JPH1086288A

JPH1086288A - 繊維強化熱可塑性樹脂積層体

Info

Publication number: JPH1086288A
Application number: JP8245872A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Hashimoto; 壮一郎橋本
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】耐腐食性に優れ、線膨脹係数が小さく、かつ曲
げ加工、刻印等の冷間加工及び裁断加工等の加工性が良
好な繊維強化熱可塑性樹脂積層を提供する。【解決手段】１層以上の織布状の補強繊維層の少なくと
も片面に熱可塑性樹脂層を重ね合せ、加熱加圧して一体
化された積層体であって、補強繊維層の含有量が積層体
全体の５〜１５体積％に設定されると共に、積層体の厚
さが０．３〜１．５ｍｍに設定された繊維強化熱可塑性
樹脂積層体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、補強繊維層で強化
された繊維強化熱可塑性樹脂積層体、とくに曲げ加工、
刻印等の冷間加工が可能であり、耐腐食性を強く要求さ
れる例えば屋外表示板、屋外標識等に使用される繊維強
化熱可塑性樹脂積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋外表示板、屋外標識等に使用さ
れる素材としては、鉄やアルミニウム等の金属板が多用
されている。しかしながら、これらは加工性の良さに利
点を有する反面、屋外では腐食し易く、長期屋外使用に
は耐えないという欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術を背景にしてなされたもので、その目的とす
るところは、耐腐食性に優れ、線膨脹係数が小さく、か
つ曲げ加工、刻印等の冷間加工及び裁断加工等の加工性
が良好な繊維強化熱可塑性樹脂積層体を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、少なくとも１層以上の織布状の補強繊
維層と、その少なくとも片面に重ね合わされ、かつそれ
と加熱加圧して一体化された熱可塑性樹脂層とからなる
積層体であって、補強繊維層の含有量が積層体全体の５
〜１５体積％に設定されると共に、積層体の厚さが０．
３〜１．５ｍｍに設定されてなることを特徴とする繊維
強化熱可塑性樹脂積層体を要旨とする。

【０００５】また、本発明の好適な実施態様の１つは、
表面の熱可塑性樹脂層の厚さが０．１〜０．７mmに設定
されてなる、請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂積
層体である。

【０００６】さらに、本発明の好適な実施態様の他の１
つは、補強繊維層がガラス繊維またはカーボン繊維から
なる、請求項１または２記載に記載の繊維強化熱可塑性
樹脂積層体である。

【０００７】さらにまた、本発明の好適な実施態様の他
の１つは、補強繊維層と熱可塑性樹脂層とが交互に積層
されてなる、請求項１ないし３のいずれか１に記載の繊
維強化熱可塑性樹脂積層体である。

【０００８】本発明において、補強繊維層に用いられる
繊維材料は、材質的にはガラス繊維、カーボン繊維等の
無機繊維が適用され、形態的には織布状のものが選択的
に適用される。織布状のものが適用される理由は、目的
とする繊維強化熱可塑性樹脂積層体の線膨脹を、方向性
に関係なく小さくしかつ一定にして、しかも金属板の線
膨脹係数に近づけるためである。そして、具体的には、
例えばガラス繊維製のヤーンから織成された平織、朱子
織、綾織等のガラスクロス、あるいはガラス繊維製のロ
ービングから織成されたロービングクロス、さらには編
物が適用される。なお、繊維材料は、公知の表面処理
剤、例えばエポキシシラン塩ビエマルジョン等で処理さ
れたものが好適に用いられる。

【０００９】つぎに、本発明において、補強繊維層と共
に用いられる熱可塑性樹脂層について述べると、当該樹
脂層は、積層体としての構成上、表裏面用として、また
複層の繊維材料の接合用として用いられる。

【００１０】そして、ここで用いられる熱可塑性樹脂の
種類としては、加熱加圧により一体化して積層体とする
ために、溶融温度が３００℃以下のものが好適に用いら
れ、例えば硬質ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ等が好適に適用さ
れるが、これらに限定されるものではない。とくに低温
下での衝撃強度を要求される用途では、アクリル変性ポ
リ塩化ビニルやポリカーボネートが好適に用いられる。

【００１１】さらに、これら熱可塑性樹脂の形態として
は、主にシート状またはフィルム状とされたものである
が、それが粉末または液体の状態から予め織布状の繊維
材料に含浸された、いわゆるプリプレグの一部を構成す
る形態のもので置き換えられたものであってもよい。さ
らにまた、表裏面用、及び接合用として、同種類、同形
態の熱可塑性樹脂に限定されることはなく、積層上例え
ば層間剥離などの問題のない限り、異種類、異形態の熱
可塑性樹脂が適用されてもよい。

【００１２】また、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂積層
体の積層構成を説明すると、基本的な積層体としては、
図１に示すように、表裏両面の熱可塑性樹脂層（１）
（１）の間に補強繊維層（２）が挟まれて積層された積
層体（３）である。また、図２に示すように、補強繊維
層が２層である場合は、表裏両面の熱可塑性樹脂層（1
1）（11）の間に、繊維材料接合用の熱可塑性樹脂層（1
1´）を挟んだ状態の補強繊維層（12）（12）が挟まれ
て積層された積層体（13）である。さらにまた、図３に
示すように、熱可塑性樹脂層（21）が片面のみの場合
は、熱可塑性樹脂層（21）と補強繊維層（22）とが単に
この順序で積層され、補強繊維層（22）が露出した状態
の積層体（23）である。

【００１３】さらにまた、本発明の繊維強化熱可塑性樹
脂積層体全体に対する、補強繊維層の含有量は、５〜１
５体積％とする。ここで、補強繊維層の含有量が５体積
％未満であると線膨脹係数を十分に小さくすることがで
きず、また１５体積％を超えるとが繊維強化熱可塑性樹
脂積層体の柔軟性が減少し、冷間曲げなどの加工性が低
下する。したがって、好ましくは補強繊維層の含有量
を、７〜１２体積％とする。

【００１４】さらにまた、本発明の繊維強化熱可塑性樹
脂積層体の厚さは、０．３〜１．５ｍｍとする。ここで
当該積層体の厚さがお０．３ｍｍ未満であると積層体自
体が剛性に乏しくなり実用に適さず、かつ表面の熱可塑
性樹脂層の絶対量が不足して繊維材料が表面に浮出し、
冷間加工時の破れの原因となり、また１．５ｍｍを超え
ると冷間加工、とりわけ刻印加工が困難となって屋外表
示板、屋外標識等の材料には適さなくなる。したがっ
て、好ましくは０．３５〜１．４ｍｍに設定する。

【００１５】ついで、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂積
層体表面の熱可塑性樹脂層の厚さは、０．１〜０．７ｍ
ｍとする。ここで、熱可塑性樹脂層の厚さが０．１ｍｍ
未満であると補強繊維層による凹凸が熱可塑性樹脂層の
表面に現れて外観品質を低下させたり、曲げや刻印等の
加工時に繊維材料が熱可塑性樹脂層の表面に浮出すとい
う問題があり、また厚さが０．７ｍｍを超えると、相対
的に積層体全体に対する補強繊維層の含有量を低下し、
熱可塑性樹脂層を増加させることとなり、所期する線膨
脹係数が得られず、冷間曲げや刻印加工等が困難にな
る。したがって、好ましくは表面の熱可塑性樹脂層の厚
さは、０．２〜０．６ｍｍとする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、主として
表裏両面に熱可塑性樹脂層、内面に少なくとも１層の補
強繊維層が積層されるものであり、また補強繊維層が２
層である場合は、表裏両面に熱可塑性樹脂層、内面に繊
維材料接合用の熱可塑性樹脂層が間挿された補強繊維層
が積層され、さらにまた熱可塑性樹脂層が片面のみの場
合は、熱可塑性樹脂層、補強繊維層が単にこの順序で積
層され、ホットプレス等により加熱加圧して一体化され
たものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を、比較例とともに説
明する。

【００１８】実施例１〜実施例８補強繊維層と熱可塑性樹脂層の各要素を、表１に示すよ
うにその種類、補強繊維層の数、熱可塑性樹脂層及び積
層体の厚さ、補強繊維層の体積％について各種に変化さ
せたものとし、ホットプレスにより温度１８０℃、圧力
１０kgf/cm²、加熱時間３０分の条件下で加熱加圧し積
層一体化し、板状の積層体を作成した。

【００１９】なお、積層構成については、実施例１〜
３、５、６及び８は図１に示す積層構成に相当し、実施
例４は図３に、また実施例７は図２に示す積層構成に相
当する積層構成とした。また、本実施例及び比較例で用
いた各要素は以下のとおりとした。

