dǎo)電性填 料等。
[0061] (包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材）
[0062] 本發(fā)明中使用的包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材可以是任何的形態(tài)，可 舉出：將預(yù)浸料層疊而成的基材、將切碎的預(yù)浸料無(wú)規(guī)地分散而成的基材、將前述增強(qiáng)纖維 的纖維束（以下，亦稱為纖維束或增強(qiáng)纖維束)或者前述增強(qiáng)纖維的單纖維（以下，亦稱為單 纖維)分散于熱塑性樹(shù)脂中而成的基材等。它們也可以以原來(lái)的狀態(tài)使用，也可通過(guò)熱壓固 定為板狀之后使用。
[0063] 作為將預(yù)浸料進(jìn)行層疊而成的預(yù)浸料基材，可以是通過(guò)將增強(qiáng)纖維向一個(gè)方向取 向的預(yù)浸料，在同一方向上進(jìn)行層疊而成的基材、通過(guò)偽各向同性地(quasi-isotropy)層 疊而成的基材、或者通過(guò)正交層疊而成的基材，但不特別地拘泥于層疊方法。另外，在前述 預(yù)浸料中也可具有:在增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度方向的橫切方向上，深度可將增強(qiáng)纖維切斷的切口。 在圖3中，相對(duì)于增強(qiáng)纖維的取向方向直線狀切口被設(shè)置為傾斜，但是也可設(shè)置為垂直。切 口的形狀可以是直線狀也可以是曲線狀。關(guān)于切口產(chǎn)生的增強(qiáng)纖維的平均纖維長(zhǎng)度，越短 貝1J沖壓成形性越優(yōu)異，越長(zhǎng)則機(jī)械性能越優(yōu)異，但通?？紤]到兩者的平衡而優(yōu)選為l〇mm以 上100mm以下。予以說(shuō)明，平均纖維長(zhǎng)度可通過(guò)測(cè)定預(yù)浸料上的全部的切口長(zhǎng)度（圖3的9)， 由其算數(shù)平均值求出。優(yōu)選形成切口使平均纖維長(zhǎng)度為上述數(shù)值范圍內(nèi)。予以說(shuō)明，如圖3 所示那樣，切斷的增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度10表示的是從切口到切口為止的長(zhǎng)度。每lm 2預(yù)浸料的切 口的長(zhǎng)度9(以下，亦稱為切口長(zhǎng)）的總和優(yōu)選為20~200m，更優(yōu)選為30~150m。切口6與增強(qiáng) 纖維7所形成的角度8優(yōu)選為30~90度。予以說(shuō)明，俯視觀察時(shí)的切口形狀為曲線的情況下 的角度8,可設(shè)為增強(qiáng)纖維與切口所形成的角度，可與直線的切口同樣地操作而測(cè)定。預(yù)浸 料基材具有切口的情況下，切口優(yōu)選從預(yù)浸料基材的上表面直到下表面為止地切斷增強(qiáng)纖 維。也可進(jìn)一步在層疊的預(yù)浸料之間的全部或者一部分中包含熱塑性樹(shù)脂層。關(guān)于前述預(yù) 浸料中的增強(qiáng)纖維的纖維體積含有率(Vf)，越小則沖壓成形性越優(yōu)異，越大則機(jī)械物性越 優(yōu)異，但一般而言考慮到兩者的平衡，相對(duì)于預(yù)浸料的總體積，優(yōu)選為20%以上60%以下。 關(guān)于該Vf的值，例如使用如下求出的值:根據(jù)通過(guò)水中置換法而獲得的預(yù)浸料的密度pc、通 過(guò)同樣的方法而獲得的纖維的密度Pf、以及預(yù)浸料的質(zhì)量W、燃燒預(yù)浸料使樹(shù)脂燃盡后的重 量W1，使用以下的式子而求出其值。
[0064] fff=(ff-ffl) X100/W 式（3)
[0065] Vf=WfXpc/pf 式（4)
[0066] 關(guān)于矩形的預(yù)浸料的薄片，作為將切碎的預(yù)浸料無(wú)規(guī)地分散而得到的基材，優(yōu)選 為:將使增強(qiáng)纖維取向于一個(gè)方向的預(yù)浸料切割為矩形而成的切割物(短切(chopped)預(yù)浸 料），任意狀分散而成的基材。在切割時(shí)產(chǎn)成的矩形的尺寸沒(méi)有特別限制，但是優(yōu)選將平均 纖維長(zhǎng)切割為l〇mm以上100mm以下，以使沖壓成形性與機(jī)械物性優(yōu)異。另外為了分散為任意 形狀因而優(yōu)選矩形形狀較小，一個(gè)邊的長(zhǎng)度優(yōu)選為5_至50mm。關(guān)于前述預(yù)浸料中的增強(qiáng)纖 維的纖維體積含有率(Vf)，越小則沖壓成形性越優(yōu)異，越大則機(jī)械物性越優(yōu)異，但一般而言 考慮到兩者的平衡，相對(duì)于預(yù)浸料的總體積，優(yōu)選為20%以上60%以下。
[0067] 關(guān)于將增強(qiáng)纖維的纖維束或者增強(qiáng)纖維的單纖維分散于熱塑性樹(shù)脂中而得到的 基材，纖維長(zhǎng)度沒(méi)有特別限制，但是從取得流動(dòng)性與機(jī)械物性的平衡的觀點(diǎn)考慮，增強(qiáng)纖維 的平均纖維長(zhǎng)度優(yōu)選為1mm至20_。其它的實(shí)施方式優(yōu)選為10~100mm。前述預(yù)浸料中的增 強(qiáng)纖維的纖維體積含有率(Vf)越小則沖壓成形性越優(yōu)異，越大則機(jī)械物性越優(yōu)異，但一般 而言考慮到兩者的平衡，相對(duì)于預(yù)浸料的總體積，優(yōu)選為10%以上30%以下。
[0068] 關(guān)于本發(fā)明的預(yù)浸料基材中使用的增強(qiáng)纖維，增強(qiáng)纖維的種類沒(méi)有特別限制，可 使用無(wú)機(jī)纖維、樹(shù)脂纖維、植物纖維、金屬纖維、或?qū)⑺鼈兘M合而得到的混合組成的纖維。作 為無(wú)機(jī)纖維，列舉出碳纖維、石墨纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、碳化鎢纖維、硼纖維、玻璃 纖維等。作為樹(shù)脂纖維，列舉出芳綸纖維、高密度聚乙烯纖維、其它的通常的尼龍纖維、聚酯 等。作為植物纖維，列舉出麻、黃麻、竹等纖維素纖維。作為金屬纖維，列舉不銹鋼、鐵等的纖 維，另外也可以是覆蓋有金屬的碳纖維。它們之中，考慮最終成形物的強(qiáng)度等機(jī)械特性時(shí)， 則優(yōu)選為碳纖維。另外，增強(qiáng)纖維的平均纖維直徑優(yōu)選為1~50μπι，進(jìn)一步優(yōu)選為5~20μπι。 此處直徑是指將增強(qiáng)纖維在垂直于長(zhǎng)度方向的方向切斷時(shí)的斷面的直徑。關(guān)于平均纖維直 徑，可利用測(cè)微計(jì)測(cè)定多條纖維，求出其算數(shù)平均值而測(cè)定。
[0069] 在本發(fā)明的預(yù)浸料基材中使用的樹(shù)脂如果是熱塑性樹(shù)脂，那么樹(shù)脂的種類沒(méi)有特 別限制，可使用聚酰胺（尼龍6、尼龍66等）、聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯等）、改性聚烯烴、聚酯 (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等）、聚碳酸酯、聚酰胺酰亞胺、聚苯醚、聚 砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚苯乙烯、ABS、聚苯硫醚、液晶聚酯、丙烯腈與苯乙烯的 共聚物等。另外，也可使用它們的混合物。其中優(yōu)選為聚酰胺、聚烯烴。進(jìn)一步，也可以是如 尼龍6與尼龍66的共聚尼龍的共聚得到的共聚物。另外，也可根據(jù)需要，預(yù)先添加阻燃劑、耐 候性改良劑、其它的抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、增容劑、 導(dǎo)電性填料等。
[0070] 包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材中，增強(qiáng)纖維優(yōu)選為碳纖維，熱塑性樹(shù) 脂優(yōu)選為改性聚丙烯、或聚酰胺樹(shù)脂，片材狀物優(yōu)選為選自于由聚酯無(wú)紡布、玻璃無(wú)紡布、 以及發(fā)泡聚酰胺組成的組中的至少一種，空隙率優(yōu)選為90~95%。
[0071] 在以下，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的使用層疊基材的成形品的制造方法的一個(gè) 實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不受其特別限制。
[0072] 本發(fā)明的第二實(shí)施方式是一種預(yù)浸料層疊基材的成形品的制造方法，其包括：（1) 將包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或 者玻璃化溫度以上，然后將空隙率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù)浸料基材的至少 一個(gè)表面上而獲得層疊基材，或者(2)在包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材上，將空 隙率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上，然后將所獲得的 層疊體加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上的溫度而獲得層 置基材；
