[发明专利]碳纤维增强复合材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及再加工性及再循环性优良且表面平滑性良好的碳纤维增强复合材料及其制造方法。

背景技术

预想近年来发展起来的便携电子设备也会在野外使用。因此，框体材料必须轻量、薄壁且高刚性。例如，专利文献1中提出了一种轻质、薄壁且高刚性的碳纤维增强复合材料，其由层叠两片碳纤维预浸材料并在其间层叠作为芯材的热固性连续气泡发泡体而成的夹层结构体形成。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-093175号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，对于专利文献1中提出的碳纤维增强复合材料而言，由于使用热固性树脂作为芯材，因此不能通过加热使其变形，难以实现再加工性及再循环性，并且难以进行后加工成形为规定形状等。因此，本发明人对使用热塑性树脂代替热固性树脂进行了研究。但是，在专利文献1所涉及的技术中，在用热塑性树脂代替热固性树脂的情况下，在伴随树脂的熔融固化过程的一次制造工序及再加工工序中，确认到表面平滑性变差。因此，本发明的目的是提供确保了轻量、薄壁且高刚性、并且再加工性和再循环性优良且表面平滑性良好的碳纤维增强复合材料。

用于解决问题的方法

本发明人发现，使用热塑性树脂代替热固性树脂的情况下表面平滑性变差的原因是，树脂熔融过程中在碳纤维增强复合材料内部残留孔隙，从而完成了本发明。

本发明是一种碳纤维增强复合材料，包含至少2片碳纤维织物和热塑性树脂，其特征在于，

所述至少2片碳纤维织物分别由解开碳纤维束而得的开松纤维丝构成，并且，

所述热塑性树脂以固化状态含浸于所述至少2片碳纤维织物内，由此，所述碳纤维增强复合材料整体一体化。

其中，在本发明的碳纤维增强复合材料的至少一个表面上可以存在热塑性树脂层。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料中含有的全部热塑性树脂可以为同一种类。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的最大高度（Rmax）可为12.0μm以下，十点平均粗糙度（Rz）可为6.0μm以下。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的弯曲弹性模量可为25GPa以上，弯曲强度可为170MPa以上。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的厚度可为0.5mm以下。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的固化状态的所述热塑性树脂可为非发泡状态。

而且，本发明是一种碳纤维增强复合材料的制造方法，其特征在于，包括：

对层叠体进行热压的工序，所述层叠体含有至少2片由解开碳纤维束而得的开松纤维丝构成的碳纤维织物，并且在所述至少2片碳纤维织物之间夹持有发泡体状热塑性树脂，所述热压在所述发泡体状的所述热塑性树脂熔融且熔融了的所述热塑性树脂含浸于所述至少2片碳纤维织物间的条件下进行；以及

使含浸于所述2片碳纤维织物间的处于熔融状态的所述热塑性树脂固化的工序。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的制造方法中，发泡体状的热塑性树脂可为独立气泡发泡体。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的制造方法中，可在碳纤维织物的至少一个表面配置热塑性树脂膜。

其中，“配置”是指不仅包括热塑性树脂膜接合（包括暂时固定及点粘接）在碳纤维织物上的情况，还包括非接合的情况（如后述实施例4那样仅为接触的情况）的概念。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的制造方法中，层叠体至少包含以下5层：从一个表面开始依次为热塑性树脂膜、碳纤维织物、发泡体状热塑性树脂、碳纤维织物、热塑性树脂膜。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的制造方法中，层叠体仅由以下7层构成：从一个表面开始依次为热塑性树脂膜、碳纤维织物、热塑性树脂膜、发泡体状热塑性树脂、热塑性树脂膜、碳纤维织物、热塑性树脂膜。

并且，本发明的碳纤维增强复合材料的制造方法中，发泡体状热塑性树脂和热塑性树脂膜可为同一种类的热塑性树脂。

在此，进行热压的工序和使熔融了的热塑性树脂固化的工序可以是各自独立的工序，也可以是连续的工序，而且也可以在施加压力的同时使树脂固化等部分或者完全同时进行。

并且，同一种类不仅是指构成聚合物的单体完全相同，还包括构成聚合物的单体的骨架类似的情况{例如，单体的侧链、构成单体的元素（具体为碳原子）的个数等不同的情况}。

并且，实际上为非发泡状态是指肉眼观察不能确认到发泡的情况。

发明效果