JP2926736B2 - 複層熱可塑性コンポジット成形体 - Google Patents
複層熱可塑性コンポジット成形体Info
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- JP2926736B2 JP2926736B2 JP1052506A JP5250689A JP2926736B2 JP 2926736 B2 JP2926736 B2 JP 2926736B2 JP 1052506 A JP1052506 A JP 1052506A JP 5250689 A JP5250689 A JP 5250689A JP 2926736 B2 JP2926736 B2 JP 2926736B2
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- fibers
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車用部品、浴槽ユニット、機器ハウジン
グ建築材等に使用される軽量、強靭を特徴とする繊維強
化プラスチックコンポジットの成形体に関する。
グ建築材等に使用される軽量、強靭を特徴とする繊維強
化プラスチックコンポジットの成形体に関する。
（従来の技術） 繊維強化プラスチックコンポジットでは、軽量で強靭
さを具現するため連続した強化繊維の織物か１軸配向テ
ープ等が用いられている。しかしこれら材料の成形では
リブやボス等の突起の付いた成形体を得ることは不可能
であった。一方不連続の強化繊維のマット状シートから
なるコンポジットではリブやボス等の突起の付いた成形
体を得ることは出来るが連続強化繊維の織物や１軸配向
テープを用いたコンポジットに比べて強靭性に欠ける欠
点があった。また、かかるマット状シートからのコンポ
ジットでは成形体の突起の反対平面では突起部に対応し
てヒケが発生する欠点があった。
さを具現するため連続した強化繊維の織物か１軸配向テ
ープ等が用いられている。しかしこれら材料の成形では
リブやボス等の突起の付いた成形体を得ることは不可能
であった。一方不連続の強化繊維のマット状シートから
なるコンポジットではリブやボス等の突起の付いた成形
体を得ることは出来るが連続強化繊維の織物や１軸配向
テープを用いたコンポジットに比べて強靭性に欠ける欠
点があった。また、かかるマット状シートからのコンポ
ジットでは成形体の突起の反対平面では突起部に対応し
てヒケが発生する欠点があった。
（発明が解決すべき課題） 本発明は上記の従来技術の限界を突破する軽量かつ強
靭で、リブ、ボス等の突起をヒケなくして賦形されてい
る成形体とその具体的実現方法を提供する。
靭で、リブ、ボス等の突起をヒケなくして賦形されてい
る成形体とその具体的実現方法を提供する。
（課題を解決する手段） 前記課題を解決すべく鋭意検討の結果本発明に到達し
た。すなわち本発明は、強化繊維ならなる糸状物とマト
リックスで構成される層（Ａ）と不連続強化繊維からな
るマット状シートとマトリックスで構成される層（Ｂ）
とが積層されてなり、層（Ａ）と層（Ｂ）のマトリック
スが同種の熱可塑性ポリマーからなり、両層（層（Ａ）
と層（Ｂ））が接合一体化されてなることを特徴とする
複層熱可塑性コンポジット成形材料である。さらに好ま
しい態様は、強化繊維と、熱可塑性繊維の混合糸からの
多軸配向積層布と不連続強化繊維の熱可塑性ポリマー複
合層とを積層して熱可塑性繊維の溶融流量する温度にま
で昇温して加圧成形して得られる両者が接合一体化され
ている複層熱可塑性コンポジット成形体である。
た。すなわち本発明は、強化繊維ならなる糸状物とマト
リックスで構成される層（Ａ）と不連続強化繊維からな
るマット状シートとマトリックスで構成される層（Ｂ）
とが積層されてなり、層（Ａ）と層（Ｂ）のマトリック
スが同種の熱可塑性ポリマーからなり、両層（層（Ａ）
と層（Ｂ））が接合一体化されてなることを特徴とする
複層熱可塑性コンポジット成形材料である。さらに好ま
しい態様は、強化繊維と、熱可塑性繊維の混合糸からの
多軸配向積層布と不連続強化繊維の熱可塑性ポリマー複
合層とを積層して熱可塑性繊維の溶融流量する温度にま
で昇温して加圧成形して得られる両者が接合一体化され
ている複層熱可塑性コンポジット成形体である。
本発明でいう強化繊維とはカーボン繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維等である。
維、アラミド繊維等である。
糸状物とは多数本の連続した単糸から構成された糸、
または多数の不連続した単糸が集合して連続した糸状を
構成しているものであって、両者の組合わさった糸状体
であってもよい。
または多数の不連続した単糸が集合して連続した糸状を
構成しているものであって、両者の組合わさった糸状体
であってもよい。
本発明の強化繊維からなる糸状物は一軸で構成されて
いてもよいが、多軸構成層である方が好ましい。多軸構
成層とは織物とか、一軸配向テープの積層体とか、一軸
配向糸状層が多軸をなすように積層一体化された織編布
等が具体例として挙げられる。
いてもよいが、多軸構成層である方が好ましい。多軸構
成層とは織物とか、一軸配向テープの積層体とか、一軸
配向糸状層が多軸をなすように積層一体化された織編布
等が具体例として挙げられる。
不連続強化繊維からなるマット状シートとはガラス繊
維のチョップドストランドマットがその典型例として挙
げられるように、その長さが好ましくは200mm以下の強
化繊維がマット状に集合したシート層である。
維のチョップドストランドマットがその典型例として挙
げられるように、その長さが好ましくは200mm以下の強
化繊維がマット状に集合したシート層である。
熱可塑性ポリマーとしてはポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ナイロン６、ナイロン66、ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンサルファイド、ABS、ポリエーテル
エーテルケトン等が挙げられるが、これらに限定される
わけではない。
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ナイロン６、ナイロン66、ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンサルファイド、ABS、ポリエーテル
エーテルケトン等が挙げられるが、これらに限定される
わけではない。
同種の熱可塑性ポリマーとは両者が溶融状態で容易に
相溶接合するポリマー同志であることを指す。
相溶接合するポリマー同志であることを指す。
強化繊維と熱可塑性繊維の接合糸とは双方共連続繊維
でこれらをタスラン加工等で混繊して一体化された糸や
いわゆる牽切紡績方式で不連続繊維が混合している糸等
がその典型例として挙げられる。多動構成層の好ましい
典型例が多軸配向積層布である。
でこれらをタスラン加工等で混繊して一体化された糸や
いわゆる牽切紡績方式で不連続繊維が混合している糸等
がその典型例として挙げられる。多動構成層の好ましい
典型例が多軸配向積層布である。
多軸配向積層布とは一軸配向して引き揃えられた糸層
が互いに異った角度に複数層積層され一体化した布で、
これらの軸は二軸直交した積層や、０、45、90、−45゜
の４種積層等が挙げられる。多軸積層布は糸が直線的に
配列しているため、平織物等に比べてそれだけ有効に強
化効果が発揮できる。またシートを深絞り加工等を行う
場合層間の糸軸が容易に変角したり、層内の糸間隔を拡
げる自由度があるため、主体的な賦形加工が容易である
という長所がある。不連続強化繊維の熱可塑性ポリマー
複合層とは、チョップドファイバーで代表される不連続
強化繊維がマット状に集合し、マトリックスになる熱可
塑性樹脂がこれに含浸一体化しているか、熱可塑性樹脂
が粉末状で担持されているか、繊維状で混合分散してい
るシート（層）やいわゆる強化繊維エンプラペレットを
集合したもの等が典型例として挙げられる。多軸配向積
層布層と該熱可塑性ポリマー複合層とは予め一体的に接
合しておいて成形してもよく、成形時に積層して成形接
合してもよい。積層は全面的にしてもよく、リブ・ボス
に対応して部分的に行ってもよい。
が互いに異った角度に複数層積層され一体化した布で、
これらの軸は二軸直交した積層や、０、45、90、−45゜
の４種積層等が挙げられる。多軸積層布は糸が直線的に
配列しているため、平織物等に比べてそれだけ有効に強
化効果が発揮できる。またシートを深絞り加工等を行う
場合層間の糸軸が容易に変角したり、層内の糸間隔を拡
げる自由度があるため、主体的な賦形加工が容易である
という長所がある。不連続強化繊維の熱可塑性ポリマー
複合層とは、チョップドファイバーで代表される不連続
強化繊維がマット状に集合し、マトリックスになる熱可
塑性樹脂がこれに含浸一体化しているか、熱可塑性樹脂
が粉末状で担持されているか、繊維状で混合分散してい
るシート（層）やいわゆる強化繊維エンプラペレットを
集合したもの等が典型例として挙げられる。多軸配向積
層布層と該熱可塑性ポリマー複合層とは予め一体的に接
合しておいて成形してもよく、成形時に積層して成形接
合してもよい。積層は全面的にしてもよく、リブ・ボス
に対応して部分的に行ってもよい。
加圧成形とはマッチドダイによるプレス成形がその代
表例として挙げられる。このような加圧成形によって例
えば第１図に示されているように熱可塑性ポリマー複合
層に基ずくリブや、ボス等の突起体を作ることができ
る。
表例として挙げられる。このような加圧成形によって例
えば第１図に示されているように熱可塑性ポリマー複合
層に基ずくリブや、ボス等の突起体を作ることができ
る。
本発明の実施例での成形体の物性評価は以下に従っ
た。
た。
曲げ強度 :JIS−Ｋ−7055 曲げ弾性率 :JIS−Ｋ−7056 アイゾット衝撃強度:JIS−Ｋ−7111 （作用効果） 本発明の成形体は強化繊維の糸状物と熱可塑性ポリマ
ーマトリックスとが組合わさった多軸構成層による強靭
層とマットシート層が寄与するリブによる曲げ剛さの向
上やボスによる取つけ性等の向上効果を兼ね備えた成形
体である。またリブ、ボスを作ってもその反対面でのマ
トリックスポリマーの移動は、僅少な上、強化繊維の移
動は実質的に生じないのでヒケを作ってしまう恐れはほ
とんどない。
ーマトリックスとが組合わさった多軸構成層による強靭
層とマットシート層が寄与するリブによる曲げ剛さの向
上やボスによる取つけ性等の向上効果を兼ね備えた成形
体である。またリブ、ボスを作ってもその反対面でのマ
トリックスポリマーの移動は、僅少な上、強化繊維の移
動は実質的に生じないのでヒケを作ってしまう恐れはほ
とんどない。
（実施例） 単糸の直径12μの表面処理がなされているＥガラス繊
維の5250デニールの連続糸１本と、単糸の直径18μのポ
リエチレンテレフタレート繊維の2270デニールの連続糸
１本とを組み合せて混繊糸を作った。混繊の方法として
はタスラン法を用い、ポリエチレンテレフタレート繊維
がガラス繊維に対し0.3％オーバーフィードして供給
し、流体圧力は0.5kg/cm2、混繊加工速度は100m/分で実
施した。かくして得られた混繊糸を糸軸方向０゜に引き
揃えた層、45゜の層、90゜の層、−45゜の層、０゜の層
としそれぞれの糸密度を5.6本/cmにしたものを積層し、
ポリエチレンテレフタレートの連続フィラメント（75D/
36フィラメント）でスティッチし一体となった目付け2.
4kg/m2の0.5m幅の多軸積層布２枚を得た。この布を230
℃×５分間定長で、熱固定処理した後、280℃にまで余
熱後5kg/cm2の圧力で５分間保持し、加圧のまま冷却し
て厚み2.5mmの含浸プレートＡを作った。
維の5250デニールの連続糸１本と、単糸の直径18μのポ
リエチレンテレフタレート繊維の2270デニールの連続糸
１本とを組み合せて混繊糸を作った。混繊の方法として
はタスラン法を用い、ポリエチレンテレフタレート繊維
がガラス繊維に対し0.3％オーバーフィードして供給
し、流体圧力は0.5kg/cm2、混繊加工速度は100m/分で実
施した。かくして得られた混繊糸を糸軸方向０゜に引き
揃えた層、45゜の層、90゜の層、−45゜の層、０゜の層
としそれぞれの糸密度を5.6本/cmにしたものを積層し、
ポリエチレンテレフタレートの連続フィラメント（75D/
36フィラメント）でスティッチし一体となった目付け2.
4kg/m2の0.5m幅の多軸積層布２枚を得た。この布を230
℃×５分間定長で、熱固定処理した後、280℃にまで余
熱後5kg/cm2の圧力で５分間保持し、加圧のまま冷却し
て厚み2.5mmの含浸プレートＡを作った。
一方18mmに切断した直径18μのガラスファイバーと平
均粒径12.5μのポリエチレンテレフタレートの粉末体と
を重量比30:70の割合で混合し抄紙した。さらにこれを2
80℃にまで予熱後5kg/cm2の圧力で５分間保持し、加圧
のまま冷却して厚み3mmの含浸プレートＢを得た。この
プレートを幅20mmの短冊状に切断し、これを第２図に模
式的に示されているようにプレートＡの上に６枚積み重
ねた。この積層物をさらに280℃で予熱し200tプレス機
でプレスし第１図のような形状の成形体を得ることがで
きた。
均粒径12.5μのポリエチレンテレフタレートの粉末体と
を重量比30:70の割合で混合し抄紙した。さらにこれを2
80℃にまで予熱後5kg/cm2の圧力で５分間保持し、加圧
のまま冷却して厚み3mmの含浸プレートＢを得た。この
プレートを幅20mmの短冊状に切断し、これを第２図に模
式的に示されているようにプレートＡの上に６枚積み重
ねた。この積層物をさらに280℃で予熱し200tプレス機
でプレスし第１図のような形状の成形体を得ることがで
きた。
なおリブ用の反対面の対応箇所にはヒケは全く認めら
れなかった。
れなかった。
なおプレートＡの特殊性は曲げ強度84kg f/mm2、曲げ
弾性率3480kg f/mm2、アイゾット衝撃値135kg f/cmとい
う極めて優秀な値を示した。
弾性率3480kg f/mm2、アイゾット衝撃値135kg f/cmとい
う極めて優秀な値を示した。
（発明の効果） 本発明による複層熱可塑性コンポジット成形体は強化
繊維の糸状物と熱可塑性ポリマーマトリックスとが組み
合わさった多軸構成層により強靭性とマットシート層が
寄与するリブによる曲げ剛さの向上やボスによる取付性
等の向上効果を兼ね備えた成形体である。またリブやボ
スを作ってもその反対面でのマトリックスポリマーの移
動は僅少で、強化繊維の移動も実質的に生じないので、
ヒケを作る恐れもほとんどない。
繊維の糸状物と熱可塑性ポリマーマトリックスとが組み
合わさった多軸構成層により強靭性とマットシート層が
寄与するリブによる曲げ剛さの向上やボスによる取付性
等の向上効果を兼ね備えた成形体である。またリブやボ
スを作ってもその反対面でのマトリックスポリマーの移
動は僅少で、強化繊維の移動も実質的に生じないので、
ヒケを作る恐れもほとんどない。
第１図はリブ部を有する積層体を示し１はリブ部２はプ
レート部を示す。 第２図は実施例にもとづいて第１図の示される積層体を
成形するまえの状態を示し、含浸プレートＡ（３）に含
浸プレートＢの小片を６枚積層（４）した図である。
レート部を示す。 第２図は実施例にもとづいて第１図の示される積層体を
成形するまえの状態を示し、含浸プレートＡ（３）に含
浸プレートＢの小片を６枚積層（４）した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B29C 70/00 - 70/88 B29C 43/00 - 43/58
Claims (1)
- 【請求項１】強化繊維からなる糸状物とマトリックスで
構成される層（Ａ）と不連続強化繊維からなるマット状
シートとマトリックスで構成される層（Ｂ）とが積層さ
れてなり、層（Ａ）と層（Ｂ）のマトリックスが同種の
熱可塑性ポリマーからなり、両層（層（Ａ）と層
（Ｂ））が接合一体化されてなることを特徴とする複層
熱可塑性コンポジット成形材料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052506A JP2926736B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 複層熱可塑性コンポジット成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052506A JP2926736B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 複層熱可塑性コンポジット成形体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02231128A JPH02231128A (ja) | 1990-09-13 |
| JP2926736B2 true JP2926736B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=12916617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1052506A Expired - Fee Related JP2926736B2 (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 複層熱可塑性コンポジット成形体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2926736B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160101543A1 (en) * | 2013-12-03 | 2016-04-14 | The Boeing Company | Hybrid Laminate and Molded Composite Structures |
| KR20160102168A (ko) | 2013-12-26 | 2016-08-29 | 카톨리에케 유니버시테이트 루벤 | 프리폼, 시트 재료 및 일체화 시트 재료 |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP1052506A patent/JP2926736B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02231128A (ja) | 1990-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |