掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

纤维增强树脂复合片材、纤维增强树脂复合材料、以及具备该纤维增强树脂复合材料的树脂成形品

文献发布时间:2023-06-19 16:08:01



技术领域

本发明涉及包含聚酰胺树脂膜和增强纤维的纤维增强树脂复合片材。

背景技术

由于纤维增强树脂复合材料为轻量、高强度且高刚性,因此被广泛使用于运动和休闲用途,以至汽车和飞机等工业用途。作为该纤维增强树脂复合材料的制造方法,有使用中间材料即预浸料的方法,该中间材料使基体树脂浸透至由增强纤维等长纤维(连续纤维)形成的加强材料中而成。根据该方法,具有容易管理所得到的纤维增强树脂复合材料的增强纤维的含量并且可以将其含量设计得较高的优点。通过层叠多个该预浸料并对其进行加热和固化,可以获得纤维增强树脂复合材料的成形品。

以往,在制造纤维增强树脂复合材料时,从强度和刚性优异的观点出发,较多地使用热固性树脂作为基体树脂(例如,参照专利文献1)。但是,使用热固性树脂的预浸料存在耐冲击性低且二次加工和批量生产困难的问题。因此,近年,广泛开发了以热塑性树脂作为基体树脂并浸透于增强纤维中的预浸料。该预浸料容易加热熔融以及冷却固化,因此对纤维增强树脂复合材料进行成形加工时操作性优异,还可期待缩短生产时间等效果,这也有助于降低成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利公开公报特开平8-118381号

发明内容

在使用热塑性树脂作为基体树脂成形纤维增强树脂复合材料的情况下,从耐冲击性、韧性和柔软性等物性优异的观点出发,有时使用聚酰胺树脂作为热塑性树脂。在使用聚酰胺树脂的情况下,一般而言使用聚酰胺6(聚己内酰胺(polycaproamide))的情况较多。这是因为:聚酰胺6价格低廉且可大量获得,易于在较宽的温度范围内维持强度,向增强纤维的浸透性也优异,并且与上浆剂的相容性好,操作性也优异。

但是,由于不能说聚酰胺6的吸水性充分低,因此有可能因吸收水分而影响纤维增强树脂复合材料的物性值。具体而言,因吸收水分而有可能导致纤维增强树脂复合材料的强度等物性值降低或尺寸变化。因此,聚酰胺6有时不适合应用于例如可能被水弄湿或浸润于水中的成形品、在雨水或湿气大的周围环境下被使用的成形品等。需要说明的是,在本说明书中,尺寸变化是包含质量变化的含义的概念。

另一方面,如果仅着眼于吸水性,则在聚酰胺树脂中,聚酰胺12(聚十二酰胺(polydodecanamide))具有显著低的吸水性。然而,聚酰胺12在其物性值方面,玻璃化转变温度Tg低且熔点Tm也低。因此,估计不能制作具有足够强度的纤维增强树脂复合材料。如上所述,在作为纤维增强树脂复合材料的中间材料的纤维增强树脂复合片材具有低吸水性,不会因吸水而引起尺寸变化,并且具有足够的强度的情况下,纤维增强树脂复合材料以及作为最终的成形品的树脂成形品可以在更广泛的用途和周围环境下等使用,因此优选。

因此,本发明的目的在于提供吸水性低且具有优异的强度的纤维增强树脂复合片材。

对此,本发明人为解决上述课题进行了专心研究,从而完成了本发明。

即,本发明一个方面涉及的纤维增强树脂复合片材包含:聚酰胺树脂膜,含有二羧酸成分(a)和二胺成分(b);以及多个增强纤维,将增强纤维束开纤而得到,并且以沿相同方向取向的状态被层叠在所述聚酰胺树脂膜上,其中,所述二羧酸成分(a)的60摩尔%以上且100摩尔%以下是对苯二甲酸,所述二胺成分(b)的60摩尔%以上且100摩尔%以下是1,9-壬二胺以及2-甲基-1,8辛二胺,所述增强纤维的体积含量Vf为20%以上且70%以下,所述纤维增强树脂复合片材的厚度为20μm以上且70μm以下。

根据本发明,可以提供吸水性低且具有优异的强度的纤维增强树脂复合片材。换句话说,本发明的纤维增强树脂复合片材不仅具有优异的强度,而且也不会因吸水导致的尺寸变化而强度等物性变化,因此,适合用作制造例如可能被水弄湿或浸润于水中的成形品、在雨水或湿气大的周围环境下被使用的成形品等时的材料。

附图说明

图1是表示本实施方式的纤维增强树脂复合片材的制造装置的概略结构的一例的图。

图2是表示从本实施方式的纤维增强树脂复合片材切出短切材料的方法的一例的图。

图3是用于说明制作作为本实施方式的纤维增强树脂复合材料的一例的层叠短切片的方法的图。

图4是作为本实施方式的纤维增强树脂复合材料的一例的层叠短切片的剖视图。

具体实施方式

下面,详细说明本发明的实施方式。本发明的范围并不限定于在此说明的实施方式,可以在不损害本发明的宗旨的范围内进行各种变更。

<纤维增强树脂复合片材>

本实施方式的纤维增强树脂复合片材包含聚酰胺树脂膜和层叠在该聚酰胺树脂膜上的多个增强纤维。多个增强纤维以由增强纤维束开纤的多个增强纤维沿相同方向取向的状态被层叠于聚酰胺树脂膜上。

在此,在整个本说明书中,“被层叠于聚酰胺树脂膜上”这一文中使用的“层叠”包含根据聚酰胺树脂膜的物性值、形状,为了层叠而进行的处理的种类及其条件等,“至少在一部分熔合而层叠”、“至少在一部分粘着而层叠”、以及“至少在一部分压接而层叠”的含义。更具体而言,在“层叠”时,可以根据需要进行加热、冷却和/或加压处理。

首先,对本实施方式的纤维增强树脂复合片材所包含的各构成要素进行说明。

[聚酰胺树脂膜]

具体而言,聚酰胺树脂膜可以通过将含有二羧酸成分(a)和二胺成分(b)的聚酰胺树脂制膜而得到。需要说明的是,除了含有二羧酸成分(a)和二胺成分(b)的聚酰胺树脂以外,根据需要,聚酰胺树脂膜还可以含有其它的热塑性树脂、其它的添加物等。以下,对聚酰胺树脂膜中含有的各成分进行说明。

(聚酰胺树脂)

二羧酸成分(a)

在本实施方式中,聚酰胺树脂中二羧酸成分(a)的60摩尔%以上且100摩尔%以下是对苯二甲酸。这是因为:二羧酸成分(a)中的对苯二甲酸低于60摩尔%时,所得到的聚酰胺树脂的耐热性、耐药性等物性会降低。对苯二甲酸在二羧酸成分(a)中所占的比例优选为75摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为85摩尔%以上,或者更进一步优选为90摩尔%以上、95摩尔%以上、99摩尔%以上、99.9摩尔%以上、或100摩尔%。

对苯二甲酸以外的其它的二羧酸成分(a)没有特别限定,可列举例如脂肪族二羧酸(丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,3-二乙基丁二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸等)、脂环族二羧酸(1,3-环戊二羧酸、1,4-环己烷二羧酸等)、芳香族二羧酸(间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,4-亚苯基二氧二乙酸、1,3-亚苯基二氧二乙酸、联苯二甲酸、二苯甲酸、4,4’-羟基二苯甲酸、二苯甲烷-4,4’-二羧酸、二苯砜-4,4’-二羧酸、4,4′-联苯二羧酸等)、或者它们的任意的混合物等。除对苯二甲酸以外的这些其它的二羧酸成分(a)在制造纤维增强树脂复合片材时,可以在不损害本实施方式的纤维增强树脂复合片材的低吸水性以及具有优异的强度的这一效果的范围内使用。

二胺成分(b)

在本实施方式中,聚酰胺树脂中二胺成分(b)的60摩尔%以上且100摩尔%以下是1,9-壬二胺以及2-甲基-1,8辛二胺。通过将二胺成分(b)的60摩尔%以上采用1,9-壬二胺以及2-甲基-1,8辛二胺,从而可以得到低吸水性、高耐热性、耐冲击性优异、可成形温度范围宽的聚酰胺树脂。相对于二胺成分(b)的总量,1,9-壬二胺和2-甲基-1,8辛二胺所占的比例优选为75摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为85摩尔%,或者更进一步优选为90摩尔%以上、95摩尔%以上、99摩尔%以上、99.9摩尔%以上、或100摩尔%。

此外,作为二胺成分(b),含有1,9-壬二胺以及2-甲基-1,8辛二胺中的任一种也无妨。此时,为了不易影响所获得的聚酰胺树脂的低吸水性的物性,优选含有1,9-壬二胺。作为二胺成分(b)含有1,9-壬二胺和2-甲基-1,8辛二胺双方的情况下,1,9-壬二胺与2-甲基-1,8-辛二胺的摩尔比优选为60∶40~99∶1,更优选为70∶30~95∶5,进一步优选为80∶20~95∶5。如上所述,作为二胺成分(b),通过使1,9-壬二胺与2-甲基-1,8-辛二胺相比以较多的摩尔比含有,从而可以得到不仅可成形温度范围宽且成形加工性显著优异,而且耐冲击性优异的聚酰胺树脂。

1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺以外的其它的二胺成分(b)没有特别限定,可列举例如脂肪族二胺(乙二胺、丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、1,10-癸二胺、1,12-二氨基十二烷、3-甲基-1,5-戊二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、5-甲基-1,9-壬二胺等)、脂环族二胺(环己二胺、甲基环己二胺、异佛尔酮二胺等)、芳香族二胺(对苯二胺、间苯二胺、二甲苯二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯醚等)、或它们的任意的混合物等。除1,9-壬二胺和2-甲基-1,8-辛二胺以外的这些其它的二胺成分(b)在制造纤维增强树脂复合片材时,也可以在不损害本发明的低吸水性以及具有优异的强度的效果的范围内使用。

在聚酰胺树脂中,二胺成分(b)整体的摩尔量相对于二羧酸成分(a)整体的摩尔量1优选为0.9以上且1.2以下,更优选为0.95以上且1.1以下,进一步优选为0.98以上且1.05以下。

含有这些成分的聚酰胺树脂可以使用作为制造聚酰胺树脂的方法而对本领域技术人员而言公知的任意的方法来制造。可列举例如:(i)加热二羧酸成分(a)和二胺成分(b)的混合物等,在保持熔融状态的情况下使其聚合的熔融缩聚法;(ii)将通过熔融缩聚法得到的聚酰胺树脂在熔点以下的温度下保持固体状态的情况下使聚合度上升的熔融聚合-固相聚合法;(iii)将二羧酸成分(a)和二胺成分(b)的混合物保持固体状态的情况下使其聚合的固相聚合法等。

优选所得到的聚酰胺树脂的末端通过本领域技术人员公知的任意的封端剂进行封端。封端剂没有特别限定,可列举例如一元羧酸、一元胺、酸酐、单异氰酸酯、一元酸卤化物、单酯类、一元醇类等。这些封端剂可以使用一种,或将两种以上适当组合使用。通过封端剂进行了封端的聚酰胺树脂有耐热性、流动性、韧性、低吸水性以及刚性更优异的倾向。

通过将被制膜的聚酰胺树脂所包含的单体单元设为如上所述的构成,从而所得到的聚酰胺树脂膜和使用其制造的本实施方式的纤维增强树脂复合片材具有低吸水性和高耐热性等物性。

具体而言,作为如上所述的聚酰胺树脂的代表例,有聚酰胺9T(聚对苯二甲酰壬二胺(polynonamethylene terephthalamide))。以下的表1中示出了与聚酰胺6和聚酰胺12比较的聚酰胺9T的大体的物性值,以供参考。需要说明的是,下述表1中的吸水率(%)是在23℃、相对湿度(RH)100%、24小时的条件下的测定值(关于聚酰胺6和聚酰胺12,参照“修订新版工程聚合物”(化学日报工业社)的第174页,关于聚酰胺9T,参照可乐丽制造的“GENESTAR”(注册商标)的PA9T的基本物性值)。

表1

从上述表1可知:聚酰胺9T的吸水率明显低于聚酰胺6,为七分之一左右。此外,聚酰胺9T的玻璃化转变温度Tg和熔点Tm高于聚酰胺6和聚酰胺12。因此,当将聚酰胺9T应用于纤维增强树脂复合片材和使用其的纤维增强树脂复合材料以及树脂成形品时,可特别期待低吸水性和高耐热性。作为市售品,该聚酰胺9T可列举例如熔点Tm(℃)为250℃~320℃的“GENESTAR”(注册商标)(可乐丽制造)(等级:N1000A、N1001A、N1002A、N1006A、N1006D、N1001D等)等。

(其它的热塑性树脂)

根据需要,聚酰胺树脂膜也可以包含除含有上述的二羧酸成分(a)和二胺成分(b)的聚酰胺树脂以外的其它的热塑性树脂。这是为了良好地进行在聚酰胺树脂膜上层叠增强纤维时的树脂流动控制,和/或赋予纤维增强树脂复合片材韧性等附加功能。

该其它的热塑性树脂没有特别限定,可列举例如聚酯、不符合上述的聚酰胺树脂的聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚、聚烯烃、液晶聚合物、聚芳酯、聚砜、聚丙烯腈苯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS、AES、ASA、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩甲醛树脂、嵌段聚合物等。这些热塑性树脂可以使用一种,或将两种以上适当组合使用。

在聚酰胺树脂膜还含有这样的其它的热塑性树脂的情况下,其含量相对于上述的聚酰胺树脂100质量份优选为20质量份以下,更优选为15质量份以下,进一步优选为10质量份以下,更进一步优选为5质量份以下。如果上述的聚酰胺树脂以外的其它的热塑性树脂的含量为20质量份以下,可以在维持聚酰胺树脂膜的低吸水性和耐冲击性的效果的情况下容易地赋予附加功能。

(其它的添加剂)

根据需要,聚酰胺树脂膜可以在不损害本发明的效果的范围内含有公知的各种添加剂。例如,为了提高聚酰胺树脂膜的储存稳定性,避免固化物变色或变质,可以添加抗氧化剂、光稳定剂、耐候性改善材料等。

此外,可列举例如热固性弹性体、热塑性弹性体、阻燃剂(例如含磷聚酰胺树脂和红磷、磷腈化合物、磷酸盐类、磷酸酯类等)、硅油、润湿分散剂、消泡剂、脱泡剂、天然蜡类、合成蜡类、直链脂肪酸的金属盐、酰胺、酯类、石蜡类等脱模剂、结晶二氧化硅、熔融二氧化硅、硅酸钙、氧化铝、碳酸钙、滑石、硫酸钡等的粉体、金属氧化物、金属氢氧化物、玻璃纤维、碳纳米管、富勒烯等无机填料、碳纤维、纤维素纳米纤维等有机填料、铁丹等着色剂、硅烷偶联剂、导电材料、平滑剂(slipping agents)、流平剂、对苯二酚单甲醚等阻聚剂、紫外线吸收剂等。这些添加剂可以使用一种,或将两种以上适当组合使用。

可以适用本领域技术人员公知的任意的方法来制造含有如上所述的成分的聚酰胺树脂膜。膜的制造方法没有特别限定,可列举例如辊涂、逆涂、逗号涂布、刮刀涂布、模涂、凹版涂布、熔融挤出成形法、溶液浇铸法、T模法、日历法等。此外,可以通过使用共挤出法或层压法,来增加厚度或者层叠树脂组成不同的树脂膜来制造。

聚酰胺树脂膜的厚度下限没有特别限定,但优选通过设为5μm以上,成膜时容易良好地维持膜的形态。此外,聚酰胺树脂膜的厚度优选为50μm以下,更优选为45μm以下,进一步优选为40μm以下,更进一步优选为30μm以下。通过将聚酰胺树脂膜的厚度设为50μm以下,在聚酰胺树脂膜上层叠了开纤的多个增强纤维的本实施方式的纤维增强树脂复合片材也能够形成得更薄。

该聚酰胺树脂膜是用于制造本实施方式的纤维增强树脂复合片材的中间材料。通过在聚酰胺树脂膜的一侧表面或两侧表面上以沿相同方向取向的状态层叠由增强纤维束开纤的多个增强纤维,并进行加热、冷却和/或加压处理,从而得到本实施方式的纤维增强树脂复合片材。

[增强纤维]

增强纤维以由增强纤维束开纤的多个增强纤维沿相同方向取向的状态被层叠于上述的聚酰胺树脂膜上。在本说明书中,“多个增强纤维沿相同方向取向的状态”是指对多个增强纤维而言,各增强纤维沿大致平行的方向延伸的状态。

增强纤维的材料没有特别限定,可以根据用途等,从构成纤维增强树脂复合片材的公知的增强纤维中适当地选择即可。作为具体例,可以使用碳纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、高强度聚酯纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、玄武岩纤维等各种无机纤维或有机纤维。其中,从比强度和比弹性的观点出发,优选碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维。此外,由于碳纤维能够提高使用了本实施方式的纤维增强树脂复合片材的成形品的强度和耐腐蚀性等,因此更优选。作为碳纤维,优选使用强度特别高的PAN(聚丙烯腈)系的碳纤维。当将碳纤维用作增强纤维时,可以利用金属对碳纤维进行表面处理。需要说明的是,由这些增强纤维束开纤的增强纤维只要是沿相同方向取向的状态,则可以使用一种或将两种以上适当组合使用。

本实施方式的纤维增强树脂复合片材中,增强纤维相对于纤维增强树脂复合片材的体积含量Vf为20%以上且70%以下。通过将增强纤维的体积含量Vf设定在该范围内,纤维增强树脂复合片材利用增强纤维充分地被加强,因此具有优异的强度。增强纤维的体积含量Vf优选为25%以上,更优选为30%以上,进一步优选为40%以上,更进一步优选为45%以上。此外,增强纤维的体积含量Vf优选为65%以下,更优选为60%以下,进一步优选为55%以下。需要说明的是,纤维增强树脂复合片材中的增强纤维的体积含量Vf不仅通过增强纤维的种类和粗细程度、增强纤维取向的纤维宽度、聚酰胺树脂膜的厚度等,而且可以通过适当控制制造纤维增强树脂复合片材时施加的温度和压力等来调整在上述范围内。增强纤维的体积含量Vf可以通过燃烧法、硝酸分解法以及硫酸分解法等测定,但本说明书中的增强纤维的体积含量Vf采用通过与实施例相同的燃烧法测定的值。

另外,本实施方式的纤维增强树脂复合片材的厚度为20μm以上且70μm以下。纤维增强树脂复合片材的厚度优选为25μm以上,更优选为30μm以上,进一步优选为35μm以上,更进一步优选为40μm以上。此外,纤维增强树脂复合片材的厚度优选为65μm以下,更优选为60μm以下,进一步优选为55μm以下。具体而言,通过在上述范围内尽可能使纤维增强树脂复合片材的厚度薄,从而聚酰胺树脂和增强纤维在大部分熔合而被层叠,因此可以充分地发挥增强纤维所具有的强度。此外,当被施加了应力时,由纤维增强复合片材形成的层叠体(后述的纤维增强树脂复合材料)难以发生层间剥离,疲劳特性也优异。此外,使用纤维增强树脂复合片材时的成形加工性更优异。需要说明的是,纤维增强树脂复合片材的厚度也受聚酰胺树脂膜的厚度影响,但可以通过适当控制制造纤维增强树脂复合片材时施加的温度和压力等而设定在上述范围内。

如上所述,本实施方式的纤维增强树脂复合片材不仅具有低吸水性且高耐热性的物性,而且基于占充分的值的增强纤维的体积含量Vf而具有优异的加强效果和耐疲劳特性,进一步基于纤维增强树脂复合片材的厚度比较薄而具有优异的成形加工性。即,本实施方式的纤维增强树脂复合片材为低吸水性,因此,适合用作制造例如可能被水弄湿或浸润于水中的树脂成形品、在雨水或湿气大的周围环境下被使用的树脂成形品等时的材料。另外,根据本实施方式的纤维增强树脂复合片材,由于能够在尽量减少空隙的情况下将多张纤维增强树脂复合片材层叠以高密度成形各种形状,因此,能够制造具有优异的强度的纤维增强树脂复合材料和树脂成形品。

基于图1对本实施方式的纤维增强树脂复合片材的制造方法的一例进行说明。图1中的各附图标记表示纤维增强树脂复合片材制造装置1、增强纤维束F0、增强纤维((由增强纤维束)开纤的增强纤维)F、聚酰胺树脂膜R0、加热辊2、冷却辊3、环形带4、抽出辊5、卷线轴6、以及纤维增强树脂复合片材S。

纤维增强树脂复合片材S可以使用例如图1所示的纤维增强树脂复合片材制造装置1连续地制造。该纤维增强树脂复合片材制造装置1是由增强纤维束F0和聚酰胺树脂膜R0连续地制造纤维增强树脂复合片材S的装置。

具体而言,纤维增强树脂复合片材制造装置1包括:上下排列的多对(图1中为2对)加热辊2;在加热辊2的下侧上下排列的多对(图1中为2对)冷却辊3;挂设在加热辊2与冷却辊3之间的一对环形带4;位于环形带4的下侧的一对抽出辊5;以及配置在抽出辊5的下侧的卷取用的卷线轴6。

虽然未图示,但在最上段的加热辊2附近设有将增强纤维束F0开纤并展开成带状的开纤机构。该开纤机构通过将增强纤维束F0连续地开纤,从而可以将大量连续的增强纤维F扩展并形成为沿相同方向取向而延伸。作为开纤机构,只要是可以进行这种处理的机构即可,可以使用敲打增强纤维束F0来扩展的机构、向增强纤维束F0吹风来扩展的机构、对增强纤维束F0施加超声波来扩展的机构等各种机构。

在图1的例子中,上述开纤机构具有将开纤后的增强纤维F供给到聚酰胺树脂膜R0的其中一侧的面上的机构和将开纤后的增强纤维F供给到聚酰胺树脂膜R0的另一侧的面上的机构。前者机构被设置成将增强纤维F导入到聚酰胺树脂膜R0的其中一侧的面和与该面接触的加热辊2之间,而后者机构被设置成将增强纤维F导入到聚酰胺树脂膜R0的另一侧的面和与该面接触的加热辊2之间。但是,开纤机构可以将增强纤维F只供给到聚酰胺树脂膜R0的其中一侧的面上。

加热辊2是利用电加热器或加热介质等(例如加热流体)而被加热的高温的辊。2对加热辊2通过环形带4从两侧夹住并加热聚酰胺树脂膜R0和被导入其两面的增强纤维F,从而使增强纤维F连续地层叠于聚酰胺树脂膜R0上。增强纤维F以沿相同方向取向的状态(沿图1的上下方向排列的状态)层叠在聚酰胺树脂膜R0上。

冷却辊3是利用冷却介质等(例如冷却流体)而被冷却的低温的辊。冷却辊3通过环形带4从两侧夹住并冷却层叠了增强纤维F的聚酰胺树脂膜R0,从而将增强纤维F固定于聚酰胺树脂膜R0。据此,聚酰胺树脂膜R0(基体树脂)和增强纤维F被一体化的纤维增强树脂复合片材S成形。

抽出辊5是一边对成形的纤维增强树脂复合片材S施加张力一边将其朝向下方抽出的辊。

卷取用的卷线轴6是用于卷取纤维增强树脂复合片材S的芯材。卷线轴6由马达等驱动源来旋转驱动,通过将被抽出辊5抽出的纤维增强树脂复合片材S依次卷取,从而形成卷状的纤维增强树脂复合片材S。

需要说明的是,也可以不使用图1所示的环形带4,通过使聚酰胺树脂膜R0和开纤的增强纤维向相同方向一起流动并卷取的方法来制造纤维增强树脂复合片材S。

在将增强纤维以开纤的增强纤维沿相同方向取向的状态层叠于聚酰胺树脂膜R0的其中一侧的面上的情况下,通过将图1所示的增强纤维F不是从两侧送出而是从一侧送出,可以获得将增强纤维F层叠于聚酰胺树脂膜的其中一侧的面上的纤维增强树脂复合片材S。

<纤维增强树脂复合材料>

本实施方式的纤维增强树脂复合材料是上述的实施方式的纤维增强树脂复合片材在厚度方向被层叠多张而成的纤维增强树脂复合材料。

在此,在整个本说明书中,“层叠了纤维增强树脂复合片材(或其短切材料)”中使用的“层叠”是指根据纤维增强树脂复合片材(或其短切材料)的物性值、形状、为了层叠而进行的处理的种类及其条件等,“至少在一部分被固定而层叠”、“至少在一部分结合而层叠”、“至少在一部分熔合而层叠”、“至少在一部分粘着而层叠”、以及“至少在一部分压接而层叠”的含义。更具体而言,在“层叠”时,可以根据需要进行加热、冷却和/或加压处理。

被层叠的纤维增强树脂复合片材可以根据所希望的纤维增强树脂复合材料的形状,根据需要进行切断等而被层叠。纤维增强树脂复合片材的层叠张数也没有特别限定,根据所希望的纤维增强树脂复合材料的大小等适当设定即可。纤维增强树脂复合片材可以采用以其增强纤维的纤维方向成为任意方向取向的状态而被层叠的构成,但是优选以多个纤维增强树脂复合片材的增强纤维的纤维方向在二维方向上具有角度差的状态被层叠。

可列举例如,多个纤维增强树脂复合片材以增强纤维的纤维方向在二维方向上各具有约45°的角度差的方式,换句话说,以在二维平面上具有0°、45°、-45°和90°的4轴方向(以下,也称为“45°角度差的4轴方向”)的方式在厚度方向上层叠两片以上,优选层叠4×n片(n为1以上的整数)的纤维增强复合材料。通过纤维增强树脂复合片材如上所述地被层叠,可以提高沿各个纤维方向的拉伸强度和弯曲强度,因此,能够有效地提高纤维增强树脂复合材料的整体强度。

或者,本实施方式的其它的纤维增强树脂复合材料也可以是上述的实施方式的纤维增强树脂复合片材以多个短切材料的形状在厚度方向上被层叠的结构。

例如,可以通过将上述的实施方式的图1所示的纤维增强树脂复合片材S沿长度方向和宽度方向切断来制作多个短切材料。

作为具体例,如图2所示,可以通过如下的步骤制作短切材料。在图2中,各附图标记表示纤维增强树脂复合片材S、区间I、沿长度方向连续的切口X、区间II、从宽度方向的一端连续至另一端的切口Y、以及短切材料C。首先,如图2所示,形成沿长度方向延伸的切口X。即,一边将纤维增强树脂复合片材S沿长度方向送出,一边在其输送路径的中途的区间I形成沿长度方向连续的多个切口X。切口X例如可以使用包含在纤维增强树脂复合片材S的宽度方向上等间隔排列的多个刀片的切断装置来形成。

接着,在接下来的区间II,形成从纤维增强树脂复合片材S的宽度方向的一端连续至另一端的切口Y。切口Y例如可以使用旋切机等来形成。切口Y每当纤维增强树脂复合片材S沿长度方向分别送出固定距离时形成。据此,切出矩形状的多个短切材料C,该短切材料C具有相当于切口X的间距的长度的短边和相当于切口Y的间距的长度的长边。

如上所述,纤维增强树脂复合片材S是在其长度方向上多个增强纤维F以沿相同方向取向的状态被层叠的片材。因此,从该纤维增强树脂复合片材S切出的各短切材料C也以在其长度方向(长边的方向)上多个增强纤维F沿相同方向取向的状态层叠。即,短切材料C包含聚酰胺树脂膜R0和以沿相同方向取向的状态层叠于该聚酰胺树脂膜R0上的多个增强纤维F。

考虑到使用短切材料C来制造的纤维增强树脂复合材料和树脂成形品的赋形性等,可以适当地将短切材料C的尺寸规定为适当尺寸。具体而言,优选短切材料C被形成为短边的长度为2mm以上且50mm以下、且长边的长度为2mm以上且80mm以下的矩形状。通过减小短切材料C的短边和长边的长度,可以将使用短切材料C制造的纤维增强树脂复合材料和树脂成形品中的短切材料C的密度进一步提高。因此,在使用短切材料C制造的纤维增强树脂复合材料和树脂成形品的尺寸不是特别大或者不需要在短时间内大量生产等情况下,将短切材料C的短边和长边的长度变小,就能更有效地提高纤维增强树脂复合材料和树脂成形品的强度。另一方面,在制造尺寸特别大的树脂成形品的情况下,通过将短切材料C的短边和长边的长度增大到不会极端损害强度的程度,从而能够在短时间内更有效地制造纤维增强树脂复合材料及树脂成形品。短切材料C的短边的长度优选为2mm以上,更优选为3mm以上,进一步优选为4mm以上,更进一步优选为4.5mm以上,此外优选为50mm以下,更优选为40mm以下,进一步优选为30mm以下,或者更进一步优选为20mm以下、15mm以下或10mm以下。短切材料C的长边的长度优选为2mm以上,更优选为4mm以上,进一步优选为6mm以上,或者更进一步优选为8mm以上或10mm以上,此外,优选为80mm以下,更优选为70mm以下,进一步优选为60mm以下,或者更进一步优选为50mm以下或45mm以下。

短切材料C的厚度与上述的实施方式的纤维增强树脂复合片材的厚度相同,为20μm以上且70μm以下。优选的厚度也与上述的实施方式的纤维增强树脂复合片材的厚度相同。即,与上述的实施方式的纤维增强树脂复合片材同样,为了使其变薄而尽量减少空隙,并以作为短切材料C的小尺寸层叠多张。因此,可以制造密度更高的、具有显著优异的强度以及低吸水性的纤维增强树脂复合材料以及使用其的树脂成形品。此外,通过设为短切材料C的形状,赋形性变得良好,可以制造形状复杂的树脂成形品。

本实施方式的纤维增强复合材料中,该多个短切材料C可以采用其增强纤维的纤维方向成为任意方向取向的状态而被层叠的构成,但是优选采用多个短切材料C的增强纤维的纤维方向成为在二维中无规取向的状态(伪各向同性)被层叠的构成。

对该纤维增强复合材料的制造方法的一个例子进行说明。首先,在大致水平配置且旋转的带式输送机的上表面分散配置多个短切材料C。对于该短切材料C的分散配置,例如可以使用使短切材料C振动并使其从带式输送机的上方掉下的掉落装置。并且,通过反复进行使用该掉落装置的短切材料C的掉落操作,带式输送机的上表面上的短切材料C的密度和层叠片数增加。其结果,以各短切材料C所含的增强纤维F的纤维方向(换句话说短切材料C的长度方向)在水平面上朝向多个方向取向、且多个短切材料C在厚度方向上重叠的方式,多个短切材料C在带式输送机上层叠。

然后,使用耐热性的环形带或具有离型膜的加热辊,从被层叠的多个短切材料C的末端侧对层叠在带式输送机的上表面上的短切材料C进行加压和热处理,使多个短切材料C一体化。即,被层叠的短切材料C通过使用该加热辊的加压和热处理而彼此接合。如上所述,多个短切材料C向带式输送机的上表面的分散和层叠、以及使用加热辊的加压和热处理连续进行。此外,与如后述的使用载体片材的情况下的制造方法的例子同样,也可以在带式输送机的旋转方向上的多个部位反复进行短切材料C的掉落操作,其结果,可以增加短切材料C的密度以及层叠张数。通过该方法,作为层叠短切片,以卷轴状连续成形多个短切材料C彼此一体化并层叠而成的层叠短切片。虽然未图示,连续成形的形状为:该卷轴状的层叠短切片的一部分截面在后述的图4中省略了载体片材R的形状。该层叠短切片的厚度可以适当设定。

或者,作为纤维增强复合材料的制造方法的另一例,也可以在制作层叠短切片时,在热塑性树脂制的载体片材R上层叠多个短切材料C。以下,使用表示纤维增强复合材料的制造方法的一例的图3和图4进行说明。在图3和图4中,各附图标记表示载体片材R、区间XI、短切材料C、区间XII、区间XIII、层叠短切片(纤维增强复合材料)CS、以及层叠短切片CS的厚度t。

首先,如图3所示,一边将载体片材R沿其长度方向送出,一边在载体片材R的上表面上分散配置多个短切材料C。对于该短切材料C的分散配置,例如可以从载体片材R的上方使用与上述一样的掉落装置。并且,通过在载体片材R的输送方向上的多个位置反复进行使用该掉落装置的短切材料C的掉落操作,从而载体片材R上的短切材料C的密度和层叠张数逐渐增加。即,在载体片材R的长度方向上的多个区间XI、区间XII、区间XIII......,通过反复进行使用掉落装置的短切材料C的掉落操作,以各短切材料C所含的增强纤维F的纤维方向在水平面上向各个方向分散、且多个短切材料C在厚度方向上重叠的方式,在载体片材R上层叠多个短切材料C。

接着,使用加热辊对载体片材R和其上的短切材料C进行加压和热处理,使载体片材R和短切材料C彼此一体化。即,通过使用加热辊的加压和热处理,将短切材料C以层叠状态支撑在载体片材R上,并且被层叠的短切材料C彼此接合。通过该方法,如图4所示,成形在载体片材R的上表面上层叠多个短切材料C而成的层叠短切片CS。该层叠短切片CS的厚度t、也就是载体片材R和层叠在其上的多个以上的短切材料C的合计厚度可以适当设定。

作为载体片材R的材质,可以使用与短切材料C的树脂基本相同的聚酰胺树脂或如上所述的其它的热塑性树脂。

需要说明的是,在图3和图4中,例示了仅在载体片材R的上表面上层叠短切材料C来制作层叠短切片CS的情况,但当然也可以在载体片材R的两侧表面层叠短切材料C。在该情况下,对载体片材R的上表面和下表面依次进行在载体片材R上层叠短切材料C的作业(即,将短切材料C多重地且随机地配置并进行加热和加压的作业)即可。即,在载体片材R的上表面上层叠短切材料C后,将载体片材R翻过来使载体片材R的下表面朝上,在该状态下同样地反复进行层叠短切材料C的作业。其结果,能够制作在载体片材R的两侧表面层叠了短切材料C的层叠短切片。

<树脂成形品>

本实施方式的树脂成形品具备上述的实施方式的纤维增强树脂复合材料。

树脂成形品只要是可以使用上述的实施方式的纤维增强树脂复合材料,并通过本领域技术人员公知的任意的成形方法制造的任意形状的成形品,则可以是任何成形品。例如,可列举一般工业用途、体育用途、航空航天用途等的成形品等。具体而言,可列举例如汽车、自行车、两轮车、铁道车辆等各种车辆、船舶等移动体所使用的成形品等。更具体而言,可列举例如制动踏板、底罩、前端、座椅壳、驱动轴等各种车辆用的成形品;板簧、风车叶片、压力容器、飞轮、造纸辊、屋顶材料、电缆、修理加强件、高尔夫球杆、钓鱼竿、网球拍和羽毛球拍、曲棍球棒、滑雪杖等其它的成形品。

本实施方式的树脂成形品的制造方法没有特别限定。举一个例子,首先,准备以指定尺寸切出的上述的实施方式中说明的板状的多张层叠短切片CS,将它们沿厚度方向重叠并配置在热压机等模具内。然后,通过对重叠的多张层叠短切片CS进行加热和/或加压处理,以及根据需要进行冷却处理,由此可以制造树脂成形品。

根据如上所述的制造方法,由于使用低吸水性的聚酰胺树脂膜R0作为热塑性树脂,因此可以获得难以发生因吸水导致的树脂成形品的物性值降低以及尺寸变化的树脂成形品。此外,由于使用含有增强纤维的体积含量Vf为20%以上且70%以下的足够量的增强纤维F的层叠短切片CS来成形树脂成形品,因此,可以获得利用增强纤维F的优异的加强效果,可以提高树脂成形品的强度。另外,关于以多个短切材料C的增强纤维F的纤维方向成为在二维中无规取向(伪各向同性)的状态被层叠的层叠短切片CS而言,当层叠短切片CS被进行压制加工时,可以减少增强纤维F被切断的可能性,并且可以促进压制加工时的树脂流动来提高树脂成形品的形状自由度。据此,既能各向同性地发挥利用增强纤维F的加强效果,又能无障碍地成形各种形状的树脂成形品。

以上说明了本发明的概要,将本实施方式的纤维增强树脂复合片材等概括如下。

本发明一个方面涉及的纤维增强树脂复合片材包含:聚酰胺树脂膜,含有二羧酸成分(a)和二胺成分(b);以及多个增强纤维,将增强纤维束开纤而得到,并且以沿相同方向取向的状态被层叠在所述聚酰胺树脂膜上,其中,所述二羧酸成分(a)的60摩尔%以上且100摩尔%以下是对苯二甲酸,所述二胺成分(b)的60摩尔%以上且100摩尔%以下是1,9-壬二胺以及2-甲基-1,8辛二胺,所述增强纤维的体积含量Vf为20%以上且70%以下,所述纤维增强树脂复合片材的厚度为20μm以上且70μm以下。

具有该构成的纤维增强树脂复合片材吸水性低,且具有优异的强度。换句话说,该纤维增强树脂复合片材不仅具有优异的强度,而且也不会因吸水导致的尺寸变化而强度等物性变化,因此,适合用作制造例如可能被水弄湿或浸润于水中的成形品、在雨水或湿气大的周围环境下被使用的成形品等时的材料。

此外,优选:所述聚酰胺树脂膜具有5μm以上且50μm以下的厚度,所述增强纤维层叠于所述聚酰胺树脂膜的一侧表面或两侧表面。

此外,更优选:所述增强纤维是碳纤维。

本发明另一个方面涉及的纤维增强树脂复合材料是将上述的本发明的一个方面涉及的纤维增强树脂复合片材在厚度方向上层叠而成的纤维增强复合材料,所述纤维增强复合材料以多个所述纤维增强树脂复合片材的所述增强纤维的纤维方向在二维方向上具有角度差的状态被层叠。

具有该构成的纤维增强树脂复合材料吸水性低,且具有优异的强度。

或者,本发明另一方面涉及的纤维增强树脂复合材料是以多个短切材料的形状在厚度方向上层叠而成的纤维增强复合材料,所述短切材料被形成为使所述纤维增强树脂复合片材呈短边的长度为2mm以上且50mm以下、并且长边的长度为2mm以上且80mm以下的矩形,所述纤维增强复合材料以多个所述短切材料的所述增强纤维的纤维方向成为在二维中无规取向的状态被层叠。

具有该构成的纤维增强树脂复合材料吸水性低,且具有优异的强度。

此外,在上述方面涉及的纤维增强树脂复合材料中,优选:所述纤维增强树脂复合材料还具备载体片材,所述载体片材在其一侧表面或两侧表面将所述多个短切材料以层叠状态支撑。

此外,本发明另一个方面涉及的树脂成形品具备上述的本发明另一个方面涉及的纤维增强树脂复合材料。

具有该构成的树脂成形品吸水性低,且具有优异的强度。换句话说,该树脂成形品不仅具有优异的强度,而且也不会因吸水导致的尺寸变化而强度等物性变化,因此,即使是例如可能被水弄湿或浸润于水中的环境下、在雨水或湿气大的周围环境下等,也可以良好地使用。

实施例

以下,通过实施例对本发明进一步进行具体说明,但是,本发明并不受实施例的任何限定。

如下地制作了实施例1~2以及比较例1~2中的纤维增强树脂复合材料的试验片。

<实施例1>

首先,为了制作纤维增强树脂复合片材而制作了聚酰胺树脂膜。使用安装了T模的挤出成形机,将聚酰胺9T(可乐丽制造,“GENESTAR”(注册商标))颗粒在成形温度290℃~310℃的条件下成形,得到了厚20μm的聚酰胺9T的聚酰胺树脂膜。

使用该聚酰胺树脂膜和作为增强纤维的碳纤维(东丽公司制造,“TORAYCA”,等级:T-700(PAN系碳纤维),纤维直径:7μm,纤丝数:12K,细度(fineness):800tex),并利用图1所示的制造装置,一边对碳纤维束进行开纤一边得到了上述的本实施方式的纤维增强树脂复合片材。此时,辊温度(图1所示的加热辊2的温度)为280℃,输送速度为20m/分钟。所得到的纤维增强树脂复合片材是在聚酰胺树脂膜的两侧表面层叠被开纤的碳纤维束而得到的。相对于纤维增强树脂复合片材的碳纤维的体积含量Vf同样为53%,纤维增强树脂复合片材的厚度为40μm~50μm。需要说明的是,在本实施例中,增强纤维的体积含量Vf通过燃烧法测定。

将所得到的纤维增强树脂复合片材以使开纤的碳纤维成为45°角度差的4轴方向的方式层叠了48张。将层叠的纤维增强树脂复合片材放入模具中,在300℃、2MPa的条件下加热加压15分钟,然后在常温、3MPa的条件下冷却加压了10分钟。从模具取出300mm×300mm×2mm(厚度)的纤维增强树脂复合材料,将该纤维增强树脂复合材料切出成指定的各种尺寸,最终得到了层叠结构为45°角度差的4轴方向的纤维增强树脂复合材料的试验片。纤维增强树脂复合材料的试验片以25mm(短轴方向的长度)×250mm(长轴方向的长度)×2mm(厚度)的尺寸、15mm(短轴方向的长度)×100mm(长轴方向的长度×2mm(厚度)的尺寸、以及50mm×50mm×2mm(厚度)的尺寸切出。该试验片的碳纤维的体积含量Vf也为53%。

<实施例2>

将通过与实施例1相同的方法得到的纤维增强树脂复合片材通过图2所示的方法切断,制作了短边长度为5mm且长边长度为20mm的矩形的多个短切材料。短切材料的厚度与纤维增强树脂复合片材的厚度相同,因此为40μm~50μm。以使开纤的碳纤维具有如图2~图4所示的伪各向同性,即短切材料的碳纤维的纤维方向成为在二维中无规取向(伪各向同性)的方式放入模具内并层叠。将模具内的层叠的短切材料在300℃、2MPa的条件下加热加压15分钟,然后在常温、3MPa的条件下冷却加压了10分钟。从模具取出300mm×300mm×2mm(厚度)的纤维增强树脂复合材料,将该纤维增强树脂复合材料切出成指定的各种尺寸,最终得到了层叠结构为伪各向同性的纤维增强树脂复合材料的试验片。纤维增强树脂复合材料的试验片以25mm(短轴方向的长度)×250mm(长轴方向的长度)×2mm(厚度)的尺寸、15mm(短轴方向的长度)×100mm(长轴方向的长度×2mm(厚度)的尺寸、以及50mm×50mm×2mm(厚度)的尺寸切出。该试验片的碳纤维的体积含量Vf为50%。

<比较例1>

除了使用聚酰胺6(三菱化学公司制造,“DIAMIRON”,等级:C-Z(熔点Tm225℃))作为聚酰胺树脂以外,通过与实施例1相同的方法得到了厚20μm的聚酰胺6的聚酰胺树脂膜,最终得到了层叠结构为45°角度差的4轴方向的、25mm(短轴方向的长度)×250mm(长轴方向长度)×2mm(厚度)的尺寸,15mm(短轴方向的长度)×100mm(长轴方向的长度)×2mm(厚度)的尺寸、以及50mm×50mm×2mm(厚度)的尺寸的纤维增强树脂复合材料的试验片。

<比较例2>

除了使用聚酰胺6(三菱化学公司制造,“DIAMIRON”,等级:C-Z(熔点Tm225℃))作为聚酰胺树脂以外,通过与实施例1相同的方法得到厚20μm的聚酰胺6的聚酰胺树脂膜后,通过与实施例2相同的方法,最终得到了层叠结构为伪各向同性的、25mm(短轴方向的长度)×250mm(长轴方向长度)×2mm(厚度)的尺寸,15mm(短轴方向的长度)×100mm(长轴方向的长度)×2mm(厚度)的尺寸、以及50mm×50mm×2mm(厚度)的尺寸的纤维增强树脂复合材料的试验片。

通过以下所示的方法测定切出的纤维增强树脂复合材料的试验片的拉伸强度和拉伸弹性模量以及弯曲强度和弯曲弹性模量,进一步通过以下所示的方法评价了吸水性。

[拉伸强度(MPa)以及拉伸弹性模量(GPa)]

使用25mm(短轴方向的长度)×250mm(长轴方向的长度)×2mm(厚度)的尺寸的纤维增强树脂复合材料的试验片测定了拉伸强度和拉伸弹性模量。具体而言,按照JIS K7164:2005测定了实施例1~2以及比较例1~2的纤维增强树脂复合材料的试验片的拉伸强度和拉伸弹性模量。

[弯曲强度(MPa)以及弯曲弹性模量(GPa)]

使用15mm(短轴方向的长度)×100mm(长轴方向的长度)×2mm(厚度)的尺寸的纤维增强树脂复合材料的试验片测定了弯曲强度和弯曲弹性模量。具体而言,按照JIS K7074:1988的基于碳纤维增强塑料的四点弯曲(B法)的弯曲试验方法,测定了实施例1~2以及比较例1~2的纤维增强树脂复合材料的试验片的拉伸强度和拉伸弹性模量。

[吸水性的评价]

使用50mm×50mm×2mm(厚度)的尺寸的纤维增强树脂复合材料的试验片评价了吸水性。将纤维增强树脂复合材料的试验片放入80℃的烘箱内6小时,使其成为了绝对干燥状态。接着,将常温的水装入210mm×297mm的不锈钢深盘内至深度10mm左右,并将绝对干燥状态的纤维增强树脂复合材料的试验片浸渍于该深盘中。此时,周围环境设为大气气氛下。每经过指定时间时,从水中取出纤维增强树脂复合材料的试验片,并使用电子天平测定了质量。针对实施例1和比较例1的纤维增强树脂复合材料的试验片分别进行了2次评价试验,并计算出平均质量(g)、从绝对干燥状态的平均质量变化量(时间经过时的平均质量-绝对干燥状态下的平均质量)(g)、以及平均质量变化率(平均质量变化量/绝对干燥状态下的平均质量)(%)。

以下的表2及表3中分别汇总示出了实施例1~2以及比较例1~2的纤维增强树脂复合材料的试验片的上述测定结果、以及实施例1以及比较例1的纤维增强树脂复合材料的试验片的吸水性的评价结果。

表2

由上述表2的结果明确可知:使用聚酰胺9T的膜制作的纤维增强树脂复合材料的试验片与使用聚酰胺6的膜的情况相比,大体上具有尤其的拉伸特性和弯曲特性,具有充分优异的强度。另外,由上述表3的结果可明确:使用聚酰胺9T的膜制作的纤维增强树脂复合材料的试验片与使用聚酰胺6的膜的情况相比,吸水性显著低,即使从浸渍开始后24小时至149小时进行测量,平均质量变化率也保持在0.2%以下,几乎没有发生质量变化。

此外,为了更准确地评价纤维增强树脂复合材料的试验片的吸水性,进行了恒温恒湿环境下的吸水性的追加试验。然后,使用该追加试验后的试验片,进行了吸水后的纤维增强树脂复合材料的试验片的拉伸特性和弯曲特性的评价试验。

在恒温恒湿环境下的吸水性的追加试验中,作为纤维增强树脂复合材料的试验片,使用了通过与上述的实施例1和比较例1相同的方法制作并切出的、层叠结构为45°角度差的4轴方向的25mm(短轴方向的长度)×250mm(长轴方向的长度)×2mm(厚度)的尺寸的试验片。

[恒温恒湿环境下的吸水性的追加试验]

除了使用的纤维增强树脂复合材料的试验片的尺寸不同、以及浸渍纤维增强树脂复合材料的试验片时的周围环境为23℃的温度且50%RH的湿度的恒温恒湿的环境下以外,通过与上述的吸水性的评价试验相同的方法,每经过指定时间时从水中取出纤维增强树脂复合材料的试验片,并使用电子天平测量了质量。在该追加试验中,对上述尺寸的实施例1和比较例1的纤维增强树脂复合材料的试验片分别进行了6次评价试验,与上述同样地计算出了平均质量(g)、从绝对干燥状态的平均质量变化量(g)、以及平均质量变化率(平均质量变化量/绝对干燥状态下的平均质量)(%)。

将恒温恒湿环境下的吸水性的追加试验结果汇总示于以下的表4。

由上述表4的结果可明确:使用聚酰胺9T的膜制作的实施例1的试验片,即使从开始浸渍后经过了864小时,平均质量变化率为0.26%,在恒温恒湿环境下几乎也没有发生质量变化。另一方面,使用聚酰胺6的膜制作的比较例1的试验片在浸渍开始后864小时的平均质量变化率为2.42%,因吸水而发生了质量变化。

接着,使用上述的恒温恒湿环境下的吸水试验后的试验片,进行了吸水后的纤维增强树脂复合材料的试验片的拉仲特性和弯曲特性的评价试验。具体而言,将在23℃且50%RH的恒温恒湿环境下浸渍于水中864小时的实施例1和比较例1的吸水后的试验片分别用作实施例3的试验片和比较例3的试验片,并测定了这些试验片的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度以及弯曲弹性模量。测定方法与上述的方法相同。

将实施例3和比较例3的吸水后的纤维增强树脂复合材料的试验片的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度以及弯曲弹性模量的测定结果汇总示于以下的表5。

表5

由上述表5的结果可明确:使用聚酰胺9T的膜制作的实施例3的试验片与使用聚酰胺6的膜制作的比较例3的试验片相比,具有显著优异的拉伸特性和弯曲特性。认为这是因为:使用聚酰胺6的膜制作的比较例3的试验片因吸水而发生了质量变化,强度等物性值降低了。

相关技术
  • 纤维增强树脂复合片材、纤维增强树脂复合材料、以及具备该纤维增强树脂复合材料的树脂成形品
  • 环氧树脂组合物、固化物、纤维增强复合材料、纤维增强树脂成形品、及纤维增强树脂成形品的制造方法
技术分类

06120114712169