JPH0580341B2

JPH0580341B2 -

Info

Publication number: JPH0580341B2
Application number: JP87219352A
Authority: JP
Inventors: Shiro Yamamoto; Haruo Negishi
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1986-09-11
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1993-11-08
Also published as: JPS63183836A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、複合体及びその製造方法に関し、更
に詳しくは、長繊維とフイルムとから成り、少な
くとも一部に曲面を有する複合体及びその製造方
法に関する。（従来の技術）近年の科学及び工業の進歩に伴い、各分野で用
いられる従来の材料では、物性が不十分で、満足
な機能を発揮できないという事態がしばしば現れ
るようになつて来た。例えば、航空機において
は、材料の重量当りの強度及び弾性率を向上させ
ることが要求されており、宇宙機器の分野では、
コスト低減のために比強度、比弾性率の高い素材
の開発が望まれている。また、自動車を軽量化す
るために外板をプラスチツク製とするに際し、剛
性の高いプラスチツク素材が要求されている。一方、最近の繊維技術の発展により重量当りの
強度及び弾性率が鉄よりも大きい繊維が開発され
ている。例えば、炭素繊維、SiC繊維・ほう素繊
維等の無機繊維やパラ系全芳香族ポリアミド繊維
（例えばデユポン社：ケプラー）・全芳香族ポリ
エーテルアミド繊維（帝人：テクノーラ）・高
密度ポリエチレン繊維（例えば三井石油化学：テ
クミロン）等の有機繊維である。かかる高性能繊維を樹脂で固めて新しい素材と
したり、既存の樹脂や金属などにこれら繊維を加
えて補強する等の方法が考えられ、一部実用化さ
れている。例えばFRP（Fiber Reinforced
Plastic）、FRM（Fiber Reinforced Metal）であ
りCC（Carbon−Carbon）コンポジツト等であ
る。理論的には長繊維の方が短繊維より複合材料と
しての補強効果が優れている。従つてFRPの場
合、最も進んだ複合材料（一般にAdvanced
Compositeと呼ばれる）では、長繊維にＢステー
ジの熱硬化性樹脂を組み合わせたものを用い製品
が造られる。熱可塑性樹脂を用いてFRP製品を
造る場合、補強繊維としては短繊維を用いるのが
一般的である。しかしながら、補強繊維として短
繊維を用いた場合は物性の点で限度があり、更に
製品表面に短繊維が露出して粗くなり、外観が劣
つたものになること、また樹脂としてＢステージ
の熱硬化性樹脂を用いた場合は経時変化が大き
く、保存も含めた加工性の問題があり、且つ工程
としてキユア（熱処理による硬化）を必要とする
こと等の問題がある。そのため、最近になつて、
長繊維と熱可塑性樹脂を組み合わせた複合材料が
考えられるようになつて来た。しかし、このよう
な複合材料は、硬いために、取扱性に劣るという
問題がある。この解決策として溶融しマトリツク
ス樹脂化すべき熱可塑性樹脂と同じ樹脂からなる
繊維で織物を作り、該熱可塑性樹脂と組み合わせ
て複合材料とすることも考えられている。また、
補強繊維の織物とマトリツクス樹脂のフイルムを
別個に作り、成型に際してこれらを交互に積層し
てフイルムを溶かす方法も考えられている。これ
らの方法による複合材料は積層して成形する場
合、一般には織物が伸縮性を欠き成形物形態に制
約を受け、曲面特に球面に成形するのが困難であ
り、また、繊維の接着も必ずしも良くないという
問題がある。又、重要な事実として、長繊維織物
で補強した複合材料を曲面を有するように成形す
る場合には、成形時に長繊維織物が破断して、短
繊維を補強繊維として用いた場合と同等の補強効
果しか得られないことが多く、場合によつては、
複合材料自体が破れてしまうこともある。また、
長繊維を、そのまま一方向配列で補強用に使用し
ても、繊維に十分な張力をかけないで成形する
と、引張繊維や弾性率が思うように上がらなかつ
たり、あるいはバラついたりし易く、満足な結果
が得られない。更に、米国特許第3664909号明細書、米国特許
第3713962号明細書、及び米国特許第3850723号明
細書には、繊維ストランドマツトに樹脂を含浸さ
せた圧縮成形用複合マツト構造物及びその製造方
法が記載されているが、この複合材料では、曲
面、特に球面に成形するのが前述の補強織物の場
合よりは容易であるが、機械的性質が劣り、かつ
表面が粗くなり易い。（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上述の如き従来技術の問題点を解消
し、強度低下や破損を損なうことなく曲面に成形
することが可能であり、しかも製品表面の平滑
性、外観に優れており、十分な強度を有する複合
体及びその製造方法を提供することを目的とす
る。（問題点を解決するための手段）本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討
を重ねた結果、一定方向に引き揃えた長繊維層と
伸張可能なフイルムとを積層させればよいことを
見出し本発明に到達した。即ち、本発明は、一定方向に引き揃えた長繊維
層と伸張可能なフイルムとを積層せしめた積層体
から成り、該積層体の少なくとも一部が曲面を形
成していることを特徴とする複合体及び張繊維を
一定方向に引き揃えて、伸張可能なフイルムに積
層せしめ、積層体として後、該積層体の少なくと
も一部に曲面を形成させる如く成形することを特
徴とする複合体の製造方法である。本発明で使用する長繊維は、比較的耐熱性のあ
る繊維であればよく、例えば炭素繊維、SiC繊
維、ガラス繊維、アラミド繊維、芳香族ポリエー
テルアミド繊維、アリレート繊維、ポリエステル
繊維、ポリアミド繊維等でありフイルムにする熱
可塑性ポリマーによつてはポリオレフイン繊維等
でも良いし、場合によれば麻等の天然繊維でも良
い。但し、強度と弾性率の大きな繊維が好まし
い。一方、本発明で用いられる伸張可能なフイルム
は、任意の樹脂で構成することができ、複合材料
のマトリツクス樹脂となるものでフイルム化可能
なものなら特に対象を問はない。例えばポリアミ
ド（ナイロン等）、ポリオレフイン（ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等）ポリエステル（ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト等）、ポリカーボネート、ポリビニル化合物
（ポリスチレン）、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル
ニトリル、ポリエーテル、ポリスルフオン等の熱
可塑性樹脂を挙げることができる。一般には耐熱
性で非晶性であるか、あるいは結晶性でも経時的
変化の少ないものの方が好ましいが、溶融粘度が
低いものがより好ましい。従つて光学的異方性高
分子も用いられる。また、エポキシ樹脂、アクリ
ル酸系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化
性樹脂からなるフイルムも用いることができる。更に、熱可塑性樹脂フイルムと熱硬化性樹脂フ
イルムとを併用してもよい。例えば、熱可塑性樹
脂フイルム上に熱硬化性樹脂フイルムを積層さ
せ、その上に長繊維を積層させてもよく、また、
熱可塑性樹脂フイルム上に長繊維を積層させ、そ
の上に熱硬化性樹脂フイルムを積層させてもよ
い。これらの樹脂は、フイルム化した場合に伸展
性が優れており、更にマトリツクス樹脂を加えて
成形する場合には樹脂間の接着性、相溶性が良好
であることが望ましいため、エラステイツクポリ
マーなどを混合して、ポリマーブレンド、モレキ
ユラーコンポジツト等により改質することも有効
である。繊維との接着、成型後の樹脂特性の改善
等を目的として、ポリマーの橋架けのための熱硬
化性樹脂等を加えることも出来る。繊維とフイル
ムの組み合わせは、場合によつては同一のポリマ
ーであつても良い。例えばポリメタフエニレンイ
ソフタルアミドの繊維とフイルムを組み合わせる
ことも出来る。本発明の複合体は、上記長繊維を一定方向に引
き揃えて、上記伸張可能なフイルムに積層させた
積層体から成つている。第１図及び第２図は、本
発明で用いる積層体の例を示す縦断面図であり、
第１図では、伸張可能なフイルム１に、一定方法
に引き揃えた長繊維層２が接着剤３によつて接着
されている。また、第２図では、伸張可能なフイ
ルム１に、一定方法に引き揃えた長繊維層２が融
着されている。この積層体に、更に樹脂層を加え
ることも可能である。例えば、熱可塑性樹脂をフ
イルムにして、長繊維層２の上に接着させてもよ
いし、あるいは長繊維層２の上に熱可塑性樹脂の
溶液又は溶融物を塗布してもよい。フイルムの形
で樹脂層を付加させる場合は、該フイルムと伸張
可能なフイルム１との間で、フイルムの強さ、弾
性率が異なつているのが、加工に際して取り扱い
易いので好ましい。長繊維層２には、熱融着バイ
ンダー繊維を加えておくこともできる。長繊維層２を伸張可能なフイルム１へ積層させ
るには、例えば、伸張可能なフイルムを製膜装置
から連続的に送り出し、一方、長繊維を開繊し、
引き揃えながら供給して、両者を積層させればよ
い。この際、長繊維は、繊維軸と直角方向に伸展
可能な程度に、他のエラステイツクな繊維等で拘
束しておくのが取り扱い易くて好ましい。フイル
ムを送り出すに当り、予め熱可塑性樹脂からフイ
ルムを作り、これを繰り出す事も出来る。但し、
この場合は製膜後長時間を経て居ないものが好ま
しく、かつ、予熱することが好ましい。熱可塑性
樹脂は一般に成形後結晶化し、結晶化は経時的に
進むが、本発明の場合には、フイルムの結晶化は
進んでいない方が好ましい。複合材料に柔軟性が
要求される場合には、フイルムは薄い方が好まし
く、従つて製膜後延伸をしても良いが結晶・配向
が進み過ぎないよう注意する必要がある。第３図は、長繊維層とフイルムとの積層体にお
いて、長繊維層の上に更にフイルムを付加せしめ
たものを製造する装置の一例を示す概略図であ
る。２台の製膜機１１，１２から押出成形したフ
イルム１，１′を冷却ドラム１３，１３′及び冷却
ローラ１４，１４′で冷却固化した後、引揃機１
５で重ね合わせる。この場合、一方のフイルム
１′は、加熱ドラム１６で予想される。フイルム
の予熱は熱可塑性樹脂の種類、製膜方法によつて
は実施した方が良い事がある。又、二枚のフイル
ムを用いるときは一方のフイルムのみ融解させ、
他方を原型のまま融着させるに留めることが好ま
しく、従つて一方の結晶化・配向化を他の一方よ
り高めたり、熱圧前の予熱を調節したりすること
が好ましい。第３図には、このような操作を行う
方法として、一方のフイルムを予熱する例を示し
たものである。一方、パツケージ１７から解舒した補強用長繊
維２を開繊機１８で開繊し、スクリーン１９で引
き揃えた後、浸漬槽２０で樹脂などの接着剤やフ
イルム１，１′と同じ樹脂を付与し、予熱機２１
で予熱して、引揃機１５で、フイルム１，１′の
間にはさみ込む。補強用長繊維２の接着剤や樹脂
による処理、予熱機２１による予熱は、フイルム
１，１′への接着性を高める効果がある。引揃機１５で重ね合わせたフイルム１，１′及
び補強用長繊維２を、予熱ドラム２２で予熱す
る。予熱は、実質的に重ね合わせシートの両面か
ら行うのが好ましい。前述の如く、熱可塑性樹脂
フイルムと熱硬化性樹脂フイルムとを組み合わせ
たような場合には、両面からの予熱温度をそれぞ
れ異ならせしめるのが望ましい。次いで、このシ
ートをカレンダーロール等の熱圧機２３にて、高
温、高圧で圧接し、積層体にする。この熱圧機２
３の条件は、使用する熱可塑性樹脂に応じて、適
当な条件を選ぶ。かくして得られた積層体を巻取
機２４で巻取る。かくして得られた積層体をそのまま、あるいは
更に該積層体を複数個積層し、熱圧着、接着、融
着又は溶融してプレス成形等により少なくとも一
部に曲面、特に球面を有する複合体に成形する。補強用長繊維とフイルムとからなる積層体を更
に積層成形するに際しては、フイルム、繊維の種
類によつては、接着剤、接着フイルムなどを挟み
込むのが好ましい。また、最外層に化粧用フイル
ムを用いることもできる。化粧用フイルムは、表
面硬度の高いものが好ましい。第４図は、伸張可
能なフイルム１に、一定方向に引き揃えた長繊維
層２が接着剤３によつて接着された積層体が複数
層に積層されている例を示すものである。この場
合、各積層体の長繊維は、いずれも実質的に同一
方向に配列されている。また、各積層体の長繊維配列方向が、互いに角
度を有するように、積層体を複数層に積層させる
と、任意の方向に均一な強度を有する成形品を得
ることができるので好ましい。第５図及び第６図は、伸張可能なフイルム１と
一定方向に引き揃えた長繊維層２とを積層せしめ
た積層体を複数個積層せしめたもので、各積層体
の長繊維２の配列方向が互いに角度を有している
例を示すものである。尚、４は接着フイルム、５
は化粧用フイルムである。積層体の少なくとも一
部に曲面を形成するには、曲面を有する金型に積
層体を入れて加熱プレスすればよい。本発明にお
いて用いられる積層体は、一定方向に引き揃えら
れた長繊維層と伸張可能なフイルムとで構成され
ているから、これをプレス成形等によつて曲面に
成形した場合、その曲面に応じて長繊維間隔が拡
がり、フイルムは伸張する。従つて成形時に補強
用長繊維が切断して複合体の強度が低下するよう
なことがなく、また複合体自体が破れてしまうよ
うなこともない。更に、一方向に引き揃えられた
長繊維が伸張可能なフイルムに積層固定されてい
るから、成形時に長繊維に十分な張力をかけなく
ても、引張強度、弾性率が上らなかつたり、バラ
ついたりするようなことがない。また、補強用繊
維として長繊維を使用しているので、短繊維を用
いた場合よりも十分な補強効果が得られ、短繊維
が表面に露出して製品表面が粗くなり外観が劣つ
たものになるということもない。（実施例）以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。実施例１テレフタル酸ジメチルとエチレングリコールか
ら縮重合したη＝0.79のポリエチレンテレフタレ
ートをエクストルーダーから290℃で押し出して
厚さ0.05mmのフイルム（未延伸フイルム）を得
た。一方、上記ポリエチレンテレフタレートをオル
ソクロルフエノールに溶かした溶液を、ポリアク
リロニトリルから造られた炭素繊維（東レ株式会
社製商標名トレカＴ−300）に塗布した。この繊
維を、溶媒を半乾燥状態にして上記のポリエチレ
ンテレフタレートのフイルムの上に一方向に引き
揃えて並べた。この試験片を板の間に狭んで乾燥
させた。かくして、炭素繊維を一方向に引き揃え
てポリエステルフイルムに接着させた薄葉物が得
られた。この薄葉物を各薄葉物の炭素繊維配列方
向が順次互いに45°の角度をなすように８枚重ね
て、半径200mmの部分球面金型に入れ、プレスし
た。金型は予め約150℃に加熱しておいた。また、
重ねた薄葉物は、温度300℃、圧搾荷重５トンで
プレスした。300℃に到達後、３分間その温度に
