JPH1044322A - 複合積層材 - Google Patents

複合積層材

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JPH1044322A
JPH1044322A JP20341196A JP20341196A JPH1044322A JP H1044322 A JPH1044322 A JP H1044322A JP 20341196 A JP20341196 A JP 20341196A JP 20341196 A JP20341196 A JP 20341196A JP H1044322 A JPH1044322 A JP H1044322A
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JP
Japan
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inner layer
outer layer
composite laminate
polypropylene resin
materials
Prior art date
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Pending
Application number
JP20341196A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunichi Kiriyama
俊一 桐山
Makoto Wada
誠 和田
Susumu Kawabata
進 川端
Michihiro Yamashita
満弘 山下
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で、かつ優れた曲げ剛性を有する複合積
層材を提供する。 【解決手段】 外層部と内層部から構成されており、外
層部はガラス連続長繊維とポリプロピレン樹脂強化複合
素材で構成された層を少なくとも1層以上有しており、
内層部は径6〜25μ、カット長2mm以上のガラス短
繊維とポリプロピレン樹脂強化複合素材で構成された層
を少なくとも1層以上有しており、かつ、下記の特性を
有することを特徴とする複合積層材。 (1)密度〔ρ〕(g/cm3 ):0.6≦ρ≦1.2 (2)厚み4mm以上の複合積層材の縦方向、横方向に
おける曲げ弾性率の平均値〔Eb〕(kg/mm2 ):
900≦Eb

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複合積層材に関す
るものであり、さらに詳しくは、土木、建築分野で構造
材として使用される複合積層材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、土木、建築分野で使用される構造
材としては、南洋材からなるベニヤ合板が多く使われて
きたが、自然環境保護の観点から南洋材の使用量の削
減、使用禁止の機運が高まりつつある。このような状勢
下、針葉樹への原料転換、或いはガラス繊維強化プラス
チック(FRP)等の代替素材の導入が検討されるよう
になった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、針葉樹
の適用は、南洋材と同様に環境保護に与える影響の点で
問題がある。また、南洋材や針葉樹からなる合板は、コ
ンクリートの製造時に型枠として使用した場合、脱型後
の合板表面にコンクリート残査が付着するため、その清
掃に手間がかかり、さらに、繰り返し使用するには耐久
性に劣るという問題点があった。ガラス繊維と不飽和ポ
リエステル樹脂からなるFRP製品は、曲げ剛性等の力
学性能に優れており、上記合板に比べ製品厚みを薄くす
ることが可能である。この製品からなるコンクリート型
枠は、耐久性に優れ、繰り返し使用できるものである
が、製品重量が上記合板に比べ重く、取扱いに難点があ
った。また、ポリエステル樹脂がコンクリートのアルカ
リに弱いという欠点を有しているので、より耐食性に優
れた製品が望まれている。本発明は、軽量で、かつ優れ
た曲げ剛性を有する複合積層材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】本発明者等は、このよう
な課題を解決するために鋭意検討の結果、外層部がガラ
ス連続長繊維とポリプロピレン樹脂強化複合素材で構成
され、内層部が径6〜25μ、カット長2mm以上のガ
ラス短繊維とポリプロピレン樹脂強化複合素材で構成さ
れ、少なくとも三層構造からなる複合積層材が上記目的
を達成することを見出し、本発明に到達した。すなわ
ち、本発明は、外層部と内層部から構成されており、外
層部はガラス連続長繊維とポリプロピレン樹脂強化複合
素材で構成された層を少なくとも1層以上有しており、
内層部は径6〜25μ、カット長2mm以上のガラス短
繊維とポリプロピレン樹脂強化複合素材で構成された層
を少なくとも1層以上有しており、かつ、下記の特性を
有することを特徴とする複合積層材を要旨とするもので
ある。 (1)密度〔ρ〕(g/cm3 ):0.6≦ρ≦1.2 (2)厚み4mm以上の複合積層材の縦方向、横方向に
おける曲げ弾性率の平均値〔Eb〕(kg/mm2 ):
900≦Eb
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の複合積層材の外層部は、ガラス連続長繊維とポ
リプロピレン樹脂強化複合素材で構成されており、例え
ば、一方向配列したガラス長繊維とポリプロピレン、直
交配列したガラス長繊維とポリプロピレン、平織り、綾
織り等のガラス織物とポリプロピレンからなるシート
状、板状の素材等を外層部素材として用いることができ
る。
【0006】外層部の厚みやガラス長繊維とポリプロピ
レン樹脂の比率は特に限定されないが、最終製品の密度
を満足する範囲内であればよい。
【0007】外層部素材は、必要に応じて、複数枚重ね
合わせることにより、後述する内層部素材とのプレス貼
り合わせ工程において所望の曲げ弾性率、厚み等の調整
を行うことができる。
【0008】本発明の複合積層材の内層部は、径6〜2
5μ、カット長2mm以上のガラス短繊維とポリプロピ
レン樹脂で構成されており、例えば、ガラス短繊維とポ
リプロピレン樹脂を溶融シート化したものや乾式法ある
いは湿式法により得られたシート状物を熱成形して得ら
れたもの等を内層部素材として用いることができる。
【0009】内層部素材と外層部素材を積層して複合積
層材を形成する際、内層部は、芯材の役割を有する。内
層部を適当な温度、圧力で膨張させることにより、軽量
化、曲げ弾性率、厚み等の調整をすることができる。
【0010】内層部に用いるガラス短繊維とポリプロピ
レン樹脂の配合重量比率は60:40〜10:90、好
ましくは50:50〜20:80である。ガラス短繊維
比率が高くなると、目的とする軽量化積層材が得られな
くなる。また、ガラス短繊維を使用せずにポリプロピレ
ン樹脂単独、あるいはポリプロピレン発泡体等で内層部
を構成した場合、軽量化は図れるものの目的とする曲げ
弾性の製品が得られない。さらに、ガラス短繊維にか
え、ガラス長繊維を用いた場合、曲げ弾性率は満足する
ものの、目的とする軽量化が達成できない。
【0011】本発明の複合積層材は、上記外層部素材か
らなる外層部と上記内層部素材からなる内層部で構成さ
れている。外層部、内層部を構成する素材が、それぞれ
一層で構成されている場合は、本発明の複合積層材は三
層構造となる。また、本発明では、外層部、内層部は、
それぞれ複数の素材が積層された多層構造であってもよ
い。例えば、外層部は複数の外層部素材を積層した多層
構造であってもよく、これら複数の外層部素材は異なる
素材でも、同じ素材でもよい。また、内層部は複数の内
層部素材を積層した多層構造であってもよく、これら複
数の内層部素材は異なる素材でも、同じ素材でもよい。
【0012】本発明の複合積層材は、上記外層部素材と
内層部素材を用いて作製することができる。本発明の複
合積層材を作製する方法としては、例えば、内層部素材
を芯材とし、その両外層部に外層部素材を配し、サンド
ウィッチ構造とし、バッチ熱プレス法、連続熱プレス法
のいずれかの方法により加圧熱圧接する方法等が挙げら
れる。
【0013】加熱温度は、ポリプロピレンの融点以上で
約270℃までの温度範囲であればよい。圧力に関して
は、内層部素材の膨張力に対抗しうる以上の圧力があれ
ばよい。バッチ熱プレス法では厚み調整のためのスペー
サー等の併用により、また、連続熱プレス法ではギャッ
プ調整により所望の厚みの複合積層材を得ることができ
る。
【0014】本発明の複合積層材の密度は0.6〜1.
