JPS6143182B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、繊維強化樹脂（以下、FRPと略
称する。）成形体の製法に関し、補強用繊維に未
硬化液状樹脂を含浸したFRP用生材と別途硬化
成形したFRP部材とを積層し、加熱加圧して
FRP成形体を製造する際に、上記FRP部材の少
くなくとも表面をガラス繊維強化層とすることに
より、上記FRP用生材の硬化物と上記FRP部材
との接着性を向上させるようにしたものである。

FRP成形体は、易成形性、高強度、軽量など
の利点により、浴槽などの生活用品をはじめ、ス
キー板、ゴルスクラブ等のスポーツ用品などに広
く使用されている。

ところが、サンドイツチ構造等のFRP成形体
を製造するには、ガラス繊維やカーボン繊維など
の補強用繊維のマツトやクロスに、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂の
未硬化液状樹脂を含浸したFRP用生材と発泡体
とを積層し、加熱加圧してFRP用生材を硬化さ
せて一体成形する方法が採られている。しかし、
得られるFRP成形体の機械的強度等の物性を充
分高くするためには、FRP用生材の硬化物が充
分な物性を有しておらねばならず、このためには
FRP用生材に充分高温、高圧をかけて硬化させ
ねばならない。ところが、芯材となる発泡体等は
圧縮強度が低く、かつ耐熱性も充分でないため、
FRP用生材の硬化条件を希望どうりの高温、高
圧とすることは不可能である。

このため、FRP用生材を二分し、一部のFRP
用生材を予め高温、高圧で硬化させて充分に高い
物性のFRP部材とし、これに残部のFRP用生材
と芯材とを積層し、芯材を劣化しない程度の圧
力、温度で硬化して一体成形し、サンドイツチ構
造のFRP成形体を製造しているのが現状であ
る。

しかし、このような方法では、別途硬化させた
FRP部材とあとから積層し硬化させたFRP部材
との接着性が低く、FRP成形体の使用時にこれ
ら部材間で層間剥離を来す恐れが多分にあり、
FRP成形体の性能を充分繊維し得なかつた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
上述のごときFRP成形体を製造する際に、別途
硬化させたFRP部材とこれに積層され硬化させ
たFRP部材との接着性が極めて高く、層間剥離
を来すことのないFRP成形体の製造方法を提供
することを目的とし、別途硬化させたFRP部材
の少なくとも表面をガラス繊維強化層とすること
を特徴とするものである。

以下、図面を参照してこの発明を詳しく説明す
る。

第１図は、サンドイツチ構造のFRP成形体よ
りなるスキー板の断面構造を示すもので、ここで
はこのスキー板とこの発明の製法で製造する例を
説明する。まず、第１図に示したスキー板の構造
を説明する。図中符号１は硬質ポリウレタン発泡
板よりなる芯材である。この芯材１の表面および
裏面にはFRP板状部材２，２が積層一体化され
てスキー板３となつている。そして、このスキー
板３を製造するには、先にも述べたように、上記
FRP板状部材２の中心の部分（以下、中心部材
という。）２ａを予め製造する。中心部材２ａに
は、その用途から高強度、高鋼性が要求されるた
め、補強繊維にカーボン繊維が用いられる。この
カーボン繊維のクロスを５〜20枚積層し、未硬化
の液状エポキシ樹脂を含浸し、ついで最外層の補
強繊維としてガラス繊維クロスを１〜３枚積層
し、同様に液状エポキシ樹脂を含浸し、FRP用
生材とする。この最外層の補強繊維にガラス繊維
を用いる点がこの発明の特徴である。ついで、こ
のFRP用生材を充分高い温度および圧力で硬化
させ物性の高い中心部材２ａとする。したがつ
て、この中心部材２ａは第２図に示すようにその
表面部がガラス繊維強化層２a′とされている。つ
ぎに、この中心部材２ａの表面をサンダー処理や
サンドブラスト処理して粗面化するとともに活性
化する。そして、第２図に示すように中心部材２
ａの表面および裏面に、カーボン繊維のクロス１
〜５枚に液状未硬化エポキシ樹脂を含浸した
FRP用生材２ｂ，２ｂを積層し、FRP板状部材
２となる積層物を２つ用意し、芯材１の表裏面に
この積層物をさらに積層する。ついで、この全体
を芯材１の硬質ポリウレタン発泡板が損傷しない
程度の温度および圧力でFRP生材２ｂ，２ｂを
硬化させて全体を一体とする。以上の手順によつ
て目的とするスキー板３が得られる。

このように、中心部材２ａの表面部をガラス繊
維強化層２a′とすることにより、中心部材２ａと
これに積層されるFRP用生材２ｂの硬化物との
接着性が非常に向上する。その理由は必ずしも明
白に解明されているわけではないが、次のように
推測される。補強用繊維はガラス繊維、カーボン
繊維等にかかわらず、マトリツクス樹脂に対する
親和性を増大するために表面処理されている。し
たがつて、中心部材２ａの表面層を粗面化すれば
樹脂分と繊維の一部とが取り除かれ、裸の繊維が
表面に露出する。裸の繊維ではマトリツクス樹
脂、特にエポキシ樹脂との親和性はガラス繊維が
他の補強繊維に比べて優れているので、結果的に
中心部材２ａの表面層をガラス繊維強化槽２a′と
することによつて接着性の向上が得られるものと
考えられる。実際、上記構成例においては、中心
部材２ａとFRP用生材２ｂの硬化物との剪断接
着強度を測定したところ、FRP用生材２ｂの硬
化物の材料破断であつた。これに対し、中心部材
２ａの表面層をカーボン繊維強化層とした場合に
は層間剥離を起した。

したがつて、以上のようにして得られたスキー
板３は、使用時に激しい曲げ荷重、曲げ疲労を受
けても、層間剥離等の接着力不足に起因する不都
合を招くことがない。

第３図はサンドイツチ構造のFRP成形体から
なるゴルフクラブのヘツドを示すもので、先の例
のスキー板３と同様に、中心部に硬質ポリウレタ
ン発泡体からなる略卵形の芯材１１が置かれてお
り、この芯材１１を取り囲むようにカーボン繊維
を補強繊維とするFRP部材１２が設けられてい
る。そして、このFRP部材１２は、別途高温、
高圧で硬化された貝殼形の中心部材１２ａと、こ
の中心部材１２ａと芯材１１とを包み込んで芯材
１１の損傷を来さない程度の温度、圧力で硬化さ
れた外被部材１２ｂとからなつており、やはり中
心部材１２ａの表面層はガラス繊維強化層となつ
ている。この例のヘツドにあつても、中心部材１
２ａと外被部材１２ｂとの接着性が高く、ゴルフ
ボールをインパクトする際の衝撃力等によつて剥
離現象を起すようなことがない。

なお、以上の例ではいずれも発泡体の芯材を用
いたものについて説明したが、これに限らず単な
るFRPのみからなるFRP成形体を製造する場合
においても、予め硬化成形したFRP部材の少な
くとも表面層をガラス繊維強化剤としておけば、
このFRP部材と、その後このFRP部材に積層さ
れるFRP用生材の硬化物との間の接着性の高い
ものが得られる。また、予め硬化成形したFRP
部材はその全体がガラス繊維のみで補強された
FRP部材であつてもよい。さらに、マトリツク
ス樹脂としてはエポキシ樹脂以外に不飽和ポリエ
ステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フエノー
ル樹脂などの熱硬化性樹脂も用いられる。

以上説明したように、この発明のFRP成形体
の製法は、補強用繊維に未硬化液状樹脂を含浸し
てなるFRP用生材と別途硬化成形したFRP部材
とを積層し、加熱加圧してFRP成形体を製造す
る際に上記FRP部材の少なくとも表面をガラス
繊維強化層とするものであるので、FRP部材と
FRP用生材硬化物との接着力が著るしく高いも
のとなり、これら部材間での剥離現象等が生じる
ことがない。よつて、この方法によつて得られた
FRP成形体は、その使用時に大きな応力が加わ
つたり、激しい繰返し応力（疲労）を受けても品
質の低下を来すことがなく、FRP成形体の有す
る優れた特性を長く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製法によつて得られたスキ
ー板の積層構造を示す概略断面図、第２図は第１
図の要部を拡大した概略断面図、第３図はこの発
明の製法によつて得られたゴルフクラブのヘツド
の断面構造を示す概略断面図である。 ２ａ……FRP部材、２a′……ガラス繊維強化
層、２ｂ……FRP生材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 補強用繊維に未硬化液状樹脂を含浸してなる
   繊維強化樹脂用生材と別途硬化成形した繊維強化
   樹脂部材とを積層し加熱加圧して繊維強化樹脂成
   形体を製造する際に、 上記別途硬化成形した繊維強化樹脂部材の少く
   なくとも表面をガラス繊維強化層とすることを特
   徴とする繊維強化樹脂成形体の製法。