JPH0641815A - 複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体 - Google Patents
複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体Info
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- JPH0641815A JPH0641815A JP1029492A JP1029492A JPH0641815A JP H0641815 A JPH0641815 A JP H0641815A JP 1029492 A JP1029492 A JP 1029492A JP 1029492 A JP1029492 A JP 1029492A JP H0641815 A JPH0641815 A JP H0641815A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 熱硬化性マトリックス樹脂と強化繊維から得
られる複合材料成形物の優れた熱的性質、機械的性質を
損なうことなく、優れた靱性、耐クラック性を付与す
る。 【構成】 芳香族２無水物の主成分としての３，３′，
４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物と
ジアミンの主成分としての５（６）−アミノ−１−
（４′−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルイ
ンダンから生成されるポリイミド樹脂ジクロロメタンと
メタノールの混合液などの溶剤に溶解し、この溶液を繊
維状に押し出し、溶剤を蒸発させ乾燥することにより複
合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体を得る。
られる複合材料成形物の優れた熱的性質、機械的性質を
損なうことなく、優れた靱性、耐クラック性を付与す
る。 【構成】 芳香族２無水物の主成分としての３，３′，
４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物と
ジアミンの主成分としての５（６）−アミノ−１−
（４′−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチルイ
ンダンから生成されるポリイミド樹脂ジクロロメタンと
メタノールの混合液などの溶剤に溶解し、この溶液を繊
維状に押し出し、溶剤を蒸発させ乾燥することにより複
合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱硬化性マトリックス
樹脂と強化繊維から得られる複合材料成形物に優れた靱
性、耐クラック性を付与するために使用する複合材料補
強用繊維状ポリイミド樹脂成形体に関する。
樹脂と強化繊維から得られる複合材料成形物に優れた靱
性、耐クラック性を付与するために使用する複合材料補
強用繊維状ポリイミド樹脂成形体に関する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】炭素繊維
等の高強度高弾性繊維を強化繊維とする複合材料は、そ
の比強度、比弾性に優れるという特徴を生かしてスポ−
ツ用途等に広く用いられてきている。通常、マトリック
ス樹脂として用いられるエポキシ樹脂、ビスマレイミド
樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂は、種々の特長を有す
る一方で靱性に乏しいという欠点を有するためにその用
途はかなり制限されたものになっていた。この熱硬化性
樹脂の欠点を改良するためゴム成分や熱可塑性樹脂を添
加する方法が一般的であるが十分な靱性改良効果を達成
するためには多量に添加する必要があり、耐熱性や耐溶
剤性、取扱性の低下を招く結果となっている。
等の高強度高弾性繊維を強化繊維とする複合材料は、そ
の比強度、比弾性に優れるという特徴を生かしてスポ−
ツ用途等に広く用いられてきている。通常、マトリック
ス樹脂として用いられるエポキシ樹脂、ビスマレイミド
樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂は、種々の特長を有す
る一方で靱性に乏しいという欠点を有するためにその用
途はかなり制限されたものになっていた。この熱硬化性
樹脂の欠点を改良するためゴム成分や熱可塑性樹脂を添
加する方法が一般的であるが十分な靱性改良効果を達成
するためには多量に添加する必要があり、耐熱性や耐溶
剤性、取扱性の低下を招く結果となっている。
【０００３】また接着剤あるいは熱可塑性樹脂のフィル
ムを強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグの積
層間に挿入することにより成形物の靱性を向上させるイ
