JP2862138B2 - 複合成形物 - Google Patents
複合成形物Info
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- JP2862138B2 JP2862138B2 JP1193957A JP19395789A JP2862138B2 JP 2862138 B2 JP2862138 B2 JP 2862138B2 JP 1193957 A JP1193957 A JP 1193957A JP 19395789 A JP19395789 A JP 19395789A JP 2862138 B2 JP2862138 B2 JP 2862138B2
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- Japan
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- composite
- acm
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属板又はその成形物の飛来物が当たる側
の反対面（以下、裏面という）に高強度繊維を基材とす
る熱可塑性樹脂繊維強化プラスチックを機械的方法又は
接着等の化学的方法により固定することにより、軽量で
耐衝撃性に優れた複合成形物に関するものである。
の反対面（以下、裏面という）に高強度繊維を基材とす
る熱可塑性樹脂繊維強化プラスチックを機械的方法又は
接着等の化学的方法により固定することにより、軽量で
耐衝撃性に優れた複合成形物に関するものである。
高所から落下する物体等の飛来物に対する耐衝撃体
は、鉄あるいはアルミニウム合金等の単一物又はそれら
の多層体、あるいは金属体の間にプラスチック又はセラ
ミックなどの層を設けた複合物が有効である。かかる耐
衝撃体は所定の特性を保持するために所要の厚みが必要
であり、このため重量の軽減がはかれない。
は、鉄あるいはアルミニウム合金等の単一物又はそれら
の多層体、あるいは金属体の間にプラスチック又はセラ
ミックなどの層を設けた複合物が有効である。かかる耐
衝撃体は所定の特性を保持するために所要の厚みが必要
であり、このため重量の軽減がはかれない。
また、金属体の間に高強度繊維を基材とする繊維強化
プラスチックを挿入することも研究されたが、このよう
な複合物は、両側から金属体で固定されているため、繊
維強化プラスチックのもっているエネルギー吸収特性を
生かしきれない欠点があった。
プラスチックを挿入することも研究されたが、このよう
な複合物は、両側から金属体で固定されているため、繊
維強化プラスチックのもっているエネルギー吸収特性を
生かしきれない欠点があった。
本発明者は、熱可塑性樹脂をバインダーとし、高強度
繊維を基材とする高強度繊維強化プラスチック（以下、
ACMという）が耐衝撃性に優れているとの知見を得、更
に、これと金属体との複合方法を種々検討した結果、AC
Mを金属体の裏面に固定することにより、耐衝撃性の大
きな複合成形物を完成させるに至ったものである。
繊維を基材とする高強度繊維強化プラスチック（以下、
ACMという）が耐衝撃性に優れているとの知見を得、更
に、これと金属体との複合方法を種々検討した結果、AC
Mを金属体の裏面に固定することにより、耐衝撃性の大
きな複合成形物を完成させるに至ったものである。
本発明は、比引張強度が10×106cm以上であり、比弾
性率が2.5×108cm以上である高強度繊維を基材とし、熱
可塑性樹脂樹脂をバインダーとする、樹脂含有率が10−
30％である繊維強化プラスチックを、金属板又はその成
形物の裏面全面又はその一部に固定してなることを特徴
とする飛来物防御用複合成形物、である。
性率が2.5×108cm以上である高強度繊維を基材とし、熱
可塑性樹脂樹脂をバインダーとする、樹脂含有率が10−
30％である繊維強化プラスチックを、金属板又はその成
形物の裏面全面又はその一部に固定してなることを特徴
とする飛来物防御用複合成形物、である。
本発明において用いられる高強度繊維とは、引張強度
を密度で割った比引張強度が10×106cm以上であり、弾
性率を密度で割った比弾性率が2.5×108cm以上のもので
ある。具体的には、高強度ガラス繊維、高強度カーボン
繊維、アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、高強度
ポリエチレン繊維、ビニロン繊維などである。一般のガ
ラス繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などは該当
しない。比引張強度あるいは比弾性率が前記値以下で
は、ACMと金属体との複合成形物の耐衝撃性は必ずしも
十分ではない。
を密度で割った比引張強度が10×106cm以上であり、弾
性率を密度で割った比弾性率が2.5×108cm以上のもので
ある。具体的には、高強度ガラス繊維、高強度カーボン
繊維、アラミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、高強度
ポリエチレン繊維、ビニロン繊維などである。一般のガ
ラス繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などは該当
しない。比引張強度あるいは比弾性率が前記値以下で
は、ACMと金属体との複合成形物の耐衝撃性は必ずしも
十分ではない。
これらの高強度繊維に塗布ないし含浸する熱可塑性樹
脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリ
オレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルア
セテート、ポリエーテルサルファイド、ポリフェニルサ
ルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポ
リウレタン、合成ゴムなどである。
脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリ
オレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルア
セテート、ポリエーテルサルファイド、ポリフェニルサ
ルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポ
リウレタン、合成ゴムなどである。
ACMを得るには、通常高強度繊維に熱可塑性樹脂の溶
液、粉末又はその分散液を含浸又は塗布してプリプレグ
を作成し、このプリプレグを複数枚重ね、加熱加圧する
圧縮成形法を採用する。この際、樹脂の含有率は10−30
％である。樹脂の含有率が小さいほど衝撃力に対するエ
ネルギー吸収力が大きくなるが、10％未満であるとプリ
プレグをつくることが容易ではない。30％を越えると飛
来物に対する耐衝撃性が低下するようになる。
液、粉末又はその分散液を含浸又は塗布してプリプレグ
を作成し、このプリプレグを複数枚重ね、加熱加圧する
圧縮成形法を採用する。この際、樹脂の含有率は10−30
％である。樹脂の含有率が小さいほど衝撃力に対するエ
ネルギー吸収力が大きくなるが、10％未満であるとプリ
プレグをつくることが容易ではない。30％を越えると飛
来物に対する耐衝撃性が低下するようになる。
本発明において、金属板の厚みは通常１〜30mmであ
る。1mm以下では金属板を設ける効果が小さく、30mm以
上では軽量化の効果が得られ難い。好ましい厚みは1.5
〜5mmである。
る。1mm以下では金属板を設ける効果が小さく、30mm以
上では軽量化の効果が得られ難い。好ましい厚みは1.5
〜5mmである。
一方、ACMの厚みは通常0.4〜25mmである。0.4mm以下
では衝撃エネルギー吸収効果が小さく、25mm以上厚くし
ても衝撃エネルギー吸収効果は大差ない。好ましい厚み
は1.5〜8mmである。
では衝撃エネルギー吸収効果が小さく、25mm以上厚くし
ても衝撃エネルギー吸収効果は大差ない。好ましい厚み
は1.5〜8mmである。
こうして得られたACMは、金属板又はその成形物の裏
面にボルトやリベットあるいは枠材等を使用して機械的
な方法で固定する、あるいは合成ゴム系等の接着剤で接
着する、などの方法で固定する。なお、固定する際、金
属板とACMの間に間隔を設けてもよい。
面にボルトやリベットあるいは枠材等を使用して機械的
な方法で固定する、あるいは合成ゴム系等の接着剤で接
着する、などの方法で固定する。なお、固定する際、金
属板とACMの間に間隔を設けてもよい。
第１図乃至第３図に構成例を示す。いずれの場合も飛
来物が当たるのは金属板側である。第１図は金属板とAC
Mをボルトで固定したものである。第２図は金属板を二
次元加工しACMを接着剤で固定したものである。第３図
は金属板を三次元加工して半球状とし、同じく半球状の
ACMをボルトで固定したものである。
来物が当たるのは金属板側である。第１図は金属板とAC
Mをボルトで固定したものである。第２図は金属板を二
次元加工しACMを接着剤で固定したものである。第３図
は金属板を三次元加工して半球状とし、同じく半球状の
ACMをボルトで固定したものである。
［実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１ 比引張強度16×106cm、比弾性率3.2×108cmの高強度
ガラス繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）
にアクリル樹脂の15％MEK溶液を含浸し、乾燥して樹脂
分18％のプリプレグ（610g/m2）を作製した。このプリ
プレグを４枚重ね、280℃、100kg/cm2で加熱加圧して高
強度ガラス繊維強化アクリル樹脂ACM板を得た。
ガラス繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）
にアクリル樹脂の15％MEK溶液を含浸し、乾燥して樹脂
分18％のプリプレグ（610g/m2）を作製した。このプリ
プレグを４枚重ね、280℃、100kg/cm2で加熱加圧して高
強度ガラス繊維強化アクリル樹脂ACM板を得た。
これをサイズ300×300×3.5mmの鋼板の四隅にタップ
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
実施例２ 比引張強度20×106cm、比弾性率4.9×108cmの芳香族
ポリエステル繊維の織布（厚さ0.44mm、坪量260g/m2）
に６−ナイロンの微粉末を吹き付けて樹脂分15％のプリ
プレグ（306g/m2）を作製した。このプリプレグを６枚
重ね、220℃、70kg/cm2で加熱加圧して芳香族ポリエス
テル繊維強化ナイロンACM板を得た。
ポリエステル繊維の織布（厚さ0.44mm、坪量260g/m2）
に６−ナイロンの微粉末を吹き付けて樹脂分15％のプリ
プレグ（306g/m2）を作製した。このプリプレグを６枚
重ね、220℃、70kg/cm2で加熱加圧して芳香族ポリエス
テル繊維強化ナイロンACM板を得た。
これをサイズ300×300×3.5mmの鋼板の四隅にタップ
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
を切り、前記ACM板を鋼板の裏面よりボルトで固定し、
第１図に示すような複合板を作製した。
比較例１ 実施例１で使用したものと同質で厚さ5mmの鋼板をそ
のまま使用した。
のまま使用した。
実施例３ 比引張強度21×106cm、比弾性率6.4×108cmのアラミ
ド繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）にABS
樹脂の18％MEK溶液を含浸し、乾燥して樹脂分20％のプ
リプレグ（625g/m2）を作製した。このプリプレグを６
枚重ね、二次曲面をもつ金型の中に入れ、150℃、100kg
/cm2で加熱加圧してアラミド繊維強化ABS樹脂ACM板を得
た。
ド繊維からなる織布（厚さ0.45mm、坪量500g/m2）にABS
樹脂の18％MEK溶液を含浸し、乾燥して樹脂分20％のプ
リプレグ（625g/m2）を作製した。このプリプレグを６
枚重ね、二次曲面をもつ金型の中に入れ、150℃、100kg
/cm2で加熱加圧してアラミド繊維強化ABS樹脂ACM板を得
た。
これを同じ曲面を有する厚さ5mmのアルミニウム合金
板の裏面に合成ゴム系接着剤で接着固定し、第２図に示
すような複合板を作製した。
板の裏面に合成ゴム系接着剤で接着固定し、第２図に示
すような複合板を作製した。
比較例２ 実施例３で使用したものと同質で厚さ8mmのアルミニ
ウム合金板をそのまま使用した。
ウム合金板をそのまま使用した。
比較例３ 実施例３で得られたアラミド繊維強化ABS樹脂ACM板を
実施例３で使用したアルミニウム合金板の表面側に前記
接着剤で接着固定した。
実施例３で使用したアルミニウム合金板の表面側に前記
接着剤で接着固定した。
比較例４ 実施例３で得られたアラミド繊維強化ABS樹脂ACMを同
じ曲面をもつ厚さ2mmと3mmのアルミニウム合金板の間に
挿入し、ボルト・ナットで固定した。なお、表面側のア
ルミニウム合金板を2mmとした。
じ曲面をもつ厚さ2mmと3mmのアルミニウム合金板の間に
挿入し、ボルト・ナットで固定した。なお、表面側のア
ルミニウム合金板を2mmとした。
実施例４ 実施例１で使用した高強度ガラス繊維の織布にポリブ
チレンテレフタレート（PBT）樹脂の微粉末を吹き付け
て、樹脂分20％のプリプレグ（625g/m2）を作製した。
このプリプレグを４枚重ね、半球状の金型に入れ、150
℃、100kg/cm2で加熱加圧して高強度ガラス繊維強化PBT
樹脂ACM成形物を得た。
チレンテレフタレート（PBT）樹脂の微粉末を吹き付け
て、樹脂分20％のプリプレグ（625g/m2）を作製した。
このプリプレグを４枚重ね、半球状の金型に入れ、150
℃、100kg/cm2で加熱加圧して高強度ガラス繊維強化PBT
樹脂ACM成形物を得た。
これを厚さ1.5mmの半球状鋼鉄成形体の内面に入れ、
球面のリブ状部分をボルト・ナットで固定し、第３図に
示すような複合成形物を得た。
球面のリブ状部分をボルト・ナットで固定し、第３図に
示すような複合成形物を得た。
比較例５ 実施例４で使用したものと同質で厚さ2.5mmの半球状
鋼鉄成形体をそのまま使用した。
鋼鉄成形体をそのまま使用した。
各例における複合成形物について、JIS T 8133に基づ
く耐衝撃性試験結果、成形物の厚さ及び１m2あたりの重
量を測定し、その結果を第１表に示す。なお、耐衝撃性
試験は成形物の表側に対して衝撃を加えた。
く耐衝撃性試験結果、成形物の厚さ及び１m2あたりの重
量を測定し、その結果を第１表に示す。なお、耐衝撃性
試験は成形物の表側に対して衝撃を加えた。
実施例１及び２では、金属板の裏面側のみにACMを設
けているので、比較例１の金属板のみの場合に比べて、
耐衝撃性が優れ、軽量化も達成できた。実施例３でも比
較例２と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量化も達成でき
た。比較例３及び４は実施例３における金属板をACMの
裏面側、あるいは表面側と裏面側に分割して設けたた
め、実施例３に比べて、耐衝撃性が劣っている。実施例
４の場合も、比較例５と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量
化も達成できた。
けているので、比較例１の金属板のみの場合に比べて、
耐衝撃性が優れ、軽量化も達成できた。実施例３でも比
較例２と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量化も達成でき
た。比較例３及び４は実施例３における金属板をACMの
裏面側、あるいは表面側と裏面側に分割して設けたた
め、実施例３に比べて、耐衝撃性が劣っている。実施例
４の場合も、比較例５と比べて、耐衝撃性に優れ、軽量
化も達成できた。
以上の実施例からも明らかなように、本発明の複合成
形物は、従来の耐衝撃性金属体に対して耐衝撃性を同等
以上としたとき、その重量を20〜60％軽減することがで
きる。
形物は、従来の耐衝撃性金属体に対して耐衝撃性を同等
以上としたとき、その重量を20〜60％軽減することがで
きる。
ACMを金属体の表面側に設けた場合、又は金属体間に
挿入した場合、ACMの耐衝撃性の効果はかなり小さくな
り、複合板にするメリットは少ない。
挿入した場合、ACMの耐衝撃性の効果はかなり小さくな
り、複合板にするメリットは少ない。
ACMを金属体の裏面側にのみ設けた場合、金属体のみ
の場合や金属体を使用しないACMの場合と比較して、同
一重量で耐衝撃性は25〜50％向上する。
の場合や金属体を使用しないACMの場合と比較して、同
一重量で耐衝撃性は25〜50％向上する。
第１図乃至第３図は本発明のACMの構成例を示すもので
あり、第１図及び第２図は斜視図、第３図は断面図であ
る。
あり、第１図及び第２図は斜視図、第３図は断面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多々良 正明 東京都港区三田３丁目11番36号 住友ベ ークライト株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−57654（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−1250（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−70648（ＪＰ，Ａ) 実公 昭63−6640（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (3)
- 【請求項１】比引張強度が10×106cm以上であり、比弾
性率が2.5×108cm以上である高強度繊維を基材とし、熱
可塑性樹脂樹脂をバインダーとする、樹脂含有率が10−
30％である繊維強化プラスチックを、金属板又はその成
形物の飛来物が当たる側の反対面全面又はその一部に固
定してなることを特徴とする飛来物防御用複合成形物。 - 【請求項２】高強度基材に熱可塑性樹脂の溶液、粉末又
はその分散液を含浸又は塗布してなるプリプレグを加熱
加圧成形して得た繊維強化プラスチックを、金属板又は
その成形物の、飛来物が当たる側の反対面全面又はその
一部に固定してなる請求項１記載の飛来物防御用複合成
形物。 - 【請求項３】前記金属板の厚みが１−30mmであり、前記
繊維強化プラスチックの厚みが0.4−25mmである請求項
１記載の飛来物防御用複合成形物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193957A JP2862138B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 複合成形物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193957A JP2862138B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 複合成形物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0358836A JPH0358836A (ja) | 1991-03-14 |
| JP2862138B2 true JP2862138B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=16316574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1193957A Expired - Fee Related JP2862138B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 複合成形物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862138B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5736254A (en) * | 1992-10-02 | 1998-04-07 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Multilayer laminate |
| JP2833378B2 (ja) * | 1992-10-02 | 1998-12-09 | 住友化学工業株式会社 | 多層積層板 |
| DE102011015071A1 (de) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Verbundwerkstoff und Strukturbauteil für ein Kraftfahrzeug |
| JP6354662B2 (ja) * | 2015-05-27 | 2018-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用部材の接合構造及び車両用部材の接合方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5757654A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-06 | Nippon Soken | Method of connecting carbon fiber reinforced composite material and metallic material |
| JPS6040983B2 (ja) * | 1980-10-21 | 1985-09-13 | 出光石油化学株式会社 | 積層体 |
| JPS591250A (ja) * | 1982-06-28 | 1984-01-06 | 横浜ゴム株式会社 | 繊維強化プラスチツクの鋼板への貼付方法 |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1193957A patent/JP2862138B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0358836A (ja) | 1991-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071211 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081211 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |