JP6098086B2 - Laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic, laminated composite material and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、炭素繊維強化プラスチックに対して高い密着性をもって積層できる炭素繊維強化プラスチック用積層シートに関する。更に、本発明は、炭素繊維強化プラスチック用積層シートを炭素繊維強化プラスチックに積層させた当該積層複合材料、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic that can be laminated with high adhesion to carbon fiber reinforced plastic. Furthermore, this invention relates to the said laminated composite material which laminated | stacked the laminated sheet for carbon fiber reinforced plastics on carbon fiber reinforced plastic, and its manufacturing method.
近年、大きな衝撃や変形応力を受けるスポーツ用具、自動車、船舶、航空機などの部材として、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料を用いた成形品が提案されており、特に軽量かつ高い力学特性が求められる分野において積極的に採用されている。このCFRP複合材料は、炭素繊維に対して熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂といったマトリックス樹脂を含浸させ、必要に応じて硬化させることで製造され、炭素繊維によって強化されているため物性が著しく向上し、比較的軽量でありながら強靭な部材である。
一方、意匠性の観点からは、マトリックス樹脂の美麗な光沢や、炭素繊維の織目模様を活かした精巧な立体的な意匠が好まれ、特にスポーツ用具、スポーツカー等の分野においては、CFRPが本来有する意匠性を活かした成形品が嗜好されている。
このようなCFRPの意匠性を活かした成形品の一例として、特許文献1には、CFRPの表面に熱可塑性樹脂フィルムを積層し、熱圧を加えて得られる表面材や、これを用いた成形品が開示されている。
In recent years, molded products using carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite materials have been proposed as components for sports equipment, automobiles, ships, aircraft, etc. that are subject to large impacts and deformation stresses. Has been actively adopted in certain fields. This CFRP composite material is manufactured by impregnating a carbon fiber with a matrix resin such as a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and curing it as necessary. It is a tough member that is relatively lightweight.
On the other hand, from the viewpoint of designability, elaborate three-dimensional designs that take advantage of the beautiful luster of the matrix resin and the texture of the carbon fiber are preferred. Especially in the field of sports equipment and sports cars, CFRP is Molded products that take advantage of their inherent design are preferred.
As an example of a molded product that takes advantage of such design properties of CFRP, Patent Document 1 discloses a surface material obtained by laminating a thermoplastic resin film on the surface of CFRP and applying heat pressure, and molding using the same. The product is disclosed.
しかしながら、特許文献1に記載の表面材では、CFRPと熱可塑性樹脂フィルムの密着性を高める技術は確立されておらず、CFRPと熱可塑性樹脂フィルムの密着性が不十分になることがあり、CFRPに対して高い密着性をもって熱可塑性樹脂フィルムを積層させる技術については、更なる検討の余地が残されている。
本発明は、このような状況下で、炭素繊維強化プラスチック層と基材層との密着性に優れた積層複合材料及びその製造方法、並びに該積層複合材料を提供することができる炭素繊維強化プラスチック用積層シートを提供することを課題とする。
However, in the surface material described in Patent Document 1, a technique for increasing the adhesion between CFRP and the thermoplastic resin film has not been established, and the adhesion between CFRP and the thermoplastic resin film may be insufficient. However, there is still room for further study on the technique of laminating the thermoplastic resin film with high adhesion.
Under such circumstances, the present invention provides a laminated composite material having excellent adhesion between a carbon fiber reinforced plastic layer and a base material layer, a method for producing the same, and a carbon fiber reinforced plastic capable of providing the laminated composite material. It is an object to provide a laminated sheet for use.
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、基材上に軟化点が80℃以下の樹脂を用いた熱接着性層を有する炭素繊維強化プラスチック用積層シートを用いてCFRPに加飾を施すことで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor of the present invention uses a laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic having a heat-adhesive layer using a resin having a softening point of 80 ° C. or less on a substrate. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by decorating the CFRP. The present invention has been completed based on such findings.
すなわち、本発明は、以下の発明を提供するものである。
項1. 基材上に熱接着性層を有する炭素繊維強化プラスチック用積層シートであって、該熱接着性層の軟化点が80℃以下であることを特徴とする炭素繊維強化プラスチック用積層シート。
項2. 前記基材の軟化点が80℃超である、項1に記載の炭素繊維強化プラスチック用積層シート。
項3. 前記熱接着性層が、ポリウレタン系樹脂により形成されている、項1又は2に記載の炭素繊維強化プラスチック用積層シート。
項4. 前記基材と熱接着性層の間に、透明樹脂フィルム層が設けられている、項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック用積層シート。
項5. 炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させてなるプリプレグを1層以上配置し、該プリプレグ上に、項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維強化プラスチック用積層シートを、熱接着性層側がプリプレグ側を向くように積層した後、一体成形することを特徴とする積層複合材料の製造方法。
項6. 前記一体成形が、加熱加圧成形により行われる項5に記載の積層複合材料の製造方法。
項7. 炭素繊維強化プラスチック層、軟化点が80℃以下の熱接着性層及び基材をこの順に有することを特徴とする積層複合材料。
項8. 前記炭素繊維強化プラスチック層と基材との剥離強度が10kgf/cm2以上である項7に記載の積層複合材料。
That is, the present invention provides the following inventions.
Item 1. A laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic having a thermal adhesive layer on a substrate, wherein the thermal adhesive layer has a softening point of 80 ° C or lower.
Item 2. Item 2. The laminated sheet for carbon fiber-reinforced plastics according to Item 1, wherein the softening point of the substrate is more than 80 ° C.
Item 3. Item 3. The laminated sheet for carbon fiber reinforced plastics according to Item 1 or 2, wherein the thermal adhesive layer is formed of a polyurethane-based resin.
Item 4. Item 4. The laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic according to any one of Items 1 to 3, wherein a transparent resin film layer is provided between the substrate and the heat-adhesive layer.
Item 5. One or more layers of a prepreg obtained by impregnating a carbon fiber with a matrix resin are disposed. On the prepreg, the laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic according to any one of Items 1 to 4, wherein the heat-adhesive layer side is the prepreg side. A method for producing a laminated composite material, wherein the laminated composite material is integrally molded after being laminated.
Item 6. Item 6. The method for producing a laminated composite material according to Item 5, wherein the integral molding is performed by heat and pressure molding.
Item 7. A laminated composite material comprising a carbon fiber reinforced plastic layer, a heat-adhesive layer having a softening point of 80 ° C. or less, and a substrate in this order.
Item 8. Item 8. The laminated composite material according to Item 7, wherein the peel strength between the carbon fiber reinforced plastic layer and the substrate is 10 kgf / cm 2 or more.
本発明の炭素繊維強化プラスチック用積層シートによれば、炭素繊維強化プラスチック層と基材層との密着性に優れた積層複合材料及びその製造方法、並びに該積層複合材料を提供することができる炭素繊維強化プラスチック用積層シートを提供することができる。 According to the laminated sheet for carbon fiber reinforced plastics of the present invention, a laminated composite material having excellent adhesion between the carbon fiber reinforced plastic layer and the base material layer, a method for producing the laminated composite material, and carbon capable of providing the laminated composite material A laminated sheet for fiber-reinforced plastic can be provided.
更に、本発明の炭素繊維強化プラスチック用積層シートにおいて、基材の熱可塑性樹脂の種類や厚みを調節したり、透明樹脂フィルムを設けたりすることにより、炭素繊維強化プラスチックと積層させて積層複合材料を調製した際に、表面の平滑性に優れ、光沢に優れる外観性状を備えさせることができるため、より一層意匠的効果が高まった積層複合材料を提供することも可能になる。 Further, in the laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic of the present invention, the laminated composite material is laminated with the carbon fiber reinforced plastic by adjusting the kind and thickness of the thermoplastic resin of the base material or by providing a transparent resin film. Can be provided with an appearance property excellent in surface smoothness and gloss, so that it becomes possible to provide a laminated composite material having a further enhanced design effect.
<炭素繊維強化プラスチック用積層シート>
本発明の炭素繊維強化プラスチック用積層シートは、基材上に熱接着性層を有する炭素繊維強化プラスチック用積層シートであって、該熱接着性層の軟化点が80℃以下であることを特徴とする。
<Laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic>
The laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic of the present invention is a laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic having a heat-adhesive layer on a substrate, wherein the softening point of the heat-adhesive layer is 80 ° C. or less. And
[基材]
基材としては、代表的には熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムが使用される。該熱可塑性樹脂としては、一般的には、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(以下「ABS樹脂」という)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン,ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂などが使用され、透明性、硬度、耐熱性等の観点からポリエステル樹脂が好ましく用いられる。また、基材は、これら樹脂の単層フィルム、あるいは同種又は異種樹脂による複層フィルムとして使用することができる。
[Base material]
As the base material, a resin film made of a thermoplastic resin is typically used. The thermoplastic resin is generally a polyester resin such as acrylonitrile-butadiene-styrene resin (hereinafter referred to as “ABS resin”), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), or the like. Polyolefin resins such as acrylic resin, polypropylene and polyethylene, polycarbonate resin, vinyl chloride resin and the like are used, and polyester resin is preferably used from the viewpoint of transparency, hardness, heat resistance and the like. Moreover, a base material can be used as a single layer film of these resins, or a multilayer film by the same kind or different resin.
基材を構成する熱可塑性樹脂の軟化点については、特に制限されないが、例えば60℃以上が挙げられる。とりわけ、基材を構成する熱可塑性樹脂として、軟化点が80℃超(より好ましくは100℃超、さらに好ましくは120℃超、最も好ましくは150℃超、特に好ましくは180℃超)のものであると、これを用いて得られる積層複合材料には、接着性を有しつつさらに炭素繊維の織目に由来する凹凸が表面に浮き出てこないことから、平滑性に優れた積層複合材料が得られるため好ましい。基材を構成する熱可塑性樹脂の軟化点の上限値については、特に制限されないが、例えば230℃、好ましくは200℃が挙げられる。なお、当該軟化点は、「JIS K5601−2−2塗料成分試験方法−第2部:溶剤可溶物中の成分分析−第2節:軟化点(環球法)」に従って測定される値である。 Although it does not restrict | limit especially about the softening point of the thermoplastic resin which comprises a base material, For example, 60 degreeC or more is mentioned. In particular, the thermoplastic resin constituting the base material has a softening point of more than 80 ° C (more preferably more than 100 ° C, more preferably more than 120 ° C, most preferably more than 150 ° C, particularly preferably more than 180 ° C). In such a case, the laminated composite material obtained by using this has an adhesive property, and the unevenness derived from the texture of the carbon fiber does not appear on the surface, so that a laminated composite material excellent in smoothness is obtained. Therefore, it is preferable. The upper limit value of the softening point of the thermoplastic resin constituting the base material is not particularly limited, but is, for example, 230 ° C, preferably 200 ° C. In addition, the said softening point is a value measured according to "JIS K5601-2-2 paint component test method-Part 2: Component analysis in a solvent soluble material-Section 2: Softening point (ring ball method)". .
基材の厚みは、用途に応じて選定され、特に限定されないが、操作性、加工性、コスト等を考慮すると、10〜500μmが好ましく、20〜300μmがより好ましく、25〜250μmが更に好ましい。 The thickness of the substrate is selected according to the application and is not particularly limited. However, considering operability, workability, cost, etc., 10 to 500 μm is preferable, 20 to 300 μm is more preferable, and 25 to 250 μm is still more preferable.
また、後述する透明樹脂フィルム層を設けない場合でも優れた表面平滑性を備えさせるという観点からは、基材として、ポリエステル樹脂、好ましくはポリエチレンテレフタレート製であって、厚み50μm以上、好ましくは75〜300μm、更に好ましくは75〜250μmのフィルムが好適に使用される。 Further, from the viewpoint of providing excellent surface smoothness even when a transparent resin film layer to be described later is not provided, the substrate is made of a polyester resin, preferably polyethylene terephthalate, and has a thickness of 50 μm or more, preferably 75 to A film of 300 μm, more preferably 75 to 250 μm is preferably used.
これらの基材はその上に設けられる層との密着性を向上させるために、所望により、片面又は両面に酸化法や凹凸化法などの物理的又は化学的表面処理を施すことができる。 These base materials can be subjected to physical or chemical surface treatment such as an oxidation method or an unevenness method on one side or both sides, if desired, in order to improve the adhesion with the layer provided thereon.
上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、クロム酸化処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線処理法などが挙げられ、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理は、基材の種類に応じて適宜選択されるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から好ましく用いられる。 Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, chromium oxidation treatment, flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet treatment method, and examples of the unevenness method include a sand blast method and a solvent treatment method. These surface treatments are appropriately selected depending on the type of substrate, but generally, a corona discharge treatment method is preferably used from the viewpoints of effects and operability.
また該基材は、予め炭素繊維を隠蔽しない範囲において着色材を含有させた有色のものであってもよい。 Further, the base material may be a colored one containing a colorant in a range in which carbon fibers are not concealed in advance.
[熱接着性層]
本発明の炭素繊維強化プラスチック用積層シートは、炭素繊維強化プラスチック層との密着性を向上させるため、基材上に熱接着性層を有する。熱接着性層は、種々のインキを用いて、基材に塗工することで設けたり、印刷機を使用して印刷することにより形成することができ、また、基材の全面に設けられていてもよいし、基材上に部分的に設けられていてもよい。
[Thermal adhesive layer]
The laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic of the present invention has a thermal adhesive layer on the substrate in order to improve the adhesion with the carbon fiber reinforced plastic layer. The heat-adhesive layer can be formed by applying various inks to the base material, or can be formed by printing using a printing machine, and is provided on the entire surface of the base material. It may be provided partially on the substrate.
熱接着性層を形成する方法としては、グラビア印刷などの通常の印刷方法や、グラビアコート、グラビアリバースコート、グラビアオフセットコート、スピンナーコート、ロールコート、リバースロールコートなどの通常の塗工方法が挙げられる。 Examples of the method for forming the heat-adhesive layer include ordinary printing methods such as gravure printing, and ordinary coating methods such as gravure coating, gravure reverse coating, gravure offset coating, spinner coating, roll coating, and reverse roll coating. It is done.
熱接着性層に用いる樹脂としては、軟化点が80℃以下(好ましくは70℃以下、さらに好ましくは−20℃以上70℃以下、特に好ましくは0℃以上30℃以下)のものを用いる必要があり、例えば、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル系共重合体樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル/アクリル系共重合体樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ブチラール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、酢酸セルロース系樹脂などの中から任意のものが、1種単独で又は2種以上を混合して用いられる。なお2種以上樹脂を混合して使用する場合は、混合比率に応じた平均軟化点温度が80℃以下であればよい。
ここで、上記軟化点は、「JIS K5601−2−2塗料成分試験方法−第2部:溶剤可溶物中の成分分析−第2節:軟化点(環球法)」を用いて測定されるものである。熱接着性層として、軟化点が80℃以下のものを選択することにより、炭素繊維強化プラスチックとの密着性を向上させることが可能になる。一方、熱接着性層の軟化点が80℃超であると、炭素繊維強化プラスチック用積層シートを用いて積層複合材料を製造しても、着色層が炭素繊維の立体形状に追従しないため、密着性に劣る。
As the resin used for the heat-adhesive layer, it is necessary to use a resin having a softening point of 80 ° C. or less (preferably 70 ° C. or less, more preferably −20 ° C. or more and 70 ° C. or less, particularly preferably 0 ° C. or more and 30 ° C. or less). Yes, for example, polyurethane resin, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer resin, vinyl chloride / vinyl acetate / acrylic copolymer resin, chlorinated polypropylene resin, acrylic resin, polyester resin, polyamide resin, Any one of butyral resins, polystyrene resins, nitrocellulose resins, cellulose acetate resins and the like may be used alone or in admixture of two or more. In addition, when mixing and using 2 or more types of resin, the average softening point temperature according to a mixing ratio should just be 80 degrees C or less.
Here, the softening point is measured using “JIS K5601-2-2 paint component test method—Part 2: Component analysis in solvent-soluble matter—Section 2: Softening point (ring-ball method)”. Is. By selecting a heat-adhesive layer having a softening point of 80 ° C. or lower, it becomes possible to improve the adhesion to the carbon fiber reinforced plastic. On the other hand, when the softening point of the heat-adhesive layer is more than 80 ° C., even if a laminated composite material is produced using a laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic, the colored layer does not follow the three-dimensional shape of the carbon fiber. Inferior to sex.
熱接着性層に用いられる軟化点が80℃以下の樹脂の中でも、炭素繊維強化プラスチックに対する密着性をより一層向上させ、更には優れた表面平滑性や光沢を備えさせるという観点から、好ましくはポリウレタン系樹脂及び塩化ビニル/酢酸ビニル系共重合体樹脂、更に好ましくはポリウレタン系樹脂が挙げられる。 Among the resins having a softening point of 80 ° C. or less used for the heat-adhesive layer, polyurethane is preferable from the viewpoint of further improving the adhesion to the carbon fiber reinforced plastic and further providing excellent surface smoothness and gloss. Resin and vinyl chloride / vinyl acetate copolymer resin, more preferably polyurethane resin.
ポリウレタン系樹脂としては、具体的には、ポリオール化合物を主剤とし、イソシアネート系化合物を架橋剤(硬化剤)として硬化させたもの使用される。 As the polyurethane resin, specifically, a resin obtained by curing a polyol compound as a main component and an isocyanate compound as a crosslinking agent (curing agent) is used.
ポリウレタン系樹脂の主剤として使用されるポリオール化合物としては、分子中に2個以上の水酸基を有する化合物であればよく、具体的には、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール等が挙げられる。これらのポリオール化合物の中でも、好ましくはポリエステルポリオールが挙げられる。これらのポリオール化合物が有する水酸基の数としては、例えば、1分子あたり、2〜10個、好ましくは2〜6個が挙げられる。これらのポリオール化合物は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The polyol compound used as the main component of the polyurethane-based resin may be a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule, and specifically, polyester polyol, polyester polyurethane polyol, polyether polyol, polyether polyurethane polyol. Etc. Among these polyol compounds, polyester polyol is preferable. Examples of the number of hydroxyl groups contained in these polyol compounds include 2 to 10, preferably 2 to 6, per molecule. These polyol compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
また、ポリウレタン系樹脂の硬化剤として使用されるイソシアネート系化合物としては、具体的には、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリフェニルメタンジイソシアネート(ポリメリックMDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン(H12MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(1,5−NDI)、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニレンジイソシアネート(TODI)、キシレンジイソシアネート(XDI)等の芳香族ジイソシアネート;トラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート等のジイソシアネートが挙げられる。これらのイソシアネート系化合物は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of isocyanate compounds used as curing agents for polyurethane resins include diphenylmethane diisocyanate (MDI), polyphenylmethane diisocyanate (polymeric MDI), toluene diisocyanate (TDI), and hexamethylene diisocyanate (HDI). Bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane (H12MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (1,5-NDI), 3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylene diisocyanate (TODI) ), Aromatic diisocyanates such as xylene diisocyanate (XDI); tramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate Aliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), include diisocyanates such as alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate. These isocyanate compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
これらのポリウレタン系樹脂の中でも、炭素繊維強化プラスチックに対する密着性、表面平滑性、及び光沢をより一層良好に備えさせるという観点から、好ましくは、ポリエステルポリオールをジイソシアネートで硬化させたポリウレタン系樹脂;更に好ましくは、ポリエステルポリオールを脂環式ジイソシアネートで硬化させたポリウレタン系樹脂;特に好ましくは1分子あたり2〜6個の水酸基を有するポリエステルポリオールをヘキサメチレンジイソシアネートで硬化させたポリウレタン系樹脂が挙げられる。 Among these polyurethane resins, a polyurethane resin obtained by curing a polyester polyol with diisocyanate is preferable from the viewpoint of providing better adhesion to carbon fiber reinforced plastic, surface smoothness, and gloss. Is a polyurethane resin obtained by curing a polyester polyol with an alicyclic diisocyanate; particularly preferably a polyurethane resin obtained by curing a polyester polyol having 2 to 6 hydroxyl groups per molecule with hexamethylene diisocyanate.
また、前記ポリウレタン系樹脂を形成するポリオール化合物とイソシアネート系化合物の比率については、前述する軟化点を充足するように適宜設定されるが、例えば、ポリオール化合物の水酸基1モル当たり、イソシアネート系化合物のイソシアネート基の割合が、0.5〜30、好ましくは0.8〜2が挙げられる。 Further, the ratio of the polyol compound and the isocyanate compound forming the polyurethane resin is appropriately set so as to satisfy the softening point described above. For example, the isocyanate of the isocyanate compound per 1 mol of the hydroxyl group of the polyol compound. The group ratio is 0.5 to 30, preferably 0.8 to 2.
上記熱接着性層は、必要に応じて、顔料、染料などの着色剤、体質顔料、溶剤、安定剤、可塑剤、触媒、硬化剤などを適宜混合してもよい。 The thermal adhesive layer may be appropriately mixed with a colorant such as a pigment and a dye, an extender pigment, a solvent, a stabilizer, a plasticizer, a catalyst, and a curing agent as necessary.
着色剤としては、カーボンブラック(墨)、鉄黒、チタン白、アンチモン白、黄鉛、チタン黄、弁柄、カドミウム赤、群青、コバルトブルーなどの無機顔料、キナクリドンレッド、イソインドリノンイエロー、フタロシアニンブルーなどの有機顔料又は染料、アルミニウム、真鍮などの鱗片状箔片からなる金属顔料、二酸化チタン被覆雲母、塩基性炭酸鉛などの鱗片状箔片からなる真珠光沢(パール)顔料などが用いられる。 Colorants include carbon black (black), iron black, titanium white, antimony white, yellow lead, titanium yellow, petal, cadmium red, ultramarine, cobalt blue and other inorganic pigments, quinacridone red, isoindolinone yellow, phthalocyanine Organic pigments or dyes such as blue, metal pigments made of scaly foil pieces such as aluminum and brass, pearlescent pigments made of scaly foil pieces such as titanium dioxide-coated mica and basic lead carbonate, and the like are used.
熱接着性層の厚みは、0.1〜20μmが好ましく、0.1〜15μmがより好ましく、0.3〜10μmがさらに好ましい。熱接着性層の厚みが0.1μm以上であると、炭素繊維強化プラスチック層に対する密着性が良好となり、20μm以下であると、一体成形後の乾燥時間を短縮することができ、生産性が向上する。 The thickness of the heat-adhesive layer is preferably from 0.1 to 20 μm, more preferably from 0.1 to 15 μm, still more preferably from 0.3 to 10 μm. When the thickness of the heat-adhesive layer is 0.1 μm or more, the adhesion to the carbon fiber reinforced plastic layer is good, and when it is 20 μm or less, the drying time after integral molding can be shortened, and the productivity is improved. To do.
[着色層]
本発明の炭素繊維強化プラスチック用積層シートは、さらに必要に応じて着色層を有していてもよい。
[Colored layer]
The laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic of the present invention may further have a colored layer as required.
着色層は、基材と熱接着性層の間、あるいは基材の熱接着性層とは反対側の面に設けることができ、耐傷性の観点からは基材と熱接着性層との間に設けることが好ましい。 The colored layer can be provided between the substrate and the heat-adhesive layer, or on the surface of the substrate opposite to the heat-adhesive layer, and from the viewpoint of scratch resistance, between the substrate and the heat-adhesive layer. It is preferable to provide in.
着色層は、種々のインキを用いて、基材や熱接着性層上に塗工することで設けたり、印刷機を使用して印刷することにより形成することができ、また、基材や熱接着性層の全面に設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。 The colored layer can be formed by coating on a substrate or a heat-adhesive layer using various inks, or can be formed by printing using a printing machine. It may be provided on the entire surface of the adhesive layer or may be provided partially.
着色層を形成する方法としては、グラビア印刷などの通常の印刷方法や、グラビアコート、グラビアリバースコート、グラビアオフセットコート、スピンナーコート、ロールコート、リバースロールコートなどの通常の塗工方法が挙げられる。 Examples of the method for forming the colored layer include ordinary printing methods such as gravure printing, and ordinary coating methods such as gravure coating, gravure reverse coating, gravure offset coating, spinner coating, roll coating, and reverse roll coating.
着色層は、絵柄層及び/又は着色ベタ層として形成されるものであり、絵柄層に形成される模様としては、木目模様、大理石模様(例えばトラバーチン大理石模様)などの岩石の表面を模した石目模様、布目や布状の模様を模した布地模様、タイル貼模様、煉瓦積模様などがあり、これらを複合した寄木、パッチワークなどの模様もある。これらの模様は通常の黄色、赤色、青色、及び黒色のプロセスカラーによる多色印刷によって形成される他、模様を構成する個々の色の版を用意して行う特色による多色印刷などによっても形成される。 The colored layer is formed as a picture layer and / or a colored solid layer, and the pattern formed on the picture layer is a stone imitating the surface of a rock such as a wood grain pattern or a marble pattern (for example, a travertine marble pattern). There are eye patterns, fabric patterns simulating cloth and cloth-like patterns, tiled patterns, brickwork patterns, etc. There are also patterns such as parquet and patchwork that combine these. These patterns are formed by multicolor printing with the usual yellow, red, blue and black process colors, as well as by multicolor printing with special colors prepared by preparing the individual color plates constituting the pattern. Is done.
また着色ベタ層としては、基材上に均一一様な着色層として形成され、基材の表面の全面に意図した色彩を与えるものである。通常不透明色で形成することが多いが、着色透明色で形成し、下地が持っている模様を活かすこともできる。 The colored solid layer is formed as a uniform and uniform colored layer on the base material, and gives the intended color to the entire surface of the base material. Usually, it is formed with an opaque color, but it can also be formed with a colored transparent color and make use of the pattern of the base.
着色層の厚みは、0.1〜20μmが好ましく、0.1〜15μmがより好ましく、0.3〜10μmがさらに好ましい。着色層の厚みが0.1μm以上であると、積層複合材料に対する加飾効果が良好となり、20μm以下であると、炭素繊維の立体形状が見易くなる。 The thickness of the colored layer is preferably from 0.1 to 20 μm, more preferably from 0.1 to 15 μm, still more preferably from 0.3 to 10 μm. When the thickness of the colored layer is 0.1 μm or more, the decorative effect on the laminated composite material is good, and when it is 20 μm or less, the three-dimensional shape of the carbon fiber is easy to see.
[透明樹脂フィルム層]
透明樹脂フィルム層は、表面平滑性や光沢を向上させたり、3次元成形性(3次元成形後の形状保持性)を向上させたりする目的で、必要に応じて基材と熱接着性層の間、或いは基材と熱接着性層の間に着色層を設ける場合には、基材と着色層の間又は着色層と熱接着性層の間に設けられる層である。
[Transparent resin film layer]
The transparent resin film layer is used for the purpose of improving the surface smoothness and gloss, and improving the three-dimensional moldability (shape retention after three-dimensional molding) as needed between the substrate and the heat-adhesive layer. In the case where a colored layer is provided between the substrate and the heat-adhesive layer, the layer is provided between the substrate and the color layer or between the color layer and the heat-adhesive layer.
透明樹脂フィルム層を形成する方法としては、接着剤を使用して他の層に接着させてもよく、また接着剤を介さず接着させてもよい。接着剤を介して積層させる場合、使用される接着剤としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、アミノ樹脂、ゴム、シリコン系樹脂等が挙げられる。また、接着剤を介さず接着させる場合には、押出し法、サンドラミ法、サーマルラミネート法等の方法で行うことができる。 As a method of forming the transparent resin film layer, an adhesive may be used to adhere to another layer, or the transparent resin film layer may be adhered without using an adhesive. When laminating via an adhesive, examples of the adhesive used include polyester resin, polyether resin, polyurethane resin, epoxy resin, phenol resin resin, polyamide resin, polyolefin resin, and polyresin. Examples thereof include vinyl acetate resin, cellulose resin, (meth) acrylic resin, polyimide resin, amino resin, rubber, and silicon resin. Moreover, when making it adhere | attach without an adhesive agent, it can carry out by methods, such as an extrusion method, a sand-lamination method, and a thermal lamination method.
透明樹脂フィルム層を形成する樹脂フィルムとしては、透明性、三次元成形性、形状安定性、耐薬品性等に応じて適宜選定されるが、通常、熱可塑性樹脂が使用される。熱可塑性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、アクリル樹脂、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。これらの中でも、好ましくはポリオレフィン樹脂、更に好ましくはポリプロピレンが挙げられる。 The resin film forming the transparent resin film layer is appropriately selected according to transparency, three-dimensional formability, shape stability, chemical resistance, etc., but usually a thermoplastic resin is used. The thermoplastic resin is not particularly limited. For example, acrylic resin, polypropylene resin (PP), polyolefin resin such as polyethylene, polycarbonate resin, ABS resin, polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), A vinyl chloride resin etc. are mentioned. Among these, polyolefin resin is preferable, and polypropylene is more preferable.
透明樹脂フィルム層を形成する樹脂フィルムの軟化点については、特に制限されないが、例えば60℃以上、好ましくは80〜150℃が挙げられる。 Although it does not restrict | limit especially about the softening point of the resin film which forms a transparent resin film layer, For example, 60 degreeC or more, Preferably 80-150 degreeC is mentioned.
透明樹脂フィルム層は、接面する他の層との密着性を向上させるために、必要に応じて、片面又は両面に酸化法や凹凸化法等の物理的又は化学的表面処理が施されていてもよい。これらの物理的又は化学的表面処理は、基材フィルム層に施される表面処理と同様である。 The transparent resin film layer is subjected to physical or chemical surface treatment, such as an oxidation method or an unevenness method, on one or both sides as necessary in order to improve the adhesion with other layers in contact with the transparent resin film layer. May be. These physical or chemical surface treatments are the same as the surface treatments applied to the base film layer.
透明樹脂フィルム層の厚みについては、特に制限されないが、例えば15〜500μm、好ましくは30〜300μmが挙げられる。 Although it does not restrict | limit especially about the thickness of a transparent resin film layer, For example, 15-500 micrometers, Preferably it is 30-300 micrometers.
<積層複合材料の製造方法>
上述の炭素繊維強化プラスチック用積層シートは、積層複合材料の製造に用いることができる。
<Method for producing laminated composite material>
The above-mentioned laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic can be used for producing a laminated composite material.
本発明の積層複合材料の製造方法は、炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させてなるプリプレグを1層以上配置し、該プリプレグ上に、上述の炭素繊維強化プラスチック用積層シートを、熱接着性層側がプリプレグ側を向くように積層した後、一体成形することを特徴とする。 In the method for producing a laminated composite material of the present invention, one or more layers of a prepreg obtained by impregnating a carbon fiber with a matrix resin are arranged, and the above-mentioned laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic is placed on the prepreg, After lamination so as to face the prepreg side, it is integrally formed.
[マトリックス樹脂]
マトリックス樹脂としては、炭素繊維のプリプレグに使用可能なものであれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド等の熱可塑性樹脂や各種熱可塑性エラストマーより一種又は二種以上を組み合わせて用いることができ、特にエポキシ樹脂が好ましい。
[Matrix resin]
The matrix resin is not particularly limited as long as it can be used for a carbon fiber prepreg. For example, a thermosetting resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a silicone resin, a urethane resin, or a polyimide resin, , Polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, polyimide and other thermoplastic resins and various thermoplastic elastomers can be used alone or in combination of two or more, and epoxy resins are particularly preferred.
[炭素繊維]
本発明において使用される炭素繊維については特に限定されず、ポリアクリロニトリル(PAN)系、ピッチ系等のいずれを用いても良く、またそれらが混合されているものを用いても良い。また炭素繊維の織目としては、一方向に引き揃えられた長繊維、二方向織物、多軸織物、不織布、マット、ニット、組み紐などのいずれのものであってもよい。ここでいう長繊維とは、実質的に10mm以上連続な単繊維もしくは繊維束を意味する。
[Carbon fiber]
The carbon fiber used in the present invention is not particularly limited, and any of polyacrylonitrile (PAN) type, pitch type and the like may be used, and those in which they are mixed may be used. Further, the carbon fiber weave may be any one of long fibers arranged in one direction, bi-directional woven fabric, multiaxial woven fabric, non-woven fabric, mat, knit, braided string, and the like. The long fiber here means a single fiber or a fiber bundle substantially continuous for 10 mm or more.
[プリプレグ]
プリプレグとは、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させた成形中間基材であり、本発明においては、強化繊維として炭素繊維が用いられる。こういったプリプレグを必要に応じて積層、硬化することで炭素繊維強化プラスチック層が得られる。もちろん、プリプレグは単層で使用してもよいが、複数枚のプリプレグを積層して用いることもできる。
[Prepreg]
The prepreg is a molded intermediate base material in which a reinforcing fiber is impregnated with a matrix resin. In the present invention, a carbon fiber is used as the reinforcing fiber. A carbon fiber reinforced plastic layer can be obtained by laminating and curing these prepregs as necessary. Of course, the prepreg may be used as a single layer, but a plurality of prepregs may be laminated and used.
[一体成形方法]
プリプレグと、上述の炭素繊維強化プラスチック用積層シートとを一体成形する際には、加熱加圧成形により一体成形を行うことが好ましい。加熱加圧成形を行うことで、マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を使用する場合には、一体成形と同時にマトリックス樹脂を加熱硬化することができ、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を使用する場合には、マトリックス樹脂を軟化させつつ一体成形することができるため、生産効率に優れ、またマトリックス樹脂と熱接着性層との界面領域における密着性が良好となる。
[Integrated molding method]
When the prepreg and the above-described laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic are integrally formed, it is preferable to perform the integral forming by heating and pressing. When thermosetting resin such as epoxy resin is used as the matrix resin by performing heat and pressure molding, the matrix resin can be heat-cured simultaneously with integral molding, and a thermoplastic resin is used as the matrix resin. In this case, since the matrix resin can be integrally molded while being softened, the production efficiency is excellent, and the adhesion in the interface region between the matrix resin and the heat-adhesive layer is good.
