JPH1018152A - 有機繊維複合材料およびそれを成形してなる自動車部品 - Google Patents
有機繊維複合材料およびそれを成形してなる自動車部品Info
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- JPH1018152A JPH1018152A JP8173448A JP17344896A JPH1018152A JP H1018152 A JPH1018152 A JP H1018152A JP 8173448 A JP8173448 A JP 8173448A JP 17344896 A JP17344896 A JP 17344896A JP H1018152 A JPH1018152 A JP H1018152A
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- organic fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機繊維強化樹脂材料の曲げ変形や衝撃変形
における層間せん断破壊を防止して、曲げ剛性／強度お
よび衝撃強度を向上させ、且つ積層するシートの枚数を
低減させることが可能である機械的特性に優れた有機繊
維複合材料およびそれを成形してなる自動車部品を提供
すること。 【解決手段】 一方向に引き揃えられた有機系強化繊維
の両面または片面に有機系繊維不織布を一体化してなる
シートを型内に積層した後、反応性樹脂モノマーを含浸
して反応・固化させるか、もしくは前記シートを予め反
応性樹脂モノマーを含浸させたプリプレグ状態で積層
し、反応・固化させてなることを特徴とする有機繊維複
合材料。
における層間せん断破壊を防止して、曲げ剛性／強度お
よび衝撃強度を向上させ、且つ積層するシートの枚数を
低減させることが可能である機械的特性に優れた有機繊
維複合材料およびそれを成形してなる自動車部品を提供
すること。 【解決手段】 一方向に引き揃えられた有機系強化繊維
の両面または片面に有機系繊維不織布を一体化してなる
シートを型内に積層した後、反応性樹脂モノマーを含浸
して反応・固化させるか、もしくは前記シートを予め反
応性樹脂モノマーを含浸させたプリプレグ状態で積層
し、反応・固化させてなることを特徴とする有機繊維複
合材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機繊維強化複合
材料およびそれを成形してなる自動車部品に関し、特に
有機繊維強化樹脂材料の曲げ変形や衝撃変形における層
間せん断破壊を防止して、曲げ剛性／強度および衝撃強
度を向上させ、且つ積層するシートの枚数を低減させる
ことが可能である機械的特性に優れた有機繊維複合材料
およびそれを成形してなる自動車部品に関する。
材料およびそれを成形してなる自動車部品に関し、特に
有機繊維強化樹脂材料の曲げ変形や衝撃変形における層
間せん断破壊を防止して、曲げ剛性／強度および衝撃強
度を向上させ、且つ積層するシートの枚数を低減させる
ことが可能である機械的特性に優れた有機繊維複合材料
およびそれを成形してなる自動車部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の有機繊維強化熱可塑性樹脂材料と
しては、アラミド繊維材料／熱可塑性樹脂複合材料が提
案され（特開昭６３−８７２２８号公報、特開平１−５
８０１９９号公報、特開平２−１４４９０１号公報、特
開平３−７６６１４号公報および特開平３−１６１３３
１号公報）、更にナイロン繊維材料またはポリエステル
繊維／熱可塑性樹脂複合材料が提案されている（特開昭
５９−２０７９６６号公報、特開平１−４３５３２号公
報、特開平２−１２４９５６号公報、特開平３−７６６
１４号公報、および特開平３−１３０１１８号公報）。
しては、アラミド繊維材料／熱可塑性樹脂複合材料が提
案され（特開昭６３−８７２２８号公報、特開平１−５
８０１９９号公報、特開平２−１４４９０１号公報、特
開平３−７６６１４号公報および特開平３−１６１３３
１号公報）、更にナイロン繊維材料またはポリエステル
繊維／熱可塑性樹脂複合材料が提案されている（特開昭
５９−２０７９６６号公報、特開平１−４３５３２号公
報、特開平２−１２４９５６号公報、特開平３−７６６
１４号公報、および特開平３−１３０１１８号公報）。
【０００３】また、従来の有機繊維強化熱硬化性樹脂材
料としては、強化繊維として炭素繊維、アラミド繊維材
料、液晶繊維材料、超高分子量ポリエチレン繊維材料、
ビニロン繊維材料、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰ
Ｓ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）
といったスーパーエンプラ系繊維材料などが不飽和ポリ
エステル樹脂またはエポキシ樹脂などを母材とした複合
材料として製造されている。
料としては、強化繊維として炭素繊維、アラミド繊維材
料、液晶繊維材料、超高分子量ポリエチレン繊維材料、
ビニロン繊維材料、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰ
Ｓ）、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）
といったスーパーエンプラ系繊維材料などが不飽和ポリ
エステル樹脂またはエポキシ樹脂などを母材とした複合
材料として製造されている。
