CN111587269A - 增强纤维毡、纤维增强树脂成型材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

增强纤维毡，其包含平均纤维长度为5mm以上且100mm以下的增强纤维束，所述增强纤维束的束内纤维数为86根以上的束的重量比例大于99重量％且为100重量％以下。另外，纤维增强树脂成型材料，其包含该增强纤维毡及热塑性树脂，另外，纤维增强树脂成型材料的制造方法，其包括下述工序[A]～[D]。提供力学特性和成型时的流动性优异的增强纤维毡及纤维增强树脂成型材料。[A]制作每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1600根/mm以下、悬垂值为120mm以上且240mm以下的增强纤维束的毡基材的工序。[B]在所述毡基材上散布或层叠热塑性树脂的工序。[C]将所述热塑性树脂熔融的工序。[D]将熔融后的所述热塑性树脂在比树脂完全含浸时的基材厚度厚5％以上的盘面间进行冷却、固化的工序。

Description

增强纤维毡、纤维增强树脂成型材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及力学特性和复杂形状成型性、生产率优异的增强纤维毡及纤维增强树脂成型材料。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP)的比强度·比刚性优异，近年来，面向汽车部件的CFRP的开发也变得活跃。

作为CFRP在汽车中的应用例，在航空器、体育用品材料中有实际成果的使用热固性树脂的预浸料坯、基于树脂传递模塑(RTM)、纤维缠绕(filament winding，FW)的部件已推向市场。另一方面，使用热塑性树脂的CFRP能够进行高速成型，且再循环性优异，因此作为面向量产车的材料而受到瞩目。其中，加压成型由于生产率高、并且还能够应对复杂的形状、大面积的成型，因此作为金属成型的替代日益受到期待。

就加压成型中使用的中间基材而言，使用了不连续增强纤维的片状材料为主流。作为代表性材料，有片状模塑料(SMC)、玻璃毡热塑性塑料(GMT)(专利文献1、专利文献2)。任何中间基材均用于所谓的流动冲压成型(材料在模腔内流动并填充)，并形成下述形态：较长的增强纤维成为短切线束状及/或旋涡状而分散于热塑性树脂中。由于由单丝数多的纤维束形成，因此有下述倾向：虽然成型时的流动性优异，但成型品的力学特性差。另外，为了降低生产成本、提高生产率，要求连续地供给增强纤维束的、中间基材的连续生产。

作为同时实现了力学特性和流动性的材料，有由纤维长度、浓度参数不同的片材形成的多层结构的成型材料(专利文献3)。另外，有作为力学特性和流动性优异的成型材料的构成材料的、包含分纤处理区间和未分纤处理区间的纤维束(专利文献4)。有通过调整纤维束的厚度、宽度等来提高力学特性的成型材料(专利文献5)。像这样，正在进行用于均衡性良好地同时实现力学特性和成型时的流动性的改善，要求进一步的提高。另外，纤维增强热塑性树脂成型材料的品位、连续生产率的提高也是重要的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-141502号公报

专利文献2：日本特开2003-80519号公报

专利文献3：日本专利第5985085号公报

专利文献4：国际公开WO2016/104154号

专利文献5：日本专利第5512908号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题在于：鉴于上述要求，提供增强纤维毡及纤维增强树脂成型材料，所述增强纤维毡能够对使用该纤维增强树脂成型材料的成型体赋予高力学特性，而且成型时的流动性优异，所述纤维增强树脂成型材料是生产率优异的纤维增强树脂成型材料。

用于解决课题的手段

本申请的发明人进行了深入研究，结果，发明出能够解决上述课题的增强纤维毡及纤维增强树脂成型材料。即，本发明包含以下的构成。

[1]增强纤维毡，其特征在于，其包含平均纤维长度为5mm以上且100mm以下的增强纤维束，所述增强纤维束的束内纤维数为86根以上的束的重量比例大于99重量％且为100重量％以下。

[2]根据前述增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1,600根/mm以下、悬垂值120mm以上且240mm以下。

[3]根据前述增强纤维毡，其特征在于，在所述增强纤维束上被覆有环氧树脂。

[4]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，在所述增强纤维束上被覆有聚酰胺树脂。

[5]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的束硬度为39g以上且200g以下。

[6]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的平均束厚度为0.01mm以上且0.2mm以下。

[7]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的平均束宽度为0.03mm以上且3mm以下。

[8]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的宽度变化率W2/W1为0.5以上且1.1以下。

[9]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的上浆剂附着量为0.1重量％以上且5重量％以下。

[10]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的束内平均纤维数为50根以上且4,000根以下。

[11]根据前述任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的切断角度θ为3°以上且30°以下。

[12]纤维增强树脂成型材料，其特征在于，其包含热塑性树脂及前述任一项所述的增强纤维毡。

[13]纤维增强树脂成型材料，其特征在于，其包含热塑性树脂及增强纤维束，且孔隙率为5体积％以上且30体积％以下，所述增强纤维束是每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1600根/mm以下、悬垂值为120mm以上且240mm以下的增强纤维束。

[14]纤维增强热塑性树脂成型材料的制造方法，其特征在于，包括下述工序[A]～[D]。

工序[A]，制作每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1600根/mm以下、悬垂值为120mm以上且240mm以下的增强纤维束的毡基材的工序。

工序[B]，在所述毡基材上散布或层叠热塑性树脂的工序。

工序[C]，将所述热塑性树脂熔融的工序。

工序[D]，将熔融后的所述热塑性树脂在比树脂完全含浸时的基材厚度厚5％以上的盘面间进行冷却、固化的工序。

发明效果

根据本发明，能够提供力学特性和成型时的流动性、生产率优异的增强纤维毡及纤维增强树脂成型材料。

附图说明

图1是示出构成本发明的一个实施方式涉及的增强纤维毡的增强纤维束的俯视图。

图2是示出构成本发明的另一实施方式涉及的增强纤维毡的增强纤维束的俯视图。

图3是示出部分分纤纤维束的制造方法中的上浆剂赋予工序的时机例的工序图。

图4是示出包含纤维束拓宽工序的部分分纤纤维束的制造方法中的上浆剂赋予工序的时机例的工序图。

图5是示出部分分纤纤维束的制造方法中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的时机例的工序图。

图6是示出部分分纤纤维束的制造方法中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的另一时机例的工序图。

图7是示出包含纤维束拓宽工序的部分分纤纤维束的制造方法中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的时机例的工序图。

图8是示出包含纤维束拓宽工序的部分分纤纤维束的制造方法中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的另一时机例的工序图。

图9是悬垂值的测定方法的概略图。

具体实施方式

作为增强纤维的种类，并无特别限制，优选选自由碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、金属纤维组成的组中的纤维。其中，优选碳纤维。作为碳纤维，并无特别限定，从力学特性的提高、纤维增强树脂的轻量化效果的观点考虑，可优选使用例如聚丙烯腈(PAN)系、沥青系、人造丝系的碳纤维，它们可以使用1种或并用2种以上。其中，从所得到的纤维增强树脂的强度与弹性模量的均衡性的观点考虑，优选使用PAN系碳纤维。

增强纤维的单纤维直径优选为0.5μm以上，更优选为2μm以上，进一步优选为4μm以上。另外，增强纤维的单纤维直径优选为20μm以下，更优选为15μm以下，进一步优选为10μm以下。增强纤维束的线束强度优选为3.0GPa以上，更优选为4.0GPa以上，进一步优选为4.5GPa以上。增强纤维束的线束弹性模量优选为200GPa以上，更优选为220GPa以上，进一步优选为240GPa以上。如果增强纤维的线束强度或弹性模量分别为该范围，则能够提高包含本发明的增强纤维毡和树脂的成型品的力学特性。

构成本发明的增强纤维毡的不连续增强纤维束内的平均纤维数的上限优选为4,000根以下，更优选为3,000根以下，进一步优选为2,000根以下。如果是该范围，则能够提高增强纤维毡的力学特性。另外，束内平均纤维数下限优选为50根以上，更优选为100根以上，进一步优选为200根以上。如果是该范围，则能够提高包含本发明的增强纤维毡和树脂的成型材料的流动性。平均纤维数的导出方法将在后文叙述。

附着于构成本发明的增强纤维毡的增强纤维的上浆剂并无特别限定，可以使用具有环氧基、氨基甲酸酯基、氨基、羧基等官能团的化合物，它们可以使用1种或并用2种以上。在制成含有水溶性聚酰胺作为主成分的增强纤维的水溶性集束剂的情况下，水溶性聚酰胺为由在主链中具有叔氨基和/或氧乙烯基的二胺与羧酸缩聚而得到的聚酰胺树脂，作为前述二胺，具有哌嗪环的N,N’-双(γ-氨基丙基)哌嗪、N-(β-氨基乙基)哌嗪等在主链中包含叔氨基的单体、氧乙烯基烷基胺等在主链中包含氧乙烯基的烷基二胺是有用的。另外，作为二羧酸，可以使用己二酸、癸二酸等。

水溶性聚酰胺可以是共聚物。作为共聚成分，可列举例如α-吡咯烷酮、α-哌啶酮、ε-己内酰胺、α-甲基-ε-己内酰胺、ε-甲基-ε-己内酰胺、ε-十二内酰胺等内酰胺。另外，也能进行二元共聚或多元共聚，在不妨碍水溶性这样的物性的范围内确定共聚比率。优选的是，具有内酰胺环的共聚成分比率在30重量％以内，若非如此，则聚合物不完全溶解于水。

然而，即使是共聚成分比率在前述范围外的难水溶性聚合物，在使用有机及无机酸使溶液成酸性的情况下，溶解性也增大，成为水溶性，从而能够使用。作为有机酸，有乙酸、氯乙酸、丙酸、马来酸、草酸、氟乙酸等，作为无机酸，可列举作为通常的无机酸类的盐酸、硫酸、磷酸等。

该水溶性聚酰胺可以作为1次上浆剂用于未赋予上浆剂的增强纤维，也可以作为2次上浆剂用于已预先赋予了上浆剂的增强纤维。

在将附着有上浆剂的增强纤维束设为100重量％的情况下，上浆剂的附着量优选为5重量％以下，更优选为4重量％以下，进一步优选为3重量％以下。若上浆剂的附着量大于5重量％，则纤维束缺乏柔软性而变得过硬，有无法顺利地进行卷轴(bobbin)的卷取、放卷的可能性。另外，产生下述的可能性：在切割时引起单纱裂开，无法得到理想的短切纤维形态。上浆剂的附着量优选为0.1重量％以上，更优选为0.3重量％以上，进一步优选为0.5重量％以上。在上浆剂的附着量小于0.1重量％的情况下，若想要制作成型品，则有基体与增强纤维的粘接性下降的倾向，并且有成型品的力学特性变低的可能性。另外，长丝散开，产生绒毛，由此可能发生从卷轴的放卷性下降或向夹持辊、切割机刀具的卷绕(日文：巻きつき)。上浆剂的附着量的导出方法将在后文叙述。

通过使上浆剂的附着量为上述范围，从而得到在用例如切割机切断纤维束时，从卷轴的放卷性提高、向夹持辊、切割机刀具的卷绕降低这样的效果，能够实现生产率的提高。此外，能够抑制已切断的纤维束裂开或单纱分散，向规定的束形态的保持性提高。即，在包含已切断的纤维束散布而成的不连续增强纤维束的增强纤维毡中形成不连续增强纤维束的单纱根数的分布变窄，能够得到均匀且最佳形态的不连续增强纤维束。由此，由于纤维束发生面取向，因此能够实现力学特性的进一步提高。此外，能够使成型品的力学特性的不均降低。

这些上浆剂优选为均匀地附着于增强纤维表面的上浆剂。作为如此地使之均匀地附着的方法，并无特别限定，有例如下述方法：将这些上浆剂以0.1重量％以上、优选1重量％～20重量％的浓度溶解于水或醇、酸性水溶液中，在该高分子溶液中，介由辊将纤维束浸渍于上浆剂处理液中的方法；使纤维束与附着有上浆剂处理液的辊接触的方法；使上浆剂处理液成为雾状而对纤维束吹喷的方法等。此时，优选以上浆剂有效成分相对于纤维束而言的附着量在适当范围内均匀地附着的方式控制上浆剂处理液浓度、温度、纱条张力等。另外，更优选在赋予上浆剂时用超声波使纤维束振动。可以利用前述上浆剂附着方法进行赋予。

需要说明的是，为了除去附着于增强纤维束上的上浆剂中的水、醇等溶剂，可以使用热处理、风干、离心分离等任意方法，其中，从成本的观点考虑，优选热处理。作为热处理的加热手段，例如可以使用热风、热板、辊、红外线加热器等。其加热处理条件也是重要的，关系到操作性、与基体材料的粘接性的好坏。即，将上浆剂赋予至纤维束后的加热处理温度和时间应该根据上浆剂的成分和附着量进行调整。在前述水溶性聚酰胺的情况下，从防止热劣化的观点考虑，在室温～180℃下干燥，除去水分后，进行热处理。热处理温度的下限优选为130℃以上，更优选为200℃以上。热处理温度的上限优选为350℃以下，更优选为280℃以下。该热处理温度是使前述水溶性聚酰胺因空气中的氧而发生自交联、丧失水溶性的温度。通过该处理，水溶性聚合物变得不溶，也丧失吸湿性，因此将长丝集束而成的线束变得不再发粘，能够提供不仅后加工的操作性提高而且与基体材的密合性也变得良好且容易操作的纤维束。另外，在溶剂中添加交联促进剂，还能降低热处理温度、缩短时间。另外，通过在23±5℃的气氛下进行熟化处理，从而还能提高纤维束的硬度。

使用该水溶性聚酰胺树脂的上浆剂与各种基体材料的亲和性优异，使复合物性显著提高，尤其在聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺系树脂及聚醚酰胺酰亚胺系树脂中具有优异的密合性的改善效果。

在使用前述水溶性聚酰胺作为2次上浆剂的情况下，可以为与赋予了1次上浆剂的增强纤维的前述方法同样的附着方式，也可以在增强纤维束的制造工序中赋予。在特定的增强纤维束的制造中，若对在该增强纤维束的制造工序中的任一时机进行的上浆剂的赋予进行例示，则通常进行：例如，制备将上浆剂溶解(也包括分散)于溶剂(分散的情况下包含分散介质)中而成的上浆剂处理液，将该上浆剂处理液涂布于纤维束，然后使溶剂干燥·气化，将其除去，由此将上浆剂赋予至纤维束。在此，如后文详细叙述所示，可以在该涂布工序与干燥工序之间进行部分分纤处理、纤维束的拓宽处理。

本发明中的上浆剂的热分解起始温度优选为200℃以上，更优选为250℃以上，进一步优选为300℃以上。热分解起始温度的导出方法将在后文叙述。

接下来，对本发明中的上浆剂赋予的时机进行说明。

图3示出在构成本发明涉及的增强纤维毡的增强纤维束的制造方法中增强纤维束的制造工序中的上浆剂赋予工序的时机例。图3中示出：在纤维束100经过部分分纤处理工序300而形成为部分分纤纤维束180的工序中，上浆剂赋予工序400在部分分纤处理工序300前进行的模式A和在部分分纤处理工序300后进行的模式B。模式A、模式B中的任意时机均可。

图4示出在本发明涉及的包含纤维束拓宽工序301的增强纤维束的制造方法中增强纤维束的制造工序中的上浆剂赋予工序400的时机例。在图4中示出：在纤维束100依次经过纤维束拓宽工序301和部分分纤处理工序300而形成为部分分纤纤维束180的工序中，上浆剂赋予工序400在纤维束拓宽工序301前进行的模式C、在纤维束拓宽工序301与部分分纤处理工序300之间进行的模式D、和在部分分纤处理工序300后进行的模式E。模式C、模式D、模式E中的任意时机均可，但是，从能够实现最佳的部分分纤处理的观点考虑，最优选模式D的时机。

图5示出在构成本发明涉及的增强纤维毡的增强纤维束的制造方法中增强纤维束的制造工序中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的时机例。上浆剂赋予工序400包含上浆剂涂布工序401和干燥工序402，在图5中示出：在纤维束100经过部分分纤处理工序300而形成为部分分纤纤维束180的工序中，包含上述上浆剂涂布工序401和干燥工序402的上浆剂赋予工序400在部分分纤处理工序300前进行的模式F和在部分分纤处理工序300后进行的模式G。模式F、模式G中的任意时机均可。模式F与图3中的模式A实质上相同，模式G与图3中的模式B实质上相同。

图6示出在构成本发明涉及的增强纤维毡的增强纤维束的制造方法中增强纤维束的制造工序中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的另一时机例。在图6所示的时机例的模式H中，上浆剂赋予工序400中的上浆剂涂布工序401和干燥工序402被分离而分别在不同的时机进行。上浆剂涂布工序401在部分分纤处理工序300前进行，干燥工序402在部分分纤处理工序300后进行。

图7示出在本发明涉及的包含纤维束拓宽工序的增强纤维束的制造方法中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的时机例，在纤维束100依次经过纤维束拓宽工序301和部分分纤处理工序300而形成为部分分纤纤维束180的工序中，上浆剂赋予工序的上浆剂涂布工序401在纤维束拓宽工序301前进行，对于干燥工序402而言，示出在纤维束拓宽工序301与部分分纤处理工序300之间进行的模式I和在部分分纤处理工序300后进行的模式J。

图8示出在本发明涉及的包含纤维束拓宽工序的增强纤维束的制造方法中的、包含上浆剂涂布工序和干燥工序的上浆剂赋予工序的另一时机例，在纤维束100依次经过纤维束拓宽工序301和部分分纤处理工序300而形成部分分纤纤维束180的工序中，示出上浆剂赋予工序的上浆剂涂布工序401在纤维束拓宽工序301与部分分纤处理工序300之间进行、且干燥工序402在部分分纤处理工序300后进行的模式K。

