JPH09174760A - 複合成形物 - Google Patents

複合成形物

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JPH09174760A
JPH09174760A JP34204395A JP34204395A JPH09174760A JP H09174760 A JPH09174760 A JP H09174760A JP 34204395 A JP34204395 A JP 34204395A JP 34204395 A JP34204395 A JP 34204395A JP H09174760 A JPH09174760 A JP H09174760A
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芳士郎 舘
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高強度繊維基材を強化材とする高
強度繊維強化プラスチックと金属体とを一液性ウレタン
系接着剤で接着、固定することにより、低温領域(0〜
−40°)でも耐衝撃性の大きな複合成形物を提供する
ことにある。 【解決手段】 フェノール樹脂とポリビニルブチラール
及びエポキシ樹脂からなる樹脂組成物をマトリックスと
し、高強度繊維基材を強化材とする高強度繊維強化プラ
スチックと金属体とを一液性ウレタン系接着剤で接着、
固定してなることを特徴とする複合成形物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェノール樹脂と
ポリビニルブチラール及びエポキシ樹脂からなる樹脂組
成物をマトリックスとし、高強度繊維基材を強化材とす
る高強度繊維強化プラスチックからなる成形物(以下P
BE−ACMと言う)と金属体とを固定する際に、一液
性ウレタン系接着剤を用いて接着することにより低温領
域(0〜−40℃)において外部より衝撃を受けた場合
でも接着層にハクリ、及び貼れが生じない複合成形物に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】高所から落下する物体或いは高速に飛来
する物体に対する耐衝撃体に関しては特開平3−588
35にあるように、高強度繊維強化プラスチックを金属
体の裏面に固定することにより耐衝撃性の大きな複合成
形物が得られ又その固定方法の一つとして「接着剤」と
の記述がある。しかしながらその後、出願人が種々検討
した結果、接着固定する方法において、一般の接着剤
(合成ゴム系、アクリル系、シアノボンド系、エポキシ
系、及び二液性ウレタン系等)で接合した場合、特に低
温領域(0〜−40℃)において、これらの接着剤を用
いた複合成形物に上記衝撃を受けた場合、剥離、貼がれ
等が発生するという欠点を見出し、耐衝撃体としての性
能を維持出来なくなる場合が考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、PBE−A
CMと金属体とを一液性ウレタン系接着剤で接着、固定
することにより、低温領域(0〜−40°)でも耐衝撃
性の大きな複合成形物を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、フェノール樹
脂とポリビニルブチラール及びエポキシ樹脂からなる樹
脂組成物をマトリックスとし、PBE−ACMと金属体
とを一液性ウレタン系接着剤で接着、固定してなること
を特徴とする複合成形物。
【0005】本発明に用いられる樹脂組成物として、特
許第1959026号にある如くフェノール樹脂にはレ
ゾール型樹脂とノボラック型樹脂があるが、本発明には
レゾール型樹脂の使用が好ましい。尚、レゾール型樹脂
の反応触媒には苛性ソーダ、アンモニア、水酸化バリウ
ム、酸化マグネシウム等が使用され、特に限定されるも
のでない。
【0006】フェノール樹脂は数平均分子量が200か
ら400の範囲で使用できるが、好ましくは250から
350の範囲である。一方、ポリビニルブチラールは重
合度が500から5000の範囲のものが使用出来る
が、好ましくは800から4000の範囲である。ブチ
ラール化度については特に限定されるものでないが、好
ましくは55〜70モル%である。
【0007】エポキシ樹脂にはエポキシ当量が350か
ら700の範囲のものが使用出来るが、好ましくは40
0から5000の範囲である。樹脂の配合割合はフェノ
ール樹脂30重量部(固形分)から80重量部(固形
分)とポリビニルブチラール70重量部(固形分)から
20重量部(固形分)の範囲で配合した樹脂100重量
部(固形分)にエポキシ樹脂5重量部(固形分)から2
5重量部(固形分)の配合範囲が使用出来るが、好まし
くはフェノール樹脂40重量部(固形分)から75重量
部(固形分)とポリビニルブチラール60重量部(固形
分)から25重量部(固形分)の範囲で配合した樹脂1
00重量部(固形分)にエポキシ樹脂5重量部(固形
分)から25重量部(固形分)の配合範囲である。マト
リックスに上記樹脂を使用することにより適度の柔軟性
と適度の剛性が付与され、且接着性が向上することによ
り、衝撃吸収性が向上し耐衝撃性に優れたPBE−AC
M製品が得られる。
【0008】本発明において用いられる高強度繊維と
は、引張強度を密度で割った比引張強度が10×105
cm以上であり、弾性率を密度で割った比弾性率が2.
5×108 cm以上のものである。具体的には、高強度
ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、芳香族ポリ
エステル繊維、高強度ポリエチレン繊維、ビニロン繊維
などである。一般のガラス繊維、ナイロン繊維、ポリエ
ステル繊維などは該当しない。又繊維は織布や、不織布
どちらでも良い。比引張強度あるいは比弾性率が前記値
以下では、PBE−ACMと金属体との複合成形物の耐
衝撃性は必ずしも十分ではない。
【0009】PBE−ACMを得るには、高強度繊維に
上記マトリックス樹脂を含浸又は塗布してプリプレグを
作成しこのプリプレグを複数枚重ね、加熱加圧する圧縮
成形法あるいはプリプレグを作らないハンドレイアップ
法などがある。この際、樹脂の含有率は5〜80重量%
の範囲であるが、通常は5〜50重量%、好ましくは8
〜25重量%である。樹脂の含有率が小さいほど衝撃力
に対するエネルギー吸収力が大きくなるが、5重量%以
下ではプリプレグを作ることが困難であり、耐衝撃性が
低下する傾向がある。ハンドレイアップ法では最高80
重量%の含有率のものも成形可能である。
【0010】本発明における金属体としては、SS鋼、
SUS鋼、高張力鋼板、純チタン、チタン合金、アル
ミ、アルミ合金、マンガン鋼等金属であれば原則として
何でも良い。金属体の厚みは通常1〜30mmである。1
mm以下では金属体を設ける効果が小さく、30mm以上で
は軽量化の効果が得られ難い。好ましい厚みは1.5〜
8mmである。
【0011】一方、PBE−ACMの厚みは通常0.4
〜40mmである。0.4mm以下では衝撃エネルギー吸収
効果が小さく、40mm以上厚くしても衝撃エネルギー吸
収効果は大差ない。好ましい厚みは1.5〜20mmであ
る。
【0012】PBE−ACMと金属体とを接合する1液
性ウレタン系接着剤としては、一般にはジイソシアネー
トとポリオール(多官能活性水素化合物)とを反応さ
せ、末端NCOのプレポリマーを製造し、空気中の水分
や被着材表面の吸着水などと反応して硬化する。NCO
の原料としてはMDI、デスモジュールR、デスモジュ
ールRF、又NCO変性体としてウレタンのプレポリマ
ーやHDIビューレット等がある。一方ポリオールとし
てはジエチレングリコール、ジプロピレングリコール等
の低分子量ポリオール、ポリエチレングリコールやポリ
オキシプロピレングリコール等のポリエーテルポリオー
ル及びポリカプロラクトン等のポリエステルポリオール
等がある。
【0013】PBE−ACMと金属体とを接着させるに
は、接着面両面のホコリやオイル等を溶剤等で除去し
(場合によってはサンディング後除去する)、接着面に
適量の接着剤を塗布後へら等で均一な膜厚を作り、指触
乾燥後(5〜20分)、両面を合わせ、ハンドロール等
で十分に押える。1〜数日後に完全硬化する。上記方法
は一液性である為、配合によるミスはなく調合も簡単で
現場施行も十分可能である。又、鋼板にPBE−ACM
を接着する場合、接着後、PBE−ACMを鋼板に固定
しておく必要がある時は、永久磁石等で固定する方法も
ある。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例1 比引張強度21×104 cm、比弾性率6.4×108
cmのアラミド繊維からなる織布(厚さ0.45、坪量5
00g/m2 )に特許第1959026号の実施例1に
あるフェノール樹脂とポリビニルブチラール及びエポキ
シ樹脂からなる樹脂組成物を含浸し、乾燥して樹脂分1
5%のプリプレグを作製した。このプリプレグを6枚重
ね150℃、100kg/cm2 で加熱、加圧してPBE−
ACM(1)を得た。一方、MDIから成るウレタン系
プレポリマーとポリエチレングリコールとを反応させて
一液性ウレタン系接着剤(住友ベークライト製 GA−
646)を得た。この接着剤をサイズが20cm角のPB
E−ACM(1)(溶剤で表面処理済)と5mm厚(溶剤
で脱脂処理済)高張力鋼板(引張強度約60kg/mm2 )
に各5gずつ塗布し、15分後に両面を接合させ、ロー
ラーで押えた後、5日間放置し、「複合成形物A」を得
た。 比較例1 実施例1におけるPBE−ACM(1)と5mm高張力鋼
板とを日本合成ゴム製マイティグリップ5000(二液
性プライマー処理付ウレタン系接着剤)にて接着し、
「複合成形物B」を得た。 比較例2 実施例1におけるPBE−ACM(1)と高張力鋼板と
を弊社製エポキシ系2液混合常温硬化型接着剤(スミタ
ックEA−268−03)にて接着し、「複合成形物
