JPS62135565A - 複合材料 - Google Patents
複合材料Info
- Publication number
- JPS62135565A JPS62135565A JP27744785A JP27744785A JPS62135565A JP S62135565 A JPS62135565 A JP S62135565A JP 27744785 A JP27744785 A JP 27744785A JP 27744785 A JP27744785 A JP 27744785A JP S62135565 A JPS62135565 A JP S62135565A
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- Japan
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- fiber
- fibers
- resin
- composite material
- film
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- Pending
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は繊維強化複合材料に関するものである。
〈従来の技術〉
繊維強化複合材料はガラス繊維強化複合材料を初めとし
て、軽量化、高強度の点から家電、建設、運輸、レジャ
ー、食品、通信等数多くの分野で用いられている。強化
用の繊維としてはガラス繊維以外に、炭素繊維も使われ
ているが、最近、高強度、低密度のアラミド０維、液晶
ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維等が相次いで発表
され、複合材料への利用が期待されている。
て、軽量化、高強度の点から家電、建設、運輸、レジャ
ー、食品、通信等数多くの分野で用いられている。強化
用の繊維としてはガラス繊維以外に、炭素繊維も使われ
ているが、最近、高強度、低密度のアラミド０維、液晶
ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維等が相次いで発表
され、複合材料への利用が期待されている。
〈解決しようとする問題点〉
しかしながら、熱硬化性樹脂を母材として用いた場合、
特に顕著であるが、プリプレグやこれを成形した複合材
料成形品において、ボイドや欠陥部が生じ応力集中によ
る物性低下が生ずることがあった。
特に顕著であるが、プリプレグやこれを成形した複合材
料成形品において、ボイドや欠陥部が生じ応力集中によ
る物性低下が生ずることがあった。
〈本発明の目的〉
本発明の目的は、軽爪、高強度でボイドや欠陥部の少い
繊維強化複合材料を提供することにある。
繊維強化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〉
本発明の目的は、強度２０９／ｄ以上の有機繊維と、合
成樹脂フィルム、すなわち熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹
脂のフィルムから製造することにより達成できる。
成樹脂フィルム、すなわち熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹
脂のフィルムから製造することにより達成できる。
すなわち、本発明は強度２０！／ｄ以上の有機繊維と合
成樹脂フィルムから製造したことを特徴とする繊維強化
複合材料に関するものである。
成樹脂フィルムから製造したことを特徴とする繊維強化
複合材料に関するものである。
強度２０ｆｔ’／ｄ以との有機繊維としてはパラーアラ
ミド繊維、液晶性のポリエステル繊維、ポリアゾメチン
繊維、ポリイミド繊維、ポリベンゾチアゾール繊維、ポ
リベンゾオキサゾール繊維、高分子量ポリエチレン繊維
、高分子量ポリビニルアルコール繊維、高分子量ポリア
クリロニトリル繊維をあげることができる。
ミド繊維、液晶性のポリエステル繊維、ポリアゾメチン
繊維、ポリイミド繊維、ポリベンゾチアゾール繊維、ポ
リベンゾオキサゾール繊維、高分子量ポリエチレン繊維
、高分子量ポリビニルアルコール繊維、高分子量ポリア
クリロニトリル繊維をあげることができる。
