JP7069977B2 - Thermoplastic resin laminate - Google Patents

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Description

本発明は、熱可塑性樹脂と炭素繊維とを複合した積層体に関する。 The present invention relates to a laminate in which a thermoplastic resin and carbon fibers are composited.

近年、大型の電化製品の筐体、自動車及び鉄道の内装材、外装材など、軽量かつ高強度で、耐衝撃性にも優れる成形品のニーズが高まっている。特に、こうした成形品は機械強度等の性能を維持しつつ生産性を重視する事も求められている。すなわち機械強度と耐衝撃性のバランスに優れている材料が求められている。そのような背景を踏まえて、熱可塑性樹脂と無機繊維を複合した材料が提案されている。 In recent years, there has been an increasing need for molded products that are lightweight, have high strength, and have excellent impact resistance, such as housings for large electric appliances, interior materials for automobiles and railways, and exterior materials. In particular, such molded products are also required to emphasize productivity while maintaining performance such as mechanical strength. That is, there is a demand for a material having an excellent balance between mechanical strength and impact resistance. Based on such a background, a material in which a thermoplastic resin and an inorganic fiber are combined has been proposed.

例えば、特許文献1には、合成樹脂発砲体からなるコア層と、アルミニウムシートからなる最表裏層、そして、前記コア層と最表裏層との間に接着層を介してガラス繊維からなる補強層を設けた、アルミニウム積層板が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a core layer made of a synthetic resin foam, a front and back layer made of an aluminum sheet, and a reinforcing layer made of glass fiber between the core layer and the front and back layers via an adhesive layer. The aluminum laminated plate provided with the above is disclosed.

また、特許文献2には、ポリカーボネート樹脂基材と、前記基材に積層されたフィラーを含有するポリカーボネートコンポジット層とを有するポリカーボネート樹脂積層体が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a polycarbonate resin laminate having a polycarbonate resin base material and a polycarbonate composite layer containing a filler laminated on the base material.

特開2001-301092号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-301092 特開2009-96048号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-96048

しかしながら、特許文献1に開示されているアルミニウム積層板では、合成樹脂発泡体からなるコア層が発砲体構造を有すること、及び、強化繊維含有樹脂層に気孔を設けることにより、耐衝撃性及び軽量性を確保しているが、強化繊維含有樹脂層に存在する気孔によって機械強度、特に曲げ弾性率が弱くなる。 However, in the aluminum laminated plate disclosed in Patent Document 1, the core layer made of the synthetic resin foam has a foam structure, and the reinforcing fiber-containing resin layer is provided with pores to provide impact resistance and light weight. Although the properties are ensured, the mechanical strength, particularly the flexural modulus, is weakened by the pores existing in the reinforcing fiber-containing resin layer.

特許文献2に開示されているポリカーボネート樹脂積層体では、曲げ弾性率が5GPa付近で耐衝撃性とのバランスに優れている積層体が開示されているが、5GPaより大きい曲げ弾性率を発現した時の耐衝撃性との関係には言及されていない。 In the polycarbonate resin laminate disclosed in Patent Document 2, a laminate having a flexural modulus of around 5 GPa and having an excellent balance with impact resistance is disclosed, but when a flexural modulus larger than 5 GPa is exhibited. There is no mention of its relationship to impact resistance.

本発明の課題は、機械強度及び耐衝撃性に優れる熱可塑性樹脂積層体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin laminate having excellent mechanical strength and impact resistance.

本発明者らは、上記の実情に鑑み鋭意検討した結果、以下の発明が上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies in view of the above circumstances, the present inventors have found that the following inventions can solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下を要旨とする。
[1] 熱可塑性樹脂を含むコア層と、炭素繊維を含む最表裏層と、前記コア層と前記最表裏層との間に、引張試験時の伸びが10%以上である金属シート層とを有する熱可塑性樹脂積層体。
[2] 積層体に対する金属シート層の厚み割合が、2~30%である[1]に記載の熱可塑性樹脂積層体。
[3] 前記炭素繊維が、ポリアクリロニトリル系炭素繊維である[1]又は[2]に記載の熱可塑性樹脂積層体。
[4] 前記金属シート層が99.99%以上の純度を有するアルミニウムからなる[1]~[3]のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂積層体。
[5] 前記コア層が、更にガラス繊維を含む[1]~[4]のいずれか1つに記載の熱可塑性樹脂積層体。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A core layer containing a thermoplastic resin, a front and back layer containing carbon fibers, and a metal sheet layer having an elongation of 10% or more during a tensile test between the core layer and the front and back layers. Thermoplastic resin laminate having.
[2] The thermoplastic resin laminate according to [1], wherein the thickness ratio of the metal sheet layer to the laminate is 2 to 30%.
[3] The thermoplastic resin laminate according to [1] or [2], wherein the carbon fiber is a polyacrylonitrile-based carbon fiber.
[4] The thermoplastic resin laminate according to any one of [1] to [3], wherein the metal sheet layer is made of aluminum having a purity of 99.99% or more.
[5] The thermoplastic resin laminate according to any one of [1] to [4], wherein the core layer further contains glass fibers.

本発明によれば、機械強度及び耐衝撃性に優れる熱可塑性樹脂積層体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermoplastic resin laminate having excellent mechanical strength and impact resistance.

以下に本発明の熱可塑性樹脂積層体の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the thermoplastic resin laminate of the present invention will be described in detail.

なお、本発明における数値範囲の上限値及び下限値は、本発明が特性する数値範囲内からわずかに外れる場合であっても、当該数値範囲内と同様の作用効果を備えている限り本発明の均等範囲に包含するものである。また本発明における主成分とは、最も多量に含有されている成分のことであり、通常50%重量%以上、好ましくは60重量%以上、更に好ましくは70重量%以上含有する成分のことである。 It should be noted that the upper limit value and the lower limit value of the numerical value range in the present invention are the same as those in the numerical value range of the present invention, even if they are slightly out of the numerical range characteristic of the present invention. It is included in the equal range. The main component in the present invention is a component contained in the largest amount, and is usually a component contained in an amount of 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, and more preferably 70% by weight or more. ..

<熱可塑性樹脂積層体>
本発明の熱可塑性樹脂積層体は、熱可塑性樹脂を含むコア層と、炭素繊維を含む最表裏層と、前記コア層と前記最表裏層との間に、引張試験時の伸びが10%以上である金属シート層とを有する。
以下、「本発明の熱可塑性樹脂積層体」を「本積層体」と称する場合がある。
従来、軽量で高い剛性を保持したまま、外部からの衝撃に耐性を有する積層体として、特許文献1で開示されているような、合成樹脂発泡体を芯層とし、芯層に繊維強化プラスチックとアルミニウムシートを積層させた積層体が用いられた。しかし、既述のとおり、かかる構成では、耐衝撃性及び軽量性を確保しているものの、強化繊維含有樹脂層に存在する気孔によって機械強度、特に曲げ弾性率が弱くなっていた。
曲げ弾性率を発現するには、高剛性材料を積層配置する手段がとられるが、一方で耐衝撃性の観点からは、高剛性材料であるほど割れやすく、材料への亀裂等のダメージを受けやすい。すなわち高剛性と耐衝撃性には背反現象が存在する。
<Thermoplastic resin laminate>
In the thermoplastic resin laminate of the present invention, the elongation at the time of the tensile test is 10% or more between the core layer containing the thermoplastic resin, the front and back layers containing carbon fibers, and the core layer and the front and back layers. It has a metal sheet layer which is.
Hereinafter, the "thermoplastic resin laminate of the present invention" may be referred to as "the present laminate".
Conventionally, as a laminate having resistance to an impact from the outside while maintaining light weight and high rigidity, a synthetic resin foam as disclosed in Patent Document 1 is used as a core layer, and a fiber reinforced plastic is used as the core layer. A laminated body in which aluminum sheets were laminated was used. However, as described above, in such a configuration, although impact resistance and light weight are ensured, the mechanical strength, particularly the flexural modulus, is weakened by the pores existing in the reinforcing fiber-containing resin layer.
In order to develop the flexural modulus, a means of laminating and arranging high-rigidity materials is taken, but from the viewpoint of impact resistance, the higher-rigidity material is more liable to crack and is damaged by cracks in the material. Cheap. That is, there is a trade-off phenomenon in high rigidity and impact resistance.

これに対し、本積層体は、機械強度及び耐衝撃性の両方に優れる。この理由は定かではないが、弾性率の高い炭素繊維を含む層を積層体の最表裏層に配置し、引張伸び特性を有する金属シート層をコア層と最表裏層の間に配置する事で、炭素繊維を含む層が発現する高剛性を阻害せずに、耐衝撃性をも発現すると考えられる。また本積層体は、衝撃を受けた時の変形も生じにくい。
以下、本積層体のコア層、最表裏層及び金属シートについて説明する。
On the other hand, this laminated body is excellent in both mechanical strength and impact resistance. The reason for this is not clear, but by arranging a layer containing carbon fibers with high elastic modulus on the front and back layers of the laminate, and arranging a metal sheet layer having tensile elongation characteristics between the core layer and the front and back layers. It is considered that impact resistance is also exhibited without inhibiting the high rigidity developed by the layer containing carbon fibers. In addition, this laminated body is unlikely to be deformed when it receives an impact.
Hereinafter, the core layer, the front and back layers, and the metal sheet of this laminated body will be described.

〔コア層〕
コア層は、本積層体の中間層として存在する層であり、熱可塑性樹脂を含む。
コア層が熱可塑性樹脂を含むことで、成形性に優れると共に、耐熱性に優れた本積層体が得られる。
コア層は、本積層体の剛性をより高めるために、ガラス繊維を更に含んでいてもよい。
[Core layer]
The core layer is a layer existing as an intermediate layer of the present laminate and contains a thermoplastic resin.
Since the core layer contains a thermoplastic resin, this laminated body having excellent moldability and heat resistance can be obtained.
The core layer may further contain glass fibers in order to further increase the rigidity of the laminate.

(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではなく、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
これらの樹脂の中でも、ポリオレフィン系樹脂を使用することで、成形性に優れると共に、軽量性にも優れた本積層体が得られる。後述するように、ポリオレフィン系樹脂の中でも、特にポリプロピレン樹脂であることが好ましい。
(Thermoplastic resin)
The thermoplastic resin is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin-based resins, polycarbonate-based resins, polyamide-based resins, and polyester-based resins. One of these resins may be used alone, or two or more of these resins may be mixed and used.
Among these resins, by using a polyolefin-based resin, a present laminated body having excellent moldability and light weight can be obtained. As will be described later, among the polyolefin resins, polypropylene resin is particularly preferable.

以下、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、及び、ポリエステル系樹脂についてそれぞれ説明する。 Hereinafter, the polyolefin-based resin, the polycarbonate-based resin, the polyamide-based resin, and the polyester-based resin will be described.

