JPH01156531A - マトリックスにおける機械振動に対して異なる制振応答を有するフィラメントの組み合わせおよびその使用 - Google Patents

マトリックスにおける機械振動に対して異なる制振応答を有するフィラメントの組み合わせおよびその使用

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JPH01156531A
JPH01156531A JP63248898A JP24889888A JPH01156531A JP H01156531 A JPH01156531 A JP H01156531A JP 63248898 A JP63248898 A JP 63248898A JP 24889888 A JP24889888 A JP 24889888A JP H01156531 A JPH01156531 A JP H01156531A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はマトリックスの機械振動に対して異なる制振応
答を何するフィラメントの組み合わせに関する。
発明の背景 ファイバーまたはフィラメントで強化された複合材料を
組み入れている多くの構造部品において、負荷をかけた
状態は、高振動数の付随的振動または発振を引き起こす
。これら振動または発振は、該材料に早期疲労をもたら
し、または該構造の性能特性に対して悪影響を及ぼすた
め、これら振動または発振は一般に好ましくない。構造
部品の制振特性に正の影響を及ぼすため、マトリックス
中に埋め込まれるグラファイト、ガラスおよびケブラー
（Ｋｅｖｌａｒ）のファイバーならびにフィラメントか
らなる複合材料がある。それにもかかわらず、この公知
方法にて製造した構造部品は、好ましくない振動または
発振を受けている。加えて、グラファイト、ガラスおよ
びケブラーファイバーまたはフィラメントをベースとす
る複合材料は高価である。
発明の開示 本発明の目的は、高結合強度と同時に良好な内部制振を
有する複合材料を提供することである。
本発明によれば、この目的は、好ましくはエポキシ樹脂
で製造されたマトリックス中に埋め込まれた機械振動に
対して異なる制振応答を有するフィラメント、好ましく
は、高内部制振を有し、かつ超高分子量で高引張強さと
高モジュラスを有するポリマーの高延伸フィラメントか
らなるフィラメントと、低内部制振フィラメント、例え
ば、ガラスファイバーまたはカーボンファイバーとの組
み合わせにより達成される。マトリックス用の他の適当
な材料は、不飽和ポリエステル、ポリエチレン、ビニル
または熱可塑性樹脂である。
高内部制振フィラメントは、ゲル化法により製造し、つ
いで高延伸比まで延伸を行うことが好ましい。好ましい
具体例において、高内部制振フィラメントは、超高分子
１６０００００ｇ１モル（重塁平均分子量）以上を有す
るポリマー、特にポリオレフィンからなる。
低内部制振フィラメントの一部を、高内部制振、特に超
高分子量のポリエチレン製フィラメントで置換すること
は、高内部制振フィラメントの割合に依存して、所望の
目的に適合しうる混成構造が得られる。高内部制振フィ
ラメントは、複合材料または組み合わせにおけるフィラ
メント全容量の３０〜５０容量％の割合で存在すること
が好ましい。
高内部制振フィラメントを有利に製造するゲル化法が、
例えば、英国特許第Ａ−２０４２４１４号および２０５
１６６７号、また西独公開明細書３７２４４３４号に記
載されており、それはフィラメント製造用に用いる特定
のポリマーを溶媒に溶かし、該溶液を該ポリマーの溶解
温度を越える温度にてフィラメントに成形し、ゲル化の
ため該フィラメントを冷却し、溶解温度以下の温度に下
げ、溶媒を除去しながら該フィラメントを延伸すること
からなる。高内部制振フィラメントを製造するのに用い
るポリマーは、いずれか所望のポリマー形、例えば、ポ
リオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリ
ロニトリル、ポリビニルアルコール、塩化ポリビニル等
であってもよい。
好ましくは、高内部制振フィラメントは、超高分子量の
ポリマー、特にポリオレフィン、さらに好ましくはポリ
エチレン、さらには線状ポリエチレンからなる。これら
ポリエチレンは、少量、好ましくは５モル％以下の１種
またはそれ以上のプロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘ
キセン、４−メチルペンテン、オクテン等のようなポリ
エチレンと共重合しうる他のアルケンを含有してもよく
、炭素原子１０００個当たり１−１０個、特に２〜６個
のメチルまたはエチル基を有する。また他のポリオレフ
ィン、例えば、ポリプロピレンホモポリマーおよびコポ
リマーを用いることも可能である。さらには、用いるポ
リオレフィンはまた、少量の１種またはそれ以上の他の
ポリマー、特にアルケン−■ポリマーを含有してもよい
。
高内部制振フィラメントは、２０ＸＩＯ−３以上の発振
制振ファクターを有することが好ましい。
超高分子量のポリエチレンでできているフィラメントは
、１ｏｏｘｌｏ−’以上の内部制振ファクターを有して
いる。
高内部制振と低内部制振のフィラメントは、特にエポキ
シ樹脂、ポリエステル、ポリエチレン等でできているプ
ラスチックマトリックス中に埋め込むことが好ましい。
好ましい具体例においては、低内部制振フィラメントを
高内部制振フィラメントの回りに配置する。
マトリックスにおける高内部制振ファイバーおよび低内
部制振ファイバーの組み合わせが、例えば、特にフィラ
メントが超高分子量のポリエチレンおよびエポキシ樹脂
のマトリックスからなる場合、超高分子量のポリエチレ
ンでできているフィラメントの高制振能力の結果として
、およびフィラメント／マトリックス界面による高エネ
ルギー吸収の結果として、該複合物の動的行動を改善す
る。高内部制振フィラメント、低内部制振フィラメント
および該フィラメントを埋め込むマトリックスでできて
いる複合材料は、好ましくは、スキー、ボッケースティ
ック、テニスラケット、工業ロボット用アーム、機械ハ
ウジング、釣竿、競技弓等の製造に適している。該複合
材料において、超高分子量のポリエチレンフィラメント
は、ガラスファイバーで被覆されていることが好ましい
。
発振の場合に、この処理がポリエチレンファイバーがマ
トリックスから現れ、突出することを防ぐ。
さらには、該複合製品を不織布で覆い、平滑面をつくる
こともできる。
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
実施例 実施例１ １００〜３１０Ｈｚの振動数での振動試験（ｒｔＥｓ　
ＭＥ　　８７　００３７　　ＭＴ−ＡＣ］！、エポキシ
マトリックス中に埋め込んだファイバーについて、次の
制振ファクターを示した。
エポキシマトリックスにおけるカーボンファイバｍ：制
振ファクター　３ｘｌＯ−３ エボキンマトリツクスにおけるガラスファイバｍ：制振
ファクター　６ＸｌＯ−３ エポキシマトリツクスにおけるケブラーファイバｍ：制
振ファクター　１０ＸＩＯ−３エポキシマトリツクスに
おける超高分子量ＰＥ製ファイバー二制振ファクター　
２０Ｘ１０−３実施例２ ねじれ制振試験（ＲＶＤ　ｎｏ、００００３３）試験体
は、エポキシマトリックス中、ガラスファイバーと超高
分子量ＰＥ製ファイバーで構成されている混成構造物お
よびエポキシマトリックス中、ガラスファイバーで構成
されている混成構造物であった。
温度　　ガラスファ　　ＰＥファイ　　ｔａｎＴ（℃）
　　イバーの割合　バーの割合０　　７６％　　　　０
％　　　０．９Ｘ　１０−’３５％　　　４１％　　　
２．８Ｘ　１０−”２０　　７６％　　　　０％　　　
１．２Ｘ１０−”３５％　　　４１％　　　４．ＯＸ　
１０−’４０　　７６％　　　　０％　　　２．４Ｘ　
ｔｏ−”３５％　　　４１％　　　５．８Ｘ　１０−”
混成構造物の制振は、エポキシマトリックスにおけるガ
ラスファイバーの内部制振の２．５〜３倍であることが
見出だされた。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）マトリックスの機械振動に対して実質的に異なる
    制振応答を有するフィラメントの組み合わせ。
  2. （２）フィラメントがヤーン、ファブリック、ブレンド
    および／または不織布の形態である前記第（１）項の組
    み合わせ。
  3. （３）フィラメントの大部分が、低内部制振フィラメン
    トからなる前記第（１）項または第（２）項の組み合わ
    せ。
  4. （４）高内部制振フィラメントが、フィラメント全容量
    の３０〜５０容量％である前記第（１）項〜第（３）項
    いずれか１つの組み合わせ。
  5. （５）高内部制振フィラメントが、高分子量で、高引張
    強さと高モジュラスを有するポリマーの高延伸フィラメ
    ントからなる前記第（１）項〜第（４）項いずれか１つ
    の組み合わせ。
  6. （６）フィラメントをゲル化法で得、ついで高延伸比ま
    で延伸することにより製造する前記第（５）項の組み合
    わせ。
  7. （７）高内部制振フィラメントが、超高分子量６０００
    ００ｇ／モル（重量平均分子量）以上を有するポリマー
    、特にポリオレフィンからなる前記第（１）項〜第（６
    ）項いずれか１つの組み合わせ。
  8. （８）低内部制振フィラメントが、ガラスファイバーま
    たはカーボンファイバーであり、内部制振ファクターが
    １０×１０＾−＾３以下を有する前記第（１）項〜第（
    ７）項いずれか１つの組み合わせ。
  9. （９）フィラメントを埋め込むマトリックスがプラスチ
    ック材料からなる前記第（１）項〜第（８）項いずれか
    １つの組み合わせ。
  10. （１０）プラスチック材料がポリエステル、エポキシ、
    ポリエチレン等である前記第（９）項の組み合わせ。
  11. （１１）低内部制振フィラメントを高内部制振フィラメ
    ントの回りに配置する前記第（１）項〜第（１０）項い
    ずれか１つの組み合わせ。
  12. （１２）スキー、ホッケースティック、テニスラケット
    、ロボットアーム、機械ハウジング、釣竿、競技弓等の
    ための複合材料製造用の前記第（１）項〜第（１１）項
    いずれか１つの組み合わせの使用。
JP63248898A 1987-10-02 1988-09-30 マトリックスにおける機械振動に対して異なる制振応答を有するフィラメントの組み合わせおよびその使用 Pending JPH01156531A (ja)

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