JPH06262731A - 複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着性の乏しい樹脂層同士であっても接着剤
層を介さずに積層一体化している複合材料を提供するこ
とにある。 【構成】 異なる樹脂からなる樹脂層の少なくとも２層
と長繊維補強材からなるマット状物とよりなる複合材料
であって、該異なる樹脂からなる樹脂層が該マット状物
を介して一体化している複合材料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合材料に関し、より
詳しくは、異なる樹脂層間の接着性を向上させるために
該樹脂層を長繊維補強材よりなるマット状物を介して一
体化することにより得られる複合材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】複合材料は、２種類以上の素材を何らか
の方法で合体させ、単一材料では得られなかった性能を
具備した材料である。２種類以上の異なる樹脂よりなる
複合材料を製造する方法としては、積層、混合、含浸、
被覆等の方法が通常用いられている。これらの方法の中
で多層の複合材料を製造する方法としては積層法が採用
されているが、積層法においては、接着剤を介して異な
る樹脂層を接着させる方法、加熱・加圧によりラミネー
トする方法および多層ダイを用いて溶融状態の樹脂を直
接積層する共押出法等が一般的によく行われている。

【０００３】しかしながら、相互に接着性の乏しい樹脂
同士を積層する場合においては、接着剤層を介して積層
する方法に頼らざるを得ず、煩雑な工程を必要とし、コ
スト低減が図れないといった問題があった。

【０００４】近年木材製のコンクリートパネルに代えて
ポリプロピレンをマトリックス樹脂とした複合材料から
なるコンクリートパネルが用いられるようになり、その
使用実績が増加してきている。しかし、ポリプロピレン
製コンクリートパネルは剛性が低いという問題があり、
その改善が求められている。本発明者らはポリエチレン
テレフタレートの高い剛性に着目し、ポリエチレンテレ
フタレート製コンクリートパネルの開発に着手したが、
ポリエチレンテレフタレートは強いアルカリにより分解
劣化するため表層材料としては好ましくないことが判明
した。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、上記問題点を解決し、接着性の乏しい樹脂層同士で
あっても接着剤層を介さずに積層一体化している複合材
料を提供することを目的とする。より具体的には、本発
明は、ポリプロピレン樹脂層とポリエチレンテレフタレ
ート樹脂層とが接着剤層を介さずに積層一体化され、コ
ンクリートと接する表面にアルカリに強いポリプロピレ
ン樹脂層を配し、中心部にポリエチレンテレフタレート
樹脂層を配して剛性を持たせる複合材料を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、相互に接
着性の乏しい樹脂層間の接着性を向上させるための方策
を鋭意検討した結果、長繊維補強材よりなるマット状物
を樹脂層間に挿入し、積層一体化することにより、本発
明の上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成
した。

【０００７】すなわち、本発明の要旨とするところは、
異なる樹脂からなる樹脂層の少なくとも２層と長繊維補
強材からなるマット状物とよりなる複合材料であって、
該異なる樹脂からなる樹脂層が該マット状物を介して一
体化している複合材料である。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００９】本発明の複合材料に用いられる樹脂として
は熱可塑性樹脂であれば特に限定はなく、例えばポリエ
チレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略称する）、ポリ
ブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと略称する）、ポ
リエチレンナフタレート等のエステル系樹脂、ポリエチ
レン、ポリプロピレン（以下ＰＰと略称する）等のオレ
フィン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のアミド系
樹脂、ポリカーボネート樹脂、アセタール樹脂、フェニ
レンオキサイド樹脂、フェニレンスルフィド樹脂、アリ
レート樹脂などが挙げられる。これらの樹脂には、複合
材料としての性能を損なわない範囲で各種添加剤を配合
することが可能であり、例えば、炭酸カルシウム、タル
ク、マイカ等の充填剤、カーボンブラック、酸化チタン
等の着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、内部離型剤、
難燃剤等を配合することができる。

【００１０】本発明の複合材料には上記樹脂のうち２種
以上の異なる樹脂が用いられ、これらの異なる樹脂から
なる樹脂層が少なくとも２層用いられる。異なる樹脂と
しては前記ＰＥＴとＰＰが好ましく用いられ、例えばＰ
ＥＴ／ＰＰ、ＰＰ／ＰＥＴ／ＰＰ、ＰＰ／ＰＥＴ／ＰＥ
Ｔ／ＰＰなどの樹脂層の組み合わせが好適である。

【００１１】本発明の複合材料に用いられるマット状物
を構成する長繊維補強材としては、ガラス繊維、炭素繊
維、金属繊維、セラミック繊維等の無機繊維、およびポ
リビニルアルコール繊維、ポリアリレート繊維、アラミ
ド繊維等の有機繊維が挙げられ、複合材料のコスト低減
の点からガラス繊維が好適である。補強材の繊維長は、
補強効果を高め、かつ接着機能を上げるため長繊維であ
ることが必要であり、５ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以
上が好ましい。また、補強材の繊維径は特に制限されな
いが、生産性の点から、５〜５０μ程度が好ましい。

【００１２】これらの長繊維補強材はフィラメント、ス
トランド、ロービングなどの形状があり、これらをマッ
ト状に加工する必要がある。本発明の複合材料に用いら
れるマット状物の好ましい具体例としては、例えばニー
ドリングにより機械的に繊維を絡合させたニードルパン
チマット、バインダーにより繊維を固定接着させたチョ
ップドストランドマットなどがあげられる。マット状物
を用いることにより、補強効果と樹脂層間の接着機能と
を同時に達成することができる。マット状物は通常１乃
至２層用いられるが、樹脂層の層数に応じ３層以上用い
ても差し支えない。

