JP2018161799A - Carbon fiber reinforced sheet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭素繊維強化シートおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a carbon fiber reinforced sheet and a method for producing the same.
近年、強化繊維材料である炭素繊維は、各種のマトリックス樹脂と複合化され、得られる繊維強化プラスチックは種々の分野・用途に広く利用されるようになってきた。そして、高度の機械的特性や耐熱性等を要求される航空・宇宙分野や、一般産業分野では、従来、マトリックス樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が使用されてきた。しかし、特に航空・宇宙分野では、これらのマトリックス樹脂は、脆く、耐衝撃性に劣るという欠点を有するため、その改善が求められてきた。また、熱硬化性樹脂の場合、これをプリプレグとしたとき、樹脂のライフタイムが短いために保存管理上に問題があること、製品形状に対して追従性が乏しいこと、成形時間が長く生産性が低いこと等の問題もあった。これに対して、熱可塑性樹脂プリプレグの場合は、複合材料としたときの耐衝撃性が優れ、成形時間が短く、かつ成形コスト低減の可能性もある。 In recent years, carbon fibers, which are reinforcing fiber materials, have been compounded with various matrix resins, and the resulting fiber-reinforced plastics have been widely used in various fields and applications. And in the aerospace field and general industrial fields where high mechanical properties and heat resistance are required, conventionally, thermosetting resins such as unsaturated polyester resin, epoxy resin, and polyimide resin have been used as matrix resins. It has been. However, especially in the aerospace field, these matrix resins have the drawbacks of being brittle and inferior in impact resistance, and therefore, improvement has been demanded. In the case of a thermosetting resin, when this is used as a prepreg, there is a problem in storage management due to the short lifetime of the resin, poor followability to the product shape, long molding time and productivity There were also problems such as low. On the other hand, in the case of a thermoplastic resin prepreg, the impact resistance when made into a composite material is excellent, the molding time is short, and the molding cost may be reduced.
熱可塑性樹脂を用いた積層体としては、炭素繊維を一方向に引きそろえた状態で熱可塑性樹脂を含浸し、炭素繊維シートにしたものを積層してなる積層体が一般的である。その他、積層シートに切込みを持たせた積層シート（特許文献１）、テープ状のシートを所定の大きさにカットし、ばらまいた後に成形する積層体（特許文献２）、炭素繊維束をカットして開繊させ、同時に熱可塑性樹脂と一体化するチョップドストランドプリプレグ（特許文献３）などがある。これらは部材成形時のスタンピング成形前に中間基材として積層体を作製される。しかし、このような積層体は一体化するために熱可塑性樹脂を結晶性樹脂の場合は融点以上にて軟化させたのちにプレスし、またその後、離型するために冷却する必要がある。その為、ベルトプレスや間欠プレス、熱ロールなどの大型装置を必要としたり、または、遠赤外線ヒーター＋コールドプレスや加熱・冷却プレスを用いるバッチ方式など生産性の低い方法でシート化する必要があり、当該シートはどうしても高価なものとなる。 As a laminate using a thermoplastic resin, a laminate obtained by laminating a carbon fiber sheet impregnated with a thermoplastic resin with carbon fibers aligned in one direction is generally used. In addition, a laminated sheet (Patent Document 1) having a cut in the laminated sheet, a laminated body (Patent Document 2) that is formed after cutting a tape-like sheet into a predetermined size, and a carbon fiber bundle is cut. And a chopped strand prepreg (Patent Document 3) that is simultaneously opened and integrated with a thermoplastic resin. These are produced as a laminate as an intermediate substrate before stamping at the time of molding the member. However, in order to integrate such a laminate, in the case of a crystalline resin, it is necessary to press the thermoplastic resin after it has been softened above the melting point, and then to cool it in order to release it. Therefore, it is necessary to use a large machine such as a belt press, intermittent press, or hot roll, or to form a sheet by a low-productivity method such as a batch method using a far infrared heater + cold press or heating / cooling press. The sheet is inevitably expensive.
このような課題を解決するために、特許文献１では炭素繊維シートを積層したのち、半田ごてにて四隅を溶着することで、中間基材として一部のみ一体化した積層体を作製し、スタンピング成形を行うことが開示されている。また、特許文献４は積層シートを所定の面積あたりに複数点、点溶着することが記載されている。しかしながら、これらの方法では、溶着点数が多い場合は時間を要し、かつ溶着点数が少ない場合は取り扱製が難しくなるという問題点があった。また点での溶着の為、溶着部分の炭素繊維が乱れ物性を低下させる可能性もある。 In order to solve such a problem, in Patent Document 1, after laminating carbon fiber sheets, by welding the four corners with a soldering iron, a partially integrated laminate is produced as an intermediate substrate, It is disclosed to perform stamping molding. Patent Document 4 describes that a plurality of points are laminated to a laminated sheet per predetermined area. However, these methods have a problem that time is required when the number of welding points is large, and handling is difficult when the number of welding points is small. Further, because of the welding at the point, the carbon fiber at the welded portion may be disturbed and the physical properties may be lowered.
本発明では積層した炭素繊維シートを、余熱なしに熱可塑性樹脂の結晶化温度から１５℃低い温度以上、融点以下にてプレスすることにより、取り扱い性に優れ、低コストで簡易な方法で作製可能な積層体を提供することを目的とする。 In the present invention, the laminated carbon fiber sheet can be produced by a simple method at low cost with excellent handling by pressing at a temperature not lower than 15 ° C. from the crystallization temperature of the thermoplastic resin at a temperature not higher than the melting point without residual heat. An object of the present invention is to provide a laminate.
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、積層した炭素繊維シートを、余熱なしに熱可塑性樹脂の結晶化温度−１５℃以上、融点以下にてプレスすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち本発明の要旨は、以下の（１）〜（４）に存する。
（１） 炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる炭素繊維プリプレグを積層して一体化した炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、炭素繊維プリプレグを積層した後、予熱を行わず以下の温度条件にてプレスして成形する、炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法。
＜温度条件＞
Ｔｃ−１５＜プレス温度＜Ｔｍ
Ｔｃ：熱可塑性樹脂の結晶化温度
Ｔｍ：熱可塑性樹脂の融点
（２）前記プレスのプレス圧が、積層体にかかる実圧で０．２ＭＰａ以上である、請求項１に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法。
（３） 炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる炭素繊維プリプレグの複数枚により構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートであって、炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの層間剪断強度が１〜２０ＭＰａである炭素繊維強化熱可塑性樹脂シート。
（４） 絶乾状態での曲げ弾性率が以下の範囲である上記（３）に記載の炭素繊維強化熱可塑性樹脂シート
３＜弾性率（ＧＰａ）＜０．７５Ｖｆ
Ｖｆ：炭素繊維強化熱可塑性樹脂の炭素繊維体積含有率
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have pressed the laminated carbon fiber sheet at a crystallization temperature of a thermoplastic resin at -15 ° C. or higher and no higher than the melting point without residual heat. As a result, the present invention has been completed. That is, the gist of the present invention resides in the following (1) to (4).
(1) A method for producing a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet obtained by laminating and integrating carbon fiber prepregs composed of carbon fibers and a thermoplastic resin, and after the carbon fiber prepregs are laminated, the following temperatures are not performed. A method for producing a carbon fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, which is molded by pressing under conditions.
<Temperature conditions>
Tc-15 <press temperature <Tm
Tc: crystallization temperature of the thermoplastic resin Tm: melting point of the thermoplastic resin (2) The press pressure of the press is 0.2 MPa or more in actual pressure applied to the laminate, The carbon fiber reinforced heat according to claim 1 A method for producing a plastic resin sheet.
(3) A carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet composed of a plurality of carbon fiber prepregs composed of carbon fibers and a thermoplastic resin, wherein the interlaminar shear strength of the carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet is 1 to 20 MPa. Fiber reinforced thermoplastic resin sheet.
(4) The carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet according to (3), wherein the flexural modulus in the absolutely dry state is in the following range: 3 <elastic modulus (GPa) <0.75 Vf
Vf: Carbon fiber volume content of carbon fiber reinforced thermoplastic resin
本発明により、取り扱い性に優れ、かつ低コストにて最終部材へ成形可能な積層体が作製可能となる。 The present invention makes it possible to produce a laminate that is excellent in handleability and can be formed into a final member at low cost.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、これらの内容に特定されない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not specified by these contents.
本発明の炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法は、炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる炭素繊維プリプレグを積層して一体化した炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法であって、炭素繊維プリプレグを積層した後、予熱を行わず以下の温度条件にてプレスして成形する、炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法である。
＜温度条件＞
Ｔｃ−１５＜プレス温度＜Ｔｍ
Ｔｃ：熱可塑性樹脂の結晶化温度
Ｔｍ：熱可塑性樹脂の融点
The method for producing a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention is a method for producing a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet obtained by laminating and integrating carbon fiber prepregs composed of carbon fibers and a thermoplastic resin. Is laminated and then pressed and molded under the following temperature conditions without preheating, a method for producing a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet.
<Temperature conditions>
Tc-15 <press temperature <Tm
Tc: crystallization temperature of thermoplastic resin Tm: melting point of thermoplastic resin
また、本発明の炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートは上記の炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法で製造可能であり、炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる炭素繊維プリプレグの複数枚により構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートであって、炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの層間剪断強度が１〜２０ＭＰａである炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートである。 The carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention can be produced by the above-described method for producing a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet, and is composed of a plurality of carbon fiber prepregs composed of carbon fibers and a thermoplastic resin. It is a fiber reinforced thermoplastic resin sheet, and the carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet has an interlayer shear strength of 1 to 20 MPa.
（炭素繊維）
本発明には炭素繊維が最も好ましいが、その他の繊維として、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、金属繊維などの高強度、高弾性率繊維の１種または２種以上を使用できる。炭素繊維の種類としては、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、レイヨン系炭素繊維などがあげられるが、得られる成形品の力学特性の向上および成形品の軽量化効果の観点から好ましい。得られる成形品の強度と弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系炭素繊維がさらに好ましい。
(Carbon fiber)
Carbon fibers are most preferred for the present invention, but as other fibers, one or more of high-strength, high-modulus fibers such as glass fiber, aramid fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, boron fiber, metal fiber, etc. Can be used. Examples of the carbon fiber include PAN-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, and rayon-based carbon fiber, which are preferable from the viewpoint of improving the mechanical properties of the obtained molded product and reducing the weight of the molded product. From the viewpoint of the balance between the strength and elastic modulus of the obtained molded product, PAN-based carbon fibers are more preferable.
本発明に用いる炭素繊維の直径は特に限定されないが３μｍ〜２０μｍが好ましく、さらに好ましくは５μｍから１５μｍである。用いる強化繊維の形状は真円である必要はなく、楕円上やその他の形状であってもよい。
本発明に用いる強化繊維束とは上記強化繊維が複数本束ねられた形態を示す。束に含まれる強化繊維の本数は５００〜１０００００本であることが好ましく、更に好ましくは３０００〜６００００本であり、更に好ましくは１５０００本〜５００００本である。
Although the diameter of the carbon fiber used for this invention is not specifically limited, 3 micrometers-20 micrometers are preferable, More preferably, they are 5 micrometers-15 micrometers. The shape of the reinforcing fiber to be used need not be a perfect circle, and may be an ellipse or other shapes.
The reinforcing fiber bundle used in the present invention indicates a form in which a plurality of the reinforcing fibers are bundled. The number of reinforcing fibers contained in the bundle is preferably 500 to 100,000, more preferably 3000 to 60000, and further preferably 15000 to 50000.
（熱可塑性樹脂）
本発明に用いることができる熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリエステルや、アクリロニトリルとスチレンの共重合体等をがあげれれる。
(Thermoplastic resin)
The thermoplastic resin that can be used in the present invention is polyolefin, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamideimide, polyphenylene oxide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, Examples thereof include polystyrene, ABS, polyphenylene sulfide, liquid crystal polyester, and a copolymer of acrylonitrile and styrene.
その中でも、電気・電子機器や自動車の部品としての用途から、軽量、かつ、力学特性や成形性のバランスに優れるポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂がより好ましく、さらに好ましくはポリアミド樹脂である。
好適な熱可塑性樹脂であるポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂について説明する。ここで言うポリプロピレン樹脂とは、無変性のものも、変性されたものも含まれる。無変性のポリプロピレン樹脂は、具体的には、プロピレンの単独重合体またはプロピレンと少なくとも１種のα−オレフィン、共役ジエン、非共役ジエンなどとの共重合体である。α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ヘキセン、４，４ジメチル−１−ヘキセン、１−ノネン、１−オクテン、１−ヘプテン、１−ヘキセン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン等のプロピレンを除く炭素数２〜１２のα−オレフィンなどが挙げられる。共役ジエン、非共役ジエンとしては、例えば、ブタジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，５−ヘキサジエン等が挙げられる。これらを２種以上用いてもよい。無変性ポリプロピレン樹脂の骨格構造としては、プロピレンの単独重合体、プロピレンと前記その他の単量体のランダムあるいはブロック共重合体、またはプロピレンと他の熱可塑性単量体とのランダムあるいはブロック共重合体等を挙げることができる。例えば、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、プロピレン・１−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・１−ブテン共重合体などが好適なものとして挙げられる。プロピレンの単独重合体は成形品の剛性をより向上させる観点から好ましく、プロピレンと前記その他の単量体のランダムあるいはブロック共重合体は成形品の衝撃強度をより向上させる観点から好ましい。
Among these, polyolefin resins, polyamide resins, and polycarbonate resins that are lightweight and have an excellent balance of mechanical properties and moldability are more preferable, and polyamide resins are more preferable because of their use as electrical / electronic devices and automotive parts.
A suitable thermoplastic resin, polypropylene resin and polyamide resin will be described. The polypropylene resin referred to here includes both unmodified and modified ones. The unmodified polypropylene resin is specifically a homopolymer of propylene or a copolymer of propylene and at least one α-olefin, conjugated diene, non-conjugated diene or the like. Examples of the α-olefin include ethylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-hexene, and 4,4 dimethyl. Examples include α-olefins having 2 to 12 carbon atoms excluding propylene such as -1-hexene, 1-nonene, 1-octene, 1-heptene, 1-hexene, 1-decene, 1-undecene and 1-dodecene. . Examples of the conjugated diene and non-conjugated diene include butadiene, ethylidene norbornene, dicyclopentadiene, 1,5-hexadiene, and the like. Two or more of these may be used. As the skeleton structure of the unmodified polypropylene resin, a homopolymer of propylene, a random or block copolymer of propylene and the other monomer, or a random or block copolymer of propylene and another thermoplastic monomer Etc. For example, polypropylene, ethylene / propylene copolymer, propylene / 1-butene copolymer, ethylene / propylene / 1-butene copolymer, and the like are preferable. A propylene homopolymer is preferable from the viewpoint of further improving the rigidity of the molded product, and a random or block copolymer of propylene and the other monomers is preferable from the viewpoint of further improving the impact strength of the molded product.
また、変性ポリプロピレン樹脂としては、酸変性ポリプロピレン樹脂が好ましく、重合体鎖に結合したカルボン酸および／またはその塩の基を有するポリプロピレン樹脂がより好ましい。上記酸変性ポリプロピレン樹脂は種々の方法で得ることができ、例えば、ポリプロピレン樹脂に、中和されているか、中和されていないカルボン酸基を有する単量体、および／または、ケン化されているか、ケン化されていないカルボン酸エステルを有する単量体を、グラフト重合することにより得ることができる。 The modified polypropylene resin is preferably an acid-modified polypropylene resin, and more preferably a polypropylene resin having a carboxylic acid and / or salt group bonded to a polymer chain. The acid-modified polypropylene resin can be obtained by various methods, for example, whether the polypropylene resin is neutralized or a monomer having a non-neutralized carboxylic acid group, and / or saponified. A monomer having an unsaponified carboxylic acid ester can be obtained by graft polymerization.
ポリアミド樹脂としては、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメチレンアゼラミド（ナイロン６９）、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド（ナイロン６Ｔ）、ナイロン９Ｔ、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６／６６コポリマー、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンセバカミドコポリマー（ナイロン６／６１０コポリマー）、ナイロン６／６Ｔコポリマー、ナイロン６／６６／６１０コポリマー、ナイロン６／１２コポリマー、ナイロン６Ｔ／１２コポリマー、ナイロン６Ｔ／６６コポリマー、ポリカプロアミド／ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー（ナイロン６／６Ｉコポリマー）、ナイロン６６／６Ｉ／６コポリマー、ナイロン６Ｔ／６Ｉコポリマー、ナイロン６Ｔ／６Ｉ／６６コポリマー、ナイロン６／６６／６１０／１２コポリマー、ナイロン６Ｔ／Ｍ−５Ｔコポリマーなどが挙げられる。含浸性の観点から融点が２５０℃以下であるナイロン６、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロンＭＸＤ６が好ましく、更に好ましくは低コストであるナイロン６である。 Polyamide resins include polycaprolactam (nylon 6), polyhexamethylene adipamide (nylon 66), polytetramethylene adipamide (nylon 46), polyundecanamide (nylon 11), polydodecanamide (nylon 12), Polyhexamethylene sebacamide (nylon 610), polyhexamethylene azelamide (nylon 69), polyhexamethylene terephthalamide (nylon 6T), nylon 9T, nylon MXD6, nylon 6/66 copolymer, polycaproamide / polyhexamethylene Sebacamide copolymer (nylon 6/610 copolymer), nylon 6 / 6T copolymer, nylon 6/66/610 copolymer, nylon 6/12 copolymer, nylon 6T / 12 copolymer, nylon 6T / 66 copoly -Polycaproamide / polyhexamethylene isophthalamide copolymer (nylon 6 / 6I copolymer), nylon 66 / 6I / 6 copolymer, nylon 6T / 6I copolymer, nylon 6T / 6I / 66 copolymer, nylon 6/66/610/12 Copolymers, nylon 6T / M-5T copolymers and the like. From the viewpoint of impregnation properties, nylon 6, nylon 12, nylon 610, and nylon MXD6 having a melting point of 250 ° C. or less are preferable, and nylon 6 that is low cost is more preferable.
（炭素繊維プリプレグ）
本発明に用いる炭素繊維プリプレグの形態は特に限定されないが、一例として炭素繊維を一方向に並べて熱可塑性樹脂を含浸させ一体化させたシート（プリプレグ）が挙げられる。
(Carbon fiber prepreg)
The form of the carbon fiber prepreg used in the present invention is not particularly limited. As an example, a sheet (prepreg) in which carbon fibers are arranged in one direction and impregnated with a thermoplastic resin is integrated.
炭素繊維プリプレグの製造方法としては、熱可塑性樹脂のフィルムを作成し、炭素繊維束を一方向に連続的に送り出し、公知の方法にて開繊した炭素繊維シートに両側から挟み込み、加熱及び加圧を行う工程を経てプリプレグとする製造方法が挙げられる。より具体的には、対を形成する熱可塑性樹脂フィルムを送り出す２つのロールから二層分のフィルムを送り出すとともに、炭素繊維シートのロールから供給される炭素繊維シートをその層間に挟み込ませ、熱可塑性樹脂フィルム−繊維シート−熱可塑性樹脂フィルムの三層構造、いわゆるサンドイッチ構造が構成された後に、加熱及び加圧する。加熱及び加圧する手段としては、公知のものを用いることができ、１個以上の熱ロールを利用したり、予熱装置と熱ロールの対を複数使用したりするなどの多段階の工程を要するものであってもよい。またダブルベルトプレス機のような２枚のベルトに挟みこみ連続的に成形する方法も挙げられる。 As a carbon fiber prepreg manufacturing method, a thermoplastic resin film is prepared, a carbon fiber bundle is continuously sent out in one direction, and sandwiched from both sides into a carbon fiber sheet opened by a known method, and heated and pressurized. The manufacturing method which makes a prepreg through the process of performing is mentioned. More specifically, two layers of films are sent out from two rolls that send out a pair of thermoplastic resin films, and a carbon fiber sheet supplied from a roll of carbon fiber sheets is sandwiched between the layers, so that thermoplasticity After a three-layer structure of resin film-fiber sheet-thermoplastic resin film, that is, a so-called sandwich structure is formed, heating and pressurization are performed. As a means for heating and pressurizing, known means can be used, which requires a multi-step process such as using one or more heat rolls or using a plurality of pairs of preheating devices and heat rolls. It may be. Another example is a method of sandwiching two belts and molding continuously like a double belt press.
またフィルムを片側のみ使用し、片側から含浸させる方法でも良い。
他のプリプレグの製造方法としては、炭素繊維束を一方向に連続的に送り出した炭素繊維シートに、押出機から押し出された溶融樹脂をとこうし、ロールなどにより加圧して含浸させる方法が挙げられる。
Alternatively, the film may be used only on one side and impregnated from one side.
Examples of other prepreg manufacturing methods include a method of impregnating a carbon fiber sheet obtained by continuously feeding a carbon fiber bundle in one direction with a molten resin extruded from an extruder and pressurizing with a roll or the like. .
さらに開繊した炭素繊維シートを溶融押出機のダイヘッドに供給し、ダイヘッド中で樹脂を含浸させる方法でプリプレグを作製することも可能である。
更に本発明においては、一方向性の連続炭素繊維を用いたプリプレグのほかに、カットした炭素繊維をランダムに配置したシート（ランダムプリプレグ）などもプリプレグに含まれる。
Furthermore, it is also possible to produce a prepreg by a method of supplying the opened carbon fiber sheet to a die head of a melt extruder and impregnating the resin in the die head.
Furthermore, in the present invention, in addition to a prepreg using unidirectional continuous carbon fibers, a sheet (random prepreg) in which cut carbon fibers are arranged at random is also included in the prepreg.
具体的には、テープ状のプリプレグを所定の長さにカットし、ランダムにばらまいた物を、加圧してプレスすることで得られるプリプレグや、炭素繊維束をカットしてランダムにばらまいた後、フィルムや粉末状等の熱可塑性樹脂と共に、加熱してプレスするなどにより得られるチョップドプリプレグ、炭素繊維束を抄紙法などによりランダム化して熱可塑樹脂と一体化したプルプレグなどである。このようなランダムプリプレグの場合の繊維長としては１ｍｍ以上１００以下であることが好ましい。更に好ましくは５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、更に好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。このように本発明におけるプリプレグは連続繊維に限らず、一定の厚さを有し、積層して一体化する工程を得るならば、特に限定されない。 Specifically, after cutting the tape-shaped prepreg to a predetermined length, randomly dispersed, prepreg obtained by pressurizing and pressing, and carbon fiber bundles are randomly scattered, A chopped prepreg obtained by heating and pressing together with a thermoplastic resin such as a film or powder, and a pull prepreg obtained by randomizing a carbon fiber bundle by a papermaking method or the like and integrating it with the thermoplastic resin. The fiber length in the case of such a random prepreg is preferably 1 mm or more and 100 or less. More preferably, they are 5 mm or more and 50 mm or less, More preferably, they are 5 mm or more and 30 mm or less. Thus, the prepreg in the present invention is not limited to a continuous fiber, and is not particularly limited as long as it has a certain thickness and a process of laminating and integrating.
本発明での好ましいプリプレグの厚さは積層できる厚さであれば特に限定されないが、好ましくは０．０５ｍｍ〜２ｍｍ、更に好ましくは０．０８ｍｍ〜１ｍｍ、最も好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。
また本発明においては、一方向性プリプレグのシートを横切る方向に強化繊維を切断する深さの切込を有しても良い。切込の際に生じる強化繊維の平均繊維長は、短いほどスタンピング成形性に優れ、長いほど機械物性に優れるが、一般には両者のバランスを鑑み１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下が好ましい。
The thickness of the preferred prepreg in the present invention is not particularly limited as long as it can be laminated, but is preferably 0.05 mm to 2 mm, more preferably 0.08 mm to 1 mm, and most preferably 0.1 mm to 0.5 mm. is there.
Moreover, in this invention, you may have a notch | incision of the depth which cut | disconnects a reinforced fiber in the direction crossing the sheet | seat of a unidirectional prepreg. The shorter the average fiber length of the reinforcing fibers produced during cutting, the better the stamping moldability, and the longer the fiber, the better the mechanical properties, but in general, 10 mm or more and 100 mm or less is preferable in view of the balance between the two.
（熱可塑性炭素繊維強化シートの製造方法）
本発明においては、先に説明したプリプレグを積層して一体化することにより、熱可塑性炭素繊維強化シートを作製できる。積層方法は求める物性によって変わる為、本発明においては特に限定されないが、一方向連続繊維のプリプレグにおいては、一方向での積層（ＵＤ）、直行積層（０°と９０°方向への積層）、疑似等方積層（例として０、４５、９０、−４５°方向への積層）などが挙げられる。またランダムプリプレグは特に方向性はなく積層が可能である。
このように積層したシートは、シートの隅を溶着することにより、仮固定しても良い。仮固定の方法としては、半田ごてや熱溶着、振動溶着など任意の方法を用いることができる。
(Method for producing thermoplastic carbon fiber reinforced sheet)
In the present invention, a thermoplastic carbon fiber reinforced sheet can be produced by laminating and integrating the prepregs described above. Since the lamination method varies depending on the required physical properties, it is not particularly limited in the present invention. In the unidirectional continuous fiber prepreg, lamination in one direction (UD), direct lamination (lamination in 0 ° and 90 ° directions), Pseudo-isotropic stacking (for example, stacking in the 0, 45, 90, and -45 ° directions) is exemplified. The random prepreg is not particularly directional and can be laminated.
The laminated sheets may be temporarily fixed by welding the corners of the sheets. As a temporary fixing method, any method such as a soldering iron, heat welding, vibration welding, or the like can be used.
つぎに積層したシートはプレス機を用いてプレスすることにより一体化される。通常成形品を作製する場合や、成形品前の中間材料を作製する場合、ＩＲヒーター等で一度融点い以上に加熱し、融点以下の比較的低温の金型にてプレス成型する方法（コールドプレス）や積層したシートを融点以上の金型で一定時間プレスした後、融点以下にて再度プレスする方法（ホットアンドコールドプレス）などが採用される。しかし本発明においては、部材成形時の取り扱いが可能な程度に接着した中間材としてのシートを作製するため、事前の余熱は必要なく、直接ホットプレスに積層したシートを移動しての成形が可能である。 この時、プレス時の温度はプリプレグの結晶化温度をＴｃとするとＴｃ−１５℃から融点の範囲であるため、樹脂は流動せず、大掛かりな金型も必要ない。 The laminated sheets are then integrated by pressing using a press. When manufacturing a normal molded product or when preparing an intermediate material before the molded product, heat it to a temperature higher than the melting point once with an IR heater, etc., and press mold with a relatively low temperature mold below the melting point (cold press) And a method of pressing the laminated sheet with a mold having a melting point or higher for a certain time and then pressing again at a temperature lower than the melting point (hot and cold press). However, in the present invention, since a sheet as an intermediate material bonded to such an extent that it can be handled at the time of forming a member is produced, there is no need for prior residual heat, and it is possible to form by moving sheets stacked directly on a hot press. It is. At this time, since the temperature during pressing is in the range from Tc-15 ° C. to the melting point when the crystallization temperature of the prepreg is Tc, the resin does not flow and a large mold is not necessary.
本発明において好ましいプレス温度はＴｃ−１５℃から熱可塑性樹脂の融点となる。Ｔｃ−１５℃より低いと温度が低すぎてプリプレグ同士が接着せず、一体化できない。一方融点以上となると樹脂が溶融して流動してしまうため、目的とする熱可塑性炭素繊維強化シートを作製することが困難となる。更に好ましい範囲としてはＴｃ−１０℃〜融点−１０℃であり、更に好ましくはＴｃ−１０℃〜融点−１５℃である。本発明においては非結晶性の樹脂も使用可能である。この場合はガラス転移温度（Ｔｇ）以上Ｔｇ＋１００以下が好ましい。 In the present invention, a preferable pressing temperature is from Tc-15 ° C. to the melting point of the thermoplastic resin. If it is lower than Tc-15 ° C., the temperature is too low and the prepregs do not adhere to each other and cannot be integrated. On the other hand, when the melting point is exceeded, the resin melts and flows, making it difficult to produce the desired thermoplastic carbon fiber reinforced sheet. A more preferable range is Tc-10 ° C to a melting point -10 ° C, and a more preferable range is Tc-10 ° C to a melting point -15 ° C. In the present invention, an amorphous resin can also be used. In this case, the glass transition temperature (Tg) or higher and Tg + 100 or lower is preferable.
本発明において結晶化温度および融点はＪＩＳ Ｋ７１２１等に準じて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて測定する。融解温度はあらかじめ溶融温度より約１００℃低い温度で装置が安定するまで保持した後、加熱温度１０℃／ｍｉｎ．にて融解ピーク終了時より約３０℃高い温度まで加熱して曲線を得、そのピークの頂点を融点（Ｔｍ）とした。なお、本検討においては一番大きいピークを融点とした。 In the present invention, the crystallization temperature and the melting point are measured using differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121 and the like. The melting temperature is about 100 ° C. lower than the melting temperature in advance until the apparatus is stabilized, and then the heating temperature is 10 ° C./min. The curve was obtained by heating to about 30 ° C. higher than the end of the melting peak at, and the peak of the peak was defined as the melting point (Tm). In this study, the largest peak was taken as the melting point.
また結晶化温度は融解ピークより３０℃高い温度まで加熱した後、１０分保持し、１０℃／ｍｉｎ．にて結晶化ピークよりも約５０℃低い温度まで冷却して求めた。本検討においては一番高い温度のピークを結晶化温度とした。
本発明において好ましいプレス圧力としては、実圧で０．２ＭＰａ以上である。実圧とは実際に積層体にかかる圧力のことを指す。条件は特に限定されないが、１０ＭＰａ以下が好ましい。０．２ＭＰａ以下では圧力が小さすぎて、プリプレグ間の接着が弱くなり好ましくない。
The crystallization temperature was heated to a temperature 30 ° C. higher than the melting peak, held for 10 minutes, and 10 ° C./min. And cooled to a temperature about 50 ° C. lower than the crystallization peak. In this study, the highest temperature peak was defined as the crystallization temperature.
A preferable pressing pressure in the present invention is 0.2 MPa or more in actual pressure. The actual pressure refers to the pressure actually applied to the laminate. The conditions are not particularly limited, but 10 MPa or less is preferable. If it is 0.2 MPa or less, the pressure is too small, and the adhesion between the prepregs becomes weak, which is not preferable.
本発明では、積層体は熱可塑性樹脂の融点以下で成形されるため、積層体はプレス時に流動しない。そのため、成形時に流動を抑制する機構を持つ金型を必要としない。プレス時には離形できる材料であれば特に問題なく、離形剤を塗布したプレス板に直接挟む方法、金属の平板に挟む方法、テフロン（商品名）やＰＥＴなど離形フィルムを用いる方法、離型紙を用いる方法などにより成形可能である。 In this invention, since a laminated body is shape | molded below melting | fusing point of a thermoplastic resin, a laminated body does not flow at the time of a press. Therefore, a mold having a mechanism for suppressing flow during molding is not required. There is no particular problem as long as it is a material that can be released at the time of pressing. A method of directly sandwiching a press plate coated with a release agent, a method of sandwiching a metal flat plate, a method using a release film such as Teflon (trade name) or PET, a release paper It can be formed by a method using
（熱可塑性炭素繊維強化シート）
本発明では、積層したシートのチャージした際の面積（Ｍ１）とプレスにより一体化して熱可塑性炭素繊維強化シートとした際の面積（Ｍ２）の比、Ｍ２／Ｍ１は１．０〜１．２の範囲となる。これ以上大きいと、シートが流動したことになり、均一な厚さのシートが得られない。
(Thermoplastic carbon fiber reinforced sheet)
In the present invention, the ratio of the area (M1) when the laminated sheets are charged and the area (M2) when integrated into a thermoplastic carbon fiber reinforced sheet by pressing, M2 / M1 is 1.0 to 1.2. It becomes the range. If it is larger than this, the sheet has flowed, and a sheet having a uniform thickness cannot be obtained.
また、本発明で得られる熱可塑性炭素繊維強化シートは、炭素繊維と熱可塑性樹脂からなる炭素繊維プリプレグの複数枚により構成される炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートであって、炭素繊維強化熱可塑性樹脂シートの層間剪断強度が１〜２０ＭＰａであることが好ましい。層間剪断強度が２０ＭＰａ以上である場合は、積層体を融点以上で加熱してプレス成型したシートで得られる領域の物性となり、このように高い接着性を有するシートは、本発明の目的である、取り扱いが容易で簡易に成形できる形態とはそぐわない。一方１ＭＰａ以下の場合は、積層体が十分接着しているとは言わず、取り扱い性が悪くなる。本発明において層間剪断強度の更に好ましい範囲は５〜１５ＭＰａである。 The thermoplastic carbon fiber reinforced sheet obtained in the present invention is a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet composed of a plurality of carbon fiber prepregs composed of carbon fibers and a thermoplastic resin, and the carbon fiber reinforced thermoplastic resin. It is preferable that the interlayer shear strength of the sheet is 1 to 20 MPa. When the interlaminar shear strength is 20 MPa or more, it becomes a physical property of a region obtained by a sheet obtained by press molding by heating the laminate at a melting point or higher, and a sheet having such high adhesiveness is an object of the present invention. It is not compatible with forms that are easy to handle and can be molded easily. On the other hand, in the case of 1 MPa or less, it cannot be said that the laminate is sufficiently adhered, and the handleability is deteriorated. In the present invention, a more preferable range of the interlaminar shear strength is 5 to 15 MPa.
さらに本発明で得られる熱可塑性炭素繊維強化シートは絶乾状態での曲げ弾性率が以下の範囲であることが好ましい。
３＜弾性率（ＧＰａ）＜０．７５Ｖｆ
ＧＰａ Ｖｆ：積層体の炭素繊維体積含有率
ここで、絶乾状態とは８０℃以上の温度で真空乾燥させた際に、重量変化がおこならなくなる状態のことを指す。曲げ弾性率が３ＧＰａ以下であると層間の接着が悪く、取り扱い性が良くない。一方 ０．７５Ｖｆ ＧＰａを超えたものは製造時に樹脂の溶融が起こっている可能性があり、生産性が悪くなる。
Further, the thermoplastic carbon fiber reinforced sheet obtained in the present invention preferably has a bending elastic modulus in the absolutely dry state within the following range.
3 <elastic modulus (GPa) <0.75 Vf
GPa Vf: Carbon fiber volume content of laminate Here, the absolutely dry state refers to a state in which weight change does not occur when vacuum drying is performed at a temperature of 80 ° C. or higher. When the flexural modulus is 3 GPa or less, adhesion between layers is poor, and handling properties are not good. On the other hand, if it exceeds 0.75 Vf GPa, the resin may be melted during production, resulting in poor productivity.
（炭素繊維体積含有率）
本発明においては炭素繊維体積含有率（Ｖｆ）が２０％以下であると、強度、剛性等が低く、満足する物性の熱可塑性炭素繊維強化シートが得られない。一方Ｖｆが６０％を超えると、樹脂の含浸性が悪くなり、ボイドが多くなることから、良好な熱可塑性炭素繊維強化シートを得ることが出来ない。このような観点から、本発明において好ましい炭素繊維体積含有率（Ｖｆ）は２０％以上６０％以下である。またより好ましくは２５％以上５０％以下である。
(Carbon fiber volume content)
In the present invention, if the carbon fiber volume content (Vf) is 20% or less, the strength, rigidity and the like are low, and a thermoplastic carbon fiber reinforced sheet having satisfactory physical properties cannot be obtained. On the other hand, when Vf exceeds 60%, the impregnation property of the resin is deteriorated and voids are increased, so that a good thermoplastic carbon fiber reinforced sheet cannot be obtained. From such a viewpoint, the preferred carbon fiber volume content (Vf) in the present invention is 20% or more and 60% or less. More preferably, it is 25% or more and 50% or less.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples.
（炭素繊維）
炭素繊維（三菱レイヨン株式会社製、製品名：ＴＲ５０Ｓ１５Ｌ、密度１．８２ｇ／ｃｍ２）
（原料樹脂）
ナイロン６（宇部興産株式会社製 １０１３Ｂ）
(Carbon fiber)
Carbon fiber (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., product name: TR50S15L, density 1.82 g / cm 2 )
(Raw material resin)
Nylon 6 (1013B, Ube Industries, Ltd.)
（一方向プリプレグの製作）
炭素繊維を一方向に配向した目付１００．０ｇ／ｍ２の炭素繊維のみからなるシートの両面に３０μｍ厚のナイロン６フィルムを積層させた後、２５０℃に加熱して、１ＭＰａにて加圧させることで、熱可塑性樹脂フィルムを炭素繊維のシート状物に溶融含浸させ、その後、８０℃まで冷却することにより熱可塑性プリプレグを得た。得られた熱可塑性プリプレグの厚みは１１４μｍ、炭素繊維体積含有率は４８．０％であった。
(Production of unidirectional prepreg)
Nylon 6 film having a thickness of 30 μm is laminated on both surfaces of a sheet made of only carbon fibers having a basis weight of 100.0 g / m 2 in which carbon fibers are oriented in one direction, and then heated to 250 ° C. and pressurized at 1 MPa. Thus, the thermoplastic resin film was melt impregnated into a carbon fiber sheet, and then cooled to 80 ° C. to obtain a thermoplastic prepreg. The resulting thermoplastic prepreg had a thickness of 114 μm and a carbon fiber volume content of 48.0%.
（融点の測定）
得られたプリプレグを用いて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により融点測定した。融解温度はあらかじめ窒素フロー下、加熱温度１０℃／ｍｉｎ．にて３０℃から２６０℃まで加熱して曲線を得、そのピークの頂点を融点（Ｔｍ）とした。
得られた融点は２２５℃であった。
(Measurement of melting point)
The melting point was measured by differential scanning calorimetry (DSC) using the obtained prepreg. The melting temperature is a nitrogen flow in advance and a heating temperature of 10 ° C./min. Was heated from 30 ° C. to 260 ° C. to obtain a curve, and the peak apex was defined as the melting point (Tm).
The melting point obtained was 225 ° C.
（結晶化温度の測定）
得られたプリプレグを用いて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により結晶化温度を測定した。窒素フロー下、プリプレグを２６０℃まで加熱した後、１０分保持し、１０℃／ｍｉｎ．にて１００℃まで冷却した。得られた結晶化ピークにおいて一番高い温度のピークを結晶化温度とした。結晶化温度は１８８℃であった。
(Measurement of crystallization temperature)
The crystallization temperature was measured by differential scanning calorimetry (DSC) using the obtained prepreg. Under a nitrogen flow, the prepreg was heated to 260 ° C., held for 10 minutes, and 10 ° C./min. At 100 ° C. The highest temperature peak among the obtained crystallization peaks was defined as the crystallization temperature. The crystallization temperature was 188 ° C.
（層間剪断強度の測定）
得られた熱可塑性炭素繊維強化シート（厚さ約２ｍｍ）を１０ｍｍｘ１４ｍｍにカットし、１２０℃にて１２時間真空乾燥した後、ＪＩＳ Ｋ７０７８に準じて層間剪断強度を評価した。
(Measurement of interlaminar shear strength)
The obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet (thickness: about 2 mm) was cut into 10 mm × 14 mm, vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours, and then the interlayer shear strength was evaluated according to JIS K7078.
（曲げ弾性率の測定）
得られた熱可塑性炭素繊維強化シート（厚さ約２ｍｍ）を１５ｍｍｘ１００ｍｍにカットし、１２０℃にて１２時間真空乾燥した後、ＪＩＳ Ｋ７０７４に準じて曲げ弾性率を評価した。
(Measurement of flexural modulus)
The obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet (thickness: about 2 mm) was cut into 15 mm × 100 mm, vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours, and then the flexural modulus was evaluated according to JIS K7074.
（実施例１）
作製した熱可塑性プリプレグを３００ｍｍ角に切り出した後、（［０／４５／９０／−４５］ｓ）２の積層構成にて１６枚積層することにより、疑似等方のプリプレグの積層体を作製した。
得られたプリプレグの積層体を２枚の１．５ｍｍのＳＵＳ製の板の間にはさみ、盤面を１９０℃としたプレス機に置き、積層体にかかる実圧で１．０ＭＰａの圧力で８分間プレスし、プレス後にすぐに取り出すことにより、熱可塑性炭素繊維強化シートを作製した。
Example 1
The produced thermoplastic prepreg was cut into a 300 mm square, and then laminated in a ([0/45/90 / -45] s) 2 laminate structure to produce a laminate of pseudo isotropic prepregs. .
The obtained prepreg laminate was sandwiched between two 1.5 mm SUS plates, placed on a press machine with a disk surface of 190 ° C., and pressed for 8 minutes at an actual pressure applied to the laminate of 1.0 MPa. The thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was produced by taking out immediately after pressing.
得られた熱可塑性炭素繊維強化シートは全面にわたって接着しており、剥がれ部分のない良好な炭素繊維強化シートであった。
得られた熱可塑性炭素繊維強化シートの層間剪断強度および曲げ強度を測定した。結果を表１に示した。
The obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was a good carbon fiber reinforced sheet that was adhered over the entire surface and had no peeling part.
The interlayer shear strength and bending strength of the obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet were measured. The results are shown in Table 1.
（実施例２）
作製した熱可塑性プリプレグを得られたプリプレグを、３００ｍｍ角に切り出した後、カッティングプロッタ（レザック製、製品名：Ｌ−２５００）を用いて一定間隔で切込を入れた。その際、シートの端部より５ｍｍ内側部分を除き、強化繊維の長さＬ＝２５．０ｍｍ一定、平均切込長ｌ＝４２．４ｍｍになるよう、繊維を切断する切込と強化繊維のなす角度θ＝４５°の切込加工を施した。その後（［０／４５／９０／−４５］ｓ）２の積層構成にて１６枚積層することにより、スリット疑似等方のプリプレグの積層体を作製した。
(Example 2)
The prepreg from which the produced thermoplastic prepreg was obtained was cut into 300 mm squares, and then cut using a cutting plotter (product name: L-2500, manufactured by Rezac) at regular intervals. At that time, except for the inner part 5 mm from the end of the sheet, the length of the reinforcing fiber L = 25.0 mm is constant, and the notch for cutting the fiber and the reinforcing fiber are made so that the average cutting length l = 42.4 mm. Cutting was performed at an angle θ = 45 °. Thereafter, a laminate of 16 [[0/45/90 / −45] s] 2 layers was laminated to produce a slit pseudo-isotropic prepreg laminate.
その後、実施例１と同様の方法にて熱可塑性炭素繊維強化シートを作製した。
得られた熱可塑性炭素繊維強化シートは全面にわたって接着しており、剥がれ部分のない良好な炭素繊維強化シートであった。
得られた熱可塑性炭素繊維強化シートの層間剪断強度および曲げ弾性率を測定した。結果を表１に示した。
Thereafter, a thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was produced in the same manner as in Example 1.
The obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was a good carbon fiber reinforced sheet that was adhered over the entire surface and had no peeling part.
The interlayer shear strength and bending elastic modulus of the obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet were measured. The results are shown in Table 1.
（比較例１）
プレス機の盤面温度を１６０℃とした以外は実施例１と同様の方法にて、熱可塑性炭素繊維強化シートを作製した。得られた熱可塑性炭素繊維強化シートは接着されておらず、層間剪断強度、弾性率とも測定不可能であった。
(Comparative Example 1)
A thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature of the press machine was 160 ° C. The obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was not adhered, and neither the interlaminar shear strength nor the elastic modulus could be measured.
（比較例２）
プレス機の盤面温度を２３０℃とした以外は実施例１と同様の方法にて熱可塑性炭素繊維強化シートを作製した。得られた熱可塑性炭素繊維シートは固化しておらず、ＳＵＳ板に樹脂が接着することにより外観が良いシートを得ることが出来なかった。
(Comparative Example 2)
A thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature of the press machine was 230 ° C. The obtained thermoplastic carbon fiber sheet was not solidified, and a sheet having a good appearance could not be obtained by adhering the resin to the SUS plate.
（比較例３）
実施例１と同様の積層体を作製し、プレス機の盤面温度を２３０℃とし、積層体にかかる実圧で１．０ＭＰａの圧力で８分間プレスした後、８０℃の盤面温度としたプレス機にて実圧で１ＭＰａ、３分間プレスすることで熱可塑性炭素繊維シートを作製した。
得られた熱可塑性炭素繊維シートの層間剪断強度および曲げ弾性率を測定した。結果を表１に示した。
(Comparative Example 3)
A laminated body similar to that of Example 1 was manufactured, and the press machine surface temperature was set to 230 ° C., the actual pressure applied to the laminate was pressed at 1.0 MPa for 8 minutes, and then the press machine was made to have a plate surface temperature of 80 ° C. A thermoplastic carbon fiber sheet was produced by pressing at 1 MPa for 3 minutes at an actual pressure.
The obtained thermoplastic carbon fiber sheet was measured for interlayer shear strength and flexural modulus. The results are shown in Table 1.
（比較例４）
プレス時の実圧を０．１ＭＰａとした以外は実施例１と同様の方法にて熱可塑性炭素繊維強化シートを作製した。得られた熱可塑性炭素繊維強化シートは接着されておらず、層間剪断強度、弾性率とも測定不可能であった。
A thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the actual pressure during pressing was 0.1 MPa. The obtained thermoplastic carbon fiber reinforced sheet was not adhered, and neither the interlaminar shear strength nor the elastic modulus could be measured.
Claims (4)
＜温度条件＞
Ｔｃ−１５＜プレス温度＜Ｔｍ
Ｔｃ：熱可塑性樹脂の結晶化温度
Ｔｍ：熱可塑性樹脂の融点 A method for producing a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet in which carbon fiber prepregs made of carbon fiber and a thermoplastic resin are laminated and integrated, and after carbon fiber prepregs are laminated, preheating is not performed at the following temperature conditions: A method for producing a carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet, which is formed by pressing.
<Temperature conditions>
Tc-15 <press temperature <Tm
Tc: crystallization temperature of thermoplastic resin Tm: melting point of thermoplastic resin
３ ＜ 弾性率（ＧＰａ） ＜ ０．７５Ｖｆ
Ｖｆ：炭素繊維強化熱可塑性樹脂の炭素繊維体積含有率 4. The carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 3, wherein the bending elastic modulus in an absolutely dry state is in the following range: 3 <elastic modulus (GPa) <0.75 Vf
Vf: Carbon fiber volume content of carbon fiber reinforced thermoplastic resin
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