2g/cm3 である。0.6g/cm3 未満では圧縮変
形による寸法変化を生じることがあり、1.2g/cm
3 を越えると製品重量が重くなり、取扱いにくいことが
ある。
【0015】本発明の複合積層材の曲げ弾性率は、厚み
4mm以上の複合積層材の縦方向、横方向における曲げ
弾性率の平均値が900kg/mm2 以上である。90
0kg/mm2 未満ではタワミ変形量が大きくなること
がある。
【0016】本発明の複合積層材は、外層部の片面ある
いは両面に、更に厚さ20〜300μのポリプロピレ
ン、ポリメチルペンテンフィルム等を接合することによ
り、表面平滑性、離型性を有する複合積層材とすること
が可能である。この加工は、バッチ熱プレス工程や連続
熱プレス工程で複合積層材成形時に処理することができ
る。
【0017】
【作用】本発明の複合積層材は、外層部がポリプロピレ
ン樹脂とガラス連続長繊維からなるので、曲げ弾性を確
保することができ、また、内層部はポリプロピレン樹脂
とガラス短繊維からなるので、外層部素材と内層部素材
とを合わせた状態での熱プレス工程で、内層部の膨張作
用により軽量化が図れると同時に、層間の接合も行え
る。FRP等の緻密体にくらべ、同等あるいは同等以上
の曲げ弾性率を有し、タワミ変形量が小さく軽量で取扱
いに優れた構造材である。
【0018】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 実施例1 外層部素材として、直交配列されたガラス連続長繊維と
ポリプロピレン樹脂との組成比(重量%)が70:30
で、密度1.7g/cm3 、厚みが0.4mmのシート
を用いた。内層部素材として、繊維径13μ、カット長
1/2インチのガラス短繊維とポリプロピレン樹脂との
組成比(重量%)が40:60で、密度1.0g/cm
3、厚み3.5mmの板材を用いた。外層部は外層部素
材2枚、内層部は内層部素材2枚を用いた。これらの素
材を組み合わせ、連続ダブルプレス機を用いて、加熱部
設定温度250℃、ベルト速度1.0m/分で、ギャッ
プ調整を行いつつ熱圧接工程および冷却工程を経て幅1
m、長さ2mの所望の厚みの6層からなる複合積層材を
得た。得られた複合積層材の物性を表1に示した。な
お、曲げ弾性率の測定は、ASTM D790に準じて
行った。
【0019】実施例2 内層部素材として、繊維径13μ、カット長6mmのガ
ラス短繊維とポリプロピレン樹脂との組成比(重量%)
が40:60で、密度1.0g/cm3 、厚み3.5m
mの板材を用いた。外層部素材は実施例1と同様のもの
を用いた。外層部は外層部素材2枚、内層部は内層部素
材2枚を用いた。これらの素材を組み合わせ、実施例1
と同様の方法により、複合積層材を得、得られた複合積
層材の物性を表1に示した。
【0020】実施例3 内層部素材として、繊維径10μ、カット長1/2イン
チのガラス短繊維とポリプロピレン樹脂との組成比(重
量%)が40:60で、密度0.8g/cm3、厚み
3.5mmの板材を用いた。外層部素材は実施例1と同
様のものを用いた。外層部は外層部素材2枚、内層部は
内層部素材2枚を用いた。これらの素材を組み合わせ、
実施例1と同様の方法により、複合積層材を得、得られ
た複合積層材の物性を表1に示した。
【0021】実施例4 実施例3において、外層部は外層部素材2枚、内層部は
内層部素材1枚を用いた以外は同様の方法により複合積
層材を得、得られた複合積層材の物性を表1に示した。
【0022】実施例5 内層部素材として、繊維径10μ、カット長1/2イン
チのガラス短繊維とポリプロピレン樹脂との組成比(重
量%)が40:60で、密度0.4g/cm3、厚み
3.5mmの板材を用いた。外層部素材は実施例1と同
様のものを用いた。外層部は外層部素材2枚、内層部は
内層部素材1枚を用いた。これらの素材を組み合わせ、
実施例1と同様の方法により、複合積層材を得、得られ
た複合積層材の物性を表1に示した。
【0023】実施例6 実施例5において、外層部は外層部素材3枚、内層部は
内層部素材2枚を組み合わせた以外は同様の方法により
複合積層材を得、得られた複合積層材の物性を表1に示
した。
【0024】比較例1 内層部素材として、ガラス連続長繊維とポリプロピレン
樹脂との組成比(重量%)が40:60で、密度1.2
