JPS63183836A - 複合体及びその製造方法 - 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、複合体及びその製造方法に関し、更に詳しく
は、長繊維とフィルムとから成り、少なくとも一部に曲
面を有する複合体及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 近年の科学及び工業の進歩に伴い、各分野で用いられる
従来の材料では、物性が不十分で、満足な機能を発揮で
きないという事態がしばしば現れるようになって来た０
例えば、航空機においては、材料の重量当りの強度及び
弾性率を向上させることが要求されており、宇宙機器の
分野では、コスト低減のために比強度、比弾性率の高い
素材の開発が望まれている。また、自動車を軽量化する
ために外板をプラスチック製とするに際し、剛性の高い
プラスチック素材が要求されている。

一方、最近の繊維技術の発展により重量当りの強度及び
弾性率が鉄よりも大きい繊維が開発されている０例えば
、炭素繊維、ＳｉＣ繊維・はう素繊維等の無機繊維やパ
ラ系全芳香族ポリアミド繊維（例えばデュポン社：ケプ
ラー■）・全芳香族ポリエーテルアミド繊維（奇人：テ
クノーラ■）・高密度ポリエチレン繊維（例えば三井石
油化学：テクミロン■）等の有機繊維である。

かかる高性能繊維を樹脂で固めて新しい素材としたり、
既存の樹脂や金属などにこれら繊維を加えて補強する等
の方法が考えられ、一部実用化されている０例えばＦ　
ＲＰ　（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅ１ｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓ
ｔｉｃ）、Ｆ　ＲＭ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅ１ｎｆｏｒｃｅ
ｄ　Ｍｅｔａｌ　）でありＣＧ　（Ｃａｒｂｏｎ−Ｃａ
ｒｂｏｎ）コンポジフト等である。

理論的には長繊維の方が短繊維より複合材料としての補
強効果が優れている。従ってＦＲＰの場合、最も進んだ
複合材料（一般にＡｄｖａｎｃｅｄ　Ｃｏｍｐ。

５ｉｔｅと呼ばれる）では、長繊維にＢステージの熱硬
化性樹脂を組み合わせたものを用い製品が造られる。熱
可塑性樹脂を用いてＦＲＰ製品を造る場合、補強繊維と
しては短繊維を用いるのが一般的である。しかしながら
、補強繊維として短繊維を用いた場合は物性の点で限度
があり、更に製品表面に短繊維が露出して粗くなり、外
観が劣ったものになること、また樹脂としてＢステージ
の熱硬化性樹脂を用いた場合は経時変化が大きく、保存
も含めた加工性の問題があり、且つ工程としてキュア（
熱処理による硬化）を必要とすること等の問題がある。

そのため、最近になって、長繊維と熱可塑性樹脂を組み
合わせた複合材料が考えられるようになって来た。しか
し、このような複合材料は、硬いために、取扱性に劣る
という問題がある。この解決策として溶融しマトリック
ス樹脂化すべき熱可塑性樹脂と同じ樹脂からなる繊維で
織物を作り、該熱可塑性樹脂と組み合わせて複合材料と
することも考えられている。また、補強繊維の織物とマ
トリックス樹脂のフィルムを別個に作り、成型に際して
これらを交互に積層してフィルムを溶かす方法も考えら
れている。これらの方法による複合材料は積層して成形
する場合、−ａには織物が伸縮性を欠き成形物形態に制
約を受け、曲面特に球面に成形するのが困難であり、ま
た、繊維の接着も必ずしも良くないという問題がある。

又、重要な事実として、長繊維織物で補強した複合材料
を曲面を有するように成形する場合には、成形時に長繊
維織物が破断して、短繊維を補強繊維として用いた場合
と同等の補強効果しか得られないことが多く、場合によ
っては、複合材料自体が破れてしまうこともある。また
、長繊維を、そのまま一方向配列で補強用に使用しても
、繊維に十分な張力をかけないで成形すると、引張強度
や弾性率が思うように上がらなかったり、あるいはバラ
ついたりし易く、満足な結果が得られない。

更に、米国特許第３．６６４，９０９号明細書、米国特
許第３．７１３．９６２号明細書、及び米国特許第３．
８５０．７２３号明細書には、繊維ストランドマットに
樹脂を含浸させた圧縮成形用複合マット構造物及びその
製造方法が記載されているが、この複合材料では、曲面
、特に球面に成形するのが前述の補強織物の場合よりは
容易であるが、機械的性質が劣り、かつ表面が粗くなり
易い。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述の如き従来技術の問題点を解消し、強度
低下や破損を損なうことなく曲面に成形することが可能
であり、しかも製品表面の平滑性、外観に優れており、
十分な強度を有する複合体及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた
結果、一定方向に引き揃えた長繊維と伸張可能なフィル
ムとを積層させればよいことを見出し本発明に到達した
。

即ち、本発明は、一定方向に引き揃えた長繊維層と伸張
可能なフィルムとを積層せしめた積層体から成り、該積
層体の少なくとも一部が曲面を形成していることを特徴
とする複合体及び長繊維を一定方向に引き揃えて、伸張
可能なフィルムに積層せしめ、積層体とした後、該積層
体の少なくとも一部に曲面を形成させる如く成形するこ
とを特徴とする複合体の製造方法である。

本発明で使用する長繊維は、比較的耐熱性のある繊維で
あればよく、例えば炭素繊維、ＳｉＣ繊維、ガラス繊維
、アラミド繊維、芳香族ポリエーテルアミド繊維、アリ
レート繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等であ
りフィルムにする熱可塑性ポリマーによってはポリオレ
フィン繊維等でも良いし、場合によれば麻等の天然繊維
でも良い、但し、強度と弾性率の大きな繊維が好ましい
。

一方、本発明で用いられる伸張可能なフィルムは、任意
の樹脂で構成することができ、複合材料のマトリックス
樹脂となるものでフィルム化可能なものなら特に対象を
間はない０例えばポリアミド（ナイロン等）、ポリオレ
フィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）ポリエステ
ル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート等）、ポリカーボネート、ポリビニル化合物（
ポリスチレン）、ポリ塩化ビニル、ポリアクリルニトリ
ル、ポリエーテル、ポリスルフォン等の熱可塑性樹脂を
挙げることができる。一般には耐熱性で非品性であるか
、あるいは結晶性でも経時的変化の少ないものの方が好
ましいが、溶融粘度が低いものがより好ましい、従ワて
光学的異方性高分子も用いられる。また、エポキシ樹脂
、アクリル酸系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬
化性樹脂からなるフィルムも用いることができる。

更に、熱可塑性樹脂フィルムと熱硬化性樹脂フィルムと
を併用してもよい０例えば、熱可塑性樹脂フィルム上に
熱硬化性樹脂フィルムを積層させ、その上に長繊維を積
層させてもよく、また、熱可塑性樹脂フィルム上に長繊
維を積層させ、その上に熱硬化性樹脂フィルムを積層さ
せてもよい、これらの樹脂は、フィルム化した場合に伸
展性が優れており、更にマトリックス樹脂を加えて成形
する場合には樹脂間の接着性、相溶性が良好であること
が望ましいため、エラスティックポリマーなどを混合し
て、ポリマーブレンド、モレキュラーコンポジット等に
より改質することも有効である。

繊維との接着、成型後の樹脂特性の改善等を目的として
、ポリマーの橋架けのための熱硬化性樹脂等を加えるこ
とも出来る。繊維とフィルムの組み合わせは、場合によ
っては同一のポリマーであっても良い０例えばポリメタ
フェニレンイソフタルアミドの繊維とフィルムを組み合
わせることも出来る。

本発明の複合体は、上記長繊維を一定方向に引き揃えて
、上記伸張可能なフィルムに積層させた積層体から成っ
ている。第１図及び第２図は、本発明で用いる積層体の
例を示す縦断面図であり、第１図では、伸張可能なフィ
ルム１に、一定方向に引き揃えた長繊維層２が接着剤３
によって接着されている。また、第２図では、伸張可能
なフィルム１に、一定方向に引き揃えた長繊維層２が融
着されている。この積層体に、更に樹脂層を加えること
も可能である０例えば、熱可塑性樹脂をフィルムにして
、長繊維層２の上に接着させてもよいし、あるいは長繊
維層２の上に熱可塑性樹脂の溶液又は溶融物を塗布して
もよい、フィルムの形で樹脂層を付加させる場合は、該
フィルムと伸張可能なフィルム１との間で、フィルムの
強さ、弾性率が異なっているのが、加工に際して取り扱
い易いので好ましい、長繊維層２には、熱融着バインダ
ー繊維を加えておくこともできる。

