JPH0788998A - 繊維強化熱可塑性樹脂積層体 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂積層体Info
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- JPH0788998A JPH0788998A JP23963393A JP23963393A JPH0788998A JP H0788998 A JPH0788998 A JP H0788998A JP 23963393 A JP23963393 A JP 23963393A JP 23963393 A JP23963393 A JP 23963393A JP H0788998 A JPH0788998 A JP H0788998A
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- reinforced thermoplastic
- resin
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軽量かつ高強度で、線膨張係数が金属より低
く、そのため各種金属材料との組合せ使用が可能で、高
い寸法精度を要求される部品等への利用に適した繊維強
化熱可塑性樹脂積層体を提供する。 【構成】 複数枚の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグ
を、繊維の配列方向が同一もしくは直交するように積層
し、繊維の配列方向の線膨張係数もしくは繊維の配列方
向及びこれと直交する方向の線膨張係数を0.６×１０-5
／℃以下としたことを特徴とする。繊維強化熱可塑性樹
脂プリプレグの繊維としては、例えばガラス繊維を容積
含有率で４０％以上、８５％以下の範囲で含有させるこ
とが推奨される。
く、そのため各種金属材料との組合せ使用が可能で、高
い寸法精度を要求される部品等への利用に適した繊維強
化熱可塑性樹脂積層体を提供する。 【構成】 複数枚の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグ
を、繊維の配列方向が同一もしくは直交するように積層
し、繊維の配列方向の線膨張係数もしくは繊維の配列方
向及びこれと直交する方向の線膨張係数を0.６×１０-5
／℃以下としたことを特徴とする。繊維強化熱可塑性樹
脂プリプレグの繊維としては、例えばガラス繊維を容積
含有率で４０％以上、８５％以下の範囲で含有させるこ
とが推奨される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軽量で機械的強度及び耐
衝撃性に優れ、自動車、住宅の内装等の産業資材として
好適に使用される繊維強化熱可塑性樹脂積層体に関す
る。
衝撃性に優れ、自動車、住宅の内装等の産業資材として
好適に使用される繊維強化熱可塑性樹脂積層体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化樹脂積層成形体は、金属に比し
て、錆が出ず軽量で成形加工が容易である等の理由で自
動車や住宅などの内装材として用いられており、特に自
動車の内装材には燃費改善策として使用範囲が拡大して
いる。
て、錆が出ず軽量で成形加工が容易である等の理由で自
動車や住宅などの内装材として用いられており、特に自
動車の内装材には燃費改善策として使用範囲が拡大して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
繊維強化樹脂成形体は不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を使用し
ている。
繊維強化樹脂成形体は不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を使用し
ている。
【０００４】通常、繊維強化樹脂成形体は補強繊維に樹
脂を含浸させたものを所定枚数積層して製造するが、熱
硬化性樹脂を使用した繊維強化樹脂成形体は衝撃荷重が
加わると層間が剥離して形状破壊を起こす。線膨張係数
を小さくするために繊維含有率を上げるほど層間剥離し
易くなる傾向がある。これは熱硬化性樹脂が強靭性に乏
しいためと言われている。耐衝撃性を向上させる試みと
して、熱硬化性樹脂に比べて強靭性の高い熱可塑性樹脂
の使用が検討されている。
脂を含浸させたものを所定枚数積層して製造するが、熱
硬化性樹脂を使用した繊維強化樹脂成形体は衝撃荷重が
加わると層間が剥離して形状破壊を起こす。線膨張係数
を小さくするために繊維含有率を上げるほど層間剥離し
易くなる傾向がある。これは熱硬化性樹脂が強靭性に乏
しいためと言われている。耐衝撃性を向上させる試みと
して、熱硬化性樹脂に比べて強靭性の高い熱可塑性樹脂
の使用が検討されている。
【０００５】ところが、従来までの繊維強化熱可塑性樹
脂成形体は、熱可塑性樹脂の粘度が高いため、連続繊維
の直線性を保って繊維含有率を高くすることが困難であ
り、線膨張係数が２.5×１０-5／℃以上と高く、線膨張
係数の低い鉄、アルミ、銅などの金属や、低熱膨張係数
材料との組合せ使用や、一体化使用には限度があった。
脂成形体は、熱可塑性樹脂の粘度が高いため、連続繊維
の直線性を保って繊維含有率を高くすることが困難であ
り、線膨張係数が２.5×１０-5／℃以上と高く、線膨張
係数の低い鉄、アルミ、銅などの金属や、低熱膨張係数
材料との組合せ使用や、一体化使用には限度があった。
【０００６】更にまた、温度変化があるところでの部品
等への使用にも、その寸法精度維持のため制限があり、
金属板またはそれ以下の線膨張係数を有する繊維強化熱
可塑性樹脂製品の開発が強く望まれていた。本発明はこ
のような要請に応ずることを目的としてなされたもので
ある。
等への使用にも、その寸法精度維持のため制限があり、
金属板またはそれ以下の線膨張係数を有する繊維強化熱
可塑性樹脂製品の開発が強く望まれていた。本発明はこ
のような要請に応ずることを目的としてなされたもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、これらの課題を解決するために繊維強化熱可
塑性樹脂板を積層成形することにより上記目的を達成し
得ることを見い出し、本発明を完成した。
した結果、これらの課題を解決するために繊維強化熱可
塑性樹脂板を積層成形することにより上記目的を達成し
得ることを見い出し、本発明を完成した。
【０００８】即ち、本発明は、複数枚の繊維強化熱可塑
性樹脂プリプレグを、繊維の配列方向が同一もしくは直
交するように積層し、繊維の配列方向（以下『０度方
向』という。）の線膨張係数もしくは繊維の配列方向
（０度方向）及びこれと直交する方向（以下『９０度方
向』という。）の線膨張係数を0.６×１０-5／℃以下と
したことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂積層体を提
供するものである。
性樹脂プリプレグを、繊維の配列方向が同一もしくは直
交するように積層し、繊維の配列方向（以下『０度方
向』という。）の線膨張係数もしくは繊維の配列方向
（０度方向）及びこれと直交する方向（以下『９０度方
向』という。）の線膨張係数を0.６×１０-5／℃以下と
したことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂積層体を提
供するものである。
【０００９】本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂板のた
めの熱可塑性樹脂として用いられる樹脂の種類として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリアミド、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリ
エチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリスチレ
ン、ポリアセタール、ナイロン等の他種々の熱可塑性樹
脂を用いることができるが、強度、耐摩耗性、価格や廃
棄物になったときの再生の容易さなどの観点から最も望
ましい樹脂としては、ポリプロピレン樹脂が推奨され
る。
めの熱可塑性樹脂として用いられる樹脂の種類として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリアミド、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリ
エチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリスチレ
ン、ポリアセタール、ナイロン等の他種々の熱可塑性樹
脂を用いることができるが、強度、耐摩耗性、価格や廃
棄物になったときの再生の容易さなどの観点から最も望
ましい樹脂としては、ポリプロピレン樹脂が推奨され
る。
【００１０】また、本発明繊維強化熱可塑性樹脂プリプ
レグに用いられる繊維としては、アラミド繊維等の合成
樹脂繊維、天然の有機質繊維、チタン、ボロン、ステン
レス等の金属繊維、ガラス、炭素、炭化ケイ素等の無機
繊維が挙げられるが、強度、価格、熱膨張係数の面から
最も望ましい繊維としてはガラス繊維を用いることが推
奨される。
レグに用いられる繊維としては、アラミド繊維等の合成
樹脂繊維、天然の有機質繊維、チタン、ボロン、ステン
レス等の金属繊維、ガラス、炭素、炭化ケイ素等の無機
繊維が挙げられるが、強度、価格、熱膨張係数の面から
最も望ましい繊維としてはガラス繊維を用いることが推
奨される。
【００１１】熱可塑性樹脂とこの繊維の配合比として
は、繊維配合比を容積比４０％以上８５％以下とするの
が望ましい。８５％以上となると必要な靭性が低下する
うえ、成形加工が困難となる。また、４０％以下では必
要な剛性と耐摩耗性が得られない。なお、これらの繊維
は一定方向に配列されていることが推奨される。
は、繊維配合比を容積比４０％以上８５％以下とするの
が望ましい。８５％以上となると必要な靭性が低下する
うえ、成形加工が困難となる。また、４０％以下では必
要な剛性と耐摩耗性が得られない。なお、これらの繊維
は一定方向に配列されていることが推奨される。
【００１２】一方向に配列した繊維に熱可塑性樹脂を含
浸してなる繊維強化熱可塑性樹脂板は、通常太さ３〜２
５μｍのモノフィラメントを２００〜１２０００本集束
したヤーンもしくは、ロービングを、所定本数一方向に
並べたものに熱可塑性樹脂を含浸させたものを用いる。
浸してなる繊維強化熱可塑性樹脂板は、通常太さ３〜２
５μｍのモノフィラメントを２００〜１２０００本集束
したヤーンもしくは、ロービングを、所定本数一方向に
並べたものに熱可塑性樹脂を含浸させたものを用いる。
【００１３】ガラス繊維は通常各種の表面処理を行い、
樹脂との密着性を向上させることが行われる。表面処理
は集束剤とカップリング剤を組み合わせて行う。集束剤
は組み合わせる熱可塑性樹脂により選択する必要があ
る。一般的には、組み合わせる熱可塑性樹脂の溶融温度
で軟化して、熱可塑性樹脂が繊維束中に含浸し易いもの
を選択する。そのため、組み合わせる熱可塑性樹脂と同
種の樹脂を主成分とする集束剤を使用する場合が多い。
樹脂との密着性を向上させることが行われる。表面処理
は集束剤とカップリング剤を組み合わせて行う。集束剤
は組み合わせる熱可塑性樹脂により選択する必要があ
る。一般的には、組み合わせる熱可塑性樹脂の溶融温度
で軟化して、熱可塑性樹脂が繊維束中に含浸し易いもの
を選択する。そのため、組み合わせる熱可塑性樹脂と同
種の樹脂を主成分とする集束剤を使用する場合が多い。
【００１４】繊維強化熱可塑性樹脂板の繊維として使用
するガラス繊維は、シラン系、チタネート系、ジルコニ
ウム系のカップリング剤で処理し、樹脂との密着性を向
上させたものを用いる。ガラス繊維の場合のカップリン
グ剤は、組み合わせる樹脂に応じて最適なものを選ぶ必
要があり、以下その具体例を列挙する。
するガラス繊維は、シラン系、チタネート系、ジルコニ
ウム系のカップリング剤で処理し、樹脂との密着性を向
上させたものを用いる。ガラス繊維の場合のカップリン
グ剤は、組み合わせる樹脂に応じて最適なものを選ぶ必
要があり、以下その具体例を列挙する。
【００１５】ナイロン樹脂であれば、γ−アミノプロピ
ル−トリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−
γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン等を使用す
る。ポリカーボネート樹脂であれば、γ−アミノプロピ
ル−トリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−
γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン等を使用す
る。
ル−トリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−
γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン等を使用す
る。ポリカーボネート樹脂であれば、γ−アミノプロピ
ル−トリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−
γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン等を使用す
る。
【００１６】ポリエチレンテレフタレートまたはポリブ
チレンテレフタレートであれば、β−（３，４−エポキ
シシクロヘキシル）エチル−トリメトキシシラン、γ−
グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピル−トリメトキシシラン等を使用する。
チレンテレフタレートであれば、β−（３，４−エポキ
シシクロヘキシル）エチル−トリメトキシシラン、γ−
グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラン、γ−アミ
ノプロピル−トリメトキシシラン等を使用する。
【００１７】ポリエチレンまたはポリプロピレンであれ
ば、ビニルトリメトキシシラン、ビニル−トリス−（２
−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシ−プ
ロピルトリメトキシシラン等を使用する。
ば、ビニルトリメトキシシラン、ビニル−トリス−（２
−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシ−プ
ロピルトリメトキシシラン等を使用する。
【００１８】ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレン
スルフィド、ポリスルフォン、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリイミド、ポリアリレートまたはフッ素樹脂であ
れば、上述したカップリング剤も当然使用できるが、そ
の外に、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、ｐ−アミノフェニルトリエトキシシラン等を
使用できる。
スルフィド、ポリスルフォン、ポリエーテルサルフォ
ン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリイミド、ポリアリレートまたはフッ素樹脂であ
れば、上述したカップリング剤も当然使用できるが、そ
の外に、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、ｐ−アミノフェニルトリエトキシシラン等を
使用できる。
【００１９】ガラス繊維以外を補強繊維として用いる場
合は、アミン硬化型のエポキシ樹脂をカップリング剤と
して処理する場合が多く、その具体例としてはビスフェ
ノール−Ａ−エピクロルヒドリン樹脂、エポキシノボラ
ック樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、
グリシジルエステル型樹脂を使用することができる。熱
可塑性樹脂の溶融温度が高く、通常のカップリング剤が
熱分解することが想定される場合は、全くカップリング
剤を使用しないこともある。
合は、アミン硬化型のエポキシ樹脂をカップリング剤と
して処理する場合が多く、その具体例としてはビスフェ
ノール−Ａ−エピクロルヒドリン樹脂、エポキシノボラ
ック樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、
グリシジルエステル型樹脂を使用することができる。熱
可塑性樹脂の溶融温度が高く、通常のカップリング剤が
熱分解することが想定される場合は、全くカップリング
剤を使用しないこともある。
【００２０】カップリング剤を繊維表面に施す方法は以
下の通りである。即ち、一つの方法としては、繊維を溶
融してモノフィラメントを引き出す際に、集束剤とカッ
プリング剤に界面活性剤を添加して水溶液としたもの
を、モノフィラメントに噴霧した後、１００℃程度の温
度で乾燥して処理する。他の方法としては、集束剤を除
去した繊維に、カップリング剤を0.１〜３重量％溶解し
た液を、浸漬、噴霧塗布等の手段により完全に含浸させ
る。
下の通りである。即ち、一つの方法としては、繊維を溶
融してモノフィラメントを引き出す際に、集束剤とカッ
プリング剤に界面活性剤を添加して水溶液としたもの
を、モノフィラメントに噴霧した後、１００℃程度の温
度で乾燥して処理する。他の方法としては、集束剤を除
去した繊維に、カップリング剤を0.１〜３重量％溶解し
た液を、浸漬、噴霧塗布等の手段により完全に含浸させ
る。
【００２１】このカップリング剤溶液を含んだ繊維を６
０〜１２０℃で乾燥し、カップリング剤を繊維表面に反
応させる。乾燥時間は溶媒が揮散してしまう時間で充分
で、１５〜２０分位である。カップリング剤を溶解する
溶媒は、使用する表面処理剤に応じて、ｐＨ２.0〜１
２.0位に調整した水を用いる場合と、エタノール、トル
エンアセトン、キシレン等の有機溶剤を単独で、或いは
混合して使用する場合とがある。
０〜１２０℃で乾燥し、カップリング剤を繊維表面に反
応させる。乾燥時間は溶媒が揮散してしまう時間で充分
で、１５〜２０分位である。カップリング剤を溶解する
溶媒は、使用する表面処理剤に応じて、ｐＨ２.0〜１
２.0位に調整した水を用いる場合と、エタノール、トル
エンアセトン、キシレン等の有機溶剤を単独で、或いは
混合して使用する場合とがある。
【００２２】熱可塑性樹脂を一方向に引き揃えた補強繊
維に含浸させて薄板とする方法としては種々の手段があ
るが、最も一般的な方法は以下の通りである。一つの方
法は、溶剤に可溶な樹脂であれば、その樹脂を溶液化し
て補強繊維に含浸させ、その後脱泡しながら溶媒を除去
し、薄板とする方法である。他の一つの方法は、樹脂を
加熱溶融して補強繊維に含浸し、脱泡し、冷却して薄板
とする方法である。
維に含浸させて薄板とする方法としては種々の手段があ
るが、最も一般的な方法は以下の通りである。一つの方
法は、溶剤に可溶な樹脂であれば、その樹脂を溶液化し
て補強繊維に含浸させ、その後脱泡しながら溶媒を除去
し、薄板とする方法である。他の一つの方法は、樹脂を
加熱溶融して補強繊維に含浸し、脱泡し、冷却して薄板
とする方法である。
【００２３】このようにして製造した薄板は、繊維と熱
可塑性樹脂の密着性に優れており、繊維含有率も３０〜
９０％と要求に応じて変えることができ、厚みも0.１〜
１.0ｍｍと薄く製造することができるが、ガラス含有率
は４０〜８５％で、厚さ0.１〜0.６ｍｍのところで使用
するのが望ましい。
可塑性樹脂の密着性に優れており、繊維含有率も３０〜
９０％と要求に応じて変えることができ、厚みも0.１〜
１.0ｍｍと薄く製造することができるが、ガラス含有率
は４０〜８５％で、厚さ0.１〜0.６ｍｍのところで使用
するのが望ましい。
【００２４】ガラス繊維含有率が４０容量％以下では繊
維量が少ないので強度が低く、また８５容量％以上では
繊維に対して樹脂量が少なく繊維と樹脂の密着性が低下
し強度が低くなるので好ましくない。
維量が少ないので強度が低く、また８５容量％以上では
繊維に対して樹脂量が少なく繊維と樹脂の密着性が低下
し強度が低くなるので好ましくない。
【００２５】本発明に於ける繊維強化熱可塑性樹脂プリ
プレグの好ましい連続製法は特公平２−４８９０７号に
示された装置及び製造条件によってなされる。
プレグの好ましい連続製法は特公平２−４８９０７号に
示された装置及び製造条件によってなされる。
【００２６】補強繊維がガラス繊維の場合は、γ−メタ
クリロキシ−プロピルトリメトキシシランを表面処理し
た１３μのモノフィラメントが１６００集束されている
ヤーンを１００本均一張力で引っ張りながら巾２００ｍ
ｍに引き揃えて、引っ張りながら熱溶融した熱可塑性樹
脂に接触させて熱ロールで樹脂をしごきながら含浸し製
造した。
クリロキシ−プロピルトリメトキシシランを表面処理し
た１３μのモノフィラメントが１６００集束されている
ヤーンを１００本均一張力で引っ張りながら巾２００ｍ
ｍに引き揃えて、引っ張りながら熱溶融した熱可塑性樹
脂に接触させて熱ロールで樹脂をしごきながら含浸し製
造した。
【００２７】繊維強化熱可塑性樹脂積層体は、上記繊維
強化熱可塑性樹脂プリプレグを繊維の配列方向が同一と
なるように積層、もしくは繊維の配列方向が互いに直交
するように積層して得られるが、積層の数については用
途に応じ任意である。
強化熱可塑性樹脂プリプレグを繊維の配列方向が同一と
なるように積層、もしくは繊維の配列方向が互いに直交
するように積層して得られるが、積層の数については用
途に応じ任意である。
【００２８】積層体の成形の方法は任意の方法が採用で
き、例えば、前記積層体をオ−ブン中でその流動可能温
度以上に加熱した後、その積層体を、その樹脂のガラス
転移温度が３０℃以上のものであれば少なくともそのガ
ラス転移温度以下に加熱されたプレス金型中に投入し、
樹脂のガラス転移温度が３０℃未満であれば常温のプレ
ス金型中に投入し、金型を短時間で圧締し賦形、脱泡及
び冷却を同時に行う、いわゆるスタンピング成形法や、
また、積層体を、プレスに装着した金型中で樹脂の流動
可能温度以上に加熱しながら、成形物表面積１ｍ2 当り
１〜３００ｋｇの圧力で、１０秒〜６０分間加圧し、樹
脂のガラス転移温度以下に冷却してから脱型する、いわ
ゆるプレス成形法、或いはまた、真空下で樹脂流動可能
温度以上に加熱した後、２０ｋｇ／ｃｍ2 以下の圧力で
賦形、脱泡後、ガラス転移温度以下に冷却してから脱型
する、いわゆるオートクレーブ成形法等があげられる。
き、例えば、前記積層体をオ−ブン中でその流動可能温
度以上に加熱した後、その積層体を、その樹脂のガラス
転移温度が３０℃以上のものであれば少なくともそのガ
ラス転移温度以下に加熱されたプレス金型中に投入し、
樹脂のガラス転移温度が３０℃未満であれば常温のプレ
ス金型中に投入し、金型を短時間で圧締し賦形、脱泡及
び冷却を同時に行う、いわゆるスタンピング成形法や、
また、積層体を、プレスに装着した金型中で樹脂の流動
可能温度以上に加熱しながら、成形物表面積１ｍ2 当り
１〜３００ｋｇの圧力で、１０秒〜６０分間加圧し、樹
脂のガラス転移温度以下に冷却してから脱型する、いわ
ゆるプレス成形法、或いはまた、真空下で樹脂流動可能
温度以上に加熱した後、２０ｋｇ／ｃｍ2 以下の圧力で
賦形、脱泡後、ガラス転移温度以下に冷却してから脱型
する、いわゆるオートクレーブ成形法等があげられる。
【００２９】このようにして作製された繊維強化熱可塑
性樹脂積層体は、軽量で強度が高い等の特徴に加え、こ
れまで得られなかった金属なみの線膨張係数を有するた
め、従来不可能であった鉄、アルミ、銅等の低線膨張係
数を有する材料との組合せが可能となり、用途が大幅に
拡大する。
性樹脂積層体は、軽量で強度が高い等の特徴に加え、こ
れまで得られなかった金属なみの線膨張係数を有するた
め、従来不可能であった鉄、アルミ、銅等の低線膨張係
数を有する材料との組合せが可能となり、用途が大幅に
拡大する。
【００３０】
【実施例】以下に実施例で本発明を詳細に説明する。 〔実施例１〕補強繊維としてγ−メタクリロキシ−プロ
ピルトリメトキシシランを表面処理したガラス繊維を用
い、樹脂としてマレイン酸をグラフト化させたポリプロ
ピレンを１重量部混合したポリプロピレン（ＰＰ）を使
用して、巾２００ｍｍで１ｍ 2 当りの重さ２５０ｇ、厚
さ１８０μｍ、繊維含有率４０容量％の繊維強化熱可塑
性樹脂板Ａを製造した。そして、この繊維強化熱可塑性
樹脂板Ａを繊維方向に長さ２００ｍｍに切断したものを
３２枚準備した。
ピルトリメトキシシランを表面処理したガラス繊維を用
い、樹脂としてマレイン酸をグラフト化させたポリプロ
ピレンを１重量部混合したポリプロピレン（ＰＰ）を使
用して、巾２００ｍｍで１ｍ 2 当りの重さ２５０ｇ、厚
さ１８０μｍ、繊維含有率４０容量％の繊維強化熱可塑
性樹脂板Ａを製造した。そして、この繊維強化熱可塑性
樹脂板Ａを繊維方向に長さ２００ｍｍに切断したものを
３２枚準備した。
【００３１】この繊維強化熱可塑性樹脂板を、繊維方向
を０゜としたときに、上から順に９０゜／０゜／９０゜
／０゜／９０゜／０゜／９０゜／０゜／０゜／９０゜／
０゜／９０゜／０゜／９０゜／０゜／９０゜の向きに１
６層積み重ねたものを２組作製した。
を０゜としたときに、上から順に９０゜／０゜／９０゜
／０゜／９０゜／０゜／９０゜／０゜／０゜／９０゜／
０゜／９０゜／０゜／９０゜／０゜／９０゜の向きに１
６層積み重ねたものを２組作製した。
【００３２】そのうちの一組の積層体を２枚のポリイミ
ドフィルムで挟み、２４０℃に加熱した熱板の間に投入
し、0.０２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間予熱した後、圧
力を解放し、図１に示す形状の積層板が成形できる６０
℃に加熱した金型中に投入し、３ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で
５分間冷却賦形し、線膨張係数測定用の積層板（１）を
成形した。
ドフィルムで挟み、２４０℃に加熱した熱板の間に投入
し、0.０２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間予熱した後、圧
力を解放し、図１に示す形状の積層板が成形できる６０
℃に加熱した金型中に投入し、３ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で
５分間冷却賦形し、線膨張係数測定用の積層板（１）を
成形した。
【００３３】別の一組みの積層体を２枚のポリイミドフ
ィルムで挟み、２４０℃に加熱した熱板の間に投入し、
0.０２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間予熱した後、圧力を
解放し、図２に示す形状の積層板が成形できる６０℃に
加熱した金型中に投入し、３ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分
間冷却賦形し、衝撃試験用の成形体（２）を成形した。
ィルムで挟み、２４０℃に加熱した熱板の間に投入し、
0.０２ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分間予熱した後、圧力を
解放し、図２に示す形状の積層板が成形できる６０℃に
加熱した金型中に投入し、３ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で５分
間冷却賦形し、衝撃試験用の成形体（２）を成形した。
【００３４】次いで、図１に示す線膨張係数測定用の積
層板（１）から、線膨張係数測定用の試験片として、０
゜方向に切り出した試験片（１ａ，１ａ）と、９０゜方
向に切り出した試験片（１ｂ，１ｂ）とを作成し、ＪＩ
Ｓ Ｋ６９１１に準じて線膨張係数を測定した。その結
果を表１に示した。
層板（１）から、線膨張係数測定用の試験片として、０
゜方向に切り出した試験片（１ａ，１ａ）と、９０゜方
向に切り出した試験片（１ｂ，１ｂ）とを作成し、ＪＩ
Ｓ Ｋ６９１１に準じて線膨張係数を測定した。その結
果を表１に示した。
【００３５】また、図２に示す衝撃試験用の成形体
（２）のフランジ部分に孔（２ａ，２ａ）を明け、図３
に示すように厚さ３ｍｍの鉄板（３）にボルト（４，
４）で固定した。このものを１００℃の恒温槽に６０分
放置後、繊維強化樹脂成形体の変形状態を観察したが常
温の状態に比べ著しく変形はしていなかった。
（２）のフランジ部分に孔（２ａ，２ａ）を明け、図３
に示すように厚さ３ｍｍの鉄板（３）にボルト（４，
４）で固定した。このものを１００℃の恒温槽に６０分
放置後、繊維強化樹脂成形体の変形状態を観察したが常
温の状態に比べ著しく変形はしていなかった。
【００３６】更に、このものを一晩室温で放置後、図３
のＰの位置に、４ｋｇの鋼球を５０ｃｍの高さから自然
落下させて２０００Ｊの衝撃エネルギーを負荷し、外観
検査及び超音波探傷による層間剥離面積の測定を行っ
た。その結果を表１に示す。以上示したように、高温時
の著しい変形もなく耐衝撃性に優れた繊維強化熱可塑性
樹脂成形体が得られた。
のＰの位置に、４ｋｇの鋼球を５０ｃｍの高さから自然
落下させて２０００Ｊの衝撃エネルギーを負荷し、外観
検査及び超音波探傷による層間剥離面積の測定を行っ
た。その結果を表１に示す。以上示したように、高温時
の著しい変形もなく耐衝撃性に優れた繊維強化熱可塑性
樹脂成形体が得られた。
【００３７】
【表１】
【００３８】〔実施例２〕繊維含有率６０容量％、厚さ
１５０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｂを製造した。これを実施例１と同様に
裁断、積層、成形して、線膨張係数測定用積層板（１）
及び衝撃試験用の成形体（２）を成形し、試験を行っ
た。その結果を表１に示す。高温時の著しい変形もなく
耐衝撃性に優れた繊維強化熱可塑性樹脂成形体が得られ
た。
１５０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｂを製造した。これを実施例１と同様に
裁断、積層、成形して、線膨張係数測定用積層板（１）
及び衝撃試験用の成形体（２）を成形し、試験を行っ
た。その結果を表１に示す。高温時の著しい変形もなく
耐衝撃性に優れた繊維強化熱可塑性樹脂成形体が得られ
た。
【００３９】〔実施例３〕繊維含有率８５容量％、厚さ
１３０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｃを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板（１）及び衝撃試験用の成形体
（２）を成形し、試験を行った。その結果を表１に示
す。高温時の著しい変形もなく耐衝撃性に優れた繊維強
化熱可塑性樹脂成形体が得られた。
１３０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｃを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板（１）及び衝撃試験用の成形体
（２）を成形し、試験を行った。その結果を表１に示
す。高温時の著しい変形もなく耐衝撃性に優れた繊維強
化熱可塑性樹脂成形体が得られた。
【００４０】〔比較例１〕繊維含有率３５容量％、厚さ
２００μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｄを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板及び衝撃試験用の成形体を成形
し、試験を行った。その結果を表１に示す。高温時に著
しく変形し、耐衝撃性に劣った繊維強化熱可塑性樹脂成
形体が得られた。
２００μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｄを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板及び衝撃試験用の成形体を成形
し、試験を行った。その結果を表１に示す。高温時に著
しく変形し、耐衝撃性に劣った繊維強化熱可塑性樹脂成
形体が得られた。
【００４１】〔比較例２〕繊維含有率９０容量％、厚さ
１２０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｄを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板及び衝撃試験用の成形体を成形
し、試験を行った。その結果を表１に示す。高温時に著
しく変形し、耐衝撃性に劣った繊維強化熱可塑性樹脂成
形体が得られた。
１２０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｄを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板及び衝撃試験用の成形体を成形
し、試験を行った。その結果を表１に示す。高温時に著
しく変形し、耐衝撃性に劣った繊維強化熱可塑性樹脂成
形体が得られた。
【００４２】〔比較例３〕不飽和ポリエステル樹脂ＭＬ
３５０１（三井東圧化学株式会社製）１００部にジター
シャリーブチルパーベンゾエート１部を加えた樹脂液
を、ガラス繊維に含浸させて、巾２００ｍｍで１ｍ2 当
りの重さ２５０ｇ、厚さ１６０μｍ、繊維含有率４０容
量％の繊維強化樹脂板Ｅを製造した。この繊維強化樹脂
板Ｅを繊維方向に長さ２００ｍｍに切断し３２枚の樹脂
板を得た。
３５０１（三井東圧化学株式会社製）１００部にジター
シャリーブチルパーベンゾエート１部を加えた樹脂液
を、ガラス繊維に含浸させて、巾２００ｍｍで１ｍ2 当
りの重さ２５０ｇ、厚さ１６０μｍ、繊維含有率４０容
量％の繊維強化樹脂板Ｅを製造した。この繊維強化樹脂
板Ｅを繊維方向に長さ２００ｍｍに切断し３２枚の樹脂
板を得た。
【００４３】この繊維強化樹脂板を繊維方向を０゜とし
たときに、上から順に９０゜／０゜／９０゜／０゜／９
０゜／０゜／９０゜／０゜／０゜／９０゜／０゜／９０
゜／０゜／９０゜／０゜／９０゜の向きに１６層積み重
ねたものを２組作製した。そのうちの一組の積層体を図
１の形状が成形できる１５０℃に加熱した金型内に投入
し、５分間、７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧し、線膨張
係数測定用の積層板を成形した。
たときに、上から順に９０゜／０゜／９０゜／０゜／９
０゜／０゜／９０゜／０゜／０゜／９０゜／０゜／９０
゜／０゜／９０゜／０゜／９０゜の向きに１６層積み重
ねたものを２組作製した。そのうちの一組の積層体を図
１の形状が成形できる１５０℃に加熱した金型内に投入
し、５分間、７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧し、線膨張
係数測定用の積層板を成形した。
【００４４】また、他の一組の積層体を図２の形状が成
形できる１５０℃に加熱した金型内に投入し、５分間、
７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧し、衝撃試験用の成形体
を成形した。実施例１と同様にして線膨張係数及び衝撃
試験を行った。その結果を表１に示す。高温時の変形は
なかったが、衝撃試験により破壊が発生した。
形できる１５０℃に加熱した金型内に投入し、５分間、
７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で加圧し、衝撃試験用の成形体
を成形した。実施例１と同様にして線膨張係数及び衝撃
試験を行った。その結果を表１に示す。高温時の変形は
なかったが、衝撃試験により破壊が発生した。
【００４５】
【発明の効果】０度方向線膨張係数が0.６×１０-5／℃
以下、もしくは０度及び９０度方向線膨張係数が0.６×
１０-5／℃以下であることを特徴とする本発明に係る繊
維強化熱可塑性樹脂積層成形体は、軽量で強度が高い等
の特徴に加え、これまで得られなかった金属以下の線膨
張係数を有するため、これまで不可能であった鉄、アル
ミ、銅等の材料との組合せが可能となるほか、寸法精度
を必要とする部品などへの用途が大幅に拡大する。な
お、本発明に係る積層成形体はリサイクルが可能で、省
資源の面でも有用である。
以下、もしくは０度及び９０度方向線膨張係数が0.６×
１０-5／℃以下であることを特徴とする本発明に係る繊
維強化熱可塑性樹脂積層成形体は、軽量で強度が高い等
の特徴に加え、これまで得られなかった金属以下の線膨
張係数を有するため、これまで不可能であった鉄、アル
ミ、銅等の材料との組合せが可能となるほか、寸法精度
を必要とする部品などへの用途が大幅に拡大する。な
お、本発明に係る積層成形体はリサイクルが可能で、省
資源の面でも有用である。
【図１】本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂積層板と、
これからその線膨張係数測定用試験片を切り出す状態を
示す説明図である。
これからその線膨張係数測定用試験片を切り出す状態を
示す説明図である。
【図２】本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂積層板によ
り作製した衝撃試験用成形品の説明図である。
り作製した衝撃試験用成形品の説明図である。
【図３】図２に示した衝撃試験用成形品を鉄板に固定し
た状態を示す説明図である。
た状態を示す説明図である。
1 繊維強化熱可塑性樹脂積層板 1a ０゜方向線膨張係数測定用試験片 1b ９０゜方向線膨張係数測定用試験片 2 衝撃試験用成形品 2a 孔 3 衝撃試験用成形品固定板 4 衝撃試験用成形品固定用ボルト
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年３月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】熱可塑性樹脂とこの繊維の配合比として
は、繊維配合比を容積比２０％以上７０％以下とするの
が望ましい。７０％以上となると必要な靭性が低下する
うえ、成形加工が困難となる。また、２０％以下では必
要な剛性と耐摩耗性が得られない。なお、これらの繊維
は一定方向に配列されていることが推奨される。
は、繊維配合比を容積比２０％以上７０％以下とするの
が望ましい。７０％以上となると必要な靭性が低下する
うえ、成形加工が困難となる。また、２０％以下では必
要な剛性と耐摩耗性が得られない。なお、これらの繊維
は一定方向に配列されていることが推奨される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】〔実施例３〕繊維含有率７０容量％、厚さ
１３０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｃを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板（１）及び衝撃試験用の成形体
（２）を成形し、試験を行った。その結果を表１に示
す。高温時の著しい変形もなく耐衝撃性に優れた繊維強
化熱可塑性樹脂成形体が得られた。
１３０μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｃを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板（１）及び衝撃試験用の成形体
（２）を成形し、試験を行った。その結果を表１に示
す。高温時の著しい変形もなく耐衝撃性に優れた繊維強
化熱可塑性樹脂成形体が得られた。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】〔比較例１〕繊維含有率１５容量％、厚さ
２００μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｄを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板及び衝撃試験用の成形体を成形
し、試験を行った。その結果を表１に示す。高温時に著
しく変形し、耐衝撃性に劣った繊維強化熱可塑性樹脂成
形体が得られた。
２００μｍとする以外は実施例１と同様にして繊維強化
熱可塑性樹脂板Ｄを製造した。実施例１と同様にして、
線膨張係数測定用積層板及び衝撃試験用の成形体を成形
し、試験を行った。その結果を表１に示す。高温時に著
しく変形し、耐衝撃性に劣った繊維強化熱可塑性樹脂成
形体が得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田邉 浩史 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】複数枚の繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグ
を、繊維の配列方向が同一もしくは直交するように積層
し、繊維の配列方向の線膨張係数もしくは繊維の配列方
向及びこれと直交する方向の線膨張係数を0.６×１０-5
／℃以下としたことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂
積層体。 - 【請求項２】繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの熱可塑
性樹脂がポリプロピレン系樹脂である請求項１に記載の
繊維強化熱可塑性樹脂積層体。 - 【請求項３】繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグの繊維が
一方向に配列されたガラス繊維である請求項１または２
のいずれか１項に記載の繊維強化熱可塑性樹積層体。 - 【請求項４】繊維強化熱可塑性樹脂プリプレグのガラス
含有率が容積含有率で４０％以上、８５％以下の範囲で
ある請求項３に記載の繊維強化熱可塑性樹脂積層体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23963393A JPH0788998A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 繊維強化熱可塑性樹脂積層体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23963393A JPH0788998A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 繊維強化熱可塑性樹脂積層体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788998A true JPH0788998A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17047621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23963393A Pending JPH0788998A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 繊維強化熱可塑性樹脂積層体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788998A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11300870A (ja) * | 1998-04-20 | 1999-11-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 繊維強化プラスチック製サンドイッチボード |
| WO2000061362A1 (en) * | 1999-04-14 | 2000-10-19 | Mitsui Chemicals, Inc. | Laminate |
| KR101310326B1 (ko) * | 2011-10-24 | 2013-09-23 | 서울대학교산학협력단 | 엘엔지 저장탱크용 플라이우드 및 그 보강방법 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23963393A patent/JPH0788998A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11300870A (ja) * | 1998-04-20 | 1999-11-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 繊維強化プラスチック製サンドイッチボード |
| WO2000061362A1 (en) * | 1999-04-14 | 2000-10-19 | Mitsui Chemicals, Inc. | Laminate |
| KR101310326B1 (ko) * | 2011-10-24 | 2013-09-23 | 서울대학교산학협력단 | 엘엔지 저장탱크용 플라이우드 및 그 보강방법 |
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