TWI879175B - 纖維成形體、纖維狀黏結劑及其應用 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題係提供一種具有充分強度的纖維成形體及使用該纖維成形體而成的複合材料。又,本發明的另一課題係提供一種使用碳纖維並具有充分強度的纖維成形體及使用該纖維成形體而成的複合材料。
使用經纖絲化的纖維狀黏結劑製作經加工成不織布等的纖維成形體。纖維成形體的實施形態包含主纖維材料及纖維狀黏結劑,該主纖維材料與該纖維狀黏結劑的含有比例在相對於100重量份的該主纖維材料時,該纖維狀黏結劑為1~20重量份,該纖維狀黏結劑的Crill ratio為1.25~3.00。
Description
本發明係關於纖維成形體、用於該纖維成形體之纖維狀黏結劑及其應用。
纖維強化塑膠(FRP,Fiber Reinforced Plastics),係以環氧樹脂或酚樹脂等作為母材(基質),並在其中複合玻璃纖維或碳纖維等纖維材料以提升各種功能的強化塑膠材料。其中,碳纖維係輕量而且強度及彈性係數優良的材料,使用了碳纖維的碳纖維強化塑膠(CFRP,Carbon Fiber Reinforced Plastics)被應用於汽車構件、船舶構件、飛機構件、航太構件、無人機構件、土木建材、體育用品、個人電腦等電子設備/電力製品用構件等極廣泛的領域。
一般而言,FRP係使作為母材的樹脂成分含浸於片狀的纖維材料而製作。為了提升FRP性能而進行多元的技術開發,但作為製作使用這種纖維材料之複合材料的重要因素之一,期望母材含浸前的纖維成形體本身即具有充分的強度。
作為FRP中所使用的片狀纖維材料,代表性而言為不織布。由纖維材料製作不織布的方法不限於FRP的領域,目前已開發了各種方法。又,關於以用於上述FRP為前提之不織布的製作,亦正在進行研究開發。
例如,使用熱塑性樹脂作為碳纖維之黏結劑的纖維強化塑膠成型體中,在熱熔融等高溫時,若熱塑性樹脂熔融,會損及碳纖維彼此之交聯點的固定,結果導致碳纖維的三維結構崩塌,碳纖維容易在特定方向上定向,而會發生強度降低。為了解決這樣的課題,關於樹脂含浸前的抄紙片,已揭示了一種方法,其係使用碳纖維與水膨潤纖絲化纖維的混合分散液而將其用於抄紙製程(例如專利文獻1)。
又,藉由濕式抄紙法將碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維等無機纖維加工成不織布的情況,無機纖維係因疏水性而在水中的分散性不佳。由於此原因,導致難以得到品質良好的無機纖維片,為了解決此課題,已有人揭示了使用包含既定界面活性劑或樹脂之分散劑的技術(例如專利文獻2)。
此外,近年來,作為世界性的共識而要求促進可持續的開發,隨著如上述由碳纖維等纖維與母材所構成的複合材料之利用的發展,亦要求針對其再利用進行開發。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2014/021366號
[專利文獻2]日本特開2017-57511號公報
[發明所欲解決之課題]
如上所述,作為用以活用摻合至FRP的纖維之優良特性的一個方案,要求母材含浸前的纖維成形體本身的強度即為優良。然而,若為了再利用而從CFRP等的成形產品分離出碳纖維等纖維成分,則分離所得之再生碳纖維與未使用的纖維狀態大幅不同,多數情況中,相較於未使用的纖維,其成為斷片化的短纖維。即便欲使用再生碳纖維再次加工成纖維成形體片等,其原本就無法加工成片狀,或是即使可加工成片狀,其強度及耐性等性能亦難以達到作為FRP用之材料所要求的程度。
於是,作為用以製作使用再生纖維而成之纖維成形體片的一個方案,亦考慮增加黏結劑的摻合量。然而,從製作具有預期性能的FRP之觀點來看,為了進一步活用主要的纖維材料之特性,而要求盡量減少黏結劑的量。再者,不限於碳纖維,為了使用各種纖維材料製作成形體,亦需要適當的黏結劑。
鑒於上述狀況,欲解決的一課題係提供一種具有充分強度的纖維成形體、以及使用該纖維成形體而成的複合材料。
又,欲解決的另一課題係提供一種使用再生碳纖維並具有充分強度的纖維成形體、以及使用該纖維成形體而成的複合材料。
又,欲解決的再另一課題係提供一種使用各種纖維材料並具有充分強度的纖維成形體、以及使用該纖維成形體而成的複合材料。
[解決課題之手段]
本案發明人進行詳細研究,發現藉由使用經纖絲化的纖維狀黏結劑,可形成適用於FRP之製造等的具有既定強度之纖維成形體。本揭露係以此見解為基礎。
由本揭露所提出之發明,可在多個方面由多種態樣來掌握,作為用以解決課題的手段,例如可包含如以下所述具體化的態樣。另外,本揭露中,將本揭露中提出的發明對應其包含之概念或是各態樣而簡單稱為「本發明」。
[1]一種纖維成形體,其中,
該纖維成形體包含主纖維材料及纖維狀黏結劑,
該主纖維材料與該纖維狀黏結劑的含有比例在相對於100重量份的該主纖維材料時,該纖維狀黏結劑為1~20重量份,
該纖維狀黏結劑的Crill ratio為1.25~3.00。
[2]如上述[1]之纖維成形體,其中,該纖維狀黏結劑的平均纖維長度為0.30~2.50mm。
[3]如上述[1]或[2]之纖維成形體,其中,該主纖維材料係選自由碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維、天然纖維、纖維素系纖維、再生纖維、半合成纖維及合成纖維構成之群組中的1種或2種以上。
[4]如上述[1]或[2]之纖維成形體,其中,該主纖維材料係選自由碳纖維、玻璃纖維、PET系纖維及聚芳醯胺系纖維構成之群組中的1種或2種以上。
[5]如上述[1]或[2]之纖維成形體,其中,該主纖維材料為碳纖維。
[6]如上述[3]至[5]中任一項之纖維成形體,其中,該碳纖維係全新使用的碳纖維、再利用的碳纖維或其混合纖維。
[7]如上述[1]至[6]中任一項之纖維成形體,其中,該纖維狀黏結劑為纖絲化纖維素纖維。
[8]如上述[1]至[7]中任一項之纖維成形體,其中,該纖維狀黏結劑的細化率為95%以下。
[9]一種纖維強化樹脂成形體,其包含如上述[1]至[8]中任一項之纖維成形體與含浸於該纖維成形體中的樹脂成分。
[10]一種纖維成形體用的纖維狀黏結劑,其係纖絲化纖維素纖維,其中,
該纖絲化纖維素纖維的Crill ratio為1.25~3.00;
該纖絲化纖維素纖維的細化率為95%以下。
[發明之效果]
根據本揭露中提出的發明之一個或多個態樣,可提供一種具有充分強度的纖維成形體。
又,根據本揭露中提出的發明之一個或多個態樣,可提供一種使用再生碳纖維並具有充分強度的纖維成形體。
又,根據本揭露中提出的發明之一個或多個態樣,可提供一種使用各種纖維材料並具有充分強度的纖維成形體。
再者,根據本揭露中提出的發明之一個或多個態樣,可使用上述纖維成形體來提供各種優良的複合材料。
以下說明本發明的實施形態進行說明。
另外,本揭露中,關於本發明,所謂「一實施形態」的用詞,若未特別說明,則係為了詳細說明本發明的任意之一實施形態,並不否定或限制其他或多種實施形態的存在。如以下所示,本發明具有其範圍所包含的多種實施形態。然後,多種實施形態,例如亦可作為由本揭露中所示的構成要件(或技術特徵)的各種組合等而來的變化形態而提供。又,本揭露中,僅記載為「實施形態」的情況,若未特別說明,則包含一個或多個實施形態。
本揭露中,若未特別說明,關於數值範圍,「AA~BB」這樣的記載係表示「AA以上BB以下」(此處「AA」及「BB」表示任意的數值)。又,下限及上限的單位,若未特別說明,則雙方皆與附於後者(亦即此處為「BB」)正後方的單位相同。又,本揭露中,數值範圍的下限值及上限值的組合,可從作為較佳數值等而例示性記載的下限值或上限值之數值群組選擇任意數值的組合。又,「X及/或Y」的表現係表示X及Y雙方或此等之中的任一者。
1.纖維狀黏結劑
本揭露的纖維狀黏結劑適合作為用以將構成以下詳述之纖維成形體之本體的主纖維材料結合的黏結劑。
作為纖維狀黏結劑,較佳可列舉例如:纖絲化纖維素纖維等。本揭露中,所謂的「纖絲化」,係指纖維因為摩擦或打漿(beating)而在纖維中產生絨毛(fluff)或倒刺(hangnail)。換言之,亦可說是藉由摩擦或打漿從纖維本體使小纖維(亦即纖絲)進行起毛。本揭露中,所謂的「纖絲化纖維素纖維」係指經過纖絲化而表面有小纖維(纖絲)起毛的纖維素纖維。
纖維素纖維可列舉例如:天然纖維素纖維、化學改質纖維素纖維、再生纖維素纖維等。天然纖維素纖維可列舉例如:針葉樹紙漿、闊葉樹紙漿等木材紙漿、稻草紙漿、竹紙漿、棉絨紙漿、麻紙漿、洋麻紙漿等草本類紙漿。化學改質纖維素纖維可列舉例如:經過氧化、醚化、陽離子化或酯化的纖維素纖維。再生纖維素纖維可列舉例如:嫘縈、銅銨嫘縈(cupra)、萊賽爾(lyocell)等。
亦即,纖絲化纖維素,例如可藉由使用單轉盤精磨機(SDR,Single Disk Refiner)、雙轉盤精磨機(DDR,Double Disc Refiner)、打漿機、混合機、磨機、磨碎裝置等對於纖維素纖維實施摩擦或打漿等處理,使纖維表面解纖並使其起毛而獲得。又,亦可準備纖維素纖維的懸浮液或漿料,使用均質機對其進行高速、高壓處理。
纖維狀黏結劑較佳係滿足與下述性狀等相關之指標中的至少一個或任意兩個以上之指標。
<濾水度>
本揭露中,「濾水度」係顯示纖維之纖絲化的指標之一,其係藉由下述方法求出:將對象試驗品(本揭露中例如為纖維狀黏結劑)作為漿料,使其通過既定的過濾器而一口氣排水時,測定水被濾除的程度。更具體而言,本揭露中的濾水度的值,可藉由下述實施例等之中所使用之測定方法求出。就濾水度而言,其值越高則越容易濾水,可評價為起毛少,相反地,值越低則越不容易濾水,可評價為起毛多。另外,濾水度亦可說是打漿度、游離度。
纖維狀黏結劑的濾水度,藉由針對以下詳述之實施例等實施的具體試驗方法進行測定的情況,較佳可為0~100ml。濾水度在這樣的範圍內,有助於形成具有充分強度的纖維狀成形體。
從進一步追求纖維狀成形體之強度的觀點來看,纖維狀黏結劑的濾水度之下限理論上最佳為0,實用上以可為5ml以上。
另一方面,纖維狀黏結劑的濾水度之上限更佳可為50ml以下,再佳為40、30或20ml以下。
<纖維狀黏結劑的平均纖維長度>
纖維狀黏結劑的平均纖維長度較佳可為0.30~2.50mm。平均纖維長度在這樣的範圍內,有助於形成具有充分強度的纖維狀成形體。為了進一步追求纖維狀成形體之強度,更佳的下限、上限如以下所述。
纖維狀黏結劑的平均纖維長度之下限更佳可為0.35mm以上,再佳為0.40、0.45或0.50mm以上。
纖維狀黏結劑的平均纖維長度之上限更佳可為2.00、1.75或1.50mm以下,再佳為1.25mm以下。
<纖維狀黏結劑的平均纖維徑>
纖維狀黏結劑的平均纖維徑較佳可為10.0~40.0μm。平均纖維徑在這樣的範圍內,有助於形成具有充分強度的纖維狀成形體。從進一步追求纖維狀成形體之強度的觀點來看,更佳的下限、上限如以下所述。
纖維狀黏結劑的平均纖維徑之下限更佳可為15.0μm以上,再佳為20.0μm以上。
纖維狀黏結劑的平均纖維徑之上限更佳可為38.0μm以下,再佳為35.0μm以下。
<纖維狀黏結劑的Crill ratio>
本揭露中,所謂的「Crill ratio」,係在將光線射入纖維狀黏結劑的漿料時,穿透光在紫外線區域與紅外線區域各別減少之量的比。藉由摩擦或打漿等處理而纖維壁從纖維(纖維的本體或主幹部)剝離的、直徑為該纖維的約100分之1左右的纖絲,無論是附隨於纖維上的狀態或是從其離開而浮游,因為主要係使紫外區域的光散射或將其吸收,故紫外區域之光線的穿透光相對於入射光減少,其減少量與纖絲的總表面積相關。另一方面,非纖絲的纖維,主要係使紅外線區域的光線散射或將其吸收,因此紅外線區域之光線的穿透光相對於入射光減少,其減少量與非纖絲的纖維之總表面積相關。因此,Crill ratio成為顯示纖維狀黏結劑之纖絲化程度的指標。本揭露中的Crill ratio的值可藉由在下述實施例等之中使用的測定方法求出。
纖維狀黏結劑的Crill ratio較佳可為1.25~3.00。Crill ratio在這樣的範圍內,有助於形成具有充分強度的纖維狀成形體。
從進一步追求纖維狀成形體之強度的觀點來看,Crill ratio的下限更佳可為1.30以上,再佳為1.35以上。
Crill ratio的上限更佳可為2.80、2,60或2.40以下。
<纖維狀黏結劑的細化率(%)>
本揭露中,所謂的細化率(fine ratio),係顯示纖維長度小於0.2mm的微細纖維之比例的指標。本揭露中的細化率的值,可藉由在下述實施例等中使用的測定方法求出。在將纖維予以纖絲化的過程中,纖維過度磨碎而微細化至纖維長度未滿0.2mm之程度的纖維,據認為對於纖維成形體而言,對於黏著效果的貢獻度低。
纖維狀黏結劑的細化率較佳可為10~95%。更具體如以下所述。