ここで加熱加圧成形法としては、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッピングテープ法および内圧成形法等が採用できるが、一体成形と同時に、マトリックス樹脂と熱接着性層との密着性を高める観点から、プレス成形法が好ましい。 Here, press molding method, autoclave molding method, bagging molding method, wrapping tape method, internal pressure molding method, etc. can be adopted as the heat and pressure molding method, but at the same time as the integral molding, adhesion between the matrix resin and the thermal adhesive layer From the viewpoint of enhancing the properties, a press molding method is preferable.
加熱加圧成形法における成形温度(又は硬化時間)は、選択したマトリクス樹脂により適宜選択してよく、例えば、エポキシ樹脂組成物の場合、含まれる硬化剤の種類などにもよるが、通常80〜220℃の温度が好ましい。かかる成形温度が低すぎると、十分な速硬化性が得られない場合があり、逆に高すぎると、熱歪みによる反りが発生しやすくなったりする場合がある。 The molding temperature (or curing time) in the heat and pressure molding method may be appropriately selected depending on the selected matrix resin. For example, in the case of an epoxy resin composition, depending on the type of curing agent contained, etc. A temperature of 220 ° C. is preferred. If the molding temperature is too low, sufficient rapid curability may not be obtained. Conversely, if the molding temperature is too high, warping due to thermal strain may be likely to occur.
また、プレス成形法で成形する圧力としては、プリプレグの厚みなどにより異なるが、通常0.1〜1MPaの圧力が好ましい。かかる成形圧力が低すぎると、プリプレグの内部まで十分に熱が伝わらず、局所的に未硬化となったり、反りが発生する場合がある。逆に高すぎると、樹脂が硬化する前に周囲に流れ出してしまい、炭素繊維強化プラスチック中にボイドが発生する場合がある。 Moreover, as a pressure shape | molded by the press molding method, although it changes with thickness of a prepreg etc., the pressure of 0.1-1 Mpa is preferable normally. If the molding pressure is too low, heat may not be sufficiently transmitted to the inside of the prepreg, resulting in uncured locally or warping. On the other hand, if it is too high, the resin will flow out before it hardens, and voids may be generated in the carbon fiber reinforced plastic.
<積層複合材料>
上述の製造方法により得られる本発明の積層複合材料は、炭素繊維強化プラスチック層、軟化点が80℃以下の熱接着性層及び基材をこの順に有することを特徴とする。
本発明の積層複合材料の構成について図1及び2を用いて詳細に説明する。図1に示す例では、炭素繊維強化プラスチック層11上に熱接着性層12及び基材13が順次積層されている。図2に示す例では、炭素繊維強化プラスチック層11上に、熱接着性層12、透明樹脂フィルム層14、着色層15、及び基材13が順次積層されている。
<Laminated composite material>
The laminated composite material of the present invention obtained by the above-described production method is characterized by having a carbon fiber reinforced plastic layer, a thermal adhesive layer having a softening point of 80 ° C. or less, and a substrate in this order.
The structure of the laminated composite material of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the example shown in FIG. 1, a thermal adhesive layer 12 and a base material 13 are sequentially laminated on a carbon fiber reinforced plastic layer 11. In the example shown in FIG. 2, a thermal adhesive layer 12, a transparent resin film layer 14, a colored layer 15, and a base material 13 are sequentially laminated on the carbon fiber reinforced plastic layer 11.
[炭素繊維強化プラスチック層]
炭素繊維強化プラスチック層は、上述のように、プリプレグを必要に応じて積層、硬化することで形成される。
[Carbon fiber reinforced plastic layer]
As described above, the carbon fiber reinforced plastic layer is formed by laminating and curing a prepreg as necessary.
[熱接着性層]
本発明に係る積層複合材料の熱接着性層は、上述の一体成形により炭素繊維の立体形状に追従しているため、基材及び炭素繊維強化プラスチック層との密着性が良好である。より具体的には、炭素繊維強化プラスチック層と基材との剥離強度が10kgf/cm2以上であることが好ましく、15kgf/cm2以上であることがより好ましい。
尚、上記剥離強度とは、日本農林規格「合板の日本農林規格」の「特殊加工合板」に記載された平面引張り試験に準拠して測定した値である。
[Thermal adhesive layer]
Since the heat-adhesive layer of the laminated composite material according to the present invention follows the three-dimensional shape of the carbon fiber by the above-described integral molding, the adhesiveness between the base material and the carbon fiber-reinforced plastic layer is good. More specifically, the peel strength between the carbon fiber reinforced plastic layer and the substrate is preferably 10 kgf / cm 2 or more, and more preferably 15 kgf / cm 2 or more.
In addition, the said peeling strength is the value measured based on the plane tensile test described in the "special processing plywood" of the Japanese agricultural and forestry standard "Japanese agricultural and forestry standard of plywood".
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこの例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by this example.
<測定方法>
(1)軟化点
「JIS K5601−2−2塗料成分試験方法−第2部:溶剤可溶物中の成分分析−第2節:軟化点(環球法)」準拠して測定した。
<Measurement method>
(1) Softening point Measured according to "JIS K5601-2-2 Paint component test method-Part 2: Component analysis in solvent-soluble matter-Section 2: Softening point (ring and ball method)".
<評価方法>
(1)光沢
各実施例・比較例で得られた積層複合材料について、グロスメーター(ビックガードナー社製マイクロ−トリ−グロス)を用い、入射角60°の条件で、基材側表面のグロス値を測定した。数値が高いほど艶が高いことを示す。
◎:グロス値が80以上であり、高光沢であった。
○:グロス値が60以上80未満であった。
×:グロス値が60未満であった。
<Evaluation method>
(1) Gloss For the laminated composite materials obtained in each of the examples and comparative examples, the gloss value of the substrate-side surface is measured using a gloss meter (Micro-tri-gloss manufactured by Big Gardner) at an incident angle of 60 °. Was measured. The higher the value, the higher the gloss.
(Double-circle): The gloss value was 80 or more, and it was highly glossy.
A: The gloss value was 60 or more and less than 80.
X: The gloss value was less than 60.
(2)表面平滑性
各実施例・比較例で得られた積層複合材料の基材側表面に映った蛍光灯の形状を目視で確認し、その鮮鋭性を以下の基準で評価した。
◎:蛍光灯が歪むことなくきれいに映った。
○:炭素繊維の織目に沿って、軽微な凹凸が表面に浮かび上がったが、蛍光灯はきれいに映った。
△:局所的に炭素繊維の織目に沿って、凹凸が表面に浮かび上がったが、凹凸以外の部分は蛍光灯がきれいに映った。
×:炭素繊維の織目に沿って凹凸、ピンホール状の欠点が全面に存在し、蛍光灯もぼやけて見えた。
(2) Surface smoothness The shape of the fluorescent lamp reflected on the substrate-side surface of the laminated composite material obtained in each Example / Comparative Example was visually confirmed, and the sharpness was evaluated according to the following criteria.
A: The fluorescent lamp was clearly reflected without distortion.
