JPH04250033A - プラスチックを基材とする積層体 - Google Patents

プラスチックを基材とする積層体

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JPH04250033A
JPH04250033A JP3117873A JP11787391A JPH04250033A JP H04250033 A JPH04250033 A JP H04250033A JP 3117873 A JP3117873 A JP 3117873A JP 11787391 A JP11787391 A JP 11787391A JP H04250033 A JPH04250033 A JP H04250033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laminate
fiber
thermoplastic
layer
reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3117873A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Gerald Minnick
マイケル・ジェラルド・ミニック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、改良された耐火特性を
有する軽量で高強度の積層体、特に高密度の繊維強化熱
硬化性樹脂と低密度の熱可塑性樹脂との軽量高強度積層
体、ならびにその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】積層体（積層板）は業界でよく知られて
おり、特にあらかじめ別途に製造された組立て式の建築
用パネルとして知られている。米国特許第３，３３１，
１７４号に開示されているような複合パネルにより、ス
ペ―サ部材によって間隔をもって配置された２枚の平行
な繊維強化プラスチックシ―ト間の空間を剛性のフォ―
ムコアが満たしている軽量の経済的構造体が得られる。 このフォ―ムは各プラスチックシ―トの内面と各スペ―
サ部材に接着されている。しかし、このようなスペ―サ
部材のためにこれら従来技術の複合パネルは重量がある
。組立て式の構造体に使われている従来の材料（たとえ
ば、木、合板、パ―ティクルボ―ドまたは配向ストラン
ドボ―ドなど）および上記のような積層体は、強度と経
済性については申し分ないが耐火性の程度が低い。
【０００３】圧縮された繊維強化熱可塑性層がフォ―ム
または木の基材を覆っている軽量高強度耐火性構造体が
業界で知られている。火災の際普通に達するような温度
になると、繊維強化熱可塑性層は元の厚みの２倍に膨脹
し（または、「ロフト」する、すなわち、膨れる）、そ
の結果基材を保護する防火壁を形成する。これらのロフ
トした熱可塑性材料は剛性および強度と軽量性および高
い耐火性とを合わせもっているが、このロフトした熱可
塑性構造体の表面は多孔質である。このような材料の多
孔性は水を吸収することになるので建築用パネルとして
使用する際には欠点となる。また表面は塗り直しに向か
ない。さらに絶縁性能が悪い。
【０００４】
【発明の概要】本発明の主たる目的は、改良された軽量
で低密度の高強度耐火性積層体を提供することである。
【０００５】本発明のもうひとつの目的は、ロフトした
繊維強化熱可塑性積層体の剛性、強度および耐火性をも
つがそのような材料の一般的な特徴である多孔性はもた
ない積層体を提供することである。
【０００６】本発明の別の目的は、空気と湿気に対する
バリヤ―として機能し、コ―ティングを設けるのに適し
た表面を有する改良された軽量で低密度の高強度耐火性
積層体を提供することである。
【０００７】また本発明の目的は、前記ロフトした繊維
強化熱可塑性材料の秀れた性質をもち、かつ空気と湿気
のバリヤ―として機能することができる塗装可能な表面
も有する構造体を提供することである。
【０００８】さらに本発明の別の目的は、スペ―サ部材
を使用しない単純化されたデザインの高強度積層体を提
供することである。
【０００９】本発明のさらに別の目的は、前述した積層
体の製造方法を提供することである。
【００１０】本発明の上記目的とその他の目的は、間隔
をおいて平行に位置する２つの繊維強化熱硬化性樹脂シ
―トと、これら２つの平行な繊維強化熱硬化性樹脂シ―
ト間に積層された少なくとも１つの繊維強化ロフト熱可
塑性樹脂層とを有する軽量で高強度の積層体を提供する
ことによって達成される。ある特定の態様においては、
ポリフェニレンエ―テル、ポリスチレンもしくはポリウ
レタンフォ―ムまたはこれらの混合物のコア層を繊維強
化ロフト熱可塑性樹脂内に配置することによっても本発
明の目的が達成される。
【００１１】本発明のもうひとつ別の局面においては軽
量で高強度の積層体の製造方法が提供される。まず、ロ
フトすることができる繊維強化熱可塑性樹脂の層を繊維
強化熱硬化性樹脂の２つのシ―ト間に配置して複合体を
形成する。これらの層をコンパクトに圧縮することによ
って積層体を形成するのに充分な時間の間前記複合体を
高温でプレスする。次に、高温で制御しながら積層体か
ら圧力を解放してロフトした繊維強化熱可塑性コアを有
する積層体を形成する。
【００１２】本発明のさらに別の局面においては、高温
で制御しながら積層体から圧力を解放した後、室温まで
冷却しながら積層体をロフトさせ、その後、それぞれ熱
可塑性層と熱硬化性層とを有する２つの平行な積層体の
熱硬化性層に近接して、ポリフェニレンエ―テル‐ポリ
スチレンフォ―ムブレンド、ポリスチレンフォ―ム、ポ
リウレタンフォ―ムまたはこれらの混合物などのような
ポリマ―性フォ―ムを配置した後、両面にメカニカルス
トップを有する予熱されたプレス機で、フォ―ムが熱可
塑性層に接合するまでプレスする。フォ―ムが熱可塑性
層に接合した後、温度を周囲の温度まで下げ、圧力を解
放する。
【００１３】本発明のひとつの態様においては、２つの
平行なガラス繊維強化熱硬化性樹脂シ―トの間にガラス
繊維強化熱可塑性樹脂のコアを有する積層体が提供され
る。さらに軽量で抗力が高まった別の具体例は、２つの
平行な内側熱可塑性層の間にポリフェニレンエ―テル‐
ポリスチレンブレンド、ポリスチレンまたはポリウレタ
ンフォ―ムコアを有しており、内側層はそれぞれガラス
クロスプリプレグポリフェニレンエ―テルエポキシ熱硬
化性樹脂の外側層に面している。
【００１４】本発明は、たとえば建築産業のモジュラ―
ホ―ムセグメントの建築用パネルとして使用される改良
された積層体を提供する。高密度の外側スキン層と低密
度のロフトした繊維強化熱可塑性コアとを有する積層体
を製造すると、単位重量当たりの有効な剛性、強度およ
び耐火性が高まると共に、組立て式建築材料の重量が軽
くなる。さらに、熱硬化性の外側層は建築材料の耐薬品
性を改良するばかりでなく、多孔性を低下させることに
よって空気と蒸気に対するバリヤ―を形成する。
【００１５】本発明のその他の目的と利点は以下の詳細
な説明と添付の図面から明らかとなろう。
【００１６】
【発明の詳細】ここで図面を参照する。類似の参照番号
は全図面を通して類似または対応する要素を表わす。特
に図１を参照すると、繊維強化熱硬化性樹脂の２枚の平
行なシ―ト１および１ａの間に繊維強化熱可塑性材料の
層２を有する本発明の積層体１０が示されている。積層
体１０を形成するには、２枚の平行なシ―ト１と１ａの
間に配置された層２を含む複合体を高温で、これらの層
をコンパクトに圧縮するのに充分な時間プレスした後、
制御しながら積層体１０から圧力を解放する。複合体は
、約５００〜約１５００ｐｓｉ　の圧力、約２１０〜３
００℃の温度で約１０分〜約１時間プレスするのが好ま
しい。本発明のひとつの局面ではプレス機のプラテンの
間で複合体をプレスする。高温でプレス機のプラテンを
所定の間隔だけ（約１／２〜約５／８インチが好ましい
）開くことによって複合体から圧力を解放して、層２が
膨脹し、室温まで冷える間に開口部を満たすようにする
。
【００１７】図２には、積層体２０が示されているが、
これは積層体１０の少なくとも一方の面を外側層４で覆
い、さらに場合により反対側の面を外側層４ａで覆った
ものである。層４と４ａは、ゼネラル・エレクトリック
社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎ
ｙ）からジェロイ（Ｇｅｌｏｙ）という商標で入手でき
る架橋したアクリレ―トエラストマ―、架橋したスチレ
ン‐アクリロニトリルコポリマ―および直鎖状スチレン
‐アクリロニトリルである（詳細は後述する）。
【００１８】図３は、ポリフェニレンエ―テル‐ポリス
チレンフォ―ムブレンド、ポリスチレンまたはポリウレ
タンフォ―ム層３が層２と２ａとの間に配置されている
積層体３０を示している。層３は、それぞれ熱可塑性層
と熱硬化性層とを有する２枚の平行なロフトした積層体
の熱可塑性層に近接して配置できる。これらの層の厚さ
は変えることができる。層２と２ａが同じ厚さで、層３
を対称的に挟むのが好ましい。層３を層２に接着接合す
るには、予熱されたプレス機で、複合体の両面にメカニ
カルストップを当ててフォ―ムが各熱可塑性層に接合す
るまでこれらの層をプレスした後、冷却することによっ
て軽量で高強度の積層体を形成すればよい。接着剤は融
点が８０〜１２０℃のホットメルト接着剤が好ましい。 シェル・ケミカル社（Ｓｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ，
　Ｉｎｃ．）からクレ―トン（Ｋｒａｙｔｏｎ）ＦＧ１
９０１Ｘという商標で入手できるホットメルト接着フィ
ルムが極めて好ましい。
【００１９】図４は、積層体３０の少なくとも一方の面
が外側層４によって覆われ、場合により反対側の面が層
４ａによって覆われる積層体４０を示している。層４と
４ａは後により詳細に説明するジェロイ（Ｇｅｌｏｙ）
クラッディングである。
【００２０】本発明の積層体中に使用する耐火性繊維５
は、ばらばらの単繊維の形態のものが好ましく、弾性率
の高いものが好ましい。この耐火性繊維は約４００℃以
下の温度で、さらには約６００℃の温度で融解したりそ
の高い弾性率を失ったりしないものが好ましい。適した
繊維としては、ガラス繊維、炭素（黒鉛）繊維、炭化ケ
イ素繊維、鉱物質繊維およびその他のセラミック繊維な
らびにある種のポリマ―繊維、たとえばケブラ―（Ｋｅ
ｖｌａｒ）やノメックス（Ｎｏｍｅｘ）という商品名で
販売されているアラミド繊維などがある。これらの繊維
は弾性率が約１０，０００メガパスカルより高いものが
好ましい。
【００２１】適切な繊維は、長さ約０．１２５〜約１．
０インチ、好ましくは約０．１２５〜約０．５インチ、
最も好ましくは約０．５インチのファイバ―ストランド
が少なくとも約５０重量％である。繊維の平均直径は約
２〜約３０ミクロンであるのが好ましく、約１２〜約２
３ミクロンである方が好ましく、約１６ミクロンが最も
好ましい。繊維長は、熱に暴露された際構造体中で所望
の程度のロフトを得るという意味で重要である。長過ぎ
るかまたは短過ぎる繊維はロフトの程度が不適当である
。繊維の直径は、所望程度の繊維の剛性を得る意味で重
要である。細過ぎる繊維はロフトに対して所望程度の剛
性をもたず、また太過ぎる繊維は通常剛性に過ぎて圧縮
中に破断してしまう。
【００２２】層２と２ａでバインダ―材料は有機の熱可
塑性材料であり、圧密化の際に、複合体層中で繊維を互
いに接合するように機能する固体のマトリックスを形成
する。バインダ―マトリックスを形成するのに適した熱
可塑性材料としては、ポリオレフィン、ポリエステル、
ポリアミド、ポリエ―テル、ポリカ―ボネ―ト、アクリ
ロニトリル‐スチレン‐ブタジエンコポリマ―、ポリ塩
化ビニルおよびポリスチレンがある。
【００２３】適切なポリオレフィンには、少なくとも１
種の脂肪族でエチレン性不飽和のモノマ―の重合生成物
があり、ポリエチレンおよびその他のポリオレフィンな
らびにそのようなモノマ―のコポリマ―、たとえばポリ
エチレン、ポリブテン、ポリプロピレン、ポリペンテン
、ポリ（メチルペンテン）、エチレンとブテン‐１の通
常固体のコポリマ―、エチレンと酢酸エチルまたは酢酸
ビニルのコポリマ―、ブタジエン‐アクリロニトリルコ
ポリマ―、アイオノマ―、ポリ（メチルメタクリレ―ト
）、ポリイソブチレンゴムなど、ポリ（塩化ビニル）、
ポリ（塩化ビニリデン）、塩化ビニルと酢酸ビニルのコ
ポリマ―、天然ゴム、ブテン‐１とエチレンのゴム様コ
ポリマ―、ブタジエンとアクリロニトリルのゴム様コポ
リマ―、などの中から選択される。このようなポリマ―
はすべて市販されているか、あるいは当業者に周知の技
術によって製造することができる。コポリマ―およびタ
―ポマ―に関して、繰返し単位の割合は広範囲に変える
ことができ、所望の特性、すなわち通常ゴム様、通常固
体、などのような特性が得られるように選択する。上に
例示したポリマ―に加えて、脂肪族のエチレン性不飽和
モノマ―のその他の適切な重合生成物としてそれらの誘
導体、たとえばハロゲン化された炭化水素系ポリマ―が
あり、たとえば塩素化されたポリエチレン、クロロスル
ホン化された炭化水素重合体および重合したカルボキシ
置換ブタジエンなどがある。
【００２４】他の好ましい熱可塑性樹脂材料は、ポリア
セタ―ルホモポリマ―（たとえばポリオキシメチレンな
ど）、ポリアセタ―ルコポリマ―（たとえばトリオキサ
ンを基材とするものなど）、ポリフェニレンエ―テル（
たとえばポリ（２，６‐ジメチル‐１，４‐フェニレン
）エ―テルなど）、ポリスルホン（たとえばビスフェノ
―ルＡと４，４′‐ジクロロジフェニルスルホンの縮合
生成物など）、ポリアミド（たとえばポリカプロラクタ
ムまたはヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との生成
物など）、ポリイミド（たとえばビスマレイミドジフェ
ニルメタンとメチレンジアニリンとの生成物など）、通
常固体または通常ゴム様のポリオルガノシロキサン（た
とえばポリアルキル‐もしくはアリ―ル‐シロキサンま
たはこれら２種の組合せ、およびポリオルガノシロキサ
ンとビニル芳香族たとえばスチレンもしくはアクリルモ
ノマ―たとえばメタクリル酸メチルとのコポリマ―など
）、または芳香族エステル（たとえばビスフェノ―ルＡ
とイソ‐もしくはテレ‐フタロイルクロライドとの反応
生成物など）、ならびにアミド基、アミド‐イミド基お
よびイミド基を含有するシロキサン‐窒素コポリマ―の
中から選択される。これらのポリマ―はすべて市販され
ているか、あるいは当業者に周知の方法で製造すること
ができる。
【００２５】また、上記熱可塑性樹脂材料の任意の混合
物からなる材料も好ましい。たとえば、そのような混合
物のひとつは、ポリスチレンやその他のスチレン樹脂、
たとえばゴムで改質したポリスチレンと、２，６‐ジメ
チルフェノ―ルの縮合生成物、すなわちポリ（２，６‐
ジメチル‐１，４‐フェニレン）エ―テルとの組合せで
ある高分子量の組成物からなるであろう。
【００２６】本発明に適したポリエステル樹脂の典型例
は、アルキレン基が２〜１０個の炭素原子を含有するポ
リ（アルキレンテレフタレ―ト、イソフタレ―トまたは
混合テレフタレ―ト／イソフタレ―ト）である。これら
は市販されているか、または公知の技術によって製造す
ることができる。たとえば、フタル酸のエステルをグリ
コ―ルでアルコーリシスしてから重合したり、グルコ―