纖維狀黏結劑的細化率之上限值較佳可為95%以下。細化率在這樣的範圍內,有助於形成具有充分強度的纖維狀成形體。從進一步追求纖維狀成形體之強度的觀點來看,纖維狀黏結劑的細化率之上限更佳可為90%以下,再佳為85、80、75、或70%以下。
纖維狀黏結劑的細化率之下限值,從進一步追求纖維狀成形體之強度的觀點來看雖可任意設定,但通常較佳為10、20、30或40%以上。
2.纖維成形體
本揭露的纖維成形體,係包含主纖維材料及纖維狀黏結劑作為構成材料的成形體。成形體的形狀並未特別限制,較佳的形狀可列舉:片狀或板狀等。作為纖維狀黏結劑,可理想地使用上述說明的本揭露之纖維狀黏結劑。
主纖維材料係為成形體之主體的材料。主纖維材料與纖維黏結劑的含有比例,較佳在相對於100重量份的主纖維材料時,纖維狀黏結劑可為1~20重量份。
一般而言,在使作為母材(基質)的樹脂成分含浸於作為基材的不織布(纖維成形體)並使其硬化所得之FRP中,大多期望盡量減少不織布中的黏結劑成分的量。推測係因為從盡量發揮主纖維材料所具有的原特性的觀點來看,黏結劑被認為是多餘的成分。然而,難以完全不使用黏結劑而僅以主纖維材料製作具有相應強度的不織布等纖維成形體,在不織布等纖維成形體的製作之中,現況係具有不得已而須盡量減少摻合黏結劑這樣的情況。
相對於此,本揭露的纖維成形體中,因為使用如上述之既定的纖維狀黏結劑,因此可使纖維狀成形體的強度充分。而且已知這樣的纖維狀成形體,即使進一步加工成FRP等的形態,其強度等亦為優良。
在相對於100重量份的主纖維材料時,纖維狀黏結劑的摻合量,如上所述,較佳係採用在1~20重量份之間的任何數值。若進一步具體例示,纖維狀黏結劑的摻合量在相對於100重量份的主纖維材料時,可為20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或1重量份。
若作為數值範圍表示,則纖維狀黏結劑的摻合量之上限在相對於100重量份的主纖維材料時,更佳可為18重量份以下,再佳為15、13或10重量份以下。另一方面,纖維狀黏結劑的摻合量之下限在相對於100重量份的主纖維材料時,更佳可為2、3或4重量份以上。
為了將主纖維材料與纖維狀黏結劑混合,例如,可以水等液體作為媒介,在該液體中添加主纖維材料與纖維狀黏結劑並進行攪拌而藉此將其混合。在將主纖維材料與纖維狀黏結劑混合時,亦可加入其他添加劑、例如分散劑及黏劑等。
藉由使用分散劑,可將親水性賦予疏水性的主纖維材料,藉由促進纖維彼此的排斥,可減少二次凝聚。分散劑可列舉例如:聚氧伸烷基單苯醚、聚醚系胺基甲酸酯樹脂及聚氧伸乙基聚氧伸丙基硬脂醚等。
分散劑的摻合量在相對於100重量份的主纖維材料時,較佳可為1~20重量份,更佳為3~10重量份。
又,藉由使用黏劑,可賦予漿料黏性,可減少疏水性之主纖維材料的二次凝聚。黏劑可列舉例如:聚環氧乙烷及聚丙烯酸鈉等。
黏劑的摻合量在相對於100重量份的主纖維材料時,較佳可為1~50重量份,更佳為5~30重量份。
<主纖維材料>
作為主纖維材料,只要是可成形為織物、編物及不織布等的纖維材料,則未特別限制。主纖維材料可為無機纖維,亦可為有機纖維。無機纖維可列舉例如:碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維等。有機纖維例如可為棉、麻、獸毛等「天然纖維」,亦可為由石油等所製作的「合成纖維」,亦可為源自木材的纖維素纖維,亦可為從天然素材施加各種處理而製作的「半合成纖維」或「再生纖維」。「合成纖維」可列舉例如:聚醯胺系纖維、聚酯系纖維、聚胺基甲酸酯系纖維、聚乙烯醇系纖維、瀝青系纖維、聚丙烯腈(PAN)系纖維、酚系纖維、聚苯硫醚系纖維、聚氯乙烯系纖維、聚丙烯系纖維、聚乙烯系纖維及聚苯乙烯系纖維等。從天然素材所得之「再生纖維」可列舉例如:嫘縈、銅銨嫘縈、萊賽爾等。
作為主纖維材料,較佳可列舉例如:碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維、纖維素系纖維、再生纖維、半合成纖維及合成纖維。更具體而言,例如,無機纖維可列舉:碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維等,有機纖維可列舉:纖維素系纖維、瀝青系纖維、PAN系纖維、酚系纖維、PET系纖維、聚芳醯胺系纖維及聚苯硫醚系纖維等。其中,作為主纖維材料,更佳可列舉:碳纖維、玻璃纖維、PET系纖維、及聚芳醯胺系纖維等,再佳可列舉碳纖維。碳纖維可列舉:嫘縈系碳纖維、瀝青系碳纖維、PAN系碳纖維及酚系碳纖維等,另外亦可為活性碳纖維。主纖維材料可單獨使用1種,亦可使用2種以上。
碳纖維可為全新使用的碳纖維,亦可為再利用的碳纖維(再生碳纖維),或是亦可為其混合纖維。另外,本揭露中,關於碳纖維,所謂的「全新使用」(或未使用),係作為與「再利用(或再生)」(Recycled)之用詞相對的用詞使用,其並非「再利用(或再生)」的纖維,而是製作成纖維之後首次使用的全新纖維,例如所謂的原生纖維(virgin fiber)。又,本揭露中,所謂的「再利用(或再生)」之碳纖維,係從生產步驟中產生的步驟內端材與作為廢材而排出的經使用之CFRP製品(已作為碳纖維而用於任何用途者)將其作為再生用原料並經過再生處理而回收的纖維。再者,本揭露中,關於碳纖維,亦將「再利用的碳纖維」稱為「再循環碳纖維」、「回收碳纖維」、或是如一般稱為「再生碳纖維」(英語中,一般稱為Recycled Carbon Fiber(簡稱:rCF))。
<主纖維材料的平均纖維長度>
主纖維材料的平均纖維長度較佳可為1~100mm。平均纖維長度在這樣的範圍內,有助於形成具有充分強度的纖維狀成形體。為了進一步追求纖維狀成形體的強度,更佳的下限、上限如以下所述。
主纖維材料的平均纖維長度之下限更佳可為2、3或4,再佳為5mm以上。
主纖維材料的平均纖維長度之上限更佳可為80、60、50、40、或30mm以下,再佳為20mm以下。
<主纖維材料的平均纖維徑>
主纖維材料的平均纖維徑較佳可為1.0~50.0μm。平均纖維徑在這樣的範圍內,表示形成具有充分強度的纖維狀成形體。從進一步追求纖維狀成形體之強度的觀點來看,更佳的下限、上限如以下所述。
主纖維材料之平均纖維徑的下限更佳可為2.0、3.0、4.0、或5.0μm以上,再佳為6.0μm以上。
纖維狀黏結劑之平均纖維徑的上限更佳可為40.0、30.0、20.0或15.0μm以下,再佳為10.0μm以下。
