JP2011236321A - Fiber-reinforced plastic - Google Patents

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Kazuhiro Nakase
一博 中瀬
Akira Kasuya
明 粕谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber-reinforced plastic excellent in mechanical strengths, especially bending property.SOLUTION: The fiber-reinforced plastic is one comprising a reinforcing material constituted of fibers and a matrix resin. The reinforcing material constituted of fibers comprises a reinforcing material constituted of natural fibers and a reinforcing material constituted of glass fibers. In the reinforcing material constituted of fibers, the reinforcing material constituted of glass fibers, the reinforcing material constituted of natural fibers and the reinforcing material constituted of glass fibers are arranged in this order in the thickness direction of the fiber-reinforced plastic, in the matrix resin.

Description

本発明は、繊維強化プラスチック、特には天然繊維を補強材として含む繊維強化プラスチックに関する。   The present invention relates to a fiber reinforced plastic, particularly a fiber reinforced plastic containing natural fiber as a reinforcing material.

自動車や飛行機、車両などの内装にはプラスチックが使用され、金属に比較して軽量化されている。しかし、プラスチックだけでは強度が不足するため、その対策として、補強材として繊維を含ませることにより強度を向上させた繊維強化プラスチックが提案されている。   Plastic is used for the interior of automobiles, airplanes, vehicles, etc., and is lighter than metal. However, since the strength is insufficient only with plastic, as a countermeasure, a fiber reinforced plastic whose strength is improved by including fibers as a reinforcing material has been proposed.

繊維強化プラスチックにおいて、補強材としては、強度が良好で軽量なガラス繊維がよく用いられている(特許文献1)。また、最近では、補強材として天然繊維を用いた繊維強化プラスチックも提案されている(特許文献2〜3)。   In fiber reinforced plastics, glass fibers with good strength and light weight are often used as reinforcing materials (Patent Document 1). Recently, fiber reinforced plastics using natural fibers as reinforcing materials have also been proposed (Patent Documents 2 to 3).

特開平6−198792号公報JP-A-6-198792 特開2004−143401号公報JP 2004-143401 A 特開2004−149930号公報JP 2004-149930 A

しかし、補強材として天然繊維を用いた場合は、補強材としてガラス繊維を用いた場合と比較して機械強度が低下するという問題がある。   However, when natural fibers are used as the reinforcing material, there is a problem that the mechanical strength is reduced as compared with the case where glass fibers are used as the reinforcing material.

本発明は、上記従来の問題を解決するため、機械強度、特に曲げ物性に優れた繊維強化プラスチックを提供する。   In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a fiber reinforced plastic excellent in mechanical strength, particularly in bending properties.

本発明の繊維強化プラスチックは、繊維で構成される補強材とマトリックス樹脂とを含む繊維強化プラスチックであって、上記繊維で構成される補強材は、天然繊維で構成される補強材とガラス繊維で構成される補強材を含み、上記繊維で構成される補強材は、上記マトリックス樹脂中で、繊維強化プラスチックの厚み方向に対して、ガラス繊維で構成される補強材、天然繊維で構成される補強材、ガラス繊維で構成される補強材の順に配置されていることを特徴とする。   The fiber reinforced plastic of the present invention is a fiber reinforced plastic containing a reinforcing material composed of fibers and a matrix resin, and the reinforcing material composed of the fibers is composed of a reinforcing material composed of natural fibers and glass fiber. The reinforcing material composed of the above-mentioned fibers includes the reinforcing material composed, and the reinforcing material composed of the glass fiber and the natural fiber in the matrix resin in the thickness direction of the fiber-reinforced plastic. It arrange | positions in order of the reinforcing material comprised with a material and glass fiber, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の繊維強化プラスチックは、マトリックス樹脂と、上記マトリックス樹脂中で、繊維強化プラスチックの厚み方向に対して、ガラス繊維で構成される補強材、天然繊維で構成される補強材、ガラス繊維で構成される補強材の順に配置される繊維で構成される補強材を含むことにより、良好な機械強度を有することができる。   The fiber reinforced plastic of the present invention is composed of a matrix resin and a reinforcing material composed of glass fibers, a reinforcing material composed of natural fibers, and glass fibers in the matrix resin in the thickness direction of the fiber reinforced plastic. By including a reinforcing material composed of fibers arranged in the order of the reinforcing materials to be provided, it is possible to have good mechanical strength.

図1は、本発明の一実施例における繊維強化プラスチックの模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fiber reinforced plastic in one embodiment of the present invention. 図2は、本発明における天然繊維で構成される補強材の一例であるすだれ状シートの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an interdigital sheet which is an example of a reinforcing material composed of natural fibers in the present invention. 図3は、本発明における天然繊維で構成される補強材の他の一例である多軸挿入たて編み物の概念斜視図である。FIG. 3 is a conceptual perspective view of a multi-axis inserted warp knitting which is another example of the reinforcing material composed of natural fibers in the present invention.

