JP4421785B2

JP4421785B2 - 繊維強化樹脂板材

Info

Publication number: JP4421785B2
Application number: JP2001121544A
Authority: JP
Inventors: 朋宏中西; 功倉田; 利方福島
Original assignee: 日鉄コンポジット株式会社
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JP2002316376A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維強化樹脂板材、特にX線撮影用カセッテ、とりわけ当該カセッテのフロント板に好適に使用される板材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、X線カセッテの外板にはアルミ板よりもX線透過率に優れ、軽量である、炭素繊維強化樹脂製のものが提案されている（特公昭５８−７０７３３号公報）。しかしながら、X線撮影の現場では乱暴にX線カセッテが取り扱われることも多く、その際に炭素繊維強化樹脂製の外板表面が硬いもので引っかかれたり、ぶつけられたりして外板表面に疵や凹みが残ってしまい、外観品位が著しく劣る等の欠点があった。また、部分的に破損して炭素繊維強化樹脂製の板材が割れてささくれたり突起部ができたりして、その部分が人体に接触して思わぬ怪我を生じさせたりする等の欠点があった。
【０００３】
そのような問題の防止策として、外板表面に微細な凹凸模様を形成したりすることが提案されている。しかし、このような防止策を施しても、一定レベル以上の力が表面に加わった場合には疵や凹みが残ってしまうことが多い。
【０００４】
また、近年のデジタル画像処理技術により、従来はX線カセッテの内部にはX線写真フィルムが収納されていたものが、蓄積性蛍光体シートも使用されている。炭素繊維強化樹脂製の外板は導電性を有するため、蓄積性蛍光体シートを画像読み取り装置にて処理する際に外板表面が帯電した場合など、静電気により挿入されている蓄積性蛍光体シートに影響を及ぼしたりする。
【０００５】
特開昭６０−３２６１５号公報には、炭素繊維と熱硬化樹脂からなる一方向引き揃え炭素繊維プリプレグ積層体等の表面に、外観模様に意匠性を与える素材と樹脂からなる層を配置し、加熱加圧してX線診断装置用板材を製造する方法が記載されている。また、特開平７−１８１６２９号公報には、炭素繊維等で補強された繊維強化樹脂でフロント板を構成し、その周辺のフレーム部を熱可塑性樹脂で成形したX線撮影用カセッテが記載されているが、これらはいずれも上記問題を解決しようとするものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は従来技術の問題点を解決し、帯電による導電性蓄積性蛍光体への影響を極力少なくすることができる繊維強化樹脂板材を提供することにある。また、表面に衝撃を加わった場合でも破損しにくく、破損した場合でも、人体が接触しても怪我を生じさせない、繊維強化樹脂板材を提供することにある。更に、X線カセッテ用外板に適した繊維強化樹脂板材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主として繊維強化樹脂にて形成され、芯材層の少なくとも片面に表面層を配置した板材において、芯材層を構成する繊維強化樹脂が一方向に引き揃えられた繊維強化樹脂からなり、表面層を構成する材料が体積抵抗率の大きい熱可塑性樹脂シートからなることを特徴とする繊維強化樹脂板材である。
【０００８】
本発明の繊維強化樹脂板材は、主として繊維強化樹脂にて形成され、芯材層と表面層を有する。芯材層の全部又は大部分は、繊維強化樹脂が一方向に引き揃えられた繊維強化樹脂層から構成され、表面層は体積抵抗率の大きい熱可塑性樹脂フィルム層から構成される。表面層は、両面又は片面に配置されるが、好ましくは両面である。そして、芯材層の厚みが500〜2500μmの範囲内にあり、表面層の厚みが50〜250μmの範囲内にあることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の態様】
本発明において、芯材層を構成する繊維強化樹脂に使用する強化繊維としてはX線透過性の優れる炭素繊維が好ましい。
