JP6036350B2 - Aluminum coated composite panel - Google Patents

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Description

本発明は、熱可塑性繊維をマトリックス樹脂とした繊維強化プラスチックの表面にアルミニウムシートを接合したアルミニウム被覆繊維強化プラスチックパネルに関する。特に、上記マトリックス樹脂として耐熱性で難燃性が高い、いわゆるスーパーエンプラと称される熱可塑性樹脂を使用した短時間で成型加工が可能で且つ難燃性・強度が高い繊維強化プラスチック成型体の表面に、アルミニウムシートを接合した繊維強化プラスチックパネルに関する。   The present invention relates to an aluminum-coated fiber-reinforced plastic panel in which an aluminum sheet is bonded to the surface of a fiber-reinforced plastic using thermoplastic fibers as a matrix resin. In particular, a fiber-reinforced plastic molded body that can be molded in a short time and has high flame resistance and strength using a thermoplastic resin called super engineering plastic, which has high heat resistance and high flame resistance as the matrix resin. The present invention relates to a fiber reinforced plastic panel having an aluminum sheet bonded to the surface.

軽量で高強度を有する複合材料として、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維で補強した樹脂成形体は、一般にFRPと呼ばれスポーツ、レジャー用品、航空機用材料など様々な分野で用いられている。それらの炭素繊維強化樹脂成形体においてマトリックスとなる樹脂は、主にエポキシ樹脂、または不飽和ポリエステル樹脂、ときにフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられることが多い。しかし、それら熱硬化性樹脂の場合、繊維強化樹脂成形体の耐衝撃性が劣ることや、硬化前の材料として樹脂を繊維に含浸させてプリプレグにした場合に冷蔵保管が必要でしかもポットライフが限られており長期保管ができない、という難点がある。
更に、熱硬化性樹脂は122℃〜177℃程度の温度に加熱した状態で重合反応させて硬化させる必要があるが、重合反応に2時間程度の時間を要するため、加熱成形時間が長くなり生産性が低いといった難点もある。
As a lightweight and high-strength composite material, a resin molded body reinforced with reinforcing fibers such as carbon fiber and glass fiber is generally called FRP and is used in various fields such as sports, leisure goods, and aircraft materials. In many cases, a thermosetting resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, or sometimes a phenol resin is mainly used as a matrix in the carbon fiber reinforced resin molded body. However, in the case of these thermosetting resins, the impact resistance of the fiber reinforced resin molded article is inferior, and when the resin is impregnated into a fiber as a material before curing to make a prepreg, refrigeration storage is necessary and the pot life is reduced. There is a drawback that it is limited and cannot be stored for a long time.
Furthermore, the thermosetting resin needs to be cured by polymerization reaction in a state heated to a temperature of about 122 ° C. to 177 ° C. However, since the polymerization reaction takes about 2 hours, the heat molding time becomes longer and the production takes place. There is also a difficulty that the nature is low.

一方、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とする場合、繊維強化樹脂成形体の耐衝撃性が優れることや、成形加工前の状態の樹脂及び繊維強化樹脂複合材の保存管理が容易で、プレス成形など簡便な成型方法が適用できるといった利点があることから、例えばポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とした繊維強化樹脂複合材からなる繊維強化樹脂成形体の開発研究が行われている。   On the other hand, when a thermoplastic resin is used as the matrix resin, the impact resistance of the fiber reinforced resin molding is excellent, and the storage management of the resin and the fiber reinforced resin composite material in a state before molding processing is easy, and simple press molding and the like. Development of a fiber reinforced resin molded article made of a fiber reinforced resin composite material using a thermoplastic resin as a matrix resin, such as polycarbonate resin, polyester resin, polypropylene resin, etc. ing.

しかしながら、上記のようなポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とした繊維強化樹脂成形体は、耐熱性や難燃性等の点で、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とした繊維強化樹脂成形体に比べて劣るという欠点がある。そのため、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とした繊維強化樹脂成形体の用途は制限されているのが現状である。   However, a fiber reinforced resin molded article using a thermoplastic resin such as polycarbonate resin, polyester resin, or polypropylene resin as a matrix resin as described above has a thermosetting resin as a matrix resin in terms of heat resistance and flame retardancy. There is a disadvantage that it is inferior to the fiber reinforced resin molded product. Therefore, the present situation is that the use of the fiber reinforced resin molded body in which the thermoplastic resin is a matrix resin is limited.

そこで、近年通常の熱可塑性樹脂に比べ耐熱性の高い熱可塑性樹脂、例えばPPS樹脂等をマトリックス樹脂とした繊維強化プラスチックが開発されている。特許文献1には高融点熱可塑性物質と補強ファイバーからなる不織布マットからFRPを作製できることが開示されている。 In recent years, therefore, fiber reinforced plastics have been developed in which a thermoplastic resin having higher heat resistance than that of a normal thermoplastic resin, such as a PPS resin, is used as a matrix resin. Patent Document 1 discloses that FRP can be produced from a nonwoven fabric mat composed of a high-melting-point thermoplastic material and reinforcing fibers.

特許第4708330号公報Japanese Patent No. 4708330

繊維強化プラスチック成型体に使用される熱可塑性樹脂に関しては、近年、耐熱性、耐薬品性などに優れた熱可塑性樹脂が盛んに開発されるようになり、これまで熱可塑性樹脂の欠点である耐熱性、難燃性といった欠点が目覚ましく改善されてきている。そのような熱可塑性樹脂は、いわゆる「スーパーエンプラ」(スーパーエンジニアリングプラスチック)と呼ばれ、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)等が挙げられる。   In recent years, regarding thermoplastic resins used in fiber reinforced plastic moldings, thermoplastic resins having excellent heat resistance and chemical resistance have been actively developed, and heat resistance, which has been a drawback of thermoplastic resins so far, has been developed. Disadvantages such as heat resistance and flame retardancy have been remarkably improved. Such thermoplastic resins are called “super engineering plastics” (super engineering plastics), such as polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polyamide imide (PAI), polyether imide (PEI) and the like. Can be mentioned.

上記「スーパーエンプラ」と称される熱可塑性樹脂は、強度物性に優れるだけでなく、難燃性が非常に高い樹脂もあり、限界酸素指数が樹脂ブロックの状態で30以上であるものもある。但し、このようなスーパーエンプラを使用した繊維強化プラスチックに関しては一部実用化されているものもあるが、機械的強度(曲げ、引っ張り)は高いが、表面強度が弱く傷がつきやすい。樹脂光沢が低く、高級感のある製品外観を得にくいといった欠点がある。   The thermoplastic resins referred to as “super engineering plastics” not only have excellent strength properties, but also have extremely high flame retardancy, and some have a limiting oxygen index of 30 or more in the state of a resin block. However, some fiber-reinforced plastics using such super engineering plastics have been put into practical use, but they have high mechanical strength (bending and pulling) but are weak in surface strength and easily scratched. There are drawbacks in that the resin gloss is low and it is difficult to obtain a high-quality product appearance.

繊維強化プラスチック成型体は、近年、単に構造体に留まらず、ノートパソコンの筐体、大型TVのバックパネル、自動車のハッチバックドア等の用途に展開が進んでいるため、高級感があり、傷の付きにくい表面が求められている。   In recent years, fiber-reinforced plastic moldings are not limited to just structures, but have been developed for applications such as notebook PC casings, large TV back panels, and automobile hatchback doors. A surface that is difficult to stick is required.

また、航空機部品等の分野でも、生産性に優れた繊維強化熱可塑性プラスチック成型品の利用が検討されているが、従来使用されているアルミ合金系の部材と異なった接着剤を使用しなければならず、製造管理が煩雑になるという問題がある。 Also, in the field of aircraft parts, etc., the use of fiber-reinforced thermoplastic molded products with excellent productivity is being studied. However, if an adhesive different from conventional aluminum alloy members is not used, In other words, there is a problem that manufacturing management becomes complicated.

さらにまた、金属代替として繊維強化熱可塑性プラスチック成型品を用いる場合に、金属並みの電磁波、ノイズシールド性が欲しいという要望もある。 Furthermore, when using a fiber-reinforced thermoplastic molded product as a metal substitute, there is a demand for electromagnetic wave and noise shielding properties comparable to those of metal.

これら表面の問題、電磁波シールド性の問題を解決するための手段として、繊維強化プラスチック成型体の表面に金属箔、例えばアルミニウムシートを接合することが考えられる。しかしながら、これら金属箔、金属シートは加熱圧着しただけでは上記スーパーエンプラ樹脂との接着が極めて弱く、容易に剥離する。強固に接着するために金属箔−強化プラスチック成型体間に接着剤を塗布したり、ホットメルト接着シートを挟んで加熱する等の手段もあるが、生産性、コストの面で不利である。また、接着剤層の特性がスーパーエンプラ樹脂と大きく異なるために界面剥離等の問題を生じやすい。   As a means for solving these surface problems and electromagnetic wave shielding problems, it is conceivable to bond a metal foil, such as an aluminum sheet, to the surface of the fiber-reinforced plastic molded body. However, these metal foils and metal sheets are extremely weakly bonded to the super engineering plastic resin and are easily peeled off only by thermocompression bonding. There are means such as applying an adhesive between the metal foil and the reinforced plastic molded body in order to firmly bond, or heating with a hot-melt adhesive sheet interposed therebetween, but this is disadvantageous in terms of productivity and cost. Moreover, since the characteristics of the adhesive layer are significantly different from those of the super engineering plastic resin, problems such as interfacial peeling are likely to occur.

繊維強化プラスチック成型体の表面に金属層を設ける方法として、他にめっき、蒸着等の手段も挙げられるが、いずれも金属層の強度、接着力が不十分である場合が多い。また、めっきに関しては一般に有害な廃液の処理等の問題がある。   Other methods for providing the metal layer on the surface of the fiber reinforced plastic molding include plating, vapor deposition, and the like, but in many cases, the strength and adhesion of the metal layer are often insufficient. In addition, there is a problem with the treatment of harmful waste liquid in general with respect to plating.

かかる状況に鑑み、本発明においては、耐熱性と難燃性が高い熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として使用した高強度・高耐熱性、優れた難燃性を有する繊維強化樹脂成形体表面に、アルミニウムシートを強固に接合したアルミニウム被覆繊維強化樹脂成形体を提供することを目的とする。   In view of such a situation, in the present invention, the surface of a fiber reinforced resin molded article having high strength, high heat resistance, and excellent flame retardancy using a thermoplastic resin having high heat resistance and high flame retardancy as a matrix resin is used. It aims at providing the aluminum covering fiber reinforced resin molding which joined the sheet | seat firmly.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、いわゆるスーパーエンプラと呼ばれる耐熱性と難燃性の高い熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として使用した繊維強化プラスチック材の表面に、化学的処理により2μm未満の厚みの粗化層を設けたアルミニウムシートを熱圧着することによりマトリックス樹脂が粗化層に十分に浸透して一体化し、十分な接着強度が得られることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention applied chemicals on the surface of a fiber-reinforced plastic material using a so-called super engineering plastic, a heat-resistant and highly flame-retardant thermoplastic resin as a matrix resin. It was found that the matrix resin sufficiently penetrates and integrates into the roughened layer by thermocompression bonding of the aluminum sheet provided with the roughened layer having a thickness of less than 2 μm by the general treatment, and sufficient adhesive strength is obtained.

本発明は以下の各発明を包含する。
(1)強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック成型体の少なくとも1つの表面にアルミニウムシートを接合したアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体であり、該アルミニウムシートの少なくとも繊維強化プラスチックに接する面が、化学的に粗化されており、該粗化層の厚みが2μm未満であり、前記マトリックス樹脂成分が主に限界酸素指数が25以上であり、軟化温度が200℃以上である難燃耐熱スーパーエンプラ樹脂であることを特徴とするアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体。
The present invention includes the following inventions.
(1) An aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body in which an aluminum sheet is bonded to at least one surface of a fiber-reinforced plastic molded body composed of a reinforced fiber and a matrix resin, and at least a surface of the aluminum sheet in contact with the fiber-reinforced plastic is chemically to have been roughened, the thickness of the roughened layer is Ri der less than 2 [mu] m, the matrix resin component is primarily a limiting oxygen index of 25 or more, the flame燃耐heat super engineering plastic having a softening temperature is 200 ° C. or higher aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body, wherein the resin der Rukoto.

(2)前記マトリックス樹脂がポリエーテルイミド樹脂である(1)記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体。 (2) The aluminum-coated fiber-reinforced plastic molding according to ( 1) , wherein the matrix resin is a polyetherimide resin .

(3)強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック成型体の少なくとも1つの表面にアルミニウムシートを接合したアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体であり、該アルミニウムシートの少なくとも繊維強化プラスチックに接する面が、化学的に粗化されており、該粗化層の厚みが2μm未満であることを特徴とするアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法であって、前記繊維強化プラスチック成型体部分が、強化繊維シートとマトリックス樹脂繊維を湿式抄紙により作製したマトリックス樹脂繊維不織布マットを積層し、加熱加圧成型により作製したものであることを特徴とするアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。 (3) An aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body in which an aluminum sheet is bonded to at least one surface of a fiber-reinforced plastic molded body composed of a reinforced fiber and a matrix resin, and at least a surface of the aluminum sheet in contact with the fiber-reinforced plastic is chemically A method for producing an aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body characterized in that the roughened layer has a thickness of less than 2 μm, wherein the fiber-reinforced plastic molded body portion is a reinforcing fiber sheet. and a matrix resin fibers by laminating a matrix resin fiber nonwoven mat produced by a wet paper making, characteristics and be a luer aluminum production process of the coated fiber-reinforced plastic molded body that was fabricated by the heat compression molding.

(4) 前記繊維強化プラスチック成型体部分が、湿式抄紙により作製した強化繊維とマトリックス樹脂繊維の混合不織布マットを加熱加圧成型により作製したものであることを特徴とする(3)に記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。 (4) The fiber-reinforced plastic molded part, characterized in that the mixing nonwoven mat of reinforcing fibers and a matrix resin textiles produced by a wet paper making those prepared by hot pressing die according to (3) A method for producing an aluminum-coated fiber-reinforced plastic molding .

(5)前記マトリックス樹脂成分が主に限界酸素指数が25以上であり、軟化温度が200℃以上である難燃耐熱スーパーエンプラ樹脂であることを特徴とする(3)または(4)に記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。
(6)前記マトリックス樹脂がポリエーテルイミド樹脂である(3)〜(5)のいずれか1項に記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。
(5) The matrix resin component is a flame-retardant heat-resistant super engineering plastic resin mainly having a limiting oxygen index of 25 or more and a softening temperature of 200 ° C. or more. (3) or (4) A method for producing an aluminum-coated fiber-reinforced plastic molding.
(6) The method for producing an aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded article according to any one of (3) to (5), wherein the matrix resin is a polyetherimide resin.

いわゆるスーパーエンプラと呼ばれる耐熱性と難燃性の高い熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂として使用した繊維強化プラスチック材の表面に、化学的処理により2μm未満の厚みの粗化層をも設けたアルミニウムシートを熱圧着することによりマトリックス樹脂が粗化層に十分に浸透して一体化し、十分な接着強度もつアルミニウム被覆をもつ繊維強化プラスチック成型体が得られる。   Heating an aluminum sheet with a roughened layer with a thickness of less than 2μm by chemical treatment on the surface of a fiber-reinforced plastic material using a so-called super engineering plastic, a heat-resistant and flame-retardant thermoplastic resin as a matrix resin By pressure bonding, the matrix resin sufficiently penetrates and integrates into the roughened layer, and a fiber-reinforced plastic molding having an aluminum coating with sufficient adhesive strength is obtained.

本発明において、片面を粗化、片面光沢のアルミニウムシートを用いると、優れた金属光沢を持ち美観に優れたアルミニウム被覆繊維強化樹脂成形体が得られる。   In the present invention, when an aluminum sheet having one side roughened and one side glossy is used, an aluminum-coated fiber-reinforced resin molded article having excellent metallic luster and excellent aesthetics can be obtained.

また、本発明のアルミニウムシート層を強固に接合したアルミニウム被覆繊維強化樹脂成形体は、表面がアルミニウムで被覆されているため、アルミニウム接合用の接着剤で良好な接着強度が得られる。   In addition, since the surface of the aluminum-coated fiber-reinforced resin molded body in which the aluminum sheet layer of the present invention is firmly bonded is coated with aluminum, good adhesive strength can be obtained with an aluminum bonding adhesive.

さらにまた、前記アルミニウム被覆繊維強化樹脂成形体に用いる表面粗化アルミニウムシートとして、両面を粗化したアルミニウムシートを用いると、非常に良好な接着性を持つ最表面を持つアルミニウム被覆繊維強化樹脂成形体が得られる。   Furthermore, when an aluminum sheet roughened on both sides is used as the surface-roughened aluminum sheet used in the aluminum-coated fiber-reinforced resin molded body, an aluminum-coated fiber-reinforced resin molded body having an outermost surface with very good adhesion. Is obtained.

また、本発明のアルミニウムシート層を強固に接合したアルミ被覆繊維強化樹脂成形体は樹脂成型体でありながら電磁波シールド性を持つ。   Further, the aluminum-coated fiber-reinforced resin molded body in which the aluminum sheet layer of the present invention is firmly bonded has an electromagnetic wave shielding property while being a resin molded body.

本発明の、十分な接着強度もつアルミニウム被覆をもつ繊維強化プラスチック成型体は、強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック成型体の少なくとも1つの表面に、少なくとも繊維強化プラスチック成型体に接する面が化学的な粗化処理により2μm未満の粗化層を持つアルミニウムシートを熱圧着することにより形成されている。   The fiber-reinforced plastic molded body having an aluminum coating with sufficient adhesive strength according to the present invention has at least one surface of a fiber-reinforced plastic molded body composed of reinforcing fibers and a matrix resin, and at least a surface in contact with the fiber-reinforced plastic molded body is chemically It is formed by thermocompression bonding of an aluminum sheet having a roughened layer of less than 2 μm by a general roughening treatment.

〔強化繊維プラスチック成型体〕
本発明に用いられる強化繊維プラスチック成型体は、強化繊維間をマトリックス樹脂が埋めて結合した状態の成型体である。
[Reinforced fiber plastic molding]
The reinforced fiber plastic molded body used in the present invention is a molded body in a state in which a matrix resin is buried and bonded between reinforced fibers.

〔強化繊維〕
本発明に用いられる強化繊維の材質は、繊維強化プラスチック体としての用途に応じた十分な強度が得られるものであれば特に限定されず、ガラス繊維や炭素繊維等の無機繊維、或いはアラミド繊維、PBO(ポリパラフェニレンベンズオキサゾール)繊維等の耐熱性に優れた有機繊維を使用することも可能である。尚、本発明で使用する強化繊維として有機繊維を使用する場合は、マトリックス樹脂にスーパーエンプラ樹脂を用いた場合、成形体を形成する際の成形温度が200〜400℃と高温を要することがあるため、パラアラミド繊維やPBO繊維のように軟化点を持たず、熱分解温度が400℃より高い繊維、或いは軟化点を持つ熱可塑性繊維であったとしても、軟化温度が上記成型温度よりも高い繊維が好適である。一般的には炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、ホウ素繊維、金属繊維等を用いることができる。特に重量あたりの強度の面で炭素繊維、価格の面でガラス繊維が好適に用いられる。強化繊維は、カットした状態でマトリックス樹脂中に分散させてもよく、あるいは連続繊維を織布や、繊維を並べた強化繊維シートにしたのち、マトリックス樹脂を浸透させてもよい。
[Reinforcing fiber]
The material of the reinforcing fiber used in the present invention is not particularly limited as long as sufficient strength according to the use as the fiber reinforced plastic body can be obtained, inorganic fiber such as glass fiber or carbon fiber, or aramid fiber, It is also possible to use organic fibers having excellent heat resistance such as PBO (polyparaphenylene benzoxazole) fibers. In addition, when using an organic fiber as a reinforced fiber used by this invention, when super engineering plastic resin is used for matrix resin, the molding temperature at the time of forming a molded object may require a high temperature of 200-400 degreeC. Therefore, fibers that do not have a softening point, such as para-aramid fibers and PBO fibers, have a thermal decomposition temperature higher than 400 ° C., or a thermoplastic fiber that has a softening point, and has a softening temperature higher than the molding temperature. Is preferred. Generally, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, ceramic fiber, boron fiber, metal fiber, or the like can be used. In particular, carbon fiber is preferably used in terms of strength per weight, and glass fiber is preferably used in terms of price. The reinforcing fibers may be dispersed in the matrix resin in a cut state, or the continuous fibers may be woven or a reinforcing fiber sheet in which fibers are arranged, and then the matrix resin may be infiltrated.

