JPH11200253A - 繊維複合材料の製造方法、繊維複合材料およびその使用 - Google Patents
繊維複合材料の製造方法、繊維複合材料およびその使用Info
- Publication number
- JPH11200253A JPH11200253A JP10234146A JP23414698A JPH11200253A JP H11200253 A JPH11200253 A JP H11200253A JP 10234146 A JP10234146 A JP 10234146A JP 23414698 A JP23414698 A JP 23414698A JP H11200253 A JPH11200253 A JP H11200253A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- polyamide
- fiber composite
- fiber
- fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/09—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids
- C08J3/091—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids characterised by the chemical constitution of the organic liquid
- C08J3/095—Oxygen containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyamides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い層間剪断強さを有する繊維−マトリック
ス複合材料の製造方法を提供する。 【解決手段】 エンドレス繊維ストランドまたは織物の
平面形状物に、アルコール中の１６０℃またはそれより
低い沸点を有するポリアミドの溶液を含浸させ、その後
溶剤を再びマトリックスから駆出させる。
ス複合材料の製造方法を提供する。 【解決手段】 エンドレス繊維ストランドまたは織物の
平面形状物に、アルコール中の１６０℃またはそれより
低い沸点を有するポリアミドの溶液を含浸させ、その後
溶剤を再びマトリックスから駆出させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の対象は、揮発性溶剤
中で熱可塑性プラスチックを溶液を介してエンドレス繊
維に含浸させる方法である。本発明の対象は、更にこの
方法により製造される繊維マトリックス複合材料であ
る。
中で熱可塑性プラスチックを溶液を介してエンドレス繊
維に含浸させる方法である。本発明の対象は、更にこの
方法により製造される繊維マトリックス複合材料であ
る。
【０００２】
【従来の技術】繊維−マトリックス複合材料は、特に高
いＥ−モジュールおよび高い引っ張り強さのような繊維
の機械的特性を完全に利用する複合材料である。そのた
めに個々の繊維の間に導入される力を伝達できなければ
ならない。これは繊維をマトリクスにより完全に包囲
し、マトリックスと繊維との良好な付着が存在する場合
に、十分に達成される。繊維へのマトリックスの含浸の
良さおよび結合の尺度は、特に層間の剪断強さであり、
これは例えば複合材料試料でＤＩＮＥＮ２３７７号によ
り求めることができる。
いＥ−モジュールおよび高い引っ張り強さのような繊維
の機械的特性を完全に利用する複合材料である。そのた
めに個々の繊維の間に導入される力を伝達できなければ
ならない。これは繊維をマトリクスにより完全に包囲
し、マトリックスと繊維との良好な付着が存在する場合
に、十分に達成される。繊維へのマトリックスの含浸の
良さおよび結合の尺度は、特に層間の剪断強さであり、
これは例えば複合材料試料でＤＩＮＥＮ２３７７号によ
り求めることができる。
【０００３】熱可塑性マトリックスを有する繊維−マト
リックス複合材料に関して過去に多くの開発が実施され
ている。特に適当な機械技術により、粘性のマトリック
スの溶融物を個々のフィラメントの間に挿入することを
達成することが試みられた。例えば、欧州特許公開第０
４１５５１７号明細書から、マトリックス材料の高めた
システム圧力を繊維方向に対して横方向に分解する技術
が公知である。その際繊維の束はノズルヘッドを介して
引き出され、マトリックス材料は束の運動方向に対して
横方向に貫通する。ほかの技術的解決手段（欧州特許公
開第０３６４８２８号明細書）においては、繊維ストラ
ンドを頻繁に方向転換するかもしくは含浸の前に繊維の
束を広げることにより含浸を改良することが試みられ
た。しかしながら従来から公知の方法においては、成形
材料の高い溶融粘度により、同時に高い繊維容積含量を
達成する場合の繊維の十分な含浸は、繊維の開始強度を
著しく損なわずに実現することが困難であることが問題
である。
リックス複合材料に関して過去に多くの開発が実施され
ている。特に適当な機械技術により、粘性のマトリック
スの溶融物を個々のフィラメントの間に挿入することを
達成することが試みられた。例えば、欧州特許公開第０
４１５５１７号明細書から、マトリックス材料の高めた
システム圧力を繊維方向に対して横方向に分解する技術
が公知である。その際繊維の束はノズルヘッドを介して
引き出され、マトリックス材料は束の運動方向に対して
横方向に貫通する。ほかの技術的解決手段（欧州特許公
開第０３６４８２８号明細書）においては、繊維ストラ
ンドを頻繁に方向転換するかもしくは含浸の前に繊維の
束を広げることにより含浸を改良することが試みられ
た。しかしながら従来から公知の方法においては、成形
材料の高い溶融粘度により、同時に高い繊維容積含量を
達成する場合の繊維の十分な含浸は、繊維の開始強度を
著しく損なわずに実現することが困難であることが問題
である。
【０００４】その際繊維容積含量は繊維容積と繊維−マ
