纤维增强热塑性树脂成型品制造技术

本发明专利技术涉及一种纤维增强热塑性树脂成型品，其为包含热塑性树脂[A]及碳纤维[B]的纤维增强热塑性树脂成型品，相对于热塑性树脂[A]、碳纤维[B]的合计100重量份，包含热塑性树脂[A]50～95重量份、碳纤维[B]5～50重量份；成型品的弯曲弹性模量为30GPa以上，上述热塑性树脂[A]和上述碳纤维[B]的界面剪切强度为15MPa以上，且由下式(1)算出的成型品的对数衰减率不足3。通过具有优异的振动持续性，提供了具有优异音响特性的热塑性树脂组合物。对数衰减率δ＝(1/n)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维增强热塑性树脂成型品


[0001]本专利技术涉及一种包含热塑性树脂和碳纤维的纤维增强热塑性树脂成型品，其能够表现出优异的振动持续性。

技术介绍

[0002]包含增强纤维和热塑性树脂的成型品，由于轻质且具有优异的力学特性，因此被广泛用于以电气/电子部件用途、汽车用途为代表的体育用品用途、航空航天用途和一般产业用途等。这些成型品中使用的增强纤维根据其用途以各种形态增强成型品。作为这些增强纤维，可使用铝纤维、不锈钢纤维等金属纤维；芳纶纤维、PBO(聚对苯撑苯并噁唑)纤维等有机纤维；碳化硅纤维等无机纤维、碳纤维等。从比强度、比刚性和轻质性的平衡方面考虑，优选碳纤维，其中特别优选使用聚丙烯腈(PAN)类碳纤维。
[0003]由于碳纤维具有优异的比强度、比刚性，用碳纤维增强的成型品具有优异的机械特性，因此作为金属材料的替代材料被进行了各种研究。
[0004]作为提高纤维增强热塑性树脂成型品的机械特性的技术，已提出了配混碳纤维和聚芳硫醚树脂而形成的成型品(例如，参见专利文献1和2)、出于提高成型品的弹性模量的目的而增加了碳纤维的含量的纤维增强树脂组合物(例如，专利文献3)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开第2015
‑
064482号
[0008]专利文献2：日本专利第6221924号
[0009]专利文献3：国际公开第2013
‑
080820号

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]然而，碳纤维增强树脂成型品与金属材料相比振动衰减性高，因此，例如用于音响设备等时，会引起声音、振动的能量在材料内部发生损失的情况。由此，通过使用该成型品而获得的音响特性存在声压不足、回响音减少以及低音和高音的音质不足等问题，不是作为金属材料的替代品能够满足的音响特性。
[0012]专利文献1～3中公开的技术以提高机械特性为目的，通过这些技术得到的成型品的振动持续性和音响特性不充分。
[0013]本专利技术鉴于现有技术中存在的问题，目的在于提供一种具有优异的振动持续性和音响特性的纤维增强热塑性树脂成型品。
[0014]解决问题的手段
[0015]为了解决上述问题，本专利技术包含以下内容。
[0016]一种纤维增强热塑性树脂成型品，其为包含热塑性树脂[A]及碳纤维[B]的纤维增强热塑性树脂成型品，相对于热塑性树脂[A]、碳纤维[B]的合计100重量份，包含热塑性树
脂[A]50～95重量份、碳纤维[B]5～50重量份，成型品的弯曲弹性模量为30GPa以上，所述热塑性树脂[A]和所述碳纤维[B]的界面剪切强度为15MPa以上，且由下式(1)算出的成型品的对数衰减率不足3。
[0017]对数衰减率δ＝(1/n)
×
ln(α
(1)
/α
(1+n)
)式(1)
[0018]其中，
[0019]δ：对数衰减率
[0020]n：周期(n＝100)
[0021]α
(1)
：最大振幅值
[0022]α
(1+n)
：从具有最大振幅值的周期数起的第n个周期的振幅值。
[0023]专利技术效果
[0024]本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型品的成型品的振动持续性优异，另外，成型品的音响特性有飞跃性的提高。本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型品在音响设备、电气/电子设备、OA设备、家电设备、汽车部件、内部构件、运动部件和壳体等各种部件/构件中是极其有用的。
附图说明
[0025]图1是表示本专利技术中的纤维束[H]的横截面形态的一个例子的示意图。
[0026]图2是表示本专利技术的成型材料的优选纵截面形态的一个例子的示意图。
[0027]图3是表示本专利技术的成型材料的优选横截面形态的一个例子的示意图。
[0028]图4是表示本专利技术的成型材料的优选横截面形态的一个例子的示意图。
具体实施方式
[0029]本专利技术的纤维增强热塑性树脂成型品(以下，有时记载为“成型品”)中的碳纤维[B]的配合量，相对于热塑性树脂[A]、碳纤维[B]的合计100重量份为5重量份以上且50重量份以下。碳纤维[B]的含量小于5重量份时，成型品的力学特性，特别是弹性模量降低。碳纤维[B]的含量优选为20重量份以上，更优选为30重量份以上，进一步优选为40重量份以上。另外，碳纤维[B]的含量超过50重量份时，成型品中的碳纤维[B]的分散性降低，往往会引起成型品的力学特性，特别是弹性模量的降低。碳纤维[B]的含量优选为45重量份以下。热塑性树脂[A]的配合量相对于热塑性树脂[A]、碳纤维[B]的合计100重量份为50重量份以上且95重量份以下。热塑性树脂[A]的含量优选为55重量份以上。另外，热塑性树脂[A]的配合量优选为80重量份以下，更优选为70重量份以下，进一步优选为60重量份以下。
[0030]本专利技术的成型品的弯曲弹性模量为30GPa以上。对成型品施加声音、振动时，施加的能量导致在成型品中产生振动，但是在成型品的弹性模量为30GPa以上的情况下，成型品难以变形，因而变形所伴有的能量损失少，因此认为成型品的振动持续性提高。在成型品的弯曲弹性模量小于30GPa的情况下，变形导致的能量损失增加，振动持续性差。弹性模量优选为35GPa以上，更优选为40GPa以上，进一步优选为45GPa以上。另一方面，从成型品的加工性方面考虑，成型品的弯曲弹性模量优选为70GPa以下。成型品的弯曲弹性模量优选为65GPa以下，更优选为60GPa以下。为了使成型品的弯曲弹性模量达到这样的范围，优选将成型品中的碳纤维[B]的配合量调整为上述范围。另外，优选使所使用的碳纤维[B]的拉伸弹
性模量为200GPa以上。
[0031]成型品的弯曲弹性模量可以通过如下方式求出，即使用注射成型机，由具有与想要测定的成型品相同的组成的成型材料成型为ISO型哑铃试验片形态，对于该试验片，按照ISO 178:2010，Amd.1:2013，使用3点弯曲试验夹具(压头半径5mm)，将支点距离设定为64mm，在试验速度2mm/分钟的试验条件下进行测定。作为此处使用的试验机，使用市售的一般的制品即可。例如，作为试验机，可以使用
“インストロン”
(注册商标)万能试验机5566型(
インストロン
公司制)。
[0032]另外，本专利技术的成型品中，热塑性树脂[A]与碳纤维[B]的界面剪切强度为15MPa以上。界面剪切强度优选为17MPa以上，更优选为20MPa以上。另一方面，界面剪切强度优选为50MPa以下。界面剪切强度超过50MPa时，在注射成型时容易发生纤维折损，因此存在成型品的机械特性降低的倾向。
[0033]对成型品施加的声音、振动的能量通过成型品的内部进行传播，在弹性模量低的部位，例如热塑性树脂[A]与碳纤维[B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】1.一种纤维增强热塑性树脂成型品，其为包含热塑性树脂[A]及碳纤维[B]的纤维增强热塑性树脂成型品，相对于热塑性树脂[A]、碳纤维[B]的合计100重量份，包含热塑性树脂[A]50～95重量份、碳纤维[B]5～50重量份，成型品的弯曲弹性模量为30GPa以上，所述热塑性树脂[A]和所述碳纤维[B]的界面剪切强度为15MPa以上，且由下式(1)算出的成型品的对数衰减率不足3，对数衰减率δ＝(1/n)
×
ln(α
(1)
/α
(1+n)
)
ꢀꢀꢀ
式(1)δ：对数衰减率n：周期(n＝100)α
(1)
：最大振幅值α

【专利技术属性】
技术研发人员：平田慎，滨口美都繁，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：