JPS6056545A - 積層物の製造方法 - Google Patents

積層物の製造方法

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JPS6056545A
JPS6056545A JP59070735A JP7073584A JPS6056545A JP S6056545 A JPS6056545 A JP S6056545A JP 59070735 A JP59070735 A JP 59070735A JP 7073584 A JP7073584 A JP 7073584A JP S6056545 A JPS6056545 A JP S6056545A
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JP
Japan
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graphite
fibers
resin
laminate
yarn
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JP59070735A
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フレデリツク　エツチ・カージオ
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TEKISUTAIRU PURODAKUTSU Inc
Original Assignee
TEKISUTAIRU PURODAKUTSU Inc
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明をま合成樹脂含有黒鉛、ガラス繊維、セラミック
スおよびそれらに類似の繊維の積層物およびそれを製、
造する方法に関する。本発明の積層物は航空機部品用と
して特に好適である。
覗１在この型の積層物ケつくる一つの方法は織った黒鉛
繊維の層を樹脂の層と結合しそして両層を加熱して樹脂
を溶融させそしてそれを繊維中にしみ込ませる。しかし
、この技法ｔよ支持体の輪郭に極めてよくは従わない剛
い製品音生じる。
強化積層物を生産するいま一つの方法は単に黒鉛繊維を
布に織り、樹脂を布に含浸させ、続いて硬化させる。し
かし、この方法）、ｊ：　黒鉛Ｎｒ４．維と樹脂間の結
合を達成するだめには洋式ゾレプレグ系を必要とする。
ｘｙｔ層物を製造するさらに別の方法は黒鉛繊維にポリ
マー粉末を塗布し次いで加圧下で粉末を黒鉛繊維中に熔
かし込んで積層物をつくる。しかしこの方法は粉末が黒
鉛織物オたは繊維から勺離−メる場合は樹脂の損失をも
たらす。
支持体、金型、等に順応するように容易に形作ることが
ｉ５Ｊ能な充分な撓み性をその先駆体が有する積層物を
つくる仁とが望゛ま＋７いであろうＯさらに、黒鉛およ
び樹脂繊維の編成か一定方向織物、二方向織物、平織、
綾織、等のような利（々の標準組織の相合わせとしで介
在−ｊる黒鉛よ・・よひ樹脂繊維の積層物が望まれる。
その上、黒鉛繊維およびこれに類するものと、１１℃リ
エチレン、示”リグロビレン、ボ°リエステル、ナイロ
ン、ポリエーテル　エーテル　ケトン、等のようなフィ
ルムおよび＊＃ｌｌ−形成＄４１１１Ｔ　’ｃ、含めた
樹脂員熱ｏＪ塑利料との積層物が望すれる。
また、厄介なプレプレグ段階をよまない積層方法が望ま
れる。このプレプレグ段階の除去番」良好な貯蔵寿命性
員のない加工化学薬品の貯Ｒを折り、そして冷却費用を
避けることにもなるであろう。
本発明に従えは、黒鉛、およびこれに類するもの、例え
はガラス繊維、アルアミド、−ヒラミックス、石英、＋
３、う素、Ｓｉｎ、等と、樹脂ｙ）４の熱１り塑性繊維
またはフィラメントとの積層物を製造するだめの方法お
よび装置が与えられ、これ社ｍ鉛繊維、およびこれに類
するもの、および−′１−゛れらの混合物を熱ｒ３Ｊ塑
性樹脂質繊維と組合わせまたは耐汗して少女くとも一つ
の黒鉛繊維と樹脂繊維を３゛む単糸（または１Ｍ合糸）
を形成することを含んでいる０［繊維（ｆｉｂｅｒ　）
　Ｊの術語にはり＋Ｊ？ン、テープ、ステーヲ゛ル　フ
ァイバー、フィラメントおよびモノフィラメントを含む
。前に述べたように。
例えば細長く裂（（５ｌｉｔｌ；ｉｏｇ）ことによって
り７］ぐン、テープに変形させることができるポリエー
テル　エーテル　ケトンのような熱可塑性フィルムもま
た好適である。
配合した糸は次に軟かい　ａＪ撓性で１胆応８．を有す
る布に織ると、これは金型中で適当な形に容易に形づく
り、寸たけ支持体に適用することができる。もしも望む
ならは、アルミニウムお上ひ／ｌたは鋼、等のような強
化繊維を黒鉛−樹脂糸と一緒に布巾に織り込み、オたｉ
Ｊ、織る前に糸の中に蛸を組入れることができる。
次いで織布を、例えば、それを好適な成形用の形に合わ
ぜることによｐ、゛または強化Ｍ　ｉＪ拐と（７て支持
体に適用することによって造形する。この造形段階圧Ｂ
いて個々の４１４脂Ｊ、・、（び爪終用冷に応じて異な
る１１：カニで造形したイ（＋を加熱〕ることによって
布巾の樹脂を溶融さ−ヒ−る。本発明の方ｆＪＥ　１１
、個々の糸の中の黒鉛と樹脂のＦｉｌを変えることによ
って黒鉛／樹脂含縫のＮＩ’Ｊ節を１１」能にノーる。
樹脂のスデーゾル　ファイＡ　％、−ｐ、Ｉ鉛と共に紡
糸して糸を作り、次いてこｉＩを１吉形および加熱−４
る前に布に織ることによって同様のＩＴ：’ｌ　’、Ｌ
を達成することができるっ通例の織機中で黒鉛と樹脂フ
ィラメントまだは繊維を編成−ノることによ−Ｊ−［つ
くった混成（Ｈｙｂｒｉｄｊ−ｚｅｄ　）織布も１す・
う（−とができる。これは糾いで造成しぞし−ｔ　４ｒ
１Ｊ脂企溶融ｔ、、　−Ｃ４／を屑物につくる。
本発明の積層物を生Ｐ７ｅ　′する方法の／Ｉ・Σ初の
１９１〜々Ｑ」、樹脂質ポリマー繊維と黒鉛繊維、およ
びこＪｌに類−）゛るものを結合しまたｔ」、耐引して
？Ｊｄ節さｈた黒鉛／ポリマー含１１を有する糸ｆｒニ
ー）くることを７１む。
配合糸の一つの型は第１図中に示され、−ｔ　ｌ、　’
Ｃポリエチレン、ポリプロピレン、ナイ【１ン、ポリニ
スデル、四のような熱可塑性樹脂糸１４，１５゜１６お
よび１７を巻いた多数のスフ０−ル１０゜１１．１２お
よび１３を含む。熱船繊維１９全巻いた別のスプール１
８も同様に−りえられ、名スプールは矢で示される方向
罠角了かれる。この配置は窮極重圧は黒鉛繊維をｌＩｖ
す巻く外側の樹脂繊ＩＩＩを有する単糸を作り出す。
各繊維は中央オリフィス２１と中央オリフィスの周りに
円形状に配置し／ｒ多数の外方オリフィス２２を有する
定置、案内板２０を通って引張られる１、次いで樹脂と
黒鉛の繊組ｔ」、一つのスプーノ１２５内に取り伺けた
案内前２４余通して引Ｉｉ１．ら１１る間に合体されて
中糸２３となり、そ］〜て糸２３が宥２４を出るときＶ
まスプール ＜」二包み（　ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ　）される。糸が
案内管２７および樹脂繊維２９の供給奮イｉ　ｊ−　ｚ
＋スプール２８を通過するときに」−包み士１１に１が
繰り返される。上包みされだ糸３０は次いで案内口・−
ノーを辿つで巻き上はロールに達するが、ＩＩＴ＋］者
とも図中にノＪでされていない。−巻上り工程中またｔ
よぞの後で糸に押ミりをかけることができる。同様に樹
脂繊維ｅ」黒鉛繊維と配合−ノる前に捲縮し！！　ｆｒ
−　ｉｆ？糸Ｊることができる。
もしも糸の直径の増加、１旨，１−黒鉛繊に４ｋ　Ａ’
　ｌ＝の変化が必要であれば、スフ０−ル１υ−１３の
数介変えることによって配合および／ｌ／ζｔ．Ｉ上包
みの二に程を文乏−ることができる。この上う←゛−、
糸３０中の黒鉛／樹脂比率ｄ５黒鉛繊維の重ｈ１に苅′
ｊる樹脂繊維の上包みの重量とスプールＩ　Ｏ　−　１
　３．１：の繊維の重置の合ｎ１によつでＲ”４節する
ことがでへる。
黒鉛繊維はテープまたはＩＪ　＋ｈ’ン形態中のイ６１
脂および／または繊維と結合させそして土包みでへるこ
とが理角了できるであろう。ンｌ？リエ一一アル　エー
テル　ケトンの場合、テープ゛また（」、リボンのＪＩ
＋型的厚さは約／，ー５ミルであり、・そし−（　ＪＩ
ＩＬ型的１９＋＋は約６［］−７０ミルである。この−
＝Ｊｌ，’、範囲ｔよ４ｆ１４脂のＩＪネ度を容易に調
節せしめる。ポ′リエー・デル　エーテル　ケトンはｉ
．ｏ．工，によりｌ’　ｖ．ｔａ′ｒｎ＋＋＋ｘ　ＪＰ
ＩＫの間標で販売され−こいる。
第２図の流れ図中に示される．Ｌうに、巻きＬけた糸は
通例の製織技術によりそし７で典型的ＩＩ，“４織Ｊｊ
；ｊ型を使用して布に織る。１２’ｌ：に述べたように
、＃ｌおよびアルミニウムのような強化繊＃（［はこの
上程段階中に布の中に織り込むことができる。織布ｒ．
を事実上船ての利点を有する乾式プレプレラグでありそ
して湿式プレプレラグの欠点がないことを知ることが重
要である。この事は何等の凍結ｔ　７’ｉ：　＋Ｊ特別
な装置を必要とせずに恒久的な布の貯Ｒな・ＯＪ能にす
る。
ｄ？　ＩＪエーテル　エーテル　り−トンの場合にモノ
ソイラメンＩ−をりくることが困難なときは、樹脂をフ
ィルムに美化させ、次いでこれを通例のスリット化装置
によってす７１クンまたシ」、テープに細長く（υる。
リボン（また（」ｉ−プ）は次いでＯｒｏｍｐｔｏｎ　
＆　Ｋｎｏｗｌ．ｅｓ　Ｏ　−　３のような織機に直接
供給しそして黒鉛繊維と編成さけることができる。
別法として、リボンｔよ出願人の米国特許第４，２　７
　１，５　７　０号に開示し、ぞしでここに左照して記
載するものと同様の装置によって離動をｉする多数のリ
ールに供給することができる。リボンｔ．Ｊ−次いでリ
ールから直接織機へ黒鉛との編成のために供給−Ｊるこ
とかできる２、 Δ・発明のその他の実施態様もその￥ｒｆ神からべ１脱
することなく使うことができる。例えば、樹脂繊維と黒
鉛繊秀（（間の結合を改良−するだめに釉々の化学薬品
を使うことができる。また、黒鉛と樹脂の繊維を同様に
結合さ１丈て糸にするために−ｔ゛の仙の技術および方
法を使うことができる。ξれらの方法にｔＪ：繊維の空
気吹込み（＋：Ｉ−ジー１、・よひパーを越えて）、静
電気分離に糸・６−＜内結含、智全含んでいる。
【図面の簡単な説明】
第１図ｔＪ１黒鉛と樹脂繊訂（を糸に結ｒ）へ田引角続
き布にそして次に本発明の程（贋物に変化き１Ｌるため
の装僅の一つの形態を７Ｊ＜　ｔ　１＋１１向図であり
：　−ｊ−して 第２図Ｑま木発す１」の行程段階を７１ｚ′ｊ流ルｈ図
の略図的表現である。 代理人　浅　利　皓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）　黒鉛繊組およびこれに類−ノるもσ）と多羨文
    の１９・１脂質ポリマー繊維とから積層物を」１”Ｊ）
    Ｉ’ｊ−Ｊる）ＮＪにＩ／ＣＬおいてそれが： ａ）黒鉛およびポリマー繊維を結合ｊたｔＪ−Ｉ＋１ｉ
    １ｉ　＋ｔして糸をつくυ： ｂ）配合段階中に黒鉛／樹脂のｆｉｔ、　＞Ｈ口１コを
    ｈｌ・！に°１１〜：Ｃ）糸を撓み性の乾燥布に製織し
    ： ｄ）布を乾いた、溶剤を；ｙ　、、？ない形で金１．（
