JP6027012B2 - 改善された熱老化および中間層結合強度を有する複合材構造 - Google Patents

Description

本発明は、改善された熱老化および中間層結合強度を有する複合材構造、その製造プロセスおよび最終用途物品の分野に関する。

匹敵するか、または優れた機械的性能を有しながら、軽量化およびコスト削減のために金属部品を置き換える目的で、繊維材料を含有するポリマーマトリックスを含んでなる複合材料に基づく構造が開発されている。このような関心が高まるなか、繊維材料とポリマーマトリックスとの組み合わせから生じるそれらの優れた物理的特性のため、繊維強化プラスチック複合材構造が設計されており、そして様々な最終用途で使用されている。複合材構造の特性を最適化するため、ポリマーマトリックスによる繊維材料の含浸を改善する製造技術が開発されている。

自動車および航空宇宙用途における構造部品などの、要求が非常に高い用途において、複合材料は、軽量、高強度および耐温度性のユニークな組み合わせのため望ましい。

高性能複合材構造は、ポリマーマトリックスとして熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を使用して得ることができる。熱可塑性物質に基づく複合材構造は、熱および圧力の適用によって後形成または再加工される能力を含む、熱硬化性物質に基づく複合材構造に勝るいくつかの利点を示す。加えて、硬化工程が必要とされないため、複合材構造を作成するために必要とされる時間が短縮され、そしてそれによってリサイクルの可能性が増加する。

熱可塑性樹脂の中でも、ポリアミドは複合材構造を製造するために特に適している。熱可塑性ポリアミド組成物は、それらの良好な機械的特性、耐熱性、耐衝撃性および耐化学薬品性のため、そしてそれらは、様々な程度の複雑性および複雑さの様々な物品に、都合よく、そして柔軟に成形され得るため、自動車で使用される部品、電気／電子機器部品、家庭用機器および家具を含む広範囲にわたる用途にとって望ましい。

複合材構造および集積複合材構造を製造するための製造プロセスを改善し、そして繊維材料のより容易で、より短時間の均一な混合または含浸を可能にする目的で、ポリマーマトリックスの溶融粘度を低下するためのいくつかの方法が開発された。低い溶融粘度を有することによって、ポリマー組成物はより速く流動し、したがって加工がより容易である。ポリマーマトリックスの溶融粘度を低下させることによって、所望の混合度を達成するために必要な時間は短縮され得、それによって、全体的な製造速度が増加して、したがって生産性増加が導かれる。

しかしながら、繊維材料の混合または含浸を改善または促進するために低溶融粘度ポリアミド組成物を使うことによって、乏しい機械的特性および熱老化特性のため、自動車分野などの要求が非常に高い用途には理想的ではない複合材構造が導かれ得る。

ポリマーマトリックス組成物への熱安定剤の添加によって、より高い含浸温度が可能となり、それによって、ポリマーマトリックス組成物の粘度が低下するが、これらの熱安定剤は、オーバーモールド樹脂の接着性を妨害するおそれがある。

米国特許第７，７６３，６７４号明細書は、ヨウ化銅／ヨウ化カリウム混合物で熱安定化された繊維強化ポリアミド組成物を開示する。

米国特許出願公開第２０１０／０１２０９５９号明細書は、熱安定剤として遷移金属イオンで変性された粘土を含んでなるポリアミド組成物を開示する。粘土を変性するのに用いられる金属イオンは、周期表の第ＩＢ族、第ＶＩＩＢ族、第ＶＩＩＢ族および第ＶＩＩＩ族の遷移金属、ならびにそれらの組み合わせから選択される遷移金属である。

米国特許出願公開第２００９／０２６９５３２号明細書は、少なくとも１種の安定層を含んでなる多層構造を教示する。安定層は、０．５パーセントのヨウ化銅およびヨウ化カリウムをベースとする安定剤によって安定化される。この安定剤は、１０パーセントのヨウ化銅、８０パーセントのヨウ化カリウムおよび１０パーセントのステアリン酸亜鉛からなる。

米国特許出願公開第２００８／０１４６７１８号明細書は、熱安定剤として金属粉末を含んでなる非繊維強化熱可塑性成形組成物であって、金属粉末が多くても１ｍｍの重量平均粒径を有し、そして金属粉末中の金属が、周期表の第ＶＢ族、第ＶＩＩＢ族、第ＶＩＩＢ族および第ＶＩＩＩＢ族の元素金属、ならびにそれらの混合物からなる群から選択される組成物を開示する。

米国特許第７，８１１，６７１号明細書は、熱安定剤としてステアリン酸マグネシウム結合剤と一緒にヨウ化カリウムおよびヨウ化第一銅を使用する、ポリアミド組成物を含んでなるフィルムを開示する。

仏国特許第２，１５８，４２２号明細書は、低分子量ポリアミドマトリックスおよび強化繊維から製造される複合材構造を開示する。ポリアミドの低分子量のため、ポリアミドは低粘度を有する。ポリアミドマトリックスの低粘度によって、強化繊維の効率的な含浸が可能である。

米国特許第７，３２３，２４１号明細書は、強化繊維および星型構造を有する分枝状ポリアミド樹脂から製造される複合材構造を開示する。開示された星型構造を有するポリアミドは、溶融状態で高い流動性を示すと言われており、したがって、強化繊維の良好な含浸を可能にし、良好な機械的特性を有する複合材構造を形成する。

国際公開第２００７／１４９３００号パンフレットは、ポリアミドマトリックス組成物を含んでなる繊維強化材料を含んでなる構成部分、ポリアミド組成物を含んでなるオーバーモールドされた構成部分、およびその間の任意の結合層を含んでなる半芳香族ポリアミド複合材物品であって、ポリアミド組成物の少なくとも１種が半芳香族ポリアミド組成物である物品を開示する。

しかしながら、繊維材料を迅速かつ効率的に含浸することができ、そしてオーバーモールドされた複合材構造が、良好な長期的熱安定性および中間層接着性を示す、マトリックス樹脂組成物を含んでなるオーバーモールドされた複合材構造がなお必要とされている。

本明細書において、
ポリアミドマトリックス樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３または約３重量パーセントのマトリックス熱安定剤を含んでなるポリアミドマトリックス樹脂組成物と、
織物または不織物構造、フェルト、ニット、ブレイズ、テキスタイル、繊維バッティングまたはマットおよびこれらの組み合わせから選択される繊維材料と、
ポリアミド表面樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントの銅をベースとする熱安定剤を含んでなるポリアミド表面樹脂組成物と
を含んでなる第１の構成部分、
ならびに
ポリアミド樹脂組成物と、
任意選択的に、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズおよびアラミド繊維から選択される強化剤と
を含んでなり、そして上記第１の構成部分上へオーバーモールドされる第２の構成部分
を含んでなる複合材構造であって、
マトリックス熱安定剤は、銅をベースとする熱安定剤とは異なり、
繊維材料は、ポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸され、
そして第２の構成部分は、第１の構成部分の表面に接着される、複合材構造が開示され、請求される。

好ましくは、本発明の複合材構造において、マトリックス熱安定剤は、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびこれらの混合物から選択される。より好ましくは、マトリックス熱安定剤は、ジペンタエリスリトールから選択される。

第２の態様において、本発明は、本発明の複合材構造から調製される物品を提供する。

なおもう１つの態様において、本発明は、本発明の複合材構造を製造するプロセスを開示し、請求する。

本発明による複合材構造は、それらの製造間の良好な熱安定性、良好な熱老化特性、長期高温曝露後の機械的特性の保持、および複合材構造の第１の構成部分と第２の構成部分との間の結合強度の良好な保持を提供する。

複合材構造を製造するため、そしてポリマーの性能を増加させるため、構成部分構造を包囲または封入するように、構成部分の上部の一部分または表面の全てに１種またはそれ以上のポリマー組成物を「オーバーモールドする」ことがしばしば望ましい。オーバーモールドするとは、構成部分構造（第１の構成部分）の１つまたはそれ以上の表面上に直接的に第２のポリマー（第２の構成部分）を成形して、複合材構造を形成することを伴い、第１の構成部分と第２の構成部分は、少なくとも１つの界面において互いに接着されて、複合材構造を製造する。第１の構成部分は、様々なポリマーおよび繊維材料を含んでなることができる。第１の構成部分の繊維材料を含浸するために使用される本発明のポリマー組成物（すなわち、マトリックスポリマー組成物）は、第１の構成部分の表面を構成する樹脂（すなわち、表面樹脂組成物）とは異なる組成物であるが、それらは同一のポリアミドポリマーを含んでなってもよい。複合材構造の第１の構成部分および第２の構成部分は、互いに良好な接着性を有することが望ましい。複合材構造は、良好な寸法安定性を有し、熱サイクルを含む不利な条件下でその機械的特性を保持することが望ましい。

ポリアミドは、それらの優れた機械的特性のため、複合材構造を製造するために使用可能なポリマーの優れた例である。都合の悪いことに、ポリアミド組成物は、それらの製造間および使用間の長期高温曝露時にそれらの機械的特性の容認できない悪化を起こし得、したがって、それらは自動車分野などの要求が非常に高い用途で使用されるオーバーモールドされた複合材構造を製造するためには理想ではあり得ない。実際に、自動車分野で現在一般的に望まれているものは、高温耐性、軽量構造である。そのような高温耐性構造は、それらが、自動車のボンネット下の領域でしばしば達成されるような１２０℃より高い、またはさらには２００℃より高い温度に曝露される時に、それらの機械的特性を保持すること、または長期間、例えば９０℃などの中間温度でそれらの機械的特性を保持することが必要とされる。プラスチック部分がそのような時間および温度の組み合わせに曝露される時、ポリマーの熱酸化によって機械的特性が低下する傾向が一般的な現象である。この現象は熱老化と呼ばれる。

都合の悪いことに、既存の技術では、繊維材料の含浸速度に関して、良好な熱耐性、長期高温曝露に対する機械的特性の良好な保持、およびオーバーモールド組成物への優れた接着性を有するポリマーによって、容易かつ効率的なプロセス可能性を組み合わせることができない。