作為本揭露中的較佳之一實施形態,宜使用將FRP等所包含的碳纖維分離回收所得到的再生碳纖維(rCF,Recycled Carbon Fiber)。這樣的再生碳纖維通常比加工成FRP等之前的最初纖維長度更短,而且表面亦為粗糙狀態,即使加工成不織布,強度亦容易變得不足。然而,藉由使用本揭露的上述纖維狀黏結劑,使用這種再生碳纖維作為纖維材料而成的不織布可具有充分的強度。又,作為另一較佳實施形態,亦可將再生碳纖維與新生碳纖維(未使用的碳纖維)混合而作為主纖維材料。
成形為不織布等纖維成形體的方法並無特別限制,可採用一般方法。例如,作為不織布的製造方法,可將已裁切為適當長度的主纖維材料作為原料並使用濕式法來得到纖維片。
本揭露的成形體中,除了上述的纖維狀黏結劑及主纖維材料以外,亦可併用其他種類的黏結劑等材料。這樣的材料可列舉例如:澱粉、SBR、聚乙烯醇系水溶液、不飽和聚酯系水溶液、丙烯酸系水溶液等可用於製紙的黏結劑。又,作為濕熱接著型,亦可使用聚乙烯醇系纖維狀黏結劑、芯鞘纖維、並列纖維、放射狀分割纖維等複合纖維。具體可列舉例如:聚丙烯(芯)與聚乙烯(鞘)、聚丙烯(芯)與乙烯乙烯醇(鞘)、高熔點聚酯(芯)與低熔點聚酯(鞘)、高熔點聚酯(芯)與聚乙烯(鞘)的組合等。又,作為全熔型,亦可使用僅由聚乙烯或聚丙烯構成的纖維。又,亦可使用各種纖絲化纖維狀黏結劑。無論是合成製品、天然製品皆可廣泛地使用。作為這種纖絲化纖維狀黏結劑,亦可包含丙烯酸纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、尼龍纖維、聚芳醯胺纖維等。
本揭露的纖維成形體的較佳實施形態之一,係可成形為片狀者。片狀成形體的情況,其基重較佳可為20~200g/m
2。
藉由使基重的下限為上述的較佳值以上,有助於防止片狀成形體的拉伸強度不足。從防止片狀成形體的拉伸強度不足的觀點來看,基重的下限更佳可為30g/m
2,再佳為40g/m
2。
另一方面,藉由使基重的上限在上述的較佳值以下,可在製造步驟中輕易使水分逸散而進行乾燥。從乾燥處理之容易性的觀點來看,基重的上限更佳可為190、180、或170g/m
2,再佳為160、或150g/m
2。
本揭露的纖維成形體之密度較佳可為0.05~0.20g/cm
3。
藉由使密度的下限在上述的較佳值以上,在加工成FRP等時,有助於使與樹脂的複合平衡變得良好。從這種與樹脂之複合平衡的觀點來看,密度的下限更佳可為0.06或0.07g/cm
3以上,再佳為0.08或0.09g/cm
3以上。
另一方面,藉由使密度的上限為上述的較佳值以下,在加工成FRP等時,可更輕易地進行樹脂的含浸。從樹脂之含浸性的觀點來看,密度的上限更佳可為0.19或0.18g/cm
3,再佳為0.17或0.16g/cm
3。
本揭露的纖維成形體可良好地調整拉伸強度。本揭露之纖維成形體的拉伸強度可因應需求適當調整。拉伸強度的調整手段具有多種,例如亦可藉由纖維狀黏結劑的摻合量等來進行調整。
藉由針對以下詳述之實施例等實施之具體試驗方法(使用寬度15mm、長度150mm的試片)進行測定的情況,本揭露的纖維成形體之拉伸強度係可調整為例如至少0.06或0.07kN/mm以上。再者,高程度的拉伸強度例如可調整為0.10、0.15、0.19、0.21或0.22kN/mm以上,進一步可調整為0.23、0.25、0.30、或0.40kN/mm以上。
3.纖維成形體的應用
(3.1) 本揭露中的纖維成形體可應用於極廣範圍的用途。例如,使作為母材的樹脂含浸於加工成片狀的本揭露之纖維成形體(亦稱為纖維成形體片)並進行硬化,藉此可得到各種FRP。FRP可列舉例如:玻璃纖維強化塑膠、碳纖維強化塑膠、硼纖維強化塑膠、聚芳醯胺纖維強化塑膠等。
(3.2)使用活性碳纖維作為本揭露中的纖維成形體之主材料的情況,可將其用作液相/氣相用的吸附材。作為吸附材,例如宜為淨水用、半導體製造無塵室用的化學過濾器等的用途。
[實施例]
以下舉出實施例更具體說明本發明,但本揭露提出的發明之技術範圍(或技術上的涵蓋範圍)不限於下述實施例。又,下述測定方法、計算方法及評價方法等方法,在使用數值來特定本揭露提出之發明的情況中,可作為求出該數值的方法使用。
<實施例FB1(纖維狀黏結劑)>
(1)紙漿漿料的製備
將300g的未打漿LBKP(闊葉樹漂白紙漿)(日本製紙股份有限公司製)解離,得到3.0%(W/V)漿料。
(2)纖絲化
對於所得之紙漿漿料,使用單轉盤精磨機進行透過次數11次的循環運轉而使其纖絲化之後,以水進行稀釋,得到濾水度32ml、平均纖維長度0.78mm、平均纖維徑20.8μm、Crill ratio 1.37、細化率48.4%的0.5%(W/V)漿料。
<實施例FB2(纖維狀黏結劑)>
(1)紙漿漿料的製備
將300g的未打漿NBKP(針葉樹漂白紙漿)(日本製紙股份有限公司製)解離,得到3.0%(W/V)漿料。
(2)纖絲化
對於所得之紙漿漿料,使用單轉盤精磨機進行透過次數4次的循環運轉而使其纖絲化之後,以水進行稀釋,得到濾水度15ml、平均纖維長度1.03mm、平均纖維徑28.8μm、Crill ratio 1.63、細化率49.9%的0.5%(W/V)漿料。
<實施例FB3(纖維狀黏結劑)>
(1)紙漿漿料的製備
與實施例FB2(1)相同地得到3.0%(W/V)漿料。
(2)纖絲化
對於所得之紙漿漿料,使用單轉盤精磨機進行透過次數10次的循環運轉而使其纖絲化後,以水進行稀釋,得到濾水度0ml、平均纖維長度0.56mm、平均纖維徑25.6μm、Crill ratio 2.14、細化率59.3%的0.5%(W/V)漿料。
<比較例FB1(纖維狀黏結劑)>
(1)化學改質紙漿的製備
將40kg的未打漿NBKP(日本製紙股份有限公司製)加入溶解有TEMPO(Sigma Aldrich公司製)312g(相對於極度乾燥的1g纖維素為0.05mmol)與溴化鈉4112g(相對於極度乾燥的1g纖維素為1.0mmol)的水溶液4000L並進行攪拌。然後以次氯酸鈉為5.5mmol/g的方式添加次氯酸鈉水溶液,在室溫下開始氧化反應。對應反應中的pH降低,逐次添加3M氫氧化鈉水溶液,而調整為pH10。在次氯酸鈉經過消耗而系內的pH不再變化的時間點結束反應。在反應混合物中添加鹽酸而調整為pH2之後,重複進行脫水與以水進行稀釋而將紙漿充分水洗,再進行脫水至紙漿固體成分濃度為20重量%,得到羧基量為1.4mmol/g的化學改質紙漿。
(2)纖絲化
