用于具有倒扣部的复合成形产品的生产方法技术

用于具有倒扣部的复合成形产品的生产方法能够容易制造具有复杂的形状并具有倒扣部的复合成形产品，包含：步骤（i），通过加热并加压包含热塑性树脂和具有1至100mm的平均纤维长度的碳纤维的未含浸前体，形成含浸前体；步骤（ii），以热塑性树脂的熔点以上加热含浸前体；步骤（iii），将加热的含浸前体布置在具有倒扣机构的模具中；步骤（iv），在操作之后或者同时夹紧倒扣机构，并对含浸前体加压；以及步骤（v），松开模具并重新操作倒扣机构，从松开的模具取出复合成形材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】能够容易制造具有复杂的形状并具有倒扣部的复合成形产品，包含：步骤（i），通过加热并加压包含热塑性树脂和具有1至100mm的平均纤维长度的碳纤维的未含浸前体，形成含浸前体；步骤（ii），以热塑性树脂的熔点以上加热含浸前体；步骤（iii），将加热的含浸前体布置在具有倒扣机构的模具中；步骤（iv），在操作之后或者同时夹紧倒扣机构，并对含浸前体加压；以及步骤（v），松开模具并重新操作倒扣机构，从松开的模具取出复合成形材料。【专利说明】
本专利技术涉及一种复合成形产品的生产方法。具体而言，本专利技术涉及一种具有倒扣部(undercut section)的复合成形产品的生产方法,该复合成形产品包含热塑性树脂和碳纤维，能够通过适于批量生产的冲压成型获得。
技术介绍
使用碳纤维的复合材料利用其高比强度和高比刚性，已被期待应用于要求轻量化的车辆用途。具体而言，在使用热塑性树脂作为基体的情况下，从生产率和可回收性的视点而言，复合材料是有前景的。对于由纤维增强复合材料制成的产品而言，存在不仅使用于车辆的很多具有倒扣部的产品，而且还存在诸如电子设备外壳的产品。本专利技术所述的倒扣部意味着该部具有非常难以或无法在模具的打开方向上取出的形状(例如在成形产品的侧面形成的凹部)。一般，在不包含增强纤维的树脂产品中，倒扣部是通过注射成型而成型的(专利文献I和2)。然而，当包含增强纤维的复合材料通过注射成型成型时，增强纤维的纤维长度一般由于螺钉的剪力而缩短。当纤维长度缩短时，无法实现产品所要求的动力强度。此外，存在的问题是，纤维易于通过成型期间的流动而对齐，从而对物理性质具有显著的影响。专利文献3公开了在空腔部中布置增强纤维基体材料并夹紧模具后，通过从模具外侧喷射树脂，使FRP成形产品成型的RTM成型方法。该方法难以应用于要求高压力的成型，诸如热塑性树脂的成型，因为在该方法中，通过用加压介质而不是金属模具加压来执行成型，因而使工序复杂化。专利文献1:日本专利申请未审公开N0.H6-126783专利文献2:日本专利申请未审公开N0.2010-264682专利文献3:日本专利申请未审公开N0.2009-28939
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术的主要目的在于提供一种具有倒扣部的复合成形产品的新颖的生产方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种具有倒扣部并包含碳纤维和热塑性树脂的复合成形产品的生产方法。本专利技术的其他目的和优点可从下方的说明得知。根据本专利技术，本专利技术的目的和优点通过如下方法实现， 一种制造包含倒扣部的复合成形产品的方法，该方法包括:(i)加热并加压未含浸前体以制备含浸前体，所述未含浸前体包含热塑性树脂和平均纤维长度在Imm至IOOmm的范围内的碳纤维；(ii)以不低于所述热塑性树脂的熔融温度的温度来加热所述含浸前体；(iii)将加热的含浸前体布置在具有倒扣结构的模具内；(iv)在操作所述倒扣结构之后或之时夹紧所述模具，并对所述含浸前体加压；以及(V)松开所述模具，并重新操作所述倒扣结构，以从松开的模具取出复合成形产品O此外，本专利技术还包含下面的专利技术。根据的复合成形产品的生产方法，其中，在所述未含浸前体中，所述碳纤维的一部分包含碳纤维束。根据和的复合成形产品的生产方法，其中，所述未含浸前体包含具有碳纤维束(A)的片，所述碳纤维束(A)包含临界单纤维数以上的单碳纤维，并且所述碳纤维束(A)对于所述碳纤维的总量的比率是20Vol%以上且99Vol%以下，所述临界单纤维数由式子(I)定义:临界单纤维数=600/D (I)根据的复合成形产品的生产方法，其中，所述碳纤维束(A)的平均纤维数(N)满足下面的式子(2)。0.7X104/D2〈N〈1X105/D2 (2)根据至的复合成形产品的生产方法，其中，所述未含浸前体包含其中所述碳纤维在平面内方向上实质上随机取向的片。根据至的复合成形产品的生产方法，其中，在所述未含浸前体中，所述热塑性树脂对于所述碳纤维的含量比率相对于100体积份的碳纤维，处于从50至1000体积份的范围。根据至的复合成形产品的生产方法，其中，在所述含浸前体中，所述碳纤维的一部分包含碳纤维束。根据和的复合成形产品的生产方法，其中，所述含浸前体包含具有碳纤维束(A)的片，所述碳纤维束(A)包含临界单纤维数以上的单碳纤维，并且所述碳纤维束(A)对于所述碳纤维的总量的比率是20Vol%以上且99Vol%以下，所述临界单纤维数由式子(O定义: 临界单纤维数=600/D (I)根据至的复合成形产品的生产方法，其中，所述含浸前体包含其中所述碳纤维在平面内方向上实质上随机取向的片。根据至的复合成形产品的生产方法，其中，所述倒扣结构与加压器的操作相独立地操作。根据至的复合成形产品的生产方法，其中，所述倒扣结构是从由滑动芯，倾斜芯，凸轮和设定芯构成的群组中选择的至少一种。 一种具有倒扣部的复合成形产品，由至的方法制造。根据的具有倒扣部的复合成形产品，其中，通过将在任意平面内方向上和垂直于所述任意平面内方向的方向上的拉伸模量中的较大的值除以较小的值所获得的比率(E δ )处于从1.0至1.4的范围。根据和的具有倒扣部的复合成形产品，其中，所述复合成形产品中的所述碳纤维的纤维长度相对于被设定为1.0的、所述含浸前体中的所述碳纤维的纤维长度的比率处于从0.7至1.0的范围。含浸前体的用途，用于通过使用具有倒扣结构的模具并对所述模具加压来制造具有倒扣部的复合成形产品，其中，所述含浸前体是通过加热并加压包含热塑性树脂和平均纤维长度在Imm至IOOmm的范围内的碳纤维的未含浸前体所获得。本专利技术人探讨了使用具有优良的轻量化和优良的机械性质的碳纤维作为增强纤维，使用具有优良的生产率和可回收性的热塑性树脂作为基体树脂的复合成形产品。具体而言，专利技术人注意到并探讨了能够提供应对产品形状的复杂化或薄壁的复合材料的碳纤维。作为结果，专利技术人发现特定范围的纤维长度和碳纤维束对于完成本专利技术非常重要。此外，根据本专利技术，可以通过以不小于热塑性树脂熔融温度的温度加热包含热塑性树脂和平均纤维长度在Imm至IOOmm范围内的碳纤维的含浸前体，并通过使用具有例如能够独立操作的滑动芯的模具对加热的含浸前体进行冷压，来制备具有倒扣部的复合成形女口广叩ο【专利附图】【附图说明】图1示出使用滑动芯的代表性模具构造的视图。图2示出使用倾斜芯的代表性模具构造的部分。图3示出使用凸轮(狗腿凸轮，dog leg cam)的代表性模具构造的部分。附图标记的说明1:可动模具2:固定模具3:滑动芯4:排出板5:排出缸6:斜销7:制动板8:倾斜芯9:滑动板10:狗腿凸轮11:倒扣形成部分【具体实施方式】下文说明本专利技术的实施例。工序(i)在本专利技术的工序(i)中，使用包含碳纤维和热塑性树脂的未含浸前体。在未含浸前体中，特定的碳纤维整体均一地分散在由热塑性树脂构成的基体树脂中。碳纤维可以提供具有高的比强度、比刚性和高的机械强度的复合成形产品。在碳纤维中，PAN系或者浙青系碳纤维是优选的。碳纤维的平均纤维直径优选在3 μ m至12 μ m的范围，更优选在5 μ m至9 μ m的范围。平均纤维直径进一步优选在5 μ m至7 μ m的范围。用于本专利技术的碳纤维可以通过将具有1000至50000个碳纤维束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长仓裕规，荒川源臣，
申请(专利权)人：帝人株式会社，
类型：
国别省市：