JP5497786B2 - 複合材料 - Google Patents
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Description
途および部材に好適な複合材料、および該複合材料をコア材とするサンドイッチ材に関す
る。
々の生活には欠かせない材料である。しかし、熱可塑性樹脂の柔軟性は、場合によっては
強度や剛性の低さに繋がり、高強度、高剛性を要求される用途においては、ガラス繊維や
炭素繊維など無機繊維の短繊維による補強が行われてきた。しかし、有機物である熱可塑
性樹脂と無機物のガラス繊維などの複合化はリサイクルが困難であり、廃棄面の課題があ
った。また、ガラス繊維は高比重であるために重く、軽量化には適さないという課題があ
った。更に、無機繊維による補強は、複合材料の強度や剛性の向上には有効なものの、耐
衝撃性などの性能についてはさほど効果がなかった。
献1では、強度を改良するために、押し出し機から排出した溶融状態の熱可塑性樹脂に引
き揃えた長繊維状の有機繊維をローラーで押し込みながら複合化する提案がされている。
また、特許文献2では、引張弾性率1GPa未満、伸度300%以上の熱可塑性エラスト
マーとシルク繊維の布帛を複合化することにより、樹脂組成物の耐衝撃性を改良すること
が提案されている。
塑性エラストマーを有機繊維で補強したゴム資材がタイヤ、ホース、ベルトなどの用途で
使用されている。
改善することが出来る。しかし、有機繊維の大きな特徴は耐衝撃性である。特許文献1で
は、この耐衝撃性に関しては検討されていなかった。特許文献2では、シルク繊維を用い
て複合材料の耐衝撃性を改善しているが、シルク繊維は天然繊維であるために生産性に課
題があり、高価であるためにコストなどの経済性についても課題があった。シルク繊維な
どの天然繊維は合成繊維と比較して、一般に強度が低いという課題もあった。
あるゴムや熱可塑性エラストマーが柔軟であるため、耐衝撃性には問題ないが、硬さや弾
性率が低い。
、部材に好適な、リサイクル性、軽量性、生産性、経済性にも優れた有機長繊維と熱可塑
性樹脂とからなる複合材料を提供することを目的とする。
経済性よく提供することができる。また本発明の複合材料は軽量性、生産性、リサイクル
性にも優れている。また本発明の複合材料から、成形体を提供することができ、好適に衝
撃吸収材料が提供可能である。また該複合材料をコア材とするサンドイッチ材とすること
で、高強度、高剛性な衝撃吸収材料である成形体を提供することができ、自動車構造材用
部品、自動車外装材用部品、自動車内装材用部品として好ましく用いることができる。
[有機長繊維]
本発明で使用する融点が200℃以上の有機長繊維としては、例えばポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリエーテルスルホン繊維、アラミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、ポリケトン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維などが挙げられる。有機長繊維は複合材料の強化材として用いられるわけであるが、複合材料のマトリックスとなる熱可塑性樹脂の中で特に有用な樹脂の成形温度は、例外を除いて170℃以上であるので、有機長繊維は融点が200℃以上のものを用いる。有機長繊維の融点が成形温度以下であると熱可塑性樹脂とともに溶融してしまい複合材料が得られなくなる。また、成形工程において、有機長繊維が大きく熱劣化することは強化材として好ましくない。一般に、融点付近では有機長繊維内のポリマーの配向や結晶が緩和されやすいことから、有機長繊維の融点は成形温度より10℃以上高いことが好ましい。有機長繊維の融点は、成形温度より20℃以上高ければより好ましい。
また、樹脂成形品の特性を高める目的で、適切な処理剤で繊維表面を処理しても良い。この場合、繊維の表面に、該繊維100重量部に対して、表面処理剤が0.1〜10重量部、好ましくは0.1〜3重量部付着させたらよい。表面処理剤は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜、選定したらよい。
本発明の有機長繊維の形態は、撚りを掛けた撚糸コード、またはこの撚糸コードで構成される織物あるいは編物である。撚りが施されることで繊維束が締まり、繊維束内部への樹脂の含浸が抑えられる。樹脂の含浸については詳しくは後述するが、有機長繊維がマルチフィラメントであって、その繊維束間は実質的に熱可塑性樹脂が含浸していることが好ましく、また有機長繊維の繊維束内部は、実質的に熱可塑性樹脂が未含浸であることが好ましい。
本発明では、繊維束間に樹脂が含浸しているが、繊維束内には樹脂が含浸していない部分を有するもの、すなわち繊維束内の含浸度が低いものが好ましい。有機長繊維の繊維束内部は、実質的に熱可塑性樹脂が未含浸とすることで、より良好な物性が得られている。本発明の複合材料において、有機長繊維束間は実質的に熱可塑性樹脂が含浸した構造であることが好ましい。長繊維束間が樹脂で十分に満たされていないと、長繊維束間にボイドが残る状態となるため、複合材料の強度が低下する。本発明において、有機長繊維束間が実質的に樹脂が含浸した構造とは、繊維束間のボイド率が10%以下であることを指す。その検証は、体積が算出可能な試料の重量を秤量することや断面の顕微鏡観察によって実施することができる。
本発明は融点が200℃以上の有機長繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合材料である。本発明において、有機長繊維と熱可塑性樹脂の組成比は、体積比で有機長繊維100部に対し、熱可塑性樹脂は20部から900部であることが好ましく、より好ましくは25部から400部である。有機長繊維100部に対する熱可塑性樹脂の割合が20部より少なくなると、長繊維の繊維束間がボイドだらけとなり複合材料の力学的強度が大きく低下する。逆に、900部より多くなると有機長繊維の補強効果が十分に発現しなくなる。 複合材料中の厚み10mm当たりの有機長繊維の目付量は、1000〜12000g/m2であることが好ましい。より好ましくは2000〜10000g/m2である。有機長繊維の目付量が1000g/m2より小さくなると必要なエネルギー吸収性能が発現しにくくなる。逆に、12000g/m2より大きくなると長繊維の繊維束間にボイドが発生しやすく、複合材料の力学的強度が大きく低下するおそれがある。
本発明の複合材料は、耐衝撃性と共に高強度、高弾性を併せ持つことを目的とすることから、マトリックスは一般の熱可塑性樹脂であることが好ましく、熱可塑性エラストマーやゴムなどの弾性体は適さない。その目安としては、マトリックスの熱変形温度が80℃以上であることが好ましい。熱変形性の指標としては荷重たわみ温度を用いる。
この中でも、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド6樹脂、ポリアミド66樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ボリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂がより好ましく、特に好ましいのは、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド6樹脂、ポリアミド66樹脂である。
本発明の複合材料、ならびに複合材料からなる成形体の製造方法は、繊維束間への樹脂の含浸による複合化、および得られた複合材料の賦形で構成される。繊維束間への樹脂の含浸方法は特に限定されず、使用する有機長繊維の形態に応じて適宜、選定すればよい。例えば、有機長繊維が織物や編物などの布帛形態の場合、プレス成形機や真空成形機などを用いて、熱可塑性樹脂が溶融し、有機繊維が溶融しない温度で、積層した織物・編物と樹脂フィルム・不織布を加圧または減圧することにより、長繊維束間に熱可塑性樹脂が含浸した複合材料を得ることができる。また、有機長繊維が撚糸コードの場合、上記のプレス成形や真空成形のほかに、押し出し成形や引抜き成形によっても長繊維束間に熱可塑性樹脂が含浸した複合材料を得ることができる。例えば、クリールスタンドに仕立てた複数本の撚糸コードを一定テンション下で繰出しながら、糸ガイドを用いて引き揃え、引抜き成形機の含浸ダイに導入する。ここで、撚糸コード間に溶融樹脂を含浸させた後、含浸ダイから引抜いて冷却することにより、連続繊維のUDシートを得ることができる。
本発明の複合材料は試験速度11m/sec、試験片押え治具の開口部径40mm、直径10mmストライカーによる高速打抜試験における吸収エネルギーが10J以上であることを特徴とする。より好ましくは吸収エネルギーが12J以上である。上述のとおり、有機長繊維の種類、目付け量、マトリクスの熱可塑性樹脂、繊維束間の含浸程度、および繊維束内部の含浸程度より所望のエネルギー吸収性能を有する複合材料とすることができる。吸収エネルギーの上限は実質500Jである。
本発明はさらに、上記の複合材料をコア材とするサンドイッチ材を包含する。本発明のサンドイッチ材は、上記の複合材料を衝撃吸収材としてコア材に用い、スキン層と組み合わせることにより構成される。スキン材としては高剛性材が好ましいが、これについては後述する。スキン材とコア材との体積比は、スキン材100部に対し、コア材が40〜9900部であることが好ましい。より好ましくはスキン材100部に対し、コア材が100〜1000部である。スキン材100部に対するコア材の体積が40部より小さくなると、サンドイッチ材の強度や剛性は高いものの十分な衝撃吸収性が発現しにくくなる。逆に、スキン材100部に対するコア材の体積が9900部より大きくなると、強度や剛性はコア材単独の場合と大差ないレベルに留まり、手間を掛けて敢えてサンドイッチ材とする必要がなくなる。
サンドイッチ材におけるスキン材は下記式(1)で定義される比弾性(E)が2.5以上の強化繊維を含む繊維強化複合材料からなる高剛性材であることが好ましい。
E=M/D/9.8 (1)
ここで、Eは比弾性、Mは繊維の弾性率(MPa)、Dは繊維の密度(g/cm3)である。
このような強化繊維の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、スチール繊維(ステンレス繊維)、セラミック繊維などの無機繊維、およびアラミド繊維などが挙げられる。この中でも、汎用性や取扱い性からガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維が好ましい。
高剛性材を構成する強化繊維の強度は500MPa以上であることが好ましい。さらに好ましくは1000MPa以上である。500MPa未満では、得られるサンドイッチ材の強度が低すぎる傾向にある。
また強化繊維の弾性率は30GPa以上であることが好ましい。さらに好ましくは50GPa以上である。30GPa未満では、得られるサンドイッチ材の剛性が低すぎる傾向にある。
また、サンドイッチ材および成形品の特性を高める目的で、適切な処理剤で繊維表面を処理しても良い。この場合、繊維の表面に、該繊維100重量部に対して、表面処理剤が0.1〜10重量部、好ましくは0.1〜3重量部付着させたらよい。表面処理剤は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜、選定したらよい。
高剛性材を上記のような原料、組成、構成とすることにより、サンドイッチ材および成形体に強度と剛性を付与することができる。
スキン材である高剛性材のマトリックス樹脂と、コア材であり衝撃吸収材である複合材料のマトリックス樹脂は、必ずしも同一である必要はなく、溶着する樹脂、あるいは相溶する樹脂であれば異なっていても良い。
サンドイッチ材の製造方法は、予めスキン材とコア材を個別に作製しておいて後で複合化する方法、スキン材とコア材の原料を合わせて一段階で複合化する方法のいずれであっても良い。
例えば、二段階で複合化する方法としては、スキン材とコア材の原料となる強化繊維とマトリックス樹脂をプレス成形機、真空成形機、押出成形機、引抜成形機などに仕込み、それぞれ成形する。この際、高剛性材は繊維束内に樹脂が含浸している方が性能面で好ましいため、より厳しい温度、圧力、時間条件で成形することが多い。その後、比較的温和な条件で成形したコア材の複合材料とプレス成形機、真空成形機、高周波溶着機などを用いて溶着する。高剛性材とコア材の複合材料の成形方法が同様で、成形条件が大きくかけ離れていなければ、一段階で成形しても良い。
該複合材料、ならびに該複合材料をコア材とするサンドイッチ材とすることで、高強度、高剛性な衝撃吸収材料である成形体を提供することができる。本発明は上記の複合材料から得られる成形体を包含する。本発明は上記のサンドイッチ材から得られる成形体を包含する。
該複合材料、ならびに該複合材料をコア材とするサンドイッチ材は、自動車構造材用部品、自動車外装材用部品、自動車内装材用部品に好ましく用いられる。本発明は上記の複合材料、および/またはサンドイッチ材から得られる自動車構造材用部品、自動車外装材用部品、自動車内装材用部品を包含する。自動車構造材用部品としては、例えばクラッシュストラクチャー、フロアパンなどが挙げられる。自動車外装材用部品としては、例えばバンパー、ボンネット、フェンダーなどが挙げられる。自動車内装材用部品としては、例えばインストルメンタルパネル、ドアトリム、センターコンソール、ピラーカバーなどが挙げられる。
該複合材料は衝撃吸収に優れるので衝撃吸収部材、例えばバンパー、ボンネット、フェンダー、フロア、座席、ドアトリム、ピラーカバーなどに用いられる。
該複合材料をコア材とするサンドイッチ材は衝撃吸収性に加え剛性にも優れるため、上記の用途に加え、構造部材、例えばクラッシュストラクチャー、フロアパンなどに用いられる。
1)有機繊維の撚数測定
織物、編物、撚糸コードから構成糸をサンプリングし、1mあたりの撚数(T/m)を測定した。構成糸が片撚り(1本撚り)の場合はその撚数を測定し、諸撚り(2本撚り)の場合は上撚、下撚それぞれの撚数を測定した。
2)繊維(有機長繊維および強化繊維)/樹脂の繊維体積分率測定
1cm2から10cm2の試料の重量を秤量する。繊維または樹脂のいずれか一方を溶解、または分解する薬品を使用して溶解成分を抽出する。残渣を洗浄および乾燥後に秤量する。残渣と溶解成分の重量、および繊維と樹脂の比重から、繊維と樹脂の体積分率を算出する。例えば、樹脂がポリプロピレンの場合、加熱したトルエンまたはキシレンを用いることにより、ポリプロピレンのみを溶解することができる。樹脂がポリアミドの場合は、加熱したギ酸によりポリアミドを分解することができる。樹脂がポリカーボネートの場合には加熱した塩素化炭化水素を用いることにより、ポリカーボネートを溶解することができる。また繊維/樹脂の繊維体積分率より、繊維100部に対する、樹脂の体積部を求めることができ、例えば繊維体積分率が50%である場合、樹脂100部に対し、繊維の体積部は100部となる。
3)複合材料10mm厚みあたりの繊維目付評価
複合材料中の繊維体積分率、および繊維比重から複合材料10mm厚みあたりの繊維目付(g/m2)を算出した。
4)繊維束間のボイド率測定
試料をマイクロトームで切断し、その断面を顕微鏡観察して繊維束間を2値化処理することによりボイド率を算出した。
5)繊維への樹脂の含浸度評価
高剛性材については、試料の断面を顕微鏡観察し、気泡の割合を算出することにより樹脂の含浸度を評価した。複合材料については、試料から取り出した長繊維をピンセットや針などを用いてほぐし、容易に選別できるマルチフィラメント構成単糸の本数から、遊離単糸率を算出する。例えば、250本の単糸から構成される有機長繊維の場合、150本の遊離単糸を取り出せるのであれば遊離単糸率は60%となり、樹脂の含浸度は体積分率で残りの40%ということとなる。
6)引張試験
高剛性材とサンドイッチ材の引張試験は、JIS K 7165を参考として、A&D社製のテンシロン万能試験機を用いて測定した。試験片の形状はA形試験片とし、幅は15mm、厚さは2mmとした。チャック間距離は136mm、試験速度は2mm/分とした。複合材料については、JIS K 7113に準拠して、島津製作所製のオートグラフAG−I型を用いて測定した。試験片の形状は1号形試験片とし、試長部の長さは60mm、幅は10mmとした。チャック間距離は115mm、試験速度は10mm/分とした。
7)成形品の落錘衝撃試験
インストロン社製のダイナタップ落錘衝撃試験機9250HV型を用いて測定した。試験片サイズ150mm×100mm、錘重量5.43kg、負荷エネルギー量45Jとした。
8)高速打抜き試験
島津製作所製のハイドロショットHITS−P10型を用い、ISO 6603−2規格に準拠して試験片を打ち抜いた際の最大荷重と吸収エネルギー量、および最大荷重点変位を測定した。試験片サイズは140mm×140mmとし、ストライカー径は10mm、押え治具の開口部径は40mm、試験速度は11m/秒とした。この試験で得られた変位−荷重曲線の面積を試験片の吸収エネルギー量として評価した。
9)圧縮試験
A&D社製のテンシロン万能試験機を用い、SACMA SRM1規格に準拠して測定した。試験片の形状は矩形で幅は15mm、長さは80mm、標線間距離は4.8mmとした。試験速度は1mm/分とした。
1)ポリプロピレンフィルム
サン・トックス社製サントックス−CPフィルム、Kグレード、厚み30μm
2)ポリアミド6フィルム
ユニチカ社製エンブレムONフィルム、標準グレード、厚み25μm
3)ポリカーボネートフィルム
帝人化成社製パンライトL−1225Lを用いてフィルム作製、厚み100μm
4)ポリエチレンテレフタレートフィルム
帝人デュポンフィルム製テイジンテトロンフィルム、標準Sグレード、厚み25μm
5)ポリエチレンナフタレートフィルム
帝人デュポンフィルム製テイジンテオネックスフィルム、標準Q51グレード、厚み25μm
6)ポリエチレンテレフタレート織物
帝人ファイバー社製T−4498織物:原糸;ポリエチレンテレフタレート繊維1100dtex192f、撚数;120T/m(S方向)、組織;平織り、厚み;0.4mm、目付;175g/m2
7)ポリエチレンナフタレート織物
帝人ファイバー社製PF−1200織物:原糸;ポリエチレンナフタレート繊維1100dtex250f(融点280℃未満)、撚数;30T/m(S方向)、組織;綾織り、厚み;0.5mm、目付;310g/m2
8)ポリエチレンテレフタレート編物
帝人ファイバー社製T−11588織物:原糸;ポリエチレンテレフタレート繊維560dtex96f、撚数;60T/m(S方向)、組織;ラッセル編み、厚み;0.3mm、目付;120g/m2
9)ポリエチレンテレフタレート撚糸コード
帝人ファイバー社製ポリエチレンテレフタレート繊維P900M 1100T250fを原糸とし、カジテック社製のリング撚糸機を用いてZ方向に275T/mの下撚をかけた(撚り係数3.0)。次に、下撚糸2本を合わせ、S方向に200T/mの上撚をかけて(撚り係数3.0)、実験用の撚糸コードとした。撚糸コード1本の直径は0.5mmであった。これ以外にも同様の方法で上/下撚数:7/10(T/m)、710/1000(T/m)、965/1365(T/m)の撚糸コードを得た。
10)ポリエチレンナフタレート撚糸コードA
帝人ファイバー社製ポリエチレンナフタレート繊維Q904M 1100T250f(融点280℃未満)を原糸とし、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードと同様の加工を行い、上/下撚数:200/275(T/m)の撚糸コードを得た。
11)ポリエチレンナフタレート撚糸コードB
WO2009/113555公報に記載された方法で製糸した融点285℃以上のポリエチレンナフタレート繊維1100dtex250fを原糸として、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードと同様の加工を行い、上/下撚数:200/275(T/m)の撚糸コードを得た。
12)ナイロン66撚糸コード
旭化成せんい社製ナイロン66繊維T5 940T140fを原糸とし、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードと同様の加工を行い、上/下撚数:210/300(T/m)の撚糸コードを得た。
13)ポリエチレンテレフタレート無撚糸コード
帝人ファイバー社製ポリエチレンテレフタレート繊維P900M 1100T250fを原糸とし、撚りを加えずに2本合糸したものを無撚糸コードとした。
14)ポリエチレンテレフタレート短繊維
帝人ファイバー社製ポリエチレンテレフタレート繊維P900M 1100T250fを原糸とし、ギロチンカッターを用いて1mmの長さにカットした。
15)炭素繊維原糸
東邦テナックス社製STS40 24K(繊度16000dtex)、およびHTS40 12K(繊度8000dtex)を使用した。 比弾性は12.2
16)炭素繊維短繊維
炭素繊維原糸をロータリーカッターを用いて5−50mm長にカットした。
17)炭素繊維織物
東邦テナックス社製STS40 24Kをレピア織機を用いて製織した。織組織は平織りとし、目付は200g/m2に調整した。
18)ガラス繊維原糸
日東紡績社製RS240 QR−483 比弾性は4.2
19)アラミド繊維
帝人テクノプロダクツ社製テクノーラT−241J 1670T1000f。実験に際しては、原糸を10本引き揃えながら合糸して、繊度を16700dtexに調整して使用した。 比弾性は5.1
ポリエチレンナフタレート織物とポリプロピレンフィルムを、フィルム8枚/織物1枚/フィルム16枚/織物1枚/フィルム16枚/織物1枚/フィルム16枚/織物1枚/フィルム8枚の順に積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート織物の繊維束間にポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート織物/ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは1.6mmで、織物の体積分率は35%であった。繊維束内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で35%であった。得られた成形体から、織物の経糸方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、落錘衝撃試験片、高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表1に示す。
ポリエチレンテレフタレート織物とポリプロピレンフィルムを、フィルム4枚/織物1枚/フィルム8枚/織物1枚/フィルム8枚/織物1枚/フィルム8枚/織物1枚/フィルム4枚の順に積層すること以外は製造例1と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート織物/ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは1.4mmで、織物の体積分率は37%であった。繊維束内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で30%であった。評価結果を表1に示す。
成形条件を210℃、2.0MPaとすること以外は製造例2と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート織物/ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは1.3mmで、織物の体積分率は37%であった。繊維束内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で95%であった。評価結果を表1に示す。
ポリエチレンテレフタレート編物とポリプロピレンフィルムを、フィルム3枚/編物1枚/フィルム6枚/編物1枚/フィルム6枚/編物1枚/フィルム6枚/編物1枚/フィルム3枚の順に積層すること以外は製造例1と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート編物/ポリプロピレンの一体成形体を得た。成形体の厚みは0.9mmで、編物の体積分率は34%であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で28%であった。評価結果を表1に示す。
ポリプロピレンフィルム6枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを100gのテンション下、1mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム6枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは0.4mmで、撚糸コードの体積分率は33%であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で15%であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレンの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmで、撚糸コードの体積分率は33%であった。この3プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表1に示す。
成形条件を210℃、2.0MPaとすること以外は製造例5と同様の処理を行い、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは0.4mmで、撚糸コードの体積分率は33%であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で70%であった。評価結果を表1に示す。
カット長1mmのポリエチレンテレフタレート短繊維とポリプロピレン樹脂を、サーモ・プラスティックス工業製の単軸押出機TP15型を用いて210℃で1分間混練し、ポリエチレンテレフタレート短繊維とポリプロピレンの複合材料ストランドを得た。次に、日精樹脂工業製の小型射出成形機EP5型を用いて、得られたストランドから、210℃で引張試験片、落錘衝撃試験片、高速打抜き試験片を作製した。試験片における繊維の体積分率は34%であった。試験片の断面をレーザー顕微鏡観察した結果、短繊維は単糸レベルにまで分かれて樹脂中でよく分散しており、単糸の凝集体は観察されなかった(ポリプロピレンの含浸度は体積分率で100%)。評価結果を表1に示す。
ポリプロピレンフィルム40枚を積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力1.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリプロピレンの成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmであった。評価結果を表1に示す。
ポリカーボネートフィルム12枚を積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度250℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリカーボネートフィルムを軟化溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリカーボネートの成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmであった。評価結果を表2に示す。
ポリアミド6フィルム7枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを100gのテンション下、1mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム7枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6フィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリアミド6を浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6一体成形体を得た。成形体の厚みは0.4mmで、撚糸コードの体積分率は35%であった。繊維内へのポリアミド6の含浸度は体積分率で20%であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6の3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmで、撚糸コードの体積分率は35%であった。この3プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表2に示す。
ポリカーボネートフィルム2枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを一定のテンション下、約1mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム2枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度250℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリカーボネートフィルムを軟化溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリカーボネートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリカーボネート一体成形体を得た。成形体の厚みは0.4mmで、撚糸コードの体積分率は30%であった。繊維内へのポリカーボネートの含浸度は体積分率で10%であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリカーボネートの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.3mmで、撚糸コードの体積分率は30%であった。この3プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表2に示す。
ポリエチレンナフタレート織物とポリエチレンテレフタレートフィルムを、フィルム10枚/織物1枚/フィルム19枚/織物1枚/フィルム19枚/織物1枚/フィルム19枚/織物1枚/フィルム10枚の順に積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度270℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート織物の繊維束間にポリエチレンテレフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート織物/ポリエチレンテレフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは1.6mmで、織物の体積分率は35%であった。繊維内へのポリエチレンテレフタレートの含浸度は体積分率で23%であった。評価結果を表2に示す。
ポリアミド6フィルム50枚を積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6フィルムを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリアミド6の成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmであった。これらの結果を表2に示す。
ポリエチレンテレフタレート50枚を積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度270℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレートの成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmであった。評価結果を表2に示す。
繊維の種類、形態、撚数等を表3または4に示したものに変え、製造例1〜6に示した成形条件でプレス処理することにより各種のポリプロピレン系複合材料を作製、評価した。評価結果を表3、表4に示す。
ポリアミド6フィルム3枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを100gのテンション下、2mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム4枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6フィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリアミド6を浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6一体成形体を得た。成形体の厚みは0.3mmで、撚糸コードの体積分率は35%であった。繊維内へのポリアミド6の含浸度は体積分率で56%であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6の3プライ成形体を得た。成形体の厚みは0.9mmで、撚糸コードの体積分率は35%であった。この3プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表4に示す。
繊維の種類、形態、撚数等を表5または6に示したものに変え、製造例7または29に示した成形条件でプレス処理することにより各種のナイロン6系複合材料を作製、評価した。評価結果を表5、表6に示す。
ポリカーボネートフィルム1枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを一定のテンション下、約2mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム1枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度250℃、最大圧力5.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリカーボネートフィルムを軟化溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのコード間にポリカーボネートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリカーボネート一体成形体を得た。成形体の厚みは0.3mmで、撚糸コードの体積分率は29%であった。繊維内へのポリカーボネートの含浸度は体積分率で48%であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリカーボネートの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは0.9mmで、撚糸コードの体積分率は29%であった。この3プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表6に示す。
繊維の種類、形態、撚数等を表6に示したものに変え、製造例8または41に示した成形条件でプレス処理することにより各種のポリカーボネート系複合材料を作製、評価した。評価結果を表6に示す。
ポリエチレンテレフタレートフィルム3枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンナフタレート撚糸コードAを100gのテンション下、1mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム4枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度270℃、最大圧力3.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードAの繊維束間にポリエチレンテレフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードA/ポリエチレンテレフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは0.3mmで、撚糸コードの体積分率は49%であった。繊維内へのポリエチレンテレフタレートの含浸度は体積分率で57%であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンナフタレート撚糸コードA/ポリエチレンテレフタレートの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.0mmで、撚糸コードの体積分率は49%であった。この3プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表6に示す。
ポリエチレンナフタレート織物とポリエチレンテレフタレートフィルムを、フィルム5枚/織物1枚/フィルム10枚/織物1枚/フィルム10枚/織物1枚/フィルム10枚/織物1枚/フィルム5枚の順に積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度270℃、最大圧力3.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート織物の繊維束間にポリエチレンテレフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート織物/ポリエチレンテレフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは1.6mmで、織物の体積分率は50%であった。繊維内へのポリエチレンテレフタレートの含浸度は体積分率で55%であった。得られた成形体から、織物の経糸方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、落錘衝撃試験片、高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表7に示す。
ポリエチレンナフタレートフィルム3枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンナフタレート撚糸コードBを100gのテンション下、1mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム4枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度280℃、最大圧力3.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレートフィルムを溶融し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードBの繊維束間にポリエチレンナフタレートを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンナフタレート撚糸コードB/ポリエチレンナフタレートの一体成形体を得た。成形体の厚みは0.3mmで、撚糸コードの体積分率は49%であった。繊維内へのポリエチレンナフタレートの含浸度は体積分率で59%であった。得られた成形体から、撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンナフタレート撚糸コード/ポリエチレンテレフタレートの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.0mmで、撚糸コードの体積分率は49%であった。この3プライ成形体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表7に示す。
ポリプロピレンフィルム3枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上にポリエチレンテレフタレート無撚糸コードを100gのテンション下、1mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム3枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度210℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート無撚糸コードにポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート無撚糸コード/ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは0.3mmで、撚糸コードの体積分率は50%であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で98%であった。得られた成形体から、無撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を無撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート無撚糸コード/ポリプロピレンの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.0mmで、撚糸コードの体積分率は50%であった。評価結果を表7に示す。
ポリプロピレンフィルム3枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:965/1365(T/m)のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを100gのテンション下、1mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム3枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度210℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードにポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは0.4mmで、撚糸コードの体積分率は49%であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で10%であった。得られた成形体から、無撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を無撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート無撚糸コード/ポリプロピレンの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.1mmで、撚糸コードの体積分率は49%であった。評価結果を表7に示す。
ポリプロピレンフィルム6枚をアルミ製平板に貼り付けた後、この上に上/下撚数:200/275(T/m)のポリエチレンテレフタレート撚糸コードを100gのテンション下、10mmのピッチで巻きつけた。次に、この撚糸コードの上にフィルム6枚を貼り付けた後、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度210℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレンフィルムを溶融し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードにポリプロピレンを浸透させた。その後、加圧した状態で冷却し、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン一体成形体を得た。成形体の厚みは0.4mmで、撚糸コードの体積分率は5%であった。繊維内へのポリプロピレンの含浸度は体積分率で60%であった。得られた成形体から、無撚糸コード方向を基準として、引張試験片を切り出して評価した。また、成形体を無撚糸コード0度方向、90度方向、0度方向と重ねた後に再度加熱加圧し、その後加圧した状態で冷却することによりポリエチレンテレフタレート無撚糸コード/ポリプロピレンの3プライ成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmで、撚糸コードの体積分率は5%であった。評価結果を表7に示す。
