JPH0745582B2 - 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 - Google Patents
耐熱性の高いプリプレグの製造方法Info
- Publication number
- JPH0745582B2 JPH0745582B2 JP61307784A JP30778486A JPH0745582B2 JP H0745582 B2 JPH0745582 B2 JP H0745582B2 JP 61307784 A JP61307784 A JP 61307784A JP 30778486 A JP30778486 A JP 30778486A JP H0745582 B2 JPH0745582 B2 JP H0745582B2
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- Japan
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- carbon fiber
- prepreg
- resin
- heat resistance
- high heat
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリカルボジイミド系熱硬化性樹脂含有炭素繊
維複合材の製造に用いられるプリプレグの製造方法に関
し、更に詳しくは必須成分として分子中に２個以上のカ
ルボジイミド基を有するポリカルボジイミド樹脂を含浸
させたプリプレグの製造方法に関するものである。
維複合材の製造に用いられるプリプレグの製造方法に関
し、更に詳しくは必須成分として分子中に２個以上のカ
ルボジイミド基を有するポリカルボジイミド樹脂を含浸
させたプリプレグの製造方法に関するものである。
近年炭素繊維複合材は、そのすぐれた強度，高い弾性
率，軽量さによって各種構造部材に用いられている。
率，軽量さによって各種構造部材に用いられている。
例えば、航空機用部品，ゴルフクラブ，テニスラケット
等が代表的なものである。さらに高度な応用としてロケ
ットや人工衛星の部材にも適用されている。
等が代表的なものである。さらに高度な応用としてロケ
ットや人工衛星の部材にも適用されている。
而して、その製造方法は、一般に熱硬化性樹脂をマトリ
ックスとしたシート状の中間体を作り、それを積層し熱
硬化して成型品を得るものである。
ックスとしたシート状の中間体を作り、それを積層し熱
硬化して成型品を得るものである。
従来、最も一般的に用いられている炭素繊維用のマトリ
ックス樹脂としては、エポキシ樹脂が知られている。
ックス樹脂としては、エポキシ樹脂が知られている。
このエポキシ樹脂は接着力が高く、層間剪断強度が7kg/
mm2以上あり、高性能の複合材を得られるのであるが一
般に120〜170℃で60分以上という長時間の硬化条件を要
する欠点があり、また、このエポキシ樹脂を用いた炭素
繊維複合材は耐熱性の面においても充分満足すべきもの
とは言えず、厳しい高温状態にさらされる宇宙航空分野
等においては、更に耐熱性を向上させた炭素繊維複合材
の出現が望まれている。
mm2以上あり、高性能の複合材を得られるのであるが一
般に120〜170℃で60分以上という長時間の硬化条件を要
する欠点があり、また、このエポキシ樹脂を用いた炭素
繊維複合材は耐熱性の面においても充分満足すべきもの
とは言えず、厳しい高温状態にさらされる宇宙航空分野
等においては、更に耐熱性を向上させた炭素繊維複合材
の出現が望まれている。
一般に炭素繊維複合材の耐熱性は主としてマトリックス
を形成する樹脂の耐熱性に依存するところが大きい。こ
れは炭素繊維自身は通常問題となる程度の高温（250℃
以下）では殆ど影響はみられないからである。
を形成する樹脂の耐熱性に依存するところが大きい。こ
れは炭素繊維自身は通常問題となる程度の高温（250℃
以下）では殆ど影響はみられないからである。
従って、上記の要望を満足させる炭素繊維複合材を得る
ためには、エポキシ樹脂より速硬化性で且つ適正な耐熱
性を有するマトリックス樹脂が用いられなければならな
い。
ためには、エポキシ樹脂より速硬化性で且つ適正な耐熱
性を有するマトリックス樹脂が用いられなければならな
い。
本発明は上述のような従来技術の問題点を解決し、エポ
キシ樹脂より速硬化性で且つ耐熱性の高いマトリックス
樹脂を用いた炭素繊維複合材を形成し得るプリプレグの
製造方法を提供することを目的としてなされたもので、
その構成は、分子内に少なくとも２個以上のカルボジイ
ミド基を含むポリカルボジイミド樹脂を溶融もしくは溶
液状で炭素繊維に含浸させることを特徴とするものであ
る。
キシ樹脂より速硬化性で且つ耐熱性の高いマトリックス
樹脂を用いた炭素繊維複合材を形成し得るプリプレグの
製造方法を提供することを目的としてなされたもので、
その構成は、分子内に少なくとも２個以上のカルボジイ
ミド基を含むポリカルボジイミド樹脂を溶融もしくは溶
液状で炭素繊維に含浸させることを特徴とするものであ
る。
即ち、本発明者は、炭素繊維に対して速硬化性でエポキ
シ樹脂並みの接着力を有し、且つ、それ以上の耐熱性を
有するマトリックス樹脂と炭素繊維の組み合せを見出す
べく鋭意研究の結果、前記マトリックス樹脂としてポリ
カルボジイミド樹脂を用いればよいことを知得し、本発
明を完成したのであって、本発明の製造方法によれば、
エポキシ樹脂を用いたものより硬化が早い上に、耐熱性
も良好で、優れた機械特性を示す炭素繊維複合材を形成
し得るプリプレグを製造することができる。
シ樹脂並みの接着力を有し、且つ、それ以上の耐熱性を
有するマトリックス樹脂と炭素繊維の組み合せを見出す
べく鋭意研究の結果、前記マトリックス樹脂としてポリ
カルボジイミド樹脂を用いればよいことを知得し、本発
明を完成したのであって、本発明の製造方法によれば、
エポキシ樹脂を用いたものより硬化が早い上に、耐熱性
も良好で、優れた機械特性を示す炭素繊維複合材を形成
し得るプリプレグを製造することができる。
次に発明について詳細に説明する。
本発明に使用されるカルボジイミド樹脂としては、イソ
シアネートのカルボジイミド化を促進する触媒の一種以
上を使用する等して一種以上の有機ポリイソシアネート
と一種以上の有機モノイソシアネートとから、分子量を
規制しつつ、実質的に生ぜしめたポリカルボジイミド樹
脂が最も好ましい。
シアネートのカルボジイミド化を促進する触媒の一種以
上を使用する等して一種以上の有機ポリイソシアネート
と一種以上の有機モノイソシアネートとから、分子量を
規制しつつ、実質的に生ぜしめたポリカルボジイミド樹
脂が最も好ましい。
この有機モノイソシアネートを用いて重縮合を停止させ
る方法でポリカルボジイミドの平均分子量を規制するこ
とは公知である（I.M.AlberinoらJAPS,21,1999−2008 1
977）が、これを炭素繊維などと複合し耐熱性を向上さ
せたプリプレグを製造する試みやこの方法により製造し
たプリプレグを熱圧成型して所定の炭素繊維複合材を製
造する試みはなされていなかった。
る方法でポリカルボジイミドの平均分子量を規制するこ
とは公知である（I.M.AlberinoらJAPS,21,1999−2008 1
977）が、これを炭素繊維などと複合し耐熱性を向上さ
せたプリプレグを製造する試みやこの方法により製造し
たプリプレグを熱圧成型して所定の炭素繊維複合材を製
造する試みはなされていなかった。
本発明は、このような背景技術を考慮した上で、フェニ
ル基上により末端を封止したポリカルボジイミド樹脂を
溶融もしくは溶液状で炭素繊維に含浸させることによ
り、プリプレグを製造するようにしたのである。
ル基上により末端を封止したポリカルボジイミド樹脂を
溶融もしくは溶液状で炭素繊維に含浸させることによ
り、プリプレグを製造するようにしたのである。
而して、本発明により製造したプリプレグは熱硬化性を
有しているので、熱圧成型することが可能である。従っ
て、このプリプレグを積層し、目的にあった形状に熱圧
成型法により成型すれば、所定の炭素繊維複合材を得る
ことができる。
有しているので、熱圧成型することが可能である。従っ
て、このプリプレグを積層し、目的にあった形状に熱圧
成型法により成型すれば、所定の炭素繊維複合材を得る
ことができる。
なお、本発明により得られたプリプレグを熱圧成型して
得られた炭素繊維複合材、更に不活性ガス中で1000℃程
度で焼成することにより、高収率でC/Cコンポジットを
得ることができる。更には、このC/Cコンポジットにワ
ニス状のカルボジイミド樹脂を含浸焼成することによ
り、更に高収率，高効率で密度の高いC/Cコンポジット
を得ることもできる。
得られた炭素繊維複合材、更に不活性ガス中で1000℃程
度で焼成することにより、高収率でC/Cコンポジットを
得ることができる。更には、このC/Cコンポジットにワ
ニス状のカルボジイミド樹脂を含浸焼成することによ
り、更に高収率，高効率で密度の高いC/Cコンポジット
を得ることもできる。
以下に本発明の実施例と応用例を示す。
実施例 １ メチレンジフェニルジイソシアネート250g,フェニルイ
ソシアネート23gの組成で、テトラクロロエチレン中、1
20℃で３−メチル−１−フェニルフォスフォレン−１−
オキサイドを触媒として加えカルボジイミド化し、粉末
状の樹脂を得た。その粉末状樹脂を120〜140℃で溶融
し、炭素繊維に含浸させてドラム上に巻き取った。含浸
後の炭素繊維を２本のローラではさみ、その間隙を制御
することにより、樹脂含有率を40重量％に調整し、プリ
プレグを得た。
ソシアネート23gの組成で、テトラクロロエチレン中、1
20℃で３−メチル−１−フェニルフォスフォレン−１−
オキサイドを触媒として加えカルボジイミド化し、粉末
状の樹脂を得た。その粉末状樹脂を120〜140℃で溶融
し、炭素繊維に含浸させてドラム上に巻き取った。含浸
後の炭素繊維を２本のローラではさみ、その間隙を制御
することにより、樹脂含有率を40重量％に調整し、プリ
プレグを得た。
なお、得られたプリプレグを一方向に積層し、200℃で1
0分プレスして成型品を得た。
0分プレスして成型品を得た。
この成型品の物性は次の通りであった。
密度 1.38 曲げ強度 40kg/mm2 熱変形温度 210℃ また、上記製造方法で得られたプリプレグを一方向に積
層し、350℃で10分プレスして成型品を得た。
層し、350℃で10分プレスして成型品を得た。
この成型品の物性は次の通りであった。
密度 1.38 曲げ強度 35kg/mm2 熱変形温度 300℃以上 実施例 ２ 実施例１と同様に樹脂を合成し、該樹脂を120〜140℃で
溶融し、炭素繊維から成るクロスに含浸させて、プリプ
レグを作製した。
溶融し、炭素繊維から成るクロスに含浸させて、プリプ
レグを作製した。
このプリプレグを積層し、350℃でプレスして成型品を
得た。
得た。
この成型品の物性は次の通りであった。
密度 1.35 曲げ強度 20kg/mm2 熱変形温度 300℃以上 実施例 ３ トリレンジイソシアネート200g,フェニルイソシアネー
ト5gの組成でテトラクロロエチレン中、120℃で３−メ
チル１−フェノール−２−ホスフォレン−１−オキシド
を触媒として加え、カルボジイミド化して、樹脂ワニス
を得た。
ト5gの組成でテトラクロロエチレン中、120℃で３−メ
チル１−フェノール−２−ホスフォレン−１−オキシド
を触媒として加え、カルボジイミド化して、樹脂ワニス
を得た。
このワニスを炭素繊維から成るクロスに含浸させて70℃
で乾燥させプリプレグを得た。
で乾燥させプリプレグを得た。
その成型品の物性は次の通りであった。
密度 1.35 曲げ強度 20kg/mm2 熱変形温度 300℃以上 応用例 １ 実施例２と同様にして成型品を得た後、該成型品を真空
下、1000℃で１時間焼成しC/Cコンボジットを製造し
た。
下、1000℃で１時間焼成しC/Cコンボジットを製造し
た。
このものの物性は次の通りであった。
嵩密度 1.20 曲げ強度 9kg/mm2 応用例 ２ 応用例１で得られたC/Cコンポジットにカルボジイミド
樹脂のテトラクロロエチレン溶液を含浸させて乾燥した
後、真空下、1000℃で１時間焼成した。
樹脂のテトラクロロエチレン溶液を含浸させて乾燥した
後、真空下、1000℃で１時間焼成した。
このものの物性は次の通りであった。
嵩密度 1.40 曲げ強度 18kg/mm2
Claims (1)
- 【請求項１】分子内に少なくとも２個以上のカルボジイ
ミド基を含むポリカルボジイミド樹脂を溶融もしくは溶
液状で炭素繊維に含浸させることを特徴とする耐熱性の
高いプリプレグの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307784A JPH0745582B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61307784A JPH0745582B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6309419A Division JP2613568B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Ｃ／ｃコンポジットの製造方法 |
| JP8148629A Division JPH09111011A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 耐熱性の高いプリプレグ積層体の熱圧成型品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63161027A JPS63161027A (ja) | 1988-07-04 |
| JPH0745582B2 true JPH0745582B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=17973214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61307784A Expired - Lifetime JPH0745582B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 耐熱性の高いプリプレグの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745582B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2769852B2 (ja) * | 1989-05-02 | 1998-06-25 | 日清紡績株式会社 | 高分子量ポリカルボジイミド溶液及びその製造方法 |
| JP2995567B2 (ja) * | 1990-02-21 | 1999-12-27 | 明 高久 | 高密度ガラス状炭素材及びその製造方法 |
| DE69110088T2 (de) * | 1990-06-01 | 1995-10-19 | Nisshin Spinning | Hitzebeständiger Klebstoff und diesen anwendendes Klebeverfahren. |
| EP0537644A1 (en) * | 1991-10-11 | 1993-04-21 | Yamaha Corporation | Carbon fiber, thermoplastic resin, carbon fiber reinforced thermoplastic resin thereof and prepreg therefor |
| BR112014004813A2 (pt) | 2011-08-30 | 2017-04-04 | Basf Se | método de produzir uma policarbodiimida de peso molecular alto, policarbodiimida de peso molecular alto, e, uso da mesma |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3859162A (en) * | 1973-05-11 | 1975-01-07 | Minnesota Mining & Mfg | Pre-preg materials, chemically integral composite foam structures prepared therefrom, and methods of preparation |
| US3929733A (en) * | 1974-10-02 | 1975-12-30 | Upjohn Co | Polycarbodiimides from 4,4{40 -methylenebis(phenyl isocyanate) and certain carbocyclic monoisocyanates |
| JPS585925B2 (ja) * | 1978-07-23 | 1983-02-02 | 東邦ベスロン株式会社 | 炭素繊維プリプレグ用エポキシ樹脂組成物 |
| JPS6116934A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-24 | Toray Ind Inc | 耐熱性プリプレグ |
| JPS61268714A (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-28 | Nisshinbo Ind Inc | 耐熱性の高い熱硬化性樹脂の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP61307784A patent/JPH0745582B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63161027A (ja) | 1988-07-04 |
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