JPH0281622A - 付形複合シートおよびその製造方法 - Google Patents

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】 本発明は強化複合体物質、さらに特別には、航空機窓日
除けのような用途に使用するための予め決められた形状
の物質をアニールして「記憶」（ｍｅｍｏｒｙ　）を付
与することができる強化熱可塑性複合体に関する。

航空機産業における窓日除けには多層ラミネートが使用
されてきた。１日除は形成のための多層ラミネートは、
長く伸ばされたロールまたはコイル中に包み込まれ、日
除はロール物質を巻出して窓上に日除けを引き出す。巻
出したとき全般的に平らな位置に日除けを保持するため
に周知のガイド手段が使用される。

多層ラミネートに付随する問題は、これらが単層ラミネ
ートまたは複合体より比較的高価なことである。しかし
、以前の単層ラミネートまたは複合体は問題があった。

すなわち、これらは脆く、従って窓日除は用途に要求さ
れるように巻くのに十分に適していないことである。

本発明によって、可撓性であるシーＩ・が得られ、かつ
、巻出した状態から解放したときにその巻かれた状態に
自動的に戻る単層熱可塑性複合体およびその製造方法が
提供“される。熱可塑性樹脂としてポリフェニレンサル
ファイドを可撓性強化材料と共に使用する単層複合体は
、以前の単層ラミネートのような脆さの問題は有しない
。このシートはロール以外の異なる形状にも形成できる
。

本発明の要約 本発明の単層強化熱可塑性複合体は、強化旧料、および
可撓性単層形成用として強化材料上に含浸させた熱可塑
性樹脂層の層から成り、前記の可撓性単層は予め決めら
れた形状に形成し、この形状のときにアニールし、予め
決められた形状から伸ばした後に解放したとき元の予め
決められた形状に戻ることができる複合体であると１記
述できる。使用できる強化材料の１種類は、ガラス繊維
織物である。熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンサルファ
イドのようなポリアリーレンサルファイド物質であるみ
ポリフェニレンサルファイドは、強化材料の両側上に層
として適用できる。−態様においては、酸化チタンをポ
リフェニレンサルファイドに添加する。

複合シートは、航空機態日除は用として良く適している
ロールのような任意の所望の予め決められた形状に形成
できる。かような窓日除けは、強化材料の層およびこの
上に含浸させたポリフェニレンサルファイドまたは同様
な物質の層から成り、ロール形態でアニールした可撓性
シートであるということができる。このシートはロール
形態から伸ばすことができ、かつ、伸ばした位置から解
放されたときロール形態に戻る。窓日除けは、シートを
伸ばされた位置の方向へおよび該位置から離すためのガ
イドおよびシートの伸ばされた位置に実質的に保持する
ための手段をさらに含んで航空機の窓部分を形成する。

本発明には、骨形複合シートの製造方法も含まれる。こ
の方法は、一般に、熱可塑性樹脂の連続マトリックス中
における強化繊維から成る複合シートである複合シート
のロールを用意し、該ロールを樹脂のガラス転移温度と
軟化温度との間の温度でアニールし、シートの形状をロ
ールの状態に固定させ、そしてロールを冷却する工程か
ら成る。ロールに加えて、この複合シートは他の予め決
められた形状に形成することができる。複合シートを用
意する工程は、熱可塑性樹脂を軟化させ、かつ、該樹脂
が強化繊維中に流動するように熱および圧力を加えるこ
とから成る。この方法には熱および圧力を加えた後にシ
ートをロールに形成する前の複合シートの冷却をさらに
含む。

−態様において、本方法は強化材料上にポリフェニレン
サルファイドまたは他の好適な他の熱可塑性物質を含浸
させて複合シートを形成し、必要に応じて複合シートを
冷却し、そして、該シートを所望の形態に保持している
間にアニールする工程から成る。含浸工程はガラス織物
層上に約２　ｍｌ’厚さにポリフェニレンサルファイド
層を含浸させる工程から成ってもよい。含浸工程はガラ
ス繊維織物の層上に約３　ｍｉ（の厚さのポリフェニレ
ンサルファイド層を含浸させる工程から成るとも云うこ
とができる。

一態様において含浸工程はポリフェニレンサルファイド
および強化材料に約１００　ｐｓｉの圧力を加えること
から成る。

好ましい一態様においては、付形工程は複合シートをロ
ール形態に巻くことから成り、そしてアニール工程の間
シートをロール形態に保持するため該シート上に保持手
段を配置することからさらに成ることができる。

一態様において、アニール工程はシートを約４００°Ｆ
で約１．５時間のような予め決められた時間加熱するこ
とから成る。

本発明の重要な目的の一つは、伸ばされた位置から解放
されると引き込んだ、予め決められた形状に戻る単層熱
可塑性物質を提供することである。

本発明の他の目的は、航空機窓日除けのような用途に好
適なアニール複合シートを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、そのセル（ｃｅｌｌ）強度
を保留し、かつ、巻出した後にその巻かれた位置に戻る
、ロール形態でアニールされた単層複合体を提供するこ
とである。

本発明のさらに他の目的は、シートが予め決められた形
状に保留されている間該シートをアニールすることから
成る骨形複合シートの製造方法を提供することである。

本発明の追加の目的並びに利点は、次の好ましい態様の
詳細な説明を、かような好ましい態様を例示する図面と
関連させて読むことによつで明らかになるであろう。

去ｊ刀Ｊ■ガ塑且 図面、特に第１図を参照すると、本発明の単層強化熱可
塑性複合体の製造方法の略図が示されている。一般的に
、この方法には成形または含浸作業１０、これに続いて
必要な冷却作業１２が含まれる。

冷却後、複合体の骨形、または成形作業１４の間、所望
の、予め決められた形状に形成する。予め決められた形
状を保持している間にアニール作業１６を行う。

第２図を参照すると、未成形形態が一般的に数字２０で
示されている。強化材料層２２には、これに隣接して置
かれた熱可塑性物質層２４およびこの反対側に置かれた
熱可塑性物質の他の層２６を有する。

強化材料１２は、好ましくはガラス編織物のような繊維
状および可撓性である。例えばＨｅｘｃｅｌ　７６２８
ストレート（Ｓｔｒａｉｇｈｔ　）ガラス繊維織物が使
用できるが、本発明はこの特別の物質に限定する積りは
ない。

熱可塑性物質は、本明細書に詳細に後記するように、ア
ニール工程１６の間セル強度を保持し、かつ、脆くなら
ない種類である。本発明用として好ましい熱可塑性樹脂
にはポリアリーレンサルファイド物質が含まれる。かよ
うな物質の一つは、本発明の譲受人によってＲｙｔｏｎ
［Ｆ］の商標名で販売されているポリフェニレンサルフ
ァイド（ＰＰＳ）である。しかし、他の熱可塑性物質も
好適であり、従って本発明をＰＰＳのみに限定する積り
はない。

プラスティック物質の層２４および２６は、成形工程１
０の間強化材料２２の層中に含浸させ、単層複合シート
を製造する。このシートは薄手ラミネートと呼ぶことが
できる。成形工程は熱および圧力を同時に適用して複合
シートを形成する加熱プレスのような慣用方法で実施で
きる。換言すれば、熱可塑性フィルムと強化編織物との
レイアップを製造し、次いで十分な熱および圧力で処し
て複合体を形成する。しかし、第１工程として、最初に
樹脂粒子を含有する編織物のプレプレグを形成する方法
も使用できる。

成形工程の間、樹脂は軟化し、かつ、編織物中に流動し
これを含浸させる。所望の製品特性を得るためには編織
物の良好な浸潤が必要である。使用する樹脂量によって
、複合体は樹脂に富む表面または強化材の印影を示す表
面を有することができる。樹脂と編織物との明確な層は
この生成物においては必須事項ではない。複合体は連続
熱可塑性マトリックス中における強化繊維として正確に
特徴づけることができる。

成形後、必要に応じて冷却工程１２を実施する。

これは、複合シートに圧力を加えている間にこれを冷却
させる水冷プレスのような慣用の方法で行うことができ
る。

骨形または成形工程１４においては、冷却シートを所望
の寸法にトリムし、次いで所望の予め決められた形状に
形成する。第３図を参照すると、複合シート２８はロー
ルまたはコイル形態に巻かれている。他の予め決められ
た形状も可能であり、本発明は第３図に示した特定のロ
ール形態に限定する積りはない。

好ましい一態様においては、複合シート２８は約０．０
０３〜約０．０３０ｉｎｃｈの範囲内の厚さを有し、複
合シートは連続結晶性熱可塑性マトリックス中の約１０
〜約３０重量％の強化繊維から成る。本明細書でさらに
詳述するアニール作業１６の後に、熱可塑性マトリック
スは、シートが静止時に予め決められた形状を有するよ
うな結晶化度を有する。

複合シート２８を所望の予め決められた形態になったら
ば、これはアニール工程の間この形態を保持しなければ
ならない。従って、付形工程１４の一部として、シート
を予め決められた形状に保持するための保持手段を適用
する。第３図に示したロールまたはコイル態様の場合に
は、少なくとも１本の結束用針金３０をロール形態の周
囲に巻き、その自由端３２の端を互にひねることが保持
手段の一態様となる。必要に応じて数本の結束用針金３
０をロール状複合シート２８の長さ方向に沿って配置す
ることもできる。他の保持手段も使用できる。

