JPS6063229A - 改良した圧縮特性を有するインタ−リ−フした樹脂マトリツクス複合材料 - Google Patents
改良した圧縮特性を有するインタ−リ−フした樹脂マトリツクス複合材料Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、インターリーフした( 1llterlea
fed )繊維樹脂マトリックス材料に関する。特に、
本発明は改良した圧縮特性及び改良した剪断強度を有す
る強化し、インターリーフした繊維樹脂71〜リツクス
複合材料に関づる。
fed )繊維樹脂マトリックス材料に関する。特に、
本発明は改良した圧縮特性及び改良した剪断強度を有す
る強化し、インターリーフした繊維樹脂71〜リツクス
複合材料に関づる。
繊維樹脂71〜リックス複合材わ1からつくられる烏い
比強度の材料は、強度、耐触性及び軽量が望まれる多く
の産業において広く使用されでいる。
比強度の材料は、強度、耐触性及び軽量が望まれる多く
の産業において広く使用されでいる。
例えば、樹脂71−リックス材料&j特に航空機fr8
造部材Cの使用に良く適し−Cいる。運動器具、例えば
テニスラケッ1〜及びゴルフクラブもまたこのような材
料からうまくつくられるものである。
造部材Cの使用に良く適し−Cいる。運動器具、例えば
テニスラケッ1〜及びゴルフクラブもまたこのような材
料からうまくつくられるものである。
#l維樹脂71−リックス複合材料は、典型的には硬化
性シー1−を成形するための熱硬化性樹脂で被覆された
強い強化用フィラメン1−のm密層を含むことからなる
。そのシートを次いで所望の形に成形し硬化さ「ること
ができる。多くの強化樹脂マトリック複合材料が該技術
において記載されている。米国特許第2561449号
(ルーダ−マン;1(uderman ) 、第281
0674号(マデン;1yladden ) 、第30
10848 号(’ ツハス;Rocl+asら)、第
3649435号(バラス;varlas ) 、第3
755061号(シュルブ;3 cllurb ) 、
第3914494号(パーク;park ) 、第41
82495号(ボルグメイヤー;3 orgmeier
ら)、第4309473号(ミネイミスアウエイ; M
illamisawayら)、第4343843号(
ジョンソン: J ol+n5onら)及び第3472
730号(フリグスタツド: Fr1g5tad )並
びに英国特許第1182377号が代表的である(これ
により上記すべての特許は本明細内に参考により組込ま
れている)。
性シー1−を成形するための熱硬化性樹脂で被覆された
強い強化用フィラメン1−のm密層を含むことからなる
。そのシートを次いで所望の形に成形し硬化さ「ること
ができる。多くの強化樹脂マトリック複合材料が該技術
において記載されている。米国特許第2561449号
(ルーダ−マン;1(uderman ) 、第281
0674号(マデン;1yladden ) 、第30
10848 号(’ ツハス;Rocl+asら)、第
3649435号(バラス;varlas ) 、第3
755061号(シュルブ;3 cllurb ) 、
第3914494号(パーク;park ) 、第41
82495号(ボルグメイヤー;3 orgmeier
ら)、第4309473号(ミネイミスアウエイ; M
illamisawayら)、第4343843号(
ジョンソン: J ol+n5onら)及び第3472
730号(フリグスタツド: Fr1g5tad )並
びに英国特許第1182377号が代表的である(これ
により上記すべての特許は本明細内に参考により組込ま
れている)。
フリグスタツドの米国特許第3472730号には、フ
ィラメント−強化樹脂シート材料が開示され、それは熱
硬化性樹脂組成物で被覆した高強度のフイラメン1〜の
薄層と、エラストマー材判を含有覆る樹脂で変性した熱
硬化性樹脂組成物を含む該フィシメン1〜−強化層の少
なくとも一側面上の別個の外部フィルム、とを含有リ−
ることからなる。
ィラメント−強化樹脂シート材料が開示され、それは熱
硬化性樹脂組成物で被覆した高強度のフイラメン1〜の
薄層と、エラストマー材判を含有覆る樹脂で変性した熱
硬化性樹脂組成物を含む該フィシメン1〜−強化層の少
なくとも一側面上の別個の外部フィルム、とを含有リ−
ることからなる。
今回、PA雑樹脂71−リツクスと呼ばれる、フィシメ
ン1〜−強化した樹脂の交互層と、インターリーフ樹脂
と呼ばれる、変性した1ボキシ樹脂とを含有することか
らなるある種のエポキシ樹脂複合材料が、広い温度範囲
(例えば−67′F〜+200′F)にわたり非常に改
良した耐衝撃損傷性を示すことが見出された。本発明に
従い該繊維マトリックス樹脂とインターリーフ樹脂成分
を合せることにより、公知材料を越えた著しい改良を示
す高強]夷、耐衝撃性の複合材料を得ることができる。
ン1〜−強化した樹脂の交互層と、インターリーフ樹脂
と呼ばれる、変性した1ボキシ樹脂とを含有することか
らなるある種のエポキシ樹脂複合材料が、広い温度範囲
(例えば−67′F〜+200′F)にわたり非常に改
良した耐衝撃損傷性を示すことが見出された。本発明に
従い該繊維マトリックス樹脂とインターリーフ樹脂成分
を合せることにより、公知材料を越えた著しい改良を示
す高強]夷、耐衝撃性の複合材料を得ることができる。
好適には、該インターリーフした#I維樹脂71〜リッ
クス複合月利は、 〈Δ)(i)高強度の強化用フイラメン1〜、好適には
約60〜70重量%及び(ii)該フィラメントを被覆
づる、熱硬化性エポキシ樹脂組成物、好適には約30〜
40重量%、を含むe1維樹脂マトリックス層、並びに (B) <i )熱硬化性エポキシ樹脂組成物、これは
(11)約8〜70重量%のゴム状ビニル付加重合体を
含有する、を含むtint散した( discrete
)インターリーフ樹脂層、 を含んでおり、ここにおいて上記エポキシ樹脂組成物(
△)(it)は湿潤条件下高温ぐ少なくとも50000
psiの剪断弾性率を示し、そして上記インターリー
フ樹脂(B)は、高温で50000psiより多い剪断
弾性率及び3000psiJ:り多い降伏強度、並びに
−67′Fで少な(とも6%、苗温で少なくとも15%
及び高温で少なくとも25%の破損歪を示す−。
クス複合月利は、 〈Δ)(i)高強度の強化用フイラメン1〜、好適には
約60〜70重量%及び(ii)該フィラメントを被覆
づる、熱硬化性エポキシ樹脂組成物、好適には約30〜
40重量%、を含むe1維樹脂マトリックス層、並びに (B) <i )熱硬化性エポキシ樹脂組成物、これは
(11)約8〜70重量%のゴム状ビニル付加重合体を
含有する、を含むtint散した( discrete
)インターリーフ樹脂層、 を含んでおり、ここにおいて上記エポキシ樹脂組成物(
△)(it)は湿潤条件下高温ぐ少なくとも50000
psiの剪断弾性率を示し、そして上記インターリー
フ樹脂(B)は、高温で50000psiより多い剪断
弾性率及び3000psiJ:り多い降伏強度、並びに
−67′Fで少な(とも6%、苗温で少なくとも15%
及び高温で少なくとも25%の破損歪を示す−。
実例的には、熱硬化性樹脂は樹脂及びltA雑の71〜
リツクス用に製造され、ここにおいで、該樹脂は、例え
ばテトラ(4,41N−グリシジルメチレンジアニリン
、テトラグリシドキシテ1−ラフ工二ルエタン、1ヘリ
メチレングリシドキシージーパラーアシノベンゾエート
、ヒユームドシリカ及び1〜ル]ニン2.4−ジイソシ
アネ−1・とジメチルアミンとの反応生成物からつくら
れる。
リツクス用に製造され、ここにおいで、該樹脂は、例え
ばテトラ(4,41N−グリシジルメチレンジアニリン
、テトラグリシドキシテ1−ラフ工二ルエタン、1ヘリ
メチレングリシドキシージーパラーアシノベンゾエート
、ヒユームドシリカ及び1〜ル]ニン2.4−ジイソシ
アネ−1・とジメチルアミンとの反応生成物からつくら
れる。
該11脂は樹脂繊維71〜リツクス中の樹脂成分として
役立ち、実際に該複合構造の約30〜40゜好適には3
4%を提供する。
役立ち、実際に該複合構造の約30〜40゜好適には3
4%を提供する。
繊維71−リックス樹脂上に拡がるインターリーフ構造
もまた、本発明の方法及び組成物に45いて提供される
。インターリーフ用材判は、それもまた熱硬化性である
点でマトリックス樹脂と類似するが、マトリ・ツクス樹
脂と化学的に相違する。インターリーフ樹脂は、予備反
応さけた物質ど最柊物貿との配合物を含むことから成る
。予備反応さけた物質は、例えばカルボキシ官能性ブタ
ジェンアクリl」ニトリルポリマー、テトラブロモビス
フェノールAのジグリシジル」ニーチル、ビスフェノー
ルΔのジクリシジルエーテル、ビスフェノールA、1〜
リフエニル小スフイン及びジアミノジフェニルスルホン
を含む、予備反応性物質を、テ1〜う(4,4′IN−
グリシジルメチレンジアニリン、ジアミノジフェニルス
ルボン、ジシアンジアミド、カルボキシ官能性ブタジェ
ンアクリロニトリルポリマー及び二酸化チタンと混合さ
けると、未硬化インターリーフ材料が得られるa該イン
ターリーフKA )l’316該マトリツクスの一側面
上にほぼ0.009〜0.013ボンド/平hフィー1
−の被覆範囲でキャストすると、最終製品、例えば飛行
機の(1体もしくは買カバー又は剛化した表皮(スキン
)、にいつても造形し硬化さけることのひきるインター
リーフした繊維樹脂71〜リックス材料が得られる。
もまた、本発明の方法及び組成物に45いて提供される
。インターリーフ用材判は、それもまた熱硬化性である
点でマトリックス樹脂と類似するが、マトリ・ツクス樹
脂と化学的に相違する。インターリーフ樹脂は、予備反
応さけた物質ど最柊物貿との配合物を含むことから成る
。予備反応さけた物質は、例えばカルボキシ官能性ブタ
ジェンアクリl」ニトリルポリマー、テトラブロモビス
フェノールAのジグリシジル」ニーチル、ビスフェノー
ルΔのジクリシジルエーテル、ビスフェノールA、1〜
リフエニル小スフイン及びジアミノジフェニルスルホン
を含む、予備反応性物質を、テ1〜う(4,4′IN−
グリシジルメチレンジアニリン、ジアミノジフェニルス
ルボン、ジシアンジアミド、カルボキシ官能性ブタジェ
ンアクリロニトリルポリマー及び二酸化チタンと混合さ
けると、未硬化インターリーフ材料が得られるa該イン
ターリーフKA )l’316該マトリツクスの一側面
上にほぼ0.009〜0.013ボンド/平hフィー1
−の被覆範囲でキャストすると、最終製品、例えば飛行
機の(1体もしくは買カバー又は剛化した表皮(スキン
)、にいつても造形し硬化さけることのひきるインター
リーフした繊維樹脂71〜リックス材料が得られる。
本発明の目的のためには、「高1品」の語は約1801
”〜200’Fの任意の濡麿を意味する。、「湿■条件
」のinは、試験される試料を水中に160゛Fで14
日間浸漬させIC場合の試験条件又は同様の条件をつく
る蒸気への任意の環境暴露を意味する。
”〜200’Fの任意の濡麿を意味する。、「湿■条件
」のinは、試験される試料を水中に160゛Fで14
日間浸漬させIC場合の試験条件又は同様の条件をつく
る蒸気への任意の環境暴露を意味する。
本発明は、繊維樹脂71〜リツクスの複合構造中に1吏
用されるインターリーフとげばれるラミネー1へ府の提
供及び該インターリーフに対して向けられCいる。
用されるインターリーフとげばれるラミネー1へ府の提
供及び該インターリーフに対して向けられCいる。
本発明の基礎にある基本的発見は、特別な1幾械的性質
を有り−る樹脂が、繊維樹脂71−リックス複合材料の
繊維強化した層間に静い離散した層を提供するlこめに
使用されたときに、独特な靭性、耐剪断性、及び耐衝撃
破損性を有する複合材料をもたらし、そし゛にれらの性
質が広範囲の温度、例えば−67′F〜200′Fにわ
たり示されることということである。この性能は、特別
な高)品持性を右丈る71−リックス樹脂とある程度の
」ニラストマー性を右するインターリーフ樹脂とを組合
わせて、繊維樹脂71〜リックスとインターリーフ樹脂
層との父互の複合構造をつくることにより達成される。
を有り−る樹脂が、繊維樹脂71−リックス複合材料の
繊維強化した層間に静い離散した層を提供するlこめに
使用されたときに、独特な靭性、耐剪断性、及び耐衝撃
破損性を有する複合材料をもたらし、そし゛にれらの性
質が広範囲の温度、例えば−67′F〜200′Fにわ
たり示されることということである。この性能は、特別
な高)品持性を右丈る71−リックス樹脂とある程度の
」ニラストマー性を右するインターリーフ樹脂とを組合
わせて、繊維樹脂71〜リックスとインターリーフ樹脂
層との父互の複合構造をつくることにより達成される。
したかっ−C1さらに本発明は、特別なインターリーフ
材料どしての使用によく適する樹脂が開発されC,優れ
た靭性の繊維樹脂71ヘリツクス及びインターリーフ樹
脂複合材料が提供されたという事実にある。
材料どしての使用によく適する樹脂が開発されC,優れ
た靭性の繊維樹脂71ヘリツクス及びインターリーフ樹
脂複合材料が提供されたという事実にある。
インターリーフ材わ1がある量のゴム状(エラス1へマ
ー)物質を含有し、且つインターリーフ樹脂と繊維樹脂
マトリックスの樹脂が樹脂界面を横切る強い架橋結合を
っ(るために十分に相容性(compatil+le)
であることが本発明において特に意義がある。さらに、
インターリーフ材料は混ざり合うのを防止するために調
節された粘度であり得なければならず、そしC離散した
インターリーフ層が達成されねばならない。
ー)物質を含有し、且つインターリーフ樹脂と繊維樹脂
マトリックスの樹脂が樹脂界面を横切る強い架橋結合を
っ(るために十分に相容性(compatil+le)
であることが本発明において特に意義がある。さらに、
インターリーフ材料は混ざり合うのを防止するために調
節された粘度であり得なければならず、そしC離散した
インターリーフ層が達成されねばならない。
本発明のインターリーフした複合材料は、繊維樹脂71
−リックスの特徴である^い圧縮、引張及び曲げ強度を
示すほかにも、広範囲の温度(例えば試料は一67F〜
+200’Fで試験される)に4つたり予知されなかっ
た耐’fN撃破損能力を示すことが見出された。本発明
のインターリーフした複合材料は、例えば従来の織紐樹
脂71−リックス複金相よりも優れた靭性、優れた耐剪
断雨撃性、優れた衝撃破損許容度及び浸れた耐亀裂生長
性を承り。
−リックスの特徴である^い圧縮、引張及び曲げ強度を
示すほかにも、広範囲の温度(例えば試料は一67F〜
+200’Fで試験される)に4つたり予知されなかっ
た耐’fN撃破損能力を示すことが見出された。本発明
のインターリーフした複合材料は、例えば従来の織紐樹
脂71−リックス複金相よりも優れた靭性、優れた耐剪
断雨撃性、優れた衝撃破損許容度及び浸れた耐亀裂生長
性を承り。
本複合材第31の織軒) ti1脂マトリックス成分と
インターリーフ成分間の動的関係は複雑ではあるが、一
般に、インターリーフ樹脂は丈l\’Co)温度で該複
合月利に靭性、リーなわら高いW+7撃強度を提供し、
一方e71〜リックス樹脂は湿潤条件の影響及び温度の
変化に人ぎく抵抗する。インターリーフ樹脂層はまた、
JP1傷ツノが繊維樹脂71〜リンクにとって有害なレ
ベルに達する前に損傷力を吸収又はそうひなりれば1方
向を変える(1+ead ot’f) Jことにより繊
維樹脂マトリックスを保護するJ:うに段目され(いる
。剪断力を与えると、例えば水明fllfnでの目的に
適するインターリーフ材料はある剪断応力レベル以上の
優れた伸びを示し、繊維樹脂71〜リツクスがこわれる
レベルに剪断荷重エネルギーが近づくとインターリーフ
樹脂層が剪断釣車エネルギーを曲げ及び吸収するため、
該成分をペアにする。もし衝撃荷重がこのようなレベル
に達するためにその構造が亀裂りるならば、インターリ
ーフ層の高い歪能力が、該ラミネー1−を通して亀裂を
伝動J−るのに必要なエネルギーを増大さけることによ
り構造の団結性を維持するのに役立つ。
インターリーフ成分間の動的関係は複雑ではあるが、一
般に、インターリーフ樹脂は丈l\’Co)温度で該複
合月利に靭性、リーなわら高いW+7撃強度を提供し、
一方e71〜リックス樹脂は湿潤条件の影響及び温度の
変化に人ぎく抵抗する。インターリーフ樹脂層はまた、
JP1傷ツノが繊維樹脂71〜リンクにとって有害なレ
ベルに達する前に損傷力を吸収又はそうひなりれば1方
向を変える(1+ead ot’f) Jことにより繊
維樹脂マトリックスを保護するJ:うに段目され(いる
。剪断力を与えると、例えば水明fllfnでの目的に
適するインターリーフ材料はある剪断応力レベル以上の
優れた伸びを示し、繊維樹脂71〜リツクスがこわれる
レベルに剪断荷重エネルギーが近づくとインターリーフ
樹脂層が剪断釣車エネルギーを曲げ及び吸収するため、
該成分をペアにする。もし衝撃荷重がこのようなレベル
に達するためにその構造が亀裂りるならば、インターリ
ーフ層の高い歪能力が、該ラミネー1−を通して亀裂を
伝動J−るのに必要なエネルギーを増大さけることによ
り構造の団結性を維持するのに役立つ。
このようにして争裂生成は、損(h後でさえも、縮少さ
れる。そしてこの種の内部保護関係を提供するように成
分を選択することにより、高性能の複合材料を達成する
ことがCきる。
れる。そしてこの種の内部保護関係を提供するように成
分を選択することにより、高性能の複合材料を達成する
ことがCきる。
第1図に示すJ:うに、基礎的繊維71−リツクスは、
強化用フィラメン1〜2を従来の目板4及び6を通して
圧力口−ラーアセンブリ8に送ることにより製造するこ
とができる。硬化作土ボキシ樹脂組成物を、層101.
:おい−C従来のフィルムコーティングアプリケーター
12からレリースペーパーのような支持体′1/I上に
被覆さl(塗イ11シ)、圧力口−ラーアセンブリ8を
通過さける。レリースペーパー′16もまた1」ニノノ
ローラー7′センブリ8へ送る。
強化用フィラメン1〜2を従来の目板4及び6を通して
圧力口−ラーアセンブリ8に送ることにより製造するこ
とができる。硬化作土ボキシ樹脂組成物を、層101.
:おい−C従来のフィルムコーティングアプリケーター
12からレリースペーパーのような支持体′1/I上に
被覆さl(塗イ11シ)、圧力口−ラーアセンブリ8を
通過さける。レリースペーパー′16もまた1」ニノノ
ローラー7′センブリ8へ送る。
圧力1j−ラー8を、W4維2を樹脂層10に埋込むた
めの温度及び圧力に設定し、繊維樹脂マトリックス18
をつくる。実際に行なうと、190’Fの範囲の湿度及
び中心距1’31t、15インチ上に1000ボンドの
圧力が、繊維樹脂マトリックス18を製造り゛るのに適
することがわかった。
めの温度及び圧力に設定し、繊維樹脂マトリックス18
をつくる。実際に行なうと、190’Fの範囲の湿度及
び中心距1’31t、15インチ上に1000ボンドの
圧力が、繊維樹脂マトリックス18を製造り゛るのに適
することがわかった。
繊維2、樹脂層′10を伴う支持体111及びレリース
ペーパー16を圧力ローラー8に送り3〜20フィー1
−7分でそこを通過させる。
ペーパー16を圧力ローラー8に送り3〜20フィー1
−7分でそこを通過させる。
圧力ローラー8への繊維2と樹脂層10の供給量は、約
30〜40重量%(好適には34重間%)樹脂及び約6
0〜70重量%(好適には66重里%)#@維の繊維7
1〜リツクスを製造するよ”)に選択される。例えば、
120フイラメン1〜の6に炭素繊維を0.0’+3〜
0.018ボンド/平方フィー1−の樹脂層とともに圧
力ローラー8へ12インチ幅内で送る。得られる[lt
樹脂マトリックス’1 Bはぎっしり詰まった繊維配列
をもたらす。したかつ(第2図に示すように、繊維樹脂
マトリックス18の一側面上のレリースペーパーを取り
除き、そして未硬化インターリーフ材料を繊維樹脂マト
リックス18に施用するために繊維樹脂マトリックスを
他のセラ1〜の圧力U−ラー20Iこ通過さける。
30〜40重量%(好適には34重間%)樹脂及び約6
0〜70重量%(好適には66重里%)#@維の繊維7
1〜リツクスを製造するよ”)に選択される。例えば、
120フイラメン1〜の6に炭素繊維を0.0’+3〜
0.018ボンド/平方フィー1−の樹脂層とともに圧
力ローラー8へ12インチ幅内で送る。得られる[lt
樹脂マトリックス’1 Bはぎっしり詰まった繊維配列
をもたらす。したかつ(第2図に示すように、繊維樹脂
マトリックス18の一側面上のレリースペーパーを取り
除き、そして未硬化インターリーフ材料を繊維樹脂マト
リックス18に施用するために繊維樹脂マトリックスを
他のセラ1〜の圧力U−ラー20Iこ通過さける。
インターリーフ材料の層22を従来のアブ1ノケーター
26によりレリースペーパー28 J二Gこ再び拡げ(
塗布し)同時に繊維樹脂71−リツクス18とともに圧
力ローラー20を通して送る。インターリーフ材料は、
例えば0.007〜0.015ボンド/平方フィー1−
のインターリーフ層をlli! (Rづる速度でレリー
スペーパー上tこ拡Ifる。圧)jローラー20は最も
低い圧力、例え(fローラー20の幅上に1ボンド、及
び約120’Fσ)温度にiQ定する。繊維樹脂マトリ
ックス18の暴露面Gまインターリーフ材料22と一緒
になり、その2つ【よII帷樹脂マI〜リツクス18の
内部接着性により1妾合される。インターリーフ材料は
木質tJ’JにエクストマーCあり、したがって事実上
何ら1妾着性1よ伴わない。
26によりレリースペーパー28 J二Gこ再び拡げ(
塗布し)同時に繊維樹脂71−リツクス18とともに圧
力ローラー20を通して送る。インターリーフ材料は、
例えば0.007〜0.015ボンド/平方フィー1−
のインターリーフ層をlli! (Rづる速度でレリー
スペーパー上tこ拡Ifる。圧)jローラー20は最も
低い圧力、例え(fローラー20の幅上に1ボンド、及
び約120’Fσ)温度にiQ定する。繊維樹脂マトリ
ックス18の暴露面Gまインターリーフ材料22と一緒
になり、その2つ【よII帷樹脂マI〜リツクス18の
内部接着性により1妾合される。インターリーフ材料は
木質tJ’JにエクストマーCあり、したがって事実上
何ら1妾着性1よ伴わない。
インターリーフした繊維樹脂複合材料24はこのように
して製造され、第3図に示されるような外観を有する。
して製造され、第3図に示されるような外観を有する。
本発明に有用な強化用フイラメン1−は、ガラス、炭素
、黒鉛、炭化珪素、ホウ素、アラミド(ara−mid
) 、ポリエステル、ポリアミド、レーヨン、ポリベ
ンズイミダゾール、ポリベンゾデアゾールを含b−yる
フィラメン1〜、金属被覆されたこれらのフィラメン1
−1例えばニッケル被覆及び/又は銀被覆された黒鉛繊
維及びフィラメン1〜、又はこれらのフィラメン1−の
組合せを含むが、これに限定するものではない。用途に
おいて、高い比強度又は剪断強度が要求される場合は、
炭素繊維、黒鉛フィラメン1〜、ポリアラミドフイラメ
ンI−又はニッケルめっきした黒鉛フィラメントが好適
である。
、黒鉛、炭化珪素、ホウ素、アラミド(ara−mid
) 、ポリエステル、ポリアミド、レーヨン、ポリベ
ンズイミダゾール、ポリベンゾデアゾールを含b−yる
フィラメン1〜、金属被覆されたこれらのフィラメン1
−1例えばニッケル被覆及び/又は銀被覆された黒鉛繊
維及びフィラメン1〜、又はこれらのフィラメン1−の
組合せを含むが、これに限定するものではない。用途に
おいて、高い比強度又は剪断強度が要求される場合は、
炭素繊維、黒鉛フィラメン1〜、ポリアラミドフイラメ
ンI−又はニッケルめっきした黒鉛フィラメントが好適
である。
強化用フイラメン1−を被覆するのに使用されるエポキ
シ樹脂組成物(71〜リツクス樹脂)は、反応に利用で
きる′1分子当り1個J:り多い土ボキシ基を有す゛る
エポキシ化合物を主とし−C含む。かかるエポキシプレ
ポリマーは、多価フェノール、例えばピロカテコール、
レソルシノール、ヒドロキノリン、4.4’−−ジヒド
ロキシジフェニルメタン、4.4′−ジヒドロキシ−3
,3”−ジメチルジフェニルメタン、4,4′−ジヒド
1」キシジフェニルジメチルメタン、4.’4”−ジヒ
ドロキシジフェニルメチルメタン、4.4゛−ジヒ11
」キシジフェニルクLlllヘキリーン、4./l−−
ジヒドロキシ−3,3−−ジメチルジノ1ニル−プuノ
<ン、4.4′−ジヒドロキシシフ上ニルスル11−ン
、又tよ1−リス−(4−ヒトUキシフIニル)メタン
、の多官能価エーテル、上記ジフェノール類の塩素化及
び臭素化生成物のポリグリシジル」−−チル、ノボラッ
ク(すなわち、−価又は多価フェノールのアルデヒド、
ホルムアルデヒドとの、特に前触tsヒ在トでの生成物
)のポリグリシジルエーテル、2モルの芳香族ヒドロキ
シカルシボン醸ノ1−リウム塩を1モルのシバUグツア
ルカン又はシバUグンジアルキルエーテルとエステル化
することにより得られるジフェノールのポリグリシジル
エーテル(i円第10 ’I ’7612 @参照)、
及びフェノールと少なくとも2個のハに1グン原子を含
有する長鎖ハロゲンパラフィンとの縮合により1qられ
るポリフェノールのポリグリシジルエーテル(英国第1
024288号参照)を含むが、これに限定するものひ
はない。
シ樹脂組成物(71〜リツクス樹脂)は、反応に利用で
きる′1分子当り1個J:り多い土ボキシ基を有す゛る
エポキシ化合物を主とし−C含む。かかるエポキシプレ
ポリマーは、多価フェノール、例えばピロカテコール、
レソルシノール、ヒドロキノリン、4.4’−−ジヒド
ロキシジフェニルメタン、4.4′−ジヒドロキシ−3
,3”−ジメチルジフェニルメタン、4,4′−ジヒド
1」キシジフェニルジメチルメタン、4.’4”−ジヒ
ドロキシジフェニルメチルメタン、4.4゛−ジヒ11
」キシジフェニルクLlllヘキリーン、4./l−−
ジヒドロキシ−3,3−−ジメチルジノ1ニル−プuノ
<ン、4.4′−ジヒドロキシシフ上ニルスル11−ン
、又tよ1−リス−(4−ヒトUキシフIニル)メタン
、の多官能価エーテル、上記ジフェノール類の塩素化及
び臭素化生成物のポリグリシジル」−−チル、ノボラッ
ク(すなわち、−価又は多価フェノールのアルデヒド、
ホルムアルデヒドとの、特に前触tsヒ在トでの生成物
)のポリグリシジルエーテル、2モルの芳香族ヒドロキ
シカルシボン醸ノ1−リウム塩を1モルのシバUグツア
ルカン又はシバUグンジアルキルエーテルとエステル化
することにより得られるジフェノールのポリグリシジル
エーテル(i円第10 ’I ’7612 @参照)、
及びフェノールと少なくとも2個のハに1グン原子を含
有する長鎖ハロゲンパラフィンとの縮合により1qられ
るポリフェノールのポリグリシジルエーテル(英国第1
024288号参照)を含むが、これに限定するものひ
はない。
他の適当な化合物は芳香族アミンと土ビクロロヒドリン
に基づくポリ■ボキシ化合物、例えばN。
に基づくポリ■ボキシ化合物、例えばN。
N′−ジグリシジルアニリン、N、N−−ジメチル−N
、N−−ジグリシジル−4,4−−ジアミノシフ1ニル
メタン、N−ジグリシジル−4−1ミノノ1ニルグリシ
ジルエーテル、N、N、N”。
、N−−ジグリシジル−4,4−−ジアミノシフ1ニル
メタン、N−ジグリシジル−4−1ミノノ1ニルグリシ
ジルエーテル、N、N、N”。
N′−テ1−ラグリシジルー4.4−−ジアミノジフェ
ニルメタン、及びN、N、、N−、N”−デ]−ラグリ
シジルー1.3−プUピレンビス−4−アミノベンゾニ
ー1−1を含み、後の2のつ化合物が最も好適である。
ニルメタン、及びN、N、、N−、N”−デ]−ラグリ
シジルー1.3−プUピレンビス−4−アミノベンゾニ
ー1−1を含み、後の2のつ化合物が最も好適である。
芳@旅、脂肪族及び脂環式ポリカルボン酸σングリシジ
ル上−チル及び/又は土ボキシシクロヘキシル上−チル
、例えば、フタル酸ジグリシジルエステル及びアジピン
酸ジグリシジル土ステル及び1モルの芳香族又は脂環式
ジカルボン酸無水物と′1/2モルのジオール又は1/
11モルの11個σ)ヒドロキシル基をもつポリオール
との反応生成1勿のグリシジルエステル、又はl\キ1
ノヒド1〜jフタルSジグリシジル土ステル、これらは
任意にメチル基で置換されでいてもよい、ちまた適当で
あく)。
ル上−チル及び/又は土ボキシシクロヘキシル上−チル
、例えば、フタル酸ジグリシジルエステル及びアジピン
酸ジグリシジル土ステル及び1モルの芳香族又は脂環式
ジカルボン酸無水物と′1/2モルのジオール又は1/
11モルの11個σ)ヒドロキシル基をもつポリオール
との反応生成1勿のグリシジルエステル、又はl\キ1
ノヒド1〜jフタルSジグリシジル土ステル、これらは
任意にメチル基で置換されでいてもよい、ちまた適当で
あく)。
多価?ルコール、例えIJI、4−ゾタンジ7j−−ル
、1.4−ブチンジオール、クリt= IJ−ル、1゜
1.1−1〜リメチロールプロパン、lくンタエ1ノス
リ1〜−ル及びポリエチレングリコール、σ)グリシジ
ルエステルもまた使用できる。1ヘリグ1ノシジルイソ
シアヌレ−1へ、及び多価チオール、1シリえ(ま、ビ
スメルノJゾ1−メチルベンゼン、のボリグ1ノシジル
チ711−チル、及びジグリシジル1へ1ノメチレンス
ルボンもまた3商しCいる。
、1.4−ブチンジオール、クリt= IJ−ル、1゜
1.1−1〜リメチロールプロパン、lくンタエ1ノス
リ1〜−ル及びポリエチレングリコール、σ)グリシジ
ルエステルもまた使用できる。1ヘリグ1ノシジルイソ
シアヌレ−1へ、及び多価チオール、1シリえ(ま、ビ
スメルノJゾ1−メチルベンゼン、のボリグ1ノシジル
チ711−チル、及びジグリシジル1へ1ノメチレンス
ルボンもまた3商しCいる。
]−ボキシ樹脂組成物はまたエポキシ樹脂用硬化剤を含
む。かかる硬化剤は当業者に周知であり、ここで目的に
好適な硬化剤は、ジアミノジフェニルスルボン、ジアミ
ノジフェニルメタン、フェニレンジアミン等を含むジア
ミンであるが、これに限定づるものぐはない。
む。かかる硬化剤は当業者に周知であり、ここで目的に
好適な硬化剤は、ジアミノジフェニルスルボン、ジアミ
ノジフェニルメタン、フェニレンジアミン等を含むジア
ミンであるが、これに限定づるものぐはない。
特別な用途に必要な硬化剤の間は、当業者が容易に決め
ることができ、樹脂組成物の正確な組成、所望の硬化条
件及び他の要因に従い変化づ゛る。しかしながら、実例
とし−C1ジアミン硬化剤を使用する場合、全エポキシ
樹脂に基づき約20〜40重量%、最もりY適には約2
7〜31重間%が適することがわかった。
ることができ、樹脂組成物の正確な組成、所望の硬化条
件及び他の要因に従い変化づ゛る。しかしながら、実例
とし−C1ジアミン硬化剤を使用する場合、全エポキシ
樹脂に基づき約20〜40重量%、最もりY適には約2
7〜31重間%が適することがわかった。
充填剤、染料、顔料、可塑剤、硬化触媒及び′池のかか
る従来の添加剤及び加工助剤を、最終樹脂腹合材料の性
質に影響を及ぼすために硬化前にここに記載されたエポ
キシ樹脂組成物に添加することかで゛きる。
る従来の添加剤及び加工助剤を、最終樹脂腹合材料の性
質に影響を及ぼすために硬化前にここに記載されたエポ
キシ樹脂組成物に添加することかで゛きる。
インターリーフ層の熱硬化性エポキシ樹脂は、30重量
%又はそれ以上のエポキシa(脂組酸物及び約8〜70
重量%のゴム状ビニルfτ1加重合体を含む。インター
リーフに使用される特別なエポキシ樹脂は典型的には繊
維樹脂マ) 17ツクス層での使用のために選択された
ものとは異なる樹脂であるけれども、適当なエポキシt
j(+1旧及び硬化剤)は上記開示したものと同じ型で
ある。
%又はそれ以上のエポキシa(脂組酸物及び約8〜70
重量%のゴム状ビニルfτ1加重合体を含む。インター
リーフに使用される特別なエポキシ樹脂は典型的には繊
維樹脂マ) 17ツクス層での使用のために選択された
ものとは異なる樹脂であるけれども、適当なエポキシt
j(+1旧及び硬化剤)は上記開示したものと同じ型で
ある。
本発明の独特な有利性を提供するためには、エポキシI
ll脂組成物、すなわち、マトリックス17(脂(強化
用フィラメントを被覆する)及びインターリーフ樹脂、
か特異性を示さなければならないことを見出した。“′
ニート”で又は強化材を伴なわずに試験するとb、マト
リックス樹脂は、特に高温で湿潤下で、剪断力を与えた
ときに最小剛性を示さなければならない。マトリックス
47(脂は熱乾燥条訃下、例えば200°下で剪断を与
えたとき、少なくとも1月) 、 (100psiの剪
断強fi率、又は熟>Ml潤条1′1丁、例えば140
間水中に浸i責して置いた後21)O’l”で剪断を与
えたとき、少なくとも5C1,000psiの剪断弾性
率を有さなければならない。また、マトリックス樹脂は
室温及び極1氏温、すなわち−67° Fで約1 (1
(1、(,1旧)以」二の剪断弾性率を有することも必
要であるが、これはふつつ] 8 (1〜200’Fで
の弾性率(モジュラス)”かS (l HOO(111
31のように高い場合である。好適はマトリックス1j
(脂組酸物は、熱湿潤条件下で1〕U 、 f、+ j
月1psi又はそれ以」二の初期剪断弾性率を示し、室
温又は低温でI:(0,f月)Opsi又はそれ以上の
初Jす1剪断弾性率を示す。マトリックス4jl脂とし
ての使用に最も好適なエポキシ樹脂はまた、高い強度、
例えば3 (l O(、’l 1+siを越える、最も
好適L:1.t 5 (、) I) l) 1+si又
はそれ以」二の極限応力を示す。
ll脂組成物、すなわち、マトリックス17(脂(強化
用フィラメントを被覆する)及びインターリーフ樹脂、
か特異性を示さなければならないことを見出した。“′
ニート”で又は強化材を伴なわずに試験するとb、マト
リックス樹脂は、特に高温で湿潤下で、剪断力を与えた
ときに最小剛性を示さなければならない。マトリックス
47(脂は熱乾燥条訃下、例えば200°下で剪断を与
えたとき、少なくとも1月) 、 (100psiの剪
断強fi率、又は熟>Ml潤条1′1丁、例えば140
間水中に浸i責して置いた後21)O’l”で剪断を与
えたとき、少なくとも5C1,000psiの剪断弾性
率を有さなければならない。また、マトリックス樹脂は
室温及び極1氏温、すなわち−67° Fで約1 (1
(1、(,1旧)以」二の剪断弾性率を有することも必
要であるが、これはふつつ] 8 (1〜200’Fで
の弾性率(モジュラス)”かS (l HOO(111
31のように高い場合である。好適はマトリックス1j
(脂組酸物は、熱湿潤条件下で1〕U 、 f、+ j
月1psi又はそれ以」二の初期剪断弾性率を示し、室
温又は低温でI:(0,f月)Opsi又はそれ以上の
初Jす1剪断弾性率を示す。マトリックス4jl脂とし
ての使用に最も好適なエポキシ樹脂はまた、高い強度、
例えば3 (l O(、’l 1+siを越える、最も
好適L:1.t 5 (、) I) l) 1+si又
はそれ以」二の極限応力を示す。
インターリーフ +1を脂もまた最小初期剪断弾性率を
示さなければならず、さらにインターリーフ IIj脂
は最小応力以」二の伸びを示さなければならない。
示さなければならず、さらにインターリーフ IIj脂
は最小応力以」二の伸びを示さなければならない。
この初期弾性率は構造の大きな変形を伴わない強化用繊
組層間の移動荷重であると信じられる。、ユニでの目的
のため1こは、インターリーフ祠ネ一;1は高温で約5
t) 、 (1(101+si以上、好適には200
’l・゛で90 、、o 01)以上の初期剪断弾性率
を有さなければならない。室温ではインターリーフの初
」υ1剪断弾性率は少なくとも]、 (1+、1 、旧
1 (l p’s i (好適には少なくとも130
+ 0 (’、+ (11+si )であるべ外であり
、そして−67°Fでは該剪断弾性率は少なくとも約1
30,000psi(好適には少なくとも150.00
0psi)i’あるべきである。しカルなか呟マトリッ
クス樹脂と同じように、室温及び賎温でのかかる値は高
温で高い剪断弾1:1−率をイη′うと予想される。
組層間の移動荷重であると信じられる。、ユニでの目的
のため1こは、インターリーフ祠ネ一;1は高温で約5
t) 、 (1(101+si以上、好適には200
’l・゛で90 、、o 01)以上の初期剪断弾性率
を有さなければならない。室温ではインターリーフの初
」υ1剪断弾性率は少なくとも]、 (1+、1 、旧
1 (l p’s i (好適には少なくとも130
+ 0 (’、+ (11+si )であるべ外であり
、そして−67°Fでは該剪断弾性率は少なくとも約1
30,000psi(好適には少なくとも150.00
0psi)i’あるべきである。しカルなか呟マトリッ
クス樹脂と同じように、室温及び賎温でのかかる値は高
温で高い剪断弾1:1−率をイη′うと予想される。
インターリーフ樹脂は、剪断を与えると初期剛性(高弾
性率)を示すが、ある剪断応力レベルでは沖び(高極限
歪)を示す。樹脂が応力に応じて高い沖びを示し始める
点は樹脂の降伏強度であり、ここでの1」的のためには
、これは高温で少なくとも1勺3 fl (10psi
で゛な(すれば゛ならない。インターリーフ樹脂の降1
〕に強度は室温で少なくとも約S (1) f)Ops
iで゛あるべきであり、ふつうはつとりした[屈曲点(
knee))又は降伏点のない一〇7°Fでは、極限応
ツバ破損応力)は約60001+si又はそれ以−1−
で゛あるべきである。最ら好適なインターリーフ+41
脂は少なくとも約G Of、1明+siの室温降伏強度
及び少なくとも約5 f、’l O(11+siの高温
降伏強度を有する。
性率)を示すが、ある剪断応力レベルでは沖び(高極限
歪)を示す。樹脂が応力に応じて高い沖びを示し始める
点は樹脂の降伏強度であり、ここでの1」的のためには
、これは高温で少なくとも1勺3 fl (10psi
で゛な(すれば゛ならない。インターリーフ樹脂の降1
〕に強度は室温で少なくとも約S (1) f)Ops
iで゛あるべきであり、ふつうはつとりした[屈曲点(
knee))又は降伏点のない一〇7°Fでは、極限応
ツバ破損応力)は約60001+si又はそれ以−1−
で゛あるべきである。最ら好適なインターリーフ+41
脂は少なくとも約G Of、1明+siの室温降伏強度
及び少なくとも約5 f、’l O(11+siの高温
降伏強度を有する。
降伏点到達後の伸び率もまた重要である。インターリー
フ1月脂は一67° Fで少なくとも6%;Qj−適に
はIJ%の全伸び又は破I11歪、及び室温で少−なく
とも約15%、好適には25%又はそれ以」−の破損歪
を有さなければならない。この性質は高温で゛はそれほ
ど重要ではないが、好適なインターリーフ樹脂は200
’Fで20%を越える、最も好適には50%を越える破
損歪を有する。
フ1月脂は一67° Fで少なくとも6%;Qj−適に
はIJ%の全伸び又は破I11歪、及び室温で少−なく
とも約15%、好適には25%又はそれ以」−の破損歪
を有さなければならない。この性質は高温で゛はそれほ
ど重要ではないが、好適なインターリーフ樹脂は200
’Fで20%を越える、最も好適には50%を越える破
損歪を有する。
ここで考えられるゴム状ビニル刊加重合体(ポリマー)
は、例えばブタノエン、イソプレン、プロピレン、クロ
ロ7レン等のような4〜()個の炭素原子の共役ツエン
から誘導される、単独重合体の及び共重合体のツエンゴ
ムを含む。これらは、この上うなツエンのそれぞれ池の
ジエンとの共重合体及びスチレン、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル等のようなモア7−の1種又はそれ以上
との」(重合体を含むが、これに限定するもので1まな
い。ブタン゛エンーアクリロニトリル重合1本、及びカ
ルボキシル官能性ブタノエン−゛/クリロニ)・ツル重
合体が最も好適である。
は、例えばブタノエン、イソプレン、プロピレン、クロ
ロ7レン等のような4〜()個の炭素原子の共役ツエン
から誘導される、単独重合体の及び共重合体のツエンゴ
ムを含む。これらは、この上うなツエンのそれぞれ池の
ジエンとの共重合体及びスチレン、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル等のようなモア7−の1種又はそれ以上
との」(重合体を含むが、これに限定するもので1まな
い。ブタン゛エンーアクリロニトリル重合1本、及びカ
ルボキシル官能性ブタノエン−゛/クリロニ)・ツル重
合体が最も好適である。
存在するゴム状変性剤の量は8〜′70重量%で変化し
イu、使用される特定的量はインターリーフIj(脂1
こ弾性及び靭性を与えるのに充分でなげればならない。
イu、使用される特定的量はインターリーフIj(脂1
こ弾性及び靭性を与えるのに充分でなげればならない。
好適には、約8〜24重量%の変性剤を使用する。好適
なブタジェン−7クリロニ1゛リル共重合体か使用され
る場合、10〜15重量%のレベルが最も好適である。
なブタジェン−7クリロニ1゛リル共重合体か使用され
る場合、10〜15重量%のレベルが最も好適である。
実施例
実施例 1
以下の実施例は従来技術の拐料を越える本樹脂マトリッ
クス祠料の改良を例証するもので゛ある。
クス祠料の改良を例証するもので゛ある。
本発明に従うマトリックス(jj脂10は以下の配合に
従い製造した。
従い製造した。
重量部
テトラ(4,4’ )N−グリシツル
メチレンジアニリン SO
(チバ・ガイキ′−・アラルダイト■;C11)a G
eigyAraldiLe■:MY−720) テトラグリシ1ζ′キシテトラ フェニルエタン 20 (シェルエポン■;5bel l E1+o+4 ;
1031 )トリメチレングリコールノーバラ− アミノベンゾエート44 (ボラ・イド・ポラキーア■:P・1・・・・d P・
1・・・・−e■:’?40M) ヒュームドシリイ(SiO2) 6 (カボート・カブ・オ・シル”’;Cal+ol Ca
b−0−8il■;M−5) トルエンジ゛イソシアネートと ジメチルアミンの反応生成物 1 」1記配合物をilj行、黒鉛t&組」二に被覆させる
ことによりつくった繊維樹脂マトリックス18は、従来
の交互層の積重ねで8〜16シートの該繊維マトリック
ス18を積重ねてオートクレーブ中で35 f、l’
F及び1 (10psiで2時間硬化させることにより
構造部品にキャストした。得られた製品は強度を試験し
、市販の繊維1ml脂71リツクス(CY COM■9
85−1:アメリカン・シアナミド(]\+neric
an Cyana+n1d)社)と比較して、以下の性
質を示した。
eigyAraldiLe■:MY−720) テトラグリシ1ζ′キシテトラ フェニルエタン 20 (シェルエポン■;5bel l E1+o+4 ;
1031 )トリメチレングリコールノーバラ− アミノベンゾエート44 (ボラ・イド・ポラキーア■:P・1・・・・d P・
1・・・・−e■:’?40M) ヒュームドシリイ(SiO2) 6 (カボート・カブ・オ・シル”’;Cal+ol Ca
b−0−8il■;M−5) トルエンジ゛イソシアネートと ジメチルアミンの反応生成物 1 」1記配合物をilj行、黒鉛t&組」二に被覆させる
ことによりつくった繊維樹脂マトリックス18は、従来
の交互層の積重ねで8〜16シートの該繊維マトリック
ス18を積重ねてオートクレーブ中で35 f、l’
F及び1 (10psiで2時間硬化させることにより
構造部品にキャストした。得られた製品は強度を試験し
、市販の繊維1ml脂71リツクス(CY COM■9
85−1:アメリカン・シアナミド(]\+neric
an Cyana+n1d)社)と比較して、以下の性
質を示した。
マド!/ ’7 りX 14(L(100psi 72
+000psi 24.000psi硬化マトリツ 9 ス12:LOOOpsi 、 65,3001+s
i 3] +60%si皿本発刊丁− オ −カ向11);強度 ** 県等方性圧縮強度 宸求ネ rIJ撃後の圧縮強度 同じ繊、1t4JI脂マトリックス18を次いで以下の
配合に従うインターリーフとともに提供した。
+000psi 24.000psi硬化マトリツ 9 ス12:LOOOpsi 、 65,3001+s
i 3] +60%si皿本発刊丁− オ −カ向11);強度 ** 県等方性圧縮強度 宸求ネ rIJ撃後の圧縮強度 同じ繊、1t4JI脂マトリックス18を次いで以下の
配合に従うインターリーフとともに提供した。
以下のプレミックスを容器に装填し、3旧)。
12で4時間その場で製造した。
、rJI受ルー!!−重量部
カルボキシ官能性ブタンエン/
アクリロニトリルポリマー 12
(グツト′イヤー・ハイカー■:Goodycar 1
lycar”’;]472) テロラブロモビスフェノールA のジグリシジルエーテル 65 (グ・ン ・ ゾール0;1つ0リ 1〕 旧<■;5
42)ビスフエ/−ルl\のシ゛グリシジル エーテル 65 (ダウ・ゾール(E)331) ビスフェノールA2 )・リフェニルホスフィン 0.1 ジアミノジフエニルスルボン 6.0 (チハ・ガイギーーエボラル” ; E I+ora
l”’; I目゛−1j′7G) プレミックス、すなわち1−予−1+iii反応物」を
次いで以下の添加成分とともに容器に装」眞した。
lycar”’;]472) テロラブロモビスフェノールA のジグリシジルエーテル 65 (グ・ン ・ ゾール0;1つ0リ 1〕 旧<■;5
42)ビスフエ/−ルl\のシ゛グリシジル エーテル 65 (ダウ・ゾール(E)331) ビスフェノールA2 )・リフェニルホスフィン 0.1 ジアミノジフエニルスルボン 6.0 (チハ・ガイギーーエボラル” ; E I+ora
l”’; I目゛−1j′7G) プレミックス、すなわち1−予−1+iii反応物」を
次いで以下の添加成分とともに容器に装」眞した。
重量部
子イ1111反応物(部分A) 150.]預扮」
テトラ(4,4’ )N−グリシン゛ルメチレンシ゛ア
ニリン 36.0 ジアミノジフエニルスルホン 16.0ノシアンノアミ
ド (アメリカン・シアナミド)8.0 カルボキシ官能性ブタシ゛エン− アクリロニトリルポリマー 12.〇 二酸化チタン 1.0 アマプラスト(A map l as 1. )イエロ
ー、染料 0.05 グリーン・2・ベース、染料 0.05インターリーフ
樹脂の粘度は、必要な靭性を伴なったインターリーフを
提(J(シ且つ繊組樹脂マトリックス1号に隣接する離
散した層とし′ζインターリーフなMト持するため、充
分に高くなければならない。しかしながら、前述のごと
く、計重つのυJll+?層開の界面での架橋結合が望
ましい(最も好適である)。14図に最もよく示される
ように、2つの複今月料の積み重ねが架橋した界面3(
)と1iiIB散したインターリーフ層32とともに示
されている。この状3は、インターリーフ2(1)のt
a+脂か、架橋結合を促進させるように繊維樹脂マトリ
ックス18の樹脂と両方とも化学的に相容性であり、そ
して離散したインターリーフ層32を規定するために必
要な星のエラストマー(ゴノ、状)材料で配合され−ζ
いるときに生じる。
ニリン 36.0 ジアミノジフエニルスルホン 16.0ノシアンノアミ
ド (アメリカン・シアナミド)8.0 カルボキシ官能性ブタシ゛エン− アクリロニトリルポリマー 12.〇 二酸化チタン 1.0 アマプラスト(A map l as 1. )イエロ
ー、染料 0.05 グリーン・2・ベース、染料 0.05インターリーフ
樹脂の粘度は、必要な靭性を伴なったインターリーフを
提(J(シ且つ繊組樹脂マトリックス1号に隣接する離
散した層とし′ζインターリーフなMト持するため、充
分に高くなければならない。しかしながら、前述のごと
く、計重つのυJll+?層開の界面での架橋結合が望
ましい(最も好適である)。14図に最もよく示される
ように、2つの複今月料の積み重ねが架橋した界面3(
)と1iiIB散したインターリーフ層32とともに示
されている。この状3は、インターリーフ2(1)のt
a+脂か、架橋結合を促進させるように繊維樹脂マトリ
ックス18の樹脂と両方とも化学的に相容性であり、そ
して離散したインターリーフ層32を規定するために必
要な星のエラストマー(ゴノ、状)材料で配合され−ζ
いるときに生じる。
実際に行なうと、必要量のゴムを含有するインターリー
フ22の樹脂は、以下の粘度試験から約12末:1iJ
iの流れ試験数(F four Te5t Ntunb
ar;流れパーセント)Nを有することがわかった。
フ22の樹脂は、以下の粘度試験から約12末:1iJ
iの流れ試験数(F four Te5t Ntunb
ar;流れパーセント)Nを有することがわかった。
流れ(粘度)試験
L12(lガラス織物上にfi) 、 (,12ボンド
/平方フイートのインターリーフ樹脂を被覆させること
によりラミネートを製造する。
/平方フイートのインターリーフ樹脂を被覆させること
によりラミネートを製造する。
2、4つの4″X4″平方プライのラミネートを「iみ
重ねる 3、該未硬化4−プライ積重ねを秤量する。
重ねる 3、該未硬化4−プライ積重ねを秤量する。
4、該積重ねを325°F、6(IIIS;で15分間
硬化させる。
硬化させる。
5、硬化段階(4)中に1211fラス織物の縁を越え
て絞り出されるすべての樹脂をトリムする、6、硬化し
、トリノ、した積重ねを秤量する、′7. 以下のよう
にして流れパーセントを1υる約12未満の流れパーセ
ン)Nが本発明下での独特な性能に必要であるというこ
とは、良好なインターリーフ祠料がN流れ数か5.5〜
5.7のときに911られ、不良なインターリーフ利料
かN流れ数か]11.6より太きいときに得られるとい
う実験データに基づき決められるものである。
て絞り出されるすべての樹脂をトリムする、6、硬化し
、トリノ、した積重ねを秤量する、′7. 以下のよう
にして流れパーセントを1υる約12未満の流れパーセ
ン)Nが本発明下での独特な性能に必要であるというこ
とは、良好なインターリーフ祠料がN流れ数か5.5〜
5.7のときに911られ、不良なインターリーフ利料
かN流れ数か]11.6より太きいときに得られるとい
う実験データに基づき決められるものである。
複合付料2・1を第2図に示されるようにして成形し、
積重ねて、350°121旧1psiで2時間オー1ク
レープ硬化さぜ′ζ構造部品を製造する。
積重ねて、350°121旧1psiで2時間オー1ク
レープ硬化さぜ′ζ構造部品を製造する。
平行繊、tll:を件なってすべて配列する、すなわち
同一方向(C1’)に伸長する8プライの積重ねを一方
向圧縮強度(LIN I−COMP>試験用に製造した
。
同一方向(C1’)に伸長する8プライの積重ねを一方
向圧縮強度(LIN I−COMP>試験用に製造した
。
等しく 0’ 、90’及び±45°で配向する繊、I
llを件う16プライの積重ねを準等方性圧縮強度(Q
しIAsI−COMP)試験用に製造した。(1’、9
()°及び±45°の相対角度で配向する繊維を伴う3
6プライの積重ねを衝撃後圧縮強度< c Ohioo
[二’/IMPAC1”)試験用に製造シタ。’7
、 ’7 未iBiの粘度流れ数Nを有する部品により
示される性質は、以下のような種々試験したととの乎均
圧縮強度を示した。
llを件う16プライの積重ねを準等方性圧縮強度(Q
しIAsI−COMP)試験用に製造した。(1’、9
()°及び±45°の相対角度で配向する繊維を伴う3
6プライの積重ねを衝撃後圧縮強度< c Ohioo
[二’/IMPAC1”)試験用に製造シタ。’7
、 ’7 未iBiの粘度流れ数Nを有する部品により
示される性質は、以下のような種々試験したととの乎均
圧縮強度を示した。
実際に、該インターリーフ祠11.i1.iよ種々の異
なる部品を成形するのに使用できる。例えば飛行代部品
用カバー構造を(1,10インチ〜0.25インチの薄
い構造部品を成形するよう積重ねて硬化させた繊M1樹
脂マトリックスーインターリーフシートからつくること
ができる。翼パネルのような構造部祠はもっと薄い。
なる部品を成形するのに使用できる。例えば飛行代部品
用カバー構造を(1,10インチ〜0.25インチの薄
い構造部品を成形するよう積重ねて硬化させた繊M1樹
脂マトリックスーインターリーフシートからつくること
ができる。翼パネルのような構造部祠はもっと薄い。
繊維樹脂マトリックス−インターリーフシート24はQ
、(、’l Q 5〜0.(月()インチの厚さに及
び、したかって例えば25〜50の繊1(脂マトリック
スーインターリーフシートを積重ねると、1/・1イン
チの厚さの部品かできる。繊維樹脂マトリックス−イン
ターリーフシート24は、部品の応力要求に依存して、
異なる方向・\配向された繊維配向を件ない積み重ねら
れる。例えば、最大数のam+aj脂マトリックス−イ
ンターリーフシートを0°方向、すなわち最大張力又は
圧i16カが加えられる方向へ配向することかでき、そ
して残りの繊4+1(jl脂71リックスーインターリ
ー7シートは)〕0゛及び()°配向がらプラス、マイ
ナス45°で配向される。
、(、’l Q 5〜0.(月()インチの厚さに及
び、したかって例えば25〜50の繊1(脂マトリック
スーインターリーフシートを積重ねると、1/・1イン
チの厚さの部品かできる。繊維樹脂マトリックス−イン
ターリーフシート24は、部品の応力要求に依存して、
異なる方向・\配向された繊維配向を件ない積み重ねら
れる。例えば、最大数のam+aj脂マトリックス−イ
ンターリーフシートを0°方向、すなわち最大張力又は
圧i16カが加えられる方向へ配向することかでき、そ
して残りの繊4+1(jl脂71リックスーインターリ
ー7シートは)〕0゛及び()°配向がらプラス、マイ
ナス45°で配向される。
繊維樹脂マトリックス−インターリーフ樹脂シートの層
の相対厚さもまた重要である。好適にはインターリーフ
層は約f) 、0 (’、1 (1’フフィンチル+1
、0014インチの範囲であり、そして繊維樹脂マト
リックス層は約()、(月)フインチ〜(11、’ (
IN)+) 9インチの範囲である。
の相対厚さもまた重要である。好適にはインターリーフ
層は約f) 、0 (’、1 (1’フフィンチル+1
、0014インチの範囲であり、そして繊維樹脂マト
リックス層は約()、(月)フインチ〜(11、’ (
IN)+) 9インチの範囲である。
圧縮強度及び流れデータの他にも、ラミネートした繊維
樹脂マトリックス複合祠料の性能の指標は、lJi脂の
硬化試料を剪断力にかけ、加えられた力の関数として伸
び(インチで)を測ることにより1:)ることがでbる
。この試験からのデータはプロットすることができ、そ
れはりQ型面に、試料が破壊するところの伸び及び加え
られたカの点で終了する曲線を生ずる。この曲線が呟(
かj脂の剪断1丁)及び剪断応力をWl[することがで
き、そして応力/歪特性曲線がプロットできる。かがる
応力/歪曲線の例示は第5図に与えられる。試験手順は
参考によりここに組込まれている、りlトカ゛−(Kr
−icBer) J r、 、 R、B 、+ ”S
1iffness CI+aracLeristics
or 5LucLurel Adhesives F
or Sl、ressAnalysis i++ 1−
1os1.ilp Eu1ron+ncu1.、”アメ
リカン・シアナミド′社、B loomin8dalc
PIanL、 Harv−e de G racel
M I) (J !J ’79年571)にさらに詳し
く記載されている。
樹脂マトリックス複合祠料の性能の指標は、lJi脂の
硬化試料を剪断力にかけ、加えられた力の関数として伸
び(インチで)を測ることにより1:)ることがでbる
。この試験からのデータはプロットすることができ、そ
れはりQ型面に、試料が破壊するところの伸び及び加え
られたカの点で終了する曲線を生ずる。この曲線が呟(
かj脂の剪断1丁)及び剪断応力をWl[することがで
き、そして応力/歪特性曲線がプロットできる。かがる
応力/歪曲線の例示は第5図に与えられる。試験手順は
参考によりここに組込まれている、りlトカ゛−(Kr
−icBer) J r、 、 R、B 、+ ”S
1iffness CI+aracLeristics
or 5LucLurel Adhesives F
or Sl、ressAnalysis i++ 1−
1os1.ilp Eu1ron+ncu1.、”アメ
リカン・シアナミド′社、B loomin8dalc
PIanL、 Harv−e de G racel
M I) (J !J ’79年571)にさらに詳し
く記載されている。
繊維樹脂マトリックスとインターリーフ樹脂を本発明に
従い正しく合わせるとき、マトリックス(〃・j脂及び
インターリーフ樹脂に則する種々の温度での剪断応力/
歪曲線は前記の高い弾性率及び他の性質(降1)(、破
損歪、極限応力)を示す。
従い正しく合わせるとき、マトリックス(〃・j脂及び
インターリーフ樹脂に則する種々の温度での剪断応力/
歪曲線は前記の高い弾性率及び他の性質(降1)(、破
損歪、極限応力)を示す。
71リツクス+1脂/インターリーフ 1ji II)
?の一つの好適な天施態打は第5図に例示のために示さ
れている。どちらの樹脂も高い弾性率及び高い極限強度
を示し、そしてインターリーフ樹脂は、15%以−1−
の破損歪を伴って、マ) l)ックス131脂の隊限強
瓜よりわずかに下の高い歪を示1゜実施例2〜・・1及
び比較例 」二記のようにして製造したマトリックスtjt脂と2
つのバッチインターリーフ樹脂を耐剪断力性と伸び用に
試験した。力/伸び曲線から、剪断応力及び剪1i11
i歪データを31算した。応力/歪データーは、たとえ
あるにしても試料か加えられた剪断力の1増加」、昇当
り比較的大きな伸びを示し始める除限応ツバ破損)、“
屈曲点゛又は降伏点、及び初期弾性率(曲線の初期勾配
により示される)を含む、各樹脂のいくつかの重要な特
徴を示す。
?の一つの好適な天施態打は第5図に例示のために示さ
れている。どちらの樹脂も高い弾性率及び高い極限強度
を示し、そしてインターリーフ樹脂は、15%以−1−
の破損歪を伴って、マ) l)ックス131脂の隊限強
瓜よりわずかに下の高い歪を示1゜実施例2〜・・1及
び比較例 」二記のようにして製造したマトリックスtjt脂と2
つのバッチインターリーフ樹脂を耐剪断力性と伸び用に
試験した。力/伸び曲線から、剪断応力及び剪1i11
i歪データを31算した。応力/歪データーは、たとえ
あるにしても試料か加えられた剪断力の1増加」、昇当
り比較的大きな伸びを示し始める除限応ツバ破損)、“
屈曲点゛又は降伏点、及び初期弾性率(曲線の初期勾配
により示される)を含む、各樹脂のいくつかの重要な特
徴を示す。
これらの試料を、米国第J + 472 + 73 +
、1号(フリグスタツド)の実施例に従い製造されたマ
トリックス及びインターリーフ1列脂に対して比較した
。
、1号(フリグスタツド)の実施例に従い製造されたマ
トリックス及びインターリーフ1列脂に対して比較した
。
以下の結果が得られた。
以下の表では以下の略語を使用する
極限剪断強度(’lsI、し月−r
極限破損歪※、e(ul)
降1ノ(点で・の剪断強度(屈曲点)(psi );
](: N I’屈曲点でのj’jtl:JiiTh、
e(kn)初期弾性率(1+si)、G ※該歪は初期厚さで割った試料の良さ変化として計算さ
れるので、その測定値は単位がない。
](: N I’屈曲点でのj’jtl:JiiTh、
e(kn)初期弾性率(1+si)、G ※該歪は初期厚さで割った試料の良さ変化として計算さ
れるので、その測定値は単位がない。
\
マトリックス(用肚m心
11Lf 5274 4863 4589 5555
5694 5452e(ul) 、055 .03]
、05] 、08.26 .24KNf −−−−50
424794 e(Kn) −−−−,087,019G 128.9
00 232.900 12G、500 120,30
0 108,000 94,200υlf 9945
9]67 7222 72(io 4375 4750
e(ul) 、+5 .092 .18 .25 .5
1 .60KNf −−63056219352038
19e(Kn) −,069、O8,070,076G
144.000 178.600 138.900
130,800 81,700 94.200ULf
0520 6879 77G8 7671. 5164
5]7[1e(ul) 、045 .061 .39
.35 .43 .44KNT −64196219
38773823e(Kn) −,09] 、073
.053 .056F: 199,300 151,5
00 157.400 156.60(1150,70
0139,700前述の剪断試験データから、本発明の
マトリックス樹脂とインターリーフ樹脂の組合わせは高
強匹、高弾性率、高伸び系を提供する一方、フレグスタ
ツドの樹脂は低強度であり、有利には合わないというこ
とが結論できる。さらに特に、フリグスタソドマトリッ
クス樹脂は室温及び−67°Fでほとんど伸びを伴わな
い脆性樹脂であυ、200°[・′でに該マトリックス
樹脂は非常に低い弾性率、非常に低い強度、そして非常
に高い伸びを有する。
5694 5452e(ul) 、055 .03]
、05] 、08.26 .24KNf −−−−50
424794 e(Kn) −−−−,087,019G 128.9
00 232.900 12G、500 120,30
0 108,000 94,200υlf 9945
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1 .60KNf −−63056219352038
19e(Kn) −,069、O8,070,076G
144.000 178.600 138.900
130,800 81,700 94.200ULf
0520 6879 77G8 7671. 5164
5]7[1e(ul) 、045 .061 .39
.35 .43 .44KNT −64196219
38773823e(Kn) −,09] 、073
.053 .056F: 199,300 151,5
00 157.400 156.60(1150,70
0139,700前述の剪断試験データから、本発明の
マトリックス樹脂とインターリーフ樹脂の組合わせは高
強匹、高弾性率、高伸び系を提供する一方、フレグスタ
ツドの樹脂は低強度であり、有利には合わないというこ
とが結論できる。さらに特に、フリグスタソドマトリッ
クス樹脂は室温及び−67°Fでほとんど伸びを伴わな
い脆性樹脂であυ、200°[・′でに該マトリックス
樹脂は非常に低い弾性率、非常に低い強度、そして非常
に高い伸びを有する。
このような材料は高温での使用に不適である。インター
リーフ樹脂X及びX2はずべての温度で非常に低い弾性
率、及び低い剪断強度を示す。従って、それらの高い伸
びにも拘らず、それらは本発明に従うインターリーフ樹
脂として不適である、Yインターリーフ樹脂はXインタ
ーリーフ樹脂と非常に類似しており、同様に不適である
。Y2インターリーフ樹脂は室温で高い(145,00
0以上の)弾性率、高い強度及び20チ以上の破損歪を
有する。しかしながら、強度及び弾性率は両方とも20
0’Fで低いレベルに降下し、したがってここでの目的
にあまシ適さなくなる。
リーフ樹脂X及びX2はずべての温度で非常に低い弾性
率、及び低い剪断強度を示す。従って、それらの高い伸
びにも拘らず、それらは本発明に従うインターリーフ樹
脂として不適である、Yインターリーフ樹脂はXインタ
ーリーフ樹脂と非常に類似しており、同様に不適である
。Y2インターリーフ樹脂は室温で高い(145,00
0以上の)弾性率、高い強度及び20チ以上の破損歪を
有する。しかしながら、強度及び弾性率は両方とも20
0’Fで低いレベルに降下し、したがってここでの目的
にあまシ適さなくなる。
前述の耐剪断性用に試験した試料を、さらに流れ試験に
供した。樹脂試料を0.6ボンド/平方フイートで63
02ナイロン担体上に被汎させ、それを次いで孔質アル
マロン(Arma l 07+、 )間ニア 781ガ
ラスブリーダーでザンドイツチした。そのラミネートを
3opsi及び325°Fで20分プレス硬化させた。
供した。樹脂試料を0.6ボンド/平方フイートで63
02ナイロン担体上に被汎させ、それを次いで孔質アル
マロン(Arma l 07+、 )間ニア 781ガ
ラスブリーダーでザンドイツチした。そのラミネートを
3opsi及び325°Fで20分プレス硬化させた。
以下の結果が得られた。
原 料 流れ、チ
イン外−リーフ樹脂、バッチA 27.8%インターリ
ーフ樹脂、バッチ13 32.0 %マトリックス樹脂
(フリグスタツド)0.61%インターリーフ樹脂X
239チ インターリーフ樹脂X 2 1.35チインターリーフ
樹脂Y 6.21チ インクーリーフ樹脂Y 2 3.68918比較試料の
いくつかは通常の0.02ボンド/平方フィートで被覆
させるには粘稠すぎだため、すべての試料を0,06ボ
/ド/平方フイートコーテイングで試験し〆こ。使用す
る樹脂の量が多くなるほど樹脂流れの量が多くなり、本
発明のインターリーフ樹脂が通常の流れ数よシ高くなる
ことの理由となる。
ーフ樹脂、バッチ13 32.0 %マトリックス樹脂
(フリグスタツド)0.61%インターリーフ樹脂X
239チ インターリーフ樹脂X 2 1.35チインターリーフ
樹脂Y 6.21チ インクーリーフ樹脂Y 2 3.68918比較試料の
いくつかは通常の0.02ボンド/平方フィートで被覆
させるには粘稠すぎだため、すべての試料を0,06ボ
/ド/平方フイートコーテイングで試験し〆こ。使用す
る樹脂の量が多くなるほど樹脂流れの量が多くなり、本
発明のインターリーフ樹脂が通常の流れ数よシ高くなる
ことの理由となる。
流れデータはノリグスタソドからのすべての配合物が本
発明のインターリーフ()γ1脂よりもかなシIJ′り
い流れを有することを示す。これはほとんどの配合物中
の非常に高いエラストマ一台有量によるものであり得る
。
発明のインターリーフ()γ1脂よりもかなシIJ′り
い流れを有することを示す。これはほとんどの配合物中
の非常に高いエラストマ一台有量によるものであり得る
。
実施例6〜8
上で剪断試験したマ) IJラックス脂並びにインター
リーフ樹脂及びBを圧縮試験用に本発明に従い3つの複
合材料を製造するのに使用した。繊維樹脂マトリックス
−インターリーフ樹脂複合シートを以下に略述するよう
にして製造した:350下及び100psiで2時間オ
ートクレーブ硬化させ、6プライ、8プライ及び24プ
ライラミネートに配列し、次いで前記のようにU N
I −COHP、QUASI−COMP、及び(、’O
Mp−IMPACT試験を受けさせた。
リーフ樹脂及びBを圧縮試験用に本発明に従い3つの複
合材料を製造するのに使用した。繊維樹脂マトリックス
−インターリーフ樹脂複合シートを以下に略述するよう
にして製造した:350下及び100psiで2時間オ
ートクレーブ硬化させ、6プライ、8プライ及び24プ
ライラミネートに配列し、次いで前記のようにU N
I −COHP、QUASI−COMP、及び(、’O
Mp−IMPACT試験を受けさせた。
配合は以下の通りでめった。
j明の多くの変化が上記記載に照らして商業ヨずと示唆
でれるであろう。そしてすべての〕自明な変化は十分に
本発明の意図した範囲つる。例えば、他のフィラメント
、例えば炭桑化珪素、ホウ素、アラミド、ポリエステル
、−ミド及びレーヨン又は金属被覆した、例え″ケル及
び/又は銀被俊した、これらのフイ′ト及び繊維を、単
独で又は任意の組合せで、−ることかできる。
でれるであろう。そしてすべての〕自明な変化は十分に
本発明の意図した範囲つる。例えば、他のフィラメント
、例えば炭桑化珪素、ホウ素、アラミド、ポリエステル
、−ミド及びレーヨン又は金属被覆した、例え″ケル及
び/又は銀被俊した、これらのフイ′ト及び繊維を、単
独で又は任意の組合せで、−ることかできる。
・リツクス樹脂及びインターリーフ樹脂配合二、所望の
正確な性質及び意図した用途に依二、広く重量比を変え
ることができる。実施子適な実施態様を使用する場合の
例示として、;重量比は以下の通りである。
正確な性質及び意図した用途に依二、広く重量比を変え
ることができる。実施子適な実施態様を使用する場合の
例示として、;重量比は以下の通りである。
一う(4,4’)#−50−10075−85グリシジ
ノLジアニリン (11)テトラグリシドキンテ 0−59 1!5−2
5トラフエニルエタン ゾエート Qv)ヒユーム)’シリカ 0−12 5−フィンター
リーフ樹脂、部分A及び部分Bも同様に広い範囲で混合
することができるが、好適、及び最好虐には使用される
成分M量は以下の範囲であろう。
ノLジアニリン (11)テトラグリシドキンテ 0−59 1!5−2
5トラフエニルエタン ゾエート Qv)ヒユーム)’シリカ 0−12 5−フィンター
リーフ樹脂、部分A及び部分Bも同様に広い範囲で混合
することができるが、好適、及び最好虐には使用される
成分M量は以下の範囲であろう。
ロニトリル共重合体 6−18 1O−15(11)テ
トラブロモビスフェノ 0−130 55−75−ルA
のジグリシジルエ ーチル (iii)ビスフェノールAのジグO−13(+ 55
−75リシジルニーデル (1v)ビス7 エノーkA 1−6 1−3(v)ト
リフェニルホスフィン 0.05−0.25 0.05
−0.15(vDジアミノジンエニルスル 2−12
3−9ホン N−グリシジルメチ レンジアニリン (11)ジアミノジフェニル 10−30 10−20
スルホン (iii)ジシアンジアミド 2−12 5−10口ニ
トリル共重合体 (v)二酸化チタン 0.5−1.5 0.05−1.
5部分Bに対する部分Aの割合は、広く用いることがで
きるが、好適には75〜200重量部の部分Aが各々1
00重量部の部分13にある。すべてのかかる1萌な変
化tま十分に特許請求の範囲ジこよシM足した本発明の
意図した範囲内である。
トラブロモビスフェノ 0−130 55−75−ルA
のジグリシジルエ ーチル (iii)ビスフェノールAのジグO−13(+ 55
−75リシジルニーデル (1v)ビス7 エノーkA 1−6 1−3(v)ト
リフェニルホスフィン 0.05−0.25 0.05
−0.15(vDジアミノジンエニルスル 2−12
3−9ホン N−グリシジルメチ レンジアニリン (11)ジアミノジフェニル 10−30 10−20
スルホン (iii)ジシアンジアミド 2−12 5−10口ニ
トリル共重合体 (v)二酸化チタン 0.5−1.5 0.05−1.
5部分Bに対する部分Aの割合は、広く用いることがで
きるが、好適には75〜200重量部の部分Aが各々1
00重量部の部分13にある。すべてのかかる1萌な変
化tま十分に特許請求の範囲ジこよシM足した本発明の
意図した範囲内である。
お11図は、不発明の繊維樹脂マトリックス複合材料を
製造する方法の概要図である。 第2図は、本発明に従い繊維樹脂マトリックス」−へイ
ンターリーフ材料を提供する方法の概要図である。 1て13図は、主題発明のインターリーフしゾこ繊維樹
脂マトリックス複合材料の拡大した横]暫面図である。 第41?)は、分離した層1「11の望ましい架橋結合
を(クロスラインを誇張して)例示する、複合材料の積
み重ね部分でおる。 第5図は、繊維樹脂マトリックスの樹脂及びインターリ
ーフ樹脂の相対的剪断応力/歪曲線を例ボするグラフで
必る。 2・・・繊維、4,6・・・目板、8・・・圧力ローラ
ー、10・・・樹脂j(れ 12・・・アプリケーター
、14・・・支持体、16・・・レリースペーパー、1
8・・・繊維/、#J 脂マトリックス、20・・・圧
力ローラー、22・・・インターリース材料層、24・
・・繊維樹脂複合材料、26・・・アフリケータ−12
8・・・レリースペーパー、30・・・架橋した界面、
32・・・インターリーフ層 4’j訂出願人 アメリカン・サイアナミド・カン1曲
の、)1円(内容に変更なし) FIG、 7 FIG、5 @0 ε 手続補正書(方式) %式% l、事件の表示 乍j願昭59−160302 2、発明の名称 3補正をする渚 事件との関係 特許出願人 4代 理 人〒107
製造する方法の概要図である。 第2図は、本発明に従い繊維樹脂マトリックス」−へイ
ンターリーフ材料を提供する方法の概要図である。 1て13図は、主題発明のインターリーフしゾこ繊維樹
脂マトリックス複合材料の拡大した横]暫面図である。 第41?)は、分離した層1「11の望ましい架橋結合
を(クロスラインを誇張して)例示する、複合材料の積
み重ね部分でおる。 第5図は、繊維樹脂マトリックスの樹脂及びインターリ
ーフ樹脂の相対的剪断応力/歪曲線を例ボするグラフで
必る。 2・・・繊維、4,6・・・目板、8・・・圧力ローラ
ー、10・・・樹脂j(れ 12・・・アプリケーター
、14・・・支持体、16・・・レリースペーパー、1
8・・・繊維/、#J 脂マトリックス、20・・・圧
力ローラー、22・・・インターリース材料層、24・
・・繊維樹脂複合材料、26・・・アフリケータ−12
8・・・レリースペーパー、30・・・架橋した界面、
32・・・インターリーフ層 4’j訂出願人 アメリカン・サイアナミド・カン1曲
の、)1円(内容に変更なし) FIG、 7 FIG、5 @0 ε 手続補正書(方式) %式% l、事件の表示 乍j願昭59−160302 2、発明の名称 3補正をする渚 事件との関係 特許出願人 4代 理 人〒107
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(Δ)織帷樹脂マトリックス紺或物、(B)■ラス
トマー材料を含有し且つ該繊維樹脂及びインターリーフ
シート間の境界ぐ架橋した界面を作るために繊維樹脂マ
トリックス相成物と化学的に相容性のポリマー組成を有
する熱硬化性樹脂及び離散したエクストマ一層からでき
ているインターリーフシー1〜、を含有リーることから
成る強化インターリーフしたフィラメント樹脂マトリッ
クス複合材料。 2、インターリーフ用シー1への1ラストマー含吊が約
8バーセン1〜より多い特許請求の範囲第1項記載の強
化インターリーフしたフィラメント樹脂71−リックス
複合材料。 3、流れ(粘度)試験により測定するときにインターリ
ーフの粘度が14.6未渦のN数である特許請求の範囲
第1項記載の強化インターリーフしたフィラメント樹脂
71〜リックス複合材料。 4、流れ(粘度)試験により測定するとぎにインターリ
ーフの粘度が12未満のN数である特許請求の範囲第1
項記載の強化インターリーフしたフィラメント樹脂マト
リックス複合材料。 5、流れ(粘度)試験により測定すると粘度が7゜7未
渦のN数である特許請求の範囲第1項記載の強化インタ
ーリーフしたフィシメン1〜樹脂71−リックス複合材
料。 G、繊維樹脂71−リツクス組成物成分(A>が、(i
)強化用フィラメンi〜及び (11)該強化用フィラメン1−を中に埋込む熱硬化性
樹脂、 を含むことからなる特許請求の範囲第1項記載の強化イ
ンターリーフしたフィシメン樹脂マトリックス複合材料
材刺。 7、成分(ii)がエポキシ樹脂プレポリマーを含むこ
とからなる特許請求の範囲第6項記載の強化インターリ
ーフしたフィシメン1−樹脂71ヘリックス複合材料。 ″ 8、(△) (1)高強度の強化用フィラメント及び(
11)該フイラメン1−を被覆する熱硬化性エポキシ樹
脂組成物を含む繊維樹脂71〜リツクス層、並びに (B) (i )熱硬化性エポキシ樹脂組成物、これは
(ii) 8〜70重量%のゴム状ビニルイ」加重合体
を含有する、を含む離散したインターリーフ樹脂層、 を含んでおり、ここにおいて上記エポキシ樹脂組成物(
A> (ii)は高温で少なくとも90000psi又
Cよ高温湿潤条件下で少なくとも500001+siの
剪断弾性率を示し、そして上記インターリーフ樹脂(B
)は、高温で少なくとも50000psiの剪断弾性率
及び少なくとも3000psiの降伏強度、並びに−6
7′Fで少なくとも6%及び室温で少なくとも15%の
破損歪を示づ、インターリーフした繊維樹脂71−リツ
クス複合材料。 9、(A>’ (i )炭素繊維、黒鉛繊維、ニッケル
被覆したこれらの繊維、銀被覆したこれらの繊維、ニッ
ケル及び銀被覆したこれらのMu It、並びにこれら
の組合わせからなる群から選択される60〜70重量%
の高強度の強化用フイラメン1へ、及び(ii) (a
)ポリ1ボキシ化合物又は化合物類σ)組合U、 (L)該ポリエポキシ化合物の重合を触媒するのに有効
な硬化剤、及び (c)充填剤、 を含む30〜40重量%の、上記フイラメン1−を被覆
する熱硬化性エポキシ樹脂組成物、を含む、繊維樹脂7
1〜リツクス、並びに(B) (i ) (a >共役
ジエン1ラストマー(b)ポリエポキシ化合物又はポリ
エポキシ化合物類の組合せ、及び (C)該ポリ1ボキシ化合物の重合を触媒するのに有効
な硬化剤、 を含む40〜70重量%の予備反応物を、(ii) (
a )ポリエポキシ化合物又はポリエポキシ化合物類の
組合せ、ここにおいて、該ポリ−エポキシ化合物又は組
合iL (B) (ii)(a )は、予備反応成分(
B) (+ > (b )のそれと同じ化合物又は組合
[’Cはない、(I))該ポリエポキシ化合物の重合を
触媒するのに有効な硬化剤、及び (C)共役ジエンエラストマー を含む60〜30fflfft%の熱硬化性エポキシ樹
脂組成物、 と混合し°C含む離散したインターリーフ樹脂層、を含
/υeおり、ここにおいて上記エポキシ樹脂組成物(Δ
)(ii)は湿潤条件下高fA T”少なくとも500
0011siの剪断弾性率を示し、そし−C上記インタ
ーリーフ樹脂(B)は、高温で少なくとも50000p
siの剪断弾性率及び少なくとも300011Siの降
伏強度、並びに−67″Fで少なくとも6%、室温で少
なくとも15%及び高温で少なくとも25%の破損歪を
示す、インターリーフした繊維樹脂71−リックス複合
材料。 10、(A> (i )炭素繊維、黒鉛1維、ニッケル
被覆したこれらのm維、銀被覆したこれらの繊維、ニッ
ケル及び銀被覆したこれらの繊維、及びこれらの組合ゼ
からなる群から選択される60〜70重量%の高強度の
強化用フィラメント、及び(it) (a > 50〜
100重量部のテ1〜う(4,41N−グリシジルメチ
レンジアニリン、 (b)0〜50重量部のテ1−ラグリシドキシデ1へラ
フニーニル”エタン、 (C)28〜60重量部のi〜リメチレングリコールジ
ーパラーアミノベンゾi−1〜、(d)0〜12重量部
のヒユームドシリカ、及び (e)0.1〜2.5重量部の、トルエンジイソシアネ
−1〜とジメチルアミンとの反応生酸物、 を含む、30〜40重量部の、上記フィラメン1〜を被
覆する熱硬化性エポキシ樹脂組成物、並びに(B) (
i ) (a ) 6〜18重量部のアルボキシル官能
性ブタジェン−アクリU二l・リル共重合体、 (1))O〜130重間部のデ1〜ラブロモビスフェノ
ールAのジグリシジルニーデル、(Co0〜130重量
部のじスフ1ノールΔのジグリシジルニーデル、 (d)1〜6重間部のビスフェノール△、(e )0.
05〜0.25ffiLfi部の1〜リフエニル小スフ
イン、及び (f)2〜′12重最部のジアミノジフェニルスルホン
を含む40〜60爪m%の予備反応物を、 (it> (a ) 25〜60i但部のテ1−ラ(4
゜4′)N−グリシジルメチレンジアニリン、(1+)
10〜301’iM部のジアミノジフェニルスルホン、 (C)2〜12重用部のジシアンジアミン、(d)6〜
18重用部のカルボキシル官能性シタジエン−アクリロ
ニトリル共重合体、及び (e)0.5〜1.5重量部の二酸化チタン、を含む4
0〜60重用%のだi硬化性エポキシ樹脂組成物、 と混合して含む離散したインターリーフ樹脂層、を含む
インターリーフした繊維樹脂71へリックス複合材料。 11、(Δ)(i)60〜70重用%の高強度の強化用
フィラメント及び(ii)30〜40重用%の、該フィ
ラメントを被覆する熱硬化性1ボキシ樹脂組成物を含む
繊維樹脂71〜リツクス層、並びに(B) (i )熱
硬化性エポキシ樹脂組成物、これは(ii)8〜70重
量%のゴム状ビニルイ」加重合体を含有ジる、を含むa
t敗したインターリーフ樹脂層、 を含/Vており、ここにおいて200 ’Fで剪断力を
与えた上記熱硬化性エポキシ樹脂組成物(A>(11)
は少なくとも5000psiの極限応力を有し、そして
200Fで剪断力を与えた上記インターリーフ樹脂(B
)は、少なくとも400.Opsiの降伏応力、少なく
とも50001)Siの極限応力及び少なくとも’l
5%の破損歪を右し、そしてエポキシ樹脂組成物(△2
+1>の剪断弾性率は少なくとも100000psiで
あり降伏点未満のインターリ−)樹脂(8)の剪断弾性
率は少なくとも’I O000011S+である、 インターリーフした#I帷樹脂71〜リックス複合材利
。 12、(A) (i )高強度の強化用フィラメン1へ
及び(11)該フィラメントを被覆する熱硬化性エポキ
シ樹脂組成物を含むp&帷樹脂マI−リックス層、!1
(1,びに (B) (+ >熱硬化性エポキシ樹脂組成物、これは
(ii)70重攬%までのゴム状ビニル付加重合体を含
有する、を含む離散したインターリーフ樹脂層、 を含んでおり、ここにおいて該熱硬化性エポキシ樹脂組
成物(A> (it>及び該インターリーフ樹脂(B)
の剪断応力及び剪断歪性は実質的に第5図に表わされる
、 インターリーフした繊維樹脂マトリックス複合材料。 13、インターリーフしたフィラメント樹脂マトリック
スの製造において、 (iHi帷樹耐樹脂マトリックス組成物くり、(ii)
該繊維樹脂マトリックスの表面にインターリーフ架橋さ
れる樹脂界面層をつくり、そし“C(iii )該界@
層に閘接するエクストマー含有ポリマーの離散したイン
ターリーフ層をつくる、ことを含む方法。 14、インターリーフ材料の粘度が、流れ(粘度)試験
により測定すると12又はそれ゛以上のN数である特許
請求の範囲第13項記載の方法。 15、インターリーフ材わ1が、流れ(粘度〉試験によ
り測定すると7.7又はそれ以下のN数の粘度である、
特許請求の範囲第13項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US51887183A | 1983-08-01 | 1983-08-01 | |
US518871 | 1983-08-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6063229A true JPS6063229A (ja) | 1985-04-11 |
JPH0428013B2 JPH0428013B2 (ja) | 1992-05-13 |
Family
ID=24065844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59160302A Granted JPS6063229A (ja) | 1983-08-01 | 1984-08-01 | 改良した圧縮特性を有するインタ−リ−フした樹脂マトリツクス複合材料 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0133280A3 (ja) |
JP (1) | JPS6063229A (ja) |
KR (1) | KR910008845B1 (ja) |
AR (1) | AR244744A1 (ja) |
AU (1) | AU578620B2 (ja) |
BR (1) | BR8403822A (ja) |
CA (1) | CA1254822A (ja) |
ES (1) | ES8506057A1 (ja) |
IL (1) | IL72599A (ja) |
MX (1) | MX167976B (ja) |
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---|---|---|---|---|
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WO2009008312A1 (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-15 | Gsi Creos Corporation | 複合材料 |
US7883766B2 (en) | 2005-07-13 | 2011-02-08 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Prepreg |
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DE3621318A1 (de) * | 1986-06-26 | 1988-01-07 | Krupp Gmbh | Daempfungsschicht |
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EP3135718A1 (en) | 2010-12-22 | 2017-03-01 | Cytec Technology Corp. | Epoxy resin system containing insoluble and partially soluble or swellable toughening particles for use in prepreg and structural component applications |
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1984
- 1984-07-24 EP EP84108756A patent/EP0133280A3/en not_active Withdrawn
- 1984-07-30 CA CA000460010A patent/CA1254822A/en not_active Expired
- 1984-07-31 AU AU31331/84A patent/AU578620B2/en not_active Expired
- 1984-07-31 BR BR8403822A patent/BR8403822A/pt not_active IP Right Cessation
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- 1984-07-31 ES ES534774A patent/ES8506057A1/es not_active Expired
- 1984-08-01 JP JP59160302A patent/JPS6063229A/ja active Granted
- 1984-08-01 KR KR1019840004576A patent/KR910008845B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1984-08-01 AR AR84297430A patent/AR244744A1/es active
- 1984-08-06 IL IL72599A patent/IL72599A/xx not_active IP Right Cessation
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IL72599A0 (en) | 1984-11-30 |
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ES8506057A1 (es) | 1985-07-01 |
JPH0428013B2 (ja) | 1992-05-13 |
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AR244744A1 (es) | 1993-11-30 |
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