パラ−アラミド繊維としては、ポリ（ｐ−フェニレンテ
レフタルアミド）や、これと８，４′−ジアミノジフェ
ニルエーテル等の共重合アラミドを溶液紡糸したものが
ある。
レフタルアミド）や、これと８，４′−ジアミノジフェ
ニルエーテル等の共重合アラミドを溶液紡糸したものが
ある。
液晶性のポリエステル繊維としてはｐ−ヒドロキシ安息
香酸や２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸のコ
ポリエステルや、核置換ヒドロキノンとテレフタル酸か
らのポリエステルフェニレンジアミンと４−アセトアセ
トフェノンとのポリマーを溶融紡糸したものがある。
香酸や２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸のコ
ポリエステルや、核置換ヒドロキノンとテレフタル酸か
らのポリエステルフェニレンジアミンと４−アセトアセ
トフェノンとのポリマーを溶融紡糸したものがある。
ポリイミド繊維としては０−トルイジンとベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸無水物、ピロメリット酸無水物とか
ら得られるものを溶液紡糸あるいは、さらに熱閉環しｔ
ニー ’ＩＡ維がある。
ンテトラカルボン酸無水物、ピロメリット酸無水物とか
ら得られるものを溶液紡糸あるいは、さらに熱閉環しｔ
ニー ’ＩＡ維がある。
ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリ高倍率延伸
を施した繊維をあげることができる。
を施した繊維をあげることができる。
こわらの有機：ａ維の密度は０．９〜１．６ｆ／ｄであ
り、無機のガラス繊維、炭素繊維、金属繊維に比べ、密
度が小さく、強度が２０９７６以上であるため、軽量、
高強度複合材料用の強化繊維として好ましい。
り、無機のガラス繊維、炭素繊維、金属繊維に比べ、密
度が小さく、強度が２０９７６以上であるため、軽量、
高強度複合材料用の強化繊維として好ましい。
母材となる熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル、フェノール樹脂をあげることができるが
、本発明においては後述の方法により、フィルム状とじ
うるちのが使用される。
ポリエステル、フェノール樹脂をあげることができるが
、本発明においては後述の方法により、フィルム状とじ
うるちのが使用される。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリスチレン、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ
アミド、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテ
ルケトン、ポリスルホン、ポリイミド等をあげることが
できる。
、ポリスチレン、ポリアルキレンテレフタレート、ポリ
アミド、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリエーテ
ルケトン、ポリスルホン、ポリイミド等をあげることが
できる。
そして繊維と組合せるにあたっては樹脂の溶融、硬化温
度が上に述べた繊維の品質を分解反応等により低下させ
ないよう選択される。
度が上に述べた繊維の品質を分解反応等により低下させ
ないよう選択される。
合成樹脂フィルムとするためこれらの樹脂をフィルム状
とするには、熱可塑性樹脂の場合、溶＠、 、ｔｌ’ｆ
ｌ出し成形によるフィルム化が最も好ましい。場合によ
り、溶媒により、溶液として、流延加工によるフィルム
化も採用できるが、溶媒を乾燥により十分除去したフィ
ルムを用いることが好ましい。
とするには、熱可塑性樹脂の場合、溶＠、 、ｔｌ’ｆ
ｌ出し成形によるフィルム化が最も好ましい。場合によ
り、溶媒により、溶液として、流延加工によるフィルム
化も採用できるが、溶媒を乾燥により十分除去したフィ
ルムを用いることが好ましい。
熱硬化性樹脂の場合、原料を硬化の１３こらない範囲で
溶融させ、溶融押出し成形し・てフィル１や、。１、ヨ
。い、５％、、６５、！ｌ Ｇｎ ｌ；！、□に原料を
溶かし、流延法でフィルム化するとい。後者では、溶媒
の十分な乾燥除去がら要ある。
溶融させ、溶融押出し成形し・てフィル１や、。１、ヨ
。い、５％、、６５、！ｌ Ｇｎ ｌ；！、□に原料を
溶かし、流延法でフィルム化するとい。後者では、溶媒
の十分な乾燥除去がら要ある。
得られた合成樹脂フィルムと２０９／ｄ以上の度をもつ
有機繊維の繊維束、織物、不織布、を交互に層状に、静
！又は連続走行させて並べ、加熱密着させ、溶融冷却又
は加熱半硬化によりシート状プリプレグを作ることがで
きる。
有機繊維の繊維束、織物、不織布、を交互に層状に、静
！又は連続走行させて並べ、加熱密着させ、溶融冷却又
は加熱半硬化によりシート状プリプレグを作ることがで
きる。
このプリプレグを用い、繊維強化複合材料ｇＦ蓼とする
ことができる。
ことができる。
合成樹脂フィルムと繊維を静置で積層していくには、熱
プレスが好ましい。連続走行の場合、合成樹脂フィルム
も連続しているものを用い、繊維側も連続しているもの
を用い、積層しつつ、加熱ロール、加熱パー等で加熱圧
縮しながら走行させてやることができる。
プレスが好ましい。連続走行の場合、合成樹脂フィルム
も連続しているものを用い、繊維側も連続しているもの
を用い、積層しつつ、加熱ロール、加熱パー等で加熱圧
縮しながら走行させてやることができる。
なお、繊維側には、バインダー、表面処理剤ごとができ
る。繊維は、多槌のものを組合せて使用することができ
る。
る。繊維は、多槌のものを組合せて使用することができ
る。
〈発明の効果〉
本発明に基づいて作られたプリプレグや、これを用いた
繊維強化複合材料は、溶剤や、混合不十分による未反応
物、ボイド、欠陥部による物性低下が少く、軽量、高強
度である。
繊維強化複合材料は、溶剤や、混合不十分による未反応
物、ボイド、欠陥部による物性低下が少く、軽量、高強
度である。
〈実施例〉
実施例１
デュポン社のアラミド繊維Ｋｅｖｌａｒ■４９の１００
０フィラメント品を用い、ポリエーテルエーテルケトン
樹脂との複合材料を製造した。この繊維は強度２３．Ｏ
Ｎ／ｄである。
０フィラメント品を用い、ポリエーテルエーテルケトン
樹脂との複合材料を製造した。この繊維は強度２３．Ｏ
Ｎ／ｄである。
ボビンに巻いたアラミド繊維を連続的にＩＣＩ社のポリ
エーテルスルホン樹脂Ｖｉｃｔｒｅｘ■４１００Ｐの１
．１．２−）リクロルエタン５％溶液中を通過させ、径
８０ｃ！１１のマンドレルに少しずつずらし、すき間の
ないシートになるよう、巻きつけた。乾燥して、繊維束
をマンドレルから切離し、一方向に引そろえたシートと
した。
エーテルスルホン樹脂Ｖｉｃｔｒｅｘ■４１００Ｐの１
．１．２−）リクロルエタン５％溶液中を通過させ、径
８０ｃ！１１のマンドレルに少しずつずらし、すき間の
ないシートになるよう、巻きつけた。乾燥して、繊維束
をマンドレルから切離し、一方向に引そろえたシートと
した。
このシートから、１０α×１ＯＣ１ｎの小片を多数切り
とり、ＩＣ１社のポリエーテルエーテルケトンＶｉｃｔ
ｒｅｘ■１５０Ｇ のフィルムと交互に、繊維方向は一
方向にそろえ、繊維シート１６枚、フィルム１７枚積層
した。
とり、ＩＣ１社のポリエーテルエーテルケトンＶｉｃｔ
ｒｅｘ■１５０Ｇ のフィルムと交互に、繊維方向は一
方向にそろえ、繊維シート１６枚、フィルム１７枚積層
した。
（なお、このポリエーテルエーテルケトンのフィルムは
、３０φ押出機を用い、８９０°ＣでＴ−ダイから押出
し、冷却ドラムに巻とった厚さ８５μｍのフィルムであ
る。） 積層物を３６０°Ｃで５０ｋＬｉ／ｄで５分、１００ｋ
ｔｉ／ｄで１０分圧縮成形したところ、厚さ２．２酊の
一方向ブリプレグが得られた。
、３０φ押出機を用い、８９０°ＣでＴ−ダイから押出
し、冷却ドラムに巻とった厚さ８５μｍのフィルムであ
る。） 積層物を３６０°Ｃで５０ｋＬｉ／ｄで５分、１００ｋ
ｔｉ／ｄで１０分圧縮成形したところ、厚さ２．２酊の
一方向ブリプレグが得られた。
繊維の体積分率は計算上５２％で、成形品の層間剪断強
度は５．４ ｋｑ／ｍであった。
度は５．４ ｋｑ／ｍであった。
実施例２
実施例１のアラミド繊維を一方向に引そろえたシートを
用い、エポキシ樹脂との複合材料を形成した。
用い、エポキシ樹脂との複合材料を形成した。
エポキシ樹脂のフィルムは以下のようにして作った。住
友化学工業製のエポキシ樹脂、スミエポキシ■ＥＬＭ４
３４を７０重量部とＥＳＭ−１４０２を８０’ｉ量部と
硬化剤のジアミノジフェニルスルホ２４０重量部及び２
０部のメチルエチルケトン（溶剤）を混合、５０°Ｃと
し、２０φ押出機からＴダイにより押出し、乾燥してフ
ィルムとした。
友化学工業製のエポキシ樹脂、スミエポキシ■ＥＬＭ４
３４を７０重量部とＥＳＭ−１４０２を８０’ｉ量部と
硬化剤のジアミノジフェニルスルホ２４０重量部及び２
０部のメチルエチルケトン（溶剤）を混合、５０°Ｃと
し、２０φ押出機からＴダイにより押出し、乾燥してフ
ィルムとした。
このフィルムとａ 維シートを各々１７枚、１６枚を交
互に、繊維方向を同じ（して、積層し、１３０°Ｃで予
備加熱し１８０°Ｃ１５０＃／ｄで１０分プレスした〇 厚さ２． Ｏｔａｒｓの一方向ｕＡ維強化成形品が得ら
れ、繊維体積分率は５５％であった。２００°Ｃで後硬
化した成形品の眉間剪断強度は６．０にり／−であった
。
互に、繊維方向を同じ（して、積層し、１３０°Ｃで予
備加熱し１８０°Ｃ１５０＃／ｄで１０分プレスした〇 厚さ２． Ｏｔａｒｓの一方向ｕＡ維強化成形品が得ら
れ、繊維体積分率は５５％であった。２００°Ｃで後硬
化した成形品の眉間剪断強度は６．０にり／−であった
。
成形品の顕微鏡観察ではボイドは認められなかった。
比較例１
実施例２のエポキシ樹脂フィルムを使用せず、エポキシ
樹脂の）、イルム化に用いた溶液系（但し、メチルエチ
ルケトン８０重量部使用）を、１６枚の繊維シートに５
０°Ｃで含浸し実施例２と同条件で乾燥後、繊維方向を
同じくして積層し、１８０°Ｃで１０分プレスして成形
品とした。
樹脂の）、イルム化に用いた溶液系（但し、メチルエチ
ルケトン８０重量部使用）を、１６枚の繊維シートに５
０°Ｃで含浸し実施例２と同条件で乾燥後、繊維方向を
同じくして積層し、１８０°Ｃで１０分プレスして成形
品とした。
２００°Ｃで後硬化させた成形品には、ボイドが認めら
れ、繊維体積分率５．４％での層間剪断強度は４．８
ｋｑ／−であった。
れ、繊維体積分率５．４％での層間剪断強度は４．８
ｋｑ／−であった。
実施例８
特開昭５８−１９１２１９号公報の実施例１と同じ液晶
性ポリエステルを用い、８７０℃で溶融紡糸した。８２
０°Ｃで熱処理したところ２．４８ｆ’ニール、６００
フイラメント、強度２８．８ｆ／ｄ、伸度２．７％、弾
性率１０８０ｆ／ｄの繊維が得られた。
性ポリエステルを用い、８７０℃で溶融紡糸した。８２
０°Ｃで熱処理したところ２．４８ｆ’ニール、６００
フイラメント、強度２８．８ｆ／ｄ、伸度２．７％、弾
性率１０８０ｆ／ｄの繊維が得られた。
この繊維のボビン２０本を、ボビンが回転し、繊維が自
由にくり出せるよう支柱に固定し、これらのボビンから
出た繊維がすき間なく、平行にシート状に並ぶようにし
た。（以下繊維シートと呼ぶ。） 一方、ポリエチレンテレフタレートの６０μｍ厚さのフ
ィルムを２つ用意し、繊維シートの上側と下側から、繊
維シートと平行に同方向に同じ速度で走行させ、ロール
で、サンドウィッチ状とし、この後８００℃に加熱した
２本のロールを用い、加圧した。（なお、ロール前の１
０個の所に上下、赤外線ヒーターをとりつけ、フィルム
と繊維シートを予備加熱しておいた。）走行速度２０α
／秒で、一方向プリプレグを作ることができた。
由にくり出せるよう支柱に固定し、これらのボビンから
出た繊維がすき間なく、平行にシート状に並ぶようにし
た。（以下繊維シートと呼ぶ。） 一方、ポリエチレンテレフタレートの６０μｍ厚さのフ
ィルムを２つ用意し、繊維シートの上側と下側から、繊
維シートと平行に同方向に同じ速度で走行させ、ロール
で、サンドウィッチ状とし、この後８００℃に加熱した
２本のロールを用い、加圧した。（なお、ロール前の１
０個の所に上下、赤外線ヒーターをとりつけ、フィルム
と繊維シートを予備加熱しておいた。）走行速度２０α
／秒で、一方向プリプレグを作ることができた。
このプリプレグを一方向に積層し８ｏｏ″Ｃで加熱圧縮
し、成形品を作り、引張り強さを求めたところ１ｏ ８
ｋｑ／−であった。
し、成形品を作り、引張り強さを求めたところ１ｏ ８
ｋｑ／−であった。
実施例４
数平均分子量２３０万の低圧法ポリエチレンの３％デカ
リン溶液を作り、１４０°Ｃで、空気中へ紡出させ、糸
を水中に引きこみ、溶剤３８％を含むポリエチレン繊維
を得た。この繊維を１００″Ｃから１８０°Ｃまで５°
Ｃ毎に緊張をかけつつ２７倍まで延伸し８．９デニール
