JPH06240147A - Molding raw material containing continuous filament reinforced thermoplastic resin pellet - Google Patents
Molding raw material containing continuous filament reinforced thermoplastic resin pelletInfo
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- JPH06240147A JPH06240147A JP2939193A JP2939193A JPH06240147A JP H06240147 A JPH06240147 A JP H06240147A JP 2939193 A JP2939193 A JP 2939193A JP 2939193 A JP2939193 A JP 2939193A JP H06240147 A JPH06240147 A JP H06240147A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、機械的特性、例えば、
引張強度,引張弾性率,曲げ強度,曲げ弾性率の優れた
繊維強化複合材料を提供可能とする成形原料、特に、長
繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを含む成形原料に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention has mechanical properties such as
The present invention relates to a molding raw material capable of providing a fiber-reinforced composite material having excellent tensile strength, tensile elastic modulus, bending strength, and bending elastic modulus, and particularly to a molding raw material containing long fiber-reinforced thermoplastic resin pellets.
【0002】[0002]
【従来の技術】短繊維強化複合材料の強度を取り扱った
ケリー(Kelly)の理論によると、強度σmの母相
樹脂を繊維体積含有率Vfに相当する強度σf、長さL
の強化材で補強した複合材料の強度σcは、 σc=σf{1−(Lc/2L)}Vf+σm(1−Vf)・・・(1) で表すことができる。ここで、Lcは臨界繊維長さであ
る。そして、この(1)式が実際に成り立つとすると、
繊維長さを大きくすれば飛躍的な強度向上が可能となる
ことがわかる。2. Description of the Related Art According to Kelly's theory dealing with the strength of short fiber reinforced composite materials, a matrix resin having a strength σ m has a strength σ f corresponding to a fiber volume content V f and a length L.
The strength σ c of the composite material reinforced with the reinforcing material can be represented by σ c = σ f {1- (L c / 2L)} V f + σ m (1-V f ) ... (1) . Here, Lc is the critical fiber length. And if this equation (1) actually holds,
It can be seen that if the fiber length is increased, the strength can be dramatically improved.
【0003】ところで、今日、市販されている短繊維強
化樹脂コンパウンドは、溶融樹脂と強化樹脂を押出機で
混練し、ペレット化するために、ペレット製造工程にお
いて繊維が破断したり、また、高充填化が困難であった
りするなどの問題点があった。By the way, the commercially available short fiber reinforced resin compounds are kneaded with a molten resin and a reinforced resin by an extruder and pelletized, so that the fibers are broken or highly filled in the pellet manufacturing process. There were problems such as difficulty in commercialization.
【0004】このような問題点を解決するために、溶融
した樹脂を長繊維に浸透させ、これを切断する方法(特
公昭43−7448号公報、特公昭44−16793号
公報)、あるいは「平行に配列され且つ連続した補強フ
ィラメント束を熱可塑性樹脂で含浸、被覆したものを所
定の長さに切断するプルトルージョン法によって作られ
たペレット構造体」を得る方法(特公昭63−3769
4号公報等)、さらには繊維よりなるマットに樹脂を含
浸させて複合体シートを作製し、これを切断してペレッ
ト化した後に金型に圧入して成形する方法(特開平3−
30916号公報)等が発明されるに至った。そしてこ
のうち、現在市販されているものとしては、英国ICI
社が製造する「Verton(商標)」や、日本国ポリ
プラスチック社が販売する「セルストラン(商標)」等
が該当する。In order to solve such a problem, a method in which a molten resin is impregnated into a long fiber and the long fiber is cut (Japanese Patent Publication No. 43-7448 and Japanese Patent Publication No. 44-16793) or "parallel" is used. A pellet structure made by the pultrusion method, in which a continuous reinforcing filament bundle is impregnated with a thermoplastic resin and coated to be cut into a predetermined length (Japanese Patent Publication No. Sho 63-3769).
No. 4, etc.), and further, a resin sheet is impregnated with a resin to prepare a composite sheet, which is cut and pelletized, and then pressed into a mold to be molded (JP-A-3-
30916 gazette) was invented. And of these, the one currently on the market is ICI
"Verton (trademark)" manufactured by the company, "Cell Strand (trademark)" sold by Japan Polyplastics Co., Ltd., and the like are applicable.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記したような、いわ
ゆる長繊維強化樹脂ペレットの使用によって、成形品中
の繊維長さは確かに増大したが、それでも、特殊な金型
を使用しない場合の繊維長さは短繊維強化樹脂ペレット
を用いた場合の2〜3倍程度にすぎない。The use of so-called long-fiber-reinforced resin pellets as described above has certainly increased the fiber length in the molded product, but nevertheless, the fiber in the case where no special mold is used is used. The length is only about 2 to 3 times as long as when the short fiber reinforced resin pellets are used.
【0006】そこで、成形品中の繊維長さが大きくなる
長繊維強化樹脂ペレットを含む成形原料の開発が試みら
れるようになってきた。具体的には、特開平1−286
824号公報に見られるように、長繊維強化樹脂ペレッ
トよりも溶融開始温度の小さい樹脂ペレットを混合し、
射出成形機のシリンダ温度の設定によって溶融開始温度
の小さい方のペレットを先行して可塑化溶融させること
によって長繊維強化樹脂ペレットの繊維破損を軽減する
手段がこれに相当する。Therefore, attempts have been made to develop a molding raw material containing long fiber reinforced resin pellets in which the fiber length in the molded product becomes large. Specifically, JP-A 1-286
As seen in Japanese Patent No. 824, mixing resin pellets having a smaller melting start temperature than long-fiber-reinforced resin pellets,
This corresponds to a means for reducing the fiber breakage of the long fiber reinforced resin pellet by first plasticizing and melting the pellet having the lower melting start temperature by setting the cylinder temperature of the injection molding machine.
【0007】ところで、現在市販されている長繊維強化
樹脂ペレットを用いて成形した試験片の物性を調べてみ
ると、長繊維化のメリットは前述のケリーの理論から予
測される物性値の向上期待代と比較するとあまりにもわ
ずかなものでしかないことがわかった。また、マトリッ
クス樹脂の種類によって機械的特性の向上代にも大きな
相違があり、短繊維強化樹脂ペレットを用いた場合より
も強度が小さくなったという報告も見られる。By examining the physical properties of test pieces molded using long-fiber-reinforced resin pellets currently on the market, the merit of long-fiber formation is expected to improve the physical property values predicted from Kelly's theory. It turned out to be too small compared to the generation. There is also a report that there is a large difference in the improvement of mechanical properties depending on the type of matrix resin, and the strength is smaller than that when short fiber reinforced resin pellets are used.
【0008】このため、現状では強度向上の効果よりも
むしろ長繊維強化樹脂ペレットのメリットの一つである
繊維の「高充填化」に主眼を置いた用途開拓が行なわれ
ている。Therefore, under the present circumstances, application development is being conducted with a focus on "high packing" of fibers, which is one of the merits of the long fiber reinforced resin pellets rather than the effect of improving strength.
【0009】[0009]
【発明の目的】このような経緯から、本発明の目的は、
長繊維化のメリットを最大限に引き出す長繊維強化樹脂
ペレットを含む成形原料の提供にある。From the above background, the object of the present invention is to
It is to provide molding raw materials containing long fiber reinforced resin pellets that maximize the advantages of long fiber.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素繊維を用
いた長繊維強化樹脂ペレットと、前記長繊維強化樹脂ペ
レットに用いたマトリックス樹脂と同一の分子構造を有
する非強化樹脂のペレットまたはこの樹脂をマトリック
ス樹脂とする繊維強化樹脂ペレットを含む2種以上のペ
レットから構成される成形原料において、少なくとも前
記長繊維強化樹脂ペレットを除く他のペレットに用いる
樹脂材料に、非強化状態の破断伸びの下限値が45%を
超えるものを用いた構成としたことを特徴としている。The present invention is directed to long-fiber-reinforced resin pellets using carbon fibers, and pellets of non-reinforced resin having the same molecular structure as the matrix resin used for the long-fiber-reinforced resin pellets. In a molding raw material composed of two or more types of pellets including a fiber-reinforced resin pellet containing a resin as a matrix resin, at least the resin material used for the pellets other than the long fiber-reinforced resin pellets has a breaking elongation in a non-reinforced state. It is characterized in that the lower limit value exceeds 45%.
【0011】ところで、前述のケリーの理論を無批判に
受け入れるとすれば、繊維長さの増大が最も有効な強度
向上手段である。そして、母相樹脂の強度も影響因子で
あるが、ポリフェニレンサルファイド(PPS)よりも
降伏強度の小さいポリアミド66(PA66)の方が長
繊維化のメリットがはるかに大きい現状から考えると、
繊維長さの影響に注目することになる。By the way, if the above Kelly theory is accepted without any criticism, increasing the fiber length is the most effective means for improving strength. Although the strength of the matrix resin is also an influencing factor, considering that polyamide 66 (PA66), which has a lower yield strength than polyphenylene sulfide (PPS), has a much larger merit of making the fiber long,
Attention will be paid to the influence of fiber length.
【0012】成形品の残留繊維長さを大きくする手段と
しては、成形機のスクリュー,ノズル形状の変更、金型
構造の変更、成形条件の最適化があげられる。また、成
形原料特性の変更によって強度向上をはかるとすれば、
母相樹脂の溶融粘度を小さくすることによって繊維の破
損を減少させる手段が最初に思い浮かぶ。Means for increasing the residual fiber length of the molded product include changing the screw and nozzle shape of the molding machine, changing the mold structure, and optimizing the molding conditions. Also, if it is intended to improve the strength by changing the characteristics of the forming raw material,
Means first come to mind to reduce fiber failure by reducing the melt viscosity of the matrix resin.
【0013】この考えを一歩進め、溶融開始温度の小さ
い樹脂を配合することによって繊維破損の低減を試みた
のが特開平1−286824号公報に開示された発明で
ある。この発明は、一見非常に合理的で実験を行うまで
もなく効果が期待できるように感じられるが、実際には
必ずしも常に大きな効果が得られるわけではない。Taking this idea one step further, the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-286824 attempts to reduce fiber breakage by blending a resin having a low melting start temperature. This invention seems to be very rational at first glance and can be expected to have an effect without conducting experiments, but in reality, a large effect is not always obtained.
【0014】図1は、ポリアミド6希釈によるポリアミ
ド66/ガラス長繊維系の衝撃強度の向上への影響を示
すものであって、ガラス長繊維強化ポリアミド66ペレ
ット(英国ICI社製、商品名:Verton)とポリ
アミド6ペレット(日本国東レ社製、商品名:アミラ
ン)を混合した成形原料を用いて成形した試験片のノッ
チ付きアイゾット衝撃試験結果を示すものである。この
実験では特開平1−286824号公報にある溶融開始
温度が高いほうの長繊維強化樹脂ペレットがPA66/
GF Vertonに相当し、溶融開始温度が低いほう
のペレットがPA6に相当する。FIG. 1 shows the influence of the dilution of polyamide 6 on the improvement of the impact strength of the polyamide 66 / long glass fiber system. The long glass fiber reinforced polyamide 66 pellets (manufactured by ICI in England, trade name: Verton) are shown. 2) and polyamide 6 pellets (trade name: Amilan, manufactured by Toray Industries, Japan) are mixed, the results show a notched Izod impact test of a test piece molded using a molding raw material. In this experiment, long-fiber-reinforced resin pellets having a higher melting start temperature disclosed in JP-A-1-286824 were PA66 /
The pellet corresponding to GF Verton and having a lower melting start temperature corresponds to PA6.
【0015】図1からも明らかなように、溶融開始温度
の低い第2の樹脂を配合すると、残留繊維長さが増大す
るためにアイゾット衝撃強度は大きく向上する。しか
し、図2に示したように、曲げ強度は向上することな
く、むしろ低下する。つまり、特開平1−286824
号公報に開示された発明では、成形品中の残留繊維長さ
の増大とそれによるアイゾット衝撃強度の改良には確か
に有効であるが、引張強度,曲げ強度といった静的強度
の改良には必ずしも有効ではないことを示している。As is clear from FIG. 1, when the second resin having a low melting start temperature is blended, the residual fiber length is increased and the Izod impact strength is greatly improved. However, as shown in FIG. 2, the bending strength does not improve, but rather decreases. That is, JP-A-1-286824
The invention disclosed in Japanese Patent Publication is certainly effective in increasing the residual fiber length in a molded product and thereby improving the Izod impact strength, but is not necessarily effective in improving the static strength such as tensile strength and bending strength. It is not valid.
【0016】現在市販されている長繊維強化樹脂ペレッ
ト、たとえば、ポリプラスチック社が販売するセルスト
ランのカタログには、臨界繊維長さの2〜3倍の繊維長
さがあれば、連続繊維強化複合材料の75〜83%の強
度が得られると記載されている。しかし、現在市販され
ているガラス長繊維強化樹脂ペレットを使用しても、前
述のカタログに記載されているような強度が得られない
ことは周知の事実である。Continuous fiber-reinforced composite materials are available if long-fiber-reinforced resin pellets currently on the market, for example, the catalog of Celstran sold by Polyplastics Co., Ltd. has a fiber length of 2 to 3 times the critical fiber length. It is described that a strength of 75 to 83% of is obtained. However, it is a well-known fact that even if the long glass fiber reinforced resin pellets currently on the market are used, the strength as described in the above-mentioned catalog cannot be obtained.
【0017】図3は、ポリアミド66/ガラス繊維系の
引張強度の繊維含有率依存性を示すものであって、PA
66/GF(LGF,SGF)系の引張強度を比較した
結果を示すものである。ここで、LGFは長繊維強化樹
脂ペレットを使用したもののデータであり、SGFは短
繊維強化樹脂ペレットを使用したもののデータである。
図3より明らかなように、繊維重量含有率30wt%で
は長繊維強化樹脂ペレットの効果は全く見られず、繊維
含有率の増加とともに長繊維化のメリットが見られるよ
うになるが、それでも10〜20MPa程度にすぎな
い。FIG. 3 shows the fiber content dependency of the tensile strength of the polyamide 66 / glass fiber system.
6 shows the results of comparing the tensile strength of 66 / GF (LGF, SGF) series. Here, LGF is data obtained by using long fiber reinforced resin pellets, and SGF is data obtained by using short fiber reinforced resin pellets.
As is clear from FIG. 3, when the fiber weight content ratio is 30 wt%, no effect of the long fiber reinforced resin pellets is seen, and the merit of increasing the fiber content comes to be seen as the fiber content ratio increases, but still 10 to 10 It is only about 20 MPa.
【0018】次に、短繊維強化複合材料の強度に関する
有名なケリーの理論について、図4を用いて説明する。Next, the famous Kerry's theory regarding the strength of the short fiber reinforced composite material will be described with reference to FIG.
【0019】ケリーの理論では、繊維端部近傍のマトリ
ックス樹脂が降伏するために、繊維端部近傍のせん断応
力は一定と考える。繊維応力は、図4に示したように、
繊維中央部が最も大きく、端部に近づくにつれて減少す
る三角形型の応力分布を示し、繊維長さLが臨界繊維長
さLcを超える場合には図4の(C)に示したような台
形型の応力分布を示す。そして、繊維応力は繊維強度を
超えることができないため、臨界繊維長さ以上の繊維長
さを有する繊維の場合には、繊維応力が繊維強度に達し
た時点で、繊維端部からの距離が1/2Lcよりも小さ
い区間を除いた任意の部位で繊維破断が発生する。この
とき、臨界繊維長さ:Lcと、繊維強度:σfと、繊維
径:dfと、マトリックスの降伏強度:τmとの間に、 Lc=σf/τm・(df/2) ・・・(2) の関係が成り立つとすれば、複合則に代入することによ
って(1)式を得る。According to Kerry's theory, since the matrix resin near the fiber ends yields, it is considered that the shear stress near the fiber ends is constant. The fiber stress is, as shown in FIG.
When the fiber length L exceeds the critical fiber length L c , the trapezoidal shape shown in (C) of FIG. The stress distribution of the mold is shown. Since the fiber stress cannot exceed the fiber strength, in the case of a fiber having a fiber length equal to or greater than the critical fiber length, when the fiber stress reaches the fiber strength, the distance from the fiber end is 1 Fiber breakage occurs at any site except for a section smaller than / 2L c . In this case, the critical fiber length: and L c, fiber strength: and sigma f, fiber diameter: and d f, the yield strength of the matrix: between τ m, L c = σ f / τ m · (d f / 2) Assuming that the relationship of (2) holds, the formula (1) is obtained by substituting in the compound rule.
【0020】ところで、ケリーの理論にしたがった材料
開発が本当に正しいのであろうか、について考察してみ
る。By the way, let us consider whether the material development according to Kerry's theory is really correct.
【0021】まず、最初に、ケリーのモデルを再検討す
るのに都合のよい状態、つまり、繊維含有率が小さいた
めに繊維間距離が大きく、このため、隣接する繊維の影
響が無視できると仮定できる状態、について検討する。First, it is assumed that Kelly's model is convenient for re-examination, that is, the interfiber distance is large due to the small fiber content, and therefore the influence of adjacent fibers can be ignored. Consider the possible conditions.
【0022】繊維端部近傍のマトリックス樹脂が降伏す
るため、せん断応力が一定となるという仮定は、理論モ
デルを考える場合にやむをえない仮定だとしても、マト
リックス樹脂の破断伸びを考慮しないこのモデルが本当
に妥当なのだろうか?、と疑問を抱かざるを得ない。The assumption that the shear stress is constant because the matrix resin near the end of the fiber yields is an unavoidable assumption when considering a theoretical model, but this model that does not consider the breaking elongation of the matrix resin is really valid. Is it? I have to wonder.
【0023】もしも、マトリックス樹脂の破断伸びによ
って制約を受けるとすれば、破断伸びの小さいマトリッ
クス樹脂を用いた場合には、繊維応力が繊維強度に達す
る前にせん断応力によって繊維端部から破壊するはずで
ある。この場合、繊維長さが大きくなっても破断伸びが
小さいマトリックス樹脂を用いると、強度は大きく向上
することはないはずである。つまり、ケリーの理論によ
って計算される理論強度は、破断伸び(靭性)が十分大
きいマトリックス樹脂を用いた場合の理想値であり、配
向係数や繊維強度の統計的な取り扱いによって修正でき
るものではないことになる。If the matrix resin having a small elongation at break is used, if the matrix resin having a small elongation at break is used, the fiber should be broken from the end of the fiber by the shear stress before the fiber stress reaches the fiber strength. Is. In this case, if a matrix resin having a small elongation at break is used even if the fiber length becomes large, the strength should not be significantly improved. In other words, the theoretical strength calculated by Kelly's theory is an ideal value when using a matrix resin with a sufficiently large elongation at break (toughness), and cannot be corrected by statistically treating the orientation coefficient and fiber strength. become.
【0024】本発明者はケリーの理論に対して上記のよ
うな疑問を抱き、以下に示す新規なモデルを考案すると
ともに、強度特性に優れた複合材料を提供しうる炭素長
繊維強化樹脂ペレットを含む成形原料を発明するにいた
った。The present inventor has the above-mentioned doubts with respect to Kelly's theory, devised the following new model, and has developed a carbon long fiber reinforced resin pellet capable of providing a composite material having excellent strength characteristics. Invented the forming raw material containing.
【0025】本発明の最大のポイントは、長繊維強化樹
脂ペレットまたはそれを含む成形原料に関する発明では
残留繊維長さを大きくすることによって強度を改善しよ
うとしているのに対して、本発明では概して残留繊維長
さが小さくなるような組み合わせを選定している点にあ
る。The most important point of the present invention is to improve the strength by increasing the residual fiber length in the invention relating to the long fiber reinforced resin pellet or the molding raw material containing the same, whereas in the present invention, the residual fiber is generally retained. The point is to select a combination that reduces the fiber length.
【0026】前にも述べたように、ケリーの理論では説
明できない短繊維強化複合材料の挙動が多い。この理由
は、ケリーの理論では「繊維端部近傍のマトリックス樹
脂が降伏するためにせん断応力が一定となると仮定し、
繊維応力が繊維強度に達することによって最終破壊が発
生する」と考えているが、実際には、便宜的にせん断応
力を一定と仮定することができるのは、マトリックス樹
脂の破断伸びに達するまでであると考えた。As described above, there are many behaviors of the short fiber reinforced composite material which cannot be explained by Kelly's theory. The reason for this is that, in Kelly's theory, it is assumed that the shear stress is constant because the matrix resin near the fiber end yields,
The ultimate failure occurs when the fiber stress reaches the fiber strength. ”In practice, however, it is possible to conveniently assume that the shear stress is constant until the elongation at break of the matrix resin is reached. I thought there was.