本発明は、複合材構造およびそれらの製造プロセスに関する。本発明による複合材構造は、少なくとも２つの構成部分を含んでなる。第１の構成部分は、少なくとも１種の繊維材料に含浸される少なくとも１種のポリアミドマトリックス樹脂を含んでなり、そしてポリアミドマトリックス樹脂はマトリックス熱安定剤を含んでなる。好ましくは、マトリックス熱安定剤は、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびこれらの混合物から選択され、そしてさらにより好ましくは、マトリックス熱安定剤は、ジペンタエリスリトールである。第１の構成部分は、追加的に、銅をベースとする熱安定剤を含んでなるポリアミド表面樹脂組成物を含んでなる。ポリアミドマトリックス樹脂組成物およびポリアミド表面樹脂組成物で使用されるポリアミドは、同一のポリアミドまたは異なるポリアミド、あるいは２種以上のポリアミドのブレンドであることが可能である。

第１の構成部分をオーバーモールドするために使用される複合材構造の第２の構成部分は、銅をベースとする熱安定剤を含んでなり、そして任意選択的に強化剤を含んでなるポリアミド樹脂組成物である。

定義
本明細書で使用される場合、「約」および「または約」という句は、問題の量または値が、示される値またはほぼ同じのいくつかの他の値であってもよいことを意味するように意図される。この句は、同様の値が、本発明による等しい結果または効果を促進することを伝えるように意図される。

本明細書で使用される場合、「複合材構造」という用語は、第１の構成部分および第２の構成部分を含んでなる構造を意味する。第２の構成部分が第１の構成部分上へオーバーモールドされて、複合材構造が製造される。

本明細書で使用される場合、「第１の構成部分」という用語は、少なくとも１種のポリアミドマトリックス樹脂組成物、少なくとも１種の繊維材料およびポリアミド表面樹脂組成物を含んでなる組成物を意味する。ポリアミド表面樹脂組成物は、第１の構成部分の全表面の最外部の表面であるか、または第１の構成部分の表面の一部分のみであり、これは、第１の構成部分表面の何パーセントがオーバーモールドされるかによる。ポリアミド表面樹脂組成物は、第１の構成部分の最外部の上部、最外部の底面、または最外部の上部および最外部の底面の両方であることが可能である。

本明細書で使用される場合、「ポリアミドマトリックス樹脂」という用語は、繊維材料を含浸するために使用されるポリアミド樹脂組成物を意味する。

本明細書で使用される場合、「マトリックス熱安定剤」という用語は、ポリアミドマトリックス樹脂組成物で使用される安定剤を意味する。マトリックス熱安定剤は、銅をベースとする熱安定剤ではなく、銅または銅イオンを含有しない。

本明細書で使用される場合、「繊維材料」という用語は、当業者に既知のあらゆる適切なマット、ファブリックまたはウェブの形態である材料を意味する。繊維材料を形成するために使用される繊維またはストランドは、相互に連結する（すなわち、少なくとも１つの繊維またはストランドが、少なくとも１つの他の繊維またはストランドに接触して、連続的な材料を形成する）か、または互いに接触して、連続的なマット、ウェブまたは同様の構造が形成される。

本明細書で使用される場合、「ポリアミド表面樹脂」という用語は、第１の構成部分の外部表面を含んでなるポリアミド組成物を意味する。ポリアミド表面樹脂組成物は、最終用途次第で、第１の構成部分の全外部表面、または第１の構成部分の外部表面の一部分を含んでなることができる。

本明細書で使用される場合、「銅をベースとする熱安定剤」という用語は、ハロゲン化銅化合物およびハロゲン化アルカリ金属化合物、あるいは種々のハロゲン化銅化合物またはハロゲン化アルカリ金属化合物の組み合わせを含んでなる熱安定剤を意味する。

本明細書で使用される場合、「第２の構成部分」という用語は、ポリアミド樹脂組成物および任意選択的に強化剤を含んでなる組成物を意味する。第２の構成部分は、第１の構成部分をオーバーモールドするために使用される。

本明細書で使用される場合、「オーバーモールドされる」という用語は、高分子組成物によって基板、構造または物品をオーバーモールドするために使用される成形およびキャスティングプロセスを意味する。それは、基板、構造、物品における成形プロセスであり、オーバーモールド高分子組成物は結合して、冷却時に基板、構造または物品の必要不可欠な部分（すなわち外部の部分）になる。

本明細書で使用される場合、「含浸される」という用語は、繊維材料のキャビティおよび空隙空間にポリアミドマトリックス樹脂組成物が流動することを意味する。

本明細書で使用される場合、「結合強度」という用語は、複合材構造の第１の構成部分と第２の構成部分と間の結合の強度を意味する。

本明細書で使用される場合、「熱老化」という用語は、所与の期間で高温に構成部分構造を曝露することを意味する。

本明細書で使用される場合、「高温長期的曝露」という用語は、曝露要因（すなわち時間および温度）の組み合わせを指す。研究室条件、または自動車のボンネット下の領域で達成されるものなどのポリマーの寿命の条件（例えば、１２０℃以上、好ましくは１６０℃以上、より好ましくは１８０℃以上、そしてなおより好ましくは２００℃以上の温度で、老化または曝露が５００時間以上、好ましくは１０００時間以上である）で熱老化性能を実証するポリマーは、より長期間の老化または曝露の間、より低い温度で同様の性能を示すために、示されることができる。ポリマー劣化の速度定数の温度依存は、例えば、“Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ”，１９９９年，３４，８４３−８４９などの文献から既知であって、そしてアレニウスの法則によって説明されており、一例として、１８０℃で５００時間老化は、おおよそ、８０℃で１２年間の老化に等しい。

第１の構成部分
第１の構成部分は、１種またはそれ以上のポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸される１種またはそれ以上の繊維材料を含んでなり、そして１種またはそれ以上の表面樹脂組成物を含んでなる。第１の構成部分は、約５０〜２００００ミクロン、好ましくは約５０〜５０００ミクロン、より好ましくは約５００〜３０００ミクロン、最も好ましくは約８００〜２０００ミクロンの全体の厚さを有することができる。第１の構成部分は、複数の繊維材料を有することができる。

ポリアミド表面樹脂組成物は、第１の構成部分の上部および底面表面であることができる（本質的に完全に第１の構成部分を封入する）。そのような組成物は、第２の構成部分によって第１の構成部分の全表面を封入またはオーバーモールドすることが望ましい場合に有用であり得る。ポリアミド表面樹脂組成物は、第１の構成部分の上部のみまたは底面のみであってもよく、あるいは上部または底面表面の一部分のみであってもよく、これは、第１の構成部分表面の何パーセントがオーバーモールドされるかによる。

第１の構成部分が、１つの表面または表面の一部分上のみにオーバーモールドされる場合、ポリアミド表面樹脂組成物は、第２の構成部分によってオーバーモールドされる表面または表面の一部分上のみに存在してよい。

繊維材料
ポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸される繊維材料は、当業者に既知のあらゆる適切なマット、ファブリックまたはウェブの形態でもよい。そのような繊維材料の適切な例には、織物または不織物ファブリックまたはマット、繊維の一方向性ストランドなどが含まれ、そして第１の構成部分中の繊維材料の異なる層は、異なる種類の繊維、マットまたはファブリックから形成されてもよい。第１の構成部分は、１種またはそれ以上のポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸される複数の層の繊維材料を含有してもよい。追加的に、あらゆる所与の繊維層は、２種類以上の繊維（例えば、炭素およびガラス繊維）から形成されてもよい。繊維は一方向性でもよいか、二方向性でもよいか、多方向性でもよい。あらかじめ含浸された一方向性繊維および繊維バンドルを、繊維材料を形成するために適切な織物または不織物マットまたは他の構造に形成してもよい。繊維材料は、一方向性のあらかじめ含浸された材料またはあらかじめ含浸された材料の多方向性ラミネートの形態であってもよい。

繊維材料は、好ましくは、織物または不織物構造（例えば、マット、フェルト、ファブリックおよびウェブ）テキスタイル、繊維バッティング、２種以上の材料の混合物およびそれらの組み合わせから選択される。不織物構造は、ランダム繊維配向または整列繊維構造から選択することができる。ランダム繊維配向の例には、限定されないが、マット、ニードルドマットまたはフェルトの形態であることができる材料が含まれる。整列繊維構造の例には、限定されないが、一方向性繊維ストランド、二方向性ストランド、多方向性ストランド、多軸テキスタイルが含まれる。テキスタイルは織物形態のもの、ニット、ブレイズ、及びそれらの組み合わせから選択されてもよい。

本明細書で使用される場合、「ポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸される繊維材料」という用語は、マトリックス樹脂組成物によって実質的に包囲される繊維材料の相互に浸透するネットワークを形成するために、ポリアミドマトリックス樹脂組成物が繊維材料を封入および包埋することを意味する。本明細書の目的のために、「繊維」という用語は、その長さに対して垂直なその断面領域を横切って、長さ対幅の高い比率を有する肉眼的に均一な実体として定義される。繊維断面はあらゆる形状であることが可能であるが、典型的に丸いかまたは卵型である。複合構造の最終用途および必要とされる機械的特性次第で、いくつかの同一繊維材料または異なる繊維材料の組み合わせのいずれかを使用することによって、２種以上の繊維材料を使用することが可能である。異なる繊維材料の組み合わせの例は、例えば中心層として配置される平面ランダムマットなどの不織物構造と、外側の層または中心層の上層もしくは下層、または中心層の上下の両方の層として配置される１種またはそれ以上の織物連続繊維材料とを含んでなる組み合わせである。そのような組み合わせは、第１の構成部分の加工性および均質性の改善を可能にし、したがって、複合材構造機械的特性の改善を導く。繊維材料は、あらゆる適切な材料または材料の混合物から製造されてもよいが、ただし、材料または材料の混合物が、ポリアミドマトリックス樹脂組成物およびポリアミド表面樹脂組成物による含浸の間、および第２の構成部分による第１の構成部分のオーバーモールドの間に使用される加工条件に耐えることを条件とする。

