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層合體、一體化成型品及它們的制造方法與流程

文檔序號:11442353閱讀:662來源:國知局
層合體、一體化成型品及它們的制造方法與流程

本發明涉及下述層合體、一體化成型品及它們的制造方法,對于所述層合體而言,以熱固性樹脂或熱塑性樹脂為基體樹脂的纖維增強樹脂(有時簡稱為frp)與其他構件、尤其是與熱塑性樹脂的粘接性優異,并且在高溫氣氛中呈現出優異的粘接性,具體而言,本發明涉及具有增強纖維、由熱固性樹脂或熱塑性樹脂形成的基體樹脂、及由熱塑性樹脂形成的多孔質基材的層合體及一體化成型品、以及它們的制造方法。



背景技術:

作為將由增強纖維和熱固性樹脂形成的層合體與其他構件一體化的方法,采用螺栓(bolt)、鉚釘、螺釘等機械性接合方法、使用粘接劑的接合方法。機械性接合方法中,需要實施預先對接合部分進行加工的加工工序,因此,存在生產成本難以降低這樣的問題,另外,存在下述問題:在高溫氣氛中,由于熱膨脹而導致發生松動,從其外觀來看,也會造成應用用途受限。使用粘接劑的接合方法中,需要實施包括粘接劑的準備、粘接劑的涂布作業在內的粘接工序,因此,存在生產成本難以降低這樣的問題,另外,有在粘接強度的可靠性方面得不到充分滿足的問題。

近年來,在汽車領域中,基于車體輕質化的目的,熱塑性樹脂中的被稱為超級工程塑料(superengineeringplastic)的耐熱性極高的熱塑性樹脂被用于金屬的替代材料,另外,在電力·電子領域中,從設備的可靠性的觀點考慮,因反復劇烈的溫度變化而需要耐久性,并且要求耐熱性以及可連續使用溫度的提高。

專利文獻1中公開了具有連續的增強纖維組、和由熱固性樹脂及熱塑性樹脂形成的基體樹脂的層合體及其制造方法。該層合體是將帶來與其他構件的粘接效果的熱塑性樹脂在熱固性樹脂的加熱溫度下熔融或軟化、在纖維增強熱固性樹脂的表面形成熱塑性樹脂粘接層而得到的層合體。另外,將帶來與其他構件的粘接效果的熱塑性樹脂在熱固性樹脂的固化反應時熔融或軟化,在纖維增強熱固性樹脂的表面形成熱塑性樹脂粘接層,從而得到層合體。另外,專利文獻2中公開了在熱塑性樹脂層內埋設有阻燃性優異的、單纖維聚集形態的高耐熱熱塑性樹脂而得到的熱塑性樹脂復合體。使用了該熱塑性樹脂復合體的復合結構體是與專利文獻1同樣地將帶來與其他構件的粘接效果的熱塑性樹脂在復合結構體的加熱溫度下熔融或軟化、形成埋設有高耐熱熱塑性樹脂的熱塑性樹脂粘接層而得到的復合結構體。上述文獻中記載的帶來粘接效果的熱塑性樹脂需要在加熱溫度下熔融或軟化,因此,雖然常溫下的粘接性優異,但對作為在高溫氣氛下使用的構件的適應性有很大限制。

專利文獻3中公開了由纖維增強熱固性樹脂和纖維增強熱塑性樹脂形成的纖維增強樹脂制球拍框(racketframe)。對于該球拍框而言,熱固性樹脂與熱塑性樹脂混合存在于纖維增強熱固性樹脂與纖維增強熱塑性樹脂的邊界處,雖然使用了熔點或軟化點比使熱固性樹脂固化時的加熱溫度高的熱塑性樹脂,但在熱固性樹脂的固化后進一步使溫度上升而將熱塑性樹脂熔融或軟化從而得到球拍框,因此,成型耗費時間。另外,可成為粘接層的熱固性樹脂與熱塑性樹脂的混合層形成于球拍框內部,因此,對與其他構件的粘接及作為高溫氣氛中使用的構件的適應性有很大限制。

專利文獻4中公開了由增強纖維、基體樹脂和熱塑性樹脂形成的、在表層附近分布有由熱塑性樹脂的纖維形成的編織物而成的預浸料坯及其制造方法。該文獻中記載的由熱塑性樹脂的纖維形成的編織物是基于提高層間韌性的目的而使用的,在由上述預浸料坯形成的成型物中,必須使所述編織物存在于層間,因此,在與其他構件進行接合的情況下,需要使用通常的一體化方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利第3906319號公報

專利文獻2:日本特開2007-254718號公報

專利文獻3:日本特開平7-47152號公報

專利文獻4:日本特開平7-149927號公報



技術實現要素:

發明所要解決的課題

本發明嘗試改善上述現有技術的問題點,其課題在于提供尤其是在高溫氣氛中粘接性也優異的層合體及一體化成型品、以及它們的制造方法。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題,本發明采用下述任一構成。

(1)一種層合體,所述層合體具有:

由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)、增強纖維(a)和熱固性樹脂(b);或者

由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)、增強纖維(a)和熱塑性樹脂(d),

所述層合體的特征在于,多孔質基材(c)具有在所述層合體的厚度方向上連續的空隙部,且多孔質基材(c)的熔點或軟化點高于180℃,

在所述層合體的一個表面,多孔質基材(c)相對于所述一個表面而言露出10%以上。

(2)如(1)所述的層合體,其中,多孔質基材(c)為連續體。

(3)如(1)或(2)所述的層合體,其是熱固性樹脂(b)與多孔質基材(c)、或者熱塑性樹脂(d)與多孔質基材(c)形成共連續結構而成的。

(4)一體化成型品,其是將(1)~(3)中任一項所述的層合體與其他構件進行一體化而成的。

(5)一體化成型品的制造方法,其是(4)中所述的一體化成型品的制造方法,其中,利用與得到層合體的工序不同的工序將所述層合體與其他構件進行一體化。

(6)層合體的制造方法,其是利用加熱以及加壓對下述預成型體進行成型的層合體的制造方法,所述預成型體是將由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)層合于由增強纖維(a)和熱固性樹脂(b)形成的基材(p)的表層而得到的預成型體,

所述層合體的制造方法的特征在于,在所述多孔質基材(c)的熔點及軟化點以下的溫度條件下,使熱固性樹脂(b)含浸于所述多孔質基材(c)并且使其固化,從而對所述預成型體進行成型。

(7)如(6)所述的層合體的制造方法,其中,多孔質基材(c)的熔點或軟化點高于180℃。

(8)如(6)或(7)所述的層合體的制造方法,其中,多孔質基材(c)具有在厚度方向上連續的空隙部。

(9)如(6)~(8)中任一項所述的層合體的制造方法,其中,在層合體的至少一個表面,多孔質基材(c)相對于所述表面而言露出10%以上。

(10)如(6)~(9)中任一項所述的層合體的制造方法,其中,多孔質基材(c)為連續體。

(11)一體化成型品的制造方法,其中,將利用(6)~(10)中任一項所述的層合體的制造方法得到的層合體與其他構件進行一體化。

(12)一體化成型品,其是將層合體與其他構件進行一體化而成的一體化成型品,其特征在于,

所述層合體具有:由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)、增強纖維(a)和熱固性樹脂(b);或者由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)、增強纖維(a)和熱塑性樹脂(d),

所述層合體的與其他構件進行一體化的一側的表層中,熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)與多孔質基材(c)形成共連續結構,

在所述層合體的與其他構件進行一體化的一側的表面,多孔質基材(c)相對于所述表面而言露出10%以上,并滿足下式中的任一者的關系,

熱固性樹脂(b)的熱膨脹系數eb<多孔質基材(c)的熱膨脹系數ec,

熱塑性樹脂(d)的熱膨脹系數ed<多孔質基材(c)的熱膨脹系數ec。

(13)如(12)所述的一體化成型品,其中,多孔質基材(c)具有在所述層合體的厚度方向上連續的空隙部。

(14)如(12)或(13)所述的一體化成型品,其中,多孔質基材(c)為連續體。

(15)(12)~(14)中任一項所述的一體化成型品的制造方法,其中,利用熱熔接進行一體化。

(16)如(15)所述的一體化成型品的制造方法,其中,對層合體進行預熱,使多孔質基材(c)成為熔融或軟化狀態,然后,對所述層合體與其他構件進行加壓,由此進行一體化。

(17)如(15)或(16)所述的一體化成型品的制造方法,其中,對層合體進行預熱及加壓之后的露出于層合體的表面的多孔質基材(c)的面積是預熱及加壓前的露出面積的2倍以上。

發明的效果

本發明的層合體與其他構件的粘接性優異。此外,將本發明的層合體與其他構件接合(一體化)而成的本發明的一體化成型品不僅適用于在常溫下使用的構件、制品,而且還適用于在高溫氣氛中使用的構件、制品,其適用范圍廣。另外,上述層合體及一體化成型品的制造方法是能夠容易地得到與其他構件的粘接性優異的層合體、如上文所述那樣適用范圍廣的一體化成型品的制造方法。此外,利用本發明中公開的制造方法得到的層合體及一體化成型品不僅適用于在常溫下使用的構件、制品,而且還適用于在高溫氣氛中使用的構件、制品,其適用范圍廣。

附圖說明

[圖1]是表示層合體的一個例子的示意截面圖,(a)是表示滿足本發明中的條件的情況的示意圖,(b)是表示多孔質基材(c)的露出少的情況的示意圖,(c)是表示多孔質基材(c)的露出多的情況的示意圖。

[圖2]是表示本發明中的多孔質基材(c)的纖維截面的一個例子的示意截面圖,(a)是表示正圓形的示意圖,(b)是表示橢圓形的示意圖,(c)是表示三角形的示意圖,(d)是表示四邊形的示意圖,(e)是表示五邊形的示意圖,(f)是表示星形的示意圖,(g)是表示眉形的示意圖,(h)是表示y形的示意圖。

[圖3]是表示本發明中的預成型體的一個例子的示意圖,(a)是表示在由增強纖維(a)和熱固性樹脂(b)形成的基材(p)的表層上層合多孔質基材(c)而得到的預成型體的示意截面圖,(b)是表示在使熱固性樹脂(b)含浸于增強纖維(a)而形成的預浸料坯的表層上層合多孔質基材(c)而得到的預成型體的示意截面圖,(c)是表示在將多片由增強纖維(a)和熱固性樹脂(b)形成的基材(p)層合而形成的基材(p)的表層上層合多孔質基材(c)而得到的預成型體的示意截面圖。

[圖4]是表示本發明的層合體的表面的示意圖,(a)是層合體的示意截面圖,(b)是從箭頭方向觀察表面13而得到的示意圖。

[圖5]是表示本發明中的熱固性樹脂(b)和多孔質基材(c)結構的一個例子的示意圖,(a)是表示共連續結構的示意立體圖,(b)是從箭頭方向觀察示意立體圖的a截面而得到的示意截面圖。

[圖6]是表示本發明的層合體及一體化成型品的制造方法的一個例子的示意截面圖,(a)是表示層合體的一個例子的示意截面圖,(b)是表示將層合體預熱而使多孔質基材(c)成為熔融或軟化狀態的一個例子的示意截面圖,(c)是表示一體化成型品的一個例子的示意截面圖。

[圖7]是表示本發明的實施例1-1的預成型體的示意立體圖。

[圖8]是表示本發明的實施例1-2的嵌件成型(insertmolding)的示意圖,(a)是表示將層合體(3)配置于模內的狀態的示意圖,(b)是表示將模閉合、并將作為其他構件的注射成型材料熔融并對其進行計量的狀態的示意圖,(c)是表示向模的模腔內注入了已熔融的注射成型材料的狀態的示意圖,(d)是表示在將注射成型材料冷卻后打開模并取出一體化成型品(20)的狀態的示意圖。

[圖9]是表示本發明的實施例8-2的加壓成型的示意圖,(a)是表示將層合體(3)與其他構件在模內重合配置的狀態的示意圖,(b)是表示在加熱加壓后以維持加壓狀態的方式進行冷卻的狀態的示意圖,(c)是表示在冷卻后打開模并取出一體化成型品(20)的狀態的示意圖。

具體實施方式

以下,對本發明的層合體及一體化成型品進行詳細說明。

本發明的層合體是具有下述成分作為其構成要素的層合體,所述成分為:由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)、增強纖維(a)和熱固性樹脂(b);或者由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)、增強纖維(a)和熱塑性樹脂(d)。首先,對各要素進行說明。

<增強纖維(a)>

本發明中的增強纖維(a)的目的在于呈現出層合體的強度、彈性模量等力學特性,例如,可優選例舉:由e玻璃、c玻璃、s玻璃、d玻璃等形成的玻璃纖維;聚丙烯腈系、人造絲系、木質素系、瀝青系的碳纖維;由不銹鋼、鐵、金、銀、鋁、它們的合金等形成的金屬纖維;芳香族聚酰胺纖維;芳族聚酰胺(polyaramide)纖維;氧化鋁纖維;碳化硅纖維;硼纖維;陶瓷纖維。上述纖維可單獨使用或組合使用2種以上。上述增強纖維也可以是實施了表面處理的纖維。作為表面處理,可優選例舉金屬的被粘接處理、利用偶聯劑進行的處理、利用上漿劑進行的處理、添加劑的附著處理等。作為上漿劑,沒有特別限定,優選為在1分子中具有3個以上的選自由羧基、氨基、羥基及環氧基組成的組中的至少1種官能團的化合物。官能團可在1分子中混合存在2種以上,也可并用2種以上的在1分子中具有3個以上同一種官能團的化合物。作為增強纖維(a),從高強度、高彈性模量的觀點考慮,優選為金屬纖維、玻璃纖維、及碳纖維,其中,從輕質性的觀點考慮,優選使用比重小、且比強度、比剛性優異的碳纖維。尤其從能夠實現廉價的生產成本的觀點考慮,優選使用聚丙烯腈系碳纖維。

作為增強纖維(a)的形態,可優選例舉由多根長絲(filament)形成的線束、由該線束構成的平紋織物、緞紋織物或斜紋織物等織物(cloth)、將多根長絲沿單向排列而得到的線束(單向性線束)、由該單向性線束構成的單向性織物等連續纖維基材。此處所謂“連續纖維”,是指在至少一個方向上具有10mm以上的長度的纖維,在層合體中,優選為具有從一端到相對一端為止的長度的纖維。從呈現出高的力學特性的觀點考慮,優選使用連續纖維基材。另外,可優選例舉增強纖維的線束及/或單纖維呈平面狀分散而成的形態,例如,短切線束墊片(mat)、抄紙墊片、梳棉墊片(cardingmat)、氣流成網墊片等纖維分散基材。墊片的形態中,優選使用抄紙墊片,這是因為其單纖維的分散狀態通常不具有規則性,從層合體的形狀賦型性的觀點考慮,優選使用纖維分散基材。

<熱固性樹脂(b)>

本發明中的熱固性樹脂(b)優選為層合體的強度等力學特性、耐熱性優異的樹脂,例如,可優選例舉不飽和聚酯、乙烯基酯、環氧樹脂、酚醛(resol型)樹脂、脲·三聚氰胺樹脂、聚酰亞胺、它們的共聚物、改性物、及將它們中的至少2種混合而得到的樹脂。為了賦予其他特性,例如,從提高耐沖擊性的觀點考慮,可在熱固性樹脂(b)中添加彈性體或橡膠成分。

作為適用于本發明中的熱固性樹脂(b),尤其可舉出環氧樹脂,其通常與固化劑、固化催化劑組合使用。特別優選為將胺類、酚類、具有碳-碳雙鍵的化合物作為前體的環氧樹脂。具體而言,作為將胺類作為前體的環氧樹脂,可舉出四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷、三縮水甘油基對氨基苯酚、三縮水甘油基間氨基苯酚、三縮水甘油基氨基甲酚的各種異構體;作為將酚類作為前體的環氧樹脂,可舉出雙酚a型環氧樹脂、雙酚f型環氧樹脂、雙酚s型環氧樹脂、phenolnovolac型環氧樹脂、cresolnovolac型環氧樹脂;作為將具有碳-碳雙鍵的化合物作為前體的環氧樹脂,可舉出脂環式環氧樹脂等,但不限于上述樹脂。另外,也可使用將上述環氧樹脂進行溴代而得到的溴代環氧樹脂。以四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷為代表的將芳香族胺作為前體的環氧樹脂最適合用于本發明,這是因為其耐熱性良好,且與增強纖維(a)的粘接性良好。

環氧樹脂優選與環氧固化劑組合使用。對于環氧固化劑而言,只要是具有可與環氧基反應的活性基團的化合物即可使用。優選的是,具有氨基、酸酐基、疊氮基的化合物是合適的。具體而言,雙氰胺、二氨基二苯砜的各種異構體、氨基苯甲酸酯類是合適的。具體而言,雙氰胺由于預浸料坯的保存性優異,故而優選使用。另外,二氨基二苯砜的各種異構體由于能夠形成耐熱性良好的固化物,因此最適合用于本發明。

<由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)>

本發明中的由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)的目的在于向層合體賦予與其他構件的粘接功能。作為熱塑性樹脂(c),可例舉聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)樹脂、對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)樹脂、聚對苯二甲酸-1,3-丙二醇酯(ptt)樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(penp)樹脂、液晶聚酯等聚酯系樹脂、聚乙烯(pe)樹脂、聚丙烯(pp)樹脂、聚丁烯樹脂等聚烯烴樹脂、苯乙烯系樹脂、氨基甲酸酯樹脂、以及聚甲醛(pom)樹脂、聚酰胺(pa)樹脂、聚碳酸酯(pc)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)樹脂、聚氯乙烯(pvc)樹脂、聚苯硫醚(pps)樹脂等聚芳硫醚(pas)樹脂、聚醚砜(pes)樹脂、聚酰胺酰亞胺(pai)樹脂、聚醚酰亞胺(pei)樹脂、聚砜(psu)樹脂、改性psu樹脂、聚酮(pk)樹脂、聚醚酮(pek)樹脂、聚醚醚酮(peek)樹脂、聚醚酮酮(pekk)樹脂、聚芳酯(par)樹脂、聚醚腈(pen)樹脂、熱塑性聚酰亞胺(pi)樹脂、聚苯醚(ppe)樹脂、改性ppe樹脂、及聚酰胺(pa)樹脂。另外,這些熱塑性樹脂可以是上述熱塑性樹脂的共聚物、改性物、及/或將它們中的2種以上混合而得到的樹脂等,此外,根據用途等,可在不損害本發明目的的范圍內適當含有其他填料、添加劑。例如,可以為了提高熱塑性樹脂(c)的阻燃性而添加阻燃劑,或者,可以為了容易地制作纖維基材而添加增塑劑,等等。