保持し、氷を入れた水に金型を投入して冷却し、
厚さ１mmの試料片を得た。この成型物の密度は約
1.5g／cm³、繊維体積率（Vf）約30％、繊維軸方
向の引張強度58Kg／mm²、引張弾性率3500Kg／mm²で
あつた。また、成形物の表面は滑らかで良好な外
観を呈していた。実施例２ガラス繊維（10μ径）にアロンアルフア（東
亜合成株式会社製接着剤）を塗布し、半乾燥時に
ポリプロピレンフイルム（20μ）の上に一定方向
に引き揃えて並べ密着させ、複合材料前駆体とし
ての薄葉物を得た。得られた薄葉物をそのまま実施例１で用いた球
面を具えた金型でプレスし、ほぼ対称に繊維が広
がることを確かめた。また、この得られた薄葉物を５枚重ねて、実施
例１で用いた球面を具えた金型で成形した。金型
は予め加熱（推定温度70℃）して置き、薄葉物設
置後180℃まで上げた。冷却後、部分球面を持つ
た成形物が得られた。実施例３ポリメタフエニレンイソフタルアミドのポリマ
ー（η＝1.3）を塩化カルシウムと共にＮ−メチ
ル−２−ピロリドンに溶かして40％の溶液とし
た。これをＮ−メチル−２−ピロリドン水溶液に
押し出してフイルム状とし、延伸及び水洗してフ
イルム（10μ）とした。一方、芳香族ポリアミド繊維テクノーラ（帝
人株式会社製・引張破断伸度約２％）（6μ径）を
一方向に引き揃えてこれにポリメタフエニレンイ
ソフタルアミドのＮ−メチル−２−ピロリドン溶
液を塗布し、この半乾燥時に上記のポリメタフエ
ニレンイソフタルアミドのフイルムを圧着して薄
葉物を得た。この薄葉物を、薄葉物の繊維配列方向が順次互
いに90°の角度をなすように８枚を重ねて実施例
１の部分球面を具えた金型で成形した。金型は予
め360℃に昇温しておき、プレス温度は360℃、プ
レス荷重は10トンであつた。得られた成形物は、
密度1.35g／cm³、体積繊維率約20％、繊維方向の
引張強度26Kg／mm²、引張弾性率760Kg／mm²であつ
た。また、成形物の表面は滑らかで良好な外観を
呈していた。実施例４ビスフエノールＡのポリカーボネートをメチレ
ンクロライドに溶かして炭素繊維に塗布し、乾燥
して芯鞘繊維とした。得られた芯鞘繊維を加熱し
てポリカーボネートフイルムの上に一方向に引き
揃えて並べて圧着させた。冷却後、繊維側に前記のポリカーボネートのメ
チレンクロライド溶液を塗布して乾燥させた。得られた薄葉物を、各薄葉物の繊維配列方向が
順次互いに90°の角度をなすように８枚を重ねて
実施例１の球面を具えた金型で成形した。この成
形物の引張強度は54Kg／mm²、引張弾性率は1120
Kg／mm²であつた。また、成形物の表面は平滑で良
好な外観を呈していた。実施例５ ε−カプロラクタムに少量（約0.3％）の水を
加え、窒素置換して250℃に保持して重合物を得
た。このポリマーを十分に水洗し、乾燥した後に、
エクストルーダーで270℃で押し出してフイルム
（20μ）を得た。市販のテクノーラ繊維をポリメタフエニレン
イソフタルアミドのＮ−メチル−２−ピロリドン
の溶液に浸して引き上げ、ほぐして乾燥した。こ
の繊維を半乾燥時に市販のナイロン６の未延伸フ
イルム上に一方向に引き揃えて並べて180℃、250
Kg／mm²で熱圧してサンプルを得た。このサンプルは、実施例１で用いた部分球面を
持つた金型で成形可能であり、表面が平滑で良好
な外観を有するものであつた。実施例６接着剤層を含む方法で繊維とフイルムの複合体
を作つた。市販の炭素繊維（東レ(株)製：Ｔ−400炭素繊維）
とポリエチレンテレフタレートの複合材料の試料
を作つた。即ち、エステル交換法でつくつたポリエチレン
テレフタレートを溶融押出法で厚さ50μのフイル
ムとした。特別に延伸は行わなかつた。上記の炭素繊維を開繊して一方向に引き揃え、
金枠に巻き付け、ポリエチレンテレフタレートフ
イルムを添わせて、180℃でプレスした。この炭
