夹层层合体、夹层结构体和使用了该夹层结构体的一体化成型品及它们的制造方法_5

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0升)和下部的储水槽(容量10升),在抄制槽和储 水槽之间设有多孔支承体。首先,用搅拌机搅拌该分散介质直至产生微小的空气气泡。然 后,将调整了重量使其成为期望的单位面积重量的短切增强纤维投入到分散有微小的空气 气泡的分散介质中,进行搅拌,由此得到分散有增强纤维的浆料。接着,从储水层抽吸浆料, 借助多孔支承体进行脱水,制成增强纤维抄制体。用热风干燥机使上述抄制体在150°C、2 小时的条件下进行干燥,得到增强纤维垫片(3mm垫片)。得到的增强纤维垫片的特性示于 表2。
[0152] [6mm塾片]
[0153] 用筒形切割机将增强纤维I切割成6mm,得到短切增强纤维,除此之外,与3mm垫片 同样地操作,得到增强纤维垫片(6mm垫片)。得到的增强纤维垫片的特性示于表2。
[0154] [12mm垫片]
[0155] 用筒形切割机将增强纤维I切割成12mm,得到短切增强纤维,除此之外,与3mm垫 片同样地操作,得到增强纤维垫片(12mm垫片)。得到的增强纤维垫片的特性示于表2。
[0156] [25mm塾片]
[0157] 用筒形切割机将增强纤维I切割成25mm,得到短切增强纤维。使得到的短切增强 纤维从80cm的高度自由落下,得到短切碳纤维无规地分布的增强纤维垫片(25mm垫片)。 得到的增强纤维垫片的特性示于表2。
[0158][UD基材]
[0159] 将实施了开纤加工的增强纤维I平行并拢,以1. 4根/cm的密度单向排列,形成使 用了片状增强纤维组的单向性片材,得到增强纤维垫片(UD基材)。得到的UD基材的特性 示于表2。
[0160] [UD预浸料坯]
[0161] 将实施了开纤加工的增强纤维I平行并拢,以1. 4根/cm的密度单向排列,形成片 状增强纤维组。将辅助纤维(共聚聚酰胺纤维,熔点140°C)以3根/cm的密度配置在与上 述增强纤维组正交的方向上,用远红外线加热器加热,由此形成保持片状的单向性片材。用 脱模纸夹持上述单向性片材,一边赋予IMPa的面压,一边使其以Im/分钟的速度通过加热 至180°C的双带式压力机,将上述辅助纤维完全熔融,得到增强纤维组被填充了的UD预浸 料坯。
[0162][织物基材]
[0163] 将增强纤维I平行并拢,以1. 2根/cm的密度单向排列,形成片状增强纤维组。将 增强纤维I以1. 2根/cm的密度排列在与上述增强纤维组正交的方向上,使增强纤维彼此 交错,使用织机形成平纹组织的双向性织物基材,得到增强纤维垫片(织物基材)。得到的 织物基材的特性示于表2。
[0164] [PA复合物]
[0165] 使用双螺杆挤出机(日本制钢所(株)制,TEX- 30a),将增强纤维I和用于制 作PA6片材的母料复合,制造纤维含量为30重量%的注塑成型用颗粒(PA复合物)。
[0166] [GMT]
[0167] 用与实施例1同样的方法将玻璃纤维增强聚丙烯树脂成型材料(GMT)(Quadrant 公司制,"Unisheet"(日语原文:工二シ一卜,(注册商标)P4038 -BK31)成型,得到形成 为I. 6mm厚度的增强纤维垫片(GMT) 〇
[0168] (实施例1)
[0169] 将作为增强纤维垫片的5_垫片、作为热塑性树脂(A)的PA6片材、作为热塑性树 脂(B)的PP片材按照"热塑性树脂(A)/增强纤维垫片/热塑性树脂(A)/增强纤维垫片/ 热塑性树脂(B) /增强纤维垫片/热塑性树脂(B) /增强纤维垫片/增强纤维垫片/热塑性 树脂(B)/增强纤维垫片/热塑性树脂(B)/增强纤维垫片/热塑性树脂(A)/增强纤维垫 片/热塑性树脂(A) "的顺序配置,制作层合前体。接着,经由以下的加压成型条件(I)~ (III)得到夹层层合体。
[0170] (I)将上述层合前体配置在预热至230°C的加压成型用模具模腔内,关闭模具。
[0171] (II)接着,保持120秒,然后赋予3MPa的压力,进一步保持60秒。
[0172](III)打开模具模腔,取出夹层层合体。
[0173] 得到的夹层层合体的特性示于表3-1。
[0174](实施例2)
[0175] 作为增强纤维垫片使用6mm垫片,除此之外,与实施例1同样地操作得到夹层层合 体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1。
[0176](实施例3)
[0177] 作为增强纤维垫片使用6_垫片,作为热塑性树脂(A)使用PA66片材,作为热塑 性树脂(B)使用PA6片材,将层合前体配置在预热至250°C的加压成型用模具模腔内,除此 之外,与实施例1同样地操作得到夹层层合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1。
[0178](实施例4)
[0179] 作为增强纤维垫片使用6_垫片,作为热塑性树脂(A)使用PPS片材,作为热塑性 树脂(B)使用PA66片材,将层合前体配置在预热至285°C的加压成型用模具模腔内,除此之 外,与实施例1同样地操作得到夹层层合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1。
[0180] (实施例5)
