JP2015067928A - 繊維強化プラスチック補強用不織布 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、主体繊維と、バインダー成分とを含み、バインダー成分は、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂を含み、バインダー成分の全質量に対して、ポリエステル樹脂の含有率が50質量%未満であることを特徴とする繊維強化プラスチック補強用不織布に関する。
【選択図】なし
Description
すなわち、従来の補強用不織布においては、樹脂含浸性と強度の両立は困難であり、さらに補強用不織布同士のブロッキングの問題も十分に解決できていないのが現状であった。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
[2]前記バインダー成分は、アクリル樹脂をコア部とし、ポリエステル樹脂をシェル部とするコア/シェル型構造のポリエステル複合アクリル樹脂を含むことを特徴とする[1]に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[3]前記バインダー成分の全質量に対して、前記ポリエステル樹脂の含有率が30質量%未満であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[4]前記バインダー成分の含有率は、前記主体繊維を含む繊維の全質量に対して8質量%以下であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[5]前記主体繊維は、ガラス繊維、アラミド繊維又は炭素繊維であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[6]前記主体繊維は、ガラス繊維であることを特徴とする[1]〜[5]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[7]前記主体繊維の平均繊維径は、10μm以上であることを特徴とする[1]〜[6]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[8]前記主体繊維の平均繊維長は、3mm以上であることを特徴とする[1]〜[7]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[9]前記主体繊維の平均繊維長は、10〜25mmであることを特徴とする[1]〜[8]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[10]引張強度が15N/50mm以上であることを特徴とする[1]〜[9]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
[11][1]〜[10]のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布を補強材として含む繊維強化プラスチック。
本発明の繊維強化プラスチック補強用不織布は、主体繊維とバインダー成分とを含む。ここで、バインダー成分は、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂を含み、バインダー成分の全質量に対して、ポリエステル樹脂の含有率は50質量%未満である。なお、本明細書中において、繊維強化プラスチックは、FRPということもできる。
本発明の繊維強化プラスチック補強用不織布は主体繊維を含む。ここで主体繊維とは、繊維強化プラスチック補強用不織布に含まれる繊維の半分以上の繊維を意味し、繊維強化プラスチック補強用不織布を構成する繊維である。なお、本発明の繊維強化プラスチック補強用不織布には、主体繊維以外の繊維が含まれていてもよいし、繊維成分は主体繊維のみであってもよい。
本発明で使用される主体繊維は、特に限定されるものではないが、寸法安定性に優れる強度が高い繊維を用いることが好ましい。例えば、アラミド繊維などのような高強度の有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、バサルト繊維などの無機繊維を挙げることができる。中でも、コストが比較的安価であり、寸法安定性に優れるガラス繊維は特に好ましく用いられる。
本発明の繊維強化プラスチック補強用不織布はバインダー成分を含む。バインダー成分は、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂を含む。また、バインダー成分の全質量に対して、ポリエステル樹脂の含有率は50質量%未満である。
本発明は、上述したような繊維強化プラスチック補強用不織布を補強材として含む繊維強化プラスチックに関する。繊維強化プラスチックは、繊維強化プラスチック補強用不織布を対象物に貼り合わせ、その上からFRP樹脂を塗り、ローラー等で樹脂を繊維シートに浸み込ませ、FRP樹脂を硬化させることにより成形される。FRP樹脂の溶剤としてはスチレン系溶剤が使用されることが多く、繊維強化プラスチック補強用不織布に含まれるバインダー成分の少なくとも一部がスチレン系溶剤に溶解することにより、繊維強化プラスチック補強用不織布とFRP樹脂は一体となり成形される。また、繊維強化プラスチック補強用不織布に含まれるバインダー成分の少なくとも一部がこのスチレン系溶剤に溶解することにより、繊維強化プラスチックを成形する際に、曲面に追従しやすく、型なじみ性に優れるという利点を有する。
FRP樹脂の含浸量は繊維強化プラスチック補強用不織布の質量に対し1〜3倍量であることが好ましく、1.5〜2.5倍量であることがより好ましい。樹脂の量を上記範囲内とすることにより、FRP樹脂が繊維強化プラスチック補強用不織布に適度に含浸され、均一性に優れる繊維強化プラスチックを得ることができる。
繊維長25mm、繊維径17μmのEガラス繊維(以下「ガラス繊維A」と記す。)と、繊維長13mm、繊維径13μmのEガラス繊維(以下「ガラス繊維B」と記す。)を水中に投入し、あらかじめ溶解した分散剤(花王製、「エマノーン3199」)を原料に対し0.5%となるよう添加し、攪拌して繊維を分散させ、0.2%濃度のガラス繊維スラリーを作成した。このスラリーを用いて湿式抄紙法でウエブを作成し、加熱加圧した後、ポリエステル複合アクリルエマルジョン(昭和高分子製、「FP-3000A」、以下「Em.A」と記す。)を含浸法で添加し、過熱乾燥後、繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
ガラス繊維A50%、ガラス繊維B50%、Em.A5%となるよう製造し、FRP不織布の目付け量は30g/m2とした。
Em.Aの代わりにポリエステル複合アクリルエマルジョン(東亞合成製、「NS-1200」)5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を10:90の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を30:70の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を40:60の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
ガラス繊維A,Bの代わりに繊維長6mm、繊維径12μmのパラアラミド繊維(帝人製「テクノーラ」)100%とした以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
ガラス繊維A,Bの代わりに繊維長6mm、繊維径12μmのパラアラミド繊維(帝人製「テクノーラ」)100%とし、Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を30:70の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を60:40の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を70:30の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を90:10の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
ガラス繊維A,Bの代わりに繊維長6mm、繊維径12μmのパラアラミド繊維(帝人製「テクノーラ」)100%とし、Em.Aの代わりに東洋紡製ポリエステルエマルジョン「MD−2000」と昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」を70:30の配合としたエマルジョン5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに昭和電工製アクリルエマルジョン「AG−100」5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
Em.Aの代わりに昭和電工製酢酸ビニルエマルジョン「LS−20」5%となるよう配合した以外は、実施例1と同様に繊維強化プラスチック補強用不織布を製造した。
1)シートを重ねて置いた場合のブロッキングの発生
24cm角の繊維強化プラスチック補強用不織布を、合い紙を挟まずに20枚重ね、25cm角500gの鉄板の重しを乗せ、温度30℃の乾燥機に2時間放置した後、繊維強化プラスチック補強用不織布を上から1枚ずつ取り上げた。その際、全て1枚1枚バラバラに取り上げられた場合、「ブロッキング発生無し○」と評価し、繊維強化プラスチック補強用不織布同士がくっついている、又はくっついていて1枚を剥がし取る際に破れが発生した場合を「ブロッキング発生×」と評価した。その結果を表1及び2に示す。
2)引張強度の測定
JIS規格 R3420 7.4 に準拠し、各実施例および各比較例の不織布の引張強度を測定した。その結果を表1及び2に示す。なお、表中の◎、○、△はそれぞれ下記の基準で示した。
◎;20N/50mm以上
○;15〜20N/50mm未満
×;15N/50mm未満
7cm角に切断した繊維強化プラスチック補強用不織布を6枚重ね、不飽和ポリエステル樹脂(ジャパンコンポジット製「G−227K」)をスポイトで3ml測り取り、平置きした検体上に一気に滴下し、樹脂の液面が完全に検体に染み込むまでの時間を測定した。その結果を表1及び2に示す。なお、表中の◎、○、×はそれぞれ下記の基準で示した。
◎;70秒未満
○;70〜100秒未満
×;100秒以上
一方、比較例1〜5で得られた繊維強化プラスチック補強用不織布では、耐ブロッキング性が著しく劣っている。また、比較例6で得られた繊維強化プラスチック補強用不織布では、樹脂含浸性が悪化している。比較例7で得られた繊維強化プラスチック補強用不織布では、樹脂含浸性が悪化していることに加え、十分な強度も得られていないことがわかる。
Claims (11)
- 主体繊維と、バインダー成分とを含み、
前記バインダー成分は、ポリエステル樹脂とアクリル樹脂を含み、前記バインダー成分の全質量に対して、前記ポリエステル樹脂の含有率が50質量%未満であることを特徴とする繊維強化プラスチック補強用不織布。 - 前記バインダー成分は、アクリル樹脂をコア部とし、ポリエステル樹脂をシェル部とするコア/シェル型構造のポリエステル複合アクリル樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 前記バインダー成分の全質量に対して、前記ポリエステル樹脂の含有率が30質量%未満であることを特徴とする請求項1又は2に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 前記バインダー成分の含有率は、前記主体繊維を含む繊維の全質量に対して8質量%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 前記主体繊維は、ガラス繊維、アラミド繊維又は炭素繊維であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 前記主体繊維は、ガラス繊維であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 前記主体繊維の平均繊維径は、10μm以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 前記主体繊維の平均繊維長は、3mm以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 前記主体繊維の平均繊維長は、10〜25mmであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 引張強度が15N/50mm以上であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の繊維強化プラスチック補強用不織布を補強材として含む繊維強化プラスチック。
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- 2013-09-30 JP JP2013205384A patent/JP6179326B2/ja active Active
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