JP3345629B2 - 熱硬化性成形材料の製造方法 - Google Patents
熱硬化性成形材料の製造方法Info
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Description
その製造方法に関するものであり、より詳しくは軽量で
あり且つ機械強度及び耐摩耗性に優れた樹脂製の成形体
を精巧且つ確実に製造できる熱硬化性成形材料の製造方
法に関するものである。
例えば、フェノール樹脂等に代表される合成樹脂に、
ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維とカーボン粉末
とを混合混練して、ペレット状に形成したものが公知で
あり、うちいくつかは市販されている。
にフェノール樹脂ワニスを含浸乾燥して、含浸させた熱
硬化性樹脂を半硬化状態(Bステージ)としたシート形
状のもの熱硬化性樹脂粉末と強化繊維とを必須成分と
し、必要に応じて更にカーボン粉末とを、液中に分散さ
せて抄造した抄造シート、も公知である。
の熱硬化性成形材料にあっては、これを使用して成形さ
れる成形体の機械強度及び耐摩耗性の向上を図るべく強
化繊維の含有量を大きくしたいのだが、全体当たりに対
する含有割合を10〜15重量%以上にすると、熱硬化
性樹脂と強化繊維を均質に混合混練できないので、例え
ば、成形材料として形成できないとか、仮に成形材料ら
しく形成したとしても得られた成形材料は各成形材料毎
に質的に相違するので、機械強度及び耐摩耗性に優れた
成形体を成形できないという問題があった。
ト状基材にフェノール樹脂ワニスを含浸乾燥し移送する
工程でシート状基材に張力がかけられており、この張力
が歪みとしてプリプレグに残るためこれを使用して成形
された成形体には反りやねじれの変形が発生しやすいと
いう問題があった。
ごとき滑り剤を添加してシート状基材への含浸を行ない
たいのだが、カーボン粉末がシート基材の内部まで均一
に分散しないため、カーボン粉末を添加して製造するこ
とができなかった。そのため、ある程度の物理強度は保
持しているものの、摺動性が悪いという問題があった。
と、これらはいずれも所謂抄造シートであるから、最終
製品たる成形体がある程度の厚みを有するものである
と、この厚みを確保すべく、シート状の基材の複数枚を
重ね合わせすることになる。すなわち、抄造シートを皺
がよらないよう一枚一枚揃えて積み重ねる作業には膨大
な工数を要するために誠に面倒でその作業性が悪く、成
形体を複雑な形状に加工できないとか、例えば細い穴を
成形できないとか細部を精巧に成形できない等の問題が
あった。
できないから、成形性や離型効率が悪くて作業効率を低
下させる原因となっていた。
成形体は、その中に含まれる強化繊維の全てが同一の平
面方向に揃って配向されることになり、多方向に向け複
雑に絡み合わせできないから、当初期待した通りの強度
や耐摩耗性をもった成形品を得難いことに加えて、細部
形状を精巧に成形できないとか、寸法精度の確保が困難
である等の問題があった。
材料を無駄なく全て使用するためには、例えばプレス抜
きして残る抄造シートの残材(打抜き屑)を液中に浸漬
してほぐし、再度抄造し直す必要があった。
されたものであって、その目的とするところは、特に
は、軽量であり且つ機械強度及び耐摩耗性に優れた樹脂
製の成形体を精巧且つ確実に製造できる熱硬化性成形材
料の製造方法を提供して、叙上の諸問題を解消せんとす
るものである。
めに、請求項1に係る発明の採った手段は、熱硬化性樹
脂と強化繊維を主たる含有成分とする熱硬化性成形材料
の製造方法であって、前記熱硬化性樹脂と前記強化繊維
とを主たる成分とする抄造シートを小片化して得られる
小片を、前記熱硬化性樹脂のゲル化温度以上であり且つ
前記熱硬化性樹脂の硬化温度以下の温度範囲にて加熱
し、これらの小片に適宜の溶剤を加えて攪拌することに
より、これをフレーク形状、ペレット形状、グラニュー
ル形状、又はチップ形状のいずれかに形成する工程を経
るところに特徴がある。
おいて、前記抄造シートは、抄造した前記強化繊維に、
前記熱硬化性樹脂を含浸して形成するものを、その要旨
とする。
おいて、前記抄造シートは、抄造した前記強化繊維に前
記熱硬化性樹脂を塗布して形成するものを、その要旨と
する 。
維を主たる含有成分とする熱硬化性成形材料の製造方法
であって、前記強化繊維の小塊に前記熱硬化性樹脂を含
浸させ、ついで、前記熱硬化性樹脂のゲル化温度以上で
あって且つ前記熱硬化性樹脂の硬化温度以下の温度範囲
にて加熱し、これをフレーク形状、ペレット形状、グラ
ニュール形状、又はチップ形状のいずれかに形成する工
程を経るところに特徴がある。
おいて、前記熱硬化性樹脂と前記強化繊維とを含有する
縣濁液をホモジェネートして玉小片となし、得られる玉
小片を、前記フレーク形状、ペレット形状、グラニュー
ル形状、又はチップ形状のいずれかに形成するものを、
その要旨とする。
かに記載の製造方法において、前記強化繊維の含有割合
が、前記熱硬化性成形材料全体当たり15〜60重量%
の範囲内となるように配合されるものを、その要旨とす
る。
かに記載の製造方法において、前記強化繊維が、芳香族
ポリアミド繊維、超高強力ポリエチレン繊維、炭素繊
維、ボロン繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維、炭化ケイ
素繊維であるものを、その要旨とする。
を、実施の形態に基づいて説明する。まず、主たる含有
成分の一つである熱硬化性樹脂であるが、これにはフェ
ノール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂が採用される。
強力ポリエチレン繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アルミ
ナ繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維等が採用される。
入する際の繊維長が1.0mm〜6.0mm程度となる
ようにしておくことが好ましい。その理由は、分散液中
での分散を均等にするためと、これらの強化繊維に対す
る熱硬化性樹脂の付着を良好にするためである。勿論、
これらの強化繊維は、その含有割合が、前記成形材料全
体当たり15〜60重量%の範囲内となるように調整し
ておくことが重要である。
維を主たる成分とする抄造シートを抄造するのである
が、この抄造は、水を分散液とした一般的な抄造方法に
よって行えばよい。
る成分とするシートを抄造しておき、この抄造シート
を、裁断や破砕等の手段によって小片化すると、水を媒
体に熱硬化性樹脂と強化繊維とを均一に分布させること
ができ、完成された材料毎の物理的特性を均質なものと
することができるからである。
は、前記強化繊維の小塊を形成して、この小塊に前記熱
硬化性樹脂を含浸させ、ついで、前記熱硬化性樹脂のゲ
ル化温度以上であって且つ前記熱硬化性樹脂の硬化温度
以下の温度範囲にてこの小塊を加熱する。そして、これ
をフレーク形状、ペレット形状、グラニュール形状、又
はチップ形状のいずれかに形成して、熱硬化性成形材料
を製造することもよい。このような形状にするのは、熱
硬化性成形材料から成形品を成形する作業を行い易くさ
れるするためである。なお、使用する溶剤は、各小片を
上記のような形状にし易くするためのものである。
維に、熱硬化性樹脂を含浸または塗 布して形成して実施
してもよいし、抄造した強化繊維に熱硬化性樹脂を塗布
したものであっても構わない。また、抄造した強化繊維
に熱硬化性樹脂を含浸して形成したものであってもよ
い。この場合には、熱硬化性樹脂と強化繊維とを水中等
において分散させる必要がなくなり、より多彩な熱硬化
性樹脂を選択することができる。
掛けて細断することにより、平均面積が1cm 2 〜10
cm 2 となるように小片化させる。
記強化繊維の小塊に前記熱硬化性樹脂を含浸させて形成
してもよいし、前記熱硬化性樹脂と前記強化繊維とを含
有する縣濁液をホモジェネートし、ついで、玉小片にし
てもよい。
例2の強度試験を、強度測定機(株式会社島津製作所製
の万能試験機)によって測定した。表1にその結果を示
した。
ラス繊維を55w%の割合で添加したものを採用した。
て抄造シートを作製し、それぞれ平均面積が4cm 2 と
なる小片化を行い、これらをミキサーで攪拌することに
より、それぞれが直径3mmで長さが7mm程度の「ピ
ン」形状のものを作製した。このピン形状のものを上記
強度試験機にかけて、歯元破壊強度を測定したところ、
以下の結果を得た。
熱硬化性樹脂と強化繊維を均質に混合混練できるため、
強化繊維の含有量の大きい熱硬化性成形材料を製造する
ことができ各成形材料毎の質的な均質化が図ることがで
き、結果的に、軽量であり且つ 機械強度及び耐摩耗性に
優れた樹脂製の成形体を精巧且つ確実に製造できる熱硬
化性成形材料として提供できる。
維に熱硬化性樹脂を含浸して形成したり、抄造した強化
繊維に熱硬化性樹脂を塗布して形成すれようにすると、
細断前の抄造シートを簡単に製造することができ、上記
効果をより確実なものとすることができるのである。
小片を、前記強化繊維の小塊に前記熱硬化性樹脂を含浸
させて形成したり、あるいは請求項5の発明のように、
上記小片を、前記熱硬化性樹脂と前記強化繊維とを含有
する縣濁液をホモジェネートして玉小片となして形成す
るようにすれば、上記小片を簡単に製造することができ
て、上記効果をより確実なものとすることができるので
ある。
シート状基材が必要になることはなく、この長尺シート
状基材に樹脂を含浸乾燥し移送する工程も必要がなく従
って張力がかけられることもないため、熱硬化性成形材
料に張力が歪みとして残ることもないため、これを使用
して成形された成形体には反りやねじれの変形は全く発
生しないのである。
素樹脂粉末、フッ素樹脂チップ、モリブデン粉末、ある
いはチタン酸カリウムウイスタのごとき滑り剤を添加し
ても、これらを均一に分散させることができる。
ずれも所謂抄造シートであったため、最終製品たる成形
体がある程度の厚みを有するものであると、この厚みを
確保すべくシート状の基材の複数枚を重ね合わせするこ
とになって、抄造シートを皺がよらないよう一枚一枚揃
えて積み重ねる作業に膨大な工数を要し、誠に面倒でそ
の作業性が悪いとかく、成形体を複雑な形状に加工でき
ないとか、さらに、例 えば細い穴を成形できないとか細
部を精巧に成形できない等の問題が全く生じないのであ
る。
含まれる強化繊維の配向方向をランダムなものとするこ
とができて、各強化繊維を多方向に向け複雑に絡み合わ
せることができるため、この製造方法によって製造され
た熱硬化性成形材料は、当初期待した通りの強度や耐摩
耗性をもった成形品を得ることができる。すなわち、最
終製品たる成形品は、変形しにくく、耐熱性が優れ、し
かも細部形状を精巧に成形できることになるのである。
に行われていた製造方法とは異なり、強化繊維に対する
樹脂の重ね塗り作業を行う等の作業を省略することがで
きるだけでなく、強化繊維と熱硬化性樹脂との均等分散
化を簡単に行うことができ、最終的には、反りやねじれ
を生じさせないで、軽量であり且つ機械強度及び耐摩耗
性に優れた樹脂製の成形体を精巧且つ確実に製造できる
熱硬化性成形材料として提供できるのである。
Claims (7)
- 【請求項1】 熱硬化性樹脂と強化繊維を主たる含有成
分とする熱硬化性成形材料の製造方法であって、 前記熱硬化性樹脂と前記強化繊維とを主たる成分とする
抄造シートを小片化して得られる小片を、前記熱硬化性
樹脂のゲル化温度以上であり且つ前記熱硬化性樹脂の硬
化温度以下の温度範囲にて加熱し、これらの小片に適宜
の溶剤を加えて攪拌することにより、これをフレーク形
状、ペレット形状、グラニュール形状、又はチップ形状
のいずれかに形成する工程を経ることを特徴とする熱硬
化性成形材料の製造方法。 - 【請求項2】 前記抄造シートは、抄造した前記強化繊
維に、前記熱硬化性樹脂を含浸して形成することを特徴
とする請求項1に記載の熱硬化性成形材料の製造方法。 - 【請求項3】 前記抄造シートは、抄造した前記強化繊
維に前記熱硬化性樹脂を塗布して形成することを特徴と
する請求項1に記載の熱硬化性成形材料の製造方法。 - 【請求項4】 熱硬化性樹脂と強化繊維を主たる含有成
分とする熱硬化性成形材料の製造方法であって、 前記強化繊維の小塊に前記熱硬化性樹脂を含浸させ、つ
いで、前記熱硬化性樹脂のゲル化温度以上であって且つ
前記熱硬化性樹脂の硬化温度以下の温度範囲にて加熱
し、これをフレーク形状、ペレット形状、グラニュール
形状、又はチップ形状のいずれかに形成する工程を経る
ことを特徴とする熱硬化性成形材料の製造方法。 - 【請求項5】 前記熱硬化性樹脂と前記強化繊維とを含
有する縣濁液をホモジェネートして玉小片となし、 得られる玉小片を、前記フレーク形状、ペレット形状、
グラニュール形状、又はチップ形状のいずれかに形成す
ることを特徴とする請求項1に記載の熱硬化性成形材料
の製造方法。 - 【請求項6】 前記強化繊維の含有割合が、前記熱硬化
性成形材料全体当たり15〜60重量%の範囲内となる
ように配合されることを特徴とする請求項1〜5のいず
れかに記載の熱硬化性成形材料の製造方法。 - 【請求項7】 前記強化繊維が、芳香族ポリアミド繊
維、超高強力ポリエチレン繊維、炭素繊維、ボロン繊
維、アルミナ繊維、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維である
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の熱硬
化性成形材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4551398A JP3345629B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 熱硬化性成形材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4551398A JP3345629B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 熱硬化性成形材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11240013A JPH11240013A (ja) | 1999-09-07 |
JP3345629B2 true JP3345629B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=12721508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4551398A Expired - Lifetime JP3345629B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 熱硬化性成形材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3345629B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5862085B2 (ja) * | 2011-07-11 | 2016-02-16 | 東レ株式会社 | 炭素繊維強化プラスチックおよびその製造方法 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP4551398A patent/JP3345629B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11240013A (ja) | 1999-09-07 |
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