素繊維・ポリエチレンテレフタレートフイルム接
着物はポリエチレンテレフタレート分68g／m²、
炭素繊維分36g／m²であつた。この補強繊維−フ
イルム接着物を、各接着物の繊維配列方向が順次
互いに90°の角度をなすように10層重ね、その外
側両サイドに50μのポリエチレンテレフタレート
フイルムを重ね、それらの各シートの間にポリエ
チレン系フイルム状熱硬化型ホツトメルト接着剤
を挟み、実施例１で用いた金型に入れ、全体を
150℃、100Kg／cm²でプレスした。各層の炭素繊維
の方向は同一とした。得られた球面を有する成形物のデータは次の通
りであつた。密度 1.45g／cm³ 平均体積繊維率 20.5％平均引張強度 37.6Kg／mm² 平均引張弾性率 690Kg／mm² また、成形物の表面は滑らかで、外観も良好であ
つた。実施例７第３図に示す装置で積層体を造つた。１１及び
１２の製膜装置でポリエチレンテレフタレートを
フイルム化（約5μ厚）した。用いたポリマーの
ηは0.65、装置中の押出機の温度は300℃である。長繊維としては、約10μ径の炭素繊維を用い
た。市販の引張強度300Kg／mm²、引張弾性率25000
Kg／mm²の炭素繊維である。この繊維をトウ開繊式
長繊維不織布を造る場合のトウ開繊機を用いて開
繊し、引き揃え、加熱ローラで予熱した。開繊ト
ウの温度は表面温度計のセンサー部を滑らせて測
つて150℃であつた。上記１１，１２の製膜装置から送られるフイル
ムで炭素繊維を挟み、揃えて、ローラ式予熱機で
150℃まで昇温した。次いで、これを熱圧ローラ
でローラの線圧、温度を50Kg／cm、200℃の条件
で処理して積層体を得た。得られた積層体は冷却後、体積繊維率（Vf）
51％、引張強度151Kg／mm²、引張弾性率13000Kg／
mm²であつた。この積層体を、繊維の配列方向が順次互いに
90°の角度をなすようにして８枚重ね合わせて実
施例１で使用した金型に入れ、100Kg／mm²、280℃
で熱圧して球面を有する複合体材料成形物とし
た。得られた成形物の引張強度は70Kg／mm²、引張
弾性率は675Kg／mm²であつた。また、成形物の表
面は滑らかで、外観も良好であつた。実施例８実施例７と同様にしてポリエチレンテレフタレ
ート樹脂の積層体を得た。ただし、１１の押出機
を用いず、長繊維層に対してフイルム層は一層の
積層体とした。この積層体は曲面を成形するに当つて実施例７
の積層体より扱い易かつた。得られた成形物の物
性は実施例７とほぼ同様であり、外観も良好であ
つた。実施例９実施例７と同様にしてポリブチレンテレフタレ
ート樹脂の積層体を得た。１１，１２の製膜装置でポリブチレンテレフタ
レートをフイルム化した。用いたポリマーのηは
0.72、製膜装置中の押出機の温度は290℃であつ
た。長繊維としては炭素繊維を用いた。市販の引張
強度300Kg／mm²、引張弾性率25000Kg／mm²の炭素繊
維である。この繊維をトウ開繊式長繊維不織布を
造る場合のトウ開繊機を用いて開繊し、引き揃
え、加熱ローラで加熱した。開繊トウの温度は表
面温度計のセンサー部を滑らせて測つて150℃で
あつた。得られたフイルムで炭素繊維を挟み、揃えて、
ローラ式予熱機で180℃まで昇温し、熱圧ローラ
でローラの線圧50Kg／cm、温度200℃の条件で処
理して積層体を得た。得られた積層体は冷却後、体積繊維率（Vf）
50％、引張強度145Kg／mm²、引張弾性率11000Kg／
mm²であつた。この積層体を、繊維の配列方向が順次互いに
90°の角度をなすようにして８枚重ね合わせて実
施例１で用いた金型に入れ、100Kg／mm²、280℃で
熱圧して球面を有する複合材料成形物とした。得
られた成形物の引張強度は72Kg／mm²、引張弾性率
は600Kg／mm²であつた。また、成形物の表面は滑
らかで、外観も良好であつた。実施例 10 第３図の装置を変形して積層体を造つた。１１及び１２の装置を、高分子溶液をダイから
凝固浴に押し出してフイルム化する装置にした。
ポリメタフエニレンイソフタルアミド（η＝
1.28）を塩化カルシウムと共にＮ−メチル−２−
ピロリドンに溶かして42％の溶液とした。この溶液をＮ−メチル−２−ピロリドンと塩化
カルシウムの水溶液である凝固浴に押し出して
後、水で洗浄し塩化カルシウムを除き、次いで乾
燥した。ポリメタフエニレンイソフタルアミド繊維（商
標：コーネツクス）を実施例７と同様の開繊機で
開繊し、引き揃えた。このフイルムと繊維を積層して、予熱機（加熱
ドラム）で昇温した。ドラムの温度は280℃であ
つた。引き続いてこの積層物を熱圧した。熱圧カ
レンダーの温度は320℃、圧力は100Kg／cm²であつ
た。得られた積層体を切断し、更に８枚合わせて、
実施例１で用いた金型に入れ、100Kg／cm²、360℃
で熱圧した。得られた成形物の表面は平滑で外観
も良好であつた。実施例 11 第３図において、製膜装置のみを用いてポリエ
チレンテレフタレートのフイルムを作つた。ポリ
マーのηは0.64である。炭素繊維を開繊後、ポリエチレンテレフタレー
トをオルソクロルフエノールに溶かした溶液の中
を通した。得られた炭素繊維を乾燥して樹脂量を
測定したところ、炭素繊維に対して24％であつ
た。樹脂被覆炭素繊維を180℃まで昇温し、フイル
ムと重ね合わせ、更に200℃まで昇温し、カレン
ダーロールで線圧100Kg／cm、温度240℃で熱圧し
た。得られた積層体は体積繊維率49％、引張強度は
138Kg／mm²、引張弾性率1280Kg／mm²であつた。この積層体を、繊維の配列方向が互いに45°の
角度をなすようにして８枚重ね合わせて実施例１
で用いた金型に入れ100Kg／cm²、290℃で熱圧して
球面を有する複合材料成形物とした。得られた成
形物の引張強度は74Kg／mm²、引張弾性率650Kg／
mm²であつた。また、成形物の表面は平滑で、外観
も良好であつた。実施例 12 市販の炭素繊維（東レ(株)製：Ｔ−300炭素繊維）
とポリエーテルエーテルケトンの複合材料の試料
を作つた。即ち、市販のポリエーテルエーテルケトン（以
下ではPEEKと略称す）を溶融押出法で厚さ約
50μのフイルムとした。特別に延伸は行わなかつ
た。上記の炭素繊維を開繊して引き揃え金枠に巻
き付けた後、PEEKフイルムに重ね合わせ、280
℃でプレスした。この炭素繊維・PEEKフイルム
接着物はPEEK分95g／m²、炭素繊維分5g／m²で
あつた。得られた炭素繊維接着PEEKフイルムを
250mm×250mmの正方形に切り、各接着物の補強繊
維配列方向が互いに90°の角度をなすように順次
12層重ねて、280℃、100Kg／cm²で熱圧した。得ら
れた補強板は測定の結果、次の通りであつた。平均引張強度 25Kg／mm² 破断引張弾性率 680Kg／mm² 同様に、この複合材料中間素材を290℃の熱風
乾燥機の中に30分保存し、取り出して直ちに250
℃に保たれているトレイ状の金型でプレス成形
し、金型ごと冷水に投入して冷却し取り出した。
得られた成形物の物性の測定結果は中間素材とし
て用いた複合材料板とほぼ同じである下記の値を
示した。引張強度 18.2Kg／mm² 引張弾性率 528Kg／mm² 尚、繊維を入れずに、他の条件は実施例通りと
してPEEKのみで成形したものは以下の通りであ
つた。引張強度 6.2Kg／mm² 引張弾性率 203Kg／mm² 実施例 13

【式】と

【式】とから成る光学的異方性ポリエステルを、溶融、押出法で厚さ
200μのフイルムとした。一方、炭素繊維Ｔ−300を引き揃えて金枠に巻
き付けた後、該ポリエステルフイルムに重ね合わ
せ、280℃、50Kg／cm²でプレスして接着させた。
この際、フイルム成形時の押し出し方向と繊維の
方向は同一とした。この薄葉素材を繊維の配列方
向が交互に直角になるように12層重ねて290℃の
乾燥機で加熱し、プレスして300℃で完了して曲
面を成形した。得られた成形物の物性は次の通り
であつた。引張強度 20.1Kg／mm² 引張弾性率 399Kg／mm² 尚、繊維を入れずに、他の条件は実施例通りと
して該ポリエステルのみで成形したものは以下の
通りであつた。引張強度 17.5Kg／mm² 引張弾性率 225Kg／mm² 実施例 14 実施例13で使用して光学的異方性ポリエステル
を、溶融、押出法で厚さ60μのフイルムとした。一方、炭素繊維Ｔ−300を引き揃えて金枠に巻
き付けた後、該ポリエステルフイルムに重ね合わ
せ、280℃、50Kg／cm²でプレスして接着させた。
この際、フイルム成形時の押し出し方向と繊維の
方向は同一とした。この薄葉素材を繊維の配列方
向が交互に直角になるように12層重ねて290℃の
乾燥機で加熱し、プレスして300℃で完了して曲
面を成形した。得られた成形物の物性は次の通り
であつた。引張強度 53.5Kg／mm² 引張弾性率 1304Kg／mm² 尚、繊維を入れずに、他の条件は実施例通りと
して該ポリエステルのみで成形したものは以下の
通りであつた。引張強度 20.9Kg／mm² 引張弾性率 700Kg／mm² （発明の効果）本発明によれば、強度低下や破損を伴うことな
く、補強用繊維とフイルムとからなる積層体を曲
面に成形することができ、表面の平滑性、外観に
優れ、十分な強度を有する曲面複合体を提供する
ことができる。本発明の複合体は、特に自動車な
どの各種車両用ホデイー、各種容器、いす、ベン
チ等として有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明で用いる積層体の
例を示す縦断面図、第３図は、本発明方法を実施
する装置の一例を示す概略図、第４図は本発明で
用いる積層体を更に複数層に積層した例を示す縦
断面図、第５図及び第６図は、積層体を複数層に
積層した他の例を示す斜視図である。１……伸張可能なフイルム、２……長繊維層、
３……接着剤、１１，１２……製膜機、１５……
引揃機、１８……開繊機、１９……スクリーン、
２３……熱圧機。

Claims

【特許請求の範囲】１一定方向に引き揃えた長繊維層と伸張可能な
フイルムとを積層せしめた積層体から成り、該積
層体の少なくとも一部が曲面を形成していること
を特徴とする複合体。２該積層体の長繊維層側に樹脂層を形成せしめ
た特許請求の範囲第１項記載の複合体。３該樹脂層が伸張可能なフイルムである特許請
求の範囲第２項記載の複合体。４該積層体を更に複数個積層せしめた特許請求
の範囲第１項記載の複合体。５各積層体における長繊維の引き揃え方向が、
互いに角度を有している特許請求の範囲第４項記
載の複合体。６長繊維を一定方向に引き揃えて、伸張可能な
フイルムに積層せしめ、積層体とした後、該積層
体の少なくとも一部に曲面を形成せしめる如く成
形することを特徴とする複合体の製造方法。７製膜装置から送り出された伸張可能なフイル
ムに、開繊し引き揃えた長繊維を積層せしめる特
許請求の範囲第６項記載の複合体の製造方法。８２枚の伸張可能なフイルムの間に、一定方向
に引き揃えた長繊維を積層させる特許請求の範囲
第６項記載の複合体の製造方法。９２つの製膜装置から送り出された伸張可能な
フイルムの間に、開繊し引き揃えた長繊維を積層
せしめる特許請求の範囲第８項記載の複合体の製
造方法。１０長繊維をフイルムに固着させる特許請求の
範囲第６項〜第９項のうちのいずれか１項記載の
複合体の製造方法。１１積層体を更に複数個積層せしめる特許請求
の範囲第６項〜第１０のうちのいずれか１項記載
の複合体の製造方法。１２各積層体における長繊維の引き揃え方向
が、互いに角度を有するように積層せしめる特許
請求の範囲第１１項記載の複合体の製造方法。