(1)ポリオレフィン系樹脂
ポリオレフィン系樹脂は、プロピレン、エチレン等のα-オレフィンの単独重合体、ランダム共重合体、ブロックコポリマー等が挙げられ、具体的には、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂積層体の成形性と軽量性の観点から、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂が好ましく、特に機械特性および耐熱性の観点からポリプロピレン系樹脂であることが好ましい。また、ポリオレフィン系樹脂は、複数のポリオレフィン系樹脂を混合して用いてもよい。
(1) Polyolefin-based resin Examples of the polyolefin-based resin include homopolymers of α-olefins such as propylene and ethylene, random copolymers, block copolymers and the like, and specific examples thereof include polyethylene-based resins, polypropylene-based resins and polybutadienes. Examples include based resins. Polypropylene resin and polyethylene resin are preferable from the viewpoint of moldability and light weight of the thermoplastic resin laminate, and polypropylene resin is particularly preferable from the viewpoint of mechanical properties and heat resistance. Further, as the polyolefin-based resin, a plurality of polyolefin-based resins may be mixed and used.

ポリプロピレン系樹脂はプロピレンの単独重合体であってもよく、エチレン、ブテン等のコモノマー成分がプロピレンと共重合されていてもよい。また、コア層がガラス繊維を含む場合、ガラス繊維等の強化繊維との密着性、なじみやすさの点より、変性ポリマーも好ましく用いることができる。
エチレン、ブテン以外のコモノマーとしては、炭素数5~20のα-オレフィン等が挙げられる。炭素数5~20のα-オレフィンは、例えば、1-ヘキセン、1-オクテンを例示できる。プロピレンと共重合されるα-オレフィンは1種類でも2種類以上用いてもよい。
The polypropylene-based resin may be a homopolymer of propylene, or a comonomer component such as ethylene or butene may be copolymerized with propylene. When the core layer contains glass fibers, a modified polymer can also be preferably used from the viewpoint of adhesion to reinforcing fibers such as glass fibers and ease of compatibility.
Examples of the comonomer other than ethylene and butene include α-olefins having 5 to 20 carbon atoms. Examples of the α-olefin having 5 to 20 carbon atoms include 1-hexene and 1-octene. The α-olefin copolymerized with propylene may be used alone or in combination of two or more.

ポリエチレン系樹脂は、エチレンの単独重合体であってもよく、エチレンとα-オレフィン等のコモノマー成分と共重合されていてもよい。 The polyethylene-based resin may be a homopolymer of ethylene, or may be copolymerized with ethylene and a comonomer component such as α-olefin.

ポリオレフィン樹脂の分子量の指標であるメルトマスフローレート(MFR)については特に制限を設けないが、混練、ラミネート成形等が安定して行われるものであることが必要である。 The melt mass flow rate (MFR), which is an index of the molecular weight of the polyolefin resin, is not particularly limited, but it is necessary that kneading, laminating and the like can be stably performed.

ポリプロピレン樹脂のMFR(230℃、21.2N荷重)は、好ましくは1g/10min以上、100g/10min以下であることが好ましく、より好ましくは5g/10min以上、或いは、75g/10min以下であり、さらに好ましくは10g/10min以上、或いは、50g/10min以下である。
ポリエチレン樹脂のMFR(190℃、21.2N荷重)は、1g/10min以上、50g/10min以下であることが好ましく、より好ましくは2g/10min以上、或いは、35g/10min以下であり、さらに好ましくは5g/10min以上、或いは、25g/10min以下である。
The MFR (230 ° C., 21.2 N load) of the polypropylene resin is preferably 1 g / 10 min or more, 100 g / 10 min or less, more preferably 5 g / 10 min or more, or 75 g / 10 min or less, and further. It is preferably 10 g / 10 min or more, or 50 g / 10 min or less.
The MFR (190 ° C., 21.2 N load) of the polyethylene resin is preferably 1 g / 10 min or more, 50 g / 10 min or less, more preferably 2 g / 10 min or more, or 35 g / 10 min or less, and further preferably. It is 5 g / 10 min or more, or 25 g / 10 min or less.

ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂のMFRが上記下限以上であることで、プレス成形時の型への追従性が容易となる。一方、上記上限以下であることで、プレス成形時に、加圧によって成形型より流れ出るおそれがなく、炭素繊維及びガラス繊維間への樹脂含浸が容易となる。 When the MFR of the polypropylene-based resin and the polyethylene-based resin is at least the above lower limit, it becomes easy to follow the mold during press molding. On the other hand, when it is not more than the above upper limit, there is no possibility that the resin will flow out from the molding die due to pressurization during press molding, and the resin impregnation between the carbon fiber and the glass fiber becomes easy.

ここでMFRは、JISK7210-1999の「プラスチック-熱可塑性プラスチックのメルトフローレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」に準拠して測定された値である。 Here, MFR is a value measured in accordance with JIS K7210-1999 "Test method for melt flow rate (MFR) and melt volume flow rate (MVR) of plastic-thermoplastic plastic".

ポリオレフィン樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の重合方法、例えば、ラジカル重合法、チーグラー触媒、メタロセン触媒、フィリップス触媒等を用いたイオン重合法を採用することができる。 The method for producing the polyolefin resin is not particularly limited, and a known polymerization method, for example, an ion polymerization method using a radical polymerization method, a Ziegler catalyst, a metallocene catalyst, a Phillips catalyst, or the like can be adopted.

(2)ポリカーボネート樹脂
本発明に用いることができるポリカーボネート系樹脂は、ホモポリマー及びコポリマーのいずれであってもよい。また、ポリカーボネート系樹脂は、分岐構造であっても、直鎖構造であってもよいし、さらに分岐構造と直鎖構造との混合物であってもよい。また、複数のポリカーボネート系樹脂を混合して用いてもよい。
なお、いわゆるポリエステルカーボネート樹脂(分子鎖中にエステル結合とカーボネート結合を両方有する樹脂)も、ポリカーボネート系樹脂に含む。
(2) Polycarbonate resin The polycarbonate resin that can be used in the present invention may be either a homopolymer or a copolymer. Further, the polycarbonate resin may have a branched structure, a linear structure, or a mixture of the branched structure and the linear structure. Further, a plurality of polycarbonate-based resins may be mixed and used.
The so-called polyester carbonate resin (resin having both an ester bond and a carbonate bond in the molecular chain) is also included in the polycarbonate resin.

ポリカーボネート系樹脂を構成する2価アルコール(ジオール)の代表例としてはビスフェノール類が挙げられ、特に2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、すなわちビスフェノールAが好ましく用いられる。
なお、ビスフェノールA以外のジオールを単独、又は、複数のジオールを併用したポリカーボネート系樹脂でも良く、芳香族ジオール、脂肪族ジオール、脂環式ジオールのいずれでも構わない。
Bisphenols are mentioned as a typical example of the dihydric alcohol (diol) constituting the polycarbonate resin, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, that is, bisphenol A is particularly preferably used.
A polycarbonate resin using a diol other than bisphenol A alone or in combination with a plurality of diols may be used, and any of aromatic diols, aliphatic diols, and alicyclic diols may be used.

ポリカーボネート系樹脂のメルトマスフローレート(MFR)は、JIS K7210(1999年)に従い、温度300℃、荷重1.2kgfの条件で測定され、1g/10min以上、50g/10min以下であることが好ましく、2g/10min以上、或いは、35g/10min以下であることがさらに好ましく、3g/10min以上、或いは、30g/10min以下であることが特に好ましい。MFRが1g/10min以上であることで、プレス成形時の型への追従性が容易となる。一方、40g/10min以下であることで、プレス成形時に、加圧によって成形型より流れ出るおそれがなく、炭素繊維及びガラス繊維間への樹脂含浸が容易となる。 The melt mass flow rate (MFR) of the polycarbonate resin is measured according to JIS K7210 (1999) under the conditions of a temperature of 300 ° C. and a load of 1.2 kgf, and is preferably 1 g / 10 min or more and 50 g / 10 min or less, preferably 2 g. It is more preferably 10 min or more, or 35 g / 10 min or less, and particularly preferably 3 g / 10 min or more, or 30 g / 10 min or less. When the MFR is 1 g / 10 min or more, it becomes easy to follow the mold during press molding. On the other hand, when it is 40 g / 10 min or less, there is no possibility that it will flow out from the molding die due to pressure during press molding, and resin impregnation between carbon fibers and glass fibers becomes easy.

ポリカーボネート系樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の重合方法、例えば、ホスゲン法、エステル交換法、ピリジン法等が挙げられる。 The method for producing the polycarbonate resin is not particularly limited, and examples thereof include known polymerization methods such as a phosgene method, a transesterification method, and a pyridine method.

(3)ポリアミド系樹脂
本発明に用いることができるポリアミド系樹脂としては、脂肪族ポリアミドが好ましく、ω‐アミノ酸の開環単独重合で得られるもの、異なるω‐アミノ酸の開環共重合で得られるもの、及びジアミンとジカルボン酸の共重合で得られるもの等が挙げられる。なお、芳香族ポリアミド、及び芳香族-脂肪族ポリアミドを用いることもできる。
(3) Polyamide-based resin As the polyamide-based resin that can be used in the present invention, an aliphatic polyamide is preferable, one obtained by ring-opening homopolymerization of ω-amino acid, and one obtained by ring-opening copolymerization of different ω-amino acids. Those obtained by copolymerization of diamine and dicarboxylic acid, and the like. In addition, aromatic polyamide and aromatic-aliphatic polyamide can also be used.

ポリアミド系樹脂のメルトマスフローレート(MFR)は、脂肪族ポリアミドの場合、JIS K7210(1999年)に従い、温度230℃、荷重2.16kgfの条件で測定され、0.1g/10min以上、60g/10min以下であることが好ましく、0.5g/10min以上、或いは、30g/10min以下であることがさらに好ましく、1g/10min以上、或いは、20g/10min以下であることが特に好ましい。MFRが0.1g/10min以上であることで、プレス成形時の型への含侵が容易となる。一方、60g/10min以下であることで、プレス成形時に、加圧によって成形型より流れ出るおそれがなく、炭素繊維及びガラス繊維間への樹脂含浸が容易となる。 In the case of aliphatic polyamide, the melt mass flow rate (MFR) of the polyamide resin is measured under the conditions of a temperature of 230 ° C. and a load of 2.16 kgf according to JIS K7210 (1999), and is 0.1 g / 10 min or more and 60 g / 10 min. It is preferably 0.5 g / 10 min or more, more preferably 30 g / 10 min or less, and particularly preferably 1 g / 10 min or more, or 20 g / 10 min or less. When the MFR is 0.1 g / 10 min or more, it becomes easy to impregnate the mold during press molding. On the other hand, when it is 60 g / 10 min or less, there is no possibility that it will flow out from the molding die due to pressure during press molding, and resin impregnation between carbon fibers and glass fibers becomes easy.

ポリアミド系樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の重合方法を採用することができる。 The method for producing the polyamide resin is not particularly limited, and a known polymerization method can be adopted.

(4)ポリエステル系樹脂
本発明に用いることができるポリエステル系樹脂としては、脂肪族ポリエステル系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。中でも、熱可塑性樹脂積層体の耐熱性及び成形性の観点から、芳香族ポリエステル系樹脂が好ましく、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどが挙げられる。
(4) Polyester-based resin Examples of the polyester-based resin that can be used in the present invention include aliphatic polyester-based resins and aromatic polyester-based resins. Among them, aromatic polyester-based resins are preferable from the viewpoint of heat resistance and moldability of the thermoplastic resin laminate, and specific examples thereof include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, and polytrimethylene terephthalate.

ポリエステル系樹脂のメルトマスフローレート(MFR)は、JIS K7210(1999年)に従い、温度230℃、荷重2.16kgfの条件で測定され、0.1g/10min以上、60g/10min以下であることが好ましく、0.5g/10min以上、或いは、30g/10min以下であることがさらに好ましく、1g/10min以上、或いは、20g/10min以下であることが特に好ましい。MFRが0.1g/10min以上であることで、プレス成形時の型への含侵が容易となる。一方、60g/10min以下であることで、プレス成形時に、加圧によって成形型より流れ出るおそれがなく、炭素繊維及びガラス繊維間への樹脂含浸が容易となる。 The melt mass flow rate (MFR) of the polyester resin is measured according to JIS K7210 (1999) under the conditions of a temperature of 230 ° C. and a load of 2.16 kgf, and is preferably 0.1 g / 10 min or more and 60 g / 10 min or less. , 0.5 g / 10 min or more, or 30 g / 10 min or less, and particularly preferably 1 g / 10 min or more, or 20 g / 10 min or less. When the MFR is 0.1 g / 10 min or more, it becomes easy to impregnate the mold during press molding. On the other hand, when it is 60 g / 10 min or less, there is no possibility that it will flow out from the molding die due to pressure during press molding, and resin impregnation between carbon fibers and glass fibers becomes easy.

ポリエステル系樹脂の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の重合方法を採用することができる。 The method for producing the polyester resin is not particularly limited, and a known polymerization method can be adopted.

コア層は、既述の熱可塑性樹脂に加え、種々の添加剤を含有する熱可塑性樹脂組成物からなることが好ましい。
熱可塑性樹脂組成物が含み得る添加剤の具体例としては、カーボンブラック等の顔料を含む着色料、難燃剤、耐候性安定剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、溶融粘度改良剤、架橋剤、滑剤、核剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤等が挙げられる。
The core layer is preferably made of a thermoplastic resin composition containing various additives in addition to the above-mentioned thermoplastic resin.
Specific examples of the additives that can be contained in the thermoplastic resin composition include colorants containing pigments such as carbon black, flame retardants, weather resistance stabilizers, heat stabilizers, antistatic agents, melt viscosity improvers, and cross-linking agents. Examples thereof include lubricants, nucleating agents, plasticizers, antioxidants, antioxidants, light stabilizers, ultraviolet absorbers, neutralizers, antifogging agents, antiblocking agents, slip agents and the like.

(ガラス繊維)
既述のように、コア層は、本積層体の剛性をより高めるために、ガラス繊維を更に含んでいてもよく、熱可塑性樹脂組成物はガラス繊維を含むことが好ましい。
コア層が強化繊維としてガラス繊維を含むことで、熱可塑性樹脂積層体の機械強度と耐衝撃性をより高めることができる。
ガラス繊維は、1種のみ用いてもよいし、材質、平均繊維長、繊維径等の異なる2種以上を用いてもよい。
(Glass fiber)
As described above, the core layer may further contain glass fibers in order to further increase the rigidity of the present laminate, and the thermoplastic resin composition preferably contains glass fibers.
Since the core layer contains glass fiber as the reinforcing fiber, the mechanical strength and impact resistance of the thermoplastic resin laminate can be further enhanced.
Only one type of glass fiber may be used, or two or more types having different materials, average fiber lengths, fiber diameters, etc. may be used.

ガラス繊維としては、一般に市販のものを適宜使用することができる。ガラス繊維の繊維径は、好ましくは8~20μm、より好ましくは10~15μmであり、ガラス繊維の平均繊維長は、好ましくは20~200mm、より好ましくは25~200mmである。ガラス繊維の直径が8μm以上であることで、価格が抑えられて、経済性に優れ、20μm以下であることで、機械的強度に優れる。機械強度と耐衝撃性の観点より、ガラス繊維は、さまざまな長さのガラス繊維の混合物であることが好ましい。また、一繊維束中にこのような単繊維を100~4,000本含む繊維束として用いるのが好ましい。 As the glass fiber, generally commercially available one can be appropriately used. The fiber diameter of the glass fiber is preferably 8 to 20 μm, more preferably 10 to 15 μm, and the average fiber length of the glass fiber is preferably 20 to 200 mm, more preferably 25 to 200 mm. When the diameter of the glass fiber is 8 μm or more, the price is suppressed and it is excellent in economy, and when it is 20 μm or less, it is excellent in mechanical strength. From the viewpoint of mechanical strength and impact resistance, the glass fiber is preferably a mixture of glass fibers of various lengths. Further, it is preferable to use it as a fiber bundle containing 100 to 4,000 such single fibers in one fiber bundle.

ガラス繊維の破断伸び率は2.0%以上であることが好ましく、2.5%以上であることがより好ましく、3.0%以上であることがさらに好ましい。ガラス繊維の破断伸び率が2.0%以上であると、本積層体の耐衝撃性をより実用的な範囲とし易い。ガラス繊維の破断伸び率の上限には特に制限はないが、通常、ガラス繊維の破断伸び率は3~5%以下である。 The breaking elongation of the glass fiber is preferably 2.0% or more, more preferably 2.5% or more, still more preferably 3.0% or more. When the breaking elongation of the glass fiber is 2.0% or more, the impact resistance of the present laminate is likely to be in a more practical range. The upper limit of the breaking elongation rate of the glass fiber is not particularly limited, but the breaking elongation rate of the glass fiber is usually 3 to 5% or less.

コア層が含み得るガラス繊維は、最表裏層に用いられる炭素繊維よりも破断伸び率が高いことが好ましい。具体的には、ガラス繊維の破断伸び率(%)と炭素繊維の破断伸び率(%)との差は1.0~5.0(%)程度であることが好ましい。破断伸び率の差がこの範囲内にあると、本積層体は、優れた機械強度及び耐衝撃性を発現することができる。 The glass fiber that can be contained in the core layer preferably has a higher elongation at break than the carbon fiber used for the front and back layers. Specifically, the difference between the breaking elongation rate (%) of the glass fiber and the breaking elongation rate (%) of the carbon fiber is preferably about 1.0 to 5.0 (%). When the difference in the elongation at break is within this range, the laminated body can exhibit excellent mechanical strength and impact resistance.

コア層は、ガラス繊維と熱可塑性樹脂とを含有することが好ましく、各成分の含有量は、ガラス繊維100重量部に対し、熱可塑性樹脂を30~400重量部、好ましくは50~300重量部、さらに好ましくは60~200重量部含有することが好ましい。また、コア層は、ガラス繊維と熱可塑性樹脂を合計で30重量%以上含有することが好ましく、特に30~100重量%含有することが好ましい。熱可塑性樹脂含有量が上記の範囲であることによって、機械強度に優れ、かつ、機械強度と耐衝撃性とのバランスに優れた積層体となる。 The core layer preferably contains glass fiber and a thermoplastic resin, and the content of each component is 30 to 400 parts by weight, preferably 50 to 300 parts by weight of the thermoplastic resin with respect to 100 parts by weight of the glass fiber. , More preferably 60 to 200 parts by weight. Further, the core layer preferably contains glass fiber and a thermoplastic resin in a total amount of 30% by weight or more, and particularly preferably 30 to 100% by weight. When the thermoplastic resin content is in the above range, the laminate is excellent in mechanical strength and has an excellent balance between mechanical strength and impact resistance.

コア層の厚みは、耐衝撃性の観点から、1.5mm以上が好ましく、2.0mm以上がより好ましく、2.5mm以上であることがさらに好ましい。
また、本積層体に対するコア層の厚み割合〔(コア層の厚み/本積層体の総厚み)×100〕は、60~90%の範囲であることが、プレス賦形時の均一な型追従性と、熱可塑性樹脂積層体の機械強度のバランス及びコストの観点から好ましい。
From the viewpoint of impact resistance, the thickness of the core layer is preferably 1.5 mm or more, more preferably 2.0 mm or more, and even more preferably 2.5 mm or more.
Further, the thickness ratio of the core layer to the main laminated body [(thickness of the core layer / total thickness of the main laminated body) × 100] is in the range of 60 to 90%, which means that the uniform follow-up during press shaping. It is preferable from the viewpoint of the balance between the properties and the mechanical strength of the thermoplastic resin laminate and the cost.

コア層は、既述の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物からなる熱可塑性樹脂シートを、1枚又は複数枚積層することにより作製される。
コア層が更にガラス繊維を含む場合は、ガラス繊維からなるガラス繊維シートと、熱可塑性樹脂シートとを積層して用いてもよいし、ガラス繊維を含む熱可塑性樹脂組成物からなる熱可塑性樹脂シート(ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シート)を用いてもよい。ガラス繊維シートと、熱可塑性樹脂シートとを積層する場合、各シートは、それぞれ1枚又は複数枚用いることができる。それぞれ複数枚用いるときは、ガラス繊維シートと、熱可塑性樹脂シートとを交互に積層してもよいし、ランダムに積層してもよいし、複数枚のガラス繊維シートと、複数枚の熱可塑性樹脂シートとを重ね合わせてもよい。ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートを用いる場合も、ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートを1枚又は複数枚用いることができる。ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートに、更にガラス繊維シートを積層してもよいし、必要に応じて、ガラス繊維以外の強化繊維シートを更に積層してもよい。
以上の中でも、コア層は、本積層体の機械強度を高める観点から、ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートを、1枚用いて作製するか、複数枚積層して作製することが好ましい。
The core layer is produced by laminating one or more thermoplastic resin sheets made of the thermoplastic resin composition containing the above-mentioned thermoplastic resin.
When the core layer further contains glass fibers, a glass fiber sheet made of glass fibers and a thermoplastic resin sheet may be laminated and used, or a thermoplastic resin sheet made of a thermoplastic resin composition containing glass fibers. (Thermoplastic resin sheet containing glass fiber) may be used. When laminating a glass fiber sheet and a thermoplastic resin sheet, one or a plurality of each sheet can be used. When a plurality of glass fiber sheets are used, the glass fiber sheets and the thermoplastic resin sheets may be laminated alternately or randomly, or the glass fiber sheets and the thermoplastic resin sheets may be laminated. It may be overlapped with the sheet. When the thermoplastic resin sheet containing glass fiber is also used, one or more thermoplastic resin sheets containing glass fiber can be used. A glass fiber sheet may be further laminated on the thermoplastic resin sheet containing glass fiber, or a reinforcing fiber sheet other than the glass fiber may be further laminated, if necessary.
Among the above, the core layer is preferably manufactured by using one thermoplastic resin sheet containing glass fibers or by laminating a plurality of sheets from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the laminated body.

ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートは、ガラス繊維ペーパー、又はガラス繊維マットであることが好ましい。ここで、「ガラス繊維ペーパー」と「ガラス繊維マット」はいずれも繊維束を開繊し、分散し、湿式法、乾式法等で成形し、抄紙して平膜状としたシートである。 The thermoplastic resin sheet containing glass fiber is preferably glass fiber paper or glass fiber mat. Here, both "glass fiber paper" and "glass fiber mat" are sheets in which fiber bundles are opened, dispersed, molded by a wet method, a dry method, or the like, and then made into a flat film.

ガラス繊維ペーパー及びガラス繊維マットは、通常乾式不織布法と湿式抄紙法のいずれかで製造されるが、生産性とガラス繊維の開繊がより良好となる観点から乾式不織布法で製造されたものを用いることが好ましい。 Glass fiber paper and glass fiber mats are usually manufactured by either the dry non-woven fabric method or the wet papermaking method, but those manufactured by the dry non-woven fabric method are used from the viewpoint of better productivity and better fiberglass opening. It is preferable to use it.

ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートは、ガラス繊維にポリオレフィン系樹脂等の前述の熱可塑性樹脂を含浸させた所謂プリプレグなどであってもよい。一般に「ガラス繊維マット」は、熱可塑性樹脂の含有量、厚み等の点において「ガラス繊維ペーパー」と区別される。通常、ガラス繊維マットはガラス繊維ペーパーに比べ、熱可塑性樹脂の含有量が多く、厚みが厚い。 The thermoplastic resin sheet containing glass fibers may be a so-called prepreg in which glass fibers are impregnated with the above-mentioned thermoplastic resin such as a polyolefin resin. Generally, the "glass fiber mat" is distinguished from the "glass fiber paper" in terms of the content, thickness and the like of the thermoplastic resin. Generally, the glass fiber mat has a higher content of thermoplastic resin and a thicker thickness than the glass fiber paper.

ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートは、本積層体の機械強度と耐衝撃性の観点より、坪量(ガラス繊維量と熱可塑性樹脂)の多いものが好ましい。シート自体の生産性とコストとのバランスを考慮して、熱可塑性樹脂シートの坪量(ガラス繊維量)は、好ましくは50~400g/m、さらに好ましくは50~350g/m、特に好ましくは50~300g/mである。また、ガラス繊維シートの熱可塑性樹脂量は、炭素繊維に対して0~70重量%程度とすることが好ましい。 The thermoplastic resin sheet containing glass fibers preferably has a large basis weight (glass fiber amount and thermoplastic resin) from the viewpoint of mechanical strength and impact resistance of the present laminate. Considering the balance between the productivity and cost of the sheet itself, the basis weight (glass fiber amount) of the thermoplastic resin sheet is preferably 50 to 400 g / m 2 , more preferably 50 to 350 g / m 2 , and particularly preferably 50 to 350 g / m 2. Is 50 to 300 g / m 2 . The amount of the thermoplastic resin in the glass fiber sheet is preferably about 0 to 70% by weight with respect to the carbon fiber.

ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートの厚みは特に制限はなく、ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートを単層シートとして用いるか、或いは複数枚のガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートの積層シートとして用いるかによっても異なるが、通常100~5000μm程度である。 The thickness of the thermoplastic resin sheet containing glass fibers is not particularly limited, and varies depending on whether the thermoplastic resin sheet containing glass fibers is used as a single-layer sheet or a laminated sheet of a plurality of thermoplastic resin sheets containing glass fibers. However, it is usually about 100 to 5000 μm.

〔最表裏層〕
最表裏層は、主として本積層体の剛性を高めることに寄与する層であり、炭素繊維を含む層である。
炭素繊維としては、ピッチ系炭素繊維、ポリアクリロニトリル系炭素繊維(PAN系炭素繊維)のいずれでもよく、これらを組み合わせて用いてもよいが、強化繊維マットを作成する工程で繊維が折れにくいPAN系炭素繊維が好ましい。なお、炭素繊維は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
[Front and back layers]
The front and back layers are layers that mainly contribute to increasing the rigidity of the main laminate, and are layers containing carbon fibers.
The carbon fiber may be either pitch-based carbon fiber or polyacrylonitrile-based carbon fiber (PAN-based carbon fiber), and these may be used in combination, but the PAN-based fiber is hard to break in the process of producing the reinforcing fiber mat. Carbon fiber is preferred. As the carbon fiber, one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

本積層体の機械強度の観点、特に、曲げ試験における高剛性を発現し易くする観点から、破断伸び率が低く、引張弾性率の高い炭素繊維を、積層体の最表裏層に配置する事が好ましい。
従って、既述のように、コア層がガラス繊維を含む場合の、当該ガラス繊維よりも、破断伸び率が低い炭素繊維を最表裏層に用いることが好ましい。
From the viewpoint of the mechanical strength of the laminated body, particularly from the viewpoint of facilitating the development of high rigidity in the bending test, it is possible to arrange carbon fibers having a low fracture elongation rate and a high tensile elastic modulus on the front and back layers of the laminated body. preferable.
Therefore, as described above, when the core layer contains glass fibers, it is preferable to use carbon fibers having a lower elongation at break than the glass fibers for the front and back layers.

炭素繊維の繊維長は30~200mmであることが好ましく、35~200mmであることがより好ましく、40~200mmであることが更に好ましく、40~100mmであることがより更に好ましい。こういった繊維長の炭素繊維の割合は、炭素繊維100重量部中特に25~100重量部含まれることが好ましく、とりわけ30~100重量部含まれることが好ましい。炭素繊維100重量部のうちの25重量部以上の炭素繊維の繊維長が30mm以上であると、より本積層体の機械強度に優れる。
機械強度の観点から炭素繊維の繊維長は連続繊維の様に長いほど好ましいが、乾式法にて炭素繊維を含む不織布を作成する工程における繊維の解繊と分散性の観点から、炭素繊維の繊維長は通常100mm以下である。
The fiber length of the carbon fiber is preferably 30 to 200 mm, more preferably 35 to 200 mm, further preferably 40 to 200 mm, and even more preferably 40 to 100 mm. The ratio of the carbon fiber having such a fiber length is preferably 25 to 100 parts by weight, particularly preferably 30 to 100 parts by weight, out of 100 parts by weight of the carbon fiber. When the fiber length of the carbon fiber of 25 parts by weight or more out of 100 parts by weight of the carbon fiber is 30 mm or more, the mechanical strength of the present laminate is more excellent.
From the viewpoint of mechanical strength, it is preferable that the fiber length of carbon fiber is as long as continuous fiber, but from the viewpoint of fiber defibration and dispersibility in the process of producing a non-woven fabric containing carbon fiber by a dry method, carbon fiber fiber. The length is usually 100 mm or less.

炭素繊維が上述した繊維長であることにより、本積層体の曲げ弾性率を維持することができ耐衝撃性とのバランスを取ることができる。 Since the carbon fiber has the above-mentioned fiber length, the flexural modulus of the present laminate can be maintained and the impact resistance can be balanced.

ここで、炭素繊維の繊維長は、後述する実施例の項に記載の方法で測定することができる。 Here, the fiber length of the carbon fiber can be measured by the method described in the section of Examples described later.

炭素繊維の破断伸び率は1.0%以上であることが好ましく、より好ましくは1.4%以上、さらに好ましくは1.5%以上である。炭素繊維の破断伸び率が1.0%以上であると、本積層体の耐衝撃性を実用の範囲に維持し易い。また、耐衝撃性の観点から、炭素繊維の破断伸び率は大きい程好ましいが、上述した炭素繊維の破断伸び率は通常2.5%以下である。 The elongation at break of the carbon fiber is preferably 1.0% or more, more preferably 1.4% or more, still more preferably 1.5% or more. When the breaking elongation of the carbon fiber is 1.0% or more, it is easy to maintain the impact resistance of the laminated body within the practical range. Further, from the viewpoint of impact resistance, the larger the breaking elongation rate of the carbon fiber is, the more preferable, but the above-mentioned breaking elongation rate of the carbon fiber is usually 2.5% or less.

最表裏層は、上記炭素繊維の1種のみが含まれていてもよいし、材質、繊維長、繊維径等の異なる2種以上の炭素繊維が含まれていてもよい。
また、最表層の炭素繊維と最裏層の炭素繊維とは同一のものであってもよく、異なるものであってもよいが、材料の調達の利便性と積層体の反り抑制の観点から同一であることが好ましい。
The front and back layers may contain only one type of the above carbon fibers, or may contain two or more types of carbon fibers having different materials, fiber lengths, fiber diameters, and the like.
Further, the carbon fibers in the outermost layer and the carbon fibers in the back layer may be the same or different, but they are the same from the viewpoint of convenience of material procurement and suppression of warpage of the laminated body. Is preferable.

最表裏層は、炭素繊維に加え、炭素繊維同士が容易に解離しないように、ポリオレフィン系樹脂等の前述の熱可塑性樹脂をバインダー樹脂として含有していてもよい。また、最表裏層は、必要に応じて、コア層を構成する熱可塑性樹脂組成物が含み得る各種添加剤を含んでいてもよい。
最表裏層が熱可塑性樹脂を含む場合、最表裏層中の熱可塑性樹脂の含有量は、炭素繊維100重量部に対し、0重量部以上200重量部以下であることが好ましく、特に50重量部以上150重量部以下であることが好ましい。また、最表裏層は、強化繊維と熱可塑性樹脂を主成分としてこれらを合計で90重量%以上、特に95~100重量%含有することが好ましい。最表裏層中の熱可塑性樹脂含有量が炭素繊維100重量部に対し50重量部以上であることにより、十分量の炭素繊維を最表裏層中に確保し易くなり、熱可塑性樹脂積層体の曲げ剛性を確保し易くなる。
In addition to the carbon fibers, the front and back layers may contain the above-mentioned thermoplastic resin such as a polyolefin resin as a binder resin so that the carbon fibers do not easily dissociate from each other. Further, the front and back layers may contain various additives that can be contained in the thermoplastic resin composition constituting the core layer, if necessary.
When the front and back layers contain a thermoplastic resin, the content of the thermoplastic resin in the front and back layers is preferably 0 parts by weight or more and 200 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the carbon fiber, particularly 50 parts by weight. It is preferably 150 parts by weight or less. Further, it is preferable that the front and back layers contain reinforcing fibers and a thermoplastic resin as main components in a total amount of 90% by weight or more, particularly 95 to 100% by weight. When the content of the thermoplastic resin in the front and back layers is 50 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the carbon fibers, it becomes easy to secure a sufficient amount of carbon fibers in the front and back layers, and the thermoplastic resin laminate is bent. It becomes easy to secure the rigidity.

最表裏層の厚みは、最表層、最裏層それぞれの厚みとして、0.1mm以上、好ましくは0.2mm以上、さらに好ましくは0.3mm以上であることが、本積層体の剛性を高める観点より好ましい。
また、本積層体に対する最表層及び最裏層の厚み割合、即ち、〔(最表層の厚み/本積層体の総厚み)×100〕及び〔(最裏層の厚み/本積層体の総厚み)×100〕は、2~30%の範囲であることが好ましい。最表層と最裏層の厚みは異なるものであってもよいが、同一であることが、本積層体の反りが抑制される観点から好ましい。
The thickness of the outermost layer and the outermost layer is 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, and more preferably 0.3 mm or more as the thickness of each of the outermost layer and the innermost layer, from the viewpoint of increasing the rigidity of the laminated body. More preferred.
Further, the thickness ratio of the outermost layer and the innermost layer to the present laminated body, that is, [(thickness of the outermost layer / total thickness of the present laminated body) × 100] and [(thickness of the outermost layer / total thickness of the present laminated body) ) × 100] is preferably in the range of 2 to 30%. The thicknesses of the outermost layer and the outermost layer may be different, but it is preferable that they are the same from the viewpoint of suppressing warpage of the present laminated body.

最表裏層は、通常、既述の炭素繊維を含むシートを作製し、この炭素繊維シートを1枚又は複数枚積層することにより作製される。或いは、炭素繊維シートと熱可塑性樹脂シートとを各々作製し、これを積層することで作製してもよい。その際、必要に応じて、炭素繊維以外の強化繊維シート、或いは炭素繊維以外の強化繊維及び熱可塑性樹脂シートを積層して用いてもよい。 The front and back layers are usually made by preparing a sheet containing the carbon fibers described above and laminating one or more of the carbon fiber sheets. Alternatively, a carbon fiber sheet and a thermoplastic resin sheet may be produced respectively, and these may be produced by laminating them. At that time, if necessary, a reinforcing fiber sheet other than carbon fiber, or a reinforcing fiber other than carbon fiber and a thermoplastic resin sheet may be laminated and used.

炭素繊維シートの作製方法は特に限定されるものではないが、炭素繊維シートは、炭素繊維ペーパー、又は炭素繊維マットであることが好ましい。ここで、「炭素繊維ペーパー」と「炭素繊維マット」はいずれも繊維束を開繊し、分散し、湿式法、乾式法等で成形し、抄紙して平膜状としたシートである。 The method for producing the carbon fiber sheet is not particularly limited, but the carbon fiber sheet is preferably carbon fiber paper or carbon fiber mat. Here, both the "carbon fiber paper" and the "carbon fiber mat" are sheets in which fiber bundles are opened, dispersed, molded by a wet method, a dry method, or the like, and then made into a flat film.

炭素繊維シートは、通常乾式不織布法と湿式抄紙法のいずれかで製造されるが、生産性と繊維の開繊がより良好となる観点から乾式不織布法で製造されたものを用いることが好ましい。 The carbon fiber sheet is usually produced by either a dry nonwoven fabric method or a wet papermaking method, but it is preferable to use one produced by the dry nonwoven fabric method from the viewpoint of improving productivity and fiber opening.

既述のように、最表裏層は熱可塑性樹脂を含んでいてもよく、炭素繊維シートとして、繊維にポリオレフィン系樹脂等の前述の熱可塑性樹脂よりなるバインダー樹脂を含浸させた所謂プリプレグを用いてもよい。一般に「炭素繊維マット」は、バインダー樹脂の含有量、厚み等の点において「炭素繊維ペーパー」と区別される。通常、炭素繊維マットは炭素繊維ペーパーに比べ、バインダー樹脂の含有量が多く、厚みが厚い。 As described above, the front and back layers may contain a thermoplastic resin, and as a carbon fiber sheet, a so-called prepreg in which the fiber is impregnated with a binder resin made of the above-mentioned thermoplastic resin such as a polyolefin resin is used. May be good. Generally, the "carbon fiber mat" is distinguished from the "carbon fiber paper" in terms of the content, thickness and the like of the binder resin. Generally, the carbon fiber mat has a higher content of the binder resin and is thicker than the carbon fiber paper.

炭素繊維シートは、機械強度と耐衝撃性の観点より、坪量(強化繊維量とバインダー樹脂)の多いものが好ましいが、シート自体の生産性とコストとのバランスを考慮して、炭素繊維シートの坪量(炭素繊維量)は、好ましくは50~400g/m、さらに好ましくは50~350g/m、特に好ましくは50~300g/mである。また、炭素繊維シートのバインダー樹脂量は、炭素繊維に対して0~70重量%程度とすることが好ましい。 The carbon fiber sheet preferably has a large basis weight (reinforcing fiber amount and binder resin) from the viewpoint of mechanical strength and impact resistance, but in consideration of the balance between the productivity and cost of the sheet itself, the carbon fiber sheet The basis weight (carbon fiber amount) is preferably 50 to 400 g / m 2 , more preferably 50 to 350 g / m 2 , and particularly preferably 50 to 300 g / m 2 . The amount of the binder resin of the carbon fiber sheet is preferably about 0 to 70% by weight with respect to the carbon fiber.

炭素繊維シートの厚みには特に制限はなく、炭素繊維シートを単層シートとして用いるか、或いは複数枚の炭素繊維シート又は炭素繊維と熱可塑性樹脂シートの積層シートとして用いるかによっても異なるが、通常100~5000μm程度である。 The thickness of the carbon fiber sheet is not particularly limited, and varies depending on whether the carbon fiber sheet is used as a single-layer sheet or as a plurality of carbon fiber sheets or a laminated sheet of carbon fibers and a thermoplastic resin sheet, but it is usually used. It is about 100 to 5000 μm.

〔金属シート層〕
金属シート層は、最表裏層とコア層との間に介在する。即ち、金属シート層は、最表層とコア層との間、及び、最裏層とコア層との間の両方に介在する。金属シート層は、本積層体に衝撃があった際、積層体の変形量(たわみ量)を少なくするために存在するものであり、引張試験時の伸びが10%以上(JISZ2241準拠)である。
金属シート層は、引張試験時の伸びが10%以上であれば、特に制限はないが、耐衝撃性向上の理由より、99.99%以上の純度を有するアルミニウムからなることが好ましい。
ここで、金属シート層の引張試験の伸びが10%以上とは、金属シート層を、引張強度60N/mm、温度20℃で引張試験をした時の伸びが10%以上であることをいう。
[Metal sheet layer]
The metal sheet layer is interposed between the front and back layers and the core layer. That is, the metal sheet layer intervenes both between the outermost layer and the core layer and between the innermost layer and the core layer. The metal sheet layer exists to reduce the amount of deformation (deflection amount) of the laminated body when the main laminated body is impacted, and the elongation at the time of the tensile test is 10% or more (JISZ2241 compliant). ..
The metal sheet layer is not particularly limited as long as the elongation at the time of the tensile test is 10% or more, but is preferably made of aluminum having a purity of 99.99% or more for the reason of improving impact resistance.
Here, the elongation of the metal sheet layer in the tensile test of 10% or more means that the elongation of the metal sheet layer when the tensile strength is 60 N / mm 2 and the temperature is 20 ° C. is 10% or more. ..

金属シート層の厚みは0.3mm以上、好ましくは0.4mm以上、さらに好ましくは0.5mm以上の厚みを有することが耐衝撃性の観点より好ましい。
また、本積層体に対する金属シート層の厚み割合、即ち、〔(金属シート層の厚み/本積層体の総厚み)×100〕は、本積層体の耐衝撃性、高剛性、及びコストの観点から、2~30%の範囲であることが好ましく、5~30%であることがより好ましく、10~30%であることがさらに好ましい。最表層とコア層との間に介在する金属シート層の厚み、及び、最裏層とコア層との間に介在する金属シート層の厚みは、異なるものであってもよいが、同一であることが、本積層体の反りが抑制される観点から好ましい。
The thickness of the metal sheet layer is preferably 0.3 mm or more, preferably 0.4 mm or more, and more preferably 0.5 mm or more from the viewpoint of impact resistance.
Further, the thickness ratio of the metal sheet layer to the present laminate, that is, [(thickness of the metal sheet layer / total thickness of the present laminate) × 100] is from the viewpoint of impact resistance, high rigidity, and cost of the present laminate. Therefore, it is preferably in the range of 2 to 30%, more preferably 5 to 30%, and even more preferably 10 to 30%. The thickness of the metal sheet layer interposed between the outermost layer and the core layer and the thickness of the metal sheet layer interposed between the outermost layer and the core layer may be different but are the same. This is preferable from the viewpoint of suppressing the warp of the present laminated body.

金属シート層は、炭素繊維を含む最表裏層及びコア層との接着性を向上するために、金属シート層の表裏に、熱可塑性樹脂シートを積層すること;又は、金属シート層の表裏に薬液を付与する薬液処理等で微小な凹凸を付ける処理を行うこと;あるいは、その両方を組み合わせる処理をすることが好ましい。
熱可塑性樹脂シートは、既述の熱可塑性樹脂を含むシートであり、各種添加剤を更に含んでいてもよい。
For the metal sheet layer, a thermoplastic resin sheet is laminated on the front and back surfaces of the metal sheet layer in order to improve the adhesiveness to the front and back layers containing carbon fibers and the core layer; or a chemical solution is provided on the front and back surfaces of the metal sheet layer. It is preferable to carry out a treatment of adding minute irregularities by a chemical solution treatment or the like to impart the above; or a treatment in which both are combined.
The thermoplastic resin sheet is a sheet containing the above-mentioned thermoplastic resin, and may further contain various additives.

金属シート層の表裏に凹凸を付ける方法としては、既述の薬液処理;レーザーで金属表面に孔を形成する方法;金属シート層表面に被膜(酸化被膜等)を形成させ、熱可塑性樹脂との化学結合を期待する方法等が一般的に開示されており、それらのいずれか1つ又は組合せを用いることができる。 As a method of making unevenness on the front and back of the metal sheet layer, the above-mentioned chemical treatment; a method of forming holes on the metal surface with a laser; a film (oxide film, etc.) is formed on the surface of the metal sheet layer, and the resin is used with a thermoplastic resin. Methods for expecting chemical bonds and the like are generally disclosed, and any one or a combination thereof can be used.

〔本積層体の作製方法〕
本積層体の作製方法は、最表層/金属シート層/コア層/金属シート層/最裏層の層構造を形成可能な方法であれば、特に制限されない。例えば、各層の説明にて記載したシートをそれぞれ積層することで、本積層体を作製することができる。
[Method for producing this laminate]
The method for producing the laminated body is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a layer structure of the outermost layer / metal sheet layer / core layer / metal sheet layer / innermost layer. For example, the present laminated body can be produced by laminating the sheets described in the description of each layer.

前述のとおり、金属シート層は、炭素繊維を含有する最表裏層及びコア層との接着向上のために、金属シート層の表裏に熱可塑性樹脂シートを積層することが好ましい。
つまり本発明においては、最表層/熱可塑性樹脂層/金属シート層/熱可塑性樹脂層/コア層/熱可塑性樹脂層/金属シート層/熱可塑性樹脂層/最裏層の構成で成形を行うのが好ましい。
As described above, in the metal sheet layer, it is preferable to laminate a thermoplastic resin sheet on the front and back surfaces of the metal sheet layer in order to improve adhesion to the front and back layers and the core layer containing carbon fibers.
That is, in the present invention, molding is performed with the structure of the outermost layer / thermoplastic resin layer / metal sheet layer / thermoplastic resin layer / core layer / thermoplastic resin layer / metal sheet layer / thermoplastic resin layer / innermost layer. Is preferable.

本積層体は、最表裏層、金属シート層、コア層以外の他の層を有していてもよく、他の層を設ける場合は、同様に、他の層を構成するシートを作製し、最表裏層、金属シート層、及びコア層の中に他の層を積層すればよい。例えば、他の層として難燃層等を金属シート層とコア層との間に積層する場合は、難燃剤をシート状に成形し、金属シートと熱可塑性樹脂シートとの間に難燃シートを積層すればよい。また、熱可塑性樹脂組成物に難燃剤を配合してコア層を作製してもよい。
金属シート層の更に外層に他の層を設ける場合は、予め他の層を構成するシートを作製して本積層体の製造時に一体化してもよく、製造後に更に表面層を設けてもよい。
The present laminated body may have other layers other than the front and back layers, the metal sheet layer, and the core layer. When the other layers are provided, similarly, a sheet constituting the other layers is produced. Other layers may be laminated in the front and back layers, the metal sheet layer, and the core layer. For example, when a flame retardant layer or the like is laminated between the metal sheet layer and the core layer as another layer, the flame retardant is molded into a sheet shape, and the flame retardant sheet is placed between the metal sheet and the thermoplastic resin sheet. It may be laminated. Further, a flame retardant may be blended with the thermoplastic resin composition to prepare a core layer.
When another layer is provided on the outer layer of the metal sheet layer, a sheet constituting the other layer may be prepared in advance and integrated at the time of manufacturing the present laminate, or a surface layer may be further provided after the manufacture.

本積層体は、より具体的には、最表裏層用単層シート又は積層シート;金属シート用単層シート又は積層シート;コア層用単層シート又は積層シート;熱可塑性樹脂層を構成する熱可塑性樹脂シートを、それぞれ作製し、これらを、最表層用単層シート又は積層シート/熱可塑性樹脂用単層シート又は積層シート/金属シート層用シート/熱可塑性樹脂層用単層シート又は積層シート/コア層用単層シート又は積層シート/熱可塑性樹脂層用単層シート又は積層シート/金属シート層用単層シート又は積層シート/熱可塑性樹脂層用単層シート又は積層シート/最裏層用単層シート又は積層シートの順で重ね合わせて、適当な温度及び圧力でプレス成形することにより製造することができる。或いは、各層毎の積層シートを予め作製することなく、各層の構成シートを直接積層して適当な温度及び圧力でプレス成形することにより製造することができる。
なお、最表裏層用単層シート又は積層シートは、最表裏層を構成する炭素繊維シートを単層で用いるか、或いは炭素繊維シートと熱可塑性樹脂シートの必要枚数を積層することにより得ることができる。
金属シート用単層シート又は積層シートは、金属シートを単層で用いるか、或いは繊維シートと熱可塑性樹脂シートの必要枚数を積層することにより得ることができる。
コア層用単層シート又は積層シートは、コア層を構成するガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートを単層若しくは2層以上で用いるか、或いはガラス繊維シートと熱可塑性樹脂シートの必要枚数を積層することにより得ることができる。
熱可塑性樹脂層を構成する熱可塑性樹脂シートは、熱可塑性樹脂層を構成する熱可塑性樹脂シートの必要枚数を単層で用いるか、或いは積層することにより得ることができる。
More specifically, the present laminate is a single-layer sheet or laminated sheet for the front and back layers; a single-layer sheet or a laminated sheet for a metal sheet; a single-layer sheet or a laminated sheet for a core layer; Plastic resin sheets are prepared, respectively, and these are used as a single-layer sheet or laminated sheet for the outermost layer / single-layer sheet or laminated sheet for thermoplastic resin / sheet for metal sheet layer / single-layer sheet or laminated sheet for thermoplastic resin layer. / Single layer sheet or laminated sheet for core layer / Single layer sheet or laminated sheet for thermoplastic resin layer / Single layer sheet or laminated sheet for metal sheet layer / Single layer sheet or laminated sheet for thermoplastic resin layer / For back layer It can be manufactured by stacking single-layer sheets or laminated sheets in this order and press-molding them at an appropriate temperature and pressure. Alternatively, it can be manufactured by directly laminating the constituent sheets of each layer and press-molding them at an appropriate temperature and pressure without preparing a laminated sheet for each layer in advance.
The single-layer sheet or laminated sheet for the front and back layers can be obtained by using the carbon fiber sheet constituting the front and back layers as a single layer, or by laminating the required number of carbon fiber sheets and the thermoplastic resin sheet. can.
The single-layer sheet or laminated sheet for a metal sheet can be obtained by using the metal sheet as a single layer or by laminating a required number of fiber sheets and thermoplastic resin sheets.
As the single-layer sheet or laminated sheet for the core layer, the thermoplastic resin sheet containing the glass fiber constituting the core layer is used in a single layer or two or more layers, or the required number of the glass fiber sheet and the thermoplastic resin sheet are laminated. Can be obtained by
The thermoplastic resin sheet constituting the thermoplastic resin layer can be obtained by using the required number of thermoplastic resin sheets constituting the thermoplastic resin layer as a single layer or laminating them.

ここで、最表裏層用の積層シートを製造する場合は、炭素繊維シートと熱可塑性樹脂シートとの積層シートは、適宜1~複数枚の炭素繊維シートと熱可塑性樹脂シートを交互に積層することが好ましい。炭素繊維シートを複数枚用いる場合、複数枚の炭素繊維シートは同一のものであっても、炭素繊維の種類や厚み等が異なるものであってもよいが、同一であることが材料調達の利便性の観点より好ましい。コア層用の積層シートをガラス繊維シートと熱可塑性樹脂シートとの積層で製造する場合、ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートを2層以上用いる場合、及び熱可塑性樹脂シートを2層以上用いる場合についても同様である。 Here, when manufacturing a laminated sheet for the front and back layers, the laminated sheet of the carbon fiber sheet and the thermoplastic resin sheet is appropriately laminated with one or more carbon fiber sheets and the thermoplastic resin sheet alternately. Is preferable. When a plurality of carbon fiber sheets are used, the plurality of carbon fiber sheets may be the same or may have different types and thicknesses of carbon fibers, but the same is convenient for material procurement. It is preferable from the viewpoint of sex. When the laminated sheet for the core layer is manufactured by laminating a glass fiber sheet and a thermoplastic resin sheet, when two or more layers of a thermoplastic resin sheet containing glass fibers are used, and when two or more layers of a thermoplastic resin sheet are used. The same is true.

プレス成形条件は、各層に用いる熱可塑性樹脂の種類によっても異なるが、プレス成形温度としては、170~290℃の範囲が好ましく、170~280℃の範囲がより好ましい。また、プレス圧力としては0.5~6MPaの範囲が好ましく、1~6MPaの範囲がより好ましい。
かかる範囲においてプレス成形することにより、機械強度と耐衝撃性のバランスに優れた積層体を作製することができる。
The press molding conditions differ depending on the type of the thermoplastic resin used for each layer, but the press molding temperature is preferably in the range of 170 to 290 ° C, more preferably in the range of 170 to 280 ° C. The press pressure is preferably in the range of 0.5 to 6 MPa, more preferably in the range of 1 to 6 MPa.
By press molding in such a range, a laminate having an excellent balance between mechanical strength and impact resistance can be produced.

本積層体の製造は、いわゆるバッチ法で行ってもよく、各層に用いる強化繊維又は熱可塑性シートを作製しつつ、これらのシートを積層すると共に連続的にプレス成形する連続プレス法で行ってもよい。 The present laminate may be produced by a so-called batch method, or may be produced by a continuous press method in which these sheets are laminated and continuously press-formed while producing reinforcing fibers or thermoplastic sheets used for each layer. good.

本積層体の厚み(総厚み)は特に限定されないが、3.0mm以上であることが好ましく、10.0mm以下であることがより好ましく、3.5mm以上、10.0mm以下であることがさらに好ましく、4.0mm以上、10mm以下であることが特に好ましい。本積層体の厚みが3.0mm以上であれば、本積層体;及び本積層体をプレス成形した製品が、表面外観に優れる。また、本積層体の厚みが10.0mm以下であれば、本積層体がプレス成形性に優れる。 The thickness (total thickness) of the present laminate is not particularly limited, but is preferably 3.0 mm or more, more preferably 10.0 mm or less, and further preferably 3.5 mm or more and 10.0 mm or less. It is preferable, and it is particularly preferable that it is 4.0 mm or more and 10 mm or less. When the thickness of the present laminate is 3.0 mm or more, the present laminate; and the product obtained by press-molding the present laminate are excellent in surface appearance. Further, when the thickness of the laminated body is 10.0 mm or less, the laminated body is excellent in press formability.

主として高剛性に寄与する最外層と、主としてプレス賦形性に寄与するコア層を上記の厚みの範囲で設けることにより、プレス賦形時の均一な型追従性と機械強度のバランスといった特性バランスに優れる本積層体を得ることができる。 By providing the outermost layer, which mainly contributes to high rigidity, and the core layer, which mainly contributes to press shaping, within the above thickness range, a characteristic balance such as uniform mold followability and mechanical strength balance during press shaping can be achieved. An excellent laminated body can be obtained.

なお、本積層体は、反りを抑制する観点から、コア層を中心として、厚さ方向に対称な構成とされていることが好ましい。 From the viewpoint of suppressing warpage, the laminated body is preferably configured to be symmetrical in the thickness direction with the core layer as the center.

以下、本発明をより具体的に説明するための実施例を示すが、本発明は以下の実施例に示される具体的態様に限定されるものではない。 Hereinafter, examples for describing the present invention more specifically will be shown, but the present invention is not limited to the specific embodiments shown in the following examples.

1.使用材料
(1)炭素繊維シートの作製に用いた炭素繊維
・ポリアクリロニトリル系炭素繊維:三菱ケミカル社製、商品名「パイロフィルTR40」、破断伸び率=2.0%、繊維径=7~9μm、繊維長40mm
1. 1. Materials used (1) Carbon fiber / polyacrylonitrile-based carbon fiber used to prepare the carbon fiber sheet: Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name "Pyrofil TR40", elongation at break = 2.0%, fiber diameter = 7-9 μm, Fiber length 40 mm

(2)アルミニウムシート
・高純度アルミシート:泉メタル社製、商品名「5N-H」、純度99.999%
・一般アルミシート:日本工業規格(JIS)品の「A5052」、純度99.52%
なお、各アルミシートについて、島津製作所社製の引張試験機を用いて、温度20℃、引張り強さ60N/mmで引張試験をしたところ、0.3mm高純度アルミシートと0.5mm高純度アルミシートの伸びは15%であった。また、0.5mm一般アルミシートの伸びは7%であった。
(2) Aluminum sheet / High-purity aluminum sheet: Made by Izumi Metal Co., Ltd., product name "5N-H", purity 99.999%
-General aluminum sheet: Japanese Industrial Standards (JIS) product "A5052", purity 99.52%
Each aluminum sheet was subjected to a tensile test at a temperature of 20 ° C. and a tensile strength of 60 N / mm 2 using a tensile tester manufactured by Shimadzu Corporation. As a result, a 0.3 mm high-purity aluminum sheet and a 0.5 mm high-purity aluminum sheet were tested. The elongation of the aluminum sheet was 15%. The elongation of the 0.5 mm general aluminum sheet was 7%.

(3)コア層の作製に用いたガラス繊維入り熱可塑性樹脂シート
・ガラス繊維強化ポリプロピレン板:クオドラント社製、商品名「GMT(P4038)」、ガラス繊維の破断伸び率=4%、ガラス繊維100重量部に対するポリプロピレン樹脂の割合=150重量部
(3) Thermoplastic resin sheet containing glass fiber and glass fiber reinforced polypropylene plate used for producing the core layer: Made by Quadrant Co., Ltd., trade name "GMT (P4038)", glass fiber breaking elongation rate = 4%, glass fiber 100 Ratio of polypropylene resin to parts by weight = 150 parts by weight

(4)熱可塑性樹脂(金属シート層と、コア層又は表裏層との接着成分)
・ポリプロピレン樹脂(PP):三菱ケミカル社製、商品名「モディックP908」(酸変性PP樹脂)
(4) Thermoplastic resin (adhesive component between the metal sheet layer and the core layer or front and back layers)
-Polypropylene resin (PP): Mitsubishi Chemical Corporation, trade name "Modic P908" (acid-modified PP resin)

2.各シートの作製
(1)最外層形成用の炭素繊維シートの作製
乾式法による不織布の作製方法を用い、繊維長40mmの炭素繊維カットファイバーをカード機で開繊し、ニードルパンチ機を用いた製法で坪量150g/m、厚み4mmの炭素繊維シートを作成した。
2. 2. Preparation of each sheet (1) Preparation of carbon fiber sheet for forming the outermost layer Using the method of manufacturing a non-woven fabric by a dry method, a carbon fiber cut fiber having a fiber length of 40 mm is opened with a card machine, and a manufacturing method using a needle punching machine. A carbon fiber sheet having a basis weight of 150 g / m 2 and a thickness of 4 mm was prepared.

(2)金属シート層形成用のアルミニウムシートの作製
高純度アルミシートは、厚さ0.3mm又は0.5mmのものを用い、一般アルミシートは0.5mmのものを用いた。
得られた高純度アルミシート及び一般アルミシートをそれぞれ塩酸に浸漬し、表面に高低差が20μmとなる凹凸ができるまで浸漬し、アルミニウムシートの表面に凹凸をつけた。
(2) Preparation of Aluminum Sheet for Forming Metal Sheet Layer A high-purity aluminum sheet having a thickness of 0.3 mm or 0.5 mm was used, and a general aluminum sheet having a thickness of 0.5 mm was used.
The obtained high-purity aluminum sheet and general aluminum sheet were each immersed in hydrochloric acid, and the surface was immersed until unevenness having a height difference of 20 μm was formed, and the surface of the aluminum sheet was made uneven.

(3)コア層形成用のガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートの作製
既述のガラス繊維強化ポリプロピレン板〔クオドラント社製GMT(P4038)〕を、ガラス繊維入り熱可塑性樹脂シートとして用いた。
(3) Preparation of Glass Fiber-Containing Thermoplastic Resin Sheet for Core Layer Formation The above-mentioned glass fiber-reinforced polypropylene plate [GMT (P4038) manufactured by Quadrant Co., Ltd.] was used as the glass fiber-containing thermoplastic resin sheet.

(4)熱可塑性樹脂層形成用の熱可塑性樹脂シートの作製
酸変性ポリプロピレン樹脂(PP)(モディックP908)を、押出シーティング装置を用いて溶融混練した。押出機より溶融混練した樹脂を、Tダイ口金より流出し、キャスティング装置と引取装置を用いて30μm厚みの熱可塑性樹脂シート(PPシート)を成形した。
(4) Preparation of Thermoplastic Resin Sheet for Forming Thermoplastic Resin Layer Acid-modified polypropylene resin (PP) (Modic P908) was melt-kneaded using an extrusion seating device. The resin melt-kneaded from the extruder was discharged from the T-die base, and a thermoplastic resin sheet (PP sheet) having a thickness of 30 μm was formed using a casting device and a take-up device.

3.実施例及び比較例
[実施例1]
最表層として炭素繊維シート(A1)1枚と、熱可塑性樹脂層として熱可塑性樹脂シート(D)5枚と、金属シート層として高純度アルミニウムシート(B1)1枚(0.5mm厚み)と、熱可塑性樹脂層として熱可塑性樹脂シート(D)1枚と、コア層としてガラス繊維強化ポリプロピレン板(C)(GMT、3.8mm厚み)と、熱可塑性樹脂層として熱可塑性樹脂シート(D)1枚と、金属シート層として高純度アルミニウムシート(B2)1枚(0.5mm厚み)と、熱可塑性樹脂層として熱可塑性樹脂シート(D)5枚と、最裏層として炭素繊維シート(A2)1枚を、A1/D/B1/D/C/D/B2/D/A2の順序で積層し、温度=180℃、圧力=3MPa、時間=15分の条件でプレス成形し、熱可塑性樹脂積層体を得た。
得られた熱可塑性樹脂積層体について各層の厚みを測定したところ、炭素繊維層(最表層)/アルミニウムシート/コア層/アルミニウムシート/炭素繊維層(最裏層)のそれぞれの厚みは、0.46mm/0.54mm/2.87mm/0.53mm/0.35mmであった。
3. 3. Example and Comparative Example [Example 1]
One carbon fiber sheet (A1) as the outermost layer, five thermoplastic resin sheets (D) as the thermoplastic resin layer, and one high-purity aluminum sheet (B1) (0.5 mm thickness) as the metal sheet layer. One thermoplastic resin sheet (D) as the thermoplastic resin layer, a glass fiber reinforced polypropylene plate (C) (GMT, 3.8 mm thickness) as the core layer, and a thermoplastic resin sheet (D) 1 as the thermoplastic resin layer. A sheet, one high-purity aluminum sheet (B2) as a metal sheet layer (0.5 mm thickness), five thermoplastic resin sheets (D) as a thermoplastic resin layer, and a carbon fiber sheet (A2) as the innermost layer. One sheet was laminated in the order of A1 / D / B1 / D / C / D / B2 / D / A2, press-molded under the conditions of temperature = 180 ° C., pressure = 3 MPa, time = 15 minutes, and thermoplastic resin. A laminate was obtained.
When the thickness of each layer of the obtained thermoplastic resin laminate was measured, the thickness of each of the carbon fiber layer (outermost layer) / aluminum sheet / core layer / aluminum sheet / carbon fiber layer (backmost layer) was 0. It was 46 mm / 0.54 mm / 2.87 mm / 0.53 mm / 0.35 mm.

[実施例2]
実施例1の金属シート層に用いた高純度アルミニウムシート(B1)、(B2)の厚みを、それぞれ0.3mmにした以外は実施例1と同様に作成し、熱可塑性樹脂積層体を得た。
得られた熱可塑性樹脂積層体について各層の厚みを測定したところ、炭素繊維層(最表層)/アルミニウムシート/コア層/アルミニウムシート/炭素繊維層(最裏層)のそれぞれの厚みは、0.35mm/0.27mm/2.79mm/0.34mm/0.36mmであった。
[Example 2]
The high-purity aluminum sheets (B1) and (B2) used for the metal sheet layer of Example 1 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the thicknesses of the high-purity aluminum sheets (B1) and (B2) were 0.3 mm, respectively, to obtain a thermoplastic resin laminate. ..
When the thickness of each layer of the obtained thermoplastic resin laminate was measured, the thickness of each of the carbon fiber layer (outermost layer) / aluminum sheet / core layer / aluminum sheet / carbon fiber layer (backmost layer) was 0. It was 35 mm / 0.27 mm / 2.79 mm / 0.34 mm / 0.36 mm.

[比較例1]
実施例1のコア層に用いたガラス繊維強化PP板を用いた。このコア層の厚みは3.63mmであった。
[Comparative Example 1]
The glass fiber reinforced PP plate used for the core layer of Example 1 was used. The thickness of this core layer was 3.63 mm.

[比較例2]
コア層として、比較例1のガラス繊維強化PP板(C)を用い、最表層として炭素繊維シート(A1)1枚;表層側の中間層として、熱可塑性樹脂シート(D)5枚、炭素繊維シート(A1)1枚及び熱可塑性樹脂シート(D)5枚の組合せ;最裏層として炭素繊維シート(A2)1枚;裏層側の中間層として、熱可塑性樹脂シート(D)5枚、炭素繊維シート(A2)1枚及び熱可塑性樹脂シート(D)5枚の組合せ;を配置した積層構成で、A1/D/A1/D/C/D/A2/D/A2の順序で積層し、温度=180℃、圧力=3MPa、時間=15分の条件でプレス成形し、熱可塑性樹脂積層体を得た。
得られた熱可塑性樹脂積層体について各層の厚みを測定したところ、炭素繊維層(最表層)/コア層/炭素繊維層(最裏層)のそれぞれの厚みは、0.94mm/2.09mm/0.97mmであった。
[Comparative Example 2]
The glass fiber reinforced PP plate (C) of Comparative Example 1 was used as the core layer, and one carbon fiber sheet (A1) was used as the outermost layer; five thermoplastic resin sheets (D) and carbon fibers were used as the intermediate layer on the surface layer side. Combination of 1 sheet (A1) and 5 thermoplastic resin sheets (D); 1 carbon fiber sheet (A2) as the innermost layer; 5 thermoplastic resin sheets (D) as the intermediate layer on the back layer side, A combination of one carbon fiber sheet (A2) and five thermoplastic resin sheets (D); laminated in the order of A1 / D / A1 / D / C / D / A2 / D / A2. , Temperature = 180 ° C., Pressure = 3 MPa, Time = 15 minutes, and press molding was performed to obtain a thermoplastic resin laminate.
When the thickness of each layer of the obtained thermoplastic resin laminate was measured, the thickness of each of the carbon fiber layer (outermost layer) / core layer / carbon fiber layer (backmost layer) was 0.94 mm / 2.09 mm /. It was 0.97 mm.

[比較例3]
コア層として、比較例1のガラス繊維強化PP板(C)を用い、最表層として熱可塑性樹脂シート(D)1枚;表層側の金属シート層として、高純度アルミニウムシート(B1)1枚(0.3mm厚み)、熱可塑性樹脂シート(D)5枚及び炭素繊維シート(A1)1枚の組合せ;最裏層として熱可塑性樹脂シート(D)1枚;裏層側の金属シート層として、炭素繊維シート(A2)1枚、熱可塑性樹脂シート(D)5枚及び高純度アルミニウムシート(B2)1枚(0.3mm厚み)の組合せ;を配置した積層構成で、D/B1/D/A1/C/A2/D/B2/Dの順序で積層し、温度=180℃、圧力=3MPa、時間=15分の条件でプレス成形し、熱可塑性樹脂積層体を得た。
得られた熱可塑性樹脂積層体について各層の厚みを測定したところ、アルミニウムシート(表層側)/炭素繊維層/コア層/炭素繊維層/アルミニウムシート(裏層側)のそれぞれの厚みは、0.35mm/0.36mm/2.60mm/0.38mm/0.37mmであった。
[Comparative Example 3]
The glass fiber reinforced PP plate (C) of Comparative Example 1 was used as the core layer, and one thermoplastic resin sheet (D) was used as the outermost layer; and one high-purity aluminum sheet (B1) was used as the metal sheet layer on the surface layer side. 0.3 mm thickness), a combination of 5 thermoplastic resin sheets (D) and 1 carbon fiber sheet (A1); 1 thermoplastic resin sheet (D) as the backmost layer; as a metal sheet layer on the back layer side A combination of one carbon fiber sheet (A2), five thermoplastic resin sheets (D), and one high-purity aluminum sheet (B2) (0.3 mm thickness); D / B1 / D / The layers were laminated in the order of A1 / C / A2 / D / B2 / D, and press-molded under the conditions of temperature = 180 ° C., pressure = 3 MPa, and time = 15 minutes to obtain a thermoplastic resin laminate.
When the thickness of each layer of the obtained thermoplastic resin laminate was measured, the thickness of each of the aluminum sheet (surface layer side) / carbon fiber layer / core layer / carbon fiber layer / aluminum sheet (back layer side) was 0. It was 35 mm / 0.36 mm / 2.60 mm / 0.38 mm / 0.37 mm.

[比較例4]
比較例3の熱可塑性樹脂積層体の製造において、金属シート層に用いた高純度アルミニウムシート(B1)、(B2)を、それぞれ、一般アルミシート(B1)、(B2)(それぞれ0.5mm厚み)に変更した以外は同様の積層構成とプレス条件で、熱可塑性樹脂積層体を得た。
得られた熱可塑性樹脂積層体について各層の厚みを測定したところ、アルミニウムシート(表層側)/炭素繊維層/コア層/炭素繊維層/アルミニウムシート(裏層側)のそれぞれの厚みは、0.37mm/0.44mm/2.64mm/0.45mm/0.46mmであった。
[Comparative Example 4]
In the production of the thermoplastic resin laminate of Comparative Example 3, the high-purity aluminum sheets (B1) and (B2) used for the metal sheet layer were used as general aluminum sheets (B1) and (B2) (each having a thickness of 0.5 mm). ) Was used to obtain a thermoplastic resin laminate under the same laminated structure and press conditions.
When the thickness of each layer of the obtained thermoplastic resin laminate was measured, the thickness of each of the aluminum sheet (surface layer side) / carbon fiber layer / core layer / carbon fiber layer / aluminum sheet (back layer side) was 0. It was 37 mm / 0.44 mm / 2.64 mm / 0.45 mm / 0.46 mm.

3.測定及び評価
実施例及び比較例において作製した熱可塑性樹脂積層体について、以下に示す機械強度及び耐衝撃性の評価を行った。
3. 3. Measurement and Evaluation The thermoplastic resin laminates produced in Examples and Comparative Examples were evaluated for the mechanical strength and impact resistance shown below.

(1)機械強度(曲げ弾性率)
作製した熱可塑性樹脂積層体を幅15mm、長さ100mmに切断し、JIS K7074に従って、支点間距離=80mm、速度=5.3mm/min、温度=23℃で3点曲げ試験を行い、曲げ強度と曲げ弾性率を測定した。
また、曲げ弾性率を以下の評価基準で判定し、結果を表1に示した。
○:9.0GPa以上
×:9.0GPa未満
(1) Mechanical strength (flexural modulus)
The prepared thermoplastic resin laminate was cut into a width of 15 mm and a length of 100 mm, and a three-point bending test was performed at a distance between fulcrums = 80 mm, a speed = 5.3 mm / min, and a temperature = 23 ° C. according to JIS K7074, and bending strength was performed. And the flexural modulus was measured.
The flexural modulus was determined according to the following evaluation criteria, and the results are shown in Table 1.
◯: 9.0 GPa or more ×: less than 9.0 GPa

(2)耐衝撃性(落球試験)
作製した熱可塑性樹脂積層体を、幅50mm、長さ150mmに切断し、落球衝撃試験装置の固定バイス(試験片長手方向の2辺を25mmずつ噛み込ませバイス間距離を100mmにセット)にセットし、落下錘(500g)を120cmの高さから落下させたときの、サンプルの状態を観察し、以下の基準で評価し、結果を表1に示した。
○:落球裏面側の表面亀裂なし
×:落球裏面側の表面亀裂あり
(2) Impact resistance (ball drop test)
The prepared thermoplastic resin laminate is cut into a width of 50 mm and a length of 150 mm, and set in a fixed vise of a falling ball impact test device (two sides in the longitudinal direction of the test piece are bitten by 25 mm and the distance between the vices is set to 100 mm). Then, the state of the sample when the falling weight (500 g) was dropped from a height of 120 cm was observed and evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 1.
○: No surface crack on the back side of the falling ball ×: Surface crack on the back side of the falling ball

(3)耐衝撃性(変形試験)
作製した熱可塑性樹脂積層体を、幅50mm、長さ150mmに切断し、落球衝撃試験装置の固定バイス(試験片長手方向の2辺を25mmずつ噛み込ませバイス間距離を100mmにセット)にセットし、落下錘(500g)を120cmの高さから落下させたときの、サンプルの変形を観察し、以下の基準で評価した。
落球面側を平坦な机の表面に設置し、机の面とサンプルの変形で発生した隙間を測定した時の隙間で評価し、結果を表1に示した。また、変形量を表1に示した。
○:1mm未満
×:1mm以上
(3) Impact resistance (deformation test)
The prepared thermoplastic resin laminate is cut into a width of 50 mm and a length of 150 mm, and set in a fixed vise of a falling ball impact test device (two sides in the longitudinal direction of the test piece are bitten by 25 mm and the distance between the vices is set to 100 mm). Then, when the falling weight (500 g) was dropped from a height of 120 cm, the deformation of the sample was observed and evaluated according to the following criteria.
The falling spherical surface side was installed on a flat desk surface, and the gap generated by the deformation of the desk surface and the sample was evaluated by the gap, and the results are shown in Table 1. The amount of deformation is shown in Table 1.
○: Less than 1 mm ×: 1 mm or more

Figure 0007069977000001
Figure 0007069977000001

表1に示したように、実施例において作製した本発明の熱可塑性樹脂積層体は、機械強度(剛性)と耐衝撃性のバランスに優れたものとなっている。
一方、本発明において特定する条件を満たさない比較例の積層体は、機械強度(剛性)、または耐衝撃性に劣る。
As shown in Table 1, the thermoplastic resin laminate of the present invention produced in the examples has an excellent balance between mechanical strength (rigidity) and impact resistance.
On the other hand, the laminated body of the comparative example which does not satisfy the conditions specified in the present invention is inferior in mechanical strength (rigidity) or impact resistance.

本積層体は、機械強度、特に曲げ弾性、及び耐衝撃性に優れ、また、両者のバランスに優れ、しかも軽量性及び低コスト化の要求に応えることが可能な積層体であるため、大型の電化製品の筐体、自動車及び鉄道の内装材、外装材等の各種成形品に好適に利用することができる。 This laminate is excellent in mechanical strength, especially bending elasticity and impact resistance, has an excellent balance between the two, and is a laminate that can meet the demands of light weight and cost reduction, so that it is large. It can be suitably used for various molded products such as housings of electric appliances, interior materials of automobiles and railways, and exterior materials.

Claims (5)

熱可塑性樹脂を含むコア層と、
炭素繊維を含む最表裏層と、
前記コア層と前記最表裏層との間に、引張試験時の伸びが10%以上である金属シート層と
を有し、
前記金属シート層が99.99%以上の純度を有するアルミニウムからなる熱可塑性樹脂積層体。
With a core layer containing thermoplastic resin,
The front and back layers containing carbon fiber,
A metal sheet layer having an elongation of 10% or more at the time of a tensile test is provided between the core layer and the front and back layers.
A thermoplastic resin laminate in which the metal sheet layer is made of aluminum having a purity of 99.99% or higher .
前記コア層が、更にガラス繊維を含む請求項に記載の熱可塑性樹脂積層体。 The thermoplastic resin laminate according to claim 1 , wherein the core layer further contains glass fibers. 熱可塑性樹脂及びガラス繊維を含むコア層と、 A core layer containing thermoplastic resin and glass fiber,
炭素繊維を含む最表裏層と、 The front and back layers containing carbon fiber,
前記コア層と前記最表裏層との間に、引張試験時の伸びが10%以上である金属シート層と A metal sheet layer having an elongation of 10% or more during a tensile test between the core layer and the front and back layers.
を有する熱可塑性樹脂積層体。Thermoplastic resin laminate having.
積層体に対する金属シート層の厚み割合が、2~30%である請求項1~3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂積層体。 The thermoplastic resin laminate according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness ratio of the metal sheet layer to the laminate is 2 to 30%. 前記炭素繊維が、ポリアクリロニトリル系炭素繊維である請求項1~4のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂積層体。 The thermoplastic resin laminate according to any one of claims 1 to 4 , wherein the carbon fiber is a polyacrylonitrile-based carbon fiber.
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