ンタ−リ−フと呼ばれる方法の提案もなされているが、
繊維含有率が上げられない、作業性が悪いなどの理由か
ら実用化には至っていない。
ムを強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグの積
層間に挿入することにより成形物の靱性を向上させるイ
ンタ−リ−フと呼ばれる方法の提案もなされているが、
繊維含有率が上げられない、作業性が悪いなどの理由か
ら実用化には至っていない。
【０００４】これに代わる方法として、たとえば熱可塑
性樹脂の微粒子をプリプレグ表面に局在化させることで
インタ−リ−フと同様の効果を与える提案がなされてい
るが（特開平１−１１０５３７号公報など）、この場合
でもプリプレグのタックの大幅な低下が避けられないば
かりか、工程の複雑化、品質管理の複雑化等の問題がさ
らに発生する。
性樹脂の微粒子をプリプレグ表面に局在化させることで
インタ−リ−フと同様の効果を与える提案がなされてい
るが（特開平１−１１０５３７号公報など）、この場合
でもプリプレグのタックの大幅な低下が避けられないば
かりか、工程の複雑化、品質管理の複雑化等の問題がさ
らに発生する。
【０００５】さらに樹脂系複合材料においては、樹脂と
強化繊維（炭素繊維）の熱膨張率の違いに基づく、成形
時あるいはサ−マルサイクル時の熱応力によるクラック
発生の問題がある。これらに対しては樹脂の高伸度化な
どが試みられているが、現在の３次元織物など高次な強
化繊維構造になるに従い、満足な結果が得られていな
い。
強化繊維（炭素繊維）の熱膨張率の違いに基づく、成形
時あるいはサ−マルサイクル時の熱応力によるクラック
発生の問題がある。これらに対しては樹脂の高伸度化な
どが試みられているが、現在の３次元織物など高次な強
化繊維構造になるに従い、満足な結果が得られていな
い。
【０００６】これに対して、本発明者らは特定の繊維状
の熱可塑性樹脂成形体を強化繊維からなる複合材料に併
用して用いることにより、 １）プリプレグ表面および内部に適量容易に配置するこ
とができる。
の熱可塑性樹脂成形体を強化繊維からなる複合材料に併
用して用いることにより、 １）プリプレグ表面および内部に適量容易に配置するこ
とができる。
【０００７】２）プリプレグのタックレベルのコントロ
−ルが容易である。
−ルが容易である。
【０００８】３）高粘度物を扱う必要がなく従来のプリ
プレグ製造プロセスがそのまま利用できる。
プレグ製造プロセスがそのまま利用できる。
【０００９】４）成形物の耐クラック性が向上する。
【００１０】など種々の有効な特徴が得られることを見
いだした。
いだした。
【００１１】本発明の目的は、熱硬化性マトリックス樹
脂と強化繊維から得られる複合材料成形物の優れた熱的
性質、機械的性質を損なうことなく、優れた靱性、耐ク
ラック性を付与することである。
脂と強化繊維から得られる複合材料成形物の優れた熱的
性質、機械的性質を損なうことなく、優れた靱性、耐ク
ラック性を付与することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、芳香族
２無水物の主成分としての３，３’，４，４’−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸２無水物及びジアミンの主成
分としての５（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェ
ニル）−１，３，３−トリメチルインダンから生成され
るポリイミド樹脂を溶剤に溶解し、この溶液を繊維状に
押し出し、溶剤を蒸発させ乾燥することにより得られる
複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形物である。
２無水物の主成分としての３，３’，４，４’−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸２無水物及びジアミンの主成
分としての５（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェ
ニル）−１，３，３−トリメチルインダンから生成され
るポリイミド樹脂を溶剤に溶解し、この溶液を繊維状に
押し出し、溶剤を蒸発させ乾燥することにより得られる
複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形物である。
【００１３】本発明に用いられるポリイミド樹脂は、芳
香族２無水物の主成分として３，３’，４，４’−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸２無水物とジアミンの主成
分として５（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェニ
ル）−１，３，３−トリメチルインダンを用いて、公知
の縮合反応により製造される。
香族２無水物の主成分として３，３’，４，４’−ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸２無水物とジアミンの主成
分として５（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェニ
ル）−１，３，３−トリメチルインダンを用いて、公知
の縮合反応により製造される。
【００１４】反応は、成分の少なくとも一方の融点より
高い温度で溶融状態であるいは、適当な溶剤中で行うこ
とができる。芳香族２無水物とジアミンのモル量を慎重
に調整することにより、生成するポリイミド樹脂の分子
量をかなり広範囲に調整することが可能である。触媒と
して、ピリジンなどを用いることにより、ポリイミド樹
脂の生成を促進させることができる。
高い温度で溶融状態であるいは、適当な溶剤中で行うこ
とができる。芳香族２無水物とジアミンのモル量を慎重
に調整することにより、生成するポリイミド樹脂の分子
量をかなり広範囲に調整することが可能である。触媒と
して、ピリジンなどを用いることにより、ポリイミド樹
脂の生成を促進させることができる。
【００１５】使用される芳香族２無水物は、３，３’，
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物を
主成分とするものすなわち芳香族２無水物中３，３’，
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物を
９０モル％以上含有するものであって、その他の芳香族
２無水物としては、例えばピロメリット酸２無水物３，
３’−ビスフタリルエ−テル２無水物などを挙げること
ができる。
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物を
主成分とするものすなわち芳香族２無水物中３，３’，
４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物を
９０モル％以上含有するものであって、その他の芳香族
２無水物としては、例えばピロメリット酸２無水物３，
３’−ビスフタリルエ−テル２無水物などを挙げること
ができる。
【００１６】ジアミンとしては、５（６）−アミノ−１
−（４′−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチル
インダンを主成分とするものすなわちジアミン中５
（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェニル）−１，
３，３−トリメチルインダンを９０モル％以上含有する
ものであって、その他のジアミンとしては、例えば１，
６−ヘキサンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサ
ン−１，６−ジアミン１，６−ビス［４−アミノフェニ
ル］ヘキサン、４，４’−メチレンジアニリンなどを挙
げることができる。
−（４′−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチル
インダンを主成分とするものすなわちジアミン中５
（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェニル）−１，
３，３−トリメチルインダンを９０モル％以上含有する
ものであって、その他のジアミンとしては、例えば１，
６−ヘキサンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサ
ン−１，６−ジアミン１，６−ビス［４−アミノフェニ
ル］ヘキサン、４，４’−メチレンジアニリンなどを挙
げることができる。
【００１７】芳香族２無水物中の３，３’，４，４’−
ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物、及びジアミ
ン中の５（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェニ
ル）−１，３，３−トリメチルインダンが上記モル数未
満の場合、後記する溶剤に対する溶解性が低下する場合
があり好ましくない。
ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無水物、及びジアミ
ン中の５（６）−アミノ−１−（４′−アミノフェニ
ル）−１，３，３−トリメチルインダンが上記モル数未
満の場合、後記する溶剤に対する溶解性が低下する場合
があり好ましくない。
【００１８】本発明に用いられるポリイミド樹脂は下記
の主構造を特徴とする繰り返し単位を有する。
の主構造を特徴とする繰り返し単位を有する。
【００１９】
【化１】
【００２０】得られるポリイミド樹脂は、固体状であ
り、粉末状である。ポリイミド樹脂の平均分子量として
はゲル浸透クロマトグラフィ−（ＧＰＣ）により測定し
た標準ポリスチレン換算の数平均分子量、質量平均分子
量、Ｚ平均分子量のいずれかが１００００以上さらに好
ましくは２００００以上である。これよりも低分子量で
あると、紡糸の際、糸切れなどの問題が生じ、また糸に
なったとしてもその後の使用に強度的に耐え得ないなど
好ましくない。
り、粉末状である。ポリイミド樹脂の平均分子量として
はゲル浸透クロマトグラフィ−（ＧＰＣ）により測定し
た標準ポリスチレン換算の数平均分子量、質量平均分子
量、Ｚ平均分子量のいずれかが１００００以上さらに好
ましくは２００００以上である。これよりも低分子量で
あると、紡糸の際、糸切れなどの問題が生じ、また糸に
なったとしてもその後の使用に強度的に耐え得ないなど
好ましくない。
【００２１】使用される溶剤としては、ポリイミド樹脂
を均一に溶解できるものでＢ型回転粘度計で測定した溶
液の粘度が１０2〜１０5ポイズ（２５℃）の溶液を製造
できるものであればよく、例えば、ジクロロメタン、ジ
クロロエタン、クロロホルム、テトラクロロエタン、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、アセトフェノン、シク
ロヘキサノン、ｍ−クレゾ−ル 、γ−ブチロラクト
ン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ
−メチルピロリドンあるいはこれらの混合物、これらの
溶剤と他の溶剤との混合物等を挙げることができる。好
ましくはジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホル
ム、テトラクロロエタンなどでありさらに溶剤の蒸発の
容易さ、溶液粘度の調整の容易さ、溶液粘度の変動が少
ない点からジクロロメタンにメタノ−ルを混合した溶剤
が好ましい。混合割合としては、ジクロロメタン／メタ
ノ−ル＝９９〜８０／１〜２０重量比が特に好ましい。
溶剤にポリイミド樹脂を溶解させる方法としては、ニ−
ダ−混合など公知の方法により行える。溶解熱の発生に
よる溶液温度の上昇を押さえるため容器を冷却しながら
行うのが好ましく、また溶剤の揮発による粘度の上昇に
は注意を払うべきである。
を均一に溶解できるものでＢ型回転粘度計で測定した溶
液の粘度が１０2〜１０5ポイズ（２５℃）の溶液を製造
できるものであればよく、例えば、ジクロロメタン、ジ
クロロエタン、クロロホルム、テトラクロロエタン、テ
トラヒドロフラン、ジオキサン、アセトフェノン、シク
ロヘキサノン、ｍ−クレゾ−ル 、γ−ブチロラクト
ン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ
−メチルピロリドンあるいはこれらの混合物、これらの
溶剤と他の溶剤との混合物等を挙げることができる。好
ましくはジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホル
ム、テトラクロロエタンなどでありさらに溶剤の蒸発の
容易さ、溶液粘度の調整の容易さ、溶液粘度の変動が少
ない点からジクロロメタンにメタノ−ルを混合した溶剤
が好ましい。混合割合としては、ジクロロメタン／メタ
ノ−ル＝９９〜８０／１〜２０重量比が特に好ましい。
溶剤にポリイミド樹脂を溶解させる方法としては、ニ−
ダ−混合など公知の方法により行える。溶解熱の発生に
よる溶液温度の上昇を押さえるため容器を冷却しながら
行うのが好ましく、また溶剤の揮発による粘度の上昇に
は注意を払うべきである。
【００２２】溶液の粘度としては、Ｂ型回転粘度測定に
よる室温（２５℃）での粘度が１０2〜１０5ポイズ好ま
しくは１０3ポイズオ−ダ−であるべきである。使用す
るポリイミド樹脂の分子量にもよるが、ジクロロメタン
／メタノ−ル＝９９〜８０／１〜２０重量比混合溶剤に
おいては、ポリイミド樹脂の溶液濃度を１５〜３０重量
％とすることが紡糸の安定性において（紡糸）溶液とし
て最も好ましい。
よる室温（２５℃）での粘度が１０2〜１０5ポイズ好ま
しくは１０3ポイズオ−ダ−であるべきである。使用す
るポリイミド樹脂の分子量にもよるが、ジクロロメタン
／メタノ−ル＝９９〜８０／１〜２０重量比混合溶剤に
おいては、ポリイミド樹脂の溶液濃度を１５〜３０重量
％とすることが紡糸の安定性において（紡糸）溶液とし
て最も好ましい。
【００２３】このように調整した溶液を繊維状に押し出
し溶剤を蒸発させ乾燥し本発明の複合材料補強用繊維状
ポリイミド樹脂成形体を得る製造方法としては、例えば
溶液をギア−ポンプ等により、プレヒ−タ−により温度
管理されたシリンダ−内に送りこみ異物を除去するため
フィルタ−によりろ過した後、紡糸ノズルより温度管理
された雰囲気に連続的に押し出し溶剤の沸点以上に温度
管理された乾燥炉中を通過させ溶剤を蒸発させ乾燥しロ
−ラ−により一定速度で巻き取ることにより得られる。
巻き取る際のトラブル防止また静電気の防止などのため
適当な油剤をつけてもよいが、好ましくは後の複合化に
際して悪影響を避ける意味で油剤を付着しないのが好ま
しい。また、インタ−レ−ス（交絡）処理は、扱い性を
向上するのに好ましい方法である。形態としては、モノ
フィラメントあるいはこれらを束にしたものなど紡糸ノ
ズル等により変化させうる。このようにして得られる複
合材料用繊維状ポリイミド樹脂成形体の断面形状は、３
つ以上の枝わかれを有するアメ−バ−形状を主形状とす
る円形以外及びだ円形以外の異形断面形状である。たと
えば図１〜図５に示すような形状を主形状とする異形断
面形状である。
し溶剤を蒸発させ乾燥し本発明の複合材料補強用繊維状
ポリイミド樹脂成形体を得る製造方法としては、例えば
溶液をギア−ポンプ等により、プレヒ−タ−により温度
管理されたシリンダ−内に送りこみ異物を除去するため
フィルタ−によりろ過した後、紡糸ノズルより温度管理
された雰囲気に連続的に押し出し溶剤の沸点以上に温度
管理された乾燥炉中を通過させ溶剤を蒸発させ乾燥しロ
−ラ−により一定速度で巻き取ることにより得られる。
巻き取る際のトラブル防止また静電気の防止などのため
適当な油剤をつけてもよいが、好ましくは後の複合化に
際して悪影響を避ける意味で油剤を付着しないのが好ま
しい。また、インタ−レ−ス（交絡）処理は、扱い性を
向上するのに好ましい方法である。形態としては、モノ
フィラメントあるいはこれらを束にしたものなど紡糸ノ
ズル等により変化させうる。このようにして得られる複
合材料用繊維状ポリイミド樹脂成形体の断面形状は、３
つ以上の枝わかれを有するアメ−バ−形状を主形状とす
る円形以外及びだ円形以外の異形断面形状である。たと
えば図１〜図５に示すような形状を主形状とする異形断
面形状である。
【００２４】断面形状がかくあるゆえに強化繊維たとえ
ば炭素繊維の束の中に本発明の複合材料補強用繊維状ポ
リイミド樹脂成形体を均一に分散混合したに後、第二の
樹脂の注入含浸による複合材料補強用繊維状ポリイミド
樹脂成形体が第二の樹脂の移動に伴ってかたよることが
さけられ分散性が非常に良好となる。又異形断面ゆえ
に、第二の樹脂の浸透しうる空間が充分とれ、複合材料
補強用ポリイミド樹脂成形体と第二の樹脂が良く混ざり
得る特徴を有する。
ば炭素繊維の束の中に本発明の複合材料補強用繊維状ポ
リイミド樹脂成形体を均一に分散混合したに後、第二の
樹脂の注入含浸による複合材料補強用繊維状ポリイミド
樹脂成形体が第二の樹脂の移動に伴ってかたよることが
さけられ分散性が非常に良好となる。又異形断面ゆえ
に、第二の樹脂の浸透しうる空間が充分とれ、複合材料
補強用ポリイミド樹脂成形体と第二の樹脂が良く混ざり
得る特徴を有する。
【００２５】更に比表面積が大きいことから、マトリッ
クス樹脂になじみやすく溶解性が向上しプリプレグ表面
にのせた場合内部に入り込みにくいなどの特徴を有す
る。また、中実状であることが好ましいが、中空状ある
いは多孔化していても、のちの複合化プロセス条件成形
条件、マトリックス樹脂の選択などにより成形不良等の
不都合が生じない場合には特に問題なく使用できる。
クス樹脂になじみやすく溶解性が向上しプリプレグ表面
にのせた場合内部に入り込みにくいなどの特徴を有す
る。また、中実状であることが好ましいが、中空状ある
いは多孔化していても、のちの複合化プロセス条件成形
条件、マトリックス樹脂の選択などにより成形不良等の
不都合が生じない場合には特に問題なく使用できる。
【００２６】繊維径も用途にあわせ紡糸ノズル径、製造
条件により設定すればよい。また、延伸処理なども有効
である。
条件により設定すればよい。また、延伸処理なども有効
である。
【００２７】
【発明の効果】本発明の複合材料補強用繊維状ポリイミ
ド樹脂成形体を用いることにより、熱硬化性マトリック
ス樹脂の優れた熱的性質、機械的性質を損なうことな
く、成形物に優れた靱性、耐クラック性を付与すること
ができる。特に航空機用構造材料などとして好適に使用
される。
ド樹脂成形体を用いることにより、熱硬化性マトリック
ス樹脂の優れた熱的性質、機械的性質を損なうことな
く、成形物に優れた靱性、耐クラック性を付与すること
ができる。特に航空機用構造材料などとして好適に使用
される。
【００２８】
【実施例】以下実施例をあげ、本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
【００２９】実施例１〜３ ３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
２無水物および５（６）−アミノ−１−（４’−アミノ
フェニル）−１，３，３−トリメチルインダンから米国
特許第３８５６７５２号に基づき黄色のパウダー状のポ
リイミド樹脂を得た。
２無水物および５（６）−アミノ−１−（４’−アミノ
フェニル）−１，３，３−トリメチルインダンから米国
特許第３８５６７５２号に基づき黄色のパウダー状のポ
リイミド樹脂を得た。
【００３０】得られたポリイミド樹脂の分子量をゲル浸
透クロマトグラフィ−（ＧＰＣ）によって測定した。結
果は数平均分子量２９０００、質量平均分子量６５００
０、Ｚ平均分子量１１００００であった。得られたポリ
イミド樹脂をジクロロメタン／メタノ−ル（９１／９重
量比）混合溶剤にポリイミド樹脂の濃度２３ｗｔ％混合
し室温でよく撹拌混合溶解し均一な溶液を調整した。
透クロマトグラフィ−（ＧＰＣ）によって測定した。結
果は数平均分子量２９０００、質量平均分子量６５００
０、Ｚ平均分子量１１００００であった。得られたポリ
イミド樹脂をジクロロメタン／メタノ−ル（９１／９重
量比）混合溶剤にポリイミド樹脂の濃度２３ｗｔ％混合
し室温でよく撹拌混合溶解し均一な溶液を調整した。
【００３１】Ｂ型回転粘度計でこの溶液の粘度を測定し
たところ、１２５０ポイズであった。この溶液を不織布
フィルタ−で簡易にろ過後、約６０℃に加熱し、３８μ
φ×２６Holeの紡糸ノズルより 9.34cc/分の割合で吐出
し、４０℃〜９０℃の雰囲気下で溶剤の蒸発、乾燥を行
い、２５０m/分で引き取り油剤をつけずに巻き取った。
以上により複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体
を得ることができた。
たところ、１２５０ポイズであった。この溶液を不織布
フィルタ−で簡易にろ過後、約６０℃に加熱し、３８μ
φ×２６Holeの紡糸ノズルより 9.34cc/分の割合で吐出
し、４０℃〜９０℃の雰囲気下で溶剤の蒸発、乾燥を行
い、２５０m/分で引き取り油剤をつけずに巻き取った。
以上により複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体
を得ることができた。
【００３２】得られた複合材料補強用繊維状ポリイミド
樹脂成形体は、２６フィラメント、繊度平均９６．４デ
ニ−ル、最大引張強度１０２ｇ／デニ−ル、最大引張伸
度１０６％、降伏強度７２ｇ／デニ−ルであった。
樹脂成形体は、２６フィラメント、繊度平均９６．４デ
ニ−ル、最大引張強度１０２ｇ／デニ−ル、最大引張伸
度１０６％、降伏強度７２ｇ／デニ−ルであった。
【００３３】また断面の電子顕微鏡観察の結果、３つ以
上の枝わかれを有するアメ−バ−形状を主形状とし円以
外だ円以外の断面形状を示していた。
上の枝わかれを有するアメ−バ−形状を主形状とし円以
外だ円以外の断面形状を示していた。
【００３４】本発明の複合材料補強用繊維状ポリイミド
樹脂成形体を用いて、以下の検討を実施した。高強度中
弾性炭素繊維（三菱レイヨン社製、ＭＲ−５０Ｋ、引張
強度５６００ＭＰａ弾性率３００ＧＰａ）と表１に示す
樹脂組成物とから一方向プリプレグをホットメルト法で
製造した。プリプレグのＣＦ目付は１４５ｇ／ｍ2 樹脂
含有率３１重量％であった。
樹脂成形体を用いて、以下の検討を実施した。高強度中
弾性炭素繊維（三菱レイヨン社製、ＭＲ−５０Ｋ、引張
強度５６００ＭＰａ弾性率３００ＧＰａ）と表１に示す
樹脂組成物とから一方向プリプレグをホットメルト法で
製造した。プリプレグのＣＦ目付は１４５ｇ／ｍ2 樹脂
含有率３１重量％であった。
【００３５】このプリプレグに、本発明の複合材料補強
用繊維状ポリイミド樹脂成形体を片面当たりの繊維目付
が、８ｇ／ｍ2 となるようにフィラメントワインディン
グ法でプリプレグの両面にＣＦと同方向に等間隔（１．
４ｍｍ間隔）でワインドし、さらにプリプレグに軽く埋
め込んだ。
用繊維状ポリイミド樹脂成形体を片面当たりの繊維目付
が、８ｇ／ｍ2 となるようにフィラメントワインディン
グ法でプリプレグの両面にＣＦと同方向に等間隔（１．
４ｍｍ間隔）でワインドし、さらにプリプレグに軽く埋
め込んだ。
【００３６】このプリプレグから、所定の寸法の小片を
切り出し（＋４５°／０°／−４５°／９０°）4Sに積
層後、オ−トクレ−ブ成形で衝撃後圧縮強度測定用の試
験片を成形した。
切り出し（＋４５°／０°／−４５°／９０°）4Sに積
層後、オ−トクレ−ブ成形で衝撃後圧縮強度測定用の試
験片を成形した。
【００３７】この試験片をもちいてＳＡＣＭＡ（Suppli
ers of Advanced Composites Materials Association)R
ecommended Method ＳＲＭ２−８８に準拠して２７０
ｌｂ−ｉｎ衝撃後の圧縮強度を測定し、表１に示す結
果を得た。
ers of Advanced Composites Materials Association)R
ecommended Method ＳＲＭ２−８８に準拠して２７０
ｌｂ−ｉｎ衝撃後の圧縮強度を測定し、表１に示す結
果を得た。
【００３８】
【表１】
【００３９】比較例１〜３ プリプレグの樹脂含有率が３６重量％になるようにし、
実施例１〜３と同様にして一方向プリプレグを製造し
た。本発明の複合材料補強用ポリイミド繊維成形体を付
着させることなしに評価した。結果を表１に示す。
実施例１〜３と同様にして一方向プリプレグを製造し
た。本発明の複合材料補強用ポリイミド繊維成形体を付
着させることなしに評価した。結果を表１に示す。
【００４０】以上の結果から明らかなように、本発明の
複合材料補強用繊維状ポリイミド成形体を用いることに
より得られる繊維強化複合成形体は比較例に比べ衝撃後
の圧縮強度は高く優れた耐衝撃性を示すことがわかる。
複合材料補強用繊維状ポリイミド成形体を用いることに
より得られる繊維強化複合成形体は比較例に比べ衝撃後
の圧縮強度は高く優れた耐衝撃性を示すことがわかる。
【００４１】実施例４ 実施例１で得られた複合材料補強用繊維状ポリイミド成
形体を、高強度中弾性炭素繊維（三菱レイヨン社製、Ｍ
Ｒ−５０Ｋ、引張強度５６００ＭＰａ、弾性率３００Ｇ
Ｐａ）とを合わせ、ほぐし均一にフィランメントを炭素
繊維の束のなかに分散させ捲き取った。混合割合は、ポ
リイミド／炭素繊維＝５束／１束（ポリイミド／炭素繊
維＝９．６／１００重量比）とした。さらにこのように
して得た混合繊維と、実施例１の樹脂組成物（樹脂フィ
ルム目付６０ｇ／ｍ2）から、ホットメルト法によりプ
リプレグを製造した。
形体を、高強度中弾性炭素繊維（三菱レイヨン社製、Ｍ
Ｒ−５０Ｋ、引張強度５６００ＭＰａ、弾性率３００Ｇ
Ｐａ）とを合わせ、ほぐし均一にフィランメントを炭素
繊維の束のなかに分散させ捲き取った。混合割合は、ポ
リイミド／炭素繊維＝５束／１束（ポリイミド／炭素繊
維＝９．６／１００重量比）とした。さらにこのように
して得た混合繊維と、実施例１の樹脂組成物（樹脂フィ
ルム目付６０ｇ／ｍ2）から、ホットメルト法によりプ
リプレグを製造した。
【００４２】樹脂を含浸したのちプリプレグ断面を顕微
鏡で観察したところ、複合材料補強用繊維状ポリイミド
樹脂成形体は優れた分散性を示していた。
鏡で観察したところ、複合材料補強用繊維状ポリイミド
樹脂成形体は優れた分散性を示していた。
【００４３】さらに複合材料補強用繊維状ポリイミド樹
脂成形体を片面当たり５ｇ／ｍ2となるようにフィラメ
ントワインディング法にて等間隔でワインドしプリプレ
グを得た。得られたプリプレグから所定の寸法の小片を
切り出し実施例１と同様衝撃後圧縮強度測定用試験片を
成形し評価した。衝撃後圧縮強度 ２６５ＭＰａを得
た。
脂成形体を片面当たり５ｇ／ｍ2となるようにフィラメ
ントワインディング法にて等間隔でワインドしプリプレ
グを得た。得られたプリプレグから所定の寸法の小片を
切り出し実施例１と同様衝撃後圧縮強度測定用試験片を
成形し評価した。衝撃後圧縮強度 ２６５ＭＰａを得
た。
【００４４】さらに、サ−マルサイクルテスト用に（＋
４５゜／−４５゜／０゜／９０゜） 2Sに積層し成形し
た。本試験片を−５２℃（１０分）→１３２℃（１０
分）で１サイクル４０分、計１０サイクル熱衝撃を加え
た。その後、断面を研磨し光学顕微鏡にてクラック発生
の有無を評価した。クラックの発生は認められなかっ
た。
４５゜／−４５゜／０゜／９０゜） 2Sに積層し成形し
た。本試験片を−５２℃（１０分）→１３２℃（１０
分）で１サイクル４０分、計１０サイクル熱衝撃を加え
た。その後、断面を研磨し光学顕微鏡にてクラック発生
の有無を評価した。クラックの発生は認められなかっ
た。
【００４５】比較例４ 比較例１のプリプレグから実施例４と同様サ−マルサイ
クル用試験片を作成し評価した。熱衝撃後、クラックの
発生が認められた。
クル用試験片を作成し評価した。熱衝撃後、クラックの
発生が認められた。
図１ 本発明の複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成
形体の代表的な断面形状である。図２ 本発明の複合材
料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体の代表的な断面形
状である。図３ 本発明の複合材料補強用繊維状ポリイ
ミド樹脂成形体の代表的な断面形状である。図４ 本発
明の複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体の代表
的な断面形状である。図５ 本発明の複合材料補強用繊
維状ポリイミド樹脂成形体の代表的な断面形状である。
形体の代表的な断面形状である。図２ 本発明の複合材
料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体の代表的な断面形
状である。図３ 本発明の複合材料補強用繊維状ポリイ
ミド樹脂成形体の代表的な断面形状である。図４ 本発
明の複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体の代表
的な断面形状である。図５ 本発明の複合材料補強用繊
維状ポリイミド樹脂成形体の代表的な断面形状である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:08 (72)発明者 福元 政之 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 芳香族２無水物の主成分としての３，
