JPH05237963A

JPH05237963A - 複合シート

Info

Publication number: JPH05237963A
Application number: JP4495192A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Hirahara; 武彦平原; Naoki Imaeda; 直樹今枝; Hiroshi Edakawa; 裕志枝川
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】本発明は、多機能の性質を有する複合シートで
あって、かつ比強度の高い積層構造体の表面材６及び芯
材に使用することができる極めて異方性の少ない、圧縮
強度の高い積層構造体を提供し得るものである。【構成】本発明の複合シートは、繊維補強樹脂シートの
片面に複数の独立した突起部が千鳥配列されている深絞
り成形品の少なくとも片面にシートが複合されており、
かつ該突起部と該シート状物とで形成される空隙部８に
機能性物質７が含有されていることを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた機能性を有する
上に、軽量で高圧縮に耐える複合シートに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】カーボン繊維強化プラスチックやアラミ
ド繊維強化プラスチックなどとハニカム芯材の普及によ
り、従来にない軽量で高強度な構造体が可能となり、航
空、宇宙、コンテナ車両、鉄道車両等にこれらの素材を
用いたサンドイッチ構造体が注目されるようになった。
また、従来より、芯材に発泡体、ペーパーハニカム、木
質素材等を用いて構成したサンドイッチ構造体が、主に
建材分野での商品化が成されている。

【０００３】かかる構造体は、特開平２−２７７６１７
号で提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来構
造体のいずれも、多機能性を有するものではなく、商品
的価値の小さいものであった。

【０００５】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
繊維補強樹脂シートでありながら、比強度の高い複合構
造体で、かつ極めて異方性が少なく、圧縮強度が高い上
に、多機能を有する複合シートを提供せんとするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために次のような手段を採用する。すなわち、
本発明の複合シートは、繊維補強樹脂シートの片面に複
数の独立した突起部が千鳥配列されている深絞り成形品
の少なくとも片面に、平坦なシートが複合されており、
かつ該突起部と該平坦なシートとで形成される空隙部に
機能性物質が含有されていることを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【作用】本発明は、繊維補強樹脂シートを特定な立体構
造体に成形したものは、比強度が高く、極めて異方性が
少なく、かつ圧縮強度が高い優れた複合シート材料を提
供することを究明し、しかも、かかる立体構造体の特殊
な構造を巧みに利用することを究明して完成されたもの
である。

【０００８】すなわち、本発明は、該立体構造体におい
て、突起部と平坦なシート状物とで必然的に空隙部が形
成されるが、この空隙部を利用し、この部分に機能性物
質を含有させることにより、極めて高い各種機能を複合
シートに付与させることができたものである。

【０００９】すなわち、本発明の複合シートは、たとえ
ば、図１のように底面部（平坦部）１と突起部２を有す
る複合シート中間体５の少なくとも片面に、図３に示す
平坦なシート（表面材）６を積層した積層構造の複合シ
ートの凹凸面または空隙部に図４、５のように機能性物
質７を充填したものである。

【００１０】本発明の複合シートは、繊維補強樹脂シー
トの片面に深絞り成形加工によって複数の突起部を形成
した複合シート中間体を使用するものであるが、その際
に、繊維補強樹脂シートとして、好ましくは伸度５０〜
１００％の布帛、好ましくは不織布を使用し、しかも該
突起部を千鳥配列に、かつそれぞれが独立した立体構造
体に形成したことによって、上述効果を実現することが
できたものである。

【００１１】本発明の繊維補強樹脂シートを構成する繊
維としては、例えばポリエステル系繊維、ポリアミド系
繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリウレタン系繊維、Ｐ
ＢＴ系繊維、ガラス系繊維、アラミド系繊維、炭素系繊
維、ガラス繊維、セラミックス系繊維などの各種繊維、
さらに、これらの混合繊維などを使用することができる
が、補強機能を有する繊維であれば如何なる繊維でも使
用することができ、上述の例示繊維に限定されるもので
はない。かかる繊維は、平均単糸繊度が好ましくは７デ
ニール以下、さらに好ましくは５デニール以下、特に好
ましくは１〜３デニールのものが成形時の移動特性や強
度の点でよい。

【００１２】本発明は、かかる繊維からなる布帛、たと
えば編織物や不織布を使用することができるが、特に本
発明の複合シートを構成するには不織布が好ましい。か
かる布帛としては、深絞り成形が可能な程度に伸長また
は移動し易い構造であるものが好ましく使用される。

【００１３】本発明に好ましく使用される不織布として
は、スパンボンド法、乾式短繊維法、メルトブロー法、
湿式法、スパンレース法、フラッシュ紡糸法など各種方
式があるが、いずれの方式単独のものでもよいし混合し
たものであってもよいが、伸度が好ましくは５０〜１０
０％、さらに好ましくは６０〜９０％であることが成形
時の繊維移動性の上から重要であり、なかでもニードル
パンチ不織布が、強度的バランスと成形性に優れていて
好ましい。さらに好ましくは引裂強力がタテ、ヨコとも
に少なくとも５．０Kg以上、特に好ましくは７．０Kg以
上である不織布が、本発明の複合シート中間体として好
ましい物性のものを提供する。

【００１４】また、不織布に加えて補強的に、比較的目
の荒い伸縮の自由度の高い織物や編物を用いてプリプレ
グシートを形成しても同様に良好な成形品が得られる
が、このとき後述する補強樹脂が繊維を完全に覆い且つ
成形品の通気性が完全に遮断されるように構成すると成
形品が圧縮強度が高くてよいものが得られる。

【００１５】また、本発明の繊維補強樹脂を構成する樹
脂としては、充分高い強度と剛性を有する素材、例えば
熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用することができる
が、好ましくは熱硬化性樹脂が剛性が高くてよい。

【００１６】上述の熱可塑性樹脂としては、ポリアミド
系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタ
ール系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリスチレン系
樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂など及
びこれらの混合樹脂が使用できる。

【００１７】熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、
不飽和ポリエステル系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系
樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポ
リイミド系樹脂など及びこれらの混合樹脂を使用するこ
とができる。

【００１８】次に、本発明の複合シート中間体は、上述
の繊維布帛に上述の樹脂を含浸してプリプレグシート状
にしたものを使用する。この場合、不織布を使用するこ
とによって、繊維の配列がランダムで積層する方向に関
係なく極めて等方性に近い特性を発揮させ得、強い補強
効果を達成することができる。

【００１９】かかる複合シート中間体（繊維補強樹脂シ
ート：プリプレグシート）の樹脂含浸比率は、好ましく
は４０重量％、さらに好ましくは５５重量％以上、特に
好ましくは７０〜８０重量％である。しかし、かかる樹
脂含浸量は、深絞りの度合によっても多少異なるので、
深絞り度合に合せて変更するのが好ましい。

【００２０】かかるプリプレグシートは積層構造体（複
合シート）の芯材として使用されるものであり、例えば
該プリプレグシートを任意のプライ数積層し、図１に示
す突起部が千鳥配列で独立した形に深絞り成形加工する
ことにより、高い強度を有する芯材を形成することがで
きる。かかるプリプレグシートは、芯材のみならず表面
材として使用することもできる。

【００２１】上述の深絞りの形態は、突起部を直線的に
平面間が結べないランダム状態の千鳥型に配列させる
と、特に本発明の効果を著しく向上させることができる
ので好ましい。かかる突起部をそれぞれの突起部を独立
させて形成することによって、強力的、形状的に異方性
の少ない、高強度の複合シート中間体を提供することが
できる。

【００２２】また、圧縮強度の高い芯材に適用する場合
などは、突起部の縦断面の上底面と下底面（接着面）の
肉厚に対し、それを支える面（鉛直面）の肉厚を大きく
することによって、より高圧縮強度の複合シート中間体
が得られる。更に、プリプレグシートは所望の物性値を
得るために異なる素材のものを積層し、成形することも
できる。かかる突起部の形状としては、円錐台、台形ま
たは柱形であるものが、複合シート特性の上から好まし
い。また、該突起部の下底（図２：Ｌ₁）に対する上底
（図２：Ｌ₂）の直径の比率は、好ましくは３０〜１０
０％の範囲にあるのが、圧縮強度がよい。また、さら
に、該突起部が、その上底（Ｌ₂）または下底（Ｌ₁）
の面積が、これらの合計面積の５〜５０％であるもの
が、圧縮強度、耐久性がよい。また、深絞りの大きさ
は、不織布の目付、伸度、厚さ、通気量、樹脂含有比率
等により自由にコントロールすることができる。

【００２３】本発明のかかる深絞り成形された突起部を
有する複合シート中間体は、図３〜５に示されるよう
に、その片面または両面に、同種または異種の平坦なシ
ートを接着、接合して、複合シートを形成し、この形で
使用されるものである。本発明は、かかる突起部の凹
凸、または該突起部と平坦なシートとで形成される空隙
部分を利用するところに特徴を有する。すなわち、該空
隙部に機能性物質を含有せしめるものである。

【００２４】かかる機能性物質としては、たとえば、防
音材、制振材および調湿材などから選ばれた少なくとも
１種の物質を含有させる。含有のさせ方には、使用する
機能性物質の種類にもよって相違するものであり、含
浸、塗布（接着）、充填など如何なる方法で含有させて
もよい。

【００２５】本発明の複合シートは、特に、防音、防振
および調湿などの特性において、該突起部を利用するこ
とにより極めて大きな効果を達成するという特徴を有す
るものである。

【００２６】防音（吸音）材としては、たとえば、発泡
ウレタンやセルローススポンジなどの連続気泡多孔質
体、ポリエチレン発泡体やポリスチレン発泡体などの独
立気泡多孔質体、ロックウールやガラスウールなどの多
孔質材料、さらに鉛など重金属類の繊維や粉末などを使
用することができる。

【００２７】制振材としては、たとえば、天然ゴムや合
成ゴムを含むエラストマーなどの粘弾性重合体や、さら
にこれにフェライト、黒鉛、マイカなどの無機充填材を
充填したものを使用することができる。

【００２８】調湿材としては、たとえば、活性炭、酸化
チタン、ベントナイト、酸性白土、ケイソウ土、消炭、
いり米などを使用することができる。なお、これらの機
能性物質の他に、鉱物やセラミックス、さらには通常の
脱臭剤、芳香剤など、さらに別種の機能を有する物質を
使用する、または混用、併用することもできる。上述の
機能性物質は、単独または２種以上併用（混合を含む）
することができる。

【００２９】次に、本発明の複合シートを図面により説
明する。図１は、本発明の複合シート中間体１である。
この中間体１は、深絞り成形品であり、底面部２と突起
部３とからなる凹凸形状を有する。図２に、その断面形
状を示す。この複合シート中間体１は、下底面部４と上
底面部５からなる凹凸形状を有し、Ｌ₁は、突起部の下
底面の直径、Ｌ₂は、突起部の上底面の直径を示す。図
３は、本発明の複合シートの一例を示す斜視図であり、
上述の上底面と下底面の両方に平坦なシート（表面材）
６を積層したサンドイッチ構造体である。かかる平坦な
シート（表面材）６としては、上述の複合シート中間体
と同一プリプレグシートは、もちろん、通常の合成樹脂
シート、ＦＲＰシート、発泡樹脂シート、サラニハ透湿
性シート、制振シート、難燃性シートなど各種の素材や
機能を有するシート、またはこれらの複合シートを積層
することができ、それらに制約はないが、該中間体の少
なくとも片面は、高強度、さらには高剛性を有するシー
トを積層するのが、複合シートの形態、強度の安定性上
から好ましい。たとえば、図４は、突起部３の片面に表
面材６として発泡樹脂シートを塗布し、他面にガラス繊
維補強樹脂の平坦なシート６を積層し、空隙部（８）に
機能性物質７として、鉛繊維を充填したものであり、図
５は、図３のサンドイッチ構造体の他の例で、片面に平
坦なシート６としてガラス繊維補強樹脂シートを、他面
に透湿性シートを積層したもので、該透湿性シート側の
空隙部（８）に機能性物質７として、調湿剤を充填した
ものである。もちろん、図５の残された空隙部８に、さ
らに別の機能性物質、たとえば制振材や防音、吸音材な
どを充填してもよい。

【００３０】

【実施例】以下に本発明の実施例により、更に詳細に説
明する。

【００３１】実施例１単糸繊度３デニールのポリエステル系短繊維からなる目
付２００ g／ m²のニードルパンチ不織布（伸度：タテ
７０％、ヨコ８５％、引裂強力：タテ８．５Kg、ヨコ１
１．０Kg；東レ株式会社製アクスターＣ３２０）とエポ
キシ樹脂（住友化学株式会社製ＥＳＢ７５０）を、クリ
アランスロール方式の樹脂含浸装置を用い、樹脂含浸比
率が約８０％のプリプレグシートを成形した。このプリ
プレグシートを３００×３００mmに裁断し、図１に示す
ような中間体を作るに際し、図２に示す縦断面形状が上
底面の長さ（Ｌ₂）が８mm、下底面の長さ（Ｌ₁）が２
０mm、高さ１０mmで、縦×横が２００mm×１８０mmの底
面に、図１に示す突起部の千鳥配列で並ぶように設計し
た金型により、上述のプリプレグシート１枚を加熱プレ
ス成形した。そのときの成形条件は１７０℃、３０min
、８０kg／cm²であった。その結果、得られた中間体
は成形ムラもなく突起部の細部まで均一で且つ金型に忠
実な形状を示す良好なものであった。

【００３２】同様な方法で、不織布プリプレグの間にガ
ラスクロスプリプレグを挾んだ３プライの積層プリプレ
グシートを上述の積層条件で成形した結果、表面状態が
よく、更に高強度な中間体が得られた。

【００３３】この中間体をサンドイッチ構造体の芯材と
して使用し、表面材にガラス繊維強化プラスチックの平
板を使用し、ポリウレタン系接着剤（サイデン化学株式
会社製サイビノールＵＦ−６０）によってサンドイッチ
構造体の成形を行った。その結果、図３のような軽量で
高強度のサンドイッチ構造体が得られた。このときの接
着面積比率（芯材の接着面積／表面材の面積×１００）
は１０％であり接着強度に優れるものであった。このサ
ンドイッチ構造体の空隙部には、制振材（エポキシ樹脂
とフェライトからなるパテ状樹脂組成物）を充填した。
その結果、優れた制振効果を有する複合シートを得た。

【００３４】実施例２実施例１で得た中間体を用い、図４のように中間体突起
面に発泡ポリウレタン、反対の面に３mmの厚板を、それ
ぞれ上述の接着剤によりサンドイッチ構造体の成形を行
ったところ、軽量で高強度な特性に加え吸音性の良好な
サンドイッチ構造体が得られた。

【００３５】実施例３実施例１の中間体の間に、エポキシ系樹脂と金属フェラ
イトで構成される制振シート（２００μ厚）を挾んだ３
プライの積層プリプレグシートを、上述の積層条件で成
形し、ガラス繊維強化樹脂平板の表面材と組み合わせ
て、サンドイッチ構造体を作成した。この複合シート
は、軽量で、高強度に加え優れた制振効果を発揮するも
のであった。

【００３６】実施例４実施例１において、片面をスパンボンド不織布シート
（透湿性）を積層してサンドイッチ構造体とし、さらに
該複合シートの該スパンボンド不織布シート側の空隙部
に活性炭を充填する以外は同様に複合シートを作成し
た。すなわち、活性炭を充填した側の反対側の空隙部に
は上述の制振材が充填されている複合シートを形成し
た。この複合シートは、軽量、高強度に加え、優れた調
湿と制振効果を発揮するものが得られた。

【００３７】

【発明の効果】本発明の複合シートによれば、建築構造
物、建材、ＯＡ関連機器、航空機、鉄道車両、自動車、
スポーツ・レジャー用品などの構造体を構成する素材と
して好適な機能を有する上に、安価で軽量で、しかも高
圧縮に耐え得る構造体を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この図は、本発明の複合シート中間体の一例
を示す斜視図である。

【図２】この図は、図１の複合シート中間体の断面図
である。

【図３】この図は、本発明の複合シートの一例を示す
斜視図である。

【図４】この図は、本発明の複合シートの一例を示す
断面図である。

【図５】この図は、本発明の複合シートの他の一例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１：複合シート中間体２：底面部３：突起部４：下底面部５：上底面部６：平坦なシート（表面材）７：機能性物質８：空隙部Ｌ₁：突起部の下底路面の直径Ｌ₂：突起部の上底路面の直径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維補強樹脂シートの片面に複数の独立
した突起部が千鳥配列されている深絞り成形品の少なく
とも片面に、平坦なシートが複合されており、かつ該突
起部と該平坦なシートとで形成される空隙部に機能性物
質が含有されていることを特徴とする複合シート。
【請求項２】該突起部が、円錐台、台形または柱形
で、かつその下底に対する上底の直径の比率が３０〜１
００％の範囲にある請求項１記載の複合シート。
【請求項３】該突起部が、その上底または下底の面積
が、これらの合計面積の５〜５０％である請求項１記載
の複合シート。
【請求項４】繊維補強樹脂シートが、該シート重量１
００重量部に対して、５０〜１００重量部の樹脂を含有
する請求項１記載の複合シート。
【請求項５】繊維補強樹脂シートを構成する樹脂が、
熱硬化性樹脂である請求項１記載の複合シート。
【請求項６】繊維補強樹脂シートを構成する樹脂が、熱
可塑性樹脂である請求項１記載の複合シート。
【請求項７】繊維補強樹脂シートの繊維が、不織布で
ある請求項１記載の複合シート。
【請求項８】機能性物質が、防音材、制振材または調
湿材から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載の
複合シート。