長繊維層２を伸張可能なフィルム１へ積層させるには、
例えば、伸張可能なフィルムを製膜装置から連続的に送
り出し、一方、長繊維を開繊し、引き揃えながら供給し
て、両者を積層させればよい、この際、長繊維は、繊維
軸と直角方向に伸展可能な程度に、他のエラスティック
な繊維等で拘束しておくのが取り扱い易くて好ましい、
フィルムを送り出すに当り、予め熱可塑性樹脂からフィ
ルムを作り、これを繰り出す事も出来る。但し、この場
合は製膜後長時間を経て居ないものが好ましく、且つ、
予熱することが好ましい、熱可塑性樹脂は一般に成形後
結晶化し、結晶化は経時的に進むが、本発明の場合には
、フィルムの結晶化は進んでいない方が好ましい、複合
材料に柔軟性が要求される場合には、フィルムは薄い方
が好ましく、従って製膜後延伸をしても良いが結晶・配
向が進み過ぎないよう注意する必要がある。

第３図は、長繊維層とフィルムとの積層体において、長
繊維層の上に更にフィルムを付加せしめたものを製造す
る装置の一例を示す概略図である。

２台の製膜機１１．１２から押出成形したフィルムエ、
１′を冷却ドラム１３．１３′及び冷却ローラ１４．１
４′で冷却固化した後、引揃機１５で重ね合わせ・る。

この場合、一方のフィルム１′は、加熱ドラム１６で予
想される。フィルムの予熱は熱可塑性樹脂の種類、製膜
方法によっては実施した方が良い事がある。又、二枚の
フィルムを用いるときは一方のフィルムのみ融解させ、
他方を原型のまま融着させるに留めることが好ましく、
従って一方の結晶化・配向化を他の一方より高めたり、
熱圧前の予熱を調節したりすることが好ましい。第３図
には、このような操作を行う方法として、一方のフィル
ムを予熱する例を示したものである。

一方、パフケージ１７から解舒した補強用長繊維２を開
繊機１８で開繊し、スクリーン１９で引き揃えた後、浸
漬槽２０で樹脂などの接着剤やフィルムｌ、１′と同じ
樹脂を付与し、予熱機２１で予熱して、引揃機１５で、
フィルム１．１′の間にはさみ込む。

補強用長繊維２の接着剤や樹脂による処理、予熱機２１
による予熱は、フィルム１．１′への接着性を高める効
果がある。

引揃機１５で重ね合わせたフィルム１．１′及び補強用
長繊維２を、予熱ドラム２２で予熱する。予熱は、実質
的に重ね合わせシートの両面から行うのが好ましい。前
述の如く、熱可塑性樹脂フィルムと熱硬化性樹脂フィル
ムとを組み合わせたような場合には、両面からの予熱温
度をそれぞれ異ならせしめるのが望ましい０次いで、こ
のシートをカレンダーロール等の熱圧機２３にて、高温
、高圧で圧接し、積層体にする。この熱圧機２３の条件
は、使用する熱可塑性樹脂に応じて、適当な条件を選ぶ
、かくして得られた積層体を巻取機２４で巻取る。

かくして得られた積層体をそのまま、あるいは更に該積
層体を複数個積層し、熱圧着、接着、融着又は溶融して
プレス成形等により少なくとも一部に曲面、特に球面を
有する複合体に成形する。

補強用長繊維とフィルムとからなる積層体を更に積層成
形するに際しては、フィルム、繊維の種類によっては、
接着剤、接着フィルムなどを挟み込むのが好ましい、ま
た、最外層に化粧用フィルムを用いることもできる。化
粧用フィルムは、表面硬度の高いものが好ましい、第４
図は、伸張可能なフィルム１に、一定方向に引き揃えた
長繊維層２が接着剤３によって接着された積層体が複数
層に積層されている例を示すものである。この場合、各
積層体の長繊維は、いずれも実質的に同一方向に配列さ
れている。

また、各積層体の長繊維配列方向が、互いに角度を有す
るように、積層体を複数層に積層させると、任意の方向
に均一な強度を有する成形品を得ることができるので好
ましい。