３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸２無
水物とジアミンの主成分としての５（６）−アミノ−１
−（４′−アミノフェニル）−１，３，３−トリメチル
インダンから生成されるポリイミド樹脂を溶剤に溶解
し、この溶液を繊維状に押し出し、溶剤を蒸発させ乾燥
することにより得られる複合材料補強用繊維状ポリイミ
ド樹脂成形体。 - 【請求項２】 ポリイミド樹脂の平均分子量が、１００
００以上であることを特徴とする請求項１記載の複合材
料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体。 - 【請求項３】 溶剤がジクロロメタンとメタノ−ルの混
合溶剤（ジクロロメタン／メタノ−ル＝９９〜８０／１
〜２０重量比）であってポリイミド樹脂濃度が１５〜３
０重量％の溶液を用いることを特徴とする請求項１記載
の複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体。 - 【請求項４】 断面形状が、３つ以上の枝わかれを有す
るアメ−バ−形状を主形状とし円以外及びだ円以外の異
形断面形状であることを特徴とする請求項１記載の複合
材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029492A JP3073083B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1029492A JP3073083B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641815A true JPH0641815A (ja) | 1994-02-15 |
| JP3073083B2 JP3073083B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=11746266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1029492A Expired - Lifetime JP3073083B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 複合材料補強用繊維状ポリイミド樹脂成形体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3073083B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7198656B2 (en) | 2002-10-31 | 2007-04-03 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Vacuum cleaner |
| WO2022191017A1 (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-15 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | ポリイミド樹脂およびその製造方法、ポリイミド樹脂溶液、コーティング材料ならびに成形材料 |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP1029492A patent/JP3073083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7198656B2 (en) | 2002-10-31 | 2007-04-03 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Vacuum cleaner |
| WO2022191017A1 (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-15 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | ポリイミド樹脂およびその製造方法、ポリイミド樹脂溶液、コーティング材料ならびに成形材料 |
| JP7143555B1 (ja) * | 2021-03-08 | 2022-09-28 | Ｊｆｅケミカル株式会社 | ポリイミド樹脂およびその製造方法、ポリイミド樹脂溶液、コーティング材料ならびに成形材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3073083B2 (ja) | 2000-08-07 |
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