JPS62256649A - セラミツク被覆繊維強化プラスチツクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はセラミック被ａｔ１ｉ維強化プラスチックの製
造方法に関する。

（従来の技術） 繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと略記する）は軽
量、高強度というすぐれた特性をもつことから、種々の
用途に広く用いられている。

しかし、そのマトリックスはプラスチックであるため、
表面硬度ミ耐摩耗性、耐熱性などは金属やセラミックな
どの他材料に比べると低く、そのような特性を要求され
る用途には、他のすぐｎた特性にもかかわらず適用する
ことができない。

この点を改良する方法の一つとして、ＦＲＰの表面に硬
度、耐摩耗性、耐熱性にすぐｎたセラミック層を設ける
方法が考えろｎ、そ几を連取するための具体的手法とし
て、ＦＲＰ表面にセラミック塗料を塗布する、あるいは
セラミックを溶射することによってセラミック溶射層を
形成するなどの方法が考えろｎている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、セラミック塗料は種々市販さｎてはいるが被接
着材料は無機材料であり、プラスチック系材料には密着
性が乏しいために適用することができない。

また、溶射法による場合でも、セラミック溶射層とＦＲ
Ｐ間には十分な密着性は得らｎない。

この原因は種々考えられる。一つはセラミックが年機物
であり、ＦＲＰが有磯物であり、まったくの異種材料で
あり、熱膨張係数も異なるためである。また、溶射法に
おける被溶射坏への溶射材のｒ！！着注の発現は溶射時
の溶射材の被溶Ｕ体へのくいこみ、いわゆるアンカー効
果によるものが大である。したがって金属などに比べて
表面硬度の低いＦＲＰでは、浴射時のアンカー効果は小
さく、さらに熱膨張係数も異なるため、十分な密着性は
得ら几ない。

この点については、セラミック溶射層とＦＲＰの間に密
着性を向上させるための中間層を設ける、あるいはセラ
ミックをＦＲＰ表面に溶射した後、セラミック溶射層の
気孔内に樹脂を含浸して密Ｍ性を向上させるなどの方法
が考えられているが、このような方法では、工程が複雑
になる問題があり、スＴ二、十分な密着性の向上効果は
得らｎない。筐た、セラミック溶射層の表面は粗面であ
り、ある程度の表面平滑性を要求さｎる用途にはその一
！までは用いることができず、表面の研摩処理工程が必
要であり、さらに工数が多くなる問題点がある。

本発明はこｎらの欠点を改良し、密着性にすぐｒし、し
かも表面平滑性のあるセラミック被接ＦＲＰを簡単な工
程で得る製造方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明はＦＲＰ全成形するための型の表面に
セラミックを溶射してセラミック層を形成し、そのセラ
ミック層上にＦＲＰを成形してセラミック層とＦＲＰ’
に一体化し、そｎらを型から脱型することによってセラ
ミックＪｆｉＩをＦＲＰ表面に転写し、セラミック被９
ＦＲＰを得ることを特徴とするものである。

このようＫＦＲＰを成形するための型に、セラミックを
溶射してセラミック層を形成し、その上にＦＲＰを成形
するのは密着性を確保するためである。型に溶射したセ
ラミック層の表面は粗面となっており、しかもある程度
ポーラスになっており、非常に接着面積が太きい状態と
なっている。したがってこのセラミック層上にＦＲＰを
成形すると、成形時に低粘度の樹脂がセラミック層の気
孔に入りこみ、また接着剤として作用して硬化する。そ
のために、十分な密着性が得らｎるのである。

セラミックの溶射法としては、一般に行わｎているガス
溶射法、プラズマ溶射法、水プラズマ溶射法などが用い
られ、セラミックとしては、アルミナ、チタニア、ジル
コニア、クロミア、スピネル、ムライトなど一般に溶射
可能なセラミックを単独あるいは必要に応じて混合して
用いることができる。

また、ＦＲＰの樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリイミド松脂、ビニルエステル樹脂、フェ
ノール樹脂、メラミン樹脂などを、繊維はガラス繊維、
炭素繊維、ケブラー繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維な
どが通用可能である。