將所得之化學改質紙漿分散於水中,加入氫氧化鈉並進行攪拌,藉此得到pH7.7且1.1%(W/V)的漿料。對於所得之漿料4300kg,使用單流向(monoflow)型雙轉盤精磨機,以循環率80%的條件進行透過次數20次的循環運轉而使其纖絲化之後,以水進行稀釋,得到濾水度0ml、平均纖維長度0.29mm、平均纖維徑30.3μm、Crill ratio 3.33、細化率99.8%的0.5%(W/V)漿料。
<比較例FB2(纖維狀黏結劑)>
(1)紙漿漿料的製備
與實施例FB1(1)相同地得到3.0%(W/V)漿料。
(2)稀釋
以水進行稀釋所得之紙漿漿料,得到濾水度620ml、平均纖維長度0.94mm、平均纖維徑19.8μm、Crill ratio 0.83、細化率30.7%的0.5%(W/V)漿料。
<比較例FB3(纖維狀黏結劑)>
(1)紙漿漿料的製備
實施例FB1(1)相同地得到3.0%(W/V)漿料。
(2)纖絲化
對於所得之紙漿漿料,使用單轉盤精磨機進行透過次數5次的循環運轉而使其纖絲化之後,以水進行稀釋,得到濾水度78ml,平均纖維長度0.83mm、平均纖維徑20.2μm、Crill ratio 1.22、細化率42.6%的0.5%(W/V)漿料。
<比較例FB4(纖維狀黏結劑)>
(1)紙漿漿料的製備
與實施例FB2(1)相同地得到3.0%(W/V)漿料。
(2)稀釋
以水進行稀釋所得之紙漿漿料,得到濾水度650ml、平均纖維長度2.11mm、平均纖維徑28.0μm、Crill ratio 0.98、細化率13.5%的0.5%(W/V)漿料。
<比較例FB5(纖維狀黏結劑)>
(1)紙漿漿料的調整
實施例FB2(1)相同地得到3.0%(W/V)漿料。
(2)纖絲化
對於所得之紙漿漿料,使用單轉盤精磨機進行透過次數2次的循環運轉而使其纖絲化之後,以水進行稀釋,得到濾水度362ml,平均纖維長度1.80mm、平均纖維徑27.6μm、Crill ratio 1.20、細化率25.7%的0.5%(W/V)漿料。
<實施例S1(纖維成形體片)>
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
在室溫下使用電力2800W、容量3.9L的業務用混合機,在700ml的水中添加0.08g的分散劑(聚醚系聚胺基甲酸酯樹脂的水溶液,明成化學公司製,型號PULSET HA)與140g的黏劑(聚環氧乙烷,明成化學公司製,型號ALKOX SK的0.1%(W/W)水溶液),均勻地攪拌後,作為主纖維材料,添加1.33g的再生碳纖維(將Carbon Fiber Recycle Industry公司製、TORAY公司製型號T800SC端材進行二次加熱所得之9mm篩品,平均纖維徑7μm,平均纖維長度10mm,含水率1.4%)、16.8g的實施例FB1之纖維狀黏結劑,以旋轉速度15000rpm攪拌6分鐘,獲得漿料。對於此漿料,使用球型(直徑16mm)手抄片機(東西精器股份有限公司製)進行手抄,並使用AUTOMATIC SHEET PRESS(熊谷理器工業股份有限公司),以依據JIS P8222:2015的標準的壓製壓力410±10kPa實施一次壓製(5分鐘)與二次壓製(2分鐘)後,藉由乾燥機於50℃乾燥30分鐘,得到實施例S1(1)的纖維成形體片。
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
以1.33g的碳纖維(TORAY公司製,型號T700SC-12K-50C,平均纖維徑7μm,平均纖維長度12mm,含水率1.0%)作為主纖維材料,除此之外,與配比(1)的情況相同地得到實施例S1(2)的纖維成形體片。
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
以1.40g的玻璃纖維(PFG Fiber Glass Corporation製,型號E225,平均纖維徑7μm,平均纖維長度5mm,含水率6.0%)作為主纖維材料,除此之外,與配比(1)的情況相同地得到實施例S1(3)的纖維成形體片。
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
以1.40g 的PET纖維(帝人公司製,型號TA04N SD 0.6×5,平均纖維徑7μm,平均纖維長度5mm,含水率5.9%)作為主纖維材料,除此之外,與配比(1)的情況相同地得到實施例S1(4)的纖維成形體片。
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
以1.43g的聚芳醯胺纖維(DU PONT-TORAY股份有限公司公司製,Kevlar(註冊商標)聚芳醯胺纖維短纖維 1.7dtex,平均纖維徑15μm,平均纖維長度6mm,含水率8.2%)作為主纖維材料,除此之外,與配比(1)的情況相同地得到實施例S1(5)的纖維成形體片。
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
以1.38g的配比(1)之再生碳纖維、8.4g的實施例FB1之纖維狀黏結劑作為主纖維材料,除此之外,與配比(1)的情況相同地得到實施例S1(6)的纖維成形體片。
<實施例S2(纖維成形體片)>
使用實施例FB2的纖維狀黏結劑,除此之外,與實施例S1(1)~S1(6)分別相同地得到6種纖維成形體片:實施例S2(1)、實施例S2(2)、實施例S2(3)、實施例S2(4)、實施例S2(5)、及實施例S2(6)。
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
<實施例S3(纖維成形體片)>
使用實施例FB3的纖維狀黏結劑,除此之外,與實施例S1(1)~S1(6)分別相同地得到6種纖維成形體片:實施例S3(1)、實施例S3(2)、實施例S3(3)、實施例S3(4)、實施例S3(5)、及實施例S3(6)。
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
<比較例S1(纖維成形體片)>
使用比較例FB1的纖維狀黏結劑,除此之外,與實施例S1(1)~S1(6)分別相同地得到6種纖維成形體片:比較例S1(1)、比較例S1(2)、比較例S1(3)、比較例S1(4)、比較例S1(5)、及比較例S1(6)。
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
<比較例S2(纖維成形體片)>
使用比較例FB2的纖維狀黏結劑,除此之外,與實施例S1(1)~S1(6)分別相同地得到6種纖維成形體片:比較例S2(1)、比較例S2(2)、比較例S2(3)、比較例S2(4)、比較例S2(5)、及比較例S2(6)。
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
<比較例S3(纖維成形體片)>
使用比較例FB3的纖維狀黏結劑,除此之外,與實施例S1(1)~S1(6)的分別相同地得到6種纖維成形體片:比較例S3(1)、比較例S3(2)、比較例S3(3)、比較例S3(4)、比較例S3(5)、及比較例S3(6)。
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
<比較例S4(纖維成形體片)>
使用比較例FB4的纖維狀黏結劑,除此之外,與實施例S1(1)~S1(6)的分別相同地得到6種纖維成形體片:比較例S4(1)、比較例S4(2)、比較例S4(3)、比較例S4(4)、比較例S3(5)、及比較例S3(6)。
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
<比較例S5(纖維成形體片)>
使用比較例FB5的纖維狀黏結劑,除此之外,與實施例S1(1)~S1(6)分別相同地得到6種類的纖維成形體片比較例S5(1)、比較例5(2)、比較例S5(3)、比較例S5(4)、比較例S5(5)、及比較例S5(6)。
配比(1):再生碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(2):碳纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(3):玻璃纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(4):PET纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(5):聚芳醯胺纖維94%(W/W)、纖維狀黏結劑6%(W/W)
配比(6):再生碳纖維97%(W/W)、纖維狀黏結劑3%(W/W)
針對與纖維狀黏結劑、主纖維材料及纖維成形體的形狀、物性等性狀以及性能相關的各種項目,依照下述方法進行測定及評價。另外,本揭露中所示的各種形狀、物性等性狀及性能之數值及評價可藉由以下的測定方法及評價方法求出。
<纖維狀黏結劑的濾水度>
纖維狀黏結劑的濾水度係藉由加拿大游離度測定儀(東西精器股份有限公司製)測定。另外,「濾水度」的用詞亦稱為「游離度」或「打漿度」。
<纖維物性評價法>
針對纖維狀黏結劑,以下述方式測定平均纖維長度(mm)、平均纖維徑(μm)、Crill ratio及細化率(%)。又,針對主纖維材料,以下述方式求出平均纖維長度(mm)、平均纖維徑(μm)及含水率(%)。
<平均纖維長度>
(1)纖維狀黏結劑的纖維長度
排除纖維長度小於0.2mm的纖維,針對纖維長度0.2mm以上的纖維,以纖維狀黏結劑的固體成分為0.1g、漿料為300cc的方式進行稀釋,使用L&W Fiber Tester Plus Code912(Lorentzen and Bettley公司製)進行測定。
(2)主纖維材料(再生碳纖維)的纖維長度
考量到再生碳纖維不均勻的程度大,隨機抽出20條纖維束,使用卡尺對於纖維束逐條進行實測,計算其平均值而求出。
(3)主纖維材料(再生碳纖維以外)的纖維長度
採用提供來源所出示的平均纖維長度(或裁切尺寸)之數值。
<平均纖維徑>
(1)纖維狀黏結劑的平均纖維徑
排除纖維長度小於0.2mm的纖維,針對纖維長度0.2mm以上的纖維,以纖維狀黏結劑的固體成分為0.1g、漿料為300cc的方式進行稀釋,使用L&W Fiber Tester Plus Code912(Lorentzen and Bettley公司製)進行測定。
(2)主纖維材料的平均纖維徑
主纖維材料的纖維徑係使用肖特基場發射型掃描式電子顯微鏡JSM-7900F(日本電子股份有限公司製)從500倍的影像中隨機抽出10條纖維並進行實測之後,計算平均值而求出。
<主纖維材料的含水率>
主纖維材料的含水率係使用鹵素水分計HB43(Mettler Toledo股份有限公司製)求出。
<Crill ratio>
將紫外線或紅外線光入射纖維狀黏結劑的漿料,針對紫外線或紅外線光源各別的情況,求出穿透光相對於入射光的減少量,使用紫外線減少量及紅外線減少量,根據下式1算出Crill ratio。提供至測試的漿料係以纖維狀黏結劑的固體成分為0.1g、漿料為300cc的方式進行稀釋而製備。測定設備係使用L&W Fiber Tester Plus Code912(Lorentzen and Bettley公司)。
<式1>
(CR)=(UVR)/(IRR)
式1中,CR、UVR及IRR如以下所述。
CR:Crill ratio
UVR:紫外線減少量
IRR:紅外線減少量
<細化率>
以下式2算出微細纖維(纖維長度小於0.2mm的纖維)的比例,亦即細化率。
<式2>
(FR)=(FFL)/(WFL)×100(%)
式2中,FR、FFL及WFL如以下所述。
FR:細化率
FFL:微細纖維(纖維長度小於0.2mm的纖維)的總長度
WFL:所有纖維(纖維長度小於0.2mm的纖維+纖維長度0.2mm以上的纖維)的總長度
上述FFL及WFL係使用以纖維狀黏結劑的固體成分為0.1g、漿料為300cc的方式進行稀釋並使用L&W Fiber Tester Plus Code912(Lorentzen and Bettley公司製)進行測定所得到的值。
<纖維成形體的尺寸及重量>
纖維成形體的尺寸係使用尺規等以下述方式量測尺寸而求出。纖維成形體的測定用樣本係使用在23℃、50%RH的環境下進行調濕一個晚上所得者。以電子天秤測定纖維成形體進行調濕後的重量。使用所得之測定值,以下述方式算出纖維成形體的基重、密度。
<纖維成形體的厚度>
針對片狀的纖維成形體,使用厚度試驗機TM600(熊谷理機工業製),以100kPa的加壓面壓力測定片材厚度(單位:μm)。
<纖維成形體的基重>
針對片狀的纖維成形體,從其重量與面積求出基重(單位:g/m
2)。
<纖維成形體的密度>
纖維成形體的密度(單位:g/cm
3)係以纖維成形體的基重(單位:g/m
2)除以纖維成形體的片材厚度(單位:μm)而求出。纖維成形體的基重及片材厚度係從由上述方法所得之測定結果算出。
