JP2016065349A - 複合物における透過性及び繊維体積率を制御するためのポリマーナノ粒子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィラメント断面幅を各々有する複数の強化フィラメント158を含み、ポリマーナノ粒子200の少なくとも一部を、強化フィラメント158の少なくとも一つに、及び/又は他のポリマーナノ粒子200に結合させることができ、ポリマーナノ粒子200は、強化フィラメント158断面幅よりも小さい粒子断面幅を有し、ポリマーナノ粒子200により、強化フィラメント158間の直接的接触を減らす又は避けるために、フィラメント158間に樹脂が流れることができるように、及び/又は繊維体積率の要件を満たすために、強化フィラメント158間の局所的なフィラメント間隔166を得ることができる繊維トウ。
【選択図】図5
Description
熱硬化性材料、ポリウレタン、フェノール、ポリイミド、スルホン化ポリマー、導電性ポリマー、ベンゾキサジン、ビスマレイミド、シアネートエステル、ポリエステル、エポキシ、及びシルセスキオキサンの内の少なくとも一つを含む組成物であることが、利点である。
100 複合構造
102 複合レイアップ
104 複合プライ
106 単向性プライ
108 組成物
110 樹脂
112 樹脂混合物
114 亀裂
150 繊維トウ
152 繊維ベッド
154 単向性テープ
156 繊維プレフォーム
158 強化フィラメント
160 フィラメント断面幅
162 第1のフィラメント
164 第2のフィラメント
166 フィラメント間隔
168 サイジング
200 ポリマーナノ粒子
202 粒子断面幅
204 第1のポリマーナノ粒子
206 第2のポリマーナノ粒子
208 コア−シースナノ粒子
210 シース
212 コア
214 非結合ナノ粒子
300 製造方法
350 強化フィラメントの分離した状態
352 非分離状態
354 ローラ
356 噴霧ノズル
358 PNPを含むガスの渦又は噴霧
Claims (15)
- 繊維トウであって、
フィラメント断面幅を各々有する複数の強化フィラメント(158)と、
前記フィラメント断面幅よりも小さい粒子断面幅を有する、複数のポリマーナノ粒子(200)とを含み、
前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部は、前記強化フィラメント(158)の少なくとも一つ及び/又は他のポリマーナノ粒子(200)に結合される、繊維トウ。 - 前記複数の強化フィラメント(158)は、第1のフィラメントと第2のフィラメントとを含み、
前記複数のポリマーナノ粒子(200)は、前記第1のフィラメントに結合された第1のポリマーナノ粒子と、前記第2のフィラメントに結合された第2のポリマーナノ粒子とを含み、
前記第1のポリマーナノ粒子は、前記第2のフィラメント及び/又は第2のポリマーナノ粒子に接触している、
請求項1に記載の繊維トウ。 - 前記ポリマーナノ粒子(200)は、10〜200ナノメートルの粒子断面幅を有する、請求項1又は2に記載の繊維トウ。
- 前記ポリマーナノ粒子(200)は下記、
熱可塑性プラスチック材料、アクリル、フッ化炭素、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、及びポリフェニルスルホン;
熱硬化性材料、ポリウレタン、フェノール、ポリイミド、スルホン化ポリマー(ポリフェニレンスルフィド)、導電性ポリマー(例:ポリアニリン)、ベンゾキサジン、ビスマレイミド、シアネートエステル、ポリエステル、エポキシ、チオール、及びシルセスキオキサン
の内の少なくとも一つを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の繊維トウ。 - 前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部は、コア(212)を封入するシース(sheath)(210)を有するコア−シースナノ粒子(208)であり、前記シースは、前記コアとは異なる材料で形成されており、
前記シースは、少なくとも一つの強化フィラメントに結合されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の繊維トウ。 - 前記シース(210)が、前記強化フィラメントに融解結合した熱可塑性プラスチック材料で形成されている、請求項5に記載の繊維トウ。
- 複数のポリマーナノ粒子(200)を一又は複数の強化フィラメント(158)に結合させることであって、
各強化フィラメントがフィラメント断面幅を有し、
前記ポリマーナノ粒子(200)は前記フィラメント断面幅よりも小さい粒子断面幅を有する、結合させることと、
前記ポリマーナノ粒子(200)を使用して、隣接する強化フィラメント(158)間のフィラメント間隔を維持することと
を含む、複合構造を製造するための方法。 - 前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部は、前記強化フィラメント(158)の少なくとも一つに、及び/又は他のポリマーナノ粒子(200)に結合される、請求項7に記載の方法。
- 前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部は、コア(212)を封入するシース(210)を有するコア−シースナノ粒子(208)であり、前記ポリマーナノ粒子(200)を一又は複数の強化フィラメント(158)に結合させるステップは、
前記ポリマーナノ粒子(200)のシースを、一又は複数の強化フィラメント(158)に少なくとも部分的に融解結合させること
を含む、請求項7又は8に記載の方法。 - 前記ポリマーナノ粒子(200)のシースを前記強化フィラメントに融解結合させるステップが、
前記強化フィラメント(158)を加熱することと、
前記ポリマーナノ粒子(200)を、前記ポリマーナノ粒子(200)を含むガスの渦を使用して、加熱された強化フィラメントに噴霧することと
を含む、請求項7から9のいずれか一項に記載の方法。 - プリプレグ工程前又はその最中に、及び/又は乾燥繊維プリフォームの樹脂注入前に、前記ポリマーナノ粒子(200)を一又は複数の強化フィラメント(158)に結合させることを更に含む、請求項7から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記強化フィラメント(158)を複合レイアップに配置することと、
前記強化フィラメント(158)に樹脂を注入することと、
樹脂注入中に、前記ポリマーナノ粒子(200)を使用して、前記強化フィラメント(158)間にフィラメント間隔を維持することと
を更に含む、請求項7から11のいずれか一項に記載の方法。 - 前記強化フィラメント(158)の樹脂注入後に、前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部を前記樹脂に溶解させることと、
前記複合構造の繊維体積率を上げるために、前記ポリマーナノ粒子(200)の一部を溶解させた後で、前記強化フィラメント(158)と共に圧縮させることと
を更に含む請求項7から12のいずれか一項に記載の方法。 - 樹脂注入後に、前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部を固体の状態に維持することと、
樹脂注入後、そして樹脂硬化中に、前記複合レイアップの所望の繊維体積率を維持することと
を更に含む、請求項12に記載の方法。 - 前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部は、前記樹脂よりも高い強靭性を有する熱可塑性プラスチック材料で形成されており、
樹脂硬化前又はその最中に、前記ポリマーナノ粒子(200)の少なくとも一部を前記樹脂に溶解させることと、
前記ポリマーナノ粒子(200)を溶解させた結果として、ポリマーナノ粒子(200)が欠けている樹脂に対して、前記樹脂の強靭性を高めることと
を更に含む、請求項12に記載の方法。
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