JPH0226731A - 炭素繊維強化複合材料 - Google Patents
炭素繊維強化複合材料Info
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- JPH0226731A JPH0226731A JP17678488A JP17678488A JPH0226731A JP H0226731 A JPH0226731 A JP H0226731A JP 17678488 A JP17678488 A JP 17678488A JP 17678488 A JP17678488 A JP 17678488A JP H0226731 A JPH0226731 A JP H0226731A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、高比強度、高比剛性、高＃熱性。
低熱膨張率等の優れた特性を有していることが要求され
る例えば宇宙航空機器構造物の素材として好適に利用さ
れる炭素ｍ雄強化複合材料に関するものである。 （従来の技術） 従来、この種の炭素ｆａ維強化複合材料としては、例え
ば高強度炭素Ｆｊ＆雄からなるクロスや高弾性炭素ｍ維
からなるクロスを積層状態で複合化したカーボン／フェ
ノール樹脂、グラファイト／フェノール樹脂系のものが
知られていた（例えば、「鉄と鋼」 第７０年（１９８
４） 第１４号 第２９頁〜第３５頁等）。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような炭素ｌａ維強化複合材料では
、一種類の高強度または高弾性炭素繊維からなるクロス
を積層したものであり、炭素繊維が繊維方向に負の熱膨
張係数を有していると共にフェノール樹脂が正の熱膨張
係数を有しているため、フェノール樹脂の硬化温度（１
５０〜１６０°Ｃ位）から冷却される過程で層間割れを
発生したり、冷却される過程で層間割れを発生しないと
しても内部歪を有していることから外部応力によって割
れを生じやすいものであったりするという課題を有して
いた。 そして、このような層間割れや内部歪に対する影響は、
使用する炭素繊維が高強度および／または高弾性のもの
であるほど、そして連続糸であるほど、さらにはクロス
のＪＮＦｅ数が多い厚肉状のものほど受けやすいもので
あった。 したがって、従来の場合にはクロスの積層数が少ない薄
肉状の成形体が一般的であり、高強度および／または高
弾性炭素繊維を用いて厚肉状の成形体を成形することは
、上述した層間での剥離や内部歪の残留等の問題から、
困難であるという課題を有していた。 （発明の目的） この発明は、上述した従来の課題を解決するためになさ
れたもので、樹脂の成形および硬化温度から冷却される
過程で居間割れを発生することがなく、かつまた外力に
よっても割れを発生しがたく、厚肉部材の製作も容易に
可能である炭素繊維強化複合材料を提供することを目的
としているものである。
る例えば宇宙航空機器構造物の素材として好適に利用さ
れる炭素ｍ雄強化複合材料に関するものである。 （従来の技術） 従来、この種の炭素ｆａ維強化複合材料としては、例え
ば高強度炭素Ｆｊ＆雄からなるクロスや高弾性炭素ｍ維
からなるクロスを積層状態で複合化したカーボン／フェ
ノール樹脂、グラファイト／フェノール樹脂系のものが
知られていた（例えば、「鉄と鋼」 第７０年（１９８
４） 第１４号 第２９頁〜第３５頁等）。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような炭素ｌａ維強化複合材料では
、一種類の高強度または高弾性炭素繊維からなるクロス
を積層したものであり、炭素繊維が繊維方向に負の熱膨
張係数を有していると共にフェノール樹脂が正の熱膨張
係数を有しているため、フェノール樹脂の硬化温度（１
５０〜１６０°Ｃ位）から冷却される過程で層間割れを
発生したり、冷却される過程で層間割れを発生しないと
しても内部歪を有していることから外部応力によって割
れを生じやすいものであったりするという課題を有して
いた。 そして、このような層間割れや内部歪に対する影響は、
使用する炭素繊維が高強度および／または高弾性のもの
であるほど、そして連続糸であるほど、さらにはクロス
のＪＮＦｅ数が多い厚肉状のものほど受けやすいもので
あった。 したがって、従来の場合にはクロスの積層数が少ない薄
肉状の成形体が一般的であり、高強度および／または高
弾性炭素繊維を用いて厚肉状の成形体を成形することは
、上述した層間での剥離や内部歪の残留等の問題から、
困難であるという課題を有していた。 （発明の目的） この発明は、上述した従来の課題を解決するためになさ
れたもので、樹脂の成形および硬化温度から冷却される
過程で居間割れを発生することがなく、かつまた外力に
よっても割れを発生しがたく、厚肉部材の製作も容易に
可能である炭素繊維強化複合材料を提供することを目的
としているものである。
（課題を解決するための手段）
この発明に係る炭素Ｈ＆維強化複合材料は、高強度炭素
ｍ雑および／または高弾性炭素繊維と、低強度炭素繊維
および／または低弾性炭素繊維とが積層状態となってい
ることを特徴としており、このような炭素繊維強化複合
材料の構成を上述した従来の課題を解決するための手段
としている。 （作用） この発明に係る炭素Ｆａ雄強化複合材料は、上述した構
成を有するものであり、高強度炭素繊維および／または
高弾性炭素繊維と、低強度炭素ａｍおよび／または低弾
性炭素ｍ維とが積層状態となっていることにより、炭素
繊維と樹脂とにおける熱膨張係数の違いによって、樹脂
成形後の冷却に至る過程で内部歪を伴うとしても、この
内部歪は低強度および／または低弾性炭素繊維によって
吸収されるので、層間割れや外部応力による割れを発生
しがたいものとなっている。 また、高強度炭素繊維や高弾性炭素繊維は、良好なる耐
二ローション性（耐浸食性）が期待できるので、接触摩
耗の少ない耐二ローション性に優れた炭素繊維強化複合
材料となっている。 （実施例） 実施例１ 高強度炭素ｍ維として、強度；３６０ｋｇｆ／ｍｍ２
、弾性率； ２４ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続糸を用い
、この高強度炭素繊維を朱子織したクロスを用いた。ま
た、低強度炭素Ｆａ雄として、強度；６５ ｋ ｇ ｆ
／ ｍ ｍ ２．弾性率；３．５ｔｏｎ／ｍ ｍ ２
の短ＦＩｉ維紡績糸を用い、この低強度炭素繊維を朱子
織したクロスを用いた。 そして、高強度炭素繊維クロスにフェノール樹脂（固形
分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；１
．０７２）を３５．１％含浸させて高強度炭素１ｉ１１
維プリプレグを製造した。また、低強度炭素繊維クロス
に上記フェノール樹脂を３５．８％含浸させて低強度炭
素ａｍプリプレグを製造した。 次に、前記高強度炭素繊維プリプレグを３層に対し、前
記低強ｌ′！炭素織雄プリプレグを１層の割合で交互に
合計２６０枚積層し、成形温度；１５０℃、成形時間；
１２０ｍ１ｎ、成形圧力；２００ｋｇｆ／ｃｍ’の条件
でホットプレスして加熱・加圧成形することにより、第
１図に示すような固体推進ロケット１のノズルインサー
ト部に配置サレるバックアップ部材２として使用される
成形肉厚８０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる
炭素［ｋ強化複合材料を得た。 ここで得られた炭素繊維強化複合材料は、ホットプレス
型から取り出して冷却した後の状態において層間剥離の
発生は全く認められず、またバックアップ部材２の形状
に加工した後の状態においても層間割れの発生は認めら
れず、良好な加工性を有するものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージ１ン速度を求めたとこ
ろ、０．０１６ｍｍ１５６Ｇであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｃをかなり下回る良好なる耐二ローション
特性を有するものであった。 実施例２ 高弾性炭素ｍｍトＩ、−Ｔ：、強１ｆ；２８０ｋｇｆ／
ｍｍノ １弾性率； ４０ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続
糸を用い、この高弾性炭素繊維を朱子織したクロスを用
いた。また、低強度炭素ｍｍとして、弾性；６５ｋｇｆ
／ｍｍ２ 、弾性率；３．５ｔｏｎ／ｍ ｍ ２の短識
維紡績糸を用い、この低強度炭素繊維を朱子織したクロ
スを用いた。 そして、高弾性炭素Ｆａ維ツクロスフェノール樹脂（固
形分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；
１．０７２）を３７．２％含浸させて高弾性炭素ａｍプ
リプレグを製造した。また、低強度炭素繊維クロスに上
記フェノール樹脂を３５．８％含浸させて低強度炭素ｔ
ｊ＆雄プリプリプレグ造した。 次に、前記高弾性炭素Ｆａｒａａリプレグを３層に対し
、前記低強度炭素繊維プリプレグを１層の割合で交互に
合計２６０枚積層し、成形温度；１５０℃、成形時間；
１２０ｍ１ｎ、成形圧カニ２００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件
でホットプレスして加熱・加圧成形することにより、第
１図に示したような固体推進ロケット１のノズルインサ
ート部に配置される／へツクアップ部材２として使用さ
れる成形肉厚８０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂より
なる炭素繊維強化複合材料を得た。 ここで得られた炭素繊維強化複合材料は、ホットプレス
型から取り出して冷却した後の状態において層間剥離の
発生は全く認められず、またバックアップ部材２の形状
に加工した後の状態においても居間での割れは発生して
おらず、加工性の良好なものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージョン速度を求めたとこ
ろ、０．０２１ｍｍ／ＳｅＣであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｅをかなり下回る良好なる耐二ローション
特性を有するものであった。 比較例１ 高強度炭素繊維として、強度、３６０ｋｇｆ／ｍｍ２．
弾性率； ２４ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続糸を用い、
この高強度炭素Ｆａ雌を朱子織したクロスを用いた。 そして、高強度炭素繊維クロスにフェノール樹脂（固形
分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５°０）；
ｌ 、０７２）を約３５％含浸させて高強度炭素ｉａ
維プリプレグを製造した。 次いで、上記高強度炭素ａｍプリプレグを２６０枚積層
し、成形温度；１５０℃、成形時間；１２０ｍ１ｎ、成
形圧力； ２００ｋｇｆ／ｃｍ’の条件でホットプレス
して加熱−加圧成形することにより、第１図に示したよ
うな固体推進ロケット１のノズルインサート部に配ａさ
れるバー７クアツプ部材２として使用される成形肉厚８
０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる炭素Ｆａ維
強化複合材料を得た。 ここで得た炭素繊維強化複合材料は、ホットプレス型か
ら取り出して冷却した後の状態において層間剥離を生じ
ておらず、またバックアップ部材２の形状に加工した後
の状態においても層間割れの発生は認められず、加工性
は一応良好なものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージョン速度を求めたとこ
ろ、０．６９９ｍｍ／ｓｅｃであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｃを上回る耐二ローション特性のあまり良
好でないものであった。 ル（む１ヱ 高弾性炭素繊維として、強度、２８０ｋｇｆ／ｍｍ’
、弾性率； ４０ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続糸を用
い、この高弾性炭素ａｍを朱子織したクロスを用いた。 そして、高弾性炭素ｔａ維ツクロスフェノール樹脂（固
形分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；
１．０７２）を約４０％含浸させて高弾性炭素繊維プリ
プレグを製造した。 次いで、上記高弾性炭素繊維プリプレグを２６０枚積層
し、成形温度；１５０℃、成形時間；１２０ｍ１ｎ、成
形圧力； ２００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件でホットプレス
して加熱・加圧成形することにより、第１図に示したよ
うな固体推進ロケット１のノズルインサート部に配置さ
れる／ヘックアップ部材２として使用される成形肉厚８
０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる炭素１ａ維
強化複合材料を得た。 ここで得た炭素ｍ維強化複合材料は、ホットプレス型か
ら取り出して冷却した後の状態において層間剥離は生じ
ていなかったが、バッファー２ブ部材２の形状に加工し
た後の状態においては居間剥離による割れを発生してお
り、加工性はあまり良好でないものであった。このよう
な層間剥離による割れは、繊維と樹脂の接着性および樹
脂の特性（強度、伸び）に起因するものと考えられる。 さらに、割れを助長するのは繊維の弾性率であると考え
らえる。 次に、上記バックアップ部材２ではノズルインサート形
状に加工できなかったため、ノズルスロート部をストレ
ート状に加工して、固体推進ロケット１のノズルインサ
ート部に配置して燃焼前後の内径の変化を調べることに
より二ロージ１ン速度を求めたところ、０．１２８ｍｍ
／ｓｅｃであり、上記のような加工性についてはあまり
良くなかったものの耐二ローション特性については比較
的良好なものであった。 比較例３ 低強度炭素繊維として１強度；６５ｋｇｆ／ｍｍ２ 、
弾性率；３．５ｔｏｎ／ｍｍ２の短繊維紡績糸を用い、
この低強度炭素繊維を朱子織したクロスを用いた。 そして、低強度炭素繊維クロスにフェノール樹脂（固形
分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；１
．０７２）を３５．８％含浸させて低強度炭素繊維プリ
プレグを製造した。 次いで、上記低強度炭素ｍｉｓプリプレグを２６０枚積
層し、成形温度；１５０℃、成形時間；１２０ｍ１ｎ、
成形圧力；２００ｋｇｆ／ｃｍ”の条件でホットプレス
して加熱・加圧成形することにより、第１図に示したよ
うな固体推進ロケット１のノズルインサート部に配置さ
れるバックアップ部材２として使用される成形肉厚８０
ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる炭素繊維強化
複合材料を得た。 ここで得た炭素ｍｗｂ強化複合材料は、ホットプレス型
から取り出して冷却した後の状態において層間剥離を生
じておらず、バックアップ部材２の形状に加工した後の
状態においても居間割れの発生は認められず、加工性は
一応良好なものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージョン速度を求めたとこ
ろ、０．５３７ｍｍ／ＳｅＣであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｅを上回る゛耐エロージヨン特性のあまり
良好でないものであった。
ｍ雑および／または高弾性炭素繊維と、低強度炭素繊維
および／または低弾性炭素繊維とが積層状態となってい
ることを特徴としており、このような炭素繊維強化複合
材料の構成を上述した従来の課題を解決するための手段
としている。 （作用） この発明に係る炭素Ｆａ雄強化複合材料は、上述した構
成を有するものであり、高強度炭素繊維および／または
高弾性炭素繊維と、低強度炭素ａｍおよび／または低弾
性炭素ｍ維とが積層状態となっていることにより、炭素
繊維と樹脂とにおける熱膨張係数の違いによって、樹脂
成形後の冷却に至る過程で内部歪を伴うとしても、この
内部歪は低強度および／または低弾性炭素繊維によって
吸収されるので、層間割れや外部応力による割れを発生
しがたいものとなっている。 また、高強度炭素繊維や高弾性炭素繊維は、良好なる耐
二ローション性（耐浸食性）が期待できるので、接触摩
耗の少ない耐二ローション性に優れた炭素繊維強化複合
材料となっている。 （実施例） 実施例１ 高強度炭素ｍ維として、強度；３６０ｋｇｆ／ｍｍ２
、弾性率； ２４ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続糸を用い
、この高強度炭素繊維を朱子織したクロスを用いた。ま
た、低強度炭素Ｆａ雄として、強度；６５ ｋ ｇ ｆ
／ ｍ ｍ ２．弾性率；３．５ｔｏｎ／ｍ ｍ ２
の短ＦＩｉ維紡績糸を用い、この低強度炭素繊維を朱子
織したクロスを用いた。 そして、高強度炭素繊維クロスにフェノール樹脂（固形
分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；１
．０７２）を３５．１％含浸させて高強度炭素１ｉ１１
維プリプレグを製造した。また、低強度炭素繊維クロス
に上記フェノール樹脂を３５．８％含浸させて低強度炭
素ａｍプリプレグを製造した。 次に、前記高強度炭素繊維プリプレグを３層に対し、前
記低強ｌ′！炭素織雄プリプレグを１層の割合で交互に
合計２６０枚積層し、成形温度；１５０℃、成形時間；
１２０ｍ１ｎ、成形圧力；２００ｋｇｆ／ｃｍ’の条件
でホットプレスして加熱・加圧成形することにより、第
１図に示すような固体推進ロケット１のノズルインサー
ト部に配置サレるバックアップ部材２として使用される
成形肉厚８０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる
炭素［ｋ強化複合材料を得た。 ここで得られた炭素繊維強化複合材料は、ホットプレス
型から取り出して冷却した後の状態において層間剥離の
発生は全く認められず、またバックアップ部材２の形状
に加工した後の状態においても層間割れの発生は認めら
れず、良好な加工性を有するものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージ１ン速度を求めたとこ
ろ、０．０１６ｍｍ１５６Ｇであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｃをかなり下回る良好なる耐二ローション
特性を有するものであった。 実施例２ 高弾性炭素ｍｍトＩ、−Ｔ：、強１ｆ；２８０ｋｇｆ／
ｍｍノ １弾性率； ４０ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続
糸を用い、この高弾性炭素繊維を朱子織したクロスを用
いた。また、低強度炭素ｍｍとして、弾性；６５ｋｇｆ
／ｍｍ２ 、弾性率；３．５ｔｏｎ／ｍ ｍ ２の短識
維紡績糸を用い、この低強度炭素繊維を朱子織したクロ
スを用いた。 そして、高弾性炭素Ｆａ維ツクロスフェノール樹脂（固
形分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；
１．０７２）を３７．２％含浸させて高弾性炭素ａｍプ
リプレグを製造した。また、低強度炭素繊維クロスに上
記フェノール樹脂を３５．８％含浸させて低強度炭素ｔ
ｊ＆雄プリプリプレグ造した。 次に、前記高弾性炭素Ｆａｒａａリプレグを３層に対し
、前記低強度炭素繊維プリプレグを１層の割合で交互に
合計２６０枚積層し、成形温度；１５０℃、成形時間；
１２０ｍ１ｎ、成形圧カニ２００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件
でホットプレスして加熱・加圧成形することにより、第
１図に示したような固体推進ロケット１のノズルインサ
ート部に配置される／へツクアップ部材２として使用さ
れる成形肉厚８０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂より
なる炭素繊維強化複合材料を得た。 ここで得られた炭素繊維強化複合材料は、ホットプレス
型から取り出して冷却した後の状態において層間剥離の
発生は全く認められず、またバックアップ部材２の形状
に加工した後の状態においても居間での割れは発生して
おらず、加工性の良好なものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージョン速度を求めたとこ
ろ、０．０２１ｍｍ／ＳｅＣであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｅをかなり下回る良好なる耐二ローション
特性を有するものであった。 比較例１ 高強度炭素繊維として、強度、３６０ｋｇｆ／ｍｍ２．
弾性率； ２４ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続糸を用い、
この高強度炭素Ｆａ雌を朱子織したクロスを用いた。 そして、高強度炭素繊維クロスにフェノール樹脂（固形
分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５°０）；
ｌ 、０７２）を約３５％含浸させて高強度炭素ｉａ
維プリプレグを製造した。 次いで、上記高強度炭素ａｍプリプレグを２６０枚積層
し、成形温度；１５０℃、成形時間；１２０ｍ１ｎ、成
形圧力； ２００ｋｇｆ／ｃｍ’の条件でホットプレス
して加熱−加圧成形することにより、第１図に示したよ
うな固体推進ロケット１のノズルインサート部に配ａさ
れるバー７クアツプ部材２として使用される成形肉厚８
０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる炭素Ｆａ維
強化複合材料を得た。 ここで得た炭素繊維強化複合材料は、ホットプレス型か
ら取り出して冷却した後の状態において層間剥離を生じ
ておらず、またバックアップ部材２の形状に加工した後
の状態においても層間割れの発生は認められず、加工性
は一応良好なものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージョン速度を求めたとこ
ろ、０．６９９ｍｍ／ｓｅｃであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｃを上回る耐二ローション特性のあまり良
好でないものであった。 ル（む１ヱ 高弾性炭素繊維として、強度、２８０ｋｇｆ／ｍｍ’
、弾性率； ４０ ｔ ｏ ｎ／ｍｍ２の連続糸を用
い、この高弾性炭素ａｍを朱子織したクロスを用いた。 そして、高弾性炭素ｔａ維ツクロスフェノール樹脂（固
形分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；
１．０７２）を約４０％含浸させて高弾性炭素繊維プリ
プレグを製造した。 次いで、上記高弾性炭素繊維プリプレグを２６０枚積層
し、成形温度；１５０℃、成形時間；１２０ｍ１ｎ、成
形圧力； ２００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件でホットプレス
して加熱・加圧成形することにより、第１図に示したよ
うな固体推進ロケット１のノズルインサート部に配置さ
れる／ヘックアップ部材２として使用される成形肉厚８
０ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる炭素１ａ維
強化複合材料を得た。 ここで得た炭素ｍ維強化複合材料は、ホットプレス型か
ら取り出して冷却した後の状態において層間剥離は生じ
ていなかったが、バッファー２ブ部材２の形状に加工し
た後の状態においては居間剥離による割れを発生してお
り、加工性はあまり良好でないものであった。このよう
な層間剥離による割れは、繊維と樹脂の接着性および樹
脂の特性（強度、伸び）に起因するものと考えられる。 さらに、割れを助長するのは繊維の弾性率であると考え
らえる。 次に、上記バックアップ部材２ではノズルインサート形
状に加工できなかったため、ノズルスロート部をストレ
ート状に加工して、固体推進ロケット１のノズルインサ
ート部に配置して燃焼前後の内径の変化を調べることに
より二ロージ１ン速度を求めたところ、０．１２８ｍｍ
／ｓｅｃであり、上記のような加工性についてはあまり
良くなかったものの耐二ローション特性については比較
的良好なものであった。 比較例３ 低強度炭素繊維として１強度；６５ｋｇｆ／ｍｍ２ 、
弾性率；３．５ｔｏｎ／ｍｍ２の短繊維紡績糸を用い、
この低強度炭素繊維を朱子織したクロスを用いた。 そして、低強度炭素繊維クロスにフェノール樹脂（固形
分；６０％、粘度；３６０ｃｐｓ、比重（２５℃）；１
．０７２）を３５．８％含浸させて低強度炭素繊維プリ
プレグを製造した。 次いで、上記低強度炭素ｍｉｓプリプレグを２６０枚積
層し、成形温度；１５０℃、成形時間；１２０ｍ１ｎ、
成形圧力；２００ｋｇｆ／ｃｍ”の条件でホットプレス
して加熱・加圧成形することにより、第１図に示したよ
うな固体推進ロケット１のノズルインサート部に配置さ
れるバックアップ部材２として使用される成形肉厚８０
ｍｍのカーボン／フェノール樹脂よりなる炭素繊維強化
複合材料を得た。 ここで得た炭素ｍｗｂ強化複合材料は、ホットプレス型
から取り出して冷却した後の状態において層間剥離を生
じておらず、バックアップ部材２の形状に加工した後の
状態においても居間割れの発生は認められず、加工性は
一応良好なものであった。 次に、上記バックアップ部材２を固体推進ロケット１の
ノズルインサート部に配置して燃焼前後のスロート径の
変化を調べることにより二ロージョン速度を求めたとこ
ろ、０．５３７ｍｍ／ＳｅＣであり、目標とする０、２
５ｍｍ／ｓｅｅを上回る゛耐エロージヨン特性のあまり
良好でないものであった。
以上説明してきたように、この発明に係る炭素繊維強化
複合材料は、高強度炭素ｆａ維および／または高弾性炭
素Ｍ＆雄と、低強度炭素繊維および／または低弾性炭素
繊維とが積層状態となっているものであるから、樹脂の
成形および硬化温度から冷却される過程で生ずる熱膨張
係数の差による内部応力は低強度および／または低弾性
炭素ｍ維で吸収されるため従来のような熱膨張係数の差
による層間割れを生ずることがないとともに冷却後に大
きな内部応力が残留していないため外力によって容易に
割れを生ずることもなく、加工性が良好であると共に厚
肉部材の製作も容易に可能であり、さらには高強度およ
び／または高弾性炭素繊維がもつ優れた耐二ローション
性を活かすことができるため耐二ローション特性にも優
れたものであるという著大なる効果がもたらされる。
複合材料は、高強度炭素ｆａ維および／または高弾性炭
素Ｍ＆雄と、低強度炭素繊維および／または低弾性炭素
繊維とが積層状態となっているものであるから、樹脂の
成形および硬化温度から冷却される過程で生ずる熱膨張
係数の差による内部応力は低強度および／または低弾性
炭素ｍ維で吸収されるため従来のような熱膨張係数の差
による層間割れを生ずることがないとともに冷却後に大
きな内部応力が残留していないため外力によって容易に
割れを生ずることもなく、加工性が良好であると共に厚
肉部材の製作も容易に可能であり、さらには高強度およ
び／または高弾性炭素繊維がもつ優れた耐二ローション
性を活かすことができるため耐二ローション特性にも優
れたものであるという著大なる効果がもたらされる。
第１図はこの発明に係る炭素繊維強度複合材料が使用さ
れる固体推進ロケットの断面図である。 特許出願人 日産自動車株式会社
れる固体推進ロケットの断面図である。 特許出願人 日産自動車株式会社
Claims (1)
- （１）高強度炭素繊維および／または高弾性炭素繊維と
、低強度炭素繊維および／または低弾性炭素繊維とが積
層状態となっていることを特徴とする炭素繊維強化複合
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176784A JP2621380B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 炭素繊維強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176784A JP2621380B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 炭素繊維強化複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226731A true JPH0226731A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2621380B2 JP2621380B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=16019788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176784A Expired - Fee Related JP2621380B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 炭素繊維強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2621380B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59111839A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-06-28 | 三菱レイヨン株式会社 | 炭素繊維強化複合中間体 |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63176784A patent/JP2621380B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59111839A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-06-28 | 三菱レイヨン株式会社 | 炭素繊維強化複合中間体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2621380B2 (ja) | 1997-06-18 |
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