JPH0156906B2 - - Google Patents
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- JPH0156906B2 JPH0156906B2 JP8042282A JP8042282A JPH0156906B2 JP H0156906 B2 JPH0156906 B2 JP H0156906B2 JP 8042282 A JP8042282 A JP 8042282A JP 8042282 A JP8042282 A JP 8042282A JP H0156906 B2 JPH0156906 B2 JP H0156906B2
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Description
本発明は曲げ弾性率、曲げ強度に優れた繊維強
化積層体に関するものである。 従来、特に強度、精度が必要な構造体を製造す
る場合の多くは、金属、非鉄金属を切削、打抜
き、鋳造等により加工していた。しかし、このい
ずれの方式でも製造工程は複雑で生産コストが高
くなるといつた欠点を有していた。また、鋳造に
おいては内部のピンホールによる欠陥により不良
となる場合があつた。また、金属の切削、打抜き
の場合、加工歪によるソリ、ねじれ等の変形が生
じ、また、打抜きにおいては打抜き部にかえりが
生じ、その除去に時間を要していた。また、これ
らのいずれの方式においても金属であるため重量
が重くなり軽量化への試みにおいては限界があつ
た。 そこで、本発明者らは、これらの欠点を解消し
軽量化への手段として、プラスチツク−繊維複合
系材料に着目した。しかし、従来のプラスチツク
−繊維複合系材料において、親水性の繊維状強化
剤と親油性ポリマーとの相溶性が悪く、それぞれ
の界面において空隙を生じ易く外部からの熱、力
等によつて材料が容易に変形した。又、内部の応
力分布不均一による変形、そり等が生じた。ま
た、金属に比べ曲げ弾性率、曲げ強度が低く、構
造体として用いた場合変形を生じさせる原因とな
つていた。 本発明の目的は、従来のプラスチツク−繊維複
合系材料が有していた上記問題点を解決し、曲げ
弾性率、曲げ強度に優れた高比剛性積層物を提供
することである。 すなわち、発明者らは好ましくは、ポリカーボ
ネート、ポリサルフオン、ポリフエニレンサルフ
アイド、オレフインービニルアルコール系共重合
体、ポリエーテルサルフオン、アクリロニトリル
ースチレン共重合体よりなる群の中から選ばれた
少なくとも１種のベースポリマーと、エチレン性
二重結合または、およびエポキシ基を持つ化合物
と、好ましくは少なくとも40体積％以上の強化繊
維とからなる積層体が曲げ弾性率、曲げ強度に優
れているという、従来の積層体には全く見られな
い新規な積層体を発見したのである。この積層体
は、エチレン性二重結合またはおよびエポキシ基
を有する化合物をベースポリマーと強化繊維から
なる積層体に添加しておくことにより、強化繊維
とポリマーとを化学的に結合させ、相溶性を向上
させたものである。この相溶性向上により曲げ弾
性率、曲げ強度を改良する事が出来たのである。
ベースポリマーは主に、強化繊維を結びつける作
用をし、曲げ弾性率が15000〔Kg／cm2〕の樹脂であ
れば良い。エチレン性二重結合またはエポキシ基
を有する化合物はベースポリマーと強化繊維とを
結合させ、相溶させる作用がある。強化繊維はグ
ラスフアイバーの織布またはカーボンフアイバー
の織布であり40体積％以上充填していることが好
ましい。 次に本発明を実施例により説明する。 実施例 １ グラスフアイバーの織布を1.0重量％のアミノ
シランカツプリング剤に浸漬する。さらにこれを
５重量％のアリルグリシジルエーテル（以下
AGEと略す）中に浸漬する。これを乾燥機中で
80℃約１時間放置してアミノシランカツプリング
剤とAGEとを反応させた。次に、これを分子量
約23000のポリカーボネイト樹脂の約２mmの板と
板の間に55体積％となるように積層し、ホツトプ
レスで樹脂温度270℃、圧力約100Kg／cm2（ゲー
ジ）で15分間加圧した。このようにして得た積層
体をASTM規格に準じ試験片を作製、曲げ弾性
率、曲げ強度の測定をインストロン型万能試験機
にて行なつた。その結果を第１表に示した。ま
た、第２の実施例としては、実施例１と同様の方
法でAGEのみを添加しないで積層体を得た。こ
の積層体を実施例１と同様の試験を行ない、その
結果を第２表に示した。
化積層体に関するものである。 従来、特に強度、精度が必要な構造体を製造す
る場合の多くは、金属、非鉄金属を切削、打抜
き、鋳造等により加工していた。しかし、このい
ずれの方式でも製造工程は複雑で生産コストが高
くなるといつた欠点を有していた。また、鋳造に
おいては内部のピンホールによる欠陥により不良
となる場合があつた。また、金属の切削、打抜き
の場合、加工歪によるソリ、ねじれ等の変形が生
じ、また、打抜きにおいては打抜き部にかえりが
生じ、その除去に時間を要していた。また、これ
らのいずれの方式においても金属であるため重量
が重くなり軽量化への試みにおいては限界があつ
た。 そこで、本発明者らは、これらの欠点を解消し
軽量化への手段として、プラスチツク−繊維複合
系材料に着目した。しかし、従来のプラスチツク
−繊維複合系材料において、親水性の繊維状強化
剤と親油性ポリマーとの相溶性が悪く、それぞれ
の界面において空隙を生じ易く外部からの熱、力
等によつて材料が容易に変形した。又、内部の応
力分布不均一による変形、そり等が生じた。ま
た、金属に比べ曲げ弾性率、曲げ強度が低く、構
造体として用いた場合変形を生じさせる原因とな
つていた。 本発明の目的は、従来のプラスチツク−繊維複
合系材料が有していた上記問題点を解決し、曲げ
弾性率、曲げ強度に優れた高比剛性積層物を提供
することである。 すなわち、発明者らは好ましくは、ポリカーボ
ネート、ポリサルフオン、ポリフエニレンサルフ
アイド、オレフインービニルアルコール系共重合
体、ポリエーテルサルフオン、アクリロニトリル
ースチレン共重合体よりなる群の中から選ばれた
少なくとも１種のベースポリマーと、エチレン性
二重結合または、およびエポキシ基を持つ化合物
と、好ましくは少なくとも40体積％以上の強化繊
維とからなる積層体が曲げ弾性率、曲げ強度に優
れているという、従来の積層体には全く見られな
い新規な積層体を発見したのである。この積層体
は、エチレン性二重結合またはおよびエポキシ基
を有する化合物をベースポリマーと強化繊維から
なる積層体に添加しておくことにより、強化繊維
とポリマーとを化学的に結合させ、相溶性を向上
させたものである。この相溶性向上により曲げ弾
性率、曲げ強度を改良する事が出来たのである。
ベースポリマーは主に、強化繊維を結びつける作
用をし、曲げ弾性率が15000〔Kg／cm2〕の樹脂であ
れば良い。エチレン性二重結合またはエポキシ基
を有する化合物はベースポリマーと強化繊維とを
結合させ、相溶させる作用がある。強化繊維はグ
ラスフアイバーの織布またはカーボンフアイバー
の織布であり40体積％以上充填していることが好
ましい。 次に本発明を実施例により説明する。 実施例 １ グラスフアイバーの織布を1.0重量％のアミノ
シランカツプリング剤に浸漬する。さらにこれを
５重量％のアリルグリシジルエーテル（以下
AGEと略す）中に浸漬する。これを乾燥機中で
80℃約１時間放置してアミノシランカツプリング
剤とAGEとを反応させた。次に、これを分子量
約23000のポリカーボネイト樹脂の約２mmの板と
板の間に55体積％となるように積層し、ホツトプ
レスで樹脂温度270℃、圧力約100Kg／cm2（ゲー
ジ）で15分間加圧した。このようにして得た積層
体をASTM規格に準じ試験片を作製、曲げ弾性
率、曲げ強度の測定をインストロン型万能試験機
にて行なつた。その結果を第１表に示した。ま
た、第２の実施例としては、実施例１と同様の方
法でAGEのみを添加しないで積層体を得た。こ
の積層体を実施例１と同様の試験を行ない、その
結果を第２表に示した。
【表】
【表】
上記第１表、第２表より、実施例１は実施例２
と比べ曲げ弾性率で約30％、曲げ強度で約8.5％
の向上がみられた。 実施例 ３〜10 次に第３〜第10の実施例として、実施例１、２
と同様の方法でグラスフアイバー織布が40、30、
20、10体積％となるように積層し、積層体を得
た。 この積層体を実施例１と同様の方法で試験を行
ないその結果を第３表に示した。（実施例３〜６
は実施例１と、実施例７〜10は実施例２と同様の
方法である。）
と比べ曲げ弾性率で約30％、曲げ強度で約8.5％
の向上がみられた。 実施例 ３〜10 次に第３〜第10の実施例として、実施例１、２
と同様の方法でグラスフアイバー織布が40、30、
20、10体積％となるように積層し、積層体を得
た。 この積層体を実施例１と同様の方法で試験を行
ないその結果を第３表に示した。（実施例３〜６
は実施例１と、実施例７〜10は実施例２と同様の
方法である。）
【表】
【表】
第３表からあきらかなように、グラスフアイバ
ー織布の充填量が40体積％以下では実施例２と比
較しても顕著な差はなくグラスフアイバー織布の
充填量は40体積％以上が好ましいことがわかる。 実施例 11、12 次に第11、第12の実施例として、グラスフアイ
バー織布を実施例１及び実施例２と同様の方法で
処理した後、分子量約23000のアクリロニトリル
ースチレン共重合体の板厚２mmの板と板の間に
35、40、50、60、70、80体積％となるように積層
しホツトプレスで樹脂温度200℃、圧力100Kg／cm2
（ゲージ）で45分間プレスした。このようにして
得た積層体をASTM規格に準じ試験片を作成、
曲げ弾性率を測定した。この結果を第１図に示し
た。 第１図からあきらかなようにAGEを添加する
ことにより曲げ弾性率は約50〜60％向上した。 実施例 13、14 次に第13、第14の実施例として、未処理のカー
ボンクロスシート（“トレカ”クロス品番6341）
を濃度60％の硝酸中に浸漬し、100℃で24時間加
熱した後、水洗いした。さらにこのクロスを20時
間水煮沸を行ない、減圧乾燥を行ない完全に乾燥
した。 このクロスをAGEとメチルエチルケトンの混
合液（体積比１：１）500mlに浸漬し、85〜90℃
で24時間反応させた。その後、このクロスを取り
出しアセトンで充分に洗浄、減圧乾燥した。この
ようにして得たカーボンクロスシートを分子量約
24000のポリカーボネートの板厚２mmの板と板の
間に58体積％で４層、６層、10層となるよう積層
し、ホツトプレスで樹脂温度約270℃、圧力約100
Kg／cm2（ゲージ）で15分間加圧した。このように
して得た積層体をASTM規格に準じ試験片を作
製、曲げ弾性率を測定した。その結果を第２図に
示した。 第２図からあきらかなようにAGEを添加する
ことにより曲げ弾性率は約30〜60％向上した。 以上、本発明によると少なくとも１種以上の官
能基を有する化合物で強化繊維または織布を表面
処理することによつてそれぞれの界面で結合し、
親和性の向上がみられ、曲げ弾性率、曲げ強度が
従来のものと比べ８％〜60％程度向上する。これ
は、この結合による親和性の向上によつて、それ
ぞれれの界面での空隙が減少し、応力の均一伝
達、分散がはかられ、強度の向上がはかられ、そ
り、変形も減少するものと考えられる。
ー織布の充填量が40体積％以下では実施例２と比
較しても顕著な差はなくグラスフアイバー織布の
充填量は40体積％以上が好ましいことがわかる。 実施例 11、12 次に第11、第12の実施例として、グラスフアイ
バー織布を実施例１及び実施例２と同様の方法で
処理した後、分子量約23000のアクリロニトリル
ースチレン共重合体の板厚２mmの板と板の間に
35、40、50、60、70、80体積％となるように積層
しホツトプレスで樹脂温度200℃、圧力100Kg／cm2
（ゲージ）で45分間プレスした。このようにして
得た積層体をASTM規格に準じ試験片を作成、
曲げ弾性率を測定した。この結果を第１図に示し
た。 第１図からあきらかなようにAGEを添加する
ことにより曲げ弾性率は約50〜60％向上した。 実施例 13、14 次に第13、第14の実施例として、未処理のカー
ボンクロスシート（“トレカ”クロス品番6341）
を濃度60％の硝酸中に浸漬し、100℃で24時間加
熱した後、水洗いした。さらにこのクロスを20時
間水煮沸を行ない、減圧乾燥を行ない完全に乾燥
した。 このクロスをAGEとメチルエチルケトンの混
合液（体積比１：１）500mlに浸漬し、85〜90℃
で24時間反応させた。その後、このクロスを取り
出しアセトンで充分に洗浄、減圧乾燥した。この
ようにして得たカーボンクロスシートを分子量約
24000のポリカーボネートの板厚２mmの板と板の
間に58体積％で４層、６層、10層となるよう積層
し、ホツトプレスで樹脂温度約270℃、圧力約100
Kg／cm2（ゲージ）で15分間加圧した。このように
して得た積層体をASTM規格に準じ試験片を作
製、曲げ弾性率を測定した。その結果を第２図に
示した。 第２図からあきらかなようにAGEを添加する
ことにより曲げ弾性率は約30〜60％向上した。 以上、本発明によると少なくとも１種以上の官
能基を有する化合物で強化繊維または織布を表面
処理することによつてそれぞれの界面で結合し、
親和性の向上がみられ、曲げ弾性率、曲げ強度が
従来のものと比べ８％〜60％程度向上する。これ
は、この結合による親和性の向上によつて、それ
ぞれれの界面での空隙が減少し、応力の均一伝
達、分散がはかられ、強度の向上がはかられ、そ
り、変形も減少するものと考えられる。
第１図は強化繊維の体積分率を変えた場合で
の、発明品と従来品の曲げ弾性率の比較図、第２
図は、強化繊維の積層数を変えた場合での、発明
品と従来品の曲げ弾性率の比較図である。
の、発明品と従来品の曲げ弾性率の比較図、第２
図は、強化繊維の積層数を変えた場合での、発明
品と従来品の曲げ弾性率の比較図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エチレン性２重結合およびエポキシ基を有す
る分子量2000以下の(1)〜(4)の式で示される分子構
造のグラフト表面処理剤を用い、グラスフアイバ
ーかまたはカーボンフアイバーの織布をこのグラ
フト表面処理剤で表面処理を行ない、この織布が
40体積％以上となるように、この織布と、ポリカ
ーボネート、ポリサルフオン、ポリフエニレンサ
ルフアイド、オレフインービニルアルコール系共
重合体、ポリエーテルサルフオン、アクリロニト
リルースチレン共重合体の１種と交互に積み重
ね、ホツトプレスで成形することによつてなる積
層体。 （Ｘはエチレン性２重結合をもつ官能基、Ｙはエ
ポキシ基）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080422A JPS58197047A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 積層体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57080422A JPS58197047A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 積層体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197047A JPS58197047A (ja) | 1983-11-16 |
| JPH0156906B2 true JPH0156906B2 (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=13717849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57080422A Granted JPS58197047A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 積層体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197047A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0330960A3 (en) * | 1988-03-04 | 1990-07-11 | General Electric Company | Method of forming a fiber-reinforced thermoplastic article |
| TWI547369B (zh) * | 2011-05-27 | 2016-09-01 | 康寧公司 | 玻璃塑膠積層之裝置、處理線、及方法 |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP57080422A patent/JPS58197047A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58197047A (ja) | 1983-11-16 |
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