好ましくは、繊維材料は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、グラファイト繊維、金属繊維、セラミック繊維、天然繊維またはそれらの混合物を含んでなり、より好ましくは、繊維材料は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、天然繊維またはそれらの混合物を含んでなり、そしてなおより好ましくは、繊維材料は、ガラス繊維、炭素繊維およびアラミド繊維またはそれらの混合物を含んでなる。天然繊維とは、植物由来または動物由来のあらゆる材料を意味する。使用される場合、天然繊維は、好ましくは、例えば、シードヘア（例えば綿）、茎植物（例えば麻、亜麻、竹、靭皮およびコアファイバーの両方）、葉植物（例えばサイザルとマニラ麻）、農業繊維（例えば、穀物わら、コーンコブ、米外皮およびココナッツヘア）またはリグノセルロース系繊維（例えば木材、木部繊維、木粉、紙および木材関連材料）などの植物供給源から誘導される。上記のとおり、２種以上の繊維材料を使用することができる。例えば、ガラス繊維または天然繊維から製造された１種またはそれ以上の中心層と、炭素繊維またはガラス繊維から製造された１種またはそれ以上の外部層（中心層と関連する）とを含んでなる第１の構成部分などの異なる繊維から製造された繊維材料の組み合わせを使用することができる。好ましくは、繊維材料は、織物構造、不織物構造またはそれらの組み合わせから選択され、上記構造は、８〜３０μｍの直径、好ましくは１０〜２４μｍの直径を有するＥ−ガラスフィラメントであるガラス繊維から製造される。本発明の第１の構成部分で使用される繊維材料は、短繊維または粒子であることは不可能である。明白にするため、第１の構成部分中の繊維材料は、連続マット、ウェブまたは同様の層状構造を形成するために、相互連結しない繊維または粒子であることは不可能である。言い換えると、それらが独立していることは不可能であり、あるいはポリアミドマトリックス樹脂組成物によって包囲される単一の繊維または粒子であることは不可能である。

繊維材料は、熱可塑性材料をさらに含んでなってもよい。例えば、繊維材料は、混合または交織糸の形態、あるいは織物または不織物の形態へのその後の加工に適切である熱可塑性材料から製造された粉末で含浸された繊維材料、あるいは一方向性材料として使用するための混合物であってもよい。

好ましくは、第１の構成部分（すなわち、マトリックス樹脂組成物および表面樹脂組成物との組み合わせにおける繊維材料）中の繊維材料とポリマー材料の比率は、第１の構成部分構造の全容量に基づく体積パーセントであるパーセントで、少なくとも３０パーセントの繊維材料、そしてより好ましくは４０〜６０パーセントの繊維材料である。

銅をベースとする熱安定剤
ポリアミド表面樹脂組成物（第１の構成部分）および任意選択的に第２の構成部分で使用される熱安定剤は、ハロゲン化銅をベースとする無機熱安定剤である。熱安定剤は、少なくとも１種のハロゲン化銅または酢酸銅および少なくとも１種のハロゲン化アルカリ金属を含んでなる。ハロゲン化銅の非限定的な例には、ヨウ化銅および臭化銅が含まれる。ハロゲン化アルカリ金属は、リチウム、ナトリウムおよびカリウムのヨウ化物および臭化物からなる群から選択され、ヨウ化または臭化カリウムが好ましい。好ましくは、銅をベースとする熱安定剤は、１０〜５０重量パーセントのハロゲン化銅、５０〜９０重量パーセントのヨウ化カリウム、および０〜１５重量パーセントのステアリン酸金属の混合物である。さらにより好ましくは、銅をベースとする熱安定剤は、１０〜３０重量パーセントのハロゲン化銅、７０〜９０重量パーセントのヨウ化カリウム、および０〜１５重量パーセントのステアリン酸金属の混合物であり、最も好ましくは、銅をベースとする熱安定剤は、１０〜２０重量パーセントのハロゲン化銅、７５〜９０重量パーセントのヨウ化カリウム、および０〜１２重量パーセントのステアリン酸金属の混合物である。本発明の銅をベースとする熱安定剤の例は、それぞれ、ヨウ化カリウム、ヨウ化第一銅およびステアリン酸アルミニウムの重量比７：１：１（重量パーセント比約７８：１１：１１）のブレンドを含んでなるＣｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＰｏｌｙａｄｄ Ｐ２０１である。好ましい熱安定剤は、ヨウ化銅およびヨウ化カリウム（ＣｕＩ／Ｋｉ）の混合物である。熱安定剤は、場合により、第１の構成部分のポリアミド表面樹脂組成物の全重量に基づく、または第２の構成部分のポリアミド樹脂組成物の全重量に基づく重量パーセントで、０．１または約０．１〜３または約３重量パーセント、好ましくは０．１または約０．１〜１．５または約１．５重量パーセント、あるいはより好ましくは０．１または約０．１〜１．０または約１．０重量パーセントの量で存在する。ポリアミド表面樹脂組成物または第２の構成部分のポリアミド樹脂組成物のハロゲン化銅をベースとする熱安定剤の量は、予期される用途次第である。極めて高温の環境が想像されるならば、より高濃度のハロゲン化銅熱安定剤が必要である。

マトリックス熱安定剤
ポリアミドマトリックス樹脂組成物のマトリックス熱安定剤は、ポリアミド表面樹脂組成物および任意選択的に第２の構成部分の銅をベースとする熱安定剤とは異なる。ポリアミドマトリックス樹脂組成物の１種またはそれ以上のマトリックス熱安定剤は、第１の構成部分のポリアミドマトリックス樹脂組成物の全重量に基づく重量パーセントで、０〜３または約３重量パーセント、好ましくは０．１または約０．１〜３または約３重量パーセント、より好ましくは０．１または約０．１〜１または約１重量パーセント、あるいはより好ましくは０．１または約０．１〜０．７または約０．７重量パーセントの量で存在する。

ポリアミドマトリックス樹脂組成物で使用されるマトリックス熱安定剤は、それがハロゲン化銅をベースとする熱安定剤ではない限り、あらゆる熱安定剤であることが可能である。ポリアミドマトリックス樹脂組成物で有用な熱安定剤には、３個以上のヒドロキシル基を有する多価アルコールが含まれる。１種またはそれ以上の多価アルコールは、独立して、３個以上のヒドロキシル基を含有する脂肪族ヒドロキシル基化合物、３個以上のヒドロキシル基を含有する脂肪族脂環式化合物、３個以上のヒドロキシル基を含有する脂環式化合物および３個以上のヒドロキシル基を含有する糖類から選択されてもよい。

多価アルコールの脂肪族鎖は、炭素原子のみではなく、例えば、窒素、酸素および硫黄原子から選択されてもよい１種またはそれ以上のヘテロ原子を含むことができる。多価アルコールに存在する脂環式環は、単環式または二環式もしくは多環式環系の一部であることができ、そして炭素環式または複素環式でもよい。多価アルコールに存在する複素環式環は、単環式または二環式もしくは多環式環系の一部であることができ、そして例えば、窒素、酸素および硫黄原子から選択されてもよい１種またはそれ以上のヘテロ原子を含んでもよい。１種またはそれ以上の多価アルコールは、エーテル、カルボン酸、カルボン酸アミドまたはカルボン酸エステル基などの１種またはそれ以上の置換基を含有してもよい。

３個以上のヒドロキシル基を含有する多価アルコールの例には、限定されないが、グリセロール、トリメチロールプロパン、２，３−ジ−（２’−ヒドロキシエチル）−シクロヘキサン−１−オール、ヘキサン−１，２，６−トリオール、１，１，１−トリス−（ヒドロキシメチル）エタン、３−（２’−ヒドロキシエトキシ）−プロパン−１，２−ジオール、３−（２’−ヒドロキシプロポキシ）−プロパン−１，２−ジオール、２−（２’−ヒドロキシエトキシ）−ヘキサン−１，２−ジオール、６−（２’−ヒドロキシプロポキシ）−ヘキサン−１，２−ジオール、１，１，１−トリス−［（２’−ヒドロキシエトキシ）−メチル］−エタン、１，１，１−トリス−［（２’−ヒドロキシプロポキシ）−メチル］−プロパン、１，１，１−トリス−（４’−ヒドロキシフェニル）−エタン、１，１，１−トリス−（ヒドロキシフェニル）−プロパン、１，１，３−トリス−（ジヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロパン、１，１，４−トリス−（ジヒドロキシフェニル）−ブタン、１，１，５−トリス−（ヒドロキシフェニル）−３−メチルペンタン、ジ−トリメチロプロパン、トリメチロールプロパンエトキシレート、またはトリメチロールプロパンプロポキシレートなどのトリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールおよびトリペンタエリスリトールなどのポリオール、ならびにシクロデクストリン、Ｄ−マンノース、グルコース、ガラクトース、スクロース、フルクトース、キシロース、アラビノース、Ｄ−マンニトール、Ｄ−ソルビトール、Ｄ−またはＬ−アラビトール、キシリトール、イジトール、タリトール、アリトール、アルトリトール、グイリトール、エリスリトール、トレイトール、Ｄ−グロニック−ｙ−ラクトンなどの３個以上のヒドロキシル基を含有する糖類などが含まれる。

好ましい多価アルコールには、少なくとも１個の原子によって互いに分離されたそれぞれの炭素原子に結合する一対のヒドロキシル基を有するものが含まれる。特に好ましい多価アルコールは、一対のヒドロキシル基が、１個の炭素原子によって互いに分離されたそれぞれの炭素原子に結合するものである。好ましくは、本明細書に記載されるポリアミドマトリックス樹脂組成物に含まれる１種またはそれ以上の多価アルコールは、独立して、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ジ−トリメチロプロパン、Ｄ−マンニトール、Ｄ−ソルビトール、キシリトールおよびそれらの混合物から選択される。より好ましくは、本明細書に記載されるポリアミド組成物に含まれる１種またはそれ以上の多価アルコールは、独立して、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびそれらの混合物から選択される。なおより好ましくは、本明細書に記載されるポリアミド組成物に含まれる１種またはそれ以上の多価アルコールは、ジペンタエリスリトールおよび／またはペンタエリスリトールである。

１種またはそれ以上の多価アルコールは、第１の構成部分のポリアミドマトリックス樹脂組成物の全重量に基づく重量パーセントで、０．２５重量パーセント〜１５重量パーセント、より好ましくは０．５重量パーセント〜１０重量パーセント、そしてなおより好ましくは０．５重量パーセント〜５重量パーセントで本明細書に記載されるポリアミドマトリックス樹脂組成物に存在する。