g/cm3 、厚み3.5mmの板材を用いた。外層部素
材は実施例1と同様のものを用いた。外層部は外層部素
材2枚、内層部は内層部素材2枚を用いた。これらの素
材を組み合わせ、実施例1と同様の方法により、複合積
層材を得、得られた複合積層材の物性を表1に示した。
【0025】比較例2 内層部素材として、密度0.1g/cm3 、厚み10m
mのポリプロピレン発泡シートを用いた。外層部素材は
実施例1と同様のものを用いた。外層部は外層部素材2
枚、内層部は内層部素材2枚を用いた。これらの素材を
組み合わせ、実施例1と同様の方法により、複合積層材
を得、得られた複合積層材の物性を表1に示した。
【0026】比較例3 比較例2において、外層部は外層部素材3枚、内層部は
内層部素材2枚を組み合わせた以外は同様の方法により
複合積層材を得、得られた複合積層材の物性を表1に示
した。
【0027】比較例4 ガラス繊維強化不飽和ポリエステル(FRP)ガラス含
有量50重量%、密度1.8g/cm3 、厚み9mmの
板材の物性を表1に示した。
【0028】
【表1】
【0029】比較例1の複合積層材は内層部素材にガラ
ス長繊維を使用したものであり、比較例2、3の複合積
層材は内層部素材にポリプロピレン発泡シートを用いた
ものである。比較例4はFRP緻密体である。実施例
4、5は複合積層材の厚みを薄く作製したものである。
比較例1の複合積層材は、弾性率は高いが、軽量化に欠
けるものであった。比較例2の複合積層材は、軽量では
あるが、曲げ弾性率が不十分であった。比較例3は、構
造材として必要な厚み方向の圧縮性能に劣るものであっ
た。以上の結果から、本発明の複合積層材は、軽量で、
かつ優れた曲げ弾性率を有するものであることが明らか
である。
【0030】
【発明の効果】本発明の複合積層材は、軽量で、かつ優
れた曲げ剛性を有する。また、本発明の複合積層材は、
外層部の片面あるいは両面に、ポリプロピレン、ポリメ
チルペンテンフィルム等を接合することにより、表面平
滑性、離型性を有する複合積層材とすることが可能であ
る。さらに、本発明の複合積層材は、ポリエステル樹脂
を用いたものと比べて耐食性に優れた素材を用いている
ので、コンクリートのアルカリに対しても十分耐えれる
ものである。
フロントページの続き (72)発明者 山下 満弘 京都府宇治市宇治戸ノ内5番地 ユニチカ 株式会社宇治工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外層部と内層部から構成されており、外
    層部はガラス連続長繊維とポリプロピレン樹脂強化複合
    素材で構成された層を少なくとも1層以上有しており、
    内層部は径6〜25μ、カット長2mm以上のガラス短
    繊維とポリプロピレン樹脂強化複合素材で構成された層
    を少なくとも1層以上有しており、かつ、下記の特性を
    有することを特徴とする複合積層材。 (1)密度〔ρ〕(g/cm3 ):0.6≦ρ≦1.2 (2)厚み4mm以上の複合積層材の縦方向、横方向に
    おける曲げ弾性率の平均値〔Eb〕(kg/mm2 ):
    900≦Eb
JP20341196A 1996-08-01 1996-08-01 複合積層材 Pending JPH1044322A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100347855B1 (ko) * 2000-01-24 2002-08-09 주식회사 한국화이바 유리섬유 매트
US7445836B2 (en) 2003-03-03 2008-11-04 Honda Motor Co., Ltd. Molded product of fiber reinforced composite material and method
WO2013026247A1 (zh) * 2011-08-22 2013-02-28 福建赛特新材股份有限公司 一种玻璃纤维短切毡、制备方法和用于真空绝热板的芯材
CN105015103A (zh) * 2015-07-24 2015-11-04 北京化工大学 一种连续纤维增强赤泥复合材料板材

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