<纖維成形體的拉伸強度>
以23℃、50%對於片狀的纖維成形體進行調濕12小時,在該環境下裁切出試片(寬度15mm,長度150mm),使用L&W Tensile Tester Code 066(Lorentzen and Bettley社)測定拉伸強度(kN/m)。
針對用作黏著成分的纖維狀黏結劑之測定結果顯示於表1-1。針對配比(1)(再生碳纖維94%,黏著成分6%)的片狀再生碳纖維成形體之測定結果顯示於表1-2。針對配比(2)(碳纖維94%,黏著成分6%)的片狀碳纖維成形體之測定結果顯示於表1-3。針對配比(3)(玻璃纖維94%,黏著成分6%)的片狀玻璃纖維成形體之測定結果顯示於表1-4。針對配比(4)(PET纖維94%,黏著成分6%)的片狀PET纖維成形體之測定結果顯示於表1-5。針對配比(5)(聚芳醯胺纖維94%,黏著成分6%)的片狀聚芳醯胺纖維成形體之測定結果顯示於表1-6。針對配比(6)(再生碳纖維94%,黏著成分6%)的片狀再生碳纖維成形體之測定結果顯示於表1-7。
【表1-1】
| 表1-1:黏著成分(黏結劑) | ||||||
| 黏著成分種類 | 濾水度 (ml) | 平均 纖維長度 (mm) | 平均 纖維直徑 (μm) | Crill ratio | 細化率(%) | |
| 實施例FB1 | 纖絲化LBKP纖維 | 32 | 0.78 | 20.8 | 1.37 | 48.4 |
| 實施例FB2 | 纖絲化NBKP纖維 | 15 | 1.03 | 28.8 | 1.63 | 49.9 |
| 實施例FB3 | 纖絲化NBKP纖維 | 0 | 0.56 | 25.6 | 2.14 | 59.3 |
| 比較例FB1 | 纖絲化NBKP纖維 | 0 | 0.29 | 30.3 | 3.33 | 99.8 |
| 比較例FB2 | 未打漿LBKP纖維 | 620 | 0.94 | 19.8 | 0.83 | 30.7 |
| 比較例FB3 | 纖絲化LBKP纖維 | 78 | 0.83 | 20.2 | 1.22 | 42.6 |
| 比較例FB4 | 未打漿NBKP纖維 | 650 | 2.11 | 28.0 | 0.98 | 13.5 |
| 比較例FB5 | 纖絲化NBKP纖維 | 362 | 1.80 | 27.6 | 1.20 | 25.7 |
【表1-2】
1)拉伸強度試驗剛開始即斷裂
| 表1-2:纖維成形體(片材)、配比(1) | |||||||
| 配比(1):再生碳纖維94%、黏著成分6% | |||||||
| 主纖維種類 | 黏著成分種類 | 乾燥 | 基重 (g/m 2) | 厚度 (μm) | 密度 (g/cm 3) | 拉伸強度 (kN/m) | |
| 實施例S1(1) | 再生碳纖維 | 實施例FB1 | 50℃溫風 30分鐘 | 68 | 454 | 0.15 | 0.52 |
| 實施例S2(1) | 再生碳纖維 | 實施例FB2 | 68 | 455 | 0.15 | 0.70 | |
| 實施例S3(1) | 再生碳纖維 | 實施例FB3 | 68 | 449 | 0.15 | 1.62 | |
| 比較例S1(1) | 再生碳纖維 | 比較例FB1 | 70 | 465 | 0.15 | 0.10 | |
| 比較例S2(1) | 再生碳纖維 | 比較例FB2 | 72 | 471 | 0.15 | 0 1) | |
| 比較例S3(1) | 再生碳纖維 | 比較例FB3 | 68 | 457 | 0.15 | 0.20 | |
| 比較例S4(1) | 再生碳纖維 | 比較例FB4 | 70 | 475 | 0.15 | 0 1) | |
| 比較例S5(1) | 再生碳纖維 | 比較例FB5 | 68 | 465 | 0.15 | 0.20 |
【表1-3】
1)拉伸強度試驗剛開始即斷裂
| 表1-3:纖維成形體(片材)、配比(2) | |||||||
| 配比(2):碳纖維94%、黏著成分6% | |||||||
| 主纖維種類 | 黏著成分種類 | 乾燥 | 基重 (g/m 2) | 厚度 (μm) | 密度 (g/cm 3) | 拉伸強度 (kN/m) | |
| 實施例S1(2) | 碳纖維 | 實施例FB1 | 50℃溫風 30分鐘 | 69 | 492 | 0.14 | 0.41 |
| 實施例S2(2) | 碳纖維 | 實施例FB2 | 68 | 485 | 0.14 | 0.58 | |
| 實施例S3(2) | 碳纖維 | 實施例FB3 | 69 | 485 | 0.14 | 1.27 | |
| 比較例S1(2) | 碳纖維 | 比較例FB1 | 69 | 483 | 0.14 | 0.08 | |
| 比較例S2(2) | 碳纖維 | 比較例FB2 | 70 | 482 | 0.15 | 0 1) | |
| 比較例S3(2) | 碳纖維 | 比較例FB3 | 70 | 495 | 0.14 | 0.18 | |
| 比較例S4(2) | 碳纖維 | 比較例FB4 | 69 | 490 | 0.14 | 0 1) | |
| 比較例S5(2) | 碳纖維 | 比較例FB5 | 70 | 503 | 0.14 | 0.20 |
【表1-4】
1)拉伸強度試驗剛開始即斷裂
| 表1-4:纖維成形體(片材)、配比(3) | |||||||
| 配比(3):玻璃纖維94%、黏著成分6% | |||||||
| 主纖維種類 | 黏著成分種類 | 乾燥 | 基重 (g/m 2) | 厚度 (μm) | 密度 (g/cm 3) | 拉伸強度 (kN/m) | |
| 實施例S1(3) | 玻璃纖維 | 實施例FB1 | 50℃溫風 30分鐘 | 69 | 360 | 0.19 | 0.55 |
| 實施例S2(3) | 玻璃纖維 | 實施例FB2 | 69 | 357 | 0.19 | 0.72 | |
| 實施例S3(3) | 玻璃纖維 | 實施例FB3 | 68 | 353 | 0.19 | 1.60 | |
| 比較例S1(3) | 玻璃纖維 | 比較例FB1 | 69 | 357 | 0.19 | 0.09 | |
| 比較例S2(3) | 玻璃纖維 | 比較例FB2 | 70 | 363 | 0.19 | 0 1) | |