トリックス複合材料の全容積の比として定義される。繊
維容積含量が高いほど、複合材料の特性は繊維材料によ
り高いＥ−モジュールおよび高い引っ張り強さを伴って
高く決定される。
トリックス複合材料の全容積の比として定義される。繊
維容積含量が高いほど、複合材料の特性は繊維材料によ
り高いＥ−モジュールおよび高い引っ張り強さを伴って
高く決定される。
【０００５】更に、欧州特許公開第０４２２３５８号明
細書からエンドレス繊維で強化したポリアミドの種々の
製造方法が公知であり、すなわち １．糸、ロービング、織物、ＵＤ（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔ
ｉｏｎａｌ）テープ等をｍ−クレゾール中のポリアミド
の溶液を用いて含浸し、その後溶剤を除去する。
細書からエンドレス繊維で強化したポリアミドの種々の
製造方法が公知であり、すなわち １．糸、ロービング、織物、ＵＤ（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔ
ｉｏｎａｌ）テープ等をｍ−クレゾール中のポリアミド
の溶液を用いて含浸し、その後溶剤を除去する。
【０００６】２．例えば織物またはＵＤテープおよび薄
いポリアミドフィルムを交互に積み重ね、引き続きプレ
ス機またはオートクレーブ中で圧力および温度下で成形
する。
いポリアミドフィルムを交互に積み重ね、引き続きプレ
ス機またはオートクレーブ中で圧力および温度下で成形
する。
【０００７】３．散布被覆によりポリアミド粉末を被覆
し、その後加熱する。
し、その後加熱する。
【０００８】第一の方法は高沸点の危険物質、ｍ−クレ
ゾール（沸点２０３℃）の使用のためにきわめて費用が
かかり、問題であり、最後の２つの方法は、フィルムま
たは粉末を使用するために、付加的な処理工程を必要と
し、更に少ない繊維容積含量（最大約５０％）および多
くの使用目的に対して不十分な層間の剪断強さを有する
複合材料を生じるにすぎない。
ゾール（沸点２０３℃）の使用のためにきわめて費用が
かかり、問題であり、最後の２つの方法は、フィルムま
たは粉末を使用するために、付加的な処理工程を必要と
し、更に少ない繊維容積含量（最大約５０％）および多
くの使用目的に対して不十分な層間の剪断強さを有する
複合材料を生じるにすぎない。
【０００９】更にエンドレス繊維の湿式巻きは技術水準
である。この場合にマトリックスは、含浸の際に希液状
のジューロマーの樹脂系からなる。樹脂を硬化後に繊維
強化したジューロマーのプラスチックが得られる。この
方法においては繊維の良好な含浸が得られるが、硬化し
たマトリックスはきわめて脆く、従って熱可塑性マトリ
ックス系の利点が効果を発揮しない。
である。この場合にマトリックスは、含浸の際に希液状
のジューロマーの樹脂系からなる。樹脂を硬化後に繊維
強化したジューロマーのプラスチックが得られる。この
方法においては繊維の良好な含浸が得られるが、硬化し
たマトリックスはきわめて脆く、従って熱可塑性マトリ
ックス系の利点が効果を発揮しない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、繊維が完全にマトリックスにより包囲され、同時に
高い繊維容積含量が達成できる、繊維−マトリクス複合
材料を製造することである。同時に高い層間の剪断強さ
が達成されるべきである。更に繊維の出発特性、特に強
度ができるだけ少なく損なわれるべきである。更にこの
方法は簡単に実施可能であり、高い剛性および引っ張り
強さを有する複合材料を生じるべきである。更に高い危
険の可能性を有する助剤の使用を回避すべきである。
は、繊維が完全にマトリックスにより包囲され、同時に
高い繊維容積含量が達成できる、繊維−マトリクス複合
材料を製造することである。同時に高い層間の剪断強さ
が達成されるべきである。更に繊維の出発特性、特に強
度ができるだけ少なく損なわれるべきである。更にこの
方法は簡単に実施可能であり、高い剛性および引っ張り
強さを有する複合材料を生じるべきである。更に高い危
険の可能性を有する助剤の使用を回避すべきである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題は、エンドレス
繊維ストランドまたは織物の平面形状物に、１６０℃ま
たはそれより低い沸点を有するアルコール中のポリアミ
ドの溶液を含浸させ、その後溶剤を再びマトリックスか
ら駆出させる、繊維複合材料の製造方法により解決され
る。
繊維ストランドまたは織物の平面形状物に、１６０℃ま
たはそれより低い沸点を有するアルコール中のポリアミ
ドの溶液を含浸させ、その後溶剤を再びマトリックスか
ら駆出させる、繊維複合材料の製造方法により解決され
る。
【００１２】本発明により使用されるエンドレス繊維ス
トランドは糸またはロービングであってもよく、その際
撚れないロービングおよび撚ったまたは巻いたロービン
グを使用することができる。織物の平面形状物は、本発
明の範囲では不織布（Gelege）、織物または編み物であ
ると理解されるべきである。最も簡単な実施態様（ＵＤ
テープとして）においては、不織布は、一般に薄い補助
糸により結合が保たれている、互いに平行に配列された
糸またはロービングからなる。その幅は後からの使用に
より調整する。例えば容器の補強のためには３０ｍｍで
あってもよい。
トランドは糸またはロービングであってもよく、その際
撚れないロービングおよび撚ったまたは巻いたロービン
グを使用することができる。織物の平面形状物は、本発
明の範囲では不織布（Gelege）、織物または編み物であ
ると理解されるべきである。最も簡単な実施態様（ＵＤ
テープとして）においては、不織布は、一般に薄い補助
糸により結合が保たれている、互いに平行に配列された
糸またはロービングからなる。その幅は後からの使用に
より調整する。例えば容器の補強のためには３０ｍｍで
あってもよい。
【００１３】構造部材中に多くの強化方向が必要な場合
は、多くの不織布をいわゆる多軸の不織布に組み合わせ
ることができる。これは種々の繊維の種類および繊維の
配向を有する４個までの強化層を有することができる。
不織布の繊維の配向が製造中にすでに構造部材の負荷に
調整されている場合は、複雑な負荷された構造部材の製
造は、この多軸の不織布の使用により簡略化することが
できる。
は、多くの不織布をいわゆる多軸の不織布に組み合わせ
ることができる。これは種々の繊維の種類および繊維の
配向を有する４個までの強化層を有することができる。
不織布の繊維の配向が製造中にすでに構造部材の負荷に
調整されている場合は、複雑な負荷された構造部材の製
造は、この多軸の不織布の使用により簡略化することが
できる。
【００１４】織物は織物技術により糸またはロービング
から製造する。この場合に強化繊維は０／９０°配置で
存在し、その際繊維は互いに交差するかまたは下側を切
断される。織物種類（亜麻、綾織物、アトラス等）は繊
維の種類または厚さと同様に０°および９０°方向で変
動することができる。従って、たとえば強化比を変動す
ることができる。
から製造する。この場合に強化繊維は０／９０°配置で
存在し、その際繊維は互いに交差するかまたは下側を切
断される。織物種類（亜麻、綾織物、アトラス等）は繊
維の種類または厚さと同様に０°および９０°方向で変
動することができる。従って、たとえば強化比を変動す
ることができる。
【００１５】編み物の場合は、これと反対に２つの強化
方向の間の角度を広い範囲で調整することができる。編
み物は帯状物（レース、ブレード）または管として製造
することができる。編み物の管は閉じた表面を有する構
造部材の製造にきわめて適している。
方向の間の角度を広い範囲で調整することができる。編
み物は帯状物（レース、ブレード）または管として製造
することができる。編み物の管は閉じた表面を有する構
造部材の製造にきわめて適している。
【００１６】本発明の方法においてはアルコール溶解性
ポリアミドを使用する。この場合に原則的にすべての公
知のアルコール溶解性ポリアミドを使用することができ
る。以下の成分から製造されるポリアミドもしくはコポ
リアミドを使用することが有利である： ａ）当量のジアミンおよびジカルボン酸からなる組合せ
物２０〜１００モル％、この場合にジアミンの３０〜１
００モル％は少なくとも６個の炭素原子を有する脂環式
または分枝鎖状のジアミンである、および ｂ）少なくとも６個の炭素原子、特に有利には少なくと
も１１個の炭素原子を有するラクタムまたはアミノカル
ボン酸の種類からなるポリアミド形成モノマー０〜８０
モル％。
ポリアミドを使用する。この場合に原則的にすべての公
知のアルコール溶解性ポリアミドを使用することができ
る。以下の成分から製造されるポリアミドもしくはコポ
リアミドを使用することが有利である： ａ）当量のジアミンおよびジカルボン酸からなる組合せ
物２０〜１００モル％、この場合にジアミンの３０〜１
００モル％は少なくとも６個の炭素原子を有する脂環式
または分枝鎖状のジアミンである、および ｂ）少なくとも６個の炭素原子、特に有利には少なくと
も１１個の炭素原子を有するラクタムまたはアミノカル
ボン酸の種類からなるポリアミド形成モノマー０〜８０
モル％。
【００１７】成分ａ）において、ジカルボン酸として、
少なくとも６個の炭素原子を有するすべての脂肪族、脂
環式または芳香族のジカルボン酸、例えばアジピン酸、
スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二
酸、ドデカン二酸、トリメチルアジピン酸、シクロヘキ
サン−１，３−ジカルボン酸、シクロヘキサン−１，４
−ジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタ
リンジカルボン酸（すべての異性体）、ジフェニルエー
テル−４，４′−ジカルボン酸および／またはダイマー
脂肪酸を使用することができる。
少なくとも６個の炭素原子を有するすべての脂肪族、脂
環式または芳香族のジカルボン酸、例えばアジピン酸、
スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二
酸、ドデカン二酸、トリメチルアジピン酸、シクロヘキ
サン−１，３−ジカルボン酸、シクロヘキサン−１，４
−ジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタ
リンジカルボン酸（すべての異性体）、ジフェニルエー
テル−４，４′−ジカルボン酸および／またはダイマー
脂肪酸を使用することができる。
【００１８】ジアミンとして、同様に少なくとも４個の
炭素原子を有するすべての脂肪族、分枝または非分枝の
ジアミン、例えばテトラメチレンジアミン、ヘキサメチ
レンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、オ
クタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカ
メチレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミンおよび／ま
たはｐ−キシリレンジアミンを使用することができ、８
個以上の炭素原子を有するすべての脂環式または分枝鎖
状のジアミン、例えば２，２，４−または２，４，４−
トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチル−ノナ
メチレンジアミン、２，４−ジメチルヘキサメチレンジ
アミン、イソホロンジアミン、４，４′−ジアミノジシ
クロヘキシルメタン（すべての異性体）、３，３′−ジ
メチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン
（すべての異性体）、３，５，３′，５′−テトラメチ
ル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン（すべ
ての異性体）および／または１，４−ビスアミノメチル
