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复合材料用构件、复合材料、移动体和复合材料用薄膜的制造方法

摘要

作为刚性、耐久性、耐冲击性和生产率优异的复合材料用构件,提供下述构件。一种复合材料用构件,其为含有树脂成分的复合材料用构件,所述树脂成分包含聚芳基醚酮作为主成分,该树脂成分的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上,该复合材料是包含树脂和数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的复合材料。

著录项

  • 公开/公告号CN114846060A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-02

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 三菱化学株式会社;

    申请/专利号CN202080090271.4

  • 发明设计人 莲池真保;胁田日佳梨;

    申请日2020-12-24

  • 分类号C08J5/18(2006.01);C08J5/04(2006.01);

  • 代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277;北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277;

  • 代理人刘新宇;李茂家

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-06-19 16:12:48

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-08-19

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08J 5/18 专利申请号:2020800902714 申请日:20201224

    实质审查的生效

  • 2022-08-02

    公开

    国际专利申请公布

说明书

技术领域

本发明涉及能够在电气/电子设备、汽车、航空器等的复合材料中应用的基于聚芳基醚酮的复合材料用构件,以及使用了该复合材料用构件的复合材料和移动体。本发明还涉及复合材料用薄膜的制造方法。

背景技术

近年来,作为电气/电子设备、汽车、航空器等用途中的薄膜,从耐热性、机械特性、耐化学品性、耐久性优异的方面出发,逐渐广泛采用以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺砜(PEI)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)等为代表的超级工程塑料。

其中,聚醚醚酮因耐热性、机械特性、耐化学品性等优异而被用作纤维强化材料的基质材料。为了充分发挥这些特性而需要使树脂发生结晶化,但结晶度过高时,存在耐久性、耐冲击性降低的课题,要求制成纤维强化材料时在这些物性方面进一步加以改善。进而,聚醚醚酮存在结晶化缓慢的情况,还要求获得结晶化物品时的生产率高的材料。

专利文献1中公开了一种复合材料,其是将聚醚醚酮作为基质,且将利用聚醚砜进行了填充(sizing)的纤维作为强化材料而成的。另外,专利文献2中公开了一种纤维强化热塑性树脂预浸料,其使用了具有特定特性粘度的聚芳基酮树脂组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭62-115033号公报

专利文献2:日本特开2019-147876号公报

发明内容

然而,经本发明人等的研究已明确:专利文献1中记载的聚醚醚酮的分子量分布窄、分子量小,因此,在生产复合材料用构件时的生产率方面产生问题,或者所得复合材料用构件的刚性、耐久性、耐冲击性不充分。另外,经本发明人等的研究已明确:专利文献2中记载的聚芳基酮的分子量小,因此,根据要求更高性能的用途,所得复合材料用构件的耐久性、耐冲击性有时不充分。尤其是,经本发明人等的研究已明确:为了制成具有优异耐久性的复合材料,通过提高复合材料中使用的薄膜等构件的耐折强度(耐折次数),从而在反复施加应力那样的要求高耐久性的用途中也可适合地使用。

本发明是在这种状况下进行的,其提供具有优异的刚性、耐久性、耐冲击性,且生产率也优异的复合材料用构件等。

本发明中,作为用于解决上述现有技术的问题的方案,提供使用具有特定的分子量分布和分子量的聚芳基醚酮得到的复合材料用构件等。

即,本发明提供以下的[1]~[28]。

[1]一种复合材料用构件,其为含有树脂成分的复合材料用构件,所述树脂成分包含聚芳基醚酮作为主成分,该树脂成分的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上,该复合材料是包含树脂和数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的复合材料。

[2]根据[1]所述的复合材料用构件,其中,前述聚芳基醚酮为聚醚醚酮。

[3]根据[1]或[2]所述的复合材料用构件,其中,前述树脂成分中的聚芳基醚酮的含有比例超过90质量%。

[4]根据[1]~[3]中任一项所述的复合材料用构件,其中,前述树脂成分的质均分子量为150000以下。

[5]根据[1]~[4]中任一项所述的复合材料用构件,其中,前述聚芳基醚酮的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上。

[6]根据[1]~[5]中任一项所述的复合材料用构件,其中,前述聚芳基醚酮的质均分子量为150000以下。

[7]根据[1]~[6]中任一项所述的复合材料用构件,其结晶熔解热量为30J/g以上且45J/g以下。

[8]根据[1]~[7]中任一项所述的复合材料用构件,其结晶化温度为288℃以上且320℃以下。

[9]根据[1]~[8]中任一项所述的复合材料用构件,其在拉伸速度为5mm/分钟的条件下测得的拉伸弹性模量为3400MPa以上且5000MPa以下。

[10]根据[1]~[9]中任一项所述的复合材料用构件,其在厚度为100μm、弯折角度为135度、弯折速度为175cpm、载荷为9.8N的条件下测得的耐折次数为5000次以上。

[11]根据[1]~[10]中任一项所述的复合材料用构件,其在厚度为100μm、23℃、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的穿刺冲击强度为0.2J以上。

[12]根据[1]~[11]中任一项所述的复合材料用构件,其在厚度为100μm、-20℃、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的穿刺冲击强度为0.2J以上。

[13]根据[1]~[12]中任一项所述的复合材料用构件,其厚度精度为7%以下。

[14]根据[1]~[13]中任一项所述的复合材料用构件,其至少一面的表面算术平均高度为0.001~1μm。

[15]根据[1]~[14]中任一项所述的复合材料用构件,其至少一面的表面最大高度为0.1~10μm。

[16]根据[1]~[15]中任一项所述的复合材料用构件,其至少一面的表面算术平均粗糙度为0.005~1μm。

[17]根据[1]~[16]中任一项所述的复合材料用构件,其至少一面的表面最大高度粗糙度为0.05~5μm。

[18]根据[1]~[17]中任一项所述的复合材料用构件,其相对结晶度为50%以上。

[19]根据[1]~[18]中任一项所述的复合材料用构件,其为薄膜。

[20]一种复合材料,其是使[1]~[19]中任一项所述的复合材料用构件与强化纤维复合而成的。

[21]根据[20]所述的复合材料,其为预浸料。

[22]一种移动体,其是使用了[20]或[21]所述的复合材料的航空器、汽车、船舶或火车。

[23]一种复合材料用构件,其为含有树脂成分的复合材料用构件,所述树脂成分包含聚芳基醚酮作为主成分,该树脂成分的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上,该复合材料用构件为板状构件。

[24]根据[23]所述的复合材料用构件,其中,前述聚芳基醚酮为聚醚醚酮。

[25]根据[23]或[24]所述的复合材料用构件,其中,前述板状构件为薄膜。

[26]一种复合材料用薄膜的制造方法,其为含有树脂成分的复合材料用薄膜的制造方法,所述树脂成分包含聚芳基醚酮作为主成分,所述制造方法中,作为该树脂成分,准备分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上的树脂成分,在挤出机中进行熔融混炼,从管头挤出熔融树脂,利用流延辊使该熔融树脂冷却,由此制成薄膜形状,使冷却后的薄膜的结晶化温度为288℃以上且320℃以下,使冷却后的薄膜的在拉伸速度为5mm/分钟的条件下测得的拉伸弹性模量为3400MPa以上且5000MPa以下。

[27]根据[26]所述的复合材料用薄膜的制造方法,其中,前述聚芳基醚酮的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上。

[28]根据[26]或[27]所述的复合材料用薄膜的制造方法,其中,使前述冷却后的薄膜的在厚度为100μm、弯折角度为135度、弯折速度为175cpm、载荷为9.8N的条件下测得的耐折次数为5000次以上,使前述冷却后的薄膜的在厚度为100μm、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的23℃时的穿刺冲击强度为0.2J以上,并且使前述冷却后的薄膜的在厚度为100μm、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的-20℃时的穿刺冲击强度为0.2J以上。

根据本发明,可提供刚性、耐久性、耐冲击性和生产率优异的复合材料用构件,以及使用了其的复合材料和移动体。

附图说明

图1是示意性地示出薄膜制造方法的实施方式的主要部分说明图。

具体实施方式

以下,针对本发明的实施方式的一例进行说明,但本发明只要不超过其主旨就不限定于以下说明的实施方式。

需要说明的是,在本发明中表述为“X~Y”(X、Y为任意数字)时,只要没有特别记载,则包括“X以上且Y以下”的含义、以及“优选大于X”和“优选小于Y”的含义。

另外,在本发明中表述为“X以上”(X为任意数字)时,只要没有特别记载,则包括“优选大于X”的含义,表述为“Y以下”(Y为任意数字)时,只要没有特别记载,则包括“优选小于Y”的含义。

本发明中,“主成分”是指对象物中的最多的成分,优选为对象物中的50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上,特别优选为80质量%以上,最优选为90质量%以上。

作为本发明的一个实施方式的复合材料用构件是包含树脂和数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的复合材料用途的构件,该构件含有树脂成分,所述树脂成分包含聚芳基醚酮作为主成分,该树脂成分的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上。

另外,作为本发明的其它实施方式的复合材料用构件是含有树脂成分的复合材料用构件,所述树脂成分包含聚芳基醚酮作为主成分,该树脂成分的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上,该复合材料用构件为板状构件。

优选的是:前述聚芳基醚酮的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上。以下进行详细说明。

<树脂成分>

本发明的复合材料用构件中包含的树脂成分只要包含聚芳基醚酮作为主成分,分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上,就没有特别限定。

树脂成分的分子量分布为4以上,优选为4.1以上,更优选为4.2以上,进一步优选为4.5以上,特别优选为4.7以上,最优选为5以上。分子量分布宽是指:与分子量分布窄的情况相比,低分子量成分的比例多。低分子量成分的分子链的缠绕小、运动性高,因此,在结晶化时分子链容易折叠,结晶化速度变大。若分子量分布宽,则在结晶化时,低分子量成分先发生结晶化,其晶体作为结晶成核剂而发挥作用,因此,可以认为树脂整体的结晶熔解温度、结晶度、结晶化速度提高。如果分子量分布为前述下限值以上,则包含充分量的低分子量成分,因此,能够提高结晶度、结晶化速度,进而,有助于提高刚性、生产率。

另一方面,树脂成分的分子量分布为8以下,优选为7以下,更优选为6.5以下,进一步优选为6以下,特别优选为5.7以下,尤其优选为5.5以下,最优选为5.3以下。如果分子量分布为前述上限值以下,则高分子量成分与低分子量成分的比例不会过多,因此,结晶度与流动性、机械特性的平衡优异。

树脂成分的质均分子量为88000以上,优选为90000以上,更优选为93000以上,进一步优选为95000以上,特别优选为98000以上。如果质均分子量为前述下限值以上,则耐久性、耐冲击性等机械特性优异。

另一方面,质均分子量优选为150000以下,更优选为140000以下,进一步优选为135000以下,更进一步优选为130000以下,特别优选为125000以下,尤其优选为120000以下,最优选为115000以下。如果质均分子量为前述上限值以下,则呈现结晶度、结晶化速度、熔融成形时的流动性优异的倾向。

树脂成分中的聚芳基醚酮、其中优选使用的聚醚醚酮的含有比例优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上,特别优选为80质量%以上,最优选超过90质量%。包含除聚芳基醚酮之外的树脂时,如果聚芳基醚酮的含有比例为该范围,则容易在维持本发明效果的同时,适当赋予必要的效果。

以聚芳基醚酮的改性为目的而共混其它树脂成分时,其种类没有特别限定,可以使用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚甲基戊烯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚缩醛、脂肪族聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、ABS、芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚醚砜、液晶聚合物、以及它们的共聚物和它们的混合物等。其中,从成形温度与聚芳基醚酮相近、容易抑制熔融成形时的分解、交联的观点出发,可适合地使用聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚醚砜、液晶聚合物,可特别适合地使用聚醚酰亚胺。由于聚芳基醚酮与聚醚酰亚胺的相容性高,在分子水平上发生混合,因此,容易使聚芳基醚酮的玻璃化转变温度提高或控制结晶性。

另外,使用聚醚醚酮作为聚芳基醚酮时,作为以其改性为目的而共混的其它树脂成分,可以使用与为了使上述聚芳基醚酮改性而使用的树脂相同的树脂,还优选与聚醚醚酮组合使用除聚醚醚酮之外的聚芳基醚酮、例如聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮醚酮酮、聚醚醚酮酮。

[聚芳基醚酮]

以下,针对聚芳基醚酮进行说明。

聚芳基醚酮是含有如下单体单元的均聚物或共聚物,所述单体单元包含1个以上的芳基、1个以上的醚基和1个以上的酮基。可列举出例如聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚酮醚酮酮、聚醚醚酮酮、聚醚二苯基醚酮等、它们的共聚物(例如聚醚酮-聚醚二苯基醚酮共聚物)。其中,从耐热性、机械特性、耐化学品性等优异的观点出发,特别优选为聚醚醚酮。

聚芳基醚酮的分子量分布优选为4以上,更优选为4.1以上,进一步优选为4.2以上,特别优选为4.5以上,尤其优选为4.7以上,最优选为5以上。分子量分布宽是指:与分子量分布窄的情况相比,低分子量成分的比例多。低分子量成分的分子链的缠绕小、运动性高,因此,在结晶化时分子链容易折叠,结晶化速度变大。若分子量分布宽,则在结晶化时,低分子量成分先发生结晶化,其晶体作为结晶成核剂而发挥作用,因此,可以认为树脂整体的结晶熔解温度、结晶度、结晶化速度提高。如果分子量分布为前述下限值以上,则包含充分量的低分子量成分,因此,能够提高结晶度、结晶化速度,进而,呈现有助于提高刚性、生产率的倾向。

另一方面,聚芳基醚酮的分子量分布优选为8以下,更优选为7以下,进一步优选为6.5以下,更进一步优选为6以下,特别优选为5.7以下,尤其优选为5.5以下,最优选为5.3以下。如果分子量分布为前述上限值以下,则高分子量成分与低分子量成分的比例不会过多,因此,结晶度与流动性、机械特性的平衡优异。

聚芳基醚酮的质均分子量优选为88000以上,更优选为90000以上,进一步优选为93000以上,特别优选为95000以上,最优选为98000以上。如果聚芳基醚酮的质均分子量为前述下限值以上,则呈现耐久性、耐冲击性等机械特性优异的倾向。另一方面,质均分子量优选为150000以下,更优选为140000以下,进一步优选为135000以下,更进一步优选为130000以下,特别优选为125000以下,尤其优选为120000以下,最优选为115000以下。如果前述聚芳基醚酮的质均分子量为前述上限值以下,则呈现结晶度、结晶化速度、熔融成形时的流动性优异的倾向。

以下,针对聚芳基醚酮之中优选使用的聚醚醚酮进行说明。

[聚醚醚酮]

聚醚醚酮只要是具有至少2个醚基和酮基作为结构单元的树脂即可,从热稳定性、熔融成形性、刚性、耐化学品性、耐冲击性、耐久性优异的方面出发,优选具有下述通式(1)所示的重复单元。

(上述通式(1)中,Ar

上述通式(1)中,Ar

作为Ar

其中,从热稳定性、熔融成形性、刚性、耐化学品性、耐冲击性、耐久性的观点出发,聚醚醚酮优选具有下述结构式(2)所示的重复单元。

聚醚醚酮的分子量分布优选为4以上,更优选为4.1以上,进一步优选为4.2以上,特别优选为4.5以上,尤其优选为4.7以上,最优选为5以上。分子量分布宽是指:与分子量分布窄的情况相比,低分子量成分的比例多。低分子量成分的分子链的缠绕小、运动性高,因此,在结晶化时,分子链容易折叠,结晶化速度容易变大。若分子量分布宽,则在结晶化时,低分子量成分先发生结晶化,其晶体作为结晶成核剂而发挥作用,因此,可以认为树脂整体的结晶熔解温度、结晶度、结晶化速度提高。如果分子量分布为前述下限值以上,则包含充分量的低分子量成分,因此,能够提高结晶度、结晶化速度,进而,呈现有助于提高刚性、生产率的倾向。

另一方面,聚醚醚酮的分子量分布优选为8以下,更优选为7以下,进一步优选为6.5以下,更进一步优选为6以下,特别优选为5.7以下,尤其优选为5.5以下,最优选为5.3以下。如果分子量分布为前述上限值以下,则高分子量成分与低分子量成分的比例不会过多,因此,呈现结晶度与流动性、机械特性的平衡优异的倾向。

聚醚醚酮的质均分子量优选为88000以上,更优选为90000以上,进一步优选为93000以上,特别优选为95000以上,最优选为98000以上。如果聚醚醚酮的质均分子量为前述下限值以上,则呈现耐久性、耐冲击性等机械特性优异的倾向。

另一方面,质均分子量优选为150000以下,更优选为140000以下,进一步优选为135000以下,更进一步优选为130000以下,特别优选为125000以下,尤其优选为120000以下,最优选为115000以下。如果质均分子量为前述上限值以下,则呈现结晶度、结晶化速度、熔融成形时的流动性优异的倾向。

前述分子量和分子量分布可使用将所用的树脂成分溶解的洗脱液,并利用凝胶渗透色谱来求出。例如,作为洗脱液,可以使用氯苯酚与氯苯、氯甲苯、溴苯、溴甲苯、二氯苯、二氯甲苯、二溴苯、二溴甲苯等卤代苯类的混合液,作为洗脱液,可以使用五氟苯酚与氯仿的混合液。

具体而言,可利用后述实施例中记载的方法进行测定,例如,可利用以下的方法进行测定。

(1)得到聚醚醚酮等树脂成分的非晶状态的薄膜。例如,将聚醚醚酮等的树脂粒料以例如350~400℃进行加压后再骤冷,或者,在利用挤出机进行薄膜化的情况下,降低流延辊的温度,以例如20~140℃进行冷却,得到非晶状态的薄膜。

(2)向前述薄膜9mg中添加五氟苯酚3g。

(3)使用加热块,以100℃加热溶解60分钟。

(4)接着,从加热块中取出并自然冷却后,一点点地轻轻添加常温(约23℃)的氯仿6g,缓缓地振混。

(5)其后,针对用0.45μm的PTFE(聚四氟乙烯)筒式过滤器过滤而得到的试样,使用凝胶渗透色谱,测定数均分子量(Mn)、质均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)。

聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的结晶熔解温度优选为330℃以上,更优选为332℃以上,进一步优选为334℃以上,特别优选为336℃以上。复合材料用构件中使用的聚芳基醚酮具有宽的分子量分布,因此,容易得到结晶化速度大、结晶度高的复合材料用构件,其结果,容易得到结晶熔解温度高的复合材料用构件。如果结晶熔解温度为前述下限值以上,则呈现所得构件的耐热性优异的倾向。另一方面,结晶熔解温度优选为370℃以下,更优选为365℃以下,进一步优选为360℃以下,特别优选为355℃以下,最优选为350℃以下。如果聚芳基醚酮的结晶熔解温度为前述上限值以下,则呈现在制造复合材料用构件时等的熔融成形时的流动性优异的倾向。

需要说明的是,聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的结晶熔解温度可如下求出:按照JIS K7121:2012,使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1 DSC”),在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟的条件下使其升温,由检测出的DSC曲线的熔解峰的峰顶温度来求出。

聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的结晶熔解热量优选为30J/g以上,更优选为32J/g以上,进一步优选为34J/g以上,特别优选为36J/g以上。如果聚芳基醚酮的结晶熔解热量为前述下限值以上,则所得复合材料用构件具有充分的结晶度,进而,呈现耐热性和刚性优异的倾向。另一方面,聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的结晶熔解热量优选为45J/g以下,更优选为43J/g以下,进一步优选为40J/g以下。如果聚芳基醚酮的结晶熔解热量为前述上限值以下,则结晶度不会过高,因此,呈现制造复合材料用构件时等的熔融成形性优异的倾向,呈现所得复合材料用构件的耐久性、耐冲击性优异的倾向。

需要说明的是,聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的结晶熔解热量可如下求出:按照JIS K7122:2012,使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1 DSC”),在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟的条件下使其升温,由检测出的DSC曲线的熔解峰的面积来求出。

聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的降温过程中的结晶化温度优选为288℃以上,更优选为289℃以上,进一步优选为290℃以上,特别优选为291℃以上。如果聚芳基醚酮的降温过程中的结晶化温度为前述下限值以上,则呈现结晶化速度大、复合材料用构件的生产率优异的倾向。具体而言,如果是制作例如薄膜的情况,则通过将流延辊设定至玻璃化转变温度以上且结晶熔解温度以下的温度,从而在树脂接触流延辊的期间内促进结晶化,得到结晶化薄膜,如果降温过程的结晶化温度为前述下限值以上,则结晶化速度大,能够利用流延辊来结束结晶化,因此弹性模量变高,其结果,呈现在辊上的贴附受到抑制、薄膜的外观变好的倾向。

另一方面,聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的降温过程中的结晶化温度优选为320℃以下,更优选为315℃以下,进一步优选为310℃以下,特别优选为305℃以下。如果聚醚醚酮的降温过程中的结晶化温度的上限为该范围,则结晶化不会过快,因此,呈现成形为薄膜等复合材料用构件时的冷却不均变少、能够得到均匀结晶化的高品质的复合材料用构件的倾向。

需要说明的是,聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的降温过程中的结晶化温度可如下求出:按照JIS K7121:2012,使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1DSC”),在温度范围为400~25℃、速度为10℃/分钟的条件下使其降温,由检测出的DSC曲线的结晶化峰的峰顶温度来求出。

分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上的聚芳基醚酮、其中的聚醚醚酮的制造方法没有特别限定,可利用公知的制法来制造。只要在制造时适当选择并采用用于制成作为目标的分子量分布、质均分子量的条件即可。具体而言,可列举出例如采用调整在聚合时投入的单体、聚合引发剂、催化剂、根据需要而添加的链转移剂等的种类/量/浓度、各自的添加方法或者调整聚合温度、聚合时间、聚合压力等聚合条件的方法。另外,也可以采用阶段性地变更聚合条件来进行聚合的所谓多段聚合。

<复合材料用构件>

包含上述聚芳基醚酮、优选包含聚醚醚酮作为主成分,并且分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上的树脂成分可适合地用作复合材料用构件(以下有时称为“本构件”),所述复合材料用构件是用于获得包含树脂和用于加强树脂的纤维(强化纤维)的复合材料的材料构件。其中,所述树脂成分可更适合地用作包含树脂和数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的复合材料用构件。本构件尤其是通过包含具有上述特定的分子量分布和质均分子量的聚芳基醚酮、优选包含聚醚醚酮,从而呈现所得复合材料用构件的刚性、耐久性、耐冲击性、生产率优异的倾向。由包含特定的聚芳基醚酮、尤其是包含聚醚醚酮而实现的这些优点在与作为强化纤维的数均纤维长度为5mm以上的纤维进行复合时变得特别显著。

本构件可以在不损害本发明效果的范围内包含热稳定剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗菌/防霉剂、抗静电剂、润滑剂、颜料、染料、填充材料等各种添加剂。

作为本构件中的树脂成分的比例、尤其是聚芳基醚酮、优选是聚醚醚酮的比例,优选为35质量%以上,更优选为40质量%以上,进一步优选为50质量%以上,特别优选为60质量%以上,尤其优选为70质量%以上,最优选为80质量%以上。如果本构件中包含的树脂成分、尤其是聚芳基醚酮、优选是聚醚醚酮的比例为前述下限值以上,则容易形成耐热性和刚性优异的本构件。另一方面,关于上限没有特别限定,为了充分发挥出耐热性、刚性之类的特性,树脂成分、尤其是聚芳基醚酮、优选是聚醚醚酮的比例优选尽可能高,以树脂成分、尤其是聚芳基醚酮、优选是聚醚醚酮的改性为目的而进一步包含添加剂、填充材料等时,优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下,进一步优选为85质量%以下。如果本构件中包含的树脂成分、尤其是聚芳基醚酮、优选是聚醚醚酮的比例为前述上限值以下,则进一步包含添加剂、填充材料等时,容易充分发挥出它们的效果。

本构件可以是未完全结晶化的状态,也可以是结晶化的状态。也可以根据目的而在制造过程中使用公知方法来适当调整结晶性。一般而言,在未结晶化的状态下,韧性优异,在结晶化的状态下,耐热性、刚性优异。在要求耐热性、刚性等更高的功能的用途中,优选完全结晶化。需要说明的是,完全结晶化是指:在差示扫描量热测定(DSC)的升温过程中,未确认到与结晶化相伴的放热峰。

[结晶熔解温度]

本构件的结晶熔解温度优选为330℃以上,更优选为332℃以上,进一步优选为334℃以上,特别优选为336℃以上。如果本构件的结晶熔解温度为前述下限值以上,则呈现耐热性优异的倾向。另一方面,结晶熔解温度优选为370℃以下,更优选为365℃以下,进一步优选为360℃以下,特别优选为355℃以下,最优选为350℃以下。如果本构件的结晶熔解温度为前述上限值以下,则呈现使用本构件来制造其与强化纤维的复合材料时在纤维中的浸渗性等二次加工性优异的倾向。

需要说明的是,本构件的结晶熔解温度可如下求出:按照JIS K7121:2012,使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1 DSC”),在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟下使其升温,由检测出的DSC曲线的熔解峰的峰顶温度来求出。

[结晶熔解热量]

本构件的结晶熔解热量优选为30J/g以上,更优选为32J/g以上,进一步优选为34J/g以上,特别优选为36J/g以上。如果本构件的结晶熔解热量为前述下限值以上,则具有充分的结晶度,进而,呈现耐热性和刚性优异的倾向。另外,在制成其与强化纤维的复合材料的情况下,也呈现耐热性和刚性优异的倾向。另一方面,本构件的结晶熔解热量优选为45J/g以下,更优选为43J/g以下,进一步优选为40J/g以下。如果本构件的结晶熔解热量为前述上限值以下,则结晶度不会过高,因此,呈现制造其与强化纤维的复合材料时在纤维中的浸渗性等二次加工性优异的倾向。

需要说明的是,本构件的结晶熔解热量可如下求出:按照JIS K7122:2012,使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1 DSC”),在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟的条件下使其升温,由检测出的DSC曲线的熔解时的熔解峰的面积来求出。

[结晶化温度]

本构件的降温过程中的结晶化温度优选为288℃以上,更优选为289℃以上,进一步优选为290℃以上,特别优选为291℃以上。如果本构件的降温过程中的结晶化温度为前述下限值以上,则呈现结晶化速度大、能够缩短在生产其与强化纤维的复合材料时的周期、生产率优异的倾向。

另一方面,降温过程中的结晶化温度优选为320℃以下,更优选为315℃以下,进一步优选为310℃以下,特别优选为305℃以下。如果本构件的降温过程中的结晶化温度为前述上限值以下,则结晶化不会过快,因此,呈现制造其与强化纤维的复合材料时的冷却不均变少、能够得到均匀结晶化的高品质的复合材料的倾向。并且,还存在如下优点:在制造其与强化纤维的复合材料时容易使本构件充分浸渗至强化纤维中、所得复合材料也容易成为均匀结晶化且高品质的产物。

需要说明的是,本构件的结晶化温度可如下求出:按照JIS K7121:2012,使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1 DSC”),在温度范围为400~25℃、速度为10℃/分钟的条件下使其降温,由检测出的DSC曲线的结晶化峰的峰顶温度来求出。

[拉伸弹性模量]

本构件的拉伸弹性模量优选为3400MPa以上,更优选为3500MPa以上,进一步优选为3600MPa以上,特别优选为3650MPa以上,最优选为3700MPa以上。本构件中使用的聚芳基醚酮、优选聚醚醚酮的分子量分布宽,因此,刚性高的结晶区域的比例变大,其结果,拉伸弹性模量容易变高。如果拉伸弹性模量为前述下限值以上,则刚性优异,所得复合材料也容易成为刚性、强度优异的产物。

另一方面,拉伸弹性模量优选为5000MPa以下,更优选为4500MPa以下,进一步优选为4000MPa以下,特别优选为3900MPa以下,最优选为3800MPa以下。如果拉伸弹性模量为前述上限值以下,则呈现刚性不会过高且所得复合材料的赋形等二次加工性也优异的倾向。

需要说明的是,拉伸弹性模量在拉伸速度为5mm/分钟的条件下进行测定,具体而言,可利用后述实施例中记载的方法进行测定。

[耐折次数]

本构件的耐折次数优选为5000次以上,更优选为6000次以上,进一步优选为7000次以上,特别优选为8000次以上,尤其优选为9000次以上,最优选为10000次以上。如果耐折次数为该范围,则容易成为耐久性充分高、且所得复合材料的耐久性也优异、在反复施加应力那样的用途中也不易破坏的产物。需要说明的是,耐折次数可按照JIS P8115:2001,在厚度为100μm、弯折角度为135度、弯折速度为175cpm、载荷为9.8N的条件下进行测定。

[穿刺冲击强度]

本构件的在厚度为100μm、23℃、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的穿刺冲击强度优选为0.2J以上,更优选为0.4J以上,进一步优选为0.6J以上,特别优选为0.8J以上。如果23℃时的穿刺冲击强度为该范围,则容易成为耐冲击性充分高、即便从外部施加冲击也不易破坏的复合材料用构件,且所得复合材料也容易成为耐冲击性优异的产物。

本构件的在厚度为100μm、-20℃、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的穿刺冲击强度优选为0.2J以上,更优选为0.4J以上,进一步优选为0.6J以上,特别优选为0.8J以上。如果-20℃时的穿刺冲击强度为该范围,则特别容易成为低温下的耐冲击性充分高、即便从外部施加冲击也不易破坏的复合材料用构件,且所得复合材料也容易成为耐冲击性优异的产物。

需要说明的是,23℃和-20℃时的穿刺冲击强度可参照JIS K7124-2:1999,在厚度为100μm、测定样品固定框的内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下进行测定,本构件的厚度为1mm以上时,只要参考JIS K7211-2:2006,并利用相同的条件进行测定即可。

[厚度精度]

本构件的形状为薄膜、片、板状等与长度和宽度相比厚度极小的轻薄平坦形状时,本构件的厚度精度优选为7%以下,更优选为5%以下,进一步优选为4%以下,特别优选为3%以下,尤其优选为2.5%以下,最优选为2%以下。如果厚度精度为该范围,则与强化纤维进行复合时,所得复合材料中的强化纤维含量的偏差容易变小,即复合材料的各部位的强度等机械物性值的偏差小,容易得到机械物性的均匀性高的复合材料。厚度精度的下限没有特别限定,优选为0%,通常为0.1%,可以为0.3%,也可以为0.5%,也可以为0.8%,还可以为1%。

需要说明的是,厚度精度可根据所测得的薄膜厚度的平均值和标准偏差,由下述式1来算出,具体而言,可利用后述实施例中记载的方法来测定。

[式1]

厚度精度(%)=标准偏差(μm)/平均值(μm)×100

[表面粗糙度]

本构件的形状为薄膜、片、板状等与长度和宽度相比厚度极小的轻薄平坦形状时,至少一面(单面)的表面粗糙度优选为特定范围。具体而言,本构件的至少单面的算术平均高度(Sa)、最大高度(Sz)、算术平均粗糙度(Ra)、最大高度粗糙度(Rz)优选为后述的特定范围。另外,还优选本构件的两面的表面粗糙度为后述的特定范围。

[算术平均高度(Sa)]

本构件的至少单面的算术平均高度(Sa)优选为0.001μm以上,更优选为0.005μm以上,进一步优选为0.007μm以上,特别优选为0.01μm以上,尤其优选为0.015μm以上,最优选为0.018μm以上。另外,算术平均高度(Sa)优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下,进一步优选为0.2μm以下,特别优选为0.1μm以下,尤其优选为0.08μm以下,最优选为0.05μm以下。

如果算术平均高度(Sa)为前述下限值以上,则在制造预浸料等复合材料时与强化纤维片等进行层叠的过程中,不易发生因从薄膜卷等输出薄膜等时的滑动性降低而导致薄膜等蛇行或倾斜的不良情况,容易形成加工性优异的复合材料用构件。另外,也不易产生如下问题:因薄膜卷等中蓄积的静电而在薄膜卷出时产生火花,使薄膜等的表面损伤,或者,浮游的尘埃被静电吸引而附着于薄膜等的表面,异物混入至所得复合材料中,故而优选。另外,如果算术平均高度(Sa)为前述上限值以下,则在与强化纤维进行复合时,所得复合材料中的强化纤维含量的偏差容易变小,即,复合材料的各部位的强度等机械物性值的偏差小,容易得到机械物性的均匀性高的复合材料。另外,具有也不易产生如下问题的优点:从薄膜卷等卷出薄膜等时的薄膜搬运中,薄膜等在搬运辊上发生打滑、偏移、扭曲、褶皱等。

需要说明的是,算术平均高度(Sa)可使用白色干涉显微镜进行测定,具体而言,可利用后述实施例中记载的方法进行测定。

[最大高度(Sz)]

本构件的至少单面的最大高度(Sz)优选为0.1μm以上,更优选为0.3μm以上,进一步优选为0.5μm以上,特别优选为0.7μm以上,最优选为0.8μm以上。另外,最大高度(Sz)优选为10μm以下,更优选为7μm以下,进一步优选为5μm以下,特别优选为3μm以下,尤其优选为2.5μm以下,最优选为2μm以下。

如果最大高度(Sz)为前述下限值以上,则在制造预浸料等复合材料时与强化纤维片等进行层叠的过程中,不易发生因从薄膜卷等输出薄膜等时的滑动性降低而导致薄膜等蛇行或倾斜的不良情况,容易形成加工性优异的复合材料用构件。另外,也不易产生如下问题:因薄膜卷等中蓄积的静电而在薄膜卷出时产生火花,使薄膜等的表面损伤,或者,浮游的尘埃被静电吸引而附着于薄膜等的表面,异物混入至所得复合材料中,故而优选。另外,如果最大高度(Sz)为前述上限值以下,则在与强化纤维进行复合时,所得复合材料中的强化纤维含量的偏差容易变小,即,复合材料的各部位的强度等机械物性值的偏差小,容易得到机械物性的均匀性高的复合材料。另外,具有也不易产生如下问题的优点:从薄膜卷等卷出薄膜等时的薄膜搬运中,薄膜等在搬运辊上发生打滑、偏移、扭曲、褶皱等。

需要说明的是,最大高度(Sz)可使用白色干涉显微镜进行测定,具体而言,可利用后述实施例中记载的方法进行测定。

[算术平均粗糙度(Ra)]

本构件的至少单面的算术平均粗糙度(Ra)优选为0.005μm以上,更优选为0.008μm以上,进一步优选为0.01μm以上,特别优选为0.015μm以上,最优选为0.02μm以上。另外,算术平均粗糙度(Ra)优选为1μm以下,更优选为0.7μm以下,进一步优选为0.5μm以下,更进一步优选为0.3μm以下,特别优选为0.2μm以下,尤其优选为0.15μm以下,最优选为0.1μm以下。

如果算术平均粗糙度(Ra)为前述下限值以上,则在制造预浸料等复合材料时与强化纤维片等进行层叠的过程中,不易发生因从薄膜卷等输出薄膜等时的滑动性降低而导致薄膜等蛇行或倾斜的不良情况,容易形成加工性优异的复合材料用构件。另外,也不易产生如下问题:因薄膜卷等中蓄积的静电而在薄膜卷出时产生火花,使薄膜等的表面损伤,或者,浮游的尘埃被静电吸引而附着于薄膜等的表面,异物混入至所得复合材料中,故而优选。另外,如果算术平均粗糙度(Ra)为前述上限值以下,则在与强化纤维进行复合时,所得复合材料中的强化纤维含量的偏差容易变小,即,复合材料的各部位的强度等机械物性值的偏差小,容易得到机械物性的均匀性高的复合材料。另外,具有也不易产生如下问题的优点:从薄膜卷等卷出薄膜等时的薄膜搬运中,薄膜等在搬运辊上发生打滑、偏移、扭曲、褶皱等。

需要说明的是,算术平均粗糙度(Ra)可按照JIS B0601:2013,并使用接触式表面粗糙度计进行测定,具体而言,可利用后述实施例中记载的方法进行测定。

[最大高度粗糙度(Rz)]

本构件的至少单面的最大高度粗糙度(Rz)优选为0.05μm以上,更优选为0.08μm以上,进一步优选为0.1μm以上,特别优选为0.15μm以上,最优选为0.2μm以上。另外,最大高度粗糙度(Rz)优选为5μm以下,更优选为3μm以下,进一步优选为2μm以下,特别优选为1μm以下,最优选为0.8μm以下。

如果最大高度粗糙度(Rz)为前述下限值以上,则在制造预浸料等复合材料时与强化纤维片等进行层叠的过程中,不易发生因从薄膜卷等输出薄膜等时的滑动性降低而导致薄膜等蛇行或倾斜的不良情况,容易形成加工性优异的复合材料用构件。另外,也不易产生如下问题:因薄膜卷等中蓄积的静电而在薄膜卷出时产生火花,使薄膜等的表面损伤,或者,浮游的尘埃被静电吸引而附着于薄膜等的表面,异物混入至所得复合材料中,故而优选。另外,如果最大高度粗糙度(Rz)为前述上限值以下,则在与强化纤维进行复合时,所得复合材料中的强化纤维含量的偏差容易变小,即,复合材料的各部位的强度等机械物性值的偏差小,容易得到机械物性的均匀性高的复合材料。另外,具有也不易产生如下问题的优点:从薄膜卷等卷出薄膜等时的薄膜搬运中,薄膜等在搬运辊上发生打滑、偏移、扭曲、褶皱等。

需要说明的是,最大高度粗糙度(Rz)可按照JIS B0601:2013,并使用接触式表面粗糙度计进行测定,具体而言,可利用后述实施例中记载的方法进行测定。

[相对结晶度]

本构件的相对结晶度优选为50%以上,更优选为60%以上,进一步优选为70%以上,特别优选为80%以上,尤其优选为90%以上,最优选为95%以上。另外,上限通常为100%。若本构件的相对结晶度为前述下限值以上,则使本构件与强化纤维进行加热压接而制成复合材料时,容易抑制由热导致的收缩,另外,能够使耐热性、刚性更优异。

需要说明的是,相对结晶度可如下获得:使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1 DSC”),在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟的条件下进行升温,根据此时得到的结晶熔解峰的热量(J/g)、重结晶化峰的热量(J/g),使用下述式2进行计算来获得。

[式2]

相对结晶度(%)={1-(ΔHc/ΔHm)}×100

ΔHc:本构件的在10℃/分钟的升温条件下的重结晶化峰的热量(J/g)

ΔHm:本构件的在10℃/分钟的升温条件下的结晶熔解峰的热量(J/g)

需要说明的是,存在多个重结晶化峰时,将其热量的合计作为ΔHc,存在多个结晶熔解峰时,算出其热量的合计来作为ΔHm。可以将利用差示扫描量热计进行测定时观察不到重结晶化峰的构件(ΔHc=0J/g)称为结晶化的本构件,将观察到重结晶化峰的构件称为未完全结晶化的本构件。

[比重]

本构件的比重优选为1.27以上,更优选为1.28以上。相对结晶度与比重存在相关性,通常,相对结晶度越高,则比重越容易变高。因此,若比重为前述下限值以上,则呈现如下倾向:在使本构件与强化纤维进行加热压接等而制成复合材料时,能够抑制由热导致的收缩,另外,呈现能够使耐热性、刚性优异的倾向。另一方面,本构件的比重优选为1.35以下,更优选为1.34以下。

需要说明的是,比重是按照JIS K7112:1999(D法)的测定方法,利用温度为23℃的条件而测得的值。

[加热收缩率]

本构件的加热收缩率优选为2.5%以下,更优选为2.2%以下,进一步优选为1.8%以下,特别优选为1.5%以下,尤其优选为1.2%以下,尤其优选为0.8%以下,最优选为0.7%以下。通过将加热收缩率设为前述上限值以下,从而呈现如下倾向:在使本构件与强化纤维进行加热压接等而制成复合材料时,能够抑制由热导致的收缩,呈现所得复合材料也不易发生褶皱等外观不良的倾向。本构件的加热收缩率的下限没有特别限定,优选为0%,可以为0.1%,也可以为0.2%,还可以为0.3%。

加热收缩率可如下求出:在从制成薄膜状等的本构件中切出的大小为120mm×120mm的试验片上,沿着与树脂的流向(MD)正交的方向(TD)标出100mm间隔的标线,将该试验片在200℃的环境下静置10分钟,根据加热前后的标线间距离,并利用下述式3来求出。

[式3]

加热收缩率(%)=[(加热前的标线间距离-加热后的标线间距离)/加热前的标线间距离]×100

[加热收缩应力]

本构件的加热收缩应力优选为1.2mN以下,更优选为1mN以下,进一步优选为0.8mN以下,特别优选为0.5mN以下,最优选为0.3mN以下。通过将加热收缩应力设为前述上限值以下,从而呈现如下倾向:在使本构件与强化纤维进行加热压接等而制成复合材料时,能够抑制由热导致的收缩,呈现所得复合材料也不易产生褶皱等外观不良的倾向。本构件的加热收缩应力的下限没有特别限定,优选为0mN。

加热收缩应力可利用以下的方法来求出。

从制成薄膜状等的本构件中切出长度10mm、宽度3mm的短条状试验片,使用热机械分析装置(例如日立高新科技公司制的热机械分析装置“TMA7100”),将试验片的一端安装于载荷检测器的卡盘,将另一端安装于固定卡盘,在不施加载荷的状态下以5℃/分钟的升温速度从室温(23℃)加热至340℃,测定145℃时的应力值。针对树脂的流向(MD)和与其正交的方向(TD)分别进行测定,将应力值大的一者作为本发明的加热收缩应力。

作为本构件的形状,没有特别限定,可以为薄膜、板、纤维、瓶、管、棒、粉末、粒料等中的任意形状,优选为薄膜、板、纤维,更优选为薄膜、板,进一步优选为薄膜。需要说明的是,本构件为板状构件时,作为板状构件的“板状”,是指最大厚度任意的平坦形状,是指不仅包括厚度为1mm以上的所谓板,还包括厚度小于1mm的薄膜。作为板状构件,优选为薄板状,其厚度优选为2mm以下,更优选小于1mm,进一步优选为500μm以下,特别优选为400μm以下,尤其优选为300μm以下,最优选为250μm以下。下限值通常为3μm。

使用粉末、粒料等形状的物质时,原料树脂可以直接使用,也可以加工成粉末状、粒料状等。另外,为其它形状时,可通过一般的成形法、例如挤出成形、注射成形、熔融流延法等流延成形、加压成形等而进行成形,成形为各种形状、优选成形为薄膜、板等构件。在各个成形方法中,装置和加工条件没有特别限定,可以采用公知的方法。尤其是,从与后述强化纤维制成复合材料时的加工性的观点出发,优选为通过挤出成形法、尤其是T模具法而制成薄膜的复合材料用构件。

需要说明的是,本发明中,薄膜包括片。一般来说,薄膜是指:与长度和宽度相比厚度极小、最大厚度任意限定的轻薄平坦的制品,通常以卷的形态进行供给(日本工业标准JIS K6900:1994),一般来说,片是指:在JIS的定义中,轻薄、通常其厚度比长度和宽度小且平坦的制品。但是,片和薄膜的界限并不确定,因此,本发明中,薄膜包括片。因而,“薄膜”可以为“片”。

<薄膜的制造方法>

本构件为薄膜时,薄膜的制造方法没有特别限定,可以以例如无拉伸薄膜或拉伸薄膜的形式来获得。从制造复合材料时的二次加工性的观点出发,优选以无拉伸薄膜的形式来获得。需要说明的是,无拉伸薄膜是指:不为了控制薄膜取向而积极拉伸的薄膜,还包括在T模具法等挤出成形等中利用流延辊进行牵引时发生了取向的薄膜、基于拉伸辊的拉伸倍率小于2倍的薄膜。

在无拉伸薄膜的情况下,可通过在将薄膜的构成材料熔融混炼后,进行挤出成形并冷却来制造。熔融混炼可以使用单螺杆挤出机或双螺杆挤出机等公知的混炼机。熔融温度根据树脂的种类、混合比率、添加剂的有无、种类来适当调整,从生产率等的观点出发,优选为320℃以上,更优选为340℃以上,进一步优选为350℃以上,特别优选为360℃以上。通过将熔融温度设为前述下限值以上,从而粒料等原料的结晶会充分熔解而不易残留于薄膜,因此,耐折次数、穿刺冲击强度容易提高。另一方面,熔融温度优选为450℃以下,更优选为430℃以下,进一步优选为410℃以下,特别优选为390℃以下。通过将熔融温度设为前述上限值以下,从而在熔融成形时树脂不易分解,容易维持分子量,因此,呈现薄膜的耐折次数、穿刺冲击强度、拉伸弹性模量提高的倾向。

冷却可通过例如使熔融树脂接触已冷却的流延辊等冷却机来进行。冷却温度(例如流延辊的温度)因制作结晶化的薄膜还是制作未完全结晶化的薄膜而异。制作结晶化的薄膜时,只要以达到期望结晶度的方式适当选择冷却温度即可。作为前述冷却温度,优选为比本构件中包含的树脂成分的玻璃化转变温度高30~150℃的温度,更优选为高35~140℃的温度,特别优选为高40~135℃的温度。通过将冷却温度设为前述范围,从而存在能够减缓薄膜的冷却速度、能够提高相对结晶度的倾向。

例如,包含聚醚醚酮作为树脂成分时,冷却温度(流延辊温度)优选为180℃以上,更优选为190℃以上,进一步优选为200℃以上。

获得更高结晶度的薄膜时,冷却温度(流延辊温度)特别优选为210℃以上,最优选为220℃以上。另一方面,冷却温度(流延辊温度)优选为300℃以下,更优选为280℃以下,进一步优选为270℃以下,特别优选为260℃以下,尤其优选为250℃以下,最优选为240℃以下。

可以认为:从晶体的成核速度与生长速度的平衡出发,高分子材料的结晶化速度在玻璃化转变温度与结晶熔解温度之间的温度区域内最大化。制作相对结晶度高的薄膜时,如果冷却温度(流延辊温度)的下限与上限为该范围,则结晶化速度容易变得最大,容易得到生产率优异的结晶化薄膜。

另一方面,制作未完全结晶化的薄膜时,重要的是:从熔融状态一口气骤冷至玻璃化转变温度以下,使分子的运动性降低至晶体无法生长的区域为止。该情况下,冷却温度(例如流延辊温度)优选为50℃以上,更优选为100℃以上,进一步优选为120℃以上。另一方面,冷却温度(流延辊温度)优选为150℃以下,更优选为140℃以下。制作未完全结晶化的薄膜时,如果冷却温度(流延辊温度)为该范围,则容易得到不会因骤冷而产生褶皱、粘贴等的外观良好的薄膜。

需要说明的是,前述玻璃化转变温度是指:按照JIS K7121:2012,并使用差示扫描量热计(例如Perkin Elmer公司制的“Pyris1 DSC”),在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟的条件下测得的值。另外,因多种树脂的混合物而存在多个玻璃化转变温度时,将最高的玻璃化转变温度视作树脂成分的玻璃化转变温度,并调整冷却温度即可。

为了将本构件的相对结晶度设为前述期望范围,例如,本构件为薄膜时,优选为对采用挤出成形并挤出薄膜时的条件进行适当调整的方法,本发明中,更优选采用以下(1)~(4)的方法。这些方法可以组合使用。其中,优选为所得复合材料更不易产生褶皱、能量消耗少的方法(1)。

(1)调整将熔融树脂冷却而制成薄膜形状时的冷却条件的方法。前述冷却可通过例如使用流延辊作为冷却机,并使挤出的熔融树脂接触流延辊来进行,具体而言,优选采用以下的方法。

可列举出将冷却温度设为比树脂成分的玻璃化转变温度高30~150℃的温度的方法。冷却温度更优选为比树脂成分的玻璃化转变温度高35~140℃的温度,特别优选为高出40~135℃的温度。通过将冷却温度设为前述范围,从而存在能够减缓薄膜的冷却速度、能够提高相对结晶度的倾向。

尤其是,作为树脂成分,包含聚醚醚酮作为主成分时,冷却温度优选为180℃以上,更优选为190℃以上,进一步优选为200℃以上,特别优选为210℃以上。

另一方面,冷却温度优选为300℃以下,更优选为280℃以下,进一步优选为260℃以下,特别优选为250℃以下,最优选为240℃以下。

(2)使用加热辊将薄膜再加热的方法。具体而言,可列举出利用纵向拉伸机等的与流延辊不同的辊进行加热的方法。加热时的温度优选为与前述(1)的冷却温度相同的范围。

(3)利用烘箱将薄膜再加热的方法。具体而言,可列举出将薄膜通入至浮动干燥器、拉幅机、手动干燥器等干燥装置中,利用热风进行加热的方法。加热时的温度优选为与前述(1)的冷却温度相同的范围。

(4)利用红外线将薄膜再加热的方法。具体而言,可以在辊之间设置陶瓷加热器等远红外线加热器,并利用辊对辊方式将薄膜加热,也可以将薄膜通入至远红外线干燥机中来进行加热。加热时的温度优选为与前述(1)的冷却温度相同的范围。

需要说明的是,前述(2)~(4)的处理可以在薄膜生产线中设置用于该处理的设备,并在制造薄膜时同时进行,也可以暂时将薄膜卷成卷状后,针对该薄膜卷,利用生产线之外的这些设备来进行。

另外,作为调整本构件的算术平均高度(Sa)、最大高度(Sz)、算术平均粗糙度(Ra)、最大高度粗糙度(Rz)的方法,没有特别限定,可以使用例如压花辊转印、压花带转印、压花薄膜转印等转印处理;喷砂处理、喷丸处理、蚀刻处理、雕刻处理、表面结晶化;在通过将树脂成分涂布在支承体上,进行干燥、热处理而得到本构件的流延工序中,通过研磨等来适当调整用作支承体的金属辊、环状金属带、高分子薄膜等的表面粗糙度的方法等各种方法。其中,从容易边将熔融树脂挤出成薄膜状边连续且均匀地调整表面粗糙度的观点出发,优选为通过将薄膜状的熔融树脂流延在流延辊等辊上而调整至期望粗糙度的方法。该情况下,通过调整流延辊的算术平均粗糙度等表面粗糙度,从而能够调整树脂薄膜的表面粗糙度。

进而,作为将本构件的厚度精度调整至期望范围的方法,没有特别限定,例如,本构件为薄膜时,对采用挤出成形并挤出薄膜时的条件进行适当调整即可。具体而言,可列举出例如:

(1)使T模具等模具的唇口螺栓(lip bolt)机械性地旋转而调整唇口开度的方法;

(2)在模具唇口中以一定的间隔安装加热装置,对它们分别进行温度调整,利用熔融树脂的粘度的温度变化来调整薄膜厚度的方法;

(3)以挤出成薄膜状的熔融树脂尽可能不发生膜振动、脉动的方式,调整模具与流延辊的距离的方法;

(4)以挤出成薄膜状的熔融树脂接触流延辊时不会因周围空气等的气体流动而发生脉动的方式,设置板、覆盖物来阻断空气流动的方法;

(5)以挤出成薄膜状时的喷出量不发生变动的方式进行调整的方法;

(6)减小流延辊的旋转变动率来抑制辊的旋转不均的方法;

(7)由对挤出成薄膜状的熔融树脂施加了高电压的电极来赋予静电荷,利用静电而使其密合于流延辊的方法(静电密合法);

(8)对挤出成薄膜状的熔融树脂吹附帘状的压缩空气,使其密合于流延辊的方法;

(9)利用夹辊使挤出成薄膜状的熔融树脂密合于流延辊的方法等。

以薄膜的形式使用本构件时,薄膜的厚度没有特别限定,通常为3μm以上,优选为6μm以上,更优选为9μm以上,进一步优选为12μm以上,更进一步优选超过15μm,更进一步优选为20μm以上,特别优选为35μm以上,尤其优选为50μm以上,最优选为60μm以上。另一方面,薄膜的厚度优选为500μm以下,更优选为450μm以下,进一步优选为400μm以下,更进一步优选为350μm以下,特别优选为300μm以下,尤其优选为250μm以下,最优选为200μm以下。如果薄膜的厚度为该范围,则厚度不会过薄或过厚,因此,呈现机械特性、制膜性、绝缘性等的平衡、与强化纤维进行复合时的二次加工性优异的倾向。

需要说明的是,具体而言,薄膜的厚度是指利用实施例的方法而测得的平均厚度。

另外,本构件为薄膜时,也可以在不损害本发明效果的范围内制成层叠有其它层的多层薄膜。多层化的方法可以使用例如共挤出、挤出层压、热层压、干式层压等公知方法。

[用途/使用方式]

本构件的刚性、耐久性、耐冲击性、生产率优异,因此,可用作树脂与强化纤维、尤其是数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的复合用材料。尤其是,本构件为薄膜时,可适合地用作与数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的复合用途的材料。

数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的种类没有特别限定,可列举出例如碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维等无机纤维;液晶聚合物纤维、聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、聚对亚苯基苯并噁唑纤维等有机纤维;铝纤维、镁纤维、钛纤维、SUS纤维、铜纤维、覆盖有金属的碳纤维等金属纤维等。这些之中,从刚性、轻量性的观点出发,优选为碳纤维。

碳纤维有聚丙烯腈(PAN)系、石油/煤沥青系、人造丝系、木质素系等,但任意碳纤维均可使用。尤其是,以PAN作为原料的PAN系碳纤维且12000~48000条长丝的股线或丝束在工业规模下的生产率和机械特性优异,故而优选。

数均纤维长度为5mm以上,优选为10mm以上,更优选为20mm以上,更优选为30mm以上,特别优选为40mm以上,最优选为50mm以上。另外,强化纤维还优选为连续纤维。通过将数均纤维长度设为前述下限值以上,从而呈现容易使所得复合材料的机械特性充分的倾向。数均纤维长度的上限没有特别限定,强化纤维的形状为后述那样的机织物、针织物、非织造布等非连续纤维时,数均纤维长度优选为500mm以下,更优选为300mm以下,进一步优选为150mm以下。通过将数均纤维长度设为前述上限值以下,从而呈现如下倾向:使用复合材料而成形为最终制品、尤其是复杂形状的最终制品时,向复杂形状部填充强化纤维的填充性充分,容易抑制该部位的强度降低的发生。

需要说明的是,强化纤维的数均纤维长度是指:使用扫描型电子显微镜等电子显微镜、光学显微镜来观察强化纤维时,观察到的长度最长的部分的平均长度。具体而言,可以对能够观察复合材料中存在的强化纤维的长度方向的截面进行观察,并对测得的纤维长度进行数均化来求出。

另外,作为其它方法,还可列举出如下方法:使利用溶剂等去除树脂成分后的强化纤维分散于适当的分散剂,对由此得到的分散液进行薄膜层压,利用扫描仪等对强化纤维进行拍摄,使用由此得到的图像,利用图像处理软件等来求出数均纤维长度。

强化纤维的形状也没有特别限定,可根据需要从短切原丝、粗纱等纤维束、平纹织物、斜纹织物等机织物、针织物、非织造布、纤维纸、UD材(单方向性(uni directional)材料)等强化纤维片中进行适当选择。

强化纤维与本构件的复合化方法没有特别限定,通过采用树脂薄膜浸渗法(薄膜堆叠法)、交织法、熔融法、溶剂法、干粉涂布法、粉末悬架法等粉末法等现有公知的方法,从而能够制造在强化纤维束、强化纤维片中浸渗或半浸渗有本构件的预浸料等复合材料。本发明中,在这些之中,优选采用树脂薄膜浸渗法(薄膜堆叠法)。

具体而言,通过在前述强化纤维片的单面或两面重叠本构件并进行加热/加压,从而能够使本构件的树脂成分熔融/浸渗至强化纤维片中而制成预浸料。此时,通过调整加热、加压的条件,从而能够得到所含有的空隙量受到控制的预浸料。需要说明的是,预浸料还包括省略加压工序并通过热熔接而使本构件临时粘接于强化纤维片的形态。像这样进行了临时粘接的预浸料、尤其是包含大量空隙的预浸料的情况下,具有如下优点:能够缩短制造所需的时间,有助于降低制造成本,且具有柔软性,因此,容易根据实际形状来进行变形。需要说明的是,上述方法可以在本构件为薄膜的情况下适合地使用。

通过将该预浸料供于高压釜成形、注入成形、冷热加压成形、冲压成形、基于自动装置的自动层叠成形等公知工序,从而能够得到复合材料制品,其成形条件可根据所含有的空隙量来选择。对制作预浸料时使用的薄膜等本构件要求在强化纤维片中的浸渗性、热熔接性等二次加工性,本构件因包含特定的分子量分布、质均分子量的聚芳基醚酮、优选包含聚醚醚酮,结晶性受到适度抑制,因此,二次加工性优异,所得复合材料的耐久性、耐冲击性也优异,因此,可特别适合地使用。

从弹性模量、强度的观点出发,如此操作而得到的复合材料中的强化纤维的含有比例优选为20体积%以上,更优选为30体积%以上,进一步优选为40体积%以上。另一方面,复合材料中的强化纤维的含有比例优选为90体积%以下,更优选为80体积%以下,进一步优选为70体积%以下。

使本构件与强化纤维复合而成的复合材料因其耐热性、轻量性、机械强度等而能够适合地用于航空器、汽车、船舶或火车之类的移动体;体育用品、家电制品、建筑资材等,尤其是,作为航空器、汽车、船舶或火车之类的移动体的构成构件在工业上是有用的。

另外,本发明中,公开树脂成分含有聚芳基醚酮作为主成分的薄膜的制造方法。其中,聚芳基醚酮为聚醚醚酮时,可适宜地采用下述制造方法。

具体而言,一种薄膜的制造方法,其中,准备分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上的树脂成分,在挤出机中进行熔融混炼,从管头挤出熔融树脂,利用流延辊使该熔融树脂冷却,由此制成薄膜形状,使冷却后的薄膜的结晶化温度为288℃以上且320℃以下,使冷却后的薄膜的在拉伸速度为5mm/分钟的条件下测得的拉伸弹性模量为3400MPa以上且5000MPa以下。

另外,本发明的薄膜的制造方法中,还公开如下的薄膜的制造方法,其中,使前述冷却后的薄膜的在厚度为100μm、弯折角度为135度、弯折速度为175cpm、载荷为9.8N的条件下测得的耐折次数为5000次以上,使前述冷却后的薄膜的在厚度为100μm、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的23℃时的穿刺冲击强度为0.2J以上,并且,使前述冷却后的薄膜的在厚度为100μm、固定框内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下测得的-20℃时的穿刺冲击强度为0.2J以上。

进而,本发明的薄膜的制造方法中,还公开如下的薄膜的制造方法,其中,使前述冷却后的薄膜的结晶熔解热量为30J/g以上且45J/g以下。

上述制造方法中,优选的是:前述聚芳基醚酮、优选聚醚醚酮的分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上。

为了制造具有上述那样的结晶化温度、拉伸弹性模量,且优选使耐折次数为5000次以上、23℃和-20℃时的穿刺冲击强度为0.2J以上,进一步优选结晶熔解热量为30J/g以上且45J/g以下的薄膜,只要对用作原料的聚芳基醚酮的选择、挤出薄膜时的条件等进行适当调整即可,本发明中,优选采用以下(1)~(4)的方法。

(1)作为用作原料的聚芳基醚酮、优选聚醚醚酮,使用分子量分布为4以上且8以下、质均分子量为88000以上的物质。另外,聚芳基醚酮、优选聚醚醚酮的物性等的详情与上述复合材料用构件中使用的聚芳基醚酮和聚醚醚酮的物性等相同,因此,此处省略说明。

(2)调整挤出机中的熔融混炼的温度。具体而言,优选将挤出机的出口处的树脂温度设为350℃以上,更优选设为360℃以上,进一步优选设为370℃以上,特别优选设为380℃以上。通过将挤出机出口处的树脂温度设为前述下限值以上,从而不仅粒料充分熔融且稳定喷出,而且粒料的晶体也充分熔解,不易残留于薄膜,因此,耐折次数、穿刺冲击强度容易提高,且所得薄膜的外观也容易变得优异。另一方面,熔融温度优选设为450℃以下,更优选设为430℃以下,进一步优选设为410℃以下。通过将树脂温度设为前述上限值以下,从而在熔融成形时树脂不易分解,容易维持分子量,因此,呈现拉伸弹性模量、耐折次数、穿刺冲击强度提高的倾向。

(3)调整将熔融树脂冷却而制成薄膜形状时的冷却条件。冷却可通过例如使用流延辊作为冷却机,并使挤出的熔融树脂接触流延辊来进行,具体而言,优选采用以下(3-1)、(3-2)的方法。

(3-1)调整流延辊的温度。具体而言,优选将流延辊的温度设为比聚芳基醚酮的玻璃化转变温度高30~150℃的温度,更优选设为高出35~140℃的温度,特别优选设为高出40~135℃的温度。更具体而言,聚芳基醚酮为聚醚醚酮时,优选将流延辊的温度设为180℃以上,更优选设为190℃以上,进一步优选设为200℃以上。另一方面,优选将流延辊的温度设为280℃以下,更优选设为270℃以下,进一步优选设为260℃以下,特别优选设为250℃以下,最优选设为240℃以下。

(3-2)调整从熔融树脂自管头挤出起至开始冷却为止的时间。该时间可利用例如从管头起至流延辊为止的距离来调整,通过缩短其距离而能够缩短从熔融树脂被挤出起至开始冷却为止的时间,另一方面,通过延长其距离而能够减缓冷却的开始。鉴于所挤出的熔融树脂的树脂温度、流延辊的温度等,适当调整该距离即可,该距离优选为5mm以上,更优选为7mm以上,进一步优选为10mm以上,其优选为100mm以下,更优选为70mm以下,进一步优选为50mm以下。

(4)使用流延辊时,调整使熔融树脂接触流延辊时的接触角度θ。不是使熔融树脂垂直于掉落至流延辊与压接辊的接触点,而是如图1所示那样,通过稍微偏离流延辊的中心侧地从管头掉落熔融树脂而使其接触流延辊,从而在使熔融树脂冷却并制成薄膜形状时不易产生起伏、褶皱等问题,容易得到均匀结晶化的薄膜。需要说明的是,接触角度θ是指:如图1所示那样,由将压接辊3与流延辊4的接触点与管头连结而得到的直线和来自该接触点的铅直线(图1的虚线)形成的角度,θ优选为1°以上,更优选为2°以上,进一步优选为3°以上,且优选为10°以下,更优选为8°以下,进一步优选为5°以下。

通过本发明的制造方法而得到的薄膜的刚性、耐久性、耐冲击性、生产率优异,因此,适合于树脂与强化纤维、尤其是数均纤维长度为5mm以上的强化纤维的复合用途的材料。另外,使通过本发明的制造方法而得到的薄膜与强化纤维复合而成的复合材料因其耐热性、轻量性、机械强度等而能够适宜地用于航空器、汽车、船舶或火车之类的移动体;体育用品、家电制品、建筑资材等,尤其是,作为航空器、汽车、船舶或火车之类的移动体的构成构件而在工业上有用。这些事项的详情与上述复合材料用构件和复合材料的详情相同,因此,此处省略说明。

实施例

以下,通过实施例来详细说明本发明,但本发明不限定于此。

1.薄膜的制造

在实施例和比较例中,将具有表1记载的数均分子量(Mn)、质均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、结晶熔解温度(Tm)、结晶熔解热量(ΔHm)、结晶化温度(Tc)的聚醚醚酮用作原料,制造薄膜。

(实施例1、2和比较例1、2)

将表1记载的聚醚醚酮的原料粒料投入至Φ40mm单螺杆挤出机中,边混炼边使其熔融,从管头(T模具)中挤出,使其密合于流延辊(算术平均粗糙度(Ra)为0.03μm、最大高度粗糙度(Rz)为0.34μm)而进行冷却,得到厚度100μm的结晶化薄膜。挤出机、导管、管头(T模具)的温度设为380℃,流延辊的温度为210℃,适当进行模具唇口的唇口间隙的调整来制膜。需要说明的是,挤出机出口的树脂温度为400℃。针对所得厚度100μm的结晶化薄膜,利用下述记载的方法来进行结晶熔解温度、结晶熔解热量、结晶化温度、耐折次数、穿刺冲击强度和拉伸弹性模量的评价。

另外,除了将厚度设为50μm之外,利用相同条件另行制作厚度50μm的结晶化薄膜,针对该薄膜,进行厚度精度、表面粗糙度、相对结晶度、比重、加热收缩率和加热收缩应力的评价。

将评价结果示于表1。

2.树脂原料和薄膜的评价

上述实施例和比较例中使用的树脂原料和利用上述方法而得到的薄膜如下操作,针对各种项目进行评价测定。需要说明的是,薄膜的“纵向”是指:薄膜从管头(T模具)中被挤出来的方向(MD),将在薄膜面内与其正交的方向设为“横向”(TD)。

(1)分子量分布(Mw/Mn)、质均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)

针对原料树脂粒料,使用凝胶渗透色谱(HLC-8320GPC(东曹公司制)),利用下述条件进行测定。

·柱:TSKgel guard column SuperH-H(4.6mmI.D.×3.5cm)+TSKgel SuperHM-H(6.0mmI.D.×15cm)×2根(东曹公司制)

·洗脱液:五氟苯酚/氯仿=1/2(质量比)

·检测器:差示折射率计、polarity(极性)=(+)

·流速:0.6mL/分钟

·柱温度:40℃

·试样浓度:0.1质量%

·试样注入量:20μL

·标准曲线:使用了标准聚苯乙烯(东曹公司制)的三次拟合曲线

(2)结晶熔解温度(Tm)

针对原料树脂粒料和利用上述方法而得到的薄膜,按照JIS K7121:2012,使用Perkin Elmer公司制的差示扫描量热计“Pyris1 DSC”,在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟的条件下使其升温,由检测出的DSC曲线的熔解峰的峰顶温度来求出。

(3)结晶熔解热量(ΔHm)

针对原料树脂粒料和利用上述方法而得到的薄膜,按照JIS K7122:2012,使用Perkin Elmer公司制的差示扫描量热计“Pyris1 DSC”,在温度范围为25~400℃、加热速度为10℃/分钟的条件下使其升温,由检测出的DSC曲线的熔解峰的面积来求出结晶熔解热量。

(4)结晶化温度(Tc)

针对原料树脂粒料和利用上述方法而得到的薄膜,按照JIS K7121:2012,使用Perkin Elmer公司制的差示扫描量热计“Pyris1 DSC”,在温度范围为400~25℃、速度为10℃/分钟的条件下使其降温,由检测出的DSC曲线的结晶化峰的峰顶温度来求出。

(5)耐折次数

针对利用上述方法而得到的薄膜,按照JIS P8115:2001,在弯折角度为135度、弯折速度为175cpm、测定载荷为9.8N的条件下,使用东洋精机制作所制的MIT耐折疲劳试验机,测定耐折次数。需要说明的是,测定进行至10000次为止并结束。

(6)穿刺冲击强度

针对利用上述方法而得到的薄膜,参考JIS K7124-2:1999,使用岛津制作所制的高速穿刺冲击试验机“HYDRO SHOT HITS-P10”,在23℃和-20℃的温度环境下,在测定样品固定框的内径为50mm、冲裁撞针直径为12.7mm、试验速度为3m/秒的条件下进行测定。

(7)拉伸弹性模量

由利用上述方法而得到的薄膜制作长度400mm、宽度5mm的短条状试验片,使用INTESCO公司制的“拉伸压缩试验机205型”,在卡盘间距离为300mm、拉伸速度为5mm/分钟的条件下,测定23℃时的拉伸弹性模量,作为刚性的指标。沿着薄膜的纵向、横向分别进行测定,采用所得测定值的平均值。

(8)厚度精度

使用具有1μm单位的分辨率的测微计,针对利用上述方法而得到的薄膜的宽度方向的中央部,沿着薄膜纵向(树脂的流向:MD)以10mm的间隔测定30处的厚度。根据所得测定结果的平均值和标准偏差,使用下述式1来计算厚度精度。

[式1]

厚度精度(%)=标准偏差(μm)/平均值(μm)×100

(9)表面粗糙度

(9-1)算术平均高度(Sa)、最大高度(Sz)

针对在制造薄膜时与流延辊接触一侧的面,使用BRUKER公司制的白色干涉显微镜“Contour GT-X”,在目镜倍率为1.0倍、物镜倍率为20倍、测量区域为纵235μm×横313μm的条件下进行测定,利用高斯函数实施平滑处理后,计算算术平均高度(Sa)、最大高度(Sz)。

(9-2)算术平均粗糙度(Ra)、最大高度粗糙度(Rz)

针对在制造薄膜时与流延辊接触一侧的面,使用小坂研究所制的接触式表面粗糙度计“Surf Coder ET4000A”,在触针前端半径为0.5mm、测定长度为8.0mm、基准长度为8.0mm、截止值为0.8mm、测定速度为0.2mm/秒的条件下,沿着薄膜纵向(树脂的流向)进行测定,计算算术平均粗糙度(Ra)和最大高度粗糙度(Rz)。

(10)相对结晶度

针对利用上述方法而得到的薄膜,使用Perkin Elmer公司制的差示扫描量热计“Pyris1 DSC”,将薄膜以10℃/分钟的升温速度进行加热,根据此时得到的结晶熔解峰的热量(J/g)、重结晶化峰的热量(J/g),使用下述式2来计算相对结晶度。

[式2]

相对结晶度(%)={1-(ΔHc/ΔHm)}×100

ΔHc:薄膜的在10℃/分钟的升温条件下的重结晶化峰的热量(J/g)

ΔHm:薄膜的在10℃/分钟的升温条件下的结晶熔解峰的热量(J/g)

(11)比重

针对利用上述方法而得到的薄膜,按照JIS K7112:1999(D法),利用温度为23℃的条件来测定比重。

(12)加热收缩率

在从利用上述方法而得到的薄膜中切出的大小为120mm×120mm的试验片上,沿着薄膜的横向标注100mm间隔的标线,将该试验片在200℃的环境下静置10分钟,根据加热前后的标线间距离,利用下述式3来求出。

[式3]

加热收缩率(%)=[(加热前的标线间距离-加热后的标线间距离)/加热前的标线间距离]×100

(13)加热收缩应力

从利用上述方法而得到的薄膜中切出长度10mm、宽度3mm的短条状试验片,使用日立高新科技公司制的热机械分析装置“TMA7100”,将试验片的一端安装于载荷检测器的卡盘,将另一端安装于固定卡盘,在不施加载荷的状态下以5℃/分钟的升温速度从室温(23℃)加热至340℃,测定145℃时的应力值。针对薄膜的纵向和横向分别进行测定,将应力值大的方向的值作为加热收缩应力(mN)。

需要说明的是,本测定方法中,加热收缩应力为负值是指未发生加热收缩。

[表1]

可知:实施例1、2中,所使用的树脂成分的分子量分布为4以上,因此,冷却时的结晶化温度高、即结晶化速度快,因此,薄膜脱离流延辊时充分发生了结晶化,生产率优异。进而,在与强化纤维进行复合时等,也能够得到冷却时的结晶化速度快、即成形周期短的效果。并且可知:所得薄膜的拉伸弹性模量也优异,尤其是在实施例1中特别高。

另外可知:由于质均分子量为88000以上,因此,即便在所得薄膜完全结晶化的情况下,结晶度也被抑制得较低,耐久性(耐折次数)和耐冲击性(穿刺冲击强度)高。

另一方面,可知:比较例1中,所使用的树脂成分的分子量分布小于4,因此,冷却时的结晶化温度低、即结晶化速度慢,因此,生产率差。

尤其是,若将实施例1与比较例1加以对比,则可知:比较例1的质均分子量小,应该容易呈现晶体结构,但实施例1的结晶化温度高,拉伸弹性模量也高,因此,强烈反映出分子量分布的影响。

可知:比较例2中,所使用的树脂成分的分子量分布小于4,质均分子量小于88000,因此,拉伸弹性模量、耐折次数降低,尤其是穿刺冲击强度大幅降低,刚性(拉伸弹性模量)、耐久性(耐折次数)、耐冲击性(穿刺冲击强度)差。

需要说明的是,实施例、比较例的薄膜在DSC升温过程中未确认到与结晶化相伴的放热峰,确认其完全结晶化(相对结晶度为100%)。

上述实施例中示出了本发明的具体形态,但上述实施例只不过是单纯的例示,不做限定性解释。应该认为本领域技术人员可明确的各种变形包括在本发明的范围内。

1 模具

2 管头

3 压接辊

4 流延辊

5 薄膜

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