以下、図面などに基いて、本発明の繊維強化プラスチックを具体的に説明する。   Hereinafter, the fiber-reinforced plastic of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1に示しているように、本発明の繊維強化プラスチック10は、マトリックス樹脂3と、マトリックス樹脂3中に、繊維強化プラスチックの厚み方向に対して、ガラス繊維で構成される補強材1a、天然繊維で構成される補強材2、ガラス繊維で構成される補強材1bの順に位置する繊維で構成される補強材(以下において、単に補強材とも記す。)を含む。   As shown in FIG. 1, the fiber reinforced plastic 10 of the present invention includes a matrix resin 3 and a reinforcing material 1a made of glass fiber in the matrix resin 3 in the thickness direction of the fiber reinforced plastic. A reinforcing material composed of fibers positioned in the order of a reinforcing material 2 composed of fibers and a reinforcing material 1b composed of glass fibers (hereinafter also simply referred to as a reinforcing material) is included.

上記マトリックス樹脂としては、繊維強化プラスチックに用いる樹脂であればよく、特に限定されない。例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。また、上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポレエチレンテレフタレート及びポリプチレンテレフタレートなどの飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド(ナイロン)、ポリアセタール、ポリカーボネートなどが挙げられる。また、熱硬化性樹脂を使用する場合は、樹脂に硬化剤と硬化促進剤とを添加した樹脂組成物を用いてもよい。   The matrix resin is not particularly limited as long as it is a resin used for fiber-reinforced plastics. For example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Examples of the thermosetting resin include unsaturated polyester resins, epoxy acrylate resins, diallyl phthalate resins, epoxy resins, phenol resins, and melamine resins. Examples of the thermoplastic resin include saturated polyester resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamide (nylon), polyacetal, and polycarbonate. Moreover, when using a thermosetting resin, you may use the resin composition which added the hardening | curing agent and the hardening accelerator to resin.

上記ガラス繊維としては、繊維強化プラスチックに用いるものであればよく、特に限定されない。また、ガラス繊維補強材は、その形態は特に限定されず、例えば、チョップドストランドマット、不織布、織布、編布、多軸挿入たて編み物などを用いることができ、また、これらを異形態のガラス繊維材料と組み合せて用いてもよい。中でも、入手容易性や生産性という観点から、ガラスチョップドストランドマットを用いることが好ましい。上記ガラスチョップドストランドマットは、厚さ及び目付が特に限定されるものではないが、厚さは0.1〜3mmであることが好ましく、目付け(単位面積当たりの質量)は200〜800g/m2であることが好ましい。また、ガラス繊維の単繊維直径は、8〜25μmであることが好ましい。 The glass fiber is not particularly limited as long as it is used for fiber reinforced plastic. The form of the glass fiber reinforcing material is not particularly limited. For example, a chopped strand mat, a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, a multi-axis inserted warp knitted fabric, or the like can be used. You may use it in combination with a glass fiber material. Among them, it is preferable to use a glass chopped strand mat from the viewpoints of availability and productivity. The glass chopped strand mat is not particularly limited in thickness and basis weight, but the thickness is preferably 0.1 to 3 mm, and the basis weight (mass per unit area) is 200 to 800 g / m 2. It is preferable that Moreover, it is preferable that the single fiber diameter of glass fiber is 8-25 micrometers.

上記天然繊維としては、特に限定されず、植物系天然繊維を用いることが好ましい。植物系天然繊維としては、綿繊維、麻繊維、竹繊維、カポック繊維などが挙げられる。中でも、結晶性で強度の高いセルロースの含有量が高いという点から麻繊維が好ましい。上記麻繊維としては、リネン(亜麻)繊維、ラミー(苧麻)繊維、ジュート(黄麻)繊維、大麻繊維、ケナフ(洋麻)繊維、マニラ麻繊維などが挙げられる。中でも、曲げ弾性率向上という観点から、麻繊維が好ましく、ラミー繊維、ジュート(黄麻)繊維、ケナフ(洋麻)繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維であることがより好ましい。   It does not specifically limit as said natural fiber, It is preferable to use a plant-type natural fiber. Examples of plant-based natural fibers include cotton fibers, hemp fibers, bamboo fibers, and kapok fibers. Among these, hemp fibers are preferred from the viewpoint that the content of crystalline and strong cellulose is high. Examples of the hemp fibers include linen fiber, ramie fiber, jute fiber, cannabis fiber, kenaf fiber, and Manila hemp fiber. Among these, hemp fibers are preferable from the viewpoint of improving the flexural modulus, and one or more fibers selected from the group consisting of ramie fibers, jute fibers and kenaf fibers are more preferable.

上記天然繊維補強材は、その形態は特に限定されないが、繊維の配向性が高いという観点から、すだれ状シート又は多軸挿入繊維シートであることが好ましい。本発明において、すだれ状シートとは、一方向に一層配列された天然繊維糸が、ステッチ糸又は熱可塑性樹脂フィルムなどで連結されているシートをいう。また、多軸挿入繊維シートとは、一方向に配列された天然繊維糸からなるシートを各層における天然繊維の方向が異なるように、2層以上配列し、ステッチ糸又は熱可塑性樹脂フィルムなどで連結されているシートをいう。上記において、連結とは、すだれ状シートの場合は天然繊維糸を複数本引き揃えてシート状とするが、その複数本をバラバラにならないように保形することをいう。また、多軸挿入繊維シートの場合は、上記すだれ状シートの場合に加えて、層間がバラバラにならないように保形するという意味も有する。   The form of the natural fiber reinforcing material is not particularly limited, but is preferably an interdigital sheet or a multiaxially inserted fiber sheet from the viewpoint of high fiber orientation. In the present invention, the interdigital sheet refers to a sheet in which natural fiber yarns arranged in one layer in one direction are connected by stitch yarns or a thermoplastic resin film. In addition, a multiaxially inserted fiber sheet is a sheet of natural fiber yarns arranged in one direction, arranged in two or more layers so that the directions of natural fibers in each layer are different, and connected by stitch yarns or thermoplastic resin films The sheet that is being used. In the above description, in the case of an interdigital sheet, a plurality of natural fiber yarns are aligned to form a sheet shape, but the plurality of natural fiber yarns are retained so as not to fall apart. In addition, in the case of a multiaxially inserted fiber sheet, in addition to the interdigital sheet, it also has the meaning of retaining the shape so that the layers do not fall apart.

図2は、本発明における天然繊維補強材の一例であるすだれ状シートの斜視図である。すだれ状シート20は、一方向に配列された天然繊維糸21と、天然繊維糸を連結するステッチ糸22で構成されている。天然繊維糸21は一方向に配列されているので、織物や編み物に比較して、繊維糸の配列方向の強度は高い。すだれ状シート20は、一層で使用しても良いし、多層で使用しても良い。多層で使用する場合は、天然繊維糸21の方向を多方向に配列させ、即ち各層における強度のバランスをとるのが好ましい。   FIG. 2 is a perspective view of an interdigital sheet which is an example of a natural fiber reinforcing material in the present invention. The interdigital sheet 20 is composed of natural fiber yarns 21 arranged in one direction and stitch yarns 22 connecting the natural fiber yarns. Since the natural fiber yarns 21 are arranged in one direction, the strength of the fiber yarns in the arrangement direction is higher than that of woven fabrics and knitted fabrics. The interdigital sheet 20 may be used in one layer or in multiple layers. When used in multiple layers, it is preferable to align the natural fiber yarns 21 in multiple directions, that is, to balance the strength in each layer.

図3は、本発明における天然繊維補強材の他の一例である多軸挿入繊維シートの概念斜視図である。多軸挿入繊維シート30において、−30°の方向に配置された天然繊維糸31と、30°の方向に配置された天然繊維糸32と、90°の方向に配置された天然繊維糸33は、編針34に掛けられたステッチ糸36,37によって厚さ方向にステッチング(結束)され、一体化されている。いわゆる多軸挿入たて編み物である。多軸挿入たて編み物30は、多方向に補強効果の優れた繊維強化プラスチックを得ることが可能となる。ステッチ糸36,37の代わりに、又は併用して熱融着糸、ホットメルトフィルムなどのバインダーを用いても良い。   FIG. 3 is a conceptual perspective view of a multiaxial insertion fiber sheet which is another example of the natural fiber reinforcing material in the present invention. In the multi-axis insertion fiber sheet 30, natural fiber yarns 31 arranged in a −30 ° direction, natural fiber yarns 32 arranged in a 30 ° direction, and natural fiber yarns 33 arranged in a 90 ° direction are: The stitch yarns 36 and 37 hung on the knitting needle 34 are stitched (bundled) in the thickness direction and integrated. This is a so-called multi-axis insertion warp knitting. The multi-axis inserted warp knitted fabric 30 can obtain a fiber reinforced plastic having an excellent reinforcing effect in multiple directions. Instead of or in combination with the stitch yarns 36 and 37, a binder such as a heat fusion yarn or a hot melt film may be used.

上記天然繊維補強材は、目付け及び厚さは特に限定されるものではないが、1層あたり約30〜300g/m2、補強材全体として約60〜800g/m2であることが好ましい。また、厚さは1層あたり約0.1〜0.5mm、補強材全体として、約0.2〜2mmであることが好ましい。 The natural fiber reinforcement is not limited particularly the basis weight and thickness, about 30~300g / m 2 per layer, preferably about 60~800g / m 2 as a whole reinforcement. Further, the thickness is preferably about 0.1 to 0.5 mm per layer, and the whole reinforcing material is preferably about 0.2 to 2 mm.

上記ステッチ糸(縫い糸、編み糸)としては、特に限定されず、ポリプロピレン糸、ポリエチレン糸、ポリエステル糸などを用いることができる。   The stitch yarn (sewing yarn, knitting yarn) is not particularly limited, and polypropylene yarn, polyethylene yarn, polyester yarn and the like can be used.

上記繊維強化プラスチックにおいて、機械強度を向上させるという観点から、繊維強化プラスチックに対する繊維で構成される補強材の全体体積含有率は、10〜70%であることが好ましく、20〜60%であることがより好ましい。また、繊維強化プラスチックに対する繊維で構成される補強材の全体質量含有量は、15〜90%であることが好ましく、30〜80%であることがより好ましい。   In the fiber reinforced plastic, from the viewpoint of improving mechanical strength, the total volume content of the reinforcing material composed of fibers with respect to the fiber reinforced plastic is preferably 10 to 70%, and preferably 20 to 60%. Is more preferable. Moreover, it is preferable that the total mass content of the reinforcing material comprised with the fiber with respect to a fiber reinforced plastic is 15 to 90%, and it is more preferable that it is 30 to 80%.

また、上記繊維強化プラスチックにおいて、機械強度を向上させるという観点から、繊維強化プラスチックに対する天然繊維補強材の体積含有率は、5〜65%であることが好ましく、15〜50%であることがより好ましい。また、繊維強化プラスチックに対する天然繊維補強材の質量含有量は、5〜70%であることが好ましく、15〜60%であることがより好ましい。   Moreover, in the said fiber reinforced plastic, from a viewpoint of improving mechanical strength, it is preferable that the volume content rate of the natural fiber reinforcement with respect to a fiber reinforced plastic is 5-65%, and it is more preferable that it is 15-50%. preferable. Further, the mass content of the natural fiber reinforcing material relative to the fiber reinforced plastic is preferably 5 to 70%, and more preferably 15 to 60%.

本発明の繊維強化プラスチックは、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合は、例えば、以下のようにして得られる。先ず、ガラス繊維で構成された補強材を、マトリックス樹脂を含む樹脂組成物(以下において、単に樹脂組成物と記す。)で含浸した後、その上に天然繊維補強材を配置し、樹脂組成物で含浸した後、その上にガラス繊維補強材を配置し、樹脂組成物で含浸する。次に、プレス機にて熱硬化させ、その後、乾燥器にてアフターキュアを行うことで、繊維強化プラスチックを作製できる。上記プレス機の温度は、用いるマトリックス樹脂の種類によって適宜選択すればよいが、生産性という観点から、例えば20〜120℃であることが好ましい。また、プレス機における熱硬化は、圧力0.1〜10MPa、0.1〜5時間で行うことが好ましい。また、樹脂組成物の含浸は、通常用いる方法で行えばよく、例えば、補強材の表面に樹脂組成物をローラで塗布して均一に伸ばすことにより行うことができる。なお、上記以外の方法であっても何ら問題なく、例えばハンドレイアップ法、コールドプレス法、インフュージョン成形法、RTM成形法などを用いても良い。   The fiber-reinforced plastic of the present invention is obtained, for example, as follows when a thermosetting resin is used as the matrix resin. First, a reinforcing material composed of glass fibers is impregnated with a resin composition containing a matrix resin (hereinafter, simply referred to as a resin composition), and then a natural fiber reinforcing material is disposed on the resin composition. After impregnating with, a glass fiber reinforcing material is disposed thereon and impregnated with the resin composition. Next, a fiber reinforced plastic can be produced by thermosetting with a press machine and then after-curing with a dryer. The temperature of the press machine may be appropriately selected depending on the type of matrix resin to be used. Moreover, it is preferable to perform the thermosetting in a press with a pressure of 0.1-10 MPa and 0.1-5 hours. Further, the impregnation of the resin composition may be performed by a commonly used method, for example, by applying the resin composition to the surface of the reinforcing material with a roller and uniformly stretching it. In addition, there is no problem even if it is a method other than the above, for example, a hand lay-up method, a cold press method, an infusion molding method, an RTM molding method, or the like may be used.

本発明の繊維強化プラスチックは、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合は、例えば、以下のようにして得られる。先ず、ガラス繊維で構成された補強材を、2枚の熱可塑性樹脂(例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂など)性フィルムの間に挟み込む。また同様に天然繊維補強材を2枚の熱可塑性樹脂(例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂など)性フィルムの間に挟み込む。そして、ガラス繊維で構成された補強材(両面フィルム付き)/天然繊維補強材(両面フィルム付き)/ガラス繊維で構成された補強材(両面フィルム付き)の構成としたものを、熱プレスにより融着一体化させるものである。   The fiber-reinforced plastic of the present invention is obtained, for example, as follows when a thermoplastic resin is used as the matrix resin. First, a reinforcing material made of glass fiber is sandwiched between two thermoplastic resin (eg, polyethylene resin, polypropylene resin, etc.) films. Similarly, a natural fiber reinforcing material is sandwiched between two thermoplastic resin (eg, polyethylene resin, polypropylene resin, etc.) films. Then, a material comprising a reinforcing material composed of glass fiber (with double-sided film) / natural fiber reinforcing material (with double-sided film) / a reinforcing material composed of glass fiber (with double-sided film) was melted by hot pressing. It is intended to be integrated.

以下実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   The present invention will be specifically described below with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

<多軸挿入たて編み物Aの製造例>
143テックス(tex)のラミー糸を、挿入角度が90℃、挿入本数が30本/インチ、目付が168.9g/m2になるように一層配列した。また、その上に、143texのラミー糸を、挿入角度が30℃、挿入本数が15本/インチ、目付が168.9g/m2になるようにもう一層配列した。さらに、その上に、143texのラミー糸を、挿入角度が−30℃、挿入本数が15本/インチ、目付が168.9g/m2になるようにもう一層配列した。最後に、8.3texのポリエステル糸をステッチ糸として、挿入本数250本/インチで厚さ方向にステッチング(結束)し、一体化して、目付が513.1g/m2、厚さ1.3mmの多軸挿入たて編み物Aを得た。
<Manufacturing example of multi-axis inserted warp knitting A>
A 143-tex (tex) ramie yarn was further arranged so that the insertion angle was 90 ° C., the number of insertions was 30 / inch, and the basis weight was 168.9 g / m 2 . Further, 143 tex ramie yarns were further arranged so that the insertion angle was 30 ° C., the number of insertions was 15 / inch, and the basis weight was 168.9 g / m 2 . Further thereon, 143 tex ramie yarn was further arranged so that the insertion angle was −30 ° C., the number of insertions was 15 / inch, and the basis weight was 168.9 g / m 2 . Finally, 8.3 tex polyester yarn is used as stitch yarn, stitched (bundled) in the thickness direction at a number of insertions of 250 / inch, integrated, and the basis weight is 513.1 g / m 2 , thickness 1.3 mm A multi-axis inserted warp knitting A was obtained.

<多軸挿入たて編み物Bの製造例>
143texのラミー糸を、挿入角度が90℃、挿入本数が30本/インチ、目付が168.9g/m2になるように一層配列した。また、その上に、143texのラミー糸を、挿入角度が−30℃、挿入本数が15本/インチ、目付が168.9g/m2になるようにもう一層配列した。さらに、その上に、143texのラミー糸を、挿入角度が30℃、挿入本数が15本/インチ、目付が168.9g/m2になるようにもう一層配列した。最後に、8.3texのポリエステル糸をステッチ糸として、挿入本数250本/インチで厚さ方向にステッチング(結束)し、一体化して、目付が513.1g/m2、厚さ1.3mmの多軸挿入たて編み物Bを得た。
<Manufacturing example of multi-axis inserted warp knitting B>
143 tex ramie yarns were further arranged so that the insertion angle was 90 ° C., the number of insertions was 30 / inch, and the basis weight was 168.9 g / m 2 . On top of that, 143 tex ramie yarns were further arranged so that the insertion angle was −30 ° C., the number of insertions was 15 / inch, and the basis weight was 168.9 g / m 2 . Further thereon, 143 tex ramie yarn was further arranged so that the insertion angle was 30 ° C., the number of insertions was 15 / inch, and the basis weight was 168.9 g / m 2 . Finally, 8.3 tex polyester yarn is used as stitch yarn, stitched (bundled) in the thickness direction at a number of insertions of 250 / inch, integrated, and the basis weight is 513.1 g / m 2 , thickness 1.3 mm A multi-axis inserted warp knitted fabric B was obtained.

(樹脂組成物)
エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレンジ社製“エピコート”828)100重量部に、硬化剤(ジャパンエポキシレンジ社製“エピキュア”YH300)80重量部と、硬化促進剤(ジャパンエポキシレンジ社製“エピキュア”EMI24)1重量部を混合して熱硬化性樹脂組成物を得た。
(Resin composition)
100 parts by weight of an epoxy resin (“Epicoat” 828 made by Japan Epoxy Range), 80 parts by weight of a curing agent (“Epicure” YH300 made by Japan Epoxy Range), and a curing accelerator (“Epicure” EMI24 made by Japan Epoxy Range) 1 part by weight was mixed to obtain a thermosetting resin composition.

(実施例1)
先ず、ステンレス平板(厚さ2mm)の上に離型フィルムを引いた。次いで、離型フィルム上に、上記で得られた樹脂組成物を流し、ローラで均一に伸ばした。次いで、樹脂上に、ガラスチョップドストランドマット(日東紡社製“MC450A”、目付け450g/m2、厚さ0.9mm、以下においてGCMと記す。)を載せ、上記で得られた樹脂組成物を流し、ローラで均一に伸ばした。次いで、樹脂上に多軸挿入たて編み物Aを載せ、上記で得られた樹脂組成物を流し、ローラで均一に伸ばした。次いで、樹脂上に多軸挿入たて編み物Bを載せ、上記で得られた樹脂組成物を流し、ローラで均一に伸ばした。次いで、樹脂上にGCMを載せ、上記で得られた樹脂組成物を流し、ローラで均一に伸ばした後、上部から離型フィルムを載せ、積層体を得た。その後、積層体の両端に厚さ2.5mmのスペーサーを設置し、スペーサーの上から金属平板を置き、金属平板の上にステンレス平板(厚さ2mm)を置いた。次に、上記積層体を90℃に設定したプレス機にセットし、圧力4MPaで3時間硬化させた後、120℃の乾燥機内で6時間アフターキュアを行い、樹脂を完全硬化させて、厚さが2.6mmの繊維強化プラスチックを作製した。
Example 1
First, a release film was drawn on a stainless steel flat plate (thickness 2 mm). Next, the resin composition obtained above was poured onto the release film, and uniformly stretched with a roller. Next, a glass chopped strand mat (“MC450A” manufactured by Nittobo Co., Ltd., basis weight 450 g / m 2 , thickness 0.9 mm, hereinafter referred to as GCM) is placed on the resin, and the resin composition obtained above is used. Sink and evenly stretch with a roller. Next, a multi-axis inserted warp knitted fabric A was placed on the resin, and the resin composition obtained above was poured and uniformly stretched with a roller. Next, a multi-axis inserted warp knitted fabric B was placed on the resin, and the resin composition obtained above was poured and uniformly stretched with a roller. Next, GCM was placed on the resin, the resin composition obtained above was poured, and after uniformly extending with a roller, a release film was placed from above to obtain a laminate. Thereafter, spacers having a thickness of 2.5 mm were installed at both ends of the laminate, a metal flat plate was placed on the spacer, and a stainless steel flat plate (thickness 2 mm) was placed on the metal flat plate. Next, the laminate was set in a press machine set at 90 ° C. and cured at a pressure of 4 MPa for 3 hours, followed by after-curing in a dryer at 120 ° C. for 6 hours to completely cure the resin. Produced a 2.6 mm fiber reinforced plastic.

(実施例2)
厚さ2.0mmのスペーサーを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2の繊維強化プラスチックを作製した。
(Example 2)
A fiber-reinforced plastic of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that a spacer having a thickness of 2.0 mm was used.

(実施例3)
厚さ1.5mmのスペーサーを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の繊維強化プラスチックを作製した。
(Example 3)
A fiber reinforced plastic of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that a spacer having a thickness of 1.5 mm was used.

(比較例1)
多軸挿入たて編み物A、GCM、GCM、多軸挿入たて編み物Bの順番に積層した以外は、実施例1と同様にして、厚さが2.6mmの繊維強化プラスチックを作製した。
(Comparative Example 1)
A fiber reinforced plastic having a thickness of 2.6 mm was produced in the same manner as in Example 1 except that the multi-axis inserted knitted fabric A, GCM, GCM, and multi-axial inserted knitted fabric B were laminated in this order.

(比較例2)
GCMを3枚積層し、厚さ1.5mmのスペーサーを用いた以外は、実施例1と同様にして、厚さが1.5mmの繊維強化プラスチックを作製した。
(Comparative Example 2)
A fiber reinforced plastic having a thickness of 1.5 mm was produced in the same manner as in Example 1 except that three GCMs were laminated and a spacer having a thickness of 1.5 mm was used.

(比較例3)
GCMを3枚積層した以外は、実施例1と同様にして、厚さが2.6mmの繊維強化プラスチックを作製した。
(Comparative Example 3)
A fiber reinforced plastic having a thickness of 2.6 mm was produced in the same manner as in Example 1 except that three GCMs were laminated.

(比較例4)
多軸挿入たて編み物Aと多軸挿入たて編み物Bをこの順番で積層し、1.5mmのスペーサーを用いた以外は、実施例1と同様にして、厚さが1.5mmの繊維強化プラスチックを作製した。
(Comparative Example 4)
Multi-axis inserted warp knitting A and multi-axis inserted warp knitting B are laminated in this order, and a fiber reinforced fiber having a thickness of 1.5 mm is the same as in Example 1 except that a 1.5 mm spacer is used Plastic was produced.

実施例及び比較例の繊維強化プラスチックの引張弾性率、引張強度、曲げ弾性率及び曲げ強度を下記のように測定して、その結果を下記表1に示した。なお、表1には、実施例及び比較例の繊維強化プラスチックの厚さ、補強繊維の体積含有率(%)、補強繊維の質量含有量(%)も併せて示した。   The tensile elastic modulus, tensile strength, bending elastic modulus and bending strength of the fiber reinforced plastics of Examples and Comparative Examples were measured as follows, and the results are shown in Table 1 below. Table 1 also shows the thicknesses of the fiber-reinforced plastics of Examples and Comparative Examples, the volume content (%) of the reinforcing fibers, and the mass content (%) of the reinforcing fibers.

(引張弾性率及び引張強度)
JIS K 7054(1995年)に準じ、オートグラフ(島津製作所製“AG−IS”)を用いて、つかみ具間距離100mm、試験速度1mm/minで引張試験を行い、引張弾性率及び引張強度を測定した。
(Tensile modulus and tensile strength)
According to JIS K 7054 (1995), using an autograph (“AG-IS” manufactured by Shimadzu Corporation), a tensile test was performed at a distance between grips of 100 mm and a test speed of 1 mm / min, and the tensile modulus and tensile strength were determined. It was measured.

(曲げ弾性率及び曲げ強度)
JIS K 7017(1999年、3点曲げ試験)に準じ、試験速度1mm/minで曲げ試験を行い、曲げ弾性率及び曲げ強度を測定した。
(Bending elastic modulus and bending strength)
In accordance with JIS K 7017 (1999, three-point bending test), a bending test was performed at a test speed of 1 mm / min, and the flexural modulus and bending strength were measured.

Figure 2011236321
Figure 2011236321

表1から分かるように、繊維強化プラスチックの厚み方向に対して、マトリックス樹脂中でガラス繊維補強材、天然繊維補強材、ガラス繊維補強材の順に配置された補強材を含む実施例1〜3の繊維強化プラスチックは、引張弾性率、引張強度、曲げ弾性率及び曲げ強度の全てにおいて優れている。また、実施例1〜3の比較から、繊維で構成される補強材の体積含有率が高いほど、引張弾性率、引張強度、曲げ弾性率及び曲げ強度がより向上することが分かる。   As can be seen from Table 1, with respect to the thickness direction of the fiber reinforced plastic, Examples 1 to 3 including the reinforcing material arranged in the order of the glass fiber reinforcing material, the natural fiber reinforcing material, and the glass fiber reinforcing material in the matrix resin. The fiber reinforced plastic is excellent in all of the tensile elastic modulus, tensile strength, bending elastic modulus and bending strength. Moreover, it turns out that a tensile elasticity modulus, a tensile strength, a bending elastic modulus, and bending strength improve more, so that the volume content rate of the reinforcing material comprised with a fiber is higher from the comparison of Examples 1-3.

また、実施例1と、比較例1、4との比較から、繊維強化プラスチックにおける繊維で構成される補強材の全体体積含有率が同様の場合、天然繊維補強材をガラス繊維補強材の間に配置した実施例1の繊維強化プラスチックの方が、天然繊維補強材のみを用いた比較例4の繊維強化プラスチック、及びガラス繊維補強材を天然繊維補強材の間に配置した比較例1の繊維強化プラスチックより、引張強度、曲げ弾性率及び曲げ強度の全てにおいて優れていることが分かる。   Further, from the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 4, when the total volume content of the reinforcing material composed of fibers in the fiber reinforced plastic is the same, the natural fiber reinforcing material is placed between the glass fiber reinforcing materials. The fiber reinforced plastic of Comparative Example 1 in which the fiber reinforced plastic of Example 1 arranged was placed between the fiber reinforced plastic of Comparative Example 4 using only the natural fiber reinforcement and the glass fiber reinforcement between the natural fiber reinforcements. It can be seen that it is superior to plastic in all of tensile strength, flexural modulus and flexural strength.

また、実施例1と比較例2の比較から、繊維強化プラスチックにおける繊維で構成される補強材の全体体積含有率が同様の場合、ガラス繊維補強材のみを用いる比較例2の繊維強化プラスチックより、天然繊維補強材をガラス繊維補強材の間に配置した実施例1の繊維強化プラスチックの方が、曲げ弾性率及び曲げ強度に優れていることが分かる。また、実施例1と比較例3の比較から、繊維強化プラスチックの厚さが同様の場合、ガラス繊維補強材のみを用いる比較例3の繊維強化プラスチックより、天然繊維補強材をガラス繊維補強材の間に配置した実施例1の繊維強化プラスチックの方が、引張弾性率、引張強度、曲げ弾性率及び曲げ強度の全てにおいて優れていることが分かる。   Moreover, from the comparison between Example 1 and Comparative Example 2, when the total volume content of the reinforcing material composed of fibers in the fiber reinforced plastic is the same, than the fiber reinforced plastic of Comparative Example 2 using only the glass fiber reinforcing material, It can be seen that the fiber reinforced plastic of Example 1 in which the natural fiber reinforcing material is disposed between the glass fiber reinforcing materials is superior in bending elastic modulus and bending strength. Further, from the comparison between Example 1 and Comparative Example 3, when the thickness of the fiber reinforced plastic is the same, the natural fiber reinforcing material is made of the glass fiber reinforcing material from the fiber reinforced plastic of Comparative Example 3 using only the glass fiber reinforcing material. It can be seen that the fiber-reinforced plastic of Example 1 disposed therebetween is superior in all of the tensile elastic modulus, tensile strength, bending elastic modulus and bending strength.

本発明の繊維強化プラスチックは、自動車、車両、船舶の内装材、家屋の内装材などに好適である。   The fiber-reinforced plastic of the present invention is suitable for automobiles, vehicles, ship interior materials, house interior materials, and the like.

1a、1b ガラス繊維補強材
2 天然繊維補強材
3 マトリックス樹脂
10 繊維強化プラスチック
20 すだれ状シート
21、31、32、33、 天然繊維糸
22、36、37 ステッチ糸
30 多軸挿入たて編み物
34 編針
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b Glass fiber reinforcement 2 Natural fiber reinforcement 3 Matrix resin 10 Fiber reinforced plastic 20 Interdigital sheet 21, 31, 32, 33 Natural fiber yarn 22, 36, 37 Stitch yarn 30 Multi-axis insertion warp knitting 34 Knitting needle

Claims (6)

繊維で構成される補強材とマトリックス樹脂とを含む繊維強化プラスチックであって、
前記繊維で構成される補強材は、天然繊維で構成される補強材とガラス繊維で構成される補強材を含み、
前記繊維で構成される補強材は、前記マトリックス樹脂中で、繊維強化プラスチックの厚み方向に対して、ガラス繊維で構成される補強材、天然繊維で構成される補強材、ガラス繊維で構成される補強材の順に配置されていることを特徴とする繊維強化プラスチック。
A fiber reinforced plastic containing a reinforcing material composed of fibers and a matrix resin,
The reinforcing material composed of the fibers includes a reinforcing material composed of natural fibers and a reinforcing material composed of glass fibers,
The reinforcing material composed of the fiber is composed of the reinforcing material composed of glass fiber, the reinforcing material composed of natural fiber, and the glass fiber in the matrix resin in the thickness direction of the fiber reinforced plastic. A fiber reinforced plastic characterized by being arranged in the order of reinforcements.
前記天然繊維で構成される補強材は、すだれ状シート又は多軸挿入繊維シートである請求項1に記載の繊維強化プラスチック。   The fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein the reinforcing material composed of the natural fibers is an interdigital sheet or a multiaxial insertion fiber sheet. 前記天然繊維は、綿繊維、麻繊維、竹繊維及びカポック繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維である請求項1又は2に記載の繊維強化プラスチック。   The fiber-reinforced plastic according to claim 1 or 2, wherein the natural fiber is one or more fibers selected from the group consisting of cotton fiber, hemp fiber, bamboo fiber, and kapok fiber. 前記繊維強化プラスチック中の前記補強材の体積含有率が、10〜70%である請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック。   The fiber reinforced plastic according to any one of claims 1 to 3, wherein a volume content of the reinforcing material in the fiber reinforced plastic is 10 to 70%. 前記繊維強化プラスチックにおいて、前記天然繊維で構成される補強材の体積含有率が、5〜65%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック。   The fiber reinforced plastic according to any one of claims 1 to 4, wherein in the fiber reinforced plastic, a volume content of a reinforcing material composed of the natural fiber is 5 to 65%. 前記マトリックス樹脂は、熱硬化性樹脂である請求項1〜5のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック。   The fiber reinforced plastic according to claim 1, wherein the matrix resin is a thermosetting resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016056491A (en) * 2014-09-11 2016-04-21 倉敷紡績株式会社 Fiber sheet for fiber-reinforced resin and production method of the same, and molded body using the same and production method of the molded body

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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