JPH04125135A

JPH04125135A - 微細凹凸面を有する炭素繊維強化樹脂成形品及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04125135A
Application number: JP24428290A
Authority: JP
Inventors: Kazufusa Moriguchi; 森口　和総; Masashi Nakamura; 中村　昌視
Original assignee: Somar Corp
Current assignee: Somar Corp
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-04-24
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH0661883B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、微細凹凸面を有する炭素繊維強化樹脂成形品
及びその製造方法に関するものである。

（従来技術及びその問題点）従来、微細凹凸面を有する樹脂成形品を機械的に得るた
めに、成形品表面に高速で飛翔する砂を衝突させて微細
な傷を付けるサンドブラスト加工法が行われている。し
かし、この方法で成形品の表面に形成される微細凹凸は
、高速で飛翔する砂の衝突により形成された引掻傷であ
るので、ささくれ状に形成されたもので、毛羽状や繊維
状の突起を有するものとなっている。従って、このよう
な表面構造では、表面を微細凹凸面に形成した割には摩
擦係数の格別の向上が達成されず、その上、その表面に
形成された突起が切れやすく、摩擦粉発生の原因となる
等の問題を含む。さらに、表面には使用した砂が少量残
存し、この砂は洗浄によっても完全に除去するのが難し
い。

樹脂成形品の表面に微細凹凸面を形成する他の方法とし
て、しぼロールを用いるしぼ加工板が知られている。し
かし、この方法では、しぼ加工装置が高価である上、ミ
クロンオーダーの微細な凹凸を形成するのは非常に困難
である。

一方、機械的高強度樹−脂として、炭素繊維強化樹脂（
以下、ＣＦＲＰとも言う）が知られている。このものは
、樹脂を含浸させた炭素繊維からなるプリプレグを成形
材料として用い、これを加圧下で熱成形することによっ
て製造される。このＣＦＲＰは、軽量で、かつ大きな機
械的強度を有し、特に曲げ弾性率が大きいことから、ゴ
ルフクラブシャフトや、釣りざおを含む各種の用途に応
用されている。

ところで、このＣＦＲＰの新しい用途として、カメラに
おけるシャッター羽根への応用がある。ＣＦＲＰシート
は、軽量であるとともに、剛性が大きく、かつ弾力性が
あり、さらに導電性を有することから、シャッター羽根
用素材として極めて好適のものである。

しかしながら、このＣＦＲＰシートは、遮光性と摺動性
の点で不十分である上、光反射率が高すぎてそのままで
はシャッター羽根として使用することができない。ＣＦ
ＲＰシートの遮光性向上のためには、ＣＦＲＰシートの
マトリックス樹脂中に黒色顔料（例えばカーボンブラッ
ク）を分散させることが知られている。また、摺動性を
高めるとともに光反射率を低減化させるために、潤滑性
黒色塗装を施すことも知られている。しかし、このよう
な従来のＣＦＲＰ製シャッター羽根においては、これを
高速作動（例えば、シャッタ−スピード１／８０００秒
）させるための摺動性に劣り、また光反射率の低減下も
不充分で未だ満足し得るものではなかった。

樹脂成形品の表面を微細凹凸面に形成すると、その摺動
性は平滑面に比べて向上し、また光反射率も低下するこ
とは知られている。しかし、従来は、ＣＦＲＰシートに
対して前記した如きサンドブラスト加工法や、しぼ加工
を施すことは行われておらず、またこれらの加工法を適
用しようとしても。

それぞれ前記した如き問題点があるため、満足すべき結
果を得ることができない。

（発明の課題）本発明は、ＣＦＲＰ成形品において、その表面に毛羽状
や繊維状の突起を有しない滑らかな良質の微細凹凸を有
する成形品及びその製造方法を提供することをその課題
とする。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記課題を解決するために種々研究を重
ねた結果１本発明を完成するに至った。

即ち１本発明によれば、樹脂を含浸させた炭素繊維から
なるプリプレグを加圧板を用いて加圧熱成形して得られ
た成形品であって、該成形品の表面の少なくとも一部は
、該加圧板表面にあらかじめ形成された微細凹凸形状に
対応した微細凹凸面に形成され、該成形品の微細凹凸面
の中心線平均粗さが０．３〜５．０．であることを特徴
とする微細凹凸面を有する炭素繊維強化樹脂成形品が提
供される。

また１本発明によれば、樹脂を含浸させた炭素繊維から
なるプリプレグを加圧板を用いて熱成形することからな
り、該加圧板として中心線平均粗さが０．３〜５．０庫
の範囲の微細凹凸面に形成されたものを用い、該加圧板
の微細凹凸面に対応した中心線平均粗さを有する成形品
を得ることを特徴とする微細凹凸面を有する炭素繊維強
化樹脂成形品の製造方法が提供される。

本発明においては、成形材料として、樹脂を含浸させた
炭素繊維からなるプリプレグを用いる。

このようなプリプレグは従来良く知られているものであ
る。この場合、プリプレグ用マトリックス樹脂としては
、エポキシ樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂等の熱硬化性樹脂及びポリエステル樹脂や、ポリ
アミド樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。このマトリ
ックス樹脂には、ＣＦＲＰ成形品の遮光性を向上させる
ために黒色顔料を、また摺動性を向上させるために摺動
化剤を添加することができる。黒色顔料としては、カー
ボンブラックやアニリンブラックの如き慣用のものを用
いることができ、また、摺動化剤としては、フッ素樹脂
（例えば、ポリテトラフルオロエチレン等）、グラファ
イト、二硫化モリブデン等を用いることができる。この
摺動化剤の平均粒径は、０．１〜１０ｐａ、好ましくは
０．２〜５戸である。黒色顔料の添加量は、樹脂１００
重量部に対し、１〜１５重量部、好ましくは２〜１０重
量部であり、摺動化剤の添加量は、樹脂１００重量部に
対し、３〜３０重量部、好ましくは５〜２５重量部であ
る。

本発明のＣＦＲＰ成形品を製造するに際しては、プリプ
レグと接触する表面を微細凹凸形状に形成した加圧板を
用いる。加圧板としては、ステンレス板、アルミニウム
板、鉄板、銅板等の金属板が一般的に用いられる。加圧
板表面を微細凹凸形状に加工する方法としては、サンド
ブラスト法、ケミカルエツチング法、電蝕法等の従来公
知の方法を用いることができる。また、加圧板の表面に
形成する凹部の形状は、円形状、方形状、線状等の種々
の形状であることができる。これらの凹部は加圧板の表
面にできるだけ均一に分布するように形成するのが好ま
しい。また、線状凹部（溝状）の場合には、これを一定
間隔を置いた多数の平行直線状に形成し得る他、多数の
同心円状に形成することもできる。加圧板の微細凹凸面
の表面粗さは、中心線平均粗さ（ＪＩＳ　Ｂ　６０１）
で、０．３〜５．０−１好ましくは０．４〜３．ＯＡｌ
ｍである。加圧板の表面粗さが前記範囲を逸脱すると、
得られるＣＦＲＰ成形品の摺動性の向上及び光反射率の
低減化の効果を十分に得ることができなくなる。加圧板
の形状は、平板状又は曲板状であることができ、所望す
る成形品の形状に応じた適当な形状が選ばれる。

本発明のＣＦＲＰ成形品を製造するには、プリプレグを
加圧板の間にはさみ、その両側から熱プレスで圧縮すれ
ばよい。この場合、加圧板の少なくとも一方に前記した
微細凹凸表面を有する加圧板を用いる。これによって表
面の少なくとも一部が、加圧板の微細凹凸形状に対応し
た微細凹凸面に形成されたＣＦＲＰ成形品を得ることが
できる。即ち、本発明のＣＦＲＰ成形品は、その表面の
少なくとも一部が０．３−５．６．、好ましくは０．５
−２．０ＩＪａの中心線平均粗さを有するものである。

成形材料として用いるプリプレグは、シート状又は板状
であることができる。また、このプリプレグはその複数
枚を積層して、一体に成形することもできる。シャッタ
ー羽根用プリプレグとしては、１０〜１００ｇ／ｒｒｒ
の目付量のプリプレグシートの複数枚を積層して用いる
のがよい。この場合、プリプレグシートを積層する際の
炭素繊維の配向方向は、例えば、０°／９０°１０°の
ように各直交させるのが好ましい。

前記のようにして得られたＣＦＲＰ成形品は、通常、０
．５以下の摩擦係数（ＡＳＴＭ　Ｄ　１８９４）及び１
０％以下の表面光反射率（ＪＩＳｚ８７４１）を有する
ものである。

また、この成形品の形状はシート状（フィルム状）、平
板状、曲板状、ブロック状等の各種の形状であることが
できる。

（発明の効果）本発明のＣＦＲＰ成形品は、その表面の少なくとも一部
が微細凹凸面に形成されたものである。この微細凹凸は
、従来のサンドブラスト法により形成された毛羽状や繊
維状の突起を有するものとは異なり、凹凸部の局面は滑
らがであり、かつ突起先端も滑らかに形成されている。

従って、本発明のＣＦＲＰ成形品は摺動部材として有利
な特性を有し、その使用に際し、摩擦粉の発生を防止す
ることができる。また、本発明の成形品は、摺動化剤を
含有させることによって、その摺動性をさらに向上させ
ることができる。本発明のＣＦＲＰ成形品は、このよう
な摺動性（低摩擦性）を利用して、各種の摺動部材、例
えば、摺動性シートや摺動性部品、例えば、トルク調節
リミッタ−等として応用することができる。

また、本発明のＣＦＲＰ成形品は、摺動性にすぐれてい
るとともに、軽量でかつ剛性及び弾力性にすぐれ、さら
に黒色で遮光性を有することから、カメラにおけるシャ
ッター羽根、特に高速シャッター羽根の素材として有利
に適用される。

本発明のＣＦＲＰ成形品の製造方法は、その実施が容易
であり、微細凹凸を有するＣＦＲＰ成形品を安価に製造
することができる。

（実施例）次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

なお、表−１に示した表面特性の測定方法は次の通りで
ある。

（１）表面粗さ（中心線平均粗さ）：ＪＩＳ　Ｂ　０６
０１（２）表面光反射率：ＪＩＳ　Ｚ　８７４１（３）
摩擦係数：ＡＳＴＭ　Ｄ　１８９４（４）表面抵抗：Ｊ
ＩＳ　Ｋ　６９１１実施例１一方向配向炭素繊維に、平均粒径０．０３ｐｎのカーボ
ンブラックを５重量１含有するエポキシ樹脂系硬化性樹
脂を含浸させ、炭素繊維の目付が２７ｇ／　ｒｌのプリ
プレグを作成した。このプリプレグを面対称になるよう
にＯ″／９０″７０″に積層し、この積層物を、その積
層物の両表面に接触する部分を化学エツチング法で表面
を中心線平均粗さ２．０戸の粗面にした鉄板で挾み、そ
の鉄板の両側から１３０℃に予熱したホットプレスを用
いて５ｋｇ／ｒｒ？の圧力に加圧し、９０分硬化させた
。その後室温まで徐冷し、炭素繊維強化樹脂板を得た。

この板の性能を表−１に示す。

実施例２一方向配向炭素繊維に、平均粒径０．０３４のカーボン
ブラック５重量％と平均粒径０．３μｓのポリテトラフ
ルオロエチレン１０重量％を充分に分散させたエポキシ
樹脂系硬化性樹脂を含浸させ、炭素繊維目付５４ｇ／　
ｍのフリプレグを作成した。このプリプレグを０°／９
０°／９０°１０°に積層し、実施例１と同様にして炭
素繊維強化樹脂板を得た。この板の性能を表−１に示す
。

比較例実施例１において積層物の両面に接触する加圧板として
鏡面仕上げしたステンレス板を使用して、実施例１と同
様にして成形を行ない、炭素繊維強化樹脂板を得た。こ
の板の性能を表−１に示す。

表−１発明品は、摩擦係数が低く、すぐれた摺動性を有する上
、表面光反射率も低く、さらに、表面抵抗も低く、高速
シャッター羽根素材としてすぐれた特性を有するととも
に、摺動部材としてもすぐれた特性を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂を含浸させた炭素繊維からなるプリプレグを
加圧板を用いて加圧熱成形して得られた成形品であって
、該成形品の表面の少なくとも一部は、該加圧板表面に
あらかじめ形成された微細凹凸形状に対応した微細凹凸
面に形成され、該成形品の微細凹凸面の中心線平均粗さ
が０．３〜５．０μｍであることを特徴とする微細凹凸
面を有する炭素繊維強化樹脂成形品。
（２）黒色顔料及び／又は摺動化剤を含有する請求項１
の成形品。
（３）樹脂を含浸させた炭素繊維からなるプリプレグを
加圧板を用いて熱成形することからなり、該加圧板とし
て中心線平均粗さが０．３〜５．０μｍの範囲の微細凹
凸面に形成されたものを用い、該加圧板の微細凹凸面に
対応した中心線平均粗さを有する成形品を得ることを特
徴とする微細凹凸面を有する炭素繊維強化樹脂成形品の
製造方法。