[go: up one dir, main page]

JPH10138375A - 繊維強化プラスチック板およびその製造方法 - Google Patents

繊維強化プラスチック板およびその製造方法

Info

Publication number
JPH10138375A
JPH10138375A JP8296200A JP29620096A JPH10138375A JP H10138375 A JPH10138375 A JP H10138375A JP 8296200 A JP8296200 A JP 8296200A JP 29620096 A JP29620096 A JP 29620096A JP H10138375 A JPH10138375 A JP H10138375A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
layer
nonwoven fabric
reinforced plastic
plastic plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8296200A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Tainaka
誠一 田井中
Yasuhiro Nishi
泰博 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP8296200A priority Critical patent/JPH10138375A/ja
Publication of JPH10138375A publication Critical patent/JPH10138375A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】成形時に繊維配向が乱れないため反りや歪みを
生じることがなく、薄くて物性に優れた、X線医療機器
などに適したFRP板を得る。 【解決手段】連続繊維が引き揃えられた層の厚みを0.
3〜0.5mmの範囲内とし、その両側に不織布層を配
する。 【効果】連続繊維層の両側に不織布層が配されているた
め、成形時に樹脂が流動しても連続繊維の配向が乱れ
ず、成形後のFRP板に反りや歪みが残留しない。ま
た、連続繊維層の厚さを適当なものとすることにより、
薄くても物性に優れる。さらに、表層に有色熱可塑繊維
の不織布を配すれば、意匠性にも優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、引き揃えられた連
続繊維を含む繊維強化プラスチック板およびその製造方
法に関し、特に、成形時における繊維の配向乱れによる
反りや歪が発生しにくく、物性に優れ、また、意匠性に
も優れた、X線医療機器用部材などに適した繊維強化プ
ラスチック板およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一方向にシート状に引き揃えられた連続
繊維に樹脂を含浸してなる一方向性プリプレグを用い
て、繊維強化プラスチック板(FRP板)を加熱、加圧
成形すると、加熱によって樹脂の粘度が一旦低下するた
めに樹脂の流出が起こり、それに伴って連続繊維の配向
が乱れ、FRP板に反りや歪みが発生するという問題が
ある。
【0003】この問題を解決するために、樹脂の流れを
規制する成形法としてオートクレーブでのバキュームバ
ッグ法によるノンブリード成形が行われている。また、
材料面では、例えば特開昭52−84257号公報や特
開昭60−48343号公報に、一方向性プリプレグの
片面または両面に、不織布、織布、スクリームクロスな
どの配向保持材を貼り合わせて繊維配向を保持した貼り
合わせプリプレグが記載されている。
【0004】しかしながら、前者は設備が複雑となるう
えに準備に長時間を要し、コスト高となる。また後者は
配向保持材が貼り合わされているために、積層すると各
層毎に配向保持材が入ってしまい、FRP板が厚くなる
ばかりか、同じ厚みであれば物性に寄与する連続繊維の
含有率が低下してしまう。その結果、薄肉を要求される
部材への応用展開が困難となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の上記問題点を解決し、コストが安く、成形時の繊
維配向乱れが少なく、薄くても反りや歪みが少なく、か
つ物性に優れたFRP板およびその製造方法を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、引き揃えられた連続繊維を含み、かつ厚み
が0.3〜0.5mmの範囲内にある連続繊維層を有
し、かつその連続繊維層の両側に不織布層が配されてい
る繊維強化プラスチック板を特徴とする。
【0007】また、本発明は、不織布または不織布プリ
プレグ上に、連続繊維の一方向性プリプレグを成形後の
厚みが0.3〜0.5mmになるように積層し、さらに
その上に不織布または不織布プリプレグを積層した後、
積層体の側端部の少なくとも一部を開放した状態で加
熱、加圧成形することを特徴とする繊維強化プラスチッ
ク板の製造方法を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のFRP板は、引き揃えら
れた連続繊維層と不織布層との層状構成を有する。成形
後の厚みが0.3〜0.5mmの範囲内である連続繊維
層を有し、その両側に不織布層を配置することにより、
連続繊維の配向乱れを少なくし、薄くても物性の優れた
ものとすることができる。不織布層をはさんで2層以上
の連続繊維層を配置することもできる。
【0009】連続繊維層は、一方向にシート状に引き揃
えられた強化繊維と樹脂とを複合してなる一方向性プリ
プレグを積層する方法で形成することができる。この場
合、1層の連続繊維層は、2枚以上のプリプレグからな
っていてもよい。間に不織布層を含まず、一体として成
形されていれば1層の連続繊維層となる。
【0010】連続繊維層における連続繊維の引き揃え方
向は、層内で一方向であってもよく、互いに交差する二
方向以上であってもよい。
【0011】連続繊維層を構成する強化繊維としては、
用途に応じて炭素繊維(黒鉛繊維を含む)、ガラス繊
維、ボロン繊維、アラミド繊維などの高強度、高弾性率
繊維を用いる。特に、X線医療分野に使用されるFRP
板の場合には、X線透過性の高い炭素繊維が好ましい。
【0012】連続繊維の形態は、たとえば炭素繊維の場
合は解撚糸、有撚糸、無撚糸のいずれでもよいが、FR
P板の仕上がり厚みに制約があるような場合には、平面
的に拡がりやすい解撚糸や無撚糸を用いるのが好まし
い。
【0013】FRPのマトリックス樹脂としては、熱硬
化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。具体的
には、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、ポリエステル樹脂、ビ
ニロン樹脂、ポリアミド樹脂などがある。
【0014】連続繊維層の樹脂含有率は、FRP板の物
性の面から15〜70重量%の範囲がよく、さらに好ま
しくは20〜40重量%がよい。
【0015】不織布層の厚さは、10〜30μmの範囲
内とするのが好ましい。10μmより薄いと連続繊維の
配向乱れを生じやすくなる傾向があり、30μmを越え
るとFRP板が厚くなる。
【0016】不織布を構成する繊維としては、ガラス繊
維、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポ
リプロピレン繊維などが挙げられる。なかでも、炭素繊
維や、ポリアミド繊維などの熱可塑性繊維が好ましい。
熱可塑性繊維を用いる場合には、FRP板の成形温度よ
り高い融点を持つ繊維を選択するのが好ましい。すなわ
ち、成形温度より低い融点を持つ繊維を用いると、連続
繊維の配向保持効果が小さくなることがあり、連続繊維
層の繊維の配向乱れを生じやすくなる傾向がでてくる。
【0017】不織布の目付は、不織布層の厚みを好まし
い範囲とするために、10〜100g/m2 の範囲が好
ましい。また、繊維長は1〜30mmが好ましい。
【0018】不織布にあらかじめパンチング加工などで
穴あけ加工を施しておくと、加熱、加圧成形時に樹脂が
含浸されやすくなるので好ましい。
【0019】有色の熱可塑性繊維からなる不織布をFR
P板の最外層に用いると、外観色調の点で意匠性に優れ
たFRP板が得られる。
【0020】また、最外層に不織布層が配置されている
と、摩擦などで表面がささくれ状になりにくいことか
ら、たとえば、患者の肌に直接触れるようなX線医療機
器の部材として使用するときに患者に違和感を与えない
効果がある。
【0021】本発明のFRP板は、全体厚みが2mmを
超えない薄肉の場合に、成形板の反りや歪みを防ぎ、物
性に優れたものとする効果が特に大きい。
【0022】本発明のFRP板は、不織布上に、一方向
性プリプレグを成形後の厚みが0.3〜0.5mmにな
るように積層し、さらにその上に不織布を積層した後、
ホットプレス装置等を用い、側端部の少なくとも一部を
開放した状態で、加熱、加圧成形することによって製造
することができる。一方向性プリプレグの樹脂含有率が
低い場合などには、不織布に予め樹脂を含浸して不織布
プリプレグとしたものを積層してもよい。また、一方向
性プリプレグを積層する際には、その繊維方向は、一方
向となるように積層してもよいし、互いに交差する二方
向以上となるように積層してもよい。
【0023】つぎに、本発明のFRP板を図1を用いて
説明する。
【0024】図1に示すものの積層構成は、[不織布//
0°/90°//不織布//90°/0°//不織布]となって
いる。すなわち、(0°/ 90°)の組み合わせからな
る2層の連続繊維層と、3層の不織布層とで構成されて
いる。
【0025】このようなFRP板の製造は、まず、一方
向性プリプレグと不織布を所定の大きさに裁断後、不織
布1の上に基準軸10に対して連続繊維の方向が0°方
向となるように一方向性プリプレグ2を積層する。さら
に、その一方向性プリプレグ2の上に一方向性プリプレ
グ3を基準軸10に対して90°となるように積層した
後、ローラー状の回転物でプリプレグ2と3の間の空気
を押し出す。空気の除去が困難なときは縫い針などで空
気溜まりを局部的に刺して除去した後、再度ローラーで
押さえるとよい。次に、不織布4を積層し、同様にロー
ラーで押さえる。
【0026】同様にプリプレグ5、6を積層後、最外層
に不織布7を積層する。
【0027】プリプレグ2、3、5、6と不織布1、4
は必ずしもFRP板と同一の大きさでなくてもよく、板
内に継ぎ目8、9があってもよいが、位置を10〜50
mm程度ずらして継ぎ目が一か所に集中しないようにす
るのがよい。
【0028】このように積層した積層体を、離型処理し
たステンレス板あるいは端部が開放された金型内に置
き、ホットプレスによって、たとえばマトリックス樹脂
がエポキシ樹脂の場合には、予熱5分以内、面圧29〜
100×104 Pa、温度120〜150℃にて30〜
60分間加熱、加圧する。プリプレグ2と3、および5
と6は、それぞれ1層の連続繊維層として一体化され
る。
【0029】
【実施例】
実施例1 プリプレグ目付が375g/m2 で、炭素繊維とエポキ
シ樹脂からなる一方向性プリプレグと、目付30g/m
2 、繊維長12.7mmの炭素繊維不織布マットとを、
幅400mm、長さ500の長方形に裁断後、次のよう
に積層した。
【0030】[0°//不織布//0°/0°//不織布//0
°/0°//不織布//0°] つぎに、積層体を、離型処理したステンレス製の板では
さみ、ホットプレスにて、予熱3分、面圧98×104
Pa、温度150℃で30分加熱、加圧成形してFRP
板を作成した。FRP板の各層の厚みを断面観察により
測定したところ、2枚のプリプレグ(0°/ 0°)から
なる連続繊維層は0.47mm、不織布層は20μmで
あった。
【0031】FRP板には、繊維の配向乱れは見られ
ず、反りや歪みもみられなかった。また、燃焼させて樹
脂を焼きとばした後、FRP板を各層毎に分解して連続
繊維の配向乱れを調べたが、配向乱れは認められなかっ
た。
【0032】実施例2 実施例1と同様の方法で、次のように積層した。
【0033】[不織布//0°/0°//不織布//0°/0°
//不織布//0°/0°//不織布//0°/0°//不織布] ただし、最表層には緑色に着色した不織布マットを用い
た。
【0034】つぎに、実施例1と同様の方法で成形して
FRP板を作成した。FRP板の各層の厚みを断面観察
により測定したところ、2層のプリプレグ(0°/ 0
°)からなる連続繊維層は0.47mm、不織布層は2
0μmであった。
【0035】FRP板には、繊維の配向乱れは見られ
ず、反りや歪みもみられなかった。また、燃焼させて樹
脂を焼きとばした後、FRP板を各層毎に分解して連続
繊維の配向乱れを調べたが、配向乱れはなかった。ま
た、FRP板は、深緑色の外観色調をもった意匠性にす
ぐれたものであった。
【0036】実施例3 炭素繊維不織布のかわりに、目付30g/m2 のポリエ
ステル不織布を用いた他は実施例1と同様にして、次の
ように積層した。
【0037】[0°//不織布//90°/90°//不織布/
/0°] つぎに、積層体を、離型処理したステンレス製の板では
さみ、ホットプレスにて、面圧98×104 Pa、温度
150℃で30分加熱、加圧成形してFRP板を作成し
た。FRP板の各層の厚みを断面観察により測定したと
ころ、2枚のプリプレグ(90°/ 90°)からなる連
続繊維層は0.47mm、不織布層は20μmであっ
た。FRP板全体の厚みは0.98mmであった。
【0038】この硬化板から試験片を切り出し、JIS
−K7203に準じて曲げ試験を実施した。なお、最外
層の連続繊維方向が、試験片の長手方向と一致するよう
にとった。曲げ試験の結果は次の通りであった。
【0039】 板厚 :1.08mm 曲げ強度 :1,180MPa 曲げ弾性率:65.2GPa 実施例4 実施例3で作成したのと同じFRP板を作成した。この
成形板を、電圧25kV、電流3mA、照射時間4秒で
X線撮影した結果、優れたX線透過性が得られることを
確認した。
【0040】実施例5 実施例1と同じ材料を用いて、実施例3と同じ積層構成
のFRP板を、実施例3と同じ成形方法で作成した。こ
の成形板を、電圧25kV、電流3mA、照射時間4秒
でX線撮影した結果、優れたX線透過性が得られること
を確認した。
【0041】比較例1 実施例1と同じ一方向性プリプレグを用いて、次のよう
に積層した。
【0042】[0°/0°/0°/0°/0°/0°] つぎに、実施例1と同様の方法で成形してFRP板を作
成した。
【0043】FRP板には繊維の配向乱れが生じ、反り
と歪みが発生した。予熱時間を変更して成形しても結果
は同様であった。
【0044】比較例2 実施例1と同じ材料を用いて、次のように積層した。
【0045】[0°/0°/0°//不織布//0°/0°/0
°] つぎに、実施例1と同様の方法で成形してFRP板を作
成した。FRP板の各層の厚みを断面観察により測定し
たところ、3枚のプリプレグ(0°/0°/0°からなる
連続繊維層は0.68mmであった。) FRP板には繊維の配向乱れが生じ、反りと歪みが発生
した。予熱時間を変更して成形しても結果は同様であっ
た。
【0046】比較例3 実施例3と同じ材料を用いて、次のように積層した。
【0047】[0°//不織布//90°//不織布//90°
//不織布//0°//不織布] つぎに、実施例3と同様の方法で成形してFRP板を作
成した。FRP板の各層の厚みを断面観察により測定し
たところ、一枚のプリプレグからなる連続繊維層は0.
24mm、不織布層は20μmであった。FRP板全体
の厚みは1.02mmであった。
【0048】この硬化板から実施例3と同様にして試験
片を切り出し、JIS−K7203に準じて曲げ試験を
実施した結果、次の通りであった。
【0049】 板厚 :1.20mm 曲げ強度 :880MPa 曲げ弾性率:52.0GPa
【0050】
【発明の効果】本発明によれば、引き揃えられた連続繊
維を含み、かつ厚みが0.3〜0.5mmの範囲内にあ
る連続繊維層を有し、かつその連続繊維層の両側に不織
布層を配するので、連続繊維の配向乱れが少なく、薄く
ても反りや歪みが少なく、物性に優れたFRP板とする
ことができる。また、表面に、有色熱可塑繊維からなる
不織布層を配すると、意匠性も向上する。
【0051】本発明のFRP板はX線医療機器用部材な
どに使用されるのに特に適する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係るFRP板の積層構成
を示す図である。
【符号の説明】
1:不織布 2:一方向性プリプレグ(0°方向) 3:一方向性プリプレグ(90°方向) 4:不織布 5:一方向性プリプレグ(90°方向) 6:一方向性プリプレグ(0°方向) 7:不織布 8:不織布の継ぎ目 9:一方向性プリプレグの継ぎ目 10:基準軸

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】引き揃えられた連続繊維を含み、かつ厚み
    が0.3〜0.5mmの範囲内にある連続繊維層を有
    し、かつその連続繊維層の両側に不織布層が配されてい
    ることを特徴とする繊維強化プラスチック板。
  2. 【請求項2】連続繊維層における連続繊維が、層内で一
    方向になるように引き揃えられていることを特徴とする
    請求項1に記載の繊維強化プラスチック板。
  3. 【請求項3】連続繊維層における連続繊維が、層内で互
    いに交差する少なくとも二方向になるように引き揃えら
    れていることを特徴とする請求項1に記載の繊維強化プ
    ラスチック板。
  4. 【請求項4】不織布層の厚みが10〜30μmの範囲内
    にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    の繊維強化プラスチック板。
  5. 【請求項5】連続繊維が炭素繊維であることを特徴とす
    る請求項1〜4のいずれかに記載の繊維強化プラスチッ
    ク板。
  6. 【請求項6】不織布が、炭素繊維または熱可塑性繊維か
    らなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
    の繊維強化プラスチック板。
  7. 【請求項7】少なくとも一方の表面に、有色熱可塑性繊
    維からなる不織布層を有することを特徴とする請求項1
    〜6のいずれかに記載の繊維強化プラスチック板。
  8. 【請求項8】全体厚みが2mmを超えないことを特徴と
    する請求項1〜7のいずれかに記載の繊維強化プラスチ
    ック板。
  9. 【請求項9】請求項1〜8のいずれかに記載の繊維強化
    プラスチック板を有する、X線機器用部材。
  10. 【請求項10】不織布または不織布プリプレグ上に、連
    続繊維の一方向性プリプレグを成形後の厚みが0.3〜
    0.5mmになるように積層し、さらにその上に不織布
    または不織布プリプレグを積層した後、積層体の側端部
    の少なくとも一部を開放した状態で加熱、加圧成形する
    ことを特徴とする繊維強化プラスチック板の製造方法。
  11. 【請求項11】一方向性プリプレグを、連続繊維の方向
    が一方向になるように積層することを特徴とする請求項
    10に記載の繊維強化プラスチック板の製造方法。
  12. 【請求項12】一方向性プリプレグを、連続繊維の方向
    が互いに交差する少なくとも2方向になるように積層す
    ることを特徴とする請求項10に記載の繊維強化プラス
    チック板の製造方法。
JP8296200A 1996-11-08 1996-11-08 繊維強化プラスチック板およびその製造方法 Pending JPH10138375A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8296200A JPH10138375A (ja) 1996-11-08 1996-11-08 繊維強化プラスチック板およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8296200A JPH10138375A (ja) 1996-11-08 1996-11-08 繊維強化プラスチック板およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10138375A true JPH10138375A (ja) 1998-05-26

Family

ID=17830475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8296200A Pending JPH10138375A (ja) 1996-11-08 1996-11-08 繊維強化プラスチック板およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10138375A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002187150A (ja) * 2000-12-20 2002-07-02 Asahi Fiber Glass Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法
JP2002192543A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Asahi Fiber Glass Co Ltd 産業廃棄物を用いた繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法
JP2013006413A (ja) * 2011-06-10 2013-01-10 Boeing Co:The ホウ素繊維強化構造部品
WO2013099741A1 (ja) 2011-12-26 2013-07-04 東レ株式会社 炭素繊維基材、プリプレグおよび炭素繊維強化複合材料
KR20180131804A (ko) * 2017-06-01 2018-12-11 한국과학기술연구원 실리카를 이용한 탄소복합소재의 물성 향상 기술

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002187150A (ja) * 2000-12-20 2002-07-02 Asahi Fiber Glass Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法
JP2002192543A (ja) * 2000-12-25 2002-07-10 Asahi Fiber Glass Co Ltd 産業廃棄物を用いた繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法
JP2013006413A (ja) * 2011-06-10 2013-01-10 Boeing Co:The ホウ素繊維強化構造部品
WO2013099741A1 (ja) 2011-12-26 2013-07-04 東レ株式会社 炭素繊維基材、プリプレグおよび炭素繊維強化複合材料
KR20140113636A (ko) 2011-12-26 2014-09-24 도레이 카부시키가이샤 탄소 섬유 기재, 프리프레그 및 탄소 섬유 강화 복합 재료
KR20180131804A (ko) * 2017-06-01 2018-12-11 한국과학기술연구원 실리카를 이용한 탄소복합소재의 물성 향상 기술

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7201579B2 (ja) 平面状複合材料
US4385952A (en) Process for preparing fiber reinforced plastics
US8657990B2 (en) Nanotube-enhanced interlayers for composite structures
US4410385A (en) Method of making a composite article
US4407885A (en) Composite article
JPH02134233A (ja) 成形可能な複合材料の製造方法
US20120160399A1 (en) Thermoplastic composites and methods of making and using same
JPH06503865A (ja) 改良した成形可能な不織複合材料及び製造方法
EP0793573B1 (en) Low resin content unidirectional fiber tape
JP2007518608A (ja) 複合体材料のための安定化させ得るプリフォーム前駆体および安定化されたプリフォーム、並びにプリフォームを安定化させ嵩減らしを行う方法
JP2008132650A (ja) 強化繊維積層体およびその製造方法
JPH10138375A (ja) 繊維強化プラスチック板およびその製造方法
JP2024178180A (ja) サンドイッチ状の複合材料の調製方法
JP2005313455A (ja) 多軸織物及びその製造方法、プリフォーム材、繊維強化プラスチック成形品
JP2007126793A (ja) 積層体の裁断方法とプリフォーム基材及びそれを用いたプリフォームの製造方法
JP2697008B2 (ja) 繊維強化熱可塑性コンポジットの成形方法
JP4558398B2 (ja) 平滑な表面を有する複合材料
JP4330364B2 (ja) 樹脂トランスファー成形法
CN115352168B (zh) 一种刚性梯度分布的多层接结织物复合板及其制备方法
JP2004338270A (ja) 繊維強化樹脂複合材料の製造方法および繊維強化樹脂複合材料
JP2926736B2 (ja) 複層熱可塑性コンポジット成形体
JP2006168165A (ja) Frp用プリフォーム基材及びプリフォームの製造方法
JP5144010B2 (ja) 繊維強化プラスチックパネルの製造方法
JPS62189124A (ja) 3次元繊維強化樹脂複合材料の製造法
JP5415320B2 (ja) 繊維強化樹脂用シート及びこれを用いた繊維強化樹脂成形体

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040727