【０００４】これらの複合材料は、予め樹脂または反応
性樹脂モノマーを含浸させたプリプレグを金型内に積層
させた後、加熱および加圧下にて樹脂を溶融・固化また
は反応・固化させることによって製造されている。
性樹脂モノマーを含浸させたプリプレグを金型内に積層
させた後、加熱および加圧下にて樹脂を溶融・固化また
は反応・固化させることによって製造されている。
【０００５】一方、ニードルパンチなどの針打ちによる
強化繊維処理方法に関しては、例えばガラス長繊維とガ
ラス長繊維マットとの組み合わせ（特開昭６２−２４０
５１４号公報）やガラス長繊維とポリアミドやポリプロ
ピレン繊維等の有機繊維マットとの組み合わせ（特開昭
５９−７１８４７号公報）などが提案されている。
強化繊維処理方法に関しては、例えばガラス長繊維とガ
ラス長繊維マットとの組み合わせ（特開昭６２−２４０
５１４号公報）やガラス長繊維とポリアミドやポリプロ
ピレン繊維等の有機繊維マットとの組み合わせ（特開昭
５９−７１８４７号公報）などが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の有機繊維強化樹脂材料では、通常、強化繊維と
して織物積層体または不織布積層体を用いているが、織
物積層樹脂材料では、曲げや衝撃の荷重を受けた場合
に、積層層間を拘束するものが存在しないため、せん断
破壊により繊維の張力を十分に発揮することができず、
曲げ剛性／強度および衝撃強度が著しく低下してしまう
という欠点があった。
た従来の有機繊維強化樹脂材料では、通常、強化繊維と
して織物積層体または不織布積層体を用いているが、織
物積層樹脂材料では、曲げや衝撃の荷重を受けた場合
に、積層層間を拘束するものが存在しないため、せん断
破壊により繊維の張力を十分に発揮することができず、
曲げ剛性／強度および衝撃強度が著しく低下してしまう
という欠点があった。
【０００７】また、織物積層体では、織物自体の厚みが
薄く、一定の厚みの成形品を得るには織物の積層数が多
くなるため積層作業が煩雑となると共に、樹脂含浸時に
織物の目によるフィルタ効果により、樹脂含浸性が著し
く阻害され、十分な機械特性が得られないという欠点が
あった。
薄く、一定の厚みの成形品を得るには織物の積層数が多
くなるため積層作業が煩雑となると共に、樹脂含浸時に
織物の目によるフィルタ効果により、樹脂含浸性が著し
く阻害され、十分な機械特性が得られないという欠点が
あった。
【０００８】さらに、積層体を強化繊維として用いた複
合材料を自動車に適用する場合には、平面剛性を必要と
するような部品では織物積層体が有効であるが、例えば
バンパービームやスポイラー等の梁要素として用いられ
る自動車用部品については、その長手方向に平行な繊維
が部品の剛性を決定するため、長手方向に垂直な繊維は
不要であり、かつ、長手方向に垂直な繊維の存在によ
り、部品剛性が低下してしまうといった欠点があった。
合材料を自動車に適用する場合には、平面剛性を必要と
するような部品では織物積層体が有効であるが、例えば
バンパービームやスポイラー等の梁要素として用いられ
る自動車用部品については、その長手方向に平行な繊維
が部品の剛性を決定するため、長手方向に垂直な繊維は
不要であり、かつ、長手方向に垂直な繊維の存在によ
り、部品剛性が低下してしまうといった欠点があった。
【０００９】他方、不織布積層体を単独で用いた場合に
は、樹脂の含浸性は良好であるが、近年、材料に要求さ
れる高い強度を満たすことは極めて困難であるという欠
点があった。
は、樹脂の含浸性は良好であるが、近年、材料に要求さ
れる高い強度を満たすことは極めて困難であるという欠
点があった。
【００１０】一方、針打ち（ニードルパンチ）による強
化繊維の処理についても、従来は、一方向に引き揃えら
れたガラス繊維の製造上の取扱性の向上が目的であり、
実際においては一方向に引き揃えられたガラス繊維は針
打ちにより切断され、ガラス繊維マットに担持され、か
つその方向性も乱される形態となっており、ガラス長繊
維強化材を用いる本来の目的が活かされていないという
欠点があった。
化繊維の処理についても、従来は、一方向に引き揃えら
れたガラス繊維の製造上の取扱性の向上が目的であり、
実際においては一方向に引き揃えられたガラス繊維は針
打ちにより切断され、ガラス繊維マットに担持され、か
つその方向性も乱される形態となっており、ガラス長繊
維強化材を用いる本来の目的が活かされていないという
欠点があった。
【００１１】従って本発明の目的は、有機繊維強化樹脂
材料の曲げ剛性／強度および衝撃変形における層間せん
断破壊を防止し、曲げ剛性／強度および衝撃強度を向上
させ、且つ積層するシートの枚数を低減させることが可
能である機械的特性に優れた有機繊維強化複合材料およ
びそれを成形してなる自動車部品を提供することにあ
る。
材料の曲げ剛性／強度および衝撃変形における層間せん
断破壊を防止し、曲げ剛性／強度および衝撃強度を向上
させ、且つ積層するシートの枚数を低減させることが可
能である機械的特性に優れた有機繊維強化複合材料およ
びそれを成形してなる自動車部品を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、同じ厚みの積層材料に
おいて、曲げ剛性／強度および衝撃変形時には層間数が
少ない方が破壊確率が小さくなり、これにより破壊強度
が大きくなることに着目し、一方向に引き揃えられた強
化繊維に有機繊維を針打ちして有機繊維の不織布化と一
方向強化繊維との一体化を同時に実現するか、もしくは
予め製造された有機繊維不織布を一方向強化繊維に針打
