JPH05105773A - 板状繊維強化複合材成形物 - Google Patents
板状繊維強化複合材成形物Info
- Publication number
- JPH05105773A JPH05105773A JP3099896A JP9989691A JPH05105773A JP H05105773 A JPH05105773 A JP H05105773A JP 3099896 A JP3099896 A JP 3099896A JP 9989691 A JP9989691 A JP 9989691A JP H05105773 A JPH05105773 A JP H05105773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- molded product
- resin
- torsional
- reinforced composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ねじり物性の向上と軽量化を含めた設計の自
由度を両立させた板状繊維強化複合材成形物を提供す
る。 【構成】 板状繊維強化複合材料成形物における強化繊
維を成形物のねじり変性の軸に対して３０゜以上６０゜
以下の角度に配向させると共に、強化繊維として引張強
度３３０ｋｇ／ｍｍ２以上で引張弾性率３５×１０３ｋ
ｇ／ｍｍ２以上の炭素繊維を用いる。
由度を両立させた板状繊維強化複合材成形物を提供す
る。 【構成】 板状繊維強化複合材料成形物における強化繊
維を成形物のねじり変性の軸に対して３０゜以上６０゜
以下の角度に配向させると共に、強化繊維として引張強
度３３０ｋｇ／ｍｍ２以上で引張弾性率３５×１０３ｋ
ｇ／ｍｍ２以上の炭素繊維を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量かつ高いねじり物
性を必要とする、例えばスキー板構造部材等の板状繊維
強化複合材成形物に関するものである。
性を必要とする、例えばスキー板構造部材等の板状繊維
強化複合材成形物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化複合材料の一種として、繊維強
化された表面層と芯材からなるサンドイッチ板は、単
板、ハイブリッド板とともに航空・宇宙分野、スポーツ
分野等に広く用いられている。
化された表面層と芯材からなるサンドイッチ板は、単
板、ハイブリッド板とともに航空・宇宙分野、スポーツ
分野等に広く用いられている。
【０００３】例えばサンドイッチ板のなかでも、特に軽
量な芯材を用いたサンドイッチ板においては、曲げ変形
における比強度、比剛性の高い材料として期待がもたれ
ているものの、ねじり物性が実用上充分でなく、問題と
なっている。
量な芯材を用いたサンドイッチ板においては、曲げ変形
における比強度、比剛性の高い材料として期待がもたれ
ているものの、ねじり物性が実用上充分でなく、問題と
なっている。
【０００４】すなわち軽量な芯材は一般にせん断弾性率
が低いため、かかる芯材を用いたサンドイッチ板では、
ねじりのみならず曲げ等の変形が、芯材の影響を大きく
受け、諸物性が劣ったものとなることは避けられない。
が低いため、かかる芯材を用いたサンドイッチ板では、
ねじりのみならず曲げ等の変形が、芯材の影響を大きく
受け、諸物性が劣ったものとなることは避けられない。
【０００５】この場合、諸物性をある程度まで高めるた
めに、芯材の厚みを増すことが一般的に行われている。
しかしながら、芯材の厚みを増すと、繊維強化複合材料
の特徴である設計の自由度が制約され、かつ重量が増加
することは避けられない。
めに、芯材の厚みを増すことが一般的に行われている。
しかしながら、芯材の厚みを増すと、繊維強化複合材料
の特徴である設計の自由度が制約され、かつ重量が増加
することは避けられない。
【０００６】加えて、さらなる諸物性の向上をめざした
場合、従来の表面層に用いていた繊維強化複合材料の物
性には限界があるために、芯材の厚みを大幅に増して
も、該サンドイッチ板の物性が、表面層の物性の限界に
より制限されてしまう。
場合、従来の表面層に用いていた繊維強化複合材料の物
性には限界があるために、芯材の厚みを大幅に増して
も、該サンドイッチ板の物性が、表面層の物性の限界に
より制限されてしまう。
【０００７】したがってサンドイッチ板の物性を実用レ
ベルに高めるために、表面層の物性を高めねばならず、
表面層の厚みを増すこととなり、結果としてサンドイッ
チ板の重量が大幅に増加してしまうという問題がある。
ベルに高めるために、表面層の物性を高めねばならず、
表面層の厚みを増すこととなり、結果としてサンドイッ
チ板の重量が大幅に増加してしまうという問題がある。
【０００８】これらのことから、軽量な芯材を用いたサ
ンドイッチ板においては、ねじり物性の向上と、軽量化
を含めた設計の自由度との両立は難しい問題であった。
ンドイッチ板においては、ねじり物性の向上と、軽量化
を含めた設計の自由度との両立は難しい問題であった。
【０００９】例えば、スキー板の場合、滑走時の安定性
および振動減衰性等を向上させることを目的とした高い
ねじり物性や、滑走時の操作性の向上を目的とした軽量
化、および生産性向上を目的とした設計の自由度の大き
さおよび容易な製造方法が要望されていた。従来より、
この様なねじり強度またはねじり剛性の向上あるいは軽
量化あるいは生産性の向上を目的としたスキー板が設計
あるいは作製されている［例えば、特開昭５２−２３４