第５図及び第６図は、伸張可能なフィルム１と一定方向
に引き揃えた長繊維層２とを積層せしめた積層体を複数
個積層せしめたもので、各積層体の長繊維２の配列方向
が互いに角度を有している例を示すものである。尚、４
は接着フィルム、５は化粧用フィルムである。積層体の
少なくとも−部に曲面を形成するには、曲面を有する金
型に積層体を入れて加熱プレスすればよい０本発明にお
いて用いられる積層体は、一定方向に引き揃えられた長
繊維層と伸張可能なフィルムとで構成されているから、
これをプレス成形等によって曲面に成形した場合、その
曲面に応じて長繊維間隔が拡がり、フィルムは伸張する
。従って成形時に補強用長繊維が切断して複合体の強度
が低下するようなことがなく、また複合体自体が破れて
しまうようなこともない、更に、一方向に引き揃えられ
た長繊維が伸張可能なフィルムに積層固定されているか
ら、成形時に長繊維に十分な張力をかけなくても、引張
強度、弾性率が上らなかったり、ノ（うついたりするよ
うなことがない。また、補強用繊維として長繊維を使用
しているので、短繊維を用いた場合よりも十分な補強効
果が得られ、短繊維が表面に露出して製品表面が粗くな
り外観が劣ったものになるということもない。

（実施例） 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明、する。

実施例１ テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールから縮重合
したη−０．７９のポリエチレンテレフタレートをエク
ストルーダーから２９０℃で押し出して厚さ０．０５ｍ
のフィルム（未延伸フィルム）を得た。

一方、上記ポリエチレンテレフタレートをオルソクロル
フェノールに溶かした溶液を、ポリアクリロニトリルか
ら造られた炭素繊維（東し株式会社製商標名トレカＴ−
３００）に塗布した。この繊維を、溶媒を半乾燥状態に
して上記のポリエチレンテレフタレートのフィルムの上
に一方向に引き揃えて並べた。この試験片を板の間に挟
んで乾燥させた。かくして、炭素繊維を一方向に引き揃
えてポリエステルフィルムに接着させた薄葉物が得られ
た。この薄葉物を各薄葉物の炭素繊維配列方向が順次互
いに４５°の角度をなすように８枚重ねて、半径２００
鶴の部分球面金型に入れ、プレスした。金型は予め約１
５０℃に加熱しておいた。また、重ねた薄葉物は、温度
３００℃、圧搾荷重５トンでプレスした。３００℃に到
達後、３分間その温度に保持し、氷を入れた水に金型を
投入して冷却し、厚さ１鶴の試料片を得た。この成型物
の密度は約１．５ｇ／ａＪ、繊維体積率（Ｖｆ）約３０
％、繊維軸方向の引張強度５３ｋｇ／ｍ”　、引張弾性
率３５００ｋｇ／１ｍ”であった、また、成形物の表面
は滑らかで良好な外観を呈していた。

実施例２ ガラス繊維（１０μ径）にアロンアルファ■（東亜合成
株式会社製接着剤）を塗布し、半乾燥時にポリプロピレ
ンフィルム（２０μ）の上に一定方向に引き揃えて並べ
密着させ、複合材料前駆体としての薄葉物を得た。

得られた薄葉物をそのまま実施例１で用いた球面を具え
た金型でプレスし、はぼ対称に繊維が広がることを確か
めた。

また、この得られた薄葉物を５枚重ねて、実施例１で用
いた球面を具えた金型で成形した。金型は予め加熱（推
定温度７０℃）して置き、薄葉物設置後１８０℃まで上
げた。冷却後、部分球面を持つた成形物が得られた。

実施例３ ポリメタフェニレンイソフタルアミドのポリマー（η＝
　１．３）を塩化カルシウムと共にＮ−メチル−２−ピ
ロリドンに溶かして４０％の溶液とした。

これをＮ−メチル−２−ピロリドン水溶液に押し出して
フィルム状とし、延伸及び水洗してフィルム（１０μ）
とした。

一方、芳香族ポリアミド繊維テクノーラ■（帝人株式会
社製・引張破断伸度約２％）　（６μ径）を一方向に引
き揃えてこれにポリメタフェニレンイソフタルアミドの
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液を塗布し、この半乾燥
時に上記のポリメタフェニレンイソフタルアミドのフィ
ルムを圧着して薄葉物を得た。

この薄葉物を、薄葉物の繊維配列方向が順次互いに９０
°の角度をなすように８枚を重ねて実施例１の部分球面
を具えた金型で成形した。金型は予め３６０℃に昇温し
ておき、プレス温度は３６０℃、プレス荷重は１０）ン
であった。得られた成形物は、密度１．３５ｇ／ｄ、体
積繊維率約２０％、繊維方向の引張強度２６ｋｇ／ｆｌ
”　、引張弾性率７６０　ｋｇ　／　ｔｍ　”であった
、また、成形物の表面は滑らかで良好な外観を呈してい
た。

実施例４ ビスフェノールＡのポリカーボネートをメチレンクロラ
イドに溶かして炭素繊維に塗布し、乾燥して芯鞘繊維と
した。得られた芯鞘繊維を加熱してポリカーボネートフ
ィルムの上に一方向に引き揃えて並べて圧着させた。

冷却後、繊維側に前記のポリカーボネートのメチレンク
ロライド溶液を塗布して乾燥させた。

得られた薄葉物を、各薄葉物の繊維配列方向が順次互い
に９０°の角度をなすように８枚重ねて実施例１の球面
を具えた金型で成形した。この成形物の引張強度は５４
ｋｇ／酊ｚ１引張弾性率は１１２０ｋｇＺ−２であった
。また成形物の表面は平滑で良好な外観を呈していた。

実施例５ ε−カプロラクタムに少ｆｆ１（約０．３％）の水を加
え、窒素置換して２５０　’Ｃに保持して重合物を得た
。

このポリマーを十分に水洗し、乾燥した後に、エクスト
ルーダーで２７０　”Ｃで押し出してフィルム（２０μ
）を得た。

市販のテクノーラ■繊維をポリメタフェニレンイソフタ
ルアミドのＮ−メチル−２−ピロリドンの溶液に浸して
引き上げ、はぐして乾燥した。

この繊維を半乾燥時に市販のナイロン６の未延伸フィル
ム上に一方向に引き揃えて並べて１８０’Ｃ１２５０ｋ
ｇ　／　ｗ　”で熱圧してサンプルを得た。

このサンプルは、実施例１で用いた部分球面を持った金
型で成形可能であり、表面が平滑で良好な外観を有する
ものであった。

実施例６ 接着剤層を含む方法で繊維とフィルムの複合体を作った
。

市販の炭素繊維（東し■製膜　Ｔ−４００炭素繊維）と
ポリエチレンテレフタレートの複合材料の試料を作った
。

即ち、エステル交換法でっ（ったポリエチレンテレフタ
レートを溶融押出法で厚さ５０μのフィルムとした。特
別に延伸は行わなかった。

上記の炭素繊維を開繊して一方向に引き揃え、金枠に巻
き付け、ポリエチレンテレフタレートフィルムを添わせ
て、１８０”Ｃでプレスした。この炭素繊維・ポリエチ
レンテレフタレートフィルム接着物はポリエチレンテレ
フタレート分６８ｇ／ｒｒｒ、炭素繊維分３６　ｇ　／
　ｒｒｉであった。この補強繊維−フィルム接着物を、
各接着物の繊維配列方向が順次互いに９０°の角度をな
すように１ｏ層重ね、その外側両サイドに５０μのポリ
エチレンテレフタレートフィルムを重ね、それらの各シ
ートの間にポリエチレン系フィルム状熱硬化型ホントメ
ルト接着剤を挟み、実施例１で用いた金型に入れ、全体
を１５０℃、１００ｋｇ／ｃｄでプレスした。各層の炭
素繊維の方向は同一とした。

得られた球面を有する成形物のデータは次の通りであっ
た。

密度　　　　　　　１．４５　ｇ／ａＪ平均体積繊維率
　　２０．５％ 平均引張強度　　　３７．６ｋｇ／ｎ”平均引張弾性率
　　６９０　ｋｇ／ｗａ”また、成形物の表面は滑らか
で、外観も良好であった。

実施例７ 第３図に示す装置で積層体を造った。１１及び１２の製
膜装置でポリエチレンテレフタレートをフィルム化（約
５μ厚）した。用いたポリマーのηは０．６５、装置中
の押出機の温度は３００℃である。

長繊維としては、約１０μ径の炭素繊維を用いた。

市販の引張強度３００ｋｇ／鶴２、引張弾性率２５．０
００ｋｇ　／　ｔｍ　”の炭素繊維である。この繊維を
トウ開繊式長繊維不織布を造る場合のトウ開繊機を用い
て開繊し、引き揃え、加熱ローラで予熱した。開繊トウ
の温度は表面温度計のセンサ一部を滑らせて測って１５
０℃であった。

上記１１．１２の製膜装置から送られるフィルムで炭素
繊維を挟み、揃えて、ローラ式予熱機で１５０℃まで昇
温した６次いで、これを熱圧ローうで口−ラの線圧、温
度を５０ｋｇ／ｃｍ、２００℃の条件で処理して積層体
を得た。

得られた積層体は冷却後、体積繊維率（Ｖｆ）５１％、
引張強度１５１ｋｇ／ｗ”　、引張弾性率１３．０００
ｋｇ　／　ｗ　”であった・ この積層体を、繊維の配列方向が順次互いに９０゜の角
度をなすようにして８枚重ね合わせて実施例１で使用し
た金型に入れ、１００ｋｇ／酊２．２８０℃で熱圧して
球面を有する複合材料成形物とした。

得られた成形物の引張強度は７０　ｋｇ　／　ｍｍ　”
　、引張弾性率は６７５　ｋｇ　／　ｍｍ　”であった
。また、成形物の表面は滑らかで、外観も良好であった
。

実施例８ 実施例７と同様にしてポリエチレンテレフタレート樹脂
の積層体を得た。ただし、１１の押出機を用いず、長繊
維層に対してフィルム層は一層の積層体とした。

この積層体は曲面を成形するに当って実施例７の積層体
より扱い易かった。得られた成形物の物性は実施例７と
ほぼ同様であり、外観も良好であった。

実施例９ 実施例７と同様にしてポリエチレンテフタレート樹脂の
積層体を得た。

１１、１２の製膜装置でポリブチレンテレフタレートを
フィルム化した。用いたポリマーのηは０．７２、製膜
装置中の押出機の温度は２９０℃であった。

長繊維としては炭素繊維を用いた。市販の引張強度３０
０ｋｇ／＋ｕ”　、引張弾性率２５．０００ｋｇ／ａｍ
”　ノ炭素繊維である。この繊維をトウ開繊式長繊維不
織布を造る場合のトウ開繊機を用いて開繊し、引き揃え
、加熱ローラで加熱した。開繊トウの温度は表面温度計
のセンサ一部を滑らせて測って１５０℃であった。

得られたフィルムで炭素繊維を挟み、揃えて、ローラ式
予熱機で１８０℃まで昇温し、熱圧ローラでローラの線
圧５０　ｋｇ　／　ａｍ　、温度２００℃の条件で処理
して積層体を得た。

得られた積層体は冷却後、体積繊維率（Ｖｆ）５０％、
引張強度１４５ｋｇ／ｗｍ”　、引張弾性率１１．００
Ｑ　ｋＨ／　＋ｎ　”であった。

この積層体を、繊維の配列方向が順次互いに９０’の角
度をなすようにして８枚重ね合わせて実施例１で用いた
金型に入れ、１００ｋｇ／ｃｄ、　　２８０℃で熱圧し
て球面を有する複合材料成形物とした。得られた成形物
の引張強度は７２　ｋｇ　／　ｖｍ　”　、引張弾性率
６００　ｋｇ　／　ｓ＊　”であった。また、成形物の
表面は滑らかで、外観も良好であった。

実施例１０ 第３図の装置を変形して積層体を造った。

１１及び１２の装置を、高分子溶液をグイから凝固浴に
押し出してフィルム化する装置にした。ポリメタフェニ
レンイソフタルアミド（η−１，２８）を塩化カルシウ
ムと共にＮ−メチル−２−ピロリドンに溶かして４２％
の溶液とした。

この溶液をＮ−メチル−２−ピロリドンと塩化カルシウ
ムの水溶液である凝固浴に押し出して後、水で洗浄し塩
化カルシウムを除き、次いで乾燥した。

ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維（商標：コー
ネックス）を実施例７と同様の開繊機で開繊し、引き揃
えた。

このフィルムと繊維を積層して、予熱機（加熱ドラム）
で昇温した。ドラムの温度は２８０℃であった。引き続
いてこの積層物を熱圧した。熱圧カレンダーの温度は３
２０℃、圧力は１００ｋｇ／ａＪであった。

