JPH0521066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、表面に金属被膜をもつた繊維強化
プラスチツクに関する。

従来の技術 樹脂と補強繊維とを複合してなる繊維強化プラ
スチツク（FRP）は、樹脂のみからなるものに
くらべて比強度や比弾性率が高いことから、いろ
いろな分野で注目されている。

ところで、そのようなFRPにおいて、意匠効
果を与えたり、耐摩耗性を向上させたり、導電性
を与える目的で、表面に金属のメツキを施すこと
がよくなる。しかしながら、一般に樹脂へのメツ
キは極めて難しく、容易に剥がれてしまう。

一方、特公昭48−25065号公報には、樹脂と金
属被覆補強繊維とを複合してなるFRPが記載さ
れている。この従来のFRPは、薄い樹脂の層を
通して表面から金属被覆補強繊維を視認すること
ができることから、被覆金属に固有の意匠効果を
もつている。しかしながら、表面が樹脂の層で覆
われていて、金属被覆補強繊維が露出しているわ
けではないので、意匠効果はもつていても、耐摩
耗性の向上などは期待できない。

発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、従来のFRPの上記欠点を
解決し、表面の金属被膜が堅固で剥がれにくいば
かりか、その金属被膜によつて意匠効果を発現さ
せたり、耐摩耗性などの機械的特性を向上させた
り、導電性を付与したりすることができるFRP
を提供するにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明において
は、樹脂と補強繊維とを複合してなる母材の表面
に金属被膜を形成してなり、前記母材の表層部に
おける補強繊維には金属が被覆されており、その
金属被覆補強繊維は前記母材の表面に露出してお
り、かつその露出部分が前記金属被膜と接合して
いることを特徴とする繊維強化プラスチツクが提
供される。

この発明に係るFRPは、本質的には樹脂と補
強繊維とを複合してなるものであり、この点では
通常のFRPと変わるところがないが、表面に金
属被膜をもつていて、この金属被膜がFRPに意
匠効果を発現させたり、耐摩耗性を向上させた
り、あるいは導電性を与えるように作用する。ま
た、母材の表層部における金属被覆補強繊維は、
母材表面に露出した部分において金属被膜と強固
に接合していて、金属被膜を大変剥がれにくい堅
固なものとしている。すなわち、金属被覆補強繊
維は、通常のFRPと同様に樹脂の補強繊維とし
て作用するとともに、母材と金属被膜との接合性
を改善する作用をもつている。

以下、この発明をさらに詳細に説明するに、第
１図において、FRPは、いわゆるマトリクスた
る樹脂１と、金属の被覆を有しない補強繊維２
と、補強繊維２に金属被覆３を施してなる金属被
覆補強繊維４とを複合してなる母材５の表面に金
属被膜６を形成してなる。しかして、上記金属被
覆補強繊維４は母材５の表層部のみに配置されて
いて、その表層部以外の、いわゆる内層部には、
金属被覆を有しない、いわゆる裸のままの補強繊
維２が配置されている。また、金属被覆補強繊維
４は、その大部分が母材５中に埋つている。だか
ら、これが母材５から容易に抜け出るようなこと
はない。さらに、金属被覆補強繊維４の、母材５
の表面に露出している部分は、金属被膜６と強固
に接合している。もちろん、樹脂１も金属被膜６
と接合している。

上記において、樹脂は、FRPの、いわゆるマ
トリクス樹脂として通常使用されている、たとえ
ばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂、フエノール樹脂、ポリイミド樹
脂などの熱硬化性樹脂や、ポリフエニレンサルフ
アイド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルス
ルホン樹脂、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ABS樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
脂などの熱可塑性樹脂である。

また、補強繊維は、FRPにおいて通常使用さ
れている、たとえば炭素繊維、ガラス繊維、有機
高弾性繊維（たとえば、ポリアラミド繊維）、ア
ルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、炭化ケイ素
繊維、ボロン繊維などの高強度、高弾性繊維であ
る。これらの補強繊維は、連続繊維、長繊維、短
繊維など、いずれの形態であつてもよく、またマ
ルチフイラメントであつてもモノフイラメントで
あつてもよい。織物やマツトなどの布帛形態で使
用することも可能である。

補強繊維の金属被覆に使われている金属は、た
とえば銅、ニツケル、金、銀、チタン、コバル
ト、アルミニウム、亜鉛、錫、クロム、鉄などの
単体金属や、これら単体金属の少なくとも１種を
主成分とする合金などである。また、そのような
金属の補強繊維への被覆は、電気メツキ、無電解
メツキ、溶射、蒸着、イオンプレーテイングな
ど、周知の方法によればよい。なお、被覆の厚み
は0.1〜2μm程度でよい。

母材表面の金属被膜もまた、金属被覆補強繊維
に使用されているのと同様の金属からなつてい
る。要するに、意匠効果をもたせたいのか、耐摩
耗性を向上させたいのか、あるいは導電性を付与
もしくは向上させたいかといつた要求に応じて金
属の種類を選定すればよい。被膜の形成もまた、
金属被覆補強繊維と同様の方法によることができ
る。被膜の厚みは任意でよいが、通常、5μmから
２mm程度である。

以上においては、母材の表層部のみに金属被覆
補強繊維を使用し、その他の内層部には金属被覆
を有しない補強繊維を使用している場合について
説明したが、すべての部分に金属被覆補強繊維を
使用することも可能である。しかしながら、金属
被覆補強繊維は、金属被覆を有しないものにくら
べて比重が大きいので、表層部のみに用いるよう
にしてFRPの比強度や比弾性率が低下しないよ
うにするのが好ましい。

この発明のFRPは、たとえば次のようにして
製造する。

すなわち、まず、第２図に示すように、周知の
プリプレグ積層法などにより、樹脂１と、金属被
覆を有しない補強繊維２および金属被覆補強繊維
４とのFRPを得る。このとき、金属被覆補強繊
維４がFRPの表層部に配置されるようにする。
これは、たとえばプリプレグ積層法による場合、
最後に金属被覆補強繊維のプリプレグを積層する
ようにすればよい。この状態では、表面がまだ樹
脂１の層で覆われている。したがつて、金属被覆
補強繊維４はその全体が樹脂１中に埋まつてい
る。

次に、第３図に示すように、金属被覆補強繊維
４が一部分露出するまで上記FRPの表面を研磨
し、または研削し、母材５を得る。

次に、母材５の、上記研削し、または研磨した
面に金属被膜を施す。すると、第１図に示したよ
うな、この発明のFRPが得られる。

実施例 東レ株式会社製炭素繊維“トレカ”Ｔ−300を
一方向に互いに並行かつシート状に引き揃え、エ
ポキシ樹脂を含浸してなる第１の一方向性プリプ
レグと、上記炭素繊維に銅を電気メツキして厚み
0.3μmの銅被覆を形成してなる銅被覆炭素繊維
を、一方向に互いに並行かつシート状に引き揃
え、同様にエポキシ樹脂を含浸してなる第２の一
方向性プリプレグとを用意した。

次に、テーパー付マンドレルに、上記第１のプ
リプレグをその炭素繊維の方向がマンドレルの円
周方向になるように２層に巻き付け、さらにその
上に、上記第２のプリプレグをその金属被覆炭素
繊維の方向がマンドレルの長手方向になるように
３層巻き付け、さらにその上に熱収縮性のラツピ
ングテープを巻き付けた。

次に、上記プリプレグ巻付体をオーブンに入
れ、120℃で３分間予熱した後120℃で１時間加熱
してエポキシ樹脂を硬化させ、さらに130℃で２
時間アフターキユアして取り出し、マンドレルを
引き抜いて管状のFRPを得た。

次に、上記FRPの表面を研磨して金属被覆炭
素繊維を一部分露出させた後、無電解メツキによ
つて上記研磨面に厚み約10μmの銅の被膜を形成
した。かくして、この発明に係るFRPを得た。

上記FRPは、メツキ被膜による光沢のある銅
色を呈し、意匠効果の高いものであつた。また、
かるく叩いたり、−30℃と100℃との間で10回の熱
サイクルを与えてみたりしたが、メツキ被膜が剥
がれるようなことはなかつた。

発明の効果 この発明に係るFRPは、母材表面に金属被膜
との接合性に優れた金属被覆炭素繊維が露出して
いて、これが金属被膜と強固に接合しているか
ら、金属被膜が堅固で剥がれにくい。すなわち、
金属被覆補強繊維が、樹脂と金属被膜との接合の
悪さを改善している。また、金属被膜を形成する
金属の種類を選ぶことによつて、その金属に固有
の意匠効果を発現させたり、耐摩耗性などの機械
的特性を向上させたり、あるいは導電性を付与ま
たは向上させるようなことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る繊維強化プラスチツ
クを示す概略縦断面モデル図、第２図および第３
図は、この発明に係る繊維強化プラスチツクの製
造方法を順を追つて示す概略縦断面モデル図であ
る。 １：樹脂、２：補強繊維、３：金属被覆、４：
金属被覆補強繊維、５：母材、６：金属被膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 樹脂と補強繊維とを複合してなる母材の表面
   に金属被膜を形成してなり、前記母材の表層部に
   おける補強繊維には金属が被覆されており、その
   金属被覆補強繊維は前記母材の表面に露出してお
   り、かつその露出部分が前記金属被膜と接合して
   いることを特徴とする繊維強化プラスチツク。