这样，在本发明涉及的增强纤维束的制造方法中，能够在各种时机赋予上浆剂。

在构成本发明的增强纤维毡的增强纤维束中，束内纤维数为86根以上的束的重量比例可以大于99重量％且为100重量％以下。在束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99重量％以下的情况下，有成型材料的流动性变差的可能。

构成本发明的增强纤维毡的增强纤维束的悬垂值优选为120mm以上，更优选为145mm以上，进一步优选为170mm以上。若悬垂值小于120mm，则长丝散开，产生绒毛，由此可能发生从卷轴的放卷性下降、向夹持辊、切割机刀具的卷绕。另外，优选为240mm以下，更优选为230mm以下，进一步优选为220mm以下。若悬垂值大于240mm，则纤维束缺乏柔软性而变得过硬，有无法顺利地进行卷轴的卷取、放卷的可能性。另外，产生下述的可能性：在切割时引起单纱裂开，无法得到理想的短切纤维形态。构成增强纤维毡的增强纤维束的悬垂值的导出方法将在后文叙述。

构成本发明的增强纤维毡的增强纤维束的束硬度优选为39g以上，更优选为70g以上，进一步优选为120g以上。在硬度小于39g的情况下，长丝散开，产生绒毛，由此可能发生从卷轴的放卷性下降、向夹持辊、切割机刀具的卷绕。构成增强纤维毡的增强纤维束的束硬度优选为200g以下，更优选为190g以下，进一步优选为180g以下。若增强纤维束的硬度大于200g，则纤维束变得过硬，有无法顺利地进行卷轴的卷取、放卷的可能性。另外，产生下述的可能性：在切割时引起单纱裂开，无法得到理想的短切纤维形态。构成增强纤维毡的增强纤维束的束硬度的导出方法将在后文叙述。

构成本发明的增强纤维毡的不连续增强纤维束的每单位宽度的单纱数优选为500根/mm以上，更优选为600根/mm以上，进一步优选为700根/mm以上。在小于500根/mm的情况下，有成型材料的流动性变差的可能。优选为1,600根/mm以下，更优选为1,400根/mm以下，进一步优选为1,200根/mm以下。在大于1,600根/mm的情况下，有成型品的力学特性变差的可能。构成增强纤维毡的不连续增强纤维束的每单位宽度的单纱数的导出方法将在后文叙述。

构成本发明的增强纤维毡的不连续增强纤维束的重均纤维长度可以为5mm以上，优选为7mm以上，更优选为10mm以上。不连续增强纤维束的重均纤维长度可以为100mm以下，优选为50mm以下，更优选为25mm以下。若增强纤维束的重均纤维长度小于5mm，则成型品的力学特性下降。另一方面，若增强纤维束的重均纤维长度大于100mm，则成型性下降。需要说明的是，重均纤维长度为20个不连续增强纤维束中的、图1或图2所示的纤维长度Lf的平均值。

另外，如图1、2所示，增强纤维束102的相对于纤维方向的切断面的角度(切断角度θ)优选为3°以上，更优选为4°以上，进一步优选为5°以上。如果是该范围，则能够稳定地切断纤维束。另外，优选为30°以下，更优选为25°以下，进一步优选为15°以下。如果是该范围，则能够实现成型时的良好的流动性和成型品的高力学特性。需要说明的是，θ以绝对值来表示。

构成本发明的增强纤维毡的不连续增强纤维束的厚度优选为0.01mm以上，更优选为0.03mm以上，进一步优选为0.05mm以上。在小于0.01mm的情况下，有成型材料的流动性变差的可能。构成增强纤维毡的不连续增强纤维束的厚度优选为0.2mm以下，更优选为0.18mm以下，进一步优选为0.16mm以下。在大于0.2mm的情况下，有成型品的力学特性变差的可能。

构成本发明的增强纤维毡的不连续增强纤维束的数均束宽度优选为0.03mm以上，更优选为0.05mm以上，进一步优选为0.07mm以上。在小于0.03mm的情况下，有成型材料的流动性变差的可能。构成增强纤维毡的不连续增强纤维束的平均束宽度优选为3mm以下，更优选为2mm以下，进一步优选为1mm以下。在大于3mm的情况下，有成型品的力学特性变差的可能。

若将构成本发明的增强纤维毡的不连续增强纤维束在水中浸渍前的宽度设为W1、将增强纤维束在25℃的水中浸渍5分钟后取出并沥水1分钟后的宽度设为W2，则增强纤维束的宽度变化率W2/W1优选为0.5以上，更优选为0.6以上，进一步优选为0.7以上。若涂布有前述上浆剂的不连续增强纤维束的宽度变化率W2/W1小于0.5，则附着于不连续增强纤维束的上浆剂保留可溶于水的物性，由此存在进行分纤处理后已分纤的纤维束发生再聚集的情况。若发生再聚集，则难以保持已调整成最佳单纱数的纤维束的形态。若无法保持为已调整成最佳单纱数的纤维束的形态，则在为了制作复合材料成型中使用的成型材料而将该分纤纤维束切断并散布、制作不连续纤维的纤维束的中间基材时，难以制成最佳形态的中间基材，难以均衡性良好地呈现出成型时的流动性和成型品的力学特性。另外，宽度变化率W2/W1优选为1.1以下。若宽度变化率W2/W1大于1.1，则纤维束缺乏柔软性而变得过硬，有无法顺利进行卷轴的卷取、放卷的可能性。另外，产生下述的可能性：在切割时引起单纱裂开，无法得到理想的短切纤维束形态。增强纤维束的宽度变化率W2/W1的导出方法将在后文叙述。

在本发明中，作为在不连续增强纤维束的增强纤维毡中含浸的基体热塑性树脂〔M〕，并无特别限定，可列举例如聚酰胺树脂、聚缩醛、聚丙烯酸酯、聚砜、ABS、聚酯、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物、氯乙烯、聚四氟乙烯等氟系树脂、有机硅等。尤其是，作为上述热塑性树脂，优选使用聚酰胺系树脂，进一步地，优选在聚酰胺中配合无机系的抗氧化剂。作为本发明中使用的热塑性聚酰胺树脂，可适合使用例如：通过环状内酰胺的开环聚合或ω-氨基羧酸的缩聚而得到的尼龙6、尼龙11、尼龙12；通过二胺与二羧酸的缩聚而得到的尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙6T、尼龙6I、尼龙9T、尼龙M5T、尼龙MFD6；通过2种以上的二胺与二羧酸的缩聚而得到的尼龙66·6·6I、尼龙66·6·12等共聚尼龙等。尤其从机械特性和成本的观点考虑，优选尼龙6、66、610。

另外，作为本发明中使用的卤化铜或其衍生物，可列举碘化铜、溴化铜、氯化铜、巯基苯并咪唑与碘化铜的络盐等。其中，可以适合使用碘化铜、巯基苯并咪唑与碘化铜的络盐。作为卤化铜或其衍生物的添加量，相对于热塑性聚酰胺树脂100重量份，优选为0.001～5重量份的范围。在添加量小于0.001份时，不能抑制预热时的树脂分解、发烟、臭气，在5重量份以上时，不再观察到改善效果的提高。从热稳定化效果与成本的均衡性考虑，进一步优选为0.002～1重量份。

在本发明中，在不连续增强纤维束的增强纤维毡中含浸基体树脂的方法并无特别限定，若例示含浸上述热塑性树脂的方法，则可以制作含有热塑性树脂纤维的增强纤维毡，将增强纤维毡中所含的热塑性树脂纤维直接作为基体树脂使用，也可以使用不含有热塑性树脂纤维的增强纤维毡作为原料并且在制造增强纤维毡的任意阶段含浸基体树脂。

另外，即使是使用含有热塑性树脂纤维的增强纤维毡作为原料的情况，也能在制造增强纤维毡的任意阶段含浸基体树脂。在这样的情况下，构成热塑性树脂纤维的树脂和基体树脂可以是相同的树脂，也可以是不同的树脂。在构成热塑性树脂纤维的树脂与基体树脂不同的情况下，优选两者具有相容性，或两者的亲和性高。

本发明的纤维增强树脂成型材料主要包含增强纤维束和热塑性树脂，并且具有5体积％以上的孔隙。孔隙率优选为7体积％以上，更优选为10体积％以上。在孔隙率小于5体积％的情况下，有增强纤维束的基材流动而不能高速生产的可能。另一方面，孔隙率的上限为30体积％，优选为25体积％以下，更优选为20体积％以下。所谓大于30体积％，是指有热塑性树脂的含浸性变差、力学特性下降的可能性。对于孔隙率的导出方法，将在后文叙述。

需要说明的是，通过同时使纤维增强树脂成型材料的孔隙率及增强纤维束的每单位宽度的单纱数、悬垂值为上述的范围，从而能够大幅地提高力学特性和流动性、生产率。

在制造纤维增强树脂成型材料时，可以使用含浸加压机来实施作为基体树脂的热塑性树脂向增强纤维毡的含浸。作为加压机，只要能够实现基体树脂的含浸所需的温度、压力，就没有特别限制，可以使用具有可上下移动的平面状的台板的通常的加压机、具有1对环形钢带行进的机构的所谓的双履带加压机。该含浸工序中，可以将基体树脂制成膜、无纺布或织物等片状后，与不连续纤维毡层叠，并在该状态下使用上述加压机等将基体树脂熔融·含浸，也可以将粒子状的基体树脂散布于增强纤维毡上而制成层叠体，或者也可以在散布不连续增强纤维束时同时地散布粒子状的基体树脂，混合至增强纤维毡内部。

如以上那样的构成的本发明的纤维增强热塑性树脂成型材料利用例如下述工序[A]～[D]来制造。

工序[A]，制作每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1600根/mm以下、悬垂值为120mm以上且240mm以下的增强纤维束的毡基材的工序。

工序[B]，在所述毡基材上散布或层叠热塑性树脂的工序。

工序[C]，将热塑性树脂熔融的工序。

工序[D]，将熔融后的所述热塑性树脂在比树脂完全含浸时的基材厚度厚5％以上的盘面间进行冷却、固化的工序。

在上述工序[A]中，将具有如上所述的物性的增强纤维束切断成例如所期望的长度，散布成片状，由此制成包含不连续纤维的增强纤维束的毡基材。

在工序[B]中，在前述工序[A]中所得的毡基材上散布作为基体树脂的热塑性树脂的粒子，或者将膜、无纺布或机织物等片状的热塑性树脂层叠于毡基材上。需要说明的是，在工序[A]中，可以在将切断成所期望的纤维长度而得的短切纤维束散布成片状时同时地散布热塑性树脂的粒子而将热塑性树脂混合至毡基材内部。

上述工序[C]、[D]可使用加压机来进行，使作为基体树脂的热塑性树脂含浸至毡基材中。作为加压机，只要是能够实现基体树脂的含浸所需的温度、压力，就没有特别限制，可使用具有可上下移动的平面状的台板的通常的加压机、具有1对环形钢带行进的机构的所谓的双履带加压机。盘面间的间隙可以比树脂完全含浸时的基材厚度空出5％以上。对于树脂完全含浸时的基材厚度，将在后文叙述。

利用如上所述的一系列工序得到的纤维增强热塑性树脂成型材料由于使用具有特定的物性的增强纤维束，并且成型材料中的孔隙率处于如上所述的范围，因此能够在提高生产率的基础上，还能呈现出作为使用了该成型材料的成型体的高力学特性，而且成型时的流动性也优异。

实施例

以下，使用实施例说明本发明的详细情况。各种测定方法、计算方法及评价方法如以下所示。

(1)纤维增强树脂成型材料的孔隙率测定方法

纤维增强树脂成型材料的孔隙率采取依据JIS K-7075(1991年)由下述数学式(4)导出的10个样品的平均值。需要说明的是，纤维质量含有率Wf(％)可以利用500℃、15分钟、氮气气氛条件的燃烧法测定并由下述数学式(1)导出。另外，纤维增强树脂成型材料的比重ρc依据JIS K-7112(1999年)的A法(水中置换法)来测定。

数学式(1)

Wf＝M1/M0×100(质量％)

(M1：燃烧后的增强纤维质量(mg)，M0：燃烧前的纤维增强树脂成型材料的质量(mg))

数学式(2)

Vf＝(Wf/ρf)/(Wf/ρf+(100-Wf)/ρr)×100(％)

(Vf：完全含浸时的纤维增强树脂成型材料的纤维体积含有率，ρf：增强纤维的比重，ρr：热塑性树脂的比重)

数学式(3)

Vr＝100-Vf(％)

(Vr：完全含浸时的纤维增强树脂成型材料的树脂体积含有率，ρr：热塑性树脂的比重)

数学式(4)

孔隙率＝(1-100×ρc/(ρf×Vf+ρr×Vr))×100(％)

(2)纤维增强树脂成型材料的树脂完全含浸时的基材厚度的测定方法

对于纤维增强树脂成型材料的树脂完全含浸时的基材厚度而言，由包含下述项的下述数学式(5)导出，采取10个样品的平均值：纤维增强树脂成型材料的每单位面积的质量P(g/m²)、树脂完全含浸时的纤维增强树脂成型材料的纤维体积含有率Vf、树脂完全含浸时的纤维增强树脂成型材料的树脂体积含有率Vr、增强纤维的比重ρf、热塑性树脂的比重ρr。需要说明的是，纤维增强树脂成型材料的每单位面积的质量P(g/m²)由100mm见方的成型材料导出。

数学式(5)

纤维增强树脂成型材料的完全含浸厚度＝P/(ρf×Vf+ρr×Vr)

需要说明的是，所谓“树脂完全含浸时”，是指设想在成型材料中无缝隙地含浸树脂的情况。

(3)平均纤维数的测定方法

由每1m的增强纤维束的重量和构成增强纤维束的长丝数导出每1m长丝的重量a(mg/m)。接着，测定切割成10mm左右的长度而得到的增强纤维束的纤维长度c(mm)和重量b(mg)，利用下述数学式(6)导出构成束的纤维数。平均纤维数采取共计20个已切割的增强纤维束的纤维数的平均值。

数学式(6)

增强纤维束的纤维数＝(b×1,000/(a×c))

(4)上浆剂的附着量的测定方法

采集5g左右的附着有上浆剂的增强纤维束，投入耐热性的容器中。接着，将该容器在80℃、真空条件下干燥24小时，在注意使其不吸湿的同时冷却至室温，然后将称量得到的增强纤维束的重量设为m1(g)，接着，连同容器一起在氮气气氛中进行500℃、15分钟的灰化处理。在注意使其不吸湿的同时冷却至室温，将称量得到的增强纤维束的重量设为m2(g)。经过以上的处理，利用下述数学式(7)求出上浆剂在增强纤维束上的附着量。对10根纤维束进行测定，算出其平均值。

数学式(7)

附着量(重量％)＝100×{(m1-m2)/m1}

(5)热分解起始温度的测定法

上浆剂的热分解起始温度以下述方式来测定。首先，采集5mg左右的涂布有上浆剂的增强纤维束，于110℃干燥2小时后，在干燥器内于室温冷却1小时。然后，称重，在空气气氛中进行TGA测定。将空气流量设为50ml/分钟，将升温速度设为10℃/分钟，测定从室温到650℃的重量减少。在纵轴为上浆纱相对于初始重量的重量比(％)、横轴为温度(℃)的TGA曲线中，找到重量减少速度(％/℃)达到最大的温度及在与其相比在低温侧的最接近的、重量减少速度达到极小的温度，将各自的切线的交点定义为热分解起始温度。

但是，热分解起始温度的定义适用于上浆剂的化学改性后且基体树脂含浸前的状态。在不能测定涂布有上浆剂的增强纤维束的热分解起始温度的情况下，可以使用上浆剂来代替增强纤维束。

(6)悬垂值的测定

将切断成30cm的增强纤维束笔直地伸开而载置于平坦的台上，确认未弯曲、未扭曲。在发生弯曲或扭曲的情况下，优选通过100℃以下的加热或0.1MPa以下的加压来除去。如图9所示，在23±5℃的气氛下，将切断成30cm的增强纤维束固定于长方体台的端部，此时，增强纤维束以从台的端部突出25cm的方式固定、即，使距增强纤维的端部5cm的部分位于台的端部，在该状态下静置5分钟后，对增强纤维束的未固定于台的一方的前端与台的侧面的最短距离进行测定，并将所得的值作为悬垂值。测定根数设为n＝5，并且采用平均值。

(7)束硬度的测定

增强纤维束的硬度按照JIS L-1096E法(HANDLE-O-Meter法(织物手感测定法))、使用HANDLE-O-Meter(大荣科学精机制作所制“CAN-1MCB”)进行测定。以硬度测定中使用的试验片的长度为10cm、宽度以长丝数1600根计成为1mm的方式对增强纤维束进行开纤调整。另外，狭缝宽度设定为20mm。在设置有该狭缝槽的试验台上，载置1根作为试验片的增强纤维束，用刀片将试验片压入至槽的一定深度(8mm)，测定此时产生的阻力(g)。增强纤维束的硬度由3次测定的平均值得到。

(8)平均束厚度的测定法

在纤维束长度方向(纤维方向)上以30cm的间隔测定20处左右的束厚度，将其平均值作为平均纤维束厚度，将变动系数作为束厚度不均。

(9)平均纤维束宽度的测定法

在纤维束长度方向(纤维方向)上以30cm的间隔测定20处左右的束宽度，将其平均值作为平均纤维束宽度，将变动系数作为束宽度不均。

(10)每单位宽度的单纱数

平均纤维数除以平均纤维束宽度，由此得到每单位宽度的单纱数。

(11)涂布有上浆剂的增强纤维束的宽度变化率测定

将增强纤维束的实施分纤处理前的宽度40mm拓宽成50mm、将涂布有上浆剂的碳纤维束切割成长度230mm，将其一端的距端部30mm的位置用夹具夹持，在从相反端起100mm之间测定5处的宽度，将其平均值作为浸渍前的W1。然后，在25℃的水中浸渍5分钟，然后取出，在以由夹具夹持的一侧处于上方的方式吊起的状态下，沥水1分钟，然后，对从由夹具夹持一端的相反端起100mm之间的5处的宽度进行测定，将其平均值作为浸渍后的W2。经过以上的处理，利用下述数学式(8)求出涂布有上浆剂的增强纤维束的宽度变化率。

数学式(8)

宽度变化率＝W2/W1

(12)工序通过性

针对将增强纤维束分纤的工序、及连续地对已分纤的增强纤维束进行切割并散布的工序通过性，按照下述A～C进行判定。

A：能够将增强纤维束分纤。能够将已分纤的增强纤维束从卷轴放卷并无问题地切割、散布。

B：能够将增强纤维束分纤。但是，已分纤的增强纤维束在卷轴、切割部上在1000m内卷绕1～7次。

C：不能将增强纤维束分纤。或者，虽然形成分纤纤维，但是已分纤的增强纤维束在卷轴、切割部上在1000m内卷取8次以上。

(13)力学特性的评价方法

利用后述的方法将增强纤维毡成型，得到500×400mm的平板成型品。将平板长度方向设为0°，由得到的平板从0°和90°方向分别切出16片(合计32片)的100×25×2mm的试验片，按照JIS K7074(1988年)来实施测定。作为力学特性，求出弯曲强度、弯曲弹性模量、弯曲强度的CV值(％)、弯曲弹性模量的CV值(％)(CV：变动系数)。将弯曲强度小于200MPa判定为C，将弯曲强度为200MPa以上且小于350MPa判定为B，将弯曲强度为350MPa以上判定为A。将弯曲强度的CV值(％)大于15％的情况判定为C，将弯曲强度的CV值(％)为10％以上且15％以下判定为B，将弯曲强度的CV值(％)小于10％判定为A。

(14)流动性试验(冲压成型)

·树脂片1的情况

将尺寸150mm×150mm×2mm的成型材料在两张重叠的状态下、以基材中心温度(两张重叠间的温度)成为260℃的方式进行预热，然后配置于已升温至150℃的加压盘上，以10MPa加压30秒。对该压缩后的面积A2(mm²)和加压前的基材的面积A1(mm²)进行测定，将A2/A1×100作为流动率(％)。将流动率小于200％判定为C，将流动率为200％以上且小于300％判定为B，将流动率为300％以上判定为A。

·树脂片2的情况

将尺寸150mm×150mm×2mm的成型材料在两张重叠的状态下、以基材中心温度(两张重叠间的温度)成为220℃的方式进行预热，然后配置于已升温至120℃的加压盘上，以10MPa加压30秒。对该压缩后的面积A2(mm²)和加压前的基材的面积A1(mm²)进行测定，将A2/A1×100作为流动率(％)。将流动率小于200％判定为C，将流动率为200％以上且小于300％判定为B，将流动率为300％以上判定为A。

[使用原料]

·增强纤维束1：使用了碳纤维束(ZOLTEK公司制“PX35”、单纱数50,000根、“13”上浆剂)。

·增强纤维束2：使用了玻璃纤维束(日东纺织制240TEX、单纱数1,600根)。

·树脂片1：使用由聚酰胺6树脂(东丽株式会社制、“Amilan”(注册商标)CM1001)形成的聚酰胺母料，制造成片材。

·树脂片2：使用包含未改性聚丙烯树脂(Prime Polymer Co.,Ltd.制，“PrimePolypro”(注册商标)J106MG)90质量％、和酸改性聚丙烯树脂(三井化学(株)制，“ADMER”(注册商标)QE800)10质量％的聚丙烯母料，制作成片材。

·上浆剂1：使用了水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“T-70”)。

·上浆剂2：使用了水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“A-90”)。

·上浆剂3：使用了水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“P-70”)。

·上浆剂4：使用了水溶性聚酰胺(东丽株式会社制、“P-95”)。

[增强纤维毡的制造方法]

使用络纱机，以10m/分钟的恒定速度将纤维束放卷，并从以10Hz在轴向上振动的振动拓宽辊通过，实施拓宽处理，然后从宽度限制辊通过，由此得到拓宽成任意宽度的拓宽纤维束。

然后，使拓宽纤维束连续地浸渍于已用纯化水稀释的上浆剂中。接着，向250℃的热辊和250℃的干燥炉(大气气氛下)供给涂布有上浆剂的拓宽纤维束，进行干燥，从而除去水分，实施了1.5分钟的热处理。

针对所得到的拓宽纤维束，准备了下述分纤处理机构：在增强纤维束的宽度方向上等间隔地平行地设置分纤处理用铁制板(其具备厚度0.2mm、宽度3mm、高度20mm的突出形状)。将该分纤处理机构相对于拓宽纤维束间歇式地拔插，得到任意分割数的增强纤维束。

此时，相对于以10m/分钟的恒定速度行进的拓宽纤维束，分纤处理机构反复进行下述动作：将分纤处理机构插入3秒并生成分纤处理区间，将分纤处理机构拔出0.2秒，并再次插入。

就所得到的增强纤维束而言，在分纤处理区间，纤维束在宽度方向上被分纤成目标平均纤维数，在至少1个分纤处理区间的至少1个端部，具有将单纱交织而成的络合部蓄积而成的络合蓄积部。接着，将所得到的增强纤维束连续地插入至旋转式切割机，将纤维束切断成任意的纤维长度，并以均匀分散的方式散布，由此得到纤维取向为各向同性的增强纤维毡。

从增强纤维毡的上下夹入树脂片，用具有任意的缝隙的双履带加压机使树脂含浸，由此得到成型材料。

关于该纤维增强树脂成型材料的生产率，将表层的树脂未含浸于基材的状态或表层的纤维已扭曲的状态判定为C，将表层的树脂含浸于基材且纤维未扭曲的状态判定为A。

(参考例1)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，下述割纤束内平均纤维数为990根，每单位宽度的纤维数为1,540根/mm，包含上浆剂1在内的总上浆剂附着量为3.2重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.5重量％。

(参考例2)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为1030根，每单位宽度的纤维数为1,480根/mm，包含上浆剂1在内的总上浆剂附着量为4.0重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.7重量％。

(参考例3)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为1,880根，每单位宽度的纤维数为1,220根/mm，包含上浆剂1在内的总上浆剂附着量为3.1重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.8重量％。

(参考例4)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为5,230根，每单位宽度的纤维数为1,540根/mm，包含上浆剂2在内的总上浆剂附着量为2.8重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.6重量％。

(参考例5)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束2的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为410根，每单位宽度的纤维数为550根/mm，包含上浆剂2在内的总上浆剂附着量为3.3重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.7重量％。

(参考例6)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为1,540根，每单位宽度的纤维数为2,580根/mm，包含上浆剂3在内的总上浆剂附着量为3.3重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.3重量％。

(参考例7)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为1,120根，每单位宽度的纤维数为3,940根/mm，包含上浆剂4在内的总上浆剂附着量为4.7重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.2重量％。

(参考例8)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为930根，每单位宽度的纤维数为4,380根/mm，包含上浆剂4在内的总上浆剂附着量为3.1重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.4重量％。

(参考例9)

如表所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为1070根，每单位宽度的纤维数为1510根/mm，包含上浆剂4在内的总上浆剂附着量为2.4质量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.7重量％。

(参考例10)

如表所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为1030根，每单位宽度的纤维数为1490根/mm，包含上浆剂4在内的总上浆剂附着量为1.7质量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.8重量％。

(参考例11)

如表所示，制作成包含如下的增强纤维束2的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为300根，每单位宽度的纤维数为400根/mm，包含上浆剂2在内的总上浆剂附着量为3.0质量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.6重量％。

(参考例12)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为1,010根，每单位宽度的纤维数为1,510根/mm，包含上浆剂1在内的总上浆剂附着量为4.0重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为95.0重量％。

(参考例13)

如表1所示，制作成包含如下的增强纤维束1的增强纤维毡，即，束内平均纤维数为930根，每单位宽度的纤维数为1,480根/mm，包含上浆剂3在内的总上浆剂附着量为5.5重量％，束内纤维数为86根以上的束的重量比例为99.2重量％。

(实施例1)

将参考例1中制作的增强纤维毡和树脂片1设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚8.7％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(实施例2)

将参考例2中制作的增强纤维毡和树脂片2设置于已控制厚度的220℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚13.6％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(实施例3)

将参考例3中制作的增强纤维毡和树脂片1设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚28.2％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(实施例4)

将参考例4中制作的增强纤维毡和树脂片1设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚22.0％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(实施例5)

将参考例5中制作的增强纤维毡和树脂片1设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚16.3％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例1)

将参考例6中制作的增强纤维束和树脂片1设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚4.2％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例2)

将参考例7中制作的增强纤维束和树脂片1设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚66.7％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例3)

将参考例8中制作的增强纤维束和树脂片2设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚16.3％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例4)

将参考例9中制作的增强纤维束和树脂片2设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚26.3％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例5)

将参考例10中制作的增强纤维束和树脂片2设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚31.3％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例6)

将参考例11中制作的增强纤维束和树脂片1设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚17.6％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例7)

将参考例12中制作的增强纤维毡和树脂片2设置于已控制厚度的220℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚13.6％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

(比较例8)

将参考例13中制作的增强纤维毡和树脂片2设置于已控制厚度的280℃的模具中，在1MPa的面压力下保持5分钟。然后，在施加面压力的同时，以-20℃/分钟的速度冷却至低于100℃，制作成纤维增强树脂成型材料。与盘面间的距离相当的成型材料的厚度比树脂完全含浸时的厚度厚16.3％左右。评价成型材料的力学特性、流动性，将结果示于表2中。

[表1]

[表2]

产业上的可利用性

本发明的增强纤维毡为不连续增强纤维复合物的材料，不连续增强纤维复合物可适用于汽车内外装饰、电气·电子设备壳体、自行车、航空器内装饰材料、运输用箱体，等等。

附图标记说明

100 纤维束

102 增强纤维束

180 分纤纤维束

300 部分分纤处理工序

301 纤维束拓宽工序

400 上浆剂赋予工序

401 上浆剂涂布工序

402 干燥工序

A～K 模式

Claims (14)

1.增强纤维毡，其特征在于，其包含平均纤维长度为5mm以上且100mm以下的增强纤维束，所述增强纤维束中的束内纤维数为86根以上的束的重量比例大于99重量％且为100重量％以下。

2.根据权利要求1所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1,600根/mm以下、悬垂值为120mm以上且240mm以下。

3.根据权利要求1或2所述的增强纤维毡，其特征在于，在所述增强纤维束上被覆有环氧树脂。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，在所述增强纤维束上被覆有聚酰胺树脂。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的束硬度为39g以上且200g以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的平均束厚度为0.01mm以上且0.2mm以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的平均束宽度为0.03mm以上且3mm以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的宽度变化率W2/W1为0.5以上且1.1以下。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的上浆剂附着量为0.1重量％以上且5重量％以下。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的增强纤维毡，其特征在于，所述增强纤维束的束内平均纤维数为50根以上且4,000根以下。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的增强纤维毡，其中，所述增强纤维束的切断角度θ为3°以上且30°以下。

12.纤维增强树脂成型材料，其特征在于，其包含热塑性树脂及权利要求1～11中任一项所述的增强纤维毡。

13.纤维增强树脂成型材料，其特征在于，其包含热塑性树脂及增强纤维束，且孔隙率为5体积％以上且30体积％以下，所述增强纤维束是每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1600根/mm以下、悬垂值为120mm以上且240mm以下的增强纤维束。

14.纤维增强热塑性树脂成型材料的制造方法，其特征在于，包括下述工序[A]～[D]：

工序[A]，制作每单位宽度的单纱数为500根/mm以上且1600根/mm以下、悬垂值为120mm以上且240mm以下的增强纤维束的毡基材的工序；

工序[B]，在所述毡基材上散布或层叠热塑性树脂的工序；

工序[C]，将所述热塑性树脂熔融的工序；

工序[D]，将熔融后的所述热塑性树脂在比树脂完全含浸时的基材厚度厚5％以上的盘面间进行冷却、固化的工序。

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