繊維強化樹脂層は、強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートを積層、硬化する方法等で形成することができる。一方向引揃え繊維を使用することにより、X線撮影における透過ムラを極力抑制できる。これに対して、例えばクロス繊維を使用した場合には、織目によって透過するX線量が変化し不均一になる傾向となる。
【００１０】
また、繊維強化樹脂に使用する樹脂としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を使用することができる。具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ナイロン樹脂などがある。好ましくは、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂であり、必要により硬化剤が使用される。
繊維強化樹脂中の繊維含有率は55〜75重量％の範囲、好ましくは40〜80重量％の範囲がよい。
【００１１】
芯材層を構成する繊維強化樹脂は、前記プリプレグシートに限らず、他の繊維強化樹脂であってもよく、必要によっては薄い樹脂フィルムや紙の層等を芯材層中に設けることもできる。また、プリプレグシートは複数枚積層してもよく、互いに強化繊維の方向が交差するように積層してもよい。強化繊維の方向が交差するように積層すれば、強度の異方性が減少する。
【００１２】
表面層を構成する体積抵抗率の大きな熱可塑性樹脂シートの材質としては、体積抵抗率が1×10⁷Ω-cm以上、好ましくは1×10⁷〜1×10¹⁷Ω-cm、より好ましくは1×10⁹〜1×10¹³Ω-cmの範囲であることがよい。具体的にはポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、ナイロン樹脂などがある。こうした体積抵抗率の大きな熱可塑性樹脂シートを使用して表面層を形成することにより、X線撮影の記録媒体として蓄積性蛍光体を使用する場合においても、読取などによって該蛍光体が帯電しても、X線撮影用カセッテの帯電を防止して、取扱者が感電することを抑制できる。また、カセッテが他の物体に接触した場合であっても、芯材を構成する繊維がササクレ立つ等の不具合を極力防止することができる。
【００１３】
表面層の厚みはX線透過率に影響を与えない程度の厚みとして、具体的には50〜250μm、より好ましくは75〜150μmの範囲内にするとよい。また、厚くし過ぎると加工も複雑となる。この表面層は、芯材層の両表面又は片面に設けるが、使用態様によって、両表面に設けるか、片面に設けるを決めることができる。例えば、本発明の繊維強化樹脂板を使用して箱状のものを作るための板として使用する場合は、箱状体となったとき、表面に露出する面に表面層を設けることが有利である。しかし、このような場合であっても、X線撮影用カセッテのように箱状体の内面にも弾力性があることが望ましい場合は、この面にも表面層を設けることが有利である。かかる場合は、一方の表面層と他方の表面層とは、材質や厚みが異なることができる。
【００１４】
本発明の繊維強化樹脂板材の製造方法は任意であるが、好ましくは、強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートを積層し、表面には前記熱可塑性樹脂シート材料を積層した後、ホットプレス装置やオートクレーブ装置等を用いて、加熱、加圧成形することにより製造する方法を挙げることができる。前記熱可塑性樹脂シート材料は片側表面だけに配置してもよいし、表裏で異なるシート材料を使用してもよい。また、強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートを積層する際には板材の剛性に応じて繊維方向を一方向だけで積層してもよいし、繊維方向が交差するように積層してもよいし、二方向以上になるように積層してもよい。
【００１５】
このように積層された積層物の成形条件は、使用する樹脂の種類等によって異なるが、有利には、離型処理を施したアルミ製金型に積層物を置き、ホットプレスにて使用される樹脂に合わせて、加圧力、温度を設定して硬化する。使用する樹脂がエポキシ樹脂の場合、面圧30〜50×10⁴Pa、温度120〜140℃にて60〜120分加圧、加温することで、本発明の繊維強化樹脂板材を得る。
【００１６】
【実施例】
図面を参照して本発明の繊維強化樹脂板材を説明する。図１は、X線撮影用カセッテに好適に使用される板材の一例を示す断面図である。この板材は強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシート層２の両面に、体積抵抗率の大きなシート状材料１を配置することにより形成されている。図２は、片面に表面層を配置したX線撮影用カセッテに好適に使用される板材の一例を示す断面図である。この板材は強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシート層２の片面に、体積抵抗率の大きなシート状材料１を配置することにより形成されている
【００１７】
実施例1
図１に示すような層構造を有する繊維強化樹脂板材を製造した。プリプレグ目付が150g/m²で炭素繊維とエポキシ樹脂から構成される強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートと、厚み0.1mmのポリエステル樹脂フィルム（帝人デュポン（株）製）を所定の層構造となるように積層した。次に、積層物を離型処理を施したアルミ製金型に挟み、面圧30〜50×10⁴Paにて加圧しながら室温から130℃まで5℃/minで昇温させ、130℃に達した後、120分間保持して板材を成形した。板材の厚みは約1.4mm程度であった。
【００１８】
得られた板材を静電気試験機にて絶縁性能を測定したところ、5ｋＶ以上の絶縁を有していた。また、この板材を手に持ち、鉄製定盤のエッジ部に叩き付けたところ、打撃部が凹んでポリエステルフィルムが繊維強化樹脂部分と剥離を生じたが、繊維強化樹脂が割れてささくれ状態で飛び出してくることはなかった。
【００１９】
実施例２
実施例1と同じ材料であるプリプレグ目付が150g/m²で炭素繊維とエポキシ樹脂から構成される強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートと、厚み0.1mmのポリエステル樹脂フィルムを図２に示す層構造となるように積層した。次に、積層物を離型処理を施したアルミ製金型に挟み、面圧30〜50×10⁴Paにて加圧しながら室温から130℃まで5℃/minで昇温させ、130℃に達した後120分間保持して板材を成形した。板材の厚みは1.3mm程度であった。
この板材を静電気試験機にて絶縁性能を測定したところ、5ｋＶ以上の絶縁を有していた。また、この板材を手に持ち、ポリエステルフィルムを配置してある面を鉄製定盤のエッジ部に叩き付けたところ、打撃部が凹んでポリエステルフィルムが繊維強化樹脂部分と剥離を生じたが、繊維強化樹脂が割れてささくれ状態で飛び出してくることはなかった。
【００２０】
比較例
実施例1と同じ材料であるプリプレグ目付が150g/m²で炭素繊維とエポキシ樹脂から構成される強化繊維を一方向に引き揃えたプリプレグシートのみを積層した。次に、積層物を離型処理を施したアルミ製金型に挟み、面圧30〜50×10⁴Paにて加圧しながら室温から130℃まで5℃/minで昇温させ、130℃に達した後120分間保持して板材を成形した。板材の厚みは1.2mm程度であった。
【００２１】
この板材を静電気試験機にて絶縁性能を測定したところ、4.5ｋＶ未満の絶縁を有していた。また、この板材を手に持ち、鉄製定盤のエッジ部に叩き付けたところ、打撃部が凹んで割れが生じ、繊維強化樹脂が割れてささくれ状態で、突起部ができ、その部分に人体に接触すると刺さるような状態になった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の繊維強化樹脂板材は、表面に体積抵抗率の大きなシート状材料を配置しているので、帯電による導電性蓄積性蛍光体への影響を極力少なくすることができる。また、鋭利なものに激しくぶつけた場合でも、打撃部分は安全な状態保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】繊維強化樹脂板材の積層構造を示す断面図である。
【図２】繊維強化樹脂板材の他の積層構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１表面層
２プリプレグシート層

Claims

主として繊維強化樹脂にて形成され、芯材層の両面に表面層を配置した板材において、芯材層を構成する繊維強化樹脂が一方向に引き揃えられた繊維強化樹脂からなり、芯材層の厚みが500〜2500μmの範囲内にあり、表面層を構成する材料が体積抵抗率1×10⁷Ω-cm以上の熱可塑性樹脂シートからなり、表面層の厚みが50〜250μmの範囲内にあることを特徴とするX線撮影用カセッテ用の繊維強化樹脂板材。