成型品及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种由纤维增强复合材料（Ⅰ）和热塑性树脂构件（Ⅱ）构成的成型品，所述纤维增强复合材料（Ⅰ）含有连续增强纤维及热固性基质树脂，所述热塑性树脂构件（Ⅱ）通过热塑性树脂（Ａ）与上述纤维增强复合材料（Ⅰ）的至少一部分表面接合并一体化。上述热塑性树脂（Ａ）与上述纤维增强复合材料（Ⅰ）的接合面在上述成型品的厚度方向的截面上具有凹凸形状，并且上述热塑性树脂（Ａ）在上述纤维增强复合材料（Ⅰ）中的最大含浸厚度ｈ为１０μｍ以上。上述热塑性树脂（Ａ）的拉伸断裂强度为２５ＭＰａ以上，拉伸断裂伸长率为２００％以上。上述纤维增强复合材料（Ⅰ）与上述热塑性树脂构件（Ⅱ）的接合部的冲击粘合强度为３，０００Ｊ／ｍ↑［２］以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及成型品及其制造方法，是由纤维增强复合材料和热塑性树脂构件接合形成的成型品，改善了上述纤维增强复合材料和上述热塑性树脂构件之间的冲击粘合强度。
技术介绍
以热固性树脂作为基质树脂(matrix resin)的纤维增强复合材料是力学特性及轻质性优异的材料。该纤维增强复合材料广泛用作以飞机和汽车等的结构构件为代表的各种成型品的结构构件。在要求薄壁性、轻质性及刚性的电气·电子设备、办公自动化设备、家用电器或医疗设备等中，比较小型且形状复杂的部件由将热塑性树脂进行注射成型得到的热塑性树脂构件形成，形状比较简单的部件由纤维增强复合材料形成，并逐渐应用将上述部件接合进行一体化而得到的成型品。随着纤维增强复合材料用途的扩大，要求的性能自然也根据用途发生变化。特别是移动电话或小型移动产品等要求耐冲击性，需要设计满足该要求的成型品。专利文献1及专利文献2中公开了耐冲击性优异的树脂框架组合件。该组合件为功能部件与热塑性树脂构件一体化形成的成型品。具体而言，专利文献1及专利文献2中记载了下述组合件及其组合方法，即用由马来酰亚胺类或聚碳酸酯类聚合物/乙烯基类聚合物/橡胶状聚合物/增强纤维组成的树脂组合物制备框架构件，另外针对同样的树脂组合物使用金属等进行嵌件成型(insert molding)，制备功能部件，接下来利用上述部件分别使用的树脂的热熔接将上述部件接合，组装成组合件。-->但是，虽然公开了使功能部件及框架构件的耐冲击性优异的技术，却没有特别关注涉及功能部件与框架构件接合的技术。因此，功能部件与框架构件的接合强度不充分，视为一体化成型品时成型品的耐冲击性不能说充分。专利文献3中公开了可以与其他构件容易且牢固地熔接的纤维增强复合材料层合体，并记载了提高该层合体与形成框架构件等的热塑性树脂构件的接合强度的粘合技术以及利用该技术形成的一体化成型品。但是，专利文献3中记载的技术的目的主要是提高粘合性，特别是提高与聚酰胺树脂材料的粘合性，不能说一体化成型品的耐冲击性充分。专利文献1：特开平11-138641号公报专利文献2：特开平11-268130号公报专利文献3：WO2004/060658A1号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种将纤维增强复合材料与热塑性树脂构件接合并一体化形成的耐冲击性特别优异的成型品及其制造方法。为了实现上述目的，本专利技术的成型品如下所述。一种成型品，由纤维增强复合材料(I)和热塑性树脂构件(II)构成，所述纤维增强复合材料(I)含有连续增强纤维及热固性基质树脂，所述热塑性树脂构件(II)通过热塑性树脂(A)与该纤维增强复合材料(I)的至少一部分表面接合并一体化；上述热塑性树脂(A)与上述纤维增强复合材料(I)的接合面在上述成型品的厚度方向的截面上具有凹凸形状，并且上述热塑性树脂(A)在上述纤维增强复合材料(I)中的最大含浸厚度h为10μm以上，上述热塑性树脂(A)的拉伸断裂强度为25MPa以上，拉伸断裂伸长率为200％以上，上述纤维增强复合材料(I)与上述热塑性树脂构件(II)的接合部的冲击粘合强度为3000J/m2以上。上述热塑性树脂(A)的拉伸断裂伸长率优选为350％以上。上述-->热塑性构件(II)的冲击强度优选为200J/m以上，更优选为300J/m以上。上述纤维增强复合材料(I)的冲击强度优选为500J/m以上。上述热塑性树脂(A)的最小厚度t优选为10μm至500μm。优选上述热塑性树脂(A)由1种或2种以上的聚酯树脂构成，该聚酯树脂中的至少一种聚酯树脂为共聚聚酯，所述共聚聚酯的硬链段中包含聚对苯二甲酸乙二醇酯成分及聚对苯二甲酸丁二醇酯成分中的一种或两种成分，作为构成软链段的二醇成分，包含聚丁二醇成分。优选上述聚酯树脂中的至少一种聚酯树脂的一个末端或两个末端具有选自伯氨基、环氧基和酸酐基中的一种或两种官能团结构。上述聚酯树脂的玻璃化温度Tg优选满足式0℃≤Tg≤80℃。优选上述聚酯树脂的熔点Tm满足式120℃≤Tm≤180℃，并且在温度(Tm+10)℃下的熔融粘度η1满足式500Pa·s≤η1≤2,000Pa·s。上述聚酯树脂的熔点Tm更优选满足式120℃≤Tm≤160℃。另外，上述聚酯树脂在温度250℃下的熔融粘度η2更优选为300Pa·s以下。上述热塑性树脂构件(II)优选为选自聚碳酸酯树脂、ABS树脂及热塑性弹性体树脂中的一种以上的树脂组合物。上述热塑性树脂构件(II)中的至少一部分优选由具有电波透过性的部位(III)构成。上述具有电波透过性的部位(III)的电场屏蔽性优选为0dB至15dB。上述具有电波透过性的部位(III)优选由被非导电性纤维增强的构件形成。上述具有电波透过性的部位(III)优选由被含量为30重量％至70重量％的玻璃纤维增强的构件形成。上述纤维增强复合材料(I)的实际厚度优选为0.1mm至0.6mm。上述纤维增强复合材料(I)中的上述连续增强纤维优选为碳纤维。上述纤维增强复合材料(I)中的上述热固性基质树脂优选为环氧树脂。本专利技术的成型品优选用作电气·电子设备、办公自动化设备、家用电器、医疗设备、汽车部件、飞机部件或建材的成型品。另外，本专利技术的成型品优选用作个人电脑壳体或移动电话壳体的成型品。-->本专利技术的成型品中存在框部时，优选该框部由上述热塑性树脂构件(II)形成，并在上述热塑性树脂构件(II)的至少一部分配置有具有电波透过性的部位(III)。上述热塑性构件(II)的至少一部分配置有具有电波透过性的部位(III)的本专利技术的成型品的制造方法如下所述。所述成型品的制造方法包括下述工序：成型由电波透过性材料及热塑性树脂构成的上述具有电波透过性的部位(III)的工序；将上述纤维增强复合材料(I)及经上述工序成型的上述具有电波透过性的部位(III)插入模内的工序；以及对经上述工序插入上述模内的上述纤维增强复合材料(I)和上述具有电波透过性的部位(III)，注射成型包括上述热塑性树脂构件(II)的其余部位(IV)的工序。上述具有电波透过性的部位(III)中的上述热塑性树脂与上述热塑性树脂构件(II)中的热塑性树脂优选为同种树脂。本专利技术所述的成型品是将含有连续增强纤维及热固性基质树脂的纤维增强复合材料(I)与热塑性树脂构件(II)牢固地接合并一体化得到的耐冲击性优异的成型品。由本专利技术所述的成型品成型得到的各种设备和部件，可以在所受机械载荷增大的使用环境下使用并且不易破损。特别是对于在室外频繁使用的笔记本个人电脑或移动电话等电气·电子设备，通过使用本专利技术所述的成型品形成其机体，可以显著降低破损频率。附图说明[图1]图1为本专利技术成型品的一个实施方案在厚度方向上的模式截面图。[图2]图2为测定本专利技术成型品的冲击粘合强度时的试验片的模式斜视图。[图3]图3为测定本专利技术成型品的冲击粘合强度及粘合强度时的试验片的模式分解斜视图。[图4]图4为使用本专利技术成型品的个人电脑壳体之一例的斜视-->图及其中一部分在厚度方向上的截面图。[图5]图5为测定本专利技术成型品的冲击粘合强度时的试验片的模式斜视图。[图6]图6为使用本专利技术成型品的移动电话壳体之一例的一部分的斜视图[图7]图7为沿着图6中的S1-S1箭头方向的截面图。