JPS6063112A - 糸補強複合材料 - Google Patents

糸補強複合材料

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JPS6063112A
JPS6063112A JP59132806A JP13280684A JPS6063112A JP S6063112 A JPS6063112 A JP S6063112A JP 59132806 A JP59132806 A JP 59132806A JP 13280684 A JP13280684 A JP 13280684A JP S6063112 A JPS6063112 A JP S6063112A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は糸（又は繊維以下略）とマトリクスとを有する
糸補強複合材料に関する。
〔従来の技術〕
糸補強複合材料は金属材料にくらべてもろく、しかも糸
、マトリクス、及び／又は糸とマトリクものである スの境界面がもろいほどなおいつそうもｈζ−しかしな
がら、比較的より高い温度の領域もしくは高い温度の領
域において利用するために、比較的もろい糸−マトリク
ス材料のみを投入することができる。又、糸マトリクス
の境界面の高度の固着は絶対必要である。さもたければ
負荷を支持する糸と負荷を伝えるマトリクスの間のせん
断応力が雰となることがらシ、即ち、破壊の極端な場合
、糸がマトリクスから抜けてしまう。しかし。
この望ましい高い接着強度は糸を横切る方向に走る（も
ろい）マトリクスのき裂が系内に高い局部的な切れ込み
集中をひきおこすという欠点を有する、それ故、このよ
うにマトリクスに対して高い接着強度で固着された糸は
糸とマトリクス間の境界面の固着が僅かなときに可能な
き裂停止作用を何ら奏することなく裂けてしまう。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで本発明が解決しようとする問題点は、糸補強複合
材料を提供すること、特に糸の負荷を伝える機能が十分
に利用されるように糸とマトリクス間の境界面の固着が
高く、シかもそれにもかかわらず糸とマトリクス間の境
界面において十分なき裂停止作用が奏せられる糸補強複
合材料を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は上記の問題点を解決すべく研究の結。
果、糸補強複合材料を構成する糸として軸方向に互い違
いにマトリクスに対してより強く固着される表面領域と
マトリクスに対して僅かに固着されるかもしくけ全く固
着され表い表面領域とを有するものを用いることによっ
て所期の目的を達成し得ることを見いだし、かかる知見
にもとづいて本発明を完成したものである。
即ち、本発明の要旨は糸とマトリクスを有する糸補強複
合材料において、糸が軸方向に互い違いにマトリクスに
対してより強く固着される表面領域とマトリクスに対し
て僅かに固着されるかもしくは全く固着されない表面領
域と金有することを特徴とする糸補強複合材料である。
全ての表面領域は合目的的に環状に形成されてか糸の引
張り強度をマトリクスに十分に与えることができるよう
に有利に配列されている。この表面領域の最適表記列は
実験的に見い出すことが出来る。最も強固に糸を固着す
る領域は糸の引張力が一つの環状固着部から次の環状固
着部へと伝わるように配列されている。
マトリクスに対してより強く固着される表面領域間に位
置する、糸とマトリクス間の境界面の接着強度が最小な
領域は隣接する糸の固着領域が並列して位置したり、或
いは任意の面で重なり合うことが静的におこりそうもな
いよう々軸方向幅をもって設けられている。
本発明の糸補強複合材料を構成する糸はその接着活性の
表面の上に接着を弱めるか又は接着を阻止する物質を塗
布することによって製造することができる。糸の接着活
性の表面を得るために糸を相応に前処理する。
特に接触による転移が可能な分離材を相反する向きに回
転するウエツテイングロール又はスタンプによって塗布
することができる、 分離剤の塗工はフィルターマスクを用いて気相堆積又は
プラズマ堆積することによっても行なうことができる。
例えばフィルターマスクもしくは格子マスクを用いて絶
縁層が糸の表面に蒸着せしめられる。フィルターマスク
もしくは格子マスクはエンドレスバンドとして形成され
、糸の送り速度に合わせて走行せしめられる。糸が炭化
珪素糸であるときは、分離層はグラファイトよりなる分
離層である。
本発明の糸補強複合材料用の糸を製造する他の方法は本
来の糸の表面上にある接着を弱める物質又は接着を阻止
する物質をのぞき、接着活性の表面領域を形成する方法
である。
特にこの場合相反する向きに回転するウエツテイングロ
ール又はスタンプによって分離剤層を破壊するのに適し
た、或いは分離剤層を接着層に変化させるのに適した、
接触による転移が可能な物質を塗工することができる。
接着を弱める物質又は接着を阻止する物質の除去は熱エ
ネルギーを用いて行なうことができ、例えば炎又はレー
ザービームによって行表うことができる。
接着を弱める物質又は接着ｆ、阻止する物質の除去は破
壊ないしけ取り払う作用をする光線にょシ行なうことが
でき、例えに紫外線又は電子線又は粒子線によって行な
うことができる。又、炭化珪素の場合、塗工されたグラ
ファイトよりなる分離層を局部的に焼き払うことができ
る。
この接着を弱める物質又は接着を阻止する物質の除去は
特に本来の糸の製造過程の最後に行なうことができる。
又、糸の製造過程中連続して行なうことができる。或い
は任意の別の時点に行なうことができる、 接着活性表面の処理ないしは接着を弱める表面の処理の
方法はそのときどきの糸／マトリクス複合体如何による
。その場合、接着を弱める層が糸とも或いはマトリクス
とも反応を示さず、且つ極力低い摩擦係数を有すること
が留意されねばならない、しかし、接着活性の層の場合
例えば糸の表面を良好にぬらすために、制御された反応
を生ぜしめることが個々の場合について是非とも必要と
される。
次に図面を参照しながら本発明につき詳細に説明する。
第１図り本発明の糸補強複合材料を構成する糸の側面図
。
第２図はマトリクス内に一定の相互位置関係で配列され
た複数の糸の模式図。
第３図は本発明の糸補強複合材料全構成する糸の製造法
を示す模式図。
第４図は本発明の糸補強複合材料全構成する糸の他の製
造法を示す模式図。
第５図は本発明の糸補強複合材料全構成する糸の更に他
の製造法を示す模式図である。
第１図示の糸（又は繊維）　ｌａ　は本発明の糸補強複
合材料の構成要素であり、マトリクス内にあってたいて
い整列されている糸のうちの一列である。糸とマトリク
スの間に以下に詳しくのべるように良好に接着した結合
部とあまり良好でない又は全く接着していない結合部と
がある。
上記糸（又は繊維）ｌ′ｉ例えばボロン、カーボン。
金属、グラス、セラミック等より造られたものである。
上記マ）　ＩＪクスは例えば以下のグループより選択さ
れる。
メタル、ガラス、ガラスセラミック、樹脂或は他の公知
のプラスチック材料。
糸１ａは最大の糸固着強度を軸方向に伸びた環状の表面
領域と糸固着強度が僅かかもしくは雰の前記表面領域よ
りもより長い環状の表面領域３ａと全交互に有する。
第２図示の糸１ａ＊１ｂ＊ＩＣ’ｅ結合したものにおい
て、表面領域２ａ　＋　２ｂ　＋　２Ｃは、一つの環状
固着部から次の環状固着部へと糸の引張り強度が伝えら
れるように配列されているかないしは最適化されている
。
前記表面領域２ａ　ｐ　２ｂ　＃　２Ｃの間にある、表
面領域の境界面固着が僅かか１もしくは最小の領域３ａ
。
３ｂｙ３Ｃは隣接する糸の固着領域が並列して位置した
り、或いは任意の面で重なり合うことが静的におこりそ
うもないような軸方向幅をもって設けられている（第２
図）。
第１，２図示の糸は種々の方法で作ることができる。
第３図−矢印方向に移動されつつある糸１ａが示されて
いる合一様な速度で相反する向きに回転するウエッカン
グロールないしはスタンプ１１が回転する。糸１ａは凸
出するスタンプ領域に周期的に間欠的に接触せしめられ
る。突出するスタンプ領域はエツチング液１２によって
湿潤され、その結果、接着不活性の分離層によって完全
に包囲されている糸１ａの表面は部分的に破壊され、接
着活性の表面領域２ａがとびとびに形成される。２つの
接着活性の表面領域２ａの間に形成された表面領域はエ
ツチング処理によって分離層に変えられ、接着の弱い表
面領域３ａを形成している。
第４図に糸１ａの他の製造法を示す。糸１ａの元の完全
に接着活性の表面は部分的に蒸着によってなる絶縁層に
よって被覆される。特に２つのエンドレスバンド６には
格子マスクないしはＸフィルターマスク５が設けられて
おり、エンドレスバンド６は周期的に回転し、エンドレ
スの糸を連続的に処理することができるように糸の送り
速度に合わせて糸と同じ方向に回転せしめられる。
エンドレスバンド６はステッキ１０ヲ有し、ステッキ間
に比較的長い多孔マスク９を有する。エンドレスバンド
６内に配列された蒸発源７より絶縁層材料が蒸発され、
多孔マスク９を通して糸１ａの上に蒸着せしめられ、一
方、ステッキｌＯの領域においては糸は処理されない。
絶縁層は糸１ａの表面領域にのみ蒸着せしめられる。糸
のステッキＩＯによってかおわれた表面領域は処理によ
って接着活性の状態に残され糸が強固く固着する表面領
域２ａ全形成する。
蒸１発源７の反対側は薄板状のしゃへい装置によってお
おわれている。
第５図に糸１ａの更に他の製造法を示す。この糸ｌａは
本来、抗接着層によって完全におおわれている。この抗
接着層はレーザービームによって熱的に破壊せしめられ
る。２つのヒザ−１３は糸に対して相対する位置に設け
られており、レーザービーム１４は同時に分離層を全周
にわたって除去し、接着活性な表面領域２ａを形成する
ように構成されている。
〔作用〕
本発明において、糸のマ）　ＩＪクスに対してより強く
固着される糸の表面領域により糸がマトリクスに十分に
強く固着せしめられる。一方、前記表面領域間に存在す
るマトリクスに対して僅かに固着されるかもしくは全く
固着されない糸の表面領域により十分に大きなき裂停止
作用が奏せられる。
糸を横切る方向に（もろい）マトリクス内をはしるき裂
によって系内に高い局部的な切れ込み集中が何ら生ぜし
められることはない。このようにもろい糸ともろいマト
リクスとを有する糸補強複合材料の耐衝撃性が高められ
る。
〔発明の効果〕
以上詳記した通り、本発明の糸補強複合材料は強度的に
強く、シかも糸を横切る方向にマトリクスにき裂がはし
りてもそれによって系内に切れ込み集中が生じることは
ないという利点全盲するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の糸補強複合材料を構成する糸の側面図
。 第２図はマトリクス内に一定の相互位置関係で配列され
た複数の糸の模式図。 第３図ないし第５図は本発明の糸補強複合材料全構成す
る糸の第１．第２．第３の製造法を示す模式図である。 ’ａ　＋　’ｂ　ｔ　”Ｃ”””’−’糸ｅ　２ａ　ｅ
　２ｂ　＃　２Ｇ　”””工り強く固着される表面領域
ｔ　３ａ　＃　３ｂ　＃　３Ｃ・・・・・・僅かに固着
されるかもしくは全く固着されない表面領域。 第１頁の続き ０発　明　者　ワーナー　ヒーサー　ドイツ連邦共和国
デスーレナウーストラ゛ ０発　明　者　バーバート　メルフ　ドイツ連邦共和国
デサーストラツセ２１ イ８０４７　カールスフエルド　ニコランセ８ （８０００ミュンヘン５０　ドナウウエル手続補正書動
幻 昭和５９年１０月１１６ １、事件の表示　昭和５９年特許願第１３２８０６号２
、発明の名称　糸補強複合材料 ３゜補正をする者 ４、代理人 ５、補正命令の日付　昭和５９年９月２５日（発送日）
６、補正の対象　図　面 ７、補正の内容　図面を別紙の通り補充する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）糸とマトリクスとを有する糸補強複合材料におい
    て、糸（ｌａ、ｌｂ、１゜）が軸方向に互い違いにマト
    リクスに対してより強く固着される表面領域（２Ｂ＠２
    ｂｅ２ｃ）とマトリクスに対して僅かに固着されるかも
    しくは全く固着されない表面領域（３ａ　ｙ３ｂ　ｓ３
    ｅ　）とを有することを特徴とする糸補強複合材料
  2. （２）前記表面領域（２ａ　ｔ２ｂ　＊２（！　：３ａ
    　ｔ３ｂ　＃ａＣ）が環状に形成されている−と、とを
    特徴とする特許請求の範囲第１′屓記載の糸補強複合材
    料。
  3. （３）マトリクスに対してより強く固着される表面領域
    （２ａ、２ｂ、２ｃ）がマトリクスに糸の引張り強度を
    十分に与えるよう和配列されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項、又は第２項記載の糸補強複合材料
    。
  4. （４）　糸（ｌａ　）のマトリクスに対して僅かに固着
    されるかもしくけ全く固着されな６表面領域（３ａ）が
    前記糸（１ａ）を囲む同様な糸（１ｂ。 １ｃ）のマトリクスに対してより強く固着される表面領
    域（ｚｂ＊ｚｃ）が並列、或いは重ならないように配列
    されているかもしくけ軸方向に広幅に形成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、又は第
    ３項記載の糸補強複合材料。
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