【0027】図5に簡単なモデルを示した。1→2→3
の順に荷重が増大すると、繊維端部が発生する応力集中
によって繊維端部近傍に塑性変形領域が形成される。マ
トリックス樹脂が降伏した時点でせん断応力はほぼ一定
と考えて良いが、繊維端部のマトリックス樹脂の変形が
停止したわけではないため、せん断変形はさらに続く。
破断伸びの小さいマトリックス樹脂を用いた場合には図
5中の4に達した時点でマトリックス樹脂の破断伸びに
達するため繊維端部を起点とするせん断破壊が発生して
繊維の引抜きが発生する。FIG. 5 shows a simple model. 1 → 2 → 3
When the load increases in the order of, a plastic deformation region is formed in the vicinity of the fiber end due to the stress concentration generated at the fiber end. The shear stress may be considered to be almost constant when the matrix resin yields, but the shear deformation continues because the deformation of the matrix resin at the fiber end does not stop.
When a matrix resin having a small breaking elongation is used, the breaking elongation of the matrix resin is reached when the number reaches 4 in FIG. 5, so that shear fracture starting from the fiber end portion occurs and pulling out of the fiber occurs.
【0028】一方、破断伸びが大きいマトリックス樹脂
を用いると、荷重がさらに増加しても容易には最終破壊
には至らず、マトリックス樹脂の破断伸びに到達する図
5中の3の時点でようやく破壊に至る。On the other hand, when a matrix resin having a large elongation at break is used, even if the load is further increased, the final failure is not easily achieved, and the failure at the point 3 in FIG. Leading to.
【0029】ケリーの理論では、繊維破断が発生するま
でマトリックス樹脂の破断伸びに達することはないとい
う仮定になっているため、理論強度はさらに大きいはず
である。つまり、マトリックス樹脂の破断伸びが小さい
と繊維長さが大きくなっても強度向上は小さいはずであ
り、繊維長さが大きくなるようなマトリックス樹脂の選
定よりも、繊維長さが小さくなってもマトリックス樹脂
の破断伸びを大きくしたほうがよいという従来とは全く
逆のアプローチの方が適切であるという結論に達する。The theoretical strength should be even greater because Kerry's theory assumes that the elongation at break of the matrix resin will not be reached until fiber breakage occurs. In other words, if the breaking elongation of the matrix resin is small, the strength improvement should be small even if the fiber length becomes large. We come to the conclusion that a completely opposite approach, in which it is better to increase the elongation at break of the resin, is more appropriate.
【0030】図5に示したモデルは、隣接した繊維端部
の影響が無視できる状態、つまり、繊維含有率が小さい
状態に相当する。しかし、長繊維強化樹脂ペレットのメ
リットの1つとして高繊維含有率領域での強度向上メリ
ットがしばしば挙げられているため、以下では、高繊維
含有率領域での破壊メカニズムモデルを考えることによ
って、長繊維強化樹脂ペレットのメリットを最大限に活
かす成形原料について考える。The model shown in FIG. 5 corresponds to a state in which the influence of adjacent fiber ends can be ignored, that is, a state in which the fiber content is small. However, one of the merits of the long fiber reinforced resin pellets is that the strength improvement merits in the high fiber content region are often cited. Therefore, in the following, by considering the fracture mechanism model in the high fiber content region, Consider a molding material that maximizes the advantages of fiber-reinforced resin pellets.
【0031】図6に、30wt%短繊維強化ポリエーテ
ルエーテルケトンの破壊過程の観察結果を示す。本質的
には図5に示したように複合材料の強度はマトリックス
樹脂の破断伸びの大小に依存するが、繊維含有率が大き
くなると繊維間距離が小さくなるために図6に示したよ
うな塑性変形領域の合体が発生する。FIG. 6 shows the observation results of the destruction process of 30 wt% short fiber reinforced polyether ether ketone. Essentially, as shown in FIG. 5, the strength of the composite material depends on the breaking elongation of the matrix resin. However, as the fiber content increases, the distance between the fibers decreases, so that the plasticity as shown in FIG. Deformation area coalescence occurs.
【0032】繊維含有率が大きくなると引張強度の向上
が小さくなったり、むしろ低下したりする場合がある。
これをケリーの理論によって説明しようとすれば、繊維
含有率が大きくなるにしたがって残留繊維長さが小さく
なるためと考えるしかない。確かに、繊維含有率が大き
くなると残留繊維長さが小さくなるが、繊維含有率の増
加の割合以上に残留繊維長さが小さくなることは非常に
まれである。繊維含有率が大きくなると繊維端部間距離
が小さくなるため、塑性変形領域の合体が発生しやすく
なることから残留繊維長さの増大によって強度が向上し
やすくなる。When the fiber content increases, the improvement in tensile strength may decrease or may decrease.
If this is to be explained by Kelly's theory, it can only be considered that the residual fiber length decreases as the fiber content increases. Certainly, as the fiber content increases, the residual fiber length decreases, but it is extremely rare that the residual fiber length decreases below the rate of increase in the fiber content. As the fiber content increases, the distance between the fiber ends decreases, and coalescence in the plastic deformation region easily occurs. Therefore, the strength increases due to the increase in the residual fiber length.
【0033】しかし、強度の向上は繊維端部間距離の増
大によって塑性変形領域に合体が発生しにくくなったた
めであり、ケリーの理論による意味付けとは全く異な
る。したがって、以下に述べる理由によって、高繊維含
有率領域においてもやはり残留繊維長さよりもマトリッ
クス樹脂の破断伸びが強度向上のためには重要になる。However, the strength is improved because coalescence is less likely to occur in the plastic deformation region due to the increase in the distance between the fiber ends, which is completely different from the meaning given by Kelly's theory. Therefore, for the reasons described below, the breaking elongation of the matrix resin is more important than the residual fiber length for improving the strength even in the high fiber content region.
【0034】図7は、繊維含有率が大きい領域での短繊
維強化複合材料の強度支配要因を示す説明図であって、
図7に示したように、繊維端部間距離をZとしたとき、
繊維端部近傍に生じた塑性変形領域同士の合体が発生し
ないほど十分に繊維端部間距離があるZ>Zcの状態か
ら、塑性変形領域の合体が発生するZ=Zcの状態に遷
移する繊維端部間臨界距離Zcが存在する。そして、短
繊維強化樹脂ペレットを使用すると、繊維含有率が大き
い場合には、ほぼ例外なく、塑性変形領域の合体が発生
するZ<Zcの状態になる。同一マトリックス樹脂,同
一繊維含有率の条件において、長繊維強化樹脂ペレット
を使用すると、残留繊維長さが大きくなるため、繊維端
部間距離が減少して、Z>Zcの状態に近づく。また、
繊維含有率が過剰に大きくない範囲ではZ>Zcの状態
に完全に移行する。そして、炭素繊維を強化材として使
用した場合、マトリックス樹脂の種類,成形条件にも依
存するが、短繊維強化樹脂ペレットを用いた場合の残留
繊維長さは100〜150μmに過ぎない。FIG. 7 is an explanatory view showing the factors governing the strength of the short fiber reinforced composite material in the region where the fiber content is high,
As shown in FIG. 7, when the distance between the fiber ends is Z,
A fiber that transitions from a state of Z> Zc in which there is a sufficient distance between the fiber ends so that the plastic deformation regions generated near the fiber ends do not coalesce to a state of Z = Zc in which the plastic deformation regions coalesce There is a critical distance Zc between the ends. When short fiber reinforced resin pellets are used, when the fiber content is high, there is almost no exception, and a state of Z <Zc in which coalescence of plastic deformation regions occurs occurs. If long-fiber-reinforced resin pellets are used under the conditions of the same matrix resin and the same fiber content, the residual fiber length increases, and the distance between the fiber ends decreases, approaching the state of Z> Zc. Also,
In the range where the fiber content is not excessively large, the state of Z> Zc completely shifts. When carbon fibers are used as the reinforcing material, the residual fiber length when the short fiber reinforced resin pellets are used is only 100 to 150 μm, depending on the type of the matrix resin and the molding conditions.
【0035】したがって、強化材が炭素繊維の場合に
は、長繊維強化樹脂ペレットは確かに有効であるが、長
繊維強化樹脂ペレットの使用による強度向上はやはりマ
トリックス樹脂の破断伸びの制約を受けている。なぜな
らば、破断伸びが小さいマトリックス樹脂の場合には、
比較的小さな残留繊維長さの増加によって繊維端部近傍
で発生した塑性変形領域の合体が生じにくくなるが、そ
れ以上に繊維端部間距離が大きくなっても、マトリック
ス樹脂の破断伸びに達した時点で最終破壊が発生してし
まうからである。つまり、破断伸びが大きいマトリック
ス樹脂を使用すると繊維長さが大きくなっていった場合
の強度向上代が大きいはずである。Therefore, when the reinforcing material is carbon fiber, the long fiber reinforced resin pellets are certainly effective, but the strength improvement by using the long fiber reinforced resin pellets is still restricted by the elongation at break of the matrix resin. There is. Because, in the case of matrix resin with a small elongation at break,
Due to the relatively small increase in the residual fiber length, it becomes difficult for the plastic deformation regions near the fiber ends to coalesce, but even if the distance between the fiber ends becomes larger, the elongation at break of the matrix resin was reached. This is because the final destruction will occur at that point. That is, when a matrix resin having a large elongation at break is used, the strength improvement margin should be large when the fiber length increases.
【0036】同一マトリックス樹脂で比較した場合、高
分子量グレードほど破断伸びが概して大きい。しかし、
高分子量グレードほど溶融粘度が大きいために、繊維強
化グレードにした場合には繊維が短くなってしまうこと
から高分子量グレードを用いることはない。特に、長繊
維強化樹脂ペレットを使用する場合には、その目的が長
繊維化にあるため、残留繊維長さを大きくする工夫はな
されても小さくするようなマトリックス樹脂の選定はな
されない。溶融開始温度の低い第2の樹脂を配合してで
も残留繊維長さを大きくするのがケリーの理論に基づく
材料開発の基本であった。Higher molecular weight grades generally have higher elongation at break when compared with the same matrix resin. But,
Since the higher the molecular weight grade is, the larger the melt viscosity is, the fiber becomes short when the fiber-reinforced grade is used, and therefore the high molecular weight grade is not used. In particular, when long-fiber-reinforced resin pellets are used, the purpose is to increase the length of the fibers, and therefore the matrix resin is not selected so as to reduce the length of the residual fibers even if the residual fiber length is increased. It was the basis of material development based on Kerry's theory to increase the residual fiber length even if the second resin having a low melting start temperature was blended.
【0037】以上に述べてきたように、本発明では、従
来、強度向上の方法としては着目されることが少なく、
少なくとも繊維長さよりも有効とは考えられていなかっ
たマトリックス樹脂の破断伸びに着目し、長繊維強化樹
脂ペレットを含む成形原料において、残留繊維長さが小
さくなるというケリーの理論に従うと仮定すると一見不
利なトレードオフを行ってでも、マトリックス樹脂の破
断伸びを大きくしたほうが複合材料としての強度が向上
することを見いだしてこの発明を完成するに至ったので
ある。As described above, according to the present invention, conventionally, less attention is paid as a method for improving strength,
At least focusing on the elongation at break of the matrix resin, which was not considered to be more effective than the fiber length, and assuming that it follows Kelly's theory that the residual fiber length becomes smaller in the molding raw material containing long fiber reinforced resin pellets, it is a disadvantage. Even after making such a trade-off, it was found that increasing the elongation at break of the matrix resin improves the strength of the composite material, thus completing the present invention.
【0038】なお、本発明による長繊維強化熱可塑性樹
脂ペレットを含む成形原料においては、難燃剤,酸化防
止剤,紫外線吸収剤,潤滑剤,着色剤,熱安定剤と各種
安定剤や潤滑剤や充填剤などを成形性や機械的特性等を
損なわない範囲内で添加してもよいことはもちろんであ
る。また、炭素繊維を補強材として使用した長繊維強化
樹脂ペレットでは、繊維含有率が40wt%を超えると
成形が容易ではなくなることが多い。そして、長繊維強
化樹脂ペレットを用いたマスターバッチ法による成形の
場合には、長繊維強化樹脂ペレットの繊維含有率を60
〜70wt%にするため、長繊維強化樹脂ペレット中の
樹脂の割合は小さい。このため、実用的な繊維含有率の
成形品を製造する場合には、希釈用ペレット中の樹脂が
大部分を占めることから、長繊維強化樹脂ペレットを構
成する樹脂の破断伸び下限値を45%以上にする必要は
必ずしもない。そのほか、ペレット中にチョップドガラ
ス繊維,セラミックス繊維,芳香族ポリアミド繊維(商
品名;アラミド繊維)等の無機,有機繊維、ないしは連
続タイプのこれらの繊維が適量含まれていてもかまわな
い。In the molding raw material containing the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets according to the present invention, a flame retardant, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a lubricant, a coloring agent, a heat stabilizer and various stabilizers and lubricants, Needless to say, a filler or the like may be added within a range that does not impair the moldability and mechanical properties. Further, in the case of long fiber reinforced resin pellets using carbon fibers as a reinforcing material, molding often becomes difficult when the fiber content exceeds 40 wt%. Then, in the case of molding by the masterbatch method using long fiber reinforced resin pellets, the fiber content of the long fiber reinforced resin pellets is 60
The proportion of the resin in the long fiber reinforced resin pellets is small in order to set the content to ˜70 wt%. Therefore, when a molded product having a practical fiber content is manufactured, the resin in the pellet for dilution occupies the majority, so the lower limit of elongation at break of the resin constituting the long fiber reinforced resin pellet is 45%. It is not always necessary to do the above. In addition, the pellets may contain an appropriate amount of inorganic or organic fiber such as chopped glass fiber, ceramic fiber, aromatic polyamide fiber (trade name; aramid fiber), or continuous type of these fibers.
【0039】[0039]
(実施例1〜2,比較例1〜5)以下、実施例および比
較例によって本発明の効果を説明するわけであるが、そ
れに先立ち、実施例および比較例で取り上げたマトリッ
クス樹脂の機械的特性と実施例および比較例として取り
上げた理由を簡単に説明する。(Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5) Hereinafter, the effects of the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples. Prior to that, the mechanical properties of the matrix resins taken up in the Examples and Comparative Examples are described. The reasons taken as examples and comparative examples will be briefly described.
【0040】まず、ポリエーテルエーテルケトン(PE
EK)は、非常に靭性の優れた結晶性高分子材料であ
り、PEEK 450Gは100%を超える破断伸びを
有する。そして、靭性,破断伸びともに非常に大きな値
を有するため、繊維強化した場合の強度向上が最も大き
い部類に属する樹脂である。また、PEEK 151G
は電線被覆に用いられる低溶融粘度グレードであり、強
度はPEEK 450Gをわずかに上回るが、破断伸び
はPEEK 450Gの1/10にも満たない。First, polyetheretherketone (PE
EK) is a crystalline polymeric material with very good toughness and PEEK 450G has an elongation at break of over 100%. Further, since both toughness and elongation at break have extremely large values, it is a resin that belongs to the category of the greatest improvement in strength when fiber-reinforced. Also, PEEK 151G
Is a low melt viscosity grade used for electric wire coating, and its strength is slightly higher than PEEK 450G, but its elongation at break is less than 1/10 of PEEK 450G.
【0041】ただし、溶融粘度が小さいため、繊維強化
を行なった場合、成形過程での繊維破損がPEEK 4
50Gと比較すると概して小さい。However, since the melt viscosity is small, when the fiber is reinforced, the fiber is damaged during the molding process by PEEK 4.
Generally smaller than 50G.
【0042】(1)式が本当に成り立つとすると、PE
EK 151Gの方がマトリックス樹脂の強度が大き
く、しかも残留繊維長さが大きくなりやすいのであるか
ら、PEEK 151Gをマトリックス樹脂として用い
たほうが、PEEK 450Gをマトリックス樹脂とし
て用いる場合よりも繊維強化した場合の強度は当然大き
いはずである。If equation (1) really holds, PE
Since the strength of the matrix resin of EK 151G is larger and the residual fiber length is more likely to be larger, the use of PEEK 151G as the matrix resin is more effective than the case of using PEEK 450G as the matrix resin. The strength should be great.
【0043】表1に、ICI社製Victrex PE
EKの機械的特性を示す。Table 1 shows the ICI Victrex PE.
2 shows the mechanical properties of EK.
【0044】[0044]
【表1】 [Table 1]
【0045】つぎに、ポリエーテルサンホン(PES)
は、PEEKとは対照的に靭性が小さい非結晶性高分子
材料である。そして、射出成形用として通常使用される
PES 3600G、PES 4100Gは破断伸びも
かなり小さい。特に、靭性が小さいために破断伸びのば
らつきが大きく、異物,欠陥が存在すると大きく伸びる
ことなく破断に至る。このためPEEKと比較すると繊
維強化のメリットが小さい樹脂である。Next, polyether sanphone (PES)
Is an amorphous polymeric material with low toughness in contrast to PEEK. Further, PES 3600G and PES 4100G which are usually used for injection molding also have a considerably small elongation at break. In particular, since the toughness is small, there is a large variation in elongation at break, and if foreign matter or a defect is present, the material does not grow greatly and breaks. Therefore, it is a resin that has a smaller merit of fiber reinforcement than PEEK.
【0046】表2に、ICI社製、Victrex P
ESの機械的特性を示す。Table 2 shows Victrex P manufactured by ICI.
The mechanical properties of ES are shown.
【0047】[0047]
【表2】 [Table 2]
【0048】このPESの溶融流れ速度(MFR)はグ
レード番号が大きくなるにしたがって小さくなるため、
繊維強化グレードの残留繊維長さはPESのグレード番
号が大きいものほど小さい。特に、PES 4800
G,PES 5200PはMFRが小さいため、繊維強
化グレードにはあまり適さないとされていた。Since the melt flow rate (MFR) of this PES decreases as the grade number increases,
The residual fiber length of the fiber reinforced grade decreases as the grade number of PES increases. Especially PES 4800
G, PES 5200P has a low MFR, and was therefore not suitable for fiber reinforced grades.
【0049】以上に述べてきたように、破断伸び,靭性
が大きい結晶性のPEEKと、破断伸び,靭性が小さい
非結晶性のPESは、全く正反対の特性を有する樹脂材
料であり、本発明の効果を実施例および比較例によって
実証するには最適の樹脂と考えられるため、この2つの
樹脂を例として選定した。また、強化用の繊維として
は、表3に示す平均繊維径のものを使用した。As described above, the crystalline PEEK having a high elongation at break and toughness and the amorphous PES having a low elongation at break and toughness are resin materials having exactly the opposite characteristics, and are the same as those of the present invention. These two resins were selected as examples because they are considered to be the optimum resins for demonstrating the effect by the examples and comparative examples. As the reinforcing fibers, those having an average fiber diameter shown in Table 3 were used.
【0050】[0050]
【表3】 [Table 3]
【0051】実施例1 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と、炭
素長繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット
(繊維含有率:67wt%,炭素繊維:AS4,繊維長
さ:10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:5w
t%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予
備乾燥を行った。 Example 1 Polyetheretherketone (PEE, manufactured by ICI, UK)
K) A molding raw material (fiber content rate: fiber content rate: 67 wt%, carbon fiber: AS4, fiber length: 10 mm) mixed with “Victrex'PEEK '450G” and carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets 5w
t%) was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0052】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded.
【0053】このようにして得られた試験片の引張強
度,引張弾性率をASTM D638に準拠して測定し
た。また、成形品中の炭素繊維の長さの分布も測定し
た。この場合、繊維長さ分布の測定は、試験片を濃硫酸
で溶解した後、イメージアナライザー(画像処理装置)
を用いて計測した。各種試験の結果を表4に示す。ま
た、引張試験後の破面を走査型電子顕微鏡で観察した結
果を図8,図9に示す。The tensile strength and tensile elastic modulus of the thus obtained test piece were measured according to ASTM D638. In addition, the distribution of the carbon fiber length in the molded product was also measured. In this case, the fiber length distribution is measured by dissolving the test piece with concentrated sulfuric acid and then using an image analyzer (image processing device).
Was measured using. The results of various tests are shown in Table 4. The results of observing the fracture surface after the tensile test with a scanning electron microscope are shown in FIGS. 8 and 9.
【0054】比較例1 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 151G」と、炭
素長繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット
(繊維含有率:67wt%,炭素繊維:AS4,繊維長
さ:10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:5w
t%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予
備乾燥を行った。 Comparative Example 1 Polyether ether ketone (PEE manufactured by British ICI)
K) A molding raw material (fiber content rate: fiber content rate: 67 wt%, carbon fiber: AS4, fiber length: 10 mm) mixed with "Victrex'PEEK '151G" and carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets 5w
t%) was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0055】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded.
【0056】このようにして得られた試験片の引張強
度,引張弾性率をASTM D638に準拠して測定し
た。また、成形品中の炭素繊維の長さの分布も測定し
た。この場合、繊維長さ分布の測定は、試験片を濃硫酸
で溶解した後、イメージアナライザー(画像処理装置)
を用いて計測した。各種試験の結果を同じく表4に示
す。また、引張試験後の破面を走査型電子顕微鏡で観察
した結果を図10,図11に示す。The tensile strength and tensile modulus of the thus obtained test piece were measured according to ASTM D638. In addition, the distribution of the carbon fiber length in the molded product was also measured. In this case, the fiber length distribution is measured by dissolving the test piece with concentrated sulfuric acid and then using an image analyzer (image processing device).
Was measured using. The results of various tests are also shown in Table 4. The results of observing the fracture surface after the tensile test with a scanning electron microscope are shown in FIGS.
【0057】[0057]
【表4】 [Table 4]
【0058】評価例1 表4に示した試験結果より明らかなように、本発明実施
例1では比較例1に比べて、残留繊維長さが小さく、マ
トリックス樹脂の強度が小さいにもかかわらず、PEE
K 450Gを用いた方が引張強度が大きくなることが
わかる。また、図8〜図11に示した走査型電子顕微鏡
による破面観察結果より明らかなように、PEEK 4
50Gをマトリックス樹脂として用いた場合には繊維端
部近傍のせん断応力によってマトリックス樹脂が大きく
伸ばされているが、PEEK 151Gをマトリックス
樹脂として用いた場合には脆性破壊の様相を呈してお
り、マトリックス樹脂の破断伸びによって複合材料の強
度が制約されることがわかる。 Evaluation Example 1 As is clear from the test results shown in Table 4, in Example 1 of the present invention, the residual fiber length was smaller and the strength of the matrix resin was smaller than in Comparative Example 1. PEE
It can be seen that the tensile strength is higher when K 450G is used. Further, as is clear from the results of the fracture surface observation by the scanning electron microscope shown in FIGS. 8 to 11, PEEK 4
When 50G is used as the matrix resin, the matrix resin is greatly stretched due to the shear stress near the fiber ends, but when PEEK 151G is used as the matrix resin, it exhibits a brittle fracture pattern. It can be seen that the elongation at break limits the strength of the composite material.
【0059】実施例2 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 5200P」と、炭素長繊維
強化ポリエーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:
61wt%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10m
m)を混合した成形原料(繊維含有率:10wt%)を
作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を
行った。 Example 2 Polyethersulfone (PES) "Vi" manufactured by ICI of England
ctrex 'PES' 5200P "and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content:
61 wt%, carbon fiber: T800, fiber length: 10 m
m) was mixed to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0060】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638,ASTM D790
に準拠した1号ダンベル形状試験片を成形した。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, under the molding conditions of mold temperature: 200 ° C., cylinder temperature: 350 ° C., screw rotation speed: 30 rpm, ASTM D638, ASTM D790.
A No. 1 dumbbell-shaped test piece conforming to the above was molded.
【0061】このようにして得られた試験片の引張強
度,引張弾性率,破断伸び,曲げ強度,曲げ弾性率をA
STM D638,ASTM D790に準拠して測定
した。また、成形品中の炭素繊維の長さの分布も測定し
た。この場合、繊維長さ分布の測定は、試験片を濃硫酸
で溶解した後、イメージアナライザー(画像処理装置)
を用いて計測した。図12〜図17にそれぞれ引張強
度,引張弾性率,破断伸び,残留繊維長さ,曲げ強度,
曲げ弾性率の測定結果を示す。The tensile strength, tensile elastic modulus, elongation at break, bending strength, and bending elastic modulus of the test piece thus obtained were A
It was measured according to STM D638 and ASTM D790. In addition, the distribution of the carbon fiber length in the molded product was also measured. In this case, the fiber length distribution is measured by dissolving the test piece with concentrated sulfuric acid and then using an image analyzer (image processing device).
Was measured using. 12 to 17 show tensile strength, tensile modulus, elongation at break, residual fiber length, bending strength,
The measurement result of a bending elastic modulus is shown.
【0062】比較例2 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 3600G」と、炭素長繊維
強化ポリエーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:
61wt%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10m
m)を混合した成形原料(繊維含有率:10wt%)を
作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を
行った。 Comparative Example 2 Polyethersulfone (PES) "Vi
ctrex 'PES' 3600G "and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content:
61 wt%, carbon fiber: T800, fiber length: 10 m
m) was mixed to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0063】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638,ASTM D790
に準拠した1号ダンベル形状試験片を成形した。Next, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, under the molding conditions of mold temperature: 200 ° C., cylinder temperature: 350 ° C., screw rotation speed: 30 rpm, ASTM D638, ASTM D790.
A No. 1 dumbbell-shaped test piece conforming to the above was molded.
【0064】このようにして得られた試験片の引張強
度,引張弾性率,破断伸び,曲げ強度,曲げ弾性率をA
STM D638,ASTM D790に準拠して測定
した。また、成形品中の炭素繊維の長さの分布も測定し
た。この場合、繊維長さ分布の測定は、試験片を濃硫酸
で溶解した後、イメージアナライザー(画像処理装置)
を用いて計測した。図12〜図17にそれぞれ引張強
度,引張弾性率,破断伸び,残留繊維長さ,曲げ強度,
曲げ弾性率の測定結果を示す。The tensile strength, tensile elastic modulus, elongation at break, bending strength, and bending elastic modulus of the test piece thus obtained were A
It was measured according to STM D638 and ASTM D790. In addition, the distribution of the carbon fiber length in the molded product was also measured. In this case, the fiber length distribution is measured by dissolving the test piece with concentrated sulfuric acid and then using an image analyzer (image processing device).
Was measured using. 12 to 17 show tensile strength, tensile modulus, elongation at break, residual fiber length, bending strength,
The measurement result of a bending elastic modulus is shown.
【0065】比較例3 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4100G」と、炭素長繊維
強化ポリエーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:
61wt%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10m
m)を混合した成形原料(繊維含有率:10wt%)を
作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を
行った。 Comparative Example 3 Polyethersulfone (PES) "Vi
ctrex'PES '4100G "and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content:
61 wt%, carbon fiber: T800, fiber length: 10 m
m) was mixed to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0066】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638,ASTM D790
に準拠した1号ダンベル形状試験片を成形した。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, under the molding conditions of mold temperature: 200 ° C., cylinder temperature: 350 ° C., screw rotation speed: 30 rpm, ASTM D638, ASTM D790.
A No. 1 dumbbell-shaped test piece conforming to the above was molded.
【0067】このようにして得られた試験片の引張強
度,引張弾性率,破断伸び,曲げ強度,曲げ弾性率をA
STM D638,ASTM D790に準拠して測定
した。また、成形品中の炭素繊維の長さの分布も測定し
た。この場合、繊維長さ分布の測定は、試験片を濃硫酸
で溶解した後、イメージアナライザー(画像処理装置)
を用いて計測した。図12〜図17にそれぞれ引張強
度,引張弾性率,破断伸び,残留繊維長さ,曲げ強度,
曲げ弾性率の測定結果を示す。The tensile strength, tensile modulus, elongation at break, bending strength, and bending modulus of the thus obtained test piece were A
It was measured according to STM D638 and ASTM D790. In addition, the distribution of the carbon fiber length in the molded product was also measured. In this case, the fiber length distribution is measured by dissolving the test piece with concentrated sulfuric acid and then using an image analyzer (image processing device).
Was measured using. 12 to 17 show tensile strength, tensile modulus, elongation at break, residual fiber length, bending strength,
The measurement result of a bending elastic modulus is shown.
【0068】比較例4 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と、炭素長繊維
強化ポリエーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:
61wt%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10m
m)を混合した成形原料(繊維含有率:10wt%)を
作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を
行った。 Comparative Example 4 Polyethersulfone (PES) "Vi
Ctrex'PES '4800G "and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content:
61 wt%, carbon fiber: T800, fiber length: 10 m
m) was mixed to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0069】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638,ASTM D790
に準拠した1号ダンベル形状試験片を成形した。Next, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, under the molding conditions of mold temperature: 200 ° C., cylinder temperature: 350 ° C., screw rotation speed: 30 rpm, ASTM D638, ASTM D790.
A No. 1 dumbbell-shaped test piece conforming to the above was molded.
【0070】このようにして得られた試験片の引張強
度,引張弾性率,破断伸び,曲げ強度,曲げ弾性率をA
STM D638,ASTM D790に準拠して測定
した。また、成形品中の炭素繊維の長さの分布も測定し
た。この場合、繊維長さ分布の測定は、試験片を濃硫酸
で溶解した後、イメージアナライザー(画像処理装置)
を用いて計測した。図12〜図17にそれぞれ引張強
度,引張弾性率,破断伸び,残留繊維長さ,曲げ強度,
曲げ弾性率の測定結果を示す。The tensile strength, tensile elastic modulus, elongation at break, bending strength, and bending elastic modulus of the test piece thus obtained were A
It was measured according to STM D638 and ASTM D790. In addition, the distribution of the carbon fiber length in the molded product was also measured. In this case, the fiber length distribution is measured by dissolving the test piece with concentrated sulfuric acid and then using an image analyzer (image processing device).
Was measured using. 12 to 17 show tensile strength, tensile modulus, elongation at break, residual fiber length, bending strength,
The measurement result of a bending elastic modulus is shown.
【0071】比較例5 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 3600G」と、炭素長繊維
強化ポリエーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:
61wt%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10m
m)を混合した成形原料(繊維含有率:10wt%)を
作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を
行った。 Comparative Example 5 Polyethersulfone (PES) "Vi
ctrex 'PES' 3600G "and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content:
61 wt%, carbon fiber: T800, fiber length: 10 m
m) was mixed to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0072】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638,ASTM D790
に準拠した1号ダンベル形状試験片を成形した。なお、
成形後、230℃,1時間の熱処理を実施した。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, under the molding conditions of mold temperature: 200 ° C., cylinder temperature: 350 ° C., screw rotation speed: 30 rpm, ASTM D638, ASTM D790.
A No. 1 dumbbell-shaped test piece conforming to the above was molded. In addition,
After molding, heat treatment was carried out at 230 ° C. for 1 hour.
【0073】このようにして得られた試験片の引張強
度,引張弾性率,破断伸び,曲げ強度,曲げ弾性率をA
STM D638,ASTM D790に準拠して測定
した。また、成形品中の炭素繊維の長さの分布も測定し
た。この場合、繊維長さ分布の測定は、試験片を濃硫酸
で溶解した後、イメージアナライザー(画像処理装置)
を用いて計測した。この結果、引張強度:145.4M
Pa,引張弾性率:11.3GPa,曲げ強度:22
0.1MPa,曲げ弾性率:8.43GPa,平均繊維
長さ:207.9μmであった。The tensile strength, tensile modulus, elongation at break, bending strength, and bending modulus of the test piece thus obtained were A
It was measured according to STM D638 and ASTM D790. In addition, the distribution of the carbon fiber length in the molded product was also measured. In this case, the fiber length distribution is measured by dissolving the test piece with concentrated sulfuric acid and then using an image analyzer (image processing device).
Was measured using. As a result, tensile strength: 145.4M
Pa, tensile modulus: 11.3 GPa, bending strength: 22
It was 0.1 MPa, flexural modulus: 8.43 GPa, average fiber length: 207.9 μm.
【0074】評価例2 図12〜図17に示したように、グレード番号が小さい
PESを用いるほうが残留繊維長さが大きくなるにもか
かわらず、繊維強化した場合の強度はPES3600
G,PES 4100G,PES 4800Gのいずれ
を用いても大差がないことが明らかである。その理由
は、グレード番号が小さいPESを用いたほうが残留繊
維長さが大きくなるが、マトリックス樹脂の破断伸びも
小さいため残留繊維長さの寄与とマトリックス樹脂の破
断伸びの寄与が相殺されるためと考えられる。 Evaluation Example 2 As shown in FIGS. 12 to 17, although the residual fiber length becomes larger when PES having a smaller grade number is used, the strength when reinforced with fibers is PES3600.
It is clear that there is no big difference whether G, PES 4100G or PES 4800G is used. The reason is that the use of PES having a smaller grade number results in a larger residual fiber length, but the break elongation of the matrix resin is also small and the contribution of the residual fiber length and the break elongation of the matrix resin are offset. Conceivable.
【0075】また、PES 5200PとPES 48
00Gの溶融流れ速度(MFR)の差は比較的小さい。
このため、残留繊維長さの差もあまり大きくない。一
方、マトリックス樹脂の破断伸びの下限はPES 48
00Gを用いた場合が13.2%にすぎないのに対し
て、PES 5200Pを用いた場合は58.0%にも
達する。つまり、PES 5200Pを用いた場合には
残留繊維長さが減少するデメリットよりもマトリックス
樹脂の破断伸びが大きくなるメリットの方が大きいため
に、強度が特異的に大きくなる。In addition, PES 5200P and PES 48
The difference in the melt flow rate (MFR) of 00G is relatively small.
Therefore, the difference in the residual fiber length is not so large. On the other hand, the lower limit of the elongation at break of the matrix resin is PES 48.
When using 00G, it is only 13.2%, while when using PES 5200P, it reaches 58.0%. In other words, when PES 5200P is used, the advantage that the elongation at break of the matrix resin is large is greater than the disadvantage that the residual fiber length is reduced, so the strength is specifically increased.
【0076】PES 3600Gに230℃,1時間の
熱処理を行うと、表2に示したように静的強度が大きく
向上する。このとき、破断伸びも熱処理前と比較すると
1/2程度にまで低下する。このような熱処理を実施し
た比較例5の試験結果は上記した通りであるが、比較例
1の結果と比較すればわかるように、マトリックス樹脂
の強度が大きくなっても破断伸びが小さくなると複合材
料としての強度はむしろ低下する。When PES 3600G is heat-treated at 230 ° C. for 1 hour, the static strength is greatly improved as shown in Table 2. At this time, the elongation at break is also reduced to about 1/2 of that before the heat treatment. The test results of Comparative Example 5 in which such heat treatment was performed are as described above, but as can be seen by comparing with the results of Comparative Example 1, when the strength of the matrix resin is increased and the elongation at break becomes small, the composite material As a result, the strength is reduced.
【0077】以上の結果からも明らかなように、ケリー
の理論に基づいた長繊維強化樹脂ペレットを含む成形原
料の強度向上に関する発明は必ずしも(1)式が示唆す
るような効果を提供するものではないことがわかる。As is clear from the above results, the invention relating to the improvement of the strength of the molding raw material containing the long fiber reinforced resin pellets based on Kerry's theory does not always provide the effect as indicated by the formula (1). I know there isn't.
【0078】(実施例3〜5,比較例6〜9,14)次
に、マトリックス樹脂の破断伸びの下限値と静的強度の
関係を明らかにすることによって、残留繊維長さの低下
の影響を受けることなく十分な静的強度を得ることが可
能なマトリックス樹脂の破断伸びの下限値を決定する実
験を行った。この実験では、破断伸びの下限値の異なる
マトリックス樹脂を用意する必要がある。(Examples 3-5, Comparative Examples 6-9, 14) Next, by clarifying the relationship between the lower limit of the elongation at break of the matrix resin and the static strength, the influence of the decrease in the residual fiber length was examined. An experiment was carried out to determine the lower limit value of the elongation at break of the matrix resin capable of obtaining a sufficient static strength without being subjected to cracking. In this experiment, it is necessary to prepare matrix resins having different lower limits of elongation at break.
【0079】そこで、以下の実施例および比較例に供試
する破断伸びの下限値の異なるPEEKナチュラル材,
PESナチュラル材を用意した。そして、PEEK 1
51GとPEEK 450G,PES 4800GとP
ES 5200PをV型ブレンダーを用いて混合した
後、押出機を用いて押出し、ナチュラルペレットを得
た。このようにして得られたナチュラル材の破断伸びの
下限値をASTM D638に準拠した1号ダンベル試
験片を用いて測定した。Therefore, PEEK natural materials having different lower limit values of breaking elongation, which are used in the following Examples and Comparative Examples,
Prepared PES natural material. And PEEK 1
51G and PEEK 450G, PES 4800G and P
ES 5200P was mixed using a V-type blender and then extruded using an extruder to obtain natural pellets. The lower limit of the elongation at break of the natural material thus obtained was measured using a No. 1 dumbbell test piece according to ASTM D638.
【0080】PEEK 151GとPEEK 450G
の配合比率ならびにPES 4800GとPES 52
00Pの配合比率とそれに対応するナチュラル材の破断
伸び下限値を図18,図19にそれぞれ示した。PEEK 151G and PEEK 450G
Blending ratio and PES 4800G and PES 52
The compounding ratio of 00P and the lower limit of elongation at break of the natural material corresponding thereto are shown in FIGS. 18 and 19, respectively.
【0081】実施例3 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と「V
ictrex ‘PEEK’ 151G」を混合した
後、混練・押出しすることによって得られたPEEKナ
チュラルペレット(図18中のPEEK A)と炭素長
繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット(繊
維含有率:67wt%,炭素繊維:AS4,繊維長さ:
10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:5wt
%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備
乾燥を行った。 Example 3 Polyetheretherketone (PEE, manufactured by ICI, UK)
K) "Victrex'PEEK '450G" and "V
PEEK natural pellets (PEEK A in FIG. 18) obtained by mixing and extruding ictrex'PEEK '151G ", and carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content: 67 wt%, Carbon fiber: AS4, fiber length:
10 mm) mixed molding material (fiber content: 5 wt
%) Was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0082】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を図20に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The results of the tensile test are shown in FIG.
【0083】実施例4 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と「V
ictrex ‘PEEK’ 151G」を混合した
後、混練・押出しすることによって得られたPEEKナ
チュラルペレット(図18中のPEEK B)と炭素長
繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット(繊
維含有率:67wt%,炭素繊維:AS4,繊維長さ:
10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:5wt
%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備
乾燥を行った。 Example 4 Polyetheretherketone (PEE, manufactured by ICI, UK)
K) "Victrex'PEEK '450G" and "V
PEEK natural pellets (PEEK B in FIG. 18) obtained by mixing and extruding ictrex'PEEK '151G ", and long carbon fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content: 67 wt%, Carbon fiber: AS4, fiber length:
10 mm) mixed molding material (fiber content: 5 wt
%) Was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0084】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図20に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The results of the tensile test are also shown in FIG.
【0085】比較例6 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と「V
ictrex ‘PEEK’ 151G」を混合した
後、混練・押出しすることによって得られたPEEKナ
チュラルペレット(図18中のPEEK C)と炭素長
繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット(繊
維含有率:67wt%,炭素繊維:AS4,繊維長さ:
10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:5wt
%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備
乾燥を行った。 Comparative Example 6 Polyether ether ketone (PEE manufactured by British ICI)
K) "Victrex'PEEK '450G" and "V
PEEK natural pellets (PEEK C in FIG. 18) obtained by mixing and extruding ictrex'PEEK '151G "and kneading and extruding, and carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content: 67 wt%, Carbon fiber: AS4, fiber length:
10 mm) mixed molding material (fiber content: 5 wt
%) Was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0086】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図20に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The results of the tensile test are also shown in FIG.
【0087】比較例7 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と「V
ictrex ‘PEEK’ 151G」を混合した
後、混練・押出しすることによって得られたPEEKナ
チュラルペレット(図18中のPEEK D)と炭素長
繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット(繊
維含有率:67wt%,炭素繊維:AS4,繊維長さ:
10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:5wt
%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備
乾燥を行った。 Comparative Example 7 Polyetheretherketone (PEE manufactured by ICI, UK)
K) "Victrex'PEEK '450G" and "V
PEEK natural pellets (PEEK D in FIG. 18) obtained by mixing and extruding ictrex 'PEEK' 151G "and kneading and extruding, and carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content: 67 wt%, Carbon fiber: AS4, fiber length:
10 mm) mixed molding material (fiber content: 5 wt
%) Was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0088】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図20に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The results of the tensile test are also shown in FIG.
【0089】評価例3 図20からわかるように、マトリックス樹脂の破断伸び
の下限値が45%を超える実施例3,実施例4では大き
な引張強度の向上が確認されたが、破断伸びの下限値の
小さい比較例6,比較例7については強度向上がほとん
ど見られなかった。 Evaluation Example 3 As can be seen from FIG. 20, a large improvement in tensile strength was confirmed in Examples 3 and 4 in which the lower limit of elongation at break of the matrix resin exceeded 45%, but the lower limit of elongation at break was confirmed. In Comparative Example 6 and Comparative Example 7 having a small value, almost no improvement in strength was observed.
【0090】実施例5 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と「Victr
ex ‘PES’ 5200P」を混合した後、混練・
押出しすることによって得られたPESナチュラルペレ
ット(図19中のPES A´)と炭素長繊維強化ポリ
エーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:61wt
%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)を混合
した成形原料(繊維含有率:10wt%)を作製し、成
形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行った。 Example 5 Polyether sulfone (PES) "Vi
"ctrex'PES '4800G" and "Victr
After mixing ex'PES '5200P ", kneading /
PES natural pellets obtained by extrusion (PES A ′ in FIG. 19) and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 61 wt
%, Carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm) to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0091】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を図21に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is shown in FIG.
【0092】比較例14 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と「Victr
ex ‘PES’ 5200P」を混合した後、混練・
押出しすることによって得られたPESナチュラルペレ
ット(図19中のPES B´)と炭素長繊維強化ポリ
エーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:61wt
%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)を混合
した成形原料(繊維含有率:10wt%)を作製し、成
形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行った。 Comparative Example 14 Polyethersulfone (PES) "Vi
"ctrex'PES '4800G" and "Victr
After mixing ex'PES '5200P ", kneading /
PES natural pellets obtained by extrusion (PES B ′ in FIG. 19) and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 61 wt
%, Carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm) to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0093】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図21に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0094】比較例8 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と「Victr
ex ‘PES’ 5200P」を混合した後、混練・
押出しすることによって得られたPESナチュラルペレ
ット(図19中のPES C´)と炭素長繊維強化ポリ
エーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:61wt
%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)を混合
した成形原料(繊維含有率:10wt%)を作製し、成
形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行った。 Comparative Example 8 Polyethersulfone (PES) "Vi
"ctrex'PES '4800G" and "Victr
After mixing ex'PES '5200P ", kneading /
PES natural pellets obtained by extrusion (PES C ′ in FIG. 19) and carbon long fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 61 wt
%, Carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm) to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0095】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図21に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0096】比較例9 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と「Victr
ex ‘PES’ 5200P」を混合した後、混練・
押出しすることによって得られたPESナチュラルペレ
ット(図19中のPES D´)と炭素長繊維強化ポリ
エーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:61wt
%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)を混合
した成形原料(繊維含有率:10wt%)を作製し、成
形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行った。 Comparative Example 9 Polyethersulfone (PES) "Vi
"ctrex'PES '4800G" and "Victr
After mixing ex'PES '5200P ", kneading /
PES natural pellets obtained by extrusion (PES D ′ in FIG. 19) and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 61 wt
%, Carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm) to prepare a molding raw material (fiber content: 10 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0097】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図21に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0098】評価例4 図21からわかるように、マトリックス樹脂の破断伸び
の下限値が45%を超えると実施例5では大きな引張強
度の向上が確認されたが、破断伸びの下限値の小さい比
較例8,比較例9については強度向上がほとんど見られ
なかった。 Evaluation Example 4 As can be seen from FIG. 21, a large improvement in tensile strength was confirmed in Example 5 when the lower limit of the elongation at break of the matrix resin exceeded 45%. In Examples 8 and Comparative Example 9, almost no improvement in strength was observed.
【0099】(実施例7〜10,比較例10〜13)次
に、比較的繊維含有率の大きい場合、例えば、繊維含有
率30wt%の場合について、実施例および比較例を用
いて説明する。マトリックス樹脂としては上記のPEE
K,PESを用いた。また、破断伸びの下限値の影響を
調べるために、図18,図19に示したB,B´,C,
C´のマトリックス樹脂についても検討した。(Examples 7 to 10 and Comparative Examples 10 to 13) Next, the case where the fiber content is relatively high, for example, the fiber content is 30 wt% will be described with reference to Examples and Comparative Examples. As the matrix resin, the above PEE
K and PES were used. Further, in order to investigate the influence of the lower limit of the elongation at break, B, B ′, C shown in FIGS.
The matrix resin of C'was also examined.
【0100】実施例7 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と炭素
長繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット
(繊維含有率:67wt%,炭素繊維:IM7,繊維長
さ:10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:30
wt%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の
予備乾燥を行った。 Example 7 Polyether ether ketone (PEE manufactured by ICI, UK)
K) A molding raw material (fiber content ratio: 30) in which "Victrex'PEEK '450G" is mixed with carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content ratio: 67 wt%, carbon fiber: IM7, fiber length: 10 mm)
wt%) was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0101】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を図22に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is shown in FIG.
【0102】比較例10 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 151G」と炭素
長繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット
(繊維含有率:67wt%,炭素繊維:IM7,繊維長
さ:10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:30
wt%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の
予備乾燥を行った。 Comparative Example 10 Polyetheretherketone (PEE manufactured by ICI, UK)
K) A molding raw material (fiber content rate: 30) in which "Victrex'PEEK '151G" is mixed with carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content rate: 67 wt%, carbon fiber: IM7, fiber length: 10 mm)
wt%) was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0103】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図22に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0104】実施例8 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と「V
ictrex ‘PEEK’ 151G」を混合した
後、混練・押出しすることによって得られたPEEKナ
チュラルペレット(図18中のPEEK B)と炭素長
繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット(繊
維含有率:67wt%,炭素繊維:IM7,繊維長さ:
10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:30wt
%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備
乾燥を行った。 Example 8 Polyetheretherketone (PEE, manufactured by ICI, UK)
K) "Victrex'PEEK '450G" and "V
PEEK natural pellets (PEEK B in FIG. 18) obtained by mixing and extruding ictrex'PEEK '151G ", and long carbon fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content: 67 wt%, Carbon fiber: IM7, fiber length:
10 mm) mixed molding material (fiber content: 30 wt
%) Was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0105】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図22に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0106】比較例11 英国ICI社製ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)「Victrex‘PEEK’ 450G」と「V
ictrex ‘PEEK’ 151G」を混合した
後、混練・押出しすることによって得られたPEEKナ
チュラルペレット(図18中のPEEK C)と炭素長
繊維強化ポリエーテルエーテルケトン樹脂ペレット(繊
維含有率:67wt%,炭素繊維:IM7,繊維長さ:
10mm)を混合した成形原料(繊維含有率:30wt
%)を作製し、成形に先だって150℃,5時間の予備
乾燥を行った。 Comparative Example 11 Polyetheretherketone (PEE manufactured by ICI UK)
K) "Victrex'PEEK '450G" and "V
PEEK natural pellets (PEEK C in FIG. 18) obtained by mixing and extruding ictrex'PEEK '151G "and kneading and extruding, and carbon long fiber reinforced polyether ether ketone resin pellets (fiber content: 67 wt%, Carbon fiber: IM7, fiber length:
10 mm) mixed molding material (fiber content: 30 wt
%) Was prepared and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours prior to molding.
【0107】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:210℃,シリ
ンダ温度:390℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図22に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 210 ° C., the cylinder temperature was 390 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0108】実施例9 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 5200P」と炭素長繊維強
化ポリエーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:6
1wt%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)
を混合した成形原料(繊維含有率:30wt%)を作製
し、成形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行っ
た。 Example 9 Polyethersulfone (PES) "Vi
ctrex'PES '5200P "and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 6
1 wt%, carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm)
A molding raw material (fiber content: 30 wt%) was prepared by mixing the above, and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0109】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を図23に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm, according to ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is shown in FIG.
【0110】比較例12 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と炭素長繊維強
化ポリエーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:6
1wt%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)
を混合した成形原料(繊維含有率:30wt%)を作製
し、成形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行っ
た。 Comparative Example 12 Polyethersulfone (PES) "Vi
ctrex'PES '4800G "and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 6
1 wt%, carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm)
A molding raw material (fiber content: 30 wt%) was prepared by mixing the above, and pre-dried at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0111】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図23に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0112】実施例10 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と「Victr
ex ‘PES’ 5200P」を混合した後、混練・
押出しすることによって得られたPESナチュラルペレ
ット(図19中のPES B´)と炭素長繊維強化ポリ
エーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:61wt
%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)を混合
した成形原料(繊維含有率:30wt%)を作製し、成
形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行った。 Example 10 Polyethersulfone (PES) "Vi" manufactured by ICI of England
"ctrex'PES '4800G" and "Victr
After mixing ex'PES '5200P ", kneading /
PES natural pellets obtained by extrusion (PES B ′ in FIG. 19) and long carbon fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 61 wt
%, Carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm) to prepare a molding raw material (fiber content: 30 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0113】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図23に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0114】比較例13 英国ICI社製ポリエーテルサルホン(PES)「Vi
ctrex ‘PES’ 4800G」と「Victr
ex ‘PES’ 5200P」を混合した後、混練・
押出しすることによって得られたPESナチュラルペレ
ット(図19中のPES C´)と炭素長繊維強化ポリ
エーテルサルホン樹脂ペレット(繊維含有率:61wt
%,炭素繊維:T800,繊維長さ:10mm)を混合
した成形原料(繊維含有率:30wt%)を作製し、成
形に先だって150℃,5時間の予備乾燥を行った。 Comparative Example 13 Polyether Sulfone (PES) "Vi
"ctrex'PES '4800G" and "Victr
After mixing ex'PES '5200P ", kneading /
PES natural pellets obtained by extrusion (PES C ′ in FIG. 19) and carbon long fiber reinforced polyether sulfone resin pellets (fiber content: 61 wt
%, Carbon fiber: T800, fiber length: 10 mm) to prepare a molding raw material (fiber content: 30 wt%), and preliminary drying was performed at 150 ° C. for 5 hours before molding.
【0115】次いで、この成形原料を用いて、型締圧力
75TONの射出成形機で、金型温度:200℃,シリ
ンダ温度:350℃,スクリュー回転数:30rpmの
成形条件で、ASTM D638に準拠した1号ダンベ
ル形状試験片を成形した。そして、このようにして得ら
れた試験片の引張強度をASTM D638に準拠して
測定した。引張試験の結果を同じく図23に示す。Then, using this molding raw material, in an injection molding machine with a mold clamping pressure of 75 TON, the molding temperature was 200 ° C., the cylinder temperature was 350 ° C., and the screw rotation speed was 30 rpm in accordance with ASTM D638. A No. 1 dumbbell-shaped test piece was molded. Then, the tensile strength of the test piece thus obtained was measured in accordance with ASTM D638. The result of the tensile test is also shown in FIG.
【0116】評価例5 図22,図23に示すように、繊維含有率が大きい状態
においても、マトリックス樹脂の破断伸びの下限値が4
5%を超える場合には、たとえ残留繊維長さが小さくな
る場合でも強度がむしろ大きくなることがわかる。 Evaluation Example 5 As shown in FIGS. 22 and 23, the lower limit of the elongation at break of the matrix resin was 4 even when the fiber content was high.
When it exceeds 5%, the strength is rather increased even if the residual fiber length is decreased.
【0117】[0117]
【発明の効果】以上、述べてきたように、本発明では、
有名なケリーの理論を拠り所として、残留繊維長さを大
きくすることに傾注した従来の発明とは全く逆に、残留
繊維長さが大きく低下しても、なお強度向上のメリット
が発現するマトリックス樹脂の破断伸び下限値が存在す
ることを見いだして、少なくとも長繊維強化樹脂ペレッ
トを除く他のペレットに用いる樹脂材料に、非強化状態
の破断伸びの下限値が45%を超えるものを用いる構成
としたから、長繊維化のメリットを最大限に引き出す長
繊維強化樹脂ペレットを含む成形原料を提供することが
でき、機械的特性、とくに引張強度,引張弾性率,曲げ
強度,曲げ弾性率の優れた繊維強化複合材料を得ること
が可能になるという著しく優れた効果がもたらされる。As described above, according to the present invention,
Contrary to the conventional invention based on the famous theory of Kerry, which is focused on increasing the residual fiber length, it is a matrix resin that shows the merit of improving the strength even if the residual fiber length is greatly reduced. It was found that the lower limit of the elongation at break exists, and the resin material used for at least the pellets other than the long fiber reinforced resin pellets has a lower limit of the elongation at break of more than 45%. It is possible to provide a molding raw material containing long-fiber-reinforced resin pellets that maximizes the advantages of long-fiber formation, and has excellent mechanical properties, particularly tensile strength, tensile elastic modulus, bending strength, and bending elastic modulus. The remarkable advantage is that a reinforced composite material can be obtained.
【図1】PA6希釈によるPA66/LGF系の衝撃強
度の向上への影響を例示するグラフである。FIG. 1 is a graph illustrating the influence of PA6 dilution on the improvement of impact strength of PA66 / LGF system.
【図2】PA6希釈によるPA66/LGF系の曲げ強
度の変化への影響を例示するグラフである。FIG. 2 is a graph illustrating the influence of PA6 dilution on the change in bending strength of PA66 / LGF system.
【図3】PA66/GF(LGF,SGF)系の引張強
度の繊維含有率依存性を例示するグラフである。FIG. 3 is a graph illustrating the fiber content dependency of the tensile strength of PA66 / GF (LGF, SGF) system.
【図4】ケリーの理論による短繊維強化複合材料の理論
強度を示し、図4の(A)はL<Lc、(B)はL=L
c、(C)はL>Lcである場合を示す説明図である。FIG. 4 shows theoretical strengths of short fiber reinforced composite materials according to Kelly's theory, where L = L c in (A) and L = L in (B).
c and (C) are explanatory diagrams showing a case where L> L c .
【図5】マトリックス樹脂の破断伸びの相違によって短
繊維強化複合材料の強度に差が発生する理由を示す説明
図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the reason why the strength of the short fiber reinforced composite material is different due to the difference in elongation at break of the matrix resin.
【図6】炭素短繊維強化ポリエーテルエーテルケトンの
繊維端部近傍で発生した塑性変形領域の合体の走査型電
子顕微鏡観察結果を示す模写図(2200倍)である。FIG. 6 is a copying diagram (2200 times) showing a scanning electron microscope observation result of coalescence of plastic deformation regions generated in the vicinity of fiber ends of short carbon fiber reinforced polyether ether ketone.
【図7】繊維含有率が大きい領域での短繊維強化複合材
料の強度支配要因を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing strength controlling factors of the short fiber reinforced composite material in a region where the fiber content is large.
【図8】PEEK 450Gを用いた場合の5wt%炭
素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電子
顕微鏡観察結果を示す模写図(180倍)である。FIG. 8 is a copying diagram (180 times) showing a scanning electron microscope observation result of a fracture surface of a 5 wt% carbon short fiber reinforced PEEK after using PEEK 450G after a tensile test.
【図9】PEEK 450Gを用いた場合の5wt%炭
素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電子
顕微鏡観察結果を示す模写図(600倍)である。FIG. 9 is a copying diagram (600 times) showing a scanning electron microscope observation result of a fracture surface of a 5 wt% short carbon fiber reinforced PEEK after using PEEK 450G after a tensile test.
【図10】PEEK 151Gを用いた場合の5wt%
炭素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電
子顕微鏡観察結果を示す模写図(180倍)である。FIG. 10: 5 wt% when PEEK 151G is used
It is a copying figure (180 times) which shows the scanning electron microscope observation result of the fracture surface after the tensile test of short carbon fiber reinforced PEEK.
【図11】PEEK 151Gを用いた場合の5wt%
炭素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電
子顕微鏡観察結果を示す模写図(1200倍)である。FIG. 11: 5 wt% when PEEK 151G is used
It is a copying figure (1,200 times) which shows the scanning electron microscope observation result of the fracture surface after the tensile test of short carbon fiber reinforced PEEK.
【図12】PESグレードと複合材料の引張強度との関
係を例示するグラフである。FIG. 12 is a graph illustrating a relationship between PES grade and tensile strength of a composite material.
【図13】PESグレードと複合材料の引張弾性率との
関係を例示するグラフである。FIG. 13 is a graph illustrating the relationship between PES grade and tensile modulus of the composite material.
【図14】PESグレードと複合材料の引張破断伸びと
の関係を例示するグラフである。FIG. 14 is a graph illustrating the relationship between PES grade and tensile elongation at break of a composite material.
【図15】PESグレードと複合材料の残留繊維長さと
の関係を例示するグラフである。FIG. 15 is a graph illustrating a relationship between PES grade and residual fiber length of a composite material.
【図16】PESグレードと複合材料の曲げ強度との関
係を例示するグラフである。FIG. 16 is a graph illustrating a relationship between PES grade and bending strength of a composite material.
【図17】PESグレードと複合材料の曲げ弾性率との
関係を例示するグラフである。FIG. 17 is a graph illustrating the relationship between PES grade and flexural modulus of a composite material.
【図18】PEEKの配合比率と破断伸び下限値との関
係を例示するグラフである。FIG. 18 is a graph illustrating the relationship between the PEEK blending ratio and the lower limit of elongation at break.
【図19】PESの配合比率と破断伸び下限値との関係
を例示するグラフである。FIG. 19 is a graph exemplifying the relationship between the PES compounding ratio and the elongation at break lower limit value.
【図20】PEEKの破断伸び下限値と複合材料の引張
強度との関係を例示するグラフである。FIG. 20 is a graph illustrating the relationship between the lower limit of elongation at break of PEEK and the tensile strength of the composite material.
【図21】PESの破断伸び下限値と複合材料の引張強
度との関係を例示するグラフである。FIG. 21 is a graph illustrating the relationship between the lower limit of elongation at break of PES and the tensile strength of a composite material.
【図22】PEEKの破断伸び下限値と複合材料の引張
強度との関係を例示するグラフである。FIG. 22 is a graph illustrating the relationship between the lower limit of elongation at break of PEEK and the tensile strength of the composite material.
【図23】PESの破断伸び下限値と複合材料の引張強
度との関係を例示するグラフである。FIG. 23 is a graph illustrating the relationship between the lower limit of elongation at break of PES and the tensile strength of a composite material.
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─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成5年2月19日[Submission date] February 19, 1993
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図6[Name of item to be corrected] Figure 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図6】炭素短繊維強化ポリエーテルエーテルケトンの
繊維端部近傍で発生した塑性変形領域の合体の走査型電
子顕微鏡観察結果を示す写真(2200倍)である。FIG. 6 is a photograph (2200 times) showing a scanning electron microscope observation result of coalescence of plastic deformation regions generated in the vicinity of fiber ends of short carbon fiber reinforced polyether ether ketone.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図8】PEEK 450Gを用いた場合の5wt%炭
素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電子
顕微鏡観察結果を示す写真(180倍)である。FIG. 8 is a photograph (180 times) showing a scanning electron microscope observation result of a fracture surface of 5 wt% short carbon fiber reinforced PEEK after using PEEK 450G after a tensile test.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Figure 9
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図9】PEEK 450Gを用いた場合の5wt%炭
素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電子
顕微鏡観察結果を示す写真(600倍)である。FIG. 9 is a photograph (600 times) showing a scanning electron microscope observation result of a fracture surface of a 5 wt% short carbon fiber reinforced PEEK after using PEEK 450G after a tensile test.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図10】PEEK 151Gを用いた場合の5wt%
炭素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電
子顕微鏡観察結果を示す写真(180倍)である。FIG. 10: 5 wt% when PEEK 151G is used
It is a photograph (180 times) which shows the scanning electron microscope observation result of the fracture surface after the tensile test of short carbon fiber reinforced PEEK.
【手続補正5】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Figure 11
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図11】PEEK 151Gを用いた場合の5wt%
炭素短繊維強化PEEKの引張試験後の破面の走査型電
子顕微鏡観察結果を示す写真(1200倍)である。FIG. 11: 5 wt% when PEEK 151G is used
It is a photograph (1,200 times) which shows the scanning electron microscope observation result of the fracture surface after the tensile test of short carbon fiber reinforced PEEK.
【手続補正6】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図6[Name of item to be corrected] Figure 6
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図6】 [Figure 6]
【手続補正7】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図8[Correction target item name] Figure 8
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図8】 [Figure 8]
【手続補正8】[Procedure Amendment 8]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Figure 9
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図9】 [Figure 9]
【手続補正9】[Procedure Amendment 9]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図10[Name of item to be corrected] Fig. 10
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図10】 [Figure 10]
【手続補正10】[Procedure Amendment 10]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図11[Name of item to be corrected] Figure 11
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図11】 FIG. 11
Claims (2)
トと、前記長繊維強化樹脂ペレットに用いたマトリック
ス樹脂と同一の分子構造を有する非強化樹脂のペレット
またはこの樹脂をマトリックス樹脂とする繊維強化樹脂
ペレットを含む2種以上のペレットから構成される成形
原料において、少なくとも前記長繊維強化樹脂ペレット
を除く他のペレットに用いる樹脂材料に、非強化状態の
破断伸びの下限値が45%を超えるものを用いたことを
特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを含む成形
原料。1. A long fiber reinforced resin pellet using carbon fiber, a non-reinforced resin pellet having the same molecular structure as the matrix resin used for the long fiber reinforced resin pellet, or a fiber reinforced using this resin as a matrix resin. In a molding raw material composed of two or more kinds of pellets including resin pellets, a resin material used for at least the pellets other than the long-fiber-reinforced resin pellets having a lower limit of elongation at break of more than 45% in an unreinforced state. A molding raw material containing long-fiber-reinforced thermoplastic resin pellets.
ケトン、ポリエーテルサルホンのうち少なくとも1種を
用いたことを特徴とする請求項1に記載の長繊維強化熱
可塑性樹脂ペレットを含む成形原料。2. The molding raw material containing long fiber reinforced thermoplastic resin pellets according to claim 1, wherein at least one of polyether ether ketone and polyether sulfone is used as the resin material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2939193A JPH06240147A (en) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | Molding raw material containing continuous filament reinforced thermoplastic resin pellet |
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JP2015148339A (en) * | 2008-11-07 | 2015-08-20 | サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション | large diameter thermoplastic seal |
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1993
- 1993-02-18 JP JP2939193A patent/JPH06240147A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015148339A (en) * | 2008-11-07 | 2015-08-20 | サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション | large diameter thermoplastic seal |
US9702462B2 (en) | 2008-11-07 | 2017-07-11 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Large diameter thermoplastic seal |
JP2011121187A (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Nitto Denko Corp | Sliding member |
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