３４、特開昭５５−７０２７５、特開昭５６−１１７
６、特開昭５６−１１０７７、特開昭５６−１１０７
８、特開昭５７−１４０１４９、特開昭５９−２１４４
７０、特開昭５９−５７６８０、特開昭６０−７２５８
１、特開昭６２−１６７７７、特開平２−１３６１５
０］。
および振動減衰性等を向上させることを目的とした高い
ねじり物性や、滑走時の操作性の向上を目的とした軽量
化、および生産性向上を目的とした設計の自由度の大き
さおよび容易な製造方法が要望されていた。従来より、
この様なねじり強度またはねじり剛性の向上あるいは軽
量化あるいは生産性の向上を目的としたスキー板が設計
あるいは作製されている［例えば、特開昭５２−２３４
３４、特開昭５５−７０２７５、特開昭５６−１１７
６、特開昭５６−１１０７７、特開昭５６−１１０７
８、特開昭５７−１４０１４９、特開昭５９−２１４４
７０、特開昭５９−５７６８０、特開昭６０−７２５８
１、特開昭６２−１６７７７、特開平２−１３６１５
０］。
【００１０】しかしながら、かかる提案においては、上
記要望の一部は満足してもその多くないし全部は満足し
得ないのが実状であった。
記要望の一部は満足してもその多くないし全部は満足し
得ないのが実状であった。
【００１１】一例として特開平２−１３６１５０には、
ねじり弾性を向上させたスキー板について開示されてい
る。ここでは、ＰＡＮ系の炭素繊維をバイアクロス、す
なわち一方向引き揃え樹脂マトリックス複合材料の層
を、目的とするスキー板の長手方向に対して±４５°方
向に配列して積層した表面層を設けるか、もしくは繊維
強化プラスチックス材料を芯材に巻き付けたトルクボッ
クス構造にするか、またはサンドイッチ板にする構造が
提案されている。
ねじり弾性を向上させたスキー板について開示されてい
る。ここでは、ＰＡＮ系の炭素繊維をバイアクロス、す
なわち一方向引き揃え樹脂マトリックス複合材料の層
を、目的とするスキー板の長手方向に対して±４５°方
向に配列して積層した表面層を設けるか、もしくは繊維
強化プラスチックス材料を芯材に巻き付けたトルクボッ
クス構造にするか、またはサンドイッチ板にする構造が
提案されている。
【００１２】しかしながら実際のところ、ＰＮＡ系炭素
繊維等の低弾性な強化繊維を用いて、構造的な工夫だけ
で所要のねじり剛性を得るためには、複雑かつ多層の積
層構造もしくはトルクボックス構造を要し、また成形物
全体の厚みが大きくなり、設計の自由度が大幅に限定さ
れてしまうという問題がある。とくにスキー板の場合、
ねじり剛性のほかにも適切な曲げ剛性や重量、使い勝手
のよい厚さなど、別の要素も重要となり、ねじり剛性の
確保と同時に設計の自由度の確保も必要となっている。
繊維等の低弾性な強化繊維を用いて、構造的な工夫だけ
で所要のねじり剛性を得るためには、複雑かつ多層の積
層構造もしくはトルクボックス構造を要し、また成形物
全体の厚みが大きくなり、設計の自由度が大幅に限定さ
れてしまうという問題がある。とくにスキー板の場合、
ねじり剛性のほかにも適切な曲げ剛性や重量、使い勝手
のよい厚さなど、別の要素も重要となり、ねじり剛性の
確保と同時に設計の自由度の確保も必要となっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、強化繊維の一
部に特定の高強度高弾性炭素繊維を用いると、諸物性に
優れた繊維強化複合材料を得ることができ、これを用い
た繊維強化複合材成形物は設計の自由度が大きく、簡単
な構造にて高いねじれ剛性を発揮し、かつ製造工程が簡
略化できることを見いだし、本発明に至った。
題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、強化繊維の一
部に特定の高強度高弾性炭素繊維を用いると、諸物性に
優れた繊維強化複合材料を得ることができ、これを用い
た繊維強化複合材成形物は設計の自由度が大きく、簡単
な構造にて高いねじれ剛性を発揮し、かつ製造工程が簡
略化できることを見いだし、本発明に至った。
【００１４】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、少な
くとも成形物のねじり変形の軸に対して３０゜以上６０
゜以下の角度に配向した強化繊維を有し、かつ該強化繊
維の少なくとも一部が引張強度３３０ｋｇ／ｍｍ２以上
かつ引張弾性率３５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上の炭素繊
維であることを特徴とする板状繊維強化複合材料成形物
に関する。
くとも成形物のねじり変形の軸に対して３０゜以上６０
゜以下の角度に配向した強化繊維を有し、かつ該強化繊
維の少なくとも一部が引張強度３３０ｋｇ／ｍｍ２以上
かつ引張弾性率３５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上の炭素繊
維であることを特徴とする板状繊維強化複合材料成形物
に関する。
【００１５】本発明の板状繊維強化複合材成形物に使用
される強化繊維としては、引張強度が通常２２０〜５５
０ｋｇ／ｍｍ２、好ましくは２５０〜４８０ｋｇ／ｍｍ
２を有し、かつ引張弾性率が通常７．７×１０３〜８０
×１０３ｋｇ／ｍｍ２、好ましくは４０〜７５×１０３
ｋｇ／ｍｍ２を有する繊維であって、例えば炭素繊維、
アラミド繊維、ガラス繊維、シリカ繊維等が挙げられ
る。
される強化繊維としては、引張強度が通常２２０〜５５
０ｋｇ／ｍｍ２、好ましくは２５０〜４８０ｋｇ／ｍｍ
２を有し、かつ引張弾性率が通常７．７×１０３〜８０
×１０３ｋｇ／ｍｍ２、好ましくは４０〜７５×１０３
ｋｇ／ｍｍ２を有する繊維であって、例えば炭素繊維、
アラミド繊維、ガラス繊維、シリカ繊維等が挙げられ
る。
【００１６】そして該強化繊維の少なくとも一部、通常
５０〜１００ｖｏｌ％、好ましくは６０〜１００ｖｏｌ
％に、引張強度が３３０ｋｇ／ｍｍ２以上５５０ｋｇ／
ｍｍ２以下、好ましくは３６０ｋｇ／ｍｍ２以上４８０
ｋｇ／ｍｍ２以下であり、かつ引張弾性率が３５×１０
３ｋｇ／ｍｍ２以上８５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下、好
ましくは４０×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上７５×１０３ｋ
ｇ／ｍｍ２以下の炭素繊維が用いられる。上記引張強度
および上記引張弾性率を満たす炭素繊維であれば特に種
類は限定されず、例えばピッチ系炭素繊維、ポリアクリ
ロニトリル系あるいはレーヨン系等の種々の炭素繊維を
用いることができるが、特にピッチ系炭素繊維、そのな
かでも光学異方性ピッチから製造したピッチ系炭素繊維
が最も好ましい。
５０〜１００ｖｏｌ％、好ましくは６０〜１００ｖｏｌ
％に、引張強度が３３０ｋｇ／ｍｍ２以上５５０ｋｇ／
ｍｍ２以下、好ましくは３６０ｋｇ／ｍｍ２以上４８０
ｋｇ／ｍｍ２以下であり、かつ引張弾性率が３５×１０
３ｋｇ／ｍｍ２以上８５×１０３ｋｇ／ｍｍ２以下、好
ましくは４０×１０３ｋｇ／ｍｍ２以上７５×１０３ｋ
ｇ／ｍｍ２以下の炭素繊維が用いられる。上記引張強度
および上記引張弾性率を満たす炭素繊維であれば特に種
類は限定されず、例えばピッチ系炭素繊維、ポリアクリ
ロニトリル系あるいはレーヨン系等の種々の炭素繊維を
用いることができるが、特にピッチ系炭素繊維、そのな
かでも光学異方性ピッチから製造したピッチ系炭素繊維
が最も好ましい。
【００１７】該ピッチ系炭素繊維を製造する方法として
は、例えば軟化点１００〜４００℃、好ましくは１５０
〜３５０℃を有する石炭系あるいは石油系のピッチのう
ち、光学的に等方性なピッチあるいは異方性のピッチ、
特に好ましくは光学異方性相の含有量が６０〜１００ｖ
ｏｌ％である光学異方性ピッチを用い、まず上記ピッチ
を公知の方法で溶融紡糸してピッチ繊維とした後、酸化
性ガス雰囲気下、通常５０〜４００℃、好ましくは１０
０〜３５０℃で不融化処理を行い、次いで不活性ガス雰
囲気下、通常８００〜３，０００℃で炭化処理を行い炭
素繊維とする方法が好ましい。該酸化性ガスとしては例
えば空気、酸素、酸化窒素、酸化イオウ、ハロゲンある
いはこれらの混合物が挙げられる。また該不活性ガスと
しては例えばＡｒ，Ｈｅ，Ｘｅ，Ｒｎ，Ｎ２ガス等が挙
げられる。
は、例えば軟化点１００〜４００℃、好ましくは１５０
〜３５０℃を有する石炭系あるいは石油系のピッチのう
ち、光学的に等方性なピッチあるいは異方性のピッチ、
特に好ましくは光学異方性相の含有量が６０〜１００ｖ
ｏｌ％である光学異方性ピッチを用い、まず上記ピッチ
を公知の方法で溶融紡糸してピッチ繊維とした後、酸化
性ガス雰囲気下、通常５０〜４００℃、好ましくは１０
０〜３５０℃で不融化処理を行い、次いで不活性ガス雰
囲気下、通常８００〜３，０００℃で炭化処理を行い炭
素繊維とする方法が好ましい。該酸化性ガスとしては例
えば空気、酸素、酸化窒素、酸化イオウ、ハロゲンある
いはこれらの混合物が挙げられる。また該不活性ガスと
しては例えばＡｒ，Ｈｅ，Ｘｅ，Ｒｎ，Ｎ２ガス等が挙
げられる。
【００１８】該強化繊維に引張強度が３３０ｋｇ／ｍｍ
２以上の炭素繊維を全く含有しない場合、ねじり剛性が
大幅に悪化するので好ましくない。
２以上の炭素繊維を全く含有しない場合、ねじり剛性が
大幅に悪化するので好ましくない。
【００１９】該強化繊維は通常１００〜２５，０００
本、好ましくは２００〜１２，０００本の繊維束とさ
れ、さらに通常一方向積層物、二次元織物、三次元織
物、組み紐状組織あるいは該織物や組織を積層した状態
で用いられるが、特に二軸配向状態となることが望まし
い。例えば目的とする成形物に対称性をもたせる場合に
は、二軸配向状態であることが望ましい。また強化繊維
を織物もしくは組み紐状組織にしたものを用いると、作
業性を大幅に向上させることができ、かつ充分な性能の
ものを得ることができるために、非常に好ましい。
本、好ましくは２００〜１２，０００本の繊維束とさ
れ、さらに通常一方向積層物、二次元織物、三次元織
物、組み紐状組織あるいは該織物や組織を積層した状態
で用いられるが、特に二軸配向状態となることが望まし
い。例えば目的とする成形物に対称性をもたせる場合に
は、二軸配向状態であることが望ましい。また強化繊維
を織物もしくは組み紐状組織にしたものを用いると、作
業性を大幅に向上させることができ、かつ充分な性能の
ものを得ることができるために、非常に好ましい。
【００２０】本発明の板状繊維強化複合材成形物は、少
なくとも強化繊維の一部に、繊維の方向が成形物のねじ
り変形の軸に対して３０゜以上６０゜以下、好ましくは
３５゜以上５５゜以下、さらに好ましくは４０゜以上４
５°以下の方向であるものを有する。その割合は、目的
により適宜選択できるが、通常強化繊維の６０〜１００
ｖｏｌ％、特に７０〜１００ｖｏｌ％程度が望ましい。
上記角度の強化繊維の割合が小さいと、該強化繊維の補
強効果が充分でなく、ねじり諸物性が低下する。
なくとも強化繊維の一部に、繊維の方向が成形物のねじ
り変形の軸に対して３０゜以上６０゜以下、好ましくは
３５゜以上５５゜以下、さらに好ましくは４０゜以上４
５°以下の方向であるものを有する。その割合は、目的
により適宜選択できるが、通常強化繊維の６０〜１００
ｖｏｌ％、特に７０〜１００ｖｏｌ％程度が望ましい。
上記角度の強化繊維の割合が小さいと、該強化繊維の補
強効果が充分でなく、ねじり諸物性が低下する。
【００２１】該強化繊維に含浸される樹脂としては、通
常熱硬化性樹脂が用いられ、例えば不飽和ポリエステル
樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂等およびこれらを含
有する樹脂、およびこれらの混合物などが挙げられる。
これらの中でも特に硬化温度が通常１００℃以下、好ま
しくは９０℃以下、最も好ましくは８０℃以下である樹
脂を用いると、芯材との接着と硬化を同時に兼ねて行う
場合の芯材の材質の選択範囲が広がり、芯材にＴｇの比
較的低いものを用いることができるので、非常に望まし
い。このような樹脂としては、例えば上記熱硬化性樹脂
に、硬化剤として例えばイミダゾール系硬化剤、イソシ
アネート系硬化剤等を含有させた樹脂などが挙げられ
る。
常熱硬化性樹脂が用いられ、例えば不飽和ポリエステル
樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール
樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂等およびこれらを含
有する樹脂、およびこれらの混合物などが挙げられる。
これらの中でも特に硬化温度が通常１００℃以下、好ま
しくは９０℃以下、最も好ましくは８０℃以下である樹
脂を用いると、芯材との接着と硬化を同時に兼ねて行う
場合の芯材の材質の選択範囲が広がり、芯材にＴｇの比
較的低いものを用いることができるので、非常に望まし
い。このような樹脂としては、例えば上記熱硬化性樹脂
に、硬化剤として例えばイミダゾール系硬化剤、イソシ
アネート系硬化剤等を含有させた樹脂などが挙げられ
る。
【００２２】強化繊維に上記樹脂を含浸する方法は特に
限定されず、例えば樹脂槽中に強化繊維を導入する方
法、強化繊維にハケで樹脂を塗って含浸させるハンドレ
イアップ法、プルトルージョン法、レジンインジェクシ
ョン法、その他の公知の方法で行うことができる。
限定されず、例えば樹脂槽中に強化繊維を導入する方
法、強化繊維にハケで樹脂を塗って含浸させるハンドレ
イアップ法、プルトルージョン法、レジンインジェクシ
ョン法、その他の公知の方法で行うことができる。
【００２３】該強化繊維と該樹脂の割合は、成形物の用
途等により適宜選択されるが、含浸物中の繊維含有率は
通常３０〜７５ｖｏｌ％、特に４０〜６５ｖｏｌ％程度
が望ましい。
途等により適宜選択されるが、含浸物中の繊維含有率は
通常３０〜７５ｖｏｌ％、特に４０〜６５ｖｏｌ％程度
が望ましい。
【００２４】上記強化繊維に樹脂を含浸したものを成形
物とする方法としては適宜公知の方法が用いられる。芯
材等と接着する場合には、芯材に用いる材料に適した方
法が選択できる。
物とする方法としては適宜公知の方法が用いられる。芯
材等と接着する場合には、芯材に用いる材料に適した方
法が選択できる。
【００２５】強化繊維に樹脂を含浸したものを成形物と
する方法としては例えば、まず強化繊維に樹脂を含浸さ
せ、次いで樹脂を冷却・半硬化させた中間体を製造し、
さらに該中間体を成形・積層し、中間体の硬化と同時に
成形・接着する、いわゆるプリプレグを使用する方法、
強化繊維を型の上に置き、ハケおよびローラーにより樹
脂を含浸させ、さらに強化繊維を置き、樹脂を含浸する
工程を繰り返して積層するハンドレイアップ法、強化繊
維に樹脂をスプレーおよびローラーで含浸させるスプレ
ーアップ法、プリプレグシートを所定の配向角になるよ
うに型に積層し、オートクレーブ中で真空バックまたは
加圧バックで成形しつつ硬化する方法、強化繊維を型の
中に置き、型を閉じた後に樹脂を型の中に低圧で射出す
ることにより、含浸と成形を同時に行う方法、プルトル
ージョン法、フィラメントワインディング法などが挙げ
られる。
する方法としては例えば、まず強化繊維に樹脂を含浸さ
せ、次いで樹脂を冷却・半硬化させた中間体を製造し、
さらに該中間体を成形・積層し、中間体の硬化と同時に
成形・接着する、いわゆるプリプレグを使用する方法、
強化繊維を型の上に置き、ハケおよびローラーにより樹
脂を含浸させ、さらに強化繊維を置き、樹脂を含浸する
工程を繰り返して積層するハンドレイアップ法、強化繊
維に樹脂をスプレーおよびローラーで含浸させるスプレ
ーアップ法、プリプレグシートを所定の配向角になるよ
うに型に積層し、オートクレーブ中で真空バックまたは
加圧バックで成形しつつ硬化する方法、強化繊維を型の
中に置き、型を閉じた後に樹脂を型の中に低圧で射出す
ることにより、含浸と成形を同時に行う方法、プルトル
ージョン法、フィラメントワインディング法などが挙げ
られる。
【００２６】かくして得られた本発明の板状繊維強化複
合材料成形物は単独で用いるだけでなく、例えば芯材等
の他の材料と接着して用いることもできる。該芯材は特
に限定されず、樹脂系材料としては例えば塩化ビニル、
ポリウレタン、ＡＢＳ、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、スチレン等の各種樹脂の発泡体および該発泡体に補
強材として繊維材料の短繊維やマイクロバルーンを内包
させたもの、更にはアルミハニカム、アラミドハニカム
等のハニカム構造体等、バルサ、サワグルミ等の極軽量
芯材等を用いることができる。
合材料成形物は単独で用いるだけでなく、例えば芯材等
の他の材料と接着して用いることもできる。該芯材は特
に限定されず、樹脂系材料としては例えば塩化ビニル、
ポリウレタン、ＡＢＳ、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂、スチレン等の各種樹脂の発泡体および該発泡体に補
強材として繊維材料の短繊維やマイクロバルーンを内包
させたもの、更にはアルミハニカム、アラミドハニカム
等のハニカム構造体等、バルサ、サワグルミ等の極軽量
芯材等を用いることができる。
【００２７】このように芯材等の他の材料と接着して用
いる場合には、まず他の材料と上記中間体または中間体
積層物を積層し、中間体の硬化と同時に該接着を行うこ
とが望ましい。
いる場合には、まず他の材料と上記中間体または中間体
積層物を積層し、中間体の硬化と同時に該接着を行うこ
とが望ましい。
【００２８】ここで軽量な芯材を用いる場合、該芯材と
本発明の板状繊維強化複合材料成形物の接着に際して
は、接着剤を併用することが望ましい。該接着剤として
は例えばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン
系樹脂、シリコン系樹脂、ニトリル系樹脂、チオール系
樹脂等、好ましくはエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂
等が挙げられ、特に使用する芯材と比較して少なくとも
必要十分なせん断強度、通常１ｋｇ／ｍｍ２以上のせん
断強度を有するものであることが望ましく、加えて、薄
いフィルム状接着剤、例えば厚さ０．２ｍｍ程度の該接
着剤を用いることは、生産性の向上に有効な手段であ
る。
本発明の板状繊維強化複合材料成形物の接着に際して
は、接着剤を併用することが望ましい。該接着剤として
は例えばエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン
系樹脂、シリコン系樹脂、ニトリル系樹脂、チオール系
樹脂等、好ましくはエポキシ系樹脂、フェノール系樹脂
等が挙げられ、特に使用する芯材と比較して少なくとも
必要十分なせん断強度、通常１ｋｇ／ｍｍ２以上のせん
断強度を有するものであることが望ましく、加えて、薄
いフィルム状接着剤、例えば厚さ０．２ｍｍ程度の該接
着剤を用いることは、生産性の向上に有効な手段であ
る。
【００２９】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】（実施例１）強化繊維として引張強度３６
０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１×１０３ｋｇ／ｍｍ
２の炭素繊維の２，０００本束の２次元織物に、熱硬化
性樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、イミダ
ゾール系硬化剤、充填剤を所定量加えた樹脂配合物を調
製し、さらに、強化繊維に上記樹脂配合物を含浸させ、
プリプレグを得た。
０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１×１０３ｋｇ／ｍｍ
２の炭素繊維の２，０００本束の２次元織物に、熱硬化
性樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、イミダ
ゾール系硬化剤、充填剤を所定量加えた樹脂配合物を調
製し、さらに、強化繊維に上記樹脂配合物を含浸させ、
プリプレグを得た。
【００３１】次に硬質塩化ビニル発泡体の芯材の上下両
面に、強化繊維の方向がねじり変形の軸に対して４５°
の角度になるように上記プリプレグを上下１層づつ積層
した。
面に、強化繊維の方向がねじり変形の軸に対して４５°
の角度になるように上記プリプレグを上下１層づつ積層
した。
【００３２】これを温度９０℃、圧力０．５ｋｇ／ｃｍ
３、１時間の条件でオートクレーブ成形することによ
り、表面層の硬化および表面層と芯材との接着を同時に
行い、目的の板状繊維強化複合材成形物を得た。得られ
た成形物の大きさはねじり変形の軸方向が４０ｃｍ、軸
と垂直方向が７ｃｍ、厚さ方向が０．６ｃｍであった。
３、１時間の条件でオートクレーブ成形することによ
り、表面層の硬化および表面層と芯材との接着を同時に
行い、目的の板状繊維強化複合材成形物を得た。得られ
た成形物の大きさはねじり変形の軸方向が４０ｃｍ、軸
と垂直方向が７ｃｍ、厚さ方向が０．６ｃｍであった。
【００３３】得られた成形物の両端をそれぞれ治具では
さみ、一端を固定し、他端にねじりトルクをかけて、ト
ルクとねじれ角の関係からねじり剛性を測定し、表１に
示した。
さみ、一端を固定し、他端にねじりトルクをかけて、ト
ルクとねじれ角の関係からねじり剛性を測定し、表１に
示した。
【００３４】（実施例２）実施例１において、強化繊維
に引張強度が４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が５０．
０×１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維を用い、実施例１と
同一寸法の成形物を得た。得られた成形物のねじり物性
を実施例１と同様にして測定し、表１に示した。
に引張強度が４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が５０．
０×１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維を用い、実施例１と
同一寸法の成形物を得た。得られた成形物のねじり物性
を実施例１と同様にして測定し、表１に示した。
【００３５】（実施例３）実施例１において、強化繊維
に引張強度が４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１．
０×１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維を用い、実施例１と
同一寸法の成形物を得た。得られた成形物のねじり物性
を実施例１と同様にして測定し、表１に示した。
に引張強度が４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１．
０×１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維を用い、実施例１と
同一寸法の成形物を得た。得られた成形物のねじり物性
を実施例１と同様にして測定し、表１に示した。
【００３６】（実施例４）実施例１において、強化繊維
に引張強度が４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１×
１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維と、引張強度が２８２ｋ
ｇ／ｍｍ２、引張弾性率が１３．４×１０３ｋｇ／ｍｍ
２のアラミド繊維を、繊維体積比率３対１で混織した織
物組織を用い、実施例１と同一寸法の成形物を得た。得
られた成形物のねじり物性を実施例１と同様にして測定
し、表１に示した。
に引張強度が４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１×
１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維と、引張強度が２８２ｋ
ｇ／ｍｍ２、引張弾性率が１３．４×１０３ｋｇ／ｍｍ
２のアラミド繊維を、繊維体積比率３対１で混織した織
物組織を用い、実施例１と同一寸法の成形物を得た。得
られた成形物のねじり物性を実施例１と同様にして測定
し、表１に示した。
【００３７】（比較例１）実施例１において、強化繊維
に引張強度が２５０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が７．７
×１０３ｋｇ／ｍｍ２のガラス繊維を用い、実施例１と
同一寸法の成形物を得た。得られた成形物のねじり物性
を実施例１と同様にして測定し、表１に示した。
に引張強度が２５０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が７．７
×１０３ｋｇ／ｍｍ２のガラス繊維を用い、実施例１と
同一寸法の成形物を得た。得られた成形物のねじり物性
を実施例１と同様にして測定し、表１に示した。
【００３８】（比較例２）実施例１において、強化繊維
に引張強度が３６０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が２３．
５×１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維の一方向プリプレグ
を用い、実施例１と同一寸法の成形物を得た。得られた
成形物のねじり物性を実施例１と同様にして測定し、表
１に示した。
に引張強度が３６０ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が２３．
５×１０３ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維の一方向プリプレグ
を用い、実施例１と同一寸法の成形物を得た。得られた
成形物のねじり物性を実施例１と同様にして測定し、表
１に示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１により、強化繊維に引張強度が３６０
ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が７０．０×１０３ｋｇ／ｍ
ｍ２の炭素繊維を用いた実施例１のねじり剛性は、強化
繊維にガラス繊維のみを用いた比較例１の約４．４倍、
強化繊維に低弾性の炭素繊維のみを用いた比較例２の約
２．２倍を示している。また強化繊維の７５％に引張強
度４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１．０×１０３
ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維を含有する実施例４のねじり剛
性は、強化繊維にガラス繊維のみを用いた比較例１の約
２．９倍、強化繊維に低弾性の炭素繊維のみを用いる比
較例２の約１．４倍を示している。
ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が７０．０×１０３ｋｇ／ｍ
ｍ２の炭素繊維を用いた実施例１のねじり剛性は、強化
繊維にガラス繊維のみを用いた比較例１の約４．４倍、
強化繊維に低弾性の炭素繊維のみを用いた比較例２の約
２．２倍を示している。また強化繊維の７５％に引張強
度４００ｋｇ／ｍｍ２、引張弾性率が４１．０×１０３
ｋｇ／ｍｍ２の炭素繊維を含有する実施例４のねじり剛
性は、強化繊維にガラス繊維のみを用いた比較例１の約
２．９倍、強化繊維に低弾性の炭素繊維のみを用いる比
較例２の約１．４倍を示している。
【００４１】
【発明の効果】上記の実施例で記述したように、本発明
は、高弾性かつ高強度なる炭素繊維を強化繊維の一部に
用いることにより、板状繊維強化複合材成形物の高ねじ
り物性発現を実現し、更にかかる優れた強化効果が故
に、少量でその効果が容易に発現されるために、軽量化
を容易で、簡単な構造を採用することができ、かつ製造
工程簡略化が可能で、該板状繊維強化複合材成形物の生
産性向上にも効果を発揮するものである。また本発明に
よれば板状繊維強化複合材成形を厚くすることなく高ね
じり物性を実現できるために、成形物の設計上の自由度
が大きい。
は、高弾性かつ高強度なる炭素繊維を強化繊維の一部に
用いることにより、板状繊維強化複合材成形物の高ねじ
り物性発現を実現し、更にかかる優れた強化効果が故
に、少量でその効果が容易に発現されるために、軽量化
を容易で、簡単な構造を採用することができ、かつ製造
工程簡略化が可能で、該板状繊維強化複合材成形物の生
産性向上にも効果を発揮するものである。また本発明に
よれば板状繊維強化複合材成形を厚くすることなく高ね
じり物性を実現できるために、成形物の設計上の自由度
が大きい。
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも成形物のねじり変形の軸に対
して３０゜以上６０゜以下の角度に配向した強化繊維を
有し、かつ該強化繊維の少なくとも一部が引張強度３３
０ｋｇ／ｍｍ２以上かつ引張弾性率３５×１０３ｋｇ／
ｍｍ２以上の炭素繊維であることを特徴とする板状繊維
強化複合材料成形物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099896A JPH05105773A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 板状繊維強化複合材成形物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3099896A JPH05105773A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 板状繊維強化複合材成形物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105773A true JPH05105773A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=14259538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3099896A Pending JPH05105773A (ja) | 1991-02-04 | 1991-02-04 | 板状繊維強化複合材成形物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05105773A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762111A (ja) * | 1993-08-23 | 1995-03-07 | Toray Ind Inc | 耐熱性複合材料 |
| US6105991A (en) * | 1997-11-20 | 2000-08-22 | The Burton Corporation | Core for a gliding board |
| US6502850B1 (en) | 1999-10-12 | 2003-01-07 | The Burton Corporation | Core for a gliding board |
| JP2013256119A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-26 | Boeing Co:The | 複合積層板内の最適化されたクロスプライ配向 |
| JP2014084356A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Toho Tenax Co Ltd | プリプレグ |
| CN114929789A (zh) * | 2020-03-11 | 2022-08-19 | 三菱化学株式会社 | Cfrp结构体、cfrp结构体的制造方法、碳纤维预浸料和碳纤维预浸料的制造方法 |
-
1991
- 1991-02-04 JP JP3099896A patent/JPH05105773A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762111A (ja) * | 1993-08-23 | 1995-03-07 | Toray Ind Inc | 耐熱性複合材料 |
| US6105991A (en) * | 1997-11-20 | 2000-08-22 | The Burton Corporation | Core for a gliding board |
| US6520530B1 (en) | 1997-11-20 | 2003-02-18 | The Burton Corporation | Core for a gliding board |
| US6502850B1 (en) | 1999-10-12 | 2003-01-07 | The Burton Corporation | Core for a gliding board |
| JP2013256119A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-26 | Boeing Co:The | 複合積層板内の最適化されたクロスプライ配向 |
| JP2014084356A (ja) * | 2012-10-22 | 2014-05-12 | Toho Tenax Co Ltd | プリプレグ |
| CN114929789A (zh) * | 2020-03-11 | 2022-08-19 | 三菱化学株式会社 | Cfrp结构体、cfrp结构体的制造方法、碳纤维预浸料和碳纤维预浸料的制造方法 |
| EP4119602A4 (en) * | 2020-03-11 | 2023-08-16 | Mitsubishi Chemical Corporation | CFRP STRUCTURAL BODY, METHOD FOR PRODUCING CFRP STRUCTURAL BODY, CARBON FIBER PREPREG, AND METHOD FOR PRODUCING CARBON FIBER PREPREG |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2006213059A (ja) | Ｆｒｐ複合物を製造する方法 | |
| KR960000558B1 (ko) | 일방향 프리프렉 및 탄소섬유 강화 복합재료 | |
| JP2003201388A (ja) | エポキシ樹脂組成物、樹脂硬化物、プリプレグおよび繊維強化複合材料 | |
| US5116668A (en) | Hybrid yarn, unidirectional hybrid prepreg and laminated material thereof | |
| JPH05105773A (ja) | 板状繊維強化複合材成形物 | |
| JP4107475B2 (ja) | 繊維強化複合材料用の補強繊維 | |
| JPS6143579B2 (ja) | ||
| JP2000355630A (ja) | 繊維強化プラスチック製部材 | |
| KR101884606B1 (ko) | 고내충격성고강도 특성을 갖는 복합재료용 에폭시 수지 조성물 | |
| JP2850165B2 (ja) | ピッチ系炭素繊維強化複合材料成形体 | |
| JPH025979A (ja) | ゴルフクラブ | |
| KR102461792B1 (ko) | 고내충격 특성을 가진 필라멘트 와인딩용 하이브리드 토우프리프레그 | |
| JP2566705B2 (ja) | 一方向プリプレグと炭素繊維強化樹脂複合材料及びそれらの製造方法 | |
| JPH0339821B2 (ja) | ||
| JP3864751B2 (ja) | 炭素繊維強化複合材料用樹脂組成物、プリプレグおよび炭素繊維強化複合材料 | |
| JP3137671B2 (ja) | プリプレグ | |
| JP4608175B2 (ja) | プリプレグ用補強シートの製造方法、プリプレグの製造方法 | |
| JP2001011287A (ja) | 繊維強化プラスチック製部材 | |
| JPH02286323A (ja) | 樹脂系繊維強化複合材料 | |
| JP3137670B2 (ja) | 複合材料 | |
| JPH09208724A (ja) | プリプレグおよびコンポジット | |
| JPH01148545A (ja) | 層間ハイブリッド積層材 | |
| JP3301142B2 (ja) | プリプレグ | |
| JP2002347148A (ja) | 繊維強化複合材料製管状体およびそれを用いてなるゴルフクラブシャフト | |
| JPH02286311A (ja) | 樹脂系繊維強化複合材料の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060627 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20060726 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090811 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090811 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090811 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100811 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110811 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120811 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120811 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130811 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |