JPH06126847A - 繊維強化複合材料 - Google Patents
繊維強化複合材料Info
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- JPH06126847A JPH06126847A JP4280199A JP28019992A JPH06126847A JP H06126847 A JPH06126847 A JP H06126847A JP 4280199 A JP4280199 A JP 4280199A JP 28019992 A JP28019992 A JP 28019992A JP H06126847 A JPH06126847 A JP H06126847A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 軽量かつ衝撃吸収性、剛性に優れた複合材料
を提供する。 【構成】 高強度高弾性率繊維を強化繊維とし、メタク
リレート系ビニルエステル樹脂をマトリックス樹脂とせ
しめた繊維強化複合材料。
を提供する。 【構成】 高強度高弾性率繊維を強化繊維とし、メタク
リレート系ビニルエステル樹脂をマトリックス樹脂とせ
しめた繊維強化複合材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軽量かつ衝撃吸収性、剛
性に優れた複合材料に関する。
性に優れた複合材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】無機繊維を補強材とした繊維強化プラス
チックは、引っ張り特性、圧縮特性および曲げ特性に優
れ、かつ軽量であるため、一部の分野では金属に代わる
構造材として採用されるようになった。炭素繊維を補強
材としたものは、上記特性ゆえ、航空機、スポーツ用複
合材料などに使用されるようになった。しかし、炭素繊
維を補強材に用いた繊維強化プラスチックは、衝撃に対
して脆く、クラック伝播をおこして完全破壊に到りやす
い。一方、アラミド繊維や超高分子量ポリエチレン繊維
など高強度、高弾性率有機高分子繊維を補強材とする繊
維強化複合材料は耐衝撃性が優れている。
チックは、引っ張り特性、圧縮特性および曲げ特性に優
れ、かつ軽量であるため、一部の分野では金属に代わる
構造材として採用されるようになった。炭素繊維を補強
材としたものは、上記特性ゆえ、航空機、スポーツ用複
合材料などに使用されるようになった。しかし、炭素繊
維を補強材に用いた繊維強化プラスチックは、衝撃に対
して脆く、クラック伝播をおこして完全破壊に到りやす
い。一方、アラミド繊維や超高分子量ポリエチレン繊維
など高強度、高弾性率有機高分子繊維を補強材とする繊
維強化複合材料は耐衝撃性が優れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】有機繊維強化複合材料
は耐衝撃性は大きいが剛性は小さい。耐衝撃性と剛性を
ともに向上させることは困難であった。この発明は有機
繊維強化複合材料の耐衝撃性と剛性を向上させることを
目的としている。
は耐衝撃性は大きいが剛性は小さい。耐衝撃性と剛性を
ともに向上させることは困難であった。この発明は有機
繊維強化複合材料の耐衝撃性と剛性を向上させることを
目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は少なくとも
２０ｇ／デニールの引っ張り強度と少なくとも３００ｇ
／デニールの引っ張り弾性率を有する高強度高弾性率繊
維を強化繊維とし、メタクリレート系ビニルエステル樹
脂をマトリックス樹脂とせしめた繊維体積含有率５０％
での曲げ弾性率７２０ｋｇ／ｍｍ2 以上、曲げ衝撃最大
荷重が１．２ｋｎ／ｃｍ2 以上の繊維強化複合材料であ
る。
２０ｇ／デニールの引っ張り強度と少なくとも３００ｇ
／デニールの引っ張り弾性率を有する高強度高弾性率繊
維を強化繊維とし、メタクリレート系ビニルエステル樹
脂をマトリックス樹脂とせしめた繊維体積含有率５０％
での曲げ弾性率７２０ｋｇ／ｍｍ2 以上、曲げ衝撃最大
荷重が１．２ｋｎ／ｃｍ2 以上の繊維強化複合材料であ
る。
【０００５】この発明の有機繊維複合材料は強化繊維に
は、耐衝撃性を確保するため少なくとも２０ｇ／デニー
ルの引っ張り強度と少なくとも３００ｇ／デニールの引
っ張り弾性率を有する高強度高弾性率繊維を用いる。し
かし、さらに耐衝撃性を確保し、剛性を向上させるに
は、マトリックス樹脂に下記のものを用いれば、効果を
示すことを見いだした。本発明に用いるマトリックス樹
脂は剛性を向上させるため繊維含有体積５０％での複合
材料の曲げ弾性率が７２０ｋｇ／ｍｍ2 以上あり、さら
に耐衝撃性をも向上させるため曲げ衝撃最大荷重が１．
２ｋｎ／ｃｍ2 を有するものを用いる。
は、耐衝撃性を確保するため少なくとも２０ｇ／デニー
ルの引っ張り強度と少なくとも３００ｇ／デニールの引
っ張り弾性率を有する高強度高弾性率繊維を用いる。し
かし、さらに耐衝撃性を確保し、剛性を向上させるに
は、マトリックス樹脂に下記のものを用いれば、効果を
示すことを見いだした。本発明に用いるマトリックス樹
脂は剛性を向上させるため繊維含有体積５０％での複合
材料の曲げ弾性率が７２０ｋｇ／ｍｍ2 以上あり、さら
に耐衝撃性をも向上させるため曲げ衝撃最大荷重が１．
２ｋｎ／ｃｍ2 を有するものを用いる。
【０００６】具体的にはその未硬化物の 1Ｈ ＮＭＲス
ペクトルにおいて１．４ｐｐｍ〜２．２ｐｐｍ区間、
３．６ｐｐｍ〜４．８ｐｐｍ区間、６．５ｐｐｍ〜７．
８ｐｐｍ区間の各々に少なくとも２個のピークを有し、
１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間の積分強度が１．９ｐ
ｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間の積分強度の１．６倍以上２．
６倍以下、または３．６ｐｐｍ〜４．８ｐｐｍ区間の積
分強度が６．０ｐｐｍ〜６．４ｐｐｍ区間の積分強度の
４．０倍以上６．５倍以下であるようなメタクリレート
系ビニルエステル樹脂、または、その硬化物の固体13Ｃ
ＮＭＲスペクトルにおいて６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区
間の積分強度が１６０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間の積分
強度の４．０倍以上６．５倍以下であるメタクリレート
系ビニルエステル樹脂を用いたものである。積分強度の
倍数が上記の値より高い場合は、樹脂の架橋点密度が低
くなり、それにより分子運動性が高くなり、剛性が低く
なる。また、上記の値より低い場合は、架橋点密度が高
くなり、分子運動性が低下し耐衝撃性が低下する。さら
に低い値を示す場合は架橋点密度の増大により分子内空
隙が増大し剛性も低下する。
ペクトルにおいて１．４ｐｐｍ〜２．２ｐｐｍ区間、
３．６ｐｐｍ〜４．８ｐｐｍ区間、６．５ｐｐｍ〜７．
８ｐｐｍ区間の各々に少なくとも２個のピークを有し、
１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間の積分強度が１．９ｐ
ｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間の積分強度の１．６倍以上２．
６倍以下、または３．６ｐｐｍ〜４．８ｐｐｍ区間の積
分強度が６．０ｐｐｍ〜６．４ｐｐｍ区間の積分強度の
４．０倍以上６．５倍以下であるようなメタクリレート
系ビニルエステル樹脂、または、その硬化物の固体13Ｃ
ＮＭＲスペクトルにおいて６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区
間の積分強度が１６０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間の積分
強度の４．０倍以上６．５倍以下であるメタクリレート
系ビニルエステル樹脂を用いたものである。積分強度の
倍数が上記の値より高い場合は、樹脂の架橋点密度が低
くなり、それにより分子運動性が高くなり、剛性が低く
なる。また、上記の値より低い場合は、架橋点密度が高
くなり、分子運動性が低下し耐衝撃性が低下する。さら
に低い値を示す場合は架橋点密度の増大により分子内空
隙が増大し剛性も低下する。
【０００７】上記構成によれば、強化繊維により、耐衝
撃性をもたせ、さらに上記マトリックス樹脂により耐衝
撃性をさらに向上させ剛性も向上させることになる。こ
れによって耐衝撃性を確保しながら剛性を向上させた軽
量性複合材料を得ることが可能となる。
撃性をもたせ、さらに上記マトリックス樹脂により耐衝
撃性をさらに向上させ剛性も向上させることになる。こ
れによって耐衝撃性を確保しながら剛性を向上させた軽
量性複合材料を得ることが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、発明の実施例を説明する。 実施例 １ 引っ張り強度３２ｇ／デニール、引っ張り弾性率１３５
０ｇ／デニール、単糸デニール１０ｄの超高分子量ポリ
エチレン繊維からなる目付け２５０ｇ／ｍ2 、平織りの
織物６枚に希釈用スチレンを含み 1Ｈ ＮＭＲスペクト
ルにおいて１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピークの
総積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
２．１倍のメタクリレート系ビニルエステル樹脂を含浸
せしめた後、厚み３ｍｍに加熱成形することにより、ｖ
ｆ５０％の複合材料を得た。
０ｇ／デニール、単糸デニール１０ｄの超高分子量ポリ
エチレン繊維からなる目付け２５０ｇ／ｍ2 、平織りの
織物６枚に希釈用スチレンを含み 1Ｈ ＮＭＲスペクト
ルにおいて１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピークの
総積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
２．１倍のメタクリレート系ビニルエステル樹脂を含浸
せしめた後、厚み３ｍｍに加熱成形することにより、ｖ
ｆ５０％の複合材料を得た。
【０００９】実施例 ２ 上記実施例１と同様の織物を用い、メタクリレート系ビ
ニルエステル樹脂を含浸せしめ、実施例１と同様に加圧
成形して複合材料を得た。この場合のマトリックス樹脂
は硬化物の固体13Ｃ ＭＡＳＳ ＮＭＲスペクトルの６
０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間の積分強度が１６０ｐｐｍ〜
１８０ｐｐｍ区間のそれの４．５倍であった。
ニルエステル樹脂を含浸せしめ、実施例１と同様に加圧
成形して複合材料を得た。この場合のマトリックス樹脂
は硬化物の固体13Ｃ ＭＡＳＳ ＮＭＲスペクトルの６
０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間の積分強度が１６０ｐｐｍ〜
１８０ｐｐｍ区間のそれの４．５倍であった。
【００１０】実施例 ３ 上記実施例１と同じ織物を用い、 1Ｈ ＮＭＲスペクト
ルにおいて１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピーク総
積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
１．６倍になるメタクルレート系ビニルエステル樹脂を
含浸せしめ、厚み３ｍｍに加圧成形することにより、ｖ
ｆ５０％の複合材料を得た。
ルにおいて１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピーク総
積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
１．６倍になるメタクルレート系ビニルエステル樹脂を
含浸せしめ、厚み３ｍｍに加圧成形することにより、ｖ
ｆ５０％の複合材料を得た。
【００１１】実施例 ４ 上記実施例３と同様の織物を用い同様の成形条件で、 1
Ｈ ＮＭＲスペクトルの１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区
間のピーク総積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区
間のそれの２．６倍となるメタクリレート系ビニルエス
テル樹脂をマトリックス樹脂として用いることにより、
厚み３ｍｍ、ｖｆ＝５０の複合材料を得た。
Ｈ ＮＭＲスペクトルの１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区
間のピーク総積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区
間のそれの２．６倍となるメタクリレート系ビニルエス
テル樹脂をマトリックス樹脂として用いることにより、
厚み３ｍｍ、ｖｆ＝５０の複合材料を得た。
【００１２】実施例 ５ 上記実施例２と同じ織物を用い、マトリックス樹脂にメ
タクリレート系ビニルエステル樹脂を用い、同様の成形
条件で成形し、その硬化樹脂の固体高分解能13Ｃ ＮＭ
Ｒスペクトルにおいて、６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間の
積分強度が１６０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間の積分強度
の３．９倍である複合材料を得た。
タクリレート系ビニルエステル樹脂を用い、同様の成形
条件で成形し、その硬化樹脂の固体高分解能13Ｃ ＮＭ
Ｒスペクトルにおいて、６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間の
積分強度が１６０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間の積分強度
の３．９倍である複合材料を得た。
【００１３】実施例 ６ 上記実施例５と同様の織物を用い、マトリックス樹脂に
は、その硬化状態の固体高分解能13Ｃ ＮＭＲスペクト
ルの６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間の積分強度が１６０ｐ
ｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間の積分強度の５．５倍であるも
のを用い、ｖｆ５０％厚み３ｍｍの複合材料を得た。
は、その硬化状態の固体高分解能13Ｃ ＮＭＲスペクト
ルの６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間の積分強度が１６０ｐ
ｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間の積分強度の５．５倍であるも
のを用い、ｖｆ５０％厚み３ｍｍの複合材料を得た。
【００１４】比較例 １ 上記実施例１と同じ織物を用い、 1Ｈ ＮＭＲスペクト
ルにおいて１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピーク総
積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
１．３倍になるメタクリレート系ビニルエステル樹脂を
含浸せしめ、厚み３ｍｍに成形することによりｖｆ５０
％の複合材料を得た。
ルにおいて１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピーク総
積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
１．３倍になるメタクリレート系ビニルエステル樹脂を
含浸せしめ、厚み３ｍｍに成形することによりｖｆ５０
％の複合材料を得た。
【００１５】比較例 ２ 上記比較例１と同様の織物を用い、 1Ｈ ＮＭＲスペク
トルにおける１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピーク
総積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
３．３倍であるメタクリレート系ビニルエステル樹脂を
含浸せしめ厚み３ｍｍに成形することにより、ｖｆ５０
％の複合材料を得た。
トルにおける１．４ｐｐｍ〜１．８ｐｐｍ区間のピーク
総積分強度が１．９ｐｐｍ〜２．１ｐｐｍ区間のそれの
３．３倍であるメタクリレート系ビニルエステル樹脂を
含浸せしめ厚み３ｍｍに成形することにより、ｖｆ５０
％の複合材料を得た。
【００１６】比較例 ３ 上記比較例２と同様の織物を用い、マトリックス樹脂に
はその硬化物の固体高分解能13Ｃ ＮＭＲスペクトルの
６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間のピーク総積分強度が１６
０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間のそれの３．０倍であるメ
タクリレート系ビニルエステル樹脂を用い、厚み３ｍｍ
に成形することにより、ｖｆ５０％の複合材料を得た。
はその硬化物の固体高分解能13Ｃ ＮＭＲスペクトルの
６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間のピーク総積分強度が１６
０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間のそれの３．０倍であるメ
タクリレート系ビニルエステル樹脂を用い、厚み３ｍｍ
に成形することにより、ｖｆ５０％の複合材料を得た。
【００１７】比較例 ４ 上記比較例３と同様の織物を用い、マトリックス樹脂に
はその硬化物の固体高分解能13Ｃ ＮＭＲスペクトルに
おける６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間のピーク総積分強度
が１６０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間のそれの６．４倍で
あるメタクリレート系ビニルエステル樹脂を用い、厚み
３ｍｍに成形することによりｖｆ５０％の複合材料を得
た。
はその硬化物の固体高分解能13Ｃ ＮＭＲスペクトルに
おける６０ｐｐｍ〜８０ｐｐｍ区間のピーク総積分強度
が１６０ｐｐｍ〜１８０ｐｐｍ区間のそれの６．４倍で
あるメタクリレート系ビニルエステル樹脂を用い、厚み
３ｍｍに成形することによりｖｆ５０％の複合材料を得
た。
【００１８】比較例 ５ 上記実施例１と同様のマトリックス樹脂を用い、強化繊
維として９ｇ／デニールの引っ張り強度と１５０ｇ／デ
ニールの引っ張り弾性率を有し、単糸デニール１０ｄ、
重量平均分子量５万の高密度ポリエチレン繊維からな
り、実施例１と同様の織り構造をもつ織物を用い、実施
例１と同様にして厚み３ｍｍのｖｆ５０％の複合材料を
得た。
維として９ｇ／デニールの引っ張り強度と１５０ｇ／デ
ニールの引っ張り弾性率を有し、単糸デニール１０ｄ、
重量平均分子量５万の高密度ポリエチレン繊維からな
り、実施例１と同様の織り構造をもつ織物を用い、実施
例１と同様にして厚み３ｍｍのｖｆ５０％の複合材料を
得た。
【００１９】
【表１】
【００２０】上記実施例１〜６および比較例１〜４の衝
撃最大荷重、衝撃吸収エネルギー、曲げ弾性率を表に示
す。表より明らかなとおり、実施例の衝撃特性、曲げ弾
性率は比較例のそれより優れている。
撃最大荷重、衝撃吸収エネルギー、曲げ弾性率を表に示
す。表より明らかなとおり、実施例の衝撃特性、曲げ弾
性率は比較例のそれより優れている。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれば
有機繊維強化複合材料としての特性である耐衝撃性を向
上させ、かつ弱点である剛性を向上させることができ
る。
有機繊維強化複合材料としての特性である耐衝撃性を向
上させ、かつ弱点である剛性を向上させることができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも２０ｇ／デニールの引っ張り
強度と少なくとも３００ｇ／デニールの引っ張り弾性率
を有する高強度高弾性率繊維を強化繊維とし、メタクリ
レート系ビニルエステル樹脂をマトリックス樹脂とせし
めた繊維体積含有率５０％での曲げ弾性率７２０ｋｇ／
ｍｍ2 以上、曲げ衝撃最大荷重が１．２ｋｎ／ｃｍ2 以
上の繊維強化複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4280199A JPH06126847A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 繊維強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4280199A JPH06126847A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 繊維強化複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126847A true JPH06126847A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17621692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4280199A Pending JPH06126847A (ja) | 1992-10-19 | 1992-10-19 | 繊維強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126847A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012161348A1 (ja) | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 帝人株式会社 | 接合体 |
-
1992
- 1992-10-19 JP JP4280199A patent/JPH06126847A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012161348A1 (ja) | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 帝人株式会社 | 接合体 |
| JP5604590B2 (ja) * | 2011-05-25 | 2014-10-08 | 帝人株式会社 | 接合体 |
| US9339988B2 (en) | 2011-05-25 | 2016-05-17 | Teijin Limited | Joined body |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050830 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20051115 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20051208 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060221 |