CN105555521B - 纤维强化复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明在于提供一种不损及刚性、并且轻质且耐冲击性、减震性和防飞散性优异的纤维强化复合材料。一种纤维强化复合材料，其特征在于：叠层有仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)，在它们之中含浸有树脂，纤维强化复合材料的最外层为仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)，并且，在中心层以外的层存在至少一层含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)。

Description

纤维强化复合材料
技术领域
本发明涉及使用了全芳香族聚酯纤维的纤维强化复合材料。
背景技术
在现有技术中，由无机纤维和基质树脂构成的纤维强化复合材料，其机械强度特别优异，因此，大多用于以运动用途为代表的运输机械用途、一般工业用途等。
然而，无机纤维强化复合材料虽然刚性优异，但是减震性不充分，在因冲击而造成损伤时，存在复合材料飞散的问题。
已知如果在无机纤维强化复合材料中复合不同种的纤维，会给重量、强度、耐冲击性、减震性带来变化。因此，为了提高无机纤维强化复合材料的特性，提出了以多种方法复合不同种纤维的方案(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-139841号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述，目前，为了不损及刚性、并且轻质且具有优异的耐冲击性，并提高减震性和防飞散性，研究了各种复合材料、复合形态。
但尚未发现能够充分表现各种效果的纤维强化复合材料。
本发明的目的在于提供一种不损及刚性、并且轻质且耐冲击性、减震性和防飞散性优异的纤维强化复合材料。
用于解决课题的方法
本发明的目的通过一种纤维强化复合材料来实现，该纤维强化复合材料的特征在于，叠层有仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)、在它们之中含浸有树脂，纤维强化复合材料的最外层为仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)，并且，在中心层以外的层存在至少一层含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)。
另外，本发明优选含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体中为5～40质量％。
另外，本发明优选含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)为仅由全芳香族聚酯纤维构成的纤维构造体，并且，该纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体中为5质量％以上。
另外，本发明的目的通过在上述纤维强化复合材料所使用的、含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体中含浸、涂敷或者层压树脂而成的预浸材料来实现。
另外，上述预浸材料中，优选全芳香族聚酯纤维的总纤度为15～1100dtex、单丝纤度为5dtex以下、纤维构造体的单位面积重量为50～100g/m2的织物。
发明的效果
本发明与仅由无机纤维构成的复合材料相比，轻质、且同时表现出耐冲击性、减震性和防飞散性的提高，并且不会大幅度损害刚性。
另外，通过使用全芳香族聚酯纤维，与使用芳香族聚酰胺纤维的情况相比，能够更有效地表现这样的全部特性。
附图说明
图1为表示实施例1的纤维强化复合材料的说明图。
图2为表示比较例2的纤维强化复合材料的说明图。
图3为表示实施例2的纤维强化复合材料的说明图。
图4为表示本发明中使用的熔融纺丝装置的一例的概要的说明图。
具体实施方式
本发明的纤维强化复合材料叠层有仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)，在它们之中含浸有树脂。
作为本发明中所使用的无机纤维，可以列举碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳化硅纤维、钛酸钾纤维、不锈钢纤维、PBO纤维等。这些纤维原料可以单独使用，或者也可以将2种以上的纤维混合使用。
无机纤维的纤度只要能够实现本发明的目的即可，没有特别限制。
本发明中所使用的全芳香族聚酯纤维由全芳香族聚酯系聚合物形成。
上述全芳香族聚酯系聚合物为由芳香族二羧酸、芳香族二醇和/或芳香族羟基羧酸或它们衍生物形成的聚合物，根据情况，也包括它们与脂环族二羧酸、脂环族二醇、脂肪族二醇或它们的衍生物的共聚物。
其中，作为芳香族二羧酸，可以列举对苯二甲酸、间苯二甲酸、4,4'-二羧基联苯、2,6-二羧基萘、1,2-双(4-羧基苯氧基)乙烷等、或它们的烷基、芳基、烷氧基、卤素的环上取代体。
作为芳香族二醇，可以列举对苯二酚、间苯二酚、4,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基二苯甲酮、4,4'-二羟基二苯基甲烷、4,4'-二羟基二苯基乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、4,4'-二羟基二苯醚、4,4'-二羟基二苯砜、4,4'-二羟基二苯硫醚、2,6-二羟基萘、1,5-二羟基萘等、或它们的烷基、芳基、烷氧基、卤素的环上取代体。
作为芳香族羟基羧酸，可以列举对羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、2-羟基萘-6-羧酸、1-羟基萘-5-羧酸等、或它们的烷基、芳基、烷氧基、卤素的环上取代体。
作为脂环族二羧酸，可以列举反式-1,4-二羧基环己烷、顺式-1,4-二羧基环己烷等、或它们的烷基、芳基、卤素的环上取代体。
作为脂环族和脂肪族二醇，可以列举反式-1,4-二羟基环己烷、顺式-1,4-二羟基环己烷、乙二醇、1,4-丁二醇、苯二甲基二醇等。
它们的组合之中，作为本发明中优选的全芳香族聚酯系聚合物，可以列举例如：(a)由对羟基苯甲酸残基40～70摩尔％、上述芳香族二羧酸残基15～30摩尔％和芳香族二醇残基15～30摩尔％构成的共聚酯、(b)对苯二甲酸和/或间苯二甲酸与氯氢醌、苯基氢醌、和/或氢醌构成的共聚酯、(c)由对羟基苯甲酸残基20～80摩尔％和2-羟基萘-6-羧酸残基20～80摩尔％构成的共聚酯等。
使用上述起始原料，为了得到本发明所使用的全芳香族聚酯系聚合物，直接进行缩聚反应，或者通过脂肪族或芳香族单羧酸或它们的衍生物、脂肪族醇或酚类或者它们的衍生物等的酯化进行缩聚反应。作为缩聚反应，能够采用已知的整体聚合、溶液聚合、悬浊聚合等，所得到的聚合物直接作为纺丝用试样，或者以粉体状在不活泼气体中或减压下进行热处理，形成为纺丝用试样。或者，也可以一次通过挤出机造粒后使用。
在成分中，在其强度不会实质性降低的范围内，可以含有其它聚合物或添加剂(颜料、碳、热稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、荧光增白剂等)。
本发明中的全芳香族聚酯系聚合物中，存在适合于纺丝的分子量范围。作为与该适合于熔融纺丝条件的分子量相对应的物性值，使用“流动开始温度”。“流动开始温度”定义为：使用岛津制作所制的流量测试仪CFT-500，用直径1mm、长度10mm的喷嘴，以压力100kg/cm2的状态，将试样以4℃/分钟升温，试样通过喷嘴流动，并且赋予4,800Pa·s的表观粘度的温度。
本发明中，适合于熔融纺丝的全芳香族聚酯系聚合物的“流动开始温度”优选为305～325℃。
本发明中的全芳香族聚酯纤维的总纤度的范围优选为15～1100dtex，更优选为100～440dtex。
通过使用细纤度的纤维，能够填埋与含有其它纤维的层的间隙，抑制刚性损失。但是，在纤度过细时，存在难以不损及刚性并同时具备高的刚性、减震性和防飞散性的趋势。
另外，本发明中的全芳香族聚酯纤维的单丝纤度优选为12.0dtex以下，更优选为5.0dtex以下。另外，纤丝数的范围优选为3～1000，更优选为10～800。
本发明中的全芳香族聚酯纤维的强度优选为10.0cN/dtex以上，更优选为12.0cN/dtex以上，进一步优选为20.0cN/dtex以上。
另外，拉伸度优选为5.0％以下，更优选为3.0％以下。
另外，弹性模量优选为400cN/dtex以上，更优选为500cN/dtex以上。
本发明中的全芳香族聚酯纤维的制造可以通过公知的熔融挤出方法进行。
例如，通过使用如图4所示的熔融纺丝装置进行。
图4中，1为纺丝头，2为纺丝箱体，3为纺丝口模，4为加热器，5为保温筒。
全芳香族聚酯系聚合物通常被粒料化以适于熔融纺丝，使用挤压型的挤出机。被挤出的聚合物通过配管，向纺丝头1输送，以齿轮泵等公知的计量装置(未图示)计量，在纺丝箱体2内通过过滤器之后，进入纺丝口模3。从聚合物配管至纺丝口模3的温度优选为聚合物的熔点以上、热分解温度以下。
通过将加热器4和保温筒5设置在纺丝口模3的正下方，使被排出的纤维的直径稳定化，并且通过外部气体抑制纺丝口模的表面温度和纺丝口模下的气氛温度的变化，在气流中的细化变得均匀，存在容易形成不产生断线或绒毛等的、稳定的纺丝的趋势。
另外，优选纺丝口模孔内的剪切速度为104～105sec-1。本发明中所说的剪切速度γ由下式求出。
γ＝4Q/πr3
(其中，r为纺丝口模孔的半径(cm)，Q为每个单孔的聚合物排出量(cm3/sec))
在上述范围时，存在纤维的取向变得充分、容易得到细纤度的纤维、容易得到目的物性的趋势。
另外，在全芳香族聚酯纤维的情况下，难以通过纺丝卷取后的后续工序进行拉伸，因此，为了得到单丝纤度在4.0dtex以下的多丝，优选从尽可能细的孔排出树脂。为此，纺丝口模的孔径(直径)优选为0.2mm以下，更优选为0.18mm以下。
另外，适合于熔融纺丝的全芳香族聚酯系聚合物优选熔点+30℃、剪切速度1000sec-1时的熔融粘度为10Poise以上、50Poise以下。为该范围时，能够稳定地制造单丝纤度在4.0dtex以下的全芳香族聚酯纤维。即，熔融粘度低于10Poise时，从口模挤出的聚合物容易成为水滴状，存在纺丝的稳定性不足的趋势。熔融粘度超过50Poise时，由于纤度变细，可能发生单丝断裂，存在纺丝的稳定性不足的趋势。
其中，熔融粘度定义为：使用CAPILOGRAPH(东洋精机制作所制、型号1B)，用直径0.5mm、长度5mm的喷嘴，将试样以熔点+30℃升温，在试样通过喷嘴时施以1000sec-1的剪切速度时的粘度。
如上所述操作纺丝得到的全芳香族聚酯纤维，用油剂赋予装置6赋予规定的油剂之后，用第一导丝辊7和第二导丝辊8拉取，卷绕在卷取筒管9(纺丝卷取筒管)上。
在制造单丝纤度为4.0dtex以下的全芳香族聚酯纤维时，在第二导丝辊8与卷取筒管9之间测得的纺丝卷取张力优选为5cN以上、60cN以下，更优选为10cN以上、50cN以下，进一步优选为20cN以上、40cN以下。张力低于5cN时，由于纤维松弛，线在第二导丝辊8上缠绕，或者引起卷取筒管9的形状不良。通常，如果是单丝纤度超过4.0dtex的纤维，即使纺丝卷取张力为70～100cN左右时，也能够稳定地卷取而不会出现纺丝卷取筒管的形状破坏。但单丝纤度为4.0dtex以下时，在纺丝卷取张力超过60cN的情况下，纺丝中发生断线、或者随后的卷取工序中发生单丝断裂或原纤化，存在丝品质受到损害的趋势。
其中，本发明中，纺丝卷取张力表示用卷取筒管9卷取时对张力进行测定而得到的值。
单丝纤度为4.0dtex以下时，每根单丝的强度降低，即便是一点点的损伤，都容易引起原纤化、单丝断裂和断丝。另外，全芳香族聚酯纤维的拉伸度远低于一般的聚酯纤维，因此，无法吸收纤维所受到的张力，这也成为原纤化和断丝的原因。另外，单丝纤度为4.0dtex以下时，纺丝卷取筒管的体积密度增高。此时，交错地压在一起的单丝彼此容易勒入，因此，在解开纺丝卷取筒管的纤维时，由于单丝彼此相互影响而发生元纤化或单丝断裂等。由此，通过在纺丝时使卷取张力为5cN以上、60cN以下，尽可能降低纺丝卷取时的线所受到的负荷，尽可能降低纺丝卷取筒管的体积密度，减轻单丝的勒入，由此，能够防止原纤化、单丝断裂和断丝，能够稳定地制造高品质的单丝纤度4.0dtex以下的全芳香族聚酯纤维。
如上所述得到的全芳香族聚酯纤维即使为单丝纤度在4.0dtex以下的细纤维，在后述的重卷和热处理中也能够没有单丝断裂或原纤化，是随后的工序通过性也优异的高品质的纤维。
通过纺丝得到的全芳香族聚酯纤维能够直接使用，优选通过进行热处理进一步高强度化、高弹性化。此时，优选在热处理前，将纺丝卷取筒管的纤维一次重卷在其它的热处理用筒管上，进行包装。
此时，在制造单丝纤度4.0dtex以下的全芳香族聚酯纤维时，通过使纺丝工序中的纺丝卷取张力在5cN以上、60cN以下，重卷中的纤维的解开性良好，没有单丝断裂或断线，能够得到高品质的线。
向热处理用筒管重卷时，优选使包装的体积密度为0.01g/cc以上、1.0g/cc以下、更优选为0.8g/cc以下，以使得固相聚合均匀地进行。
这里，体积密度是根据由包装的外尺寸和作为芯材的热处理用筒管的外尺寸求得的纤维的占有体积Vf(cc)、以及纤维的质量Wf(g)，通过Wf/Vf算出的值。其中，占有体积Vf是通过实际测量包装的外形尺寸，假定重卷后的筒管为轴对称进行计算而求出的值，Wf是根据纤度和卷取长度算出的值，或者是根据卷取前后的质量差实际测得的值。为了降低体积密度，优选使重卷速度为500m/分钟以下，更优选为400m/分钟以下。
热处理优选以上述全芳香族聚酯纤维的熔点以下的温度进行。由此，全芳香族聚酯纤维进行固相聚合，能够提高强度、弹性模量。此外，热处理时，由于存在纤维间容易熔接的趋势，为了防止纤维间的熔接，优选从常温起阶段性地上升直至熔点以下的温度。
热处理中，为了使固相聚合稳定地进行，优选在不活泼气体气氛下进行。其中，在从成本的方面考虑而使用干燥空气时，优选预先在露点－40℃以下进行除湿。即，这是因为一旦在固相聚合时存在水分，就会引发水解，有时会导致强度无法充分提高。
热处理后的纤维能够以包装体的形态直接作为制品提供，但是为了提高制品搬运效率，优选再次重卷在纸管等上。热处理后的重卷时，重卷的速度的上限没有特别限制，从减轻对纤维的损伤的观点考虑，优选为500m/分钟以下，更优选为400m/分钟以下。
作为本发明中使用的含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)，可以列举仅由全芳香族聚酯纤维构成的纤维构造体或者由全芳香族聚酯纤维和无机纤维构成的纤维构造体等。
本发明中，使用仅由全芳香族聚酯纤维构成的纤维构造体时，能够更有效地抑制飞散，因而优选。
另外，为由全芳香族聚酯纤维和无机纤维构成的纤维构造体时，全芳香族聚酯纤维在纤维构造体(2)中优选为50质量％以上。
本发明中使用的全芳香族聚酯纤维和无机纤维，为了利用其强度，优选以长纤维的形式使用。更优选这些以无捻的多丝形式使用。
另外，根据增强形态，也可以以短纤维的形式使用。
另外，全芳香族聚酯纤维和无机纤维的形态可以相同，也可以不同。
另外，仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)优选分别为织物、编物、干式无纺布、湿式无纺布(包括纸)、在一个方向一致拉伸的长纤维集合体或者短纤维集合体等的纤维构造体。
另外，本发明中使用的纤维构造体的单位面积重量优选为50～100g/m2。例如，所使用的纤维的总纤度为100dtex时，优选为50g/m2左右；所使用的纤维的总纤度为400dtex时，优选为100g/m2左右。
在单位面积重量高时，虽然能够期待纤维所带来的强化效果，但是难以使含有树脂均匀地充满，在形成为纤维强化复合材料时，有时会损害刚性。另一方面，单位面积重量低时，由于强化纤维不足，同样有时会损害刚性。
此外，仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)的单位面积重量可以相同也可以不同。
本发明的纤维强化复合材料中，纤维强化复合材料的最外层必须通过仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)构成。通过在最外层配置仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)，能够维持刚性，并且防止在内层的含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体中飞散。
另外，必须构成为在中心层以外的层存在至少一层含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)。
本发明中，存在于“在中心层以外的层存在”是指：在形成纤维强化复合材料的厚度方向的中心部分的层以外的层，存在含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)。
另外，越是将含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)接近外层配置，越能够赋予高的减震性。
含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)不限于一层，可以存在多层，也可以夹着中心层，在两侧分别各存在一层或各存在多层。