シクロヘキサン（すべての異性体）を使用することがで
きる。
炭素原子を有するすべての脂肪族、分枝または非分枝の
ジアミン、例えばテトラメチレンジアミン、ヘキサメチ
レンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、オ
クタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカ
メチレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミンおよび／ま
たはｐ−キシリレンジアミンを使用することができ、８
個以上の炭素原子を有するすべての脂環式または分枝鎖
状のジアミン、例えば２，２，４−または２，４，４−
トリメチルヘキサメチレンジアミン、５−メチル−ノナ
メチレンジアミン、２，４−ジメチルヘキサメチレンジ
アミン、イソホロンジアミン、４，４′−ジアミノジシ
クロヘキシルメタン（すべての異性体）、３，３′−ジ
メチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン
（すべての異性体）、３，５，３′，５′−テトラメチ
ル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン（すべ
ての異性体）および／または１，４−ビスアミノメチル
シクロヘキサン（すべての異性体）を使用することがで
きる。
【００１９】成分ｂ）のラクタムとして、例えばカプロ
ラクタムおよび／またはラウリンラクタムが適してお
り、アミノカルボン酸としてこれらのラクタムから誘導
される化合物または合成により直接得られるアミノカル
ボン酸、例えばω−アミノウンデカン酸を使用すること
ができる。
ラクタムおよび／またはラウリンラクタムが適してお
り、アミノカルボン酸としてこれらのラクタムから誘導
される化合物または合成により直接得られるアミノカル
ボン酸、例えばω−アミノウンデカン酸を使用すること
ができる。
【００２０】特に適当なアルコールは１〜４個の炭素原
子を有し、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパ
ノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−メチ
ル−１−プロパノールまたは２−ブタノールである。ア
ルコールは、使用されるポリアミドが処理温度で（有利
には室温からアルコールの沸点までの温度で）少なくと
も５重量％溶解できなければならない。
子を有し、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパ
ノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、２−メチ
ル−１−プロパノールまたは２−ブタノールである。ア
ルコールは、使用されるポリアミドが処理温度で（有利
には室温からアルコールの沸点までの温度で）少なくと
も５重量％溶解できなければならない。
【００２１】この方法に使用される繊維は、有利にはア
ラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維またはポリエチレン
繊維または特に液晶ポリエステルもしくはコポリエステ
ルからなるポリエステル繊維である。種々の繊維の混合
物もしくは混合織物を使用することもできる。
ラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維またはポリエチレン
繊維または特に液晶ポリエステルもしくはコポリエステ
ルからなるポリエステル繊維である。種々の繊維の混合
物もしくは混合織物を使用することもできる。
【００２２】本発明の方法においては、ポリアミドが、
少なくとも６個の炭素原子、有利には少なくとも８個の
炭素原子、特に有利には少なくとも９個の炭素原子を有
する分枝鎖状のまたは脂環式ジアミンおよび９〜１３個
の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖状のジカルボン酸
と、ラウリンラクタムまたはω−アミノウンデカン酸か
らなるコポリアミドである場合に特に良好な結果が得ら
れる。この場合にマトリックスは、ほかのポリアミドと
比べて、低いカルボンアミド基濃度により、風化の際に
少ない水分吸収能力を有する。これによりマトリックス
は水分と接触して高い剛性および少ないクリープ傾向を
有する。従ってマトリックスは複合材料の負荷の際にほ
かのポリアミドにおけるような程度で繊維から離れず、
これにより複合材料から排出されない。
少なくとも６個の炭素原子、有利には少なくとも８個の
炭素原子、特に有利には少なくとも９個の炭素原子を有
する分枝鎖状のまたは脂環式ジアミンおよび９〜１３個
の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖状のジカルボン酸
と、ラウリンラクタムまたはω−アミノウンデカン酸か
らなるコポリアミドである場合に特に良好な結果が得ら
れる。この場合にマトリックスは、ほかのポリアミドと
比べて、低いカルボンアミド基濃度により、風化の際に
少ない水分吸収能力を有する。これによりマトリックス
は水分と接触して高い剛性および少ないクリープ傾向を
有する。従ってマトリックスは複合材料の負荷の際にほ
かのポリアミドにおけるような程度で繊維から離れず、
これにより複合材料から排出されない。
【００２３】一般に、分子量が少ない溶融接着剤よりも
むしろ熱可塑性樹脂であるポリアミドを使用することが
有利である。それにもかかわらず、例えば溶解度の理由
から低分子ポリアミドを使用する場合に、複合材料の製
造後またはその際に、例えば加熱することにより、分子
量を後縮合により高める可能性が存在する。これはポリ
アミドにおいては技術水準である。
むしろ熱可塑性樹脂であるポリアミドを使用することが
有利である。それにもかかわらず、例えば溶解度の理由
から低分子ポリアミドを使用する場合に、複合材料の製
造後またはその際に、例えば加熱することにより、分子
量を後縮合により高める可能性が存在する。これはポリ
アミドにおいては技術水準である。
【００２４】高温、例えば日光の照射の際に十分に使用
に耐えるという理由から、更にマトリックスとして使用
されるポリアミドが、ＤＩＮ５３４６０号によりビカー
試験Ａ値として測定される、少なくとも８０℃、より有
利には少なくとも１００℃、特に有利には１１５℃の熱
形状安定性を有することが有利である。
に耐えるという理由から、更にマトリックスとして使用
されるポリアミドが、ＤＩＮ５３４６０号によりビカー
試験Ａ値として測定される、少なくとも８０℃、より有
利には少なくとも１００℃、特に有利には１１５℃の熱
形状安定性を有することが有利である。
【００２５】本発明の方法において、溶液は、必要なポ
リアミド濃度で繊維の最適な含浸が達成されるほど低い
粘度を有する。この場合に粘度は一般に１０−1〜１０2
Ｐａｓの範囲である。意想外にも、コモノマーとして脂
環式ジアミンが含まれている場合に、同じ濃度で溶液の
粘度が、例えば同じ分子量のＰＡ１２、ＰＡ６１２また
はＰＡ１０１２と比べて特に低いことが判明した。
リアミド濃度で繊維の最適な含浸が達成されるほど低い
粘度を有する。この場合に粘度は一般に１０−1〜１０2
Ｐａｓの範囲である。意想外にも、コモノマーとして脂
環式ジアミンが含まれている場合に、同じ濃度で溶液の
粘度が、例えば同じ分子量のＰＡ１２、ＰＡ６１２また
はＰＡ１０１２と比べて特に低いことが判明した。
【００２６】繊維ストランドまたは織物の平面形状物の
含浸はすべての適当な方法により行うことができる。例
えばこれをポリアミドの溶液を通過させるまたはポリア
ミドの溶液を繊維ストランドまたは織物の平面形状物上
にロール塗りまたは吹き付けることができる。処理技術
は繊維強化されたジューロマープラスチックを製造する
当業者には周知である。
含浸はすべての適当な方法により行うことができる。例
えばこれをポリアミドの溶液を通過させるまたはポリア
ミドの溶液を繊維ストランドまたは織物の平面形状物上
にロール塗りまたは吹き付けることができる。処理技術
は繊維強化されたジューロマープラスチックを製造する
当業者には周知である。
【００２７】ポリアミドの溶液で繊維を含浸した後に、
例えば繊維−マトリックス複合材料の加熱により、この
処理工程の後に溶剤不含の複合材料が存在するように、
溶剤を駆出させる。このプレプレグは半製品として後続
の処理工程で更に処理することができる。
例えば繊維−マトリックス複合材料の加熱により、この
処理工程の後に溶剤不含の複合材料が存在するように、
溶剤を駆出させる。このプレプレグは半製品として後続
の処理工程で更に処理することができる。
【００２８】この種のプレプレグを金属、合成樹脂また
はガラスからなる中空成形体の巻き付けに有利に使用す
ることができる。この場合に巻き付ける前、その間また
は後で、例えば加熱により、複合材料から溶剤を排出す
ることができる。この種の強化された中空成形体は、例
えばガス状媒体、例えば水素を高圧下で吸収するために
用いることができる、この方法の変法は、溶剤を蒸発
後、巻き付け成形体から芯を再び除去することである。
はガラスからなる中空成形体の巻き付けに有利に使用す
ることができる。この場合に巻き付ける前、その間また
は後で、例えば加熱により、複合材料から溶剤を排出す
ることができる。この種の強化された中空成形体は、例
えばガス状媒体、例えば水素を高圧下で吸収するために
用いることができる、この方法の変法は、溶剤を蒸発
後、巻き付け成形体から芯を再び除去することである。
【００２９】ほかの使用目的は、ＬＫＷタイヤおよびＰ
ＫＷタイヤ中のエイペックス（Ａｐｅｘ）鋼リングの代
用品である。エイペックスリングはタイヤ縁部の鋼リン
グであり、溶液に含浸させた繊維ストランドもしくは相
当するテープに代用することができる。
ＫＷタイヤ中のエイペックス（Ａｐｅｘ）鋼リングの代
用品である。エイペックスリングはタイヤ縁部の鋼リン
グであり、溶液に含浸させた繊維ストランドもしくは相
当するテープに代用することができる。
【００３０】更に本発明により製造される繊維−マトリ
ックス複合材料は、橋構造の強化部材として、例えばロ
ープの形で、または張力が負荷される家屋の骨格構造
に、例えば形材（Ｔ形材、Ｈ形材等）の形で使用するこ
とができる。
ックス複合材料は、橋構造の強化部材として、例えばロ
ープの形で、または張力が負荷される家屋の骨格構造
に、例えば形材（Ｔ形材、Ｈ形材等）の形で使用するこ
とができる。
【００３１】更に興味深い使用範囲は、例えば安全自動
車の防護にまたは（ボート構造、航空機および宇宙飛行
技術を含めた）輸送手段に使用することができる平面構
造部材である。
車の防護にまたは（ボート構造、航空機および宇宙飛行
技術を含めた）輸送手段に使用することができる平面構
造部材である。
【００３２】表面仕上げまたは光の作用または溶剤に対
する保護として、製造された部品に引き続き塗料または
被覆剤を施すことができ、その種類は達成すべき目的に
より調整する。常用の系を用いて付着の問題は生じな
い。
する保護として、製造された部品に引き続き塗料または
被覆剤を施すことができ、その種類は達成すべき目的に
より調整する。常用の系を用いて付着の問題は生じな
い。
【００３３】
【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明す
る。
る。
【００３４】例１ａ：コポリアミドの製造 １００リットル撹拌オートクレーブに、 ラウリンラクタム ６．７５ｋｇ ドデカン二酸 ２１．９９ｋｇ イソホロンジアミン １６．１６ｋｇ ヘキサメチレンジアミン （７５％水溶液として） ０．２９ｋｇ 水 ４．９０ｋｇ 亜燐酸 ４．６４ｋｇ を充填した。オートクレーブ内容物をまず２１０℃に加
熱し、引き続きこの温度で１時間後、更に２８０℃に加
熱した。その際相当する調節弁によりオートクレーブ内
の圧力を２０バールに制限した。２８０℃で８時間後、
３時間以内で標準圧に放圧し、同時に反応混合物を２６
０℃に冷却した。引き続きバッチを窒素を導入すること
により標準圧で全部で３．５時間かけて後縮合した。最
後にコポリアミド溶融物をストランドとしてオートクレ
ーブから排出し、水で冷却し、粒状化し、乾燥した。こ
うして得られた生成物は相対的溶液粘度１．７５（２５
℃でｍ−クレゾール中の０．５％溶液）および溶融点１
６３℃（熱分析装置ＦＰ５１Ｍｅｔｔｌｅｒ社により測
定した）を示した。
熱し、引き続きこの温度で１時間後、更に２８０℃に加
熱した。その際相当する調節弁によりオートクレーブ内
の圧力を２０バールに制限した。２８０℃で８時間後、
３時間以内で標準圧に放圧し、同時に反応混合物を２６
０℃に冷却した。引き続きバッチを窒素を導入すること
により標準圧で全部で３．５時間かけて後縮合した。最
後にコポリアミド溶融物をストランドとしてオートクレ
ーブから排出し、水で冷却し、粒状化し、乾燥した。こ
うして得られた生成物は相対的溶液粘度１．７５（２５
℃でｍ−クレゾール中の０．５％溶液）および溶融点１
６３℃（熱分析装置ＦＰ５１Ｍｅｔｔｌｅｒ社により測
定した）を示した。
【００３５】例１ｂ 室温で、Ｔｗａｒｏｎ２２００タイプのアラミドロービ
ング（ＡＫＺＯ社）を、例１ａで製造したコポリアミド
２０重量％を含有するエタノール性溶液が存在する容器
を通過させた。溶剤浴を離れた後で、溶液を含浸した繊
維ストランドを取り出し装置を通過させ、過剰の溶液を
除去した。含浸浴を離れた後で、多くの繊維ロービング
をテープに団結し、これを引き続き６０℃に温度調節し
たローラーに供給した。高温により溶剤がきわめて早く
揮発し、従ってテープはローラーから出た後に固体の形
で存在した。この装置を用いて層間の剪断強さ４０Ｎ／
ｍ ２で繊維容積含量７０％が達成された。
ング（ＡＫＺＯ社）を、例１ａで製造したコポリアミド
２０重量％を含有するエタノール性溶液が存在する容器
を通過させた。溶剤浴を離れた後で、溶液を含浸した繊
維ストランドを取り出し装置を通過させ、過剰の溶液を
除去した。含浸浴を離れた後で、多くの繊維ロービング
をテープに団結し、これを引き続き６０℃に温度調節し
たローラーに供給した。高温により溶剤がきわめて早く
揮発し、従ってテープはローラーから出た後に固体の形
で存在した。この装置を用いて層間の剪断強さ４０Ｎ／
ｍ ２で繊維容積含量７０％が達成された。
【００３６】例１ｃ 例１ｂと同様に含浸したロービングを製造し、なお湿っ
た状態で中空成形体を巻き付けるために使用した。こう
して強化した容器を熱風炉内で６０℃で４８時間乾燥し
た。
た状態で中空成形体を巻き付けるために使用した。こう
して強化した容器を熱風炉内で６０℃で４８時間乾燥し
た。
【００３７】例２〜６ 同じ方法により、以下の、例１ａと同様に製造したコポ
リアミドを使用して相当する複合材料を製造した。
リアミドを使用して相当する複合材料を製造した。
【００３８】
【表１】
【００３９】これにより製造した複合材料の特性は例１
ｂの特性に匹敵する。
ｂの特性に匹敵する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｃ０８Ｌ 77/00 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｘ
Claims (14)
- 【請求項１】 エンドレス繊維ストランドまたは織物の
平面形状物に、１６０℃またはそれより低い沸点を有す
るアルコール中のポリアミドの溶液を含浸させ、その後
溶剤を再びマトリックスから駆出させることを特徴とす
る、繊維複合材料の製造方法。 - 【請求項２】 エンドレス繊維ストランドまたは織物の
平面形状物からプレプレグを製造し、これを半製品とし
て他の処理工程で更に処理する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 プレプレグを金属、プラスチックまたは
ガラスからなる中空成形体を巻き付けるために使用し、
その際巻き付ける前、その間または後に溶剤を複合材料
から駆出させる請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 繊維としてアラミド繊維、炭素繊維、ガ
ラス繊維および／またはポリエステル繊維を使用する請
求項１から３までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項５】 以下の成分： ａ）等モル量のジアミンおよびジカルボン酸からなる組
合せ物２０〜１００モル％、この場合にジアミンの３０
〜１００モル％は少なくとも６個の炭素原子を有する脂
環式または分枝鎖状のジアミンである、および ｂ）少なくとも６個の炭素原子を有するラクタムまたは
アミノカルボン酸の種類からなるポリアミド形成モノマ
ー０〜８０モル％からポリアミドを製造する請求項１か
ら４までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項６】 ポリアミドが少なくとも６個の炭素原子
を有する分枝鎖状または脂環式ジアミンおよび９〜１３
個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖状のジカルボン
酸と、ラウリンラクタムまたはω−アミノウンデカン酸
からなるコポリアミドである請求項１から５までのいず
れか１項記載の方法。 - 【請求項７】 ビカー試験Ａ値として測定されるポリア
ミドの熱形状安定性が少なくとも８０℃である請求項１
から６までのいずれか１項の方法。 - 【請求項８】 溶剤として１〜４個の炭素原子を有する
アルコールを使用する請求項１から７までのいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項９】 請求項１から８までのいずれか１項記載
の方法により製造される繊維複合材料。 - 【請求項１０】 中空成形体を巻き付けるための請求項
９記載の繊維複合材料の使用。 - 【請求項１１】 エイペックスリングを製造するための
請求項９記載の繊維複合材料の使用。 - 【請求項１２】 橋構造用または張力の負荷をうける家
屋骨格構造への強化部材としての請求項９記載の繊維複
合材料の使用。 - 【請求項１３】 安全自動車中の防護用平面部材として
の請求項９記載の繊維複合材料の使用。 - 【請求項１４】 ボート構造、航空機技術および宇宙飛
行技術を含めた輸送手段への請求項９記載の繊維複合材
料の使用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19736573.6 | 1997-08-22 | ||
| DE1997136573 DE19736573A1 (de) | 1997-08-22 | 1997-08-22 | Verfahren zum Imprägnieren von endlosen Fasern mit einem Thermoplasten sowie nach diesem Verfahren hergestellte Faser-Matrix-Verbunde |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11200253A true JPH11200253A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=7839849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10234146A Pending JPH11200253A (ja) | 1997-08-22 | 1998-08-20 | 繊維複合材料の製造方法、繊維複合材料およびその使用 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0897944A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11200253A (ja) |
| BR (1) | BR9803210A (ja) |
| DE (1) | DE19736573A1 (ja) |
| NO (1) | NO983866L (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140146518A (ko) * | 2013-06-17 | 2014-12-26 | 도레이케미칼 주식회사 | 기능성 아라미드 복합체의 제조방법 |
| WO2015046290A1 (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | 東レ株式会社 | 一方向性繊維強化テープおよびその製造方法、ならびにそれを用いた成形体およびその製造方法 |
| JP2017222859A (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー | 繊維−マトリックス半完成製品 |
| JP2019500449A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-01-10 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ．Ｄｓｍ Ｉｐ Ａｓｓｅｔｓ Ｂ．Ｖ． | テープ |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19943457C2 (de) * | 1999-09-11 | 2002-01-31 | Thueringisches Inst Textil | Verfahren zur Herstellung thermostabilisierter cellulosischer Verstärkungsfasern für Composites mit einer Polyolefinmatrix |
| DE10022701B4 (de) * | 2000-05-10 | 2006-03-23 | Ems-Chemie Ag | Niedrigschmelzende Copolyamide sowie deren Verwendung als Schmelzklebemittel |
| DE10205965A1 (de) * | 2002-02-14 | 2003-09-04 | Daimler Chrysler Ag | Konstruktionselement aus faserverstärktem Kunststoff |
| DE10322297B4 (de) * | 2003-05-17 | 2007-04-19 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus Faserverbundwerkstoff |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3232896A (en) * | 1963-11-27 | 1966-02-01 | Eastman Kodak Co | Compositions containing polyamides derived from 1,4-cyclohexanebismethylamine |
| DE3301345A1 (de) * | 1983-01-18 | 1984-07-19 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von wickelkoerpern aus faserverstaerkten thermoplastischen kunststoffen |
| JPS63218738A (ja) * | 1987-03-05 | 1988-09-12 | Ube Nitto Kasei Kk | 繊維強化熱接着性シ−ト状物 |
| JPS6469636A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Ube Nitto Kasei Co | Production of fiber-reinforced composite material |
| AT392476B (de) * | 1989-04-04 | 1991-04-10 | Danubia Petrochemie | Verfahren zur herstellung von prepregs aus hochtemperaturbestaendigen polymeren |
-
1997
- 1997-08-22 DE DE1997136573 patent/DE19736573A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-07-02 EP EP98112352A patent/EP0897944A3/de not_active Withdrawn
- 1998-08-20 JP JP10234146A patent/JPH11200253A/ja active Pending
- 1998-08-21 NO NO983866A patent/NO983866L/no not_active Application Discontinuation
- 1998-08-21 BR BR9803210-0A patent/BR9803210A/pt not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140146518A (ko) * | 2013-06-17 | 2014-12-26 | 도레이케미칼 주식회사 | 기능성 아라미드 복합체의 제조방법 |
| WO2015046290A1 (ja) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | 東レ株式会社 | 一方向性繊維強化テープおよびその製造方法、ならびにそれを用いた成形体およびその製造方法 |
| JP2019500449A (ja) * | 2015-12-18 | 2019-01-10 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ．Ｄｓｍ Ｉｐ Ａｓｓｅｔｓ Ｂ．Ｖ． | テープ |
| JP2017222859A (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー | 繊維−マトリックス半完成製品 |
| JP2019143165A (ja) * | 2016-06-15 | 2019-08-29 | ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー | 繊維−マトリックス半完成製品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19736573A1 (de) | 1999-02-25 |
| EP0897944A3 (de) | 1999-04-28 |
| NO983866L (no) | 1999-02-23 |
| NO983866D0 (no) | 1998-08-21 |
| EP0897944A2 (de) | 1999-02-24 |
| BR9803210A (pt) | 2000-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3466821B2 (ja) | ポリアミド１２マトリックスを基材とする熱可塑的に成形可能な複合材料の製造方法 | |
| JP5571671B2 (ja) | 複合ポリアミド物品 | |
| CN103201100B (zh) | 重叠注塑的聚酰胺复合结构及其制备方法 | |
| JP6140862B2 (ja) | 複合ポリアミド物品 | |
| US20120238164A1 (en) | Composite polyamide article | |
| EP3010713B1 (en) | Hybrid glass fibers carbon fibers thermoplastic composites | |
| JP5969641B2 (ja) | 低分子量ポリアミド樹脂を基材とする複合物品 | |
| US20130115836A1 (en) | Composite polyamide article | |
| JPH11200253A (ja) | 繊維複合材料の製造方法、繊維複合材料およびその使用 | |
| KR102591171B1 (ko) | 반응성 프리폴리머 전구체 조성물로부터의 섬유 강화 폴리아미드 매트릭스 복합 재료의 제조 방법 | |
| AU2015371115B2 (en) | Method for the continuous production of a composite material profile section from thermoplastic polymer having high fluidity | |
| US20160115300A1 (en) | Thermoplastic composite material comprising a reinforcing component and a poly(phenylene) polymer and process to make said thermoplastic composite material | |
| KR100796549B1 (ko) | 보강 재료 및 열가소성 매트릭스를 포함하는 복합 재료,상기 재료의 전구 화합물 물품 및 그것을 사용하여 얻은제품 | |
| Zaniboni | Oligomere technologies for cost-effective processing high-performance polyphthalamide composites |