JPH05117411A - Fiber-reinforced thermoplastic resin sheet and its production - Google Patents

Fiber-reinforced thermoplastic resin sheet and its production

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JPH05117411A
JPH05117411A JP4104658A JP10465892A JPH05117411A JP H05117411 A JPH05117411 A JP H05117411A JP 4104658 A JP4104658 A JP 4104658A JP 10465892 A JP10465892 A JP 10465892A JP H05117411 A JPH05117411 A JP H05117411A
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JP
Japan
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fiber
thermoplastic resin
sheet
heat
layer
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Application number
JP4104658A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Matsuda
勉 松田
Akira Goto
陽 後藤
Tatsuya Shibata
達也 柴田
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05117411A publication Critical patent/JPH05117411A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain the title sheet improved in mechanical strengths by integrally laminating a layer of woven or knit fabric of a continuous carbon fiber with a layer of a fibrous structure comprising a heat-resistant fiber and having a specified interlacing strength by using a thermoplastic resin as a matrix. CONSTITUTION:At least one layer of a woven or knit fabric such as plainwoven carbon fiber fabric is laminated with a layer of a fibrous structure comprising a heat-resistant fiber such as a meta-oriented aramid fiber and having an interlacing strength of 1.0kg/mm<2> or above between two rectangularly angularly crossing yarns and at least one thermoplastic resin film of a polycarbonate in such a manner that the thermoplastic resin film is interposed between the above layers. The resulting laminate is molded under pressure at 250-300 deg.C in an open mold to obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet in which the total content of the woven or knit fabric and the fibrous structure is 30-70vol.%, the thermoplastic resin matrix is freed from voids larger than the fiber diameter, and the respective layers are inseparably and integrally laminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は強化繊維と熱可塑性樹脂
とが一体化された繊維強化熱可塑性樹脂シートおよびそ
の製造法に関する。特に、軽量、薄肉であり、機械物性
(機械的特性)が良好でかつ熱成形性(賦形性)が優れ
ており、熱成形用複合材料として好適な、繊維強化熱可
塑性樹脂シートおよびそれを工業的に製造する方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet in which reinforcing fibers and a thermoplastic resin are integrated and a method for producing the same. In particular, it is lightweight, thin-walled, has good mechanical properties (mechanical properties) and excellent thermoformability (shapeability), and is suitable as a composite material for thermoforming. It relates to a method for industrial production.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラス繊維や炭素繊維の短繊維で強化さ
れた熱可塑性樹脂のシートあるいは連続ガラス繊維や連
続炭素繊維のマットで強化された熱可塑性樹脂のシート
は、いわゆるスタンパブルシートとして市販されてい
る。また、一方向に引き揃えられた連続ガラス繊維や連
続炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂シートからなる複
合材料も知られている。
2. Description of the Related Art Sheets of thermoplastic resin reinforced with short fibers of glass fibers or carbon fibers or sheets of thermoplastic resin reinforced with mats of continuous glass fibers or continuous carbon fibers are commercially available as so-called stampable sheets. ing. Further, a composite material composed of a continuous glass fiber or a continuous carbon fiber reinforced thermoplastic resin sheet reinforced in one direction is also known.

【0003】特公昭51―15880号公報には、ガラ
ス繊維を含有する熱可塑性樹脂層と炭素繊維層、例えば
炭素繊維クロス、とを積層して加熱加圧することによ
り、ガラス繊維と炭素繊維とで強化された熱可塑性樹脂
系複合材料が記載されている。
JP-B-51-15880 discloses that a glass fiber and a carbon fiber are formed by laminating a thermoplastic resin layer containing a glass fiber and a carbon fiber layer, for example, a carbon fiber cloth, and heating and pressing them. A reinforced thermoplastic resin-based composite material is described.

【0004】また、特公昭60―50146号公報に
は、炭素繊維の連続繊維を編織してなる布状物と編織さ
れていない繊維状補強材、例えば、ガラス繊維のランダ
ム配向マットからなるスタンピング成形用シートが提案
されており、その実施例1には炭素繊維織物(東レ
(株)製「トレカ」クロス#6344)4枚、ガラス繊
維のランダム配向マット(旭ファイバーグラス(株)製
M8621、目付:300g/m2 )3枚および厚さ
0.3mmのナイロン6シート8枚からなるシートが開示
されている。
Japanese Patent Publication No. 60-50146 discloses a stamping molding comprising a cloth-like material obtained by weaving continuous carbon fibers and a non-woven fibrous reinforcing material, for example, a randomly oriented mat of glass fibers. A sheet for use has been proposed. In Example 1, four sheets of carbon fiber woven fabric (“Torayca” cloth # 6344 manufactured by Toray Industries, Inc.), a random orientation mat of glass fibers (M8621 manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd. : 300 g / m 2 ) 3 sheets and 8 nylon 6 sheets having a thickness of 0.3 mm are disclosed.

【0005】同公報には、該シート中の編織されていな
い繊維状補強材は成形時の樹脂層の流動性改善を図るも
のであり、このような構成をとることによってスタンピ
ング金型への完全充填が容易となり成形性が改善される
ため、ボス、リブ部等を有する成形品へのスタンピング
成形が可能となり、かつ成形品表面性が改善され、炭素
繊維布状物による補強効果が有効に発現される旨記載さ
れている。
In the same publication, the non-woven fibrous reinforcing material in the sheet is intended to improve the fluidity of the resin layer at the time of molding. Since filling is easy and moldability is improved, it is possible to perform stamping molding on molded products that have bosses, ribs, etc., and the surface properties of molded products are improved, and the reinforcing effect of the carbon fiber cloth is effectively expressed. It is stated that it will be done.

【0006】しかし、後述の比較例に示す通り、該シー
トは完全密閉していないオープン金型で成形した場合、
編織されていない繊維状補強材の流出が大きく、シート
厚の低下、厚さのバラツキ増大等が問題となり、同時に
炭素繊維布状物の不規則流動(繊維乱れ)も明らかに大
きくなる。
However, as shown in a comparative example described later, when the sheet is molded by an open mold which is not completely sealed,
The outflow of the non-woven fibrous reinforcing material causes a problem such as a decrease in sheet thickness and an increase in thickness variation, and at the same time, irregular flow (fiber disorder) of the carbon fiber cloth material is obviously increased.

【0007】すなわち、平板等の比較的単純形状のシー
トを成形する場合には、一般的にその作業性よりオープ
ン金型を用いる場合が多く、その場合、前記のシートで
はシート厚さのコントロール(すなわち厚さのバラツキ
の発生)、シートの歩留り(炭素繊維乱れによる良品率
の低下)、流出バリの処理等に課題が残されている。ま
た、該シートを用いて角型トレイ状成形品をスタンピン
グ成形する場合においても、編織されていない繊維状補
強材の流出を防ぐために密閉に近い金型の使用が必須と
なる。
That is, when forming a sheet having a relatively simple shape such as a flat plate, an open mold is generally used because of its workability. In that case, the sheet thickness control ( That is, there are still problems such as occurrence of thickness variation), sheet yield (decrease in non-defective product rate due to carbon fiber disorder), and treatment of outflow burr. Further, even when a rectangular tray-shaped molded product is stamped by using the sheet, it is essential to use a mold close to a closed mold in order to prevent the non-woven and woven fibrous reinforcing material from flowing out.

【0008】また、上記熱可塑性樹脂シートのうち、ガ
ラス短繊維マットや連続ガラス繊維マットで強化された
シートは、強化繊維(補強繊維)による補強が不連続補
強であること、強化繊維が嵩高な構造体であること等の
ためシートに占める強化繊維含有率(Vf )が低いこと
等の理由により、強化繊維の強力利用率が低く、そのた
め機械的物性もかなり低くなり、その用途が制限されて
いる。
Among the above-mentioned thermoplastic resin sheets, a sheet reinforced with a glass short fiber mat or a continuous glass fiber mat has a discontinuous reinforcement by reinforcing fibers (reinforcing fibers), and the reinforcing fibers are bulky. Due to the fact that the reinforcing fiber content (V f ) in the sheet is low due to the fact that it is a structure or the like, the strength utilization rate of the reinforcing fibers is low, and therefore the mechanical properties are considerably low, limiting its use. ing.

【0009】他方、一方向に引揃えられたガラス繊維で
強化された熱可塑性樹脂シートでは、強化繊維の強力利
用率が大きいため、優れた機械物性を持つシートが得ら
れるものの、その強化方向は一方向に限られるため、強
化方向に対し直角方向の機械物性としては樹脂が持つ低
い機械物性しか示さず、著しく異方性を示すシートとな
る。かかるシートにおいて疑似等方性の物性を持たせる
には、平面対称性および厚さ対称性を持たせるため少な
くとも3〜4プライの1方向強化熱可塑性樹脂シートを
強化方向を異らせて積層することが必要となる。このこ
とは、必要以上に厚みや強化繊維量を増大させる結果と
なり、材料コストアップを伴うと共に多大な労力を要す
る。
On the other hand, in a thermoplastic resin sheet reinforced with glass fibers aligned in one direction, the strength utilization factor of the reinforcing fibers is large, so a sheet having excellent mechanical properties can be obtained, but the direction of reinforcement is Since it is limited to one direction, the mechanical properties in the direction perpendicular to the strengthening direction show only low mechanical properties possessed by the resin, and the sheet exhibits remarkable anisotropy. In order to provide such sheets with pseudo-isotropic physical properties, at least 3 to 4 ply unidirectionally reinforced thermoplastic resin sheets are laminated in different reinforced directions in order to have plane symmetry and thickness symmetry. Will be required. This results in increasing the thickness and the amount of reinforcing fibers more than necessary, resulting in an increase in material cost and a great deal of labor.

【0010】一方、高機械物性や熱的特性等が要求され
る繊維強化樹脂シートにおける耐燃焼性向上を図る手段
としては、(a)該繊維強化樹脂シートを構成するマト
リックス樹脂として酸素指数の高いポリマーを用いる方
法、(b)マトリックス樹脂に水酸化アルミニウム、ハ
ロゲン化合物、酸化アンチモン系およびリン系化合物等
の難燃剤を添加する方法、あるいは(c)マトリックス
樹脂に一定量以下の無機繊維、フィラー等を加えること
により耐燃焼性を向上させる方法が知られている。
On the other hand, as means for improving the flame resistance of a fiber reinforced resin sheet which is required to have high mechanical properties and thermal characteristics, (a) a matrix resin constituting the fiber reinforced resin sheet has a high oxygen index. A method using a polymer, (b) a method of adding a flame retardant such as aluminum hydroxide, a halogen compound, an antimony oxide type compound and a phosphorus type compound to a matrix resin, or (c) a certain amount or less of inorganic fibers, a filler, etc. There is known a method of improving combustion resistance by adding

【0011】まず、繊維強化樹脂シートを構成するマト
リックス樹脂として酸素指数の高い樹脂を用いる方法
(a)によるシートとして、炭素繊維又はガラス繊維で
強化したポリフェニレンサルファイドシートが知られて
いる。しかしながら、このようなシートでは構成するマ
トリックス樹脂が特定のものに制限されるため、繊維強
化樹脂シートの耐燃焼性以外のシート性能、製造コス
ト、成形性等で改良されるべき問題点を持つ。また一般
的に使用されている繊維強化樹脂シートを構成する汎用
マトリックス樹脂、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂等は
酸素指数が低いため、これらの樹脂では耐燃焼性の良好
なものは得られない。
First, a polyphenylene sulfide sheet reinforced with carbon fiber or glass fiber is known as a sheet according to the method (a) in which a resin having a high oxygen index is used as a matrix resin constituting a fiber reinforced resin sheet. However, in such a sheet, the matrix resin to be formed is limited to a specific one, so that there is a problem that the fiber-reinforced resin sheet should be improved in sheet performance other than combustion resistance, manufacturing cost, moldability, and the like. In addition, general-purpose matrix resins that form commonly used fiber-reinforced resin sheets, such as unsaturated polyester resins, epoxy resins, nylon resins, and polycarbonate resins, have a low oxygen index, so these resins have good combustion resistance. I can't get anything.

【0012】一方、繊維強化樹脂シートを構成するマト
リックス樹脂に耐燃焼性を向上させるため難燃剤を添加
する方法(b)では、耐燃焼性が向上する反面、樹脂そ
のものおよび該マトリックス樹脂より構成される繊維強
化樹脂シートの機械物性(特に該シートの破断伸び及び
耐衝撃性)を著しく低下させる。さらに耐アーク性やC
TI―トラッキング値に代表される電気的性質の低下も
著しい。
On the other hand, in the method (b) in which the flame retardant is added to the matrix resin constituting the fiber reinforced resin sheet to improve the flame resistance, the flame resistance is improved, but the resin itself and the matrix resin are used. The mechanical properties of the fiber-reinforced resin sheet (especially elongation at break and impact resistance of the sheet) are remarkably lowered. Further arc resistance and C
The deterioration of electrical properties represented by TI-tracking value is also remarkable.

【0013】上記(a)、(b)および(c)の方法
は、樹脂そのものからなる成形品あるいは比較的強化材
含有量の少ない繊維強化樹脂シートの耐燃焼性の向上を
図るための手段としては、耐燃焼性以外の諸問題を抱え
つつも、一応有効な方法であると言える。
The above methods (a), (b) and (c) are used as means for improving the combustion resistance of a molded article made of resin itself or a fiber reinforced resin sheet having a relatively small content of reinforcing material. Can be said to be an effective method for the time being, despite the problems other than combustion resistance.

【0014】しかしながら、機械的物性、熱的性質等の
性能向上を目的として短繊維強化材、連続繊維強化材を
高い比率で含有する、所謂高Vf の繊維強化樹脂シート
では、特に上記(b)および(c)の方法によっては、
その耐燃性向上を図ることは困難である。これは、繊維
強化樹脂シートを構成する強化繊維が、該シートを構成
するマトリックス樹脂のドリップ挙動を抑制し(一般的
にプラスチックの耐燃焼性は溶融・燃焼樹脂のドリップ
挙動にて著しく向上する)、さらに溶融・燃焼マトリッ
クス樹脂の大気中空気と接する表面積を拡大する役目を
果すためと考えられる。繊維強化樹脂シートの耐燃焼性
は、それを構成するマトリックス樹脂の耐燃焼性能によ
って決定されるが、前述の強化繊維の作用により繊維強
化樹脂シートを構成するマトリックス樹脂の耐燃焼性能
は低下し、結果として該繊維強化樹脂シートの耐燃焼性
も低下する。
However, in the case of a so-called high V f fiber-reinforced resin sheet containing a high proportion of short fiber reinforcement and continuous fiber reinforcement for the purpose of improving performance such as mechanical properties and thermal properties, the above-mentioned (b) is particularly preferable. ) And (c),
It is difficult to improve the flame resistance. This is because the reinforcing fibers that compose the fiber-reinforced resin sheet suppress the drip behavior of the matrix resin that composes the sheet (in general, the combustion resistance of plastics is significantly improved by the drip behavior of the molten / combustion resin). In addition, it is considered that it serves to increase the surface area of the molten / combustion matrix resin in contact with air in the atmosphere. The combustion resistance of the fiber reinforced resin sheet is determined by the combustion resistance performance of the matrix resin constituting it, but the combustion resistance performance of the matrix resin constituting the fiber reinforced resin sheet decreases due to the action of the above-mentioned reinforcing fibers, As a result, the flame resistance of the fiber-reinforced resin sheet also decreases.

【0015】また、無機繊維やフィラー等を添加する方
法(c)では、無機繊維、フィラー等の含有量がある値
を超えると、逆に、樹脂組成物の耐燃焼性が低下する。
例えば、ガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂において
添加するガラス繊維量が体積含有率(Vf )約15
(%)まではガラス繊維強化樹脂シートの耐燃焼性が増
大するが、これ以上の量のガラス繊維の添加は該ガラス
補強樹脂シートの耐燃焼性をむしろ低下させることが知
られている(「プラスチックス」Vol.30、No. 4、P
51参照)。
Further, in the method (c) of adding inorganic fibers, fillers, etc., when the content of the inorganic fibers, fillers, etc. exceeds a certain value, conversely, the flame resistance of the resin composition decreases.
For example, the glass fiber amount added to the glass fiber reinforced polycarbonate resin is about 15 in volume content (V f ).
Up to (%), the combustion resistance of the glass fiber reinforced resin sheet increases, but it is known that the addition of glass fibers in an amount larger than this lowers the combustion resistance of the glass reinforced resin sheet (" Plastics "Vol.30, No.4, P
51).

