JPH0999511A

JPH0999511A - 合成樹脂複合材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0999511A
Application number: JP7256506A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Takeyama; 義晴嶽山; Masahiro Kitagawa; 雅弘北川
Original assignee: IDEMITSU N S G KK
Current assignee: IDEMITSU N S G KK
Priority date: 1995-10-03
Filing date: 1995-10-03
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量でかつ高い強度や剛性を確保できるとと
もに、使用に伴う騒音を抑えることができ、さらに加工
変形が可能で、平板のみでなく任意の立体形状とするこ
とができ、しかも既存の材料の選択により、目的や用途
に応じた材料設計が可能な合成樹脂複合材およびその製
造方法の提供。【解決手段】表裏を貫通する開口部１２を有する開口
率４５〜８５％の金属製板状部材１１（例えば、図示の
エキスパンドメタル、あるいは金網）と、この金属製板
状部材１１の少なくとも一方の面側に配置される補強用
繊維１４と、これらの金属製板状部材１１および補強用
繊維１４を一体的に被覆する熱可塑性樹脂１５とを備え
て成る合成樹脂複合材１０を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂複合材お
よびその製造方法に関し、建築、建設、土木用の材料、
あるいは家具、自動車用部品、その他の構造用材料とし
て利用できる。

【０００２】

【背景技術】従来より、建築、建設、土木用等の各種材
料として、木材や鉄板等の金属素材が多く使用されてい
る。このうち木材は、環境問題などがあり、金属素材は
剛性（曲げ弾性率）は高いものの、重い、腐食する、叩
くと大きな騒音が出るなどの問題がある。そこで、近年
では、このような木材や鉄板等の金属素材の問題を解消
するために、樹脂化の要請が高まり、建築、建設、土木
用等の各種材料として樹脂素材が使用されるようになっ
てきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、樹脂素材
は、前述したような建築、建設、土木用等の各種材料と
して用いるには、曲げ強度が低く、しかも曲げ弾性率も
必ずしも充分なものではなかった。

【０００４】そこで、金属板表面に補強繊維を含む繊維
強化熱可塑性樹脂層を積層することにより、金属板の欠
点を補った多層積層板が提案されている（特開平６−１
１５００７号公報参照）。この多層積層板においては、
予め金属板に小孔を１ないし２個以上設け、金属板を挟
むように配置された上下のシート中の樹脂を小孔を通し
て直接融着させ、積層をより強固にする工夫がなされて
いる。

【０００５】しかしながら、この多層積層板は、基本的
に金属板の特性を利用したものであり、密度の低いもの
を得るには限界があり、さらに金属板より曲げ強度や曲
げ弾性率の向上効果が低いという問題があった。また、
この多層積層板では、金属板と樹脂との複合効果が低
く、完全なる一体品を得ることが出来ず、曲げ荷重等を
付加すると界面で剥離し、それぞれ独自の素材特性に近
い特性しか得られなかった。

【０００６】さらに、パンチングメタルの両面にこのパ
ンチングメタルの孔を介して一体的に連結された繊維強
化樹脂層を形成し、パンチングメタルと一体にかつパン
チングメタルに沿った形状に繊維強化樹脂を成形して成
る繊維強化樹脂成形品（水槽）が提案されている（実開
昭５８−１２００２８号公報参照）。

【０００７】しかしながら、この繊維強化樹脂成形品の
場合、パンチングメタルは孔の径が小さく、かつ孔の配
置間隔が大きく、つまり開口率（穴の部分の占める面積
の割合）が小さく、単にパンチングメタルの両面の繊維
強化樹脂層を連結させるためだけに孔を設けた構成とな
っているので、水槽としては必要強度が得られるかもし
れないが、建築、建設、土木用等の各種材料として用い
るには、曲げ強度や曲げ弾性率が不十分である。

【０００８】本発明の目的は、軽量でかつ高い強度や剛
性を確保できるとともに、使用に伴う騒音を抑えること
ができ、さらに加工変形が可能で、平板のみでなく任意
の立体形状とすることができ、しかも既存の材料の選択
により、目的や用途に応じた材料設計が可能な合成樹脂
複合材およびその製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

［本発明の合成樹脂複合材の特徴］（合成樹脂複合材の全体構成）本発明の合成樹脂複合材
は、表裏を貫通する開口部を有する開口率４５〜８５％
の金属製板状部材と、この金属製板状部材の少なくとも
一方の面側に配置される補強用繊維と、これらの金属製
板状部材および補強用繊維を一体的に被覆する熱可塑性
樹脂とを備えたことを特徴とする。

