【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は耐衝撃性に優れた耐衝撃板に関するも
のである。
〔従来の技術〕
近年耐衝撃性に優れた繊維基材が開発上市され
ているが、耐衝撃板に於てマトリツクスにエポキ
シ樹脂、フエノール樹脂、不飽和ポリエステル等
の熱硬化性樹脂が単独、又は併用で使用されてい
る。樹脂含有率は通常40〜60重量％である。この
様にマトリツクスが熱硬化性樹脂よりなつている
ものにあつては、マトリツクスの硬化により製品
に剛性が付与されるために衝撃吸収性が低下し耐
衝撃性に優れた耐衝撃板が得られていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明者は、耐衝撃性にすぐれた耐衝撃板を得
るめに、高分子量ポリエチレン繊維織布又は不織
布にフエノール・ポリビニルブチラール樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を使用
し、硬化による剛性をやわらげる為に樹脂含有率
を10〜30％（重量％以下同じ）になるように含浸
し、積層成形してなる耐衝撃性積層板が耐衝撃性
に優れていることを見出した。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、高分子量ポリエチレン繊維織布又は
不織布を基材とし、これにマトリツクスとして熱
硬化性樹脂を樹脂含有率10〜30重量％になるよう
に含浸し積層成形することを特徴とする耐衝撃板
の製造方法である。
高分子量ポリエチレン繊維は通常熱硬化性樹脂
との密着が悪いので、密着を良くするために物理
的、化学的に表面を処理したものが好ましい。か
かる処理をする事により適度な接着性をもたせる
事が出来る。
本発明において、高分子量ポリエチレンは通常
分子量50万以上（粘度法による）、好ましくは100
万以上のものが使用される。高分子量ポリエチレ
ン繊維織布としては通常厚さ0.2〜0.8mm、重さ
100〜450g／m2のものが使用出来るが、厚さ0.4〜
0.7mm、重さ200〜450g／m2の範囲のものが好まし
い。
又織布の場合その織り方としては平織り、斜子
織り、朱子織等があるが、好ましくは平織り、斜
子織りである。代表的なものとしてカネボウ(株)
PT−837，PT−026，東洋紡(株)DT−1218，DT
−1235等がある。マトリツクスとしては熱硬化性
樹脂が使用されるが、フエノール・ポリビニルブ
チラール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂が一般的
であるが、フエノール・ポリビニルブチラール樹
脂が好ましい。
ここで、フエノール・ポリビニルブチラール樹
脂は、フエノール樹脂とポリビニルブチラール樹
脂の混合物又は予備的反応物である。フエノール
樹脂にはレゾール型樹脂とノボラツク型樹脂があ
るが、レゾール型樹脂の使用が好ましい。尚レゾ
ール型樹脂の反応触媒には苛性ソーダ、アンモニ
ア、水酸化バリウム、酸化マグネシウム等が使用
され、特に限定されるものではない。フエノール
樹脂は数平均分子量が200から400の範囲で使用出
来るが、好ましくは250から350の範囲である。一
方、ポリビニルブチラールは重合度が500から
5000の範囲のものが使用出来るが、好ましくは
800〜4000の範囲である。ブチラール化度につい
ては特に限定されないが、好ましくは55〜70モル
％である。樹脂の配合割合はフエノール樹脂30重
量部（固形分）から80重量部（固形分）とポリビ
ニルブチラール70重量部（固形分）から20重量部
（固形分）の範囲が使用出来るが、好ましくはフ
エノール樹脂40重量部（固形分）から75重量部
（固形分）とポリビニルブチラール60重量部（固
形分）から25重量部（固形分）の範囲である。
マトリツクスに上記樹脂を使用することにより
適度の柔軟性と過度の剛性が付与され、衝撃吸収
性が向上し、すぐれた耐衝撃板が得られる。
上記樹脂を高分子量ポリエチレン繊維織布に10
〜30％になるように含浸させる事により、樹脂量
が少ないため適度の柔軟性と適度の剛性が付与れ
るので、衝撃吸収性が向上し、耐衝撃性に優れた
耐衝撃板が得られる。
樹脂量が30％以上になると剛性が強く柔軟性が
少なくなり衝撃吸収性が悪くなる。
成形方法としては上記プリプレグを重ね合せて
ステンレス板間に挿入する。
成形条件において、加熱温度は高分子量ポリエ
チレンの融点（約120℃）以下で、圧力20〜100
Kg／cm2、加熱時間60〜120分、冷却時間５〜60分
の範囲が適当である。
本発明の製造方法によると、ポリエチレン繊維
布を基材としマトリツクスである熱硬化性樹脂の
含有率を低くすることにより非常に耐衝撃性に優
れた耐衝撃板を得ることができる。
従つて基材の使用枚数を減らしても従来製品と
同等の耐衝撃性が得られるので、製品の軽量化並
びに低コスト化を可能にした。
〔実施例〕
以下に実施例により本発明を具体的に説明す
る。
実施例 １
フエノール・ポリビニルブチラール樹脂を使用
した例である。ポリビニルブチラールにはBX−
１（積水化学製、重合度1750）を用い、メチルエ
チルケトン800重量部に100重量部を溶解させ、フ
エノール樹脂にはPR−51406（住友デユレズ製、
数平均分子量300、固形分50％）を用い、上記ポ
リビニルブチラール溶液900重量部に200重量部添
加し、攪拌混合し、マトリツクス用樹脂とした。
該樹脂を高分子量ポリエチレン繊維織布（カネ
ボー製、PT−837）に付着樹脂量が15重量％にな
るようコーテイングし、100℃を乾燥器中で５分
間乾燥を行い、プリプレグを作成した。このプリ
プレグを13枚重ね合わせて、ステンレス板間に挿
入し、加熱温度100℃、加圧力100Kg／cm2、加圧時
間60分の条件で成形し、厚さ４mmの板状成形品を
得た。該板状成形品をJIST−8131に基づいて耐
衝撃性評価を行なつた。ただし、ストライカの落
下高さは2.5mとした。
実施例 ２
不飽和ポリエステル樹脂100重量部に対しケト
ンパーオキサイド２重量部添加した樹脂を高分子
量ポリエチレン繊維織布（カネボー製PT−837）
に樹脂付着量が15％になるようにコーテイングし
プリプレグを作成した。
このプリプレグを実施例１と同様の構成及び同
様の条件で成形し、厚さ４mmの板状成形品を得
た。
比較例 １，２
実施例１及び２において、高分子量ポリエチレ
ン繊維織布の代りにガラス繊維織布（日東紡績製
WF−350）を使用し、プリプレグ枚数を15枚と
した以外は実施例と同様にプリプレグを作成し、
成形して厚さ４mmの板状成形品を得た。
比較例 ３，４
実施例１及び２において、樹脂付着量を45％と
してプリプレグを得、以後実施例と同様にして成
形し、厚さ4.5mmの板状成形品を得た。
以上の各例で得られた板状成形品について耐衝
撃性試験を行い、結果を第１表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an impact-resistant plate with excellent impact resistance. [Prior art] In recent years, fiber base materials with excellent impact resistance have been developed and marketed. Used in combination. The resin content is usually 40-60% by weight. In cases where the matrix is made of a thermosetting resin like this, the hardening of the matrix imparts rigidity to the product, resulting in a decrease in shock absorption properties, resulting in a shock-resistant plate with excellent impact resistance. Not yet. [Problems to be Solved by the Invention] In order to obtain an impact-resistant plate with excellent impact resistance, the present inventor has developed a method of applying heat to a high molecular weight polyethylene fiber woven fabric or non-woven fabric using phenol polyvinyl butyral resin, unsaturated polyester resin, etc. An impact-resistant laminate made by using a curable resin and impregnating it with a resin content of 10 to 30% (the same below weight %) to soften the stiffness caused by curing, and then laminating and molding it has impact resistance. I found it to be excellent. [Means for Solving the Problems] The present invention uses a high molecular weight polyethylene fiber woven fabric or nonwoven fabric as a base material, and impregnates this with a thermosetting resin as a matrix so that the resin content is 10 to 30% by weight, and then laminates the fabric. This is a method of manufacturing an impact-resistant plate, which is characterized by molding. Since high molecular weight polyethylene fibers usually have poor adhesion to thermosetting resins, it is preferable to have the surface treated physically or chemically to improve adhesion. By performing such treatment, appropriate adhesion can be imparted. In the present invention, the high molecular weight polyethylene usually has a molecular weight of 500,000 or more (according to the viscosity method), preferably 100,000 or more.
More than 10,000 are used. As a high molecular weight polyethylene fiber woven fabric, the thickness is usually 0.2 to 0.8 mm and the weight
100~450g/ m2 can be used, but the thickness is 0.4~
Preferably, it has a diameter of 0.7 mm and a weight of 200 to 450 g/m 2 . In the case of woven fabric, the weaving methods include plain weave, basket weave, satin weave, etc., but plain weave and basket weave are preferred. Kanebo Co., Ltd. is a representative example.
PT-837, PT-026, Toyobo Co., Ltd. DT-1218, DT
-1235 etc. Thermosetting resins are used as the matrix, and phenol/polyvinyl butyral resins and unsaturated polyester resins are common, with phenol/polyvinyl butyral resins being preferred. Here, the phenolic polyvinyl butyral resin is a mixture or preliminary reaction product of a phenolic resin and a polyvinyl butyral resin. Phenol resins include resol type resins and novolac type resins, and it is preferable to use resol type resins. Caustic soda, ammonia, barium hydroxide, magnesium oxide, etc. are used as the reaction catalyst for the resol type resin, and the catalyst is not particularly limited. The phenolic resin can be used with a number average molecular weight in the range of 200 to 400, but preferably in the range of 250 to 350. On the other hand, polyvinyl butyral has a degree of polymerization starting from 500.
5000 range can be used, but preferably
It ranges from 800 to 4000. The degree of butyralization is not particularly limited, but is preferably 55 to 70 mol%. The blending ratio of the resin can range from 30 parts by weight (solid content) to 80 parts by weight (solid content) of phenolic resin and 70 parts by weight (solid content) to 20 parts by weight (solid content) of polyvinyl butyral, but preferably phenol resin is used. The resin ranges from 40 parts by weight (solids) to 75 parts by weight (solids) and the polyvinyl butyral from 60 parts by weight (solids) to 25 parts by weight (solids). By using the above-mentioned resin in the matrix, appropriate flexibility and excessive rigidity are imparted, the impact absorption property is improved, and an excellent impact resistant plate can be obtained. The above resin is applied to high molecular weight polyethylene fiber woven fabric.
By impregnating it to ~30%, the small amount of resin imparts appropriate flexibility and appropriate rigidity, resulting in improved impact absorption and an impact-resistant plate with excellent impact resistance. When the amount of resin exceeds 30%, the rigidity becomes strong and the flexibility decreases, resulting in poor shock absorption. As for the forming method, the above prepregs are stacked one on top of the other and inserted between stainless steel plates. In the molding conditions, the heating temperature is below the melting point of high molecular weight polyethylene (approximately 120℃), and the pressure is 20 to 100℃.
Appropriate ranges are Kg/cm 2 , heating time 60 to 120 minutes, and cooling time 5 to 60 minutes. According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain an impact-resistant plate having extremely excellent impact resistance by using polyethylene fiber cloth as the base material and lowering the content of the thermosetting resin that is the matrix. Therefore, impact resistance equivalent to that of conventional products can be obtained even if the number of base materials used is reduced, making it possible to reduce the weight and cost of the product. [Example] The present invention will be specifically described below with reference to Examples. Example 1 This is an example using phenol polyvinyl butyral resin. BX− for polyvinyl butyral
1 (manufactured by Sekisui Chemical, polymerization degree 1750), 100 parts by weight was dissolved in 800 parts by weight of methyl ethyl ketone, and PR-51406 (manufactured by Sumitomo Durez, manufactured by Sumitomo Durez) was used as the phenol resin.
(number average molecular weight: 300, solid content: 50%), 200 parts by weight of the polyvinyl butyral solution was added to 900 parts by weight, and the mixture was stirred to obtain a matrix resin. The resin was coated on a high molecular weight polyethylene fiber woven fabric (PT-837, manufactured by Kanebo Co., Ltd.) so that the amount of resin adhered to the fabric was 15% by weight, and dried at 100° C. for 5 minutes in a dryer to prepare a prepreg. Thirteen sheets of this prepreg were stacked, inserted between stainless steel plates, and molded at a heating temperature of 100°C, a pressing force of 100 kg/cm 2 , and a pressing time of 60 minutes to obtain a plate-shaped molded product with a thickness of 4 mm. . The impact resistance of the plate-shaped molded product was evaluated based on JIST-8131. However, the drop height of the striker was set to 2.5m. Example 2 A high molecular weight polyethylene fiber woven fabric (PT-837 manufactured by Kanebo) was prepared by adding 2 parts by weight of ketone peroxide to 100 parts by weight of unsaturated polyester resin.
A prepreg was created by coating the resin so that the amount of resin adhesion was 15%. This prepreg was molded in the same configuration and under the same conditions as in Example 1 to obtain a plate-shaped molded product with a thickness of 4 mm. Comparative Examples 1 and 2 In Examples 1 and 2, glass fiber woven fabric (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) was used instead of the high molecular weight polyethylene woven fabric.
Prepreg was made in the same manner as in the example except that WF-350) was used and the number of prepreg sheets was 15.
A plate-shaped molded product with a thickness of 4 mm was obtained by molding. Comparative Examples 3 and 4 In Examples 1 and 2, prepregs were obtained with a resin adhesion amount of 45%, and thereafter molded in the same manner as in the examples to obtain a plate-shaped molded product with a thickness of 4.5 mm. An impact resistance test was conducted on the plate-shaped molded products obtained in each of the above examples, and the results are shown in Table 1.
【表】
単位：mm
〔発明の効果〕
本発明によれば、高分子量ポリエチレン繊維織
布を基材とし、低い樹脂含浸率で熱硬化性樹脂を
含浸しているので、柔軟性と剛性が付与され、衝
撃吸収性がすぐれた耐衝撃板が得られる。[Table] Unit: mm
[Effects of the Invention] According to the present invention, a high molecular weight polyethylene fiber woven fabric is used as a base material and is impregnated with a thermosetting resin at a low resin impregnation rate. An excellent impact-resistant plate can be obtained.