JPH0565364A - 複合材料 - Google Patents
複合材料Info
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- JPH0565364A JPH0565364A JP22742791A JP22742791A JPH0565364A JP H0565364 A JPH0565364 A JP H0565364A JP 22742791 A JP22742791 A JP 22742791A JP 22742791 A JP22742791 A JP 22742791A JP H0565364 A JPH0565364 A JP H0565364A
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- Japan
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- metal
- resin
- composite material
- mixed
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- Pending
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 少ない強化材配合量に於いても、機械強度の
高い複合材料を提供すること。 【構成】 熱硬化性マトリックス中にメタルストリッ
プ、特に非晶質金属製ストリップが強化材として配合分
散された複合材料。
高い複合材料を提供すること。 【構成】 熱硬化性マトリックス中にメタルストリッ
プ、特に非晶質金属製ストリップが強化材として配合分
散された複合材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶、車両、レジャー
製品、住宅機器等の構造体に利用される複合材料に関
し、さらに詳細には、機械強度の高い複合材料を提供す
ることにある。
製品、住宅機器等の構造体に利用される複合材料に関
し、さらに詳細には、機械強度の高い複合材料を提供す
ることにある。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱硬化性樹脂にガラスファイバー
等の繊維材料を強化材として充填し、高い機械強度を有
する各種構造体として利用することが広く行われて来
た。しかし、強度を高めるためには、ガラスファイバー
の混入量は通常３０％以上必要であり、その結果材料全
体としての比重が高まり、軽量化の要請には必ずしも適
合しない。また、多量の無機物を配合することは、製品
を使用した後の焼却処分に於て残査も当然多く出ること
になり、きれいな環境を守ると言う最近の社会要請から
もはずれてくる。
等の繊維材料を強化材として充填し、高い機械強度を有
する各種構造体として利用することが広く行われて来
た。しかし、強度を高めるためには、ガラスファイバー
の混入量は通常３０％以上必要であり、その結果材料全
体としての比重が高まり、軽量化の要請には必ずしも適
合しない。また、多量の無機物を配合することは、製品
を使用した後の焼却処分に於て残査も当然多く出ること
になり、きれいな環境を守ると言う最近の社会要請から
もはずれてくる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、少な
い強化材料でも高い強度を発揮し、使用後に於いても多
くの焼却残査を残さない複合材料を提供することを目的
とするものである。
い強化材料でも高い強度を発揮し、使用後に於いても多
くの焼却残査を残さない複合材料を提供することを目的
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる複合材料
は、熱硬化性樹脂マトリックス中にメタルストリップが
強化材として分散されてなることを特徴とする複合材料
であり、特にメタルストリップが非晶質金属であること
を特徴としている。
は、熱硬化性樹脂マトリックス中にメタルストリップが
強化材として分散されてなることを特徴とする複合材料
であり、特にメタルストリップが非晶質金属であること
を特徴としている。
【０００５】
【発明の具体的な説明】以下本発明に係わる複合材料に
ついて具体的に説明する。マトリックスとなる熱硬化性
樹脂は、通常構造材料として使用されるもので、特にそ
の種類は限定されないが、例えばフェノール樹脂、ユリ
ア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、またこれら
樹脂を架橋させ、或は接着性等の性質を高めるために種
々の化合物で変性した樹脂も使用できる。
ついて具体的に説明する。マトリックスとなる熱硬化性
樹脂は、通常構造材料として使用されるもので、特にそ
の種類は限定されないが、例えばフェノール樹脂、ユリ
ア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられ、またこれら
樹脂を架橋させ、或は接着性等の性質を高めるために種
々の化合物で変性した樹脂も使用できる。
【０００６】これらの樹脂の中で、とりわけ汎用されて
いる不飽和ポリエステル樹脂は、安価であること、また
低粘度、かつ常温硬化が可能であることから取扱い易
く、メタルストリップ強化材との混合、複合化が容易と
なり、濡れ性あるいは接着性がよい等の理由から好都合
である。この樹脂は、不飽和ジカルボン酸とグリコール
との縮合反応により、或はラクトンの開環重合等の方法
で製造され、さらにビニルモノマーを加えて架橋反応さ
