JP2003277525A - ポリプロピレン系複合材料 - Google Patents
ポリプロピレン系複合材料Info
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- JP2003277525A JP2003277525A JP2002080022A JP2002080022A JP2003277525A JP 2003277525 A JP2003277525 A JP 2003277525A JP 2002080022 A JP2002080022 A JP 2002080022A JP 2002080022 A JP2002080022 A JP 2002080022A JP 2003277525 A JP2003277525 A JP 2003277525A
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- carbon fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】製造時間と、製造コストとを低減することがで
きる塗装可能なポリプロピレン系複合材料を提供する。 【解決手段】ポリプロピレンと炭素繊維とからなる複合
材料であって、該ポリプロピレンは重合体全量の１．０
〜１５重量％の不飽和酸又はその誘導体で変性されてお
り、該ポリプロピレンと該炭素繊維との重量比が３０：
７０〜７０：３０の範囲にある。前記ポリプロピレン
は、数平均分子量が３０００〜５００００の範囲にあ
る。前記炭素繊維は、表面に官能基を導入するサイジン
グ処理が施されている。前記炭素繊維からなるプリフォ
ームを所定の形状の型に充填し、該プリフォームに前記
ポリプロピレンを含浸せしめた後、該ポリプロピレンを
硬化させることにより得られた成形体からなる。
きる塗装可能なポリプロピレン系複合材料を提供する。 【解決手段】ポリプロピレンと炭素繊維とからなる複合
材料であって、該ポリプロピレンは重合体全量の１．０
〜１５重量％の不飽和酸又はその誘導体で変性されてお
り、該ポリプロピレンと該炭素繊維との重量比が３０：
７０〜７０：３０の範囲にある。前記ポリプロピレン
は、数平均分子量が３０００〜５００００の範囲にあ
る。前記炭素繊維は、表面に官能基を導入するサイジン
グ処理が施されている。前記炭素繊維からなるプリフォ
ームを所定の形状の型に充填し、該プリフォームに前記
ポリプロピレンを含浸せしめた後、該ポリプロピレンを
硬化させることにより得られた成形体からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリプロピレンと
炭素繊維（一方向繊維、織物、又は組紐された長繊維）
とからなるポリプロピレン系複合材料に関するものであ
る。
炭素繊維（一方向繊維、織物、又は組紐された長繊維）
とからなるポリプロピレン系複合材料に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラスチックに高い剛性を付与す
るために、炭素繊維強化エポキシ樹脂、炭素繊維強化ポ
リアミド等の複合材料が知られている。
るために、炭素繊維強化エポキシ樹脂、炭素繊維強化ポ
リアミド等の複合材料が知られている。
【０００３】前記炭素繊維強化エポキシ樹脂は、高い剛
性を備える反面、比重が大であり、自動車の外装パネル
類、エアロパーツ類等のように軽量性が要求される分野
には余り適していない。また、前記エポキシ樹脂は、熱
硬化性樹脂であるため、硬化させるために２時間以上を
要し成形サイクルが長くなる、硬化性を保持している寿
命が冷蔵庫中でも３か月程度の制限があり貯蔵性が低い
等の問題がある。
性を備える反面、比重が大であり、自動車の外装パネル
類、エアロパーツ類等のように軽量性が要求される分野
には余り適していない。また、前記エポキシ樹脂は、熱
硬化性樹脂であるため、硬化させるために２時間以上を
要し成形サイクルが長くなる、硬化性を保持している寿
命が冷蔵庫中でも３か月程度の制限があり貯蔵性が低い
等の問題がある。
【０００４】前記炭素繊維強化エポキシ樹脂に対し、ポ
リプロピレンは比重が小さい上、ヒンジのような部分に
おける屈曲の繰返しにも耐える耐屈曲性を備えているの
で、自動車の外装パネル類、エアロパーツ類等の材料と
して好適である。また、前記ポリプロピレンは、熱可塑
性樹脂であるので成形時間が１０分以下と短く、使用可
能な期間に制限が無く、冷蔵庫に貯蔵する必要も無く、
貯蔵性に大変優れているという長所も備えている。
リプロピレンは比重が小さい上、ヒンジのような部分に
おける屈曲の繰返しにも耐える耐屈曲性を備えているの
で、自動車の外装パネル類、エアロパーツ類等の材料と
して好適である。また、前記ポリプロピレンは、熱可塑
性樹脂であるので成形時間が１０分以下と短く、使用可
能な期間に制限が無く、冷蔵庫に貯蔵する必要も無く、
貯蔵性に大変優れているという長所も備えている。
【０００５】一方、炭素繊維強化ポリプロピレンは、溶
融状態のポリプロピレンを炭素繊維に含浸せしめるとき
に、ポリプロピレンと炭素繊維との濡れ性が低く、空孔
