JP3129606B2 - 複合成形物 - Google Patents
複合成形物Info
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Description
化プラスチック(以下、ACMという)からなる複合成
形物において、金属板の側から高速の飛来物を受けた場
合、高強度繊維強化プラスチックが金属板と剥離しない
ようにACMにて複合成形体を包み込むことにより高速
の飛来物に対し優れた耐衝撃性を持つ複合成形物に関す
るものである。
対する耐衝撃体は鉄、チタン、アルミニウムの単体又は
合金とその裏面にACMを接着等の化学的方法、あるい
はボルト/ナットによる機械的方法により固定して軽量
化と耐衝撃性を向上する技術を特開平3−58835〜
58837号公報にて開示している。しかしながら、衝
撃力がかなり強い場合、又は数回以上繰返しの衝撃力が
加わる場合金属板とACM間での剥離が生じたり、AC
Mの裏面へのふくらみが大きくなる現象が起り、これら
の点を改善することが要求されて来た。
(体)の裏面にACMを固定することにより軽量で耐衝
撃性の優れた複合成形物が得られるとの知見のもとに、
更に耐衝撃性を向上させる為に種々検討した結果、金属
・ACM複合成形物をACMで全体を包み込むことによ
り金属/ACM間の剥離を無くし、かつACMの裏面の
ふくらみを非常に少なくし、更に耐衝撃性においても優
れた複合成形物を完成させるに至ったものである。
Mから成る複合成形物において、金属板とACMを積層
してなる複合成形体をACMにて包み込むことを特徴と
する複合成形物に関するものである。ここに用いられる
金属板は、鉄、アルミニウム、チタン等の単独又は合金
ならいかなるものでも良いが、高強度で軽量のものが望
ましい。
しては引張強度を密度で割った比引張強度が10×10
6 cm以上であり、弾性率を密度で割った比弾性率が
2.5×108 cm以上のものである。具体的には、高
強度ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、芳香族
ポリエステル繊維、高強度ポリエチレン繊維、高強度ナ
イロン繊維等である。一般のガラス繊維、ナイロン繊維
及びポリエステル繊維などは該当しない。比引張強度あ
るいは比弾性率が前記値以下の繊維を用いた場合、その
複合成形物の耐衝撃性は必ずしも十分ではない。
ングあるいは重ね合わせる樹脂としては、熱硬化性樹脂
では、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂及び
ポリイミド樹脂等であり、熱可塑性樹脂としては、ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポリエ
ーテルサルファイド、ポリフェニルサルファイド、ポリ
エーテルエーテルケトン等、更には熱可塑性ポリウレタ
ン、スチレン、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、アクリ
ルニトリルスチレン(AS)樹脂、ネオプレン等の合成
ゴム又はエラストマーなどである。
高強度繊維に熱硬化性樹脂を含浸又は塗布してプリプレ
グを作製し、このプリプレグを複数枚重ね、加熱、加圧
する圧縮成形法、あるいはプリプレグを作らないハンド
レイアップ法などがある。樹脂含有率は、5〜80%
(重量%、以下同じ)の範囲であるが、通常は5〜50
%、好ましくは8〜30%である。一方熱可塑性樹脂の
場合、高強度繊維と熱可塑性樹脂フィルム或いは織布な
どのシート状物とを交互に複数枚重ね合わせ加熱、加圧
する圧縮成形法や、樹脂を予め溶融しておき、その樹脂
を高強度繊維に付着させる方法もある。熱可塑性樹脂の
含有率も上記熱硬化性樹脂と同じである。
面に固定する方法としては、ボルトやリベット等、ある
いは枠材等を使用した機械的方法によるもの、あるいは
合成ゴム系やエポキシ樹脂等の接着剤で接着する化学的
方法等がある。なお固定する際金属板との間に間隔を設
けても良い。
複合成形体の耐衝撃性を更に向上させる為、この複合成
形体をACMで包み込む。具体的には、複合成形体に使
用された高強度繊維と樹脂又は複合成形体と密着性の良
い他の高強度繊維と樹脂とで得られたプリプレグで複合
成形体を包み込んで加熱、加圧して硬化させる方法、又
はハンドレイアップ法で複合成形体を包み込みながら成
形する方法、或いは熱可塑性樹脂シートと高強度繊維を
交互に包み込んで加熱溶融し加圧する方法、又熱可塑性
樹脂が付着した高強度繊維で複合成形体を包み込んで加
熱加圧する方法等がある。樹脂含有率は複合成形体本体
より多少高い方が好ましい。即ち10〜80%の範囲、
通常15〜70%、好ましくは20〜60%である。又
包み込む時の積層数は1〜30層、通常は1〜20層、
好ましくは2〜15層である。
場合は、大きな衝撃力あるいは高速の飛来物が衝突した
際、その衝撃力によって複合成形物内に衝撃物体が入り
こむと、裏面に大きなふくらみが生じるが、上記の様に
して得られたACMで包み込まれた複合成形物は、外被
のACMによる相互の引張効果のため著しくふくらみを
小さくする。更に、肉厚の薄い複合成形物では小さな高
速飛来物に対し貫通又は金属板・ACMの層間剥離の発
生することがあるが、ACMで包み込むことによりその
貫通及び層間剥離を押さえ込むことが可能となる。
3.2×108 cmの高強度ガラス繊維からなる平織織
布(目付量:300g/m2 )にレゾール型フェノール
樹脂を含浸し乾燥して樹脂分約20%のプリプレグを得
た。このプリプレグを6枚重ね、150℃、100kg
/cm2 で加熱、加圧してACM板を得た。このACM
板を高張力鋼板(厚さ4mm)にボルト、ナットで固定
し図1に示す複合成形体Aを得た。この複合成形体Aに
上記プリプレグを約80℃で加温後、3回巻き付け、金
型に入れ、前記と同じ成形条件で加熱、加圧して図2に
示す複合成形物Bを得た。
m、比弾性率10×108 cmの高強度ポリエチレン繊
維からなる織布(目付量:350g/m2 )にビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂を表面にコーティングし、乾燥
して樹脂分約25%のプリプレグを得た。このプリプレ
グを10枚重ね、110℃、50kg/cm2 で加熱加
圧してACM板を得た。このACM板をチタン合金(厚
さ4mm)にエポキシ樹脂で接着し複合成形体Cを得
た。この複合成形体Cに上記ポリエチレン織布とビニル
エステル樹脂を用いてハンドレイアップ成形により2回
巻き付け室温で硬化させ複合成形物Dを得た。
m、比弾性率が6.4×108 cmのアラミド繊維織布
(目付量:450g/m2 )にABS樹脂の18%ME
K溶液を含浸し、乾燥して樹脂分約20%のプリプレグ
を得た。このプリプレグを4枚重ね150℃、100k
g/cm2 で加熱加圧してACM板を得た。このACM
板をアルミニウム合金(厚さ6mm)に合成ゴム系接着
剤で接着し複合成形体Eを得た。この複合成形体Eに上
記アラミド織布プリプレグを2回巻き付け真空プレスに
入れ、加熱加圧して複合成形物Fを得た。
m、比弾性率4.9×108 cmの芳香族ポリエステル
繊維の織布(目付量:260g/m2 )6枚と高延伸さ
せたポリエチレンフィルム(厚さ100μm)7枚を交
互に重ね合わせ、130℃、70kg/cm2 で加熱、
加圧してACM板(両表面はポリエチレンフィルム)を
得た。このACM板をステンレス板(厚さ3mm)に1
50cmピッチでリベットで固定し複合成形体Gを得
た。この複合成形体Gに上記ポリエチレンフィルムとポ
リエステル織布とを重ね合わせ3回巻いた後、上記と同
じ条件で加熱、加圧して複合成形物Hを得た。
m、比弾性率12×188 cmの高強度ポリエチレン繊
維から成る一方向不織布(目付量:130g/m2 )に
ポリウレタン変性ビニルエステル樹脂を表面にコーティ
ングし、乾燥して樹脂分約30%のプリプレグを得た。
このプリプレグを直交方向に交互に10枚重ね、120
℃、60kg/cm2 で加熱、加圧してACM板を得
た。このACM板をチタン板(厚さ5mm)にウレタン
系接着剤で接着し、複合成形体Iを得た。この複合成形
体Iに上記高張力高弾性カーボン織布(目付量:約20
0g/m2 )と上記同樹脂とを用いてハンドレイアップ
成形にて4回巻きつけ硬化後複合成形物Jを得た。
グを9枚重ねたもの及び3枚重ねたものをそれぞれ別々
に150℃、100kg/cm2 で加熱、加圧して2種
のACM板を得た。次いで、実施例1と同じ高張力鋼板
(厚さ4mm)の裏面に前記9枚重ねのACMを、表面
に前記3枚重ねのACMを、それぞれボルト、ナットで
固定し図3で示す複合成形物Kを得た。
リプレグを12枚重ねたもの及び2枚重ねたものをそれ
ぞれ別々に実施例2と同じ条件で加熱、加圧して2種の
ACM板を得た。チタン合金(厚さ4mm)の裏面に1
2枚重ねのACMを、表面に2枚重ねのACMをそれぞ
れエポキシ樹脂で接着し複合成形物Lを得た。
リプレグを6枚重ねたもの及び2枚重ねたものをそれぞ
れ別々に実施例3と同条件で加熱、加圧して2種のAC
M板を得た。アルミニウム合金(厚さ6mm)の裏面に
6枚重ねのACMを、表面に2枚重ねのACMをそれぞ
れ合成ゴム系接着剤で接着し、複合成形物Mを得た。
たポリエチレンフィルム(厚さ100μm)10枚とポ
リエステル織布9枚とを交互に重ね合わせたもの及びポ
リエチレンフィルム3枚とポリエステル織布3枚とを交
互に重ね合わせたものをそれぞれ別々に実施例4と同じ
条件で加熱、加圧して2種のACM板を得た。ステンレ
ス板(厚さ3mm)の裏面にポリエステル織布9枚のA
CMを、表面に3枚のACMを、それぞれ150cmピ
ッチでリベットで固定し複合成形物Nを得た。
CM板に、カーボン織布4枚と実施例と同じ樹脂とを用
いてハンドレイアップ成形したACMをチタン板(厚さ
5mm)の裏面に、表面にはカーボン織布4枚のみを前
記樹脂でハンドレイアップ成形したACM板をウレタン
系接着剤で接着し複合成形物Pを得た。上記複合成形物
をMIL−STD−662に従って1.1g弾を用い約
850m/secの速度で耐貫通衝撃試験を行った。結
果を表1に示す。
明の複合成形物は耐衝撃性に優れ、衝撃試験後において
成形物裏面ふくらみが小さく、ACM板を金属板の剥離
も生じない。
Claims (1)
- 【請求項1】 金属板と高強度繊維強化プラスチックか
ら成る複合成形物において、金属板と高強度繊維強化プ
ラスチックとを積層してなる複合成形体を高強度繊維強
化プラスチックにて包み込むことを特徴とする複合成形
物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06193369A JP3129606B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 複合成形物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06193369A JP3129606B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 複合成形物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0858025A JPH0858025A (ja) | 1996-03-05 |
JP3129606B2 true JP3129606B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=16306772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06193369A Expired - Lifetime JP3129606B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 複合成形物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3129606B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8653370B2 (en) | 2004-06-17 | 2014-02-18 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5786352B2 (ja) * | 2011-02-15 | 2015-09-30 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化樹脂板材の製造方法 |
JP5958569B2 (ja) * | 2015-01-26 | 2016-08-02 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維強化樹脂板材の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-17 JP JP06193369A patent/JP3129606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8653370B2 (en) | 2004-06-17 | 2014-02-18 | 3M Innovative Properties Company | Cable and method of making the same |
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JPH0858025A (ja) | 1996-03-05 |
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