JPS61287735A - 繊維強化プラスチツク - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、表面に金属被膜をもった繊維強化プラスチ
ックに関する。

従米五五庸 樹脂と補強繊維とを複合してなる繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）は、樹脂のみからなるものにくらべて比強度
や比弾性率が高いことから、いろいろな分野で注目され
ている。

ところで、そのようなＦＲＰにおいて、意匠効果を与え
たり、耐摩耗性を向上させたり、導電性を与える目的で
、表面に金属のメッキを施すことがよくある。しかしな
がら、一般に樹脂へのメッキは極めて難しく、容易に剥
がれてしまう。

一方、特公昭４８−２５０６５８公報には、樹脂と金属
被覆補強繊維とを複合してなるＦＲＰが記載されている
。この従来のＦＲＰは、薄い樹脂の層を通して表面から
金属被覆補強繊維を視認することができることから、被
覆金属に固有の意匠効果をもっている。しかしながら、
表面が樹脂の層で覆われていて、金属被覆補強繊維が露
出しているわけではないので、意匠効果はもっていても
、耐摩耗性の向上などは期待できない。

明が解°しようとする問題点 この発明の目的は、従来のＦＲＰの上記欠点を解決し、
表面の金属被膜が堅固で剥がれにくいばかりか、その金
属被膜によって意匠効果を発現させたり、耐摩耗性など
の機械的特性を向上させたり、導電性を付与したりする
ことができるＦＲＰを提供するにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明においては、樹脂
と補強繊維とを複合してなる母材の表面に金属被膜を形
成してなり、前記母材の表層部における補強繊維には金
属が被覆されており、その金属被覆補強繊維は前記母材
の表面に露出しており、かつその露出部分が前記金属被
膜と接合していることを特徴とする繊維強化プラスチッ
クが提供される。

この発明に係るＦＲＰは、本質的には樹脂と補強繊維と
を複合してなるものでおり、この点では通常のＦＲＰと
変わるところがないが、表面に金属被膜をもっていて、
この金属被膜がＦＲＰに意匠効果を発現させたり、耐摩
耗性を向上させたり、あるいは導電性を与えるように作
用する。また、母材の表層部における金属被覆補強繊維
は、母材表面に露出した部分において金属被膜と強固に
接合していて、金属被膜を大変剥がれにくい堅固なもの
としている。すなわち、金属被覆補強繊維は、通常のＦ
ＲＰと同様に樹脂の補強繊維として作用するとともに、
母材と金属被膜との接合性を改善する作用をもっている
。

以下、この発明をざらに詳細に説明するに、第１図にお
いて、ＦＲＰは、いわゆるマトリクスたる樹脂１と、金
属の被覆を有しない補強繊維２と、補強繊維２に金属被
覆３を施してなる金属被覆補強繊維４とを複合してなる
母材５の表面に金属被膜６を形成してなる。しかして、
上記金属被覆補強繊維４は母材５の表層部のみに配置さ
れていて、その表層部以外の、いわゆる内層部には、金
属被覆を有しない、いわゆる裸のままの補強繊維２が配
置されている。また、金属被覆補強繊維４は、その大部
分が母材５中に埋っている。だから、これが母材５から
容易に扱は出るようなことはない。

さらに、金属被覆補強繊維４の、母材５の表面に露出し
ている部分は、金属被膜６と強固に接合している。もち
ろん、樹脂１も金属被膜６と接合している。

上記において、樹脂は、ＦＲＰの、いわゆるマトリクス
樹脂として通常使用されている、たとえばエポキシ樹脂
、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポ
リフェニレンサルファイド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポ
リエーテルスルホン樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
脂などの熱可塑性樹脂である。

また、補強繊維は、ＦＲＰにおいて通常使用されている
、たとえば炭素繊維、ガラス繊維、有機高弾性繊維（た
とえば、ポリアラミド繊維）、アルミナ繊維、アルミナ
−シリカ繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維などの高強
度、高弾性繊維である。これらの補強繊維は、連続繊維
、長繊維、短繊維など、いずれの形態であってもよく、
またマルチフィラメントでおってもモノフィラメントで
あってもよい。織物やマットなどの布帛形態で使用する
ことも可能である。

補強繊維の金属被覆に使われている金属は、たとえば銅
、ニッケル、金、銀、チタン、コバルト、アルミニウム
、亜鉛、錫、クロム、鉄などの単体金属や、これら単体
金属の少なくとも１種を主成分とする合金などでおる。

また、そのような金属の補強繊維への被覆は、電気メッ
キ、無電解メッキ、溶射、蒸着、イオンブレーティング
など、周知の方法によればよい。なお、被覆の厚みは０
゜１〜２μｍ程度でよい。

