無紡布、片或薄膜、多層片、成型品和無紡布的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包含熱塑性樹脂纖維和碳纖維的無紡布。另外，涉及將所述無紡布熱 壓而得到的片或薄膜。進(jìn)而，涉及將前述無紡布與織物層熱壓而得到的多層片。加之，涉及 對前述無紡布等進(jìn)行嵌入成型而得到的成型品。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直以來研究了無紡布的制作。例如，專利文獻(xiàn)1中通過水流交織法制造了碳纖 維的無紡布。更具體而言，在水流交織法中，層疊使碳纖維隨機(jī)排列而成的產(chǎn)物，施加高壓 水流而制成無紡布。
[0003] 另外，專利文獻(xiàn)2公開了由碳纖維和熱塑性樹脂纖維形成的無紡布。
[0004] 另一方面，近年來，在電子儀器、家電等的殼體和汽車內(nèi)部裝飾品的殼體的技術(shù)領(lǐng) 域中，廣泛研究了在該殼體的外表面層疊裝飾材料。所述殼體通常大多利用以樹脂作為主 要構(gòu)成成分的成型品來制作。這種樹脂成型品中，對其表面施加的各種裝飾材料對于使其 與其他制品產(chǎn)生差別而言是不可或缺的要素。在這種狀況下，一部分企業(yè)即使對于同一制 品也會對樹脂成型品施加多種裝飾材料，從而使顧客能自由地選擇制品的裝飾設(shè)計(jì)。例如， 專利文獻(xiàn)3中公開了在聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂等無紡布的表面形成了具有金屬光澤 的高亮度層而得到的纖維長度裝飾片。另外，作為上述領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)而提出了一種織物/ 樹脂層疊結(jié)構(gòu)的殼體，所述殼體具備：借助粘接樹脂層彼此粘接的透明丙烯酸類薄膜層和 織物層的層疊體、以及溶脹于該織物層的各纖維的間隙且固結(jié)于織物層的基質(zhì)樹脂層（例 如參照專利文獻(xiàn)4和專利文獻(xiàn)5)。根據(jù)專利文獻(xiàn)4和專利文獻(xiàn)5,織物層對基質(zhì)樹脂層的密 合性和織物層表面的耐沖擊性和擦劃性優(yōu)異，并且能夠避免織物層產(chǎn)生褶皺、圖案的扭曲。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2002-266217號公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2011-190549號公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2004-34527號公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :國際公開2012/105664號小冊子
[0011] 專利文獻(xiàn)5 :國際公開2012/105665號小冊子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的問題
[0013] 以往，想要使用碳纖維來提高較薄的成型品、例如具有樹脂薄膜或樹脂片程度的 厚度的成型品的強(qiáng)度時，即使想要預(yù)先將碳纖維與樹脂復(fù)合后進(jìn)行注射成型，從結(jié)晶化速 度、流動性的觀點(diǎn)出發(fā)，在注射時也需要非常高的壓力，因此對于注射成型品而言實(shí)質(zhì)上難 以制造具有較大面積的薄壁成型品。另外，即使想要將包含碳纖維和樹脂的復(fù)合物進(jìn)行薄 膜化或片化來得到較薄的成型品，也會存在如下問題：復(fù)合時或之后的熔融擠出時，碳纖維 長度變得過短，無法獲得期望的強(qiáng)度。
[0014] 另一方面，專利文獻(xiàn)2中公開了包含熱塑性樹脂纖維和碳纖維的無紡布，本申請 發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)：機(jī)械強(qiáng)度不充分。進(jìn)而，根據(jù)用途還要求外觀也優(yōu)異，但可知外觀也不好。
[0015] 本發(fā)明的第一目的是解決所述課題，其目的在于提供包含熱塑性樹脂纖維和碳纖 維的無紡布，將所述無紡布制成樹脂成型品時的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異。進(jìn)而，其目的在于，提供將 所述無紡布進(jìn)行成型時的成型品的外觀優(yōu)異的無紡布。
[0016] 另外，本申請發(fā)明人針對在前述那樣的無紡布上設(shè)置有織物層的多層片進(jìn)行了研 究，可知有時會產(chǎn)生翹曲。
[0017] 本發(fā)明的第二目的是解決所述課題，其目的在于提供具有織物層且包含樹脂的多 層片，該多層片的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異且翹曲少。
[0018] 用于解決問題的方案
[0019] 本申請發(fā)明人基于所述狀況進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過將熱塑性樹脂纖維（A) 與碳纖維（B)用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于前述熱塑性樹脂纖維（A)的熱塑性樹脂（C)進(jìn)行結(jié) 合，從而能夠提供以熱塑性樹脂纖維和碳纖維作為主成分的無紡布，從而完成了本發(fā)明。具 體而言，利用以下手段〈1>、優(yōu)選利用〈2>~〈26>來解決上述課題。
[0020] 〈1> 一種無紡布，其包含熱塑性樹脂纖維（A)和碳纖維（B)、以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 低于前述熱塑性樹脂纖維（A)的熱塑性樹脂（C)，以熱塑性樹脂纖維（A)與熱塑性樹脂（C) 的總量的1~50重量％的比率包含前述熱塑性樹脂（C)。
[0021] 〈2>根據(jù)〈1>所述的無紡布，其中，碳纖維⑶的平均纖維長度為1~15mm。
[0022] 〈3>根據(jù)〈1>或〈2>所述的無紡布，其中，熱塑性樹脂纖維（A)的平均纖維長度為 1 ~15mm〇
[0023] 〈4>根據(jù)〈1>~〈3>中任一項(xiàng)所述的無紡布，其中，前述熱塑性樹脂（C)為纖維。
[0024] 〈5>根據(jù)〈1>~〈3>中任一項(xiàng)所述的無紡布，其中，前述熱塑性樹脂（C)是平均纖 維長度為1~15mm的纖維。
[0025] 〈6>根據(jù)〈1>~〈5>中任一項(xiàng)所述的無紡布，其中，熱塑性樹脂纖維（A)的平均纖 維長度與碳纖維（B)的平均纖維長度之差為IOmm以下。
[0026] 〈7>根據(jù)〈1>~〈6>中任一項(xiàng)所述的無紡布，其中，熱塑性樹脂纖維（A)與碳纖維 (B)的配混比（重量比）為"：1~ 25:75。
[0027] 〈8>根據(jù)〈1>~〈7>中任一項(xiàng)所述的無紡布，其中，熱塑性樹脂纖維㈧選自聚酯 樹脂、聚酰胺樹脂、聚烯烴樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚縮醛樹脂和聚 碳酸酯樹脂。
[0028] 〈9> 一種片或薄膜，其是將〈1>~〈8>中任一項(xiàng)所述的無紡布進(jìn)行熱壓而得到的。
[0029] 〈10> -種片或薄膜，其是將〈1>~〈8>中任一項(xiàng)所述的無紡布與熱塑性樹脂（D) 進(jìn)行熱壓而得到的。
[0030] 〈11>根據(jù)〈10>所述的片或薄膜，其中，前述熱塑性樹脂（D)為熱塑性樹脂薄膜。
[0031] 〈12> -種多層片，其是將〈1>~〈8>中任一項(xiàng)所述的無紡布與織物層進(jìn)行熱壓而 得到的，或者，其是將〈1>~〈8>中任一項(xiàng)所述的無紡布與織物層重疊并從無紡布側(cè)使熱塑 性樹脂（E)注射成型而得到的。
[0032] 〈13>根據(jù)〈12>所述的多層片，其中，在無紡布與織物層之間具有粘接層。
[0033] 〈14>根據(jù)〈13>所述的多層片，其中，前述粘接層包含聚乙烯醇縮醛系樹脂。
[0034] 〈15>根據(jù)〈12>~〈14>中任一項(xiàng)所述的多層片，其中，除了前述無紡布和織物層之 外，還包含熱塑性樹脂（D)。
[0035] 〈16>根據(jù)〈15>所述的多層片，其中，前述熱塑性樹脂⑶為樹脂薄膜。
[0036] 〈17> -種成型品，其是向〈1>~〈8>中任一項(xiàng)所述的無紡布、〈9>~〈11>中任一 項(xiàng)所述的片或薄膜、或者〈12>~〈16>中任一項(xiàng)所述的多層片中使熱塑性樹脂（E)嵌入成 型而成的。
[0037] 〈18> -種無紡布的制造方法，其包括在液體中對組合物進(jìn)行抄制，所述組合物包 含熱塑性樹脂纖維（A)、碳纖維（B)、以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于前述熱塑性樹脂纖維（A)的 熱塑性樹脂（C)，以熱塑性樹脂纖維（A)與熱塑性樹脂（C)的總量的1~50重量％的比率 包含前述熱塑性樹脂（C)。
[0038] 〈19>根據(jù)〈18>所述的無紡布的制造方法，其還包括在前述液體中進(jìn)行抄制后以 前述熱塑性樹脂（C)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度進(jìn)行加熱的工序。
[0039] 〈20>根據(jù)〈18>或〈19>所述的無紡布的制造方法，其中，碳纖維（B)的平均纖維長 度為1~15mm 〇
[0040] 〈21>根據(jù)〈18>~〈20>中任一項(xiàng)所述的無紡布的制造方法，其中，熱塑性樹脂纖維 ⑷的平均纖維長度為1~15mm。
[0041] 〈22>根據(jù)〈18>~〈21>中任一項(xiàng)所述的無紡布的制造方法，其中，前述熱塑性樹脂 (C)為纖維。
[0042] 〈23>根據(jù)〈18>~〈22>中任一項(xiàng)所述的無紡布的制造方法，其中，前述熱塑性樹脂 (C)是平均纖維長度為1~15mm的纖維。
[0043] 〈24>根據(jù)〈18>~〈23>中任一項(xiàng)所述的無紡布的制造方法，其中，熱塑性樹脂纖維 (A)的平均纖維長度與碳纖維（B)的平均纖維長度之差為IOmm以下。
[0044] 〈25>根據(jù)〈18>~〈24>中任一項(xiàng)所述的無紡布的制造方法，其中，熱塑性樹脂纖維 (A)與碳纖維⑶的配混比（重量比）為99:1~25:75。
[0045] 〈26>根據(jù)〈18>~〈25>中任一項(xiàng)所述的無紡布的制造方法，其中，熱塑性樹脂纖維 (A)選自聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚烯烴樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚縮 醛樹脂和聚碳酸酯樹脂。
[0046] 發(fā)明的效果
[0047] 能夠提供包含熱塑性樹脂纖維和碳纖維的無紡布，將所述無紡布制成樹脂成型品 時的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異。進(jìn)而，可提供能夠得到將所述無紡布成型時的成型品外觀優(yōu)異的成型 品的無紡布。
[0048] 進(jìn)而，能夠提供具有織物層且機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異、且翹曲少的多層片。
【附圖說明】
[0049] 圖1是表不本發(fā)明中的殼體的一例的立體圖。
[0050] 圖2是表示圖1中的II-II線的截面的一例的截面圖。
[0051] 圖3是表示圖1中的III-III線的截面的一例的截面圖。
[0052] 圖4a~圖4d是表示進(jìn)行嵌入成型的工序的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 以下針對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，本申請說明書中，"~"是指包含其 前后記載的數(shù)值作為下限值和上限值的意義來使用。本發(fā)明中的主成分是指含量最多的成 分。另外，本說明書中，存在"以熱塑性樹脂纖維（A)和碳纖維（B)作為主成分的無紡布"等 記載，但其表示熱塑性樹脂纖維（A)與碳纖維（B)的總量在無紡布中是最多的。
[0054] 本發(fā)明的無紡布的特征在于，其包含熱塑性樹脂纖維（A)和碳纖維（B)、以及玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度低于前述熱塑性樹脂纖維（A)的熱塑性樹脂（C)，以熱塑性樹脂纖維（A)與熱 塑性樹脂（C)的總量的1~50重量％的比率包含前述熱塑性樹脂（C)。即特征在于，（C)/ ((A) + (C))(重量％ )的值在1~50(重量％ )的范圍內(nèi)。在以熱塑性樹脂纖維（A)和碳纖 維（B)作為主成分的無紡布中，通過使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于前述熱塑性樹脂纖維（A)的 熱塑性樹脂（C)進(jìn)行結(jié)合，能夠使熱塑性樹脂纖維（A)與碳纖維（B)適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合。進(jìn)而，由 于熱塑性樹脂（C)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于熱塑性樹脂纖維（A)，因此可以在熱塑性樹脂纖 維（A)保持纖維狀的狀態(tài)下制成無紡布。通過制成這種無紡布，能夠用作機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異且 具有各種形狀的樹脂成型品的材料。
[0055] 作為包含熱塑性樹脂纖維（A)和碳纖維（B)的布狀復(fù)合材料，例如可以考慮：制 造以熱塑性樹脂纖維（A)和碳纖維（B)作為主成分的混纖絲，將所述混纖絲制成紡織物等。 然而，存在制作混纖絲需要大型裝置等問題。如后述無紡布的制造方法中所述那樣，本發(fā)明 的無紡布能夠利用簡易的裝置制造。
[0056] 本發(fā)明中使用的無紡布（熱壓前）的厚度沒有特別限定，例如優(yōu)選為0.05~ 30_、更優(yōu)選為0. 1~10_、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 5~5mm左右。
[0057] 〈熱塑性樹脂纖維（A) >
[0058] 本發(fā)明中使用的熱塑性樹脂纖維（A)只要是熱塑性樹脂纖維就沒有特別限定，可 以采用公知的纖維，通常使用將熱塑性樹脂纖維束加工成任意長度而得到的纖維。
[0059] 本發(fā)明中使用的熱塑性樹脂纖維（A)的平均纖維長度優(yōu)選為1~20mm、更優(yōu)選為 1~15mm、進(jìn)一步優(yōu)選為3~15mm、特別優(yōu)選為3~12mm。通過使平均纖維長度為1mm以 上，能夠提高使用了無紡布的成型品的力學(xué)強(qiáng)度，通過使平均纖維長度為20mm以下、尤其 為15_以下，能夠