ができやすいとの問題がある。前記空孔の発生を防止す
るためには、ポリプロピレンのペレットを微粉砕して濡
れ性を上げておく必要がある。
融状態のポリプロピレンを炭素繊維に含浸せしめるとき
に、ポリプロピレンと炭素繊維との濡れ性が低く、空孔
ができやすいとの問題がある。前記空孔の発生を防止す
るためには、ポリプロピレンのペレットを微粉砕して濡
れ性を上げておく必要がある。
【０００６】しかしながら、ポリプロピレンのペレット
を微粉砕するには、長時間を要し、製造コストが増大す
るとの不都合がある。
を微粉砕するには、長時間を要し、製造コストが増大す
るとの不都合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、空孔が無く、製造時間と製造コストとを
低減することができるポリプロピレン系複合材料を提供
することを目的とする。
合を解消して、空孔が無く、製造時間と製造コストとを
低減することができるポリプロピレン系複合材料を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のポリプロピレン系複合材料は、ポリプロ
ピレンと炭素繊維とからなる複合材料であって、該ポリ
プロピレンは重合体全量の１．０〜１５重量％の不飽和
酸又はその誘導体で変性されており、該ポリプロピレン
と該炭素繊維との重量比が３０：７０〜７０：３０の範
囲にあることを特徴とする。
めに、本発明のポリプロピレン系複合材料は、ポリプロ
ピレンと炭素繊維とからなる複合材料であって、該ポリ
プロピレンは重合体全量の１．０〜１５重量％の不飽和
酸又はその誘導体で変性されており、該ポリプロピレン
と該炭素繊維との重量比が３０：７０〜７０：３０の範
囲にあることを特徴とする。
【０００９】前記ポリプロピレンは、前記範囲の量の不
飽和酸又はその誘導体で変性して表面に酸素結合を導入
することにより、前記酸素結合の部分で反応しやすくな
るので、炭素繊維との間で好適な濡れ性を得ることがで
きる。従って、本発明のポリプロピレン系複合材料によ
れば、空孔が無く、更に前記ポリプロピレンをペレット
の段階で微粉砕する必要がなく、製造時間と製造コスト
とを大幅に低減することができる。
飽和酸又はその誘導体で変性して表面に酸素結合を導入
することにより、前記酸素結合の部分で反応しやすくな
るので、炭素繊維との間で好適な濡れ性を得ることがで
きる。従って、本発明のポリプロピレン系複合材料によ
れば、空孔が無く、更に前記ポリプロピレンをペレット
の段階で微粉砕する必要がなく、製造時間と製造コスト
とを大幅に低減することができる。
【００１０】前記ポリプロピレンの変性に用いる不飽和
酸又はその誘導体の量は、前記ポリプロピレン全体の
１．０重量％未満では前記炭素繊維との間の濡れ性を改
善する効果を得ることができない。一方、前記不飽和酸
又はその誘導体の量が１５重量％を超えると、流動性が
増大して前記ポリプロピレンが該炭素繊維間に保持され
にくくなり、前記ポリプロピレン系複合材料を得ること
ができない。
酸又はその誘導体の量は、前記ポリプロピレン全体の
１．０重量％未満では前記炭素繊維との間の濡れ性を改
善する効果を得ることができない。一方、前記不飽和酸
又はその誘導体の量が１５重量％を超えると、流動性が
増大して前記ポリプロピレンが該炭素繊維間に保持され
にくくなり、前記ポリプロピレン系複合材料を得ること
ができない。
【００１１】前記ポリプロピレン系複合材料では、前記
ポリプロピレンの含有量が７０重量部を超え前記炭素繊
維の含有量が３０重量部未満になると、所望の剛性を得
ることができない。また、前記ポリプロピレンの含有量
が３０重量部未満で前記炭素繊維の含有量が７０重量部
を超えると、樹脂としての機能が損なわれる。
ポリプロピレンの含有量が７０重量部を超え前記炭素繊
維の含有量が３０重量部未満になると、所望の剛性を得
ることができない。また、前記ポリプロピレンの含有量
が３０重量部未満で前記炭素繊維の含有量が７０重量部
を超えると、樹脂としての機能が損なわれる。
【００１２】尚、前記ポリプロピレン系複合材料では、
後述するように炭素繊維を表面処理してポリプロピレン
との濡れ性を十分に向上させることにより、未変性ポリ
プロピレンに比べ高価で、機械的強度も低い、不飽和酸
又はその誘導体で変性されたポリプロピレンの配合量が
３０重量％未満の場合でも、本発明の目的を達成できる
場合もある。
後述するように炭素繊維を表面処理してポリプロピレン
との濡れ性を十分に向上させることにより、未変性ポリ
プロピレンに比べ高価で、機械的強度も低い、不飽和酸
又はその誘導体で変性されたポリプロピレンの配合量が
３０重量％未満の場合でも、本発明の目的を達成できる
場合もある。
【００１３】本発明のポリプロピレン系複合材料におい
て、前記ポリプロピレンは、数平均分子量が３０００〜
５００００の範囲にあることを特徴とする。前記ポリプ
ロピレンの数平均分子量は、前記不飽和酸又はその誘導
体の含有量と関連し、前記不飽和酸又はその誘導体の含
有量が１．０重量％未満では数平均分子量が５００００
を超え、前記不飽和酸又はその誘導体の含有量が１５重
量％を超えると数平均分子量は小さくなる。また、前記
ポリプロピレンの数平均分子量が３０００未満では前記
ポリプロピレン系複合材料において十分な耐衝撃性が得
られないことがあり、５００００を超えると流動性が低
くなり前記炭素繊維に含浸せしめたときに空孔が形成さ
れやすくなる。
て、前記ポリプロピレンは、数平均分子量が３０００〜
５００００の範囲にあることを特徴とする。前記ポリプ
ロピレンの数平均分子量は、前記不飽和酸又はその誘導
体の含有量と関連し、前記不飽和酸又はその誘導体の含
有量が１．０重量％未満では数平均分子量が５００００
を超え、前記不飽和酸又はその誘導体の含有量が１５重
量％を超えると数平均分子量は小さくなる。また、前記
ポリプロピレンの数平均分子量が３０００未満では前記
ポリプロピレン系複合材料において十分な耐衝撃性が得
られないことがあり、５００００を超えると流動性が低
くなり前記炭素繊維に含浸せしめたときに空孔が形成さ
れやすくなる。
【００１４】本発明のポリプロピレン系複合材料におい
て、前記炭素繊維は、表面に官能基を導入するサイジン
グ処理が施されていることを特徴とする。前記炭素繊維
は、前記サイジング処理が施されていることにより、前
記ポリプロピレンとの間でさらに好適な濡れ性を得るこ
とができる。
て、前記炭素繊維は、表面に官能基を導入するサイジン
グ処理が施されていることを特徴とする。前記炭素繊維
は、前記サイジング処理が施されていることにより、前
記ポリプロピレンとの間でさらに好適な濡れ性を得るこ
とができる。
【００１５】本発明のポリプロピレン系複合材料は、前
記炭素繊維からなるプリフォームを所定の形状の型に充
填し、該プリフォームに前記ポリプロピレンを含浸せし
めた後、該ポリプロピレンを硬化させることにより得ら
れた成形体として用いることができる。
記炭素繊維からなるプリフォームを所定の形状の型に充
填し、該プリフォームに前記ポリプロピレンを含浸せし
めた後、該ポリプロピレンを硬化させることにより得ら
れた成形体として用いることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
てさらに詳しく説明する。
てさらに詳しく説明する。
【００１７】本実施形態のポリプロピレン系複合材料
は、重合体全量の１．０〜１５重量％、好ましくは３〜
１２重量％の不飽和酸又はその誘導体で変性され、数平
均分子量３０００〜５００００、好ましくは３０００〜
２００００のポリプロピレンと、炭素繊維とが、３０：
７０〜７０：３０の範囲の重量比で混合されたものであ
る。
は、重合体全量の１．０〜１５重量％、好ましくは３〜
１２重量％の不飽和酸又はその誘導体で変性され、数平
均分子量３０００〜５００００、好ましくは３０００〜
２００００のポリプロピレンと、炭素繊維とが、３０：
７０〜７０：３０の範囲の重量比で混合されたものであ
る。
【００１８】前記ポリプロピレンは、前記範囲の量の不
飽和酸又はその誘導体で変性されていることにより、前
記炭素繊維との間で優れた濡れ性を得ることができる。
前記ポリプロピレンは、どのような製造方法によって得
られたものであってもよく、前記範囲の量の不飽和酸又
はその誘導体で変性されており、数平均分子量が前記範
囲にあるポリプロピレンを１種のみ単独で用いてもよ
く、２種以上混合して用いてもよい。
飽和酸又はその誘導体で変性されていることにより、前
記炭素繊維との間で優れた濡れ性を得ることができる。
前記ポリプロピレンは、どのような製造方法によって得
られたものであってもよく、前記範囲の量の不飽和酸又
はその誘導体で変性されており、数平均分子量が前記範
囲にあるポリプロピレンを１種のみ単独で用いてもよ
く、２種以上混合して用いてもよい。
【００１９】前記ポリプロピレンを変性する不飽和酸又
はその誘導体としては、マレイン酸、無水マレイン酸、
アクリル酸、又はメタクリル酸等のカルボン酸基を含有
する低分子量化合物、スルホン酸等のスルホ基を含有す
る不飽和低分子量化合物、ホスホン酸等のホスホ基を含
有する不飽和低分子量化合物、又はそれらの誘導体を挙
げることができる。これらの中でもカルボン酸基を含有
する低分子化合物が好ましく、特にマレイン酸、無水マ
レイン酸、アクリル酸、及びメタクリル酸等が好まし
い。変性に使用する酸は、これらの１種を選択して使用
してもよく、２種以上を選択して併用することもでき
る。
はその誘導体としては、マレイン酸、無水マレイン酸、
アクリル酸、又はメタクリル酸等のカルボン酸基を含有
する低分子量化合物、スルホン酸等のスルホ基を含有す
る不飽和低分子量化合物、ホスホン酸等のホスホ基を含
有する不飽和低分子量化合物、又はそれらの誘導体を挙
げることができる。これらの中でもカルボン酸基を含有
する低分子化合物が好ましく、特にマレイン酸、無水マ
レイン酸、アクリル酸、及びメタクリル酸等が好まし
い。変性に使用する酸は、これらの１種を選択して使用
してもよく、２種以上を選択して併用することもでき
る。
【００２０】前記炭素繊維はどのようなものであっても
よいが、高い強度を備えていることから、ポリアクリロ
ニトリルを原料とするポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）
系炭素繊維を用いることが好ましい。また、前記炭素繊
維は、サイジング処理が施されることにより、表面にカ
ルボキシル基やフェノール性水酸基等の官能基が導入さ
れていることが好ましい。前記炭素繊維は、前記サイジ
ング処理により、前記ポリプロピレンとの間で優れた濡
れ性を得ることができる。
よいが、高い強度を備えていることから、ポリアクリロ
ニトリルを原料とするポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）
系炭素繊維を用いることが好ましい。また、前記炭素繊
維は、サイジング処理が施されることにより、表面にカ
ルボキシル基やフェノール性水酸基等の官能基が導入さ
れていることが好ましい。前記炭素繊維は、前記サイジ
ング処理により、前記ポリプロピレンとの間で優れた濡
れ性を得ることができる。
【００２１】又、サイジング処理は、前記炭素繊維を液
体状変性ポリオレフィンで処理することにより行うこと
もできる。前記液体状変性ポリオレフィンとしては、塩
素変性ポリプロピレンのトルエン溶液、無水マレイン酸
変性ポリプロピレンのトルエン溶液、末端変性水素添加
ポリブタジエン等を挙げることができる。前記塩素変性
ポリプロピレンは、塩素含有率が３０重量％を超えると
熱により劣化しやすくなるので、塩素含有率が５〜３０
重量％の範囲にあることが好ましい。また、前記炭素繊
維は、前記サイジング処理に先立って、公知の陽極酸化
法等の方法により、表面にカルボキシル基や水酸基が導
入されていてもよい。
体状変性ポリオレフィンで処理することにより行うこと
もできる。前記液体状変性ポリオレフィンとしては、塩
素変性ポリプロピレンのトルエン溶液、無水マレイン酸
変性ポリプロピレンのトルエン溶液、末端変性水素添加
ポリブタジエン等を挙げることができる。前記塩素変性
ポリプロピレンは、塩素含有率が３０重量％を超えると
熱により劣化しやすくなるので、塩素含有率が５〜３０
重量％の範囲にあることが好ましい。また、前記炭素繊
維は、前記サイジング処理に先立って、公知の陽極酸化
法等の方法により、表面にカルボキシル基や水酸基が導
入されていてもよい。
【００２２】本実施形態のポリプロピレン系複合材料
は、例えば、前記炭素繊維を長さ方向に引き揃えてなる
プリフォームを所定の形状の型に充填し、型を閉じた
後、該プリフォームに溶融状態の前記ポリプロピレンを
含浸せしめ、該ポリプロピレンを硬化させることにより
得られた成形体として用いることができる。
は、例えば、前記炭素繊維を長さ方向に引き揃えてなる
プリフォームを所定の形状の型に充填し、型を閉じた
後、該プリフォームに溶融状態の前記ポリプロピレンを
含浸せしめ、該ポリプロピレンを硬化させることにより
得られた成形体として用いることができる。
【００２３】本実施形態では、前記ポリプロピレンは、
前記のように不飽和酸又はその誘導体により変性されて
いるので、プロピレンの重合時に微粉化されており、あ
えて粉砕されていなくても、前記炭素繊維のプリフォー
ムに容易に含浸せしめることができる。しかし、前記ポ
リプロピレンは、前記含浸をさらに良好にするために、
予め微粉砕した後、溶融することが好ましい。
前記のように不飽和酸又はその誘導体により変性されて
いるので、プロピレンの重合時に微粉化されており、あ
えて粉砕されていなくても、前記炭素繊維のプリフォー
ムに容易に含浸せしめることができる。しかし、前記ポ
リプロピレンは、前記含浸をさらに良好にするために、
予め微粉砕した後、溶融することが好ましい。
【００２４】予め前記ポリプロピレンを微粉砕する場合
には、最大粒径が２００μｍ未満、好ましくは５０μｍ
未満とする。前記ポリプロピレンの最大粒径が２００μ
ｍを超えると、前記炭素繊維のプリフォームに含浸せし
めた際に、繊維間に溶融したポリプロピレンが詰まって
空孔が形成されることがある。
には、最大粒径が２００μｍ未満、好ましくは５０μｍ
未満とする。前記ポリプロピレンの最大粒径が２００μ
ｍを超えると、前記炭素繊維のプリフォームに含浸せし
めた際に、繊維間に溶融したポリプロピレンが詰まって
空孔が形成されることがある。
【００２５】本実施形態のポリプロピレン系複合材料
は、前記ポリプロピレンの効果を著しく損なわない範囲
で、該ポリプロピレン以外の樹脂を含んでいてもよい。
前記樹脂として、例えば、高密度ポリエチレン、低密度
ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン−α
オレフィン共重合ゴム、スチレン−ブテン共重合ゴム等
を挙げることができる。
は、前記ポリプロピレンの効果を著しく損なわない範囲
で、該ポリプロピレン以外の樹脂を含んでいてもよい。
前記樹脂として、例えば、高密度ポリエチレン、低密度
ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン−α
オレフィン共重合ゴム、スチレン−ブテン共重合ゴム等
を挙げることができる。
【００２６】また、本実施形態のポリプロピレン系複合
材料は、必要に応じて、オレフィン系重合体に一般に使
用されている各種添加剤を用いるようにしてもよい。前
記添加剤として、例えば、中和剤、耐候剤、酸化防止
剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、核剤、加工性改
良剤、滑剤、耐電防止剤、顔料等を挙げることができ
る。
材料は、必要に応じて、オレフィン系重合体に一般に使
用されている各種添加剤を用いるようにしてもよい。前
記添加剤として、例えば、中和剤、耐候剤、酸化防止
剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、核剤、加工性改
良剤、滑剤、耐電防止剤、顔料等を挙げることができ
る。
【００２７】次に、実施例及び比較例を示す。
【００２８】
【実施例１〜４】まず、出光石油化学株式会社製ポリプ
ロピレン（商品名：Ｊ７００Ｇ）に、無水マレイン酸を
重合体全量に対して、１．０〜１５重量％の範囲となる
ように変量して加えて、公知の方法（特開昭５４−１２
４０９５号公報参照）にて変性し、４種類の無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレンを調製した。
ロピレン（商品名：Ｊ７００Ｇ）に、無水マレイン酸を
重合体全量に対して、１．０〜１５重量％の範囲となる
ように変量して加えて、公知の方法（特開昭５４−１２
４０９５号公報参照）にて変性し、４種類の無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレンを調製した。
【００２９】各無水マレイン酸変性ポリプロピレンの無
水マレイン酸含有量、樹脂流動性、数平均分子量を表１
に示す。前記樹脂の流動性は、前記炭素繊維に対する該
無水マレイン酸変性ポリプロピレンの含浸性の指標とな
る。
水マレイン酸含有量、樹脂流動性、数平均分子量を表１
に示す。前記樹脂の流動性は、前記炭素繊維に対する該
無水マレイン酸変性ポリプロピレンの含浸性の指標とな
る。
【００３０】尚、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレ
ンに含まれる無水マレイン酸が６．０重量％を超えたも
のについては、前記樹脂流動性が大きすぎ、測定できな
かった。
ンに含まれる無水マレイン酸が６．０重量％を超えたも
のについては、前記樹脂流動性が大きすぎ、測定できな
かった。
【００３１】次に、東邦テナックス株式会社製ＰＡＮ系
炭素繊維（商品名：ＩＭ６００）の長繊維を繊維方向に
引き揃えたプリフォームを所定の型に充填した後、型を
閉じ、前記プリフォームに溶融状態の前記各無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレンを含浸せしめた。尚、前記無水
マレイン酸変性ポリプロピレンと炭素繊維との重量比
は、いずれも４０：６０となるようにした。
炭素繊維（商品名：ＩＭ６００）の長繊維を繊維方向に
引き揃えたプリフォームを所定の型に充填した後、型を
閉じ、前記プリフォームに溶融状態の前記各無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレンを含浸せしめた。尚、前記無水
マレイン酸変性ポリプロピレンと炭素繊維との重量比
は、いずれも４０：６０となるようにした。
【００３２】そして、２００℃で前記無水マレイン酸変
性ポリプロピレンを硬化させることにより、４種類の炭
素繊維強化ポリプロピレン成形体を形成した。各成形体
は平板状であり、４００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ２ｍｍ
の大きさを備えている。
性ポリプロピレンを硬化させることにより、４種類の炭
素繊維強化ポリプロピレン成形体を形成した。各成形体
は平板状であり、４００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ２ｍｍ
の大きさを備えている。
【００３３】次に、得られた４種類の成形体について、
前記炭素繊維に対する前記無水マレイン酸変性ポリプロ
ピレンの含浸性を評価し、比重、弾性率、塗装性を測定
した。結果を表１に併せて示す。
前記炭素繊維に対する前記無水マレイン酸変性ポリプロ
ピレンの含浸性を評価し、比重、弾性率、塗装性を測定
した。結果を表１に併せて示す。
【００３４】前記含浸性は、前記成形体の断面を目視ま
たは顕微鏡で観察することによ評価した。また、前記比
重はＪＩＳ Ｋ ７１１７に準拠して測定し、前記弾性
率はＪＩＳ Ｋ ７０７３に準拠して測定した。
たは顕微鏡で観察することによ評価した。また、前記比
重はＪＩＳ Ｋ ７１１７に準拠して測定し、前記弾性
率はＪＩＳ Ｋ ７０７３に準拠して測定した。
【００３５】また、前記塗装性は、前記平板状成形体を
純水で洗浄した後、日本ビー・ケミカル株式会社製プラ
イマー（商品名：ＲＢ１０９）、日本ビー・ケミカル株
式会社製ベースコート（商品名：Ｒ２１２Ｓ）、日本ビ
ー・ケミカル株式会社製クリアコート（商品名：Ｒ２８
８）を順次塗装し、１２０℃で３０分焼き付けして調製
した試料に対し、４８時間後に碁盤目試験を施すことに
より評価した。結果は、塗装が剥離していない碁盤目の
数（ｎ）の碁盤目の全数（１００）に対する割合（ｎ／
１００）により示した。
純水で洗浄した後、日本ビー・ケミカル株式会社製プラ
イマー（商品名：ＲＢ１０９）、日本ビー・ケミカル株
式会社製ベースコート（商品名：Ｒ２１２Ｓ）、日本ビ
ー・ケミカル株式会社製クリアコート（商品名：Ｒ２８
８）を順次塗装し、１２０℃で３０分焼き付けして調製
した試料に対し、４８時間後に碁盤目試験を施すことに
より評価した。結果は、塗装が剥離していない碁盤目の
数（ｎ）の碁盤目の全数（１００）に対する割合（ｎ／
１００）により示した。
【００３６】
【比較例１】前記実施例で用いた無水マレイン酸変性ポ
リプロピレンに替えて、ジャパンエポキシレジン株式会
社製エポキシ樹脂（商品名：ＥＰ８２８）を用いた以外
は、前記実施例と同一にして、炭素繊維強化エポキシ樹
脂成形体を形成した。
リプロピレンに替えて、ジャパンエポキシレジン株式会
社製エポキシ樹脂（商品名：ＥＰ８２８）を用いた以外
は、前記実施例と同一にして、炭素繊維強化エポキシ樹
脂成形体を形成した。
【００３７】次に、得られた成形体について、前記実施
例と全く同一にして前記炭素繊維に対する前記エポキシ
樹脂の含浸性を評価し、比重、弾性率、塗装性を測定し
た。結果を表１に示す。
例と全く同一にして前記炭素繊維に対する前記エポキシ
樹脂の含浸性を評価し、比重、弾性率、塗装性を測定し
た。結果を表１に示す。
【００３８】
【比較例２】前記実施例で用いたポリプロピレンを全く
変性しなかった以外は、前記実施例と全く同一にして炭
素繊維強化ポリプロピレン成形体の形成を試みたが、該
ポリプロピレンは樹脂流動性が５（ｇ／１０分）と低い
ために、炭素繊維に対する含浸性が悪く、成形体を得る
ことができなかった。結果を表１に示す。
変性しなかった以外は、前記実施例と全く同一にして炭
素繊維強化ポリプロピレン成形体の形成を試みたが、該
ポリプロピレンは樹脂流動性が５（ｇ／１０分）と低い
ために、炭素繊維に対する含浸性が悪く、成形体を得る
ことができなかった。結果を表１に示す。
【００３９】
【比較例３】前記実施例で用いたポリプロピレンに、無
水マレイン酸を重合体全量に対して、０．５重量％の範
囲となるようにして加えて無水マレイン酸変性ポリプロ
ピレンを調製した以外は、前記実施例と全く同一にして
炭素繊維強化ポリプロピレン成形体を形成した。
水マレイン酸を重合体全量に対して、０．５重量％の範
囲となるようにして加えて無水マレイン酸変性ポリプロ
ピレンを調製した以外は、前記実施例と全く同一にして
炭素繊維強化ポリプロピレン成形体を形成した。
【００４０】本比較例で用いた無水マレイン酸変性ポリ
プロピレンの無水マレイン酸含有量、樹脂流動性、数平
均分子量を表１に示す。
プロピレンの無水マレイン酸含有量、樹脂流動性、数平
均分子量を表１に示す。
【００４１】次に、得られた成形体について、前記実施
例と全く同一にして前記炭素繊維に対する前記エポキシ
樹脂の含浸性を評価し、比重、弾性率、塗装性を測定し
た。結果を表１に併せて示す。
例と全く同一にして前記炭素繊維に対する前記エポキシ
樹脂の含浸性を評価し、比重、弾性率、塗装性を測定し
た。結果を表１に併せて示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１から、炭素繊維強化ポリプロピレンか
らなる実施例１〜４の成形体は、実用上十分な弾性率を
備え、炭素繊維強化エポキシ樹脂からなる比較例１の成
形体に比較して、比重は小さく、塗装性に優れているこ
とが明らかである。
らなる実施例１〜４の成形体は、実用上十分な弾性率を
備え、炭素繊維強化エポキシ樹脂からなる比較例１の成
形体に比較して、比重は小さく、塗装性に優れているこ
とが明らかである。
【００４４】また、実施例１〜４の成形体は、無水マレ
イン酸含有量が１．０重量％未満である比較例２，３の
成形体に比較して、前記無水マレイン酸変性ポリプロピ
レンの前記炭素繊維に対する含浸性に優れていることが
明らかである。
イン酸含有量が１．０重量％未満である比較例２，３の
成形体に比較して、前記無水マレイン酸変性ポリプロピ
レンの前記炭素繊維に対する含浸性に優れていることが
明らかである。
【００４５】
【実施例５】実施例１〜４で用いたＰＡＮ系炭素繊維
を、予め日本製紙株式会社製変性ポリプロピレン（商品
名：スーパークロン８５１Ｌ）でサイジング処理した以
外は、実施例３と全く同一にして、炭素繊維強化ポリプ
ロピレン成形体を形成した。実施例３と本実施例とで
は、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンの無水マレ
イン酸含有量が同一の６．０重量％となっている。
を、予め日本製紙株式会社製変性ポリプロピレン（商品
名：スーパークロン８５１Ｌ）でサイジング処理した以
外は、実施例３と全く同一にして、炭素繊維強化ポリプ
ロピレン成形体を形成した。実施例３と本実施例とで
は、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンの無水マレ
イン酸含有量が同一の６．０重量％となっている。
【００４６】次に、得られた成形体について、前記実施
例と全く同一にして前記炭素繊維に対する無水マレイン
酸変性ポリプロピレンの含浸性を評価し、比重、弾性
率、塗装性を測定した。前記炭素繊維に前記サイジング
処理を施した本実施例の成形体は、前記サイジング処理
を施さなかった実施例３の成形体に比較して、前記無水
マレイン酸変性ポリプロピレンの前記炭素繊維に対する
含浸性が非常に優れていた。
例と全く同一にして前記炭素繊維に対する無水マレイン
酸変性ポリプロピレンの含浸性を評価し、比重、弾性
率、塗装性を測定した。前記炭素繊維に前記サイジング
処理を施した本実施例の成形体は、前記サイジング処理
を施さなかった実施例３の成形体に比較して、前記無水
マレイン酸変性ポリプロピレンの前記炭素繊維に対する
含浸性が非常に優れていた。
【００４７】実施例３の成形体と、本実施例の成形体と
の、比重、弾性率、塗装性、含浸性を表２に示す。
の、比重、弾性率、塗装性、含浸性を表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】表２から、前記炭素繊維に前記サイジング
処理を施した本実施例の成形体は、前記サイジング処理
を施さなかった実施例３の成形体と略同等の比重、弾性
率を備え、塗装性にも優れていることが明らかである。
処理を施した本実施例の成形体は、前記サイジング処理
を施さなかった実施例３の成形体と略同等の比重、弾性
率を備え、塗装性にも優れていることが明らかである。
【００５０】上述のように、本実施形態のポリプロピレ
ン系複合材料は、製造時間、製造コストを低減でき、実
用上十分な弾性率を備えている上、比重が小さいので軽
量であり、塗装性にも優れている。そこで、本実施形態
のポリプロピレン系複合材料は、二輪車、四輪車、特に
スポーツ車、レース車、電気自動車等のフェンダー、ド
アパネル、ホイルカバー、タイヤカバー等のカバー類等
の外装パネル、四輪車のフロント、リアウィング、スカ
ート類等のエアロパーツ等に好適に用いることができ
る。
ン系複合材料は、製造時間、製造コストを低減でき、実
用上十分な弾性率を備えている上、比重が小さいので軽
量であり、塗装性にも優れている。そこで、本実施形態
のポリプロピレン系複合材料は、二輪車、四輪車、特に
スポーツ車、レース車、電気自動車等のフェンダー、ド
アパネル、ホイルカバー、タイヤカバー等のカバー類等
の外装パネル、四輪車のフロント、リアウィング、スカ
ート類等のエアロパーツ等に好適に用いることができ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｐ
(72)発明者 佐伯 芳久
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AB22 AB28 AB30 AC05
AD04 AD53 AD54
4F205 AA11J AD02 AD16 AH17
HA19 HA22 HA44 HC17 HE21
HM01
4J002 BB211 DA016 GN00
Claims (4)
- 【請求項１】ポリプロピレンと炭素繊維とからなる複合
材料であって、該ポリプロピレンは重合体全量の１．０
〜１５重量％の不飽和酸又はその誘導体で変性されてお
り、該ポリプロピレンと該炭素繊維との重量比が３０：
７０〜７０：３０の範囲にあることを特徴とするポリプ
ロピレン系複合材料。 - 【請求項２】前記ポリプロピレンは、数平均分子量が３
０００〜５００００の範囲にあることを特徴とする請求
項１記載のポリプロピレン系複合材料。 - 【請求項３】前記炭素繊維は、表面に官能基を導入する
サイジング処理が施された、一方向繊維、織物、組紐さ
れた長繊維のいずれかであることを特徴とする請求項１
または請求項２記載のポリプロピレン系複合材料。 - 【請求項４】前記炭素繊維からなるプリフォームを所定
の形状の型に充填し、該プリフォームに前記ポリプロピ
レンを含浸せしめた後、該ポリプロピレンを硬化させる
ことにより得られた成形体からなることを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のポリプロピレ
ン系複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002080022A JP2003277525A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | ポリプロピレン系複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002080022A JP2003277525A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | ポリプロピレン系複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277525A true JP2003277525A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29229225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002080022A Pending JP2003277525A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | ポリプロピレン系複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277525A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005125581A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Daicel Chem Ind Ltd | 炭素長繊維強化樹脂ペレット、その製造方法及び成形品 |
| WO2006101269A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-09-28 | Teijin Techno Products Limited | 熱可塑性樹脂強化用炭素繊維ストランド及びその製造方法 |
| WO2009069649A1 (ja) | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Mitsui Chemicals, Inc. | フィラー強化樹脂用助剤、フィラー強化ポリプロピレン樹脂組成物およびその成形品 |
| US7571702B2 (en) * | 2005-10-07 | 2009-08-11 | Toyo Roki Mfg. Co., Ltd. | Resin composition for intake system part for internal combustion engine and intake system part |
| WO2011064994A1 (ja) | 2009-11-30 | 2011-06-03 | 株式会社カネカ | 炭素繊維強化複合材料 |
| CN104419060A (zh) * | 2013-08-29 | 2015-03-18 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种连续有机纤维填充聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| WO2018173678A1 (ja) | 2017-03-23 | 2018-09-27 | 新日鉄住金化学株式会社 | 炭素繊維強化樹脂組成物用の密着性付与剤 |
| WO2018180332A1 (ja) | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 三井化学株式会社 | フィラー強化樹脂構造体 |
| WO2022190857A1 (ja) | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 三井化学株式会社 | 再生炭素繊維強化ポリオレフィン組成物およびその用途 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002080022A patent/JP2003277525A/ja active Pending
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| US20120295504A1 (en) * | 2009-11-30 | 2012-11-22 | Kaneka Corporation | Carbon fiber reinforced composite materials |
| CN104419060A (zh) * | 2013-08-29 | 2015-03-18 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种连续有机纤维填充聚丙烯复合材料及其制备方法 |
| CN104419060B (zh) * | 2013-08-29 | 2017-09-05 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种连续有机纤维填充聚丙烯复合材料及其制备方法 |
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| WO2022190857A1 (ja) | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 三井化学株式会社 | 再生炭素繊維強化ポリオレフィン組成物およびその用途 |
| KR20230134600A (ko) | 2021-03-09 | 2023-09-21 | 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 | 재생 탄소 섬유 강화 폴리올레핀 조성물 및 그 용도 |
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