C」を得た。 比較例3 実施例1におけるPBE−ACM(1)と高張力鋼板と
をクロロプレン製合成ゴム系接着剤(住友3M製 EC
−1368)にて接着し、「複合成形物D」を得た。 比較例4 実施例1におけるPBE−ACM(1)と高張力鋼板と
をアクリル系両面テープ(住友3M製 Scotch
Y−4930)にて接着し、「複合成形物E」を得た。
【0015】実施例2 比引張強度29×106 cm、比弾性率10×108 cmの
高強度ポリエチ繊維からなる織布(目付量:350g/
m2 )に実施例1と同じ樹脂を塗布し、乾燥して樹脂分
25%のプレグを得た。このプリプレグを10枚重ね、
120℃、50kg/cm2 で加熱、加圧してPBE−AC
M(2)を得た。一方、MDIから成るウレタン系プレ
ポリマーとポリプロピレングリコールとを反応させて一
液性ウレタン系接着剤を得た。この接着剤をサイズが2
0cm角のPBE−ACM(2)と6mm厚の純チタン板
(JIS H 4600 TP35H)(引張強度約3
9kg/mm2 )に各5gずつ塗布し、両面を接着させ、ロ
ーラーで押えた後、5日間放置し「複合成形物F」を得
た。 比較例5 実施例2におけるPBE−ACM(2)6mm純チタン板
とを二液性プライマー処理付ウレタン系接着剤(日本合
成ゴム製マイティグリップ5000)にて接着し、「複
合成形物G」を得た。 比較例6 実施例2におけるPBE−ACM(2)と純チタン板と
を住友ベークライト製エポキシ系2液混合常温硬化型接
着剤(スミタック EA−268−03)にて接着し、
「複合成形物H」を得た。 比較例7 実施例2におけるPBE−ACM(2)と純チタン板と
をクロロプレン製合成ゴム系接着剤(住友3M製 EC
−1368)にて接着し、「複合成形物I」を得た。 比較例8 実施例2におけるPBE−ACM(2)と純チタン板と
をアクリル系両面テープ(住友3M製 Scotch
Y−4930)にて接着し、「複合成形物J」を得た。
上記複合成形物をMIL−STD−662に従った1.
1g弾を用い約800m/sec の速度で耐衝撃試験(図
1参照)を行った。射撃はいづれも金属板の方から行っ
た。結果を表−1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】フェノール樹脂とポリビニルブチラール
及びエポキシ樹脂からなる樹脂組成物をマトリックスと
し、高強度繊維基材を強化材とする高強度繊維強化プラ
スチックからなる成形物と金属体とを一液性ウレタン系
接着剤で接着、固定することにより、低温領域(0〜−
40℃)で大きな衝撃を受けた場合でも接着層のハクリ
は発生せず、耐衝撃性のある複合成形物を得ることがで
きる。一液性ウレタン系接着剤が低温において効果があ
るのは、接着時被着体の界面の水分が反応によって消費
される為、接着後界面に水分が無くなる。一方、他の接
着剤の場合には多少とも界面に水分か残り、低温になる
と氷結して体積を広げる為、界面にスキ間が発生し易く
なり、大きな衝撃を受けるとハクリとなると考えられ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 耐衝撃試験の概要図
【符号の説明】
1:金属体 2:PBE−ACM 3:接着層 4:固定治具 5:衝撃体の飛来方向

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェノール樹脂とポリビニルブチラール
    及びエポキシ樹脂からなる樹脂組成物をマトリックスと
    し、高強度繊維基材を強化材とする高強度繊維強化プラ
    スチックからなる成形物と金属体とを一液性ウレタン系
    接着剤で接着、固定してなることを特徴とする複合成形
    物。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006057456A1 (ja) * 2004-11-29 2006-06-01 Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd. 積層構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006057456A1 (ja) * 2004-11-29 2006-06-01 Asahi Organic Chemicals Industry Co., Ltd. 積層構造

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