JPH0825563A - 積層成形品及びその製造方法 - Google Patents
積層成形品及びその製造方法Info
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- JPH0825563A JPH0825563A JP6169661A JP16966194A JPH0825563A JP H0825563 A JPH0825563 A JP H0825563A JP 6169661 A JP6169661 A JP 6169661A JP 16966194 A JP16966194 A JP 16966194A JP H0825563 A JPH0825563 A JP H0825563A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 強化繊維が２０〜８０容積％含有する繊維強
化シート及びウレタン樹脂発泡体または樹脂板、アクリ
ル系樹脂発泡体または樹脂板よりなる芯材を連結材によ
って連結された積層構造体 【効果】 芯材と積層樹脂シート及び連結材の優れた接
合により、軽量で剛性が大きく、高強度で耐衝撃性に優
れた耐熱性のよい積層成形品を提供することができる。
化シート及びウレタン樹脂発泡体または樹脂板、アクリ
ル系樹脂発泡体または樹脂板よりなる芯材を連結材によ
って連結された積層構造体 【効果】 芯材と積層樹脂シート及び連結材の優れた接
合により、軽量で剛性が大きく、高強度で耐衝撃性に優
れた耐熱性のよい積層成形品を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートからなる強化シートと芯材とを連結材により組合せ
た積層成形品及びその製造方法に関する。
ートからなる強化シートと芯材とを連結材により組合せ
た積層成形品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ウレタン系樹脂発泡体叉は樹脂
板、アクリル系発泡体叉は樹脂板等は、自動車天井材、
サンシェードや建材用パネルなど種々の用途に使用され
ている。しかしながら、これらの樹脂発泡体や樹脂板は
強度、剛性、耐衝撃性等が弱くその性能は満足のいくも
のではなかった。
板、アクリル系発泡体叉は樹脂板等は、自動車天井材、
サンシェードや建材用パネルなど種々の用途に使用され
ている。しかしながら、これらの樹脂発泡体や樹脂板は
強度、剛性、耐衝撃性等が弱くその性能は満足のいくも
のではなかった。
【０００３】強度、剛性、耐衝撃性等を改良した方法と
して、連続長繊維からなる熱可塑性繊維強化樹脂シート
を用い、この熱可塑性樹脂と同一の樹脂発泡体を組合せ
た本発明者らによる特開平０６−１３４９１３号及び特
開平０６−１３５２９１号記載の方法がある。この繊維
強化シートを２枚用い、その内側樹脂発泡体を用いてで
きるサンドイッチパネル等の積層成形品は、軽量かつ高
剛性の板として知られている。これらのサンドイッチパ
ネルを真空成形機等と賦型し自動車天井材やサンシェー
ド及び建材用パネルを多岐に亘って用いられている。
して、連続長繊維からなる熱可塑性繊維強化樹脂シート
を用い、この熱可塑性樹脂と同一の樹脂発泡体を組合せ
た本発明者らによる特開平０６−１３４９１３号及び特
開平０６−１３５２９１号記載の方法がある。この繊維
強化シートを２枚用い、その内側樹脂発泡体を用いてで
きるサンドイッチパネル等の積層成形品は、軽量かつ高
剛性の板として知られている。これらのサンドイッチパ
ネルを真空成形機等と賦型し自動車天井材やサンシェー
ド及び建材用パネルを多岐に亘って用いられている。
【０００４】このサンドイッチパネル等積層成形品は繊
維強度シートに用いられている熱可塑性樹脂と樹脂発泡
体に用いられている樹脂を同一にする。これにより熱溶
着して製造する方法が一般的である。従って、熱可塑性
樹脂を使用していることから、どうしても耐熱性の点で
不満足の結果がでる場合があった。
維強度シートに用いられている熱可塑性樹脂と樹脂発泡
体に用いられている樹脂を同一にする。これにより熱溶
着して製造する方法が一般的である。従って、熱可塑性
樹脂を使用していることから、どうしても耐熱性の点で
不満足の結果がでる場合があった。
【０００５】これらを改善する方法として、熱硬化樹脂
の発泡体を用いることが考えられる。しかしながらこの
場合、熱硬化性樹脂発泡体等と熱可塑性樹脂を用いた繊
維強化シートとを接合するために、相互に溶融または軟
化させたりする方法が検討されているが、相溶性が悪い
ため一体化しにくく、また結合が弱くなるため満足のい
く積層成形品を得られていない。
の発泡体を用いることが考えられる。しかしながらこの
場合、熱硬化性樹脂発泡体等と熱可塑性樹脂を用いた繊
維強化シートとを接合するために、相互に溶融または軟
化させたりする方法が検討されているが、相溶性が悪い
ため一体化しにくく、また結合が弱くなるため満足のい
く積層成形品を得られていない。
【０００６】
【発明が達成しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題に鑑み、従来のウレタン系樹脂発泡体または樹脂板
やアクリル系樹脂発泡体または樹脂板に比べて、軽量で
剛性が大きく、高強度で耐衝撃性に優れた耐熱性のよい
積層成形品を提供することにある。
問題に鑑み、従来のウレタン系樹脂発泡体または樹脂板
やアクリル系樹脂発泡体または樹脂板に比べて、軽量で
剛性が大きく、高強度で耐衝撃性に優れた耐熱性のよい
積層成形品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者達は上記目的を
達成するため、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至ったものである。即ち、強化繊維を容積含有率で
２０％以上８０％以下含有し、かつ一方向に連続な繊維
強化熱可塑性樹脂シートを１枚又は複数枚積層されたシ
ート（以下、繊維強化シートという）を、芯材の片面又
は両面に接合して成る積層品において、芯材と繊維強化
シートが連結材によって接合されたことを特徴とする積
層成形品及びその製造法に関する。
達成するため、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至ったものである。即ち、強化繊維を容積含有率で
２０％以上８０％以下含有し、かつ一方向に連続な繊維
強化熱可塑性樹脂シートを１枚又は複数枚積層されたシ
ート（以下、繊維強化シートという）を、芯材の片面又
は両面に接合して成る積層品において、芯材と繊維強化
シートが連結材によって接合されたことを特徴とする積
層成形品及びその製造法に関する。
【０００８】繊維強化シートに用いられる強化繊維は、
連続した太さ３〜２５μｍの単繊維を１００〜２０００
０本集束して成るヤーン若しくはロービングがよく、こ
れを所定本数一方向に引き揃えて配置して上記の如き熱
可塑性樹脂を含浸させて繊維強化樹脂シートを製造し、
少なくとも一方の面に補強シートを圧着させる。
連続した太さ３〜２５μｍの単繊維を１００〜２０００
０本集束して成るヤーン若しくはロービングがよく、こ
れを所定本数一方向に引き揃えて配置して上記の如き熱
可塑性樹脂を含浸させて繊維強化樹脂シートを製造し、
少なくとも一方の面に補強シートを圧着させる。
【０００９】強化繊維は、通常集束剤により集束して使
用するが、その集束剤は、熱可塑性樹脂に応じて選択す
る必要があり、一般的にはその熱可塑性樹脂の溶融温度
で軟化すると共に、連続繊維の繊維束中に含浸し易いも
のにする。そのため、集束剤には、その熱可塑性樹脂と
同種の樹脂を主成分とするものを使用することが多い。
用するが、その集束剤は、熱可塑性樹脂に応じて選択す
る必要があり、一般的にはその熱可塑性樹脂の溶融温度
で軟化すると共に、連続繊維の繊維束中に含浸し易いも
のにする。そのため、集束剤には、その熱可塑性樹脂と
同種の樹脂を主成分とするものを使用することが多い。
【００１０】強化繊維の材料としては、例えばガラス、
カーボン、アラミド、炭化ケイ素等があげられる。強化
繊維にガラス繊維を用いる場合は、繊維の表面に対し、
各種の表面処理を行い、熱可塑性樹脂との密着性を向上
させる。表面処理には、集束剤とカップリング剤とを組
み合わせて用いる。カップリング剤には、シラン系、チ
タネート系、ジルコニウム系のものがあり、熱可塑性樹
脂の種類に応じ、最適のものを選ぶ必要がある。以下に
その具体例を例挙する。熱可塑性樹脂がナイロン樹脂又
はポリカーボネート樹脂であれば、カップリング剤には
γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン、Ｎ−β−
（アミノエチル）−γ−アミノプロピル−トリメトキシ
シラン等を使用できる。
カーボン、アラミド、炭化ケイ素等があげられる。強化
繊維にガラス繊維を用いる場合は、繊維の表面に対し、
各種の表面処理を行い、熱可塑性樹脂との密着性を向上
させる。表面処理には、集束剤とカップリング剤とを組
み合わせて用いる。カップリング剤には、シラン系、チ
タネート系、ジルコニウム系のものがあり、熱可塑性樹
脂の種類に応じ、最適のものを選ぶ必要がある。以下に
その具体例を例挙する。熱可塑性樹脂がナイロン樹脂又
はポリカーボネート樹脂であれば、カップリング剤には
γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン、Ｎ−β−
（アミノエチル）−γ−アミノプロピル−トリメトキシ
シラン等を使用できる。
【００１１】熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレー
トまたは、ポリブチレンテレフタレート、であれば、β
−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン等
を使用できる。
トまたは、ポリブチレンテレフタレート、であれば、β
−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル−トリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシ−プロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン等
を使用できる。
【００１２】熱可塑性樹脂がポリスチレンまたはポリプ
ロピレンであれば、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
−トリス−（２−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタ
クリロキシ−プロピルトリメトキシシラン等を使用でき
る。
ロピレンであれば、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
−トリス−（２−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタ
クリロキシ−プロピルトリメトキシシラン等を使用でき
る。
【００１３】熱可塑性樹脂がポリフェニレンオキシド、
ポリフェニレンスルフィド、ポリスルフォン、ポリエー
テルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリイミド、ポリアリレート、フッ素樹
脂であれば、上記のカップリング剤を使用することがで
きるが、その外に、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−シクロロプ
ロピルメチルジメトクシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、ｐ−アミノフェニルトリエトキ
シシラン等を使用することもできる。
ポリフェニレンスルフィド、ポリスルフォン、ポリエー
テルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリイミド、ポリアリレート、フッ素樹
脂であれば、上記のカップリング剤を使用することがで
きるが、その外に、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−シクロロプ
ロピルメチルジメトクシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、ｐ−アミノフェニルトリエトキ
シシラン等を使用することもできる。
【００１４】カップリング剤を強化繊維の表面に施す方
法を以下に示す。これには、繊維の材料を溶融し、モノ
フィラメントを引き出す際に、集束剤とカップリング剤
に界面活性剤が添加された水溶液を、引き出されるモノ
フィラメンドに噴霧した後、１００℃程度の温度で乾燥
させるという方法がある。また、別の方法としては強化
繊維に集束剤及びカップリング剤を０．１〜３容積％溶
解した液を、浸漬、噴霧塗布する等して完全に含浸させ
た後、それを６０〜１２０℃で、溶媒が揮散するのに充
分な時間、具体的には１５〜２０分間程度乾燥させ、カ
ップリング剤を繊維表面に反応させる。カップリング剤
を溶解する溶媒には、カップリング剤の種類に応じて、
ｐＨ２．０〜１２．０位に調整された水、及び、エタノ
ール、トルエンアセトン、キシレン等の有機溶媒が単独
又は混合して使用される。
法を以下に示す。これには、繊維の材料を溶融し、モノ
フィラメントを引き出す際に、集束剤とカップリング剤
に界面活性剤が添加された水溶液を、引き出されるモノ
フィラメンドに噴霧した後、１００℃程度の温度で乾燥
させるという方法がある。また、別の方法としては強化
繊維に集束剤及びカップリング剤を０．１〜３容積％溶
解した液を、浸漬、噴霧塗布する等して完全に含浸させ
た後、それを６０〜１２０℃で、溶媒が揮散するのに充
分な時間、具体的には１５〜２０分間程度乾燥させ、カ
ップリング剤を繊維表面に反応させる。カップリング剤
を溶解する溶媒には、カップリング剤の種類に応じて、
ｐＨ２．０〜１２．０位に調整された水、及び、エタノ
ール、トルエンアセトン、キシレン等の有機溶媒が単独
又は混合して使用される。
【００１５】繊維強化シートに使用する熱可塑性樹脂と
しては、例えばポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂（ポリアク
リロニトリル、ポリスチレン・ポリアクリル酸エステ
ル）、ポリメチルメタクリレート、ナイロン、ポリアセ
タール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアリレー
ト、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド等を用いるこ
とができる。強度、耐摩耗性、価格や廃棄物となったと
きの再生の容易さなどの観点から、最も望ましい樹脂と
して、ポリプロピレン系樹脂やポリスチレン系樹脂が推
奨される。
しては、例えばポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂（ポリアク
リロニトリル、ポリスチレン・ポリアクリル酸エステ
ル）、ポリメチルメタクリレート、ナイロン、ポリアセ
タール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルケトン、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアリレー
ト、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド等を用いるこ
とができる。強度、耐摩耗性、価格や廃棄物となったと
きの再生の容易さなどの観点から、最も望ましい樹脂と
して、ポリプロピレン系樹脂やポリスチレン系樹脂が推
奨される。
【００１６】ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレ
ンの単独重合体、プロピレンとエチレン、ブテン等のα
−オレフィンとの共重合体や、繊維とポリプロピレン系
樹脂との密着性を向上させるために、ポリプロピレン樹
脂に炭化水素溶媒中有機過酸化物触媒により無水マレイ
ン酸等のラジカル重合性不飽和化合物をグラフト重合さ
せたグラフト化ポリプロピレン樹脂があげられる。
ンの単独重合体、プロピレンとエチレン、ブテン等のα
−オレフィンとの共重合体や、繊維とポリプロピレン系
樹脂との密着性を向上させるために、ポリプロピレン樹
脂に炭化水素溶媒中有機過酸化物触媒により無水マレイ
ン酸等のラジカル重合性不飽和化合物をグラフト重合さ
せたグラフト化ポリプロピレン樹脂があげられる。
【００１７】また、ポリスチレン系樹脂としては、スチ
レンの単独重合体、スチレンとアクリロニトリルとの共
重合体、ブタジエンとスチレン、アクリロニトリルとの
重合体等や、ガラス繊維との密着性を向上させるため
に、ポリスチレン樹脂に炭化水素溶媒中有機過酸化物触
媒により無水マレイン酸等のラジカル重合性不飽和化合
物をグラフト重合させたグラフト化ポリスチレン樹脂が
あげられる。
レンの単独重合体、スチレンとアクリロニトリルとの共
重合体、ブタジエンとスチレン、アクリロニトリルとの
重合体等や、ガラス繊維との密着性を向上させるため
に、ポリスチレン樹脂に炭化水素溶媒中有機過酸化物触
媒により無水マレイン酸等のラジカル重合性不飽和化合
物をグラフト重合させたグラフト化ポリスチレン樹脂が
あげられる。
【００１８】平面上に一方向に引き揃えて整列させて配
置した強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグ
を製造する方法には種々のものがあるが、一般的な方法
を以下に示す。
置した強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグ
を製造する方法には種々のものがあるが、一般的な方法
を以下に示す。
【００１９】熱可塑性樹脂を加熱溶融し、集束された連
続繊維に含浸させた後、脱泡して冷却するという方法が
ある。補強繊維に熱可塑性樹脂を含浸させる場合、樹脂
溶融時の粘度が高いというライン速度を遅くしないと十
分な含浸が達成できず、また、極端に樹脂溶融時の粘度
が高いと含浸しない。また、溶融時の樹脂粘度が低い場
合は、高速で含浸が可能であるが、高い繊維含有率のプ
リプレグの製造が困難であり高強度プリプレグが得られ
ないことと、溶融時の粘度が低い樹脂は、分子量が低く
樹脂単体の性能が劣りプリプレグ積層体としての物性が
悪くなるという問題点がある。従って、溶融時の樹脂粘
度が、剪断速度が１／秒以上１００／秒以下の範囲で１
０００ポイズ以上５０００ポイズ以下であることが好ま
しい。
続繊維に含浸させた後、脱泡して冷却するという方法が
ある。補強繊維に熱可塑性樹脂を含浸させる場合、樹脂
溶融時の粘度が高いというライン速度を遅くしないと十
分な含浸が達成できず、また、極端に樹脂溶融時の粘度
が高いと含浸しない。また、溶融時の樹脂粘度が低い場
合は、高速で含浸が可能であるが、高い繊維含有率のプ
リプレグの製造が困難であり高強度プリプレグが得られ
ないことと、溶融時の粘度が低い樹脂は、分子量が低く
樹脂単体の性能が劣りプリプレグ積層体としての物性が
悪くなるという問題点がある。従って、溶融時の樹脂粘
度が、剪断速度が１／秒以上１００／秒以下の範囲で１
０００ポイズ以上５０００ポイズ以下であることが好ま
しい。
【００２０】また、熱可塑性樹脂が溶媒に可溶なもので
あれば、その樹脂を溶媒に溶かして溶液化し、それを連
続繊維に含浸させ、その後脱泡しながら溶媒を除去する
という方法もある。しかしながら、この方法は溶剤に可
溶な樹脂だけにしか使用できないので、全ての樹脂に対
応できない。
あれば、その樹脂を溶媒に溶かして溶液化し、それを連
続繊維に含浸させ、その後脱泡しながら溶媒を除去する
という方法もある。しかしながら、この方法は溶剤に可
溶な樹脂だけにしか使用できないので、全ての樹脂に対
応できない。
【００２１】このようにして製造されたプリプレグは、
連続繊維と熱可塑性樹脂との密着性に優れ、繊維含有率
も２０〜８０容積％の範囲内で必要に応じて変化させる
ことができ、厚さも０．０８ｍｍ〜１．０ｍｍと薄く製
造することができる。なお、生産されるプリプレグの連
続繊維の繊維含有率が低いと、繊維量が少なく強度が低
くなり、また、繊維含有率が高いと、熱可塑性樹脂と連
続繊維との密着性が低下し、やはり強度が低くなる。従
って、強化繊維の繊維含有率は、強度と繊維と熱可塑性
樹脂の間の密着性の点で２０〜８０容積％が好ましく、
厚さが０．１〜０．６ｍｍになるよう製造することが推
奨される。
連続繊維と熱可塑性樹脂との密着性に優れ、繊維含有率
も２０〜８０容積％の範囲内で必要に応じて変化させる
ことができ、厚さも０．０８ｍｍ〜１．０ｍｍと薄く製
造することができる。なお、生産されるプリプレグの連
続繊維の繊維含有率が低いと、繊維量が少なく強度が低
くなり、また、繊維含有率が高いと、熱可塑性樹脂と連
続繊維との密着性が低下し、やはり強度が低くなる。従
って、強化繊維の繊維含有率は、強度と繊維と熱可塑性
樹脂の間の密着性の点で２０〜８０容積％が好ましく、
厚さが０．１〜０．６ｍｍになるよう製造することが推
奨される。
【００２２】繊維強化シートとして本発明に使用する場
合、プリプレグ１枚のものを繊維強化シートとして使用
してもよいし、複数枚積層させたものを繊維強化シート
として使用しても良い。複数枚積層させる場合、その繊
維方向は、同じ方向に並んでいても良いし、各層でその
繊維方向が異なっていても良い。
合、プリプレグ１枚のものを繊維強化シートとして使用
してもよいし、複数枚積層させたものを繊維強化シート
として使用しても良い。複数枚積層させる場合、その繊
維方向は、同じ方向に並んでいても良いし、各層でその
繊維方向が異なっていても良い。
【００２３】繊維強化シートの繊維含有率は２０％以上
８５％以下が望ましい。２０％より下では樹脂成分が多
く、積層成形品の状態でこの部分に引張り力が加わった
時充分の強度を得ない。又、８５％を越えると連結材の
繊維素をとり込みにくく、又完成された積層成形品を貼
形する際、樹脂分が少ないため成形しずらく所定の形状
の成形品が得られない。
８５％以下が望ましい。２０％より下では樹脂成分が多
く、積層成形品の状態でこの部分に引張り力が加わった
時充分の強度を得ない。又、８５％を越えると連結材の
繊維素をとり込みにくく、又完成された積層成形品を貼
形する際、樹脂分が少ないため成形しずらく所定の形状
の成形品が得られない。
【００２４】繊維強化樹脂に接合される材質すなわち芯
材に用いられるものとしては、樹脂発泡体や樹脂板等が
ある。樹脂発泡体としては、熱硬化性樹脂の発泡体が好
ましく、例えば、ウレタン樹脂発泡体、アクリル樹脂発
泡体等があるがこの限りではない。この発泡体は、あら
かじめ発泡したもの、または、発泡用の樹脂を供給し、
繊維強化シートと連結材とを組み合わせたシート（以
下、複合シートという）の連結材と接合しながら発泡体
を形成するもののいずれでもよい。
材に用いられるものとしては、樹脂発泡体や樹脂板等が
ある。樹脂発泡体としては、熱硬化性樹脂の発泡体が好
ましく、例えば、ウレタン樹脂発泡体、アクリル樹脂発
泡体等があるがこの限りではない。この発泡体は、あら
かじめ発泡したもの、または、発泡用の樹脂を供給し、
繊維強化シートと連結材とを組み合わせたシート（以
下、複合シートという）の連結材と接合しながら発泡体
を形成するもののいずれでもよい。
【００２５】樹脂板としては、熱硬化性樹脂板が好まし
く、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル樹脂、またはこ
れらの樹脂を含む組成物の樹脂板等があるがこれに限ら
れない。ウレタン系の樹脂としては、硬質ウレタン、軟
質ウレタンエラストマー等があげられるが、この限りで
はない。また、アクリル系の樹脂としては、メタクリル
樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等があげられるがこの限り
ではない。
く、例えば、ウレタン系樹脂、アクリル樹脂、またはこ
れらの樹脂を含む組成物の樹脂板等があるがこれに限ら
れない。ウレタン系の樹脂としては、硬質ウレタン、軟
質ウレタンエラストマー等があげられるが、この限りで
はない。また、アクリル系の樹脂としては、メタクリル
樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等があげられるがこの限り
ではない。
【００２６】芯材は樹脂体からその発泡体まで用いるこ
とが出来る。しかしながら、発泡体の場合は、発泡倍率
６０倍以上では芯材がもろく連結材のない層での破壊が
発生するので１倍を越えて６０倍までの発泡体が望まし
く、１倍を越えて４０倍までの発泡体がより望ましい。
とが出来る。しかしながら、発泡体の場合は、発泡倍率
６０倍以上では芯材がもろく連結材のない層での破壊が
発生するので１倍を越えて６０倍までの発泡体が望まし
く、１倍を越えて４０倍までの発泡体がより望ましい。
【００２７】芯材と繊維強化シートを接合するために連
結材を用いる。連結材は、繊維強化シートの熱可塑性樹
脂が溶融したときに溶融した樹脂と絡み合って結合す
る。一方、芯材が軟化するとき、または発泡するときに
芯材の樹脂と連結材が絡み合う。これをアンカー効果と
いう。このようにして、連結材を介してアンカー効果に
より芯材と繊維強化シートを強固に結合する。このた
め、連結材は、絡み易いように表面の荒れているもの、
メッシュ状のもの等が適している。
結材を用いる。連結材は、繊維強化シートの熱可塑性樹
脂が溶融したときに溶融した樹脂と絡み合って結合す
る。一方、芯材が軟化するとき、または発泡するときに
芯材の樹脂と連結材が絡み合う。これをアンカー効果と
いう。このようにして、連結材を介してアンカー効果に
より芯材と繊維強化シートを強固に結合する。このた
め、連結材は、絡み易いように表面の荒れているもの、
メッシュ状のもの等が適している。
【００２８】よって、連結材を用いることにより、適切
な接着剤がない場合や、相溶性の悪い材料同士であって
も、それぞれの材料が連結材内部に浸透することにより
アンカー効果が生じて異種材料を確実に接合することが
できるのである。連結材としては、ポリエステル系、ナ
イロン系、又はこれらの混和物による不織布、又は繊維
質を有するシート又はガラスマット、ガラスクロス、金
属織物、木質系繊維、石綿、布等があるがこれらに限ら
れない。連結材の目付は用いる素材によって異なるが、
例えば不織布のような場合は５ｇ〜７００ｇ／ｍ2 が用
いられる。車輌用天井材等には１０ｇ〜６０ｇ／ｍ2 が
望ましい。
な接着剤がない場合や、相溶性の悪い材料同士であって
も、それぞれの材料が連結材内部に浸透することにより
アンカー効果が生じて異種材料を確実に接合することが
できるのである。連結材としては、ポリエステル系、ナ
イロン系、又はこれらの混和物による不織布、又は繊維
質を有するシート又はガラスマット、ガラスクロス、金
属織物、木質系繊維、石綿、布等があるがこれらに限ら
れない。連結材の目付は用いる素材によって異なるが、
例えば不織布のような場合は５ｇ〜７００ｇ／ｍ2 が用
いられる。車輌用天井材等には１０ｇ〜６０ｇ／ｍ2 が
望ましい。
【００２９】次に、図について簡単に説明する。図１
は、繊維強化シートと連結材の連結した複合シートであ
る。図２は、従来行っていたウレタン樹脂発泡体と繊維
強化シートとの結合についてである。図３は、ウレタン
樹脂発泡体及び繊維強化シートの熱可塑性樹脂層にそれ
ぞれ深く絡み合いを形成しているのを示している。図４
は、アクリル樹脂板を用いた場合を示している。図５
は、ウレタンスラブを用いた場合を示している。図６
は、サンドイッチ型の本発明の積層成形品を示してい
る。図７は本発明の積層成形品の製造方法を図示したも
のである。
は、繊維強化シートと連結材の連結した複合シートであ
る。図２は、従来行っていたウレタン樹脂発泡体と繊維
強化シートとの結合についてである。図３は、ウレタン
樹脂発泡体及び繊維強化シートの熱可塑性樹脂層にそれ
ぞれ深く絡み合いを形成しているのを示している。図４
は、アクリル樹脂板を用いた場合を示している。図５
は、ウレタンスラブを用いた場合を示している。図６
は、サンドイッチ型の本発明の積層成形品を示してい
る。図７は本発明の積層成形品の製造方法を図示したも
のである。
【００３０】本発明に係る製造方法における積層成形品
の製造にあたって繊維強化熱可塑性樹脂シートと連結材
を一体化した複合シートを予め製造する。この複合シー