[0073]且包括:接著將前述層疊基材裝入模具，該模具的溫度被設(shè)定為構(gòu)成前述預(yù)浸料 的前述熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以下或者玻璃化溫度以下，接著進(jìn)行沖壓成形。
[0074] 本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式中的層疊基材可通過(guò)如下的層疊基材的制造方法來(lái)制 造，其包括：（1)將包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑樹(shù)脂 的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上，然后將空隙率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù)浸 料基材的至少一個(gè)表面上，或者(2)在包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材上，將空隙 率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上，然后將所獲得的層 疊體加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上的溫度。
[0075] 模具的溫度優(yōu)選為50Γ~20(TC，更優(yōu)選為10(TC~180Γ。
[0076] 沖壓成形是指通過(guò)進(jìn)行加熱加壓將片材狀物進(jìn)行一體化的操作。沖壓成形時(shí)的壓 力優(yōu)選為0.1~l〇MPa。
[0077] (預(yù)浸料）
[0078]關(guān)于本發(fā)明的預(yù)浸料基材中使用的預(yù)浸料，例如，可通過(guò)準(zhǔn)備二張制成薄膜狀的 熱塑性樹(shù)脂，在這二張熱塑性樹(shù)脂之間夾入將增強(qiáng)纖維片材狀地排列而得到的增強(qiáng)纖維片 材，進(jìn)行加熱和加壓，從而獲得。更具體而言，從2個(gè)輥送出由2張由熱塑性樹(shù)脂形成的薄膜， 并且將從增強(qiáng)纖維片材的輥供給的增強(qiáng)纖維片材夾入2張薄膜之間，然后進(jìn)行加熱和加壓。 作為加熱和加壓的手段，可使用公知的手段，也可以是例如利用2個(gè)以上的熱輥，或者使用 多個(gè)預(yù)熱裝置與熱輥對(duì)，等等需要多階段的工序的手段。此處，構(gòu)成薄膜的熱塑性樹(shù)脂不需 要為1種，也可使用上述那樣的裝置進(jìn)一步層疊由其它種類的熱塑性樹(shù)脂形成的薄膜。 [0079] 上述加熱溫度雖然也視熱塑性樹(shù)脂的種類而定，但通常優(yōu)選為100~400°C，更優(yōu) 選為150~350°C。另一方面，加壓時(shí)的壓力通常優(yōu)選為0.1~lOMPa。如果處于此范圍，則可 將熱塑性樹(shù)脂含浸在預(yù)浸料中所含的增強(qiáng)纖維之間，因而優(yōu)選。另外，本發(fā)明的層疊基材中 可使用的預(yù)浸料也可使用市售的預(yù)浸料。
[0080] (預(yù)浸料層疊基材）
[0081] 將通過(guò)這樣操作而獲得的預(yù)浸料按照成為一個(gè)方向、偽各向同性、或者正交層疊 的方式層疊而制成預(yù)浸料層疊基材，本發(fā)明的預(yù)浸料層疊基材，優(yōu)選將預(yù)浸料層疊為4~96 層。另外，前述預(yù)浸料可利用激光打標(biāo)機(jī)、切繪機(jī)、切邊模(抜型）等按照連續(xù)切斷纖維的方 式施加切口。
[0082](無(wú)規(guī)預(yù)浸料基材）
[0083]利用切割機(jī)等將如上述那樣操作而獲得的預(yù)浸料加工為切條(slitter)等狹窄寬 度的膠帶狀，然后利用造粒機(jī)、剪斷機(jī)、輥式切刀等切碎為固定長(zhǎng)度從而獲得短切預(yù)浸料。 作為使纖維方向無(wú)規(guī)的短切預(yù)浸料的分散方法，可適當(dāng)采用例如如下的方法:使得短切預(yù) 浸料從高的位置自然落下從而堆積于在輸送帶上流動(dòng)的容器、模具的口模（夕'V)的方法， 在落下路徑上吹入空氣而產(chǎn)生氣流的方法，在落下路徑安裝擋板的方法，將積蓄的短切預(yù) 浸料攪拌后配置在口模上的方法等。在上述層疊物中，短切預(yù)浸料的層疊數(shù)優(yōu)選設(shè)為2~ 100 層。
[0084] (分散有纖維束或者單纖維的預(yù)浸料基材）
[0085] 作為使得增強(qiáng)纖維的纖維束或者增強(qiáng)纖維的單纖維良好分散于基體樹(shù)脂中的方 法，例如列舉出以下的方法?？刹捎萌缦碌姆椒?利用剪斷機(jī)、輥式切刀等將增強(qiáng)纖維切斷 為固定長(zhǎng)度，另外基體樹(shù)脂也在紡絲后進(jìn)行切斷而制成固定長(zhǎng)度的纖維狀，然后在大量的 水中使用攪拌機(jī)將兩者分散，之后通過(guò)于過(guò)濾器而去除水分，從而將增強(qiáng)纖維束均勻分散 于基體樹(shù)脂中。在上述方法中，關(guān)于水分中的增強(qiáng)纖維與基體樹(shù)脂的重量濃度，相對(duì)于均勻 分散的分散液(包含水分、增強(qiáng)纖維、以及基體樹(shù)脂）的總重量?jī)?yōu)選為1%以下。另外，此時(shí)在 水分中也可包含結(jié)合增強(qiáng)纖維束與纖維狀樹(shù)脂的粘合劑。
[0086] (無(wú)紡布）
[0087] 在利用上述方法而獲得的預(yù)浸料基材表面的一部或者全部上使用無(wú)紡布作為隔 熱層的情況下，為了制造前述無(wú)紡布，例如列舉出以下的方法?？刹捎萌缦碌姆椒?利用梳 理成網(wǎng)、氣流成網(wǎng)將平均纖維長(zhǎng)5~100mm的纖維狀物任意狀分散而制成片材狀，然后使用 粘接劑的噴霧、熱恪接、或針刺(needle punch)等將纖維彼此結(jié)合。
[0088] 另外，本發(fā)明的層疊基材中可使用的無(wú)紡布也可使用市售的無(wú)紡布。
[0089](發(fā)泡片材）
[0090] 在利用上述方法而獲得的預(yù)浸料基材表面的一部或者全部上使用發(fā)泡片材作為 隔熱層的情況下，為了制造前述發(fā)泡片材，例如列舉出以下的方法。可采用如下的方法:將 熱塑性樹(shù)脂粒料與發(fā)泡劑混合，投入于片材成形機(jī)，利用多個(gè)冷卻輥對(duì)出自模具出口發(fā)泡 的樹(shù)脂片材進(jìn)行冷卻，從而獲得目標(biāo)空隙率的發(fā)泡片材。
[0091] 另外，關(guān)于本發(fā)明的層疊基材中可使用的發(fā)泡片材，也可使用市售的發(fā)泡片材。
[0092] (層疊基材的制造方法）
[0093] 本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式中的層疊基材的成形品可通過(guò)如下的制造方法而制造， 所述制造方法包括：（1)將包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的 熱塑樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上，然后將空隙率50%以上99%以下的片材狀物層 疊于預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上而獲得層疊基材，或者，（2)在包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù) 脂的預(yù)浸料基材上，將空隙率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù)浸料基材的至少一個(gè) 表面上，然后將所獲得的層疊體加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫 度以上的溫度而獲得層疊基材;并包括:接著將前述層疊基材裝入模具，該模具的溫度被設(shè) 定為構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以下或者玻璃化溫度以下，接著進(jìn)行沖壓成形。
[0094] 上述加熱溫度雖然也視熱塑性樹(shù)脂的種類而定，但通常優(yōu)選為相比于熔點(diǎn)或者玻 璃化溫度高10~l〇〇°C的溫度。另外，在片材狀物的軟化點(diǎn)低于上述加熱溫度的情況下，優(yōu) 選采?。?)所述的方法，在片材狀物的軟化點(diǎn)高于上述加熱溫度的情況下，優(yōu)選采取(2)的 方法。上述模具溫度雖然也視熱塑性樹(shù)脂的種類而定，但通常優(yōu)選為相比于熔點(diǎn)或者玻璃 化溫度低0~200°C的溫度。另外沖壓成形時(shí)的壓力越高則沖壓成形性越變良好，因而施加 于成形品的壓力通常優(yōu)選為〇· 1~50MPa。
[0095] 本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式中的層疊基材優(yōu)選為沖壓成形用層疊基材。即，優(yōu)選使 用本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式中的層疊基材，作為在沖壓成形中用于制造成形品的材料。本 發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式中的層疊基材作為沖壓成形用層疊基材的使用方法包含如下的工 序:將層置主劑(積層基剤)插入于t旲具之后進(jìn)彳丁加壓的工序、保持一定時(shí)間而冷卻的工序、 以及取出工序。
[0096] 加壓之時(shí)的壓力優(yōu)選為5~500t。
[0097] 加壓的時(shí)間優(yōu)選為10~1800秒。
[0098] 實(shí)施例
[0099]以下，利用實(shí)施例更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不受限于實(shí)施例中記載的發(fā) 明。
[0100](成形性的評(píng)價(jià)）
[0101]本發(fā)明的層疊基材在成形時(shí)的流動(dòng)性良好，因而可成形為各種復(fù)雜形狀。所述的 流動(dòng)性，例如，可以在將層疊基材加熱之后，在具有肋材等復(fù)雜形狀的模具內(nèi)進(jìn)行加壓時(shí)， 根據(jù)層疊基材是否填充至肋材的頂端(先端)從而進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體而言，將厚度約2mm的層疊 基材切為380mm X 45mm，在IR加熱器(NGK kiln-tech制：制品名:遠(yuǎn)紅外線加熱器式加熱爐） 內(nèi)保持一定時(shí)間，利用安裝在300t壓制機(jī)(川崎油工制：制品名：TMP2-300)中的帶有肋材的 帽形槽模具(hat channel mold)，在75t的壓力下保持60秒，從而獲得圖2所示的成形品。其 結(jié)果，將層疊基材完全地填充至肋材的頂端的情況評(píng)價(jià)為〇，將沒(méi)有完全地填充肋材的情 況評(píng)價(jià)為X。
[0102] (實(shí)施例1)
[0103] 將碳纖維(三菱麗陽(yáng)制，制品名:PYR0FIL(注冊(cè)商標(biāo))TR-50S15L)拉動(dòng)對(duì)齊為平面， 使增強(qiáng)纖維的方向朝向一個(gè)方向，從而制成單位面積重量為72. Og/m2的增強(qiáng)纖維片材。以 酸改性聚丙烯樹(shù)脂制的薄膜(三菱化學(xué)公司制，制品名:M0DIC(注冊(cè)商標(biāo))P958、單位面積重 量:36.4g/m 2)夾持該增強(qiáng)纖維片材的兩面，通過(guò)于壓延輥，使得熱塑性樹(shù)脂含浸增強(qiáng)纖維 片材，獲得纖維體積含有率(Vf)為33%、厚度為0.12mm的預(yù)浸料。
[0104]將所獲得的預(yù)浸料切為300mm見(jiàn)方，使用切繪機(jī)（Laserck公司制，制品名：L-2500)，如圖3所示那樣以固定間隔施加切口。此時(shí)，除距離片材的端部5_的內(nèi)側(cè)部分，按照 增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度固定為L(zhǎng) = 25.0mm、平均切口長(zhǎng)為1 = 42.4mm的方式，俯視時(shí)切斷纖維的切 口與增強(qiáng)纖維所形成的角度θ = 45°，進(jìn)行切口加工。
[0105] 將通過(guò)這樣操作而獲得的具有切口的預(yù)浸料進(jìn)行偽各向同性（[0/45/90/-45]S2) 的16層重疊，利用超聲波焊接機(jī)(Emerson Japan，Ltd.制，制品名：2000LPt)進(jìn)行點(diǎn)焊從而 制成預(yù)浸料基材。
[0106] 將這樣操作而獲得的預(yù)浸料基材配置于300mm見(jiàn)方且深度為1.5mm的印籠模具（印 籠型）內(nèi)，使用壓縮成形機(jī)(神藤金屬工業(yè)所制，制品名：SFA-50HH0)，利用高溫側(cè)壓制機(jī)在 220°C、油壓指示OMPa的條件下保持7分鐘，接著在相同溫度在油壓指示2MPa(壓制壓 0.55MPa)的條件下保持7分鐘，然后將模具移動(dòng)到冷卻壓制機(jī)，在30°C以油壓指示5MPa(壓 制壓1.38MPa)保持3分鐘從而獲得了一體化后的預(yù)浸料基材。
[0107] 將通過(guò)這樣操作而獲得的預(yù)浸料基材以切為4張380mmX45mm的材料，將2張重疊 制成2組，將其利用280°C的IR加熱器加熱5分鐘。其后，將加熱后的2組的預(yù)浸料基材進(jìn)行重 疊，配置在常溫的360mmX100mm的聚酯無(wú)紡布（高安制：7^77^二一Z^C-100-107:空 隙率90%)的中央部，并使得無(wú)紡布處于下側(cè)，制成層疊基材。其后立即將其插入到300t壓 制機(jī)中的加熱至90°C的帶有肋材的帽形槽模具的下表面上，使其與無(wú)紡布接觸，以壓制力 75t加壓60秒而獲得成形品。
[0108] 通過(guò)這樣操作而獲得的成形品具有圖2所示那樣的頂面4、肋材部3、以及翼緣部5。 所獲得的成形品的表面光澤是良好的，層疊基材填充至翼緣部5與肋材部3的頂端。
[0109] (實(shí)施例2)
[0110]將通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法獲得的預(yù)浸料基材切為4張380mm X 45mm的材料，將2 張重疊而制成2組，將其中1個(gè)組配置在切出為380mmX90mm的玻璃纖維無(wú)紡布(Oribest制： GRABEST0S FBP-025:空隙率95 % )的中央部并且使得無(wú)紡布處于下側(cè)，制成了層疊基材。將 它們利用280°C的IR加熱器加熱5分鐘，然后沒(méi)有無(wú)紡布的1個(gè)組配置在附帶無(wú)紡布的1個(gè)組 之上，立即將其插入到300t壓制機(jī)中的加熱至80°C的帶有肋材的帽形槽模具的下表面上， 使其與無(wú)紡布接觸，以壓制力75t加壓60秒。
[0111] 通過(guò)這樣操作而獲得的成形品的表面光澤良好，層疊基材填可充至肋材的頂端。
[0112] (比較例1)
[0113] 通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法將預(yù)浸料基材進(jìn)行加熱并且加壓，除沒(méi)有使用聚酯無(wú) 紡布以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法制成層疊基材，獲得了成形品。通過(guò)這樣操作而獲得 的成形品的表面光澤良好，但是一部分肋材頂端未得到填充。
[0114] (比較例2)
[0115] 通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法將層疊基材進(jìn)行加熱、加壓，除使用了低發(fā)泡聚丙烯片 材(三井化學(xué)Tohcello制:Happoto:空隙率30%)來(lái)替代聚酯無(wú)紡布此以外，通過(guò)與實(shí)施例1 同樣的方法制成層疊基材，獲得了成形品。
[0116] 通過(guò)這樣操作而獲得的成形品的表面光澤良好，但是一部分肋材頂端未得到填 充。
[0117] (比較例3)
[0118] 利用與比較例1同樣的方法在不使用聚酯無(wú)紡布的狀態(tài)下制成層疊基材，利用IR 加熱器進(jìn)行加熱，在模具溫度130 °C進(jìn)行沖壓成形。
[0119] 通過(guò)這樣操作而獲得的成形品沒(méi)有表面光澤，在肋材頂端發(fā)生氣體蓄積，填充不 充分。
[0120] (實(shí)施例3)
[0121] 在一個(gè)方向上將碳纖維（三菱麗陽(yáng)公司制，制品名：PYR0FIL(注冊(cè)商標(biāo)）TR-50S15L)拉動(dòng)對(duì)齊為平面，制成單位面積重量成為72.Og/m 2的增強(qiáng)纖維片材，利用由聚酰胺 樹(shù)脂（尼龍6、宇部興產(chǎn)公司制，制品名：1013B)形成的單位面積重量為45.6g/m 2的薄膜，夾 持增強(qiáng)纖維片材的兩面，通過(guò)壓延輥，將熱塑性樹(shù)脂含浸纖維片材，獲得纖維體積含有率 (Vf)為33%、厚度為0.12mm的預(yù)浸料。對(duì)于該預(yù)浸料，按照增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度固定為L(zhǎng) = 25.0mm、平均切口長(zhǎng)為1 = 42.4mm、在俯視中的切斷纖維的切口與增強(qiáng)纖維所形成的角度為 θ = 45°，實(shí)施切口加工。將IR加熱器的設(shè)定溫度設(shè)為320°C、將加熱時(shí)間設(shè)為10分鐘，將帶有 肋材的帽形槽模具的設(shè)定溫度設(shè)為120°C，除此以外，通過(guò)與實(shí)施例1同樣的方法使用聚酯 無(wú)紡布制成層疊基材與其成形品，對(duì)沖壓成形性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0122] 其結(jié)果，獲得了表面光澤良好、層疊基材填充至肋材的頂端的成形品。
[0123] (實(shí)施例4)
[0124] 使用與實(shí)施例3同樣地操作而獲得的預(yù)浸料基材，通過(guò)與實(shí)施例2同樣的方法使用 玻璃無(wú)紡布制成層疊基材，在與實(shí)施例3同樣的條件下進(jìn)行加熱、加壓而對(duì)沖壓成形性進(jìn)行 評(píng)價(jià)。其結(jié)果，獲得了表面光澤良好、層疊基材填充至肋材的頂端的成形品。
[0125] (實(shí)施例5)
[0126] 使用尼龍發(fā)泡片材（IN0AC制：商品名Ζ0ΤΕΚ NB-50:空隙率95% )來(lái)替代聚酯無(wú)紡 布，除此以外，與實(shí)施例3同樣地制成層疊基材，在與實(shí)施例3同樣的條件下對(duì)沖壓成形性進(jìn) 行了評(píng)價(jià)。其結(jié)果，獲得了層疊基材填充至肋材的頂端的成形品。
[0127] (實(shí)施例6)
[0128] 與實(shí)施例4同樣地使用玻璃無(wú)紡布制成的層疊基材，除使玻璃無(wú)紡布配置在預(yù)浸 料基材的兩側(cè)，利用IR加熱器加熱后進(jìn)行沖壓成形以外，與實(shí)施例4同樣地對(duì)沖壓成形性進(jìn) 行了評(píng)價(jià)。其結(jié)果，獲得了層疊基材填充至肋材的頂端的成形品。
[0129] (比較例4)
[0130] 與實(shí)施例3同樣地制成預(yù)浸料基材，利用IR加熱器進(jìn)行了加熱，但是在不使用無(wú)紡 布的狀態(tài)下實(shí)施沖壓成形而獲得成形品，對(duì)沖壓成形性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。其結(jié)果，表面光澤良 好，但是向肋材的填充不充分。
