JP6087545B2 - 繊維強化プラスチック成形用基材 - Google Patents
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Description
JIS L 1015に準拠して測定した。
キーエンス社製光学顕微鏡DEGITAL MICROSCOPE VHX−1000を用い1000倍で繊維断面の直径を10本測定し、その平均値とした。
ASTM D885に準拠して測定した。
ISO 1133に準拠して300℃、荷重1.2kgにて測定した。
株式会社リガク社製示差熱分析装置TAS200にて窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分にて測定し算出した。
JIS K 7171に準拠し、厚さ2mm、長さ100mm、幅10mmの試験片を用いて、支点間距離80mmでの3点曲げにて測定した。
JIS K 7111に準拠し、厚さ2mm、長さ100mm、幅10mmの試験片を用いて測定した。
厚さ方向に切断した基材(不織布)の切断面を、走査型電子顕微鏡(倍率:12倍)にて観察し、基材の厚さの半分以上の長さにわたって、厚さ方向(厚さ方向に対し、±45°以内の方向を含む)に配列している5本以上の短繊維が集束した繊維束が、基材表面1cm2あたり何個あるかを数え、ケ/cm2で表わした。
JIS L 1913に準拠して測定した。
巾10cm、奥行10cm、立ち上がり角度70度、高さ3cmの斜面をもつ金型を用い、基材をプレス加工した際の、立体加工性を目し判定した。なお、プレス加工温度は、熱可塑性繊維が、ポリカーボネート繊維の場合は300℃、ポリプロピレン繊維の場合は220℃とした。また、判定基準は以下の通りとした。
○:繊維が70度斜度面に均一に広がっており、樹脂の含浸ムラが無いもの。
△:繊維が70度斜度面に均一に広がっているが、樹脂の未含浸が見られるもの。
×:繊維が70度斜度面に均一に広がらず、偏りが見られるもの。
繊維径7μmの炭素繊維(東邦テナックス製、引張強度4200MPa)を35mmにカットした繊維と、ポリカーボネート樹脂(帝人化成製 パンライトL−1225L メルトボリュームフローレイト 18cm3/10分間)を290℃にて溶融押し出しし、直径30μm、伸度65%のフィラメントとし、これを51mmにカットしたものとを重量比40:60とし開繊機にて混合し、ランダムウェーバー機を通過させることにより、ウェブを作成した。このようにして得られたウェブをニードルパンチ機により38番針にて針深度10mm、打ち込み密度500本/cm2として、目付200g/m2のプラスチック成形用基材を得た。上記基材を12枚積層したものを予め離型処理を施したステンレス板で挟み、ホットプレス熱盤上にセットした後、同じく予め離型処理を施した鋼製スペーサーを使用して、成型圧力5MPa、成型温度が300℃にて約2mm厚の繊維強化プラスチックを作成した。
炭素繊維の代わりに繊維径12μmのアラミド繊維(コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維)(帝人テクノプロダクツ製 テクノーラ(商標)、引張強度3400MPa)を51mmにカットした繊維を用いた以外は実施例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
炭素繊維の代わりに炭素繊維とアラミド繊維を50:50で予め混綿した繊維を用いた以外は実施例1の場合と同様の処理をして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
炭素繊維と熱可塑性繊維の比率を5:95に変更した以外は実施例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
炭素繊維と熱可塑性繊維の重量比を70:30に変更した以外は実施例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
炭素繊維とアラミド繊維の重量比を90:10に変更した以外は実施例3と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
炭素繊維とアラミド繊維の重量比を70:30に変更した以外は実施例3と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
熱可塑性繊維を直径18μm、伸度56%のポリプロピレン繊維に変更し、プレス成型の温度を220℃とした以外は実施例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
熱可塑性繊維を直径18μm、伸度56%のポリプロピレン繊維に変更し、プレス成型の温度を220℃とした以外は実施例2と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
熱可塑性繊維を直径18μm、伸度56%のポリプロピレン繊維に変更し、プレス成型の温度を220℃とした以外は実施例3と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
実施例2で使用したアラミド繊維を使用し、開繊機にて混合した後、カード工程を通過させることにより、繊維の引き揃え性を向上させたウェブを作成した。このようにして得られた繊維ウェブをニードルパンチ機により38番針にて針深度10mm、500本/cm2の密度で打ち込みをして目付80g/m2の不織布を得た。上記不織布にポリカーボネート製フィルム(帝人化成製パンライトシート 100μm厚み、比重1.2)を1枚積層させ、240℃×0.1MPaにて20秒間圧着することにより基材間を接着させ、繊維強化プラスチック用基材200g/m2を作成した。上記の基材を12枚を積層し、予め離型処理を施したステンレス板で挟み、ホットプレス熱盤上にセットした後、同じく予め離型処理を施した鋼製スペーサーを使用して、成型圧力5MPa、成型温度が300℃にて約2mm厚の繊維強化プラスチックを作成、同様に評価した。
ポリカーボネート製フィルムをポリプロピレン製フィルム(125μm厚み、比重0.8)に変更し、プレス成型の温度を220℃とした以外は比較例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
アラミド不織布をアラミド織物(帝人テクノプロダクツ製テクノーラ織物 目付80g/m2)に変更した以外は、比較例1と同様にして、繊維強化プラスチック成形用基材を作成し、さらに繊維強化プラスチックを作成した。
以上の結果を表1に示す。
Claims (8)
- 強化繊維と熱可塑性繊維とからなり、該強化繊維が、炭素繊維および/または芳香族ポリアミド繊維であり、該熱可塑性繊維が、該強化繊維を除く熱可塑性繊維であり、強化繊維:熱可塑性繊維が重量比で5:95〜70:30であり、任意の一方向の伸度E1とこれと直角に交わる方向の伸度E2がいずれも30%以上、かつ、E1/E2=0.8〜1.2であり、熱可塑性繊維の伸度が30〜150%であり、熱可塑性繊維を構成する熱可塑性樹脂のメルトボリュームフローレイトが12〜40cm3/10分であることを特徴とする繊維強化プラスチック成形用基材。
- 強化繊維と熱可塑性繊維が一部で交絡している請求項1に記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
- 熱可塑性繊維が、ポリプロプピレン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂から選ばれる少なくとも一種からなる請求項1または2に記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
- 強化繊維の繊維直径が5〜100μmである請求項1〜3のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
- 強化繊維の繊維長が20〜150mmである請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
- 炭素繊維と耐熱性有機繊維との両方を含み、該炭素繊維と該耐熱性有機繊維が少なくとも一部で交絡している請求項1〜5のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
- 繊維強化プラスチック用成形基材が、針の打ち込み密度が200〜800本/cm2、ニードルパンチ不織布である請求項1〜6のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の繊維強化プラスチック成形用基材を熱可塑性繊維の融点または軟化点以上の温度で加熱処理または加熱加圧処理してなる繊維強化プラスチック。
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