トは図１に示すように樹脂強化シートの熱可塑性樹脂を
軟化又は溶融状態にして連結材の繊維素をアンカー効果
で接合する。従って用いる連結材は熱可塑性樹脂の軟化
温度以上の耐熱性を有する連結材が用いられる。この繊
維強化シートと連結材が一体化された複合シートを基に
連結材を介材して芯材と接合一体化させて芯材及び複合
シートのそれぞれが保有している強度以上の性能を発現
させる。従来行っていたウレタン樹脂発泡体と繊維強化
シートとの結合は図２に示す形状になる。この場合は結
合強度はウレタン樹脂発泡体の繊維強化シートに接して
いるセルの壁の強度に支配される。
の製造にあたって繊維強化熱可塑性樹脂シートと連結材
を一体化した複合シートを予め製造する。この複合シー
トは図１に示すように樹脂強化シートの熱可塑性樹脂を
軟化又は溶融状態にして連結材の繊維素をアンカー効果
で接合する。従って用いる連結材は熱可塑性樹脂の軟化
温度以上の耐熱性を有する連結材が用いられる。この繊
維強化シートと連結材が一体化された複合シートを基に
連結材を介材して芯材と接合一体化させて芯材及び複合
シートのそれぞれが保有している強度以上の性能を発現
させる。従来行っていたウレタン樹脂発泡体と繊維強化
シートとの結合は図２に示す形状になる。この場合は結
合強度はウレタン樹脂発泡体の繊維強化シートに接して
いるセルの壁の強度に支配される。
【００３１】本発明者はこれを連結材を用いて図３に示
すようにウレタン樹脂発泡体及び繊維強化シートの熱可
塑性樹脂層にそれぞれ深く絡み合いを形成する。ウレタ
ン樹脂発泡体は複合シートとウレタン樹脂発泡体との結
合を発泡体を形成しながら連結材の繊維素をとり込んで
ゆく。こうすることによって、繊維素は発泡体のセル中
に確実に機械的に結合できる。
すようにウレタン樹脂発泡体及び繊維強化シートの熱可
塑性樹脂層にそれぞれ深く絡み合いを形成する。ウレタ
ン樹脂発泡体は複合シートとウレタン樹脂発泡体との結
合を発泡体を形成しながら連結材の繊維素をとり込んで
ゆく。こうすることによって、繊維素は発泡体のセル中
に確実に機械的に結合できる。
【００３２】又、図４に示すように、アクリル板等樹脂
板はこの板の全部又は表層部を軟化及び溶融させ、連結
材の繊維素をこれらの樹脂の中へ埋め込み、その後樹脂
板を冷却する。一般に５ｍｍ程度の厚い樹脂板を全体を
軟化又は溶融させたのち、複合シート連結させると冷却
後反りが生じやすいので接合する表層を中心に軟化又は
溶融させると良い。
板はこの板の全部又は表層部を軟化及び溶融させ、連結
材の繊維素をこれらの樹脂の中へ埋め込み、その後樹脂
板を冷却する。一般に５ｍｍ程度の厚い樹脂板を全体を
軟化又は溶融させたのち、複合シート連結させると冷却
後反りが生じやすいので接合する表層を中心に軟化又は
溶融させると良い。
【００３３】又、ウレタンスラブ（４）を芯材に用いる
場合、ウレタンスラブの上にウレタン樹脂発泡体を形成
せしめる際に図５に示すように、ウレタン樹脂発泡体の
上に複合シートの連結材と接合するようにすれば良い。
一般にウレタンスラブとウレタン樹脂発泡体液及び形成
された発泡体は非常に良く結合するので図３と同じ接合
効果が得られる。特に建築用の厚いパネルの積層成形品
をつくるのに適している。
場合、ウレタンスラブの上にウレタン樹脂発泡体を形成
せしめる際に図５に示すように、ウレタン樹脂発泡体の
上に複合シートの連結材と接合するようにすれば良い。
一般にウレタンスラブとウレタン樹脂発泡体液及び形成
された発泡体は非常に良く結合するので図３と同じ接合
効果が得られる。特に建築用の厚いパネルの積層成形品
をつくるのに適している。
【００３４】図６はサンドイッチ型の本発明の積層成形
品を示している。この場合図３を例にとれば２枚の複合
シートの連結材のある方を内側にしてその間でウレタン
樹脂を発泡し硬化すれば良い。
品を示している。この場合図３を例にとれば２枚の複合
シートの連結材のある方を内側にしてその間でウレタン
樹脂を発泡し硬化すれば良い。
【００３５】図７は本発明の積層成形品の製造方法を図
示したもので、（イ）は繊維強化シートと連結材で複合
シートを製造する工程、（ロ）はこの複合シートを用い
て図６に示す本発明の積層成形品を作る製造工程を図示
したものである。（イ）は、繊維強度シート（１１）の
熱可塑性樹脂を加熱装置（３１）で軟化又は溶融状態に
して連結材（２２）と圧着ロール（３２）で接合、圧着
して、繊維強化シートと連結材とが一体化されたシー
ト、すなわち複合シートを予め作る工程である。（ロ）
は、２枚の複合シート（１２）を連結材が相対するよう
内側に向くよう連結的に供給する工程と、この２枚の複
合シートの間にウレタン樹脂発泡体注入機（３３）か
ら、ウレタン樹脂発泡体を連続的に供給・発泡させる工
程と、複合シートの結合された連結材とウレタン樹脂発
泡体（３）が接合し、熱炉（３４）内部の賦形ロール
（３６）で一定形状に賦形する工程とウレタン樹脂発泡
体を硬化させる工程と完成された積層成形品（３８）を
一定の長さに切断する工程から積層成形品の製造方法を
示す。この方法を用いて、厚さ５ｍｍ、幅３０ｃｍ以上
の様なうすく幅広い、ウレタン樹脂発泡体等の芯材を有
する積層成形品を製造する場合、細かい気泡を伴った発
泡用の樹脂を複合シートの全面または部分に供給し、発
泡体を形成することもできる。
示したもので、（イ）は繊維強化シートと連結材で複合
シートを製造する工程、（ロ）はこの複合シートを用い
て図６に示す本発明の積層成形品を作る製造工程を図示
したものである。（イ）は、繊維強度シート（１１）の
熱可塑性樹脂を加熱装置（３１）で軟化又は溶融状態に
して連結材（２２）と圧着ロール（３２）で接合、圧着
して、繊維強化シートと連結材とが一体化されたシー
ト、すなわち複合シートを予め作る工程である。（ロ）
は、２枚の複合シート（１２）を連結材が相対するよう
内側に向くよう連結的に供給する工程と、この２枚の複
合シートの間にウレタン樹脂発泡体注入機（３３）か
ら、ウレタン樹脂発泡体を連続的に供給・発泡させる工
程と、複合シートの結合された連結材とウレタン樹脂発
泡体（３）が接合し、熱炉（３４）内部の賦形ロール
（３６）で一定形状に賦形する工程とウレタン樹脂発泡
体を硬化させる工程と完成された積層成形品（３８）を
一定の長さに切断する工程から積層成形品の製造方法を
示す。この方法を用いて、厚さ５ｍｍ、幅３０ｃｍ以上
の様なうすく幅広い、ウレタン樹脂発泡体等の芯材を有
する積層成形品を製造する場合、細かい気泡を伴った発
泡用の樹脂を複合シートの全面または部分に供給し、発
泡体を形成することもできる。
【００３６】
〔実施例１〕容積含有率がガラス繊維５０％、ポリプロ
ピレン５０％からなる繊維強化シートを加熱溶融させ、
１５ｇ／ｍ2のポリエステル製不織布と接合圧着し、図
７（イ）記載の複合シートを得た。図７（ロ）に示すよ
うにこの複合シートを不織布が内側に相対するように配
置し、その中で、ウレタン樹脂を３０倍に発泡させる。
使用するウレタンのクリームタイムは１０秒、ライジン
グタイムは３０秒、タックフリーは６０秒である。これ
を熱炉を通してシート状に賦形し、任意の大きさに切断
し、本発明の積層成形品を得る。幅２５ｍｍ×長さ１５
０ｍｍの試験片を切り出し、強化シートと芯材間の剥離
試験をおこなった。その結果、剥離強度は５０１ｇであ
った。
ピレン５０％からなる繊維強化シートを加熱溶融させ、
１５ｇ／ｍ2のポリエステル製不織布と接合圧着し、図
７（イ）記載の複合シートを得た。図７（ロ）に示すよ
うにこの複合シートを不織布が内側に相対するように配
置し、その中で、ウレタン樹脂を３０倍に発泡させる。
使用するウレタンのクリームタイムは１０秒、ライジン
グタイムは３０秒、タックフリーは６０秒である。これ
を熱炉を通してシート状に賦形し、任意の大きさに切断
し、本発明の積層成形品を得る。幅２５ｍｍ×長さ１５
０ｍｍの試験片を切り出し、強化シートと芯材間の剥離
試験をおこなった。その結果、剥離強度は５０１ｇであ
った。
【００３７】〔比較例１〕容積含有率がガラス繊維５０
％、ポリプロピレン５０％からなる繊維強化シートを加
熱溶融し、３０倍に発泡したウレタンスラブと連結材を
用いずに圧着成形することにより、図２記載の積層成形
品を得る。幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの試験片を切り
出し、強化シートと芯材間の剥離試験をおこなった。そ
の結果、剥離強度は２００ｇであった。本発明の積層成
形品は、連結材を用いない従来品に比べて約２．５倍の
剥離強度を達成することができた。
％、ポリプロピレン５０％からなる繊維強化シートを加
熱溶融し、３０倍に発泡したウレタンスラブと連結材を
用いずに圧着成形することにより、図２記載の積層成形
品を得る。幅２５ｍｍ×長さ１５０ｍｍの試験片を切り
出し、強化シートと芯材間の剥離試験をおこなった。そ
の結果、剥離強度は２００ｇであった。本発明の積層成
形品は、連結材を用いない従来品に比べて約２．５倍の
剥離強度を達成することができた。
【００３８】
【発明の効果】本発明により、芯材と複合シートの優れ
た接合により、軽量で剛性が大きく、高強度で耐衝撃性
に優れた耐熱性のよい積層成形品を提供することができ
る。
た接合により、軽量で剛性が大きく、高強度で耐衝撃性
に優れた耐熱性のよい積層成形品を提供することができ
る。
【図１】 複合シートの接着の様子の概念図。
【図２】 従来法での繊維強化シートとウレタン樹脂発
泡体の接着の様子の概念図。
泡体の接着の様子の概念図。
【図３】 本発明における複合シート及びウレタン発泡
体の接合の様子の概念図。
体の接合の様子の概念図。
【図４】 本発明における複合シート及び樹脂板の接合
の様子の概念図。
の様子の概念図。
【図５】 本発明における複合シートとウレタンスラブ
の間にウレタン樹脂発泡体を形成したときの接着の様子
の概念図。
の間にウレタン樹脂発泡体を形成したときの接着の様子
の概念図。
【図６】 サンドイッチ構造を持つ積層成形品。
【図７】 積層成形品の製造方法。
１ 繊維強化シート ２ 連結結材 ３ 芯材 ４ ウレタンスラブ ５ 樹脂板 １１ 繊維強化シートのロール巻 ２２ 連結材のロール巻 ３１ 加熱装置 ３２ 圧着ロール １２ 複合シート ３３ ウレタン樹脂発泡体注入機 ３４ 熱炉 ３５ 引き取りロール ３６ 賦型ロール ３７ 切断機 ３８ 本積層成形品
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３２Ｂ 27/30 Ａ 8413−4Ｆ 27/32 Ｃ 8413−4Ｆ 31/12 7148−4Ｆ 31/18 7148−4Ｆ (72)発明者 岸 智 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】強化繊維の容積含有率が２０〜８０％であ
り、かつ一方向に引き揃えた繊維強化シートを１枚又は
複数枚積層されたシートを、芯材の片面又は両面に接合
して成る積層品において、芯材と繊維強化シートが連結
材によって接合されている積層成形品。 - 【請求項２】繊維強化シートに含まれる強化繊維がガラ
ス繊維であり、繊維強化シートに含まれる熱可塑性樹脂
がポリプロピレン系樹脂又はポリスチレン系樹脂であ
り、芯材がウレタン系樹脂発泡体叉はウレタン系樹脂板
であり、連結材がポリエステル系不織布である請求項１
に記載の積層成形品。 - 【請求項３】繊維強化シートに含まれる強化繊維がガラ
ス繊維であり、繊維強化シートに含まれる熱可塑性樹脂
