JP2003137962A - 繊維強化プラスチック用マトリクス樹脂組成物及び繊維強化型プラスチックの製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチック用マトリクス樹脂組成物及び繊維強化型プラスチックの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可使時間を延長した熱硬化性樹脂を開発し、
ＦＲＰ成型体の製造において、繊維を密に含有して優れ
た強度およびインフレータブル性等の特性を有する成形
体を提供する。 【解決手段】 ２官能もしくは３官能の液状ジイソシア
ネートと、２官能のポリオールと、活性水素基を含む２
官能の鎖延長剤とを官能基のモル比で、ジイソシアネー
ト：ポリオール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０を
含むことを特徴とする繊維強化プラスチック用マトリク
ス樹脂組成物、並びに、該樹脂組成物に、繊維材料を含
浸した後、硬化させる繊維強化型プラスチックの製造方
法。
ＦＲＰ成型体の製造において、繊維を密に含有して優れ
た強度およびインフレータブル性等の特性を有する成形
体を提供する。 【解決手段】 ２官能もしくは３官能の液状ジイソシア
ネートと、２官能のポリオールと、活性水素基を含む２
官能の鎖延長剤とを官能基のモル比で、ジイソシアネー
ト：ポリオール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０を
含むことを特徴とする繊維強化プラスチック用マトリク
ス樹脂組成物、並びに、該樹脂組成物に、繊維材料を含
浸した後、硬化させる繊維強化型プラスチックの製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック用マトリクス樹脂組成物および繊維強化型プラスチ
ックの製造方法に関し、特に、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：以
下、ＦＲＰに含めることもある）による板状あるいは円
筒状のインフレータブル性を有する繊維強化型プラスチ
ックの製造方法に関する。
ック用マトリクス樹脂組成物および繊維強化型プラスチ
ックの製造方法に関し、特に、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：以
下、ＦＲＰに含めることもある）による板状あるいは円
筒状のインフレータブル性を有する繊維強化型プラスチ
ックの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】宇宙空間などへ材料を持ち出して構造物
を組み立てるには、運搬中における構造物の体積を出来
るだけ小さくする必要がある。例えば人工衛星や宇宙構
造物では、太陽電池用のパネル等の大型の装置が取り付
けられるが、地上からの運搬時には小型化しておくこと
が要求される。そして、運搬時には折り畳んであったも
のを、衛星軌道などの宇宙空間では使用状態である所定
形状に展開する。このような運搬時にはコンパクトに圧
縮可能であって、使用時には所定形状に展開可能な膨張
性や展開性を有する材料特性を、いわゆるインフレータ
ブル性という。このようなインフレータブル性を有する
ことは、地上構造物に用いる材料特性としても当然に重
要なものであり、インフレータブル性材料を用いれば、
運搬車両等に積載される際にはコンパクトに収納可能
（容積が小さくなる）であり、組立や建設を行う現場で
の使用時には所定形状に展開できる。
を組み立てるには、運搬中における構造物の体積を出来
るだけ小さくする必要がある。例えば人工衛星や宇宙構
造物では、太陽電池用のパネル等の大型の装置が取り付
けられるが、地上からの運搬時には小型化しておくこと
が要求される。そして、運搬時には折り畳んであったも
のを、衛星軌道などの宇宙空間では使用状態である所定
形状に展開する。このような運搬時にはコンパクトに圧
縮可能であって、使用時には所定形状に展開可能な膨張
性や展開性を有する材料特性を、いわゆるインフレータ
ブル性という。このようなインフレータブル性を有する
ことは、地上構造物に用いる材料特性としても当然に重
要なものであり、インフレータブル性材料を用いれば、
運搬車両等に積載される際にはコンパクトに収納可能
（容積が小さくなる）であり、組立や建設を行う現場で
の使用時には所定形状に展開できる。
【０００３】インフレータブル性を有する構造物には、
ジョイント部の折り畳み等による機械的作用によるもの
と、加熱して元の形状に復する材料特性的作用によるも
のがある。従来のインフレータブル性は、機械的な構造
によるものが多く、ジョイント部分で折り畳むような態
様であった。よって、使用時には何らかの力を加えて、
所定形状に展開することが必要であった。また構造上、
展開時に故障や事故等のトラブルが起きかねないという
問題があった。
ジョイント部の折り畳み等による機械的作用によるもの
と、加熱して元の形状に復する材料特性的作用によるも
のがある。従来のインフレータブル性は、機械的な構造
によるものが多く、ジョイント部分で折り畳むような態
様であった。よって、使用時には何らかの力を加えて、
所定形状に展開することが必要であった。また構造上、
展開時に故障や事故等のトラブルが起きかねないという
問題があった。
【０００４】一方これまでも、材料特性的作用によるイ
ンフレータブル性を有する構造物について幾つかの研究
がなされてきた。インフレータブル性を有する材料を大
型構造物に使用するには、ある程度の強度を有する硬質
化した材料であることも必要である。強度を有する硬質
化した高分子材料としては、繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等が好
適に挙げられ、インフレータブル性を付与するには、形
状記憶ポリマーを用いて、内部に繊維材料を含有するよ
うなＦＲＰが考えられる。
ンフレータブル性を有する構造物について幾つかの研究
がなされてきた。インフレータブル性を有する材料を大
型構造物に使用するには、ある程度の強度を有する硬質
化した材料であることも必要である。強度を有する硬質
化した高分子材料としては、繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等が好
適に挙げられ、インフレータブル性を付与するには、形
状記憶ポリマーを用いて、内部に繊維材料を含有するよ
うなＦＲＰが考えられる。
【０００５】形状記憶ポリマーとは、通常のポリマーの
中にあって、成形形状と変形形状とを熱による温度操作
で使い分けることのできる樹脂である。この樹脂を用い
た形状記憶ポリマー成形体は、ポリマーのガラス転移点
以上、成形温度未満の温度で変形を加え、その形状を保