[0131] (實(shí)施例7)
[0132] 使用切繪機(jī)(Laserck公司制，制品名:L-2500)，將由實(shí)施例1獲得的預(yù)浸料切斷為 纖維方向25mm、垂直于纖維的方向15mm的切片狀從而獲得了短切預(yù)浸料。將220g該短切預(yù) 浸料從1500mm的高度自然落下，堆積于300mm見(jiàn)方且深度1.5mm的印籠模具內(nèi)。其后使用壓 縮成形機(jī)(神藤金屬工業(yè)所制，制品名：SFA-50HH0)，利用高溫側(cè)壓制機(jī)在220°C、油壓指示 OMPa的條件下保持7分鐘，接著在相同溫度在油壓指示2MPa(壓制壓0.55MPa)的條件下保持 7分鐘，然后將模具移動(dòng)到冷卻壓制機(jī)，在30°C以油壓指示5MPa(壓制壓1.38MPa)保持3分 鐘，從而獲得了一體化后的預(yù)浸料基材。將該預(yù)浸料基材以與實(shí)施例2同樣的方法，使用玻 璃無(wú)紡布制成層疊基材，實(shí)施加熱、沖壓成形而獲得成形品，對(duì)沖壓成形性進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò) 這樣操作而獲得的成形品的表面光澤是良好的，層疊基材填充至肋材的頂端。
[0133] (實(shí)施例8)
[0134] 利用輥式切刀將碳纖維（三菱麗陽(yáng)制，制品名：PYR0FIL(注冊(cè)商標(biāo))TR-50S15L)的 纖維長(zhǎng)度切斷為長(zhǎng)度6mm。另外，將酸改性聚丙烯樹(shù)脂制的薄膜(三菱化學(xué)公司制，制品名： M0DIC(注冊(cè)商標(biāo))P958)加工為纖維長(zhǎng)3mm的不連續(xù)纖維狀。將該碳纖維束356g與樹(shù)脂纖維 束724g投入于100L的水之中利用攪拌機(jī)攪拌10秒，去除水進(jìn)行干燥而獲得了單位面積重量 為2000g/m 2的墊狀物。該墊狀物220g，插入于300mm見(jiàn)方且深度1.5mm的印籠模具內(nèi)，其后使 用壓縮成形機(jī)(神藤金屬工業(yè)所制，制品名：SFA-50HH0)，利用高溫側(cè)壓制機(jī)在220°C、油壓 指示OMPa的條件下保持7分鐘，接著在相同溫度在油壓指示2MPa(壓制壓0.55MPa)的條件下 保持7分鐘，然后將型移動(dòng)到冷卻壓制機(jī)，在30°C以油壓指示5MPa(壓制壓1.38MPa)保持3分 鐘，從而獲得了一體化了的預(yù)浸料基材。對(duì)于通過(guò)這樣操作而獲得的預(yù)浸料基材，通過(guò)與實(shí) 施例2同樣的方法使用玻璃無(wú)紡布從而獲得了層疊基材。將所獲得的層疊基材加熱，實(shí)施沖 壓成形從而獲得了成形品。通過(guò)這樣操作而獲得的成形品的表面光澤是良好的，層疊基材 填充至肋材的頂端。
[0135] 表中，"PP"表示聚丙烯，"PA6"表示聚酰胺樹(shù)脂。
[0136] 關(guān)于表面光澤的評(píng)價(jià)項(xiàng)目，將表面平滑且可觀察到光澤的情況評(píng)價(jià)為"〇"，將(表 面粗糙并且沒(méi)有光澤的情況評(píng)價(jià)為"X"。關(guān)于肋材填充的評(píng)價(jià)項(xiàng)目，將填充至頂端的情況 評(píng)價(jià)為"〇"，將頂端未填充的情況評(píng)價(jià)為"X"。
[0137] 將評(píng)價(jià)結(jié)果一并記載于表1。
[0138] 表1
[0139]

[0140] < 考察 >
[0141] 根據(jù)以上的結(jié)果可知，本發(fā)明可提供一種層疊主劑，其形成復(fù)雜形狀的賦形性能 優(yōu)異，特別在低模具溫度下的成形性優(yōu)異?？芍?，通過(guò)利用低模具溫度，從而減低由成形后 收縮導(dǎo)致的翹曲，并且獲得表面性能好的成形品?？芍M(jìn)一步通過(guò)使得空隙率高，從而抑 制沖壓成形時(shí)的氣體蓄積，進(jìn)一步，通過(guò)在片材狀物上附加功能，從而可容易地進(jìn)行從加熱 工序轉(zhuǎn)移向沖壓成形時(shí)的處理，另外，通過(guò)使用粘合性優(yōu)異的片材狀物，從而提高粘合時(shí)的 粘合強(qiáng)度。
[0142] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0143] 根據(jù)本發(fā)明可獲得一種層疊基材及其制造方法，所述層疊基材形成復(fù)雜形狀的賦 形性能優(yōu)異，特別是可在低模具溫度下成形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種層疊基材，其特征在于，在預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面上，層疊有空隙率50 %以 上99 %以下的片材狀物，所述預(yù)浸料基材包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊基材，其特征在于，所述預(yù)浸料基材是將多張預(yù)浸料進(jìn)行 層疊而成的預(yù)浸料層疊基材，所述預(yù)浸料包含向一個(gè)方向取向的所述增強(qiáng)纖維與所述熱塑 性樹(shù)脂。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊基材，其特征在于，所述預(yù)浸料基材是將所述增強(qiáng)纖維的 纖維束或者所述增強(qiáng)纖維的單纖維分散于所述熱塑性樹(shù)脂中而成的預(yù)浸料基材。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊基材，其特征在于，所述預(yù)浸料基材是將預(yù)浸料的矩形切 片任意狀分散而成的預(yù)浸料基材，所述預(yù)浸料包含向一個(gè)方向取向的所述增強(qiáng)纖維。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，構(gòu)成所述預(yù)浸料基材的 所述增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度為10~1〇〇_。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，所述片材狀物是包含熱 塑性樹(shù)脂的片材。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，所述片材狀物是包含無(wú) 機(jī)纖維的片材。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，所述片材狀物是無(wú)紡布。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，所述片材狀物是發(fā)泡片 材。10. 根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，所述片材狀物的厚度為 0.01mm以上10mm以下。11. 根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，相對(duì)于預(yù)浸料層疊基 材的表面的至少一個(gè)面的總面積，預(yù)浸料層疊基材的表面的至少一個(gè)面的30面積％以上由 所述片材狀物覆蓋。12. 根據(jù)權(quán)利要求1~11中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，未將所述預(yù)浸料基材 與所述片材狀物粘合。13. 根據(jù)權(quán)利要求1~12中任一項(xiàng)所述的層疊基材，其特征在于，層疊基材是沖壓成形 用層疊基材。14. 一種層疊基材的成形品的制造方法，其特征在于， 其包括：（1)將包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù)浸料基材加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑樹(shù) 脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以上，然后將空隙率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù) 浸料基材的至少一個(gè)表面上而獲得層疊基材，或者(2)在包含增強(qiáng)纖維與熱塑性樹(shù)脂的預(yù) 浸料基材上，將空隙率50%以上99%以下的片材狀物層疊于預(yù)浸料基材的至少一個(gè)表面 上，然后將所獲得的層疊體加熱至構(gòu)成預(yù)浸料的熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以上或者玻璃化溫度以 上的溫度而獲得層疊基材； 并包括:接著將所述層疊基材裝入模具中，所述模具的溫度被設(shè)定在構(gòu)成所述預(yù)浸料 的所述熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)以下或者玻璃化溫度以下，接著進(jìn)行沖壓成形。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其中，所述模具的溫度為50°C~200°C。
【文檔編號(hào)】C08J5/04GK105873754SQ201480066725
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日
【發(fā)明人】石川健, 小笠原隼人, 富岡正雄
【申請(qǐng)人】三菱麗陽(yáng)株式會(huì)社