【０００１３】本発明の複合材料は、異なる樹脂からな
る樹脂層の少なくとも２層と、長繊維補強材からなるマ
ット状物とよりなり、異なる樹脂からなる少なくとも２
層の樹脂層が該マット状物を介して一体化していること
を特徴としており、マット状物の長繊維補強材が補強機
能と接着機能を有しているため、前記ＰＥＴとＰＰとの
組み合わせのように互いに接着性の乏しい樹脂層間にお
いても強固に一体化させることができる。ここで上記
「マット状物を介して一体化している」とは、樹脂層間
にマット状物が介在して一体化しているとの狭い意味で
なく、樹脂層がマット状物により実質的に一体化してい
ることを意味する。

【００１４】上記複合材料を製造する方法としては、長
繊維補強材よりなるマット状物を前記樹脂層間に挿入
し、含浸一体化させる方法が挙げられる。より具体的に
は本発明の複合材料は、例えばＰＥＴ樹脂よりなるシー
トを中央部に長繊維補強材よりなるマットをその外側に
セットし、さらに最外層にＰＰ樹脂よりなるシートをセ
ットして、上下に一対のベルトを有するダブルベルトプ
レス装置に供給し、樹脂の融点以上の温度に加熱・加圧
することにより、長繊維補強材よりなるマットにそれぞ
れの樹脂を含浸一体化させた後、冷却することにより製
造することができる。含浸一体化させる装置としては通
常の平板プレス、多段プレス等があげられるが、連続で
効率良く生産できる点からダブルベルトプレス装置が好
適である。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
ない。なお、剛性、接着強さ、耐コンクリート性の評価
方法について以下に説明する。 剛性 複合材料より切り出した試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ７
２０３に準拠して曲げ強さを測定することにより評価し
た。 接着強さ 上記曲げ強さ測定時の層間剥離の有無を観察評価した。 耐コンクリート性 市販されている生コン中に複合材料試験片を浸漬し固め
た後、コンクリート中から該試験片を取り出す操作を５
サイクル実施し、該試験片の曲げ強さの保持率で評価し
た（保持率７５％以上が期待されている）。

【００１６】実施例１ ＰＥＴ樹脂（商品名 ＫＬ２３６Ｒ：クラレ社製）とＰ
Ｐ樹脂（商品名 ＴＸ−９７０：宇部興産社製）をそれ
ぞれ押出機より溶融押出し、ダイより冷却ロールを経
て、それぞれの厚さが１．０ｍｍと０．８ｍｍのＰＥＴ
とＰＰのシートを得た。次いでガラス繊維長５０ｍｍ、
繊維径１１μのガラス繊維よりなる目付９００ｇ／ｍ²
のチョップドストランドマット（セントラルグラスファ
イバー社製）３枚と、ＰＥＴシートおよびＰＰシート各
２枚をＰＰシートが最外層になるようにＰＰ／マット／
ＰＥＴ／マット／ＰＥＴ／マット／ＰＰと重ねて一組の
積層物を準備した。この積層物を含浸時の樹脂温度が２
９０℃になるようにセットされたダブルベルト含浸機に
投入して厚み５．０ｍｍ、ガラス含有率４０％の複合材
料を得た。得られた複合材料の断面模式図を図１に示
す。また該複合材料の性能を表１に示す。このことによ
り、該複合材料は剛性、接着強さ、耐コンクリート性に
優れた材料であることがわかる。

【００１７】実施例２ ＰＢＴ樹脂（商品名 Ｓ１０００：クラレ社製）とＰＰ
樹脂（商品名 ＭＨ４９３：徳山曹達社製）を使用した
以外は実施例１とほぼ同じ条件で厚み４．９ｍｍの複合
材料を得た。該複合材料の性能を表１に示す。実施例１
と同様に剛性、接着強さ、耐コンクリート性に優れた複
合材料であることがわかる。

【００１８】比較例１ 実施例１で得たＰＥＴ及びＰＰシートをガラスマットを
使用しないで実施例１と同様に組合わせて複合シートを
作成した。得られたシートはガラスマットが無いために
剛性が低く、かつ層間剥離を生ずるなど複合材料として
十分な性能を有していないことがわかる。

【００１９】比較例２〜３ 実施例１で得たＰＥＴ及びＰＰシートをそれぞれ単独で
ガラスマットと組合わせて、実施例１と同様の方法でガ
ラス補強シートを得た。ＰＥＴ単独のガラス補強シート
の場合（比較例２）には耐コンクリート性が十分でな
く、ＰＰ単独のガラス補強シートの場合（比較例３）に
は剛性が低いことがわかる。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は異なる樹
脂からなる樹脂層の少なくとも２層と長繊維補強材より
なるマット状物とよりなる複合材料であって、異なる樹
脂からなる樹脂層が該マット状物を介して接着一体化し
ている複合材料であるので、該マット状物に補強と同時
に接着の機能を持たせることができ、種々の用途に合せ
た構成が採用できる複合材料として有用である。特に剛
性と耐アルカリ性とが要求されるコンクリートパネルに
は、ＰＥＴ樹脂層、ＰＰ樹脂層およびガラス長繊維補強
材からなるマット状物よりなる複合材料が好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい一実施態様の例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１；ＰＰ樹脂層 ２；ＰＥＴ樹脂層 ３；ガラス長繊維よりなるマット状物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅村 芳海 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる樹脂からなる樹脂層の少なくとも
   ２層と長繊維補強材からなるマット状物とよりなる複合
   材料であって、該異なる樹脂からなる樹脂層が該マット
   状物を介して一体化していることを特徴とする複合材
   料。
2. 【請求項２】 異なる樹脂がポリプロピレンとポリエチ
   レンテレフタレートであり、かつ表裏面がポリプロピレ
   ン層である請求項１記載の複合材料。