ちして一体化することにより、不織布を構成する繊維が
一方向強化繊維束中に刺さり、強固に一体化されたシー
トを製造し、シートを所定の枚数積層して、不織布同士
が相互に絡まりシート積層層間が見かけ上なくなること
により、有機繊維強化樹脂材料の曲げ剛性／強度および
衝撃強度を向上させると共に、同一厚みの製品を得るた
めのシート積層数を減らすことにより、工程の煩雑さを
低減させることができることを見い出し、本発明に到達
した。
を解決すべく鋭意検討した結果、同じ厚みの積層材料に
おいて、曲げ剛性／強度および衝撃変形時には層間数が
少ない方が破壊確率が小さくなり、これにより破壊強度
が大きくなることに着目し、一方向に引き揃えられた強
化繊維に有機繊維を針打ちして有機繊維の不織布化と一
方向強化繊維との一体化を同時に実現するか、もしくは
予め製造された有機繊維不織布を一方向強化繊維に針打
ちして一体化することにより、不織布を構成する繊維が
一方向強化繊維束中に刺さり、強固に一体化されたシー
トを製造し、シートを所定の枚数積層して、不織布同士
が相互に絡まりシート積層層間が見かけ上なくなること
により、有機繊維強化樹脂材料の曲げ剛性／強度および
衝撃強度を向上させると共に、同一厚みの製品を得るた
めのシート積層数を減らすことにより、工程の煩雑さを
低減させることができることを見い出し、本発明に到達
した。
【００１３】本発明の上記の目的は、一方向に引き揃え
られた有機系強化繊維の両面または片面に有機系繊維不
織布を一体化してなるシートを型内に積層した後、反応
性樹脂モノマーを含浸して反応・固化させるか、もしく
は前記シートを予め反応性樹脂モノマーを含浸させたプ
リプレグ状態で積層し、反応・固化させてなることを特
徴とする有機繊維複合材料により達成された。
られた有機系強化繊維の両面または片面に有機系繊維不
織布を一体化してなるシートを型内に積層した後、反応
性樹脂モノマーを含浸して反応・固化させるか、もしく
は前記シートを予め反応性樹脂モノマーを含浸させたプ
リプレグ状態で積層し、反応・固化させてなることを特
徴とする有機繊維複合材料により達成された。
【００１４】本発明においては、上記の一方向に引き揃
えられた強化繊維の両面または片面に有機繊維を針打ち
（ニードルパンチ）して不織布化と一体化を同時に行う
か、もしくは有機繊維不織布を一方向強化繊維に針打ち
して一体化したシートに樹脂を含浸・固化して得られた
有機繊維強化複合材料のボイド分率を５容量％以下とす
ることが好ましい。この複合材料のボイド分率が５容量
％を超えるとボイドを起点とした破壊により剛性／強度
が著しく低下する。
えられた強化繊維の両面または片面に有機繊維を針打ち
（ニードルパンチ）して不織布化と一体化を同時に行う
か、もしくは有機繊維不織布を一方向強化繊維に針打ち
して一体化したシートに樹脂を含浸・固化して得られた
有機繊維強化複合材料のボイド分率を５容量％以下とす
ることが好ましい。この複合材料のボイド分率が５容量
％を超えるとボイドを起点とした破壊により剛性／強度
が著しく低下する。
【００１５】有機繊維の不織布化後の目付重量および一
方向強化繊維目付重量の比は１／１〜１／４の範囲にあ
ることが好ましい。有機繊維不織布の目付重量の比が１
／１より小さくなると、一体化されたシート同士の積層
時に不織布間の繊維の絡まりが弱く、層間せん断が起こ
りやすく強度が小さくなると共に、同一厚みの製品を得
るためのシート積層数が増大することとなる。逆に、目
付重量の割合が１／４より大きくなると、不織布の繊維
間空隙が密となり樹脂の含浸が著しく阻害され、複合材
料の強度が低下する。
方向強化繊維目付重量の比は１／１〜１／４の範囲にあ
ることが好ましい。有機繊維不織布の目付重量の比が１
／１より小さくなると、一体化されたシート同士の積層
時に不織布間の繊維の絡まりが弱く、層間せん断が起こ
りやすく強度が小さくなると共に、同一厚みの製品を得
るためのシート積層数が増大することとなる。逆に、目
付重量の割合が１／４より大きくなると、不織布の繊維
間空隙が密となり樹脂の含浸が著しく阻害され、複合材
料の強度が低下する。
【００１６】また、有機繊維不織布と一方向強化繊維を
一体化したシートに樹脂を含浸・固化させて得られる複
合材料における有機繊維総含有量が２０〜５０重量％の
範囲であることが好ましい。有機繊維シートの含有量が
２０重量％未満になると、シートが波打ちしやすく強化
繊維としての働きが十分にできなくなり、逆に含有量が
５０重量％を超えると、積層時にシート上の不織布が押
し潰され、繊維間空隙が密になり樹脂の含浸が著しく阻
害される結果となる。
一体化したシートに樹脂を含浸・固化させて得られる複
合材料における有機繊維総含有量が２０〜５０重量％の
範囲であることが好ましい。有機繊維シートの含有量が
２０重量％未満になると、シートが波打ちしやすく強化
繊維としての働きが十分にできなくなり、逆に含有量が
５０重量％を超えると、積層時にシート上の不織布が押
し潰され、繊維間空隙が密になり樹脂の含浸が著しく阻
害される結果となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、図１に示す様な一方向
に引き揃えられた強化繊維を基とし、図２に示すような
工程を通して、一方向強化繊維の両面または片面に有機
繊維を針打ち（ニードルパンチ）し、有機繊維の不織布
化と一方向強化繊維との一体化を同時に実現するか、ま
たは図３に示すように予め製造された有機繊維不織布を
一方向強化繊維に針打ちして一体化することにより、不
織布を構成する繊維が強化繊維束中に刺さり、強固に一
体化されたシートを製造し、シートを積層して不織布同
士が相互に絡まりシート積層層間が見かけ上なくなるこ
とにより、有機繊維強化樹脂材料の曲げ剛性／強度およ
び衝撃強度を向上させると共に、同一厚みの製品を得る
ためのシート積層数を減らすことにより、工程の煩雑さ
を低減させることができると共に、機械的特性に優れた
自動車部品を得ることができる。
に引き揃えられた強化繊維を基とし、図２に示すような
工程を通して、一方向強化繊維の両面または片面に有機
繊維を針打ち（ニードルパンチ）し、有機繊維の不織布
化と一方向強化繊維との一体化を同時に実現するか、ま
たは図３に示すように予め製造された有機繊維不織布を
一方向強化繊維に針打ちして一体化することにより、不
織布を構成する繊維が強化繊維束中に刺さり、強固に一
体化されたシートを製造し、シートを積層して不織布同
士が相互に絡まりシート積層層間が見かけ上なくなるこ
とにより、有機繊維強化樹脂材料の曲げ剛性／強度およ
び衝撃強度を向上させると共に、同一厚みの製品を得る
ためのシート積層数を減らすことにより、工程の煩雑さ
を低減させることができると共に、機械的特性に優れた
自動車部品を得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、実施例１〜３および比較例１〜６で得られた材料に
ついては、以下の測定を行った。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、実施例１〜３および比較例１〜６で得られた材料に
ついては、以下の測定を行った。
【００１９】（１）曲げ試験 ＪＩＳ Ｋ ７０５５に準拠した。一方向強化繊維方向
に平行に試験片を切り出し、所定の条件下で測定を行っ
た。
に平行に試験片を切り出し、所定の条件下で測定を行っ
た。
【００２０】（２）シャルピ衝撃試験 ＪＩＳ Ｋ ７１１１に準拠した。一方向強化繊維方向
に平行に試験片を切り出し、規定の切り欠きを機械加工
により施し、所定の条件下でフラットワイズ打撃試験を
行った。
に平行に試験片を切り出し、規定の切り欠きを機械加工
により施し、所定の条件下でフラットワイズ打撃試験を
行った。
【００２１】（３）有機繊維複合材の比重測定 常温で有機繊維強化材料樹脂片の空気中およびエタノー
ル中における重量から浮力法により算出した。
ル中における重量から浮力法により算出した。
【００２２】実施例１ 市販の高強力ビニロン繊維を一方向に引き揃え、これら
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、図１に示し
たような一方向強化繊維１とする。このとき一方向強化
繊維の目付重量は、約１００ｇ／ｍ2 であった。続い
て、市販の汎用ビニロン不織布２（クラレ株式会社製：
Ｐ−１６）を上述の一方向強化繊維上に乗せ、針打ちに
より一体化を行う。針打ち後に形成された不織布の目付
重量は、約５０ｇ／ｍ2 であった。
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、図１に示し
たような一方向強化繊維１とする。このとき一方向強化
繊維の目付重量は、約１００ｇ／ｍ2 であった。続い
て、市販の汎用ビニロン不織布２（クラレ株式会社製：
Ｐ−１６）を上述の一方向強化繊維上に乗せ、針打ちに
より一体化を行う。針打ち後に形成された不織布の目付
重量は、約５０ｇ／ｍ2 であった。
【００２３】このようにして一体化したシートを市販ア
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（過酸化メチルエチルケトン、以下ＭＥＫＰＯ）１．５
重量部を混合したものを含浸させて、有機繊維の含有量
が３０重量％となるように積層し、常温微圧硬化後、８
０℃で２時間アフタキュアを行い板状の試料を得た。
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（過酸化メチルエチルケトン、以下ＭＥＫＰＯ）１．５
重量部を混合したものを含浸させて、有機繊維の含有量
が３０重量％となるように積層し、常温微圧硬化後、８
０℃で２時間アフタキュアを行い板状の試料を得た。
【００２４】実施例２ 市販の高強化ビニロン繊維を一方向に引き揃え、これら
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向強化繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針
打ち後に形成された不織布の目付重量は、約５０ｇ／ｍ
2 であった。
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向強化繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針
打ち後に形成された不織布の目付重量は、約５０ｇ／ｍ
2 であった。
【００２５】このようにして一体化したシートを市販ア
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸させ
て、有機繊維の含有量が５０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸させ
て、有機繊維の含有量が５０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
【００２６】実施例３ 市販の高強力ビニロン繊維を一方向に引き揃え、これら
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向強化繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針
打ち後に形成された不織布の目付重量は、約１００ｇ／
ｍ2 であった。
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向強化繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針
打ち後に形成された不織布の目付重量は、約１００ｇ／
ｍ2 であった。
【００２７】このようにして一体化したシートを市販ア
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸させ
て、有機繊維の含有量が３０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸させ
て、有機繊維の含有量が３０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
【００２８】実施例４〜６ 実施例１〜３の有機繊維複合材を用いて図５に示すよう
な断面を持つ長さ１５００ｍｍのバンパービーム５を得
た。このバンパービーム５については、オルゼン型万能
試験機にペンデュラム型圧子７を付けて圧壊試験を行っ
た。スパン距離は１０００ｍｍとし、圧縮速度は１０ｍ
ｍ／分とした。
な断面を持つ長さ１５００ｍｍのバンパービーム５を得
た。このバンパービーム５については、オルゼン型万能
試験機にペンデュラム型圧子７を付けて圧壊試験を行っ
た。スパン距離は１０００ｍｍとし、圧縮速度は１０ｍ
ｍ／分とした。
【００２９】実施例７〜９ 実施例１〜３の有機繊維複合材を用いて図６に示すよう
な断面を持つ長さ１２００ｍｍのスポイラー８を得た。
このスポイラー８については、オルゼン型万能試験機に
て３点曲げ試験を行った。スパン距離は１０００ｍｍと
し、圧縮速度は１０ｍｍ／分とした。
な断面を持つ長さ１２００ｍｍのスポイラー８を得た。
このスポイラー８については、オルゼン型万能試験機に
て３点曲げ試験を行った。スパン距離は１０００ｍｍと
し、圧縮速度は１０ｍｍ／分とした。
【００３０】比較例１ 市販の高強力ビニロン繊維を一方向に引き揃え、これら
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針打ち
後に形成された不織布の目付重量は、約２００ｇ／ｍ2
であった。
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針打ち
後に形成された不織布の目付重量は、約２００ｇ／ｍ2
であった。
【００３１】このようにして一体化したシートを市販ア
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸させ
たが、含浸が不十分であり、所定の板状の試料を得るこ
とができなかった。
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸させ
たが、含浸が不十分であり、所定の板状の試料を得るこ
とができなかった。
【００３２】比較例２ 市販の高強力ビニロン繊維を一方向に引き揃え、これら
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針打ち
後に形成された不織布の目付重量は、約２０ｇ／ｍ2 で
あった。
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針打ち
後に形成された不織布の目付重量は、約２０ｇ／ｍ2 で
あった。
【００３３】このようにして一体化したシートを市販ア
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸さ
せ、有機繊維の含有量が３０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸さ
せ、有機繊維の含有量が３０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
【００３４】比較例３ 市販の高強力ビニロン繊維を一方向に引き揃え、これら
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン繊維を上述の一方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体
化を行う。針打ち後に形成された不織布の目付重量は、
約５０ｇ／ｍ2 であった。
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン繊維を上述の一方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体
化を行う。針打ち後に形成された不織布の目付重量は、
約５０ｇ／ｍ2 であった。
【００３５】このようにして一体化したシートを市販ア
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸さ
せ、有機繊維の含有量が１０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸さ
せ、有機繊維の含有量が１０重量％となるように積層
し、常温微圧硬化後、８０℃で２時間アフタキュアを行
い板状の試料を得た。
【００３６】比較例４ 市販の高強力ビニロン繊維を一方向に引き揃え、これら
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針打ち
後に形成された不織布の目付重量は、約５０ｇ／ｍ2 で
あった。
の繊維を繊維配向方向に垂直に市販のポリエステル繊維
を用いて、約３０ｍｍの間隔で結束を行い、一方向強化
繊維１とする。このとき一方向強化繊維の目付重量は、
約１００ｇ／ｍ 2 であった。続いて、市販の汎用ビニロ
ン不織布２（クラレ株式会社製：Ｐ−１６）を上述の一
方向繊維上に乗せ、針打ちにより一体化を行う。針打ち
後に形成された不織布の目付重量は、約５０ｇ／ｍ2 で
あった。
【００３７】このようにして一体化したシートを市販ア
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸さ
せ、有機繊維の含有量が６０重量％となるように積層し
たが、樹脂量が不十分であり板状の試料を得ることがで
きなかった。
セトン中に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した
後、６０℃で２４時間乾燥した。得られたシートに市販
の不飽和ポリエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本
ユピカ株式会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤
（ＭＥＫＰＯ）１．５重量部を混合したものを含浸さ
せ、有機繊維の含有量が６０重量％となるように積層し
たが、樹脂量が不十分であり板状の試料を得ることがで
きなかった。
【００３８】比較例５ ポリプロピレンを母材としたガラス含有量が４６重量％
の市販のスタンパブルシート（ＸシートＳＵ４０；出光
ＮＳＧ株式会社製）の原反を２５０℃に加熱した後、８
０℃のプレス中で圧縮成形して板状の試料を得た。
の市販のスタンパブルシート（ＸシートＳＵ４０；出光
ＮＳＧ株式会社製）の原反を２５０℃に加熱した後、８
０℃のプレス中で圧縮成形して板状の試料を得た。
【００３９】比較例６ 市販の高強力ビニロン平織物（目付重量１８０／ｍ2 、
クラレ株式会社製：ＦＶＨ−１８０）を市販アセトン中
に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した後、６０℃
で２４時間乾燥した。得られたシートに市販の不飽和ポ
リエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本ユピカ株式
会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤（ＭＥＫＰ
Ｏ）１．５重量部を混合したものを含浸させ、有機繊維
の含有量が３０重量％となるように積層し、常温微圧硬
化後、８０℃で２時間アフタキュアを行い板状の試料を
得た。
クラレ株式会社製：ＦＶＨ−１８０）を市販アセトン中
に３０分浸漬し、アセトンを十分に除去した後、６０℃
で２４時間乾燥した。得られたシートに市販の不飽和ポ
リエステル樹脂（４１８３ＡＴＰ−４：日本ユピカ株式
会社製）１００重量部に対して市販の硬化剤（ＭＥＫＰ
Ｏ）１．５重量部を混合したものを含浸させ、有機繊維
の含有量が３０重量％となるように積層し、常温微圧硬
化後、８０℃で２時間アフタキュアを行い板状の試料を
得た。
【００４０】比較例７〜１２ 比較例１〜６の有機繊維複合材を用いて図５に示すよう
な断面を持つ長さ１２００ｍｍのバンパービーム５を得
た。このバンパービーム５については、オルゼン型万能
試験機にペンデュラム型圧子７を付けて圧壊試験を行っ
た。スパン距離は１０００ｍｍとし、圧縮速度は１０ｍ
ｍ／分とした。
な断面を持つ長さ１２００ｍｍのバンパービーム５を得
た。このバンパービーム５については、オルゼン型万能
試験機にペンデュラム型圧子７を付けて圧壊試験を行っ
た。スパン距離は１０００ｍｍとし、圧縮速度は１０ｍ
ｍ／分とした。
【００４１】実施例１３〜１８ 実施例１〜３の有機繊維複合材を用いて図６に示すよう
な断面を持つ長さ１２００ｍｍのスポイラー８を得た。
このスポイラー８については、オルゼン型万能試験機に
て３点曲げ試験を行った。スパン距離は１０００ｍｍと
し、圧縮速度は１０ｍｍ／分とした。
な断面を持つ長さ１２００ｍｍのスポイラー８を得た。
このスポイラー８については、オルゼン型万能試験機に
て３点曲げ試験を行った。スパン距離は１０００ｍｍと
し、圧縮速度は１０ｍｍ／分とした。
【００４２】実施例１〜３および比較例１〜６について
の試験結果を表１に示す。また、実施例４〜６および比
較例７〜１２についての試験結果を表２に示す。さらに
実施例７〜９および比較例１３〜１８についての試験結
果を表３に示す。
の試験結果を表１に示す。また、実施例４〜６および比
較例７〜１２についての試験結果を表２に示す。さらに
実施例７〜９および比較例１３〜１８についての試験結
果を表３に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】尚、実施例では母材樹脂として不飽和ポリ
エステル樹脂、強化繊維としてビニロン繊維を例に挙げ
て説明したが、本発明の自動車用部品用複合材料に用い
られる母材樹脂および強化繊維としては、特に制限はな
く、母材樹脂としては、ジシクロペンタジエン、エポキ
シ樹脂、開環重合性ポリカーボネート、ε−カプロラク
タム（ポリアミド）、多官能性イソシアネート／多官能
性ポリオール混合物（ポリウレタン）等が挙げられ、強