持した状態でガラス転移点（Ｔｇ）以下まで冷却するこ
とにより、変形形状を固定し、また、ガラス転移点以上
で成形温度未満の温度に加熱することにより、元の成形
形状を回復するもので、温度操作により変形形状と成形
形状を使い分けることのできるものである。
中にあって、成形形状と変形形状とを熱による温度操作
で使い分けることのできる樹脂である。この樹脂を用い
た形状記憶ポリマー成形体は、ポリマーのガラス転移点
以上、成形温度未満の温度で変形を加え、その形状を保
持した状態でガラス転移点（Ｔｇ）以下まで冷却するこ
とにより、変形形状を固定し、また、ガラス転移点以上
で成形温度未満の温度に加熱することにより、元の成形
形状を回復するもので、温度操作により変形形状と成形
形状を使い分けることのできるものである。
【０００６】一方、一般にＦＲＰとは、連続繊維材料を
含んでなる繊維強化型プラスティックであり、硬さはセ
ラミック並で、金属並の強度があり、重さは鉄の約１／
５程度で、弾性率は鉄の約３〜４倍程度と優れる。この
ようなＦＲＰ、特にＣＦＲＰにおいては、その断面積中
にどれだけ繊維と樹脂を密に詰めることができるかが、
従来からの重要な研究課題であった。ＦＲＰでは繊維の
割合が強度を決定するので、繊維割合を増加すれば強度
には優れるが、板状等の成形体形状にするには、相互の
繊維を接着させる意味からも樹脂が必要である。そし
て、ＦＲＰに用いる繊維の織り方、撚り方によっても、
いろいろな種類があり、例えばクロス（布）では幅１０
ｍ位のものを用いることも可能であり、大型構造物用の
板やパイプ等に利用できる。
含んでなる繊維強化型プラスティックであり、硬さはセ
ラミック並で、金属並の強度があり、重さは鉄の約１／
５程度で、弾性率は鉄の約３〜４倍程度と優れる。この
ようなＦＲＰ、特にＣＦＲＰにおいては、その断面積中
にどれだけ繊維と樹脂を密に詰めることができるかが、
従来からの重要な研究課題であった。ＦＲＰでは繊維の
割合が強度を決定するので、繊維割合を増加すれば強度
には優れるが、板状等の成形体形状にするには、相互の
繊維を接着させる意味からも樹脂が必要である。そし
て、ＦＲＰに用いる繊維の織り方、撚り方によっても、
いろいろな種類があり、例えばクロス（布）では幅１０
ｍ位のものを用いることも可能であり、大型構造物用の
板やパイプ等に利用できる。
【０００７】このようなＦＲＰの製造において、繊維材
料に樹脂を含浸させる必要があるが、熱可塑性樹脂より
も熱硬化性樹脂のほうが含浸性に優れる。このため、熱
硬化性樹脂であれば通常粘度が低いために目の細かいＦ
ＲＰが製造可能であり、高い強度を保持できるが、熱可
塑性樹脂では、軟化して構造を保つのが容易でない。し
かしながら、従来、形状記憶性を有する熱硬化性樹脂を
用いてＦＲＰを製造しようとすると、例えば二液硬化型
の樹脂の場合、混合とともに速やかに硬化してしまい、
含浸などの操作の時間（可使時間）を確保できないとい
う問題があった。
料に樹脂を含浸させる必要があるが、熱可塑性樹脂より
も熱硬化性樹脂のほうが含浸性に優れる。このため、熱
硬化性樹脂であれば通常粘度が低いために目の細かいＦ
ＲＰが製造可能であり、高い強度を保持できるが、熱可
塑性樹脂では、軟化して構造を保つのが容易でない。し
かしながら、従来、形状記憶性を有する熱硬化性樹脂を
用いてＦＲＰを製造しようとすると、例えば二液硬化型
の樹脂の場合、混合とともに速やかに硬化してしまい、
含浸などの操作の時間（可使時間）を確保できないとい
う問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、可使時間を延長した形状記憶性を有する熱
硬化性樹脂を開発するとともに、ＦＲＰ成型体の製造に
おいて、繊維を密に含有して優れた強度およびインフレ
ータブル性等の特性を有する成形体を製造する方法を開
発すべく、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、特
定のポリオール成分を用いた形状記憶ポリマーに、繊維
材料を含浸させて得られる繊維強化型プラスチックによ
って、かかる問題点が解決されることを見い出した。本
発明は、かかる見地より完成されたものである。
題点に鑑み、可使時間を延長した形状記憶性を有する熱
硬化性樹脂を開発するとともに、ＦＲＰ成型体の製造に
おいて、繊維を密に含有して優れた強度およびインフレ
ータブル性等の特性を有する成形体を製造する方法を開
発すべく、鋭意検討した。その結果、本発明者らは、特
定のポリオール成分を用いた形状記憶ポリマーに、繊維
材料を含浸させて得られる繊維強化型プラスチックによ
って、かかる問題点が解決されることを見い出した。本
発明は、かかる見地より完成されたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、２
官能もしくは３官能の液状ジイソシアネートと、２官能
のポリオールと、活性水素基を含む２官能の鎖延長剤と
を官能基のモル比で、ジイソシアネート：ポリオール：
鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０を含むことを特徴と
する繊維強化プラスチック用マトリクス樹脂組成物を提
供するものである。また、本発明は、２官能もしくは３
官能の液状ジイソシアネートと、２官能のポリオール
と、活性水素基を含む２官能の鎖延長剤とを官能基のモ
ル比で、ジイソシアネート：ポリオール：鎖延長剤＝5.
0〜1.0:1.0: 4.0〜０にて調製したマトリクス樹脂組成
物に、繊維材料を含浸した後、硬化させることを特徴と
する繊維強化型プラスチックの製造方法を提供するもの
である。ここで前記ポリオールは、ポリプロピレングリ
コールを通常５０重量％以上好ましくは７０重量％以上
含むのがよい。他に含まれるポリオール成分としては、
加水分解が懸念されないエーテル系であって、分子設計
的に高Ｔｇ化が可能な芳香族系もしくは脂肪族側鎖系が
好ましい。また本発明は、前記含浸後に繊維材料を、少
なくとも２以上積層させて相互に密着させて加圧し、多
層構造の積層体として硬化させる繊維強化型プラスチッ
クの製造方法を提供するものである。
官能もしくは３官能の液状ジイソシアネートと、２官能
のポリオールと、活性水素基を含む２官能の鎖延長剤と
を官能基のモル比で、ジイソシアネート：ポリオール：
鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０を含むことを特徴と
する繊維強化プラスチック用マトリクス樹脂組成物を提
供するものである。また、本発明は、２官能もしくは３
官能の液状ジイソシアネートと、２官能のポリオール
と、活性水素基を含む２官能の鎖延長剤とを官能基のモ
ル比で、ジイソシアネート：ポリオール：鎖延長剤＝5.
0〜1.0:1.0: 4.0〜０にて調製したマトリクス樹脂組成
物に、繊維材料を含浸した後、硬化させることを特徴と
する繊維強化型プラスチックの製造方法を提供するもの
である。ここで前記ポリオールは、ポリプロピレングリ
コールを通常５０重量％以上好ましくは７０重量％以上
含むのがよい。他に含まれるポリオール成分としては、
加水分解が懸念されないエーテル系であって、分子設計
的に高Ｔｇ化が可能な芳香族系もしくは脂肪族側鎖系が
好ましい。また本発明は、前記含浸後に繊維材料を、少
なくとも２以上積層させて相互に密着させて加圧し、多
層構造の積層体として硬化させる繊維強化型プラスチッ
クの製造方法を提供するものである。
【００１０】本発明のＦＲＰは繊維材料を内在させたま
ま、形状記憶ポリマーである樹脂組成物によって圧縮固
定してあるので、インフレータブル性を有して、熱を加
えることによって第２の形状をとることができる。この
ような２以上の形状及びその形状における物性を使い分
けることにより、本発明のＦＲＰを種々の用途に適用す
ることができる。特に、ポリマーのガラス転移点を室温
付近に設定した場合については、簡易な加熱手段を用い
て、随時簡単に変形固定、展開、膨張させることができ
る。以下、本発明の繊維強化プラスチックに用いられる
樹脂組成物とともに、繊維強化プラスチックの製造方法
について説明する。
ま、形状記憶ポリマーである樹脂組成物によって圧縮固
定してあるので、インフレータブル性を有して、熱を加
えることによって第２の形状をとることができる。この
ような２以上の形状及びその形状における物性を使い分
けることにより、本発明のＦＲＰを種々の用途に適用す
ることができる。特に、ポリマーのガラス転移点を室温
付近に設定した場合については、簡易な加熱手段を用い
て、随時簡単に変形固定、展開、膨張させることができ
る。以下、本発明の繊維強化プラスチックに用いられる
樹脂組成物とともに、繊維強化プラスチックの製造方法
について説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の繊維強化型プラスチック
は、２官能もしくは３官能の液状ジイソシアネートと、
２官能のポリオールと、活性水素基を含む２官能の鎖延
長剤とを官能基のモル比で、ジイソシアネート：ポリオ
ール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０にて調製した
マトリクス樹脂組成物に、繊維材料を含浸した後、硬化
させる。ここでは先ず、本発明の繊維強化プラスチック
用マトリクス樹脂組成物について説明する。本発明にお
ける樹脂組成物の混合比は、官能基のモル比で、ジイソ
シアネート：ポリオール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.
0〜０、好ましくは3.0〜1.2:1.0:2.0〜0.2、さらに好ま
しくは2.0〜1.3:1.0:1.0〜0.3である。
は、２官能もしくは３官能の液状ジイソシアネートと、
２官能のポリオールと、活性水素基を含む２官能の鎖延
長剤とを官能基のモル比で、ジイソシアネート：ポリオ
ール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０にて調製した
マトリクス樹脂組成物に、繊維材料を含浸した後、硬化
させる。ここでは先ず、本発明の繊維強化プラスチック
用マトリクス樹脂組成物について説明する。本発明にお
ける樹脂組成物の混合比は、官能基のモル比で、ジイソ
シアネート：ポリオール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.
0〜０、好ましくは3.0〜1.2:1.0:2.0〜0.2、さらに好ま
しくは2.0〜1.3:1.0:1.0〜0.3である。
【００１２】本発明で用いられる樹脂組成物の特性とし
ては、繊維材料を十分に浸透させるために、初期の含浸
性が必要であると同時に、一定以上の可使時間の長さが
必要である。樹脂組成物は、強化繊維への含浸性を考慮
すると、粘弾性測定による樹脂組成物の粘度は１０００
ｃｐｓ以下であることが好ましい。また、繊維材料への
樹脂組成物の十分な含浸時間を確保して密なＦＲＰ成型
体を得るには、可使時間が３０分以上好ましくは６０分
以上であるのがよい。ここでの可使時間は、樹脂組成物
の粘度の立ち上がり時間として例えば１０００ｃｐｓに
なるまでの時間である。さらに、インフレータブル機能
を発現させるためには、形状記憶性を保持する観点か
ら、樹脂組成物のＴｇは通常５０〜７０℃好ましくは５
５〜６０℃程度であることが望ましい。
ては、繊維材料を十分に浸透させるために、初期の含浸
性が必要であると同時に、一定以上の可使時間の長さが
必要である。樹脂組成物は、強化繊維への含浸性を考慮
すると、粘弾性測定による樹脂組成物の粘度は１０００
ｃｐｓ以下であることが好ましい。また、繊維材料への
樹脂組成物の十分な含浸時間を確保して密なＦＲＰ成型
体を得るには、可使時間が３０分以上好ましくは６０分
以上であるのがよい。ここでの可使時間は、樹脂組成物
の粘度の立ち上がり時間として例えば１０００ｃｐｓに
なるまでの時間である。さらに、インフレータブル機能
を発現させるためには、形状記憶性を保持する観点か
ら、樹脂組成物のＴｇは通常５０〜７０℃好ましくは５
５〜６０℃程度であることが望ましい。
【００１３】本発明の樹脂組成物に使用可能な原料を次
に例示するが、これらに限定されるものではない。ま
ず、２官能のイソシアネートの例としては、一般式でOC
N−Ｒ−NCOと表記することができ、Ｒにはベンゼン環を
１、２個有するものと全く有しないものがあるが、いず
れも使用可能であり、具体的には、2.4−トリエンジイ
ソシアネート、4.4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、カルボジイミド変性の4.4′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等
を挙げることができる。
に例示するが、これらに限定されるものではない。ま
ず、２官能のイソシアネートの例としては、一般式でOC
N−Ｒ−NCOと表記することができ、Ｒにはベンゼン環を
１、２個有するものと全く有しないものがあるが、いず
れも使用可能であり、具体的には、2.4−トリエンジイ
ソシアネート、4.4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、カルボジイミド変性の4.4′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等
を挙げることができる。
【００１４】２官能のポリオールの例としては、一般式
でHO−Ｒ′−OHと表記することができ、Ｒ′にはベンゼ
ン環を１、２個有するものと有しないもの、更には上記
の２官能のポリオールに対して２官能のカルボン酸若し
くは環状エーテルを反応させた生成物などが挙げられ、
具体的には、ポリプロピレングリコール、1.4−ブタン
グリコールアジペート、ポリテトラメチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ビスフェノール−Ａ＋プ
ロピレンオキサイド等を挙げることができる。本発明に
おいては上記ポリオールの中で、加水分解が懸念されな
いエーテル系であって、分子設計的に高Ｔｇ化が可能な
芳香族系もしくは脂肪族側鎖系が好ましい。特に上記化
合物中では、ポリプロピレングリコールが好ましく、ポ
リオール成分中のモノマーとして通常５０重量％以上好
ましくは７０重量％以上さらに好ましくは９０重量％以
上含むのがよい。ポリオールの分子量については特に限
定されないが、好ましくは１０００以下、さらに好まし
くは６５０以下のものが用いられる。ポリオールが必要
以上に高分子量になると、低Ｔｇになるので好ましくな
い。
でHO−Ｒ′−OHと表記することができ、Ｒ′にはベンゼ
ン環を１、２個有するものと有しないもの、更には上記
の２官能のポリオールに対して２官能のカルボン酸若し
くは環状エーテルを反応させた生成物などが挙げられ、
具体的には、ポリプロピレングリコール、1.4−ブタン
グリコールアジペート、ポリテトラメチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、ビスフェノール−Ａ＋プ
ロピレンオキサイド等を挙げることができる。本発明に
おいては上記ポリオールの中で、加水分解が懸念されな
いエーテル系であって、分子設計的に高Ｔｇ化が可能な
芳香族系もしくは脂肪族側鎖系が好ましい。特に上記化
合物中では、ポリプロピレングリコールが好ましく、ポ
リオール成分中のモノマーとして通常５０重量％以上好
ましくは７０重量％以上さらに好ましくは９０重量％以
上含むのがよい。ポリオールの分子量については特に限
定されないが、好ましくは１０００以下、さらに好まし
くは６５０以下のものが用いられる。ポリオールが必要
以上に高分子量になると、低Ｔｇになるので好ましくな
い。
【００１５】活性水素基を含む２官能の鎖延長剤の例と
しては、一般式でHO−Ｒ″−OHで表記することができ、
Ｒ″には（CH2）ｎ基、ベンゼン環を１、２個有する基
など、いずれも使用可能であり、具体的には、エチレン
グリコール、1.4−ブタングリコール、ビス（２−ハイ
ドロキシエチル）ハイドロキノン、ビスフェノール−Ａ
＋エチレンオキサイド、ビスフェノール−Ａ＋プロピレ
ンオキサイド等を挙げることができる。このような鎖延
長剤は、樹脂組成物の中でＴｇ調整剤の役割を有するも
のであり、特に高Ｔｇを維持するのに用いられる。
しては、一般式でHO−Ｒ″−OHで表記することができ、
Ｒ″には（CH2）ｎ基、ベンゼン環を１、２個有する基
など、いずれも使用可能であり、具体的には、エチレン
グリコール、1.4−ブタングリコール、ビス（２−ハイ
ドロキシエチル）ハイドロキノン、ビスフェノール−Ａ
＋エチレンオキサイド、ビスフェノール−Ａ＋プロピレ
ンオキサイド等を挙げることができる。このような鎖延
長剤は、樹脂組成物の中でＴｇ調整剤の役割を有するも
のであり、特に高Ｔｇを維持するのに用いられる。
【００１６】上記の樹脂組成物に硬化可能な範囲で添加
することのできる添加剤としては、各種フィラー、有機
成分、反応性希釈剤等の慣用される添加剤を一種以上添
加することができる。
することのできる添加剤としては、各種フィラー、有機
成分、反応性希釈剤等の慣用される添加剤を一種以上添
加することができる。
【００１７】繊維材料については、有機材料による繊維
に限定されるものではなく、ガラス繊維等の無機繊維や
炭素繊維を用いることができる。具体的には、例えば炭
素繊維、アラミド繊維などが好適である。織組織も限定
されないが、例えばタテ糸とヨコ糸からなる平織りの素
材が挙げられ、厚さは例えば0.1〜1.0mmの範囲のものが
用いられる。また、本発明の繊維強化型プラスチックに
は、上記マトリクス樹脂組成物および繊維材料以外に、
補強用繊維や色素等が含まれていても良く、それらの量
比は特に限定されるものではない。
に限定されるものではなく、ガラス繊維等の無機繊維や
炭素繊維を用いることができる。具体的には、例えば炭
素繊維、アラミド繊維などが好適である。織組織も限定
されないが、例えばタテ糸とヨコ糸からなる平織りの素
材が挙げられ、厚さは例えば0.1〜1.0mmの範囲のものが
用いられる。また、本発明の繊維強化型プラスチックに
は、上記マトリクス樹脂組成物および繊維材料以外に、
補強用繊維や色素等が含まれていても良く、それらの量
比は特に限定されるものではない。
【００１８】本発明の製造方法により得られる繊維強化
型プラスチックについては、その組成比は特に限定され
るものではないが、繊維材料の体積含有率が通常１０〜
７０体積％、好ましくは２０〜６０体積％、更に好まし
くは２０〜５５体積％の割合で含まれることがよい。こ
こでＦＲＰ中の繊維材料の理論体積は、単位面積当たり
の繊維材料重量に積層枚数を考慮した値を、繊維材料の
密度で割った値として計算できる。繊維材料が１０体積
％未満では繊維材料による強度が十分に発揮されないの
で好ましくなく、繊維材料が７０体積％を越えると難成
形性で、樹脂の含浸が不十分となって良品を得ることが
難しい。又、繊維材料が６０体積％を越えると樹脂組成
物によるインフレータブル性が十分に発揮されにくくな
る。上記体積含有率の範囲内においては、繊維材料の組
成比を多くした場合、得られる成形体は強度が高くな
り、一方、樹脂を多く配合した場合、成型体に熱を加え
た際に素速い展開や復元が可能となる。
型プラスチックについては、その組成比は特に限定され
るものではないが、繊維材料の体積含有率が通常１０〜
７０体積％、好ましくは２０〜６０体積％、更に好まし
くは２０〜５５体積％の割合で含まれることがよい。こ
こでＦＲＰ中の繊維材料の理論体積は、単位面積当たり
の繊維材料重量に積層枚数を考慮した値を、繊維材料の
密度で割った値として計算できる。繊維材料が１０体積
％未満では繊維材料による強度が十分に発揮されないの
で好ましくなく、繊維材料が７０体積％を越えると難成
形性で、樹脂の含浸が不十分となって良品を得ることが
難しい。又、繊維材料が６０体積％を越えると樹脂組成
物によるインフレータブル性が十分に発揮されにくくな
る。上記体積含有率の範囲内においては、繊維材料の組
成比を多くした場合、得られる成形体は強度が高くな
り、一方、樹脂を多く配合した場合、成型体に熱を加え
た際に素速い展開や復元が可能となる。
【００１９】次に、本発明の繊維強化型プラスチックを
製造する工程について、その一例を説明するが、これに
限定されるものではなく、様々なＦＲＰ成形法の利用が
可能である。本発明の樹脂組成物の各材料は、樹脂槽中
に投入されて混合・調製されてもよいし、あるいは、事
前に他の容器等で調製されてから樹脂槽中に投入されて
もよい。その樹脂槽中に、上記繊維材料を入れて含浸す
る。含浸する時間は、樹脂組成や繊維材料の種類等によ
って任意に定められるが、本発明の樹脂組成物では、可
使時間が３０分以上確保されることから、この可使時間
の範囲内で十分な繊維内への樹脂の浸透が可能な時間、
含浸が行われる。
製造する工程について、その一例を説明するが、これに
限定されるものではなく、様々なＦＲＰ成形法の利用が
可能である。本発明の樹脂組成物の各材料は、樹脂槽中
に投入されて混合・調製されてもよいし、あるいは、事
前に他の容器等で調製されてから樹脂槽中に投入されて
もよい。その樹脂槽中に、上記繊維材料を入れて含浸す
る。含浸する時間は、樹脂組成や繊維材料の種類等によ
って任意に定められるが、本発明の樹脂組成物では、可
使時間が３０分以上確保されることから、この可使時間
の範囲内で十分な繊維内への樹脂の浸透が可能な時間、
含浸が行われる。
【００２０】含浸後、ＦＲＰの硬化工程では、繊維と樹
脂とに完全な形状を付与して、圧力を相当に加えた状態
で、温度を徐々に上昇させることが好ましい。急激に温
度を上昇させてしまうと、繊維が密に詰まらずに、得ら
れるＦＲＰ成形体が粗密な成型体になってしまう場合が
あるからである。したがって、高密度のＦＲＰを製造す
るには、徐々に温度上昇させていくような、慎重な温度
制御が望ましい。繊維材料は、クロス，マットまたはテ
ープ等の状態として引き取り、樹脂組成物で満たされた
樹脂槽中に通すことによって行うこともできる。なお、
樹脂槽に含浸させる方法の他、樹脂組成物を上側もしく
は下側から噴き付ける方法なども、適宜採用することが
できる。
脂とに完全な形状を付与して、圧力を相当に加えた状態
で、温度を徐々に上昇させることが好ましい。急激に温
度を上昇させてしまうと、繊維が密に詰まらずに、得ら
れるＦＲＰ成形体が粗密な成型体になってしまう場合が
あるからである。したがって、高密度のＦＲＰを製造す
るには、徐々に温度上昇させていくような、慎重な温度
制御が望ましい。繊維材料は、クロス，マットまたはテ
ープ等の状態として引き取り、樹脂組成物で満たされた
樹脂槽中に通すことによって行うこともできる。なお、
樹脂槽に含浸させる方法の他、樹脂組成物を上側もしく
は下側から噴き付ける方法なども、適宜採用することが
できる。
【００２１】また、多層構造の積層体を成形する場合に
は、含浸後の繊維材料をプレスする手前で２以上積層さ
せて、相互に密着させる。重ね合わせて厚さを調整して
から、この複数枚のクロス等の繊維材料を、加圧機構に
通して、硬化させる。この際、必要に応じて、連続的に
硬化工程を経ることも可能である。
は、含浸後の繊維材料をプレスする手前で２以上積層さ
せて、相互に密着させる。重ね合わせて厚さを調整して
から、この複数枚のクロス等の繊維材料を、加圧機構に
通して、硬化させる。この際、必要に応じて、連続的に
硬化工程を経ることも可能である。
【００２２】硬化にあたり、熱プレスする際の温度は通
常６０〜１８０℃まで上昇させる。圧力は通常０〜２０
ｋｇｆ／ｍｍ2程度である。また、後硬化処理工程とし
て温度を調整し、熱による歪みを解放して取り除くため
にポストキュアーすることもできる。この際、成形した
とき以上の熱を加えることが好ましい。最後に、切断工
程を経て、得られた成形体を検査する。
常６０〜１８０℃まで上昇させる。圧力は通常０〜２０
ｋｇｆ／ｍｍ2程度である。また、後硬化処理工程とし
て温度を調整し、熱による歪みを解放して取り除くため
にポストキュアーすることもできる。この際、成形した
とき以上の熱を加えることが好ましい。最後に、切断工
程を経て、得られた成形体を検査する。
【００２３】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
形及び変更を加え得るものである。以下、本発明を実施
例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例
によって何ら制限されるものでない。
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変
形及び変更を加え得るものである。以下、本発明を実施
例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例
によって何ら制限されるものでない。
【００２４】
【実施例】実施例１
ＦＲＰの物性特性に影響を与える因子としてＦＲＰの積
層構成があり、対象構造物の要求に合わせて積層構成は
多様なものとなる。インフレータブルＦＲＰにおいて
は、ＦＲＰとしての基本物性に加え、インフレータブル
性を有することが重要な特性となるが、これには樹脂特
性や繊維材料の特性に加え、樹脂含有率、ＦＲＰに厚
さ、繊維の配向等、ＦＲＰ積層構成も大きく影響する。
従って、一般的な炭素繊維布（ＣＦクロス）と２液硬化
タイプの形状記憶ポリマーを用いて、熱プレスにてＦＲ
Ｐを成形し、ＣＦクロス積層数とＦＲＰ厚さがインフレ
ータブル性に与える影響を調べた。結果を、下記表１に
示す。
層構成があり、対象構造物の要求に合わせて積層構成は
多様なものとなる。インフレータブルＦＲＰにおいて
は、ＦＲＰとしての基本物性に加え、インフレータブル
性を有することが重要な特性となるが、これには樹脂特
性や繊維材料の特性に加え、樹脂含有率、ＦＲＰに厚
さ、繊維の配向等、ＦＲＰ積層構成も大きく影響する。
従って、一般的な炭素繊維布（ＣＦクロス）と２液硬化
タイプの形状記憶ポリマーを用いて、熱プレスにてＦＲ
Ｐを成形し、ＣＦクロス積層数とＦＲＰ厚さがインフレ
ータブル性に与える影響を調べた。結果を、下記表１に
示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１から、ＦＲＰの厚みを０．５ｍｍ，
１．０ｍｍ，１．５ｍｍに変化させた場合、および、積
層するＣＦクロスを１枚、２枚、３枚と変えた場合の全
てにおいて、インフレータブル性を有することがわかっ
た。
１．０ｍｍ，１．５ｍｍに変化させた場合、および、積
層するＣＦクロスを１枚、２枚、３枚と変えた場合の全
てにおいて、インフレータブル性を有することがわかっ
た。
【００２７】実施例２
本発明の樹脂組成物として用いることが可能な２液硬化
型ポリウレタン樹脂は、ＮＣＯ基を有するイソシアネー
トと、ＯＨ基を有するポリオール（長鎖）と、鎖延長剤
（短鎖）とから構成されている。２液硬化型樹脂のモノ
マーとしては、常温で液体であることが必要であり、そ
の上でＴｇの制御、反応性等を考慮する必要がある。そ
して本発明では、樹脂組成物の初期含浸性を確保して、
十分な可使時間を得るために、上記各成分の内、硬化剤
であるポリオール成分について、検討する必要がある。
型ポリウレタン樹脂は、ＮＣＯ基を有するイソシアネー
トと、ＯＨ基を有するポリオール（長鎖）と、鎖延長剤
（短鎖）とから構成されている。２液硬化型樹脂のモノ
マーとしては、常温で液体であることが必要であり、そ
の上でＴｇの制御、反応性等を考慮する必要がある。そ
して本発明では、樹脂組成物の初期含浸性を確保して、
十分な可使時間を得るために、上記各成分の内、硬化剤
であるポリオール成分について、検討する必要がある。
【００２８】ポリオール成分としては、脂肪族エステル
系化合物（ポリカプロラクトンジオール：ＰＣＬ５０
０）と比較して、芳香族系化合物として２官能性ビスフ
ェノールＡのプロピレンオキサイド付加物（ＢＰＸ８０
０）、脂肪族系化合物として２官能性ポリエチレングリ
コール（ＰＥＧ３００）、脂肪族側鎖系化合物として２
官能性ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ４００）、の
それぞれを単独で用いた場合について、硬化物のＴｇお
よび動的粘弾性について測定した。硬化物のＴｇの結果
を、表２に示す。
系化合物（ポリカプロラクトンジオール：ＰＣＬ５０
０）と比較して、芳香族系化合物として２官能性ビスフ
ェノールＡのプロピレンオキサイド付加物（ＢＰＸ８０
０）、脂肪族系化合物として２官能性ポリエチレングリ
コール（ＰＥＧ３００）、脂肪族側鎖系化合物として２
官能性ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ４００）、の
それぞれを単独で用いた場合について、硬化物のＴｇお
よび動的粘弾性について測定した。硬化物のＴｇの結果
を、表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】Ｔｇについては、エステル系化合物（ＰＣ
Ｌ５００）と比較すると、他の化合物が高Ｔｇであるこ
とが確認された。また、動的粘弾性の測定においては、
上記したいずれの化合物においても３０〜５０℃の範囲
で、弾性率(Pa)が大きく変化する同様の結果が得られ
た。
Ｌ５００）と比較すると、他の化合物が高Ｔｇであるこ
とが確認された。また、動的粘弾性の測定においては、
上記したいずれの化合物においても３０〜５０℃の範囲
で、弾性率(Pa)が大きく変化する同様の結果が得られ
た。
【００３１】次に、上記４種のポリオールモノマーにつ
いて、２５℃環境下、２００ｇのスケールでの２液混合
後の溶液粘度の経時変化を測定した。その結果、脂肪族
系のＰＣＬ５００、ＰＥＧ３００は、反応性が高く、溶
液粘度の上昇が速かった。それに比べて、脂肪族側鎖系
のＰＰＧ４００および芳香族系のＢＰＸ８００は、反応
性が低く、溶液粘度の上昇が遅いため、３０分程度では
ほとんど変化しなかった。脂肪族側鎖系のＰＰＧ４００
については約１５０分程度、芳香族系のＢＰＸ８００に
ついても約５０〜６０分程度、粘度が低い状態を維持し
た。但し、芳香族系のＢＰＸ８００については初期粘度
が高いので、ＣＦクロスへの含浸性には劣ると考えられ
た。
いて、２５℃環境下、２００ｇのスケールでの２液混合
後の溶液粘度の経時変化を測定した。その結果、脂肪族
系のＰＣＬ５００、ＰＥＧ３００は、反応性が高く、溶
液粘度の上昇が速かった。それに比べて、脂肪族側鎖系
のＰＰＧ４００および芳香族系のＢＰＸ８００は、反応
性が低く、溶液粘度の上昇が遅いため、３０分程度では
ほとんど変化しなかった。脂肪族側鎖系のＰＰＧ４００
については約１５０分程度、芳香族系のＢＰＸ８００に
ついても約５０〜６０分程度、粘度が低い状態を維持し
た。但し、芳香族系のＢＰＸ８００については初期粘度
が高いので、ＣＦクロスへの含浸性には劣ると考えられ
た。
【００３２】最後に、上記ポリオールモノマーの内、繊
維材料の初期の含浸性が良好であり、一定以上の可使時
間の長さを有する、脂肪族側鎖系化合物の２官能性ポリ
プロピレングリコール（ＰＰＧ４００）について、鎖延
長剤による高Ｔｇ化について実験した。鎖延長剤として
は、1,4−ブタングリコールを用いて、導入割合を変化
させてＴｇの変化を測定した。結果を、下記表３に示
す。
維材料の初期の含浸性が良好であり、一定以上の可使時
間の長さを有する、脂肪族側鎖系化合物の２官能性ポリ
プロピレングリコール（ＰＰＧ４００）について、鎖延
長剤による高Ｔｇ化について実験した。鎖延長剤として
は、1,4−ブタングリコールを用いて、導入割合を変化
させてＴｇの変化を測定した。結果を、下記表３に示
す。
【００３３】
【表３】
【００３４】この結果から、ポリオールとして脂肪族側
鎖系化合物の２官能性ポリプロピレンを用いた場合に、
1,4−ブタングリコールを用いて樹脂組成物の高Ｔｇ化
が実現できることを確認した。
鎖系化合物の２官能性ポリプロピレンを用いた場合に、
1,4−ブタングリコールを用いて樹脂組成物の高Ｔｇ化
が実現できることを確認した。
【００３５】実施例３
本実施例においては、本発明のＦＲＰを作製して評価し
た。イソシアネート成分として液状のカルボジイミド変
性4.4′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、ポリオール成分として脂肪族側鎖系化合物の２官
能性ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ４００）、鎖延
長剤として1,4−ブタングリコール（１，４ＢＧ）、を
それぞれ用いて、以下の組成比で樹脂組成物を調製し
た。 ＭＤＩ／ＰＰＧ４００／１，４ＢＧ＝1.55/1.00/0.50（官能基比） ＝117.7/100/11.25（重量比） この組成物は、イソシアネート成分（主剤）とポリオー
ル成分（硬化剤）を混合することで反応硬化し、樹脂化
する。繊維材料としては、１枚の炭素繊維布(CFクロス)
からなるサンプル（１ＴＰ）と、２枚のCFクロスからな
るサンプル（２ＴＰ）を作製した。
た。イソシアネート成分として液状のカルボジイミド変
性4.4′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、ポリオール成分として脂肪族側鎖系化合物の２官
能性ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ４００）、鎖延
長剤として1,4−ブタングリコール（１，４ＢＧ）、を
それぞれ用いて、以下の組成比で樹脂組成物を調製し
た。 ＭＤＩ／ＰＰＧ４００／１，４ＢＧ＝1.55/1.00/0.50（官能基比） ＝117.7/100/11.25（重量比） この組成物は、イソシアネート成分（主剤）とポリオー
ル成分（硬化剤）を混合することで反応硬化し、樹脂化
する。繊維材料としては、１枚の炭素繊維布(CFクロス)
からなるサンプル（１ＴＰ）と、２枚のCFクロスからな
るサンプル（２ＴＰ）を作製した。
【００３６】ＦＲＰは、熱プレス成形法によって作製し
た。先ず、CFクロスを切り出し、約1mm厚のスペーサー
内に設置した。樹脂組成物の主剤と硬化剤は、６０℃で
２時間程度、真空脱気してから、室温まで冷却した。そ
の後、イソシアネート成分（ＭＤＩ）／ポリオール成分
（ＰＰＧ４００）／鎖延長剤（１，４ＢＧ）＝９７／１
０３／１０の重量比で撹拌混合し、約２分程度で白濁か
ら透明になった。この透明になった樹脂成分をCFクロス
上に流し込み、PETフィルムを被せた上からゴムロール
で含浸し、気泡を外に押し出した。さらに、アルミ板で
挟み、７０℃で約２時間、約１kgf/mm2でプレスした。
加圧したままの状態で室温まで冷却し、型から外し、所
定寸法に切り出した。
た。先ず、CFクロスを切り出し、約1mm厚のスペーサー
内に設置した。樹脂組成物の主剤と硬化剤は、６０℃で
２時間程度、真空脱気してから、室温まで冷却した。そ
の後、イソシアネート成分（ＭＤＩ）／ポリオール成分
（ＰＰＧ４００）／鎖延長剤（１，４ＢＧ）＝９７／１
０３／１０の重量比で撹拌混合し、約２分程度で白濁か
ら透明になった。この透明になった樹脂成分をCFクロス
上に流し込み、PETフィルムを被せた上からゴムロール
で含浸し、気泡を外に押し出した。さらに、アルミ板で
挟み、７０℃で約２時間、約１kgf/mm2でプレスした。
加圧したままの状態で室温まで冷却し、型から外し、所
定寸法に切り出した。
【００３７】得られたＦＲＰは、Ｔｇ（３２８Ｋ）前後
での弾性率変化は約２０〜４０倍程度であり、変形固定
が十分可能であることがわかった。なお、樹脂組成物自
体の弾性変化は３００倍以上であった。次いで、このＦ
ＲＰについて、形状固定性および形状回復性を評価し
た。ここでは、ＦＲＰ試験片を３５８Ｋ（Ｔｇ＋３０
Ｋ）の湯中に約３０秒浸漬した後、直ちに恒温槽で３５
８Ｋに加熱した治具に完全にフィットさせた。湯中から
治具およびサンプルを取り出し、２９８Ｋ（Ｔｇ−３０
Ｋ）の水中に５分間浸漬してから、取り出した。その
後、治具からサンプルを外し３０秒間静置後、サンプル
の形状をトレースした。再度、３５８Ｋの湯中に３０秒
間浸漬してから取り出し、３０秒間静置後、サンプルの
形状をトレースした。その結果、１ＴＰおよび２ＴＰと
もに、形状固定性では９９％以上、形状回復性について
も約１００％と非常に良好であった。
での弾性率変化は約２０〜４０倍程度であり、変形固定
が十分可能であることがわかった。なお、樹脂組成物自
体の弾性変化は３００倍以上であった。次いで、このＦ
ＲＰについて、形状固定性および形状回復性を評価し
た。ここでは、ＦＲＰ試験片を３５８Ｋ（Ｔｇ＋３０
Ｋ）の湯中に約３０秒浸漬した後、直ちに恒温槽で３５
８Ｋに加熱した治具に完全にフィットさせた。湯中から
治具およびサンプルを取り出し、２９８Ｋ（Ｔｇ−３０
Ｋ）の水中に５分間浸漬してから、取り出した。その
後、治具からサンプルを外し３０秒間静置後、サンプル
の形状をトレースした。再度、３５８Ｋの湯中に３０秒
間浸漬してから取り出し、３０秒間静置後、サンプルの
形状をトレースした。その結果、１ＴＰおよび２ＴＰと
もに、形状固定性では９９％以上、形状回復性について
も約１００％と非常に良好であった。
【００３８】
【発明の効果】本発明ではマトリクス樹脂組成物を用い
ることにより、初期の含浸性とともに一定以上の可使時
間の長さを確保することができるので、ＦＲＰ製造の際
に繊維材料中に樹脂を十分に浸透させることができる。
これによって、十分な強度とともにインフレータブル性
を有するＦＲＰ成型体を容易に製造できる。そして、Ｆ
ＲＰ成型体は所定の変形形状を採ることができ、簡単な
加熱操作により、成形形状に復帰させることができる。
ることにより、初期の含浸性とともに一定以上の可使時
間の長さを確保することができるので、ＦＲＰ製造の際
に繊維材料中に樹脂を十分に浸透させることができる。
これによって、十分な強度とともにインフレータブル性
を有するＦＲＰ成型体を容易に製造できる。そして、Ｆ
ＲＰ成型体は所定の変形形状を採ることができ、簡単な
加熱操作により、成形形状に復帰させることができる。
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フロントページの続き
(72)発明者 三輪 典生
愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番
地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内
(72)発明者 野原 敏勝
広島県広島市西区横川新町９番12号 中外
テクノス株式会社内
Ｆターム(参考） 4F072 AA06 AB06 AB09 AB10 AD43
AK05 AK14 AL02 AL12
4J002 CK021 DA026 DL006 FA046
GF00
4J034 BA08 CA01 CA04 CB03 CC01
CC02 CC03 CC12 CD04 DA01
DB03 DB04 DC02 DC42 DC50
DF15 DF16 DF19 DF20 DG01
DG02 DG03 DG04 DG06 HA06
HA07 HB06 HC01 HC02 HC03
HC12 HC52 HC64 HC66 HC67
HC71 MA02 QC03 RA05
Claims (4)
- 【請求項１】 ２官能もしくは３官能の液状ジイソシア
ネートと、２官能のポリオールと、活性水素基を含む２
官能の鎖延長剤とを官能基のモル比で、ジイソシアネー
ト：ポリオール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０を
含むことを特徴とする繊維強化プラスチック用マトリク
ス樹脂組成物。 - 【請求項２】 ２官能もしくは３官能の液状ジイソシア
ネートと、２官能のポリオールと、活性水素基を含む２
官能の鎖延長剤とを官能基のモル比で、ジイソシアネー
ト：ポリオール：鎖延長剤＝5.0〜1.0:1.0: 4.0〜０に
て調製したマトリクス樹脂組成物に、繊維材料を含浸し
た後、硬化させることを特徴とする繊維強化型プラスチ
ックの製造方法。 - 【請求項３】 前記ポリオールが、ポリプロピレングリ
コールを５０重量％以上含むことを特徴とする請求項２
に記載の繊維強化型プラスチックの製造方法。 - 【請求項４】 前記含浸後に繊維材料を、少なくとも２
以上積層させて相互に密着させて加圧し、多層構造の積
層体として硬化させることを特徴とする請求項３に記載
の繊維強化型プラスチックの製造方法。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US8163376B2 (en) | 2003-04-01 | 2012-04-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Shape memory polymer composition, fiber reinforced plastic and production process thereof |
| JP2015510011A (ja) * | 2012-02-28 | 2015-04-02 | ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンＨｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧａＡ | 高いガラス転移温度を有する２ｋポリウレタン系 |
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Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB919500A (en) * | 1959-10-27 | 1963-02-27 | Du Pont | Improvements relating to bonded fibrous sheet material and its production |
| US3395114A (en) * | 1964-07-30 | 1968-07-30 | Du Pont | Polyetherurethanes stabilized with arylene-tris-phenols |
| DE1618380C3 (de) * | 1967-03-08 | 1975-09-11 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung eines bei Raumtemperatur flüssigen Diphenylmethan-diisocyanatpräparates |
| DE1770990A1 (de) * | 1968-07-26 | 1972-01-13 | Reuter Kunststoff Osnabrueck | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von thermoplastisch verarbeitbaren Polyurethan-Kunststoffen |
| GB1592173A (en) * | 1976-07-30 | 1981-07-01 | Sanyo Chemical Ind Ltd | Sheet material with dyeability |
| DE2966674D1 (en) | 1978-10-24 | 1984-03-22 | Dainippon Ink & Chemicals | Method for producing prepreg rovings and method for producing fibre reinforced plastic articles |
| US4540781A (en) * | 1983-08-11 | 1985-09-10 | The Upjohn Company | Product and process trimerization of organic isocyanates |
| US4738999A (en) * | 1986-03-31 | 1988-04-19 | Lord Corporation | Fiber reinforced composites |
| JPS6416619A (en) * | 1987-07-11 | 1989-01-20 | Nippon Polyurethane Kogyo Kk | Manufacture of polyurethane composite |
| JPH01210413A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-24 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ポリウレタン樹脂の製造方法 |
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| US6423810B1 (en) * | 2001-02-05 | 2002-07-23 | Lord Corporation | High strength, long-open time structural polyurethane adhesive and method of use thereof |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US8163376B2 (en) | 2003-04-01 | 2012-04-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Shape memory polymer composition, fiber reinforced plastic and production process thereof |
| JP2015510011A (ja) * | 2012-02-28 | 2015-04-02 | ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンＨｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧａＡ | 高いガラス転移温度を有する２ｋポリウレタン系 |
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