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JPH0698624B2 - Method for producing fiber-reinforced plastic material - Google Patents
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JPH0698624B2 - Method for producing fiber-reinforced plastic material - Google Patents

Method for producing fiber-reinforced plastic material

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JPH0698624B2
JPH0698624B2 JP13030786A JP13030786A JPH0698624B2 JP H0698624 B2 JPH0698624 B2 JP H0698624B2 JP 13030786 A JP13030786 A JP 13030786A JP 13030786 A JP13030786 A JP 13030786A JP H0698624 B2 JPH0698624 B2 JP H0698624B2
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metal
metal coating
coating
resin
fibers
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厚 北村
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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繊維強化プラスチッ
ク材料を製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a fiber reinforced plastic material having a metal coating on its surface.

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ック
(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、いろいろな分野で広く用いら
れている。
2. Description of the Related Art Fiber-reinforced plastic (FRP), which is a composite of resin and reinforcing fibers, is widely used in various fields because it has higher specific strength and specific elastic modulus than those made of resin alone.

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、導電性を与えるなどの目
的で、表面に金属メッキの被膜を形成することがよくあ
る。しかしながら、一般にFRPへのメッキは極めて難し
く、被膜は容易に剥がれてしまう。そのため、たとえば
特開昭61-12872号公報に記載されているように、表面に
金属粉末を埋没する如く分散せしめておき、その表面を
エッチング処理して露出している金属粉末を溶出せしめ
た後、そのエッチング処理面にメッキを施すなどの方法
が採られている。すなわち、金属粉末を溶出させること
によって表面に凹凸を作り、その凹部による、いわゆる
アンカー効果を期待するものである。しかしながら、こ
の従来の方法は、エッチング処理によって溶出されるの
が表面に露出している金属粉末のみであるから、アンカ
ー効果はそれほど大きくはない。
By the way, in such FRP, a metal-plated film is often formed on the surface for the purpose of giving a design effect, improving wear resistance, and giving conductivity. However, in general, plating on FRP is extremely difficult, and the coating easily peels off. Therefore, for example, as described in JP-A-61-12872, after the metal powder is dispersed so as to be buried in the surface and the exposed surface is subjected to an etching treatment to elute the exposed metal powder. , The etching treatment surface is plated. In other words, the metal powder is eluted to form irregularities on the surface, and the so-called anchor effect due to the concave portions is expected. However, in this conventional method, the anchor effect is not so large because only the metal powder exposed on the surface is eluted by the etching treatment.

発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、従来の方法の上記欠点を解決し、金
属被膜が堅固で剥がれにくいばかりか、金属被膜によっ
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、導電性を与えたりすることができるFR
P材料の製造方法を提供するにある。
Problems to be Solved by the Invention The object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional method, and not only the metal coating is firm and difficult to peel off, but also the metal coating exerts a design effect, and the mechanical properties such as abrasion resistance are improved. FR that can improve the electrical characteristics and give conductivity
In order to provide a manufacturing method of P material.

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、金属
被覆を有する補強繊維を少なくとも表層部に配置してな
る繊維強化プラスチックの表面を研磨または研削し、少
なくとも一部の金属被覆補強繊維を露出させる工程と、
研磨または研削した表面をエッチング処理し、露出した
金属被覆補強繊維についてその少なくとも一部の金属被
覆を溶出せしめる工程と、エッチング処理を施した面に
金属被膜を形成する工程とを含む繊維強化プラスチック
材料の製造方法が提供される。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, in the present invention, the surface of a fiber reinforced plastic having reinforcing fibers having a metal coating disposed at least in a surface layer portion is ground or ground, and at least a part thereof is formed. Exposing the metal-coated reinforcing fiber of
A fiber reinforced plastic material including a step of etching a polished or ground surface to elute at least a part of the metal coating of exposed metal-coated reinforcing fibers, and a step of forming a metal coating on the etched surface. A method of manufacturing the same is provided.

この発明によって得られるFRP材料は、本質的には樹脂
と補強繊維との複合材料であり、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ち、その
金属被膜が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たりすることができるも
のである。
The FRP material obtained according to the present invention is essentially a composite material of resin and reinforcing fibers, and in this respect, a conventional FRP material is used.
However, it has a metal coating on the surface, and the metal coating can exert a design effect, improve wear resistance, or impart conductivity.

以下、この発明をその製造工程順にさらに詳細に説明す
るに、この発明においては、まず、第1図に示すよう
な、樹脂1と、補強繊維2と、補強繊維2に金属被覆3
を施した金属被覆補強繊維4とを複合してなるFRP5を得
る。このFRP5の製造自体は、従来周知のいかなる方法に
よってもよいが、重要なことは、金属被覆補強繊維4が
FRP5の表層部に配置されるようにすることである。しか
して、この状態では表面が樹脂1で覆われていて、金属
被覆補強繊維4は露出していない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail in the order of manufacturing steps thereof. In the present invention, first, as shown in FIG. 1, a resin 1, a reinforcing fiber 2, and a reinforcing fiber 2 and a metal coating 3
FRP5 is obtained by combining with the metal-coated reinforcing fiber 4 subjected to. The FRP 5 itself may be manufactured by any conventionally known method, but the important thing is that the metal-coated reinforcing fiber 4 is
It is to be arranged on the surface layer of FRP5. In this state, however, the surface is covered with the resin 1, and the metal-coated reinforcing fiber 4 is not exposed.

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、フェノ
ール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリ
フェニレンサルファイド樹脂、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。
In the above, the resin is FRP, which is usually used as a so-called matrix resin, for example, an epoxy resin,
Thermosetting resin such as unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, phenol resin, polyimide resin, heat of polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, nylon resin, polycarbonate resin, ABS resin, polybutylene terephthalate resin, etc. It is a plastic resin.

また、補強繊維もまた、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、アラミド繊維)、アルミナ繊維、アルミナ
ーシリカ繊維、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、いずれの形態であってもよ
く、またマルチフィラメントであってもモノフィラメン
トであってもよい。繊維やマットなどの布帛形態で使用
することもできる。
In addition, reinforcing fibers are also commonly used in FRP, such as carbon fibers, glass fibers, organic high elasticity fibers (for example, aramid fibers), alumina fibers, alumina-silica fibers, silicon carbide fibers, boron fibers and the like. It is a strong and highly elastic fiber. These reinforcing fibers may be in any form such as continuous fibers, long fibers and short fibers, and may be multifilaments or monofilaments. It can also be used in the form of fabric such as fibers or mats.

補強繊維の金属被覆に使われている金属は、たとえば
銅、ニッケル、鉛、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、電気メッキ、無電
解メッキ、溶射、蒸着、イオンプレーティングなど、周
知の方法によればよい。なお、被覆厚みは0.1〜2μm
程度である。
Metals used for metal coating of reinforcing fibers include, for example, copper, nickel, lead, cobalt, aluminum, zinc,
Examples include simple metals such as tin, chromium, and iron, and alloys containing at least one of these simple metals as a main component. In addition, the coating of such metal on the reinforcing fiber may be performed by a known method such as electroplating, electroless plating, thermal spraying, vapor deposition, and ion plating. The coating thickness is 0.1-2 μm
It is a degree.

この発明においては、次に、第2図に示すように、上記
FRP5の表面を研磨し、あるいは研削して、表層部の、少
なくとも一部の金属被覆補強繊維4を露出させる。
In the present invention, next, as shown in FIG.
The surface of the FRP 5 is polished or ground to expose at least a part of the metal-coated reinforcing fiber 4 in the surface layer portion.

次に、FRP5の、研磨または研削した表面を、硝酸、塩
酸、硫酸などの酸や、水酸化ナトリウムなどのアルカリ
でエッチング処理する。すると、第3図に示すように、
表面に露出している金属被覆補強繊維4の金属被覆3が
溶出され、その溶出部分に凹部ができる。なお、溶出
は、金属被覆補強繊維の形態等に応じ、第3図に示すよ
うに、表面に露出した金属被覆補強繊維の、金属被覆の
一部のみについて行うことであってもよいし、全部につ
いて行うことであってもよい。しかして、どの程度溶出
させるかは、エッチング液の濃度やテッチング時間によ
って制御することができる。
Next, the polished or ground surface of FRP5 is etched with an acid such as nitric acid, hydrochloric acid or sulfuric acid, or an alkali such as sodium hydroxide. Then, as shown in FIG.
The metal coating 3 of the metal-coated reinforcing fiber 4 exposed on the surface is eluted, and a recess is formed in the eluted portion. The elution may be carried out only on a part of the metal coating of the metal coating reinforcing fiber exposed on the surface, as shown in FIG. 3, depending on the form of the metal coating reinforcing fiber, etc. May be done. Therefore, the extent of elution can be controlled by the concentration of the etching solution and the etching time.

この発明においては、次に、第4図に示すように、エッ
チング処理を施した面に金属の被膜6を形成する。この
被膜6は、金属被覆3の、エッチング処理による溶出部
分の凹部に入り込み、大きな、いわゆるアンカー効果に
よりFRP5に強固に接合する。
In the present invention, next, as shown in FIG. 4, a metal coating 6 is formed on the surface subjected to the etching treatment. The coating 6 enters the concave portion of the metal coating 3 which is eluted by the etching process, and is firmly bonded to the FRP 5 by a large so-called anchor effect.

表面の金属被膜を形成する金属は、金属被覆補強繊維の
金属被覆に使用するのと同様のものでよいが、それ以外
に、金、銀、チタンなどを使用することもできる。その
種類は、金属被覆に使用するのと同じであっても、異な
っていてもよい。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のかといっ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
補強繊維を得る場合と同様の方法によればよい。被膜の
厚みは任意でよいが、通常、5μmから2mm程度であ
る。
The metal forming the metal coating on the surface may be the same as that used for the metal coating of the metal-coated reinforcing fiber, but other than that, gold, silver, titanium or the like may be used. The type may or may not be the same as that used for metallization. In short, the type of metal may be selected according to the requirements such as a design effect, an improvement in wear resistance, or a need for imparting or improving conductivity. The formation of the coating may also be performed by the same method as that for obtaining the metal-coated reinforcing fiber. The thickness of the coating may be arbitrary, but it is usually about 5 μm to 2 mm.

以上においては、FRPの表層部のみに金属被覆補強繊維
を使用し、その他の部分には金属被覆を有しない補強繊
維を使用す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
にくらべて高価であり、また比重が大きいから、表層部
のみに用いてFRPのコストを下げ、また比強度や比弾性
率が低下しないようにするのが好ましい。
In the above, the case where the metal-coated reinforcing fiber is used only in the surface layer part of the FRP and the reinforcing fiber having no metal coating is used in the other parts is explained, but the metal-coated reinforcing fiber is used in all parts. It is also possible. However, metal-coated reinforcing fibers are more expensive than those without metal coating and have a large specific gravity, so they are used only for the surface layer to reduce the cost of FRP, and to prevent the reduction in specific strength and specific elastic modulus. Is preferred.

以下、この発明を実施例および比較例に基いてさらに詳
細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples.

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、Bステージのエポキシ
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ッキして厚み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Bステージのエポキシ樹
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。
Example Toray Co., Ltd. carbon fiber "Torayca" T-300 is aligned in parallel with each other in one direction in a sheet form, and a first unidirectional prepreg impregnated with a B-stage epoxy resin is added to the carbon fiber. A second method in which copper-coated carbon fibers obtained by electroplating copper to form a copper coating having a thickness of 0.3 μm are aligned in one direction in parallel with each other in a sheet shape and similarly impregnated with a B-stage epoxy resin. A unidirectional prepreg was prepared.

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
プレグをその銅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
性ラッピングテープを巻き付けた。
Next, the first prepreg is wound around the tapered mandrel in two layers so that the carbon fibers are oriented in the circumferential direction of the mandrel, and the second prepreg is further provided on the first prepreg. Was wound in three layers so that the direction of was in the longitudinal direction of the mandrel, and a heat-shrinkable wrapping tape was further wound thereon.

次に、上記プレプレグ巻回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時間アフターキュアし
て取り出し、マンドレルを引き抜いて管状のFRPを得
た。
Next, the above prepreg winding body is put in an oven, and the temperature is 120 ° C.
After preheating for 3 minutes at 120 ° C., the epoxy resin was cured by heating for 1 hour, and after curing at 130 ° C. for 2 hours, the mandrel was pulled out to obtain a tubular FRP.

次に、上記FRPの表面を円筒研削盤で研削して一部の銅
被覆炭素繊維を部分的に露出せしめた後、その研磨表面
を1Nの硝酸溶液で5分間エッチング処理して銅を溶出
し、表面に凹凸を形成した。
Next, the surface of the FRP was ground by a cylindrical grinder to partially expose some of the copper-coated carbon fibers, and the polished surface was etched with a 1N nitric acid solution for 5 minutes to elute copper. , The surface was formed with irregularities.

次に、無電解メッキによって上記エッチング処理面に厚
み約5μmの銅の被膜を形成した。かくして、この発明
に係るFRP材料を得た。
Next, a copper coating having a thickness of about 5 μm was formed on the above-mentioned etched surface by electroless plating. Thus, the FRP material according to the present invention was obtained.

上記FRP材料は、銅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った。また、10か所に粘着テー
プを貼り付け、引き剥がすことによる剥離試験をした
が、10か所とも被膜が剥離することはなかった。
The FRP material exhibits a shiny copper color due to the copper coating,
The design effect was high. Further, a peeling test was carried out by sticking an adhesive tape at 10 places and peeling it off, but the coating did not peel off at 10 places.

比較例 エッチング処理を施さないで、研削面にそのまま銅の被
膜を形成したほかは上記実施例と同様にしてFRP材料を
得た。
Comparative Example An FRP material was obtained in the same manner as in the above example except that the copper coating was directly formed on the ground surface without performing etching treatment.

このFRP材料について実施例と同様の剥離試験をしたと
ころ、10か所のうちの3か所について粘着テープととも
に被膜が剥がれた。
When this FRP material was subjected to the same peeling test as in the example, the coating was peeled off together with the adhesive tape at 3 out of 10 places.

発明の効果 この発明は、金属被覆を有する補強繊維を少なくとも表
層部に配置してなる繊維強化プラスチックの表面を研磨
または研削し、少なくとも一部の金属被覆補強繊維を露
出させる工程と、研磨または研削した表面をエッチング
処理し、露出した金属被覆補強繊維についてその少なく
とも一部の金属被覆を溶出せしめる工程と、エッチング
処理を施した面に金属被膜を形成する工程とを含むか
ら、金属被覆の溶出により形成された凹部による大きな
アンカー効果が得られ、金属被膜が堅固で剥がれにく
い。また、金属被膜を形成する金属の種類を選ぶことに
よって、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たりすることができるようにな
る。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention includes a step of polishing or grinding the surface of a fiber reinforced plastic having reinforcing fibers having a metal coating arranged at least in a surface layer portion to expose at least a part of the metal coating reinforcing fibers, and polishing or grinding. The surface thus etched is subjected to an etching treatment to elute at least a part of the metal coating of the exposed metal-coated reinforcing fiber, and a step of forming a metal coating on the surface subjected to the etching treatment. A large anchoring effect can be obtained by the formed recesses, and the metal coating is firm and difficult to peel off. Further, by selecting the type of metal forming the metal coating, it is possible to develop a design effect specific to the metal, improve mechanical properties such as wear resistance, or impart or improve conductivity. Will be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1〜4図は、この発明を製造工程を追って示す概略縦
断面モデル図である。 1:樹脂 2:補強繊維 3:補強繊維の金属被覆 4:金属被覆補強繊維 5:FRP 6:FRP表面の金属被膜
1 to 4 are schematic vertical cross-sectional model diagrams showing the present invention in the course of manufacturing steps. 1: Resin 2: Reinforcing fiber 3: Metal coating of reinforcing fiber 4: Metal coating Reinforcing fiber 5: FRP 6: Metal coating on FRP surface

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属被覆を有する補強繊維を少なくとも表
層部に配置してなる繊維強化プラスチックの表面を研磨
または研削し、少なくとも一部の金属被覆補強繊維を露
出させる工程と、研磨または研削した表面をエッチング
処理し、露出した金属被覆補強繊維についてその少なく
とも一部の金属被覆を溶出せしめる工程と、エッチング
処理を施した面に金属被膜を形成する工程とを含む繊維
強化プラスチック材料の製造方法。
1. A step of polishing or grinding the surface of a fiber-reinforced plastic having reinforcing fibers having a metal coating on at least the surface layer portion to expose at least a part of the metal-coated reinforcing fibers, and the surface polished or ground. And a step of eluting at least a part of the metal coating of the exposed metal-coated reinforcing fiber, and a step of forming a metal coating on the surface subjected to the etching treatment.
JP13030786A 1986-06-06 1986-06-06 Method for producing fiber-reinforced plastic material Expired - Lifetime JPH0698624B2 (en)

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