得られた積層体を切断し、更に８枚合わせて、実施例１
で用いた金型に入れ、１００ｋｇ／ｃｍ２．３６０℃で
熱圧した。得られた成形物の表面は平滑で外観も良好で
あった。

実施例１１ 第３図において、製膜装置のみを用いてポリエチレンテ
レフタレートのフィルムを作った。ポリマーのηは０．
６４である。

炭素繊維を開繊後、ポリエチレンテレフタレートをオル
ソクロルフェノールに溶かした溶液の中を通した。得ら
れた炭素繊維を乾燥して樹脂量を測定したところ、炭素
繊維に対して２４％であった。

樹脂被覆炭素繊維を１８０℃まで昇温し、フィルムと重
ね合わせ、更に２００℃まで昇温し、カレンダーロール
で線圧１００ｋｇ／ｃｍ、温度２４０℃で熱圧した。

得られた積層体は体積繊維率４９％、引張強度１３８ｋ
ｇ／ｍ璽２、引張弾性率１２８０ｋｇ／ｍｍ”であった
。

この積層体を、繊維の配列方向が互いに４５°の角度を
なすようにして８枚重ね合わせて実施例１で用いた金型
に入れ１００ｋｇ／ｃ＋Ｊ、２９０℃で熱圧して球面を
有する複合材料成形物とした。得られた成形物の引張強
度は７４ｋｇ／ｍ”　、引張弾性率は６５０ｋｇ／ｍ”
であった。また、成形物の表面は平滑で、外観も良好で
あった。

実施例１２ 市販の炭素繊維（東し■製：　Ｔ−３００炭素繊維）と
ポリエーテルエーテルケトンの複合材料の試料を作った
。

即ち、市販のポリエーテルエーテルケトン（以下ではＰ
ＥＥＫと略称す）を溶融押出法で厚さ約５０μのフィル
ムとした。特別に延伸は行わなかった。上記の炭素繊維
を開繊して引き揃え金枠に巻き付けた後、ＰＥＥＫフィ
ルムに重ね合わせ、２８０℃でプレスした。この炭素繊
維・ＰＥＥＫフィルム接着物はＰＥＥＫ分９５ｇ／ｍ”
、炭素繊維分５ｇ／ｍ”であった。得られた炭素繊維接
着ＰＥＥＫフィルムを２５０ｍｍＸ　２５０ｍの正方形
に切り、各接着物の補強繊維配列方向が互いに９０°の
角度をなすように順次１２層重ねて、２８０°Ｃ１１０
０ｋｇ／−で熱圧した。得られた補強板は測定の結果、
次の通りであった。

平均引張強度　　　　２５　ｋｇ　／　ｔｍ　”破断引
張弾性率　　６８０ｋｇ／酊２ 同様に、この複合材料中間素材を２９０℃の熱風乾燥機
の中に３０分保存し、取り出して直ちに２５０℃に保た
れているトレイ状の金型でプレス成形し、金型ごと冷水
に投入して冷却し取り出した。得られた成形物の物性の
測定結果は中間素材として用いた複合材料板とほぼ同じ
である下記の値を示した。

引張強度　　　１８．２ｋｇ／ｗｍ” 引張弾性率　　５２８　ｋｇ　／　ｔｍ　”尚、繊維を
入れずに、他の条件は実施例通りとしてＰＥＥＫのみで
成形したものは以下の通りであった。

引張強度　　　６．２ｋｇ／鶴２ 引張弾性率　　２０３ｋｇ／鶴２ とから成る光学的異方性ポリエステルを、溶融、押出法
で厚さ２００μのフィルムとした。

一方、炭素繊維Ｔ−３００を引き揃えて金枠に巻き付け
た後、該ポリエステルフィルムに重ね合わせ、２８０℃
、５Ｑ　ｋｇ　／　ｃｐｓ　”でプレスして接着させた
。

この際、フィルム成形時の押し出し方向と繊維の方向は
同一とした。この薄葉素材を繊維の配列方向が交互に直
角になるように１２層重ねて２９０℃の乾燥機で加熱し
、プレスして３００℃で完了して曲面を成形した。得ら
れた成形物の物性は次の通りであった。

引張強度　　　２０．１ｋｇ／鶴２ 引張弾性率　　３９９ｋｇ／龍２ 尚、繊維を入れずに、他の条件は実施例通りとして該ポ
リエステルのみで成形したものは以下の通りであった。

引張強度　　　１７．５ｋｇ／鶴２ 引張弾性率　　２２５　ｋｇ　／　ｕ　”実施例１４ 実施例１３で使用して光学的異方性ポリエステルを、溶
融、押出法で厚さ６０μのフィルムとした。

一方、炭素繊維Ｔ−３００を引き揃えて金枠に巻き付け
た後、該ポリエステルフィルムに重ね合わせ、２８０℃
、５９　ｋｇ　／　ｃｓ　”でプレスして接着させた。

この際、フィルム成形時の押し出し方向と繊維の方向は
同一とした。この薄葉素材を繊維の配列方向が交互に直
角になるように１２層重ねて２９０℃の乾燥機で加熱し
、プレスして３００℃で完了して曲面を成形した。得ら
れた成形物の物性は次の通りであった。

引張強度　　　５３．５ｋｌｒ／ｍｍ”引張弾性率　　
１３０４ｋｇ／ｗ” 尚、繊維を入れずに、他の条件は実施例通りとして該ポ
リエステルのみで成形したものは以下の通りであった。

引張強度　　　２９．９ｋｇ／１ｍ” 引張弾性率　　７００　ｋｇ　／　ｗ　”（発明の効果
） 本発明によれば、強度低下や破損を伴うことなく、補強
用繊維とフィルムとからなる積層体を曲面に成形するこ
とができ、表面の平滑性、外観に優れ、十分な強度を有
する曲面複合体を提供することができる。本発明の複合
体は、特に自動車などの各種車両用ボディー、各種容器
、いす、ベンチ等として有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明で用いる積層体の例を示す
縦断面図、第３図は、本発明方法を実施する装置の一例
を示す概略図、第４図は本発明で用いる積層体を更に複
数層に積層した例を示す縦断面図、第５図及び第６図は
、積層体を複数層に積層した他の例を示す斜視図である
。 １・・・・・・伸張可能なフィルム、 ２・・・・・・長繊維層、 ３・・・・・・接着剤、 １１．１２・・・・・・製膜機、 １５・・・・・・引揃機、 １８・・・・・・開繊機、 １９・・・・・・スクリーン、 ２３・・・・・・熱圧機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定方向に引き揃えた長繊維層と伸張可能なフィル
   ムとを積層せしめた積層体から成り、該積層体の少なく
   とも一部が曲面を形成していることを特徴とする複合体
   。 ２、該積層体の長繊維層側に樹脂層を形成せしめた特許
   請求の範囲第１項記載の複合体。 ３、該樹脂層が伸張可能なフィルムである特許請求の範
   囲第２項記載の複合体。 ４、該積層体を更に複数個積層せしめた特許請求の範囲
   第１項記載の複合体。 ５、各積層体における長繊維の引き揃え方向が、互いに
   角度を有している特許請求の範囲第４項記載の複合体。 ６、長繊維を一定方向に引き揃えて、伸張可能なフィル
   ムに積層せしめ、積層体とした後、該積層体の少なくと
   も一部に曲面を形成せしめる如く成形することを特徴と
   する複合体の製造方法。 ７、製膜装置から送り出された伸張可能なフィルムに、
   開繊し引き揃えた長繊維を積層せしめる特許請求の範囲
   第６項記載の複合体の製造方法。 ８、２枚の伸張可能なフィルムの間に、一定方向に引き
   揃えた長繊維を積層させる特許請求の範囲第６項記載の
   複合体の製造方法。 ９、２つの製膜装置から送り出された伸張可能なフィル
   ムの間に、開繊し引き揃えた長繊維を積層せしめる特許
   請求の範囲第８項記載の複合体の製造方法。 １０、長繊維をフィルムに固着させる特許請求の範囲第
   ６項〜第９項のうちのいずれか１項記載の複合体の製造
   方法。 １１、積層体を更に複数個積層せしめる特許請求の範囲
   第６項〜第１０項のうちのいずれか１項記載の複合体の
   製造方法。 １２、各積層体における長繊維の引き揃え方向が、互い
   に角度を有するように積層せしめる特許請求の範囲第１
   １項記載の複合体の製造方法。