JP2019524925A - 制御された多孔性を有する布帛およびポリエーテルイミドから作られた複合シート - Google Patents
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Abstract
Description
流量: 1mL/分
T℃分析: 40℃
濃度: 約2.7g/Lで注入された正確な濃度
注入体積: 100μL
カラム:3本カラム:10μm、1000Å、8.0mm×100mm;10μm、1000Å、8,0mm×300mm;10μm、100Å、8.0mm×300mm
検出器: RI(屈折率)
較正: PMMA(ポリメチルメタクリレート)の狭い標準
・坪量
・厚さ
・焼成による繊維含有量
・空気および水中での秤量による密度
・24時間の浸漬後のアセトンの吸収による多孔性(手順を参照)
・経糸および緯糸方向の引張弾性率および変形
・発泡剤、特にはアセトンでのPEI膜(1または2以上の積層された膜を用いることが可能である)の含浸、これは芯と称される。
・本発明による2つの複合材シートの間にこの芯を配置することによりサンドイッチ構造を構成すること。
・この組立体を、通常は予熱された、プレス機の2枚の板の間に配置すること。
・随意選択的に、PEI/発泡剤のガラス転移温度よりも若干低い温度で、それらの2枚の板の間の組立体を予備圧縮し、それらの条件を所定の時間維持し、次いで室温まで冷却し、そして最終的に、圧力を解放し、このことが、スキンと芯との間の結合および発泡剤の均一な分布を向上させることを可能にさせる。
・発泡を進めること、ここで組立体はプレス機の、発泡剤の量を考慮して、典型的には約155〜210℃である、ガラス転移温度より高い温度で、好ましくは予熱された、板の間に配置され、ここで圧力が、約40バール典型的な圧力で組立体に加えられ、ここで組立体は、発泡のための適切な温度に加熱され、次いでプレス機は、徐々に開放されて発泡を進展させ、次いで冷却工程が続けられる。
装置
・試験片の数に適切な寸法のガラス製ビーカー
・温度制御された筐体
・0.1mgの精密天秤
運転モード
・バリや穴のない40×40mmの試験片を切り出す(好ましくは対照として少なくとも5)
・試験片を、オーブン中に70℃で2時間置いて、これを乾燥させる。
・試験片をデシケータ中に1時間置いて、これを冷却させる。
・試験片の初期の質量M0を秤量する。
・ビーカーを、最小で試験片の面積cm2当たり4mL注ぐ。
・試験片をビーカー中に、それらが互いに接触しないように、または壁に接触しないように配置する。
・ビーカーを24時間に亘って密閉する。
・24時間後に、試験片をアセトン(99%超の純度)浴から取り出す。
・試験管をリントフリー紙で拭く。
・即座に秤量し、そして質量Mを記録する。
・管理表を完成させ、そして全ての試験片の平均のM−M0を計算し、そして多孔性を%で定める。
この例は、9μmの平均直径を有する68テックスのガラス繊維Eで作られたガラス布帛の使用に基づいている。
・試料1:460.2g/m2 − 樹脂の質量で、33.1質量%
・試料2:456.93g/m2 − 樹脂の質量で、32.6質量%
・試料3:459.4g/m2 − 樹脂の質量で、33.3質量%
すなわち、%規則性で、±1%。
・温度:370℃
・全ての領域における圧力:70バール
・製造速度:2m/分
・平均厚さ=0.270mm
・平均繊維率:33.1%
・アセトン吸収率:4.6質量%
・経糸方向の引張弾性率:17.4GPa
・経糸方向の最大引張応力:302MPa
この例は、9μmの平均直径を有する68テックスのガラス繊維Eで作られたガラス布帛の使用を基にしている。
・試料1:323.8g/m2 − 樹脂の質量で、33.0質量%
・試料2:324.1g/m2 − 樹脂の質量で、33.2質量%
・試料3:320.7g/m2 − 樹脂の質量で、32.6質量%
すなわち、%規則性で、±1%。
・温度:400℃
・全ての領域における圧力:15バール
・製造速度:1.2m/分
・平均厚さ=0.236mm
・平均繊維率:32.3%
・アセトン吸収率:4.9質量%
・経糸方向の引張弾性率:21.4GPa
・経糸方向の最大引張応力:353MPa
この例は、9μmの平均直径を有する68テックスのガラス繊維で作られたガラス布帛の使用に基づいている。
・試料1:460.2g/m2 − 樹脂の質量で、33.1質量%
・試料2:456.63g/m2 − 樹脂の質量で、32.6質量%
・試料3:459.4g/m2 − 樹脂の質量で、33.3質量%
すなわち、%規則性で、±1%。
・平均厚さ=0.45mm
・平均繊維率:32.3%
・アセトン吸収率:1.75質量%
・経糸方向の引張弾性率:17.4GPa
・経糸方向の最大引張応力:380MPa
例1〜3の複合シートは、アセトンでのPEI膜の含浸(芯)、この芯を本発明による2つの複合シートの間に配置することによるサンドイッチ構造の形成、この組立体をプレス機の2つの板の間に配置すること、約155〜約210℃の範囲のガラス転移温度超の温度に加熱すること、一方で、この組立体に圧力を加えて、発泡をさせ、そしてプレス機を漸次開放して発泡を進行させ、次いで冷却することを含む標準法に従って、発泡されたサンドイッチ板を生成するために用いられた。
装置
・試験片の数に適切な寸法のガラス製ビーカー
・温度制御された筐体
・0.1mgの精密天秤
運転モード
・バリや穴のない40×40mmの試験片を切り出す(好ましくは対照として少なくとも5)
・試験片を、オーブン中に70℃で2時間置いて、これを乾燥させる。
・試験片をデシケータ中に1時間置いて、これを冷却させる。
・試験片の初期の質量M0を秤量する。
・ビーカーを、最小で試験片の面積cm2当たり4mL注ぐ。
・試験片をビーカー中に、それらが互いに接触しないように、または壁に接触しないように配置する。
・ビーカーを24時間に亘って密閉する。
・24時間後に、試験片をアセトン(99%超の純度)浴から取り出す。
・試験片をリントフリー紙で拭く。
・即座に秤量し、そして質量Mを記録する。
・管理表を完成させ、そして全ての試験片の平均のM−M0を計算し、そして多孔性を%で定める。
本発明は、以下の態様を含んでいる。
(1)少なくとも1種の布帛およびポリエーテルイミド(PEI)を含む複合シートであって、該PEIは約20000〜約100000g/モルの範囲の質量分子量(MW)を有しており、該PEIは、該布帛を含浸し、そして密度を高め、該複合シートは、アセトン吸収法によって測定された、約3質量%〜約8質量%、好ましくは約4質量%〜約5質量%のアセトン吸収のアセトン多孔性を有しており、該アセトン吸収法は、該複合シートの40×40mmの試験片を、70℃で2時間乾燥し、該試験片の初期の質量を秤量し、次いで該試験片を24時間に亘って表面を覆うアセトン中に配置し、この試料を回収し、それを拭き取り、そしてそれを秤量して、初期の質量と比較し、そしてアセトン吸収量を質量として算出することからなっている、複合シート。
(2)前記シートの全質量に対するPEIの質量含有率が、約20〜約50%の範囲、特には約23〜約43%の範囲、好ましくは約30〜約36%の範囲である、(1)記載のシート。
(3)PEIの前記質量含有率が、前記シートの全体における樹脂の質量で、±5%、好ましくは±3%、より好ましくは±2%、更に好ましくは±1%の規則性を有する、(2)記載のシート。
(4)前記PEIが、約30000〜約60000g/モル、例えば約47000、または約55000g/モルの質量分子量(MW)を有する、(1)〜(3)のいずれか1項記載のシート。
(5)前記PEIが、約15000〜約50000g/モル、好ましくは約18000〜約30000g/モル、例えば約28000g/モルの数平均分子量(Mn)を有する、(1)〜(4)のいずれか1項記載のシート。
(6)前記布帛が、ガラス糸、炭素、バソールトおよび混合物、例えばガラス/炭素によって形成されている、(1)〜(5)のいずれか1項記載のシート。
(7)前記ガラス布帛の質量表面積が、約50〜約600g/m 2 、好ましくは約100〜約400g/m 2 である、(1)〜(6)のいずれか1項記載のシート。
(8)前記糸が、ガラスでは10〜300テックス、そして炭素では60〜800テックスの番手を有している、(1)〜(7)のいずれか1項記載のシート。
(9)1〜4層の布帛含む、(1)〜(8)のいずれか1項記載のシート。
(10)約3mm以下、特には2mmの厚さを有する、(1)〜(9)のいずれか1項記載のシート。
(11)前記シートが、1層の布帛もしくは複数の積層された布帛を準備すること、このシートを、該布帛または積層体の一方または両方の面に、パウダリングもしくはPEI膜を堆積することによってPEIで含浸させること、該積層体を軟化させること、次いで、冷却すること、および約300〜約500℃、特には約360〜約400℃で、約30秒間〜約3分間の継続時間に亘って加熱することを含む連続式または半連続式成形法を用いて強化すること、を含む方法によって得ることができる、(1)〜(10)のいずれか1項記載のシート。
(12)前記シートが、連続式成形方法によって得ることができ、ここで圧力が、約20〜約100バールの範囲、好ましくは約40〜約80バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約1〜2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理時間に亘って、加えられる、(11)記載のシート。
(13)前記シートが、半連続式成形法によって得ることができ、ここで圧力が、約5〜約50バールの範囲、好ましくは約10〜約25バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約0.4〜約1.2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理継続時間にわたって、加えられる、(11)記載のシート。
(14)(1)〜(13)のいずれか1項記載の複合シートの製造に好適な、少なくとも1種の布帛およびポリエーテルイミド(PEI)を含む複合シートの製造方法であって、1層の布帛または幾つかの積層された布帛を有すること、該シートを、前記布帛もしくは前記積層体の一方または両方の面にパウダリングまたはPEIの膜を堆積させることによって、PEIで含浸させること、該積層体を軟化させること、次いで冷却し、そして約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約30秒間〜約3分間に亘って、加熱することを含む、連続式もしくは半連続式成形法用いて強化すること、含む方法。
(15)前記連続式成形において、圧力が、約20〜約100バールの範囲、好ましくは約40〜約80バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約1〜2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理時間に亘って、加えられる、(14)記載の方法。
(16)前記半連続式成形において、圧力が、約5〜約50バールの範囲、好ましくは約10〜約25バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約0.4〜約1.2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理継続時間に亘って、加えられる、(14)記載の方法。
(17)前記PEIが、約30000〜約100000g/モルの質量分子量(MW)を有する、(14)〜(16)のいずれか1項記載の方法。
(18)前記PEIが、2面式クエット粘度計を用いて、10 −2 〜1sec −1 の範囲の剪断の下で測定した、360℃で、600〜1500Pa・sの範囲、特には800〜1200Pa・sの範囲の見掛け粘度を有する、(14)記載の方法。
Claims (18)
- 少なくとも1種の布帛およびポリエーテルイミド(PEI)を含む複合シートであって、該PEIは約20000〜約100000g/モルの範囲の質量分子量(MW)を有しており、該PEIは、該布帛を含浸し、そして密度を高め、該複合シートは、アセトン吸収法によって測定された、約3質量%〜約8質量%、好ましくは約4質量%〜約5質量%のアセトン吸収のアセトン多孔性を有しており、該アセトン吸収法は、該複合シートの40×40mmの試験片を、70℃で2時間乾燥し、該試験片の初期の質量を秤量し、次いで該試験片を24時間に亘って表面を覆うアセトン中に配置し、この試料を回収し、それを拭き取り、そしてそれを秤量して、初期の質量と比較し、そしてアセトン吸収量を質量として算出することからなっている、複合シート。
- 前記シートの全質量に対するPEIの質量含有率が、約20〜約50%の範囲、特には約23〜約43%の範囲、好ましくは約30〜約36%の範囲である、請求項1記載のシート。
- PEIの前記質量含有率が、前記シートの全体における樹脂の質量で、±5%、好ましくは±3%、より好ましくは±2%、更に好ましくは±1%の規則性を有する、請求項2記載のシート。
- 前記PEIが、約30000〜約60000g/モル、例えば約47000、または約55000g/モルの質量分子量(MW)を有する、請求項1〜3のいずれか1項記載のシート。
- 前記PEIが、約15000〜約50000g/モル、好ましくは約18000〜約30000g/モル、例えば約28000g/モルの数平均分子量(Mn)を有する、請求項1〜4のいずれか1項記載のシート。
- 前記布帛が、ガラス糸、炭素、バソールトおよび混合物、例えばガラス/炭素によって形成されている、請求項1〜5のいずれか1項記載のシート。
- 前記ガラス布帛の質量表面積が、約50〜約600g/m2、好ましくは約100〜約400g/m2である、請求項1〜6のいずれか1項記載のシート。
- 前記糸が、ガラスでは10〜300テックス、そして炭素では60〜800テックスの番手を有している、請求項1〜7のいずれか1項記載のシート。
- 1〜4層の布帛含む、請求項1〜8のいずれか1項記載のシート。
- 約3mm以下、特には2mmの厚さを有する、請求項1〜9のいずれか1項記載のシート。
- 前記シートが、1層の布帛もしくは複数の積層された布帛を準備すること、このシートを、該布帛または積層体の一方または両方の面に、パウダリングもしくはPEI膜を堆積することによってPEIで含浸させること、該積層体を軟化させること、次いで、冷却すること、および約300〜約500℃、特には約360〜約400℃で、約30秒間〜約3分間の継続時間に亘って加熱することを含む連続式または半連続式成形法を用いて強化すること、を含む方法によって得ることができる、請求項1〜10のいずれか1項記載のシート。
- 前記シートが、連続式成形方法によって得ることができ、ここで圧力が、約20〜約100バールの範囲、好ましくは約40〜約80バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約1〜2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理時間に亘って、加えられる、請求項11記載のシート。
- 前記シートが、半連続式成形法によって得ることができ、ここで圧力が、約5〜約50バールの範囲、好ましくは約10〜約25バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約0.4〜約1.2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理継続時間にわたって、加えられる、請求項11記載のシート。
- 請求項1〜13のいずれか1項記載の複合シートの製造に好適な、少なくとも1種の布帛およびポリエーテルイミド(PEI)を含む複合シートの製造方法であって、1層の布帛または幾つかの積層された布帛を有すること、該シートを、前記布帛もしくは前記積層体の一方または両方の面にパウダリングまたはPEIの膜を堆積させることによって、PEIで含浸させること、該積層体を軟化させること、次いで冷却し、そして約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約30秒間〜約3分間に亘って、加熱することを含む、連続式もしくは半連続式成形法用いて強化すること、含む方法。
- 前記連続式成形において、圧力が、約20〜約100バールの範囲、好ましくは約40〜約80バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約1〜2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理時間に亘って、加えられる、請求項14記載の方法。
- 前記半連続式成形において、圧力が、約5〜約50バールの範囲、好ましくは約10〜約25バールの範囲で、約300〜約500℃の範囲、特には約360〜約400℃の範囲の温度で、約0.1〜約5m/分、好ましくは約0.4〜約1.2m/分の通過速度で、約30秒間〜約3分間の範囲の高温処理継続時間に亘って、加えられる、請求項14記載の方法。
- 前記PEIが、約30000〜約100000g/モルの質量分子量(MW)を有する、請求項14〜16のいずれか1項記載の方法。
- 前記PEIが、2面式クエット粘度計を用いて、10−2〜1sec−1の範囲の剪断の下で測定した、360℃で、600〜1500Pa・sの範囲、特には800〜1200Pa・sの範囲の見掛け粘度を有する、請求項14記載の方法。
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