【００１０】ここで、開口率とは、金属製板状部材の表
面または裏面の全体面積に対して、開口部が占める面積
の割合であり、４５〜８５％の数値は、金属製板状部材
と熱可塑性樹脂との剥離を防止し、これらの良好な結合
を実現するために、特に必要な数値である。この開口率
は、４５％よりも小さいと金属製板状部材と繊維強化熱
可塑性樹脂層との剥離防止効果が低くなり、８５％を超
えると部材の剛性の低下を招くことになる。この開口率
は、好ましくは、５０〜７０％である。

【００１１】また、本発明の合成樹脂複合材に用いられ
る金属製板状部材としては、表裏を貫通するスリットを
設けてから引き伸ばして形成されたエキスパンドメタ
ル、金属製線状部材を縦横に交差させて形成された金網
などを好適に用いることができる。

【００１２】なお、以上に述べた本発明の合成樹脂複合
材には、後述する本発明の合成樹脂複合材の製造方法の
いずれの方法、により製造されたものも含まれる。
つまり、予め繊維強化熱可塑性樹脂層を形成してこの繊
維強化熱可塑性樹脂層と金属製板状部材とを積層して製
造したもの（後述の方法によるもの）、および金属製
板状部材および補強用繊維に同時に熱可塑性樹脂を含浸
させて製造したもの（後述の方法によるもの）の両者
を含む。ここで、前者の場合（後述の方法によるも
の）において、繊維強化熱可塑性樹脂層とは、補強用繊
維と熱可塑性樹脂とからなり、好ましくはガラス繊維
（より好ましくはガラス長繊維）と熱可塑性樹脂とから
なるものである。繊維強化熱可塑性樹脂層としては、特
にガラス繊維が特定方向に配列してなる層を含有するシ
ート状のものが好ましい。

【００１３】（熱可塑性樹脂）さらに、本発明の合成樹
脂複合材に用いられる熱可塑性樹脂としては、プレス成
形し得るものであれば全て用いることができる。例え
ば、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂及びその共重
合樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリス
チレン及びその共重合樹脂等の一般的樹脂，ポリアミド
系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、熱可塑性
ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイド及びノリ
ル樹脂，ポリスルフォン等のエンジニアリングプラスチ
ックを挙げることができる。

【００１４】ポリオレフィン樹脂としては、例えば高密
度ポリエチレン，中・低密度ポリエチレン，直鎖状低密
度ポリエチレン等のポリエチレン系重合体、いわゆるブ
ロックポリプロピレンと呼ばれる耐衝撃性ポリプロピレ
ン、ランダムポリプロピレン、ポリブテン、４−メチル
ペンテン−１樹脂などを使用することができる。また、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル
共重合体などの他、ブロピレン−塩化ビニル共重合体
等、オレフインと他の極性モノマーとの共重合体をも使
用することができる。さらに、前記各種のホモポリマ
ー，コポリマーのブレンド物も使用することができる。

【００１５】また、塩化ビニルの共重合体としては、例
えば塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂，塩化ビニル−塩化ビ
ニリデン共重合体樹脂，塩化ビニル−アクリロニトリル
共重合体樹脂等を挙げることができる。次に、酢酸ビニ
ル系樹脂としては、例えば酢酸ビニル樹脂，ポリビニル
アセトアセタール，ポリビニルブチラール等を挙げるこ
とができる。

【００１６】さらに、スチレン系の共重合樹脂として
は、例えばＡＢＳ樹脂，ＳＡＮ樹脂，ＡＣＳ樹脂等を挙
げることができる。また、ポリアミド系樹脂としては、
例えばナイロン６，ナイロン８，ナイロン１１，ナイロ
ン６６，ナイロン６１０等を挙げることができる。な
お、ポリアセタールは、単一重合体であっても共重合体
であってもよい。

【００１７】さらにまた、ポリカーボネートとしては、
例えばビスフェノールＡとホスゲンとから得られるポリ
カーボネート，ビスフェノールＡとジフェニルカーボネ
ートとから得られるポリカーボネート等を挙げることが
でる。また、熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例え
ばポリエチレンテレフタレート，ポリプロピレンテレフ
タレート等を挙げることができる。

【００１８】これら熱可塑性樹脂は、成形可能な分子量
を有していれば、前記各種の熱可塑性樹脂を適宜に選択
して使用することができる。前記各種の熱可塑性樹脂を
単独で用いても良いし、或いは２種以上を混合してポリ
マーブレンドとして用いても良い。もっとも、前記各種
の熱可塑性樹脂の中でも、ポリエチレン，ポリプロピレ
ン，プロピレンブロックコポリマー，プロピレンランダ
ムコポリマー等のポリオレフィンは、コンクリートの剥
離性が良いので土木、建築分野での資材として好まし
い。