另外，可以在纤维强化复合材料的厚度方向的中心部分，存在含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)的层，在该中心层以外的层，存在含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)。
本发明中，含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体中优选为5～40质量％。
全芳香族聚酯纤维的比率低时，难以得到减震性和防飞散性的效果，反之，无机纤维的比率低时，存在刚性降低的趋势。
另外，作为含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)，使用仅由全芳香族聚酯纤维构成的纤维构造体(2)时，该纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体中优选至少含有5质量％以上。
作为本发明所使用的树脂，可以列举酚醛系树脂(线性酚醛清漆型、甲阶酚醛型)、环氧树脂(双酚A型、线性酚醛清漆型、溴化型、脂环式型等)、乙烯酯系树脂(双酚A型、线性酚醛清漆型、溴化型等)、不饱和聚酯树脂、交联甲基丙烯酸系树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、呋喃树脂、硅系树脂等的热固性树脂；烯烃系树脂(例如，聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等)、聚酯系树脂(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等)、聚酰胺系树脂(例如，聚酰胺6、聚酰胺66等的脂肪族聚酰胺、脂环族聚酰胺、芳香族聚酰胺等)、苯乙烯系树脂(例如，聚苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸系树脂、聚醚系树脂、聚碳酸酯系树脂、离聚物树脂(例如，烯烃系离聚物、氟系离聚物等)、热塑性弹性体(苯乙烯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性弹性体、氯乙烯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑性弹性体等)等的热塑性树脂。
这些树脂可以单独使用，或者也可以将二种以上组合使用。这些树脂之中，优选酚醛系树脂、环氧树脂、乙烯酯系树脂、不饱和聚酯树脂、交联甲基丙烯酸系树脂等的热固性树脂，特别优选环氧树脂。
另外，可以复合使用热固性树脂和热塑性树脂。或在树脂中，还可以含有阻燃剂、耐光剂、紫外线吸收剂、平滑剂、抗静电剂、抗氧化剂、脱模剂、增塑剂、着色剂、抗菌剂、颜料、导电剂、偶联剂、无机系涂覆剂等功能剂。
另外，纤维构造体每层的树脂单位面积重量优选为30～50g/m2。树脂单位面积重量低于30g/m2时，树脂不足、层间密合性降低，从而存在损害刚性的可能性。而树脂单位面积重量超过50g/m2时，由于强化纤维不足，同样存在损害刚性的可能性。
本发明的纤维强化复合材料，例如可以按照以下的方法制造。首先，在由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)中，分别含浸、涂敷或者层压树脂，分别制备通过由无机纤维构成的纤维构造体(1)形成的预浸材料A、和通过含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)形成的预浸材料B。
具体而言，在使用热固性树脂时，制备将热固性树脂溶解于溶剂中的树脂组合物，将其含浸或者涂敷于上述纤维构造体，之后，使用棒涂机或清洁辊等擦去多余的树脂组合物，由此能够制备预浸材料。
另外，在本发明所使用的预浸材料中，优选全芳香族聚酯纤维的总纤度为15～1100dtex、单丝纤度为5dtex以下，另外，优选纤维构造体是单位面积重量为50～100g/m2的织物。
接着，分别使用1个以上的预浸材料A和预浸材料B，分别叠层多层，使得纤维强化复合材料的最外层为预浸材料A，中心层以外的层存在至少一层的预浸材料B，将其接合，形成纤维强化树脂复合材料。
将多个预浸材料叠层之后，作为将它们接合的方法，能够采用热压罐成型法、压缩成型法等公知的成型方法，根据目的的形状、和热固性树脂或热塑性树脂等的所使用树脂的种类，采用最佳的成型方法即可。特别优选热压罐成型法和压缩成型法，能够促进与附着于纤维表面的粘接剂成分的化学结合，能够更有效地表现上述纤维构造体与树脂的粘接性提高。
将使纤维在一个方向一致拉伸的长纤维集合体用作纤维构造体时，优选以预浸材料内部所含有的纤维的朝向相互正交的方式进行叠层。
另外，本发明的纤维强化复合材料，除了上述方法以外，在使用热塑性树脂时，还可以采用将纤维构造体和热塑性树脂膜交替叠层多片并进行加热加压的压缩成型法、或者将树脂预先熔融使该树脂附着于纤维构造体的方法。另外，使用热固性树脂时，也可以采用手积(hand lay up)法等。
实施例
以下，列举实施例，具体说明本发明。
实施例中的各评价如下所述进行。
1)全芳香族聚酯纤维的强度、拉伸度、弹性模量
按照JIS L1013(2010)的标准试验，使用拉伸试验机(岛津制作所制、AGS-500NX)，以试样长200mm、拉伸速度200mm/分钟求出断裂强度、拉伸度和弹性模量(初期拉伸抵抗度)。
2)纤维强化复合材料的弯曲强度
按照JIS K7017，以3点弯曲进行测定。
3)纤维强化复合材料的冲击值
按照JIS K7111进行测定。
4)纤维强化复合材料的振动衰减性
按照JIS G0602，算出对数衰减率。
5)纤维强化复合材料的断裂能量
使用夏比冲击试验机，算出完全断裂所需要的能量。
6)纺丝卷取张力
使用金井工机株式会社制的电子式张力计CM-100R，在纺丝卷取中，测定3次图4的第二导丝辊8与卷取筒管9间的移动张力，以其平均值表示。
(实施例1)
在使用强度25cN/dtex、拉伸度2％和弹性模量600cN/dtex的全芳香族聚酯纤维(使用KB Seiren株式会社制“Zxion”(注册商标)、总纤度220dT、单丝纤度4.6dtex)的平织物(单位面积重量64g/m2、编织密度在横向纵向均为35根/inch(2.54cm))上涂敷环氧树脂(树脂单位面积重量40g/m2)，制作预浸材料片B。
在碳纤维3K平织布(单位面积重量340g/m2)上涂敷环氧树脂(树脂单位面积重量40g/m2)，将得到的材料用作预浸材料A，如图1所示，以A×1层/B×5层/A×16层/B×5层/A×1层的结构进行叠层，通过热压罐成型法(温度130℃、时间120分钟、压力5MPa)得到纤维强化复合材料10。
对所得到的纤维强化复合材料10进行各评价。将其结果一并示于表1。
(比较例1)
将实施例1中使用的预浸材料A叠层22片以得到与实施例1的纤维强化复合材料相同的厚度，准备该材料，以相同条件进行热压罐成型。
对所得到的纤维强化复合材料，进行各评价。将其结果一并示于表1。
(比较例2)
将实施例1中使用的预浸材料A和预浸材料B如图2所示以A×9层/B×10层/A×9层的结构进行叠层，与实施例1同样操作，制备纤维强化复合材料20。
对所得到的纤维强化复合材料20进行各评价。将其结果一并示于表1。
(实施例2)
将实施例1中使用的预浸材料A和预浸材料B如图3所示以A×17层/B×10层/A×1层的结构进行叠层，与实施例1同样操作，制备纤维强化复合材料10。
对所得到的纤维强化复合材料10进行各评价。将其结果一并示于表1。
(比较例3)
在使用碳纤维15K的单方向材料(单位面积重量60g/m2)上涂敷环氧树脂(单位面积重量40g/m2)，将得到的材料用作预浸材料C(单位面积重量100g/m2)，错开45°叠层48层，以与实施例1相同的条件进行热压罐成型。
对所得到的纤维强化复合材料进行各评价。将其结果一并示于表1。
(实施例3)
在使用强度25cN/dtex、拉伸度2％和弹性模量600cN/dtex的全芳香族聚酯纤维(使用KB Seiren株式会社制“Zxion”(注册商标)、单丝纤度2.3dtex)的单方向材料(单位面积重量60g/m2)上涂敷环氧树脂(单位面积重量40g/m2)，制作预浸材料片D(单位面积重量100g/m2)。
其中，上述全芳香族聚酯纤维如下所述操作来制造。
即，将显示熔融各向异性的全芳香族聚酯树脂(熔点340℃、熔点+30℃、剪切速度1000sec-1时的熔融粘度30Poise)在140℃的真空干燥机中干燥24小时，使其水分率达到5ppm后，使用单螺杆挤出机熔融挤出，用齿轮泵计量，向纺丝箱体中供给树脂。此时从挤出机出口至纺丝箱体的纺丝温度为360℃。由具有48个孔径为0.09mm的孔的纺丝口模以排出量11.6cc/分钟排出树脂。对排出的树脂赋予油剂，导向第一导丝辊，接着导向第二导丝辊，48纤丝一起以867m/分钟卷取到卷取筒管上，得到全芳香族聚酯纤维。此时的卷取张力(纺丝卷取张力)为20cN。约120分钟的卷取中，没有发生断线，纺丝操作性良好。接着，从纺丝卷取筒管以300m/分钟向热处理筒管重卷。50000m的重卷中，没有发生单丝断裂或断线，重卷良好地实施，操作性也良好。将该纤维以310℃在氮气中进行10小时处理之后，进行从热处理筒管向纸管的重卷。50000m的重卷中，没有发生单丝断裂或断线，重卷良好地实施，操作性也良好。
将预浸材料C和预浸材料D以C×1层/D×4层/C×30层/D×4层/C×1层的结构错开45°叠层，与实施例1同样操作，制备纤维强化复合材料。
对所得到的纤维强化复合材料进行各评价。将其结果一并示于表1。
(比较例4)
将实施例3中使用的预浸材料C和预浸材料D以C×16层/D×8层/C×16层的结构错开45°叠层，与实施例1同样操作，制备纤维强化复合材料20。
对所得到的纤维强化复合材料20进行各评价。将其结果一并示于表1。
[表1]
根据表1的结果，关于弯曲强度，得到与碳纤维含量成比例、不会损害刚性的结果。另外，通过复合全芳香族聚酯纤维，冲击值、断裂能量提高。并且。如实施例1～3的纤维强化复合材料所示可知：通过将全芳香族聚酯纤维配置在外层附近而不配置在中心层，与全芳香族聚酯纤维为同复合量的比较例2和4的纤维强化复合材料相比，振动衰减性大幅提高。
产业上的可利用性
本发明的纤维强化复合材料例如能够适用于汽车、电车、船舶、航空机器等的运输机械，球棒、网球拍、羽毛球拍、高尔夫手套、钓鱼竿等的运动用品，耳机、音乐演奏设备等的音响机器，土木建筑用材料等。
符号说明
1：纺丝头，2：纺丝箱体，3：纺丝口模，4：加热器，5：保温筒，6：油剂赋予装置，7：第一导丝辊，8：第二导丝辊，9：卷取筒管，10：实施例的纤维强化复合材料，20：比较例的纤维强化复合材料，A：预浸材料A，B：预浸材料B。

Claims (6)

1.一种纤维强化复合材料，其特征在于：
叠层有仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)，在它们之中含浸有树脂，
纤维强化复合材料的最外层为仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)，并且，在中心层以外的层存在至少一层含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)，
全芳香族聚酯纤维的总纤度为15～1100dtex、单丝纤度为5dtex以下，纤维构造体(2)是织物，
所述全芳香族聚酯纤维由全芳香族聚酯系聚合物形成，
所述全芳香族聚酯系聚合物为
(a)由对羟基苯甲酸残基40～70摩尔％、芳香族二羧酸残基15～30摩尔％和芳香族二醇残基15～30摩尔％构成的共聚酯、
(b)对苯二甲酸和/或间苯二甲酸与氯氢醌、苯基氢醌、和/或氢醌构成的共聚酯、或者
(c)由对羟基苯甲酸残基20～80摩尔％和2-羟基萘-6-羧酸残基20～80摩尔％构成的共聚酯。
2.如权利要求1所述的纤维强化复合材料，其特征在于：
含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体中为5～40质量％。
3.如权利要求1所述的纤维强化复合材料，其特征在于：
含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)为仅由全芳香族聚酯纤维构成的纤维构造体，并且，该纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体中为5质量％以上。
4.如权利要求1所述的纤维强化复合材料，其特征在于：
所述织物的单位面积重量为50～100g/m2。
5.如权利要求1所述的纤维强化复合材料，其特征在于：
所述全芳香族聚酯纤维的强度为10.0cN/dtex以上、拉伸度为5.0％以下。
6.一种预浸材料，其特征在于：
其为通过在权利要求1～5中任一项所述的纤维强化复合材料所使用的、含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体中含浸、涂敷或者层压树脂而成的预浸材料。
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