ポリエチレンナフタレート50枚を積層し、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度280℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレートを溶融し、その後、加圧した状態で冷却することによりポリエチレンナフタレートの成形体を得た。成形体の厚みは1.2mmであった。評価結果を表7に示す。
片面にポリアミド6フィルムを6枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードを均一の厚さで200g/m2の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6樹脂が一部含浸したポリエチレンテレフタレート撚糸コードの一方向材を得た。樹脂含浸度は30%、厚みは0.3mm、繊維の体積分率は40%であった。得られた一方向材から繊維方向を基準として引張試験片を切り出して評価した。また、一方向材の繊維方向を基準として、0度方向、90度方向、0度方向と重ね、適当なサイズに切り出した後に30cm×20cmの金型を用いて再度加熱加圧することにより、複合材料を得た。厚みは1.0mmであった。この複合材料から衝撃試験片を切り出して評価した。評価結果を表8に示した。
プレス成形における最大圧力を2.0MPaとした以外は、製造例52と同様に処理を行い、樹脂含浸度95%、厚み0.3mm、繊維体積分率は40%のポリエチレンテレフタレート撚糸コードの一方向材を含む複合材料を得た。評価結果を表8に示した。
片面にポリアミド6フィルムを6枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、目付が200g/m2のポリエチレンテレフタレート織物を1枚貼り付けた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6樹脂が一部含浸したポリエチレンテレフタレート織物の二方向材を得た。樹脂含浸度は30%、厚みは0.3mm、繊維の体積分率は40%であった。得られた二方向材から経糸方向を基準として引張試験片を切り出して評価した。また、二方向材の繊維軸を合わせて3枚重ね、適当なサイズに切り出した後、30cm×20cmの金型を用いて再度加熱加圧することにより、複合材料を得た。厚みは1.0mmであった。この複合材料から衝撃試験片を切り出して評価した。評価結果を表8に示した。
織物を編物に変更した以外は製造例54と同様の処理を行い、樹脂含浸度30%、厚み0.3mm、繊維体積分率40%のポリエチレンテレフタレート編物の二方向材を含む複合材料を得た。評価結果を表8に示した。
片面にポリプロピレンフィルムを5枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、ポリエチレンテレフタレート撚糸コードを均一の厚さで200g/m2の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレン樹脂が一部含浸したポリエチレンテレフタレート撚糸コードの一方向材を得た。樹脂含浸度は30%、厚みは0.3mm、繊維の体積分率は40%であった。得られた一方向材から繊維方向を基準として引張試験片を切り出して評価した。また、一方向材の繊維方向を基準として、0度方向、90度方向、0度方向と重ね、適当なサイズに切り出した後に30cm×20cmの金型を用いて再度加熱加圧することにより、複合材料を得た。厚みは1.0mmであった。この複合材料から衝撃試験片を切り出して評価した。評価結果を表8に示した。
片面にポリアミド6フィルムを5枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで200g/m2の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度260℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう3枚重ね、適当なサイズに切り出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度260℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は99%であった。厚みは0.5mm、繊維の体積分率は50%であった。この成形品を用いて繊維方向(0度方向)の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を0度方向、90度方向、0度方向に重ねた後に再度加熱加圧して0度/90度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは0.5mmで、繊維の体積分率は50%であった。この0度/90度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表9に示す。
部分含浸におけるポリアミド6フィルムの枚数を7枚とした以外は、参考例1と同様に処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み0.5mm、繊維体積分率40%の炭素繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表9に示す。
30cm×20cmの金型を用いたプレス成形における最大圧力を2.5MPaとした以外は、参考例1と同様に処理を行い、樹脂含浸度92%、厚み0.5mm、繊維体積分率は50%の炭素繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表9に示す。
カット長10mmの炭素短繊維24gを40cm×30cmのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリアミド6フィルムを5枚置き、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度260℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を3枚重ね、適当なサイズに切出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度260℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を99%まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは0.5mm、繊維の体積分率は50%であった。評価結果を表9に示す。
片面にポリアミド6フィルムを5枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、目付が200g/m2の炭素繊維織物を1枚貼り付けた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度260℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリアミド6樹脂が部分含浸した炭素繊維二方向材を得た。次に、部分含浸二方向材を繊維軸を合わせて3枚重ね、適当なサイズに切り出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度260℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を99%まで高めた炭素繊維が二方向の高剛性材を得た。厚みは0.5mm、繊維の体積分率は50%であった。評価結果を表9に示す。
片面にポリプロピレンフィルムを4枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで200g/m2の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度220℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレン樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう3枚重ね、適当なサイズに切り出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度220℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を99%まで高めた炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。厚みは0.5mm、繊維の体積分率は50%であった。この成形品を用いて繊維方向(0度方向)の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を0度方向、90度方向、0度方向に重ねた後に再度加熱加圧して0度/90度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは0.5mmで、繊維の体積分率は50%であった。この0度/90度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表9に示す。
炭素繊維をガラス繊維に変えた以外は、参考例1と同様に処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み0.5mm、繊維体積分率50%のガラス繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表9に示す。
炭素繊維をアラミド繊維に変えた以外は、参考例1と同様に処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み0.5mm、繊維体積分率50%のアラミド繊維が一方向の高剛性材をと0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表9に示す。
一方向材作製時のポリプロピレンフィルムを9枚とし、高剛性材作製時の積層枚数を9枚とした以外は参考例6と同様の処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み1.5mm、繊維体積分率31%の炭素繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表10に示す。
一方向材作製時のポリプロピレンフィルムを9枚とし、高剛性材作製時の積層枚数を9枚、プレス成形圧を2MPaとした以外は参考例6と同様の処理を行い、樹脂含浸度91%、厚み1.5mm、繊維体積分率31%の炭素繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表10に示す。
使用するポリプロピレンフィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数を変えて参考例6と同様の処理を行い、各種の炭素繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表10に示す。
カット長20mmの炭素短繊維24gを40cm×30cmのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリプロピレンフィルムを6枚置き、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度220℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリプロピレン樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を9枚重ね、適当なサイズに切出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度220℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を99%まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは1.5mm、繊維の体積分率は40%であった。評価結果を表10に示す。
使用する炭素繊維の繊度、目付量、ポリプロピレンフィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数、プレス成形圧を変えて参考例14と同様の処理を行い、各種の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。これらの評価結果を表10と11に示した。
炭素繊維短繊維のカット長を50mm、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を9枚として参考例14と同様の処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み1.5mm、繊維体積分率30%の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表11に示す。
炭素繊維短繊維のカット長を5mm、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を9枚として参考例14と同様の処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み1.5mm、繊維体積分率30%の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表11に示す。
炭素繊維をガラス繊維に変え、ポリプロピレンフィルム枚数を9枚、高剛性材作製時の積層枚数を9枚として参考例6と同様の処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み1.5mm、繊維体積分率30%のガラス繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表11に示す。
炭素繊維をアラミド繊維に変え、ポリプロピレンフィルム枚数を9枚、高剛性材作製時の積層枚数を9枚として参考例6と同様の処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み1.5mm、繊維体積分率30%のアラミド繊維が一方向の高剛性材をと0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表11に示す。
使用するポリアミド6フィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数を変えて参考例1と同様の処理を行い、繊維体積分率と厚みが異なる炭素繊維が一方向の高剛性材と0度/90度積層の高剛性材を得た。評価結果を表11に示す。
使用するポリアミド6フィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数を変えて参考例5と同様の処理を行い、繊維体積分率と厚みが異なる炭素繊維が二方向の高剛性材を得た。評価結果を表11に示す。
使用する炭素繊維短繊維のカット長を20mmとし、炭素繊維の繊度、目付量、ポリアミド6フィルム枚数、高剛性材作製時の積層枚数、プレス成形圧を変えて参考例4と同様の処理を行い、各種の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表12に示した。
炭素繊維短繊維のカット長を50mm、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を9枚、高剛性材作製時の積層枚数を9枚として参考例4と同様の処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み1.5mm、繊維体積分率30%の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表12に示した。
炭素繊維短繊維のカット長を5mm、部分含浸等方材作製時のポリプロピレンフィルム枚数を9枚、高剛性材作製時の積層枚数を9枚として参考例4と同様の処理を行い、樹脂含浸度99%、厚み1.5mm、繊維体積分率30%の炭素繊維等方性の高剛性材を得た。評価結果を表12に示した。
片面にポリカーボネートフィルムを3枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで200g/m2の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度300℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリカーボネート樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう9枚重ね、適当なサイズに切り出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度300℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は99%であった。厚みは1.5mm、繊維の体積分率は30%であった。この成形品を用いて繊維方向(0度方向)の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を0度方向、90度方向、0度方向と交互に9枚重ねた後に再度加熱加圧して0度/90度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは1.5mmで、繊維の体積分率は30%であった。この0度/90度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表12に示した。
カット長20mmの炭素短繊維24gを40cm×30cmのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリカーボネートフィルムを3枚置き、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度300℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリカーボネート樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を9枚重ね、適当なサイズに切出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度300℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を99%まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは1.5mm、繊維の体積分率は30%であった。評価結果を表12に示した。
片面にポリエチレンテレフタレートフィルムを11枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで200g/m2の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度290℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう9枚重ね、適当なサイズに切り出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度290℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は99%であった。厚みは1.5mm、繊維の体積分率は30%であった。この成形品を用いて繊維方向(0度方向)の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を0度方向、90度方向、0度方向と交互に9枚重ねた後に再度加熱加圧して0度/90度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは1.5mmで、繊維の体積分率は30%であった。この0度/90度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表13に示した。
カット長20mmの炭素短繊維24gを40cm×30cmのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリエチレンテレフタレートフィルムを11枚置き、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度290℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンテレフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を9枚重ね、適当なサイズに切出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度290℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を99%まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは1.5mm、繊維の体積分率は30%であった。評価結果を表13に示した。
片面にポリエチレンナフタレートフィルムを11枚貼った40cm×30cmサイズのアルミ板に、炭素繊維を均一の厚さで200g/m2の目付となるよう巻きつけた。このアルミ板を名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度300℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維一方向材を得た。次に、部分含浸一方向材を同じ繊維方向となるよう9枚重ね、適当なサイズに切り出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度290℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、炭素繊維が一方向の高剛性材を得た。樹脂の含浸度は99%であった。厚みは1.5mm、繊維の体積分率は30%であった。この成形品を用いて繊維方向(0度方向)の引張試験と圧縮試験を行った。また、部分含浸一方向材を0度方向、90度方向、0度方向と交互に9枚重ねた後に再度加熱加圧して0度/90度積層の高剛性材を得た。成形体の厚みは1.5mmで、繊維の体積分率は30%であった。この0度/90度積層体から落錘衝撃試験片と高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表13に示した。
カット長20mmの炭素短繊維24gを40cm×30cmのアルミ板に均一な厚さになるよう散布した。この上にポリエチレンナフタレートフィルムを11枚置き、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度300℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することによりポリエチレンナフタレート樹脂が部分含浸した炭素繊維等方材を得た。次に、部分含浸等方材を9枚重ね、適当なサイズに切出した後、30cm×20cmの金型を用いて最高温度300℃、最大圧力3.0MPaで20分間加熱加圧することにより、樹脂の含浸度を99%まで高めた炭素繊維の等方材を得た。炭素繊維等方性の高剛性材の厚みは1.5mm、繊維の体積分率は30%であった。評価結果を表13に示した。
製造例52のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂複合材料をコア材として、参考例1の炭素繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表14に示した。
脂 サンドイッチ材の作製
製造例53のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6複合材料をコア材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。評価結果を表14に示した。
製造例54のポリエチレンテレフタレート織物/ポリアミド6樹脂複合材料をコア材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート織物/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。評価結果を表14に示した。
製造例55のポリエチレンテレフタレート編物/ポリアミド6樹脂複合材料をコア材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート編物/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。評価結果を表14に示した。
参考例1の炭素繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として0度方向、90度方向、90度方向、0度方向に4枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、炭素繊維長繊維/ポリアミド6樹脂の二方向性の高剛性材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mmであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表14に示した。
ポリアミド6フィルムを44枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリアミド6の成形品を得た。厚みは1.0mmであった。得られたポリアミド6成形品をコア材として、参考例1の炭素繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表14に示した。
製造例52のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂複合材料を2枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより界面を溶着して、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂の複合材料を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mmであった。得られた複合材料から、経糸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表15に示した。
ポリアミド6フィルムを22枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリアミド6の成形品を得た。厚みは0.5mmであった。得られたポリアミド6成形品をスキン材として、製造例52のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂複合材料のコア材を挟んだものを30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、ポリアミド6樹脂/ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、経糸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表15に示した。
脂 サンドイッチ材の作製
参考例2の炭素繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表15に示す。
参考例3の炭素繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、炭素繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。評価結果を表15に示した。
参考例4の炭素繊維短繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、炭素繊維短繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。評価結果を表15に示した。
参考例5の炭素繊維織物/ポリアミド6樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、炭素繊維織物/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。評価結果を表15に示した。
製造例56のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン樹脂複合材料をコア材として、参考例6の炭素繊維長繊維/ポリプロピレン樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表16に示す。
参考例6の炭素繊維長繊維/ポリプロピレン樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として0度方向、90度方向、90度方向、0度方向に4枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、炭素繊維長繊維/ポリプロピレン樹脂の二方向性の高剛性材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mmであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表16に示す。
製造例56のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン樹脂複合材料を2枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより界面を溶着して、ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン樹脂の複合材料を得た。複合材料の厚みは2.0mmであった。得られた複合材料から、繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表16に示す。
ポリプロピレンフィルムを38枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリプロピレンの成形品を得た。厚みは1.0mmであった。得られたポリプロピレン成形品をコア材として、参考例6の炭素繊維長繊維/ポリプロピレン樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維長繊維/ポリプロピレン樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、炭素繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表16に示す。
ポリプロピレンフィルムを19枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリプロピレンの成形品を得た。厚みは0.5mmであった。得られたポリプロピレン成形品をスキン材として、製造例56のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン樹脂複合材料のコア材を挟んだものを30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度200℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、ポリプロピレン樹脂/ポリエチレンテレフタレート撚糸コードのサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表16に示す。
参考例7のガラス繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、ガラス繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、ガラス繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表17に示す。
参考例7のガラス繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として0度方向、90度方向、90度方向、0度方向に4枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、ガラス繊維長繊維/ポリアミド6樹脂の二方向性の高剛性材を得た。高剛性材の厚みは2.0mmであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表17に示す。
ポリアミド6フィルムを44枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリアミド6の成形品を得た。厚みは1.0mmであった。得られたポリアミド6成形品をコア材として、参考例7のガラス繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、ガラス繊維長繊維/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、ガラス繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表17に示す。
参考例8のアラミド繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材をスキン材とした以外は、実施例1と同様の処理を行い、アラミド繊維長繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、アラミド繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表17に示す。
参考例8のアラミド繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材を、繊維軸方向を基準として0度方向、90度方向、90度方向、0度方向に4枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより各層の界面を溶着して、アラミド繊維長繊維/ポリアミド6樹脂の二方向性の高剛性材を得た。高剛性材の厚みは2.0mmであった。得られた二方向性高剛性材から、一方の繊維軸方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表17に示す。
ポリアミド6フィルムを44枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリアミド6の成形品を得た。厚みは1.0mmであった。得られたポリアミド6成形品をコア材として、参考例8のアラミド繊維長繊維/ポリアミド6樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度240℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、アラミド繊維長繊維/ポリアミド6樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは2.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、アラミド繊維方向を基準として引張試験片と圧縮試験片を切り出して評価した。同様に、サンドイッチ材から落錘試験片と高速打抜き試験片も切り出して評価した。評価結果を表17に示す。
製造例42のポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリカーボネート樹脂複合材料をコア材として、参考例35の炭素繊維短繊維/ポリカーボネート樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度250℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維/ポリエチレンテレフタレート撚糸コード/ポリプロピレン樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは4.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表18に示す。
ポリカーボネートフィルムを11枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度250℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリカーボネートの成形品を得た。厚みは1.0mmであった。得られたポリカーボネート成形品をコア材として、参考例35の炭素繊維短繊維/ポリカーボネート樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度250℃、最大圧力0.5MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維/ポリカーボネート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは4.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表18に示す。
製造例49のポリエチレンナフタレート撚糸コード/ポリエチレンテレフタレート樹脂複合材料をコア材として、参考例37の炭素繊維短繊維/ポリエチレンテレフタレート樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度270℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維/ポリエチレンナフタレート撚糸コード/ポリエチレンテレフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは4.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表18に示す。
ポリエチレンテレフタレートフィルムを44枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度270℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリエチレンテレフタレートの成形品を得た。厚みは1.0mmであった。得られたポリエチレンテレフタレート成形品をコア材として、参考例37の炭素繊維短繊維/ポリエチレンテレフタレート樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度270℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維/ポリエチレンテレフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは4.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表18に示す。
製造例51の高融点ポリエチレンナフタレート撚糸コード/ポリエチレンナフタレート樹脂複合材料をコア材として、参考例39の炭素繊維短繊維/ポリエチレンナフタレート樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度280℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維/高融点ポリエチレンナフタレート撚糸コード/ポリエチレンナフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは4.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表18に示す。
ポリエチレンナフタレートフィルムを44枚積層して30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度280℃、最大圧力2.0MPaで10分間加熱加圧することにより、ポリエチレンナフタレートの成形品を得た。厚みは1.0mmであった。得られたポリエチレンナフタレート成形品をコア材として、参考例39の炭素繊維短繊維/ポリエチレンナフタレート樹脂高剛性材のスキン材2枚で挟んだものを、30cm×20cmの金型に仕込み、名機製作所製ホットプレスMHPC型を用いて、最高温度280℃、最大圧力0.2MPaで10分間加熱加圧することによりスキン材とコア材の界面を溶着して、炭素繊維短繊維/ポリエチレンナフタレート樹脂のサンドイッチ材を得た。サンドイッチ材の厚みは4.0mm、コア材の体積分率は50%であった。得られたサンドイッチ材から、引張試験片、圧縮試験片、落錘試験片、高速打抜き試験片を切り出して評価した。評価結果を表18に示す。
以下表1〜表18に得られた複合材料およびサンドイッチ材の評価結果を示す。
2 ストライカー
3 開口部
4 試験片の押え治具
5 試験片
Claims (11)
- 下記式(1)で定義される比弾性(E)が2.5以上の強化繊維を含む繊維強化複合材料からなる高剛性材をスキン材とし、融点が200℃以上の有機長繊維と熱可塑性樹脂とからなる複合材料であって、有機長繊維の形態が、撚糸コード、または撚糸コードで構成される織物あるいは編物である複合材料をコア材とするサンドイッチ材。
E=M/D/9.8 (1)
ここで、Eは比弾性、Mは繊維の弾性率(MPa)、Dは繊維の密度(g/cm 3 )である。 - 高剛性材の強化繊維が炭素繊維、アラミド繊維、およびガラス繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載のサンドイッチ材。
- スキン材とコア材との体積比が、スキン材100部に対し、コア材が40〜9900部である請求項1に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料の有機長繊維の融点が250℃以上である請求項1に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料の有機長繊維と熱可塑性樹脂の体積比が、有機長繊維100部に対し、熱可塑性樹脂が20部から900部であることを特徴とする請求項1に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料中の厚み10mm当たりの有機長繊維の目付量が1000〜12000g/m 2 である請求項1に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料の撚糸コードの撚数が、1mあたり10〜1000回であることを特徴とする請求項1に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料の有機長繊維がポリエステル長繊維またはナイロン長繊維である請求項1に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料のポリエステル長繊維がポリアルキレンテレフタレートおよび/またはポリアルキレンナフタレートをポリエステル中の95モル%以上の成分とすることを特徴とする請求項8に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料の熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリエステル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のサンドイッチ材。
- 複合材料が、試験速度11m/sec、試験片押え治具の開口部径40mm、直径10mmストライカーによる高速打抜試験における吸収エネルギーが10J以上の複合材料である請求項1記載のサンドイッチ材。
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