保持手段をつけたまま、形成複合シート２８をアニール
用炉中に入れることによるようにしてアニールする。ア
ニール工程において、熱可塑性物質をそのガラス転移温
度以上であるがその軟化ｌＲ度より低い温度で加熱して
、この物質がさらに結晶性形態を得るような環境を用意
する。ガラス転移温度は、この温度より低いと物質が非
結晶性でかつ、脆い温度である。非ポリフェニレンサル
ファイド物質では、冷結晶化温度以上に加熱すると云っ
た方がさらに正確であろう、ポリフェニレンサルファイ
ドの場合にはこの温度はガラス転移温度に近い。広義に
云えば、本発明の複合体用として好適な熱可塑性物質に
は、室温より高いガラス転移温度を有し、かつ、アニー
ルに感受性の熱可塑性物質が含まれる。

適切な温度および適切な時間でのアニール後に、複合シ
ートを炉中または炉から取出した後に冷却させる。針金
３０のような保持手段を除去する。アニールによって生
じた改良された結晶化度は、物質をガラス転移温度以下
に再び冷却しても完全には消失しない。本発明において
使用される複合体に対して、アニール工程はアニールの
間に複合体が有していた物質の構造をＦ記憶Ｊさせる。

すなわち、シートは保持手段を除去してもロール複合シ
ート２８のようなその予め決められた形態を保持してい
る。複合シート２８は伸ばされまたはその予め決められ
た形状から変化させることができ、かつ、解放されたと
きシートがその予め決められた形状に戻りうる程度に十
分に可撓性である。ロール状複合シート２８の場合、シ
ートを巻出すことでことができ、そして解放されたとき
元の巻かれたまたはコイル状位置に戻ることができ、従
って本明細書に記載のような窓日除は用途用に十分に好
適にしている。アニール工程はまた複合体をより強靭に
し、かつ、窓日除は用途にさらに良く適したものにする
。

第４および５図に複合シート２８を使用する航空機窓日
除けの一態様を示す。ロール複合シート２８を窓日除は
囲い３６の空隙３４に配置する。空隙３４の下部は全般
的に慣用であり、かつ、以前に公知の窓日除は囲いと同
様である開口部３６である。開口部３６の背後に位置し
、これと間隔を有するのが窓３８であり、これも当業界
で公知のものである。

隙間４０は、従って開口部３６と窓３８との間を限定し
ている。慣用のプラスチックレンズ（図示してない）を
開口部３６と窓３８の間に置くこともできる。

巻かれた複合シート２８は、周知の方法であるハンドル
４２を引くことによって間隙４０を通って下方に移動で
きる。このようにしてシート２８の実質的に平らで、巻
出された部分間が窓３８を覆う窓日除けとしての作用を
する。

開口部３６に隣接する囲い３５の側部が、平らな部分間
が下方に移動するときのガイドとして、およびそれを実
質的に平らな形状に保つための１対のガイド手段を形成
する。ガイド手段４６にはシート２８の上部の巻かれた
部分４８が平らな部分間を上方に引っ張らないように十
分な摩擦があるのが好ましい。しかし、使用者がハンド
ル４２上を押し上げたときシート２８の平らな部分間が
その巻取られた位置に戻る。

単層複合シート２８はかように航空機用の理想的窓日除
けを提供し、しかも、これは以前の公知の多層ラミネー
ト窓日除けより比較的安価である。

航空機産業にとって、ポリアリーレンサルファイド物質
はこの樹脂の低燃焼性のため非常に望ましいであろう。

ポリフェニレンサルファイドは、その低価格並びにその
低燃焼性により好ましい物質である。

次に本発明のヒートセット強化複合シートの製造におい
て実施する実際の試験を示す：実旋皇Ｌ」 Ｈｅｘｃｅｌ　７６２６ストレートガラス繊維織物の両
側上にＰＰＳの２　ｍｉｅ層を使用し、両側上にテトラ
フルオロエチレン（ＴＥＦ）非孔質剥離布を有する２枚
のグリッドブラスト板の間のＰａ５ａｄｅｎａプレス中
において成形した。この片を１．５分の接触時間および
１００　ｐｓｉで２分間処理した。

複合シートを迅速に水冷Ｄａｋｅプレスに移し、１００
　ｐｓｉで冷却させた。次いでシートをきれいにトリム
し、直径約１．２５ｉｎｃｈのロールに巻いた。Ｂｌｕ
ｅＭ炉中において４００°Ｆで１．５時間行ったアニー
ル工程の間、結束用針金を使用してロールをそのままの
形に保った。

除去および冷却後、結束針金を外してからはシートは平
らに巻かないときはそのアニールしたときの形状に巻上
がる可撓性ロールを示した。

実施例２ 酸化チタン（Ｔｉｏ２）が添加されている無添加ＰＰｓ
を使用して同様な方法を行った。このフィルムは３ｍ１
ｅの厚さであった。最終ロールは全体に不透明色であり
、かつ、脆さのない非常に可撓性であった。

このよう（ご、本発明による単層強化熱可塑性樹脂複合
体およびその製造方法は、説明した目的および利点並び
に固有特性を発揮するのに十分適していることが分かる
であろう。装置および方法の好ましい態様を若干の例と
共に本例ｍ書において説明したが、当業者には部品の配
置および構造並びに方法の工程の変更を行うことができ
る。かような変更は添付の特許請求の範囲および精神内
に包含される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の単層強化熱可塑性樹脂複合体の製造
方法の略図である。 第２図は、成形作業の前の複合シート成形に使用される
物質の横断面図である。 第３図は、アニール用に予め決められた位置に保持され
た強化複合シートを示す図である。 第４図は本発明の強化複合体を使用した航空機窓日除け
を第５図の線４−４に沿って取った垂直横断面図である
。 第５図は本発明の強化複合体を使用した航空機窓日除け
の正面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）強化材料；および 可撓性単層の形成のために該強化材料に含浸させた熱可
   塑性物質の層から成る付形複合シートであつて、 該可撓性単層を予め決められた形状に形成し、該形状に
   おいてアニールし、該形状から伸ばした後に解放された
   とき前記の単層が前記の形状に戻ることを特徴とする前
   記のシート。 （２）前記の予め決められた形状がロールであり、前記
   のシートが約０．００３〜約０．０３０ｉｎｃｈの範囲
   内の厚さを有し、前記の複合シートが約１０〜約３０重
   量％の範囲内の前記の強化材料を含み、そして、前記の
   熱可塑性物質が結晶化度を有する連続結晶性熱可塑性マ
   トリックスから成るため前記のシートが静止時にはロー
   ルの形状を有する請求項１に記載の複合シート。 （３）前記のシートが、該シートの巻取りおよび巻出し
   位置の間を導く手段を備えている航空機の窓の日除け部
   分を形成する請求項２に記載のシート。 （４）前記のシートが窓日除けであり、かつ前記の予め
   決められた形状がロールであり、それによつて、 該シートをロール形態から伸ばすことができ；そして 伸ばした位置から引つ込めたとき前記のシートがロール
   形態に戻ることができる 請求項１〜３の任意の１項に記載のシート。 （５）前記の強化材料が、ガラス繊維織物である請求項
   １〜４の任意の１項に記載のシート。 （６）前記の熱可塑性物質が、ポリフェニレンサルファ
   イドである請求項１〜５の任意の１項に記載のシート。 （７）前記のフェニレンサルファイドが酸化チタンが添
   加されたものである請求項６に記載のシート。 （８）前記の熱可塑性物質が含浸前に前記の強化材料の
   両側に置かれている請求項１〜７の任意の１項に記載の
   シート。 （９）前記の層が約２ｍｉｌの厚さである請求項１〜８
   の任意の１項に記載のシート。 （１０）前記の層が約３ｍｉｌの厚さである請求項１〜
   ８の任意の１項に記載のシート。（１１）請求項１〜１
   ０の任意の１項に記載の付形複合シートの製造方法であ
   つて、 前記の複合シートを形成するように強化材料の層上に熱
   可塑性樹脂を含浸させ； 該複合シートを冷却し； 該複合シートを所望の形態に付形し；そして、該複合シ
   ートを前記の形状に保持しながら、該複合シートをアニ
   ールする ことを特徴とする前記の方法。 （１２）前記の樹脂がガラス転移温度および軟化温度を
   有し、前記の複合シートを該樹脂の前記のガラス転移温
   度と前記の軟化温度との間の温度でアニールし、次いで
   冷却する請求項１１に記載の方法。 （１３）前記のアニールが、前記の複合シートを約４０
   ０°Ｆで予め決められた時間加熱することから成る請求
   項１１または１２に記載の方法。 （１４）前記の予め決められた時間が約１．５時間であ
   る請求項１３に記載の方法。 （１５）前記の含浸が、前記の樹脂サルファイドおよび
   強化材料に約１００ｐｓｉで圧力を加えることから成る
   請求項１１〜１４の任意の１項に記載の方法。 （１６）前記の付形が、前記の複合シートをロール形態
   に巻取ることから成る請求項１１〜１５の任意の１項に
   記載の方法。 （１７）前記のアニール工程の間、前記の複合シートを
   前記のロール形態に保持するため該複合シート上に保持
   手段の配置を含む請求項１１〜１６の任意の１項に記載
   の方法。