好ましくは、本明細書に記載されるポリアミド組成物に含まれる１種またはそれ以上の多価アルコールは、ジペンタエリスリトールおよび／またはペンタエリスリトールであり、そして第１の構成部分のポリアミドマトリックス樹脂組成物の全重量に基づく重量パーセントで、０．１または約０．１〜３または約３重量パーセント、より好ましくは０．１または約０．１〜１または約１重量パーセント、あるいはより好ましくは０．１または約０．１〜０．７または約０．７重量パーセントで本明細書に記載されるポリアミドマトリックス樹脂組成物に存在する。

ポリアミド樹脂
本発明の複合材構造の製造に使用されるポリアミド樹脂は、１種またはそれ以上のジカルボン酸および１種またはそれ以上のジアミン、ならびに／または１種またはそれ以上のアミノカルボン酸の縮合生成物、ならびに／あるいは１種またはそれ以上の環式ラクタムの開環重合生成物である。ポリアミド樹脂は、完全脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂およびそれらの混合物から独立して選択される。「半芳香族」という用語は、脂肪族カルボン酸モノマーおよび脂肪族ジアミンモノマーを含んでなるポリアミド樹脂を説明する「完全脂肪族」と比較して、少なくともいくつかの芳香族カルボン酸モノマーおよび脂肪族ジアミンモノマーを含んでなるポリアミド樹脂を説明する。

完全脂肪族ポリアミド樹脂は、ジアミン、ジカルボン酸、ラクタム、アミノカルボン酸およびそれらの反応性等価物などの脂肪族および脂環式モノマーから形成される。適切なアミノカルボン酸には、１１−アミノドデカン酸が含まれる。本発明の文脈上、「完全脂肪族ポリアミド樹脂」という用語は、そのようなモノマーの２種以上から誘導されたコポリマー、および２種以上の完全脂肪族ポリアミド樹脂のブレンドを指す。直鎖、分枝状および環式モノマーが使用されてよい。

完全脂肪族ポリアミド樹脂の調製に有用なカルボン酸モノマーとしては、限定されないが、例えば、アジピン酸（Ｃ６）、ピメリン酸（Ｃ７）、スベリン酸（Ｃ８）、アゼライン酸（Ｃ９）、セバシン酸（Ｃ１０）、ドデカンジ酸（Ｃ１２）およびテトラデカンジ酸（Ｃ１４）などの脂肪族カルボン酸が含まれる。有用なジアミンとしては、限定されないが、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、２−エチルテトラメチレンジアミン、２−メチルオクタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、および／またはそれらの混合物を含む４個以上の炭素原子を有するものが含まれる。完全脂肪族ポリアミド樹脂の適切な例には、ＰＡ６、ＰＡ６，６、ＰＡ４，６、ＰＡ６，１０、ＰＡ６，１２、ＰＡ６，１４、Ｐ６，１３、ＰＡ６，１５、ＰＡ６，１６、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ１０、ＰＡ９，１２、ＰＡ９，１３、ＰＡ９，１４、ＰＡ９，１５、ＰＡ６，１６、ＰＡ９，３６、ＰＡ１０，１０、ＰＡ１０，１２、ＰＡ１０，１３、ＰＡ１０，１４、ＰＡ１２，１０、ＰＡ１２，１２、ＰＡ１２，１３、ＰＡ１２，１４、ならびにそれらのコポリマーおよびブレンドが含まれる。本明細書に記載されるポリアミド組成物に含まれる完全脂肪族ポリアミド樹脂の好ましい例としては、ＰＡ６、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ４，６、ＰＡ６，６、ＰＡ，１０、ＰＡ６，１２、ＰＡ１０，１０、ならびにそれらのコポリマーおよびブレンドが含まれる。

半芳香族ポリアミド樹脂は、酸モノマーの少なくとも一部が１種またはそれ以上の芳香族カルボン酸から選択されるホモポリマー、コポリマー、ターポリマーまたはより高次のポリマーである。１種またはそれ以上の芳香族カルボン酸は、テレフタル酸、またはテレフタル酸と、１種またはそれ以上の、イソフタル酸、例えば２−メチルテレフタル酸などの置換フタル酸、およびナフタレンジカルボン酸の未置換または置換異性体などの他のカルボン酸との混合物であることが可能であり、カルボン酸成分は少なくとも５５モルパーセントのテレフタル酸を含有する（カルボン酸混合物に基づくモルパーセントで）。好ましくは、１種またはそれ以上の芳香族カルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸およびそれらの混合物から選択され、そしてより好ましくは、１種またはそれ以上のカルボン酸は、テレフタル酸およびイソフタル酸の混合物であり、混合物は好ましくは少なくとも５５モルパーセントのテレフタル酸を含有する。さらに、１種またはそれ以上のカルボン酸を、１種またはそれ以上の、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸およびドデカン二酸などの脂肪族カルボン酸、好ましくはアジピン酸と混合することができる。より好ましくは、半芳香族ポリアミド樹脂の１種またはそれ以上のカルボン酸混合物に含まれるテレフタル酸およびアジピン酸の混合物は、少なくとも２５モルパーセントのテレフタル酸を含有する。半芳香族ポリアミド樹脂は、４個以上の炭素原子を有するジアミンから選択されることができる１種またはそれ以上のジアミンを含んでなり、限定されないが、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、２−エチルテトラメチレンジアミン、２−メチルオクタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、および／またはそれらの混合物が含まれる。半芳香族ポリアミド樹脂の適切な例には、ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド６，Ｔ）、ポリ（ノナメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド９，Ｔ）、ポリ（デカメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド１０，Ｔ）、ポリ（ドデカメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド１２，Ｔ）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレンテレフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，Ｔ／６，６）、ヘキサメチレンテレフタルアミド／ヘキサメチレンイソフタルアミド（６，Ｔ／６，Ｉ）、ポリ（ｍ−キシリレンアジパミド）（ポリアミドＭＸＤ，６）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレンテレフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，Ｔ／６，６）、ヘキサメチレンテレフタルアミド／２−メチルペンタメチレンテレフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，Ｔ／Ｄ，Ｔ）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレンテレフタルアミド／ヘキサメチレンイソフタルアミドコポリアミド（ポリアミド６，６／６，Ｔ／６，Ｉ）、ポリ（カプロラクタム−ヘキサメチレンテレフタルアミド）（ポリアミド６／６，Ｔ）、ならびにそれらのコポリマーおよびブレンドが含まれる。本明細書に記載されるポリアミド組成物に含まれる半芳香族ポリアミド樹脂のより好ましい例は、ＰＡ６，Ｔ、ＰＡ６，Ｔ／６，６、ＰＡ６，Ｔ／６，Ｉ、ＰＡＭＸＤ，６、ＰＡ６，Ｔ／Ｄ，Ｔ、ならびにそれらのコポリマーおよびブレンドが含まれる。

ポリアミドマトリックス樹脂組成物、ポリアミド表面樹脂組成物、および第２の構成部分のポリアミド樹脂のポリアミドとして、脂肪族または半芳香族ポリアミドのあらゆる組み合わせを使用することができる。最終用途次第でポリアミドの適切な組み合わせを選択することは、当業者の通常の技術の範囲内である。

第２の構成部分
第１の構成部分をオーバーモールドするために使用される複合材構造の第２の構成部分は、任意選択的に上記銅をベースとする熱安定剤および任意選択的に強化剤を含んでなるポリアミド樹脂組成物である。１種またはそれ以上のポリアミドは、第１の構成部分マトリックス樹脂および表面樹脂組成物の１種またはそれ以上のポリアミドと同一であっても、異なってもよい。

強化剤
第２の構成部分のポリアミド樹脂組成物は、さらに、ガラス繊維、ガラスフレーク、炭素繊維、マイカ、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、タルク、焼成粘土、カオリン、硫酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、炭酸ナトリウムアルミニウム、バリウムフェライトおよびチタン酸カリウムなどの１種またはそれ以上の強化剤を含んでなってもよい。第２の構成部分の強化剤は、第１の構成部分で使用されるものなどのマットまたは織布であることは不可能である。好ましくは、強化剤は、均一にポリアミドにブレンドされた独立した繊維または粒子を含んでなる。第２の構成部分で使用されるいずれの強化剤も、ポリアミド樹脂組成物が注入またはフロー成形されることを可能にしなければならない。存在する場合、１種またはそれ以上の強化剤は、第２の構成部分のポリアミド樹脂組成物の全重量に基づく重量パーセントで、１または約１重量パーセント〜６０または約６０重量パーセント、好ましくは１または約１重量パーセント〜４０または約４０重量パーセント、あるいはより好ましくは１または約１重量パーセント〜３５または約３５重量パーセントの量で存在する。

複合材構造
本発明の構成部分にマトリックスおよび銅をベースとする熱安定剤を添加することによって、加工の間、ならびに複合材構造の使用時および経時的に、第１の構成部分および任意選択的に第２の構成部分の熱安定性が改善する。改善された熱安定性に加えて、熱安定剤の存在によって、繊維材料の含浸の間に使用される温度の増加が可能になり得、したがって、本明細書に記載されるマトリックス樹脂の溶融粘度を低下させる。マトリックス樹脂の溶融粘度低下の結果として、繊維材料の含浸速度は増加し得る。

ポリアミドマトリックス樹脂組成物および第１の構成部分のポリアミド表面樹脂組成物における異なる熱安定剤の使用は、本発明の重要な態様である。ポリアミド表面樹脂組成物および任意選択的に第２の構成部分における銅をベースとする熱安定剤の使用によって、第１の構成部分に対する第２の構成部分の結合強度が改善し、同時に、複合材構造の適切な熱老化特性を提供する。

好ましい実施形態において、マトリックス熱安定剤は、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびこれらの混合物から選択され、そして表面樹脂組成物の表面熱安定剤は、銅をベースとする熱安定剤である。

複合材構造は、第１の構成部分上にオーバーモールドされた第２の構成部分を含んでなる。第２の構成部分は、第１の構成部分の上部または底面表面の少なくとも一部分、第１の構成部分の上部または底面の全て、または両方において、上記第１の構成部分に結合するか、あるいは第１の構成部分を完全に封入する。第１の構成部分の表面のどの部分がオーバーモールドされるかに関係なく、オーバーモールドされる第１の構成部分の表面は、第１および第２の構成部分の良好な結合強度を確実にするため、ポリアミド表面樹脂組成物を含まなければならない。第２の構成部分は、上記のものなどの脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂またはそれらの組み合わせから選択される１種またはそれ以上のポリアミド樹脂組成物を含んでなる。