| 比較例S3(3) | 玻璃纖維 | 比較例FB3 | 69 | 360 | 0.19 | 0.18 | |
| 比較例S4(3) | 玻璃纖維 | 比較例FB4 | 70 | 360 | 0.19 | 0 1) | |
| 比較例S5(3) | 玻璃纖維 | 比較例FB5 | 69 | 356 | 0.19 | 0.19 |
【表1-5】
1)拉伸強度試驗剛開始即斷裂
| 表1-5:纖維成形體(片材)、配比(4) | |||||||
| 配比(4):PET纖維94%、黏著成分6% | |||||||
| 主纖維種類 | 黏著成分種類 | 乾燥 | 基重 (g/m 2) | 厚度 (μm) | 密度 (g/cm 3) | 拉伸強度 (kN/m) | |
| 實施例S1(4) | PET纖維 | 實施例FB1 | 50℃溫風 30分鐘 | 69 | 309 | 0.22 | 0.46 |
| 實施例S2(4) | PET纖維 | 實施例FB2 | 70 | 317 | 0.22 | 0.55 | |
| 實施例S3(4) | PET纖維 | 實施例FB3 | 70 | 313 | 0.22 | 1.15 | |
| 比較例S1(4) | PET纖維 | 比較例FB1 | 70 | 317 | 0.22 | 0.08 | |
| 比較例S2(4) | PET纖維 | 比較例FB2 | 70 | 320 | 0.22 | 0 1) | |
| 比較例S3(4) | PET纖維 | 比較例FB3 | 69 | 312 | 0.22 | 0.18 | |
| 比較例S4(4) | PET纖維 | 比較例FB4 | 69 | 315 | 0.22 | 0 1) | |
| 比較例S5(4) | PET纖維 | 比較例FB5 | 70 | 318 | 0.22 | 0.19 |
【表1-6】
1)拉伸強度試驗剛開始即斷裂
| 表1-6:纖維成形體(片材)、配比(5) | |||||||
| 配比(5):醯胺纖維94%、黏著成分6% | |||||||
| 主纖維種類 | 黏著成分種類 | 乾燥 | 基重 (g/m 2) | 厚度 (μm) | 密度 (g/cm 3) | 拉伸強度 (kN/m) | |
| 實施例S1(5) | 醯胺纖維 | 實施例FB1 | 50℃溫風 30分鐘 | 69 | 405 | 0.17 | 0.42 |
| 實施例S2(5) | 醯胺纖維 | 實施例FB2 | 70 | 410 | 0.17 | 0.54 | |
| 實施例S3(5) | 醯胺纖維 | 實施例FB3 | 69 | 398 | 0.17 | 1.21 | |
| 比較例S1(5) | 醯胺纖維 | 比較例FB1 | 69 | 401 | 0.17 | 0 1) | |
| 比較例S2(5) | 醯胺纖維 | 比較例FB2 | 70 | 408 | 0.17 | 0 1) | |
| 比較例S3(5) | 醯胺纖維 | 比較例FB3 | 70 | 413 | 0.17 | 0.15 | |
| 比較例S4(5) | 醯胺纖維 | 比較例FB4 | 70 | 416 | 0.17 | 0 1) | |
| 比較例S5(5) | 醯胺纖維 | 比較例FB5 | 70 | 413 | 0.17 | 0.16 |
【表1-7】
1)拉伸強度試驗剛開始即斷裂
| 表1-7:纖維成形體(片材)、配比(6) | |||||||
| 配比(6):再生碳纖維94%、黏著成分6% | |||||||
| 主纖維種類 | 黏著成分種類 | 乾燥 | 基重 (g/m 2) | 厚度 (μm) | 密度 (g/cm 3) | 拉伸強度 (kN/m) | |
| 實施例S1(6) | 再生碳纖維 | 實施例FB1 | 50℃溫風 30分鐘 | 70 | 578 | 0.12 | 0.23 |
| 實施例S2(6) | 再生碳纖維 | 實施例FB2 | 69 | 579 | 0.12 | 0.28 | |
| 實施例S3(6) | 再生碳纖維 | 實施例FB3 | 69 | 566 | 0.12 | 0.66 | |
| 比較例S1(6) | 再生碳纖維 | 比較例FB1 | 68 | 569 | 0.12 | 0 1) | |
| 比較例S2(6) | 再生碳纖維 | 比較例FB2 | 70 | 583 | 0.12 | 0 1) | |
| 比較例S3(6) | 再生碳纖維 | 比較例FB3 | 70 | 590 | 0.12 | 0.10 | |
| 比較例S4(6) | 再生碳纖維 | 比較例FB4 | 69 | 582 | 0.12 | 0 1) | |
| 比較例S5(6) | 再生碳纖維 | 比較例FB5 | 69 | 588 | 0.12 | 0.09 |
無
無
Claims (10)
- 一種纖維成形體,其中, 該纖維成形體包含主纖維材料及纖維狀黏結劑, 該主纖維材料與該纖維狀黏結劑的含有比例在相對於100重量份的該主纖維材料時,該纖維狀黏結劑為1~20重量份,以及 該纖維狀黏結劑的Crill ratio為1.25~3.00。
- 如請求項1之纖維成形體,其中,該纖維狀黏結劑的平均纖維長度為0.30~2.50mm。
- 如請求項1之纖維成形體,其中,該主纖維材料係選自由碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維、天然纖維、纖維素系纖維、再生纖維、半合成纖維及合成纖維構成之群組中的1種或2種以上。
- 如請求項1之纖維成形體,其中,該主纖維材料係選自由碳纖維、玻璃纖維、PET系纖維、及聚芳醯胺系纖維構成之群組中的1種或2種以上。
- 如請求項1之纖維成形體,其中,該主纖維材料為碳纖維。
- 如請求項5之纖維成形體,其中,該碳纖維係全新使用的碳纖維、再利用的碳纖維或其混合纖維。
- 如請求項1之纖維成形體,其中,該纖維狀黏結劑為纖絲化纖維素纖維。
- 如請求項1之纖維成形體,其中,該纖維狀黏結劑的細化率為95%以下。
- 一種纖維強化樹脂成形體,其包含如請求項1至8中任一項之纖維成形體與含浸於該纖維成形體中的樹脂成分。
- 一種纖維成形體用的纖維狀黏結劑,其係纖絲化纖維素纖維,其中, 該纖絲化纖維素纖維的Crill ratio為1.25~3.00; 該纖絲化纖維素纖維的細化率為95%以下。
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