強化繊維の繊維径は特に限定されないが、1〜20μm程度が好適に用いられる。1μmより細い場合はマトリックス樹脂の浸透が困難になる。20μmより太い場合は、繊維間の空隙が大きくなり、単位体積当りに含まれる繊維の量が多くできないため、繊維強化プラスチック体として十分な強度が得にくくなる。繊維長は特に限定されないがカットファイバーの場合は1〜20mmが好適である。1mmより短いと繊維強化プラスチックとしての強度が低下する。20mm以上ではカットファイバーとしてハンドリングが困難になる。織布、あるいは繊維を1方向に並べたUD(ユニディレクション)シートの場合は連続繊維でよい。   The fiber diameter of the reinforcing fiber is not particularly limited, but about 1 to 20 μm is preferably used. When it is thinner than 1 μm, it is difficult to penetrate the matrix resin. When the thickness is larger than 20 μm, the gap between fibers becomes large, and the amount of fibers contained per unit volume cannot be increased, so that it is difficult to obtain sufficient strength as a fiber-reinforced plastic body. Although fiber length is not specifically limited, In the case of cut fiber, 1-20 mm is suitable. When it is shorter than 1 mm, the strength as a fiber-reinforced plastic is lowered. If it is 20 mm or more, handling as a cut fiber becomes difficult. In the case of a woven fabric or a UD (unidirectional) sheet in which fibers are arranged in one direction, continuous fibers may be used.

〔マトリックス樹脂〕
本発明の繊維強化プラスチック成型体を構成するマトリックス樹脂としては、熱プレス成型などの簡便な成型方法を適用できること、熱圧着のみで表面粗化アルミニウムシートと接合できることから、熱可塑性の樹脂が望ましい。特に、耐熱性、難燃性、強度に優れるスーパーエンプラ樹脂が好適である。
[Matrix resin]
As the matrix resin constituting the fiber-reinforced plastic molded body of the present invention, a thermoplastic resin is desirable because a simple molding method such as hot press molding can be applied and the surface roughened aluminum sheet can be joined only by thermocompression bonding. In particular, a super engineering plastic resin excellent in heat resistance, flame retardancy, and strength is suitable.

〔スーパーエンプラ樹脂〕
本発明に用いられるマトリックス樹脂に使用するスーパーエンプラ樹脂は、機械的強度があり、耐熱性で難燃性の熱可塑性樹脂が望ましい。このような熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)等が例示されるが、これに限定されるものではない。
スーパーエンプラ樹脂は、限界酸素指数が25以上でガラス転移温度が140℃以上であるものが好ましい。スーパーエンプラ樹脂の限界酸素指数が25以上であると難燃性に優れる。
[Super engineering plastic resin]
The super engineering plastic resin used for the matrix resin used in the present invention is desirably a thermoplastic resin having mechanical strength, heat resistance and flame retardancy. Examples of such thermoplastic resins include polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherimide (PEI), polyetherketoneketone (PEKK), etc. It is not limited to this.
The super engineering plastic resin preferably has a critical oxygen index of 25 or more and a glass transition temperature of 140 ° C. or more. When the critical oxygen index of the super engineering plastic resin is 25 or more, the flame retardancy is excellent.

特にポリエーテルイミド(PEI)樹脂は、限界酸素指数が47と高く、燃焼時の発煙、有害ガスの発生も極めて少ないため好適である。
スーパーエンプラ繊維としてポリフェニレンスルフィド(PPS)繊維を用いた場合、PPS樹脂は耐薬品性が高く、耐熱性が高いため、耐薬品性と高温時の強度に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。
また、スーパーエンプラ繊維としてポリエーテルエーテルケトン(PEEK)繊維を用いた場合は、他のスーパーエンプラよりも耐薬品性と高温時の強度に特に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。
In particular, polyetherimide (PEI) resin is preferable because it has a high limiting oxygen index of 47 and generates very little smoke and harmful gas during combustion.
When a polyphenylene sulfide (PPS) fiber is used as the super engineering plastic fiber, the PPS resin has high chemical resistance and high heat resistance. Therefore, a fiber reinforced plastic excellent in chemical resistance and strength at high temperature can be obtained.
In addition, when polyether ether ketone (PEEK) fiber is used as the super engineering plastic fiber, a fiber reinforced plastic that is particularly excellent in chemical resistance and strength at high temperature can be obtained as compared with other super engineering plastics.

なお、本発明において、「限界酸素指数」とは、燃焼を続けるのに必要な酸素濃度を表し、JIS K7201に記載された方法で測定した数値をいう。すなわち、限界酸素指数が20以下は、通常の空気中で燃焼することを示す数値である。 In the present invention, the “limit oxygen index” represents an oxygen concentration necessary to continue combustion, and is a numerical value measured by the method described in JIS K7201. That is, a critical oxygen index of 20 or less is a numerical value indicating that combustion is performed in normal air.

〔繊維強化樹脂成型体〕
本発明の繊維強化樹脂成型体の作製方法は特に限定されない。強化繊維とマトリックス樹脂を加熱混練し、射出または押し出し成型する方法、金型内に強化繊維をいれたのち、マトリックス樹脂を注入する方法、強化繊維シートにマトリックス樹脂を塗布又は含浸させ熱可塑プリプレグとした後、加熱加圧成型する方法、強化繊維シートとマトリックス樹脂シートを積層し、加熱加圧成型する方法、強化繊維とマトリックス樹脂の繊維を混合抄紙し、加熱加圧成型する方法等が挙げられる。特に、大面積、薄型の成型体の場合は、シートにした材料を加熱加圧成型する方法が好適である。
[Fiber-reinforced resin molding]
The method for producing the fiber-reinforced resin molded body of the present invention is not particularly limited. A method of heat-kneading reinforced fiber and matrix resin, injection or extrusion molding, a method of injecting matrix resin after placing the reinforced fiber in the mold, and a thermoplastic prepreg by applying or impregnating the matrix resin to the reinforcing fiber sheet Then, a method of heat-press molding, a method of laminating a reinforcing fiber sheet and a matrix resin sheet, a method of heat-press molding, a method of making paper by mixing fibers of reinforcing fiber and matrix resin, and a method of heat-press molding, etc. . In particular, in the case of a large-area, thin molded body, a method in which a material formed into a sheet is heated and pressed is suitable.

〔強化繊維シート〕
強化繊維シートは、強化繊維の連続繊維を任意の方法で織ったり、繊維を配列させることにより形成できる。また、強化繊維をカットして短繊維として、通常の不織布を製造する方法で不織布シートとしてもよい。特に、カットした強化繊維を水に分散した後に抄き上げてシートにする方法、すなわち湿式抄紙方法は、均一なシートが得られるため望ましい。
[Reinforced fiber sheet]
The reinforcing fiber sheet can be formed by weaving continuous fibers of reinforcing fibers by an arbitrary method or arranging the fibers. Moreover, it is good also as a nonwoven fabric sheet by the method of cutting a reinforcing fiber and making it into a short fiber, and manufacturing a normal nonwoven fabric. In particular, a method in which cut reinforcing fibers are dispersed in water and then made into a sheet, that is, a wet papermaking method is desirable because a uniform sheet can be obtained.

〔マトリックス樹脂シート〕
マトリックス樹脂シートは、フィルム、織布、不織布の形で形成することができる。不織布形状のマトリックス樹脂シートは、フィルム状のマトリックス樹脂シートに比べ、加熱加圧成型時に内部の空気が抜けやすく、成型時間が短くて済み、また繊維強化樹脂成型体内部に欠陥となる空隙ができにくいという利点がある。不織布形状のマトリックス樹脂シートは、マトリックス樹脂を紡糸して繊維にしたのち、任意の方法で織布、不織布の形で形成することができる。特に、マトリックス繊維を水に分散した後に抄き上げてシートにする方法、すなわち湿式抄紙方法は、均一なシートが得られるため望ましい。
[Matrix resin sheet]
The matrix resin sheet can be formed in the form of a film, woven fabric, or non-woven fabric. The non-woven matrix resin sheet is easier to escape from the internal air during heat and pressure molding than the film matrix resin sheet, the molding time is short, and there are voids inside the fiber reinforced resin molding. There is an advantage that it is difficult. The matrix resin sheet in the form of a nonwoven fabric can be formed in the form of a woven fabric or a nonwoven fabric by any method after spinning the matrix resin into fibers. In particular, a method in which matrix fibers are dispersed in water and then made into a sheet, that is, a wet papermaking method is desirable because a uniform sheet can be obtained.

マトリックス樹脂繊維の繊維長は特に限定されないが、湿式、若しくは乾式不織布法で製造する場合は、好ましくは3mm〜30mm程度である。これより長いと、繊維が均一に分散せず、シートの均一性や強化繊維との混合比の均一性が低下する。また、これより短いと、ウエブの強度が低下し、スタンパブルシートの製造工程で破断等が生じやすくなる。繊維径及び繊維長は単一であってもよく、また異なる繊維径、繊維長のものをブレンドして使用してもよい。マトリックス樹脂シートを織布として製造する場合は繊維の長さに制限はない。   The fiber length of the matrix resin fiber is not particularly limited, but is preferably about 3 mm to 30 mm when manufactured by a wet or dry nonwoven fabric method. When longer than this, a fiber will not disperse | distribute uniformly but the uniformity of a sheet | seat and the uniformity of a mixing ratio with a reinforced fiber will fall. On the other hand, if the length is shorter than this, the strength of the web decreases, and breakage or the like is likely to occur in the stampable sheet manufacturing process. The fiber diameter and fiber length may be single, or those having different fiber diameters and fiber lengths may be blended and used. When manufacturing a matrix resin sheet as a woven fabric, there is no restriction | limiting in the length of a fiber.

〔強化繊維-マトリックス樹脂繊維混合シート〕
強化繊維とマトリックス樹脂は個別にシート化して、積層し、加熱加圧成型して繊維強化樹脂成型体としてもよいが、強化繊維とマトリックス繊維が混合されているシートを形成し加熱加圧成型して繊維強化樹脂成型体としてもよい。特に、カットした強化繊維とカットしたマトリックス繊維を水に分散、混合した後に抄き上げてシートにする方法、すなわち湿式抄紙方法は、均一なシートが得られるため望ましい。このように強化繊維とマトリックス樹脂繊維が混合されているシートを形成し加熱加圧成型して繊維強化樹脂成型体とする方法においては、強化繊維とマトリックス樹脂繊維が混合されている不織布シート中でマトリックス樹脂繊維と強化繊維が均一に混合している状態であることが望ましいので、強化繊維とマトリックス樹脂繊維の繊維径が近似していることが好ましい。この観点から、マトリックス樹脂繊維の繊維径は本不織布シート中に配合される強化繊維の繊維径の4倍以下であることが好ましく、3倍以下であることがより好ましく、マトリックス樹脂繊維の繊維径と強化繊維の繊維径が等しいか略等しいことが最も好ましい。
[Reinforced fiber-matrix resin fiber mixed sheet]
Reinforcing fiber and matrix resin may be individually made into a sheet, laminated, and heated and pressed to form a fiber-reinforced resin molded body. However, a sheet in which reinforcing fiber and matrix fiber are mixed is formed and heated and pressed. A fiber-reinforced resin molded body may be used. In particular, a method in which a cut reinforcing fiber and a cut matrix fiber are dispersed and mixed in water and then made into a sheet, that is, a wet paper making method is desirable because a uniform sheet can be obtained. Thus, in the method of forming a sheet in which reinforcing fibers and matrix resin fibers are mixed and heat-press molding to form a fiber-reinforced resin molded body, in the nonwoven fabric sheet in which reinforcing fibers and matrix resin fibers are mixed Since it is desirable that the matrix resin fibers and the reinforcing fibers are uniformly mixed, it is preferable that the fiber diameters of the reinforcing fibers and the matrix resin fibers are approximate. From this viewpoint, the fiber diameter of the matrix resin fiber is preferably 4 times or less, more preferably 3 times or less, the fiber diameter of the reinforcing fiber blended in the nonwoven fabric sheet, Most preferably, the fiber diameters of the reinforcing fibers are equal or substantially equal.

〔成型方法〕
強化繊維とマトリックス樹脂から繊維強化プラスチック成型体を製造する方法は特に限定されない。強化繊維、マトリックス樹脂がそれぞれ、あるいは混合されてシートを形成している場合はシートを積層し加熱加圧し、繊維強化プラスチック成型体とするのが簡便である。加熱加圧方法としては、加熱加圧ロール等によって、シートを加熱圧着する方法、金型内にセットした後加熱加圧する方法、予備加熱したシートを加圧成型する方法、レーザーやヒータで部分加熱しながら積層していく方法等を適用することができる。
[Molding method]
A method for producing a fiber-reinforced plastic molded body from the reinforcing fiber and the matrix resin is not particularly limited. When reinforcing fibers and matrix resin are respectively or mixed to form a sheet, it is easy to laminate the sheets and heat and press to form a fiber-reinforced plastic molding. Heating and pressing methods include a method in which a sheet is heated and pressure-bonded by a heating and pressing roll, a method in which a sheet is heated and pressed after being set in a mold, a method in which a preheated sheet is pressure-molded, and a partial heating with a laser or a heater. A method of laminating while applying can be applied.

本発明の繊維強化プラスチック体において、強化繊維の含有量が少なすぎると強化繊維による成形プラスチック体の補強効果が不十分となり、逆に多すぎた場合も、マトリックス樹脂が繊維間を充填しきれずに空隙が発生するため成形プラスチック体の強度が低下する。繊維強化プラスチック体中の強化繊維とマトリックス樹脂の比率は、体積比で5/95〜70/30が好ましく、更に好ましくは20/80〜60/40である。   In the fiber-reinforced plastic body of the present invention, if the content of the reinforcing fiber is too small, the reinforcing effect of the molded plastic body by the reinforcing fiber becomes insufficient, and conversely, even if it is too much, the matrix resin cannot be filled between the fibers. Since voids are generated, the strength of the molded plastic body decreases. The ratio of the reinforcing fiber and the matrix resin in the fiber-reinforced plastic body is preferably 5/95 to 70/30, more preferably 20/80 to 60/40, in volume ratio.

本発明の繊維強化プラスチック体において、強化繊維の配向はランダムであってもよく、あるいは特定の方向に配向させておいてもよい。   In the fiber-reinforced plastic body of the present invention, the orientation of the reinforcing fibers may be random, or may be oriented in a specific direction.

〔粗化層を持つアルミシート〕
本発明に用いる粗化層を持つアルミニウムシートは、アルミニウムシートの少なくとも片面を、化学的処理により粗化したものである。粗化されたアルミニウムシート表面にマトリックス樹脂が浸透し一体化することにより強固な接着力が得られる。アルミニウムシートを接合した繊維強化プラスチック成型体に対して更に別の部材を接着する場合は両面を粗化したアルミニウムシートを使用するのが好適である。アルミニウムシートの厚みは用途に応じて選択すればよく、特に限定されないが、10μm〜2mm程度が好適である。
[Aluminum sheet with roughening layer]
The aluminum sheet having a roughened layer used in the present invention is obtained by roughening at least one surface of an aluminum sheet by chemical treatment. When the matrix resin penetrates and integrates into the roughened aluminum sheet surface, a strong adhesive force can be obtained. When another member is bonded to the fiber reinforced plastic molded body to which the aluminum sheet is bonded, it is preferable to use an aluminum sheet having both surfaces roughened. What is necessary is just to select the thickness of an aluminum sheet according to a use, Although it does not specifically limit, About 10 micrometers-2 mm are suitable.

本発明に用いる粗化層を持つアルミニウムシートは、アルミニウムシート(アルミニウム系合金のシートも含む)の表面を化学的処理により粗化したものである。アルミニウムシート等の表面を粗化する方法としては、研磨、サンドブラスト、エンボス等の機械的方法、陽極酸化等の電気化学的方法等、化学的薬液による酸化、エッチング等が知られている。   The aluminum sheet having a roughened layer used in the present invention is obtained by roughening the surface of an aluminum sheet (including an aluminum alloy sheet) by chemical treatment. As a method for roughening the surface of an aluminum sheet or the like, oxidation such as mechanical methods such as polishing, sandblasting, embossing, electrochemical methods such as anodization, etching with a chemical solution, etching, and the like are known.

本発明の繊維強化プラスチック体のマトリックス樹脂であるスーパーエンプラ樹脂は、溶融粘度が高いため加熱圧着時のアルミ表面に対する濡れ性、浸透性が低い。そのため、アルミニウム粗化層の選択が重要である。発明者らの検討によれば、機械的方法では表面に細かい傷が付いているだけで、樹脂が浸透しても十分なアンカリング(投錨)効果が得られず、また表面自体もアルミニウム素材のままなので樹脂との接着性が不十分であった。陽極酸化、いわゆるアルマイト処理では、表面に微細孔ができ、また酸化されているので、機械的処理よりは接着力が向上するが、微細孔の内部に粘度の高いスーパーエンプラ樹脂が浸透しにくく接着力が十分ではなかった。これに対して、化学的薬液に浸漬する方法で粗化したアルミニウムシートは、スーパーエンプラ樹脂をマトリックス樹脂とした繊維強化プラスチック体との接着が非常に良好であることを見出した。   Since the super engineering plastic resin which is a matrix resin of the fiber-reinforced plastic body of the present invention has a high melt viscosity, it has low wettability and permeability to the aluminum surface during thermocompression bonding. Therefore, the selection of the roughened aluminum layer is important. According to the study by the inventors, the mechanical method only has fine scratches on the surface, and even if the resin penetrates, a sufficient anchoring (throwing) effect cannot be obtained, and the surface itself is also made of an aluminum material. As it was, the adhesiveness with the resin was insufficient. Anodic oxidation, so-called alumite treatment, has fine pores on the surface and is oxidized, so the adhesion is better than mechanical treatment, but super engineering plastic resin with high viscosity is hard to penetrate inside the fine pores and adheres The power was not enough. On the other hand, it has been found that an aluminum sheet roughened by a method of immersing in a chemical solution has very good adhesion to a fiber reinforced plastic body using a super engineering plastic resin as a matrix resin.

化学的薬液に浸漬する方法で粗化する方法としては、特開2001−348684号公報および特開2011-195949号公報等に記載の方法を適用することができる。特に無機酸、鉄イオン、マンガンイオン、および銅イオンを含む水溶液へ接触(含浸、塗布等)による処理により形成する方法が好適である。あるいはまた、両性金属イオンとチオ化合物イオンと硝酸イオンを含むアルカリ性水溶液との接触(含浸、塗布等)による処理により形成する方法も好適である。粗化層の厚みは、薬液温度、浸漬時間で制御することができる。本発明者による検討では、粗化層の厚みが接着力に対して非常に重要で、粗化層の厚みが2μ以上では繊維強化プラスチック体のマトリックス樹脂であるスーパーエンプラ樹脂が完全には浸透しきれず、剥離力を加えると、樹脂が浸透していない粗化層内部で破壊が起き、剥離してしまう。逆に粗化層の厚みが0.1μm以下では樹脂の浸透厚みが薄すぎて十分なアンカリング効果が得られない。したがって、粗化層の厚みは1μm程度が好適である。なお、粗化層の厚みは断面の電子顕微鏡写真で測定することができる。   As a method for roughening by dipping in a chemical chemical solution, methods described in JP-A Nos. 2001-348684 and 2011-195949 can be applied. In particular, a method of forming the film by contact (impregnation, coating, etc.) with an aqueous solution containing inorganic acid, iron ion, manganese ion, and copper ion is preferable. Alternatively, a method of forming by treatment (impregnation, coating, etc.) with an alkaline aqueous solution containing amphoteric metal ions, thio compound ions and nitrate ions is also suitable. The thickness of the roughened layer can be controlled by the chemical temperature and the immersion time. According to the study by the present inventor, the thickness of the roughened layer is very important for the adhesive strength, and when the thickness of the roughened layer is 2 μm or more, the super engineering plastic resin which is a matrix resin of the fiber reinforced plastic body can completely penetrate. However, if a peeling force is applied, breakage occurs inside the roughened layer where the resin has not penetrated, and the peeling occurs. On the other hand, if the thickness of the roughened layer is 0.1 μm or less, the penetration thickness of the resin is too thin to obtain a sufficient anchoring effect. Therefore, the thickness of the roughened layer is preferably about 1 μm. The thickness of the roughened layer can be measured with a cross-sectional electron micrograph.

粗化層を持つアルミニウムシートと繊維強化プラスチック体との圧着は、繊維強化プラスチック体中のマトリックス樹脂が軟化する温度以上で圧力を掛ければよく、特に限定されないが、熱プレス圧着、熱ロール圧着等の手段で行うことが可能である。
粗化層を持つアルミニウムシートと繊維強化プラスチック体との圧着は、一旦成型した繊維強化プラスチック体の表面に対して実施してもよいし、繊維強化プラスチック体を成型する際の加熱加圧と同時に行ってもよい。特に、繊維強化プラスチック体を成型する際の加熱加圧の際に、金型に粗化層を持つアルミニウムシートを配置しておき、繊維強化プラスチック体の成型と同時にアルミニウムシートを表面に固着させる方法は、金型に離型剤を塗布したりする必要がなく効率的である。
The pressure bonding between the aluminum sheet having the roughened layer and the fiber reinforced plastic body is not particularly limited as long as the pressure is higher than the temperature at which the matrix resin in the fiber reinforced plastic body is softened. It is possible to carry out by the means.
The crimping of the aluminum sheet having the roughened layer and the fiber reinforced plastic body may be performed on the surface of the fiber reinforced plastic body once molded, or simultaneously with the heating and pressurization when the fiber reinforced plastic body is molded. You may go. In particular, a method in which an aluminum sheet having a roughened layer is placed in a mold during heating and pressurizing when a fiber reinforced plastic body is molded, and the aluminum sheet is fixed to the surface simultaneously with the molding of the fiber reinforced plastic body. Is efficient because it is not necessary to apply a release agent to the mold.

以下、本発明の効果を確認するための実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、各製造例において部及び%は、特にことわらない限り、質量部及び質量%を表す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on the Example for confirming the effect of this invention, this invention is not limited by these. In each production example, “part” and “%” represent “part by mass” and “% by mass” unless otherwise specified.

<実施例1>
繊維径7μm、繊維長12mmのPAN系炭素繊維50部、繊維径15μmのPEI繊維(Fiber Innovation Technology社製、繊維長12mm)50部を、鞘部に変性PET(融点110℃)、芯部にPET繊維を使用した芯鞘バインダー繊維(クラレ製 N-720)5部を水中に投入した。水の
量は、投入した繊維の重量に対し200倍となるとした(繊維スラリー濃度として0.5%)。
このスラリーに、分散剤として「エマノーン3199」(花王株式会社、商品名)を繊維100質量部に対し1質量部となるよう添加して攪拌し、繊維を水中に均一に分散させた繊維スラリーを調製した。
上記繊維スラリーから湿式抄紙法でウエットウエブを形成し、180℃で加熱乾燥することにより表1に示すバインダー量で目付けが150g/mである不織布を作製した。
この不織布を、20枚積層したのち、圧力10MPa、温度280℃で加熱加圧下のち冷却し、厚さ2mmの炭素繊維強化コンポジット板を作製した。
表面粗化処理液(硫酸30質量%、塩化鉄(III)5質量%、水酸化銅1質量%、塩化マンガン4水和物1.5質量%の水溶液)を塗布したのち水洗し、1μmの表面粗化層を設けた厚さ100μmアルミニウムシートを作製した。上記、厚さ2mmの炭素繊維強化コンポジット板と1μmの表面粗化層を設けた厚さ100μmアルミニウムシートを表面粗化面が炭素繊維強化コンポジット板に接するように重ね、圧力10MPa、温度280℃で圧着し、アルミニウムシートを表面に付けた炭素繊維強化コンポジット板を作製した。
<Example 1>
50 parts of PAN-based carbon fiber having a fiber diameter of 7 μm and a fiber length of 12 mm, 50 parts of PEI fiber having a fiber diameter of 15 μm (manufactured by Fiber Innovation Technology, fiber length of 12 mm), modified PET (melting point: 110 ° C.) in the sheath part, and in the core part 5 parts of core-sheath binder fiber (Kuraray N-720) using PET fiber was put into water. The amount of water was 200 times the weight of the input fibers (fiber slurry concentration 0.5%).
To this slurry, “Emanon 3199” (trade name, Kao Co., Ltd.) as a dispersant was added to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the fiber and stirred to obtain a fiber slurry in which the fibers were uniformly dispersed in water. Prepared.
A wet web was formed from the fiber slurry by a wet papermaking method, and was heated and dried at 180 ° C. to prepare a nonwoven fabric having a basis weight of 150 g / m 2 with a binder amount shown in Table 1.
After laminating 20 sheets of this nonwoven fabric, it was cooled under heat and pressure at a pressure of 10 MPa and a temperature of 280 ° C. to produce a carbon fiber reinforced composite plate having a thickness of 2 mm.
A surface roughening solution (30% by mass of sulfuric acid, 5% by mass of iron (III) chloride, 1% by mass of copper hydroxide, 1.5% by mass of manganese chloride tetrahydrate) was applied, followed by washing with water and 1 μm A 100 μm thick aluminum sheet provided with a surface roughening layer was produced. The above-described carbon fiber reinforced composite plate having a thickness of 2 mm and a 100 μm thick aluminum sheet provided with a 1 μm surface roughened layer are stacked so that the surface roughened surface is in contact with the carbon fiber reinforced composite plate, and the pressure is 10 MPa and the temperature is 280 ° C. The carbon fiber reinforced composite board which crimped | bonded and attached the aluminum sheet to the surface was produced.

<実施例2>
実施例1で用いた表面粗化処理液に変えて表面粗化処理液(水酸化ナトリウム10質量%、塩化亜鉛5質量%、硝酸ナトリウム5質量%、チオ硫酸ナトリウム14質量%の水溶液)を用いて1μmの表面粗化層を設けたアルミニウムシートを作製し使用した以外は実施例1と同様にアルミニウムシートを表面に付けた炭素繊維強化コンポジット板を作製した。
<Example 2>
In place of the surface roughening treatment liquid used in Example 1, a surface roughening treatment liquid (aqueous solution of 10% by weight of sodium hydroxide, 5% by weight of zinc chloride, 5% by weight of sodium nitrate, and 14% by weight of sodium thiosulfate) was used. A carbon fiber reinforced composite plate having an aluminum sheet attached thereto was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aluminum sheet provided with a 1 μm roughened surface was prepared and used.

<比較例1>
実施例1で用いた表面粗化アルミニウムシートの表面粗化層の厚みを2μmに替えたアルミニウムシートを作製して用いた以外は実施例1と同様にアルミニウムシートを表面に付けた炭素繊維強化コンポジット板を作製した。
<Comparative Example 1>
A carbon fiber reinforced composite having an aluminum sheet attached to the surface in the same manner as in Example 1 except that an aluminum sheet in which the thickness of the surface roughened layer of the surface roughened aluminum sheet used in Example 1 was changed to 2 μm was used. A plate was made.

<比較例2>
実施例1で用いた表面粗化アルミニウムシートに替えて、陽極酸化により表面にアルマイト層を設けた厚さ100μmのアルミニウムシート(株式会社マルジョウアルマイト製)を用いた以外は実施例1と同様にアルミニウムシートを表面に付けた炭素繊維強化コンポジット板を作製した。
<Comparative example 2>
Instead of the surface roughened aluminum sheet used in Example 1, a 100 μm-thick aluminum sheet (manufactured by Marujo Alumite Co., Ltd.) having an alumite layer provided on the surface by anodization was used in the same manner as in Example 1. A carbon fiber reinforced composite plate with an aluminum sheet attached to the surface was prepared.

<比較例3>
実施例1で用いた表面粗化アルミニウムシートに替えて、未処理のアルミニウムシートを用いた以外は実施例1と同様にアルミニウムシートを表面に付けた炭素繊維強化コンポジット板を作製した。
<Comparative Example 3>
A carbon fiber reinforced composite plate having an aluminum sheet attached thereto was prepared in the same manner as in Example 1 except that an untreated aluminum sheet was used instead of the surface-roughened aluminum sheet used in Example 1.

以上の実施例1、比較例1〜2の方法で得られた各スタンパブルシートを、幅20mmの板に裁断し、JIS K7074に準拠した方法で90度剥離法によりアルミニウムシートの接着強度を測定した(剥離速度10mm/min)。測定した接着強度を表1に示した。   Each stampable sheet obtained by the method of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 is cut into a plate having a width of 20 mm, and the adhesive strength of the aluminum sheet is measured by a 90-degree peeling method in accordance with JIS K7074. (Peeling speed 10 mm / min). The measured adhesive strength is shown in Table 1.

Figure 0006036350
Figure 0006036350

強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック成型体の表面に繊維強化プラスチックに接する面が、2μm未満の厚みで化学的に粗化されているアルミニウムシートを熱圧着することにより、表面にアルミニウムシートが強固に接合し、強度、耐熱性、難燃性に優れる繊維強化樹脂成形体を実現できた。 The surface of the fiber reinforced plastic molding made of reinforced fiber and matrix resin is thermocompression-bonded with an aluminum sheet whose surface in contact with the fiber reinforced plastic is chemically roughened with a thickness of less than 2 μm. It was possible to realize a fiber-reinforced resin molded body that was firmly bonded and excellent in strength, heat resistance, and flame retardancy.

本発明による表面にアルミニウムシートが強固に接合した、軽量でかつ強度、耐熱性、難燃性に優れる繊維強化樹脂成形体は、航空機材料、鉄道車両内装材、家電筐体、コンピューター筐体、家具等に利用できる。
A lightweight, fiber-reinforced resin molded article having excellent strength, heat resistance, and flame retardancy with an aluminum sheet firmly bonded to the surface according to the present invention is an aircraft material, a railway vehicle interior material, a household appliance casing, a computer casing, and furniture. Can be used for etc.

Claims (6)

強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック成型体の少なくとも1つの表面にアルミニウムシートを接合したアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体であり、該アルミニウムシートの少なくとも繊維強化プラスチックに接する面が、化学的に粗化されており、該粗化層の厚みが2μm未満であり、前記マトリックス樹脂成分が主に限界酸素指数が25以上であり、軟化温度が200℃以上である難燃耐熱スーパーエンプラ樹脂であることを特徴とするアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体。 An aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body in which an aluminum sheet is bonded to at least one surface of a fiber-reinforced plastic molded body composed of a reinforced fiber and a matrix resin, and at least a surface of the aluminum sheet that contacts the fiber-reinforced plastic is chemically roughened. are of a thickness of roughened layer is Ri der less than 2 [mu] m, the matrix resin component is primarily a limiting oxygen index of 25 or more, the flame燃耐heat super engineering plastic resins der softening temperature is 200 ° C. or higher An aluminum-coated fiber-reinforced plastic molding characterized by the above. 前記マトリックス樹脂がポリエーテルイミド樹脂である請求項1記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体。 The aluminum-coated fiber-reinforced plastic molding according to claim 1 , wherein the matrix resin is a polyetherimide resin . 強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチック成型体の少なくとも1つの表面にアルミニウムシートを接合したアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体であり、該アルミニウムシートの少なくとも繊維強化プラスチックに接する面が、化学的に粗化されており、該粗化層の厚みが2μm未満であることを特徴とするアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法であって、前記繊維強化プラスチック成型体部分が、強化繊維シートとマトリックス樹脂繊維を湿式抄紙により作製したマトリックス樹脂繊維不織布マットを積層し、加熱加圧成型により作製したものであることを特徴とするアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。 An aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body in which an aluminum sheet is bonded to at least one surface of a fiber-reinforced plastic molded body composed of a reinforced fiber and a matrix resin, and at least a surface of the aluminum sheet that contacts the fiber-reinforced plastic is chemically roughened. A method for producing an aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body characterized in that the roughened layer has a thickness of less than 2 μm, the fiber-reinforced plastic molded body portion comprising a reinforcing fiber sheet and a matrix resin the fibers are laminated with a matrix resin fiber nonwoven mat produced by a wet paper making, characteristics and be a luer aluminum production process of the coated fiber-reinforced plastic molded body that was fabricated by the heat compression molding. 前記繊維強化プラスチック成型体部分が、湿式抄紙により作製した強化繊維とマトリックス樹脂繊維の混合不織布マットを加熱加圧成型により作製したものであることを特徴とする請求項に記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。 The fiber-reinforced plastic molded parts, aluminum coated fibers according to claim 3, characterized in that the mixing nonwoven mat of reinforcing fibers and a matrix resin textiles produced by a wet paper making those prepared by heat compression molding Manufacturing method of reinforced plastic molding . 前記マトリックス樹脂成分が主に限界酸素指数が25以上であり、軟化温度が200℃以上である難燃耐熱スーパーエンプラ樹脂であることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。5. The aluminum-coated fiber according to claim 3, wherein the matrix resin component is a flame-retardant heat-resistant super engineering plastic resin mainly having a limiting oxygen index of 25 or more and a softening temperature of 200 ° C. or more. Manufacturing method of reinforced plastic molding. 前記マトリックス樹脂がポリエーテルイミド樹脂である請求項3〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム被覆繊維強化プラスチック成型体の製造方法。  The method for producing an aluminum-coated fiber-reinforced plastic molded body according to any one of claims 3 to 5, wherein the matrix resin is a polyetherimide resin.
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