[发明专利]成型用材料、由其获得的成形制品以及该成形制品的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含易浸渍的碳纤维束和粘附到该碳纤维束的聚碳酸酯的成型用材料，由该成型用材料获得的具有优异的机械性能的成形制品，以及该成形制品的制造方法。

背景技术

已知的用于获得具有高强度并且脆性断裂倾向于被抑制的树脂材料的技术为：利用碳纤维增强树脂，以获得复合材料。尤其是，利用碳纤维来增强作为基质树脂的热塑性树脂而获得的复合材料(该复合材料也被称作碳纤维增强的热塑性树脂，并且以下经常简称为CFRTP)在可加工性和再循环适合性方面是优异的并且被期望用于各种领域。

作为制造包含碳纤维和热塑性树脂的复合材料的方法，已知以粘度相对高的熔融状态的热塑性树脂浸渍碳纤维束、以获得复合材料的方法。在该制造方法中，为了避免由于不充分浸渍而导致成型件的强度降低的麻烦，在通过升高环境温度来降低热塑性树脂的熔融粘度的条件下，在过高的压力下，长时间执行以热塑性树脂对碳纤维束的浸渍处理是必需的。在如此的高压长时间的浸渍处理中，一直存在例如增加制造成本的问题。

作为促进将热塑性树脂浸渍到碳纤维束中的技术，公开了以下方法：将碳纤维与热塑性树脂纤维缠绕以制成纤维束，并向其施加热和压力以熔化热塑性树脂，以便促进浸渍的方法(专利文献1)；先以低分子量的熔融树脂浸渍碳纤维束，然后再以高分子量的热塑性树脂浸渍的方法(专利文献2)；以及在熔融树脂浴中对碳纤维进行开纤并以该熔融树脂浸渍的方法(专利文献3)等。此外，专利文献4描述了促进将热塑性树脂浸渍到碳纤维自身的方法，该方法用于将碳纤维的上浆剂调整为与树脂的润湿性良好的上浆剂。

如上所述，在传统的制造方法中，为了以热塑性树脂充分地浸渍增强纤维束，必需在特殊条件下执行单独的浸渍步骤。因此，传统的方法还不能以如此低的制造成本提供具有优异的性能和外观的CFRTP制品，这些制品越来越多的用于各种用途，且不充分地满足每种CFRTP领域的期望。尤其是，关于将聚碳酸酯用作热塑性树脂的CFRTP，由于聚碳酸酯是熔融粘度特别高的树脂，所以在传统制造方法中倾向于出现涉及浸渍难度的问题，并且期望立即解决该问题。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A-3-121146

专利文献2：JP-A-3-181528

专利文献3：JP-A-5-112657

专利文献4：JP-A-6-166961

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供：一种聚碳酸酯的碳纤维增强的成形制品，该成形制品具有优异的性能和优异的外观；一种通过不会招致制造成本增加的简单加工来制造该成形制品的方法；以及使该制造方法成为可能的成型用材料。

解决问题的手段

在用于解决上述传统问题的调查中，本发明人发现包含特定化合物的碳纤维束(以下，该纤维束被称作易浸渍的碳纤维束)非常容易以塑化的聚碳酸酯进行浸渍。此外，本发明人发现了以下令人惊讶的现象：当将聚碳酸酯粘附到易浸渍的碳纤维束以获得成型用材料并且使该成型用材料在聚碳酸酯的塑炼温度条件下存在于成型模具时，在分散该碳纤维束的同时该聚碳酸酯浸渍到易浸渍的碳纤维束中并且于模具内铺展该碳纤维束。本发明人由此发现在不进行任何与传统技术一样的、在独立步骤中以热塑性树脂浸渍增强纤维的处理的情况下，能够制造具有优异的性能和优异的外观的复合材料的成形制品，并完成了本发明。本发明的要点如下所示。

1.一种成型用材料，其特征在于包含：易浸渍的碳纤维束，该易浸渍的碳纤维束包含碳纤维和以100质量份所述碳纤维计3至15质量份的量的至少一种浸渍助剂，该至少一种浸渍助剂满足以下条件1和2；以及以100质量份所述碳纤维束计50至2,000质量份的量的聚碳酸酯，该聚碳酸酯粘附到所述易浸渍的碳纤维束。

·条件1：300℃下的液体粘度为10Pa·s以下，

·条件2：玻璃化转变温度降低率(ΔTg)大于2[℃/％]，该玻璃化转变温度降低率(ΔTg)由下式(A)定义，该式(A)包括通过添加以100质量份所述聚碳酸酯计1质量份的量的浸渍助剂而获得的树脂组合物的玻璃化转变温度Tg₁[℃]、所述聚碳酸酯的玻璃化转变温度Tg₀[℃]以及所述浸渍助剂的含量(％)。

玻璃化转变温度降低率(ΔTg)[℃/％]＝[(Tg₀[℃])-(Tg₁[℃])]/(浸渍助剂的含量[％])    (A)