化繊維としては、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、液晶繊維、高強
度ポリエチレン繊維等が挙げられる。
エステル樹脂、強化繊維としてビニロン繊維を例に挙げ
て説明したが、本発明の自動車用部品用複合材料に用い
られる母材樹脂および強化繊維としては、特に制限はな
く、母材樹脂としては、ジシクロペンタジエン、エポキ
シ樹脂、開環重合性ポリカーボネート、ε−カプロラク
タム（ポリアミド）、多官能性イソシアネート／多官能
性ポリオール混合物（ポリウレタン）等が挙げられ、強
化繊維としては、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊
維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、液晶繊維、高強
度ポリエチレン繊維等が挙げられる。
【００４７】また、本発明の自動車用部品用複合材料の
成形方法に関しても、特に制限はなく、ハンドレイアッ
プ法、プレス法、反応射出成形法、トランスファー成形
法等、母材樹脂に適した成形方法が選択される。
成形方法に関しても、特に制限はなく、ハンドレイアッ
プ法、プレス法、反応射出成形法、トランスファー成形
法等、母材樹脂に適した成形方法が選択される。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、その強
化繊維の構成を一方向に引き揃えられた有機系強化繊維
とこの一方向強化繊維の両面または片面に有機繊維不織
布を針打ち（ニードルパンチ）し、不織布を構成する繊
維が強化繊維束中に刺さり、強固に一体化されたシート
を製造し、このシートを積層して、不織布同士が相互に
絡まりシート積層層間が見かけ上なくなることにより、
有機繊維強化樹脂材料の曲げ剛性／強度および衝撃強度
を向上させると共に、同一厚みの製品を得るためのシー
ト積層数を減らすことにより、工程の煩雑さを低減させ
ることができる。
化繊維の構成を一方向に引き揃えられた有機系強化繊維
とこの一方向強化繊維の両面または片面に有機繊維不織
布を針打ち（ニードルパンチ）し、不織布を構成する繊
維が強化繊維束中に刺さり、強固に一体化されたシート
を製造し、このシートを積層して、不織布同士が相互に
絡まりシート積層層間が見かけ上なくなることにより、
有機繊維強化樹脂材料の曲げ剛性／強度および衝撃強度
を向上させると共に、同一厚みの製品を得るためのシー
ト積層数を減らすことにより、工程の煩雑さを低減させ
ることができる。
【００４９】更に、本発明の有機繊維強化材料は、圧縮
成形等により不織布部が圧縮され任意の形状に追従する
ため付形性が良好であり、複雑形状をもった自動車部品
など広範な用途に使用することができる。
成形等により不織布部が圧縮され任意の形状に追従する
ため付形性が良好であり、複雑形状をもった自動車部品
など広範な用途に使用することができる。
【図１】本発明に係る一方向強化繊維を示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る有機繊維の不織布化と一方向強化
繊維との一体化を同時に行う様子を示す工程図である。
繊維との一体化を同時に行う様子を示す工程図である。
【図３】本発明に係る一方向強化繊維に不織布を一体化
する様子を示す工程図である。
する様子を示す工程図である。
【図４】本発明に係るバンパービームの試験法を示す概
略図である。
略図である。
【図５】本発明に係るバンパービームの断面を示す概略
図である。
図である。
【図６】本発明に係るスポイラーを示す概略図である。
１ 一方向強化繊維 ２ 不織布 ３ 針打ち工程 ４ 結束糸 ５ バンパービーム ６ 台座 ７ ペンデュラム圧子 ８ スポイラー
フロントページの続き (72)発明者 河村 吉彦 東京都中央区日本橋３丁目８番２号 株式 会社クラレ内 (72)発明者 曽根 勲 岡山県岡山市海岸通り１丁目２番１号 株 式会社クラレ内 (72)発明者 福井 孝之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 一方向に引き揃えられた有機系強化繊維
の両面または片面に有機系繊維不織布を一体化してなる
シートを型内に積層した後、反応性樹脂モノマーを含浸
して反応・固化させるか、もしくは前記シートを予め反
応性樹脂モノマーを含浸させたプリプレグ状態で積層
し、反応・固化させてなることを特徴とする有機繊維複
合材料。 - 【請求項２】 有機系強化繊維の含有量が２０〜５０重
量％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の有機
繊維複合材料。 - 【請求項３】 有機繊維不織布と一方向強化繊維との目
付重量比が１／１〜１／４の範囲にあることを特徴とす
る請求項１記載の有機繊維複合材料。 - 【請求項４】 一方向に引き揃えられた有機系強化繊維
の両面または片面に有機系繊維不織布を一体化してなる
シートを前記一方向強化繊維の引き揃え方向が長手方向
と略平行となるように型内に積層した後、反応性樹脂モ
ノマーを含浸して反応・固化させるか、もしくは前記シ
ートを予め反応性樹脂モノマーを含浸させたプリプレグ
状態で前記一方向強化繊維の引き揃え方向が長手方向と
略平行となるように積層し、反応・固化させてなること
を特徴とする自動車用バンパービーム。 - 【請求項５】 一方向に引き揃えられた有機系強化繊維
の両面または片面に有機系繊維不織布を一体化してなる
シートを前記一方向強化繊維の引き揃え方向が長手方向
と略平行となるように型内に積層した後、反応性樹脂モ
ノマーを含浸して反応・固化させるか、もしくは前記シ
ートを予め反応性樹脂モノマーを含浸させたプリプレグ
状態で前記一方向強化繊維の引き揃え方向が長手方向と
略平行となるように積層し、反応・固化させてなること
を特徴とする自動車用スポイラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173448A JPH1018152A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 有機繊維複合材料およびそれを成形してなる自動車部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8173448A JPH1018152A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 有機繊維複合材料およびそれを成形してなる自動車部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1018152A true JPH1018152A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15960668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8173448A Pending JPH1018152A (ja) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | 有機繊維複合材料およびそれを成形してなる自動車部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1018152A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990066235A (ko) * | 1998-01-23 | 1999-08-16 | 조민호 | 하이브리드 프리프레그 및 그 제조방법 |
| WO2000056539A1 (fr) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Toray Industries, Inc. | Materiau a base de fibres renforçant un composite, preforme et procede de production de matiere plastique renforcee par des fibres |
| WO2003091015A1 (fr) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Toray Industries, Inc. | Pre-impregne, procede de fabrication et article moule |
-
1996
- 1996-07-03 JP JP8173448A patent/JPH1018152A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990066235A (ko) * | 1998-01-23 | 1999-08-16 | 조민호 | 하이브리드 프리프레그 및 그 제조방법 |
| WO2000056539A1 (fr) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Toray Industries, Inc. | Materiau a base de fibres renforçant un composite, preforme et procede de production de matiere plastique renforcee par des fibres |
| AU760808B2 (en) * | 1999-03-23 | 2003-05-22 | Toray Industries, Inc. | Composite reinforcing fiber base material, preform and production method for fiber reinforced plastic |
| JP4491968B2 (ja) * | 1999-03-23 | 2010-06-30 | 東レ株式会社 | 複合炭素繊維基材、プリフォームおよび炭素繊維強化プラスチックの製造方法 |
| WO2003091015A1 (fr) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Toray Industries, Inc. | Pre-impregne, procede de fabrication et article moule |
| CN100344443C (zh) * | 2002-04-23 | 2007-10-24 | 东丽株式会社 | 预浸料坯及其制造方法、以及成形品 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050405 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050606 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060307 |