【００１９】（補強用繊維）また、本発明の合成樹脂複
合材に用いられる補強用繊維としては、通常、ガラス繊
維、アルミナ繊維、炭素繊維、ケブラーなどの有機繊維
がある。特に好ましくはガラス繊維である。ガラス繊維
の繊維長さは特に限定されないが、３ｍｍ以上、通常１
０ｍｍ以上である。また、繊維径としては５〜４０μ
ｍ、好ましくは１０〜３０μｍである。ここで、ガラス
繊維は、好ましくは連続繊維からなるマット状のガラス
繊維マットであり、このガラス繊維マットは、特に好ま
しくはガラス繊維を全体として特定の方向に配列を強化
してマット状に形成したものである。

【００２０】なお、このように特定の方向に配向された
ガラス繊維を金属製板状部材の両面側に配置する場合に
は、その配向の方向は、両面の各側で異なっていても良
いし、或いは同一方向であっても良い。型枠や建築物の
床材等の強度が要求される用途に用いる場合には、金属
製板状部材の両面側でガラス繊維の配向方向を直交させ
た方が良い。

【００２１】本発明で用いるガラス繊維の材質には特に
制限がなく、含アルカリガラス，低アルカリガラス，無
アルカリガラスのいずれでも良く、Ｅガラス，Ｃガラ
ス，Ａガラス等、従来からガラス繊維として使用されて
いる各種の組成のものを使用することができる。

【００２２】本発明で用いるガラス繊維マットは、その
形態上、マット状（乃至はシート状）に形成しているも
のが好ましい。具体的には、スワール（渦巻状）マッ
ト、長繊維ガラスを加工したクロス、長繊維ロービング
を加工したチョップドストランドマット及びロービング
クロス、短繊維ガラスのステープル糸で加工したクロ
ス、短繊維ガラス綿で加工したフェルト及びブランケッ
トなど、或いはニードルパンチングマット、一方向引揃
えマットなどが挙げられる。これらの中でも、スワール
（渦巻状）マット、或いは一方向引揃えマットとスワー
ル（渦巻状）マットとを併用したものが好ましく、特に
一方向引揃えマットとスワール（渦巻状）マットとを併
用したものがより好ましい。スワールマットとしては、
連続ガラス繊維のスワール状マットをニードルパンチし
たガラス繊維マットが好ましい。

【００２３】（繊維強化熱可塑性樹脂層）さらに、本発
明の合成樹脂複合材を、予め繊維強化熱可塑性樹脂層を
形成してこの繊維強化熱可塑性樹脂層と金属製板状部材
とを積層して製造する場合（後述の方法により製造す
る場合）において、繊維強化熱可塑性樹脂層として用い
られるシート、好ましくはガラス繊維が全体として特定
方向に配列してなるマットを含有する繊維強化熱可塑性
樹脂シートとしては、例えば特開昭６２−２４０５１４
号公報に記載された複合長繊維強化熱可塑性樹脂シート
が挙げられる。すなわち、一方向に引揃えした補強長繊
維と、一方向に引揃えてはいない、ランダムな長繊維マ
ット（スワール（渦巻状）マット）との積層物に、熱可
塑性樹脂を含浸せしめてなるものである。

【００２４】本発明で好適に用いられる、ガラス繊維が
全体として特定方向に配列してなるマットを含有する繊
維強化熱可塑性樹脂シートは、このようなガラス繊維の
少なくとも一部を特定の方向に配列して、ガラス繊維マ
ット全体として、特定の方向に配列するようにしたもの
であって、その配列方向と直角の方向に、特に強い曲げ
強度を有するものである。

【００２５】このような繊維強化熱可塑性樹脂シート
は、例えば、一方向引揃えマット（或いは引揃え長繊
維）の片面又は両面に、ランダムな長繊維マット（スワ
ール（渦巻状）マット）を載せ、積層体としたものに、
熱可塑性樹脂を含浸せしめることにより得ることができ
る。ガラス繊維マットと熱可塑性樹脂との積層の態様と
しては、例えば熱可塑性樹脂板の片面又は両面にそれぞ
れ一方向引揃えマット（或いは引揃え長繊維）と、ラン
ダムな長繊維マットとを置き、或いはさらにその両側に
熱可塑性樹脂を配したものや、一方向引揃えマット（或
いは引揃え長繊維）の両面に熱可塑性樹脂板を配し、そ
の両側にランダムな長繊維マットを置き、さらにその両
側に熱可塑性樹脂を配したものが挙げられる。また、複
数層の場合には、異なる種類であってもよい。

【００２６】本発明で用いる繊維強化熱可塑性樹脂シー
トにおいて、熱可塑性樹脂とガラス繊維との配合割合
は、樹脂の種類やガラス繊維の種類により、一義的には
決められないが、通常、熱可塑性樹脂／ガラス繊維＝８
０〜５０／２０〜５０（重量％）とするのが好ましく、
特に熱可塑性樹脂／ガラス繊維＝７０〜５０／３０〜５
０（重量％）とするのが好ましい。

【００２７】なお、本発明においては、上記繊維強化熱
可塑性樹脂層を構成する繊維強化熱可塑性樹脂シート
に、無機質充填剤を配合することもできる。このような
無機質充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム，炭酸
マグネシウム，ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カルシウ
ム，硫酸マグネシウム等の硫酸塩、亜硫酸カルシウム等
の亜硫酸塩、タルク，クレー，マイカ，アスベスト，ケ
イ酸カルシウム，モンモリロナイト，ベントナイト等の
ケイ酸塩、水酸化マグネシウム，水酸化アルミニウム等
の水酸化物、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸塩、
鉄，亜鉛，アルミニウム等の金属粉、炭化ケイ素，チッ
化ケイ素等のセラミック、及びこれらのウィスカ、カー
ボンブラック、グラファイト、炭素繊維等が挙げられ
る。これらの無機質充填剤を単独で、或いは２種以上を
混合して使用することができる。

【００２８】なお、無機質充填剤としてタルクや炭酸カ
ルシウムを用いる場合、タルクや炭酸カルシウムとして
は、特に限定はなく、通常用いられるものでよい。タル
クの配合量は、熱可塑性樹脂シートを構成する原料全体
の１０〜５０重量％、特に２０〜４０重量％が好まし
く、炭酸カルシウムは、１０〜５０重量％、特に１０〜
３０重量％が好ましい。タルクおよび炭酸カルシウムの
配合量が、前記範囲外となると、板材としての強度が低
下するために好ましくない。但し、タルクと炭酸カルシ
ウムは、あくまでガラス繊維と共に用いられるものであ
って、しかも最大配合量は上記したガラス繊維の配合量
８０重量％までである。ここでタルクはガラス繊維と同
等の補強効果を有している。一方、炭酸カルシウムはガ
ラス繊維との併用により、コストダウン効果がある。

【００２９】また、繊維強化熱可塑性樹脂層を構成する
繊維強化熱可塑性樹脂シートは、上記の如きタルクおよ
び炭酸カルシウムを配合した熱可塑性樹脂と、特定方向
に配列したガラス繊維マットとを、それぞれシート状に
形成した後、両者を積層し、加熱下に連続的に加圧し、
冷却加圧により固化することによって製造することがで
きる。

【００３０】このようにして得られる繊維強化熱可塑性
樹脂シートの厚さは、目的に応じて異なるが、１〜６ｍ
ｍ程度である。また、金属製板状部材の両面に繊維強化
熱可塑性樹脂層を形成したものの場合には、表裏両面の
繊維強化熱可塑性樹脂層厚さは同じでもよいし、或いは
異なるものであってもよい。

【００３１】なお、優れた外観を必要とする場合には、
この繊維強化熱可塑性樹脂層の表面（すなわち、最終的
に得られる合成樹脂複合材の表裏面）に意匠を施した
り、光沢に優れたものを用いることもできる。例えば、
加熱方式，プレス方式により、製品表面の光沢を適宜調
整することが可能である。

【００３２】（金属製板状部材）次に、本発明の合成樹
脂複合材に用いられる金属製板状部材のうち、エキスパ
ンドメタルとしては、通常使用されているものを用いる
ことができる。エキスパンドメタルは、メッシュ状の金
属製品であって、通常、建物の床張り，階段の踏板，通
気窓，建物の間仕切り，フェンス，窓格子，網戸，手摺
りなどとして用いられている。また、金属の材質として
は特に制限されないが、入手の点から鋼が好ましい。こ
のエキスパンドメタルには、ＸＧグレーティング型（亀
甲型）、ＸＳスタンダード型（菱形）、ＸＦフラット型
（平型）があり、これらのいずれも本発明に用いること
ができるが、特にＸＦフラット型（平型）のエキスパン
ドメタルが、外観，薄物複合材を得るために好ましい。
このＸＦフラット型（平型）のエキスパンドメタルは、
ＸＳスタンダード型（菱形）のエキスパンドメタルを圧
延ロールに掛けることにより、網目全体を同一平面と
し、フラット（平型）としたものである。これらエキス
パンドメタルは、多くの種類とメッシュサイズのものが
ＪＩＳに定められている。

【００３３】このエキスパンドメタルを含め、本発明に
用いる金属製板状部材の形状や大きさ等は、用途に応じ
て適宜選定すればよいが、上記繊維強化熱可塑性樹脂層
を構成する繊維強化熱可塑性樹脂シートより、若干外寸
の小さなものを用いることが好ましい。これは金属製板
状部材の周囲を繊維強化熱可塑性樹脂層で包み込んだ形
のものとしうるからである。また、本発明の合成樹脂複
合材を、金属製板状部材および補強用繊維に同時に熱可
塑性樹脂を含浸させて製造する場合においても、熱可塑
性樹脂により金属製板状部材の周囲が包み込まれるよう
にすることが好ましい。

【００３４】そして、本発明の合成樹脂複合材に用いら
れる金属製板状部材のうち、金網としては、金属製線状
部材を縦横に編んで形成されたもの、あるいは金属製線
状部材を縦横に配置して溶接等で固定したものが挙げら
れる。

【００３５】（積層の態様）さらに、本発明の合成樹脂
複合材を、予め繊維強化熱可塑性樹脂層を形成してこの
繊維強化熱可塑性樹脂層と金属製板状部材とを積層して
製造する場合（後述の方法により製造する場合）にお
いて、金属製板状部材と繊維強化熱可塑性樹脂層との積
層の態様としては、通常は金属製板状部材の片面に繊維
強化熱可塑性樹脂層を配した二層構造のものや、金属製
板状部材の両面に繊維強化熱可塑性樹脂層を配した三層
構造のものが挙げられる。

【００３６】また、使用目的によっては、上記二層構造
のもの、或いは三層構造のものの片面或いは両面に、さ
らに金属製板状部材と繊維強化熱可塑性樹脂層が順次積
層された四層以上の構造からなるものであってもよい。
この場合、最外層が繊維強化熱可塑性樹脂層であるもの
が好ましい。つまり金属製板状部材を二層以上のものと
することもできる。また、金属製板状部材と繊維強化熱
可塑性樹脂層との二層構造のものの繊維強化熱可塑性樹
脂層とは反対側に、熱可塑性樹脂シート等を配した三層
構造の積層材料とすることもできる。このような積層材
料において、金属製板状部材の両面に繊維強化熱可塑性
樹脂層を配した三層構造のものが好ましい。この三層構
造のものは、軽量化効果が高く、しかも上下の繊維強化
熱可塑性樹脂層を構成する繊維強化熱可塑性樹脂が金属
製板状部材の開口部を通じて結合一体化するため、曲げ
荷重等が付加された際に、内部の界面剥離が発生しにく
い。

【００３７】特に本発明においては、中間の金属製板状
部材を両面の繊維強化熱可塑性樹脂層で包み込んだも
の、すなわち後述の図１に示すように金属製板状部材の
周囲が繊維強化熱可塑性樹脂層により包み込まれている
ものが好ましい。この場合、周囲を繊維強化熱可塑性樹
脂で包み込んでいないものに比べて、曲げ弾性率が２倍
以上となる。このようにして得られた積層材料は、両表
面ともに平滑で強度に優れているので、土木用永久型枠
などには両面を用いることができ、耐用回数を著しく長
くすることができる。換言すれば、単に金属製板状部材
の表面（片面又は両面）に繊維強化熱可塑性樹脂層を積
層しただけでは補強効果が必ずしも充分でなく、剥離現
象が発生するおそれがあるなど一体感の複合性が出ない
ことがあるが、金属製板状部材の周囲を繊維強化熱可塑
性樹脂層で完全に覆い（包み込み）一体化することによ
って、金属製板状部材による弾性率の向上が図れると共
に、繊維強化熱可塑性樹脂層の影響で弾性変形効果を持
たせることができる。

【００３８】また、繊維強化熱可塑性樹脂層と金属製板
状部材との容量比は、特に制限はないが、通常、金属製
板状部材の重量が、繊維強化熱可塑性樹脂層を構成する
シートの量の２０〜７０重量％、好ましくは３０〜６０
重量％とする。金属製板状部材の容量がこれより多くな
ると、金属製板状部材が表面に飛び出したり、界面強度
が弱くなる（つまり金属製板状部材を挟んだ上下の繊維
強化熱可塑性樹脂層が一体化するのに量的に不足する）
ために、曲げ強度の補強効果が低くなり、塑性変形しや
すくなってしまう。また、金属製板状部材の容量がこれ
より少なくなると、金属製板状部材による補強効果が極
めて低くなる。

【００３９】本発明の合成樹脂複合材の厚さは、通常、
３〜３０ｍｍであり、例えば、繊維強化熱可塑性樹脂層
（表裏層）をエキスパンドメタル（フラットタイプ）
（中間層）の両面に形成する場合、表裏層と中間層の厚
さの比率は、前者：後者＝１：０．２〜３、好ましくは
１：０．３〜２である。

【００４０】（補強用繊維、熱可塑性樹脂、金属製板状
部材の配置の態様）また、本発明の合成樹脂複合材を、
金属製板状部材および補強用繊維に同時に熱可塑性樹脂
を含浸させて製造する場合（後述の方法により製造す
る場合）においても、前述した予め繊維強化熱可塑性樹
脂層を形成してこの繊維強化熱可塑性樹脂層と金属製板
状部材とを積層して製造する場合（後述の方法により
製造する場合）における積層の態様と全く同様に、各種
の配置の態様を採ることができる。すなわち、前述した
繊維強化熱可塑性樹脂層と金属製板状部材との各種の積
層の態様について、最終的に完成された合成樹脂複合材
中における補強用繊維、熱可塑性樹脂、金属製板状部材
の三者の配置の状態を捉えることで、後述の方法によ
り製造する場合における補強用繊維、熱可塑性樹脂、金
属製板状部材の各種の配置の態様を挙げることができ
る。

【００４１】（合成樹脂複合材の形状の任意性）本発明
の合成樹脂複合材の形状は、平面状のものが代表的なも
のであるが、平面状に限るものではなく、種々の形状に
成形することができ、また、他の異なる材料と組合わせ
て種々の分野で用いることも可能である。

【００４２】［本発明の合成樹脂複合材の製造方法の特
徴］本発明の合成樹脂複合材の製造方法には、次のよう
な方法がある。すなわち、一つの方法（以下、方法と
いう）として、予め補強用繊維を含む熱可塑性樹脂から
なる繊維強化熱可塑性樹脂層を形成しておき、表裏を貫
通する開口部を有する開口率４５〜８５％の金属製板状
部材と前記繊維強化熱可塑性樹脂層とを積層させて合成
樹脂複合材を製造する方法が挙げられる。

【００４３】また、別の方法（以下、方法という）と
して、表裏を貫通する開口部を有する開口率４５〜８５
％の金属製板状部材と補強用繊維とを重ねた状態で配置
しておき、これらの金属製板状部材および補強用繊維に
同時に熱可塑性樹脂を含浸させて合成樹脂複合材を製造
する方法が挙げられる。このような本発明の製造方法に
よれば、いずれの方法、によっても、前述した本発
明の合成樹脂複合材を確実に製造することができる。

【００４４】さらに、本発明の合成樹脂複合材の製造方
法またはにより、複数の合成樹脂複合材を製造する
際には、各合成樹脂複合材をいわゆるバッチ処理により
個別に独立させて製造してもよいが、次のように連続的
に製造してもよい。すなわち、所定の大きさに形成され
た複数の前記金属製板状部材を一定の距離間隔をあけて
間欠的に順次供給するとともに、前記補強用繊維および
前記熱可塑性樹脂を連続的に供給し、これらの前記金属
製板状部材、前記補強用繊維、および前記熱可塑性樹脂
を、前記熱可塑性樹脂を加熱溶融させることにより一体
化させた後、前記距離間隔の中間位置で前記補強用繊維
および前記熱可塑性樹脂を切断して合成樹脂複合材を連
続して複数個製造するようにしてもよい。

【００４５】このように所定の大きさに形成された金属
製板状部材を一定の距離間隔をあけて間欠的に順次供給
して複数の合成樹脂複合材を製造した場合には、前記距
離間隔の中間位置で前記補強用繊維および前記熱可塑性
樹脂の切断が行われるため、各金属製板状部材の周囲が
熱可塑性樹脂により包み込まれた合成樹脂複合材を、容
易かつ確実に、しかも連続して複数個製造することが可
能となる。

【００４６】また、方法の場合には、例えば金属製板
状部材の両面或いは片面を構成する繊維強化熱可塑性樹
脂層（繊維強化熱可塑性樹脂シート）で、これらより若
干外寸の小さな金属製板状部材を挟み込み、金型内に同
時に投入し、加熱プレス成形する方法が挙げられる。こ
のように本発明の合成樹脂複合材は、プレス成形におい
て金属製板状部材をインサート成形することにより得ら
れるため、平板のみならず異形の成形品内部に金属製板
状部材をインサートすることが出来る。

【００４７】プレス成形の条件は樹脂の種類により異な
るが、通常、温度は１５０〜３００℃、好ましくは１８
０〜２７０℃であり、プレス圧は１０〜３００kg/cm²、
好ましくは２０〜２５０kg/cm²である。加熱条件やプレ
ス条件により、製品の表面光沢を調整することが可能で
ある。例えば、繊維強化熱可塑性樹脂層の原料樹脂とし
てポリプロピレンを用いた場合は、温度は１８０〜２５
０℃、プレス圧５０〜２５０kg/cm²とすることが好まし
い。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
に基づいて説明する。［第一実施形態］図１には、本発明の第一実施形態の合
成樹脂複合材１０の斜視図が一部を破断した状態で示さ
れている。合成樹脂複合材１０は、金属製板状部材であ
るエキスパンドメタル１１と、このエキスパンドメタル
１１の両面側に積層された繊維強化熱可塑性樹脂層１３
とからなる三層構造を備えている。エキスパンドメタル
１１は、表裏を貫通する多数の開口部１２を有し、その
開口率は４５〜８５％である。これらの開口部１２は、
エキスパンドメタル１１の原材料である板材に多数のス
リットを設けておき、このスリットが設けられた板材を
引き伸ばした際に形成されたものである。繊維強化熱可
塑性樹脂層１３は、ガラス繊維等の補強用繊維１４と、
この補強用繊維１４を含有する熱可塑性樹脂１５とによ
り形成されている。

【００４９】エキスパンドメタル１１の大きさは、この
両面側に積層された各繊維強化熱可塑性樹脂層１３より
も若干小さくなっている（寸法Ｔ，Ｓ参照）。従って、
エキスパンドメタル１１の周囲は、全周に渡って繊維強
化熱可塑性樹脂層１３により囲まれ、これによりエキス
パンドメタル１１が完全に繊維強化熱可塑性樹脂層１３
に包み込まれた状態となっている。

【００５０】このような第一実施形態によれば、エキス
パンドメタル１１に繊維強化熱可塑性樹脂層１３が積層
されてこれらが一体化されているので、高い曲げ強度お
よび高い剛性を得ることができる。

【００５１】また、エキスパンドメタル１１が完全に繊
維強化熱可塑性樹脂層１３に包み込まれた状態となって
いるので、曲げ強度および剛性のより一層の向上を図る
ことができる。例えば、曲げ弾性率が２００，０００kg
/cm²以上という高剛性の合成樹脂複合材１０を得ること
ができる。

【００５２】さらに、エキスパンドメタル１１の両面側
に繊維強化熱可塑性樹脂層１３が積層された三層構造を
有しているので、高い軽量化効果を得ることができるう
え、両側の繊維強化熱可塑性樹脂層１３を構成する熱可
塑性樹脂１５がエキスパンドメタル１１の開口部１２を
通して結合一体化されるため、曲げ荷重等が付加された
際の内部の界面剥離の発生を抑えることができる。

【００５３】そして、熱可塑性樹脂１５を用いているこ
とから、合成樹脂複合材１０の使用に伴って発生する騒
音を小さく抑えることができる。

【００５４】［第二実施形態］前述した図１の第一実施
形態の合成樹脂複合材１０は、次のように製造すること
ができる。すなわち、先ず、予め補強用繊維１４を含む
熱可塑性樹脂１５からなる繊維強化熱可塑性樹脂層１３
を形成しておくとともに、所定の大きさに形成された金
属製板状部材であるエキスパンドメタル１１を用意す
る。次に、エキスパンドメタル１１の両側に繊維強化熱
可塑性樹脂層１３を重ねた状態で配置し、これらをこの
状態で金型内に同時に投入し、加熱プレス成形する。

【００５５】このような第二実施形態によれば、所望の
形状および厚みの合成樹脂複合材１０を確実かつ容易に
製造することができる。

【００５６】［第三実施形態］最終的に完成された状態
が前述した図１の第一実施形態の合成樹脂複合材１０と
略同じになる合成樹脂複合材を、前述した第二実施形態
の製造方法とは別の方法で、次のように製造することが
できる。なお、説明には、図１の第一実施形態の合成樹
脂複合材１０の符号を流用するものとする。すなわち、
先ず、エキスパンドメタル１１の両側に、補強用繊維１
４を重ねた状態で配置し、これらをこの状態で金型内に
投入する。次に、金型内で、これらのエキスパンドメタ
ル１１と補強用繊維１４とに、同時に熱可塑性樹脂１５
を含浸させながら加熱成形を行う。

【００５７】このような第三実施形態によれば、前記第
二実施形態の場合と同様に、所望の形状および厚みの合
成樹脂複合材１０を確実かつ容易に製造することができ
る。

【００５８】［第四実施形態］前述した図１の第一実施
形態の合成樹脂複合材１０を、次のように連続的に複数
個製造することができる。すなわち、予め所定の大きさ
に形成された複数のエキスパンドメタル１１を一定の距
離間隔をあけて間欠送りでライン上に順次供給するとと
もに、繊維強化熱可塑性樹脂層１３を連続的にライン上
に供給する。そして、ライン上に設けられたホットプレ
ス装置により、これらのエキスパンドメタル１１と繊維
強化熱可塑性樹脂層１３とを加熱して一体化させる。そ
の後、前記距離間隔の中間位置で、つまりライン上に並
んだエキスパンドメタル１１どうしの間の位置で、繊維
強化熱可塑性樹脂層１３を切断する。

【００５９】このような第四実施形態によれば、間欠送
りでライン上に並べられたエキスパンドメタル１１どう
しの間の位置で繊維強化熱可塑性樹脂層１３の切断が行
われるため、エキスパンドメタル１１の周囲が繊維強化
熱可塑性樹脂層１３により包み込まれた合成樹脂複合材
１０を、容易かつ確実に、しかも連続して複数個製造す
ることができる。

【００６０】［変形の形態］なお、本発明は前記各実施
形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成で
きる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。
すなわち、前記第一〜第四実施形態では、金属製板状部
材が、エキスパンドメタル１１とされていたが、本発明
の金属製板状部材には、金網を用いてもよい。

【００６１】また、前記第四実施形態では、繊維強化熱
可塑性樹脂層１３が連続的にライン上に供給され、繊維
強化熱可塑性樹脂層１３が、間欠送りでライン上に並べ
られたエキスパンドメタル１１どうしの間の位置で切断
されるようになっていたが、補強用繊維１４と熱可塑性
樹脂１５とを別々にライン上に連続的に供給し、一体化
された後の補強用繊維１４および熱可塑性樹脂１５を、
間欠送りでライン上に並べられたエキスパンドメタル１
１どうしの間の位置で切断するようにしてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、金
属製板状部材の少なくとも一方の面側に補強用繊維を配
置し、熱可塑性樹脂によりこれらを被覆して一体化する
ので、高い曲げ強度および高い剛性の合成樹脂複合材を
得ることができるという効果がある。また、開口率４５
〜８５％の金属製板状部材を用いることから、通常の積
層板では得られない一体成形品を得ることができ、さら
に板状形状だけではなく、異型の成形品を得ることがで
きるという効果がある。すなわち、本発明によれば、金
属製板状部材、補強用繊維、および熱可塑性樹の三者の
複合化によって、それぞれ独自の素材よりも高い強度お
よび高い曲げ弾性率を有し、かつ密度が低く、また変形
加工が可能で、平板のみでなく、任意の形状とすること
ができ、しかも既存の材料の選択により、目的や用途に
応じた材料設計が可能な合成樹脂複合材を得ることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態の合成樹脂複合材を示す
斜視図。

【符号の説明】

１０合成樹脂複合材１１金属製板状部材であるエキスパンドメタル１２開口部１３繊維強化熱可塑性樹脂層１４補強用繊維１５熱可塑性樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表裏を貫通する開口部を有する開口率４
５〜８５％の金属製板状部材と、この金属製板状部材の
少なくとも一方の面側に配置される補強用繊維と、これ
らの金属製板状部材および補強用繊維を一体的に被覆す
る熱可塑性樹脂とを備えたことを特徴とする合成樹脂複
合材。
【請求項２】請求項１に記載した合成樹脂複合材にお
いて、前記金属製板状部材は、表裏を貫通するスリット
を設けてから引き伸ばして形成されたエキスパンドメタ
ルであることを特徴とする合成樹脂複合材。
【請求項３】請求項１に記載した合成樹脂複合材にお
いて、前記金属製板状部材は、金属製線状部材を縦横に
交差させて形成された金網であることを特徴とする合成
樹脂複合材。
【請求項４】予め補強用繊維を含む熱可塑性樹脂から
なる繊維強化熱可塑性樹脂層を形成しておき、表裏を貫
通する開口部を有する開口率４５〜８５％の金属製板状
部材と前記繊維強化熱可塑性樹脂層とを積層させて請求
項１から請求項３のいずれかに記載した合成樹脂複合材
を製造することを特徴とする合成樹脂複合材の製造方
法。
【請求項５】表裏を貫通する開口部を有する開口率４
５〜８５％の金属製板状部材と補強用繊維とを重ねた状
態で配置しておき、これらの金属製板状部材および補強
用繊維に同時に熱可塑性樹脂を含浸させて請求項１から
請求項３のいずれかに記載した合成樹脂複合材を製造す
ることを特徴とする合成樹脂複合材の製造方法。
【請求項６】請求項４または請求項５に記載した合成
樹脂複合材の製造方法において、所定の大きさに形成さ
れた複数の前記金属製板状部材を一定の距離間隔をあけ
て間欠的に順次供給するとともに、前記補強用繊維およ
び前記熱可塑性樹脂を連続的に供給し、これらの前記金
属製板状部材、前記補強用繊維、および前記熱可塑性樹
脂を、前記熱可塑性樹脂を加熱溶融させることにより一
体化させた後、前記距離間隔の中間位置で前記補強用繊
維および前記熱可塑性樹脂を切断して請求項１から請求
項３のいずれかに記載した合成樹脂複合材を連続して複
数個製造することを特徴とする合成樹脂複合材の製造方
法。