○: A slight unevenness emerged on the surface along the texture of the carbon fiber, but the fluorescent lamp appeared fine.
Δ: Concavities and convexities emerged locally on the surface along the carbon fiber weave, but the fluorescent light was clearly reflected in the portions other than the concavities and convexities.
X: Concavities and convexities and pinhole-like defects were present on the entire surface along the carbon fiber weave, and the fluorescent lamp was also blurred.
(3)密着性(その1)
各実施例・比較例で得られた積層複合材料の表面(基材側)にカッターナイフでX字に切り込みを入れ、ニチバン株式会社製セロテープ(登録商標)「CT−24」を表面(基材側)に指で圧着した後、急激剥離した。密着性を以下の基準で評価した。
○:基材の剥離無し。
×:基材の剥離有り。
(3) Adhesion (part 1)
The surface (base material side) of the laminated composite material obtained in each Example / Comparative Example was cut into an X shape with a cutter knife, and the cello tape (registered trademark) “CT-24” manufactured by Nichiban Co., Ltd. Side) and then peeled off rapidly. The adhesion was evaluated according to the following criteria.
○: No peeling of the substrate.
X: There exists peeling of a base material.
(4)密着性(その2)
各実施例・比較例で得られた積層複合材料について、以下に示す測定方法(JAS合板規格準拠)により、炭素繊維強化プラスチック層と基材との剥離強度を測定した。
(測定方法)
成形体を5cm角にカットし、底辺が2cm角の金属治具をフィルム表面にシアノアクリレート系接着剤(東亜合成株式会社 アロンアルファ一般用)にて貼り、24時間常温(約23℃)養生した後、カッターナイフにて金属治具に沿って成形体にまで達する切り込みを入れ、測定試験機器により試験片に対して垂直面方向に引っ張り、その際の剥離界面を目視観察して評価すると共に引張強度を測定した。測定単位は、kgf/cm2である。
また、剥離界面を目視観察した結果については、以下の判定基準に従って分類した。
○:剥離形態が基材の凝集破壊、または成形体の凝集破壊
×:剥離形態が熱接着性層又は基材と成形体の界面剥離
(4) Adhesion (part 2)
About the laminated composite material obtained by each Example and the comparative example, the peeling strength of a carbon fiber reinforced plastic layer and a base material was measured with the following measuring method (JAS plywood standard conformity).
(Measuring method)
After cutting the molded body into 5cm square and pasting a 2cm square metal jig on the film surface with cyanoacrylate adhesive (Toa Gosei Co., Ltd. Aron Alpha General) and curing for 24 hours at room temperature (about 23 ° C) Cut with a cutter knife to the molded body along the metal jig, pull it in the vertical direction with respect to the test piece using a measurement test equipment, and visually observe and evaluate the peeling interface at that time, and tensile strength Was measured. The unit of measurement is kgf / cm 2 .
Moreover, about the result of having observed the peeling interface visually, it classified according to the following criteria.
○: Cohesive failure of the base material or cohesive failure of the molded product ×: Cohesive failure of the molded product ×: Peeling of the thermal adhesive layer or interface between the base material and the molded product
実施例1
(炭素繊維強化プラスチック用積層シートの製造)
ポリエチレンテレフタレート基材(厚み:188μm、軟化点:>180℃)に、アクリル系樹脂(軟化点:67℃)とアルミ顔料とを含むインキを用いて、全面ベタ印刷を行って着色層を形成した。次いで、着色層の上に、ポリエステルポリオール(OH価60mgKOH/g、重量平均分子量2,300)と1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを、ポリエステルポリオールの水酸基1モル当たり1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアネート基が1モルとなる比率で含むポリウレタン系樹脂組成物をグラビア印刷にて塗布し、当該樹脂組成物を硬化させて熱接着性層(厚み:2μm、軟化点30℃)を形成し、炭素繊維強化プラスチック用積層シートを得た。
Example 1
(Manufacture of laminated sheets for carbon fiber reinforced plastics)
Using a polyethylene terephthalate base material (thickness: 188 μm, softening point:> 180 ° C.) and an ink containing an acrylic resin (softening point: 67 ° C.) and an aluminum pigment, the entire surface was solid-printed to form a colored layer. . Next, on the colored layer, polyester polyol (OH value 60 mgKOH / g, weight average molecular weight 2,300) and 1,6-hexamethylene diisocyanate are mixed with 1,6-hexamethylene diisocyanate isocyanate per mol of hydroxyl group of the polyester polyol. A polyurethane resin composition containing 1 mol of a group is applied by gravure printing, and the resin composition is cured to form a heat-adhesive layer (thickness: 2 μm, softening point 30 ° C.), carbon fiber A laminated sheet for reinforced plastic was obtained.
(積層複合材料の製造)
炭素繊維に未硬化のエポキシ樹脂を含浸させてなるプリプレグを6層積層し、該積層プリプレグ上に、上記の炭素繊維強化プラスチック用積層シートを、熱接着性層側がプリプレグ側を向くように積層した後、加熱加圧成形(硬化温度:130℃、硬化時間:2時間、圧力:0.49MPa)により一体成形し、板状の積層複合材料を得た。
(Manufacture of laminated composite materials)
Six layers of prepregs made by impregnating carbon fiber with an uncured epoxy resin were laminated, and the laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic was laminated on the laminated prepreg so that the heat-adhesive layer side was directed to the prepreg side. Then, it integrally molded by heat and pressure molding (curing temperature: 130 ° C., curing time: 2 hours, pressure: 0.49 MPa) to obtain a plate-shaped laminated composite material.
実施例2
基材としてポリエチレンテレフタレート基材(厚み:75μm、軟化点:>180℃)を使用したこと、熱接着性層として塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(厚み:4μm、軟化点60℃)を使用したこと以外は、上記実施例1と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Example 2
A polyethylene terephthalate base material (thickness: 75 μm, softening point:> 180 ° C.) was used as the base material, and a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer (thickness: 4 μm, softening point 60 ° C.) was used as the thermal adhesive layer. Except for this, a laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material were produced in the same manner as in Example 1 above.
実施例3
基材としてポリエチレンテレフタレート基材(厚み:75μm、軟化点:>180℃)を使用したこと、ポリエステルポリオール(OH価30mgKOH/g、重量平均分子量1,000)と1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを、ポリエステルポリオールの水酸基1モル当たり1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアネート基が0.8モルとなる比率で含むポリウレタン系樹脂組成物を用いて熱接着性層(厚み:2μm、軟化点0℃)を形成したこと以外は、上記実施例1と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Example 3
Polyethylene terephthalate substrate (thickness: 75 μm, softening point:> 180 ° C.) as a substrate, polyester polyol (OH value 30 mg KOH / g, weight average molecular weight 1,000) and 1,6-hexamethylene diisocyanate, A heat-adhesive layer (thickness: 2 μm, softening point 0 ° C.) using a polyurethane-based resin composition containing 1,6-hexamethylene diisocyanate in an amount of 0.8 mol per mol of hydroxyl group of polyester polyol A laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material were produced in the same manner as in Example 1 except that it was formed.
実施例4
基材としてポリエチレンテレフタレート基材(厚み:50μm、軟化点:>180℃)を使用したこと以外は、上記実施例3と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Example 4
A laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material were produced in the same manner as in Example 3 except that a polyethylene terephthalate substrate (thickness: 50 μm, softening point:> 180 ° C.) was used as the substrate. .
実施例5
基材としてアクリル系樹脂基材(厚み:120μm、軟化点:80℃)を使用したこと以外は、上記実施例3と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Example 5
A laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material were produced in the same manner as in Example 3 except that an acrylic resin substrate (thickness: 120 μm, softening point: 80 ° C.) was used as the substrate. .
実施例6
基材としてポリプロピレン基材(厚み:80μm、軟化点:60℃)を使用したこと以外は、上記実施例3と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Example 6
A laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material were produced in the same manner as in Example 3 except that a polypropylene substrate (thickness: 80 μm, softening point: 60 ° C.) was used as the substrate.
実施例7
ポリエチレンテレフタレート基材(厚み:50μm、軟化点:>180℃)に、アクリル系樹脂(軟化点:67℃)とアルミ顔料とを含むインキを用いて、全面ベタ印刷を行って着色層を形成した。次いで、着色層の上に、ポリプロピレンからなる透明樹脂フィルム層(厚み:200μm、軟化点:108℃)を膜厚10μmとなるようにウレタン系樹脂接着剤をグラビアコートにより塗布し貼付することによって積層させた。次いで、当該明樹脂フィルム層の上に、上記実施例3の場合と同様の方法で透明樹脂フィルム側に熱接着性層(厚み:3μm、軟化点30℃)を形成し、炭素繊維強化プラスチック用積層シートを得た。
更に、得られた炭素繊維強化プラスチック用積層シートを使用して、上記実施例の場合と同様の方法で積層複合材料を製造した。
Example 7
Using a polyethylene terephthalate base material (thickness: 50 μm, softening point:> 180 ° C.) and an ink containing an acrylic resin (softening point: 67 ° C.) and an aluminum pigment, the entire surface was solid-printed to form a colored layer. . Next, a transparent resin film layer made of polypropylene (thickness: 200 μm, softening point: 108 ° C.) is applied onto the colored layer by applying a urethane resin adhesive by gravure coating so as to have a film thickness of 10 μm. I let you. Next, a heat-adhesive layer (thickness: 3 μm, softening point 30 ° C.) is formed on the transparent resin film side on the light resin film layer in the same manner as in Example 3 above, and for carbon fiber reinforced plastics A laminated sheet was obtained.
Furthermore, a laminated composite material was produced in the same manner as in the above-described example, using the obtained carbon fiber reinforced plastic laminated sheet.
実施例8
基材としてポリプロピレン基材(厚み:60μm、軟化点:130℃)を使用し、且つ透明樹脂フィルム層としてポリプロピレンフィルム(厚み:80μm、軟化点:108℃)を使用したこと以外は、上記実施例7と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Example 8
Example above, except that a polypropylene base material (thickness: 60 μm, softening point: 130 ° C.) was used as the base material and a polypropylene film (thickness: 80 μm, softening point: 108 ° C.) was used as the transparent resin film layer. In the same manner as in No. 7, a laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material were produced.
比較例1
熱接着性層を形成しなかったこと以外は、上記実施例1と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Comparative Example 1
A laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material were produced in the same manner as in Example 1 except that the thermal adhesive layer was not formed.
比較例2
基材としてアクリル系樹脂基材(厚み:125μm、軟化点:100℃)を使用し、且つ熱接着性層としてアクリル系樹脂からなる層(厚み:6μm、軟化点90℃)を使用したこと以外は、上記実施例1と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Comparative Example 2
Other than using an acrylic resin base material (thickness: 125 μm, softening point: 100 ° C.) as the base material and a layer made of acrylic resin (thickness: 6 μm, softening point 90 ° C.) as the heat-adhesive layer Produced a laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic and a laminated composite material in the same manner as in Example 1 above.
比較例3
基材としてアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン基材(厚み:400μm、軟化点80℃)を使用し、且つ熱接着性層を形成しなかったこと以外は、上記実施例1と同様の方法で、炭素繊維強化プラスチック用積層シート及び積層複合材料を製造した。
Comparative Example 3
A carbon fiber was prepared in the same manner as in Example 1 except that an acrylonitrile-butadiene-styrene base material (thickness: 400 μm, softening point 80 ° C.) was used as the base material, and no thermal adhesive layer was formed. A laminated sheet for reinforced plastic and a laminated composite material were produced.
<評価結果>
各実施例及び比較例で得られた積層複合材料について、上記評価方法に基づいて光沢、表面平滑性、密着性及び剥離強度を評価した結果を第1表に示す。この結果から、熱接着性層の軟化点が80℃以下、特に0〜60℃である場合には、炭素繊維強化プラスチックに対して、炭素繊維強化プラスチック用積層シートの接着性が格段に向上することが明らかとなった。更に、基材として厚み75μm以上のポリエステルを使用した場合、及び透明樹脂フィルム層を設けた場合には、平滑性や光沢も良好になり、意匠性効果も高まることが確認された。
<Evaluation results>
Table 1 shows the results of evaluating the gloss, surface smoothness, adhesion and peel strength of the laminated composite materials obtained in each Example and Comparative Example based on the above evaluation methods. From this result, when the softening point of the heat-adhesive layer is 80 ° C. or lower, particularly 0 to 60 ° C., the adhesiveness of the laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic is significantly improved with respect to the carbon fiber reinforced plastic. It became clear. Furthermore, it was confirmed that when polyester having a thickness of 75 μm or more was used as the base material and when a transparent resin film layer was provided, the smoothness and gloss were improved and the design effect was enhanced.
本発明の炭素繊維強化プラスチック用積層シートは、自動車などの車両の内装材又は外装材、窓枠、扉枠等の建具、壁、床、天井等の建築物の内装材、テレビ受像機、空調機等の家電製品やパソコンの筐体、容器などの用途に用いられる積層複合材料の製造に好適に用いられる。 The laminated sheet for carbon fiber reinforced plastic of the present invention is an interior material or exterior material of a vehicle such as an automobile, a fitting such as a window frame or a door frame, an interior material of a building such as a wall, a floor, or a ceiling, a television receiver, and an air conditioner. It is suitably used for the manufacture of laminated composite materials used for home appliances such as machines, and housings and containers of personal computers.
10.積層複合材料
11.炭素繊維強化プラスチック層
12.熱接着性層
13.基材
14.透明樹脂フィルム層
15.着色層
10. Laminated composite material 11. Carbon fiber reinforced plastic layer 12. Thermal adhesive layer 13. Base material 14. Transparent resin film layer 15. Colored layer
Claims (9)
The laminated composite material according to claim 8, wherein a peel strength between the carbon fiber reinforced plastic layer and the substrate is 10 kgf / cm 2 or more.
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