ルを遊離の酸かそのハロゲン化物誘導体と共に加熱した
りすることができるし、あるいは類似のプロセスを使用
できる。これらは米国特許第２，４６５，３１９号およ
び第３，０４７，５３９号などに記載されている。
【００２７】これら典型的なポリエステルのグリコ―ル
部分は２〜１０個の炭素原子を含有することができ、た
とえば、１，２‐エチレン、１，３‐プロピレン、１，
４‐ブチレン、１，３‐ブチレン、１，２‐プロピレン
、１，２‐ブチレン、２，３‐ブチレン、１，６‐ヘキ
シレン、１，１０‐デシレンなどであることができるが
、２個または４個の炭素原子を線状のメチレン鎖の形態
で含有するのが好ましい。
【００２８】好ましいポリエステルは、下記一般式の繰
返し単位を有する高分子量のポリマ―性１，４‐ブチレ
ングリコ―ルテレフタレ―トまたはイソフタレ―トおよ
びこのようなエステルの混合物、たとえばテレフタル酸
と約３０％までのイソフタル酸のコポリエステルなどか
ら成る類いのものである。
【００２９】
【化１】 特に好ましいポリエステルは、ポリエチレンテレフタレ
―ト、ポリ（１，４‐ブチレン７０／３０イソテレフタ
レ―ト）およびポリ（１，４‐ブチレンテレフタレ―ト
）である。とりわけ、ポリ（１，４‐ブチレンテレフタ
レ―ト）は容易に入手できる材料から製造するのがたや
すく、しかも特に急速に結晶化するため殊に好ましい。
【００３０】例示すると、好ましいタイプの充分に高分
子量のポリエステルの固有粘度は、ｏ‐クロロフェノ―
ル、フェノ―ル／テトラクロロエタン（６０／４０）混
合物、または類似の溶媒中２５〜３０℃で測定して少な
くとも約０．２デシリットル／グラムであり、約０．４
デシリットル／グラムが好ましい。上限には臨界的な意
味はないが、通常は約１．５ｄｌ／ｇである。特に好ま
しいポリエステルの固有粘度は約０．５〜約１．３の範
囲である。
【００３１】適切な芳香族ポリカ―ボネ―ト樹脂は、二
価フェノ―ルとカ―ボネ―ト予備生成物（たとえばホス
ゲン、ハロゲンホルメ―トまたはカ―ボネ―トエステル
）とから誘導されるポリマ―である。芳香族ポリカ―ボ
ネ―ト樹脂の固有粘度は、（３０℃のｐ‐ジオキサン中
で測定し、デシリットル／グラムで表わして）約０．３
５〜０．７５が好ましい。これらの芳香族ポリカ―ボネ
―ト樹脂の製造に使用できる適切な二価フェノ―ルは、
官能基としてヒドロキシル基を２個含んでおり、これら
が両方とも芳香核の炭素原子に直接結合している単核お
よび多核の芳香族化合物である。適切な二価のフェノ―
ルの例は、２，２‐ビス（４‐ヒドロキシ‐フェニル）
プロパン（すなわちビスフェノ―ルＡ＝ＢＰＡ）、レゾ
ルシノ―ル、ビス（４‐ヒドロキシ‐５‐ニトロフェニ
ル）メタン、２，２′‐ジヒドロキシジフェニル、２，
６‐ジヒドロキシナフタレン、ビス‐（４‐ヒドロキシ
‐フェニルスルホン）、５′‐クロロ‐２，４′‐ジヒ
ドロキシ‐ジフェニルスルホン、４，４′‐ジヒドロキ
シジフェニルエ―テル、および４，４′‐ジヒドロキシ
‐２，５‐ジエトキシジフェニルエ―テルである。
【００３２】芳香族ポリカ―ボネ―ト樹脂を製造する際
には、２種以上の異なる二価フェノ―ル、または二価フ
ェノ―ルとグリコ―ルもしくはヒドロキシ基か酸基を末
端にもっているポリエステルとのコポリマ―を使用する
ことが可能である。また芳香族ポリカ―ボネ―ト樹脂は
二塩基酸の存在下で製造することもできる。米国特許第
４，００１，１８４号に記載されているような架橋した
ポリカ―ボネ―ト樹脂も適している。さらに、上記ポリ
カ―ボネ―ト樹脂の２種以上の混合物を使用することも
可能である。ポリカ―ボネ―ト樹脂として使用するには
ビスフェノ―ルＡから誘導されたホモポリマ―が好まし
い。
【００３３】熱と炎に暴露された際、バインダ―材料が
燃焼したり、分解したり、またはその粘度が低下したり
する結果、繊維のウェブが解放され、このウェブがロフ
トする（膨れる）。一般に、ランダムに分散しているガ
ラス繊維の繊維長が長ければ長いほど、ウェブはそれだ
け大きくロフトし、ウェブが基体を保護する程度もそれ
だけ大きくなる。言いかえると、ランダムに分散してい
る圧縮された繊維系中の繊維が長ければ長いほど、減圧
の際に得られるロフトの程度はそれだけ大きくなる。こ
の圧縮された複合材層は、ランダムに分散した繊維とバ
インダ―材料とを含む圧密化されてないロフトしたウェ
ブを熱と圧力によって圧密化して固体の連続形態にする
ことによって作成される。この圧力が繊維を圧縮状態に
し、熱は、熱可塑性のバインダ―材料の場合、この熱可
塑性材料を融解させる役割を果たし、そうして融解した
熱可塑性材料が繊維の回りに流動し、冷却の際、繊維を
圧縮状態に固定する固体のマトリックスを形成する。
【００３４】すでに述べたように、好ましいバインダ―
材料は熱可塑性材料である。この熱可塑性材料は、分散
と圧密化に先立って微細な粉末または粒子の形態である
のが好ましい。また、これらの材料は分散および圧密化
の前に針状または繊維状の形態であってもよい。繊維と
熱可塑性粉末または粒子は、乾式混合法、水性分散法、
ラテックス分散法およびフォ―ム分散法などを始めとす
るさまざまなよく知られている分散技術のいずれかによ
ってランダムに分散させてロフトしたウェブを形成する
ことができる。適切な方法が英国特許第１，１２９，７
５７号、英国特許第１，３２９，４０９号、ヨ―ロッパ
特許出願第０，１４８，７６０号、ヨ―ロッパ特許出願
第０，１４８，７６１号、米国特許第４，４２６，４７
０号および米国特許第３，７１６，４４９号（これらは
すべてここで引用したことによりその開示内容が本明細
書に含まれているものとする）に記載されている。繊維
と熱可塑性材料との混合を伴う押出法は通常適切ではな
い。それは、繊維の破断がかなりの程度生じる結果繊維
の長さが所望のロフトを得るには不十分となるからであ
る。上記の分散法によると、熱可塑性粉末中に繊維がラ
ンダムに分散したウェブが形成される。このウェブは最
初、ほとんど圧縮されてない状態でロフトしたマットの
形態にある圧密化されてないウェブである。圧密化され
てないウェブがほぼＸＹ平面内にあるとすると、ランダ
ムに分散した繊維は通常Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向にある程度
配向している。このＺ方向はＸＹ平面に垂直である。繊
維は主としてＸＹ平面内に配向されているかもしれない
が、通常はＺ方向にも多少の配向度をもっている。Ｚ方
向にある程度の配向があると、繊維がロフト状態になる
のを助長することが可能であり、その結果ウェブの比較
的低容積のガラスと圧密化されてない状態の初期厚みが
規定されることになる。圧縮状態に圧縮されると、繊維
はその高い弾性率により、ウェブを最初の圧密化されて
ない厚みに戻そうとしてＺ方向に力を働かせる。すなわ
ち、圧密化されてないウェブを加熱・圧縮した後冷却す
ると、バインダ―マトリックスがその固化の際に、圧縮
された繊維を圧縮状態に保持することにより、比較的薄
い圧縮複合層を与え、その後この複合層が高度の熱や炎
に暴露された時、バインダ―マトリックスが融解または
燃焼して、繊維をＺ方向にロフトさせることにより、熱
と炎に対するバリヤ―として働く耐熱性繊維の厚いロフ
トウェブを形成する。層２は、熱可塑性バインダ―とし
てポリフェニレンエ―テルを約４０〜約６０重量％とガ
ラス繊維のランダムディスパ―ションを約４０〜約８０
重量％有するのが好ましい。
【００３５】層１と１ａはそれぞれの量の耐火性繊維と
熱硬化性樹脂とを有している。積層体の層１と１ａを形
成するのに適した熱硬化性材料としては、ポリエステル
、フェノ―ル樹脂、エポキシ樹脂およびポリフェニレン
エ―テル／エポキシブレンドがある。本発明のひとつの
態様においては熱硬化性シ―トが、約２７〜約８０重量
％のポリフェニレンエ―テル、エポキシまたはポリフェ
ニレンエ―テル／エポキシ樹脂ブレンドと約２０〜約６
０重量％のガラス繊維とを有している。本発明のもうひ
とつ別の局面では熱硬化性シ―トが、リンタ―ペ―パ―
中に含浸させたフェノ―ル樹脂で変性されたエポキシ熱
硬化性樹脂である。適切な熱硬化性シ―トは、約３０〜
約７５重量％のポリフェニレンエ―テル／エポキシプリ
プレグおよび約２５〜約７０重量％のガラス織布または
ガラス不織布を含んでいる。
【００３６】場合によって層１と１ａおよび層２と２ａ
は鉱物質充填材を含んでおり、その充填材は軽量および
／または難燃性であるのが好ましい。この鉱物質充填材
は水酸化アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｔｒｉｈｙ
ｄｒａｔｅ　）、水酸化マグネシウムまたはこれらの混
合物であるとさらに好ましい。
【００３７】前述したように、層４と４ａは、約１０〜
約５０％の架橋アクリレ―トエラストマ―、約５〜約３
５％の架橋スチレン‐アクリロニトリルコポリマ―、お
よび約１５〜約８５％の直鎖状スチレン‐アクリロニト
リルコポリマ―を含む材料であり、米国特許第３，９９
４，６３１号（引用により本明細書中に含まれているも
のとする）に開示されているものである。
【００３８】
【実施例の記載】当業者が本発明をより容易に実施でき
るように、本発明の組成物の秀れた強度、剛性、軽量性
、ならびに改良された耐熱性、耐湿性および耐炎性の例
示として以下に実施例を挙げる。しかし、本発明は以下
の実施例で具体化される特定の詳細に限定されることは
ない。
【００３９】実施例１〜６　　表１に示す層を約５００
〜約１５００ｐｓｉの圧力で約１０分〜１時間プレスし
た後、プレス機のプラテンを約１／２〜５／８″開くこ
とにより熱可塑性またはフォ―ムコアを膨脹させ、室温
まで冷える間に開口部を満たさせることによって積層体
を製造した。
【００４０】
【表１】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　表　　　　１　　　　　　　　　　　　
　　　　　　本発明のいくつかの具体例で積層した層実
施例１：ジェロイ（Ｇｅｌｏｙ）クラッディング；　　
　　　　　　　　ＰＰＯ／エポキシブレンド（１１０ｇ
／ＳＦ）；　　　　　　　　　　ロフトした熱可塑性Ｐ
ＰＯ（８８０ｇ／ＳＦ）実施例ＩＩ：ジェロイ（Ｇｅｌ
ｏｙ）クラッディング；　　　　　　　　　　ジェテッ
ク（ＧＥＴＥＫ）７６２８プリプレグ；　　　　　　　
　　　ロフトした熱可塑性ＰＰＯ（８８０ｇ／ＳＦ）実
施例ＩＩＩ：ジェロイ（Ｇｅｌｏｙ）クラッディング；
　　　　　　　　　　ジェテック（ＧＥＴＥＫ）７６２
８プリプレグ；　　　　　　　　　　ロフトした熱可塑
性ＰＰＯ（１１０　　ＯＲ　　２２０ｇ／ＳＦ）；　　
　　　　　　　　クレ―トン（ＫＲＡＴＯＮ）接着剤；
　　　　　　　　　　ジェセット（ＧＥＣＥＴ）低密度
フォ―ム実施例ＩＶ：ジェロイ（Ｇｅｌｏｙ）クラッデ
ィング；　　　　　　　　　　エポキシペ―パ―プリプ
レグ；　　　　　　　　　　ロフトした熱可塑性ＰＰ（
１１０ｇ／ＳＦ）；　　　　　　　　　　クレ―トン（
ＫＲＡＴＯＮ）接着剤；　　　　　　　　　　ＥＰＳま
たはジェセット（ＧＥＣＥＴ）低密度フォ―ム実施例Ｖ
：ジェロイ（Ｇｅｌｏｙ）クラッディング；　　　　　
　　　　　エポキシペ―パ―プリプレグ；　　　　　　
　　　　クレ―トン（ＫＲＡＴＯＮ）接着剤；　　　　
　　　　　　ＥＰＳまたはジェセット（ＧＥＣＥＴ）低
密度フォ―ム　　　　　　　　　　　　　　　　　　使
用したジェロイ（Ｇｅｌｏｙ）クラッディングは、厚み
が１０ミリメ―トルであり、ゼネラル・エレクトリック
社（Ｇｅｎｅｒａｌ　ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｍｐａｎｙ
）から市販されているものである。
【００４１】ＰＰＯ／エポキシブレンドは、ゼネラル・
エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
　Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されているポリフェニレン
オキサイド（ＰＰＯ）を６８％、シェル・ケミカル（Ｓ
ｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ）から市販されているイ―
ポン（ＥＰＯＮ）８２８を２７％、ウィトコ社（Ｗｉｔ
ｃｏ　Ｃｏ．）から市販されているステアリン酸亜鉛を
３％、そしてヘキセル社（Ｈｅｘｃｅｌ　Ｃｏｒｐ．）
から市販されているエポライト（Ｅｐｏｌｉｔｅ）２３
４７を２％、２００°Ｆのバンバリ―（Ｂａｎｂｕｒｙ
）でコンパウンディングし、２０メッシュスクリ―ンを
通して造粒・粉末化したものである。このＰＰＯ／エポ
キシ層は、５０重量％の樹脂と、ピ―・ピ―・ジ―・イ
ンダストリ―ズ（ＰＰＧ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）から
市販されている１／２インチのＴまたはＧフィラメント
ガラス５０重量％とを組合せて１１０ｇ／フィ―トのマ
ットを形成したものである。
【００４２】ロフトした熱可塑性ポリフェニレンオキサ
イド層は、ゼネラル・エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａ
ｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販され
ているポリフェニレンオキサイドが５０重量％と、ピ―
・ピ―・ジ―・インダストリ―ズ（ＰＰＧ　Ｉｎｄｕｓ
ｔｒｉｅｓ）から市販されている１／２インチのＧフィ
ラメントガラス繊維が５０重量％である。１平方フィ―
ト当たりの合計重量は約１００〜約８８０グラムの範囲
である。この層は、ＰＰＯ／エポキシ層を５００ｐｓｉ
　、２６５℃で１０分間プレスした後圧力を解放してプ
ラテンを１／２″（または５／８″）開いたまま冷やし
て作成した。
【００４３】ジェセット（ＧＥＣＥＴ）プリプレグは、
ビ―・ジ―・エフ・インダストリ―ズ（ＢＧＦＩｎｄｕ
ｓｔｒｉｅｓ）から市販されている７６２８ガラスクロ
スにポリフェニレン／エポキシ樹脂ブレンドを含浸させ
た後トルエンに溶解させ、高温で乾燥させたものである
。樹脂含量は約４０〜４５％である。
【００４４】ジェセット（ＧＥＣＥＴ）低密度フォ―ム
は、押出発泡ビ―ズボ―ドとしてゼネラル・エレクトリ
ック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏｍｐ
ａｎｙ）から市販されている約３５〜約５０％のポリフ
ェニレンオキサイドと５０〜約６５％のポリスチレンの
ブレンドである。
【００４５】市販されている建築グレ―ドのＥＰＳ低密
度フォ―ムは、重量が１立方フィ―ト当たり０．７ポン
ドのものを圧縮して４．５インチの厚みから１／２イン
チ未満の厚みのコアにした。
【００４６】クレ―トン（Ｋｒａｔｏｎ）接着剤ＦＧ１
９０１Ｘは、シェル・ケミカル（Ｓｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ）から市販されており、ＶＭ＆Ｐナフサ溶液か
らキャストした４〜５ミルのフィルムである。
【００４７】エポキシペ―パ―プリプレグはゼネラル・
エレクトリック社（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
　Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されている１６０６３ペ―
パ―プリプレグである。これは、２０ミルの綿リンタ―
ペ―パ―中に含浸させたフェノ―ル変性エポキシ組成物
である。樹脂含量は約６０％である。
【００４８】ロフトした熱可塑性ポリプロピレンは、ハ
イモント社（Ｈｉｍｏｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販
されているポリプロピレンが約５０％と、ピ―・ピ―・
ジ―・インダストリ―ズ（ＰＰＧ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ
ｓ）から市販されている１／２インチのＭフィラメント
ガラスが５０％である。
【００４９】表２に、本発明の積層体の機械的性質を、
市販されている３層合板、５層合板、配向ストランドボ
―ドならびに従来のロフトした熱可塑性複合材の機械的
性質と比較して示す。
【００５０】
【表２】 表１のデ―タが示しているように、本発明の積層体（実
施例１〜５）は、３層合板、５層合板、配向ストランド
ボ―ドおよびロフト熱可塑性樹脂などのような組立て式
構造体に従来使用されている材料と比較して増大した強
度と剛性を示す。
【００５１】明らかに、上述の教示に照らして本発明の
他の修正と変形が可能である。したがって、本発明の上
記特定具体例において特許請求の範囲に規定された発明
の充分に意図された広い範囲内に入る変更をなし得るも
のと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による３層積層体の断面図である。
【図２】本発明による５層積層体の断面図である。
【図３】本発明による別の５層積層体の断面図である。
【図４】本発明による７層積層体の断面図である。
【符号の説明】
１、１ａ　　繊維強化熱硬化性樹脂シ―ト、２　　繊維
強化熱可塑性樹脂層、 ３　　フォ―ム層、 ４、４ａ　　外側層、 ５　　耐火性繊維、 １０、２０、３０、４０　　本発明の積層体。

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　（ａ）間隔をおいて平行な２つの繊維
    強化熱硬化性樹脂シ―ト、および （ｂ）前記２つの平行な繊維強化熱硬化性樹脂シ―ト間
    に積層された少なくとも１つの繊維強化ロフト熱可塑性
    樹脂層からなる軽量で高強度の積層体。
  2. 【請求項２】　　繊維が、ガラス繊維、黒鉛繊維および
    炭化ケイ素繊維を含む群の中から選択される、請求項１
    記載の積層体。
  3. 【請求項３】　　熱硬化性シ―トが、 （ａ）ポリフェニレンエ―テル、エポキシまたはポリフ
    ェニレンエ―テル／エポキシ樹脂ブレンド約２７〜約８
    ０重量％、および （ｂ）長さが約０．１２５〜約１インチで太さが約２〜
    約３０ミクロンのストランドを少なくとも５０重量％含
    むガラス繊維約２０〜約６０重量％からなる、請求項１
    記載の積層体。
  4. 【請求項４】　　繊維強化熱硬化性樹脂が、リンタ―ペ
    ―パ―中に含浸させたフェノ―ル系変性エポキシ熱硬化
    性樹脂である、請求項１記載の積層体。
  5. 【請求項５】　　繊維強化熱硬化性層が、（ａ）ポリフ
    ェニレンエ―テルエポキシプリプレグ約３０〜約７５重
    量％、および （ｂ）ガラスクロス織物約２５〜約７０重量％である、
    請求項１記載の積層体。
  6. 【請求項６】　　ガラスクロスが織られていない、請求
    項５記載の積層体。
  7. 【請求項７】　　熱可塑性層が、 （ａ）微細な粉末状、粒子状、針状または繊維状の形態
    にある熱可塑性のポリフェニレンエ―テルバインダ―約
    ２０〜約６０重量％、および （ｂ）長さが約０．１２５〜約１インチで太さが約２〜
    約３０ミクロンのガラス繊維のランダムディスパ―ショ
    ン約４０〜約８０重量％を有する圧密化マットである、
    請求項１記載の積層体。
  8. 【請求項８】　　熱可塑性樹脂が約４００℃の温度に暴
    露されることにより、圧密化マットの厚みの少なくとも
    ２倍に膨脹したロフトウェブを形成する、請求項７記載
    の積層体。
  9. 【請求項９】　　さらに、熱可塑性樹脂内に配置された
    ポリフェニレンエ―テル‐ポリスチレンブレンド、ポリ
    スチレンもしくはポリウレタンフォ―ムまたはこれらの
    混合物のコア層も含んでいる、請求項１記載の積層体。
  10. 【請求項１０】　　コア層が熱可塑性層に接着されてい
    る、請求項９記載の積層体。
  11. 【請求項１１】　　接着剤が、約８０℃から約１２０℃
    までの融点を有するホットメルト接着剤である、請求項
    １０記載の積層体。
  12. 【請求項１２】　　少なくとも一方の面に、約１０〜約
    ５０％の架橋アクリレ―トエラストマ―、約５〜約３５
    ％の架橋スチレン‐アクリロニトリルコポリマ―、およ
    び約１５〜約８５％の直鎖状スチレン‐アクリロニトリ
    ルコポリマ―からなる外側層を有する、請求項１記載の
    積層体。
  13. 【請求項１３】　　少なくとも一方の面に、約１０〜約
    ５０％の架橋アクリレ―トエラストマ―、約５〜約３５
    ％の架橋スチレン‐アクリロニトリルコポリマ―、およ
    び約１５〜約８５％の直鎖状スチレン‐アクリロニトリ
    ルコポリマ―からなる外側層を有する、請求項９記載の
    積層体。
  14. 【請求項１４】　　建築用パネルの形態である、請求項
    １記載の軽量高強度積層体。
  15. 【請求項１５】　　繊維強化熱硬化性樹脂または繊維強
    化熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方の中に鉱物質
    充填材が配置されている、請求項１記載の積層体。
  16. 【請求項１６】　　鉱物質充填材が軽量であるか、耐火
    性であるか、または軽量かつ耐火性である、請求項１５
    記載の積層体。
  17. 【請求項１７】　　鉱物質充填材が難燃性の水酸化アル
    ミニウム、水酸化マグネシウムまたはこれらの混合物で
    ある、請求項１６記載の積層体。
  18. 【請求項１８】　　（ａ）ロフトすることができる繊維
    強化熱可塑性樹脂の層を繊維強化熱硬化性樹脂の２つの
    シ―ト間に配置して複合体を形成し、（ｂ）これらの層
    をコンパクトに圧縮することによって積層体を形成する
    のに充分な時間の間複合体を高温でプレスし、（ｃ）高
    温で制御しながら積層体から圧力を解放してロフトした
    繊維強化熱可塑性コアを有する積層体を形成することか
    らなる軽量高強度積層体の製造方法。
  19. 【請求項１９】　　繊維が、ガラス繊維、黒鉛繊維およ
    び炭化ケイ素繊維より成る群の中から選択される、請求
    項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】　　熱可塑性層が、 （ａ）微細な粉末状、粒子状、針状または繊維状の形態
    にある熱可塑性のポリフェニレンエ―テルバインダ―約
    ２０〜約６０重量％、および （ｂ）長さが約０．１２５〜約０．５インチで太さが約
    ２〜約３０ミクロンのガラス繊維のランダムディスパ―
    ション約４０〜約８０重量％を有する圧密化マットであ
    る、請求項１８記載の方法。
  21. 【請求項２１】　　熱可塑性樹脂が約４００℃の温度に
    暴露されることにより、圧密化マットの厚みの少なくと
    も２倍に膨脹したロフトウェブを形成する、請求項１８
    記載の方法。
  22. 【請求項２２】　　熱硬化性シ―トが、（ａ）ポリフェ
    ニレンエ―テルエポキシ樹脂約４０〜約８０重量％、お
    よび （ｂ）少なくとも５０重量％が約０．１２５〜約１イン
    チの長さと約２〜約３０ミクロンの太さを有するガラス
    繊維約２０〜約６０重量％からなる、請求項１８記載の
    方法。
  23. 【請求項２３】　　高温の範囲が約２１０℃から約３０
    ０℃までである、請求項１８記載の方法。
  24. 【請求項２４】　　約５００〜約１５００ｐｓｉ　の圧
    力で複合体をプレスして積層体を形成する、請求項１８
    記載の方法。
  25. 【請求項２５】　　約１０分間から約１時間の間圧力を
    かける、請求項１８記載の方法。
  26. 【請求項２６】　　プレス機のプラテンの間で複合体を
    プレスし、高温で圧力を解放する際にプレス機のプラテ
    ンを所定の間隔だけ開くことによって高温から室温まで
    冷える間に繊維強化熱可塑性層が膨脹して開口部を満た
    すようにする、請求項１８記載の方法。
  27. 【請求項２７】　　約１／２〜約５／８インチだけプラ
    テンを開く、請求項２６記載の方法。
  28. 【請求項２８】　　（ａ）ロフトすることができる繊維
    強化熱可塑性樹脂の層を繊維強化熱硬化性樹脂のシ―ト
    上に配置して複合体を形成し、（ｂ）これらの層をコン
    パクトに圧縮することによって積層体を形成するのに充
    分な時間の間複合体を高温でプレスし、（ｃ）高温で制
    御しながら積層体から圧力を解放すると共に積層体の熱
    可塑性層をロフトさせ、（ｄ）ステップｃで生成したよ
    うな熱可塑性層と熱硬化性層とを有する２つの平行なロ
    フト積層体の熱可塑性層に近接して、ポリフェニレンエ
    ―テル‐ポリスチレンブレンド、ポリスチレンもしくは
    ポリウレタンフォ―ムまたはこれらの混合物を配置し、
    （ｅ）予熱されたプレス機で複合体の両面にメカニカル
    ストップをおいてステップｄの層をプレスしてフォ―ム
    を各熱可塑性層に接合させ、（ｆ）複合体を冷却して軽
    量で高強度の積層体を形成することからなる軽量高強度
    積層体の製造方法。
JP3117873A 1990-04-24 1991-04-23 プラスチックを基材とする積層体 Withdrawn JPH04250033A (ja)

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