纤维增强树脂基材、一体化成型品及纤维增强树脂基材的制造方法与流程

技术特征：
1.纤维增强树脂基材，其包含以下构成要素[a]、[b]及[c]：[a]增强纤维；[b]热塑性树脂(b)；[c]热塑性树脂(c)，构成要素[a]沿单向排列，在该纤维增强树脂基材中，存在包含构成要素[b]的树脂区域和包含构成要素[c]的树脂区域，在纤维增强树脂基材的单侧的表面上存在有包含构成要素[b]的树脂区域，构成要素[b]及构成要素[c]的hansen溶解度参数的距离ra
(bc)
满足式(1)，ra
(bc)
＝{4(δdb
‑
δdc)2 (δpb
‑
δpc)2 (δhb
‑
δhc)2}
1/2
≥8式(1)ra
(bc)
为构成要素[b]与构成要素[c]的hansen溶解度参数的距离；δdb为基于构成要素[b]的分子间的分散力的能量；δdc为基于构成要素[c]的分子间的分散力的能量；δpb为基于构成要素[b]的分子间的偶极子相互作用的能量；δpc为基于构成要素[c]的分子间的偶极子相互作用的能量；δhb为基于构成要素[b]的分子间的氢键的能量；δhc为基于构成要素[c]的分子间的氢键的能量；所述纤维增强树脂基材中，存在有跨越包含构成要素[b]的树脂区域和包含构成要素[c]的树脂区域之间的边界面而被包含于这两个树脂区域中的构成要素[a]。2.如权利要求1所述的纤维增强树脂基材，其中，在俯视下的所述纤维增强树脂基材中，从相对于所述构成要素[a]的纤维方向而言为45度的方向得到垂直于纤维增强树脂基材的截面的情况下，在所述截面中，两个树脂区域的边界面所形成的截面曲线的由jis b0601(2001)定义的粗糙度平均长度rsm为100μm以下、粗糙度平均高度rc为3.5μm以上。3.如权利要求1或2所述的纤维增强树脂基材，其中，包含构成要素[b]的树脂区域和包含构成要素[c]的树脂区域各自形成为层状并邻接，由此形成所述边界面。4.如权利要求1～3中任一项所述的纤维增强树脂基材，其中，含浸率为80％以上。5.如权利要求1～4中任一项所述的纤维增强树脂基材，其满足式(2)：50≤δt≤200
···
式(2)δt为tb与tc之差的绝对值；在热塑性树脂(b)为结晶性树脂时tb是其熔点，在热塑性树脂(b)为非晶性树脂时tb是其玻璃化转变温度[℃]；在热塑性树脂(c)为结晶性树脂时tc是其熔点，在热塑性树脂(c)为非晶性树脂时tc是其玻璃化转变温度[℃]。6.如权利要求5所述的纤维增强树脂基材，其中，所述tb及tc中的至少一者为250℃以下。7.纤维增强树脂基材，其包含以下构成要素[a]、[b’]、[c’]及[d]：[a]增强纤维；[b’]热塑性树脂(b’)；
[c’]热塑性树脂(c’)；[d]热固性树脂(d)，包含构成要素[b’]的树脂区域(b’)、包含构成要素[d]和构成要素[a]的纤维增强树脂区域(e)、与包含构成要素[c’]的树脂区域(c’)依次邻接并分别形成边界面，构成要素[b’]与构成要素[c’]满足式(3)：2＜δsp≤10
···
式(3)δsp为spa与spc之差的绝对值；spa为构成要素[b’]的sp值[(mpa)
1/2
]；spc为构成要素[c’]的sp值[(mpa)
1/2
]。8.如权利要求7所述的纤维增强树脂基材，其中，包含构成要素[b’]的树脂区域(b’)、包含构成要素[c’]的树脂区域(c’)、以及包含构成要素[d]及构成要素[a]的纤维增强树脂区域(e)各自形成为层状并邻接，由此形成所述边界面。9.如权利要求7或8所述的纤维增强树脂基材，其中，构成要素[b’]及构成要素[c’]各自选自由聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚亚芳基硫醚、聚酰胺、聚甲醛、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚亚芳基醚酮组成的组中的至少1种热塑性树脂。10.如权利要求7～9中任一项所述的纤维增强树脂基材，其中，构成要素[b’]及构成要素[c’]为选自下述组合中的任一组合：构成要素[b’]为聚酰胺且构成要素[c’]为聚烯烃的组合；构成要素[b’]为聚亚芳基硫醚且构成要素[c’]为聚烯烃的组合；构成要素[b’]为聚酰胺且构成要素[c’]为聚醚砜的组合；构成要素[b’]为聚亚芳基硫醚且构成要素[c’]为聚醚砜的组合；及构成要素[b’]为聚亚芳基醚酮且构成要素[c’]为聚醚砜的组合。11.如权利要求7～10中任一项所述的纤维增强树脂基材，其中，构成要素[a]的增强纤维中的至少一部分跨越树脂区域(b’)与纤维增强树脂区域(e)之间的边界面及/或树脂区域(c’)与纤维增强树脂区域(e)之间的边界面而存在。12.如权利要求7～11中任一项所述的纤维增强树脂基材，其中，在俯视下的所述纤维增强树脂基材中，从相对于构成要素[a]的纤维方向而言为45度的方向得到垂直于纤维增强树脂基材的截面的情况下，在所述截面中，所述树脂区域(b’)与所述纤维增强树脂区域(e)的边界面、及/或所述树脂区域(c’)与所述纤维增强树脂区域(e)的边界面所形成的截面曲线的由jis b0601(2001)定义的粗糙度平均长度rsm为100μm以下、粗糙度平均高度rc为3.5μm以上。13.如权利要求7～12中任一项所述的纤维增强树脂基材，其满足式(4)：50≤δt’≤150
···
式(4)δt’为tb’与tc’之差的绝对值；在热塑性树脂(b’)为结晶性树脂时tb’是其熔点，在热塑性树脂(b’)为非晶性树脂时tb’是其玻璃化转变温度[℃]；在热塑性树脂(c’)为结晶性树脂时tc’是其熔点；在热塑性树脂(c’)为非晶性树脂时tc’是其玻璃化转变温度[℃]。14.如权利要求7～13中任一项所述的纤维增强树脂基材，其中，在纤维增强树脂区域(e)中，构成要素[a]呈下述形态：增强纤维沿单向排列的形态、
增强纤维沿单向排列而成的增强纤维的层以多层层叠而成的层叠物的形态、或织物的形态。15.如权利要求7～14中任一项所述的纤维增强树脂基材，其中，构成要素[d]以固化物的形式存在。16.一体化成型品，其是将其他部件接合于权利要求1～6中任一项所述的纤维增强树脂基材而成的。17.如权利要求16所述的一体化成型品，其是其他部件经由构成要素[b]及/或构成要素[c]与纤维增强树脂基材接合而成的。18.一体化成型品，其是树脂部件(f)接合于树脂区域(b’)的表面及/或树脂部件(g)接合于树脂区域(c’)的表面从而与权利要求15所述的纤维增强树脂基材一体化而成的，在将所述树脂区域(b’)的表面积设为100％时，树脂区域(b’)与树脂部件(f)的接合面积的比例在5％以上且小于50％的范围内，及/或在将所述树脂区域(c’)的表面积设为100％时，树脂区域(c’)与树脂部件(g)的接合面积的比例在5％以上且小于50％的范围内。19.纤维增强树脂基材的制造方法，所述纤维增强树脂基材包含以下构成要素[a]、[b]及[c]：[a]增强纤维；[b]热塑性树脂(b)；[c]热塑性树脂(c)，所述制造方法中，在使构成要素[a]行进的同时连续地依次实施至少以下的抽出工序、第1含浸工序及第2含浸工序，＜抽出工序＞，将连续的构成要素[a]并丝而得到构成要素[a]沿单向排列而成的连续增强纤维片材后，将得到的包含构成要素[a]的连续增强纤维片材向后段的工序沿纤维方向进行供给的工序；＜第1含浸工序＞，从所述连续增强纤维片材的一面起含浸构成要素[b]，得到在所述连续增强纤维片材的第1表面存在有构成要素[b]的纤维增强树脂中间体的工序；＜第2含浸工序＞，从与所述第1表面相反的第2表面起含浸构成要素[c]，得到纤维增强树脂基材的工序；构成要素[b]及构成要素[c]的hansen溶解度参数的距离ra
(bc)
满足式(5)：ra
(bc)
＝{4(δdb
‑
δdc)2 (δpb
‑
δpc)2 (δhb
‑
δhc)2}
1/2
≥8式(5)ra
(bc)
为构成要素[b]与构成要素[c]的hansen溶解度参数的距离；δdb为基于构成要素[b]的分子间的分散力的能量；δdc为基于构成要素[c]的分子间的分散力的能量；δpb为基于构成要素[b]的分子间的偶极子相互作用的能量；δpc为基于构成要素[c]的分子间的偶极子相互作用的能量；δhb为基于构成要素[b]的分子间的氢键的能量；δhc为基于构成要素[c]的分子间的氢键的能量。20.如权利要求19所述的纤维增强树脂基材的制造方法，其中，在所得的纤维增强树脂基材中，存在有包含构成要素[b]的树脂区域和包含构成要素[c]的树脂区域，
存在有跨越包含构成要素[b]的树脂区域与包含构成要素[c]的树脂区域之间的边界面而被包含于这两个树脂区域中的构成要素[a]，在俯视下的所述纤维增强树脂基材中，从相对于构成要素[a]的纤维方向而言为45度的方向得到垂直于纤维增强树脂基材的截面的情况下，在所述截面中，两个树脂区域的边界面所形成的截面曲线的由jis b0601(2001)定义的粗糙度平均长度rsm为100μm以下、粗糙度平均高度rc为3.5μm以上。21.如权利要求20所述的纤维增强树脂基材的制造方法，其中，包含构成要素[b]的树脂区域和包含构成要素[c]的树脂区域各自形成为层状并邻接，由此形成所述边界面。

技术总结
纤维增强树脂基材包含以下构成要素[A]、[B]及[C]：[A]增强纤维；[B]热塑性树脂(b)；[C]热塑性树脂(c)，构成要素[A]沿单向排列，在该纤维增强树脂基材中，存在包含构成要素[B]的树脂区域和包含构成要素[C]的树脂区域，在纤维增强树脂基材的单侧的表面上存在有包含构成要素[B]的树脂区域，构成要素[B]及构成要素[C]的Hansen溶解度参数的距离Ra


技术研发人员：藤冈圣 今井直吉 本间雅登 武部佳树 筱原光太郎
受保护的技术使用者：东丽株式会社
技术研发日：2020.05.15
技术公布日：2021/12/17