【００２０】補強繊維層Ａ：質量２１０ｇ／ｍ²、織り密度１９×１９／２５ｍｍの平織ガラス繊維クロス（鐘紡株式会社製、品番ＫＳ２６７１）Ｂ：質量１９８ｇ／ｍ²、織り密度１２．５×１２．５／２５ｍｍの平織炭素繊維クロス（東レ株式会社製、品番Ｃ０６３４３）Ｃ：質量１０４ｇ／ｍ²、織り密度１９×１９／２５ｍｍの平織ガラス繊維クロス（鐘紡株式会社製、品番ＫＳ２７５１）熱可塑性樹脂層：アクリル変性ポリ塩化ビニル（筒中プラスチック工業株式会社製、品名カイダック）得られた各積層体について、線膨脹係数の測定、冷間曲
げ加工及び刻印加工を行い、夫々について評価した。上
記の測定と評価は以下の基準に従って行い、その結果を
表１に示した。

【００２１】線膨脹係数：ＡＳＴＭＤ６９６に準拠し
た。評価基準は、５×１０^-2／℃より小さいものを良と
した。

【００２２】曲げ及び刻印加工性：曲げ加工性はベンダ
ー曲げを、また刻印加工性はプレスによる刻印を行った
後、各試料を目視により観察し割れの発生の有無を調べ
た。そして割れが発生しなかったものを○、割れが発生
したものを×1 とし、刻印加工が不鮮明のものを×2 と
した。

【００２３】

【表１】

【００２４】比較例１〜６実施例で用いたのと同様の補強繊維層と熱可塑性樹脂層
の各要素を、表１に併記したように、その種類、補強繊
維層の数、熱可塑性樹脂層及び積層体の厚さ、補強繊維
層の体積％について変化させ、実施例と同様にして、板
状の積層体を作成した。

【００２５】なお、積層構成については、比較例１、３
及び５は図１に示すような積層構成とし、比較例２は図
３に、また比較例４及び６は図２に示すような積層構成
とした。

【００２６】なお、補強繊維層、熱可塑性樹脂層の各要
素は、実施例で用いたと同様のものを表１に併記したよ
うに変化させた。そしてさらに、得られた各積層体は、
実施例と同様にして評価し、結果を表１に併記した。

【００２７】上記表１に示したとおり、実施例１〜８の
ように、補強繊維層の適正な含有量、積層体の適性な厚
さ及び熱可塑性樹脂層の適性な厚さに設定されて得た積
層体は、いずれも線膨脹係数が小さく冷間曲げ加工、刻
印加工等の加工性が良好なものであった。これに対し、
比較例１、２、４、５及び６は線膨脹係数は小さいもの
の、加工性は劣るものであり、また比較例３は加工性は
良好であるものの線膨脹係数が大きいものであった。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明による繊維強化熱
可塑性樹脂積層体は、少なくとも１層以上の織布状の補
強繊維層と、その少なくとも片面に重ね合わされ、かつ
それと加熱加圧して一体化された熱可塑性樹脂層とから
なる積層体であって、補強繊維層の含有量が積層体全体
の５〜１５体積％に設定されると共に、積層体の厚さが
０．３〜１．５ｍｍに設定されてなるものであるから、
線膨脹係数が小さく、また冷間曲げ加工や刻印加工等に
よっても割れが発生せず、加工性が極めて良好な積層体
となる。また、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂積層体に
よれば、少なくとも片面が耐蝕性に優れた熱可塑性樹脂
層から構成されているから、金属のように錆びることが
なく、長期間良好な外観品質を保持する屋外表示板や標
識板を提供す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】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂積層体の積層構
成の一例を示す当該積層体の断面図である。

【図２】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂積層体の積層構
成の他の例を示す当該積層体の断面図である。

【図３】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂積層体の積層構
成のさらに他の例を示す当該積層体の断面図である。

【符号の説明】

１、11、21…熱可塑性樹脂層（表裏用） 11´…熱可塑性樹脂層（接合用）２、12、22…補強繊維層３、13、23…繊維強化熱可塑性樹脂積層体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１層以上の織布状の補強繊維
層と、その少なくとも片面に重ね合わされ、かつそれと
加熱加圧して一体化された熱可塑性樹脂層とからなる積
層体であって、補強繊維層の含有量が積層体全体の５〜
１５体積％に設定されると共に、積層体の厚さが０．３
〜１．５ｍｍに設定されてなることを特徴とする繊維強
化熱可塑性樹脂積層体。
【請求項２】表面の熱可塑性樹脂層の厚さが０．１〜
０．７ｍｍに設定されてなる、請求項１に記載の繊維強
化熱可塑性樹脂積層体。
【請求項３】補強繊維層がガラス繊維またはカーボン
繊維からなる、請求項１または２記載に記載の繊維強化
熱可塑性樹脂積層体。
【請求項４】補強繊維層と熱可塑性樹脂層とが交互に
積層されてなる、請求項１ないし３のいずれか１に記載
の繊維強化熱可塑性樹脂積層体。