    ！Ｉまたは支持鉢土で造形し；そし−〇 ｅ）布を用カートで熱して１７４脂を溶融さＷ・ｊニジ
    −Ｕ黒鉛と樹脂が積層物中で臂ｉ接姓−結行Ｌ７てｙ０
    憤な特性を生じる造形された黒鉛−１０１脂ＩＮ層物を
    膚ｑ造することから成る、 積層物の製造方法。 （２）　繊維が黒鉛、ガラス繊昶、−ヒラミックス、ア
    ルアミド、石英、はう素、８１０．ｚｌｋ″ＩＪ　ニー
    ７’　Ｌ／　７、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイ
    ロン、およヒｙｌ？リエーテル　ニーデル　ケ１ンから
    成るｆ′ＩｔＩ類から選ばれる特許請求の範囲第（１）
    頃に記載の方法。 （３）　アルミニウムおよび鋼から成る１重類から１怪
    （・」：れる強化繊維を布巾に織り込む特許請求の範囲
    第（２）項に記載の方法。 （４）結合段階中に繊維の−ＪＺ包みを糸に適用する特
    許請求の範囲第（１）項に記載の方法。 （５）　黒鉛繊維およびこれに類するものと樹脂′Ｊ′
    １ンＪ″′リマー繊維を含む糸を生産−ノるための装置
    において、それが： ａ）黒鉛／樹脂の比率が黒鉛およびボ′リマー繊維を有
    するリールの数を変えることによノで調節されるそれぞ
    れが黒鉛およびポリマー繊卸足有する多数のリール： ｂ）　前記のリールから個々に繊組を受りるよりに首孔
    を適応さぜ−ｃ　８−ｊる孔明きプレート：Ｃ）プレー
    トからの繊維を合体して糸に−するだめの少なくとも一
    つの管； ｄ）糸の周りに繊維を士民みするだめの前ＭＬの管を取
    巻く繊維を有するリール； θ）糸を巻き上げる装置； を剣み、そ１１によって１）黒鉛繊維をポリマー繊維の
    少なくとも一部分によって巻きっり；１ｊ）糸を撓み性
    の乾いた布に製織するように適合さ随：１１１）金型ま
    たｔよ支持体上に乾いた溶剤を含寸ない形で造形するよ
    うに布を適合さ−ヒ、そして熱および圧力の下で布巾の
    樹脂を溶融させて黒鉛−樹脂積層物を形成し：ぞして、
    １ｖ）黒鉛と（０４脂に積層物中で密接に結合させて均
    一な％質物を４１じさせることを特徴とする装置。 （６）　繊維が黒鉛、ガラス繊維、アルアミド、セラミ
    ックス、石英、＃１う素、８１（ｊ　、　＞Ｉｔ’リエ
    ルン、ボリン０ロピレン、ナイロン、ポリニスデル、お
    よびポリエーテル　エーブル　りトンがら成る種類から
    選けれる特Ｗｒ請求の＊１）回出（５）項にｈ１シ載の
    装置。 （７）　強化繊維を布の中に織り込む特１作ｎＩ＋７求
    の範囲第（５）項に記載の装置。 ＜８）　強化繊維がアルミニウムおよび鋼がら成る４ｄ
    ｉ類から選一、れる特許請求の範囲第（７）項に記載り
    装置っ （９）積層物に変化させる／（めの織布において、その
    布を： ａ）黒鉛およびボ′リマー繊維を結合または配合して糸
    につくり： ｂ）黒鉛／樹脂の爪Ｍ比を調節し；そして、Ｃ）その糸
    を撓み性の乾いた布に製織することによって 製造し、それによって１）金型または支持体上に乾いた
    溶剤を含まない形で造形されるように布を適合させ；１
    １）熱およびＬＦ力の下で布巾の樹脂ケ溶融するように
    適合させで黒鉛−樹脂積層物を生じさせ；そして、１１
    １）黒鉛と樹脂を積層物中で密接に結合させて均一なｌ
    ｉ￥′Ｊｔ物を生じることを特徴とする織布。 ００　結合段階において繊維の上包みを糸に適用゛ノー
    る特許請求の範囲第（９）項に記載の織布。 θＶ　強化繊維を布の中に織り込む特許請求の範囲第（
    ９）項に記載の織布。 Ｏａ強化繊維がアルミニウムおまひ鋼から成る種類から
    選ばれる特許請求の範囲ｔ〔１，θυＩｒ（に記載の織
    布。 θ１　繊維が黒鉛、ガラス繊維、・Ｉ巴；７ミツクス、
    “アルアミド、石英、はう素、Ｓｉ０％　ポリエチレン
    、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、およびボ
    ゛リエーデル　エーテル　ケトンから成る種類から選ば
    れる特許請求の範囲第（９）項にＦＩＩＥ載の織布。 ０◆　黒鉛繊維、およびこれにツ、「（するものｆ　ｙ
    ｌＹｌマリ繊維の少なくとも一部分によこ）−（巻きり
    する特ｒ１゛請求の範囲第（９）項に記載の織布。 θ；９　黒鉛ｎｖ、躬１、およびこれに類゛Ｊるものと
    、４０４脂質のボ′リマー状熱可塑性繊維とｒＣ製織（
    また布を；也む積層物においで、その積層物を： ａ）黒鉛およびポリマー繊維４：結ｔ’ｔまたｔ」、配
    合して糸をつくり、黒鉛＃Ｊｖ、計倉＋ｌ’ｉ’リマー
    繊ス（（の少なくとも一部分によって巻き（＝Ｉけ；ｔ
    ＋）−’ｅの糸を乾いた撓み性の布に製織し；Ｃ）金型
    または支持体」二に布を乾いた溶剤のない形で造形し；
    そしで、 ｄ）月−カートで布を加熱して樹脂全溶融し−Ｃ黒鉛−
    樹脂積層物を生産する、 段階によって形成し；それＫよって１）結合または配合
    段階が黒鉛−樹脂比率の調節を含み；そして黒鉛と樹脂
    が積層物中で密接に結合し７て均一な特質物を生じるこ
    とを特徴とする積層物。 ０１１Ｇ　ｍ、維が黒鉛、ガラス繊維、セラミックス、
    アルアミド、石英、はう素、ＳｉＣ、ポリエチレン、ポ
    リゾロピレン、ポリニスデル、ナイロン、およびｚｌｔ
    ”Ｊエーテル　ニーデル　ケトンから成る種類から選は
    れる特許請求の範囲第０９項に３１２載の積層物。 ａη　強化繊維を布巾に麟り込む特許請求の範囲第００
    項に記載の租ｌ−物。 α０　結合段階中に繊維の」二包みを糸に適用する′１
    ”ゲ許請求の卸、回出領）項に％’＝載の枦層物。 （ＪＩ　黒鉛およびポリマー禮維金織布機械中で直接製
    織する特許請求の範１７１．１第（９）項に記載の織布
    。 ψ声　熱可塑性樹脂繊維才たｔ」、リボンと黒鉛繊維提
    だはりポンと黒鉛繊維、ネ・よひこれに力”（するもの
    を編成することによって混成布をつくる特ｉ′「請求の
    わ、囲ＦＴ整２）！Ｉ′ｉに記載の方法。 Ｑυ　熱１１塑性樹脂１）　＋ｌ？ンが約：′／４−　
    ＋５５ルの厚さおよび約６０−７０ミルの幅である１１
    ″４許蛸求の範囲第始小に記載の方〃ミ。 ＱＪ　熱＋＋Ｊ塑性樹脂繊維またり’Ｊ　＋ｌｅンを黒
    （ｒ）繊維、およびこれに類するものと編成Ｊることに
    、Ｌって混成布をつくることを含む特ｔＴＩ’請求の範
    囲第（５０項に記載の織布。 （至）熱ｉす塑性樹脂リボンが約”／４．−５　ミルの
    厚さおよび約６０−７０ミルの幅である特許請求の範囲
    第■項に記載の織布。 Ｑφ　熱可塑性樹脂繊維またｔよリボンを黒鉛繊維、お
    よびこれに類するものと編成することによって混成布を
    つくる特許請求の範囲ｓｎ　（ａ！？項に記載の積層物
    。 （ハ）　熱ｎＪ塑性樹脂リアＩζ／が約：Ｓ／４ミルの
    ノリい、および約６０−７０ミルの幅である％Ｙｆ錆求
    の範囲第（ハ）項に記載の積層物。
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