JP2012139841A - 繊維強化樹脂複合材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機繊維からなる繊維構造体と、無機繊維からなる繊維構造体とが積層され、これらに樹脂が含浸されてなる繊維強化樹脂複合材料であって、該繊維強化樹脂複合材料全体における有機繊維:無機繊維の体積比が10:90〜50:50であり、該繊維強化樹脂複合材料の少なくとも一方の表面から、該繊維強化樹脂複合材料の厚みの1/3に相当する外層部分には、有機繊維からなる繊維構造体のみ、もしくは、無機繊維からなる繊維構造体および有機繊維からなる繊維構造体が配されており、該外層部分に含まれる有機繊維の体積比率が、該外層部分に含まれる有機繊維および無機繊維の全体積を基準として10%以上であることを特徴とする繊維強化樹脂複合材料とする。
【選択図】なし
Description
本発明の繊維強化樹脂複合材料は、有機繊維からなる繊維構造体と、無機繊維からなる繊維構造体とが積層され、これらに樹脂が含浸されてなる繊維強化樹脂複合材料である。
したがって、外層部分に含まれる有機繊維の体積比率が10%未満では十分な制振性、耐衝撃性が得られない。
具体的には、熱硬化性樹脂の場合、前記強化繊維に熱硬化性樹脂を溶剤に溶解した樹脂組成物を調製し、それを含浸または塗布後、バーコーターやクリアランスロールなどを用いて余分な樹脂組成物を掻き取ってプリプレグを作製することができる。
(1)繊維強化樹脂複合材料の曲げ強度、弾性率
JIS K 7171に準拠し、厚さ2mm、長さ60mm、幅15mmの試験片を用いて、支点間距離48mmでの3点曲げにて測定した。
(2)繊維強化樹脂複合材料の衝撃強度
JIS K 7111に準拠し、厚さ2mm、長さ80mm、幅10mmの試験片を用いて測定した。
(3)繊維強化樹脂複合材料の振動減衰率
JIS G 0602に準拠し、片端固定定常加振法により評価した。内部摩擦等同時測定装置EG−HT(日本テクノプラス株式会社製)を用いて、25℃、共振周波数20Hz、振幅歪を100×10−6として損失係数を測定した。
単糸繊度16dtex、単繊維本数1000本であるコポリパラフェニレン−3.4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人テクノプロダクツ(株)製「テクノーラT241J」、比重1.76)(繊維A)を用い、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とポリアミン系硬化剤を混合して塗付した離型紙(樹脂目付40g/m2)をあらかじめ巻きつけておいたドラムワインダーに、繊維目付が95g/m2となるように巻きつけた。さらに繊維の上から前記エポキシ樹脂を塗布した離型紙を貼り合せて一方向引き揃えシート(以下、UDシート)を作製し、このUDシートを真空下、温度90℃、圧力5kg/cm2で5分間加熱加圧加工を行い、プリプレグシートAとした。一方、単繊維繊度0.67dtex、単繊維本数12000本である炭素繊維(東邦テナックス(株)製、「HTS40−12K」)(繊維B)を用い、前記と同様の手法にて繊維目付125g/m2のプリプレグシートBを作製した。
前記プリプレグシート表裏面の離型紙を剥離した後、所定の大きさにカットし、表面から1/3の厚みを構成する外層部分は、プリプレグシートBを1枚、プリプレグシートAを2枚、プリプレグシートBを3枚、この順で積層し、これを外層部分とした。
外層部分における繊維Aの体積比率は、該外層部分の繊維Aおよび繊維Bの全体積を基準として、33.3%(=2層(プリプレグシートA)/6層(プリプレグシートA+プリプレグシートB))であった。
繊維強化樹脂複合材料における繊維A:繊維Bの体積比は、11.1:88.9(=2層(外層部分のプリプレグシートA):18層(外層部分のプリプレグシートB+内層部分のプリプレグシートB))であった。
この繊維強化樹脂複合材料について、前記(1)〜(3)に示した諸特性は、表1に示すとおりであった。なお、外層部分の損失係数は、前記外層部分の6層からなる積層体を、上記と同様条件で加熱加圧加工を行い得られたサンプルを用いて前記(3)の損失係数の測定を行った。この際、該外層部分の6層からなる積層部分の厚みを測定したところ、全体の厚みの1/3である0.67mm(=2mm×1/3)となっていた。
外層部分の構成を、表面からプリプレグシートBを3枚、プリプレグシートAを3枚の計6枚とした以外は実施例1と同様に実施し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
外層部分として、表面から、プリプレグシートB、プリプレグシートA、プリプレグシートB、プリプレグシートA、・・・の順で計6枚を積層した。また、内層部分としてこれに続いて、プリプレグシートA、プリプレグシートB、プリプレグシートA、プリプレグシートB、・・・の順で計12枚を積層した。これ以外は実施例1と同様し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
外層部分の構成を、表面からプリプレグシートBを2枚、プリプレグシートAを4枚の計6枚とした以外は実施例1と同様に実施し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
外層部分として、表面から、プリプレグシートBを1枚、プリプレグシートAを2枚、プリプレグシートBを1枚、プリプレグシートAを2枚の順で計6枚積層した。また、内層部分として、これに続いて、プリプレグシートBを6枚、プリプレグシートAを2枚、プリプレグシートBを1枚、プリプレグシートAを2枚、プリプレグシートBを1枚の順で計12枚積層した。これ以外は実施例1と同様し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
外層部分として、表面から、プリプレグシートBを2枚、プリプレグシートAを1枚、プリプレグシートBを3枚の順で計6枚積層した。また、内層部分として、これに続いて、プリプレグシートBを2枚、プリプレグシートAを1枚、プリプレグシートBを3枚、プリプレグシートBを2枚、プリプレグシートAを1枚、プリプレグシートBを3枚の順で計12枚積層した。これ以外は実施例1と同様し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
外層部分の構成を、プリプレグシートBを6枚とした以外は実施例1と同様に実施し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
外層部分の構成を、プリプレグシートAを6枚とした以外は実施例1と同様に実施し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
外層部分として、表面から、プリプレグシートBを2枚、プリプレグシートAを4の順で計6枚積層した。また、内層部分として、これに続いて、プリプレグシートBを2枚、プリプレグシートAを4枚、プリプレグシートBを2枚、プリプレグシートBを4枚の順で計12枚積層した。これ以外は実施例1と同様し、繊維強化樹脂複合材料を得た。結果を表1に示す。
Claims (8)
- 有機繊維からなる繊維構造体と、無機繊維からなる繊維構造体とが積層され、これらに樹脂が含浸されてなる繊維強化樹脂複合材料であって、該繊維強化樹脂複合材料全体における有機繊維:無機繊維の体積比が10:90〜50:50であり、該繊維強化樹脂複合材料の少なくとも一方の表面から、該繊維強化樹脂複合材料の厚みの1/3に相当する外層部分には、有機繊維からなる繊維構造体のみ、もしくは、無機繊維からなる繊維構造体および有機繊維からなる繊維構造体が配されており、該外層部分に含まれる有機繊維の体積比率が、該外層部分に含まれる有機繊維および無機繊維の全体積を基準として10%以上であることを特徴とする繊維強化樹脂複合材料。
- 繊維強化樹脂複合材料の外層部分において、該繊維強化樹脂複合材料の少なくとも一方の表面から、無機繊維からなる繊維構造体、有機繊維からなる繊維構造体の順に繊維構造体が配されており、該外層部分に含まれる有機繊維の体積比率が、該外層部分に含まれる有機繊維および無機繊維の全体積を基準として10〜70%である請求項1記載の繊維強化樹脂複合材料。
- 繊維強化樹脂複合材料の両方の表面にそれぞれ無機繊維からなる繊維構造体が配されている請求項1記載の繊維強化樹脂複合材料。
- 外層部分の、温度25℃、周波数20Hzで測定した損失係数ηが0.004以上である請求項1に記載の繊維強化樹脂複合材料。
- 有機繊維からなる繊維構造体および/または無機繊維からなる繊維構造体が、織物、編物、不織布、または、一方向に引き揃えられた長繊維集合体である請求項1に記載の繊維強化樹脂複合材料。
- 有機繊維が、芳香族ポリアミド繊維である請求項1に記載の繊維強化樹脂複合材料。
- 芳香族ポリアミド繊維が、コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維である請求項6に記載の繊維強化樹脂複合材料。
- 無機繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、チタン酸カリ繊維、ステンレス繊維からなる群の少なくとも1種である請求項1に記載の繊維強化樹脂複合材料。
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