[发明专利]层压材料及叠层结构体

说明书

本发明涉及重量轻、机械强度优良、并且成形加工性优良的纤维增强热塑性树脂的层压材料，以及用其制成的叠层结构体，它们可用于缓冲器固定梁、车门梁、座位构架、车内顶棚材料、车门装饰物等汽车部件，混凝土型箱、脚手板等建筑材料，机构部件、外壳等机械部件等领域。

这样的大型的树脂制成形品，过去主要是将纤维增强的热固性树脂成形而制成。

然而，由于热固性树脂是低分子量的，所以在制造作业时，当该树脂是不饱和聚酯树脂的场合，会产生具有苯乙烯单体气味的臭气，而在环氧树脂的场合，则会产生具有胺气味的臭气，具有对人体产生不良影响的问题。

此外，由于在叠层时不能使树脂层和纤维层完全一体化，因此在成形过程中这些层容易移动错位，易起褶皱。为此进行成形需要相当高的技术，再有，由于使成形品硬化需要相当长的时间，使该成形方法必须有熟练的和高程度的环境对策，因此存在有生产成本也变高的问题。

为此对使用比较容易处理的热塑性树脂的成形品的制造进行了试验。

使用热塑性树脂的成形品一般是这样制造的：将在一平面上沿同一方向向前引伸的连续纤维浸含热塑性树脂，将这样得到的多个纤维增强树脂片以顺序改变该纤维取向方向的方式叠层，经加热压接成为叠层结构体，将其加热到该热塑性树脂的可流动温度以上，再经冲压使层压材料成形。

但是，这种过去的纤维增强热塑性树脂制的成形品，由于在其制造过程中用于强化的连续纤维在熔融的热塑性树脂中容易散乱，所以即使在成形品大致呈平板状的场合也会产生局部的强度不均匀，并且在其以三维形状成形时，由于增强纤维是连续纤维，所以不能追随弯曲加工，并发现纤维散乱而损害均匀性的现象。此时由于纤维散乱的部份强度降低，所以存在有不能利用纤维增强热塑性树脂复合材制造三维形状成形品的问题。为此作为补偿所降低强度的措施，为增强纤维乱的部位的强度，按需要相应增加该部分的层压材料的叠层数，但这样的措施是与轻重量化背道而驰的，不是好的方法。

另外，为减轻成形品的重量，要减少层压材料的连续纤维，但其间隔一旦变大，就会沿连续纤维的产生多处纵裂纹而造成不能使用的问题，另外由于制造条件的变动也会沿层压材料的连续纤维产生纵裂纹，造成层压材料的收得率降低等问题。

再有，当将其它材料用粘结剂接合在该成形品上的时候，由于其表面是平滑的，仅将该粘结剂涂布时粘结剂与成形品的表面难于得到好的亲和性，  因此必须对这种表面施加打磨或浸蚀等表面处理以使其与粘接剂的紧密附着性提高，结果造成费用升高的问题。

本发明就是为解决上述问题，其目的是提供没有局部强度波动的、以三维形状成形也没有强度损失的、按要求减轻每单位面积重量的、不施加特别的表面处理也能容易地与其它材料粘结接合的层压材料和用其制成的叠层结构体。

上述目的是这样达到的：将沿同一方向向前引伸排列的连续纤维浸含热塑性树脂，形成至少一层纤维增强片，再和至少一层多孔性的柔软补强片叠层构成层压材料，将其适当组合叠层，加热压接制成叠层结构体。

在如上述的构成中，由于整列的连续纤维类的补强片中，所以使其保持了相对排列不乱的方式，按三维形状成形时纤维也因其排列不乱而追随该形状。从而能在不损失强度的情况下进行立体的成形，并能防止局部的强度不均一。另外，即使连续纤维的间隔增大，由于用补强片约束了连续纤维，可以在不损害层压材料的特性的情况下而使每单位面积的重量减轻，而且由于补强片是多孔性的，因此在该补强片露出的面上，不施加任何特别的表面处理也能将其它材料容易地粘结接合。

实施本发明的最佳实施方式

本发明所用的层压材料，是将在一个平面上沿同一方向向前引伸排列的连续纤维浸含热塑性树脂，制成纤维增强树脂片，再在该纤维增强树脂层的至少一个面上压接补强片。

作为本发明所使用的热塑性树脂，例如有：聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、AS树脂、ABS树脂、ASA树脂（聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚丙烯酸脂）、聚甲基甲基丙烯酸酯、尼龙、聚缩醛、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯氧、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酰亚胺、多芳基化物等。

连续纤维是用集束剂将单纤维集束，本发明的连续纤维是将粗细为3～25μm的单纤维以100～20000根集束使用。集束剂必须根据热塑性树脂选择，一般地在该热塑性树脂的熔融温度下同时软化，容易浸透连续纤维。为此，多使用与该热塑性树脂同种的树脂作为主成份的集束剂。

作为单纤维的材料，例如以玻璃、碳、芳酰胺、碳化硅等作为代表。