[发明专利]单向取向的带状预浸料坯、以及其成型品

说明书

本发明的课题在于提供一种带状预浸料坯，其包含热塑性树脂、和单向取向的增强纤维，所述带状预浸料坯的带厚度、拉伸强度良好且均匀，最终制品制造成本低；本发明的主旨在于下述带状预浸料坯，其包含热塑性树脂组合物和单向取向的增强纤维，所述带状预浸料坯的平均厚度为0.2mm以上且1.5mm以下，空隙率为5体积％以下，并且，增强纤维分散度为0.5以下。

技术领域

本发明涉及一种拉伸强度优异的带状预浸料坯，其包含单向取向的增强纤维以及热塑性树脂组合物。

背景技术

由增强纤维与基体树脂形成的复合材料是轻质的并且具有优异的力学特性，被广泛利用于汽车构件、航空航天产业用途、建筑·土木材料、运动用品等一般产业用途中。特别是，关于使用了热塑性树脂作为前述基体树脂的复合材料，与纤维增强热固性材料相比较而言，容易利用加热进行熔融，容易利用冷却进行固化，因而有望获得在成型时的处理性提高、循环时间缩短等效果，从工时减少、成本降低的观点考虑引起了人们的关注。

另一方面，与热固性树脂相比较而言，热塑性树脂的熔融粘度通常非常高，因而产生如下的担忧：向增强纤维束的含浸性恶化，随着高粘度树脂的流动而扰乱增强纤维进而导致纤维的取向性、分散性发生恶化，生产率降低，等等。

另外已知晓，对于多种复合材料之中的、通过将连续的增强纤维在单向上进行拉齐并且含浸基体树脂而得到的带状预浸料坯而言，其作为拉伸应力场中的增强材料而最大限度地发挥其特性。

作为上述拉伸应力场中的增强方法的例子，例如与树脂部件进行熔接一体成型而进行增强的方法、利用长丝缠绕法(filament winding)对结构构件进行缠绕而进行增强的方法，被应用于汽车构件、土木·建筑用途。在这样的使用形态中，厚度越薄，则带状预浸料坯的加工性、朝向部件的追随性越变高。

在熔接一体成型、长丝缠绕法中，需要将带状预浸料坯层叠为满足必需强度的厚度。在此情况下，带状预浸料坯的厚度越薄则层叠数越增加，因而在铺叠(lay up)上耗费时间，并且也产生层间的空隙、偏离等成型技术上的担忧事项。因此，将厚的带状预浸料坯使用于成型品时，可实现成型时间的缩短、制造成本的削减以及成型品品质的均匀化。另一方面，厚度越变厚，则基体树脂向增强纤维间的含浸性的降低越令人担忧。

在专利文献1中，通过规定上浆剂(sizing agent)的种类、附着量，从而提供了即使包含大丝束型(large tow type)的纤维束、也仍具有更少的厚度不均、裂纹的预浸料坯。即，记载了下述发明，其改善了在使用了热塑性树脂作为基体树脂的情况下发生的含浸性的降低。

专利文献2中公开了下述成型材料，其是通过将使用了热塑性树脂的空隙率低的带状物进行集束(bundling)而获得的。专利文献2中记载了如下的内容：利用空隙率规定了热塑性树脂向增强纤维间的含浸性，使用具有超过规定数值的空隙的带状物时，集束后的成型材料的弯曲强度降低。

在专利文献3中，对增强纤维的分散度与取向度进行了评价，并且公开了弯曲强度高的带状预浸料坯。其特征在于，将带状预浸料坯的厚度规定为50μm以上且150μm以下，由于是薄物因而具有柔软性，加工为成型体的加工性优异。

在专利文献4中，公开了下述制造方法，其中，利用开纤将增强纤维束拓宽(widening)，在厚度方向上配置多个并含浸热塑性树脂，在含浸槽内层叠多个增强纤维束从而制造片状预浸料坯。此方法的特征在于，能够均匀且良好地使树脂含浸于增强纤维间，能够缩短含浸所需要的时间。

专利文献5中，记载了下述单向性纤维增强带，其包含增强纤维与基体树脂，孔隙(void)率为6％以下，厚度为0.1mm以上且1.5mm以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-203943号公报

专利文献2：日本专利第3317357号公报