【0016】他方、繊維強化樹脂成形品(FRP)の中
で、連続強化繊維を用いた熱可塑性成形品の成形法とし
ては、プレス機を用いたスタンピング成形が主流である
が、その他の方法としてバキューム成形法、オートクレ
ーブ成形法、ダイヤフラム成形法が採用されている。ま
た、連続成形法として、フィラメントワインディング
法、テープ材料を用いたテープレイアップ法、引き抜き
法、ロールフォーミング法等が繊維強化熱可塑性樹脂の
成形法として広く知られている。
On the other hand, among the fiber reinforced resin molded products (FRP), as a molding method of a thermoplastic molded product using continuous reinforcing fibers, stamping molding using a press machine is the mainstream, but as another method. The vacuum molding method, autoclave molding method, and diaphragm molding method are used. Further, as a continuous molding method, a filament winding method, a tape lay-up method using a tape material, a drawing method, a roll forming method and the like are widely known as a molding method of a fiber reinforced thermoplastic resin.

【0017】しかして、上記の如くプレス機によるスタ
ンピング成形が広く用いられているが、この方法では円
筒等の筒状成形品の成形は不可能である。そのため円筒
等の筒状成形品の成形には、上記方法のうち、フィラメ
ントワインディング法、テープレイアップ法、引き抜き
成形法等が適用され、実用化の段階に入りつつある。し
かしながら、熱可塑性樹脂は高融点、高溶融粘度のた
め、強化繊維への樹脂含浸性を中心とした成形性に問題
があり、例えばテープレイアップ法で用いられているレ
ーザーでの特殊加熱装置の必要性等種々の解決すべき課
題を残している。
Although stamping molding by a press is widely used as described above, it is impossible to mold a cylindrical molded product such as a cylinder by this method. Therefore, among the above methods, the filament winding method, the tape layup method, the pultrusion molding method, and the like are applied to the molding of a tubular molded product such as a cylinder, and the process is being put into practical use. However, since thermoplastic resins have high melting points and high melt viscosities, there is a problem in moldability centering on resin impregnation into reinforcing fibers. For example, in a special heating device using a laser used in the tape layup method. There are various problems to be solved such as necessity.

【0018】それ故、連続強化繊維で強化された熱可塑
性樹脂からの円筒の如き筒状成形品を製造する実用的、
汎用的な成形方法は未だないといっても過言ではない。
Therefore, it is practical to produce a tubular molded article such as a cylinder from a thermoplastic resin reinforced with continuous reinforcing fibers,
It is no exaggeration to say that there is no general-purpose molding method.

【0019】しかも、熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂に
比較して融点が高く、かつその溶融粘度も熱硬化性樹脂
の数千倍にも達する。このため熱可塑性樹脂の成形には
高温、高圧条件が不可欠であり、強化繊維間への樹脂の
含浸が難しく、また成形設備も大型で、高価な設備とな
らざるを得ない。
Moreover, the thermoplastic resin has a higher melting point than the thermosetting resin, and the melt viscosity thereof is several thousand times that of the thermosetting resin. Therefore, high-temperature and high-pressure conditions are indispensable for molding the thermoplastic resin, impregnation of the resin between the reinforcing fibers is difficult, and the molding equipment is large and inevitably expensive.

【0020】熱可塑性樹脂の強化繊維間への含浸性を容
易にするため、強化繊維と繊維化した熱可塑性樹脂とを
交織交編した織物状あるいはニット状の形態として使用
する方法、熱可塑性樹脂を粉体化して強化繊維にまぶし
た状態として使用する方法等が採用されているが、これ
らの方法は、いずれも素材の加工費が高く素材コスト高
となる。
In order to facilitate impregnation of the thermoplastic resin into the reinforcing fibers, a method of using the reinforcing fibers and the thermoplastic resin fiberized in a woven or knitted woven or knitted form, a thermoplastic resin A method in which the powder is pulverized and used in a state of being sprinkled with a reinforcing fiber is used, but in these methods, the processing cost of the material is high and the material cost is high.

【0021】また、上述のフィラメントワインディング
法、テープレイアップ法、引き抜き法では、軽量芯材を
挟んだサンドイッチ構造をもつ材料からなる超軽量円筒
の成形等は難しい。しかも、成形品の表面性も不充分
で、引き抜き成形での円筒成形品では内外径の偏心が大
きく、成形後の2次機械加工が必要とされている。
Further, in the above-mentioned filament winding method, tape layup method, and drawing method, it is difficult to form an ultralight cylinder made of a material having a sandwich structure in which a lightweight core material is sandwiched. In addition, the surface property of the molded product is insufficient, and the cylindrical molded product in the pultrusion molding has a large eccentricity of the inner and outer diameters, which requires secondary machining after molding.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、上述の如き問題のない成形性の良い繊維強化熱可塑
性樹脂シートを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is, therefore, an object of the present invention to provide a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet which is free from the above problems and has good moldability.

【0023】本発明の他の目的は、軽量、薄肉でありか
つ優れた機械的性質を備えた繊維強化熱可塑性樹脂シー
トを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet which is lightweight, thin-walled and has excellent mechanical properties.

【0024】本発明のさらに他の目的は、炭素繊維の連
続繊維編織物と耐熱性繊維からなる繊維構造物とを用い
た、ボイドを実質的に有さない優れた機械的性質を備え
た繊維強化熱可塑性樹脂シートを提供することにある。
Still another object of the present invention is to use a continuous fiber knitted woven fabric of carbon fibers and a fiber structure composed of heat resistant fibers, and fibers having excellent mechanical properties substantially free of voids. It is to provide a reinforced thermoplastic resin sheet.

【0025】本発明のさらに他の目的は、上記の如き優
れた性質を備えつつさらに耐燃焼性の向上した難燃性繊
維強化熱可塑性樹脂シートを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a flame-retardant fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having the above-mentioned excellent properties and further improved in combustion resistance.

【0026】本発明のさらに他の目的は、高Vf の難燃
性繊維強化熱可塑性樹脂シートを提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a flame-retardant fiber reinforced thermoplastic resin sheet having a high V f .

【0027】本発明のさらに他の目的は、本発明の上記
の如き繊維強化熱可塑性樹脂シートを工業的に製造する
方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a method for industrially producing the above fiber reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention.

【0028】本発明のさらに他の目的は、超軽量で真円
性が高く意匠性にも優れた円筒を安定的に成形できる弯
曲シートを、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートとし
て、平板プレス機等の汎用的な設備を用いて容易に製造
し得る方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to use a curved sheet capable of stably forming a cylinder having an ultralight weight, a high roundness and an excellent design property as a fiber reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention in a flat plate press. An object of the present invention is to provide a method that can be easily manufactured by using general equipment such as a machine.

【0029】本発明のさらに他の目的および利点は、以
下の説明から明らかとなろう。
Further objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、第1に、(a)炭素繊維の連
続繊維織編物に熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂
が含浸されてなる第1の層の少なくとも1層、および、
(b)耐熱性繊維からなる繊維構造物に熱可塑性樹脂か
らなるマトリックス樹脂が含浸されてなる第2の層の少
くとも1層、からなり、そして上記第1の層(a)と第
2の層(b)とが不離一体に積層されてなる繊維強化熱
可塑性樹脂シートであって、上記第2の層(b)は該シ
ートの断面において、マトリックス樹脂中に実質的に均
一に分布した耐熱性繊維を有し、かつ該耐熱性繊維の繊
維径を超えるボイドを実質的に有さず、そして第2の層
(b)において用いられた上記繊維構造物は任意の直交
する2方向において少くとも1.0kg/mm2 の交絡強度
を示す、ことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シート
によって達成される。
According to the present invention, the above objects and advantages of the present invention are as follows: (a) a continuous fiber woven or knitted carbon fiber is impregnated with a matrix resin made of a thermoplastic resin. At least one of the first layers consisting of:
(B) At least one second layer comprising a heat-resistant fiber structure impregnated with a matrix resin made of a thermoplastic resin, and the first layer (a) and the second layer. A fiber-reinforced thermoplastic resin sheet in which a layer (b) and a layer (b) are laminated in a non-separated manner, wherein the second layer (b) has a heat resistance that is substantially evenly distributed in a matrix resin in a cross section of the sheet. Of the heat-resistant fibers and substantially free of voids exceeding the fiber diameter of the heat-resistant fibers, and the fiber structure used in the second layer (b) is less in any two orthogonal directions. And a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having a entanglement strength of 1.0 kg / mm 2 .

【0031】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートは、
上記の如く、第1の層(a)の少なくとも1層および第
2の層(b)の少なくとも1層からなる積層体である。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention comprises
As described above, the laminated body is composed of at least one layer of the first layer (a) and at least one layer of the second layer (b).

【0032】第1の層(a)は炭素繊維の連続繊維編織
物の少くとも1枚が熱可塑性樹脂からなるマトリックス
樹脂中に存在するものである。炭素繊維の連続繊維編織
物としては、特に制限はなく、一般に入手できる連続繊
維からなる平織、綾織、朱子織、ロービングクロス等が
好ましく使用できる。
The first layer (a) is one in which at least one continuous fiber knitted fabric of carbon fibers is present in a matrix resin composed of a thermoplastic resin. The continuous fiber knitted woven fabric of carbon fibers is not particularly limited, and a plain weave, a twill weave, a satin weave, a roving cloth and the like made of generally available continuous fibers can be preferably used.

【0033】また、マトリックス樹脂となる熱可塑性樹
脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ナイロン6、ナイロン66、ポリフェニレンスルフ
ィド、ABSおよびこれらの重合体の構成単位の2種以
上からなる共重合体が好ましく用いられる。
Examples of the thermoplastic resin serving as the matrix resin include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, nylon 6, nylon 66, polyphenylene sulfide, ABS and polymers thereof. A copolymer consisting of two or more of the above structural units is preferably used.

【0034】これらの熱可塑性樹脂は、着色剤、安定
剤、可塑剤、難燃剤、紫外線吸収剤のような添加剤を含
有していてもよい。
These thermoplastic resins may contain additives such as colorants, stabilizers, plasticizers, flame retardants and ultraviolet absorbers.

【0035】第2の層(b)は耐熱性繊維からなる繊維
構造物の少くとも1枚が熱可塑性樹脂からなるマトリッ
クス樹脂中に存在するものである。
The second layer (b) is such that at least one fibrous structure made of heat resistant fibers is present in a matrix resin made of a thermoplastic resin.

【0036】耐熱性繊維としては、後述する熱圧成形に
おいても剛性を保つ素材で構成される必要があり、この
ためにはガラス転移点(Tg)が150℃以上の素材か
らなるものが好ましく使用される。
The heat-resistant fiber must be made of a material that retains rigidity even in the thermocompression molding described later. For this purpose, a material having a glass transition point (Tg) of 150 ° C. or higher is preferably used. To be done.

【0037】かかる耐熱性繊維としては、例えばメタ系
アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊
維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリベンツイミダゾー
ル繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレ
ン―2,6―ナフタレート繊維およびセルロース系繊維
よりなる群から選ばれる有機耐熱性繊維が好ましく用い
られる。
Examples of such heat resistant fibers include meta-aramid fibers, para-aramid fibers, polyarylate fibers, polyacrylonitrile fibers, polybenzimidazole fibers, polyethylene terephthalate fibers, polyethylene-2,6-naphthalate fibers and cellulose fibers. An organic heat resistant fiber selected from the group consisting of the following is preferably used.

【0038】上記の如き耐熱性繊維からなる繊維構造物
は、例えば嵩高な編織物、不織布あるいはマット等の種
々の形態であり得る。これらのうち不織布あるいはマッ
トの形態が好ましく、不織布が特に好ましい。
The fiber structure made of the heat resistant fiber as described above may be in various forms such as bulky knitted fabric, non-woven fabric or mat. Of these, the form of non-woven fabric or mat is preferred, and non-woven fabric is particularly preferred.

【0039】かかる繊維構造物は、十分な繊維間交絡を
有し、直交する2方向例えば繊維の2方向において少く
とも1.0kg/mm2 の交絡強度を有する必要がある。交
絡強度が1.0kg/mm2 より小さい場合には、例えばオ
ープン金型成形においては耐熱性繊維の流出が激しく、
シートの厚みむら、シート品質むら、炭素繊維の連続繊
維編織物の乱れ、流出バリ部の処理必要性等、種々の問
題が発生する。本発明における好ましい交絡強度は1.
5kg/mm2 〜10kg/mm2 である。
Such a fiber structure must have sufficient interfiber entanglement and an entanglement strength of at least 1.0 kg / mm 2 in two orthogonal directions, for example, two fiber directions. If the entanglement strength is less than 1.0 kg / mm 2 , the heat-resistant fibers will flow out significantly in open mold molding, for example.
Various problems such as uneven thickness of the sheet, uneven quality of the sheet, disorder of the continuous fiber knitted fabric of carbon fiber, necessity of treatment of the outflow burr portion and the like occur. The preferred confounding strength in the present invention is 1.
It is a 5kg / mm 2 ~10kg / mm 2 .

【0040】繊維構造物に少くとも1.0kg/mm2 の交
絡強度を付与する手段としては、例えば、耐熱性繊維に
捲縮をかけ、これをウエブ状となし、さらにニードリン
グする方法が有効である。この捲縮繊維からなる不織布
またはマットは嵩高くなり、この嵩高性は後述する通り
熱可塑性樹脂の含浸性を良好とし、さらに軽量で優れた
機械物性を有するシートを安定に製造するためにも有効
に作用する。またニードリングすることにより繊維構造
物の取扱性が向上するといった付帯的な利点も得られ
る。かかるニードリングにより交絡を付与した繊維構造
物の好適なものとしては、捲縮したメタ系アラミド繊維
のウエブにウォータージェットニードルを施したスパン
レースがあげられる。もちろん、高温状態で一定以上の
交絡強度を付与する手段としては、上記のニードリング
による方法に限定されるものではない。
As a means for imparting an entanglement strength of at least 1.0 kg / mm 2 to the fiber structure, for example, a method in which the heat-resistant fiber is crimped, formed into a web, and further needling is effective. Is. A nonwoven fabric or mat made of this crimped fiber becomes bulky, and this bulkiness improves the impregnability of the thermoplastic resin as described later, and is also effective for stably manufacturing a sheet that is lightweight and has excellent mechanical properties. Act on. In addition, the needling has an additional advantage that the handling of the fiber structure is improved. A preferable example of the fiber structure which is entangled by such needling is a spunlace obtained by applying a water jet needle to a web of crimped meta-aramid fiber. Of course, the means for imparting a certain level of entanglement strength in a high temperature state is not limited to the above needling method.

【0041】また、上記繊維構造物は、熱可塑性樹脂中
に含浸される前の状態で、好ましくは少くとも8、より
好ましくは10〜20の嵩高度を有する。8より小さい
嵩高度の繊維構造体では、樹脂の含浸が不十分になり易
く、また得られるシートにおける炭素繊維クロス層の容
積含有率(Vf )が低下し、しかも該クロス層がシート
の内側へ幾分片寄った状態になることがある。このため
得られるシートの機械物性が低くなることが多い。
The fibrous structure has a bulkiness of preferably at least 8 and more preferably 10 to 20 before being impregnated in the thermoplastic resin. With a bulky fiber structure of less than 8, impregnation with the resin is likely to be insufficient, the volume content (V f ) of the carbon fiber cloth layer in the obtained sheet is lowered, and the cloth layer is inside the sheet. It may be slightly offset. Therefore, the mechanical properties of the obtained sheet are often low.

【0042】第2の層(b)に用いられる熱可塑性樹脂
としては、第1の層に用いられる上記熱可塑性樹脂と同
じものを例示することができる。耐熱性繊維の重合体は
当然マトリックス樹脂の熱可塑性樹脂よりも高い融点を
有することが必要である。
As the thermoplastic resin used in the second layer (b), the same thermoplastic resin as used in the first layer can be exemplified. The polymer of the heat resistant fiber must naturally have a higher melting point than the thermoplastic resin of the matrix resin.

【0043】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートは上
述した第1の層(a)と第2の層(b)をそれぞれ少く
とも1層含有する。第1の層と第2の層とが隣接して存
在する場合は複数の第1の層の間に第2の層が不離一体
に積層されている。複数の第1の層が隣接して存在する
場合には複数の第1の層が不離一体に積層されており、
また複数の第2の層が隣接して存在する場合には複数の
第2の層は不離一体に積層され、さらに、第1の層と第
2の層もまた不離一体に積層されている。本発明のシー
トにおいて、第1の層の熱可塑性樹脂と第2の層の熱可
塑性樹脂とは同一でも異なっていてもよいが、同じもの
であるのが好ましい。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention contains at least one of the above-mentioned first layer (a) and second layer (b). When the first layer and the second layer are adjacent to each other, the second layer is non-separably laminated between the plurality of first layers. When the plurality of first layers are adjacent to each other, the plurality of first layers are non-separated and integrally laminated,
In addition, when the plurality of second layers are adjacent to each other, the plurality of second layers are non-separably integrated, and the first layer and the second layer are also non-separably integrated. In the sheet of the present invention, the thermoplastic resin of the first layer and the thermoplastic resin of the second layer may be the same or different, but are preferably the same.

【0044】本発明のシートは、マトリックス樹脂中に
耐熱性繊維が実質的に均一に分布しており、また該耐熱
性繊維の繊維径を超えるような大きさのボイドを実質的
に有さない。すなわち、本発明のシートは、シートの断
面において、マトリックス樹脂中に実質的に均一に分布
した耐熱性繊維を有し、かつ耐熱性繊維の繊維径を超え
るボイドを有さない。シート断面の観察は、シート断面
を顕微鏡により、例えば85倍の倍率で観察することで
有利に行われる。
The sheet of the present invention has the heat-resistant fibers substantially uniformly distributed in the matrix resin, and has substantially no voids having a size exceeding the fiber diameter of the heat-resistant fibers. .. That is, the sheet of the present invention has the heat-resistant fibers substantially uniformly distributed in the matrix resin in the cross section of the sheet, and has no void exceeding the fiber diameter of the heat-resistant fiber. Observation of the sheet cross section is advantageously performed by observing the sheet cross section with a microscope, for example, at a magnification of 85 times.

【0045】耐熱性繊維がマトリックス樹脂中に実質的
に均一に分布していることは、例えばシート断面におい
て、耐熱性繊維の繊維径の10倍の一辺を持つ任意の仮
想正方形内に少くとも1本の耐熱性繊維を有することが
1つの指標となる。シート断面を例えば150〜600
倍に拡大して顕微鏡観察することにより、耐熱性繊維の
マトリックス樹脂中への分布が容易に観察される。
The fact that the heat-resistant fibers are substantially evenly distributed in the matrix resin means that, for example, in a sheet cross section, at least 1 is present in any virtual square having one side 10 times the fiber diameter of the heat-resistant fibers. Having a book of heat resistant fibers is one indicator. The sheet cross section is, for example, 150 to 600
By doubling the magnification and observing under a microscope, the distribution of the heat resistant fibers in the matrix resin can be easily observed.

【0046】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートは、
上記の如く、耐熱性繊維の構造物が少くとも1.0kg/
mm2 の交絡強度を示し、この耐熱性繊維がマトリックス
樹脂中に実質的に均一に分布しそしてボイドを実質的に
有さないことによって、従来には達成できなかったか達
成し難かった優れた機械特性、特に強度を実現すること
ができたものである。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention comprises
As mentioned above, the structure of heat resistant fiber is at least 1.0 kg /
An excellent machine that was previously unattainable or difficult to achieve due to its entanglement strength of mm 2 and the fact that this heat-resistant fiber is substantially evenly distributed in the matrix resin and has virtually no voids. It was possible to realize characteristics, particularly strength.

【0047】とりわけ優れた機械物性を有する繊維強化
熱可塑性樹脂シートを安定に製造するためには、連続繊
維編織物を含む第1の層(a)の少くとも2層により耐
熱性繊維の繊維構造物を含む第2の層(b)の少くとも
1層がはさみ込まれた積層構造をとることが大切であ
る。このような積層構造をとることにより、連続繊維織
編物は、成形時に発生しやすい“うねり”を容易に防止
でき、引揃えられ緊張した形でシートの表層部に保持さ
れるため、これによってとりわけ優れた機械物性を安定
に発現する。
In order to stably produce a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having particularly excellent mechanical properties, at least two layers of the first layer (a) containing the continuous fiber knitted fabric are used for the fiber structure of the heat-resistant fiber. It is important to have a laminated structure in which at least one layer of the second layer (b) containing a substance is sandwiched. By taking such a laminated structure, the continuous fiber woven or knitted fabric can easily prevent “waviness” which is likely to occur during molding, and it is held in the surface layer portion of the sheet in an aligned and tensioned state. Stable development of excellent mechanical properties.

【0048】本発明において使用される耐熱性繊維の繊
維構造物は、連続炭素繊維織編物の“うねり”を防止す
るとともに強化熱可塑性樹脂シートの成形性を高める役
割を持つ。このような機能を顕著に発現させるには、上
記の耐熱性繊維からなる繊維構造物が嵩高く反撥性を有
する方が好ましく、捲縮繊維から形成した繊維間交絡の
大きな不織布がより好ましい。
The fiber structure of the heat resistant fiber used in the present invention has the role of preventing the "waviness" of the continuous carbon fiber woven or knitted fabric and enhancing the formability of the reinforced thermoplastic resin sheet. In order to remarkably exhibit such a function, it is preferable that the fibrous structure made of the heat-resistant fiber is bulky and has repulsion property, and a non-woven fabric formed from crimped fibers and having a large interfiber entanglement is more preferable.

【0049】また、繊維構造物における耐熱性繊維の密
度が低いこと、すなわち嵩高いことは、シート密度を下
げ軽量化した高物性シートおよび該シートからなる成形
品を得るためにも重要な要因である。
In addition, the low density of heat-resistant fibers in the fiber structure, that is, the bulkiness thereof, is an important factor for obtaining a high physical property sheet having a reduced sheet density and a reduced weight, and a molded article made of the sheet. is there.

【0050】本発明者らの研究によれば、炭素繊維の連
続繊維編織物を含む第1層、捲縮を有するメタ系アラミ
ド短繊維からなるニードリング不織布を含む第2層、炭
素繊維の連続繊維編織物を含む他の第1層の順に積層
し、これらがマトリックス樹脂で一体化されているシー
トが、該シートの熱成形(賦形)性および得られる成形
品の機械物性、表面性が格段に優れているため、特に好
適であることが判った。
According to the research conducted by the present inventors, a first layer containing a continuous fiber knitted woven fabric of carbon fibers, a second layer containing a needling non-woven fabric made of short crispy meta-aramid fibers, and a continuous carbon fiber are provided. A sheet in which other first layers including a fiber knitted fabric are laminated in this order, and these are integrated with a matrix resin has a thermoforming (shaping) property of the sheet and mechanical properties and surface properties of the obtained molded product. It has been found to be particularly suitable because it is remarkably excellent.

【0051】さらに本発明者らの研究によれば、耐熱性
繊維からなる繊維構造物のマトリックス樹脂中での実質
的均一分布および後述で定義する構造指数が1〜10g
/min 内に入っていることが、得られるシート中に耐熱
繊維の繊維径を超えるボイドを有さないために非常に重
要な要因であることが明らかとなった。ガラスマットの
如き繊維構造物のように繊維径の10倍の一辺を持つ任
意の仮想正方形内に1本の繊維もない場合あるいは構造
指数が10g/min 以上のような場合には成形加圧時の
マトリックス樹脂の偏流あるいはマトリックス樹脂の収
縮による真空ボイドが要因と考えられる種々のボイドが
成形シート内あるいは表面に多数存在する。
Further, according to the research conducted by the present inventors, a substantially uniform distribution of a fiber structure made of heat resistant fibers in a matrix resin and a structure index defined below is 1 to 10 g.
It has been revealed that the content within / min is a very important factor because the obtained sheet does not have voids exceeding the fiber diameter of the heat resistant fiber. When there is no fiber in an arbitrary virtual square having one side of 10 times the fiber diameter, such as a fiber structure such as a glass mat, or when the structural index is 10 g / min or more, during molding and pressing. There are many various voids in the surface or on the surface of the formed sheet, which are considered to be caused by the vacuum voids due to the uneven flow of the matrix resin or the contraction of the matrix resin.

【0052】他方、ニードリング不織布のような繊維構
造物の場合には、実質的な繊維の均一分布により、マト
リックス樹脂の偏流を防止し、また同一繊維構造物繊維
量であってもマトリックス樹脂のぬれ長さが増大するた
めマトリックス樹脂の含浸性を示す1つと考えられる構
造指数も1〜10g/min の最適な範囲となる。
On the other hand, in the case of a fibrous structure such as a needling non-woven fabric, the uniform distribution of the fibers prevents the uneven flow of the matrix resin, and even if the fiber amount of the same fibrous structure is the same. Since the wetting length increases, the structural index, which is considered to be one showing the impregnating property of the matrix resin, is also in the optimum range of 1 to 10 g / min.

【0053】成形加圧時のマトリックス樹脂の含浸性の
向上と共にシートの冷却時における樹脂収縮に原因する
真空ボイドに対しても繊維構造物が均一的に分散してい
るためボイドは発生しにくい。
Since the fibrous structure is uniformly dispersed in the vacuum voids caused by the resin shrinkage during the cooling of the sheet as well as the improvement of the impregnating property of the matrix resin at the time of molding and pressing, voids are less likely to occur.

【0054】本発明のシートにおいて、炭素繊維の連続
繊維編織物および耐熱性繊維からなる繊維構造物の合計
がシートの30〜70容積%を占め、Vf =30〜70
%とするのが好ましい。
In the sheet of the present invention, the total of the fiber structure composed of the continuous fiber knitted fabric of carbon fibers and the heat resistant fiber occupies 30 to 70% by volume of the sheet, and V f = 30 to 70.
% Is preferable.

【0055】本発明によれば、本発明のシートにおい
て、耐熱性繊維が溶融可能であり、酸素指数(LOI)
が少くとも28%であり、そして溶融状態においてマト
リックス樹脂の熱可塑性樹脂と親和性を有さない重合
体、例えば上記の如きメタ系アラミド繊維である場合に
は、難燃性(耐炎性)のすぐれた繊維強化熱可塑性樹脂
シートを提供しうることが明らかとなった。
According to the invention, in the sheet of the invention, the heat-resistant fibers are meltable and have an oxygen index (LOI).
Is at least 28%, and a polymer having no affinity with the thermoplastic resin of the matrix resin in the molten state, for example, the meta-aramid fiber as described above, has flame retardancy (flame resistance). It has become clear that an excellent fiber-reinforced thermoplastic resin sheet can be provided.

【0056】それ故、本発明によれば、第2に、(a)
耐熱性強化繊維の連続繊維織編物に熱可塑性樹脂からな
るマトリックス樹脂が含浸されてなる第1の層の少くと
も1層および(b)耐熱性繊維からなる繊維構造物に熱
可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂が含浸されてなる
第2の層の少くとも1層からなり、そして上記第1の層
(a)と第2の層(b)とが不離一体に積層されてなる
難燃性シートであって、上記第2の層(b)は、該シー
トのシート断面において、マトリックス樹脂中に実質的
に均一に分布した耐熱性繊維を有しかつ該耐熱性繊維の
繊維径を超えるボイドと実質的に有さず、そして第2の
層(b)において用いられた上記繊維構造物は任意の直
交する2方向において少くとも1.0kg/mm2 の交絡強
度を示し、また該繊維構造物の耐熱性繊維は溶融可能で
あり、酸素指数(LOI)が少くとも28%であり、そ
して溶融状態においてマトリックス樹脂の熱可塑性樹脂
と親和性を有さない重合体からなることを特徴とする難
燃性シートが提供される。
Therefore, according to the present invention, secondly, (a)
At least one first layer formed by impregnating a continuous fiber woven or knitted fabric of heat-resistant reinforcing fibers with a matrix resin made of a thermoplastic resin and (b) a matrix made of a thermoplastic resin in a fiber structure made of heat-resistant fibers. A flame-retardant sheet comprising at least one second layer impregnated with a resin, wherein the first layer (a) and the second layer (b) are laminated in a non-separable manner. The second layer (b) has the heat-resistant fibers substantially uniformly distributed in the matrix resin in the sheet cross section of the sheet, and has a void substantially exceeding the fiber diameter of the heat-resistant fibers. And the fiber structure used in the second layer (b) exhibits a entanglement strength of at least 1.0 kg / mm 2 in any two orthogonal directions and a heat resistance of the fiber structure. Fiber is meltable and has an oxygen index (L I) a is at least 28%, and the flame-retardant sheet is provided which is characterized by comprising a polymer having no affinity with the thermoplastic resin of the matrix resin in the molten state.

【0057】本発明の難燃性シートの最大の特徴は、
(イ)溶融状態においてマトリックス樹脂と親和性、典
型的には相溶性を示さない重合体からなり、(ロ)燃焼
試験における酸素指数が28(%)以上、好ましくは3
0(%)以上である、という2条件を同時に満足する熱
溶融性の耐熱性有機繊維で構成された繊維構造物を用い
ることにある。
The greatest feature of the flame-retardant sheet of the present invention is that
(A) A polymer which is incompatible with the matrix resin in the melted state, typically does not show compatibility, and (b) has an oxygen index of 28% or more, preferably 3 in the combustion test.
It is to use a fiber structure composed of heat-meltable heat-resistant organic fibers that simultaneously satisfy the two conditions of 0 (%) or more.

【0058】第2の層(b)を構成する繊維構造物の耐
熱性強化繊維として、例えばガラス繊維、炭素繊維、パ
ラ系アラミド繊維等の本質的に溶融しない材料を使用し
た場合、繊維強化樹脂シートを構成するマトリックス樹
脂が燃焼時において溶融すると、補強を目的として組み
込まれた炭素繊維強化材が示す作用と同様に、マトリッ
クス樹脂の難燃化を助長するドリップ挙動を抑制しかつ
マトリックス樹脂の大気中酸素との接触面積を拡大する
作用を、該耐熱性繊維の繊維構造物も行なうことになる
ため、得られる繊維強化樹脂シートの耐燃焼性は低下す
る傾向にある。
As the heat-resistant reinforcing fiber of the fiber structure constituting the second layer (b), when a material which is essentially non-meltable, such as glass fiber, carbon fiber, para-aramid fiber, etc., is used, a fiber-reinforced resin is used. When the matrix resin that constitutes the sheet melts during combustion, it suppresses the drip behavior that promotes flame retardancy of the matrix resin and suppresses the atmosphere of the matrix resin, similar to the effect of the carbon fiber reinforcing material incorporated for the purpose of reinforcement. Since the fiber structure of the heat-resistant fiber also has the effect of increasing the contact area with the medium oxygen, the flame resistance of the resulting fiber-reinforced resin sheet tends to decrease.

【0059】また、繊維強化樹脂シートを構成する繊維
構造物が充分に高い酸素指数を持ち、燃焼中において溶
融状態となる重合体を使用した場合でも、燃焼に伴い溶
融したマトリックス樹脂と親和性(特に相溶性)を持つ
場合は、高酸素指数の繊維構造物による難燃化効果は発
現しない。さらに繊維構造物として酸素指数の低い材料
を用いた場合にも、難燃化効果はなく、繊維強化樹脂シ
ートの耐燃焼性向上が図れないことは当然である。
Further, even when a polymer which has a sufficiently high oxygen index in the fiber structure constituting the fiber reinforced resin sheet and is in a molten state during combustion is used, it has an affinity with the matrix resin melted upon combustion ( In particular, when they are compatible with each other, the flame retardant effect due to the fiber structure having a high oxygen index is not exhibited. Further, even when a material having a low oxygen index is used as the fiber structure, the flame-retardant effect is not exerted, and the combustion resistance of the fiber-reinforced resin sheet cannot be improved.

【0060】従って、本発明の難燃性シートの第2の層
を構成するために使用する繊維構造物としては、溶融時
にマトリックス樹脂と親和性(特に相溶性)のない酸素
指数(LOI)が28(%)以上、特に30(%)以
上、の熱溶融性有機繊維からなるシート状の材料(例え
ば、不織布、マット、織物等)が好ましい。
Therefore, the fiber structure used to form the second layer of the flame-retardant sheet of the present invention has an oxygen index (LOI) that has no affinity (particularly compatibility) with the matrix resin when melted. A sheet-shaped material (for example, a non-woven fabric, a mat, a woven fabric, or the like) made of 28 (%) or more, particularly 30 (%) or more, of the heat-fusible organic fiber is preferable.

【0061】ここでいう「酸素指数(LOI)」とは、
JIS―K―7201に記載の方法で燃焼試験を実施し
て測定される値である。この酸素指数が28(%)以上
の好適な熱溶融性有機繊維としては、例えばメタ系アラ
ミド繊維、ポリエーテルイミド繊維、ポリフェニレンサ
ルファイド繊維、液晶ポリエステル繊維、ポリアリレー
ト繊維等の繊維があげられる。これらのうちメタ系アラ
ミド繊維が特に好ましい。これらの繊維には、上記の条
件を逸脱しない限り、必要に応じ、着色剤、安定剤、難
燃剤を含んでもよい。
The term "oxygen index (LOI)" used herein means
It is a value measured by conducting a combustion test by the method described in JIS-K-7201. Examples of suitable heat-meltable organic fibers having an oxygen index of 28% or more include fibers such as meta-aramid fibers, polyetherimide fibers, polyphenylene sulfide fibers, liquid crystal polyester fibers, and polyarylate fibers. Of these, meta-aramid fiber is particularly preferable. These fibers may optionally contain a colorant, a stabilizer, and a flame retardant as long as they do not deviate from the above conditions.

【0062】本発明の難燃性シートにおける上記の如き
耐熱性繊維の繊維構造物の体積含有率は、10〜20容
量%が適当であり、これより多くても少くても難燃化効
果が低下する傾向がみられる。該繊維構造物の厚みは1
層当り50〜400μm程度が好ましい。
The volume content of the fibrous structure of the heat-resistant fiber as described above in the flame-retardant sheet of the present invention is suitably 10 to 20% by volume, and a flame-retardant effect can be obtained if it is more or less than this. It tends to decrease. The thickness of the fiber structure is 1
It is preferably about 50 to 400 μm per layer.

【0063】本発明の難燃性シートにおけるマトリック
ス樹脂の熱可塑性樹脂としては既に前述した樹脂と同じ
ものを用いることができる。またマトリックス樹脂とし
て、機械物性、電気特性等を著しく阻害しない程度の難
燃剤を添加した難燃グレードのマトリックス樹脂を使用
することもできる。構成するマトリックス樹脂自体の耐
燃焼性を向上させることにより、本発明のシートもより
高い耐難燃性を示すことになる。
As the thermoplastic resin of the matrix resin in the flame-retardant sheet of the present invention, the same resins as those described above can be used. Further, as the matrix resin, it is also possible to use a flame-retardant grade matrix resin to which a flame-retardant is added to the extent that mechanical properties, electrical characteristics, etc. are not significantly impaired. By improving the flame resistance of the constituent matrix resin itself, the sheet of the present invention also exhibits higher flame resistance.

【0064】上記のように、内部に特定の有機耐熱性繊
維からなる繊維構造物を介在させることによって、繊維
強化樹脂シート全体の耐燃焼性が大幅に向上することは
全く予想外のことであり、難燃化が難しいと考えられて
いた繊維体積含有率(Vf )の高い繊維強化樹脂シート
(例えばVf =50〜70%のシート)でも耐燃焼性を
向上させることを初めて可能とした本発明の工業的意義
は大である。
As described above, it is completely unexpected that the flame resistance of the entire fiber reinforced resin sheet is greatly improved by interposing the fiber structure made of a specific organic heat resistant fiber inside. For the first time, it is possible to improve the flame resistance even with a fiber reinforced resin sheet having a high fiber volume content (V f ) which is considered to be difficult to make flame retardant (for example, a sheet with V f = 50 to 70%). The industrial significance of the present invention is great.

【0065】なお、本発明の難燃性シートについて特に
記述のない部分についての説明は既に前述した記述がそ
のまま適用されると理解されるべきである。
It should be understood that the description of the parts of the flame-retardant sheet of the present invention that are not particularly described is the same as the above description.

【0066】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シート(難
燃性シートであるものも含む)は、本発明によれば、炭
素繊維の連続繊維編織物の少くとも1枚と、直交する方
向において少くとも1.0kg/mm2 の交絡強度を示す耐
熱性繊維からなる繊維構造物の少くとも1枚とを、重ね
合せた状態で、熱可塑性樹脂の存在下に、この熱可塑性
樹脂が軟化する温度以上の温度で加熱加圧成形して一体
のシートとすることを特徴とする方法によって有利に製
造することができる。
According to the present invention, the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet (including the flame-retardant sheet) of the present invention is at least one continuous fiber knitted woven fabric of carbon fibers, and at least one in a direction orthogonal to each other. The temperature at which the thermoplastic resin softens in the presence of the thermoplastic resin in the state of being superposed with at least one fiber structure made of a heat resistant fiber having a entanglement strength of 1.0 kg / mm 2. It can be advantageously manufactured by a method characterized by heating and pressurizing at the above temperature to form an integral sheet.

【0067】加熱加圧成形する際に、使用する熱可塑性
樹脂は、例えば粉末、織物、フイルム、シートの形態で
用いられるが、とりわけフイルム、シートの形態が特に
好ましい。
The thermoplastic resin used in the heat and pressure molding is used, for example, in the form of powder, woven fabric, film or sheet, and particularly preferably in the form of film or sheet.

【0068】また、加熱加圧成形は、炭素繊維の連続繊
維編織物と耐熱性繊維からなる繊維構造物との間に、シ
ート、フイルム、編織物および粉末よりなる群から選ば
れる形態にある熱可塑性樹脂を存在せしめて実施するの
が好適である。
The heat and pressure molding is performed in the form of heat selected from the group consisting of a sheet, a film, a knitted fabric and a powder between a continuous fiber knitted fabric of carbon fibers and a fiber structure composed of heat resistant fibers. It is preferable to carry out the reaction in the presence of a plastic resin.

【0069】さらに、加熱加圧成形の際の全体の積層状
態は、例えば炭素繊維の連続繊維編織物の少くとも2枚
および耐熱性繊維からなる繊維構造物の少くとも1枚
を、該連続繊維編織物の任意の2枚の間に該繊維構造物
の少くとも1枚が存在するように重ね合せ、次いでこれ
らの1枚1枚の間に、熱可塑性樹脂を存在せしめた状態
とするのが望ましい。
Further, the overall laminated state at the time of heat and pressure molding is, for example, at least two continuous fiber knitted fabrics of carbon fiber and at least one fiber structure made of heat resistant fiber, It is preferable to superimpose at least one of the fibrous structures between any two of the knitted fabrics, and then to allow a thermoplastic resin to exist between these ones. desirable.

【0070】より具体的に、例えば熱可塑性樹脂として
フイルム、シート等を使用する場合には、熱可塑性樹脂
フイルム/炭素繊維の連続繊維編織物/熱可塑性樹脂フ
イルム/耐熱性繊維の繊維構造物/熱可塑性樹脂フイル
ム/炭素繊維の連続繊維編織物/熱可塑性樹脂フイルム
の順に重ね合せるのが好適である。
More specifically, for example, when a film, sheet or the like is used as the thermoplastic resin, the thermoplastic resin film / continuous fiber knitted fabric of carbon fiber / thermoplastic resin film / fiber structure of heat resistant fiber / It is preferable that the thermoplastic resin film / continuous fiber knitted fabric of carbon fibers / thermoplastic resin film are superposed in this order.

【0071】加熱加圧成形において、連続繊維編織物お
よび繊維構造物への熱可塑性樹脂の含浸、これらの一体
化のための温度は、使用するマトリックス樹脂(熱可塑
性樹脂)が軟化溶融する温度以上とする必要があり、該
樹脂のポリマーによっても異なるが一般にTg+50℃
以上の温度から熱分解温度−20℃の温度範囲が好まし
い。また、成形のプレス圧力は10kg/cm2 G以上が好
ましい。加熱加圧成形は真空下で行うことは必ずしも必
要ではないが、真空を使用した場合、気泡が残存しにく
い利点がある。
In the heat and pressure molding, the temperature for impregnating the continuous fiber knitted woven fabric and the fiber structure with the thermoplastic resin and integrating them is not less than the temperature at which the matrix resin (thermoplastic resin) used is softened and melted. Generally, Tg + 50 ° C, though it depends on the polymer of the resin.
From the above temperature, the temperature range of thermal decomposition temperature -20 ° C is preferable. The pressing pressure for molding is preferably 10 kg / cm 2 G or more. It is not always necessary to perform the heating and pressurizing under vacuum, but when vacuum is used, there is an advantage that bubbles are less likely to remain.

【0072】本発明方法において、耐熱性繊維からなる
繊維構造物としては、上述した構造指数1〜10g/mi
n を示すものが有利に用いられる。かかる構造指数の繊
維構造物の使用は、上記の如き樹脂の含浸および一体化
を非常に円滑にし、本発明のシートの製造を容易にす
る。
In the method of the present invention, the fiber structure made of heat resistant fibers has a structure index of 1 to 10 g / mi as described above.
Those showing n are advantageously used. The use of the fiber structure having such a structural index makes the impregnation and integration of the resin as described above extremely smooth and facilitates the production of the sheet of the present invention.

【0073】かくして得られる本発明の繊維強化熱可塑
性樹脂シートは例えば少くとも0.6μmの厚みを有
し、好ましくは0.1〜2mmの厚みを有する。
The thus obtained fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention has a thickness of, for example, at least 0.6 μm, preferably 0.1 to 2 mm.

【0074】上記本発明方法によれば、連続繊維編織物
と繊維構造物の重ね合せを、材質および/または構成が
重ね合せ方向において面対称となるように行ない、そし
て加熱加圧成形を平板プレスにより実施して、本発明の
シートを平板状のシートとして得ることができる。
According to the above-mentioned method of the present invention, the continuous fiber knitted fabric and the fibrous structure are superposed so that the material and / or the constitution are plane-symmetric in the superposing direction, and the heating and pressurizing is performed by the flat plate press. The sheet of the present invention can be obtained as a flat sheet.

【0075】また、連続繊維編織物と繊維構造物の重ね
合せを、材質および/または構成が重ね合せ方向におい
て面対称とならないように行ない、そして加熱加圧成形
を平板プレスにより実施して、本発明のシートを自発的
に弯曲した弯曲シートとして得ることもできる。
Further, the continuous fiber knitted fabric and the fiber structure are superposed on each other so that the material and / or the constitution are not plane-symmetric in the superposing direction, and the heat and pressure molding is carried out by a flat plate press. The sheet of the invention can also be obtained as a curved sheet that is spontaneously curved.

【0076】本発明方法の上記2つの態様において、本
発明のシートを平板状シートとして得る方法では、加熱
加圧成形する前の連続繊維編織物と耐熱性繊維構造物と
の重ね合せを、重ね合せ方向において、材質および/ま
たは構成が面対称となるようにする。例えば2枚の同じ
連続繊維編織物の間に1枚の繊維構造物を挟んだ積層体
では、重ね合せ方向に、繊維構造物を中心面として上下
に対称(面対称)をなしており、他方この積層体におい
て2枚の連続繊維編織物として材質の異なるものを用い
た場合には、繊維構造物を中心面として上下に非対称
(面対称でない)をなしていることがわかる。
In the above-mentioned two embodiments of the method of the present invention, in the method for obtaining the sheet of the present invention as a flat sheet, the continuous fiber knitted fabric and the heat resistant fiber structure are superposed on each other before heat and pressure forming. The material and / or the structure should be plane-symmetric in the mating direction. For example, in a laminated body in which one fibrous structure is sandwiched between two identical continuous fiber knitted fabrics, the fibrous structure is vertically symmetrical (plane symmetry) in the stacking direction, and the other It can be seen that when two different continuous fiber knitted fabrics of different materials are used in this laminated body, they are vertically asymmetrical (not plane symmetrical) with the fiber structure as the center plane.

【0077】また、面対称でない別の例は、上記積層体
において2枚の連続繊維編織物として、例えば1枚は不
織布であり、他の1枚が編織物である場合のように、同
じ材質からなるが構造が異なる繊維構造物を用いた場合
である。
Another example not having plane symmetry is two continuous fiber knitted fabrics in the above-mentioned laminate, for example, one is a nonwoven fabric and the other one is a knitted fabric. This is the case of using a fiber structure that is composed of, but has a different structure.

【0078】一般に、非対称の度合が大きいほど(換言
すれば、断面方向に異方性が大きいほど)、例えば、異
材質でかつ異形態の組合せは、後述する平板プレスによ
る自発弯曲効果が大きいので好ましい。
Generally, the greater the degree of asymmetry (in other words, the greater the anisotropy in the cross-sectional direction), for example, the combination of different materials and different forms, the greater the spontaneous bending effect by the flat plate press described later, the greater the effect. preferable.

【0079】弯曲シートを製造する場合、炭素繊維の連
続繊維織物がタテ、ヨコ同性能(例えば平織り)のとき
は、炭素繊維の配列方向は、弯曲シートの長さ方向に対
しほぼ±45°のバイヤス方向とするのが好ましい。他
方、炭素繊維の連続繊維編織物がタテ、ヨコ異性能(例
えば朱子織り)の場合は、炭素繊維の配列方向はほぼ0
°と90°とするのが好ましい。
In the case of manufacturing a curved sheet, when the continuous fiber woven fabric of carbon fibers has the same vertical and horizontal performances (for example, plain weave), the arrangement direction of the carbon fibers is approximately ± 45 ° with respect to the longitudinal direction of the curved sheet. The bias direction is preferable. On the other hand, when the continuous fiber knitted woven fabric of carbon fibers has different vertical and horizontal performances (for example, satin weave), the arrangement direction of carbon fibers is almost zero.
It is preferable that the angle is 90 °.

【0080】また、弯曲シートを製造する際の繊維構造
物の耐熱性繊維としては、メタ系アラミド繊維またはガ
ラス繊維が好ましい。
Further, as the heat-resistant fiber of the fiber structure for producing the curved sheet, meta-aramid fiber or glass fiber is preferable.

【0081】弯曲シートを製造する際には、上記の如き
面対称でない積層体を加熱加圧すると、得られるシート
は自然に、上層部が外側になるようにして弯曲する。曲
率半径は積層する繊維層の組合せ、樹脂の種類、加熱加
圧条件等を選ぶことにより適宜に調整できる。
When a curved sheet is manufactured, when a laminate not having plane symmetry as described above is heated and pressed, the obtained sheet naturally bends so that the upper layer portion is on the outer side. The radius of curvature can be appropriately adjusted by selecting the combination of laminated fiber layers, the type of resin, the heating and pressurizing conditions, and the like.

【0082】このようにして得られた弯曲シートは、そ
の形態を利用して種々の用途に応用することができる
が、特に円筒の作成材料として有用である。
The curved sheet thus obtained can be applied to various uses by utilizing its form, and is particularly useful as a material for forming a cylinder.

【0083】すなわち、この弯曲したシートの両端部を
重ね、接着剤による接合、機械的接合あるいは熱融着に
よる接合を行うことにより、容易に円筒を作成すること
ができる。本発明方法による弯曲シートは、熱可塑性樹
脂を用いているため、円筒作成に際し熱融着による接合
も可能である点が一つの特徴である。また、接合部に円
筒の内側から繊維強化熱可塑性樹脂弯曲シートと同材質
のシートを当て板とし、これを介して接合すれば、円筒
表面に段差のない接合部を形成することができる。
That is, a cylinder can be easily formed by stacking both end portions of the curved sheet and performing bonding by an adhesive, mechanical bonding or heat fusion. Since the curved sheet according to the method of the present invention uses a thermoplastic resin, one feature is that it can be joined by heat fusion when forming a cylinder. Further, if a sheet made of the same material as the fiber-reinforced thermoplastic resin curved sheet is used as a contact plate from the inside of the cylinder for the joint portion and the joint is performed through this, a joint portion without steps can be formed on the surface of the cylinder.

【0084】このような弯曲シートをそのまま円筒にし
たものは、比較的薄肉のシートからなる円筒であるた
め、それ自身では高い機械的強度はないが、直径の異る
大小のシート円筒を作成し、大径円筒の中にそれより若
干小径の円筒を同心的に設置し、両円筒の間隙に軽量な
発泡性樹脂等を注入して成形することにより、軽量で剛
性の高いサンドイッチ構造の肉厚円筒を得ることができ
る。円筒の強度・合成などは要求値に沿って薄肉弯曲シ
ートの性能・厚さあるいは発泡性樹脂の厚さ等を設計す
れば対応可能である。例えば、後述する実施例8に示す
直径200φmm、円筒のトータル肉厚約6mmのサンドイ
ッチ構造の繊維強化熱可塑性樹脂円筒の場合では、その
円筒密度が0.45〜0.6(g/cm3 )であり直径方
向の圧縮強度は約100〜200kg/mm2 となる。
Since such a curved sheet made into a cylinder as it is is a cylinder made of a relatively thin sheet, it does not have high mechanical strength by itself, but large and small sheet cylinders having different diameters are prepared. By concentrically installing a cylinder with a slightly smaller diameter in a large diameter cylinder and injecting a light-weight foaming resin into the gap between both cylinders for molding, the thickness of the sandwich structure with a light weight and high rigidity A cylinder can be obtained. The strength and composition of the cylinder can be met by designing the performance and thickness of the thin curved sheet or the thickness of the foaming resin according to the required values. For example, in the case of a fiber-reinforced thermoplastic resin cylinder having a sandwich structure with a diameter of 200 mm and a total wall thickness of about 6 mm shown in Example 8 described later, the cylinder density is 0.45 to 0.6 (g / cm 3 ). Therefore, the compressive strength in the diameter direction is about 100 to 200 kg / mm 2 .

【0085】また、この方法で真円度の高いサンドイッ
チ構造の円筒を得るためには、要求精度に対応した精度
の内筒および外筒からなる型枠にそれぞれ弯曲した薄肉
シート円筒を各型枠に沿わせた状態にセットし、該型枠
を該薄肉シート円筒を構成する熱可塑性マトリックス樹
脂の2次転移点(Tg)またはそれ以上の温度、好まし
くはTg+10℃〜Tg+50℃の温度に加熱したの
ち、大径と小径の各弯曲薄肉シート円筒間に発泡性樹脂
等を注入する方法が好ましい。発泡性樹脂を常温で注入
した場合と、弯曲薄肉シートの円筒を構成する熱可塑性
樹脂Tg以上に加熱した後発泡性樹脂を注入した場合に
おける成形円筒の真円度を比較すると、加熱後注入方式
の方が著しく真円度が向上する。
Further, in order to obtain a cylinder having a sandwich structure with high roundness by this method, a thin-walled sheet cylinder that is curved in each of the molds of the inner cylinder and the outer cylinder having the accuracy corresponding to the required accuracy is formed in each mold. And the mold was heated to a temperature equal to or higher than the second-order transition point (Tg) of the thermoplastic matrix resin constituting the thin sheet cylinder, preferably Tg + 10 ° C. to Tg + 50 ° C. After that, a method of injecting a foaming resin or the like between the large-diameter and small-diameter curved thin-walled sheet cylinders is preferable. Comparing the circularity of the molded cylinder when the expandable resin is injected at room temperature and when the expandable resin is injected after heating above the thermoplastic resin Tg forming the cylinder of the curved thin sheet, the injection method after heating is compared. The circularity is remarkably improved.

【0086】また、弯曲薄肉シートの円筒を構成する熱
可塑性樹脂のTgが注入発泡性樹脂の耐熱性および発泡
性能を有する温度より低い組合せの場合には、まず、上
記シートの円筒が内在する型枠を常温にして発泡性樹脂
を注入し、注入後に成形円筒を含む型枠を上記熱可塑性
樹脂のTg以上の温度の雰囲気に保持することにより、
成形円筒の真円度を向上させることができる。発泡性樹
脂の作業性、成形後の密度等の性能をコントロールする
上で、このような常温注入が可能なことは実用面で極め
て有用である。さらに、これらの発泡性樹脂注入前後の
加熱により、発泡性樹脂の発泡力を無理なく安定的に発
現させることも可能となる。
Further, in the case of a combination in which the Tg of the thermoplastic resin forming the cylinder of the curved thin sheet is lower than the temperature at which the heat-resistant and foaming performance of the injectable foaming resin is lower, first, the cylinder of the above-mentioned sheet is in the mold. By injecting the foaming resin at room temperature and then injecting the foaming resin into the frame, the mold including the molding cylinder is kept in an atmosphere having a temperature of Tg or higher of the thermoplastic resin.
The roundness of the molded cylinder can be improved. In order to control the workability of the foamable resin and the performance such as the density after molding, the possibility of such room temperature injection is extremely useful in practical use. Further, by heating these before and after injecting the foamable resin, it becomes possible to reasonably and stably develop the foaming power of the foamable resin.

【0087】サンドイッチ構造円筒の成形においては、
比較的低温で接着性を発揮する熱可塑性接着剤で弯曲シ
ートの両端部を接合して円筒状とするのが好ましい。サ
ンドイッチ構造円筒を成形する過程においては、薄肉シ
ート円筒を装着した型枠を加熱・冷却するが、成形品お
よび型枠(通常金属枠が汎用的)は異質材料であり各々
熱膨脹係数が異なる。このため、薄肉の弯曲シートおよ
び型枠の加熱と発泡性樹脂の発熱とによって上昇した温
度状態において、接合固定部の拘束力が、円筒シートの
型枠に対する熱膨脹差に見合ってスムーズに動けるまで
低下することが必要である。本発明者らの種々の研究の
結果、かかる意味で熱可塑性接着剤による接合が最も好
ましいことが判明した。これに対し、熱硬化性接着剤に
よる接合あるいはシートの溶融接合で接合した場合、円
筒の円周方向で局部的な曲がり等がしばしば発生しやす
く、成形円筒の直径が大きくなるに従って、また、加熱
温度が高い程、その頻度は高くなっている。
In forming a sandwich structure cylinder,
It is preferable to join both ends of the curved sheet with a thermoplastic adhesive that exhibits adhesiveness at a relatively low temperature to form a cylindrical shape. In the process of molding the sandwich structure cylinder, the mold fitted with the thin sheet cylinder is heated and cooled, but the molded product and the mold (generally a metal frame is generally used) are different materials and have different thermal expansion coefficients. Therefore, the binding force of the joint fixing part is reduced until it can move smoothly in proportion to the thermal expansion difference of the cylindrical sheet with respect to the mold in a temperature state increased by the heating of the thin curved sheet and the mold and the heat generated by the foaming resin. It is necessary to. As a result of various studies conducted by the present inventors, it has been found that joining with a thermoplastic adhesive is most preferable in this sense. On the other hand, when joining by thermosetting adhesive or fusion joining of sheets, local bending etc. often occur in the circumferential direction of the cylinder, and as the diameter of the forming cylinder increases, The higher the temperature, the higher the frequency.

【0088】以上、本発明による弯曲した繊維強化熱可
塑性樹脂シートをサンドイッチ構造円筒の外殻及び内殻
として使用する例を述べたが、該シートの用途は勿論こ
れに限定されるものではなく、弯曲したシートを円筒の
外殻又は内殻のみに使用したり、該弯曲シートそのもの
をカバーとして使用すること、あるいは円筒形状以外の
成形材として使用すること等も、当然可能である。
The examples in which the curved fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to the present invention is used as the outer shell and the inner shell of the sandwich structure cylinder have been described above, but the use of the sheet is not limited to this. It is naturally possible to use the curved sheet only for the outer shell or the inner shell of the cylinder, to use the curved sheet itself as a cover, or to use it as a molding material other than the cylindrical shape.

【0089】また、サンドイッチ構造以外の円筒成形材
料としても本発明による弯曲シートは非常に有用であ
る。すなわち、円筒成形品は強度、剛性以外にも振動特
性、疲労特性等の機械特性、比較的小さい円筒厚さ等が
要求される場合も多く、サンドイッチ構造以外のソリッ
ド構造の円筒を要求されるケースも多いが、このような
繊維強化熱可塑性樹脂のソリッド構造円筒を成形する場
合も、本発明による弯曲シートは非常に有用である。
The curved sheet according to the present invention is also very useful as a cylindrical molding material other than the sandwich structure. In other words, in addition to strength and rigidity, cylindrical molded products are often required to have mechanical characteristics such as vibration characteristics and fatigue characteristics, and a relatively small cylindrical thickness, so that a cylinder having a solid structure other than the sandwich structure is required. In many cases, the curved sheet according to the present invention is also very useful when molding a solid structure cylinder of such a fiber reinforced thermoplastic resin.

【0090】つまり、この弯曲シートは(i)構成基材
が成形品円筒系に沿って弯曲しているため重ね合せが容
易であり、かつ、成形円筒にも無理な内部応力が残留し
ない、(ii)熱可塑性樹脂が完全含浸した熱可塑性樹脂
薄肉シートであるため厚肉円筒を成形するには単に薄肉
シートを重ね合せて成形するだけでよい、という利点を
持っているため、例えば、円筒を成形するための型枠の
うち、内筒に熱膨脹率の高い材料を用い、内筒外筒間に
熱膨脹差をもたせるように設計した型枠を使って、弯曲
シートを構成する熱可塑性樹脂のTg以上の温度で加熱
加圧して成形するTEM(Thermal Expansion Mold)成
形法にて容易に3〜5mm厚さの高性能ソリッド構造繊維
強化熱可塑性樹脂円筒が成形できる。例えば、後述の実
施例9にTEM法の一例を示すが、この方法によればサ
ンドイッチ構造円筒に比べ高密度であるが、真円度も高
く、肉厚が約3mmと薄肉ではあるが、高い剛性を持つ複
合材料製円筒が成形される。
That is, in this curved sheet, (i) the constituent base material is curved along the cylindrical system of the molded product, so that it is easy to superimpose them, and no undue internal stress remains in the molded cylinder. ii) Since it is a thermoplastic resin thin sheet that is completely impregnated with a thermoplastic resin, it has the advantage that it is only necessary to stack thin sheets to form a thick cylinder in order to form a thick cylinder. Among the molds for molding, the Tg of the thermoplastic resin forming the curved sheet is formed by using a material having a high coefficient of thermal expansion for the inner cylinder and a mold designed to have a difference in thermal expansion between the inner cylinder and the outer cylinder. A high performance solid structure fiber reinforced thermoplastic resin cylinder having a thickness of 3 to 5 mm can be easily molded by a TEM (Thermal Expansion Mold) molding method in which heating and pressing are performed at the above temperature. For example, an example of the TEM method is shown in Example 9 described later. According to this method, the density is higher than that of the sandwich structure cylinder, but the roundness is also high and the wall thickness is as thin as about 3 mm, but it is high. A rigid composite cylinder is formed.

【0091】[0091]

【発明の効果】以上のとおり、本発明の繊維強化熱可塑
性樹脂シートは、炭素繊維の連続繊維編織物による補強
効果が十分に発揮され機械物性が良好である。しかも、
成形性も優れており、従来のスタンパブルシートと同様
に型に入れて熱圧成形することにより種々の形状に成形
(賦形)することができる。例えば、かかる成形によ
り、車輛部品や構造材、家電製品の各種ハウジング、パ
ラボラアンテナ、カバン、インテリア材、防護材、スポ
ーツ用品、家具、楽器、家庭用品等として使用される各
種の成形品とすることが可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention has good mechanical properties because the reinforcing effect of the continuous fiber knitted fabric of carbon fibers is sufficiently exerted. Moreover,
It is also excellent in moldability, and can be molded (shaped) into various shapes by putting it in a mold and thermocompressing it like a conventional stampable sheet. For example, by such molding, various molded products used as vehicle parts and structural materials, various housings for home electric appliances, parabolic antennas, bags, interior materials, protective materials, sports equipment, furniture, musical instruments, household goods, etc. Is possible.

【0092】このように本発明のシートを所望の形状に
熱圧成形(賦形)した製品は、良好な機械物性を有する
成形品となる。
As described above, the product obtained by thermopressing (forming) the sheet of the present invention into a desired shape is a molded product having good mechanical properties.

【0093】さらに、本発明の難燃性複合材料シート
は、非常にすぐれた難燃性(耐炎性)を有しており、難
燃性の要求される種々の分野に用いることができる。
Further, the flame-retardant composite material sheet of the present invention has excellent flame retardancy (flame resistance) and can be used in various fields requiring flame retardancy.

【0094】また、弯曲した本発明のシートは、それら
を接合して用意に薄肉円筒とすることができ、また大小
の外殻・内殻としてその間隙に芯材を注入したサンドイ
ッチ構造円筒弯曲シートを重ね合わせた厚肉ソリッド構
造の円筒等とすることもできる。これらの円筒はイスの
台やテーブルの足等の家具類の部材として、ドラムシェ
ル、タンバリン枠等の楽器部品として、高級植木鉢等の
インテリア商品をはじめ、耐腐蝕性パイプ、その他の工
業用途においても広く有効に利用される。また、本発明
の弯曲シートは円筒以外の成形用基材として、また、カ
バー類として等その用途は広い。
Further, the curved sheet of the present invention can be prepared by joining them into a thin-walled cylinder, and a sandwich structure cylindrical curved sheet in which a core material is injected into the gap as large and small outer and inner shells. It is also possible to form a thick-walled solid structure cylinder or the like by superposing the above. These cylinders are used as furniture parts such as chair stands and table feet, as musical instrument parts such as drum shells, tambourine frames, interior products such as high-grade flower pots, corrosion resistant pipes, and other industrial applications. Widely used effectively. Further, the curved sheet of the present invention has a wide range of uses such as a molding base material other than a cylinder, and as a cover.

【0095】なお、本発明において、諸物性は下記の如
く定義され測定される。
In the present invention, various physical properties are defined and measured as follows.

【0096】繊維構造物の交絡強度 繊維構造物の交絡強度は、以下の方法で測定される値を
示す。
Entangling Strength of Fiber Structure The entanglement strength of the fiber structure indicates a value measured by the following method.

【0097】すなわち、耐熱性繊維からなる繊維構造物
を巾10mm、長さ100mmに裁断し、両端を耐熱テープ
等でタブ付けしたもの(つかみ間隔100mm)を成形温
度周辺(250〜300℃)の条件下で引張り試験(引
張り速度11mm/分)を行った場合の破断応力をもって
定義する。そして、交絡強度は、5回の測定値の平均値
より算出する。
That is, a fiber structure made of heat-resistant fibers was cut into a width of 10 mm and a length of 100 mm, and tabs were attached at both ends with heat-resistant tape or the like (holding interval 100 mm) around a molding temperature (250 to 300 ° C.). It is defined as the breaking stress when a tensile test (pulling speed: 11 mm / min) is performed under the conditions. Then, the entanglement strength is calculated from the average value of the five measurements.

【0098】繊維構造物の嵩高度 繊維構造物の嵩高度は次式で定義される。Bulkiness of Fiber Structure The bulkiness of the fiber structure is defined by the following formula.

【0099】[0099]

【数1】 嵩高度={厚さ/(目付/繊維真密度)}×103 ここで、厚さは、JIS L1085(不織布芯地試験
方法)に従い、20g/cm2 荷重を負荷して10秒後に
厚さ測定機で測った5ケ所の厚さの平均値をいう。
[Equation 1] Bulk height = {thickness / (weight per unit area / fiber true density)} × 10 3 Here, the thickness is 10 g / cm 2 under a load of 20 g / cm 2 according to JIS L1085 (nonwoven fabric interlining test method). It means the average value of the thickness at 5 places measured with a thickness measuring machine after a second.

【0100】繊維構造物の構造指数 ここで、「構造指数」とは繊維構造物の隙間をマトリッ
クス樹脂が流動する抵抗値を定量的に示しているパラメ
ータであり、繊維構造物の構造指数は以下の方法で測定
される値を示す。
Structural Index of Fiber Structure Here, the “structural index” is a parameter that quantitatively indicates the resistance value of the matrix resin flowing through the interstices of the fiber structure. The values measured by the method are shown.

【0101】内径φ50m/m の円筒の底部に繊維構造物
の支持を目的に開口率50(%)以上のパンチングプレ
ートを設置し、その上に被測定物である繊維構造物を、
円筒内径に合わせてカットし1〜5枚の範囲で重ねて、
円筒内壁との接触部をシールしてセットする。繊維構造
物がセットされた円筒内部に液粘度30cpsの液(例
えばグリセリン)をほぼ16〜17℃で100ml注入
し、単位時間当りのその液通過重量をもって構造指数
(g/min )と定義する。測定は16〜17℃雰囲気中
で行ない、また液比重としてはρ=1.26に統一す
る。また、被測定物である繊維構造物の厚さ方向の繊維
容積比率、すなわち、 {[目付/繊維真比重(真密度)]×10-3/繊維構造
物厚さ} が、0.1前後となるような条件下で測定する。
A punching plate having an opening ratio of 50 (%) or more was installed on the bottom of a cylinder having an inner diameter of 50 m / m to support the fiber structure, and the fiber structure to be measured was placed on the punching plate.
Cut according to the inner diameter of the cylinder and stack in the range of 1 to 5 sheets,
The contact part with the inner wall of the cylinder is sealed and set. 100 ml of a liquid (for example, glycerin) having a liquid viscosity of 30 cps is injected into the cylinder in which the fibrous structure is set, and the weight of the liquid passing per unit time is defined as the structural index (g / min). The measurement is performed in an atmosphere of 16 to 17 ° C., and the liquid specific gravity is unified to ρ = 1.26. In addition, the fiber volume ratio in the thickness direction of the fiber structure that is the object to be measured, that is, {[weight per unit area / fiber true specific gravity (true density)] × 10 −3 / fiber structure thickness} is around 0.1. It is measured under the following conditions.

【0102】[0102]

【実施例】以下、実施例をあげ、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

【0103】[0103]

【実施例1および比較例1】炭素繊維(連続繊維)平織
クロス(東レ(株)製、C/O6343、目付198g
/m2 )2枚、メタ系アラミド繊維であるポリメタフェ
ニレンイソフタルアミド繊維(帝人(株)製、登録商標
「コーネックス」)の捲縮繊維をカーディングしウォー
タージェットニードルを施して製造したスパンレース
(目付60g/m2 、嵩高度9、280℃で測定した交
絡強度がタテ・ヨコとも1.5kg/mm2 以上、酸素指数
30%、構造指数3g/min )2枚、およびポリカーボ
ネートフイルム(帝人化成(株)製ポリカーボネート樹
脂「パンライト」(登録商標)L―1250からのフイ
ルム、酸素指数24.9%)5枚を準備した。
Example 1 and Comparative Example 1 Carbon fiber (continuous fiber) plain weave cloth (manufactured by Toray Industries, Inc., C / O6343, basis weight 198 g)
/ M 2 ) 2 sheets, a span produced by carding crimped fibers of poly-metaphenylene isophthalamide fiber (registered trademark "Conex" manufactured by Teijin Ltd.) which is a meta-aramid fiber and subjected to a water jet needle Two laces (with a basis weight of 60 g / m 2 , a bulking height of 9, and a vertical and horizontal interlacing strength of 1.5 kg / mm 2 or more, an oxygen index of 30%, a structural index of 3 g / min), and a polycarbonate film ( Five sheets of polycarbonate resin “Panlite” (registered trademark) L-1250 manufactured by Teijin Chemicals Ltd., oxygen index 24.9%) were prepared.

【0104】これらを、ポリカーボネートフイルム/炭
素繊維平織クロス/ポリカーボネートフイルム/メタ系
アラミド繊維のスパンレース/ポリカーボネートフイル
ム/メタ系アラミド繊維のスパンレース/ポリカーボネ
ートフイルム/炭素繊維平織クロス/ポリカーボネート
フイルムの順に積層した。
These were laminated in the order of polycarbonate film / carbon fiber plain weave cloth / polycarbonate film / meta type aramid fiber spunlace / polycarbonate film / meta type aramid fiber spunlace / polycarbonate film / carbon fiber plain weave cloth / polycarbonate film. ..

【0105】この積層体をオープン金型により300℃
で30分間熱圧プレス成形して厚さ0.75mmの繊維強
化ポリカーボネートシートを得た。
This laminated body was opened at 300 ° C. by an open mold.
Was hot-pressed for 30 minutes to obtain a fiber-reinforced polycarbonate sheet having a thickness of 0.75 mm.

【0106】この際の成形性は良好で、流出バリや炭素
繊維クロスの乱れが殆んど認められなかった。このシー
トの物性は、全体のVf が50%、比重1.36、曲げ
強度60kg/mm2 、曲げ弾性率4000kg/mm2 であっ
て、軽量かつ機械物性に優れたシートであった。
At this time, the moldability was good, and almost no outflow burr or disorder of the carbon fiber cloth was observed. The physical properties of this sheet, the entire V f satisfies 50%, specific gravity 1.36, bending strength 60 kg / mm 2, a flexural modulus of 4000 kg / mm 2, was excellent sheet lightweight and mechanical properties.

【0107】比較のため(比較例1)、同様な成形条件
の下に、メタ系アラミド繊維のスパンレースを用いずに
炭素繊維平織クロス2枚とポリカーボネートフイルムの
みから成形した板厚0.75mmの繊維強化ポリカーボネ
ートシートの物性は、全体のVf 35%、比重1.36
であったが、その曲げ強度は50kg/mm2 、曲げ弾性率
は2000kg/mm2 であった。
For comparison (Comparative Example 1), under the same molding conditions, without using the spunlace of the meta-aramid fiber, two carbon fiber plain weave cloths and a polycarbonate film having a thickness of 0.75 mm were molded. The physical properties of the fiber reinforced polycarbonate sheet are as follows: V f 35%, specific gravity 1.36
However, the bending strength was 50 kg / mm 2 and the bending elastic modulus was 2000 kg / mm 2 .

【0108】この事実からメタ系アラミド繊維のスパン
レースを炭素繊維平織クロス間に挟んで成形することに
より、同じシート比重でありながら強化繊維の補強効果
が有効に働き、特に弾性率の点で著しくシート物性が向
上することが明らかである。
From this fact, when the spunlace of the meta-aramid fiber is sandwiched between the carbon fiber plain weave cloths and molded, the reinforcing effect of the reinforcing fibers works effectively even though the sheet specific gravity is the same, and particularly in terms of elastic modulus. It is clear that the physical properties of the sheet are improved.

【0109】[0109]

【実施例2および比較例2、3】実施例1と同じ炭素繊
維平織クロス2枚、下記表1に示す各芯材2枚およびナ
イロン6フイルム5枚を、実施例1の積層体と同様の積
層構成となるように積層した積層体を準備した。この積
層体を290℃で30分間加圧する成形条件でオープン
金型成形した繊維強化ナイロン6シートを得た。
[Examples 2 and Comparative Examples 2 and 3] Two sheets of the same carbon fiber plain weave cloth as in Example 1, two sheets of each core material and 5 sheets of nylon 6 film shown in Table 1 below were used in the same manner as the laminate of Example 1. A laminated body was prepared so as to have a laminated constitution. A fiber-reinforced nylon 6 sheet was obtained by open die molding under molding conditions in which this laminate was pressed at 290 ° C. for 30 minutes.

【0110】[0110]

【表1】 [Table 1]

【0111】なお、芯材として用いた「コーネックス」
スパンレース(I)は、ウォータージェットニードル打
込み数を高くして交絡強度を上げたものであり、「コー
ネックス」スパンレース(II)は、繊維の配列方向を変
えかつウォータージェットニードル打込み数を落して交
絡強度を下げたものである。また、ガラス繊維サーフェ
シングマットは、旭ファイバーグラス(株)製のSM3
603(目付60g/m2 )を使用した。
The "conex" used as the core material
Spunlace (I) has a higher number of water jet needles to increase the entanglement strength, and "Conex" spunlace (II) changes the direction of fiber arrangement and lowers the number of water jet needles. The entanglement strength has been lowered. The glass fiber surfacing mat is SM3 manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd.
603 (Basis weight: 60 g / m 2 ) was used.

【0112】得られた各繊維強化樹脂シートの機械物性
は、炭素繊維平織クロスに負う所が多く大差なかった
が、その他のシート物性、成形性において、炭素繊維平
織クロスに挟まれた耐熱性繊維(「コーネックス」)の
交絡強度の違いが原因して、次の表2の通り種々の点で
相違が認められた。
The mechanical properties of each fiber-reinforced resin sheet thus obtained were largely dependent on the carbon fiber plain weave cloth, but in other sheet properties and moldability, the heat resistant fiber sandwiched between the carbon fiber plain weave cloths was used. Due to the difference in the confounding strength of ("Conex"), differences were observed in various points as shown in Table 2 below.

【0113】[0113]

【表2】 [Table 2]

【0114】なお、表2に示す流出バリ量は炭素繊維平
織クロスよりはみ出たバリ重量を成形シート全体の重量
にて割った比率を示している。また、クロス乱れ率は、
炭素繊維平織クロスの乱れ部分の面積をクロス全体の面
積にて割った比率を示している。
The outflow burr amount shown in Table 2 represents the ratio of the burr weight protruding from the carbon fiber plain weave cloth divided by the weight of the entire formed sheet. The cross disturbance rate is
The ratio of the area of the disordered portion of the carbon fiber plain weave cloth divided by the area of the entire cloth is shown.

【0115】本発明による試験片a(実施例2)は、流
出バリ量、クロス乱れとも小さく、良好なシートである
が、試験片b(比較例2)は、芯材の一部が成形時に流
出し、薄肉化することから、厚みのコントロールが困難
化した。また流出部位のバラツキによる物性バラツキが
発生し、さらに芯材流出による表層クロスの末端部乱れ
が認められた。試験片c(比較例3)は、ヨコ方向の交
絡強度が小さいため、表層クロスの乱れ、シート厚のバ
ラツキが顕著となった。
The test piece a (Example 2) according to the present invention is a good sheet with small outflow burr amount and cross disturbance, but the test piece b (Comparative Example 2) has a part of the core material during molding. As it flows out and becomes thinner, it became difficult to control the thickness. In addition, variations in physical properties occurred due to variations in the outflow site, and further disturbance of the end portion of the surface layer cloth was observed due to the outflow of the core material. Since the test piece c (Comparative Example 3) had a small entanglement strength in the horizontal direction, the surface cloth was disturbed and the sheet thickness was significantly varied.

【0116】[0116]

【実施例3、比較例4〜6】炭素繊維(連続繊維)平織
クロス(東レ(株)製、C/O6343、目付198g
/m2 )2枚とポリカーボネートフイルム(帝人化成
(株)製ポリカーボネート樹脂「パンライト」(登録商
標)L―1250からのフイルム)3枚との積層体を2
80〜310℃、20〜40kg/cm2 の条件でプレスし
て全繊維体積含有率(Vf )が約50%の繊維強化樹脂
シート(試験片1、比較例4)を成形した。上記積層体
は炭素繊維平織クロス(以下Cということがある)とポ
リカーボネートフイルム(以下Pということがある)と
をP/C/P/C/Pの順に積層したものである。
Example 3, Comparative Examples 4 to 6 Carbon fiber (continuous fiber) plain weave cloth (manufactured by Toray Industries, Inc., C / O6343, basis weight 198 g)
/ M 2 ) 2 sheets and a polycarbonate film (polycarbonate resin “Panlite” (registered trademark) L-1250 manufactured by Teijin Kasei Co., Ltd.) 3 sheets, a laminate of 2 sheets
A fiber-reinforced resin sheet (test piece 1, comparative example 4) having a total fiber volume content (V f ) of about 50% was formed by pressing at 80 to 310 ° C. under the condition of 20 to 40 kg / cm 2 . The above-mentioned laminate is obtained by laminating a carbon fiber plain weave cloth (hereinafter sometimes referred to as C) and a polycarbonate film (hereinafter sometimes referred to as P) in the order of P / C / P / C / P.

【0117】また、同種の炭素繊維平織クロス2枚とポ
リカーボネートフイルム5枚および難燃化芯材として比
較例3と同一ガラス繊維サーフェシングマット(旭ファ
イバーグラス(株)製、SM3603、目付60g/m
2 、以下Gということがある)2枚との積層体(P/C
/P/G/P/G/P/C/P)を上記と同様の条件で
プレスしてほぼ同程度のVf の繊維強化樹脂シート(試
験片2、比較例5)を得た。
Further, two pieces of the same kind of carbon fiber plain weave cloth, five pieces of polycarbonate film and the same glass fiber surfacing mat as Comparative Example 3 as a flame retardant core material (SM3603 manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd., basis weight 60 g / m 2)
2 , sometimes referred to as G hereinafter) and a laminate of 2 sheets (P / C
/ P / G / P / G / P / C / P) was pressed under the same conditions as above to obtain a fiber reinforced resin sheet (test piece 2, comparative example 5) having V f of about the same level.

【0118】さらに、実施例1と同じポリメタフェニレ
ンイソフタルアミド繊維「コーネックス」(登録商標)
からなる目付約60g/m2 のニードルパンチ不織布
(酸素指数約30)(以下Mということがある)2枚を
用いて、上記と同様にして積層体(P/C/P/M/P
/M/P/C/P)を調製し、上記と同様の条件でプレ
スしてVf が約60%の難燃性繊維強化樹脂シート(試
験片3、実施例3)を得た。
Further, the same polymetaphenylene isophthalamide fiber "Conex" (registered trademark) as in Example 1 was used.
A laminate (P / C / P / M / P) was prepared in the same manner as above using two needle punched nonwoven fabrics (oxygen index of about 30) (hereinafter sometimes referred to as M) having a basis weight of about 60 g / m 2
/ M / P / C / P) was prepared and pressed under the same conditions as above to obtain a flame-retardant fiber-reinforced resin sheet (Test piece 3, Example 3) having V f of about 60%.

【0119】マトリックス樹脂の素材として使用したポ
リカーボネートフイルムそれ自体(比較例6)および上
記の試験片1〜3について、それぞれ耐燃焼性の試験を
行って評価した結果を次の表3に示す。
The following Table 3 shows the results of evaluating the polycarbonate film itself (Comparative Example 6) used as the material of the matrix resin and the above-mentioned test pieces 1 to 3 by conducting a combustion resistance test.

【0120】[0120]

【表3】 [Table 3]

【0121】表3より明らかな如く、シートを構成する
マトリックス樹脂(ポリカーボネートフイルム)そのも
のの耐燃焼性がV―2グレードを示すのに対し、試験片
1、試験片2では強化繊維の作用を受けてシートの耐燃
焼性はむしろHBグレードに低下している。これに対
し、本発明による試験片3では、驚くべきことに、構成
するマトリックス樹脂が持つ耐燃焼性よりも優れた耐燃
焼性(V―1グレード)を示している。
As is clear from Table 3, the matrix resin (polycarbonate film) constituting the sheet itself has a flame resistance of V-2 grade, whereas the test pieces 1 and 2 are affected by the reinforcing fibers. The flame resistance of the sheet is rather reduced to HB grade. On the other hand, the test piece 3 according to the present invention surprisingly exhibits combustion resistance (V-1 grade) superior to that of the matrix resin constituting the composition.

【0122】また、比較のため、実施例3に示した試験
片3と同じ炭素繊維平織クロスからなる強化材と「コー
ネックス」製不織布からなる難燃化芯材と、マトリック
ス樹脂になるナイロン―6フイルム(東レ合成フイルム
(株)製、「レイファン」(登録商標)T―1401)
とを、芯材を強化材で挟むよう積層して成形された繊維
強化樹脂シート(試験片4)を実施例3と同様に評価し
た。その結果、試験片3は「V―1」であったのに対
し、この試験片4は「HB」であった。
For comparison, a reinforcing material made of the same carbon fiber plain weave cloth as in the test piece 3 shown in Example 3 and a flame-retardant core material made of "Conex" non-woven fabric, and nylon used as a matrix resin were used. 6 film (manufactured by Toray Synthetic Film Co., Ltd., "Rayfan" (registered trademark) T-1401)
In the same manner as in Example 3, a fiber-reinforced resin sheet (test piece 4) formed by laminating the core material and the core material with the reinforcing material sandwiched therebetween was evaluated. As a result, the test piece 3 was "V-1", while the test piece 4 was "HB".

【0123】これらの結果は、シートを構成するマトリ
ックス樹脂と溶融難燃化芯材とが相溶性を持つ場合、芯
材が繊維強化樹脂シートの耐燃焼性を向上させる効果が
作用しないことを示している。
These results show that when the matrix resin forming the sheet and the molten flame-retardant core material are compatible with each other, the core material does not exert the effect of improving the combustion resistance of the fiber-reinforced resin sheet. ing.

【0124】[0124]

【実施例4、比較例7、8】実施例3および比較例4、
5に示す各種繊維強化樹脂シート(試験片1〜試験片
3)において、構成するマトリックス樹脂(ポリカーボ
ネート)として難燃剤添加処理された難燃化ポリカーボ
ネートフイルム(帝人化成(株)製「パンライト」LN
―1250より製膜したもの)を使用し、その他は全く
同様にして、各種繊維強化樹脂シートを得た。各シート
の耐燃性評価結果を次の表4に示す。
Example 4, Comparative Examples 7 and 8 Example 3 and Comparative Example 4,
In various fiber reinforced resin sheets (test piece 1 to test piece 3) shown in FIG. 5, a flame retardant polycarbonate film ("Panlite" LN manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) treated with a flame retardant as a matrix resin (polycarbonate) constituting the fiber sheet.
Various fiber-reinforced resin sheets were obtained in the same manner as above, except that the film formed from -1250) was used. The flame resistance evaluation results of each sheet are shown in Table 4 below.

【0125】なお各試験片のシート積層構成は試験片5
は上述の試験片1に、試験片6は試験片2に、試験片7
は試験片3に各々対応する。
The laminated sheet structure of each test piece is the test piece 5
Is the above-mentioned test piece 1, the test piece 6 is the test piece 2, and the test piece 7 is
Correspond to the test pieces 3, respectively.

【0126】[0126]

【表4】 [Table 4]

【0127】表4の試験片5、6(比較例7、8)の結
果は、構成するマトリックス樹脂の難燃化のみでは繊維
強化シートの耐燃焼性を向上させることが難しいことを
示している。また、表4の結果より、構成するマトリッ
クス樹脂の耐燃焼性がシートの耐燃焼性にも影響し、本
発明による試験片7は格段に優れた耐燃性(V―0グレ
ード)を示していることが明らかである。
The results of the test pieces 5 and 6 (Comparative Examples 7 and 8) in Table 4 show that it is difficult to improve the flame resistance of the fiber reinforced sheet only by making the matrix resin constituting the flame retardant. .. Further, from the results of Table 4, the combustion resistance of the matrix resin constituting the sheet also affects the combustion resistance of the sheet, and the test piece 7 according to the present invention shows remarkably excellent flame resistance (V-0 grade). It is clear.

【0128】[0128]

【実施例5および比較例9】実施例3で用いたと同じ炭
素繊維平織クロス(C)、ポリカーボネートフイルム
(P)およびメタ系アラミド繊維であるポリメタフェニ
レンイソフタルアミド繊維「コーネックス」の不織布
(難燃化芯材、M)を用い、下記3種の積層体を製造し
た。
Example 5 and Comparative Example 9 The same carbon fiber plain weave cloth (C), polycarbonate film (P) and poly-metaphenylene isophthalamide fiber "conex" which is a meta-aramid fiber used in Example 3 (non-woven fabric) Using the burned core material, M), the following three types of laminates were manufactured.

【0129】P/M/P/C/P/M/P(積層体
1)、 P/C/P/M/P/C/P(積層体2)、 上記2種の積層体のそれぞれを実施例3におけると同じ
条件でプレスして、積層体1から試験片8を、積層体2
から試験片9を得た。
P / M / P / C / P / M / P (laminate 1), P / C / P / M / P / C / P (laminate 2), and each of the above two laminates The laminate 1 is pressed under the same conditions as in Example 3 to obtain the test piece 8 and the laminate 2
A test piece 9 was obtained from

【0130】試験片8および9の耐燃焼性の評価結果を
次の表5に示す。なお、難燃化芯材1枚が占める繊維強
化樹脂シートにおける体積含有率は約10%である。
Table 5 shows the evaluation results of the flammability resistance of the test pieces 8 and 9. The volume content of the fiber-reinforced resin sheet occupied by one flame-retardant core material is about 10%.

【0131】[0131]

【表5】 [Table 5]

【0132】表5より、難燃化芯材難燃化芯材が強化繊
維材にて挟まれる構造であることが、不可欠である点が
明らかである。
From Table 5, it is clear that it is essential that the flame-retardant core material has a structure in which the flame-retardant core material is sandwiched between the reinforcing fiber materials.

【0133】[0133]

【実施例6】本例は、繊維強化熱可塑性樹脂からなる弯
曲シートを製造する例である。
Example 6 This example is an example of manufacturing a curved sheet made of a fiber reinforced thermoplastic resin.

【0134】CFクロス、GFクロスおよび「コーネッ
クスNWF」等を次の(i)〜(v)のように積層し、
表面、底面および各層間にナイロン6樹脂のフイルム
(以下、Nということがある)を挟んで、平板プレスに
て、温度280℃、圧力30kg/cm2 の条件で加熱加圧
し、ナイロン6樹脂をマトリックス樹脂とする一体の繊
維強化樹脂シートを得た。
CF cloth, GF cloth, "Conex NWF" and the like are laminated as in the following (i) to (v),
A nylon 6 resin film (hereinafter sometimes referred to as N) is sandwiched between the surface, the bottom surface and each layer, and heated and pressed under the conditions of a flat plate press at a temperature of 280 ° C. and a pressure of 30 kg / cm 2 to form a nylon 6 resin. An integral fiber-reinforced resin sheet as a matrix resin was obtained.

【0135】なお、ここでいう「CFクロス」は東レ
(株)製の炭素繊維平織クロス(C/O6343、目付
198g/m2 )、「GFクロス」は旭ファイバーグラ
ス(株)製のガラス繊維平織クロス(MS―253E、
目付250g/m2 )、「コーネックスNWF」は、帝
人(株)製のポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維
(登録商標「コーネックス」)の捲縮短繊維からなるニ
ードルパンチ不織布(目付60g/m2 )を表わす。 (i) CFクロス/コーネックスNWF (ii) CFクロス/コーネックスNWF(2層) (iii ) CFクロス/コーネックスNWF(3層) (iv) CFクロス/コーネックスNWF/GFクロ
ス (v) GFクロス(2層)/コーネックスNWF
(2層)
The “CF cloth” here is a carbon fiber plain weave cloth (C / O6343, basis weight 198 g / m 2 ) manufactured by Toray Industries, Inc., and the “GF cloth” is glass fiber manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd. Plain weave cloth (MS-253E,
A unit weight of 250 g / m 2 ) and “Conex NWF” are needle-punched nonwoven fabrics (unit weight of 60 g / m 2 ) made of crimped short fibers of polymetaphenylene isophthalamide fiber (registered trademark “Conex”) manufactured by Teijin Limited. Represents. (I) CF cloth / conex NWF (ii) CF cloth / conex NWF (2 layers) (iii) CF cloth / conex NWF (3 layers) (iv) CF cloth / conex NWF / GF cloth (v) GF cloth (2 layers) / Conex NWF
(2 layers)

【0136】加熱加圧後のシートは下記の厚さを有し、
かつ上記右側に記した層を内側にして弯曲した下記の半
径曲率をもつ弯曲シートであった。 (i) シート厚さ 0.40mm 半径曲率 150
mm (ii) シート厚さ 0.50mm 半径曲率 80
mm (iii ) シート厚さ 0.60mm 半径曲率 50
mm (iv) シート厚さ 0.55mm 半径曲率 120
mm (v) シート厚さ 0.67mm 半径曲率 220
mm
The sheet after heating and pressing has the following thickness,
Further, it was a curved sheet having the following radius curvature, which was curved with the layer described on the right side inside. (I) Sheet thickness 0.40 mm Radius curvature 150
mm (ii) Sheet thickness 0.50mm Radius curvature 80
mm (iii) Sheet thickness 0.60mm Radius curvature 50
mm (iv) Sheet thickness 0.55mm Radius curvature 120
mm (v) Sheet thickness 0.67mm Radius curvature 220
mm

【0137】[0137]

【実施例7】本例は、本発明により製造した弯曲シート
を用いてサンドイッチ構造の円筒を作成する例である。
[Embodiment 7] This embodiment is an example of producing a cylinder having a sandwich structure using the curved sheet manufactured by the present invention.

【0138】実施例6で得た上記の弯曲シートを用い
て、それぞれ長さ200mm、外径200mmφ、内厚6mm
のサンドイッチ円筒を作成した。この方法では、円筒形
外型の内周面および円筒形外型の内周面に各シートを沿
わせ、シートの端部同士は熱可塑性樹脂系接着剤で接合
し円筒状とした。そして、全体を80℃に加熱して、外
型に沿わせたシートと内型に沿わせたシートとの間に発
泡性ポリウレタン樹脂を注入し、発泡させて、間隙をフ
ォームで充填した。
Using the curved sheet obtained in Example 6, the length was 200 mm, the outer diameter was 200 mmφ, and the inner thickness was 6 mm.
The sandwich cylinder of was created. In this method, the respective sheets were arranged along the inner peripheral surface of the outer cylindrical mold and the inner peripheral surface of the outer cylindrical mold, and the ends of the sheets were joined together with a thermoplastic resin adhesive to form a cylindrical shape. Then, the whole was heated to 80 ° C., and the expandable polyurethane resin was injected between the sheet along the outer mold and the sheet along the inner mold to foam and fill the gap with foam.

【0139】このようにして得られたサンドイッチ構造
の円筒は、(iv)のシートを用いたものでは、発泡ポリ
ウレタン密度0.15g/cm3 、円筒密度0.45g/
cm3 、円筒の真円度±0.10mmであり、また(i)の
シートを用いたものでは、発泡ポリウレタン密度が0.
15g/cm3 、円筒密度0.50g/cm3 、円筒の真円
度±0.15mmと、いずれも良好であった。
The sandwich-structured cylinder thus obtained has a foamed polyurethane density of 0.15 g / cm 3 and a cylindrical density of 0.45 g / cm 3 using the sheet of (iv).
cm 3 , the circularity of the cylinder is ± 0.10 mm, and the density of polyurethane foam is 0.
15 g / cm 3 , a cylinder density of 0.50 g / cm 3 , and a roundness of the cylinder of ± 0.15 mm were all favorable.

【0140】[0140]

【実施例8】本例は本発明により製造した弯曲シートを
用いて真円度の良好なサンドイッチ構造の円筒を作成す
る例である。
[Embodiment 8] This embodiment is an example in which a curved sheet manufactured according to the present invention is used to prepare a cylinder having a sandwich structure with good roundness.

【0141】実施例6で得た上記(iv)の弯曲シートを
用い、実施例7と同様の方法で、長さ400mm、外径4
00mmφ、内厚7mmのサンドイッチ構造の円筒を作成し
た。
Using the curved sheet of (iv) above obtained in Example 6, a length of 400 mm and an outer diameter of 4 were obtained in the same manner as in Example 7.
A cylinder having a sandwich structure of 00 mmφ and an inner thickness of 7 mm was prepared.

【0142】この際、発泡性ポリウレタン樹脂の注入状
態を変えて実験を行い、発泡ポリウレタン密度および円
筒の真円度を測定した。その結果は、常温で注入したも
のは、発泡ポリウレタン密度0.3g/cm3 、真円度±
1.0mmであったが、80℃に加熱して注入したもの
は、発泡ポリウレタン密度0.15g/cm3 、真円度±
0.1mmと真円度が大幅に向上した。また、常温注入後
80℃に加熱したものは、発泡ポリウレタン密度0.3
g/cm3 と変らなかったが、真円度は±0.3mmと常温
注入よりも改善されていることが判った。
At this time, an experiment was conducted by changing the injection state of the expandable polyurethane resin, and the density of the expanded polyurethane and the circularity of the cylinder were measured. As a result, the one injected at room temperature had a foamed polyurethane density of 0.3 g / cm 3 and a roundness of ±
Although it was 1.0 mm, the one injected by heating to 80 ° C. had a polyurethane foam density of 0.15 g / cm 3 , circularity ±
The roundness is significantly improved to 0.1 mm. Also, after being injected at room temperature and heated to 80 ° C, the density of polyurethane foam is 0.3.
Although it did not change to g / cm 3 , it was found that the circularity was ± 0.3 mm, which was improved compared to the room temperature injection.

【0143】[0143]

【実施例9】本例は、TEM法により成形しソリッド円
筒を作成する例である。
[Embodiment 9] This embodiment is an example of forming a solid cylinder by molding by the TEM method.

【0144】実施例6で得た上記(iv)の弯曲シート
を、5枚重ね合わせて円筒形の外型と内型との間に挿入
した。この場合、内型として熱膨脹性の熱可塑性樹脂を
真円度よく成形・切削加工したものを使用した。
Five curved sheets of the above (iv) obtained in Example 6 were superposed and inserted between a cylindrical outer die and an inner die. In this case, as the inner mold, a heat-expandable thermoplastic resin molded and cut with good circularity was used.

【0145】次に、型を加熱して、内型を膨脹させ、そ
の熱と圧力によって積層した弯曲シートを外型の内面に
強く押圧するとともに各弯曲シート同士を熱圧着して一
体化させ、長さ200mm、外径200mmφ、内厚3mmの
ソリッド円筒を得た。
Next, the mold is heated to expand the inner mold, and by the heat and pressure thereof, the laminated curved sheets are strongly pressed against the inner surface of the outer mold, and the respective curved sheets are thermocompression-bonded to be integrated with each other. A solid cylinder having a length of 200 mm, an outer diameter of 200 mmφ and an inner thickness of 3 mm was obtained.

【0146】かくして得られた円筒は、円筒密度0.7
5g/cm3 、真円度±0.15mmであった。
The cylinder thus obtained has a cylinder density of 0.7.
The circularity was 5 g / cm 3 and the roundness was ± 0.15 mm.

【0147】[0147]

【比較例10】炭素繊維(連続繊維)平織クロス(東レ
(株)製、C/O6343、目付198g/m2 )(C
Fと略称)2枚、ガラス繊維コンティニアスマット(旭
ファイバーグラス(株)製、M8625、目付300g
/m2 、交絡強度0.2kg/mm、嵩高度11、構造指数
17g/min )(GFと略称)1枚およびポリカーボネ
ートフイルム(帝人化成(株)製ポリカーボネート樹脂
「パンライト」(登録商標)L―1250からのフイル
ム)(PCと略称)6枚を準備した。
[Comparative Example 10] Carbon fiber (continuous fiber) plain weave cloth (manufactured by Toray Industries, Inc., C / O6343, basis weight 198 g / m 2 ) (C
2 pieces, glass fiber continuous mat (manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd., M8625, basis weight 300 g)
/ M 2 , entanglement strength 0.2 kg / mm, bulk altitude 11, structure index 17 g / min) (one piece of GF) and polycarbonate film (polycarbonate resin "Panlite" (registered trademark) L manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) Six films from -1250) (abbreviated as PC) were prepared.

【0148】これらを、PC/CF/PC/PC/GF
/PC/PC/CF/PCの順に積層した。
These are PC / CF / PC / PC / GF
/ PC / PC / CF / PC were laminated in this order.

【0149】この積層体をオープン金型により290〜
300℃で30分間熱圧プレス成形して、厚さ0.6〜
0.7m/m の繊維強化ポリカーボネートシート(Vf
50%)を得た。
290 to 290 this laminate with an open mold
Hot press press molding at 300 ° C for 30 minutes, thickness 0.6 ~
0.7 m / m fiber-reinforced polycarbonate sheet (V f =
50%).

【0150】この成形シートは炭素繊維クロス交点部を
中心に表面には多数のボイド欠陥が見受けられ、さらに
シート厚さ方向断面を顕微鏡観察したところ、ガラス繊
維径の数10倍から数100倍に達するボイドが多数内
在していた。これらのボイド欠陥はシートの特に動的機
械特性を著しく低下させる要因になりうることは容易に
推測される。
A large number of void defects were found on the surface of this molded sheet, centering on the intersections of the carbon fiber cloths. Further, when the cross section in the sheet thickness direction was observed with a microscope, it was found to be several tens to several hundred times the glass fiber diameter. There were many internal voids to reach. It is easily speculated that these void defects may be a factor that significantly deteriorates the dynamic mechanical properties of the sheet.

【0151】[0151]

【実施例10】比較例10と同様の炭素繊維平織クロス
2枚、ポリカーボネートフイルム5枚と、繊維構造物と
して実施例1と同様のメタ系アラミド繊維(帝人(株)
製、登録商標「コーネックス」)の捲縮繊維をカーディ
ングし、ウォータージェットニードルを施して製造した
スパンレース(目付70g/m2 、メタアラミド繊維径
の10倍の一辺を持つ任意の仮想正方形内に必ず1本以
上繊維が存在し、実質的に均一分散している繊維構造
物、以下、CMと略称)2枚を、PC/CF/PC/C
M/PC/CM/PC/CF/PCの順に積層し、同成
形条件下で繊維強化ポリカーボネートシートを成形し
た。
[Example 10] Two carbon fiber plain weave cloths similar to Comparative Example 10 and five polycarbonate films, and the same meta-aramid fiber as in Example 1 as a fiber structure (Teijin Co., Ltd.).
Spunlace (weight per unit area: 70 g / m 2 , 10 times the diameter of meta-aramid fiber) produced by carding crimped fibers (registered trademark "Conex") manufactured by water jet needle There is always at least one fiber in the fiber structure, and a fiber structure in which the fibers are substantially uniformly dispersed (hereinafter abbreviated as CM) is used as PC / CF / PC / C.
M / PC / CM / PC / CF / PC were laminated in this order, and a fiber reinforced polycarbonate sheet was molded under the same molding conditions.

【0152】成形シートの表面はもちろん、顕微鏡下で
の厚さ方向断面観察でもメタアラミド繊維径を超えるボ
イドは全く観察されなかった。
Voids exceeding the diameter of the meta-aramid fiber were not observed at all on the surface of the molded sheet and in the cross-section observation in the thickness direction under a microscope.

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Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素繊維の連続繊維織編物に熱可塑性樹
脂からなるマトリックス樹脂が含浸されてなる第1の層
の少くとも1層および耐熱性繊維からなる繊維構造物に
熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂が含浸されてな
る第2の層の少くとも1層からなり、そして上記第1の
層と第2の層とが不離一体に積層されてなる繊維強化熱
可塑性樹脂シートであって、上記第2の層は、該シート
の断面において、マトリックス樹脂中に実質的に均一に
分布した耐熱性繊維が内在し、かつ該耐熱性繊維の繊維
径を超えるボイドを実質的に含まず、かつ第2の層にお
いて用いられた上記繊維構造物は任意の直交する2方向
において少くとも1.0kg/mm2 の交絡強度を示す、こ
とを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シート。
1. A matrix comprising a thermoplastic resin in a fiber structure comprising at least one first layer comprising a continuous fiber woven or knitted carbon fiber and a matrix resin comprising a thermoplastic resin and a heat resistant fiber. A fiber reinforced thermoplastic resin sheet comprising at least one second layer impregnated with resin, wherein the first layer and the second layer are laminated in a non-separable and integrated manner. The layer 2 has the heat-resistant fibers substantially uniformly distributed in the matrix resin in the cross section of the sheet, does not substantially contain voids exceeding the fiber diameter of the heat-resistant fibers, and has a second layer. The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, wherein the above-mentioned fiber structure used in the layer has a entanglement strength of at least 1.0 kg / mm 2 in any two orthogonal directions.
【請求項2】 耐熱性繊維の繊維構造物が、不織布又は
マットである、請求項1記載の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ート。
2. The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1, wherein the fiber structure of the heat-resistant fiber is a non-woven fabric or a mat.
【請求項3】 耐熱性繊維の繊維構造物が、少くとも8
の嵩高度を有する、請求項1又は2記載の繊維強化熱可
塑性樹脂シート。
3. The heat resistant fiber has a fiber structure of at least 8
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1 or 2, having a bulkiness of.
【請求項4】 耐熱性繊維が、マトリックス樹脂となる
熱可塑性樹脂よりも高い融点を有する重合体で構成され
る、請求項1、2又は3記載の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ート。
4. The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1, 2 or 3, wherein the heat-resistant fiber is composed of a polymer having a melting point higher than that of the thermoplastic resin serving as the matrix resin.
【請求項5】 耐熱性繊維が、メタ系アラミド繊維、パ
ラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリアクリロ
ニトリル繊維、ポリベンツイミダゾール繊維、ポリエチ
レンテレフタレート繊維、ポリエチレン―2,6―ナフ
タレート繊維およびセルロース系繊維よりなる群から選
ばれる有機耐熱性繊維である、請求項1〜4のいずれか
に記載の繊維強化熱可塑性樹脂シート。
5. The heat-resistant fiber is selected from meta-aramid fiber, para-aramid fiber, polyarylate fiber, polyacrylonitrile fiber, polybenzimidazole fiber, polyethylene terephthalate fiber, polyethylene-2,6-naphthalate fiber and cellulose fiber. The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1, which is an organic heat resistant fiber selected from the group consisting of:
【請求項6】 耐熱性繊維が、溶融可能であり、酸素指
数が少くとも28%であり、そして溶融状態においてマ
トリックス樹脂となる熱可塑性樹脂とは親和性を有さな
い重合体からなる、請求項1〜4のいずれかに記載の繊
維強化熱可塑性樹脂シート。
6. The heat resistant fiber comprises a polymer that is meltable, has an oxygen index of at least 28%, and has no affinity with a thermoplastic resin that becomes a matrix resin in a molten state. Item 5. The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to any one of Items 1 to 4.
【請求項7】 耐熱性繊維が、メタ系アラミド繊維であ
る、請求項6記載の繊維強化熱可塑性樹脂シート。
7. The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 6, wherein the heat-resistant fiber is a meta-aramid fiber.
【請求項8】 第2の層が、シート断面において耐熱性
繊維の繊維径の10倍の一辺を持つ任意の仮想正方形内
に少くとも1本の耐熱性繊維を有する、請求項1記載の
繊維強化熱可塑性樹脂シート。
8. The fiber of claim 1, wherein the second layer has at least one refractory fiber in any virtual square having one side 10 times the fiber diameter of the refractory fiber in the sheet cross section. Reinforced thermoplastic resin sheet.
【請求項9】 マトリックス樹脂となる熱可塑性樹脂
が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン6、
ナイロン66、ポリフェニレンスルフィド、ABSおよ
びこれらの重合体の構成単位の2種以上からなる共重合
体よりなる群から選ばれる樹脂である、請求項1記載の
繊維強化熱可塑性樹脂シート。
9. The thermoplastic resin as a matrix resin is polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride,
Polyethylene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, nylon 6,
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1, which is a resin selected from the group consisting of nylon 66, polyphenylene sulfide, ABS, and a copolymer consisting of two or more kinds of structural units of these polymers.
【請求項10】 第1の層が少くとも2層存在し、か
つ、該第1の層の間に第2の層を有する、請求項1〜9
のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂シート。
10. The first layer is present in at least two layers, and the second layer is provided between the first layers.
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to any one of 1.
【請求項11】 炭素繊維の連続繊維織編物および耐熱
性繊維からなる繊維構造物の合計がシートの30〜70
容積%を占める、請求項1〜10のいずれかに記載の繊
維強化熱可塑性樹脂シート。
11. A continuous fiber woven or knitted material of carbon fibers and a fiber structure composed of heat resistant fibers have a total of 30 to 70 sheets.
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to any one of claims 1 to 10, which occupies a volume%.
【請求項12】 耐熱性強化繊維の連続繊維織編物に熱
可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂が含浸されてなる
第1の層の少くとも1層および耐熱性繊維からなる繊維
構造物に熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂が含浸
されてなる第2の層の少くとも1層からなり、そして上
記第1の層と第2の層とが不離一体に積層されてなる繊
維強化樹脂シートであって、上記第2の層は該シート断
面において、マトリックス樹脂中に実質的に均一に分布
した耐熱性繊維が内在し、かつ該耐熱性繊維の繊維径を
超えるボイドを実質的に含まず、そして第2の層におい
て用いられた上記繊維構造物は任意の直交する2方向に
おいて少くとも1.0kg/mm2 の交絡強度を示し、また
該繊維構造物の耐熱性繊維は溶融可能であり、酸素指数
が少くとも28%であって、かつ溶融状態においてマト
リックス樹脂の熱可塑性樹脂と親和性を有さない重合体
からなる、ことを特徴とする難燃性複合材料シート。
12. A thermoplastic resin is applied to a fiber structure comprising at least one first layer and a heat-resistant fiber, which is formed by impregnating a continuous fiber woven or knitted fabric of heat-resistant reinforcing fiber with a matrix resin comprising a thermoplastic resin. A fiber-reinforced resin sheet comprising at least one second layer impregnated with a matrix resin, and wherein the first layer and the second layer are laminated in a non-separable manner. The second layer has heat-resistant fibers which are substantially uniformly distributed in the matrix resin in the cross section of the sheet, and does not substantially contain voids exceeding the fiber diameter of the heat-resistant fibers, and the second layer The fibrous structure used in 1. exhibits a entanglement strength of at least 1.0 kg / mm 2 in any two orthogonal directions, and the heat resistant fibers of the fibrous structure are meltable and have an oxygen index of at least 28% And a flame-retardant composite material sheet comprising a polymer having no affinity with a thermoplastic resin of a matrix resin in a molten state.
【請求項13】 耐熱性繊維が、メタ系アラミド繊維で
ある、請求項12記載の難燃性複合材料シート。
13. The flame-retardant composite material sheet according to claim 12, wherein the heat-resistant fiber is a meta-aramid fiber.
【請求項14】 マトリックス樹脂が、難燃剤を含む樹
脂である、請求項12または13記載の難燃性複合材料
シート。
14. The flame-retardant composite material sheet according to claim 12, wherein the matrix resin is a resin containing a flame retardant.
【請求項15】 第2の層の繊維構造物が、シート全体
の10〜20容積%を占める、請求項12、13または
14記載の難燃性複合材料シート。
15. The flame-retardant composite material sheet according to claim 12, 13 or 14, wherein the fibrous structure of the second layer occupies 10 to 20% by volume of the entire sheet.
【請求項16】 炭素繊維の連続繊維織編物の少くとも
1枚および直交する2方向において少くとも1.0kg/
mm2 の交絡強度を示す耐熱性繊維からなる繊維構造物の
少くとも1枚とを、重ね合せた状態で、熱可塑性樹脂の
存在下に、この熱可塑性樹脂が軟化する温度以上の温度
で加熱加圧して一体のシートに成形する、ことを特徴と
する繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造法。
16. At least one continuous fiber woven or knitted carbon fiber and at least 1.0 kg / in two orthogonal directions.
At least one fiber structure made of heat-resistant fibers having a entanglement strength of mm 2 is laminated and heated in the presence of a thermoplastic resin at a temperature equal to or higher than the temperature at which the thermoplastic resin softens. A method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, which comprises pressurizing to form an integrated sheet.
【請求項17】 耐熱性繊維からなる繊維構造物が、構
造指数1〜10g/min を示す、請求項16記載の製造
法。
17. The method according to claim 16, wherein the fiber structure made of heat resistant fibers has a structural index of 1 to 10 g / min.
【請求項18】 炭素繊維の連続繊維織編物と耐熱性繊
維からなる繊維構造物との間に、シート、フイルム、織
編物および粉末よりなる群から選ばれる形態にある熱可
塑性樹脂を存在せしめる、請求項16記載の製造法。
18. A thermoplastic resin in a form selected from the group consisting of a sheet, a film, a woven and knitted material and a powder is present between the continuous fiber woven and knitted material of carbon fibers and the fiber structure made of heat resistant fiber. The manufacturing method according to claim 16.
【請求項19】 炭素繊維の連続繊維織編物の少くとも
2枚および耐熱性繊維からなる繊維構造物の少くとも1
枚を、該連続繊維織編物の任意の2枚の間に該繊維構造
物の少くとも1枚が存在するように重ね合せ、次いで上
記各層の間に、熱可塑性樹脂を存在せしめた状態で加熱
加圧成形する、請求項16記載の製造法。
19. At least two continuous fiber woven or knitted carbon fibers and at least one fibrous structure consisting of heat resistant fibers.
Sheets are laminated so that there is at least one of the fibrous structures between any two of the continuous fiber woven and knitted fabrics, and then heated in the presence of a thermoplastic resin between the layers. The manufacturing method according to claim 16, wherein pressure molding is performed.
【請求項20】 連続繊維織編物と繊維構造物との積層
を、材質および/または構成が積層方向において面対称
となるように行ない、そして加熱加圧成形を平板プレス
により実施して平板状のシートを得る、請求項16記載
の製造法。
20. The continuous fiber woven and knitted fabric and the fiber structure are laminated so that the material and / or the structure are plane-symmetric in the laminating direction, and the heat and pressure molding is carried out by a flat plate press to obtain a flat plate shape. The method according to claim 16, wherein a sheet is obtained.
【請求項21】 連続繊維織編物と繊維構造物の積層を
材質および/または構成が積層方向において面対称とな
らないように行ない、そして加熱加圧成形を平板プレス
により実施して自発的に弯曲した弯曲シートを得る、請
求項16記載の製造法。
21. Lamination of a continuous fiber woven and knitted fabric and a fiber structure is carried out so that the material and / or the constitution are not plane-symmetric in the laminating direction, and the heat and pressure molding is carried out by a flat plate press to spontaneously bend. The manufacturing method according to claim 16, wherein a curved sheet is obtained.
【請求項22】 上記繊維構造物の耐熱性繊維が、メタ
系アラミド繊維またはガラス繊維である、請求項21記
載の製造法。
22. The method according to claim 21, wherein the heat resistant fiber of the fiber structure is a meta-aramid fiber or a glass fiber.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012139841A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Teijin Techno Products Ltd Fiber reinforced resin composite material
JP2013104034A (en) * 2011-11-16 2013-05-30 Toray Ind Inc Fiber-reinforced composite material and method for producing fiber-reinforced composite material
JP2013104033A (en) * 2011-11-16 2013-05-30 Toray Ind Inc Fiber-reinforced composite material and method for producing fiber-reinforced composite material
WO2013099828A1 (en) 2011-12-28 2013-07-04 東レ株式会社 Thermoplastic resin molded article having hollow portion and method for manufacturing same
JP2013542865A (en) * 2011-07-27 2013-11-28 シャンハイ イ シン インダストリー カンパニー リミテッド Manufacturing and processing method of flexible plate
JP2014054764A (en) * 2012-09-12 2014-03-27 Teijin Ltd Base material for fiber-reinforced plastic molding and impact resistance fiber-reinforced plastic
KR20140095466A (en) * 2011-11-16 2014-08-01 도레이 카부시키가이샤 Fiber-reinforced composite material and process for producing fiber-reinforced composite material
WO2015080019A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-04 三菱レイヨン株式会社 Carbon fiber composite laminate
JP2016008295A (en) * 2014-06-26 2016-01-18 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 Carbon fiber-reinforced composite molding and production method thereof
WO2016080238A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-26 東レ株式会社 Laminate, integrated molding, and method for producing same
KR20160067159A (en) * 2013-10-08 2016-06-13 코베스트로 도이칠란트 아게 Fiber composite material, use therefor, and method for the production thereof
JP2016210979A (en) * 2015-04-28 2016-12-15 王子ホールディングス株式会社 Sheet for fiber-reinforced plastic molding
JP2017077696A (en) * 2015-10-21 2017-04-27 三菱樹脂株式会社 Reinforced fiber composite laminate
WO2018199091A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社クラレ Laminate composite and method for producing same
WO2019035299A1 (en) * 2017-08-14 2019-02-21 国立大学法人 東京大学 Fiber-reinforced body and member using same
JP2019126964A (en) * 2018-01-24 2019-08-01 帝人株式会社 Laminate, and fiber-reinforced resin complex comprising the laminate

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012139841A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Teijin Techno Products Ltd Fiber reinforced resin composite material
JP2013542865A (en) * 2011-07-27 2013-11-28 シャンハイ イ シン インダストリー カンパニー リミテッド Manufacturing and processing method of flexible plate
KR20140095466A (en) * 2011-11-16 2014-08-01 도레이 카부시키가이샤 Fiber-reinforced composite material and process for producing fiber-reinforced composite material
JP2013104034A (en) * 2011-11-16 2013-05-30 Toray Ind Inc Fiber-reinforced composite material and method for producing fiber-reinforced composite material
JP2013104033A (en) * 2011-11-16 2013-05-30 Toray Ind Inc Fiber-reinforced composite material and method for producing fiber-reinforced composite material
WO2013099828A1 (en) 2011-12-28 2013-07-04 東レ株式会社 Thermoplastic resin molded article having hollow portion and method for manufacturing same
JPWO2013099828A1 (en) * 2011-12-28 2015-05-07 東レ株式会社 Thermoplastic resin molded body having hollow portion and method for producing the same
JP2014054764A (en) * 2012-09-12 2014-03-27 Teijin Ltd Base material for fiber-reinforced plastic molding and impact resistance fiber-reinforced plastic
KR20160067159A (en) * 2013-10-08 2016-06-13 코베스트로 도이칠란트 아게 Fiber composite material, use therefor, and method for the production thereof
JP2016539204A (en) * 2013-10-08 2016-12-15 コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフトCovestro Deutschland Ag Fiber composite, its use and production method
WO2015080019A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-04 三菱レイヨン株式会社 Carbon fiber composite laminate
JP2016008295A (en) * 2014-06-26 2016-01-18 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 Carbon fiber-reinforced composite molding and production method thereof
WO2016080238A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-26 東レ株式会社 Laminate, integrated molding, and method for producing same
US10751957B2 (en) 2014-11-18 2020-08-25 Toray Industries, Inc. Laminate, integrated molding, and method of producing same
JP2016210979A (en) * 2015-04-28 2016-12-15 王子ホールディングス株式会社 Sheet for fiber-reinforced plastic molding
JP2017077696A (en) * 2015-10-21 2017-04-27 三菱樹脂株式会社 Reinforced fiber composite laminate
WO2018199091A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社クラレ Laminate composite and method for producing same
JPWO2018199091A1 (en) * 2017-04-28 2020-03-12 株式会社クラレ Laminated composite and method for producing the same
US11370195B2 (en) 2017-04-28 2022-06-28 Kuraray Co., Ltd. Multilayer composite and method for producing same
WO2019035299A1 (en) * 2017-08-14 2019-02-21 国立大学法人 東京大学 Fiber-reinforced body and member using same
JP2019035011A (en) * 2017-08-14 2019-03-07 国立大学法人 東京大学 Fiber-reinforced body and member using the same
CN110914343A (en) * 2017-08-14 2020-03-24 国立大学法人东京大学 Fiber-reinforced body and member using same
KR20200041906A (en) * 2017-08-14 2020-04-22 도꾜 다이가꾸 Fiber reinforcement and member using the same
EP3670583A4 (en) * 2017-08-14 2021-04-28 The University of Tokyo Fiber-reinforced body and member using same
JP2019126964A (en) * 2018-01-24 2019-08-01 帝人株式会社 Laminate, and fiber-reinforced resin complex comprising the laminate

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