[0181] 作为增强纤维垫片使用6_垫片,作为热塑性树脂(A)使用PPS片材,作为热塑性 树脂(B)使用PC片材,除此之外,与实施例4同样地操作得到夹层层合体。得到的夹层层 合体的特性示于表3 - 1。
[0182] (实施例6)
[0183] 作为增强纤维垫片使用6mm垫片,作为热塑性树脂(A)使用PPE片材,除此之外, 与实施例1同样地操作得到夹层层合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1。
[0184] (实施例7)
[0185] 作为增强纤维垫片使用3mm垫片,除此之外,与实施例1同样地操作得到夹层层合 体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1。
[0186] (实施例8)
[0187] 作为增强纤维垫片使用12mm垫片,除此之外,与实施例1同样地操作得到夹层层 合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1。
[0188] (实施例9)
[0189] 作为增强纤维垫片使用25mm垫片,除此之外,与实施例1同样地操作得到夹层层 合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1。
[0190](实施例 10)
[0191] 作为用于皮形成层的增强纤维垫片使用UD基材。针对UD基材,将增强纤维的连 续方向规定为0°,将与0°正交的方向规定为90°。用于芯形成层的增强纤维垫片使用 5mm垫片。热塑性树脂(A)使用PA6片材,热塑性树脂(B)使用PP片材。将它们按照"热 塑性树脂(A) /UD基材(0° )/热塑性树脂(A) /UD基材(90° )/热塑性树脂(B) /5mm垫片 /热塑性树脂(B) /5mm垫片/5mm垫片/热塑性树脂(B) /5mm垫片/热塑性树脂(B) /UD基 材(90° )/热塑性树脂(A)/UD基材(0° )/热塑性树脂(A) "的顺序配置,制作层合前体, 除此之外,与实施例1同样地操作得到夹层层合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 1〇
[0192] (实施例 11)
[0193] 用于皮形成层的增强纤维垫片使用织物基材。用于芯形成层的增强纤维垫片使用 5mm垫片。热塑性树脂(A)使用PA6片材,热塑性树脂(B)使用PP片材。将它们按照"热塑 性树脂(A)/热塑性树脂(A)/织物基材/热塑性树脂(B)/5_垫片/热塑性树脂(B)/5_ 垫片/热塑性树脂(B) /热塑性树脂(B) /织物基材/热塑性树脂(A) /热塑性树脂(A) "的 顺序配置,制作层合前体,除此之外,与实施例1同样地操作得到夹层层合体。得到的夹层 层合体的特性示于表3 - 1。
[0194] (比较例1)
[0195] 作为热塑性树脂(A)使用PP片材,除此之外,与实施例1同样地操作得到夹层层 合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 2。
[0196] (比较例2)
[0197] 作为热塑性树脂(A)使用PP片材,除此之外,与实施例2同样地操作得到夹层层 合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 2。
[0198] (比较例3)
[0199] 作为热塑性树脂(A)及热塑性树脂(B)使用PA66片材,除此之外,与实施例3同 样地操作得到夹层层合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 2。
[0200] (比较例4)
[0201] 作为热塑性树脂(A)使用PP片材,作为热塑性树脂⑶使用PA6片材,除此之外, 与实施例2同样地操作得到夹层层合体。得到的夹层层合体的特性示于表3 - 2。
[0202] (实施例I2)
[0203] 将作为增强纤维垫片的5_垫片、作为热塑性树脂(A)的PA6片材、作为热塑性树 脂(B)的PP片材按照"热塑性树脂(A)/增强纤维垫片/热塑性树脂(A)/增强纤维垫片/ 热塑性树脂(B) /增强纤维垫片/热塑性树脂(B) /增强纤维垫片/增强纤维垫片/热塑性 树脂(B)/增强纤维垫片/热塑性树脂(B)/增强纤维垫片/热塑性树脂(A)/增强纤维垫 片/热塑性树脂(A) "的顺序配置,制作层合前体。接着,经由以下(I)、(II)的加压成型条 件得到夹层层合体。
[0204] (I)将上述层合前体配置在预热至230°C的加压成型用模具模腔内,关闭模具。
[0205] (II)接着,保持120秒,然后赋予3MPa的压力,进一步保持60秒。
[0206] 接着,经由以下的加压成型方法(III)~(V)得到夹层结构体。
[0207] (III)在上述(II)之后,打开模具模腔,向其末端插入金属间隔件,以使得到夹层 结构体时的膨胀倍率成为3倍的方式进行调整。
[0208] (IV)之后,再次将模具模腔闭合,在保持压力的状态下将模腔温度冷却至50°C。
[0209] (V)打开模具,取出夹层结构体。
[0210] 根据截面观察,得到的夹层结构体(图6的29)由皮层27和芯层28构成,并且在 芯层28的内部确认到以增强纤维作为柱状支承体的空隙30。得到的夹层结构体的特性示 于表4 一 1。
[0211] (实施例 13)
[0212] 作为增强纤维垫片使用6mm垫片,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结 构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0213](实施例 14)
[0214] 作为增强纤维垫片使用6mm垫片,作为热塑性树脂(A)使用PA66片材,作为热塑 性树脂(B)使用PA6片材,将层合前体配置在预热至250°C的加压成型用模具模腔内,除此 之外,与实施例12同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0215](实施例 15)
[0216] 作为增强纤维垫片使用6_垫片,作为热塑性树脂(A)使用PPS片材,作为热塑性 树脂(B)使用PA66片材,将层合前体配置在预热至285°C的加压成型用模具模腔内,除此之 外,与实施例12同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0217](实施例 16)
[0218] 作为增强纤维垫片使用6_垫片,作为热塑性树脂(A)使用PPS片材,作为热塑性 树脂(B)使用PC片材,除此之外,与实施例15同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结 构体的特性示于表4 一 1。
[0219](实施例 17)
[0220] 作为增强纤维垫片使用6mm垫片,作为热塑性树脂(A)使用PPE片材,除此之外, 与实施例12同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0221] (实施例 18)
[0222] 作为增强纤维垫片使用3_垫片,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结 构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0223] (实施例 19)
[0224] 作为增强纤维垫片使用12_垫片,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结 构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0225](实施例 2〇)
[0226] 作为增强纤维垫片使用6mm垫片,利用金属间隔件将得到夹层结构体时的膨胀倍 率调整为1. 5倍,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结构体 的特性示于表4 一 1。
[0227](实施例 21)
[0228] 作为增强纤维垫片使用6mm垫片,利用金属间隔件将得到夹层结构体时的膨胀倍 率调整为10倍,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结构体的 特性示于表4 一 1。
[0229](实施例 22)
[0230] 使用实施例10中制作的层合前体,经由实施例12中采用的加压成型条件⑴~ (V),由此得到夹层结构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0231](实施例 23)
[0232] 使用实施例11中制作的层合前体,经由实施例12中采用的加压成型条件⑴~ (V),由此得到夹层结构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 1。
[0233] (比较例5)
[0234] 作为热塑性树脂(A)使用PP片材,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结 构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 2。
[0235](比较例6)
[0236] 作为热塑性树脂(A)使用PP片材,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结 构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 2。
[0237](比较例7)
[0238] 作为热塑性树脂(A)使用PA66片材,作为热塑性树脂(B)使用PA66片材,除此之 外,与实施例14同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 2。
[0239](比较例8)
[0240] 作为热塑性树脂(A)使用PP片材,作为热塑性树脂(B)使用PA6片材,除此之外, 与实施例12同样地操作得到夹层结构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 2。
[0241](比较例9)
[0242] 作为增强纤维垫片使用25mm垫片,除此之外,与实施例12同样地操作得到夹层结 构体。得到的夹层结构体的特性示于表4 一 2。
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