せることもある。また、耐熱性をより要求される場合に
は、マトリックスとしてポリイミド樹脂を使用すると更
に良い。この熱硬化性樹脂には、安定剤、充填剤、粘度
調整剤等の種々の添加剤を加えることが出来る。
いる不飽和ポリエステル樹脂は、安価であること、また
低粘度、かつ常温硬化が可能であることから取扱い易
く、メタルストリップ強化材との混合、複合化が容易と
なり、濡れ性あるいは接着性がよい等の理由から好都合
である。この樹脂は、不飽和ジカルボン酸とグリコール
との縮合反応により、或はラクトンの開環重合等の方法
で製造され、さらにビニルモノマーを加えて架橋反応さ
せることもある。また、耐熱性をより要求される場合に
は、マトリックスとしてポリイミド樹脂を使用すると更
に良い。この熱硬化性樹脂には、安定剤、充填剤、粘度
調整剤等の種々の添加剤を加えることが出来る。
【０００７】強化材としてのメタルストリップは、種々
の金属から製造された短冊形状のものであり、長さが３
〜２５ｍｍ、幅０．７〜４ｍｍ、厚さ０．０２〜０．０
５ｍｍの範囲にあるものが、熱硬化性樹脂との混合に好
都合であると共に、複合材料に高い機械強度を付与す
る。材質は、スチール、ステンレス、銅、アルミニウム
等が使用でき、特に機械強度および耐蝕性に優れた非晶
質金属製のスチールストリップが好ましい。このメタル
ストリップは、熱硬化性樹脂との接着性を高めるため
に、酸などで表面処理しておくこともできる。
の金属から製造された短冊形状のものであり、長さが３
〜２５ｍｍ、幅０．７〜４ｍｍ、厚さ０．０２〜０．０
５ｍｍの範囲にあるものが、熱硬化性樹脂との混合に好
都合であると共に、複合材料に高い機械強度を付与す
る。材質は、スチール、ステンレス、銅、アルミニウム
等が使用でき、特に機械強度および耐蝕性に優れた非晶
質金属製のスチールストリップが好ましい。このメタル
ストリップは、熱硬化性樹脂との接着性を高めるため
に、酸などで表面処理しておくこともできる。
【０００８】特に好ましい非晶質金属製のストリップ
は、次に示す組成を有しており、これら組成物を急冷す
ることによって非晶性が現われる。非晶質金属として
は、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｂ−Ｃ、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ、Ｆｅ−
Ｂ−Ｓｉ−Ｃ、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ等のＦｅ系、Ｃｏ−Ｂ、
Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ−
Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｍｎ
−Ｂ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｎ
ｉ−Ｂ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ｂ等のＣｏ系
等を例示できる。また、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｕ−Ｎｂ系
合金などのＦｅ系微結晶軟磁性材も使用できる。この中
で特に好ましいＦｅ系非晶質金属としては、ＦｅXＳｉY
ＢZＭWが例示できる。ここで、Ｘ＝５０〜８５、Ｙ＝５
〜１５、Ｚ＝５〜２５、Ｗ＝０〜５（原子％）を表わ
す。Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、
Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｐ等の一種または二種以上の
組合せからなる金属である。
は、次に示す組成を有しており、これら組成物を急冷す
ることによって非晶性が現われる。非晶質金属として
は、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｂ−Ｃ、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ、Ｆｅ−
Ｂ−Ｓｉ−Ｃ、Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ等のＦｅ系、Ｃｏ−Ｂ、
Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｂ−
Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｍｎ
−Ｂ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｎ
ｉ−Ｂ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｎｉ−Ｂ等のＣｏ系
等を例示できる。また、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｕ−Ｎｂ系
合金などのＦｅ系微結晶軟磁性材も使用できる。この中
で特に好ましいＦｅ系非晶質金属としては、ＦｅXＳｉY
ＢZＭWが例示できる。ここで、Ｘ＝５０〜８５、Ｙ＝５
〜１５、Ｚ＝５〜２５、Ｗ＝０〜５（原子％）を表わ
す。Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、
Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｐ等の一種または二種以上の
組合せからなる金属である。
【０００９】これらメタルストリップは、マトリックス
中に１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４５重量％配
合、分散させる。この配合範囲内であれば、機械強度に
優れた複合材料が得られる。複合材料の成形にあたっ
て、液状ないしゲル状の熱硬化性樹脂に触媒を加え、ミ
キサー、ロール、スプレーアップ、ハンドレーアップ等
の方法を用いてメタルストリップを均一に混合し、メタ
ルストリップと熱硬化性樹脂を混ぜ合わせる。その後基
材に塗布するか、或は金型に注入して、室温ないし加温
下で重合硬化させ、所定の形状を持つ成形体である複合
材料を得ることが出来る。
中に１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４５重量％配
合、分散させる。この配合範囲内であれば、機械強度に
優れた複合材料が得られる。複合材料の成形にあたっ
て、液状ないしゲル状の熱硬化性樹脂に触媒を加え、ミ
キサー、ロール、スプレーアップ、ハンドレーアップ等
の方法を用いてメタルストリップを均一に混合し、メタ
ルストリップと熱硬化性樹脂を混ぜ合わせる。その後基
材に塗布するか、或は金型に注入して、室温ないし加温
下で重合硬化させ、所定の形状を持つ成形体である複合
材料を得ることが出来る。
【００１０】触媒の種類、添加量によりポットライフが
異なるケースが一般的であり、この点を考慮して、前記
の加工法の中から適宜な方法を選択する。汎用の不飽和
ポリエステルを用いる場合は、例えば昭和高分子のリゴ
ラックＢＱＴ１００部に対し、触媒である硬化剤２部を
混合する。この際、ゲルタイムが常温下で約１５分であ
る場合、この時間内に所定のメタルストリップを用い
て、ミキサー混合する。メタルストリップの配合量が１
５重量％程度であれば混合時間は約５〜８分とし、これ
を金型内に注入する。この時メタルストリップと樹脂の
比重差からくるメタルストリップの沈降分離現象があれ
ば、必要に応じて一般的に用いられる炭酸カルシウム、
シリカ等のチクソ性付与剤を添加する。スプレーアッ
プ、ハンドレーアップの場合は、予め用意した主剤と硬
化剤の混合樹脂を、ポットライフ時間内にすばやく混合
させる。
異なるケースが一般的であり、この点を考慮して、前記
の加工法の中から適宜な方法を選択する。汎用の不飽和
ポリエステルを用いる場合は、例えば昭和高分子のリゴ
ラックＢＱＴ１００部に対し、触媒である硬化剤２部を
混合する。この際、ゲルタイムが常温下で約１５分であ
る場合、この時間内に所定のメタルストリップを用い
て、ミキサー混合する。メタルストリップの配合量が１
５重量％程度であれば混合時間は約５〜８分とし、これ
を金型内に注入する。この時メタルストリップと樹脂の
比重差からくるメタルストリップの沈降分離現象があれ
ば、必要に応じて一般的に用いられる炭酸カルシウム、
シリカ等のチクソ性付与剤を添加する。スプレーアッ
プ、ハンドレーアップの場合は、予め用意した主剤と硬
化剤の混合樹脂を、ポットライフ時間内にすばやく混合
させる。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、従来のガラスファイバ
ーを用いた場合と比較して、約半分の強化材配合量で同
等以下の比重となり、かつ曲げ強度および曲げ弾性率が
同等以上となる。
ーを用いた場合と比較して、約半分の強化材配合量で同
等以下の比重となり、かつ曲げ強度および曲げ弾性率が
同等以上となる。
【００１２】実施例、比較例に示したように、例えば、
長さ３ｍｍのガラスファイバーを３０ｗｔ％配合した不
飽和ポリエステルをマトリックスとする成形物は、曲げ
強度が５〜６ｋｇ／ｍｍ2に対し、長さ３ｍｍの非晶質
金族製のスチールストリップを１５ｗｔ％配合した不飽
和ポリエステルをマトリックスとした成形物は、９〜１
０ｋｇ／ｍｍ2であり、かつ曲げ弾性率は前者が４５０
ｋｇ／ｍ2、後者は４００〜４５０ｋｇ／ｍ2と同等のレ
ベルであった。しかもこの時の比重は、双方とも１．５
であった。これは、とりわけメタルストリップとして非
晶質金属製ストリップを用いると、ストリップ自身の比
重が通常のスチールより小さく、重量低減の上では有利
となる。
長さ３ｍｍのガラスファイバーを３０ｗｔ％配合した不
飽和ポリエステルをマトリックスとする成形物は、曲げ
強度が５〜６ｋｇ／ｍｍ2に対し、長さ３ｍｍの非晶質
金族製のスチールストリップを１５ｗｔ％配合した不飽
和ポリエステルをマトリックスとした成形物は、９〜１
０ｋｇ／ｍｍ2であり、かつ曲げ弾性率は前者が４５０
ｋｇ／ｍ2、後者は４００〜４５０ｋｇ／ｍ2と同等のレ
ベルであった。しかもこの時の比重は、双方とも１．５
であった。これは、とりわけメタルストリップとして非
晶質金属製ストリップを用いると、ストリップ自身の比
重が通常のスチールより小さく、重量低減の上では有利
となる。
【００１３】従って、従来のガラスファイバーを用いた
場合と比べて、少ない強化材量で高い機械強度が発揮さ
れ、また比重を極端に高めることがないので軽量な複合
材料が得られる。またこの複合材料を燃焼した後も、当
然のことながら無機物残査量を従来よりも減少させるこ
とができ、かつマグネットによって回収できるので環境
を汚染することもない。
場合と比べて、少ない強化材量で高い機械強度が発揮さ
れ、また比重を極端に高めることがないので軽量な複合
材料が得られる。またこの複合材料を燃焼した後も、当
然のことながら無機物残査量を従来よりも減少させるこ
とができ、かつマグネットによって回収できるので環境
を汚染することもない。
【００１４】本発明に係わる複合材料は、船舶、モータ
ーボート、自動車等の輸送機器の構造体として、スキ
ー、サーフィン等のスポーツレジャー製品として、さら
にタンク、ベッセル等の容器構造体、或は浴槽等の住宅
機器関連製品に好適に使用できる。
ーボート、自動車等の輸送機器の構造体として、スキ
ー、サーフィン等のスポーツレジャー製品として、さら
にタンク、ベッセル等の容器構造体、或は浴槽等の住宅
機器関連製品に好適に使用できる。
【００１５】
【実施例】次に実施例を通して本発明を説明する。 （実施例１〜３）不飽和ポリエステル樹脂として昭和高
分子（株）製リゴラックＢＱＴを用いた。メタルストリ
ップは、Ｆｅ系非晶質金属製（アライド社製Ｍｅｔｇｌ
ａｓ）であり、長さ３ｍｍ、幅１ｍｍ，厚さ０．０５ｍ
ｍの形状をしている。このストリップをミキサーを使用
して表１に記載した量だけ混合したが、いずれも均一に
混合することができた。この混合物を金型（１０ｃｍ×
１０ｃｍ×３ｍｍ）に注入し、２３℃で２４時間コール
ドプレスし、硬化物を得た。成形物の比重、曲げ強度お
よび曲げ弾性率を測定した結果を表１に示した。曲げ試
験は、ＪＩＳ Ｋ−６９１１に準拠して行なった。
分子（株）製リゴラックＢＱＴを用いた。メタルストリ
ップは、Ｆｅ系非晶質金属製（アライド社製Ｍｅｔｇｌ
ａｓ）であり、長さ３ｍｍ、幅１ｍｍ，厚さ０．０５ｍ
ｍの形状をしている。このストリップをミキサーを使用
して表１に記載した量だけ混合したが、いずれも均一に
混合することができた。この混合物を金型（１０ｃｍ×
１０ｃｍ×３ｍｍ）に注入し、２３℃で２４時間コール
ドプレスし、硬化物を得た。成形物の比重、曲げ強度お
よび曲げ弾性率を測定した結果を表１に示した。曲げ試
験は、ＪＩＳ Ｋ−６９１１に準拠して行なった。
【００１６】（比較例１〜２）強化材としてガラスファ
イバー（長さ３ｍｍ、直径０．０１ｍｍ）を用い、充填
量を変えた以外は実施例１と同様に行ない、硬化物を得
た。成形物の比重、曲げ強度および曲げの弾性率を測定
し、表１に併せて示した。
イバー（長さ３ｍｍ、直径０．０１ｍｍ）を用い、充填
量を変えた以外は実施例１と同様に行ない、硬化物を得
た。成形物の比重、曲げ強度および曲げの弾性率を測定
し、表１に併せて示した。
【００１７】
【表１】 （注）ＡＳは、非晶質金属製ストリップを示す。 ＧＦは、ガラスファイバーを示す。 （実施例４〜５）マトリックス樹脂としてポリイミド樹
脂（三井石油化学工業（株）製ハイポリック）を使用
し、配合量を変えた以外は実施例１と同様に行ない硬化
物を得た。成形物の物性を測定し、その結果を表２に示
した。
脂（三井石油化学工業（株）製ハイポリック）を使用
し、配合量を変えた以外は実施例１と同様に行ない硬化
物を得た。成形物の物性を測定し、その結果を表２に示
した。
【００１８】（比較例３〜４）強化材としてガラスファ
イバーを用い、配合量を変えた以外は実施例４と同様に
行ない、硬化物を得た。成形物の物性を測定し、表２に
併せて記載した。
イバーを用い、配合量を変えた以外は実施例４と同様に
行ない、硬化物を得た。成形物の物性を測定し、表２に
併せて記載した。
【００１９】
【表２】 （注）ＡＳは、非晶質金属製ストリップを示す。 ＧＦは、ガラスファイバーを示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 熱硬化性樹脂マトリックス中にメタルス
トリップが強化材として分散されてなることを特徴とす
る複合材料。 - 【請求項２】 メタルストリップが非晶質金属からなる
ことを特徴とする請求項１記載の複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22742791A JPH0565364A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22742791A JPH0565364A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0565364A true JPH0565364A (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=16860683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22742791A Pending JPH0565364A (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0565364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8721469B2 (en) | 2009-11-04 | 2014-05-13 | Nike, Inc. | Golf club, golf club head and golf club grip structures |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP22742791A patent/JPH0565364A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8721469B2 (en) | 2009-11-04 | 2014-05-13 | Nike, Inc. | Golf club, golf club head and golf club grip structures |
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