がポリプロピレン系樹脂又は、ポリスチレン系樹脂であ
り、芯材がアクリル系樹脂板又はアクリル系樹脂発泡体
であり、連結材がポリエステル系不織布である請求項１
に記載の積層成形品。 - 【請求項４】上記積層成形品が車輌用天井芯材である請
求項１または２記載の積層成形品。 - 【請求項５】上記積層成形品が建材パネルである請求項
１または２記載の積層成形品。 - 【請求項６】上記積層品が浴槽、洗面槽、カバン、人造
大理石の部品である請求項１〜３に記載の積層成形品。 - 【請求項７】繊維強化シートに含まれる熱可塑性樹脂を
軟化又は溶融状態にして連結材と接合、圧着して、繊維
強化シートと連結材とが一体化された複合シートを予め
作る工程と、２枚の複合シートを連結材が相対するよう
内側に向くよう、連続的に供給する工程、この２枚の複
合シートの間にウレタン樹脂発泡体を連続的に供給・発
泡させる工程、複合シートに結合された連結材とウレタ
ン樹脂発泡体が接合し、一定形状に賦形する工程、ウレ
タン樹脂発泡体を硬化させる工程、及び完成された積層
成形品を一定の長さに切断する工程から成る積層成形品
の製造方法。 - 【請求項８】繊維強化シートに含まれる熱可塑性樹脂を
軟化又は溶融状態にして連結材と結合、圧着して、繊維
強化シートと連結材とが一体化された複合シートを予め
作る工程、２枚の複合シートの連結材が内側に向くよう
連続的に供給する工程、ウレタン樹脂系発泡板（以下ウ
レタンスラブ）を連続的に供給する工程、ウレタンスラ
ブと複合シートの間にあって全面又は部分的にウレタン
樹脂又はウレタン樹脂発泡体ないし接着剤を介して、複
合シートの連結材とウレタンスラブと接合一体化する工
程、ウレタン樹脂又はウレタン樹脂発泡体ないし接着剤
を固化し一定の形状を賦型する工程、及びこれらによっ
て得られた積層成形品を一定の長さに切断する工程から
成る積層成形品の製造方法。 - 【請求項９】繊維強化シートに含まれる熱可塑性樹脂を
軟化又は溶融状態にして連結材と接合・圧着して、繊維
強化シートと連結材とが一体化された複合シートを作る
工程、芯材の全部又は表面部分を軟化又は溶融する工
程、及びこの芯材と複合シートの連結材が芯材に機械的
結合一体化させる工程からなる積層成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16966194A JP3368999B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 積層成形品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16966194A JP3368999B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 積層成形品及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0825563A true JPH0825563A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3368999B2 JP3368999B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=15890595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16966194A Expired - Fee Related JP3368999B2 (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 積層成形品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368999B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010208607A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Sanwa Kogyo Kk | 自動車のサンルーフ用サンシェードパネル |
| JP2016153220A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-08-25 | マグナ ステアー ファールゾイヒテクニーク アーゲー ウント コ カーゲー | サンドウィッチ構成要素 |
-
1994
- 1994-07-21 JP JP16966194A patent/JP3368999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010208607A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Sanwa Kogyo Kk | 自動車のサンルーフ用サンシェードパネル |
| JP2016153220A (ja) * | 2014-12-22 | 2016-08-25 | マグナ ステアー ファールゾイヒテクニーク アーゲー ウント コ カーゲー | サンドウィッチ構成要素 |
| US10300676B2 (en) | 2014-12-22 | 2019-05-28 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg | Sandwich component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3368999B2 (ja) | 2003-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |