JPH0421409A - 繊維強化樹脂シート - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、繊維強化樹脂シートに関し、特に所定の厚
みで３次元方向に強化された繊維強化樹脂シートに関す
る。

（従来の技術） 一般に、繊維強化樹脂（以降ＦＲＰと略す）シートは、
炭素繊維やアラミド繊維等の高強度で高弾性な特性を有
する繊維系素材の長繊維を一方向に方向性を揃えて配し
、これにエポキシ樹脂等の硬化性樹脂剤を含浸させたシ
ート材を積層し、樹脂剤の硬化により長繊維とシート材
とを一体化させて作られている。このため、このように
して製造されるＦＲＰシートには繊維の配向方向に応し
た力学的な方向性が生じる。つまり、繊維が配向された
縦方向の力に対しては強固になるが、横方向の力に対し
ては非常に弱いものとなる。

したがって、縦方向と横方向との双方の力に対して強固
なＦＲＰシートを製造する場合には、上記単方向性のＦ
ＲＰシートを更に多層に、その方向性を異ならせて積層
形成するようにしている。

すなわち、例えば特公昭５６−５４２０７号公報等に示
されているように、一方向性強化繊維に硬化性樹脂剤を
含浸させプリプレグによって所望の厚みを有するパネル
状のＦＲＰシートを作る場合には、その繊維の配向を交
差させた状態で積層し、繊維配向による熱収縮差、及び
これによる反りなどを矯正するとともに、各方向に対す
る強度をもたせた状態で要求厚みに応じて一体に硬化さ
せ、所定厚みのＦＲＰシートを得るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のようにして縦方向および横方向の
双方の力に対して強度のあるＦＲＰシートをある程度の
厚みを有してパネル状に形成するには、厚み中心を対称
にして繊維の配向が同一となるように３層以上に何層に
も積層し、しかもいろいろな方向に繊維を配向させる必
要があり、構造が複雑化して製造も面倒となる欠点があ
った。

また、このようにして積層形成されたＦＲＰシートは縦
横の２次元方向の力に対しては十分な強度を確保し得る
ものの、厚み方向の力に対しては各層間は樹脂によって
相互に接着されているのみであるので十分な強度及び弾
性を得ることができず、面と直角の方向に作用する力に
対してはベニア板のように層間剥離が生ずる惧れがあり
、平面的用途以外、建築物の構造材等への適用には不向
きであるといった問題があった。

そこで、この種の欠点を除去するために、例えば特公昭
６２−２５０９４号公報等に示されるように、各層間を
貫通して炭素繊維のニードルを配するようにした構造も
提案されている。

しかしながら、この構造は複雑であり、生産的でないた
め製造コストが高くなり、建築用材料として使用するに
は問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、−回の成形作業で任意の厚みのＦＲＰシート
を得られ、しかも３次元方向の力に対して強度を発揮で
きる廉価なＦＲＰシートを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、この発明に係るＦＲＰシート
は、炭素繊維、アラミド繊維などの繊維系素材の短繊維
を３次元方向に絡めて所定厚みに形成したフェルト状繊
維体に樹脂を含浸させ、該フェルト状繊維体を厚み方向
にプレスしてシート状に形成するようにした。

（作　用） 以上の構成によれば、プレス時の圧縮クリアランスに応
じた厚みのＦＲＰシートを得られる。

また、得られたＦＲＰシートは、３次元配向されて絡め
られた短繊維が厚み方向に圧縮された状態で樹脂の固化
により一体化されるので、層間がなく、３次元方向の各
力に対して強度を発揮する。

（実　施　例） 以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。

第１図、第２図はこの発明にかかるＦＲＰンートの製造
工程を示すものである。

このＦＲＰシート１は、炭素繊維、アラミド繊維などの
高強度で高弾性かつ耐蝕性に優れた繊維系素材の短繊維
２を３次元方向にランダムに絡めさせて、一定の幅寸法
Ｈ２及び所定の厚みＤに形成した長尺物のフェルト状繊
維体３をさらに加工して得られるもので、このフェルト
状繊維体３中にはこれを構成する各短繊維２間の空隙に
未硬化の樹脂として予めエポキシ樹脂が含浸されて、プ
リプレグマットとして構成されている。