另外,本發明的層合體中,多孔質基材(c)的熔點或軟化點優選高于180℃。從耐熱性的觀點考慮,更優選為200℃以上,進一步優選為250℃以上。熔點或軟化點的上限沒有特別限定,從多孔質基材(c)的制作、與其他構件的粘接的觀點考慮,更優選為400℃以下,進一步優選為300℃以下。通過使用熔點或軟化點高于180℃的熱塑性樹脂(c),能夠容易地得到這樣的多孔質基材(c)。

其中,從在高溫氣氛中保持優異的粘接性的觀點考慮,優選含有選自由聚芳硫醚樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚醚砜樹脂、聚酰胺樹脂組成的組中的至少1種樹脂。

這些樹脂中,所謂pas樹脂,是主要由-(ar-s)-(其中,ar表示亞芳基)作為重復單元而構成的樹脂,作為亞芳基,例如,可使用對亞苯基、間亞苯基、鄰亞苯基、取代亞苯基、4,4’-二亞苯基砜基、4,4’-亞聯苯基、4,4’-二亞苯基醚基、4,4’-二亞苯基羰基、萘基等。其中,優選使用工業上大量利用的pps樹脂。

本發明的層合體的制造方法中,需要在多孔質基材(c)的熔點及軟化點以下的溫度條件下使熱固性樹脂(b)含浸于多孔質基材(c)并且使其固化,因此,需要根據固化時的加熱溫度從上述組中選擇。該方式從以下觀點考慮是優選的:熱固性樹脂(b)的粘度因加熱而降低時,熱固性樹脂(b)可含浸于多孔質基材(c)的連續的空隙部,熱固性樹脂(b)與多孔質基材(c)可容易形成共連續結構。另外,多孔質基材(c)以熔點或軟化點為界,聚合物體積的變化梯度顯著變化,因此,若熱固性樹脂(b)在多孔質基材(c)已熔融或軟化的狀態下發生固化,則在成型后、即層合體被冷卻后,多孔質基材(c)的體積會發生收縮,由此有可能發生層合體的翹曲、在層合體表面產生縮痕(sinkmark)。熔點為按照jis-k7121(2012)、利用dsc以10℃/分鐘的升溫速度而測得的值。軟化點為按照jis-k7206(1999)、對維卡軟化溫度進行測定而得到的值。

當本發明中使用的多孔質基材(c)具有熔點時,熔點tm(℃)與使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度tp(℃)優選滿足tm>tp的關系,或者,當本發明中使用的多孔質基材(c)不具有熔點時,軟化點tn(℃)與使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度tp(℃)優選滿足tn>tp的關系。另外,從在使熱固性樹脂(b)成型并固化的加熱溫度下不使多孔質基材(c)熔融或軟化的觀點考慮,多孔質基材(c)的熔點或軟化點優選比使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度高10℃以上,更優選比其高30℃以上,進一步優選比其高50℃以上。由此,在制作層合體的過程中,能夠制作多孔質基材(c)以未熔融并維持原本的基材形態的狀態存在于層合體表層的層合體。此處,所謂不具有熔點的情況,是指如熱塑性樹脂(c)為非晶性樹脂、含有多種共聚成分的共聚物的情況那樣,熱塑性樹脂(c)隨著溫度上升而緩緩發生熔融并流動、不顯示出明確的熔點的情況。

在將熱塑性樹脂(c)用于多孔質基材(c)的情況下,從提高與熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)的密合性的觀點考慮,可向多孔質基材(c)的表面賦予粘接成分。從提高密合性的觀點考慮,粘接成分優選附著于多孔質基材(c)的表面的70%以上,更優選附著于多孔質基材(c)的表面的90%以上,進一步優選均勻地附著于整個表面。作為粘接成分,沒有特別限制,從提高粘接的觀點考慮,優選為在分子中含有1個以上具有高反應性或高相互作用的官能團的化合物。作為官能團的例子,可舉出羧基、縮水甘油基、氨基、異氰酸酯基、酸酐基、羥基、酰胺基、酯基等,其中,羧基、縮水甘油基、氨基、異氰酸酯基、酸酐基為反應性高的官能團,是優選的。進而,從提高粘接的觀點考慮,優選為具有2個以上的多個該官能團的化合物。另外,從與多孔質基材(c)的親和性的觀點考慮,該化合物優選為有機化合物、高分子化合物或有機硅化合物,為無機化合物的情況下,有時親和性差。

需要說明的是,作為有機化合物的優選例,有n,n’-亞乙基雙(偏苯三酰亞胺)、n,n’-六亞甲基雙(偏苯三酰亞胺)等偏苯三酰亞胺化合物,作為多官能芳香族環氧化合物,例如有雙酚a、間苯二酚、氫醌、雙酚s、4,4’-二羥基聯苯等雙酚-縮水甘油醚系環氧化合物等。另外,關于高分子化合物的優選例,作為酸改性聚烯烴的例子有乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、馬來酸酐改性聚丙烯等,作為環氧改性聚烯烴的例子有乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物等。另外,關于有機硅化合物的優選例,作為縮水甘油基改性有機硅烷化合物的例子有γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷,作為異氰酸酯基改性有機硅烷化合物的例子有3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等,作為氨基改性有機硅烷化合物有3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等。

對多孔質基材(c)的表面賦予有機化合物、高分子化合物或有機硅化合物的方法沒有特別限定,若為固態物質,則有使已粉碎的粉末附著于多孔質基材(c)的方法、使化合物熔融并進行涂布的方法等,作為均勻且簡便的涂布方法,優選為下述方法:使化合物溶解或者分散于有機溶劑或水中而得到規定濃度的溶液,將多孔質基材(c)浸漬于所述溶液中,然后進行干燥;利用噴霧器進行噴霧,然后使其干燥;等等。

另外,所使用的多孔質基材(c)與熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)的溶解度參數(sp值)之差的絕對值優選為1以下。通過組合使用這樣的樹脂,從而能夠利用多孔質基材(c)與熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)的相容性而更加牢固地形成粘接層。關于溶解度參數的詳細說明記載于秋山三郎、井上隆、西敏夫共著的“ポリマ一ブレンド(聚合物混合物)”(cmc)中。聚合物的溶解度參數的確定方法已知有數種,只要在比較中使用相同的確定方法即可。具體而言,使用容易進行計算的hoy的方法是理想的(參見前述書籍)。2種材料的溶解度參數的值越接近,則可認為是越優選的組合。

關于多孔質基材(c)的形態,優選具有在層合體的厚度方向上連續的空隙部。此處所謂“在厚度方向上連續的空隙部”,是指空氣等氣體、水等液體能夠從多孔質基材(c)的一個面通向厚度方向的另一個面的間隙。它們可按照jis-l1096(2010)的透氣性a法(弗雷澤型法)進行測定,使用所述方法評價而得到的值優選為3~500cm3/cm2·s的范圍。大于500cm3/cm2·s時,雖然熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)能夠容易地含浸于多孔質基材(c),但熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)與多孔質基材(c)的交絡少,存在難以形成牢固的粘接層的情況。另外,小于3cm3/cm2·s時,存在熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)難以完全地含浸于多孔質基材(c)的情況,另外,為了促進含浸需要提高施加的壓力等,制造條件將受到限制。由于存在這樣的未含浸狀態的多孔質基材,從而形成局部脆弱的粘接層,在與其他構件進行一體化時會成為破壞點,存在難以呈現出粘接強度的情況。

得到多孔質基材(c)的方法沒有特別限定,針對熱塑性樹脂(c),包括下述方法:將處于將千根~百萬根的單纖維形成纖維束的形態的物品制成平紋織物、斜紋織物等纖維織物的方法;針對處于將千根~百萬根的單纖維形成纖維束的形態的物品,利用氣體、水流等使單纖維彼此無規地交絡從而形成單纖維交絡形態的方法;利用熔噴法、紡粘法等使單纖維彼此無規地熔融粘接從而形成無紡布形態的方法;等等。雖然沒有特別限制,但從在層合體的表面形成牢固的粘接層的觀點考慮,優選為在單纖維彼此的接觸點處單纖維互相熔融粘接而形成的連續體,例如,優選為無紡布形態。

在使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度下或在使熱塑性樹脂(d)熔融或軟化時的加熱溫度下,熱塑性樹脂(c)的熔融粘度優選為1×105pa·s以下,更優選為1×103pa·s以下,通過使用這樣的熱塑性樹脂(c),能夠容易地得到無紡布形態的多孔質基材(c)。若熔融粘度高于上述上限值,則難以制作由熱塑性樹脂(c)形成的纖維,尤其是難以利用熔噴法將樹脂排出,難以得到無紡布形態的多孔質基材(c)。

從熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)向多孔質基材(c)的含浸性的觀點考慮,多孔質基材(c)的單位面積重量雖然沒有特別限定,但優選為300g/m2以下,更優選為200g/m2以下,進一步優選為100g/m2以下。另外,從使多孔質基材(c)在層合體的表面露出、呈現出粘接性的觀點考慮,多孔質基材(c)的單位面積重量優選為3g/m2以上,更優選為5g/m2以上。在多孔質基材(c)的單位面積重量小的情況下,如圖1(b)所示那樣在層合體表面露出的多孔質基材(c)少,難以與其他構件進行粘接。在單位面積重量過大的情況下,存在如圖1(c)所示那樣熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)未充分地含浸于多孔質基材(c)的情形。此時,雖然能夠與其他構件進行一體化,但多孔質基材(c)的未含浸熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)的部分有可能成為脆弱部,因此,更優選為圖1(a)所示那樣的狀態。

本發明的熱塑性樹脂(c)中,拉伸強度優選為50mpa以上,更優選為80mpa以上。通過使用該范圍的熱塑性樹脂(c),能夠形成具有高強度的粘接層,呈現出高粘接性。反之,若使用低于上述下限值的范圍的熱塑性樹脂(c),則對于一體化成型品施加外力時,熱塑性樹脂(c)發生破壞,難以呈現出高粘接性。

關于本發明中的多孔質基材(c)的纖維直徑,沒有特別限制,優選為0.1~100μm的范圍,若纖維直徑粗,則在層合體的表面露出時,每根纖維的粘接面積變大,從有效地呈現出與其他構件的粘接性的觀點考慮是優選的,若纖維直徑細,則熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)與多孔質基材(c)的交絡變得復雜,從形成牢固的粘接層的觀點考慮是優選的。在纖維直徑小于0.1μm的情況下,交絡變得復雜,但難以使熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)含浸,反之,在纖維直徑大于100μm的情況下,與熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)的交絡變少,存在無法形成牢固的粘接層的情況。

另外,對纖維的截面形狀沒有特別限制,可舉出圖2所示那樣的(a)正圓形、(b)橢圓形等圓形;(c)三角形、(d)四邊形、(e)五邊形等多邊形;(f)星形、(g)眉形、(h)y形等特殊形狀等。這些形狀可單獨使用或組合使用2種以上。從多孔質基材(c)的生產率的觀點考慮,優選為圓形截面,從與熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)的粘接面積變大、交絡變得復雜從而形成牢固的粘接層的觀點考慮,優選為多邊形、特殊形狀截面。

本發明中的多孔質基材(c)的體積密度ρm與熱塑性樹脂(c)的密度ρ之比優選為0.8以下,該比率是多孔質基材(c)的厚度方向的空隙程度的指標,可通過下式算出。

·密度比=ρm/ρ

此時,在密度比高于0.8的情況下,存在熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)向多孔質基材(c)的含浸變得困難的情況,雖然能夠與其他構件進行一體化,但存在多孔質基材(c)的未含浸熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)的部分成為脆弱部、無法呈現出充分的粘接強度的情況。對于密度比而言,沒有特別限定,為0.01以上時,能夠同時實現熱固性樹脂的含浸性(用于形成牢固的粘接層)和露出(用于呈現出與其他構件的粘接性)。

另外,本發明中的多孔質基材(c)可以為預先將熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)含浸于多孔質基材(c)所具有的空隙部中而得到的多孔質基材,通過制成這樣的多孔質基材(c),可提高制作預成型體時的多孔質基材(c)的操作性,從該觀點考慮是優選的。在熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)為熱固性樹脂(b)的情況下,優選將熱固性樹脂(b)以未固化的狀態含浸于多孔質基材(c),能夠制造與將已固化的熱固性樹脂進行一體化相比,更加牢固且容易地進行了一體化的層合體。

<熱塑性樹脂(d)>

本發明中的熱塑性樹脂(d)優選使用熔點或軟化點比所使用的多孔質基材(c)低的熱塑性樹脂,可根據目的使用前述的熱塑性樹脂(c)項中記載的樹脂。此時,從向多孔質基材(c)的含浸的觀點考慮,熱塑性樹脂(d)的熔點或軟化點優選比多孔質基材(c)的熔點或軟化點低10℃以上,更優選比多孔質基材(c)的熔點或軟化點低30℃以上。熔點或軟化點之差沒有特別的上限,但若熱塑性樹脂(d)的熔點或軟化點過低,則層合體的耐熱性差,因此,無法維持作為層合體的耐熱性,故而不優選。

<預成型體>

本發明中的預成型體優選為如圖3(a)所示那樣在由增強纖維(a)、熱固性樹脂(b)形成的基材(p)的表層上層合由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)而得到的預成型體。此時,也可使用在將由增強纖維(a)及熱固性樹脂(b)構成的材料層合而成的基材(p)的表層上層合多孔質基材(c)而得到的預成型體、如圖3(b)所示那樣在預先使熱固性樹脂(b)含浸于增強纖維(a)而得到的預浸料坯的表層上層合多孔質基材(c)而得到的預成型體。作為使熱固性樹脂(b)含浸于增強纖維(a)的方法,沒有特別限定,例如,可舉出下述方法:濕法,將熱固性樹脂(b)溶解于甲基乙基酮、甲醇等有機溶劑中而將其低粘度化,在將增強纖維(a)浸漬的同時進行含浸,之后使用烘箱等使有機溶劑蒸發而制成預浸料坯;熱熔法,通過加熱將熱固性樹脂(b)低粘度化,在輥、脫模紙上制成膜,之后從增強纖維(a)的兩側或一側將該膜重疊,進行加熱及加壓,由此進行含浸;等等。另外,考慮到利用本發明的制造方法而得到的層合體的力學特性、輕質性、賦形性等,也可使用如圖3(c)所示那樣將多片基材(p)層合而得到的預成型體。例如,通過將多片基材(p)層合,從而在使用由單向性線束形成的基材(p)作為增強纖維(a)的情況下也能夠使層合體及一體化成型品在特定的方向上具有強度分布。

<層合體>

在本發明的層合體的一個表面,多孔質基材(c)相對于層合體的該一個表面而言露出10%以上是優選的,從粘接性的觀點考慮,更優選露出30%以上,進一步優選露出50%以上。通過使熱塑性樹脂(c)的露出增大,從而在與其他構件的粘接面中熱塑性樹脂(c)與其他構件進行接觸的面積比例增大,故而優選。對于多孔質基材(c)的露出的比例而言,沒有上限,但從利用熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)與多孔質基材(c)的交絡而形成牢固的粘接層的觀點考慮,優選為90%以下。此處所謂“露出”,是指如圖4(a)所示那樣從箭頭方向觀察層合體的一個表面時,如圖4(b)所示那樣多孔質基材(c)在表面顯現的狀態,可通過表面觀察進行視認。圖1(c)所示的狀態也可稱之為多孔質基材(c)露出,但多孔質基材(c)未被固定于熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)中,在露出的比例相同的情況下,圖1(a)所示那樣的多孔質基材(c)被固定于熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)中的形態是優選的。

從粘接性的觀點考慮,在本發明的層合體中,熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)與多孔質基材(c)形成共連續結構是優選的。此處所謂“共連續結構”,是指如圖5所示那樣的形成相分離結構的熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)和多孔質基材(c)這兩個相中、兩相形成連續相的結構。作為確認共連續結構的方法,例如,可舉出利用透射電子顯微鏡(tem)對結構進行觀察。此時,作為主要結構而觀察到下述網絡結構:其與粒子狀的分散結構明顯不同,兩種成分互相進入彼此,兩相均成為連續相。

本發明中,使熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)含浸于多孔質基材時,不會使多孔質基材熔融。因此,具有包含空隙的網絡結構的多孔質基材成為形成共連續結構的基礎,熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)含浸于多孔質基材的空隙中,由此能夠容易地形成共連續結構。

<其他構件>

本發明的層合體可通過與其他構件進行一體化而形成一體化成型品。作為將其與其他構件進行一體化的手段,沒有特別限定,例如有下述方法:(i)將層合體和其他構件分別預先成型、然后將兩者進行一體化的方法,即,在與得到層合體的工序不同的工序中將層合體與其他構件進行一體化的方法;(ii)將層合體預先成型、然后在將其他構件成型的同時將兩者進行一體化的方法。優選利用熱熔接將本發明的層合體與其他構件進行一體化,作為上述(i)的具體例,有下述方法:對層合體進行加壓成型,并利用加壓成型或注射成型制作其他構件,然后利用熱板熔接、振動熔接、超聲波熔接、激光熔接、電阻熔接、誘導加熱熔接等已知的熔接手段將制作的各構件進行接合。另一方面,作為上述(ii)的具體例,有下述方法:對層合體進行加壓成型,接著將其嵌入注射成型模,在模中對形成其他構件的材料進行注射成型,利用處于熔融或軟化狀態的材料的熱量使在層合體的表面露出的多孔質基材(c)熔融或軟化,從而進行接合。另外,作為上述(ii)的其他具體例,有下述方法:對層合體進行加壓成型,接著將其配置于加壓成型模內,將形成其他構件的材料投入加壓成型模內,進行加壓成型,由此利用與上文同樣的原理進行接合。從一體化成型品的批量生產性的觀點考慮,優選為(ii)的方法,并且,作為注射成型,優選使用嵌件注塑成型、基體上注塑成型,而且,作為加壓成型,優選使用沖壓成型、加熱與冷卻成型(heatandcoolmoldine)。

從利用上述熱熔接來實現一體化的觀點考慮,熱塑性樹脂存在于其他構件的粘接表面的至少一部分是優選的。對存在于粘接表面的熱塑性樹脂的面積比例沒有特別限制,優選為10%以上,更優選為30%以上,進一步優選為50%以上。尤其是在構成其他構件的基體樹脂為熱塑性樹脂的情況下,其他構件的粘接表面的范圍沒有限定,從設計自由度提高的觀點考慮是優選的。

另外,存在于其他構件的粘接表面的至少一部分的熱塑性樹脂優選為與構成層合體的多孔質基材(c)中使用的熱塑性樹脂(c)實質上相同種類的熱塑性樹脂。此處,所謂“實質上相同”,是指構成該樹脂的成分中,占50質量%以上的成分是共同含有的,更優選占70質量%以上的成分是共同含有的,進一步優選將用于制作多孔質基材(c)的熱塑性樹脂(c)用作基體樹脂來制作其他構件。

<一體化成型品>

本發明的一體化成型品是將層合體與其他構件進行一體化而形成的,對于層合體的與其他構件進行一體化的一側的表層而言,多孔質基材(c)與熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)形成共連續結構是必須的。通過在表層形成這樣的結構,從而可作為與其他構件的粘接層而牢固地進行一體化,不易發生粘接層處的層間剝離等。另外,由于形成共連續結構,從而熱固性樹脂(b)或熱塑性樹脂(d)存在于整個表層,因此,可呈現出與其他構件的穩定的粘接強度。

另外,本發明的一體化成型品必須滿足熱固性樹脂(b)的熱膨脹系數eb<多孔質基材(c)的熱膨脹系數ec、或熱塑性樹脂(d)的熱膨脹系數ed<多孔質基材(c)的熱膨脹系數ec的關系。通過滿足這樣的關系,從而在后述的一體化成型品的制造方法中,作為粘接成分的多孔質基材(c)露出于層合體表面的部分發生隆起,形成與其他構件容易且牢固地進行一體化的一體化成型品。此時,熱固性樹脂(b)的熱膨脹系數eb或熱塑性樹脂(d)的熱膨脹系數ed優選比多孔質基材(c)的熱膨脹系數ec小5×10-6/℃以上,更優選比多孔質基材(c)的熱膨脹系數ec小10×10-6/℃以上。對于熱膨脹系數的關系而言,沒有上限,但若因微小的溫度變化而發生大的變形,則可導致得到的一體化成型品的尺寸精度、粘接強度降低,因此,優選為500×10-6/℃以下。

<層合體的制造方法>

對于本發明的層合體的制造方法而言,優選利用加熱以及加壓對在由增強纖維(a)和熱固性樹脂(b)形成的基材(p)的表層上層合由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)而得到的預成型體進行進行成型。通過使用這樣的在表層上層合有多孔質基材(c)的預成型體進行成型,因加熱而粘度降低的熱固性樹脂(b)通過加壓而含浸于多孔質基材(c),能夠容易地制造在層合體表面形成有牢固的粘接層的層合體。作為利用加熱以及加壓對預成型體進行成型的方法,沒有特別限定,可使用手糊(handlay-up)成型法、噴射(spray-up)成型法、真空袋成型法、加壓力成型法、高壓釜成型法、加壓成型法、傳遞成型法、沖壓成型法等使用了熱固性樹脂的已知成型方法。從熱固性樹脂(b)向多孔質基材(c)的含浸性的觀點考慮,優選使用通過加熱以及加壓連續地進行成型的真空袋成型法、高壓釜成型法、加壓成型法,從工藝的簡易性的觀點考慮,更優選使用加壓成型法。

對于本發明的層合體的制造方法而言,優選的是,在多孔質基材(c)的熔點及軟化點以下的溫度條件下,使熱固性樹脂(b)含浸于多孔質基材(c)并進行固化,從而將預成型體進行成型。通過在這樣的溫度條件下將預成型體進行成型,從而多孔質基材(c)的多孔質形態被得以保持,因此,粘度降低了的熱固性樹脂(b)能夠容易地進行含浸。由此,在層合體的表層上容易形成由多孔質基材(c)和熱固性樹脂(b)形成的強連續結構,能夠容易地形成牢固的粘接層。進而,多孔質基材(c)以熔點或軟化點為界,聚合物體積的變化梯度發生顯著變化,因此,通過在變化梯度平緩的未熔融或未軟化的狀態下將熱固性樹脂(b)含浸并進行固化,從而在成型后、即在將層合體冷卻后,多孔質基材(c)的體積收縮被抑制,由此,能夠得到層合體的翹曲、在層合體表面產生的縮痕少的層合體。

在將熱固性樹脂(b)成型并固化的溫度下不使多孔質基材(c)熔融或軟化的方式是優選的,從該觀點考慮,多孔質基材(c)的熔點或軟化點優選比使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度高10℃以上,更優選比使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度高30℃以上,進一步優選比使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度高50℃以上。通過使用這樣的多孔質基材(c),從而能夠在制作層合體過程中在多孔質基材(c)未熔融且維持原本的多孔質基材形態的狀態下使熱固性樹脂(b)含浸,能夠制造多孔質基材(c)作為牢固的粘接層存在于層合體表層的層合體。

<一體化成型品的制造方法>

本發明的一體化成型品的制造方法是將按照上述方式得到的層合體與其他構件進行一體化的方法,作為將層合體與其他構件進行一體化的方法,沒有特別限定,例如,有下述方法:(i)分別預先將層合體和其他構件進行成型、然后將兩者進行一體化的方法,即,在與得到層合體的工序不同的工序中將層合體與其他構件進行一體化的方法;(ii)預先將層合體進行成型、然后在將其他構件成型的同時將兩者一體化的方法。優選通過熱熔接將利用本發明的制造方法得到的層合體與其他構件進行一體化,作為上述(i)的具體例,有下述方法:對層合體進行加壓成型,并通過加壓成型或注射成型制作其他構件,然后將制作的各構件利用熱板熔接、振動熔接、超聲波熔接、激光熔接、電阻熔接、誘導加熱熔接等已知的熔接手段進行接合。從工藝的簡易性的觀點考慮,優選使用熱板熔接、超聲波熔接。另一方面,作為上述(ii)的具體例,有下述方法:對層合體進行加壓成型,接著將其嵌入注射成型模中,在模中對形成其他構件的材料進行注射成型,利用處于熔融或軟化狀態的材料的熱量使在層合體的表面露出的多孔質基材(c)熔融或軟化,從而進行接合。另外,作為上述(ii)的其他具體例,有下述方法:對層合體進行加壓成型,接著將其配置于加壓成型模內,將形成其他構件的材料投入加壓成型模內,進行加壓成型,由此利用與上文同樣的原理進行接合。從一體化成型品的批量生產性的觀點考慮,優選為(ii)的方法,并且,作為注射成型,優選使用嵌件注塑成型、基體上注塑成型,而且,作為加壓成型,優選使用沖壓成型、加熱和冷卻成型。此時,優選的是,對層合體進行預熱,使多孔質基材(c)成為熔融或軟化狀態,然后通過進行加壓從而將其與其他構件進行一體化。通過對圖6(a)所示的層合體進行預熱,在無加壓的條件下使多孔質基材(c)熔融或軟化,從而如圖6(b)所示那樣熱塑性樹脂(c)發生膨脹,從而露出于層合體表面的部分發生隆起。通過在成為這樣的狀態之后與其他構件進行加壓,從而已膨脹并隆起的熱塑性樹脂(c)在層合體及其他構件的表面擴展(圖6(c)),通過使粘接面積擴大,從而呈現出高的粘接強度,因此是優選的。此時,對層合體進行預熱及加壓后的露出于層合體的表面的多孔質基材(c)的面積優選為預熱及加壓前的露出面積的2倍以上,更優選為3倍以上。對于預熱及加壓前后的露出面積之比而言,沒有上限,但在過高時多孔質基材大量外流,有可能引起縮痕,因此,優選為10倍以下,更優選為8倍以下。

<層合體及一體化成型品的適用制品>

作為本發明的層合體及一體化成型品、以及利用本發明的制造方法得到的層合體及一體化成型品的用途,有在高溫氣氛中也要求高粘接性、高形狀維持的領域中的制品。例如,適合作為電力·電子設備殼體,適用于計算機、電視、相機、音頻播放器等。另外,適于電力·電子部件用途,適用于連接器、led燈、插座、光拾波器、端子板、印刷基板、揚聲器、小型馬達、磁頭、電源模塊、發電機、電動機、變壓器、變流器、電壓調節器、整流器、反相器等。除此以外,還適于汽車用部件、車輛相關部件等,適用于儀表盤、儲物箱、立柱、車頂縱梁、擋泥板、保險杠、門板、天窗面板、罩板、行李箱蓋、后視鏡擋板、擾流器、發動機罩百葉窗(hoodlouver)、輪罩、輪蓋、裝飾部件(garnish)、進氣歧管、燃料泵、引擎冷卻水接頭、擦拭器、引擎周邊部件、燈罩、燈反射器、燈插座等。此外,在航空·航天領域、土木建筑領域等各種領域中也是有用的。

實施例

以下給出實施例,更具體地說明本發明。首先,本發明中的評價方法如下所述。

(評價方法1)由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)的熔點tm及軟化點tn

按照下述方式來評價由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)的熔點及軟化點。首先,熱塑性樹脂(c)中使用結晶性樹脂時,按照jis-k7121(2012)中規定的“塑料的轉變溫度測定方法”來測定熔點。將用于制作多孔質基材(c)的熱塑性樹脂(c)或多孔質基材(c)在爐內溫度被控制為50℃的真空干燥機中干燥24小時以上,然后裁切成小片,準備試樣。將試樣置于差示掃描量熱測定裝置(tainstruments公司制,dscq2000)中,以10℃/分鐘的升溫速度按照標準得到熔點。

另一方面,熱塑性樹脂(c)中使用非晶性樹脂時,按照jis-k7206(1999)中規定的“塑料-熱塑性塑料-維卡軟化溫度(vst)試驗”的a50法來測定軟化點。將用于制作多孔質基材(c)的熱塑性樹脂(c)或多孔質基材(c)在爐內溫度被控制為50℃的真空干燥機中干燥24小時以上,然后利用注射成型機(jsw公司j150eii-p)進行成型。從得到的成型片切出厚度為3.2mm、長度及寬度分別為12.5mm的方板,將其作為試樣。將試樣置于熱變形溫度測定儀((株)東洋精機制作所制,s3-fh)中,按照標準得到軟化點。

重復3次上述操作,算出得到的溫度的平均值,將其作為多孔質基材(c)的熔點或軟化點。此處,將作為熔點而得到的溫度設定為tm(℃),將軟化點設定為tn(℃)。

(評價方法2)多孔質基材(c)的露出率e

在得到的層合體的一個表面的任意位置,使用超深度彩色3d形狀測量顯微鏡vk-9500(控制部)/vk-9510(測量部)(株式會社keyence制),以200倍的擴大倍率進行拍攝。此時,在難以細致地觀察作為觀察對象的多孔質基材(c)的纖維直徑的情況下,可放大觀察倍率并同樣地拍攝層合體表面的圖像。使用分析應用程序vk-h1a9,由所拍攝的圖像來測定多孔質基材(c)的面積acn(n=1),將此時的測定范圍作為總面積an(n=1)。利用下式,由得到的acn、an算出多孔質基材(c)的露出率en(n=1)。

·en=(acn/an)×100[%]

重復10次上述操作,算出得到的露出率en(n=1~10)的平均值,將其作為多孔質基材(c)的露出率e。

(評價方法3)熱塑性樹脂(c)的熔融粘度

使用capilograph1d型(東洋精機制作所株式會社制),在制作多孔質基材(c)時的溫度下的剪切速率為1000sec-1的條件下,測定熱塑性樹脂(c)的熔融粘度。此時,使用了孔徑為1mmφ、l/d=10的模具。

重復3次上述操作,算出得到的熔融粘度的平均值,將其作為熱塑性樹脂(c)的熔融粘度。

(評價方法4)多孔質基材(c)的密度比

使用用于多孔質基材(c)的熱塑性樹脂(c)的樹脂粒料或成型品,按照jis-z8807(2012)中規定的“固體的密度及比重的測定方法”的液中稱量法來測定熱塑性樹脂(c)的密度ρtp。接著,針對多孔質基材(c),按照jis-l1913(2010)中規定的“一般無紡布試驗方法-厚度”的a~c法,測定多孔質基材(c)的厚度tc。接著,按照“一般無紡布試驗方法-每單位面積的質量”,測定多孔質基材(c)的質量mc,將此時使用的多孔質基材(c)的面積作為多孔質基材(c)的面積sc。利用下式,由得到的tc、mc、sc算出多孔質基材(c)的體積密度ρc。

·ρc=mc/(tc×sc)

利用下式,由得到的熱塑性樹脂(c)的密度ρtp、多孔質基材(c)的體積密度ρc算出多孔質基材(c)的密度比。

·密度比=ρc/ρtp。

(評價方法5)多孔質基材(c)的單位面積重量wc

利用下式,由上述評價方法4中得到的mc、sc算出多孔質基材(c)的單位面積重量wc。

·wc=mc/sc。

(評價方法6)熱塑性樹脂(c)的拉伸強度σtp

將用于多孔質基材(c)的熱塑性樹脂(c)的樹脂粒料在爐內溫度被控制為50℃的真空干燥機中干燥24小時以上,然后使用注射成型機(jsw公司j150eii-p),成型為符合astmd638的type-i啞鈴狀試驗片。使用得到的type-i的啞鈴狀試驗片,作為試驗機,使用了“instron”(注冊商標)萬能試驗機(instron公司制)。本發明中,所謂拉伸強度,是指將斷裂點的負荷除以截面積而得到的數值。將此時的值作為熱塑性樹脂(c)的拉伸強度σtp。

(評價方法7)多孔質基材(c)的纖維直徑φc

以在層合體中能觀察與多孔質基材(c)的厚度方向成直角的方向的任意50處的方式用環氧樹脂進行包埋,在環氧樹脂固化后,對觀察面進行研磨,制作截面觀察用試樣。使用超深度彩色3d形狀測量顯微鏡vk-9500(控制部)/vk-9510(測量部)(株式會社keyence制),以200倍的擴大倍率拍攝層合體的整個截面。使用分析應用程序vk-h1a9,由拍攝整個截面而得到的圖像來測定多孔質基材(c)的外切圓的直徑。之后,算出它們的平均值,將其作為多孔質基材(c)的纖維直徑φc。

(評價方法8)一體化成型品的粘接強度σrt、σht

使用由層合體和其他構件形成的一體化成型品,按照jis-k6850(1999)中規定的“粘接劑-剛性被粘接材料的拉伸剪切粘接強度試驗方法”,測定23℃的室溫下的粘接強度σrt及120℃的高溫氣氛下的粘接強度σht。層合體與其他構件的一體化方法根據實施例的不同而不同,以使粘接部分的長度成為12.5±0.25mm的方式進行粘接后,以寬度成為25.0±0.25mm的方式進行切割。利用安裝于拉伸試驗裝置“instron”(注冊商標)5565型萬能材料試驗機(instron·japan(株)制)的上部及下部的夾頭對得到的試驗片進行固定,在將室內的氣氛溫度設為23℃或120℃的室內放置10分鐘,然后以1.6mm/分鐘的拉伸速度,將試驗片數n設為5進行評價。利用下式,由此時的最大斷裂負荷p、試驗片的寬度b和粘接部分的長度l算出一體化成型品的粘接強度。

·σrt、σht=p/(b×l)

評價中,將20mpa以上的情況視為◎,將10mpa以上且小于20mpa的情況視為○,將5mpa以上且小于10mpa的情況視為△,將小于5mpa的情況視為×。

(評價方法9)多孔質基材(c)的連續的空隙部的狀態(透氣度)

使用多孔質基材(c),按照jis-l1913(2010)中規定的“一般無紡布試驗方法-透氣性”的弗雷澤型法,測定多孔質基材(c)的連續的空隙部的狀態(透氣度)。

(評價方法10)各材料的熱膨脹系數

參考jisk7197(1991)中規定的“塑料的利用熱機械分析進行的線膨脹率試驗方法”,評價各材料的熱膨脹系數。本評價中的試驗片使用了實施例或比較例的各材料。此時,以使一邊的長度成為5mm的方式制作試驗片。將測定數量設為n=5,將平均值作為各材料的熱膨脹系數。

<所使用的材料>

[增強纖維1(a-1)]

由以聚丙烯腈為主成分的聚合物進行紡絲、燒成處理,得到總長絲數為12000根的連續碳纖維。進而對該連續碳纖維進行電解表面處理,在120℃的加熱空氣中進行干燥,從而得到碳纖維1(a-1)。該碳纖維1(a-1)的特性如下所示。

密度:1.80g/cm3

單纖維直徑:7μm

拉伸強度:4.9gpa

拉伸彈性模量:230gpa

[熱固性樹脂1(b-1)]

作為環氧樹脂,配合40質量份epotohtoyd128(東都化成株式會社制)、20質量份epotohtoyd128g(東都化成株式會社制)、20質量份epikote1001(japanepoxyresins株式會社制)、20質量份epikote1009(japanepoxyresins株式會社制),作為固化劑,配合4質量份dicy7(japanepoxyresins株式會社制,雙氰胺)、3質量份dcmu99(保土谷化學株式會社制,3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲),作為其他添加劑,配合5質量份vinylekk(chisso株式會社制,聚乙烯醇縮甲醛),將上述得到的組合物作為熱固性樹脂1(b-1)。

熱膨脹系數:60×10-6/℃

[熱固性樹脂2(b-2)]

作為環氧樹脂,配合100質量份elm434(四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷,住友化學株式會社制),作為胺化合物,配合15質量份nonflexh(n,n’-二苯基對苯二胺,精工化學株式會社制),作為固化劑,配合30質量份“seikacure”s(4,4’-二氨基二苯砜,和歌山精化株式會社制),將上述得到的組合物作為熱固性樹脂2(b-2)。

熱膨脹系數:55×10-6/℃

[熱塑性樹脂1(d-1)]

對pp樹脂(primepolymerco.,ltd.制“primepolypro”j226e)的粒料進行熱壓,制作厚度為100μm的膜狀基材,得到熱塑性樹脂1(d-1)。

熱膨脹系數:110×10-6/℃

[熱塑性樹脂2(d-2)]

對ny6樹脂(東麗(株)“amilan”cm1017)的粒料進行熱壓,制作厚度為100μm的膜狀基材,得到熱塑性樹脂2(d-2)。

熱膨脹系數:80×10-6/℃

[預浸料坯1(p-1)]

使用增強纖維1(a-1)作為增強纖維(a),使用熱固性樹脂1(b-1)作為熱固性樹脂(b),將增強纖維1(a-1)沿單向排列而形成多根數的增強纖維組,以使增強纖維的含量以質量比例(wf)計成為67%的方式使熱固性樹脂(b)含浸于增強纖維(a),得到預浸料坯1(p-1)。

[預浸料坯2(p-2)]

除了使用熱固性樹脂2(b-2)作為熱固性樹脂(b)以外,與預浸料坯1(p-1)同樣地操作,使熱固性樹脂(b)含浸于增強纖維(a),得到預浸料坯2(p-2)。

[預浸料坯3(p-3)]

使用熱塑性樹脂1(d-1)作為熱塑性樹脂(d),將增強纖維1(a-1)沿單向排列而形成多根數的增強纖維組,以使增強纖維的含量以質量比例(wf)計成為67%的方式配置增強纖維(a)和熱塑性樹脂(d),將其配置在將熱盤溫度設為170℃的加壓機內并進行加壓,從而含浸熱塑性樹脂(d)。加熱后,維持加壓狀態進行冷卻,直到熱盤溫度成為100℃為止,得到預浸料坯3(p-3)。

[預浸料坯4(p-4)]

使用熱塑性樹脂2(d-2)作為熱塑性樹脂(d),將增強纖維1(a-1)沿單向排列而形成多根數的增強纖維組,以使增強纖維的含量以質量比例(wf)計成為67%的方式配置增強纖維(a)和熱塑性樹脂(d),將其配置在將熱盤溫度設為250℃的加壓機內并進行加壓,從而含浸熱塑性樹脂(d)。加熱后,維持加壓狀態進行冷卻,直到熱盤溫度成為140℃為止,得到預浸料坯4(p-4)。

[多孔質基材1(c-1)]

使用pps樹脂(東麗株式會社制“torelina”m2888)的粒料,利用熔噴法制造無紡布狀的基材,將其作為多孔質基材1(c-1)。該多孔質基材1(c-1)的特性如下所示。

密度:1.34g/cm3

單纖維直徑:7.8μm

熔點:278℃

單位面積重量:40g/m2

拉伸強度:50mpa

熱膨脹系數:75×10-6/℃

厚度:0.2mm

透氣度:100cm3/cm2·s

[多孔質基材2(c-2)]

使用peek樹脂(victrex公司制“victrex”peek90p)的粒料,利用熔噴法制造無紡布狀的基材,將其作為多孔質基材2(c-2)。該多孔質基材2(c-2)的特性如下所示。

密度:1.30g/cm3

單纖維直徑:7.5μm

熔點:343℃

單位面積重量:40g/m2

拉伸強度:100mpa

熱膨脹系數:70×10-6/℃

厚度:0.2mm

透氣度:90cm3/cm2·s

[多孔質基材3(c-3)]

使用pes樹脂(住友化學株式會社制“sumikaexcel”4100g)的粒料,利用熔噴法制造無紡布狀的基材,將其作為多孔質基材3(c-3)。該多孔質基材3(c-3)的特性如下所示。

密度:1.37g/cm3

單纖維直徑:7.5μm

軟化點:226℃

單位面積重量:40g/m2

拉伸強度:84mpa

熱膨脹系數:60×10-6/℃

厚度:0.2mm

透氣度:120cm3/cm2·s

[多孔質基材4(c-4)]

使用ny6樹脂(東麗(株)“amilan”cm1017)的粒料,利用熔噴法制造無紡布狀的基材,將其作為多孔質基材4(c-4)。該多孔質基材4(c-4)的特性如下所示。

密度:1.13g/cm3

單纖維直徑:7.0μm

熔點:225℃

單位面積重量:40g/m2

拉伸強度:85mpa

熱膨脹系數:80×10-6/℃

厚度:0.2mm

透氣度:80cm3/cm2·s

[多孔質基材5(c-5)]

將由pps樹脂形成的復絲(multifilament)切割為長度25mm,得到短切纖維。將短切纖維投入開棉機,從而得到幾乎不存在原本粗細度的pps纖維束的棉狀pps纖維聚集體。針對該pps纖維聚集體,利用具有直徑為600mm的錫林的梳棉裝置,得到由梳棉墊片形成的多孔質基材5。

密度:1.34g/cm3

單纖維直徑:10μm

熔點:278℃

單位面積重量:40g/m2

拉伸強度:81mpa

熱膨脹系數:75×10-6/℃

厚度:0.3mm

透氣度:100cm3/cm2·s

[多孔質基材6(c-6)]

得到由纖維直徑為150μm的pps纖維形成的網狀物,作為多孔質基材6(c-6)。特性如下所示。

密度:1.34g/cm3

熔點:278℃

網狀物:60根/英寸(經、緯均是)

開口率:38%

單位面積重量:75g/m2

拉伸強度:80mpa

熱膨脹系數:75×10-6/℃

厚度:0.3mm

透氣度:50cm3/cm2·s

[多孔質基材7(c-7)]

使用pps樹脂(東麗株式會社制“torelina”m2888)的粒料,利用熔噴法制造無紡布狀的基材,將其作為多孔質基材7(c-7)。該多孔質基材7(c-7)的特性如下所示。

密度:1.34g/cm3

單纖維直徑:7.8μm

熔點:278℃

單位面積重量:80g/m2

拉伸強度:50mpa

熱膨脹系數:75×10-6/℃

厚度:0.4mm

透氣度:70cm3/cm2·s

[多孔質基材8(c-8)]

對pps樹脂(東麗株式會社制“torelina”m2888)的粒料進行熱壓,制作厚度為100μm的膜狀基材。針對得到的膜,以φ10mm、間距為14mm的條件進行加工,得到作為開孔率為46%的有孔膜多孔質基材8(c-8)。

密度:1.34g/cm3

熔點:278℃

開孔率:46%

單位面積重量:72g/m2

拉伸強度:50mpa

熱膨脹系數:75×10-6/℃

厚度:0.1mm

透氣度:80cm3/cm2·s

[多孔質基材9(c-9)]

使用pp樹脂(primepolymerco.,ltd.制“primepolypro”j226e)的粒料,利用熔噴法制造無紡布狀的基材,將其作為多孔質基材9(c-9)。該多孔質基材9(c-9)的特性如下所示。

密度:0.91g/cm3

單纖維直徑:6.0μm

熔點:150℃

單位面積重量:40g/m2

拉伸強度:29mpa

熱膨脹系數:110×10-6/℃

厚度:0.2mm

透氣度:60cm3/cm2·s

[樹脂膜1(f-1)]

對pps樹脂(東麗株式會社制“torelina”m2888)的粒料進行熱壓,制作厚度為100μm的膜狀基材,得到樹脂膜1(f-1)。

密度:1.34g/cm3

熔點:278℃

單位面積重量:134g/m2

拉伸強度50mpa

熱膨脹系數:75×10-6/℃

厚度:0.1mm

透氣度:0cm3/cm2·s

(實施例1-1:層合體1)

使用了將增強纖維1(a-1)用作增強纖維(a)、將熱固性樹脂1(b-1)用作熱固性樹脂(b)而形成的預浸料坯1(p-1)。作為多孔質基材(c),使用了多孔質基材1(c-1)。由該預浸料坯1(p-1)及多孔質基材1(c-1)切出13片具有規定大小的長方形預浸料坯片材、1片多孔質基材1(c-1)。圖7中,以示意圖的形式示出了上述13片預浸料坯片材和1片多孔質基材。

將切成長方形的片材的長邊的方向作為0°,以纖維方向及材料自上方起成為[(c-1)/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°]的方式,自下而上依次層合13片(p-1)和1片(c-1)(以箭頭a表示),得到預成型體1。

接著,在加壓成型機中,一邊對預成型體1施加0.6mpa的表面壓力,一邊于160℃加熱30分鐘,使熱固性樹脂固化。固化結束后,于室溫進行冷卻,得到平均厚度為1.6mm的層合體1。將得到的層合體1的特性歸納示于表1。

(實施例1-2:一體化成型品1)

將裁切成可嵌入形狀的層合體1配置在圖8所示的用于制造一體化成型品1的注射成型用模中。作為其他構件,準備了基體樹脂是由pps樹脂形成的、且玻璃纖維含有率以質量比例(wf)計為40%的纖維增強粒料(東麗株式會社制“torelina”a504x90)。使用該粒料,利用注射成型來形成具有圖8那樣的形狀的注射成型材料,制造一體化成型品1。注射成型是使用jsw公司制j150eii-p注射成型機來進行的,將料筒溫度設為320℃,將模溫度設為130℃。將得到的一體化成型品1的特性歸納示于表1。

(實施例2-1:層合體2)

作為多孔質基材,使用了將peek樹脂用于熱塑性樹脂(c)而得到的多孔質基材2(c-2),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體2。將得到的層合體2的特性歸納示于表1。

(實施例2-2:一體化成型品2).

作為其他構件,準備了基體樹脂是由peek樹脂形成的、且玻璃纖維含有率以質量比例(wf)計為30%的纖維增強粒料(victrex公司制“victrex”peek90gl30)。作為層合體,使用了得到的層合體2,將料筒溫度設為370℃,將模溫度設為160℃,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品2。

(實施例3-1:層合體3)

作為多孔質基材,使用了將pes樹脂用于熱塑性樹脂(c)而得到的多孔質基材3(c-3),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體3。將得到的層合體3的特性歸納示于表1。

(實施例3-2:一體化成型品3)

作為其他構件,準備了基體樹脂是由pes樹脂形成的、且玻璃纖維含有率以質量比例(wf)計為30%的纖維增強粒料(住友化學株式會社制“sumikaexcel”3601gl30)。作為層合體,使用了得到的層合體3,將料筒溫度設為360℃,將模溫度設為140℃,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品3。

(實施例4-1:層合體4)

作為多孔質基材,使用了將ny6樹脂用于熱塑性樹脂(c)而得到的多孔質基材4(c-4),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體4。將得到的層合體4的特性歸納示于表1。

(實施例4-2:一體化成型品4)

作為其他構件,準備了基體樹脂是由ny6樹脂形成的、且玻璃纖維含有率以質量比例(wf)計為30%的纖維增強粒料(東麗株式會社制“torayca”粒料tlp1060)。作為層合體,使用了得到的層合體4,將料筒溫度設為260℃,將模溫度設為80℃,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品4。

(實施例5-1:層合體5)

作為多孔質基材,使用了由梳棉墊片形成的多孔質基材5(c-5),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體5。將得到的層合體5的特性歸納示于表1。

(實施例5-2:一體化成型品5)

作為層合體,使用了得到的層合體5,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品5。

(實施例6-1:層合體6)

作為多孔質基材,使用了由pps纖維形成的多孔質基材6(c-6),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體6。將得到的層合體6的特性歸納示于表1。

(實施例6-2:一體化成型品6)

作為層合體,使用了得到的層合體6,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品6。

(實施例7-1:層合體7)

作為多孔質基材,使用了由pps樹脂形成的多孔質基材7(c-7),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體7。將得到的層合體7的特性歸納示于表1。

(實施例7-2:一體化成型品7)

作為層合體,使用了得到的層合體7,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品7。

(實施例8-1:層合體8)

作為層合體,與實施例1-1同樣地操作,得到層合體8。將得到的層合體8的特性歸納示于表2。

(實施例8-2:一體化成型品8)

作為層合體,使用得到的層合體8,作為其他構件,使用實施例1-2中使用的pps樹脂粒料,利用注射成型得到與層合體8為相同形狀的板。將上述層合體與其他構件如圖9(a)所示那樣重合,利用將模溫度設為320℃的加壓成型機施加1.0mpa的表面壓力,加壓5分鐘后,停止加熱,向模內供給冷卻水,維持加壓狀態進行冷卻,直到模溫度成為100℃為止(圖9(b))。冷卻后,打開模并取出成型品(圖9(c)),得到一體化成型品8。

(實施例9-1:層合體9)

作為多孔質基材,使用了由pps樹脂形成的多孔質膜的多孔質基材8(c-8),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體9。將得到的層合體9的特性歸納示于表2。

(實施例9-2:一體化成型品9)

作為層合體,使用了得到的層合體9,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品9。

(實施例10-1:層合體10)

使用了采用熱固性樹脂2(b-2)作為熱固性樹脂(b)而形成的預浸料坯2(p-2),于180℃的加熱溫度加壓2小時,使熱固性樹脂固化,除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體10。將得到的層合體10的特性歸納示于表2。

(實施例10-2:一體化成型品10)

作為層合體,使用了得到的層合體10,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品10。

(實施例11-1:層合體11)

作為多孔質基材,使用由pp樹脂形成的多孔質基材9(c-9),于130℃加熱2小時,使熱固性樹脂固化,除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體11。將得到的層合體11的特性歸納示于表2。

(實施例11-2:一體化成型品11)

作為層合體,使用得到的層合體11,作為其他構件,準備了基體樹脂是由pp樹脂形成的、且玻璃纖維含有率以質量比例(wf)計為20%的纖維增強粒料(primepolymerco.,ltd.制“primepolypro”v7000)。使用該粒料,將料筒溫度設為230℃,將模溫度設為60℃,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品11。

(實施例12-1:層合體12)

使用了采用熱塑性樹脂1(d-1)作為熱塑性樹脂(d)而形成的預浸料坯3(p-3),于170℃的加熱溫度加壓10分鐘,使熱塑性樹脂熔融后,在加壓狀態下進行冷卻,直到熱盤溫度成為100℃為止,除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體12。將得到的層合體12的特性歸納示于表2。

(實施例12-2:一體化成型品12)

作為層合體,使用了得到的層合體12,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品12。

(實施例13-1:層合體13)

使用了采用熱塑性樹脂1(d-2)作為熱塑性樹脂(d)而形成的預浸料坯4(p-4),于250℃的加熱溫度加壓10分鐘,使熱塑性樹脂熔融后,在加壓狀態下進行冷卻,直到熱盤溫度成為140℃為止,除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體13。將得到的層合體13的特性歸納示于表2。

(實施例13-2:一體化成型品13)

作為層合體,使用了得到的層合體13,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品13。

(比較例1-1:層合體14)

作為多孔質基材,使用了由pp樹脂形成的多孔質基材9(c-9),除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體10。將得到的層合體14的特性歸納示于表3。

(比較例1-2:一體化成型品15)

作為其他構件,準備了基體樹脂是由pp樹脂形成的、玻璃纖維含有率以質量比例(wf)計為30%的纖維增強粒料(primepolymerco.,ltd.制“primepolypro”e7000)。作為層合體,使用了得到的層合體15,將料筒溫度設為230℃,將模溫度設為60℃,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品15。

(比較例2-1:層合體16)

作為多孔質基材,使用多孔質基材1(c-1)和多孔質基材9(c-9),使層合構成自上方起為[(c-1)/(c-9)/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°/(p-1)0°/(p-1)90°],除此以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體16。將得到的層合體16的特性歸納示于表3。

(比較例2-2:一體化成型品16)

作為層合體,使用了得到的層合體16,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品16。

(比較例3-1:層合體17)

除了不使用多孔質基材以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體17。將得到的層合體17的特性歸納示于表3。

(比較例3-2:一體化成型品17)

作為層合體,使用了得到的層合體17,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品17。

(比較例4-1:層合體18)

除了使用樹脂膜1(f-1)來代替多孔質基材以外,與實施例1-1同樣地操作,得到平均厚度為1.6mm的層合體18。將得到的層合體18的特性歸納示于表3。

(比較例4-2:一體化成型品18)

作為層合體,使用了得到的層合體18,除此以外,與實施例1-2同樣地操作,得到一體化成型品18。

上述的實施例1~13中,可得到呈現出與其他構件的高粘接性的層合體及一體化成型品。另外,實施例1~11及13中,可得到在常溫及高溫氣氛下呈現出高粘接性的層合體及一體化成型品。該效果是通過同時呈現來自于多孔質基材(c)與熱固性樹脂(b)的牢固的粘接性樹脂層的形成、以及與來自高熔點或高軟化點的熱塑性樹脂(c)的粘接而實現的。此外,通過使熱固性樹脂(b)與多孔質基材(c)形成共連續結構,能夠得到呈現出更高的粘接強度的層合體及一體化成型品。另外,在用于得到本發明的層合體的成型中,可以明確地說,可以不考慮使熱固性樹脂(b)固化時的加熱溫度條件與多孔質基材(c)的熔點及軟化點之間的關系,而呈現出優異的成型加工性。

另一方面,在比較例1及2中,無法得到令人滿意的耐熱粘接性。為了形成用于與其他構件進行粘接的粘接層,在使熱固性樹脂固化時的加熱溫度條件下發生熔融或軟化的熱塑性樹脂難以呈現出耐熱粘接性。另外,比較例3中,由于在表層不存在作為粘接層的多孔質基材,因此,難以呈現出與其他構件的粘接性。此外,在比較例4中,雖然存在與其他構件相同的熱塑性樹脂,但僅通過與熱固性樹脂配置為層狀并不能形成牢固的粘接樹脂層,在熱固性樹脂與熱塑性樹脂膜的層間發生剝離,難以與其他構件進行一體化。

產業上的可利用性

本發明的層合體與以往的層合體相比,耐熱性高的粘接樹脂層被更容易且牢固地形成于層合體的表面,因此,耐熱粘接性優異。此外,本發明的層合體是通過介由存在于表面的熱塑性樹脂的熱熔接從而容易地呈現出高耐熱粘接性的一體化成型品。另外,本發明的層合體的制造方法與以往的層合體制造方法相比,耐熱性高的粘接樹脂層可牢固且容易地形成于層合體的表面,從該觀點考慮,本發明的層合體的制造方法更為優異。因此,本發明的層合體及一體化成型品可適用于電力·電子設備殼體及部件、汽車用部件、車輛相關部件、航空·航天相關部件、土木建筑相關部件等廣泛的用途。

附圖標記說明

1由熱塑性樹脂(c)形成的多孔質基材(c)

2熱固性樹脂(b)

3層合體

4由增強纖維(a)及熱固性樹脂(b)形成的纖維增強樹脂

5由多孔質基材(c)和熱固性樹脂(b)形成的共連續結構層

6未含浸熱固性樹脂(b)的多孔質基材(c)的未含浸層

7預成型體

8增強纖維(a)

9基材(p)

10熱固性樹脂(b)

11預浸料坯

12基材(p)

13層合體的表面

14已發生熔融或軟化并進行膨脹的多孔質基材(c)

15其他構件

16模(可動側)

17模(固定側)

18注射成型機

19注射成型材料(其他構件)

20一體化成型品

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