添加剤
複合材構造のいずれの構成部分のポリアミド樹脂も、さらに、限定されないが、ポリマーコンパウンド技術において既知の紫外線光安定剤、難燃剤、フロー向上添加剤、潤滑剤、帯電防止剤、着色剤（染料、顔料、カーボンブラックなどを含む）、核形成剤、結晶化促進剤および他の加工助剤またはそれらの混合物を含む１種またはそれ以上の一般的な添加剤を含んでもよい。

上記充填材、変性剤および他の成分は、当該技術で周知の量および形態で存在してよく、粒子の少なくとも１つの寸法が１〜１０００ｎｍの範囲である、いわゆるナノ材料の形態を含む。

好ましくは、熱安定剤を含むが本発明の第１の構成部分に使用される繊維材料を除く、複合材構造のいずれかの構成部分に使用されるポリアミド樹脂に添加されるいずれの添加剤も、ポリアミド樹脂内で十分に分散される。本発明のポリアミド樹脂および添加剤を組み合わせるために、いずれの溶融混合法も使用されてよい。例えば、ポリアミド樹脂および添加剤は、例えば、一軸または二軸押出機、ブレンダー、一軸または二軸ニーダー、あるいはバンブリー攪拌器などの溶融攪拌器に、単一工程での添加によって全て一度に、または段階的に添加されて、次いで溶融混合されてもよい。段階的にポリアミド樹脂および追加の添加剤を添加する場合、ポリアミド樹脂および／または添加剤の一部を最初に添加して、溶融混合し、その後、残りのポリアミド樹脂および添加剤を添加して、十分に混合された、または均一な組成物が得られるまでさらに溶融混合する。

本発明による複合材構造は、第１の構成部分を第２の構成部分でオーバーモールドする工程を含んでなるプロセスによって製造されてもよい。「オーバーモールドする」とは、第２の構成部分が、第１の構成部分の表面の少なくとも一部分上へ成形されるか、または押出成形されることを意味する。

オーバーモールドプロセスの一例において、第１および第２の構成部分が、第１の構成部分の表面の少なくとも一部分において互いに結合するように、第２の構成部分は、以下に記載されるようにあらかじめ製造された第１の構成部分がすでに含まれる型に注入される。第１の構成部分は、最終複合材構造の外部表面を画定するキャビティを有する型に配置される。第２の構成部分は、第１の構成部分の片側または両側でオーバーモールドされてもよく、そして第１の構成部分を完全に、または部分的に封入してもよい。型に第１の構成部分を配置した後、次いで、第２の構成部分が溶融形態で導入される。２つの構成部分は、オーバーモールド工程として、好ましくは射出または圧縮成形によって、そしてより好ましくは射出成形によって一緒に結合される。

第１の構成部分は、ポリアミドマトリックス樹脂組成物で繊維材料を含浸する工程であって、第１の構成部分の表面の少なくとも一部分がポリアミド表面樹脂組成物を含んでなる工程を含んでなるプロセスによって製造することができる。好ましくは、繊維材料は、サーモプレスすることによって、ポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸される。サーモプレスの間、ポリマーを溶融させて、繊維材料に浸透させ、したがって、上記繊維材料を含浸するため、繊維材料、ポリアミドマトリックス樹脂組成物およびポリアミド表面樹脂組成物は熱および圧力を受ける。

典型的に、適切な含浸を可能にするため、サーモプレスは、２〜１００バール、より好ましくは１０〜４０バールの圧力で、そしてポリアミドマトリックス樹脂組成物およびポリアミド表面樹脂組成物の融点より高い温度、好ましくは融点より少なくとも約２０℃高い温度で実行する。加熱は、接触加熱、輻射ガス加熱、赤外線加熱、対流または強制対流、誘導加熱、マイクロ波加熱またはそれらの組み合わせを含む様々な手段によって行われてもよい。ポリアミド組成物がサーモプレスの間、溶融状態にある場合であっても、ポリアミド表面樹脂組成物は、いずれかの重要な程度まで、表面から移行しない。サーモプレス後、第１の構成部分は、一体化された構成部分構造以外の別々の層を有するラミネート構造ともはや考えられない。

マトリックス熱安定剤をポリアミドマトリックス樹脂組成物に添加することによって得られた改善された熱安定性により、繊維材料の含浸の間に使用される温度を、マトリックス熱安定剤を用いない場合のポリアミド樹脂組成物と比較して、増加させることができる。温度のこの増加によって得られるポリアミドマトリックス樹脂組成物の溶融粘度の低下によって、繊維材料のより迅速な含浸速度が可能となり、これは、より迅速な複合材構造の全体的な製造サイクルに変換される。ポリアミド表面樹脂組成物へのハロゲン化銅をベースとする熱安定剤の添加によって、含浸の間にポリアミド表面樹脂組成物に熱安定性がもたらされ、そして追加的に、複合材構造の第１の構成部分に対する第２の構成部分の改善された結合強度がもたらされる。

含浸プロセスの間に使用される圧力は、静的プロセスによって、または連続的プロセス（動的プロセスとしても知られる）によって加えることが可能であり、速度の理由で連続的プロセスが好ましい。含浸プロセスの例には、限定されないが、真空成形、インモールドコーティング、クロスダイ押出成形、引き抜き成形、ワイヤーコーティング型プロセス、ラミネーション、スタンピング、ダイヤフラム形成またはプレス成形が含まれ、ラミネーションが好ましい。

繊維材料を含浸するために使用されるプロセスの一例は、ラミネーションプロセスである。ラミネーションプロセスの第一工程は、加熱ゾーンにおいて対立する加圧ローラーまたはベルトを通して、繊維材料、ポリアミドマトリックス樹脂組成物およびポリアミド表面樹脂組成物に適用される熱および圧力が関与し、好ましくは、続いて、圧密を完成させるために冷却領域において圧力が連続適用され、そして加圧手段によって含浸された繊維材料を冷却する。ラミネーション技術の例には、限定されないが、カレンダー仕上げ、フラットベッドラミネーションおよび二重ベルトプレスラミネーションが含まれる。含浸プロセスとしてラミネーションが使用される場合、好ましくは、ラミネーションに二重ベルトプレスが使用される。ラミネーションプロセスは、ポリアミドマトリックス樹脂組成物および繊維材料の様々な層の組み合わせを含んでなってもよい。ポリアミド表面樹脂組成物は、ラミネーションプロセスの間、上部層、または上部および底面層の両方として常に使用される。例えば、多層ラミネートは、２層のポリアミドマトリックス樹脂組成物層、繊維層として１層の織物連続ガラス繊維テキスタイル、２層のポリアミドマトリックス樹脂組成物層、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイル、２層のポリアミドマトリックス樹脂組成物層、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイルおよび２層のポリアミド表面層を含んでなり、１１層ラミネートが製造されてもよい。ラミネーションプロセスを使用する繊維材料の含浸後、最終製品は本発明の第１の構成部分であり、次いでオーバーモールド可能である。このプロセスによって調製される第１の構成部分は、もはや多層ラミネートでなく、識別できる個々の層のない一体化された構造（ポリマー連続体）である。

ポリアミドマトリックス樹脂組成物およびポリアミド表面樹脂組成物は、例えば、粉末コーティング、フィルムラミネーション、押出コーティング、またはそれらの２種以上の組み合わせなどの従来の手段によって繊維材料に適用されることも可能であるが、ただし、ポリアミドオーバーモールド樹脂組成物が第１の構成部分の表面の少なくとも一部分に適用される場合、接近可能となるように、ポリアミド表面樹脂組成物が第１の構成部分の表面の少なくとも一部分上に適用されることを条件とする。

粉末コーティングプロセスの間、従来の粉砕方法によって得られたポリマー粉末を繊維材料に適用する。粉末は、分散、振りかけ、噴霧、熱または火炎噴霧、あるいは流動床コーティング法によって繊維材料上に適用されてもよい。複数の粉末コーティング層を繊維材料に適用することができる。任意選択的に、粉末コーティングプロセスは、繊維材料上での粉末のポスト焼結工程である工程をさらに含んでもよい。ポリアミドマトリックス樹脂組成物およびポリアミド表面樹脂組成物は、第１の構成部分の表面の少なくとも一部分がポリアミド表面樹脂組成物を含んでなるように、繊維材料に適用される。その後、加圧領域の外側の粉末コーティングされた繊維材料を任意選択的に予熱して、粉末コーティングされた繊維材料上にサーモプレスを実行する。

フィルムラミネーションの間、例えば、ブローフィルム押出成形、キャストフィルム押出成形およびキャストシート押出成形などの当該技術で既知の従来の押出法によって得られた、ポリアミドマトリックス樹脂組成物を含んでなる１枚またはそれ以上のフィルム、およびポリアミド表面樹脂組成物から製造された１枚またはそれ以上であるフィルムを、例えば、層化によって繊維材料に適用する。ポリアミド表面樹脂組成物は、再び、サーモプレスの前にフィルムラミネートの上部または底面、あるいは上部および底面層である。その後、ポリアミドマトリックス樹脂組成物、ポリアミド表面樹脂組成物、および１種またはそれ以上の繊維材料から製造された１枚またはそれ以上のフィルムを含んでなるフィルムラミネート上でサーモプレスを実行する。サーモプレスの間、フィルムは溶融し、そしてポリアミドマトリックス樹脂が繊維材料を包囲するポリマー連続体として、繊維材料の周囲で浸透する。ポリアミド表面樹脂組成物は、第１の構成部分の表面上に残存する。

押出コーティングの間、マトリックス樹脂組成物から製造されたペレットおよび／または粒状体、ならびに表面樹脂組成物から製造されたペレットおよび／または粒状体は、フィルムラミネーションプロセスと同様の様式で、溶融し、そして１つまたはそれ以上の溶融カーテンを形成するように、１個またはそれ以上のフラットダイを通して押出され、次いで、１つまたはそれ以上の溶融カーテンを配置することによって、溶融カーテンは繊維材料上へ適用される。その後、本発明の第１の構成部分を提供するために、サーモプレスを層化構造上で実行する。

第１の構成部分と第２の構成部分との間の結合強度を改善する目的で、オーバーモールド工程の前に、第１の構成部分は、典型的に、ポリアミドマトリックス樹脂組成物の溶融温度付近であるが、溶融温度以下の温度で加熱され、次いで、加熱された第１の構成部分を迅速に、加熱された型に移動して、これはオーバーモールド工程に使用される。そのような予熱工程は、接触加熱、輻射ガス加熱、赤外線加熱、対流または強制対流加熱、誘導加熱、マイクロ波加熱またはそれらの組み合わせを含む様々な手段によって行われてもよい。

最終用途次第で、第１の構成部分は、オーバーモールド工程の前に、所望の形状または形態に成形されてもよく、あるいはシートの形態で使用されてもよい。第１の構成部分は可撓性であってもよく、その場合は、巻き上げて、次いで、オーバーモールドするために広げることができる。

第１の構成部分を形成するための１つのプロセスは、含浸工程の後に第１の構成部分を形成する工程を含んでなる。第１の構成部分を成形する工程は、圧縮成形、スタンピング、あるいは熱および／または圧力を使用するいずれかの技術によって実行されてもよく、圧縮成形およびスタンピングが好ましい。好ましくは、圧力は油圧成形プレスを使用することによって加えられる。圧縮成形またはスタンピングの間、第１の構成部分は、ポリアミド表面樹脂組成物の溶融温度より高い温度まで、そして好ましくは加熱手段によってポリアミドマトリックス樹脂組成物の溶融温度より高い温度まで予熱されて、そして、最終的な所望形状のキャビティを有する型を含有する成形プレスなどの形成手段に移され、それによって、所望形態に成形され、そしてその後、ポリアミド表面樹脂組成物の溶融温度より低い温度まで、そして好ましくはポリアミドマトリックス樹脂組成物の溶融温度より低い温度まで冷却した後にプレスまたは型から移される。

複合材構造の製造間の１つの課題は、上記の予熱工程の間および形成工程の間の第１の構成部分の熱酸化および劣化、特に第１の構成部分の表面の熱劣化に関連する。本発明は、良好な熱安定性を有する第１の構成部分を提供するのみでなく、第２の構成部分に対する優れた結合強度を有する第１の構成部分も提供する。これは、高温操作製造環境への曝露間の機械性能の劣化に抵抗する複合材構造を導き、そして優れた長期曲げ強度（結合強度）を提供する。

複合材構造の第１の構成部分と第２の構成部分との間の接着性を改善する目的で、第１の構成部分の表面は、オーバーモールドするために利用可能な比表面を増加させるために、テクスチャ表面であってもよい。そのようなテクスチャ表面は、その表面に例えば小孔またはインデントを有するプレスまたは型を用いる形成工程の間に得られてもよい。

あるいは、単一成形ステーションで第１の構成部分を形成し、オーバーモールドする工程を含んでなる１工程プロセスが使用されてもよい。この１工程プロセスは、型またはプレスにおける第１の構成部分の圧縮成形またはスタンピング工程を省略し、そして任意の予熱工程および成形ステーションまたはキャビティへの予熱された第１の構成部分の移動を省略する。この１工程プロセスの間、第１の構成部分は、成形ステーションの外側で、それに隣接して、またはその中で、第１の構成部分が、オーバーモールド工程の間、適合しているか、または形成可能である温度で加熱され、好ましくは、第１の構成部分は、その溶融温度より高い温度まで加熱される。第１の構成部分の形状は、続いてオーバーモールドが行われる型によって与えられる。

本発明による複合材構造は、例えば、自動車、トラック、民間航空機、航空宇宙、鉄道、家庭用機器、コンピュータハードウェア、携帯型ハンドヘルド電子デバイス、レクリエーションおよびスポーツ装置用の部品、機械用、建築物用、光起電装置用または機械的デバイス用の構造部品などの広範囲の種々の用途で使用されてもよい。

自動車用途の例としては、限定されないが、シート部品およびシートフレーム、エンジンカバーブラケット、エンジンクレイドル、サスペンションアームおよびクレイドル、スペアタイヤウェル、シャシー強化材、フロアパン、フロントエンドモジュール、ステアリングコラムフレーム、インストルメントパネル、ドアシステム、ボディパネル（例えば水平ボディパネルおよびドアパネル）、テールゲート、ハードトップフレーム構造、コンバーチブルトップフレーム構造、ルーフィング構造、エンジンカバー、トランスミッションおよびパワー供給部品のためのハウジング、オイルパン、エアバッグハウジングキャニスター、自動車内部インパクト構造、エンジンサポートブラケット、クロスカービーム、バンパービーム、歩行者用セーフティビーム、ファイアウォール、リアパーセルシェルフ、クロスビヒクルバルクヘッド、圧力容器、例えば、冷却剤ボトル、消火器、トラック圧縮エアブレーキシステム容器、ハイブリッド内部燃焼／電気または電気自動車バッテリートレイ、自動車サスペンションウイッシュボーンおよびコントロールアーム、サスペンションスタビライザリンク、リーフスプリング、ビヒクルホイール、レクリエーショナルビヒクルおよびオートバイスイングアーム、フェンダー、ルーフィングフレームおよびタンクフラップが含まれる。

家庭用機器の例は、限定されないが、洗濯機、乾燥器、冷蔵庫、空気調節および暖房が含まれる。レクリエーションおよびスポーツの例には、限定されないが、インライン−スケート部品、野球バット、ホッケースティック、スキーおよびスノーボードバインディング、リュックサックバックおよびフレーム、ならびに自転車フレームが含まれる。機械用構造部品の例には、例えば、ハンドヘルド電子デバイス、コンピュータ用のハウジングなどの電気／電子機器部分が含まれる。

好ましくは、本発明の複合材構造は、高温環境が存在する自動車のボンネット下の部品として使用される。 以下に、本発明の好ましい態様を示す。
［１］ ポリアミドマトリックス樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３または約３重量パーセントのマトリックス熱安定剤を含むポリアミドマトリックス樹脂組成物と、
織物または不織物構造、フェルト、ニット、ブレイズ、テキスタイル、繊維バッティングまたはマットおよびこれらの組み合わせから選択される繊維材料と、
ポリアミド表面樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントの銅をベースとする熱安定剤を含むポリアミド表面樹脂組成物と
を含む第１の構成部分であって、
前記マトリックス熱安定剤は、前記銅をベースとする熱安定剤とは異なり、
前記繊維材料が、前記ポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸される第１の構成部分、
ならびに
ポリアミド樹脂組成物と、
任意選択的に、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズおよびアラミド繊維から選択される強化剤と
を含み、および前記第１の構成部分上へオーバーモールドされる第２の構成部分であって、
前記第１の構成部分の表面に接着される第２の構成部分
を含むことを特徴とする複合材構造。
［２］ 空気中１５０℃で１２０時間の前記複合材構造の熱老化後における前記第１の構成部分と前記第２の構成部分との間の結合強度が、熱老化前の結合強度と少なくとも同等であることを特徴とする［１］に記載の複合材構造。
［３］ 前記ポリアミドマトリックス樹脂組成物と、前記第２の構成部分の前記ポリアミド樹脂組成物とが同一のポリアミドであることを特徴とする［１］に記載の複合材構造。
［４］ 前記ポリアミドマトリックス樹脂組成物と、前記第２の構成部分の前記ポリアミド樹脂組成物とが異なるポリアミドであることを特徴とする［１］に記載の複合材構造。
［５］ 前記マトリックス樹脂組成物の前記ポリアミド、前記表面樹脂組成物の前記ポリアミド、および前記第２の構成部分のポリアミド樹脂組成物の前記ポリアミドが、ＰＡ６；ＰＡ１１；ＰＡ１２；ＰＡ４，６；ＰＡ６，６；ＰＡ，１０；ＰＡ６，１２；ＰＡ１０，１０；ＰＡ６Ｔ；ＰＡ６Ｉ；ＰＡ６Ｉ／６Ｔ；ＰＡ６，Ｔ／６，６；ＰＡＭＸＤ６；ＰＡ６Ｔ／ＤＴ、ならびにそれらのコポリマーおよびブレンドから独立して選択されることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか一項に記載の複合材構造。
［６］ 前記ポリアミドマトリックス樹脂組成物、前記ポリアミド表面樹脂組成物、および前記第２の構成部分のポリアミド樹脂組成物が、ＰＡ６、ＰＡ６，６またはこれらのブレンドから独立して選択されることを特徴とする［１］〜［５］のいずれか一項に記載の複合材構造。
［７］ 前記マトリックス熱安定剤が、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびこれらの混合物から選択されることを特徴とする［１］〜［６］のいずれか一項に記載の複合材構造。
［８］ 前記銅をベースとする熱安定剤が、１０〜５０重量パーセントのハロゲン化銅、５０〜９０重量パーセントのヨウ化カリウム、および０〜１５重量パーセントのステアリン酸金属塩の混合物であることを特徴とする［１］〜［７］のいずれか一項に記載の複合材構造。
［９］ 前記繊維材料が、前記第１の構成部分の３０体積パーセント〜６０体積パーセントであることを特徴とする［１］〜［８］のいずれか一項に記載の複合材構造。
［１０］ ［１］〜［９］のいずれか一項に記載の複合材構造から製造されることを特徴とする物品。
［１１］ 自動車、トラック、民間航空機、航空宇宙、鉄道、家庭用機器、コンピュータハードウェア、ハンドヘルドデバイス、レクリエーションおよびスポーツ用の部品、機械用の構造部品、建築物用の構造部品、光起電装置用の構造部品、または機械的デバイス用の構造部品の形態であることを特徴とする［１０］に記載の物品。
［１２］ 自動車パワートレインのカバーおよびハウジング、エンジンカバーブラケット、ステアリングコラムフレーム、オイルパン、ならびに排気装置部品の形態であることを特徴とする［１０］に記載の物品。
［１３］ 第１の構成部分上へ第２の構成部分をオーバーモールドする工程を含む複合材構造の製造方法であって、
前記第１の構成部分が、
ポリアミドマトリックス樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３または約３重量パーセントのマトリックス熱安定剤を含むポリアミドマトリックス樹脂組成物と、
織物または不織物構造、フェルト、ニット、ブレイズ、テキスタイル、繊維バッティングまたはマットおよびこれらの組み合わせから選択される繊維材料と、
ポリアミド表面樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントの銅をベースとする熱安定剤を含むポリアミド表面樹脂組成物と
を含み、および
前記第２の構成部分が、
ポリアミド樹脂組成物と、
任意選択的に、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズおよびアラミド繊維から選択される強化剤と
を含むことを特徴とする複合材構造の製造方法。
［１４］ ｉ）繊維材料にマトリックス樹脂組成物を含浸させて、第１の構成部分を製造する工程であって、前記第１の構成部分の前記表面の少なくとも一部分が、表面樹脂組成物を含む工程と、
ｉｉ）前記第１の構成部分を形成する工程と、
ｉｉｉ）前記第１の構成部分上へ第２の構成部分をオーバーモールドする工程と
を含む複合材構造の製造方法であって、
前記第１の構成部分が、
ポリアミドマトリックス樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３または約３重量パーセントのマトリックス熱安定剤を含むポリアミドマトリックス樹脂組成物と、
織物または不織物構造、フェルト、ニット、ブレイズ、テキスタイル、繊維バッティングまたはマットおよびこれらの組み合わせから選択される繊維材料と、
ポリアミド表面樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントの銅をベースとする熱安定剤を含含むポリアミド表面樹脂組成物と
を含み、および
前記第２の構成部分が、
ポリアミド樹脂組成物と、
任意選択的に、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズおよびアラミド繊維から選択される強化剤と
を含むことを特徴とする複合材構造の製造方法。
［１５］ 前記マトリックス熱安定剤が、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ペンタエリスリトールおよびこれらの混合物から選択されることを特徴とする［１３］または［１４］に記載の方法。
［１６］ 前記マトリックス熱安定剤がジペンタエリスリトールであることを特徴とする［１５］に記載の方法。

本発明による複合材構造の実施例（表中「Ｅ」と略される）および比較例の複合材構造（表中「Ｃ」と略される）を調製するために、以下の材料を使用した。融点およびガラス転移温度についてが記載される場合、それらは、ＤＳＣ器具によって最初に１０℃／分で加熱走査して測定された。

ポリアミド１（ＰＡ１）：アジピン酸および１，６−ヘキサメチレンジアミンを含んでなり、約３２０００ダルトンの重量平均分子量を有し、本件特許出願人からＰＡ６６として商業的に入手可能なポリアミド。ＰＡ１は、約２６０℃〜約２６５℃の融点および約４０℃〜約７０℃のガラス転移を有する。

ポリアミド２（ＰＡ２）：５０：５０の重量比でのポリアミドＰＡ１とポリアミド６（ＰＡ６）とのブレンド。ＰＡ６はポリカプロラクタムであって、ＢＡＳＦ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から商業的に入手可能である。ＰＡ２は、約２１０℃〜約２７０℃の１つまたはそれ以上の融点および約３０℃〜約７０℃のガラス転移を有する。

ポリアミド３（ＰＡ３）：ＰＡ２と同様のポリアミドのブレンドであるが、ポリアミドＰＡ６，６対ＰＡ６の重量比が７５：２５であるもの。ＰＡ３は、約２１０℃〜約２７０℃の１つまたはそれ以上の融点および約３０℃〜約７０℃のガラス転移を有する。

第２の構成部分のポリアミド樹脂組成物（ＰＡ−ＳＣ）：ポリアミドＰＡ１、Ｃ１〜Ｃ４の第２の構成部分の全重量に基づく３０パーセントのガラス繊維、およびＥ１およびＣ５〜Ｃ９の第２の構成部分の全重量に基づく３３パーセントのガラス繊維、および銅をベースとする熱安定剤。この樹脂は、本件特許出願人から商業的に入手可能である。

多価アルコールをベースとする熱安定剤（ＤＰＥ）：Ｄｉ−Ｐｅｎｔａ ９３として、Ｐｅｒｓｔｏｒｐ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ＡＢ社，Ｐｅｒｓｔｏｒｐ，スウェーデンから商業的に入手可能なジペンタエリスリトール。

銅をベースとする熱安定剤（ＣｕＩ／ＫＩ）：Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から入手可能な、ヨウ化カリウム、ヨウ化第一銅、およびステアリン酸アルミニウムの７−１−１（重量で）ブレンドのブレンド。

フィルムの調製
表１、２および３に示される実施例Ｅ１とおよび比較例Ｃ１〜Ｃ９のマトリックス樹脂組成物および表面樹脂組成物は、約２８０℃で、二軸押出機で溶融または溶融ブレンドされた。約２８０℃でアダプターおよびフィルムダイによって押出機から出し、１００℃にオイル加熱されたキャスティングドラム上にキャストし、次いで、空気中で引き抜き、そして室温でコアの周りに巻くことによって、溶融または溶融ブレンドされたポリアミド組成物（表１、２または３）からフィルムを製造した。比較例Ｃ１〜Ｃ４に関して、マトリックス樹脂組成物は約１０２ミクロン厚膜に製造され、そして表面樹脂組成物は約２００ミクロン厚膜に製造された。実施例Ｅ１および比較例Ｃ５〜Ｃ９に関して、マトリックス樹脂および表面樹脂組成物は、約２５０ミクロン厚膜に製造された。膜の厚さは、引き抜きの速度によって制御された。

第１の構成部分の調製
実施例Ｅ１および比較例Ｃ１〜Ｃ９の複合材構造を調製するために使用される第１の構成部分の調製は、最初に約１．５ｍｍの厚さを有する７層ラミネートを製造することで実行された。ラミネートは、表１、２および３に示される組成物のフィルム、および織物連続ガラス繊維テキスタイル（１７ミクロンの直径を有し、０．４パーセントのシランベースサイジング剤でサイジングされ、そして１２００ｇ／ｋｍの公称移動テックスを有するＥ−ガラス繊維、６００ｇ／ｍ^２の範囲重量で、２／２ツイル（バランス織り）に織られたもの）の複数の層を、以下の配列で含んでなる：表面樹脂組成物の２枚の層の膜、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイル、２層のマトリックス樹脂組成物層のフィルム、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイル、２層のマトリックス樹脂組成物層のフィルム、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイルおよび２層の表面樹脂層のフィルム。

最初に、両方ともＨｅｌｄ ＧｍｂＨ社から供給される反回転鋼ベルトを備えた等圧二重プレス機を使用して、マトリックス樹脂組成物を使用して、上記の７層をラミネートすることによって、Ｃ１〜Ｃ４のラミネートを調製した。フィルムは、あらかじめ画定されたスタッキング配列で、アンワインダーから機械に入れられた。加熱ゾーンは長さ約２０００ｍｍであり、そして冷却ゾーンは長さ約１０００ｍｍであった。加熱および冷却は、圧力の放出をせずに維持された。ラミネートは以下の条件、１ｍ／分のラミネーション速度、３６０℃の最大機械温度および４０バールのラミネート圧力で調製された。これに続いて、８インチのプラテンを用いてＤａｋｅ Ｐｒｅｓｓ（Ｇｒａｎｄ Ｈａｖｅｎ，Ｍｉｃｈ）Ｍｏｄｅｌ ４４−２２５（圧力範囲０〜２５Ｋ）を使用して、上記マトリックス樹脂組成物を含んでなるラミネートの両面に、２層の表面樹脂組成物のフィルムを圧縮成形した。マトリックス樹脂組成物を含んでなるラミネートの６×６インチ試験片を型に配置し、そして表面樹脂組成物のフィルムを約３００℃の温度で、約３ＫＰｓｉの圧力で約２分間、そして約６ＫＰｓｉの圧力でさらに約３分間、ラミネートの表面上にプレスし、その後、室温まで冷却し、第１の構成部分を提供した。Ｃ１〜Ｃ４の第１の構成部分の全体的な厚さは約１．５ｍｍであった。

上記の７層（２層の表面樹脂組成物のフィルム、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイル、２層のマトリックス樹脂組成物のフィルム、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイル、２層のマトリックス樹脂組成物のフィルム、１層の織物連続ガラス繊維テキスタイル、２層の表面樹脂組成物のフィルム）を手で配置し、次いで、以下の通りＤａｋｅ Ｐｒｅｓｓを使用して圧縮成形することによって、Ｅ１およびＣ５〜Ｃ９のラミネートを調製した。上記フィルムおよびガラス織物層の６×６インチ試験片を型に配置し、そして約３２０℃の温度まで加熱し、圧力を用いずに２分間この温度に保持し、次いで、以下の圧力で３２０℃の温度でプレスした：約２分間約６バール、次いで、さらに約２分間約２２バールの圧力、次いで、さらに約２分間約４５バールの圧力。これをその後、周囲温度まで冷却した。Ｅ１およびＣ５〜Ｃ９の第１の構成部分の全体的な厚さは約１．６ｍｍであった。

複合材構造の調製
第１の構成部分を、第２の構成部分によって、比較例Ｃ１〜Ｃ４に関しては約１．７ｍｍの厚さで、そして実施例Ｅ１および比較例Ｃ５〜Ｃ９に関しては約１．６ｍｍの厚さでオーバーモールドすることによって、本発明の複合材構造を製造した。複合材構造の全体的な厚さは約３．２ｍｍであった。

比較例Ｃ１〜Ｃ４に関して、第１の構成部分を５×５インチ（約１２７ｍｍ×１２７ｍｍ）試験片に切断し、そしてＣ１およびＣ２に関しては１８０℃、そしてＣ３およびＣ４に関しては２１０℃で３分間、加熱チャンバーに配置した。実施例Ｅ１および比較実施例Ｃ５〜Ｃ９に関して、第１の構成部分を３×５インチ（約７６ｍｍ×１２７ｍｍ）試験片に切断し、そして１５０℃で約１０分間、加熱チャンバーに配置した。次いで、比較例Ｃ１〜Ｃ４に関して、第１の構成部分は、Ｅｎｇｅｌ縦プレスのモールドキャビティに、ロボットアームで迅速に移動され、ここで、第２の構成部分は、Ｅｎｇｅｌ成形機によって第１の構成部分上に射出成形された。加熱チャンバーから取り出し、オーバーモールド樹脂と接触させるための移動時間は９秒であった。Ｅｎｇｅｌ成形機のモールドキャビティは１２０℃で油加熱され、そして射出機械は、本発明の複合材構造を製造するための第１の構成部分上への第２の構成部分の射出の間、２８０℃に設定された。

実施例Ｅ１および比較例Ｃ５〜Ｃ９に関して、次いで、第１の構成部分は、モールドキャビティに手で移動され、そして成形機（Ｎｉｓｓｅｉ Ｃｏｒｐ．製，Ｍｏｄｅｌ ＦＮ４０００，１７５２ ＫＮ，１４８ｃｃ（６ｏｚ．））によって、第２の構成部分樹脂によってオーバー射出成形された。型は１５０℃に電子加熱され、そしてバールゲートを有する１／８インチ×３インチ×５インチのプラークキャビティを備えた。射出機械は、２９０℃に設定された。

熱老化（表１の比較例Ｃ１〜Ｃ４）
上記のとおり得られた複合材構造を、ダイヤモンドエッジブレードを備えたＭＫ−３７７ Ｔｉｌｅ Ｓａｗおよび潤滑剤として水を用いて、幅１／２インチ×長さ２ １／２インチの試験片（バー）に切断した。試験片は、第１の構成部分の表面を曝露する第１の構成部分の表面まで、バーの第２の構成部分を通して切断することによってノッチをつけた。第１の構成部分の表面を越えてノッチを切断しないこと、または第１の構成部分から第２の構成部分の分離を開始しないことが重要である。ノッチは、歯の細かい鋸刃を使用して切断する。ノッチつき試験片を、次いで、１５０℃の再循環空気オーブンで熱老化した。７２時間および／または１２０時間で、試験片をオーブンから取り出し、そして、Ｉｎｓｔｒｏｎ機を使用して、３点曲げ試験を通して曲げ強度を測定した。

熱老化（表２および３の実施例Ｅ１および比較例Ｃ５〜Ｃ９）
上記のとおり得られた複合材構造を、ダイヤモンドエッジブレードを備えたＭＫ−３７７ Ｔｉｌｅ Ｓａｗおよび潤滑剤として水を用いて、幅１／２インチ（約１２．７ｍｍ）×長さ３インチ（約７６ｍｍ）の試験片（バー）に切断した。試験片の半分を２１０℃の再循環空気オーブンで２５０時間熱老化した。熱老化後、表２に記録されるように、試験片のいくつかは剥離した。銅をベースとする熱安定剤が表面樹脂組成物に存在し、そしてマトリックス樹脂組成物のマトリックス熱安定剤としてＤＰＥを有する実施例Ｅ１の複合材構造では、熱老化後に剥離する試験片はより少なかった（８個中２個）。熱安定剤のない複合材構造（Ｃ５）、マトリックスおよび表面樹脂組成物の両方にＤＰＥがある複合材構造（Ｃ６）、表面樹脂組成物にＤＰＥがあって、そしてマトリックス樹脂組成物に銅をベースとする熱安定剤がある複合材構造（Ｃ７）、またはマトリックスおよび表面樹脂組成物の両方にＤＰＥおよび銅をベースとする熱安定剤ＤＰＥの混合物がある複合材構造（Ｃ８）では、剥離する試験片が多数あった（表２を参照のこと）。

表１の複合材構造（Ｃ１〜Ｃ４）の曲げ強度（結合強度）
熱曝露後のノッチつき試料の曲げ強度は、第１の構成部分と第２の構成部分との間の結合強度の熱老化特徴の指標である。結合強度は、３点曲げ法、修正されたＩＳＯ−１７８によって、ノッチつき試験片上で測定された。装置および形状はＩＳＯ方法１７８に従い、２．０インチ（約５１ｍｍ）支点幅で試験片を曲げ、荷重端部がスパンの中央にある。複合材構造のオーバーモールドされた表面は、２つの側面支点（２インチ（約５１ｍｍ）離れて）に基づく引張側面上にあった（外側スパン）が、複合材構造の圧縮側面（内側スパン）上で単一支点（荷重）によって刻み目を付けられた。この試験形状で、試験片のノッチは下（引張側面）にあった。ノッチは、中心から１／４インチ離れて（荷重から１／４インチ離れて）配置された。試験を２ｍｍ／分で実行した。複合材構造の第１および第２の構成部分の間の分離または破損（層間剥離）が見られるまで、試験を実行した。この時点での応力を記録した。

第１の構成部分に関して表１で示される各材料のパーセントは、第１の構成部分の特定の組成物（すなわち、マトリックス樹脂または表面樹脂組成物）の全重量に基づく。例えば、表面樹脂組成物は、９８．５重量パーセントのＰＡ２および１．５重量パーセントのＤＰＥである。第２の構成部分のための材料のパーセントは、使用されるポリアミド、ガラス繊維および使用される熱安定剤の全重量に基づく。初期の曲げ強度値は、熱老化前の複合材構造に対する。実際の曲げ強度値（ＭＰａ）は、熱老化後の初期の曲げ強度値のパーセントとともに示される。明らかに、初期の曲げ係数値の全ては熱老化前の１００パーセントである。

表１中、表面樹脂組成物中に銅をベースとする熱安定剤を含有する比較例Ｃ２およびＣ４は、空気中１５０℃で１２０時間熱老化後に結合強度（曲げ強度）を保持することが見られる。対照的に、表面樹脂組成物中ＤＰＥ熱安定剤を含有する比較例Ｃ１およびＣ２では、空気中１５０℃で１２０時間熱老化後に結合強度を失った。

表３の複合材構造の曲げ強度（Ｅ１、Ｃ５、Ｃ６およびＣ９）
曲げ強度は、３点曲げ法により、剥離しなかった表２の熱老化された試験片において試験された。装置および形状はＩＳＯ方法１７８に従い、２．０インチ支点幅で試験片を曲げ、荷重端部がスパンの中央にある。オーバーモールドされた試験片の第１の構成部分は、２つの側面支点（２インチ離れて）に基づく引張側面上にあった（外側スパン、下）が、試験片の第２の構成部分の圧縮側面（内側スパン、上）上で単一支点（荷重）によって刻み目を付けられた。試験は、破損するまで２ｍｍ／分で１ＫＮ荷重で実行された。結果は、熱老化されていない試験片の試験結果とともに表３に示される。熱老化後の曲げ強度の保持率パーセントも表３に記録する。表３中、表面樹脂組成物中に銅をベースとする熱安定剤およびマトリックス樹脂組成物中にＤＰＥを含有する実施例Ｅ１は、空気中２１０℃で２５０時間熱老化後に曲げ強度を保持することが見られる。対照的に、それぞれ、マトリックスおよび表面樹脂組成物の両方に熱安定剤、ＤＰＥを少含有しない、およびマトリックスおよび表面樹脂組成物の両方に銅をベースとする熱安定剤を少含有しない比較例Ｃ５、Ｃ６およびＣ９では、空気中２１０℃で２５０時間熱老化後に曲げ強度を失った。

Claims (7)

1. ポリアミドマトリックス樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントのマトリックス熱安定剤を含むポリアミドマトリックス樹脂組成物と、
   織物または不織物構造、フェルト、ニット、ブレイズ、テキスタイル、繊維バッティングまたはマットおよびこれらの組み合わせから選択される繊維材料と、
   ポリアミド表面樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントの銅をベースとする熱安定剤を含むポリアミド表面樹脂組成物と
   を含む第１の構成部分であって、
   前記マトリックス熱安定剤は、前記銅をベースとする熱安定剤とは異なり、
   前記繊維材料が、前記ポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸され、
   前記第１の構成部分の表面の少なくとも一部は、前記ポリアミド表面樹脂組成物を含む第１の構成部分、
   ならびに
   ポリアミド樹脂組成物を含み、および前記第１の構成部分上へオーバーモールドされる第２の構成部分であって、
   前記第１の構成部分の表面に接着される第２の構成部分
   を含むことを特徴とする複合材構造。
2. 前記第２の構成部分が、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズおよびアラミド繊維から選択される強化剤をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の複合材構造。
3. 請求項１または２に記載の複合材構造から製造されることを特徴とする物品。
4. 第１の構成部分上へ第２の構成部分をオーバーモールドする工程を含む複合材構造の製造方法であって、
   前記第１の構成部分が、
   ポリアミドマトリックス樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントのマトリックス熱安定剤を含むポリアミドマトリックス樹脂組成物と、
   織物または不織物構造、フェルト、ニット、ブレイズ、テキスタイル、繊維バッティングまたはマットおよびこれらの組み合わせから選択される繊維材料と、
   ポリアミド表面樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントの銅をベースとする熱安定剤を含むポリアミド表面樹脂組成物と
   を含み、
   前記繊維材料が、前記ポリアミドマトリックス樹脂組成物で含浸され、
   前記第１の構成部分の表面の少なくとも一部は、前記ポリアミド表面樹脂組成物を含み、
   および
   前記第２の構成部分が、ポリアミド樹脂組成物を含む
   ことを特徴とする複合材構造の製造方法。
5. 前記第２の構成部分が、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズおよびアラミド繊維から選択される強化剤をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の複合材構造の製造方法。
6. ｉ）繊維材料にマトリックス樹脂組成物を含浸させて、第１の構成部分を製造する工程であって、前記第１の構成部分の表面の少なくとも一部分が、表面樹脂組成物を含む工程と、
   ｉｉ）前記第１の構成部分を形成する工程と、
   ｉｉｉ）前記第１の構成部分上へ第２の構成部分をオーバーモールドする工程と
   を含む複合材構造の製造方法であって、
   前記第１の構成部分が、
   ポリアミドマトリックス樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントのマトリックス熱安定剤を含むポリアミドマトリックス樹脂組成物と、
   織物または不織物構造、フェルト、ニット、ブレイズ、テキスタイル、繊維バッティングまたはマットおよびこれらの組み合わせから選択される繊維材料と、
   ポリアミド表面樹脂組成物の重量に基づき、０．１〜３重量パーセントの銅をベースとする熱安定剤を含むポリアミド表面樹脂組成物と
   を含み、および
   前記第２の構成部分が、ポリアミド樹脂組成物を含む
   ことを特徴とする複合材構造の製造方法。
7. 前記第２の構成部分が、ガラス繊維、炭素繊維、ガラスビーズおよびアラミド繊維から選択される強化剤をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の複合材構造の製造方法。