JPH03236943A - 耐貫通性複合成形物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、樹脂を高強度繊維からプリプレグとそれと同
種の樹脂及び基材から成るＳＭＣ又はＢＭＣ等の成形材
料とを金型に入れて一体的に成形し、強度を必要とする
部所にプリプレグを用い、強度をそれ程必要としない部
所にはＳＭＣ又はＢＭＣ等の成形材料を用いることによ
り得られた高強度で成形性の良好なそして低コストな複
合成形物に関するものである。

（従来技術〉 従来、高強度繊維からなるプリプレグは、一般に基材の
含有率を非常に大きくして（通常、７０重量％以上）耐
衝撃性を大きくしている。

その為得られた成形品の外観はあまり良くなかった。一
方ＳＭＣ，ＢＭＣ等の成形材料は繊維の長さが比較的短
く、含有率も一般的に少なく（２０〜５０重量％）、か
つ成形特に繊維と樹脂が金型の中を同時に流動する為、
成形品の外観は平滑で良好であった。故に成形品の一部
（例えば内面）が大きな強度を必要とし、かつ外観、良
好な成形品をどちらか一種類のみの材料では得ることは
非常に困難という欠点があった。

（発明の目的） 本発明は、樹脂と高強度繊維からなるプリプレグを成形
物の内側（又は外側）の機能上高強度が必要とする所に
用い、その外側（又は内側）を良好な外観が得られるＳ
ＭＣ，ＢＭＣ又は乾式プレごツクス等の同系統の樹脂及
び基材からなる成形材料を用い、金型内で同時に成形す
ることにより、内部（又は外部）が高強度に耐えかつ外
部（又は内部）表面の外観が良好な複合成形物を完成す
るに至ったものである。

（発明の構成） 本発明は、高強度繊維からなるプリプレグとそれと同系
統の基材及び樹脂から威るＳＭＣ，ＢＭＣ及び乾式ブレ
≧ツクス等の成形材料を金型に入れて一体的成形するこ
とを特徴とする複合成形物に関する。本発明に用いられ
る高強度繊維としては、引張強度を密度で割った比引張
強度が１０　Ｘ　１０６ｃｍ以上であり、弾性率を密度
で割った比弾性率が２、５　Ｘｌ０１１ｃｍ以上のもの
である。具体的にはカーボン繊維、アラミド繊維、高強
度ガラス繊維、芳香族ポリエステル繊維、高強度ポリエ
チレン繊維、ビニロン繊維、セラ臭ツタ繊維などである
。一般のガラス繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維
などは該当しない。

これらの高強度繊維に含浸する樹脂としてはフェノール
樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ボリイξド樹脂、マ
レイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が好ましい。

プリプレグは高強度繊維に樹脂を含浸又は塗布すること
によって得られる。この際樹脂の含有率は５〜５０％（
重量％、以下間し）好ましくは８〜２５％である。５％
以下では均一なプリプレグを作ることが困難であり、５
０％以上では必要とする強度が得られない。

一方同一の基材及び樹脂から威るＳＭＣ，ＢＭＣ及び乾
式プレミックス等の成形材料の場合の繊維含有率は５〜
５０％で、好ましくは２０〜３５％である。５％以下で
は本材料を得ることは困難であり、５０％以上では外観
良好な成形品は得られない。

こうして得られたプリプレグは成形品内の強度を必要と
する部分ヘヂャージする。次いでＳＭＣＢＭＣ又は乾式
プレミックス等の成形材料を充填し、加熱、加圧して一
つの複合成形物を作成する。

また、逆の順序で行ってもよい。別の方式としては、前
記成形材料の間にプリプレグをサンドインチ状にはさみ
成形する方法がある。

本発明により作成した成形物は内面（又は内部又は外面
）の強度を必要とする部所には高強度繊維が使用されて
いるので、衝撃力等がかかっても耐えることができ、且
つ外面（又は内面）はＳＭＣ，ＢＭＣ等が用いられるの
で良好な表面外観を有し、プリプレグとＳＭＣ，ＢＭＣ
等の接触面は、両者共同種の素材、樹脂が使用されてい
るので、非常に強固に接触（接合）している。従って、
従来の考え方では外観良好で且つ高強度の成形品を同時
成形で得ることは困難であったが、本発明はこの点を解
決したものである。

なお、高強度のプリプレグを事前に成形しておき、それ
を金型にインサートし、ＳＭＣ，ＢＭＣ等で成形して複
合成形物を得てもよい。この際、プリプレグ成形物の外
観は凹凸があった方が好ましく、ＳＭＣ，８ＭＣ成形物
の境界での接着（接合）がより強固なものとなる。なお
、プリプレグの作製法は樹脂に′含浸した後熱風乾燥す
るのが一般的であるが、円筒形状のものに対しては予め
製品形状に合わせた円筒状の型（円筒の外表面は多少の
凹凸及びネジ状形状であってもよい）にフィラメントワ
インディング（ＦＷ）法により巻きつけ、円筒状のプリ
プレグを得てもよい。この際の樹脂の乾燥は含浸された
糸をＦＷで巻く以前に行ってもよく、また巻きつけた後
、適当な炉に入れてもよい。得られた円筒状のプリプレ
グは成形型に合わせて軸方向に２〜６分割程度に切断し
て用いてもよい。

（実施例） 以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１ 比引張強度１９Ｘ１０６ＣＴＩ＋、比弾性率１７．２Ｘ
１０１Ｉｃｍのカーボン繊維から成る織布（厚さ０．２
５ｍｍ、坪量２００ｇ／　ｒｄ　）にビスフェノールＡ
型エポキシ柑脂を含浸し、乾燥して樹脂公約１８％のプ
リプレグを得た。一方上記カーボン繊維の３インチロー
ビングとエポキシ樹脂並びに充填剤、触媒、離型剤等を
用いてカーボン含有率２５％のＢＭＣを得た。半円筒型
の金型にＢ　Ｍ　Ｃ（２）を充填し、その後上記プリプ
レグ（１）を５枚チャージし型締め後、加熱、加圧して
第１図に示す厚さ約６ｍｍの複合成形物を得た。

比較例１ 上記ＢＭＣのみを適当量金型に充填し、熱圧プレスして
実施例１と同形状の成形物を得た。

実施例２ 比引張強度１．６Ｘ１０６印、比弾性率３．２　ＸＩＯ
’　ｃｍの高強度ガラス繊維からなる織布（厚さ０．２
３ｍｍ、坪量１５０ｇ／ｎｆ）にレゾール型フェノール
樹脂を含浸し、乾燥して樹脂分２０％のプリプレグを得
た。

一方上記繊維の１インチロービングとレゾール型フェノ
ール樹脂並びに充填剤、触媒、増粘剤、離型剤等を用い
てガラス含有率約３０％のフェノールＳＭＣを作製した
。

曲面形状の金型（オス型）にまずフェノールＳＭ　Ｃ（
３）のシート１層をチャージしその上に、上記のプリプ
レグ（４）を８枚重ね、更にその上にフェノ−＝ルＳ　
Ｍ　Ｃ（５）　４層を重ね、型締め後熱圧プレスして第
２図に示す形状の厚さ約６ｍｍの複合成形物を得た。

比較例２ 上記ＳＭＣのみ６層を重ね合わせ熱圧プレスし実施例２
と同形状の成形物を得た。

実施例３ 比引張強度２１Ｘ１０６ｃｍ、比弾性率６．４　Ｘｌ０
８ｃｍのアラ５ド繊維からなる織布（厚さ０．４５ｎａ
＋＋、坪量４６０ｇ／ｎｆ）にビニルエステル型不飽和
ポリエステル樹脂を含浸、乾燥し樹脂公約１５％のプリ
プレグを得た。

一方、上記アラごド繊維をチョップ化して約ｌ／１６イ
ンチにしたものと、イソフクル酸系のポリエステル樹脂
並びに充填剤、触媒、離型剤等を用いてアラミド含有率
約２５％のＢＭＣを得た。

図３に示す形状の成形品を得るために、金型にまずＢ　
Ｍ　Ｃ（７）を型に均一になるようにチャージし、その
上に上記プリプレグ（６）を６層置き、熱圧プレスして
、ＢＭＣ層約３．５　ｍｍ厚、プリプレグ層約２゜５ｍ
ｍ厚で、高強度の凹凸部を有し反対側の面が平滑な第３
図に示す形状の複合成形物を得た。

比較例３ 実施例３のＢＭＣのみを用い、熱圧プレスして実施例３
と同形状の成形物を得た。

各側↓こおける複合成形物について、ＪＩＳ　Ｔ　８１
３３に準する耐衝撃性（耐貫通性；３ｋｇの鋼製ストラ
イカ−を高さ５０ｃｍの地点より落下）試験を行い、破
断された凹みの深さをノギスで測定した。、落下位置は
第１図、第２図、第３図にそれぞれ示す。

その結果を表１に示す。

表　　　　　１ （発明の効果） 本発明の複合成形物は、高強度のプリプレグを用いるこ
とにより耐衝撃力は大幅に向上する。

なお、更に耐衝撃性を向上させる為、高強度のプリプレ
グだけを用いて成形物の成形は可能であるが、コストが
大幅（２倍以上）にアップし、又樹脂含有率が小さい為
外観が悪くなり、商品としてのメリットがない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の複合成形物の構成例を示す
斜視図である。 又、各図において点線の矢印は落下試験時の落下位置を
示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂を高強度繊維に含浸又は塗布したプリプレグ
   とそれと同種の樹脂及び基材から成るＳＭＣ、ＢＭＣ及
   び乾式プレミックス等の成形材料を一体的に成形してな
   ることを特徴とする複合成形物。