JPH0284329A - 繊維強化複合材料 - Google Patents
繊維強化複合材料Info
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- Laminated Bodies (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は人工衛星等宇宙構造体、 ＯＡ機器、自動車、
ゴルフクラブなどのレジャー用品の構造材料に用いる繊
維強化複合材料に関するものである。
ゴルフクラブなどのレジャー用品の構造材料に用いる繊
維強化複合材料に関するものである。
従来より上記目的に用いられる１維強化複合材料として
例えばＣＦＲＰなどが知られ°Ｃいる。
例えばＣＦＲＰなどが知られ°Ｃいる。
ＣＦＲＰなどの繊維強化複合材料は、カーボンやガラス
繊維などの無機繊維又はアラミド繊維などの有機繊維を
エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテル
ケトン樹脂などの樹脂で固型化したものである。
繊維などの無機繊維又はアラミド繊維などの有機繊維を
エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテル
ケトン樹脂などの樹脂で固型化したものである。
繊維強化複合材料は、従来の金属構造材料に比較して、
軽量・高強度である、繊維配向角を制御することにより
所望の機械特性を実現できる点で優れている。このため
、強く軽量化が要求される宇宙構造物・航空機・自動車
・レジャー用品などの構造材料に幅広く用いられる用に
なってきている。
軽量・高強度である、繊維配向角を制御することにより
所望の機械特性を実現できる点で優れている。このため
、強く軽量化が要求される宇宙構造物・航空機・自動車
・レジャー用品などの構造材料に幅広く用いられる用に
なってきている。
ところで、この種の複合材料を用いた構造体の用途拡大
に伴い、構造体の振動が問題となっている。
に伴い、構造体の振動が問題となっている。
繊維強化複合材料は、軽量であり、従来の金属材料と同
程度の小さな振動減衰特性（損失係数η＝ ０．００１
〜０．０２）をもつため、振動を生じやすい。
程度の小さな振動減衰特性（損失係数η＝ ０．００１
〜０．０２）をもつため、振動を生じやすい。
また、構造物を一体成型で作製することが多く、従来の
金属構造材料の場合と異なり、継手部での摩擦による構
造減衰を期待できない。
金属構造材料の場合と異なり、継手部での摩擦による構
造減衰を期待できない。
例えば、人工衛星などの宇宙構造物では、構造体の振動
による搭載機器の破損、アンテナの位置精度低下などが
生じている。このため、繊維強化複合材料の振動減衰特
性増加は重要な課題となっている。
による搭載機器の破損、アンテナの位置精度低下などが
生じている。このため、繊維強化複合材料の振動減衰特
性増加は重要な課題となっている。
これらの問題点を解決する目的で、繊維強化複合材料の
一部に拘束型制振材料を適用したサンドイッチ構成を用
い、拘束型制振機構により振動減衰特性を増加させる手
法が検討されている。しかし、前記手法の場合、大きな
振動減衰特性が実現できるものの、前記特性が温度によ
り急激に変化するため構造材料としては有効ではない。
一部に拘束型制振材料を適用したサンドイッチ構成を用
い、拘束型制振機構により振動減衰特性を増加させる手
法が検討されている。しかし、前記手法の場合、大きな
振動減衰特性が実現できるものの、前記特性が温度によ
り急激に変化するため構造材料としては有効ではない。
本発明は前記問題点を解決するものであり、その目的と
するところは、広い温度領域で大きな振動減衰特性を有
する繊維強化複合材料を提供することにある。
するところは、広い温度領域で大きな振動減衰特性を有
する繊維強化複合材料を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の繊維強化複合材料に
おいては、カーボン繊維、ガラス繊維などの無機繊維又
はアラミド繊維などの有機繊維を樹脂に充填した複合材
料層と、該複合材料層間に各々介在させた互いにガラス
転移温度が異なる二種以上の拘束型制振材料層とを有す
るものである。
おいては、カーボン繊維、ガラス繊維などの無機繊維又
はアラミド繊維などの有機繊維を樹脂に充填した複合材
料層と、該複合材料層間に各々介在させた互いにガラス
転移温度が異なる二種以上の拘束型制振材料層とを有す
るものである。
第１の繊維強化複合材料層／制振材料層／第２の繊維強
化複合材料層からなるサンドインチ構成の損失係数η。
化複合材料層からなるサンドインチ構成の損失係数η。
は次式で与えられる。
ニーで、Ｅ；ヤング率、ｈ；厚み、Ｇ；せん断弾性率、
ｆ；周波数、ρ；密度、η；損失係数である。
ｆ；周波数、ρ；密度、η；損失係数である。
添字１，２及び３はそれぞれ第１の繊維強化複合材料層
、制振材料層及び第２の繊維強化複合材料層を示す。
、制振材料層及び第２の繊維強化複合材料層を示す。
（１）式より明らかなように、損失係数ηＣは制振材料
層の損失係数η２が大きい程大きい。割振材料層の損失
係数７２はガラス転移温度領域で最大となるが、温度に
伴い急激に変化するため、損失係数η。が大きな値をも
つ温度領域は限定されるイ頃向にあった。
層の損失係数η２が大きい程大きい。割振材料層の損失
係数７２はガラス転移温度領域で最大となるが、温度に
伴い急激に変化するため、損失係数η。が大きな値をも
つ温度領域は限定されるイ頃向にあった。
本発明の複合材料では、異なるガラス転移温度領域をも
つ拘束型制振材料を二層以上設けである。
つ拘束型制振材料を二層以上設けである。
各ガラス転移温度をＴｏ、Ｔ工ｌＴ２・・・Ｔｌｌとす
ると（Ｔｏ＜Ｔｔ〈Ｔ２・・・〈Ｔ１１）温度Ｔ０の近
傍では、ガラス転移温度Ｔ０をもつ制振材料層が主体と
なり、繊維強化複合材料層とガラス転移温度Ｔ工、Ｔ２
・・・Ｔｎを有する制振材料層を積層一体化した複合材
料層が前述の第１及び第２の複合材料層に相当する。前
記（１）、（２）式より明らかなように、ガラス転移温
度Ｔ０をもつ制振材料層の作用により、損失係数ηＣは
大きな値をもつ。
ると（Ｔｏ＜Ｔｔ〈Ｔ２・・・〈Ｔ１１）温度Ｔ０の近
傍では、ガラス転移温度Ｔ０をもつ制振材料層が主体と
なり、繊維強化複合材料層とガラス転移温度Ｔ工、Ｔ２
・・・Ｔｎを有する制振材料層を積層一体化した複合材
料層が前述の第１及び第２の複合材料層に相当する。前
記（１）、（２）式より明らかなように、ガラス転移温
度Ｔ０をもつ制振材料層の作用により、損失係数ηＣは
大きな値をもつ。
また温度Ｔ０より高温では、ガラス転移温度Ｔ１・・・
・・・Ｔｏをもつ制振材料層がぞそれぞれ主体となり、
前記制振材料層の作用により、損失係数ηＣは大きな値
をもつ。
・・・Ｔｏをもつ制振材料層がぞそれぞれ主体となり、
前記制振材料層の作用により、損失係数ηＣは大きな値
をもつ。
よって本発明の複合材料は、温度Ｔ０〜Ｔ、の領域で、
すなわち広い温度領域で大きな損失係数ηＣをもつ。
すなわち広い温度領域で大きな損失係数ηＣをもつ。
以下に本発明の実施例を図によって説明する６第１図に
本発明繊維強化複合材料の断面図を示す。
本発明繊維強化複合材料の断面図を示す。
図において、実施例はエポキシ樹脂にカーボン繊維（一
方向）を充填した複合材料層１と、−１０℃。
方向）を充填した複合材料層１と、−１０℃。
２０℃及び５０℃にそれぞれガラス転移温度をもつ拘束
型制振材料層２〜４とを交互に多層に積層一体化した例
を示している。
型制振材料層２〜４とを交互に多層に積層一体化した例
を示している。
拘束型制振材料層２〜４は、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂をベースに、モノエポキシ樹脂の添加によりガラ
ス転移温度を調整し作製した材料を用いた。
シ樹脂をベースに、モノエポキシ樹脂の添加によりガラ
ス転移温度を調整し作製した材料を用いた。
なお実施例では、カーボン繊維のプリプレグに前記制振
材料層２〜４をコーティングしたものを重ね合せ、高温
圧力化で硬化することにより作製した。
材料層２〜４をコーティングしたものを重ね合せ、高温
圧力化で硬化することにより作製した。
複合材料層１の厚みは平均２００ 廂、制振材料層２〜
４の厚みは平均２０ｐである。
４の厚みは平均２０ｐである。
第２図に第１図に示す実施例の繊維強化複合材料と、実
施例の制振材料層２〜４に代えて２０℃にガラス転移温
度をもつ制振材料のみを用いた従来の繊維強化複合材料
の損失係数の比較を示す。図中、黒丸は従来の複合材料
の特性、白丸は本発明複合材料の特性である。損失係数
ηＣは、３００ｎｍ長さのビーム材を用い、その共振周
波数における自由減衰振動より求めた。
施例の制振材料層２〜４に代えて２０℃にガラス転移温
度をもつ制振材料のみを用いた従来の繊維強化複合材料
の損失係数の比較を示す。図中、黒丸は従来の複合材料
の特性、白丸は本発明複合材料の特性である。損失係数
ηＣは、３００ｎｍ長さのビーム材を用い、その共振周
波数における自由減衰振動より求めた。
図より、従来の複合材料では損失係数が０．１以上を示
す温度巾は〜３０℃であるが１本発明の複合材料では前
記温度巾は〜８０℃と２倍以上になっている。
す温度巾は〜３０℃であるが１本発明の複合材料では前
記温度巾は〜８０℃と２倍以上になっている。
第１図に示す実施例の繊維強化複合材料の曲げ弾性率は
９５００ｋｇ／ｍｍ”であり、羽振材料層を設けない場
合の１４０００ｋｇ／ ｍ”に比較して若干小さくなっ
ているが、構造材料として用いるうえに問題はない。
９５００ｋｇ／ｍｍ”であり、羽振材料層を設けない場
合の１４０００ｋｇ／ ｍ”に比較して若干小さくなっ
ているが、構造材料として用いるうえに問題はない。
以上のように本発明によれば、広い温度領域で振動減衰
特性の大きな繊維強化複合材料を実現することが可能と
なり、人工衛星などの宇宙構造物における搭載機器の破
損やアンテナの位置精度低下及び自動車などの騒音問題
を解決できる効果を有するものである。
特性の大きな繊維強化複合材料を実現することが可能と
なり、人工衛星などの宇宙構造物における搭載機器の破
損やアンテナの位置精度低下及び自動車などの騒音問題
を解決できる効果を有するものである。
第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は第１図
の実施例の複合材料と、従来の単一な制振材料層と繊維
強化複合材料層を積層一体化した複合材料の損失係数の
比較を示した図である。
の実施例の複合材料と、従来の単一な制振材料層と繊維
強化複合材料層を積層一体化した複合材料の損失係数の
比較を示した図である。
Claims (1)
- （１）カーボン繊維、ガラス繊維などの無機繊維又はア
ラミド繊維などの有機繊維を樹脂に充填した複合材料層
と、該複合材料層間に各々介在させた互いにガラス転移
温度が異なる二種以上の拘束型制振材料層とを有するこ
とを特徴とする繊維強化複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237053A JPH0284329A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 繊維強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63237053A JPH0284329A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 繊維強化複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284329A true JPH0284329A (ja) | 1990-03-26 |
| JPH0554825B2 JPH0554825B2 (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=17009716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63237053A Granted JPH0284329A (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 繊維強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0284329A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428542A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Toray Ind Inc | 振動減衰材 |
| JP2009078422A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Toray Ind Inc | 制振性繊維強化複合材料 |
| JP2010513057A (ja) * | 2006-12-13 | 2010-04-30 | ヘンケル コーポレイション | プリプレグ積層体 |
| KR20200133773A (ko) * | 2018-03-19 | 2020-11-30 | 애버리 데니슨 코포레이션 | 다층 구속층 댐핑 |
| US11701863B2 (en) | 2018-05-17 | 2023-07-18 | Avery Dennison Corporation | Partial coverage multilayer damping laminate |
| US11713406B2 (en) | 2016-09-20 | 2023-08-01 | Avery Dennison Corporation | Multilayer tape |
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| JPS5890700A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-30 | 横浜ゴム株式会社 | 遮音材 |
| JPS6122934A (ja) * | 1984-03-30 | 1986-01-31 | 日本電気株式会社 | 制振材 |
| JPS61163843U (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-11 |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63237053A patent/JPH0284329A/ja active Granted
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| CN112135730A (zh) * | 2018-03-19 | 2020-12-25 | 艾利丹尼森公司 | 多层约束层阻尼 |
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| CN112135730B (zh) * | 2018-03-19 | 2023-09-29 | 艾利丹尼森公司 | 多层约束层阻尼 |
| US11701863B2 (en) | 2018-05-17 | 2023-07-18 | Avery Dennison Corporation | Partial coverage multilayer damping laminate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0554825B2 (ja) | 1993-08-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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