なお、ＦＲＰ成形後のセラミック被［ＦＲＰの成形用型
からの脱型は、成形用型とセラミック溶射層間の密着力
よりセラミック溶射層とＦＲＰ間の密着力の方が大きい
ので、ＦＲＰを型から引きはがすことによってセラミッ
ク層はＦＲＰ側へ転写さｎ、容易に行うことができる。

さらに脱型を容易にするためには、通常の溶射で行う密
着性を向上させるための被溶射体のサンドブラストによ
る粗面化処理、すなわち成形用型の表面のサンドブラス
ト処理を行わないか、またはごく軽く行うことが望まし
い。

（作用） 従来考えら几ている溶削を利用したセラミック被覆ＦＲ
Ｐの製造方法は、最初にＦＲＰを成形し、そのＦＲＰ成
形品表面にセラミックを溶射するものであるが、本発明
の方法は全く逆の考え方で、最初にセラミック層を溶射
により形成し、その上にＦＲＰを成形するものである。

したがってＦＲＰ成形成形子の樹脂がセラミック溶射層
との接着剤として作用するために、従来法では得らｎな
い密着性が得らｎる。

また従来法でに、用途によってはＦＲＰ表面に溶射した
セラミック層が粗面であるため、研摩処理が必要であっ
１こが、本発明の方法によりは、セラミック層の表面は
ＦＲＰ成形用型の表面がそのまま転写さｎるために研摩
処理なしで平滑な表面を得ることがでさ、工程数でも有
利である。さらにセラミック溶射層ではどうしても発生
する気孔も、不発明の方法によれば、ＦＲＰ成形時の位
（脂が気孔に含浸することによって封孔さｎるため、従
来法に比べて、時性的にもすぐ几たものが得ら几、封孔
処理をあらためて行う必要もない。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例） セラミック被覆ＣＦＲＰを得るため、成形用の金型の成
形面にアルミナをプラズマ溶射装置により溶射して、厚
さ約１００μのアルミナ溶＃：Ｉ層を形成した。このア
ルミナ溶射層上に、エポキシ樹脂含浸炭素繊維クロスプ
リプレグを頂層して成形温度１３０°ＣＳ成形圧カフｋ
ｇ／ａＩＩＩの条件で９０分間熱圧成形することにより
、厚さ約２ｍ！ＩｌのＣＦＲＰを成形した。金型を開け
た後、ＣＦＲＰを脱型するためにＣＦＲＰを金型から引
きはがすと、アルｉす溶刺Ｊ１ユＣＦＲＰと接着してい
るために金型からぎ几いに剥離してＣＦＲＰ表面に転写
さ几、第１図に示す層構成の表面にアルミナｊ→１をも
ったＣＦＲＰ２の厄形品を得ることができ１こ。

このようにして得たアルミナ核１ｃＦＲＰは、その表面
は金型の成形面を転与しているために平滑であり、また
、アルξすｌ−１とＣＦＲＰ２の密着性も良好であった
。

（発明の効果） 以上、本発明の方法によ几ば、表面にセラばツク層を有
するＦＲＰを容易に得ることができ、しかもセラミック
層とＦＲＰとの密Ｍ性は従来の方法で得られるものに比
べて、非常にすぐ九ており、さらにセラミック層の表面
は従来の溶射では得らｎない平滑なものが得ら几る。

したがって本発明により、ＦＲＰの欠点の一つであった
表面硬度、＃ｉ摩耗性、ｒＭＰｉ！Ｓ性を著しく向上さ
せることかでき、そｎＫ！ってＦＲＰの用途がさらに広
がることが期待さ几る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のアルミナ被櫟ＣＦＲＰの層構
成図である。 符号の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、繊維強化プラスチック成形用型の成形面にセラミッ
   クを溶射してセラミック層を形成させ、さらに該セラミ
   ック層上に繊維強化プラスチック層を形成させてセラミ
   ック層と繊維強化プラスチック層とを複合一体化させる
   ことを特徴とするセラミック被覆繊維強化プラスチック
   の製造方法。