JP2024062758A - Fiber-reinforced resin sheet and fiber-reinforced laminate using same - Google Patents

Fiber-reinforced resin sheet and fiber-reinforced laminate using same Download PDF

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Abstract

【課題】 被着基材に貼り付けられた場合に、被着基材と繊維強化樹脂シートとを含む繊維強化積層体の強度を高めることができる繊維強化樹脂シートを提供する。【解決手段】本発明は、一態様において、連続繊維が一方向に引き揃えられた開繊シートとマトリックス樹脂とを含む、繊維強化樹脂シートであり、前記マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂であり、前記繊維強化樹脂シートの体積を100体積%としたときの前記連続繊維の体積比率(Vf)が、10体積%以上60体積%以下である、繊維強化樹脂シートに関する。前記マトリックス樹脂は、好ましくは熱可塑性樹脂エマルジョンが乾燥したものである。被着基材は、好ましくは、樹脂、木材および金属から選ばれる少なくとも1種を含む被着基材に熱接着または接着剤により固着される強度補強材である。【選択図】図1[Problem] To provide a fiber-reinforced resin sheet capable of increasing the strength of a fiber-reinforced laminate including a substrate and a fiber-reinforced resin sheet when attached to a substrate. [Solution] In one aspect, the present invention relates to a fiber-reinforced resin sheet including a spread sheet in which continuous fibers are aligned in one direction and a matrix resin, the matrix resin being a thermoplastic resin, and the volume ratio (Vf) of the continuous fibers being 10 volume % or more and 60 volume % or less when the volume of the fiber-reinforced resin sheet is taken as 100 volume %. The matrix resin is preferably a dried thermoplastic resin emulsion. The substrate is preferably a strength reinforcement material that is fixed to the substrate by thermal adhesion or adhesive, the strength reinforcement being preferably at least one selected from resin, wood, and metal. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、繊維強化樹脂シート及びこれを用いた繊維強化積層体等に関する。 The present invention relates to a fiber-reinforced resin sheet and a fiber-reinforced laminate using the same.

木質系の材料、プラスチック材料、金属材料、コンクリート、セラミックス等の無機材料等は、産業用途や建材等の様々な用途で基材として用いられている。MDF(Medium Density Fiberboard)等の木質系の建材は、木材と同様に大気条件の変化に伴い、その含水率と寸法が変化する。そのため、寸法の安定性の向上とともに強度向上にも寄与する強度補強材が提案されている。また、塩化ビニル樹脂は、難燃性であり、断熱性、耐薬品性、電気絶縁性、耐衝撃性等に優れ、軽量で加工性もよいことから、例えば、建物内装の材料として多用されている。サッシ等の耐衝撃性が要求される用途にも使用されることから、さらなる強度向上が求められている。 Wood-based materials, plastic materials, metal materials, concrete, ceramics, and other inorganic materials are used as substrates in various applications, including industrial applications and building materials. Wood-based building materials such as MDF (Medium Density Fiberboard) change in moisture content and dimensions with changes in atmospheric conditions, just like wood. For this reason, strength reinforcement materials that contribute to improving dimensional stability as well as strength have been proposed. In addition, polyvinyl chloride resin is flame retardant, has excellent thermal insulation, chemical resistance, electrical insulation, and impact resistance, is lightweight, and is easy to process, so it is widely used, for example, as a material for building interiors. Since it is also used in applications that require impact resistance, such as sashes, further improvements in strength are required.

下記特許文献1には、木質系合板用の強度補強材が開示されている。この強度補強材は、木質系合板に貼り合わされることにより、合板の寸法安定性を高めるとともに強度の向上に寄与する。当該強度補強材は、特定の太さのガラス繊維束が特定の密度で縦方向および横方向に配列されたネット状のシートと紙との2層構造をしている。ネット状のシートは、ポリアクリル酸エチルエステルエマルジョン等の接着剤溶液に浸漬された後、絞られ、その後乾燥されることにより形成される。 The following Patent Document 1 discloses a strength reinforcing material for wood-based plywood. When this strength reinforcing material is attached to wood-based plywood, it increases the dimensional stability of the plywood and contributes to improving its strength. The strength reinforcing material has a two-layer structure consisting of paper and a net-like sheet in which glass fiber bundles of a specific diameter are arranged vertically and horizontally at a specific density. The net-like sheet is formed by immersing it in an adhesive solution such as polyacrylic acid ethyl ester emulsion, squeezing it, and then drying it.

特許文献2には、プラスチック等の強化材として補強繊維布帛が開示されている。当該補強繊維布帛は、縦糸と横糸により製織されており、縦糸と横糸はそれぞれ補強繊維のマルチフィラメント糸が扁平形状に開繊拡幅され糸幅が3mm以上の糸からなる。また、縦糸と横糸を形成しているマルチフィラメント糸の各フィラメントの間には、熱可塑性樹脂が部分的に存在しており、この熱可塑性樹脂の融着によってフィラメント同士が互いに接合されている。熱可塑性樹脂原料として、熱可塑性樹脂粒子が液相中に分散した熱可塑性樹脂エマルジョンが使用される。熱可塑性樹脂エマルジョンの塗布量は、最終的に得られる補強繊維布帛の目開きを抑制できる限り少ない程好ましく、布帛中の熱可塑性樹脂の含有量が10重量%以下、好ましくは5重量%以下となる量である。 Patent Document 2 discloses a reinforced fiber fabric as a reinforcing material for plastics and the like. The reinforced fiber fabric is woven with warp and weft threads, and the warp and weft threads are made of reinforcing multifilament yarns that are flattened and spread to have a yarn width of 3 mm or more. Thermoplastic resin is partially present between each filament of the multifilament yarns that form the warp and weft threads, and the filaments are bonded to each other by fusion of this thermoplastic resin. A thermoplastic resin emulsion in which thermoplastic resin particles are dispersed in a liquid phase is used as the thermoplastic resin raw material. The amount of thermoplastic resin emulsion applied is preferably as small as possible to suppress the opening of the finally obtained reinforced fiber fabric, and is an amount that results in a thermoplastic resin content of 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less in the fabric.

特開平9-52316号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-52316 特開2001-226850号公報JP 2001-226850 A

しかし、上記ガラス繊維のネットは、MDFや樹脂板等の被着基材の収縮抑制には効果的に作用するが、曲げに対する強度向上効果は不十分であり、さらなる改善が求められている。 However, although the above-mentioned glass fiber net is effective in suppressing shrinkage of the attached substrate, such as MDF or resin board, its effect in improving bending strength is insufficient, and further improvement is required.

本発明は、被着基材に貼り付けられたときに、被着基材と繊維強化樹脂シートとを含む繊維強化積層体の強度を高めることができる繊維強化樹脂シートを提供する。また、本発明は、前記繊維強化樹脂シートと被着基材とを含む繊維強化積層体を提供する。 The present invention provides a fiber-reinforced resin sheet that, when attached to a substrate, can increase the strength of a fiber-reinforced laminate that includes the substrate and a fiber-reinforced resin sheet. The present invention also provides a fiber-reinforced laminate that includes the fiber-reinforced resin sheet and the substrate.

本発明は、一態様において、
連続繊維が一方向に引き揃えられた開繊シートとマトリックス樹脂とを含む、繊維強化樹脂シートであり、
前記マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂であり、
前記繊維強化樹脂シートの体積を100体積%としたときの前記連続繊維の体積比率(Vf)が、10体積%以上60体積%以下である、繊維強化樹脂シートに関する。
The present invention, in one aspect, comprises:
A fiber-reinforced resin sheet including a spread sheet in which continuous fibers are aligned in one direction and a matrix resin,
the matrix resin is a thermoplastic resin,
The fiber reinforced resin sheet has a volume ratio (Vf) of the continuous fibers of 10 volume% or more and 60 volume% or less when the volume of the fiber reinforced resin sheet is 100 volume%.

本発明は、一態様において、本発明の繊維強化樹脂シートの製造方法であって、
連続繊維に熱可塑性樹脂エマルジョンを付着する樹脂付着工程と、
多数本の連続繊維からなる連続繊維束を開繊かつ拡幅し、前記連続繊維を一方向に配列した薄膜状の開繊シートを形成するシート形成工程と、
前記熱可塑性樹脂エマルジョンを乾燥させる乾燥工程と、を含み、
前記繊維強化樹脂シートの体積を100体積%としたときの前記連続繊維の体積比率(Vf)が、10体積%以上60体積%以下である、繊維強化樹脂シートの製造方法に関する。
In one aspect, the present invention provides a method for producing a fiber-reinforced resin sheet of the present invention,
a resin adhering step of adhering a thermoplastic resin emulsion to the continuous fibers;
a sheet forming step of spreading and widening a continuous fiber bundle made of a large number of continuous fibers to form a thin-film spread sheet in which the continuous fibers are arranged in one direction;
A drying step of drying the thermoplastic resin emulsion,
The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced resin sheet, wherein a volume ratio (Vf) of the continuous fibers is 10 volume% or more and 60 volume% or less when the volume of the fiber-reinforced resin sheet is 100 volume%.

本発明は、一態様において、
被着基材と、前記被着基材の一方または両方の主面に貼り付けられた本発明の繊維強化樹脂シートと、を含む、繊維強化積層体に関する。
The present invention, in one aspect, comprises:
The present invention relates to a fiber-reinforced laminate comprising a substrate and the fiber-reinforced resin sheet of the present invention attached to one or both main surfaces of the substrate.

本発明の繊維強化樹脂シートは、被着基材に貼り付けられた場合に、被着基材と繊維強化樹脂シートとを含む繊維強化積層体の強度を高めることができる。
本発明の繊維強化積層体は、本発明の繊維強化樹脂シートを含んでいるので、強度が高い。
When the fiber-reinforced resin sheet of the present invention is attached to a substrate, it can increase the strength of a fiber-reinforced laminate including the substrate and the fiber-reinforced resin sheet.
The fiber-reinforced laminate of the present invention has high strength because it contains the fiber-reinforced resin sheet of the present invention.

図1は、本発明の一態様の繊維強化樹脂シートの模式的斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced resin sheet according to one embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一態様の繊維強化樹脂シートの模式的斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced resin sheet according to one embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一態様の繊維強化樹脂シートの製造方法を示す模式的工程図である。FIG. 3 is a schematic process diagram showing a method for producing a fiber-reinforced resin sheet according to one embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一態様の繊維強化積層体の模式的斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced laminate according to one embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一態様の繊維強化積層体の模式的斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced laminate according to one embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一態様の繊維強化積層体の模式的斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced laminate according to one embodiment of the present invention. 図7は、3点曲げ試験を説明する模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the three-point bending test. 図8は、実施例1の繊維強化樹脂シートの写真である。FIG. 8 is a photograph of the fiber reinforced resin sheet of Example 1.

[繊維強化樹脂シート]
本発明は、一態様において、連続繊維束が開繊および拡幅され複数の連続繊維が一方向に引き揃えられた開繊シートとマトリックス樹脂とを含む、繊維強化樹脂シートである。当該繊維強化樹脂シートは、樹脂、木材、金属および金属以外の無機材料から選ばれる少なくとも1種を含む被着基材に熱接着または接着剤により固着される強度補強材である。被着基材としては、例えば、建材であり、具体的には、パーティクイルボード、ベニア合板、MDF等の木質系板、塩化ビニル樹脂やオレフィン系樹脂等の樹脂板、塩化ビニル樹脂シートラミネート金属板、ポリオレフィン樹脂シートラミネート金属板、コンクリートやセラミックス等の無機材料からなる板等が挙げられる。
[Fiber-reinforced resin sheet]
In one aspect, the present invention provides a fiber-reinforced resin sheet including a matrix resin and an open fiber sheet in which continuous fiber bundles are opened and widened to align a plurality of continuous fibers in one direction. The fiber-reinforced resin sheet is a strength reinforcing material that is fixed by thermal bonding or adhesive to a substrate containing at least one material selected from resin, wood, metal, and inorganic materials other than metal. Examples of substrates include building materials, and specific examples thereof include wood-based boards such as particle boards, plywood, and MDF, resin boards such as polyvinyl chloride resin and olefin resin, metal boards laminated with polyvinyl chloride resin sheets, metal boards laminated with polyolefin resin sheets, and boards made of inorganic materials such as concrete and ceramics.

前記連続繊維は、長繊維であり、繊維強化樹脂シートを構成する補強繊維である。連続繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、バサルト繊維及び弾性率が380cN/dtex以上の高弾性率繊維から選ばれる少なくとも一つの連続繊維を含んでいると好ましい。前記高弾性率繊維としては、例えばアラミド繊維、とくにパラ系アラミド繊維(弾性率:380~980cN/dtex)、ポリアリレート繊維(弾性率:600~741cN/dtex)、ヘテロ環ポリマー繊維(PBO,弾性率:1060~2200cN/dtex)、高分子量ポリエチレン繊維(弾性率:883~1413cN/dtex)、ポリビニルアルコール繊維(PVA,強度:14~18cN/dtex)などがある。これらの繊維は樹脂強化繊維として有用であり、繊維強化樹脂シートの用途に応じて選択することができる。特に、コスト、軽量、および難燃性等の観点からガラス繊維が有用である。 The continuous fibers are long fibers and are reinforcing fibers that constitute the fiber-reinforced resin sheet. The continuous fibers preferably contain at least one continuous fiber selected from glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, and high-modulus fibers with an elastic modulus of 380 cN/dtex or more. Examples of the high-modulus fibers include aramid fibers, particularly para-aramid fibers (elastic modulus: 380 to 980 cN/dtex), polyarylate fibers (elastic modulus: 600 to 741 cN/dtex), heterocyclic polymer fibers (PBO, elastic modulus: 1060 to 2200 cN/dtex), high molecular weight polyethylene fibers (elastic modulus: 883 to 1413 cN/dtex), and polyvinyl alcohol fibers (PVA, strength: 14 to 18 cN/dtex). These fibers are useful as resin-reinforced fibers and can be selected according to the application of the fiber-reinforced resin sheet. In particular, glass fibers are useful from the standpoints of cost, light weight, and flame retardancy.

繊維強化樹脂シートにおいて、連続繊維束が開繊および拡幅されて連続繊維が一方向に引き揃えられた開繊シートが主たる強化繊維である。繊維強化樹脂シートには、主たる強化繊維以外の繊維が補助繊維として、連続繊維の長手方向(配向方向またはMD方向とも言う。)とは異なる角度で配置されていてもよい。補助繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド(パラ系、メタ系を含む)繊維、ポリアリレート繊維、ポリ(p-フェニレンベンゾビスオキザール)(PBO)繊維、ポリ(p-フェニレンベンゾビスチアゾール)(PBZT)繊維、高分子量ポリエチレン繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、又はポリビニルアルコール繊維等が挙げられる。また、開繊シートには、連続繊維を横切る方向に配向されたブリッジファイバーがさらに含まれていてもよい。ブリッジファイバーは、連続繊維束(フィラメント群)の開繊時または開繊後に連続繊維から発生させることができる。補助繊維およびブリッジファイバーは、熱可塑性樹脂によって、連続繊維に接着固定される。 In the fiber-reinforced resin sheet, the main reinforcing fiber is a spread sheet in which continuous fiber bundles are spread and widened to align the continuous fibers in one direction. In the fiber-reinforced resin sheet, fibers other than the main reinforcing fiber may be arranged as auxiliary fibers at an angle different from the longitudinal direction (also called the orientation direction or MD direction) of the continuous fibers. Examples of auxiliary fibers include carbon fiber, glass fiber, aramid (including para-type and meta-type) fiber, polyarylate fiber, poly(p-phenylene benzobisoxal) (PBO) fiber, poly(p-phenylene benzobisthiazole) (PBZT) fiber, high molecular weight polyethylene fiber, polyether ether ketone fiber, and polyvinyl alcohol fiber. In addition, the spread sheet may further contain bridge fibers oriented in a direction transverse to the continuous fibers. The bridge fibers can be generated from the continuous fibers during or after the spread of the continuous fiber bundles (filament group). The auxiliary fibers and bridge fibers are bonded and fixed to the continuous fibers by a thermoplastic resin.

前記連続繊維束を構成する連続繊維には、撚りがかかっていてもよいが、繊維強化樹脂シートの製造過程で開繊シートに前記熱可塑性樹脂のエマルジョンがしみ込み易いという理由から、無撚りのロービング糸であると好ましい。 The continuous fibers constituting the continuous fiber bundle may be twisted, but it is preferable that the fibers be untwisted roving yarns, since this makes it easier for the thermoplastic resin emulsion to soak into the spread fiber sheet during the manufacturing process of the fiber-reinforced resin sheet.

前記連続繊維束を構成する連続繊維の太さ(単繊維直径)は、繊維強化樹脂シートの製造過程で開繊シートに前記熱可塑性樹脂のエマルジョンがしみ込み易いという理由から、太いと好ましく、具体的には、好ましくは5~50μm、より好ましくは7~30μmである。 The thickness (single fiber diameter) of the continuous fibers constituting the continuous fiber bundle is preferably large because the thermoplastic resin emulsion can easily penetrate into the spread fiber sheet during the manufacturing process of the fiber reinforced resin sheet. Specifically, the thickness is preferably 5 to 50 μm, and more preferably 7 to 30 μm.

繊維強化樹脂シートの体積を100体積%としたときの前記連続繊維の体積比率(Vf)は、被着基材と繊維強化樹脂シートとを含む繊維強化積層体の強度の向上の観点から、好ましくは10体積%以上、より好ましくは15体積%以上であり、被着基材との接着性向上の観点から、好ましくは60体積%以下、より好ましくは50体積%以下である。 The volume ratio (Vf) of the continuous fibers when the volume of the fiber-reinforced resin sheet is taken as 100% by volume is preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, from the viewpoint of improving the strength of the fiber-reinforced laminate including the substrate and the fiber-reinforced resin sheet, and is preferably 60% by volume or less, more preferably 50% by volume or less, from the viewpoint of improving adhesion to the substrate.

繊維強化樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂の種類は、被着基材の材料に応じて適宜選択すればよいが、塩化ビニル系樹脂、エチレンビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂から選ばれる1種もしくは2種以上が好ましく、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂から選ばれる1種もしくは2種以上がより好ましく、塩化ビニル系樹脂およびアクリル系樹脂から選ばれる1種もしくは2種以上がさらに好ましい。塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル単独重合体の他、塩化ビニルを主成分とし、塩化ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体など、塩化ビニルを主な構成単位とする樹脂が挙げられる。塩化ビニルと共重合可能な他の単量体としては、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル等の1種又は2種以上が挙げられる。ポリアクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル基を有する単量を主な構成単位とする樹脂であり、アクリル樹脂の他、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。 The type of thermoplastic resin constituting the fiber-reinforced resin sheet may be appropriately selected according to the material of the substrate to be adhered, but one or more types selected from vinyl chloride resins, ethylene vinyl alcohol resins, urethane resins, acrylic resins, polyolefin resins such as polypropylene resins and polyethylene resins are preferred, one or more types selected from vinyl chloride resins, acrylic resins, and polyolefin resins are more preferred, and one or more types selected from vinyl chloride resins and acrylic resins are even more preferred. Examples of vinyl chloride resins include vinyl chloride homopolymers and resins whose main constituent unit is vinyl chloride, such as copolymers of vinyl chloride with other monomers copolymerizable with vinyl chloride. Examples of other monomers copolymerizable with vinyl chloride include one or more types of ethylene, propylene, vinyl acetate, etc. Examples of polyacrylic resins are resins whose main constituent unit is a monomer having a (meth)acrylic group, and examples of such resins include acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polymethyl acrylate resins, etc.

繊維強化樹脂シート中の熱可塑性樹脂の含有量は、被着基材との接着性向上の観点から、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、被着基材と繊維強化樹脂シートとを含む繊維強化積層体の強度の向上の観点から、好ましくは70質量%以下、より好まし50質量%以下である。 The content of the thermoplastic resin in the fiber-reinforced resin sheet is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, from the viewpoint of improving adhesion to the substrate, and is preferably 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, from the viewpoint of improving the strength of the fiber-reinforced laminate including the substrate and the fiber-reinforced resin sheet.

連続繊維束が開繊および拡幅され連続繊維が一方向に引き揃えられた開繊シートの単位面積あたりの質量は、被着基材と繊維強化樹脂シートとを含む繊維強化積層体の強度の向上の観点から、好ましくは30g/m2以上、より好ましくは50g/m2以上であり、熱可塑性樹脂の付着性の観点から、好ましくは400g/m2以下、より好ましくは300g/m2以下である。 The mass per unit area of the spread sheet in which the continuous fiber bundles are spread and expanded and the continuous fibers are aligned in one direction is preferably 30 g/ m2 or more and more preferably 50 g/ m2 or more from the viewpoint of improving the strength of the fiber reinforced laminate including the adherend substrate and the fiber reinforced resin sheet, and is preferably 400 g/ m2 or less and more preferably 300 g/ m2 or less from the viewpoint of adhesion of the thermoplastic resin.

繊維強化樹脂シートの単位面積あたりの質量は、繊維強化樹脂シートのハンドリング性および維強化樹脂シート自体の強度保持の観点から、好ましくは40g/m2以上、より好ましくは50g/m2以上であり、繊維強化樹脂シートのドレープ性の観点から、好ましくは500g/m2以下、より好ましくは400g/m2以下である。 The mass per unit area of the fiber-reinforced resin sheet is preferably 40 g/ m2 or more, more preferably 50 g/ m2 or more, from the viewpoint of the handleability of the fiber-reinforced resin sheet and the strength retention of the fiber-reinforced resin sheet itself, and is preferably 500 g/ m2 or less, more preferably 400 g/ m2 or less, from the viewpoint of the drapeability of the fiber-reinforced resin sheet.

繊維強化樹脂シートの厚さは、繊維強化樹脂シートのハンドリング性および維強化樹脂シート自体の強度保持の観点から、好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.5mm以上であり、繊維強化樹脂シートのドレープ性の観点から、好ましくは2mm以下、より好ましくは1mm以下である。 The thickness of the fiber-reinforced resin sheet is preferably 0.01 mm or more, more preferably 0.5 mm or more, from the viewpoint of the handleability of the fiber-reinforced resin sheet and the strength retention of the fiber-reinforced resin sheet itself, and is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less, from the viewpoint of the drapeability of the fiber-reinforced resin sheet.

次に、図1~図2を用いて、繊維強化樹脂シートの一例について、連続繊維がガラス繊維である場合を例に挙げてより詳細に説明する。図1は、前記繊維強化樹脂シート1の一例の模式的斜視図、図2は、図1に示した繊維強化樹脂シート1の模式的断面図である。 Next, an example of a fiber-reinforced resin sheet will be described in more detail with reference to Figures 1 and 2, taking as an example a case in which the continuous fibers are glass fibers. Figure 1 is a schematic perspective view of an example of the fiber-reinforced resin sheet 1, and Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the fiber-reinforced resin sheet 1 shown in Figure 1.

図1において、繊維強化樹脂シート1は、ガラス繊維2が一方向に配列した開繊シート3を含む。開繊シート3は薄膜状である。ガラス繊維2は、モノフィラメント糸である。隣り合うガラス繊維2は、その間に入り込んだ熱可塑性樹脂4によって互いに接合されており、熱可塑性樹脂4と薄膜状の開繊シート3は一体化されている。熱可塑性樹脂4は、繊維強化樹脂シート1におけるマトリックス樹脂である。また、熱可塑性樹脂4は、隣り合うガラス繊維2間のみならずガラス繊維の上下にも付着されて、ガラス繊維2はその全周が熱可塑性樹脂4によってコーティングされていてもよい。 In FIG. 1, the fiber reinforced resin sheet 1 includes a spread sheet 3 in which glass fibers 2 are arranged in one direction. The spread sheet 3 is in the form of a thin film. The glass fibers 2 are monofilament threads. Adjacent glass fibers 2 are bonded to each other by the thermoplastic resin 4 that has entered between them, and the thermoplastic resin 4 and the thin spread sheet 3 are integrated. The thermoplastic resin 4 is the matrix resin in the fiber reinforced resin sheet 1. In addition, the thermoplastic resin 4 may be attached not only between adjacent glass fibers 2 but also above and below the glass fibers, so that the entire circumference of the glass fibers 2 is coated with the thermoplastic resin 4.

図3は、繊維強化樹脂シートの製造方法を示す模式的工程図である。クリール(架台)に多数個の供給ボビン7を設置し、各ボビン7からガラス繊維ロービング8を引き出し、熱可塑性樹脂エマルジョンの供給部9に供給する(樹脂付着工程)。供給部9としては、ロービング8に対して熱可塑性樹脂エマルジョン92を、ロール塗布法、浸漬法、またはスプレー法等により付着させることができる装置であれば特に制限はないが、図3に示すように、均一な塗布が行い易いという理由から、塗布ローラー91を具備し、ロールコート法やロールタッチ法で、熱可塑性樹脂エマルジョンを塗布できる供給部9が好ましい。ロービング8の塗布ローラー91との接触長や、塗布ローラー91の回転数、熱可塑性樹脂エマルジョンの固形分濃度等を調整することにより、ロービング8への熱可塑性樹脂エマルジョン92の付着量を調整できる。熱可塑性樹脂エマルジョンの付着量は、繊維強化樹脂シートの体積を100体積%としたときの乾燥後の熱可塑性樹脂エマルジョン(即ち、熱可塑性樹脂)の体積比率(Vf)が、40体積%以上90体積%以下、好ましくは50体積%以上85体積%以下となる量とする。 Figure 3 is a schematic process diagram showing a method for manufacturing a fiber-reinforced resin sheet. A large number of supply bobbins 7 are installed on a creel (frame), and glass fiber rovings 8 are drawn from each bobbin 7 and supplied to a supply section 9 of thermoplastic resin emulsion (resin attachment process). The supply section 9 is not particularly limited as long as it is an apparatus that can attach the thermoplastic resin emulsion 92 to the roving 8 by a roll coating method, a dipping method, a spray method, or the like. However, as shown in Figure 3, a supply section 9 equipped with a coating roller 91 and capable of applying the thermoplastic resin emulsion by a roll coating method or a roll touch method is preferred because it is easy to apply uniformly. The amount of the thermoplastic resin emulsion 92 attached to the roving 8 can be adjusted by adjusting the contact length of the roving 8 with the coating roller 91, the rotation speed of the coating roller 91, the solids concentration of the thermoplastic resin emulsion, etc. The amount of thermoplastic resin emulsion applied is such that the volume ratio (Vf) of the thermoplastic resin emulsion (i.e., thermoplastic resin) after drying is 40% by volume or more and 90% by volume or less, preferably 50% by volume or more and 85% by volume or less, when the volume of the fiber-reinforced resin sheet is 100% by volume.

次いで、熱可塑性樹脂エマルジョンが塗布されたロービング8は、開繊拡幅部11にて、開繊かつ拡幅されて薄膜状とされる(シート形成工程)。開繊拡幅部11による開繊かつ拡幅方法としては、ロール開繊法、気流吸引開繊法、気流吹付開繊法、振動バーを利用する方法および超音波開繊法から選ばれる少なくとも一種の方法が好ましく、なかでも、前記ロービング8を複数の開繊ロールの間を通過させることで開繊かつ拡幅が行えるロール開繊法が好ましい。このように、連続繊維への熱可塑性樹脂エマルジョンの付着と、連続繊維の開繊および拡幅処理は、連続的に行われるのが好ましい。次いで、熱可塑性樹脂エマルジョンが付着され、開繊かつ拡幅されたロービング8(すなわち、熱可塑性樹脂エマルジョンが付着された開繊シート)は、乾燥器12内に供給され、乾燥器12内で熱可塑性樹脂エマルジョンの液体成分を気化させる。乾燥器内の雰囲気温度は100~200℃が適切である。熱可塑性樹脂エマルジョンは乾燥することにより繊維強化樹脂シートのマトリックス樹脂となる(乾燥工程)。次いで、巻き取り機13により巻き取られる。 Next, the roving 8 coated with the thermoplastic resin emulsion is opened and widened in the opening and widening section 11 to form a thin film (sheet formation process). As the opening and widening method by the opening and widening section 11, at least one method selected from the roll opening method, the airflow suction opening method, the airflow blowing opening method, the method using a vibration bar, and the ultrasonic opening method is preferable, and among them, the roll opening method in which the roving 8 is opened and widened by passing it between multiple opening rolls is preferable. In this way, it is preferable that the attachment of the thermoplastic resin emulsion to the continuous fibers and the opening and widening process of the continuous fibers are performed continuously. Next, the roving 8 to which the thermoplastic resin emulsion is attached and which has been opened and widened (i.e., the opened sheet to which the thermoplastic resin emulsion is attached) is supplied into the dryer 12, and the liquid component of the thermoplastic resin emulsion is vaporized in the dryer 12. The appropriate ambient temperature in the dryer is 100 to 200°C. The thermoplastic resin emulsion becomes the matrix resin of the fiber-reinforced resin sheet by drying (drying process). It is then wound up by a winding machine 13.

尚、樹脂付着工程とシート形成工程は、どちらを先に行ってもよいが、柔らかい繊維強化樹脂シートが得られやすいという理由から、樹脂付着工程とシート形成工程はこの順で行うのが好ましい。 While the resin attachment process and the sheet formation process can be carried out in either order, it is preferable to carry out the resin attachment process and the sheet formation process in this order, as this makes it easier to obtain a soft fiber-reinforced resin sheet.

熱可塑性樹脂エマルジョンの固形分濃度は、所望のVf値が得られやすいという理由から、好ましくは5~70質量%、より好ましくは20~65質量%の範囲内の値である。液相中に分散している熱可塑性樹脂粒子の粒径は、フィラメントの直径よりも小さいものが好ましい。 The solids concentration of the thermoplastic resin emulsion is preferably within the range of 5 to 70% by mass, and more preferably 20 to 65% by mass, because this makes it easier to obtain the desired Vf value. The particle size of the thermoplastic resin particles dispersed in the liquid phase is preferably smaller than the diameter of the filament.

熱可塑製樹脂エマルジョンは、合成時に乳化したもの、あるいは合成後に乳化したもののいずれであってもよい。ポリマー組成は、被着基材の材料に応じて適宜選択すればよい。熱可塑性樹脂エマルジョンの溶媒は水であるが少量であればアルコール等の有機溶媒が含まれていてもよい。また、熱可塑製樹脂エマルジョンには、メラミン樹脂等のブロッキング防止剤、架橋剤、難燃剤等が含まれていてもよい。 Thermoplastic resin emulsions may be emulsified during synthesis or after synthesis. The polymer composition may be selected appropriately depending on the material of the substrate to be adhered. The solvent for thermoplastic resin emulsions is water, but small amounts of organic solvents such as alcohol may also be included. Thermoplastic resin emulsions may also contain antiblocking agents such as melamine resins, crosslinking agents, flame retardants, etc.

[繊維強化積層体]
本発明は、一態様において、MDF等の木質系板や塩化ビニル樹脂(PVC)板等の被着基材の一方または両方の主面に、本発明の繊維強化樹脂シートが貼り付けられた繊維強化積層体に関する。繊維強化樹脂シートの貼り付け枚数は、各主面において、複数枚であってもよいが、強度向上効果対費用の観点、および、生産性の観点から、好ましくは1枚である。被着基材の一方または両方に、繊維強化樹脂シートを複数枚積層する場合、0°,45°,90°と任意の角度で積層してもよい。
[Fiber-reinforced laminate]
In one aspect, the present invention relates to a fiber-reinforced laminate in which the fiber-reinforced resin sheet of the present invention is attached to one or both main surfaces of a substrate such as a wood-based board such as MDF or a polyvinyl chloride (PVC) board. The number of fiber-reinforced resin sheets attached may be multiple sheets on each main surface, but is preferably one sheet from the viewpoint of strength improvement effect vs. cost and productivity. When multiple fiber-reinforced resin sheets are laminated on one or both of the substrates, they may be laminated at any angle such as 0°, 45°, or 90°.

繊維強化樹脂シートは、被着基材の種類に応じて、熱または接着剤を用いて被着基材に接着固定される。被着基材の繊維強化樹脂シートとの接合面が樹脂材料からなる場合、例えば、2枚の繊維強化樹脂シートの間に被着基材が配置された積層体を、熱プレスすることにより被着基材を構成する樹脂が溶融しそれが固化することによりこれらが接合される。被着基材の繊維強化樹脂シートとの接合面が木質材などの熱だけでは接着が難しい材料である場合、繊維強化樹脂シートと被着基材とは、接着剤を用いた接着により互いに接合される。接着剤としては、例えば、常温で硬化するエポキシ系接着剤や、加熱硬化型接着剤等が挙げられる。接着剤の塗布量は、50~300g/m2程度が適当である。繊維強化樹脂シートが被着基材に熱または接着剤を用いて接着された後、好ましくは加圧された状態で、所定時間、好ましくは1日以上養生させることで、被着基材と繊維強化樹脂シートの接合強度を高めることができる。本発明の繊維強化積層体は、その使用用途に応じて、例えば、繊維強化樹脂シートの上方に配置され、繊維強化積層体の一方の最外層となる、表面化粧層をさらに含んでいてもよい。表面化粧層の材料について特に制限はなくポリエチレン等の公知の材料でよい。 The fiber-reinforced resin sheet is bonded to the substrate by heat or adhesive depending on the type of substrate. When the bonding surface of the substrate with the fiber-reinforced resin sheet is made of a resin material, for example, a laminate in which the substrate is arranged between two fiber-reinforced resin sheets is hot-pressed to melt the resin constituting the substrate, which then solidifies and bonds them together. When the bonding surface of the substrate with the fiber-reinforced resin sheet is made of a material that is difficult to bond with heat alone, such as wood, the fiber-reinforced resin sheet and the substrate are bonded to each other by adhesive. Examples of adhesives include epoxy adhesives that harden at room temperature and heat-curing adhesives. The amount of adhesive applied is appropriately about 50 to 300 g/m 2. After the fiber-reinforced resin sheet is bonded to the substrate by heat or adhesive, the substrate is cured for a predetermined time, preferably one day or more, preferably under pressure, to increase the bonding strength between the substrate and the fiber-reinforced resin sheet. The fiber-reinforced laminate of the present invention may further include a surface decorative layer, which is disposed above the fiber-reinforced resin sheet and serves as one of the outermost layers of the fiber-reinforced laminate, depending on the intended use. There are no particular limitations on the material of the surface decorative layer, and it may be a known material such as polyethylene.

図4は、本発明の一態様の繊維強化積層体10の模式的斜視図である。図4において、1は繊維強化樹脂シートであり、15は、樹脂板(被着基材)である。1対の繊維強化樹脂シート1は、各々、被着基材の主面に熱接着されている。樹脂板は、例えば、塩化ビニル樹脂板であり、繊維強化樹脂シート1に含まれる熱可塑性樹脂は、例えば、アクリル樹脂と塩化ビニル樹脂の混合物であり、連続繊維はガラス繊維である。 Figure 4 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced laminate 10 according to one embodiment of the present invention. In Figure 4, 1 is a fiber-reinforced resin sheet, and 15 is a resin plate (adhering substrate). A pair of fiber-reinforced resin sheets 1 are each thermally bonded to the main surface of the adhering substrate. The resin plate is, for example, a polyvinyl chloride resin plate, the thermoplastic resin contained in the fiber-reinforced resin sheet 1 is, for example, a mixture of acrylic resin and polyvinyl chloride resin, and the continuous fibers are glass fibers.

図5は、本発明の別の一態様の繊維強化積層体10の模式的斜視図である。図5において、1は繊維強化樹脂シートであり、15は、MDF等の木質系板(被着基材)である。繊維強化樹脂シート1と木質系板とは接着剤16により接着されている。接着剤16はエポキシ樹脂系接着剤であり、繊維強化樹脂シート1に含まれる熱可塑性樹脂は、例えば、100質量%アクリル樹脂であり、連続繊維はガラス繊維である。 Figure 5 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced laminate 10 according to another embodiment of the present invention. In Figure 5, 1 is a fiber-reinforced resin sheet, and 15 is a wood-based board (adhering substrate) such as MDF. The fiber-reinforced resin sheet 1 and the wood-based board are bonded together with an adhesive 16. The adhesive 16 is an epoxy resin-based adhesive, the thermoplastic resin contained in the fiber-reinforced resin sheet 1 is, for example, 100% acrylic resin, and the continuous fibers are glass fibers.

図6は、本発明の別の一態様の繊維強化積層体10の模式的斜視図である。図6に示された繊維強化積層体10は、一方の繊維強化樹脂シート1の上に表面化粧層17が配置されていること以外は、図4に示した繊維強化積層体10と同構成である。表面化粧層17は、例えば、ポリエチレンシートである。 Figure 6 is a schematic perspective view of a fiber-reinforced laminate 10 according to another embodiment of the present invention. The fiber-reinforced laminate 10 shown in Figure 6 has the same structure as the fiber-reinforced laminate 10 shown in Figure 4, except that a surface decorative layer 17 is disposed on one of the fiber-reinforced resin sheets 1. The surface decorative layer 17 is, for example, a polyethylene sheet.

1.各種パラメーターの測定方法
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。各種パラメーターの測定方法は次のとおりである。
1. Methods for Measuring Various Parameters The present invention will be specifically described below using examples. Note that the present invention is not limited to the following examples. Methods for measuring various parameters are as follows.

<3点曲げ試験>
下記サンプルの曲げ弾性率は、JIS K 7017-1999に準拠し、下記の測定装置を用いて下記条件で測定した。具体的には、図7に示す3点曲げ試験を行い、荷重と圧支点の変位量を測定し、これらの値を用いて曲げ弾性率および曲げ強度を算出した。n数(試験数)は3とし、表3および4にはその平均値を示した。
・状態調節:温度23℃、相対湿度50%RHの雰囲気下で48時間以上静置後に実施。
・試験:3点曲げ試験(JIS K7017準拠)
・装置:精密万能試験機AG-50kNXDplus(島津製作所社製)
・治具:圧子=R5(角の丸み5mm)、支点=R2(角の丸み2mm)
・下部支持間隔:37.5mm
・試験速度:2mm/min
<Three-point bending test>
The flexural modulus of the following samples was measured in accordance with JIS K 7017-1999 using the following measuring device under the following conditions. Specifically, a three-point bending test shown in FIG. 7 was performed to measure the load and the displacement of the pressure support, and the flexural modulus and flexural strength were calculated using these values. The number of tests (n) was 3, and the average values are shown in Tables 3 and 4.
Conditioning: Performed after leaving the sample to stand for 48 hours or more in an atmosphere having a temperature of 23° C. and a relative humidity of 50% RH.
Test: Three-point bending test (JIS K7017 compliant)
・Equipment: Precision universal testing machine AG-50kNXDplus (manufactured by Shimadzu Corporation)
Jig: indenter = R5 (corner roundness 5 mm), fulcrum = R2 (corner roundness 2 mm)
・Lower support interval: 37.5 mm
Test speed: 2 mm/min

[サンプル]
(1)繊維強化積層体、
サンプル長さ(L)が、補強繊維の長手方向(繊維方向)と同方向の下記サイズのサンプルを用意した。
サンプル長さ(L):250mm
サンプル幅(B):50mm
サンプル厚さ(H)は各サンプルで異なり表3又は表4に示している。
(2)PVC板、MDFまたはこれらの被着基材に接着剤が塗布されたもの
サンプル長さ(L):250mm
サンプル幅(B):50mm
サンプル厚さ(H)は各サンプルで異なり表2又は表3に示している。
[sample]
(1) fiber-reinforced laminate;
Samples of the following sizes were prepared, with the sample length (L) being in the same direction as the longitudinal direction (fiber direction) of the reinforcing fibers.
Sample length (L): 250 mm
Sample width (B): 50 mm
The sample thickness (H) differs for each sample and is shown in Table 3 or Table 4.
(2) PVC board, MDF or these substrates coated with adhesive Sample length (L): 250 mm
Sample width (B): 50 mm
The sample thickness (H) differs for each sample and is shown in Table 2 or Table 3.

<繊維強化樹脂シートの引張試験>
JIS K 7161-1:2014に準拠し、下記の条件にて、下記繊維強化樹脂シートAの引張特性を評価した。サンプルの、補強繊維の長手方向(繊維方向)と同方向の長さは250mm、幅は50mmとした。試験長は100mm、試験速度は1mm/minとした。n数(試験数)は5であり、表2にはその平均値を示した。
<Tensile test of fiber reinforced resin sheet>
The tensile properties of the following fiber reinforced resin sheet A were evaluated under the following conditions in accordance with JIS K 7161-1:2014. The length of the sample in the same direction as the longitudinal direction (fiber direction) of the reinforcing fiber was 250 mm, and the width was 50 mm. The test length was 100 mm, and the test speed was 1 mm/min. The number of n (number of tests) was 5, and the average value is shown in Table 2.

<ガラス転移温度(Tg)>
熱可塑性樹脂のガラス転移温度は、ISO11357に規定された示差走査熱量測定(DSC)、10℃/minによる値である。
<Glass transition temperature (Tg)>
The glass transition temperature of the thermoplastic resin is a value measured by differential scanning calorimetry (DSC) at 10° C./min according to ISO 11357.

2.繊維強化樹脂シートの作製
[実施例1:繊維強化樹脂シートA]
連続繊維束として、ガラス繊維束(日東紡社製、商品名“RS240PE-535FC”、2400tex、単繊維直径14μm、無撚り)を使用した。また、水系エマルジョンとして、アクリル樹脂エマルジョン(Tg=-18℃)、樹脂固形分の濃度は50質量%)を用意した。次に水系エマルジョンをガラス繊維束に含浸させた後、ガラス繊維束を開繊および拡幅して開繊幅100mmの開繊シートとし、次いで、130℃に設定されたホットプレートに押し付けて、開繊シートから水系エマルジョンの液体成分を気化させ、繊維強化樹脂シートAを得た。図8に、繊維強化樹脂シートAの写真を示している。
繊維強化樹脂シートAにおける繊維体積の割合(Vf)は32体積%であり、繊維強化樹脂シートの厚さは0.3mm、繊維強化樹脂シートAの単位面積あたりの質量は290g/m2であった。その内、ガラス繊維の単位面積あたりの質量は、240g/m2であった。
2. Preparation of fiber reinforced resin sheet [Example 1: Fiber reinforced resin sheet A]
As the continuous fiber bundle, a glass fiber bundle (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., product name "RS240PE-535FC", 2400 tex, single fiber diameter 14 μm, untwisted) was used. In addition, as the aqueous emulsion, an acrylic resin emulsion (Tg = -18 ° C.) with a resin solid concentration of 50 mass %) was prepared. Next, after impregnating the glass fiber bundle with the aqueous emulsion, the glass fiber bundle was opened and widened to form a spread sheet with a spread width of 100 mm, and then pressed against a hot plate set at 130 ° C. to vaporize the liquid component of the aqueous emulsion from the spread sheet, and a fiber reinforced resin sheet A was obtained. FIG. 8 shows a photograph of the fiber reinforced resin sheet A.
The fiber volume ratio (Vf) in the fiber reinforced resin sheet A was 32 volume%, the thickness of the fiber reinforced resin sheet was 0.3 mm, and the mass per unit area of the fiber reinforced resin sheet A was 290 g/m 2. Of these, the mass per unit area of the glass fiber was 240 g/m 2 .

[実施例2:繊維強化樹脂シートB]
アクリル樹脂エマルジョンにかえて、アクリル樹脂エマルジョン(Tg=-18℃)と塩化ビニル系樹脂エマルジョン(住化ケムテックス社製、商品名“S-830”)との混合物を用いたこと以外は、[実施例1:繊維強化樹脂シートA]と同様にして、繊維強化樹脂シートBを作製した。アクリル樹脂エマルジョンと塩化ビニル系樹脂エマルジョンの混合割合は、アクリル樹脂70質量%、塩化ビニル系樹脂30質量%となるようにし、水で希釈された水系エマルジョンの樹脂固形分の濃度は50質量%とした。
繊維強化樹脂シートBにおける繊維体積の割合(Vf)は30体積%であり、繊維強化樹脂シートの厚さは0.1mm、繊維強化樹脂シートBの単位面積あたりの質量は300g/m2であった。その内、ガラス繊維の単位面積あたりの質量は、240g/m2であった。
[Example 2: Fiber reinforced resin sheet B]
A fiber reinforced resin sheet B was produced in the same manner as in [Example 1: Fiber Reinforced Resin Sheet A], except that a mixture of an acrylic resin emulsion (Tg = -18 ° C.) and a vinyl chloride resin emulsion (manufactured by Sumika Chemtex Co., Ltd., product name "S-830") was used instead of the acrylic resin emulsion. The mixing ratio of the acrylic resin emulsion and the vinyl chloride resin emulsion was 70 mass% acrylic resin and 30 mass% vinyl chloride resin, and the concentration of the resin solids of the aqueous emulsion diluted with water was 50 mass%.
The fiber volume ratio (Vf) in the fiber reinforced resin sheet B was 30 volume%, the thickness of the fiber reinforced resin sheet was 0.1 mm, and the mass per unit area of the fiber reinforced resin sheet B was 300 g/m 2. Of these, the mass per unit area of the glass fiber was 240 g/m 2 .

[実施例3:繊維強化樹脂シートC]
アクリル樹脂エマルジョンにかえて、塩化ビニル系樹脂エマルジョン(住化ケムテックス社製、商品名“S-830”)を用いたこと以外は、[実施例1:繊維強化樹脂シートA]と同様にして、繊維強化樹脂シートCを作製した。水系エマルジョンの樹脂固形分の濃度は50質量%とした。
繊維強化樹脂シートCにおける繊維体積の割合(Vf)は30体積%であり、繊維強化樹脂シートの厚さは0.1mm、繊維強化樹脂シートの単位面積あたりの質量は300g/m2であった。その内、ガラス繊維の単位面積あたりの質量は、240g/m2であった。
[Example 3: Fiber reinforced resin sheet C]
A fiber reinforced resin sheet C was produced in the same manner as in [Example 1: Fiber Reinforced Resin Sheet A] except that a vinyl chloride resin emulsion (manufactured by Sumika Chemtex Co., Ltd., product name “S-830”) was used instead of the acrylic resin emulsion. The concentration of the resin solid content of the aqueous emulsion was 50% by mass.
The fiber volume ratio (Vf) in the fiber reinforced resin sheet C was 30 volume%, the thickness of the fiber reinforced resin sheet was 0.1 mm, and the mass per unit area of the fiber reinforced resin sheet was 300 g/m 2. Of these, the mass per unit area of the glass fiber was 240 g/m 2 .

繊維強化樹脂シートA~Cの組成等について下記表1にまとめて示した。
The compositions of fiber reinforced resin sheets A to C are summarized in Table 1 below.

上記繊維強化樹脂シートAについて、上記<繊維強化樹脂シートの引張試験>に記載の方法で測定した、各種引張特性を下記表2に示している。 The various tensile properties of the fiber-reinforced resin sheet A were measured using the method described above in "Tensile test of fiber-reinforced resin sheet" and are shown in Table 2 below.

3.繊維強化積層体の作製
3-1.被着基材がPVC板である場合
[実施例4]
上記(1)に記載の方法で繊維強化樹脂シートBを2枚用意し、2枚の繊維強化樹脂シートBの間に、PVC板(積水成型工業社製、商品名“エビスロン”、厚さ3.0mm)を配置して積層体を得、これを160℃で3分間熱プレスして一体化させた。熱プレス時の加圧は0MPaとして実質行わず、繊維強化樹脂シートBとPVC板とを十分に接触させる程度とした。
3. Preparation of fiber-reinforced laminate 3-1. When the substrate is a PVC plate [Example 4]
Two fiber-reinforced resin sheets B were prepared by the method described in (1) above, and a PVC plate (manufactured by Sekisui Seiki Kogyo Co., Ltd., product name "Evislon", thickness 3.0 mm) was placed between the two fiber-reinforced resin sheets B to obtain a laminate, which was then heat-pressed at 160° C. for 3 minutes to be integrated. The pressure during the heat press was set to 0 MPa and was not substantially applied, so that the fiber-reinforced resin sheet B and the PVC plate were in sufficient contact with each other.

[実施例5]
繊維強化樹脂シートCを用いたこと以外は、[実施例4]と同様にして、実施例5の繊維強化積層体を作製した。
[Example 5]
A fiber-reinforced laminate of Example 5 was produced in the same manner as in [Example 4] except that the fiber-reinforced resin sheet C was used.

[比較例1]
未補強のPVC板(積水成形工業社製、商品名“エスビロン”、厚さ3.0mm)を比較例1とした。
[Comparative Example 1]
An unreinforced PVC plate (manufactured by Sekisui Seisakusho Co., Ltd., product name "Esbilon", thickness 3.0 mm) was used as Comparative Example 1.

3-2.被着基材がMDFである場合
[実施例6]
MDF(厚さ2.5mm)の両主面に各々エポキシ樹脂系接着剤(コニシ社製、商品名“ボンドEセット”)を塗布し、各主面に、上記繊維強化樹脂シートAを貼り合わせ、プレス機にて接触させる程度の圧力で挟んだ状態で一日養生させた。エポキシ樹脂系接着剤の塗布量は200g/m2とした。
3-2. When the substrate is MDF [Example 6]
An epoxy resin adhesive (manufactured by Konishi, product name "Bond E Set") was applied to both main surfaces of MDF (thickness 2.5 mm), and the above fiber reinforced resin sheet A was attached to each main surface, and the sheets were cured for one day while being sandwiched in a press with a pressure sufficient to bring them into contact. The amount of epoxy resin adhesive applied was 200 g/ m2 .

[比較例2]
実施例6で用いたMDF(厚さ2.5mm)と同じMDF板を比較例2とした。
[Comparative Example 2]
The same MDF board (thickness 2.5 mm) as that used in Example 6 was used as Comparative Example 2.

[比較例3]
実施例6で用いたMDF(厚さ2.5mm)の両主面に各々エポキシ樹脂系接着剤(コニシ社製、商品名“ボンドEセット)を塗布し、室温下で一日養生させた。エポキシ樹脂系接着剤の塗布量は200g/m2とした。
[Comparative Example 3]
An epoxy resin adhesive (manufactured by Konishi Co., Ltd., product name "Bond E Set") was applied to both main surfaces of the MDF (thickness 2.5 mm) used in Example 6, and the material was left to cure at room temperature for one day. The amount of epoxy resin adhesive applied was 200 g/ m2 .

[実施例7]
実施例6で用いたMDF(厚さ2.5mm)と同じMDFの両主面に各々ポリ酢酸ビニル系接着剤(コニシ社製、商品名“ボンド”)を塗布し、各主面に、上記繊維強化樹脂シートAを貼り合わせ、プレス機にて接触させる程度の圧力で挟んだ状態で一日養生させた。ポリ酢酸ビニル系接着剤の塗布量は200g/m2とした。
[Example 7]
A polyvinyl acetate adhesive (manufactured by Konishi Co., Ltd., product name "Bond") was applied to both main surfaces of the same MDF (thickness 2.5 mm) used in Example 6, and the above-mentioned fiber reinforced resin sheet A was attached to each main surface, and the sheets were cured for one day while being sandwiched with a pressure sufficient to bring them into contact with each other using a press. The amount of polyvinyl acetate adhesive applied was 200 g/ m2 .

[比較例4]
実施例6で用いたMDF(厚さ2.5mm)と同じMDFの両主面に各々ポリ酢酸ビニル系接着剤(コニシ社製、商品名“ボンド”)を塗布し、室温下で一日養生させた。ポリ酢酸ビニル系接着剤の塗布量は200g/m2とした。
[Comparative Example 4]
A polyvinyl acetate adhesive (manufactured by Konishi Co., Ltd., product name "Bond") was applied to both main surfaces of the same MDF (thickness 2.5 mm) used in Example 6, and the material was left to cure at room temperature for one day. The amount of polyvinyl acetate adhesive applied was 200 g/ m2 .

実施例4および5の繊維強化積層体および比較例1のPVC板について、上記<3点曲げ試験>に記載の方法で、曲げ弾性率、曲げ強度を算出した。結果は下記表3に示している。 The flexural modulus and flexural strength of the fiber-reinforced laminates of Examples 4 and 5 and the PVC plate of Comparative Example 1 were calculated using the method described above in the <3-point bending test>. The results are shown in Table 3 below.

表3に示されるように、実施例4及び5の繊維強化積層体の曲げ弾性率および曲げ強度は、比較例1の繊維強化積層体のそれよりも、顕著に高くなっている。 As shown in Table 3, the flexural modulus and flexural strength of the fiber-reinforced laminates of Examples 4 and 5 are significantly higher than those of the fiber-reinforced laminate of Comparative Example 1.

次に、実施例6及び7の繊維強化積層体および比較例2~4の比較対象物について、上記<3点曲げ試験>に記載の方法で、曲げ弾性率、曲げ強度を算出した。結果は下記表4に示している。 Next, the flexural modulus and flexural strength were calculated for the fiber-reinforced laminates of Examples 6 and 7 and the comparative examples 2 to 4 using the method described above in the <3-point bending test>. The results are shown in Table 4 below.

表4に示されるように、実施例6の繊維強化積層体の曲げ弾性率および曲げ強度は、比較例2、3の繊維強化積層体のそれよりも、高いことが確認できた。また、実施例7の繊維強化積層体の曲げ弾性率および曲げ強度は、比較例4の繊維強化積層体のそれよりも、高いことが確認できた。 As shown in Table 4, it was confirmed that the flexural modulus and flexural strength of the fiber-reinforced laminate of Example 6 were higher than those of the fiber-reinforced laminates of Comparative Examples 2 and 3. It was also confirmed that the flexural modulus and flexural strength of the fiber-reinforced laminate of Example 7 were higher than those of the fiber-reinforced laminate of Comparative Example 4.

本発明の繊維強化樹脂シートは、例えば、建築分野、航空・宇宙分野、スポーツ用途、自動車、風車ブレードなどの高い機械的特性や耐衝撃性が要求される分野の繊維強化材として有用である。 The fiber-reinforced resin sheet of the present invention is useful as a fiber-reinforced material in fields that require high mechanical properties and impact resistance, such as the construction field, the aviation and space field, sports applications, automobiles, and wind turbine blades.

1 繊維強化樹脂シート
2 ガラス繊維(連続繊維)
3 開繊シート
4 熱可塑性樹脂
7 供給ボビン
8 ガラス繊維ロービング
9 供給部
91 塗布ローラー
92 熱可塑性樹脂エマルジョン
10 繊維強化積層体
11 開繊拡幅部
12 乾燥器
13 巻き取り機
15 被着基材
16 接着剤
17 表面化粧層
1 Fiber reinforced resin sheet 2 Glass fiber (continuous fiber)
Reference Signs List 3: Spread sheet 4: Thermoplastic resin 7: Supply bobbin 8: Glass fiber roving 9: Supply section 91: Application roller 92: Thermoplastic resin emulsion 10: Fiber reinforced laminate 11: Spreading section 12: Dryer 13: Winder 15: Adhering substrate 16: Adhesive 17: Surface decorative layer

Claims (9)

連続繊維が一方向に引き揃えられた開繊シートとマトリックス樹脂とを含む、繊維強化樹脂シートであり、
前記マトリックス樹脂は熱可塑性樹脂であり、
前記繊維強化樹脂シートの体積を100体積%としたときの前記連続繊維の体積比率(Vf)が、10体積%以上60体積%以下である、繊維強化樹脂シート。
A fiber-reinforced resin sheet including a spread sheet in which continuous fibers are aligned in one direction and a matrix resin,
the matrix resin is a thermoplastic resin,
A fiber reinforced resin sheet, wherein the volume ratio (Vf) of the continuous fibers is 10 vol% or more and 60 vol% or less when the volume of the fiber reinforced resin sheet is 100 vol%.
前記繊維強化樹脂シートは、樹脂、木材、および無機材料から選ばれる少なくとも1種を含む被着基材に熱接着または接着剤により固着される強度補強材である、請求項1に記載の繊維強化樹脂シート。 The fiber-reinforced resin sheet according to claim 1, which is a strength reinforcing material that is thermally bonded or adhesively fixed to a substrate containing at least one material selected from resin, wood, and inorganic materials. 前記マトリックス樹脂は、熱可塑性樹脂エマルジョンが乾燥したものである、請求項1または2に記載の繊維強化樹脂シート。 The fiber-reinforced resin sheet according to claim 1 or 2, wherein the matrix resin is a dried thermoplastic resin emulsion. 前記熱可塑性樹脂は、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリプロピレン樹脂、およびポリエチレン樹脂ンから選ばれる1種又は2種以上の樹脂である請求項1から3のいずれかの項に記載の繊維強化樹脂シート。 The fiber-reinforced resin sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the thermoplastic resin is one or more resins selected from acrylic resins, vinyl chloride resins, urethane resins, polypropylene resins, and polyethylene resins. 前記連続繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、バサルト繊維及び弾性率が380cN/dtex以上の高弾性率繊維からなる群から選ばれる少なくとも一つの連続繊維である請求項1から4のいずれかの項に記載の繊維強化樹脂シート。 The fiber-reinforced resin sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the continuous fibers are at least one continuous fiber selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, and high-modulus fibers having an elastic modulus of 380 cN/dtex or more. 請求項1~5のいずれかの項に記載の繊維強化樹脂シートの製造方法であって、
連続繊維に熱可塑性樹脂エマルジョンを付着する樹脂付着工程と、
多数本の連続繊維からなる連続繊維束を開繊かつ拡幅し、一方向に配列した薄膜状の開繊シートを形成するシート形成工程と、
前記熱可塑性樹脂エマルジョンを乾燥させる乾燥工程と、を含み、
前記繊維強化樹脂シートの体積を100体積%としたときの前記連続繊維の体積比率(Vf)が、10体積%以上60体積%以下である、繊維強化樹脂シートの製造方法に関する。
A method for producing a fiber-reinforced resin sheet according to any one of claims 1 to 5,
a resin adhering step of adhering a thermoplastic resin emulsion to the continuous fibers;
a sheet forming process in which a continuous fiber bundle made of a large number of continuous fibers is spread and widened to form a thin-film spread sheet in which the fibers are arranged in one direction;
A drying step of drying the thermoplastic resin emulsion,
The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced resin sheet, wherein a volume ratio (Vf) of the continuous fibers is 10 volume% or more and 60 volume% or less when the volume of the fiber-reinforced resin sheet is 100 volume%.
被着基材と、前記被着基材の一方または両方の主面に貼り付けられた請求項1~5のいずれかの項に記載の繊維強化樹脂シートと、を含む、繊維強化積層体。 A fiber-reinforced laminate comprising a substrate and a fiber-reinforced resin sheet according to any one of claims 1 to 5 attached to one or both main surfaces of the substrate. 前記被着基材の一方または両方の主面に、1枚の繊維強化樹脂シートが貼り付けられている、請求項7に記載の繊維強化積層体。 The fiber-reinforced laminate according to claim 7, in which a fiber-reinforced resin sheet is attached to one or both main surfaces of the substrate. 前記被着基材が、樹脂板であり、
前記繊維強化樹脂シートは、前記樹脂板に熱接着されている、請求項7に記載の繊維強化積層体。
The substrate is a resin plate,
The fiber-reinforced laminate according to claim 7 , wherein the fiber-reinforced resin sheet is thermally bonded to the resin plate.
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