JP2003513110A - 空隙のない積層品の製造およびその使用法 - Google Patents

空隙のない積層品の製造およびその使用法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、空隙のない積層品を形成する方法であって、（ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部分含浸プレプレグは部分的に樹脂組成物を含浸させた繊維層を有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成するステップとを有する方法を提供する。本発明は、開示された方法に使用することができる改良されたエポキシ樹脂の新奇的な組合せをさらに提供する。それら空隙のない積層品は、宇宙航空産業や航空機産業に向けた部品に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 米国政府は、本発明における払い込み済の実施権、および限定された状況のな
かで、米国空軍が認可した契約番号Ｆ３３６１５−９５−２−５０１９の条件に
規定された合理的な条件で他者に実施権を与えるよう特許所有者に要求する権利
を有している。本出願は一部継続出願であり、１９９８年５月２０日に出願され
た米国仮特許出願第６０／０８６，１４２の恩典を請求するものである。
【０００２】 発明の背景 （発明の分野） 本発明は、オートクレーブ圧力または減圧バッグ専用圧力のもとで、低温で空
隙のない積層品を製造する方法に関する。特に、本発明は、得られる積層品の空
隙率のレベルが、減圧バッグ専用圧力技術によって今日までに達成されたそれよ
りも低い部分含浸プレプレグの使用法に関する。
【０００３】 （関連する背景技術） 複合材料は、母材樹脂および強化繊維からなる。これらの材料は、高強度およ
び低重量が重要である分野、例えば航空宇宙産業および航空機産業において典型
的に使用されている。航空宇宙構造の用途に使用される多くの複合材は熱硬化性
樹脂および炭素繊維材料を含む。一般に、これらの熱硬化性樹脂は、オートクレ
ーブを使用して、高温（例えば２５０から３５０゜Ｆ）および高圧（例えば８５
ｐｓｉ）のもとで硬化される。
【０００４】 一般的な複合材料製造方法は、プレプレグと呼ばれるいくつかの未硬化樹脂含
浸フィラメントのシートを適切な工具により積層して、それらのシートを合着さ
せるために熱および圧力を加え、それらを金型の構造に成形し、続いて樹脂をゲ
ル化させる。次いで、最後に、得られた成形積層品の構造を固定するために、さ
らなる熱処理によって樹脂を硬化させる。
【０００５】 厚肉複合部品の製造において遭遇する大きな問題は、最終部品における空隙で
ある。複合材料における空隙の発生については完全に把握されていないが、一部
に、閉じこめられた空気が複合材料の製造に使用されるプレプレグから脱出でき
ないという事実によるものと考えられる。Ｃａｍｐｂｅｌｌ等は、炭素繊維複合
材における空隙の原因を調査した（Ｆｌａｋｅ Ｃ．Ｃａｍｐｂｅｌｌ等、Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、１８〜３３、１９
９５年７月）。複合積層品における空隙の形成および成長は、主として閉じこめ
られた揮発物によるものである。樹脂がまだ液体の状態にあるなかで、空隙圧力
（すなわち、揮発性蒸気圧）が液状樹脂に対する実圧力（すなわち静水樹脂圧）
を超える場合に、空隙の成長が潜在的に発生する。同様の条件で処理された複合
部品であっても空隙レベルが著しく異なり、生産の停滞にいたることが判明した
。空隙の形成により、複合材料の機械特性が著しく劣化し、多くの場合には、そ
れらが使用されうる前に部品を除去するため多大な費用を要する。
【０００６】 空隙のない積層品を製造しうる１つの方法は、オートクレーブを使用すること
である。オートクレーブは、積層されたプレプレグが容易に合着して補強合成材
料を形成できるように、それらを高温および高圧にさらすことが可能である。こ
の装置には、加えられた圧力のレベルに応じて、樹脂塊内部の静水圧が気体また
は蒸気の泡を著しく縮小するか、またはそれらを完全に溶液に送り込む十分な圧
力を樹脂に供給できるという魅力がある。樹脂のゲル化およびそれに続く硬化を
通じてその圧力を維持すれば、空隙のない母材が得られる。
【０００７】 しかしながら、オートクレーブは空隙のない補強複合部品を提供する可能性を
考慮すれば魅力的であるが、にもかかわらず、必要とされる装置の投資費用が高
いことを考慮すれば高価である。さらに、補強複合部品が大きいために当該方法
では効率的に硬化できないときは、オートクレーブ処理は好ましくないと思われ
る。その上、低い生産速度で補強複合部品を製造するときは、低費用の木製工具
またはガラス転移点の低いポリマーの工具が一般的に使用される。しかし、これ
らの工具を使用するときは、比較的低温および低圧でしか複合部品を硬化するこ
とができない。したがって、これらの状況においてオートクレーブを使用するこ
とは実用的ではない。
【０００８】 オートクレーブ処理に代わるより安価な代替手段は、積層されたプレプレグを
工具の上に置き、次いで不透過性のメンブレンで覆う方法を使用することである
。そのメンブレンで覆われた体積を排気し、その積層物を徐々に加熱する。周囲
大気圧により、プレプレグを合着して成形積層品を形成するのに必要な力が与え
られ、その昇温速度により、未硬化樹脂が最初に十分な流動性を有して、最大限
の凝固を可能にし、最終的により高温で樹脂のゲル化および硬化を可能にする。
【０００９】 減圧バッグを使用した加圧は、オートクレーブを使用するよりもコスト効率が
よいが、樹脂母材に空隙が生じるため、通常は得られる積層品の品質が劣る。積
層内領域および積層間領域に空隙が取り込まれる。通常は、積層品の中央部は、
積層品の端部に比べて非常に大きな影響を受ける。一般に、減圧成形繊維強化複
合材料の最低空隙レベルは、約４から約６体積パーセントである。現在市販され
ている低温（１５０゜Ｆ）減圧バッグ専用圧力硬化プレプレグの状況を調査した
。現行の技術では、減圧バッグ専用圧力および１５０゜Ｆの硬化処理によって空
隙のない積層品を形成することができないという結論に達した（Ｃｈｒｉｓ Ｒ
ｉｄｇａｒｄ、Ｉｎｔ'１ ＳＡＭＰＬＥ Ｓｙｍｐ．、１４７−１６１、１９
９７）。
【００１０】 ブリード硬化処理とネット硬化処理の両方を利用して、空隙のない積層品の製
造を試みた。ブリード硬化では、いくらかの熱硬化性樹脂をプレプレグから流出
させて、捕捉されている空気や揮発物を排出する（Ｆｌａｋｅ Ｃ．Ｃａｍｐｂ
ｅｌｌ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、１８
−３３、１９９５年７月）。この方法は、硬化後に空隙の少ない積層品を製造す
ることが可能であるが、樹脂含有率を制御しにくい。したがって、最終複合材料
は、信頼性があり一貫した部品を形成するものではない。この方法では、樹脂の
オーバブリード量（over-bleeding）に依存する空隙を有する薄い積層品が形成
される。
【００１１】 ネット樹脂硬化処理は、非ブリード法であり、反対のアプローチがとられる。
すべての樹脂が硬化部品に残存し、硬化部品の樹脂含有率、寸法および重量に対
する優れた制御を提供する。しかしながら、空隙のない積層品を製造するために
は、オートクレーブ硬化を用いて、閉じこめられた空気および揮発物を硬化に先
立ちプレプラグから追い出すのに十分な圧力を加えることが必要である。
【００１２】 空隙率を最小限に抑えた、または実質的にゼロの積層品を製造するために、追
加的なアプローチが開発された。ＷＯ９８／３８０３１は、あらかじめ未硬化樹
脂を含浸させた第１および第２の繊維材料を交互に金型上に敷くことを含む複合
材成型方法を開示し、第１の層の樹脂含有率は第２の層の樹脂含有率と異なり、
それらの層を脱気された不透過性メンブレンのなかに封じ、熱を加えて樹脂を部
分的に硬化させて材料を固める。部分的に硬化した材料を、金型で支えることな
く、金型から取り出し、最終的に高温で硬化させることができる。当該方法は、
空隙率の低い所望の材料を作ることができるが、当該方法で製造された積層品に
はいくつかの欠点がある。当該方法は、平均的な粘度または比較的低粘度の樹脂
による樹脂含有率の高い第１のプレプレグ層、および比較的強固な高粘度の樹脂
で作られた樹脂含有率の低い第２のプレプレグ層を使用する。結果として、異な
る特性を有する２つのプレプレグ層の使用により、異なるタックを有するプレプ
ラグができる。これによって、プレプレグの取扱いが複雑化し、所望の特性を有
する積層体を提供するためには、使用するプレプレグを厳密に記録することが必
要になる。それに加えて、樹脂の粘度は保管中および／または輸送中に変化しう
るため、樹脂の粘度が異なるプレプレグを使用することにより、複雑さが増す。
それゆえに、樹脂が所望の粘度特性を維持するためには、使用する各樹脂につい
て異なる条件を制御しなければならないことにより、費用および労力が増えるこ
とになりうる。
【００１３】 空隙のない補強複合材料を作製する上でのそれら問題点を鑑み、減圧および低
温の条件下で空隙のない複合材料をむらなく製造することを可能にする方法を開
発することが望まれてきた。当該方法は、繊維補強樹脂複合材のための硬化部品
の樹脂含有率、寸法および重量を制御する方法を提供するものである。当該方法
は、積層品の品質を効果的に制御し、高価な自動硬化装置を必要としないため、
費用が著しく節約されることにもなる。さらに、当該方法は、所望の機械特性お
よび低重量を有する、航空宇宙産業および航空機産業における試作および仕上げ
に向けた空隙のない積層品を作製するための安定した方法を提供することになる
。
【００１４】 （発明の概要） 本発明は、得られる積層品の空隙率のレベルを２％未満にし、さらには皆無に
しうる積層品の形成方法に関する。
【００１５】 本発明は、樹脂組成物を部分的に含浸させた繊維層を含む部分含浸プレプレグ
であって、前記樹脂組成物は真空容器内で加熱すると前記繊維層に完全に浸入し
、硬化して空隙のない積層品を形成する部分含浸プレプレグに関する。
【００１６】 本発明は、空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
分含浸プレプレグが部分的に樹脂組成物を含浸させた繊維層を有するステップと
、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十
分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成す
るステップとを有する方法に関する。
【００１７】 その方法は、第２の部分含浸プレプレグをステップ（ａ）の前記含浸プレプレ
グ上に設置するステップを有することができる。部分含浸プレプレグを加熱する
前に真空容器を脱気すること、または容器を脱気しながら同時にプレプレグを加
熱することは、本発明の範囲内である。
【００１８】 好ましい実施形態では、樹脂組成物は室温では半固体であり、硬化温度では粘
度が約１００から約１２００ポアズの液体になる。
【００１９】 本発明は、 （ａ）トリス（ヒドロキシフェニル）メタンベースのエポキシ半固体樹脂約７
０から約９０重量パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン液状樹脂約１０から約３０重量パ
ーセントとを有する樹脂組成物をも提供する。
【００２０】 本発明は、 （ａ）グリシジルエーテルのフェノールノボラック樹脂約４５から約６５重量
パーセントと、 （ｂ）ビスフェノールＡエポキシ半固体樹脂約５から約２０重量パーセントと
、 （ｃ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約１０から約３０重量パーセントと
を有する樹脂組成物をさらに提供する。
【００２１】 本発明は、 （ａ）グリシジルエーテルのクレゾールノボラック樹脂約２０から約３０重量
パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂約３５から約４５重量パーセ
ントと、 （ｃ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約１４から約２６重量パーセントと
、 （ｄ）ビスフェノールＡエポキシ固体樹脂約０から約８重量パーセントとを有
する樹脂組成物をも提供する。
【００２２】 本発明の１つの好ましい樹脂組成物は、 （ａ）約２０から約３０重量パーセントで下式のｎは２．８の
【００２３】
【化３２】 と、 （ｂ）約３５から約４５重量パーセントの
【００２４】
【化３３】 と、 （ｃ）約１４から約２６重量パーセントで下式のｎは２．５の
【００２５】
【化３４】 と、 （ｄ）約０から約８重量パーセントで下式のｎは３０．５の
【００２６】
【化３５】 とを有する。
【００２７】 本発明は、空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
分含浸プレプレグは樹脂組成物を部分的に含浸させた繊維層を有し、前記樹脂組
成物はグリシジルエーテルのクレゾールノボラック樹脂を有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十
分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成す
るステップとを有する方法をも提供する。
【００２８】 あるいは、空隙のない積層品を形成する方法は、グリシジルエーテルのクレゾ
ールノボラック樹脂を有する樹脂組成物の代わりに上述した他の樹脂組成物のい
ずれかを用いて構成することが可能である。
【００２９】 本発明の方法によって作製される空隙のない積層品を使用して、高強度および
低重量が重要である分野、例えば航空機産業に使用される補強複合材料を形成す
ることができる。
【００３０】 この発明の前述の目的、および付随する利点の多くは、ツール表面上に、部分
含浸プレプレグを備える、減圧バッグ専用圧力による、多成分の積み上げの横断
面図を示した添付の図面と共に、以下の詳細な説明を参照することによって、よ
り良く理解されるにつれて、いっそう容易に理解されるであろう。
【００３１】 （発明の詳細な説明） 本明細書では、用語「積層体」は、硬化繊維強化樹脂の複合材料と定義する。
【００３２】 本明細書では、用語「繊維層」と「織物層」は、区別なく使用する。
【００３３】 本明細書では、語句「織物かさ密度」は、質量で除した含浸されていない織物
が占める、体積を意味する。
【００３４】 本明細書では、用語「空隙のない積層体」は、空隙レベルが約２％未満、より
好ましくは約１％未満である積層体と定義する。空隙は、超音波検査（パルスエ
コー反射板Ｃ−スキャン）、および積層体横断面の顕微鏡写真などの、当業者に
良く知られた標準検査技法を用いて測定する。
【００３５】 本明細書では、語句「部分含浸された」は、加熱および／または圧力などを適
用することによって、繊維層などの適切な基質の間隙中に、樹脂フィルム、粉末
および／または液体を導入して、基質の間隙中に部分的な樹脂マトリックスを形
成することをいう。通常、生成する部分含浸プレプレグは、樹脂と基質の合計重
量をベースとして、約２５重量％から約５０重量％の樹脂ローディングを含んで
いる。
【００３６】 部分含浸プレプレグは、連続工程中に、加熱および加圧をすることによって、
樹脂組成物で織物層を部分的に含浸することによって製造する。樹脂組成物は、
約１４０°Ｆから約１６０°Ｆに樹脂組成物を加熱することによって、先ず、必
要とされる厚みを有するフィルムに形成されるのが好ましい。次に、ロールコー
ター、またはプレート上にブレードの付いたコーターを使用して、はく離紙上に
熱い樹脂をコーティングする。こうして一重連続フィルムの形状となった樹脂を
、織物層上に置く。この樹脂を１４０°Ｆから約２００°Ｆで、繊維にホットプ
レスする。プレプレグの中心に、十分な乾燥繊維が存在するように含浸を制御す
る。一方、この樹脂はまた、粉末の形状で織物層に適用することもでき、（アイ
ロン掛けなどの）加熱および加圧下で、織物層に部分含浸される。
【００３７】 織物に樹脂を部分的に含浸する多くの従来の方法は、一般の当業者に知られて
おり、例えば、樹脂フィルムの場合では、ラミネート加工などがある。粉末樹脂
の場合には、ＣＴ、Ｎｅｗ Ｈａｖｅｎ、Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ社のＰｈｅｒｏｓｔａｔｉｃ（商標）コーティング工程を使用す
ることができる。これは、基質がＰｈｅｒｏｓｔａｔｉｃ（商標）コーティング
機を通過する際に、荷電した粉末粒子が、基質に引き寄せられ、その結果、乾燥
粉末の均一なコーティングがもたらされる静電工程である。基質は、コーティン
グ機の直ぐ上部の熱源近くで処理されるが、ここで粉末は溶融し、基質上に均一
なフィルムを形成する。
【００３８】 部分含浸プレプレグを製造するのに、液状樹脂もまた使用することができる。
液状樹脂を例えば、織物層上に注ぎ、冷却してフィルムを形成し、その後、圧力
下で加熱して、織物層中にフィルムを部分的に含浸することができる。一般に、
織物層の一面を、樹脂組成物で部分含浸する。部分含浸プレプレグを調製する場
合には、織物層の上面および下面の双方が部分的に含浸されるのが好ましい。
【００３９】 部分含浸プレプレグは、積層体を真空にした時に、プレプレグ中の、閉じ込め
られた空気および／または他の揮発性物を除去することのできる、排出路を提供
する乾燥繊維を、プレプレグの中心に有している。部分含浸プレプレグはまた、
厚い積層体プレプレグ（「ＴＬＰ」）とも呼ばれる。発明に従って、部分含浸プ
レプレグで、または多数の部分含浸プレプレグをともに積み重ねることによって
、積み上げを作成する。多量の部分含浸プレプレグ中の、さまざまな層の配向は
、生成される構造物の所望の方向強度に基づく。部分含浸プレプレグまたは部分
含浸プレプレグのスタックを任意に、交差に重ねた方向に縫い合わせる。
【００４０】 部分含浸プレプレグまたは部分含浸プレプレグのスタックの硬化は、低温で真
空バッグ法によって行うことができる。このような硬化の方法は、一般の当業者
に良く知られている。
【００４１】 好ましい実施形態では、米国特許第４，６２２，０９１号に例示されたように
、部分含浸プレプレグまたは部分含浸プレプレグのスタックを、ブリーザーテー
プなどのコンジットが通過する樹脂含量制御容器で密封する。次に、樹脂含量制
御容器を真空容器に密封する。空気および他の気体は、この容器を介して除去さ
れる。その後、この複合物を加熱する。樹脂が、部分含浸プレプレグに浸入する
につれ、部分含浸プレプレグ中に残存する空気および他の気体が、部分含浸プレ
プレグ、およびブリーザーテープを形成する繊維によって造られたコンジットを
経由して除去される。
【００４２】 部分含浸プレプレグは、ツール上に置かれ、これが真空容器の一部を形成する
ことができるのが好ましい。ツールは、部分含浸プレプレグから、はく離フィル
ムによって引き離すことができるが、これが次に、樹脂含量制御容器の一部を形
成する。このツールは、繊維強化樹脂複合物の隣接表面が形成されるにつれて、
これを成形する。
【００４３】 この発明の別の側面によれば、第２のツールを、繊維強化複合構造の相対する
表面が形成されるにつれて、これを成形するのに使用した第１のツールに対し、
部分含浸プレプレグの別の側に設置することができる。第２のツールは、はく離
層によって上部樹脂層から引き離すことができる。
【００４４】 この発明の別の側面によれば、木材、気泡、ハニカムなどから形成された中心
芯を、部分含浸プレプレグ層の間に設置することができる。一方、または、さら
に、二重層を、部分含浸プレプレグの一側面に設置して、伸長された強化領域を
作成することができる。このような実施形態は、米国特許第４，６２２，０９１
号に例示されている。
【００４５】 本発明の空隙のない積層体は、積み上げられた部分含浸プレプレグを、ツール
上に設置した後、不浸透膜、例えば減圧バッグ専用圧力によって密封する工程を
使用して調製されるのが好ましい。この膜によって密封された体積を真空排気し
、アセンブリをゆっくりと加熱する。周囲大気圧により、プレプレグが合体して
成形積層体を形成するのに必要な力が提供され、温度上昇率により、確実に、不
硬化樹脂が十分に移動して最大に焼固され、最終的には、より高温で樹脂のゲル
化および硬化がなされる。
【００４６】 一方、本発明の空隙のない積層体を製造する別の方法は、オートクレーブ圧を
利用することである。オートクレーブは、積み上げられた部分含浸プレプレグが
、容易に合体して強化複合材料を形成することができるように、これらを高温お
よび高圧にさらすことができる。
【００４７】 強化織物層はそれぞれ、多数の強化連続繊維および／または支持連続繊維から
形成される。繊維は、一方向、織り合わせ織物、メリヤス織物、渦巻きマット、
フェルトマット、巻きつき、組み込みなどの、いずれの従来の形状であることも
できる。繊維強化材料は、ガラス、石英、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）ポリアミド
などの有機物、炭素、黒鉛などであることができる。
【００４８】 一方向のテープが使用される場合には、各層は、多数の並列配向トウから形成
される。トウは、多数の一方向強化合成繊維の、目の粗い、基本的にはよじれの
ないストランドである。各トウは、例えば１，０００、３，０００、６，０００
、１２，０００、２４，０００、４８，０００、５６，０００、または１２５，
０００の繊維などを有することができる。トウは、クロス−トウ編みによって、
または熱可塑性樹脂などの少量の樹脂によって、所定の場所にゆるく保持される
ことができる。トウはまた、横糸を挿入したメリヤス編みによって結合すること
もできる。
【００４９】 層の配向は、生成される繊維強化樹脂複合物の、所望する方向強度に基づく。
慣例的には、数層は、あらかじめ決められた方向と平行に置かれるが、これは通
常、生成するモノリス構造にかかると思われる主力の方向である。トウがこの方
向に置かれる層は、０°層と一般に呼ばれる。他の層は、０°層に角度をもって
置かれる。普通、数層のトウの軸は、０°層のトウ方向と直角に置かれる。こう
した層は、９０°層と一般に呼ばれる。
【００５０】 トウが、０°層のトウの方向に対して、多少の他の角度で置かれている層は、
＋層および−層と呼ばれる。最も一般的には、こうした層のトウは、０°層のト
ウ方向に対して＋４５°および−４５°の角度を形成する。０°層、９０°層、
＋層、および−層の数、および、これらがどのように差し込まれるかは、勿論、
生成するモノリス構造に左右される。繊維強化樹脂複合物の層の数、および配向
を測定する設計技法は、このような複合物の製造に精通した者に知られており、
このような設計技法は、当業者に良く知られているので、ここでは記載しない。
【００５１】 本発明を、例を挙げて、添付の図面を参照してここで説明する。積み上げを、
ツール表面２上の、繊維ガラス強化されたＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ポリテトラ
フルオロエチレン４上に置かれた、部分含浸プレプレグまたは部分含浸プレプレ
グのスタック６から形成する。次に、部分含浸プレプレグまたは部分含浸プレプ
レグのスタック６を、フィルム１６およびガラス布１８で覆う。その後、部分含
浸プレプレグまたは部分含浸プレプレグのスタック６を、１層または複数層のブ
リーザーテープ２０などの、真空排気コンジットと接触するように配置する。上
面および下面に接した樹脂フィルムの端が、真空下で接合するのを防止するため
に、ゴムダム１０および繊維ガラステープ１４を、部分含浸プレプレグまたは部
分含浸プレプレグのスタック６の端に配置する。組み立て全体を、システムを封
着する端で、粘着テープ１２によって、真空容器２２中に密封する。次いで、真
空容器内の空気および他の気体を、バルブ２４を開けて真空排気して、真空をつ
くる。ひとたび真空容器中で真空がつくられたら、空気および他の気体を真空排
気し、真空容器の内容を加熱する。加熱をする間、部分含浸された樹脂は、強化
繊維層および／または支持繊維層の領域内に浸み込み、たとえあるとしてもわず
かな多孔度を有する、繊維強化樹脂複合物を作成する。
【００５２】 好ましい実施形態では、部分含浸プレプレグまたは部分含浸プレプレグのスタ
ックを、樹脂含量制御容器の中に密封し、樹脂含量制御容器を真空排気する。こ
の技法は、積み上げからの樹脂のブリードを防止する。積み上げ樹脂の不測のブ
リードは、樹脂含量ひいては樹脂強度の予測のつかない、繊維強化樹脂複合物が
生成される結果を招く。このような複合物は、宇宙船、航空機などの多くの状況
では、不満足なものである。
【００５３】 真空容器内に樹脂含量制御容器を配置すると、一重バッグ配列では満たすこと
のできない、多くの利点を有する二重バッグ配列が作成される。二重バッグ配列
を用いる第一の理由は、高温（約２５０°Ｆ）加工に使用される、従来のはく離
フィルム（例えば、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ポリテトラフルオロエチレン）が
、軟質で、それゆえ鋭利な物質と接触すると引き裂かれるため、低品質の真空バ
ッグを作ることである。第二の理由は、二重バッグ配列は、多くの地点で、樹脂
含量制御容器に通気孔を開ける経路を提供するためである。こうして、空気およ
び揮発性物のための多くの排出路が提供される。樹脂の流動により数路が切断さ
れても、他が残る。第三の理由は、二重バッグ配列は、樹脂が真空ライン中に流
れ込むのを防止するために、多量のブリーザーテープを使用する必要性を回避す
る方法で、積み上げの周囲に樹脂含量制御容器がぴったり適合するようにするた
めである。
【００５４】 本発明は、ある特定なタイプの樹脂に限定するものではない。むしろ、含浸お
よび硬化の間に、わずかな粘着性を有し、織物層全体に十分に流動する樹脂組成
物が、使用できる。わずかな粘着性を有する樹脂は、加圧すると接触物に付着す
るが、容易に離れる。非粘着性樹脂は、加圧をしても貼り付かないが、一方、粘
着性樹脂は、接触物に付着し、容易には離れない。
【００５５】 好ましい樹脂は、貯蔵に安定である。樹脂は、約５５℃から約７５℃で、約１
００ポアズから約１２００ポアズの最小粘度を示すのが好ましい。本発明の樹脂
は、約５５℃から約７５℃で、約１００ポアズから約４００ポアズの最小粘度を
有するのがより好ましい。本発明の樹脂は、約６０℃から約７０℃で、約１００
ポアズから約２００ポアズの最小粘度を有するのが最も好ましい。
【００５６】 本発明の樹脂組成物は、ある一定のさらなるレオロジー特性を有するのが好ま
しい。好ましい実施形態の一つでは、この樹脂組成物は、室温、例えば２０〜２
２℃で、わずかな粘着性を有する半固体である。周囲温度では、樹脂組成物の粘
度は、真空下で全揮発性物が除去される前に、プレプレグ中で流動して気体の経
路を遮断することができないような粘度である。さらに、樹脂組成物が高い粘着
性を示す場合には、プレプレグは、揮発性物および空気を閉じ込めることができ
る。一般に約５５℃から約７５℃（もっと高い硬化温度および低い硬化温度を使
用することができるが）の、高い硬化温度では、樹脂は、プレプレグの繊維を完
全に浸潤するために、液化され、約１００ポアズから１２００ポアズの範囲の粘
度を有する必要がある。
【００５７】 使用に適切な樹脂タイプには、限定するものではないが、熱硬化性樹脂および
熱可塑性樹脂などがある。熱硬化性樹脂には、限定するものではないが、エポキ
シ樹脂、ビスマルイミド（ＢＭＩ）、フェノール類、シアン酸エステル類、ポリ
エステル類、ポリイミド類などがある。いずれにしても、使用される樹脂は、本
発明の特定用途の真空／温度／圧力条件下で、沸騰したり発泡する共沸空気およ
び不純物が、実質的に含まれていないのが好ましい。このような樹脂の混合物も
また、使用することができる。所望の均衡のとれた粘着性、粘度および安定性を
備える樹脂組成物を提供するためには、樹脂混合物が好ましい。樹脂の所望の性
質と適合する、従来の樹脂添加物もまた、使用することができる。
【００５８】 一般に、エポキシ樹脂およびＢＭＩ樹脂を使用するのが好ましい。特に好まし
いエポキシ樹脂は、約６５℃で、約１００ポアズから約１２００ポアズの最小粘
度を有する。特に好ましいＢＭＩ樹脂は、約６５℃で、約１００ポアズから約４
００ポアズの最小粘度を有する。
【００５９】 好ましいレオロジー特性、例えば、室温では、わずかな粘着性を有する半固体
状態で、約５５℃〜７５℃の硬化温度では、低粘度の液体であるエポキシ樹脂は
、市販されている。このような特性を有する、エポキシクレゾールノボラック樹
脂が好ましい。例えば、表１に、ＥＣＮ９５１１の１００部樹脂（「ｐｈｒ」）
当たりの樹脂製剤の割合を示すが、ＥＣＮ９５１１は、ＮＹ、Ｈａｗｔｈｏｒｎ
ｅのＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙから市販されている、エポキシクレゾールノボラック
樹脂であり、プレプレグを部分的に含浸するために使用する。ＥＣＮ９５１１は
、室温で半固体樹脂である。Ｃｕｒｉｍｉｄ−ＣＮは、イミダゾール触媒であり
、ＭＡ、Ｎｅｗｂｕｒｙ Ｐｏｒｔの、Ｐｏｌｙ Ｏｒｇａｎｉｘから市販され
ている。この樹脂製剤を使用して、空隙のない積層体を、低圧および低温で調製
することができる。
【００６０】
【表１】
【００６１】 ＥＣＮ９５１１は、下記の式を有し、下式で、ｎは、１．７である。
【００６２】
【化３６】
【００６３】 本発明で使用する所望のレオロジー特性を有する樹脂組成物を調製するために
、半固体樹脂と液状樹脂の組合せもまた使用することができる。例えば、本発明
は、 （ａ）トリス（ヒドロキシフェニル）メタンをベースとしたエポキシ半固体樹
脂、約７０から約９０重量パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン液状樹脂約１０から約３０重量パ
ーセントと を有する樹脂組成物を使用する。
【００６４】 所望のレオロジー特性を有する樹脂組成物を形成するために、液状樹脂と共に
半固体樹脂を使用する、典型的な製剤を表２に示す。ＴＡＣＴＩＸ７４２は、Ｍ
Ｉ、Ｍｉｄｌａｎｄの、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販されている、半固
体のトリス（ヒドロキシフェニル）メタンをベースとするエポキシ樹脂であり、
ＭＹ９６１２は、ＮＹ、ＨａｗｔｈｏｒｎｅのＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙから市販さ
れている、液体のテトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂である。
【００６５】
【表２】 ＴＡＣＴＩＸ７４２は、下記の式を有し、
【００６６】
【化３７】 ＭＹ９６１２は、下記の化学式を有する。
【００６７】
【化３８】
【００６８】 所望のレオロジー特性を有する樹脂組成物を形成するために、固体樹脂、半固
体樹脂、および液状樹脂の組合せもまた、使用することができる。このような樹
脂組成物の好ましい実施形態は、 （ａ）フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル約４５から約６５重量
パーセントと、 （ｂ）ビスフェノールＡエポキシ半固体樹脂約５から約２０重量パーセントと
、 （ｃ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約１０から約３０重量パーセントと
を有する。
【００６９】 固体樹脂、半固体樹脂、および液状樹脂それぞれの、適切な混合物の典型例を
、表３に示す。
【００７０】
【表３】
【００７１】 フェノールノボラック固体樹脂のグリシジルエーテルであるＤＥＮ４３８、ビ
スフェノールＡエポキシ半固体樹脂であるＤＥＲ３３１、およびビスフェノール
Ａエポキシ液状樹脂であるＤＥＲ６６１はすべて、ＭＩ、ＭｉｄｌａｎｄのＤｏ
ｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販されている。
【００７２】 ＤＥＮ４３８は、下記の式を有し、下式で、ｎは、２．６である。
【００７３】
【化３９】
【００７４】 ＤＥＲ３３１は、下記の式を有し、下式で、ｎは、０．１である。
【００７５】
【化４０】
【００７６】 ＤＥＲ６６１は、下記の式を有し、下式で、ｎは、２．５である。
【００７７】
【化４１】
【００７８】 所望のレオロジー特性を有する樹脂組成物を形成するために、固体樹脂と液状
樹脂の組合せもまた使用することができる。このような樹脂組成物の好ましい実
施形態は、 （ａ）クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル約２０から約３０重量
パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂約３５から約４５重量パーセ
ントと、 （ｃ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約１４から約２６重量パーセントと
、 （ｄ）ビスフェノールＡエポキシ固体樹脂約０から約８重量パーセントとを有
する。
【００７９】 クレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテルの好ましい例は、ＤＥＮ４３
９であり、下記の式を有し、下式で、ｎは、２．８である。
【００８０】
【化４２】 テトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂の好ましい例は、ＭＹ９６１２である
。ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂の好ましい例は、ＤＥＲ６６１である。ビ
スフェノールＡエポキシ固体樹脂の好ましい例は、ＤＥＲ６６９であり、下記の
式を有し、下式で、ｎは、３０．５である。
【００８１】
【化４３】
【００８２】 好ましい実施形態では、樹脂組成物は、 （ａ）約２５重量パーセントで下式のｎは、２．８の
【００８３】
【化４４】 と、 （ｂ）約４０重量パーセントの下式の
【００８４】
【化４５】 と、 （ｃ）約１８重量パーセントで下式のｎは、２．５の
【００８５】
【化４６】 と、 （ｄ）約８重量パーセントで下式のｎは、３０．５の
【００８６】
【化４７】 と、を有する。
【００８７】 別の好ましい実施形態では、樹脂組成物は、 （ａ）約２４重量パーセントで、下式のｎは２．８の
【００８８】
【化４８】 と、 （ｂ）約４０重量パーセントの
【００８９】
【化４９】 と、 （ｃ）約２２重量パーセントで、下式のｎは２．５の
【００９０】
【化５０】 と、 （ｄ）約４重量パーセントで、下式のｎは３０．５の
【００９１】
【化５１】 と、を有する。
【００９２】 樹脂組成物中の各樹脂の量は、本発明の目的物を実現するために、広範な量に
変化させることができる。一般に、約１００から１２００ポアズの粘度を有する
、室温で半固体、硬化温度で液体である樹脂組成物を提供するために、十分な量
の樹脂を使用する。
【００９３】 部分含浸プレプレグ中で、適切な樹脂ローディングを決定するためには、織物
のかさ密度を考慮に入れなければならないことを理解されよう。織物のかさ密度
が高いほど、より低い樹脂ローディングを要する。従って、多数の織物では、部
分含浸プレプレグ中の樹脂の量は、部分含浸プレプレグの総量をベースとして、
約５０重量パーセントまでが好ましく、２５重量パーセントから約４０重量パー
セントがより好ましく、約３０重量パーセントから３５重量パーセントが最も好
ましい。通常、部分含浸プレプレグの総量をベースとして、樹脂ローディングが
２５重量パーセント未満であると、生成する積層体の空隙含量が増加し、この発
明の目的物を実現することができない。積層体が基本的に空隙がないことが必須
でない場合には、約２５重量パーセント未満の、より低い樹脂ローディングを使
用することができる。高いかさ密度の織物を使用するか、複合材料の空隙レベル
が、例えば２％をはるかに超えることが可能である場合には、樹脂ローディング
は、実質上２５重量パーセント未満であることができる。
【００９４】 樹脂が、プレプレグ全体に均一に分配される場合には、いくつかの不都合がそ
の結果生じる。第一に、閉じ込められた空気は、複合材料を製造するのに使用し
たプレプレグから逃げられない。空気が閉じ込められた結果、複合材料は、望ま
しくない空隙を有することになる。空隙が形成されると、複合材料の力学的性質
を非常に損ない、多くの場合、部品が使用できるようになる前に、部品を排除す
るために、莫大な修理費を要する。第二に、樹脂がプレプレグ全体に分配される
場合には、プレプレグ内の樹脂は、粘着性を一切もたらさず、これにより、製品
に問題が生じる可能性がある。樹脂が全体に分配されたプレプレグの不都合は、
本発明の部分含浸プレプレグによって対処される。部分含浸プレプレグは、閉じ
込められた空気をプレプレグから排出するのを促進する経路を提供し、その結果
、基本的に空隙のない複合材料が形成される。さらに、部分含浸プレプレグは、
プレプレグの表面上に、より多くの樹脂が分配するようにさせ、粘着性の低い樹
脂の粘着性を向上させる。樹脂の粘着性は、積み上げの目的にとって非常に重要
である。例えば、型が垂直面である場合には、プレプレグは、その表面に付着し
て、重力による落下に抵抗できなければならない。さらに、部分含浸プレプレグ
は、多くの場合、例えば型に一致することができるようにするなど、プレプレグ
のドレープを改善する。改善されたドレープは、前駆形状が容易に積み上げられ
るのを促進する。
【００９５】 本発明で使用するのに適切な硬化剤は、当業者に良く知られており、使用する
樹脂組成物に左右されるものである。例えば、エポキシ樹脂の場合には、使用に
適する硬化剤には、限定するものではないが、シアノグアニジン約２ｐｈｒから
約８ｐｈｒ、芳香族ジアミン約１５ｐｈｒから約４５ｐｈｒ、アミン約１ｐｈｒ
から約３０ｐｈｒ、イミダゾール約１ｐｈｒから約５ｐｈｒ、置換された尿素、
約２ｐｈｒから約１０ｐｈｒ、第三級アミン約１ｐｈｒから約１０ｐｈｒ、酸無
水物約３０ｐｈｒから約１３５ｐｈｒ、ＢＦ３−ＭＥＡ（三フッ化ホウ素メチル
エチルアミン）などのルイス酸約１ｐｈｒから約５ｐｈｒ、ヒドラジド約１０ｐ
ｈｒから約４０ｐｈｒ、および、前述の硬化剤の組合せなどがある。ＢＭＩ類は
一般に、約０．０５ｐｈｒから約２ｐｈｒのＴＰＰ（トリフェニルホスフィン）
、またはイミダゾール硬化剤で触媒される。
【００９６】 好ましい硬化剤には、例えば、樹脂組成物（シアノグアニジン、またはジシア
ノジアミドとしても知られる、ジシアンジアミド）をベースとして、約３から約
５重量パーセントのＨ２ＮＣ（＝ＮＨ）ＮＨＣＮなどがあり、ＣＡ、Ｌｏｓ Ａ
ｎｇｅｌｅｓのＰａｃｉｆｉｃ Ａｎｃｈｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販さ
れている。
【００９７】 別の好ましい硬化剤は、約１．５から約２．５重量パーセントのトルエンビス
ジメチル尿素であり、ＭＤ、Ｈａｖｒｅ ｄｅ ＧｒａｃｅのＣｙｔｅｃ Ｆｉ
ｂｅｒｉｔｅから、ＣＡ１５０として市販されており、下記のような構造である
。
【００９８】
【化５２】
【００９９】 さらに好ましい硬化剤は、下記の約０．２から約０．５重量パーセントの１−
（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾールであり、ＭＡ、Ｎ
ｅｗｂｕｒｙ ＰｏｒｔのＰｏｌｙ Ｏｒｇａｎｉｘから市販されている。
【０１００】
【化５３】
【０１０１】 前述の説明から容易に理解されるように、本発明は、空隙のない繊維強化樹脂
の複合物（「空隙のない積層体」）を作成するための新しい、改善された方法を
使用するものである。この方法は、積み上げを作成するために、樹脂で部分含浸
プレプレグを使用するので、予め含浸された繊維層を使用する、従来技術の積み
上げに関連した難点が、回避される。より具体的には、硬化温度で部分含浸プレ
プレグ中で使用される樹脂は、液体の形状であり、１００ポアズから１２００ポ
アズの範囲の粘度を有するので、プレプレグの繊維を完全に浸潤する。さらに、
樹脂が層内に浸入するにつれ、部分含浸プレプレグから、空気および気体が排気
されるので、多孔性の最終製品が回避される。
【０１０２】 本発明樹脂の粘度を、樹脂がニュートン特性を有すると仮定して、６５℃〜７
５℃で１ミリメートルの間隙を有する平行板を使用して、レオメトリクスレオメ
ータ（ＲＤＳ−２）で測定した。
【０１０３】 この発明は、下記の実施例から、より良く理解されるであろう。しかし、論述
された特定の方法および結果は、この発明の単に例示的なものであり、この発明
を限定するものではないことを、当業者なら容易に理解されるであろう。
【０１０４】 （実施例１） 変性エポキシ樹脂の調製 下記の手順に従って、部分含浸するプレプレグ用の、変性エポキシ樹脂を調製
した。樹脂組成物を調製するために使用した各成分の量を、表４に記載する。樹
脂組成物Ａを、一方向のテーププレプレグを部分的に含浸するために上手に使用
し、樹脂組成物Ｂを、布プレプレグを部分的に含浸するために上手に使用した。
【０１０５】
【表４】
【０１０６】 樹脂組成物用の成分は、すべて市販されており、エポキシ樹脂ＤＥＮ４３９（
フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル）、ＤＥＲ６６１（ビスフェノ
ールＡエポキシ液状樹脂）、およびＤＥＲ６６９（ビスフェノールＡエポキシ固
体樹脂）は、ＭＩ、ＭｉｄｌａｎｄのＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から、ＭＹ９
６１２は、ＮＹ、ＨａｗｔｈｏｒｎｅのＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙから、尿素触媒Ｃ
Ａ１５０は、ＭＤ、Ｈａｖｒｅ ｄｅ ＧｒａｃｅのＣｙｔｅｃ Ｆｉｂｅｒｉ
ｔｅから、イミダゾール触媒Ｃｕｒｉｍｉｄ−ＣＮは、ＭＡ、Ｎｅｗｂｕｒｙ
ＰｏｒｔのＰｏｌｙ Ｏｒｇａｎｉｘから、ＤＩＣＹ（ジシアンジアミド）は、
ＣＡ、Ｌｏｓ ＡｎｇｅｌｅｓのＡｎｃｈｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎから市販されている。
【０１０７】 製剤ＡおよびＢを有する樹脂を調製するための一般的な手順 混合ブレード、および温度計を備えた混合機（ＭＹＥＲＳ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ、Ｉｎｃ．、Ｂｅｌｌ、ＣＡ）を、２７０°Ｆに加温した。ＭＹ９６１２
を、混合機に加えた。ひとたびＭＹ９６１２の温度が２５０°Ｆに到達したら、
混合ブレードを回転させ、ＤＥＲ６６９を加えた。生成混合物を、２５０＋２０
°Ｆで１時間攪拌して、固体のＤＥＲ６６９をすべて溶解させた。次に、２５０
°Ｆで、ＤＥＲ６６１を混合物へ加えた。この混合物を約３０分間攪拌して、Ｄ
ＥＲ６６１を溶解させた。次に、２５０°Ｆで、ＤＥＮ４３９を加え、１０分間
混合した。混合物の温度を１８０°Ｆまで降下させた。次にＤＩＣＹを加え、１
０分間混合した。こうして樹脂組成物は、プレプレグを部分的に含浸するのに使
用する用意が整った。
【０１０８】 （実施例２） 横６１センチメートル、縦６１センチメートルの寸法の、２つの一方向に部分
含浸プレプレグを、繊維強化テフロン（登録商標）フィルム上に積み上げた。こ
のフィルムを、減圧バッグ専用圧力装置中のツール表面上に置いた。各プレプレ
グは、実施例１の変性エポキシ樹脂（樹脂組成物Ａ）で部分含浸された、Ｇ３０
〜５００炭素繊維（日本のＴｏｈｏより入手）を含んだ。各プレプレグは、面積
繊維重量が１４５ｇ／ｍ２で、樹脂含量が３６重量パーセントであった。各プレ
プレグの上面、および下面を含浸した。
【０１０９】 積み上げられたプレプレグを、室温で１０分間、１／２インチの絶対圧力下で
、かさを減らした。ゴムダム、および繊維ガラステープを使用して、端領域の周
辺でプレプレグがはさみとられるのを回避した。真空の解除に続き、別の２つの
プレプレグを、１組のかさを減らしたプレプレグ上に積み上げ、かさを減らす工
程を繰り返した。プレプレグを積み上げるこの工程を、４０のプレプレグが、［
０，９０］１０Ｓの配置を有して積み上げられるまで繰り返した。プレプレグが
、最も枝分かれの少ない配向であるので、この積み上げ配置は、空隙のない積層
体の製造には、不向きであると考えられる。
【０１１０】 積み上げられたプレプレグの、かさを減らすことが完了したらすぐに、ＦＥＰ
フィルム、ガラス布、およびポリエステルブリーザーを、真空容器中の、多量の
プレプレグの頂部上方に配置した。次に、完全な減圧バッグ専用圧力装置を、空
気循環炉に入れ、１３ｍｍＨｇ以下の絶対圧力下で、１分間に１．７℃の昇温速
度で、温度を室温から６５℃に上昇させた。プレプレグから気体を出し、合体し
、ゲル化させるために、温度を６５℃に１４時間維持した。その後、真空を除去
する前に、１分間に２．８℃の割合で、温度を室温にまで下げ、アセンブリを解
体して、積層体を除去した。
【０１１１】 積層体を、１分間に１．７℃の昇温速度で１７７℃にまで加熱することによっ
て、後硬化した。この温度を２時間維持した。次に、この温度を１分間に２．８
℃の割合で室温にまで下げた。その後、生成積層体を、以下に記載するいくつか
の試験に供した。
【０１１２】 空隙の仕上がり評価 硬化された積層体の空隙含量を、Ｃ−スキャナーを使用して検査した。鉛ドッ
トを使って、Ｃ−スキャン信号の感度を測定した。Ｃ−スキャンによる検査の結
果、積層体には、空隙がないことが認められた。
【０１１３】 硬化された積層体の、中心領域の顕微鏡写真を撮影することによって、空隙の
仕上がりも検査した。試験前に、積層体を切断して磨いた。顕微鏡写真による試
験から、積層体中に空隙が存在しないというＣ−スキャンの結果が立証された。
【０１１４】 ガラス転移温度（「Ｔｇ」） ＤｕＰｏｎｔ ９８３ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙ
ｚｅｒを使用して、ガラス転移温度を測定した。表５に報告したＴｇデータは、
貯蔵率曲線から得た開始温度である。試験中、温度を１０℃／分で上昇させた。
【表５】 １）沸騰水に４８時間浸した。
【０１１５】 （実施例３） 衝撃試験後の圧縮強さ（「ＣＡＩ」） 実施例２に従って、以下の配置［４５，０，−４５，９０］４Ｓを有する積層
体を調製した。重さ５．１５５ｋｇ、直径１．５８ｃｍの半球状の先端衝撃物を
備えた、装置化衝撃機、Ｄｙｎａｔｕｐ Ｍｏｄｅｌ ８２００（Ｄｙｎａｔｕ
ｐ、Ｓａｎｔａ Ｂａｒｂａｒａ、ＣＡ）を、板厚あたり６．６７５ＫＪ／ｍ（
１，５００ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ）の目標衝撃エネルギーレベルを達成する高さにセ
ットした。
【０１１６】 ＳＡＣＭＡ ＳＲＭ２Ｒ−９４に従って、試験用に積層体を調製し、鋼鉄製の
衝撃支持台上に設置した。衝撃物の先端を、積層体に１回当てるものとする。
【０１１７】 衝撃試験の終了後、ＳＡＣＭＡ ＳＲＭ２Ｒ−９４に従って、積層体を圧縮試
験器具中で組み立てて、衝撃試験後の圧縮強さを測定した。衝撃試験後の圧縮結
果を表６に示す。
【０１１８】
【表６】
【０１１９】 （実施例４） 短ビームせん断試験（「ＳＢＳ」） 実施例２に従って、配置［０］１６を有する積層体を調製した。試験では、Ａ
ＳＴＭ Ｄ２３４４に従って、口径０．６３３ｃｍの荷重先、および口径０．３
１６ｃｍの支持先を備える３点荷重試験器具を使用した。積層体のサイズは、４
：１の積層体厚のスパンを有する、２．５３ｃｍ×０．６３３ｃｍ（１インチ×
０．２５インチ）であった。短ビームせん断試験の結果を、表７に示す。
【０１２０】
【表７】
【０１２１】 ２）沸騰水に２４時間含願する。
【０１２２】 （実施例５） ０°圧縮強さ試験 実施例２に従って、積層体を調製し、この積層体は、［０］３の配置を有した
。ＡＳＴＭ Ｄ６９５に従って、積層体上で、０°圧縮強さ試験を行った。試験
用に積層体を所定の場所に保持するため、タブを使用した。タブは、Ｍｅｔａｌ
ｂｏｕｎｄ１５１５（商標）接着剤を使用して積層体に接着させた。０°圧縮強
さ試験の結果を、表８に示す。
【０１２３】
【表８】
【０１２４】 （実施例６） 織り布プレプレグを、一方向テーププレプレグに代用する変更を加えて、実施
例２の方法を繰り返した。各プレプレグは、実施例１からの変性エポキシ樹脂（
樹脂組成物Ｂ）で部分含浸された、織られた材料Ｇ３０−５００−５ＳＨ−６Ｋ
（日本のＴｏｈｏから入手）を含んだ。各プレプレグは、単位長さあたりの繊維
重量が３７３ｇ／ｍであり、樹脂含量が４０重量％であった。実施例２に記載し
た方法に従って、硬化積層体の空隙含量を検討したところ、空隙は存在しなかっ
た。
【０１２５】 特に指示のない限り、配置［０，４５，０，４５，０］ｓを有する積層体に対
して、実施例２〜５に記載したような追加の試験を実施した。ＳＢＳ試験に使用
した積層体の積み上げ配置は、［０］８であった。０°圧縮試験に使用した積層
体の積み上げ配置は、［０］８であった。ＣＡＩ試験に使用した積層体の積み上
げ配置は、［４５，０］３Ｓであった。試験結果を表９に示す。
【０１２６】
【表９】
【０１２７】 （実施例８） 炭素繊維布プレプレグを、表１〜４からの樹脂組成物で部分含浸した。部分含
浸プレプレグを、実施例２と同様の方法で処理して、空隙のない積層体を形成し
た。Ｃ−スキャンおよび横断面の顕微鏡写真を使用した検査の結果、積層体には
、１パーセント未満の空隙が存在することが認められた。
【０１２８】 （実施例９） 一方向テープを、表１〜４からの樹脂組成物で部分含浸した。部分含浸プレプ
レグを、実施例２と同様の方法で処理して、空隙のない積層体を形成した。Ｃ−
スキャンおよび横断面の顕微鏡写真を使用した検査の結果、積層体には、１パー
セント未満の空隙が存在することが認められた。
【０１２９】 （実施例１０） 変性エポキシ樹脂の寿命 室温（２４℃以下）で１０日間保管された、部分含浸プレプレグを用いて、積
み上げ配置［０，９０］１０Ｓを有する積層体を、実施例２に従って調製した。
低温硬化できる部分含浸プレプレグの寿命は、通常短い。部分含浸プレプレグは
、粘着性を失うことが知られており、時間が経つにつれて、樹脂粘度が増大する
。したがって、粘度の高い樹脂は、低い硬化温度では、繊維を完全に浸潤できな
い可能性があり、その結果、空隙を発生させる可能性がある。実施例２に記載し
た方法に従って、積層体を試験した結果、空隙は存在しなかった。
【０１３０】 （実施例１１） エポキシ変性樹脂の安定性 レオロジー分析器を使用して、６５℃で、実施例１からのエポキシ変性樹脂組
成物（樹脂組成物Ｂ）の安定性を試験した。室温で１１日間貯蔵した後、６５℃
での樹脂粘度は、２倍未満であった。
【０１３１】 （実施例１２） オートクレーブで硬化された積層体とオートクレーブで硬化されなかった積
層体のＣＡＩ値の比較 実施例２と６に従って、積層体を調製した。典型的な１７７℃のオートクレー
ブで硬化されたエポキシ／炭素繊維プレプレグシステム、Ｃｙｃｏｍ（登録商標
）５２３９−１（ＣＡ、ＡｎａｈｅｉｍのＣｙｔｅｃＦｉｂｅｒｉｔｅから市販
）と並んで、積層体のＣＡＩ値を測定した。０．５８６ＭＰａ（８５ｐｓｉ）の
圧力をかけて、Ｃｙｃｏｍ（登録商標）５２３９−１積層体を加工処理した。同
一の試験条件下では、実施例２と６、例えば、真空バッグ圧のみに従って調製さ
れた積層体は、オートクレーブで硬化された積層体のＣＡＩ値と非常に類似のＣ
ＡＩ値を示した。
【０１３２】 本発明の他の目的、利点、特色、および変更は、当業者には明らかであろう。
本発明は、以下の請求項に示したものを除いて、限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ツール表面上に、部分含浸プレプレグを備える、減圧バッグ専用圧力による、
多成分の積み上げの横断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 スー， グォ フェン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92612， アーヴァイン， ニュートン コート 18 (72)発明者 レペッカ， ライナス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92806， アナハイム， エヌ． クレー マー ブールバード 1440 (72)発明者 モータイマー， スティーヴ イギリス国 ９ユーゼッド エルエル13 レクサン， レクサン インダストリアル エステート， シー／オー サイテック エアロスペース リミテッド (72)発明者 ピーク， スティーヴ アメリカ合衆国 メリーランド州 21050， フォレスト ヒル， ドネイア ロード 1212 (72)発明者 ボイド， ジャック アメリカ合衆国 アリゾナ州 95040， フェニックス， イースト メロディー ドライブ 3524 Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AA07 AB02 AB08 AB09 AB10 AB22 AD07 AD27 AD28 AD31 AE01 AG03 AH02 AH04 AH05 AH06 AH22 AJ04 AK05 AK14 AL02 4J036 AA06 AC02 AD08 AF06 AF08 AH07 DC25 DC31 DC40 JA08 JA11

Claims (82)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
    分含浸プレプレグが樹脂組成物を部分的に含浸させた繊維層を有するステップと
    、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
    に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を（ｉ）前記繊維層に十分
    に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成する
    ステップと、 を有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記繊維層は複数の並列配向トウで形成され、各々のトウは複数の一方向強化
    繊維で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記複数の一方向強化繊維が、ガラス、石英、有機物、炭素および黒鉛からな
    るグループから選択されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記樹脂組成物を前記繊維層の片面に部分的に含浸させることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記樹脂組成物を前記繊維層の両面に部分的に含浸させることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記樹脂組成物がフィルム、粉末または液体であることを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記樹脂組成物が、硬化温度で約１００ポアズから約１２００ポアズの粘度を
    有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 第２の部分含浸プレプレグをステップ（ａ）の前記部分含浸プレプレグ上に配
    置するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記第２の部分含浸プレプレグが、樹脂組成物を部分的に含浸させた繊維層を
    有ることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記繊維層は複数の並列配向トウで形成され、各々のトウは複数の一方向強化
    繊維で形成されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記複数の一方向強化繊維が、ガラス、石英、有機物、炭素および黒鉛からな
    るグループから選択されていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 ステップ（ａ）の前記部分含浸プレプレグと前記第２の部分含浸プレプレグと
    の間にコアを配置するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記コアがハニカムコアであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記樹脂組成物は室温では半固体樹脂であり、硬化温度では粘度が約１００か
    ら１２００ポアズの液体になっていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記加熱は約５５℃から約７５℃の温度で前記樹脂を硬化させることを特徴と
    する請求項１に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記加熱は約６５℃の温度で、前記樹脂を硬化させることを特徴とする請求項
    １５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記温度が１４時間維持されていることを特徴とする請求項１６に記載の方法
    。
  18. 【請求項１８】 前記温度が、１３ｍｍＨｇ以下の絶対圧力のもとで室温から毎分１．７℃の昇
    温速度で上昇することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記空隙のない積層品を、前記積層品を約１７５℃から約１８５℃の温度に加
    熱することによって後硬化させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記空隙のない積層品は航空機または宇宙船の材料であることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 （ａ）トリス（ヒドロキシフェニル）メタンベースのエポキシ半固体樹脂約７
    ０から約９０重量パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン液状樹脂約１０から約３０重量パ
    ーセントと、 を有することを特徴とする樹脂組成物。
  22. 【請求項２２】 前記トリス（ヒドロキシフェニル）メタンベースのエポキシ半固体樹脂が、 【化１】 を有することを特徴とする請求項２１に記載の樹脂組成物。
  23. 【請求項２３】 前記テトラグリシジルメチレンジアニリン液状樹脂が、 【化２】 を有することを特徴とする請求項２１に記載の樹脂組成物。
  24. 【請求項２４】 前記樹脂組成物が、約５５℃から約７５℃で約１００から約１２００ポアズの
    粘度を有することを特徴とする請求項２１に記載の樹脂組成物。
  25. 【請求項２５】 （ａ）グリシジルエーテルのフェノールノボラック樹脂約４５から約６５重量
    パーセントと、 （ｂ）ビスフェノールＡエポキシ半固体樹脂約５から約２０重量パーセントと
    、 （ｃ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約１０から約３０重量パーセントと
    を有することを特徴とする樹脂組成物。
  26. 【請求項２６】 前記グリシジルエーテルのフェノールノボラック樹脂組成物が、 【化３】 を有し、上式中、ｎは２．６であることを特徴とする請求項２５に記載の樹脂組
    成物。
  27. 【請求項２７】 前記ビスフェノールＡエポキシ半固体樹脂が、 【化４】 を有し、上式中、ｎは０．１であることを特徴とする請求項２５に記載の樹脂組
    成物。
  28. 【請求項２８】 前記ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂が、 【化５】 を有し、上式中、ｎは２．５であることを特徴とする請求項２５に記載の樹脂組
    成物。
  29. 【請求項２９】 前記樹脂組成物が、約５５℃から約７５℃で約１００から約１２００ポアズの
    粘度を有することを特徴とする請求項２５に記載の樹脂組成物。
  30. 【請求項３０】 （ａ）グリシジルエーテルのクレゾールノボラック樹脂約２０から約３０重量
    パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂約３５から約４５重量パーセ
    ントと、 （ｃ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約１４から約２６重量パーセントと
    、 （ｄ）ビスフェノールＡエポキシ固体樹脂約０から約８重量パーセントと、 を有することを特徴とする樹脂組成物。
  31. 【請求項３１】 前記グリシジルエーテルのクレゾールノボラック樹脂が、 【化６】 を有し、上式中、ｎは２．８であることを特徴とする請求項３０に記載の樹脂組
    成物。
  32. 【請求項３２】 前記テトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂が、 【化７】 を有することを特徴とする請求項３０に記載の樹脂組成物。
  33. 【請求項３３】 前記ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂が、 【化８】 を有し、上式でｎは２．５であることを特徴とする請求項３０に記載の樹脂組成
    物。
  34. 【請求項３４】 前記ビスフェノールＡエポキシ固体樹脂が、 【化９】 を有し、上式でｎは３０．５であることを特徴とする請求項３０に記載の樹脂組
    成物。
  35. 【請求項３５】 前記樹脂組成物が、約５５℃から約７５℃で約１００から約１２００ポアズの
    粘度を有することを特徴とする請求項３０に記載の樹脂組成物。
  36. 【請求項３６】 （ａ）約２０から約３０重量パーセントで下式のｎは２．８の 【化１０】 と、 （ｂ）約３５から約４５重量パーセントの 【化１１】 と、 （ｃ）約１４から約２６重量パーセントで下式のｎは２．５の 【化１２】 と、 （ｄ）約０から約８重量パーセントで下式のｎは３０．５の 【化１３】 と、 を有することを特徴とする樹脂組成物。
  37. 【請求項３７】 前記樹脂組成物が、 （ａ）約２５重量パーセントで下式のｎは２．８の 【化１４】 と、 （ｂ）約４０重量パーセントの 【化１５】 と、 （ｃ）約１８重量パーセントで下式のｎは２．５の 【化１６】 と、 （ｄ）約８重量パーセントで下式のｎは３０．５の 【化１７】 と、 を有することを特徴とする請求項３６に記載の樹脂組成物。
  38. 【請求項３８】 前記樹脂組成物が、 （ａ）約２４重量パーセントで下式のｎは２．８の 【化１８】 と、 （ｂ）約４０重量パーセントの 【化１９】 と、 （ｃ）約２２重量パーセントで下式のｎは２．５の 【化２０】 と、 （ｄ）約４重量パーセントで下式のｎは３０．５の 【化２１】 と を有することを特徴とする請求項３６に記載の樹脂組成物。
  39. 【請求項３９】 前記樹脂組成物が、約５５℃から約７５℃で約１００から約１２００ポアズの
    粘度を有することを特徴とする請求項３６に記載の樹脂組成物。
  40. 【請求項４０】 約３から約５重量パーセントのジシアンジアミドをさらに有することを特徴と
    する請求項２１、請求項２５、請求項３０または請求項３６に記載の樹脂組成物
    。
  41. 【請求項４１】 約１．５から約２．５重量パーセントの 【化２２】 をさらに有することを特徴とする請求項２１、請求項２５、請求項３０、請求項
    ３６または請求項４０に記載の樹脂組成物。
  42. 【請求項４２】 約０．２から約０．５重量パーセントの 【化２３】 をさらに有することを特徴とする請求項２１、請求項２５、請求項３０、請求項
    ３６、請求項４０または請求項４１に記載の樹脂組成物。
  43. 【請求項４３】 （ａ）トリス（ヒドロキシフェニル）メタンベースのエポキシ半固体樹脂約７
    ０から約９０重量パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン液状樹脂約１０から約３０重量パ
    ーセントと、 を混合するステップを有する方法によって調製されることを特徴とする樹脂組成
    物。
  44. 【請求項４４】 （ａ）グリシジルエーテルのクレゾールノボラック樹脂約２０から約３０重量
    パーセントと、 （ｂ）テトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂約３５から約４５重量パーセ
    ントと、 （ｃ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約１４から約２６重量パーセントと
    、 （ｄ）ビスフェノールＡエポキシ固体樹脂約０から約８重量パーセントと、 を混合するステップを有する方法によって調製されることを特徴とする樹脂組成
    物。
  45. 【請求項４５】 （ａ）約２０から約３０重量パーセントで下式のｎは２．８の 【化２４】 と、 （ｂ）約３５から約４５重量パーセントの 【化２５】 と、 （ｃ）約１４から約２６重量パーセントで下式のｎは２．５の 【化２６】 と、 （ｄ）約０から約８重量パーセントで下式のｎは３０．５の 【化２７】 と、 を混合するステップを有する方法によって調製されることを特徴とする樹脂組成
    物。
  46. 【請求項４６】 空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
    分含浸プレプレグが部分的に樹脂組成物を含浸させた繊維層を有し、前記樹脂組
    成物がグリシジルエーテルのクレゾールノボラック樹脂を有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
    に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を（ｉ）前記繊維層に十分
    に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成する
    ステップと、 を有することを特徴とする方法。
  47. 【請求項４７】 空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
    分含浸プレプレグが部分的に樹脂組成物を含浸させた繊維層を有し、前記樹脂組
    成物が、（ｉ）トリス（ヒドロキシフェニル）メタンベースのエポキシ半固体樹
    脂約７０から約９０重量パーセントと、（ｉｉ）テトラグリシジルメチレンジア
    ニリン液状樹脂約１０から約３０重量パーセントとを有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
    に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十
    分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成す
    るステップと、 を有することを特徴とする方法。
  48. 【請求項４８】 空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
    分含浸プレプレグが部分的に樹脂組成物を含浸させた繊維層を有し、前記樹脂組
    成物が、（ｉ）グリシジルエーテルのフェノールノボラック樹脂約４５から約６
    ５重量パーセントと、（ｉｉ）ビスフェノールＡエポキシ半固体樹脂約５から約
    ２０重量パーセントと、（ｉｉｉ）ビスフェノールＡ液状樹脂約１０から約３０
    重量パーセントとを有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
    に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十
    分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成す
    るステップと、 を有することを特徴とする方法。
  49. 【請求項４９】 空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
    分含浸プレプレグが部分的に樹脂組成物を含浸させた繊維層を有し、前記樹脂組
    成物が、（ｉ）グリシジルエーテルのクレゾールノボラック樹脂約２０から約３
    ０重量パーセントと、（ｉｉ）テトラグリシジルメチレンジアニリン樹脂約３５
    から約４５重量パーセントと、（ｉｉｉ）ビスフェノールＡエポキシ液状樹脂約
    １４から約２６重量パーセントと、（ｉｖ）ビスフェノールＡエポキシ固体樹脂
    約０から約８重量パーセントとを有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
    に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十
    分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成す
    るステップと、 を有することを特徴とする方法。
  50. 【請求項５０】 空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを真空容器内に密封するステップであって、前記部
    分含浸プレプレグが部分的に樹脂組成物を含浸させた繊維層を有し、前記樹脂組
    成物が、 （ｉ）約２０から約３０重量パーセントで下式のｎは２．８の 【化２８】 と、 （ｉｉ）約３５から約４５重量パーセントの 【化２９】 と、 （ｉｉｉ）約１４から約２６重量パーセントで下式のｎは２．５の 【化３０】 と、 （ｉｖ）約０から約８重量パーセントで下式のｎは３０．５の 【化３１】 と、を有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
    に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十
    分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成す
    るステップと、 を有することを特徴とする方法。
  51. 【請求項５１】 空隙のない積層品を形成する方法であって、 （ａ）部分含浸プレプレグを減圧バッグ専用圧力装置の真空容器内に密封する
    ステップであって、前記部分含浸プレプレグが部分的に樹脂組成物を含浸させた
    繊維層を有するステップと、 （ｂ）真空下で前記部分含浸プレプレグを加熱して前記部分含浸プレプレグ内
    に存在する空気を除去するとともに、前記樹脂組成物を、（ｉ）前記繊維層に十
    分に浸入させ、（ｉｉ）硬化させることによって前記空隙のない積層品を形成す
    るステップと、 を有することを特徴とする方法。
  52. 【請求項５２】 前記繊維層が複数の並列配向トウで形成され、各々のトウが複数の一方向強化
    繊維で形成されていることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記複数の一方向強化繊維が、ガラス、石英、有機物、炭素および黒鉛からな
    るグループから選択されていることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 前記樹脂組成物を前記繊維層の片面に部分的に含浸させることを特徴とする請
    求項５１に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 前記樹脂組成物を前記繊維層の両面に部分的に含浸させることを特徴とする請
    求項５１に記載の方法。
  56. 【請求項５６】 前記樹脂組成物がフィルム、粉末または液体であることを特徴とする請求項５
    １に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 前記樹脂組成物が、硬化温度で約１００ポアズから約１２００ポアズの粘度を
    有することを特徴とする請求項５６に記載の方法。
  58. 【請求項５８】 第２の部分含浸プレプレグをステップ（ａ）の前記部分含浸プレプレグ上に配
    置するステップを有することを特徴とする請求項５１に記載の方法。
  59. 【請求項５９】 前記第２の部分含浸プレプレグが、樹脂組成物を部分的に含浸させた繊維層を
    有することを特徴とする請求項５８に記載の方法。
  60. 【請求項６０】 前記繊維層が複数の並列配向トウで形成され、各々のトウが複数の一方向強化
    繊維で形成されていることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 前記複数の一方向強化繊維が、ガラス、石英、有機物、炭素および黒鉛からな
    るグループから選択されていることを特徴とする請求項６０に記載の方法。
  62. 【請求項６２】 ステップ（ａ）の前記部分含浸プレプレグと前記第２の部分含浸プレプレグと
    の間にコアを配置するステップを有することを特徴とする請求項６１に記載の方
    法。
  63. 【請求項６３】 前記コアがハニカムコアであることを特徴とする請求項６２に記載の方法。
  64. 【請求項６４】 前記樹脂組成物は室温では半固体樹脂であり、硬化温度では粘度が約１００か
    ら１２００ポアズの液体になっていることを特徴とする請求項５１に記載の方法
    。
  65. 【請求項６５】 前記加熱は約５５℃から約７５℃の温度で、前記樹脂を硬化させることを特徴
    とする請求項５１に記載の方法。
  66. 【請求項６６】 前記加熱は約６５℃の温度で、前記樹脂を硬化させることを特徴とする請求項
    ６５に記載の方法。
  67. 【請求項６７】 前記温度が１４時間維持されることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
  68. 【請求項６８】 前記温度が、１３ｍｍＨｇ以下の絶対圧力のもとで室温から毎分１．７℃の昇
    温速度で上昇することを特徴とする請求項６６に記載の方法。
  69. 【請求項６９】 前記空隙のない積層品を、前記積層品を約１７５℃から約１８５℃の温度に加
    熱することによって後硬化させていることを特徴とする請求項５１に記載の方法
    。
  70. 【請求項７０】 前記空隙のない積層品は航空機または宇宙船の材料であることを特徴とする請
    求項５１に記載の方法。
  71. 【請求項７１】 樹脂組成物を部分的に含浸させた繊維層を有する部分含浸プレプレグを有する
    部分含浸プレプレグであって、 前記樹脂組成物は真空容器内で加熱すると前記繊維層に完全に浸入し、硬化し
    て空隙のない積層品を形成することを特徴とする部分含浸プレプレグ。
  72. 【請求項７２】 前記繊維層が複数の並列配向トウで形成され、各々のトウが複数の一方向強化
    繊維で形成されていることを特徴とする請求項７１に記載の部分含浸プレプレグ
    。
  73. 【請求項７３】 前記複数の一方向強化繊維が、ガラス、石英、有機物、炭素および黒鉛からな
    るグループから選択されていることを特徴とする請求項７２に記載の部分含浸プ
    レプレグ。
  74. 【請求項７４】 前記樹脂組成物を前記繊維層の片面に部分的に含浸させることを特徴とする請
    求項７１に記載の部分含浸プレプレグ。
  75. 【請求項７５】 前記樹脂組成物を前記繊維層の両面に部分的に含浸させることを特徴とする請
    求項７１に記載の部分含浸プレプレグ。
  76. 【請求項７６】 前記樹脂組成物がフィルム、粉末または液体であることを特徴とする請求項７
    １に記載の部分含浸プレプレグ。
  77. 【請求項７７】 前記樹脂組成物が、硬化温度で約１００ポアズから約１２００ポアズの粘度を
    有すていることを特徴とする請求項７６に記載の部分含浸プレプレグ。
  78. 【請求項７８】 前記樹脂組成物は室温では半固体樹脂であり、硬化温度では粘度が約１００か
    ら１２００ポアズの液体になっていることを特徴とする請求項７１に記載の部分
    含浸プレプレグ。
  79. 【請求項７９】 前記加熱は約５５℃から約７５℃の温度で、前記樹脂を硬化させることを特徴
    とする請求項７１に記載の部分含浸プレプレグ。
  80. 【請求項８０】 前記加熱は約６５℃の温度で、前記樹脂を硬化させることを特徴とする請求項
    ７９に記載の部分含浸プレプレグ。
  81. 【請求項８１】 前記空隙のない積層品を、前記積層品を約１７５℃から約１８５℃の温度に加
    熱することによって後硬化させることを特徴とする請求項７１に記載の部分含浸
    プレプレグ。
  82. 【請求項８２】 前記空隙のない積層品は航空機または宇宙船の材料であることを特徴とする請
    求項７１に記載の部分含浸プレプレグ。
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