符号说明1成型品2增强纤维2a存在于距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成型品，由纤维增强复合材料（Ⅰ）和热塑性树脂构件（Ⅱ）构成，所述纤维增强复合材料（Ⅰ）含有连续增强纤维及热固性基质树脂，所述热塑性树脂构件（Ⅱ）通过热塑性树脂（Ａ）与所述纤维增强复合材料（Ⅰ）的至少一部分表面接合并一体化，所述热塑性树脂（Ａ）与所述纤维增强复合材料（Ⅰ）的接合面在所述成型品的厚度方向的截面上具有凹凸形状，并且所述热塑性树脂（Ａ）在所述纤维增强复合材料（Ⅰ）中的最大含浸厚度ｈ为１０μｍ以上，所述热塑性树脂（Ａ）的拉伸断裂强度为２５ＭＰａ以上，拉伸断裂伸长率为２００％以上，所述纤维增强复合材料（Ⅰ）与所述热塑性树脂构件（Ⅱ）的接合部的冲击粘合强度为３，０００Ｊ／ｍ↑［２］以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-7-28 205963/2006;JP 2006-7-28 206541/2006;1、一种成型品，由纤维增强复合材料(I)和热塑性树脂构件(II)构成，所述纤维增强复合材料(I)含有连续增强纤维及热固性基质树脂，所述热塑性树脂构件(II)通过热塑性树脂(A)与所述纤维增强复合材料(I)的至少一部分表面接合并一体化，所述热塑性树脂(A)与所述纤维增强复合材料(I)的接合面在所述成型品的厚度方向的截面上具有凹凸形状，并且所述热塑性树脂(A)在所述纤维增强复合材料(I)中的最大含浸厚度h为10μm以上，所述热塑性树脂(A)的拉伸断裂强度为25MPa以上，拉伸断裂伸长率为200％以上，所述纤维增强复合材料(I)与所述热塑性树脂构件(II)的接合部的冲击粘合强度为3,000J/m2以上。2、如权利要求1所述的成型品，其中所述热塑性树脂(A)的拉伸断裂伸长率为350％以上。3、如权利要求1所述的成型品，其中所述热塑性树脂构件(II)的冲击强度为200J/m以上。4、如权利要求1所述的成型品，其中所述热塑性树脂构件(II)的冲击强度为300J/m以上。5、如权利要求1所述的成型品，其中所述纤维增强复合材料(I)的冲击强度为500J/m以上。6、如权利要求4所述的成型品，其中所述纤维增强复合材料(I)的冲击强度为500J/m以上。7、如权利要求4所述的成型品，其中所述热塑性树脂(A)的最小厚度t为10μm至500μm。8、如权利要求1所述的成型品，其中，所述热塑性树脂(A)由1种或2种以上的聚酯树脂构成，所述聚酯树脂中的至少一种聚酯树脂为共聚聚酯，所述共聚聚酯的硬链段中包含聚对苯二甲酸乙二醇酯成分及聚对苯二甲酸丁二醇酯成分中的一种或两种成分，作为构成软链段的二醇成分，包含聚丁二醇成分。9、如权利要求4所述的成型品，其中，所述热塑性树脂(A)由1种或2种以上的聚酯树脂构成，所述聚酯树脂中的至少一种聚酯树脂为共聚聚酯，所述共聚聚酯的硬链段中包含聚对苯二甲酸乙二醇酯成分及聚对苯二甲酸丁二醇酯成分中的一种或两种成分，作为构成软链段的二醇成分，包含聚丁二醇成分。10、如权利要求8所述的成型品，其中所述聚酯树脂中的至少一种聚酯树脂的一个末端或两个末端具有选自伯氨基、环氧基、羧基及酸酐基中的1种或2种官能团结构。11、如权利要求9所述的成型品，其中所述聚酯树脂中的至少1种聚酯树脂的一个末端或两个末端具有选自伯氨基、环氧基、羧基及酸酐基的1种或2种官能团结构。12、如权利要求8所述的成型品，其中所述聚酯树脂的玻璃化温度Tg满足式0℃≤Tg≤80℃。13、如权利要求9所述的成型品，其中所述聚酯树脂的玻璃化温度Tg满足式0℃≤Tg≤80℃。14、如权利要求8所述的成型品，其中所述聚酯树脂的熔点Tm满足式120℃≤Tm≤180℃，并且在温度(Tm+10)℃下的熔融粘度η1满足式500Pa·s≤η1≤2,000Pa·s。15、如权利要求9所述的成型品，其中所述聚酯树脂的熔点Tm满足式120℃≤Tm≤160℃，并且在温度(Tm+10)℃下的熔融粘度η1满足式500Pa·s≤η1≤2,000P...

【专利技术属性】
技术研发人员：土谷敦岐，本间雅登，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]