[发明专利]纤维增强复合材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由增强纤维形成的无纺布和热塑性树脂复合化而成的材料的制造方法。

背景技术

为了实现汽车部件的轻型化，碳材料的利用得到推进，由包含碳纤维等增强纤维的织物薄片与热塑性树脂构成的复合材料广为人知。例如在专利文献1中，公开有如下的方法，即，在透明或半透明的热塑性树脂中层叠含有由碳纤维和/或合成纤维形成的织物薄片，制成在强度、设计性、成型性方面优异的织物加饰树脂产品。热塑性树脂与热固化性树脂相比对于缩短成型生产节拍(tact)是有效的，然而由于熔融粘度高，因此向织物薄片浸渗的速度极慢，因而无法缩短作为整体的成型周期。

所以，迄今为止在借助注射进行的树脂向织物薄片中的浸渗中，使用粘度低的热固化性树脂，然而这仅限于也包括汽车在内的比较高价的用途中。

专利文献

专利文献1：日本特开2009-51080号公报

与像专利文献1那样向织物薄片中浸渗热塑性树脂不同，已知有使用由包含增强纤维的热塑性树脂制成的颗粒来进行注射成型的技术。但是，该方式中，所含的增强纤维在注射成型时，特别是在将颗粒熔融的塑化工序中会因在螺杆内受到强烈的剪切力而折损。由此，对于成型品内的增强纤维而言，与颗粒状态时相比，注射成型后的纤维长度变得极短。所以，使用了基于该方式的热塑性树脂的纤维增强复合材料与使用了作为连续纤维的织物薄片的复合材料相比，机械强度低，因此用途受到限制。

发明内容

本发明是基于此种技术问题而完成的，其目的在于，在缩短注射成型周期的同时，提高使用了热塑性树脂的纤维增强复合材料的机械强度。

基于该目的完成的本发明的纤维增强复合材料的制造方法的特征在于，具备：将由增强纤维制成的无纺布设置于模具内的工序(a)、和向模具内注射热塑性树脂而得到由无纺布和热塑性树脂形成的成型品的工序(b)，作为工序(b)中的注射成型，进行注射压缩成型。

本发明的纤维增强复合材料的制造方法中，对于由增强纤维制成的无纺布注射成型热塑性树脂。由于无纺布与织物薄片相比纤维间的间隙多，因此熔融了的热塑性树脂的浸渗较容易，所以与对织物薄片进行注射成型相比，增强纤维与树脂的接触面积增大，可以体现出高强度。另外，如果借助对无纺布注射热塑性树脂的方法，则与使用含有增强纤维的颗粒的方法相比，可以将成型后的增强纤维的长度维持得较长。这是因为，后者中增强纤维在螺杆内受到强烈的剪切力，而在本发明的情况下，由于在模具内设置有无纺布，因此在螺杆内不存在增强纤维，不会有受到剪切力的情况。

本发明与使用含有增强纤维的颗粒的方法相比，具有可以减少构成无纺布的增强纤维的折损的效果，而为了使该效果更为明显，作为工序(b)中的注射成型，进行注射压缩成型。注射压缩成型具有注射时的压力低的特征，而利用本发明可以显现出减少增强纤维的折损这样的由注射压缩成型带来的新的效果。

在本发明的纤维增强复合材料的制造方法中，优选在工序(a)中将模具或无纺布加热之后，进行工序(b)的注射成型。为了提高利用本发明得到的纤维增强复合材料的机械强度，最好在注射时实现构成无纺布的纤维与热塑性树脂的亲和性、浸润性、密合性的提高。为此，本发明中，推荐在开始注射之前加热模具或无纺布。