このフェルト状繊維体３の厚みＤは、各短繊維２間の空
隙が大きく、いわゆるスポンジ状となっているため極め
て厚いものとなっており、加圧することで任意の厚みに
圧縮できる。

前記短繊維２間の空隙中に含浸されるエポキシ樹脂は熱
硬化形の樹脂であり、前記短繊維２間を相互に一体化さ
せた状態で固化し、所定以上の熱が加えられると硬化す
る。

以上のフェルト状繊維体３は、回転しつつ加圧を行うプ
レスローラ対４に連続的に供給されてこのプレスローラ
対４によって冷間加圧され、加圧されることで各短繊維
２間が相互にエポキシ樹脂を介して結着され、−枚のＦ
ＲＰシート１に成形される。

成形されたＦＲＰシート１の厚みｄは前記プレスローラ
対４の離間間隔にほぼ等しく、幅寸法はほぼ元の幅寸法
Ｈに保たれる。

そして、このＦＲＰシート１は各短繊維２が厚み方向の
圧縮率に応じて密実な状態で絡み合い、この状態でエポ
キシ樹脂の固化により一体的に結着されるため、弾性回
復することなく図示のごとき長尺状のＦＲＰシート１に
連続的に成形される。

したがって、得られたＦＲＰシート１を順次定寸カット
することで厚み１幅、長さの揃った定尺物のＦＲＰシー
ト１の完成品が得られることになる。

また、得られたＦＲＰシート１は、短繊維２が３次元に
配向されて絡められ、かつ厚み方向に圧縮されて密実な
状態で樹脂で一体化されるため、面と直交する厚み方向
の強度も十分確保でき、しかも層間剥離のない３次元方
向に強度の高いものとなる。

なお、成形時における圧縮比率Ｄ／ｄは、得ようとする
ＦＲＰシート１の厚みと、厚さ方向の要求強度などを勘
案して適宜設定できる。

また、実施例では加圧手段としてプレスローラ対４を用
いたが、プレス金型なども採用でき、さらに平面のみな
らず曲面状のＦＲＰシートも成形できる。さらには加圧
と同時に加熱することで樹脂の硬化およびキユアリング
を促進することもできる。

（発明の効果） 以上実施例で詳細に説明したように、この発明に係わる
繊維強化樹脂シートは、プレス時の圧縮クリアランスに
応じた厚みの繊維強化樹脂シートを得られるため、従来
のように要求厚みに応じて繊維を配向して積層する作業
が不要であり、従来に比べて製作が極めて簡単で製造コ
ストも安価となる。

また、成形された繊維強化樹脂シートは層間がなく、シ
かも３次元配向された繊維は厚み方向に密実な状態で樹
脂で一体化されるため、面と直交する厚み方向の強度も
十分確保でき、層間剥離のない３次元方向に強度の高い
ものとなる。

したがってこの発明による繊維強化樹脂シートは、建築
用パネルその地金方向に高い強度を要求される建設用材
料などの用途に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、フェルト状繊維体を示す斜視図、第２図は繊
維強化樹脂シートの完成状態を示す斜視図である。 １・・・繊維強化樹脂（ＦＲＰ）シート２・・・短繊維 ３・・・フェルト状繊維体 ４・・・プレスローラ対

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　炭素繊維，アラミド繊維などの繊維系素材の短繊維を
   ３次元方向に絡めて所定厚みに形成したフェルト状繊維
   体に樹脂を含浸させ、該フェルト状繊維体を厚み方向に
   プレスしてシート状に形成したことを特徴とする繊維強
   化樹脂シート。