母材表面の金属被膜もまた、金属被覆補強繊維に使用さ
れているのと同様の金属からなっている。

要するに、意匠効果をもたせたいのか、耐摩耗性を向上
させたいのか、あるいは導電性を付与もしくは向上させ
たいのかといった要求に応じて金属の種類を選定すれば
よい。被膜の形成もまた、金属被覆補強繊維と同様の方
法によることができる。

被膜の厚みは任意でよいが、通常、５μｍから２ｍｍ程
度である。

以上においては、母材の表層部のみに金属被覆補強繊維
を使用し、その他の内層部には金属被覆を有しない補強
繊維を使用している場合について説明したが、すべての
部分に金属被覆補強繊維を使用することも可能である。

しかしながら、金属被覆補強繊維は、金属被覆を有しな
いものにくらべて比重が大きいので、表層部のみに用い
るようにしてＦＲＰの比強度や比弾性率が低下しないよ
うにするのが好ましい。

この発明のＦＲＰは、たとえば次のようにして製造する
。

すなわち、まず、第２図に示すように、周知のプリプレ
グ積層法などにより、樹脂１と、金属被覆を有しない補
強繊維２および金属被覆補強繊維４とのＦＲＰを得る。

このとき、金属被覆補強繊維４がＦＲＰの表層部に配置
されるようにする。

これは、たとえばプリプレグ積層法による場合、最後に
金属被覆補強繊維のプリプレグを積層するようにすれば
よい。この状態では、表面がまだ樹脂１の層で覆われて
いる。したがって、金属被覆補強繊維４はその全体が樹
脂１中に埋まっている。

次に、第３図に示すように、金属被覆補強繊維４が一部
分露出するまで上記ＦＲＰの表面を研磨し、または研削
し、母材５を得る。

次に、母材５の、上記研削し、または研磨した面に金属
被膜を施す。すると、第１図に示したような、この発明
のＦＲＰが得られる。

実施例 東し株式会社製炭素繊維“′トレカ”Ｔ−３００を一方
向に互いに並行かつシート状に引き揃え、エポキシ樹脂
を含浸してなる第１の一方向性プリプレグと、上記炭素
繊維に銅を電気メッキして厚み０．３μｍの銅被覆を形
成してなる銅被覆炭素繊維を、一方向に互いに並行かつ
シート状に引き揃え、同様にエポキシ樹脂を含浸してな
る第２の一方向性プリプレグとを用意した。

次に、テーパー付マンドレルに、上記第１のプリプレグ
をその炭素繊維の方向がマンドレルの円周方向になるよ
うに２層に巻き付け、ざらにその上に、上記第２のプリ
プレグをその金属被覆炭素繊維の方向がマンドレルの長
手方向になるように３層巻き付け、さらにその上に熱収
縮性のラッピングテープを巻き付けた。

次に、上記プリプレグ巻付体をオーブンに入れ、１２０
℃で３分間予熱した後１２０’Ｃで１時間加熱してエポ
キシ樹脂を硬化させ、ざらに１３０℃で２時間アフター
キュアして取り出し、マンドレルを引き扱いて管状のＦ
ＲＰを得た。

次に、上記ＦＲＰの表面を研磨して金属被覆炭素繊維を
一部分露出させた後、無電解メッキによって上記研磨面
に厚み約１０μｍの銅の被膜を形成した。かくして、こ
の発明に係るＦＲＰを得た。

上記ＦＲＰは、メッキ被膜による光沢のある銅色を呈し
、意匠効果の高いものであった。また、かるく叩いたり
、−３０℃と１００’Ｃとの間で１０回の熱サイクルを
与えてみたりしたが、メッキ被膜が剥がれるようなこと
はなかった。

発明の効果 この発明に係るＦＲＰは、母材表面に金属被膜との接合
性に優れた金属被覆炭素繊維が露出していて、これが金
属被膜と強固に接合しているから、金属被膜が堅固で剥
がれにくい。すなわち、金属被覆補強繊維が、樹脂と金
属被膜との接合の悪さを改善している。また、金属被膜
を形成する金属の種類を選ぶことによって、その金属に
固有の意匠効果を発現させたり、耐摩耗性などの機械的
特性を向上させたり、あるいは導電性を付与または向上
させるようなことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る繊維強化プラスチックを示す
概略縦断面モデル図、第２図および第３図は、この発明
に係る繊維強化プラスチックの製造方法を順を追って示
す概略縦断面モデル図である。 １：樹脂 ２：補強繊維 ３：金属被覆 ４：金属被覆補強繊維 ５：母材 ６：金属被膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 樹脂と補強繊維とを複合してなる母材の表面に金属被膜
   を形成してなり、前記母材の表層部における補強繊維に
   は金属が被覆されており、その金属被覆補強繊維は前記
   母材の表面に露出しており、かつその露出部分が前記金
   属被膜と接合していることを特徴とする繊維強化プラス
   チック。