、８００フイラメント、強度２１．７ｆ／ｄのポリエチ
レン繊維を得た。
リン溶液を作り、１４０°Ｃで、空気中へ紡出させ、糸
を水中に引きこみ、溶剤３８％を含むポリエチレン繊維
を得た。この繊維を１００″Ｃから１８０°Ｃまで５°
Ｃ毎に緊張をかけつつ２７倍まで延伸し８．９デニール
、８００フイラメント、強度２１．７ｆ／ｄのポリエチ
レン繊維を得た。
このポリエチレン繊維を６（１１径の内部にスチーム加
熱装置のあるマンドレルにすき間のないようにずらしな
がら巻き取った。このマンドレルの上には住友化学工業
製ポリエチレン、スミカセン■Ｇ８０／（ＭＩ ２０
）から作った厚さ６２關のポリエチレンフィルムラ巻き
つけておいた。
熱装置のあるマンドレルにすき間のないようにずらしな
がら巻き取った。このマンドレルの上には住友化学工業
製ポリエチレン、スミカセン■Ｇ８０／（ＭＩ ２０
）から作った厚さ６２關のポリエチレンフィルムラ巻き
つけておいた。
繊維を巻きつけた後、同じポリエチレンフィルムを繊維
上にさらに巻きつけ、端を熱シールし、外部からは赤外
ヒーター、内部からはスチームにより１２５°Ｃに加熱
した。
上にさらに巻きつけ、端を熱シールし、外部からは赤外
ヒーター、内部からはスチームにより１２５°Ｃに加熱
した。
５分後、このプリプレグを切り取り、一方向のまま、積
層し、１２５°Ｃで１００ ｋＱ／ｄ加熱圧縮した。
層し、１２５°Ｃで１００ ｋＱ／ｄ加熱圧縮した。
この成形品はボイドはなく、繊維の体積分率は４３％で
あった。この成形品の繊維方向の引張り強さは７２に９
／−であった。
あった。この成形品の繊維方向の引張り強さは７２に９
／−であった。
゛・、
＼、
＼２、
＼゛、
〜
Claims (1)
- 強度２０ｇ／ｄ以上の有機繊維と合成樹脂フィルムから
製造したことを特徴とする繊維強化複合材料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27744785A JPS62135565A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27744785A JPS62135565A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62135565A true JPS62135565A (ja) | 1987-06-18 |
Family
ID=17583700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27744785A Pending JPS62135565A (ja) | 1985-12-09 | 1985-12-09 | 複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62135565A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0393016A2 (de) * | 1989-04-13 | 1990-10-17 | Lenzing Aktiengesellschaft | Schwer entflammbare, hochtemperaturbeständige Formkörper auf Basis von Polyimiden |
| JP2007161907A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Kuraray Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂 |
| JP2007246733A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Kuraray Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂 |
-
1985
- 1985-12-09 JP JP27744785A patent/JPS62135565A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0393016A2 (de) * | 1989-04-13 | 1990-10-17 | Lenzing Aktiengesellschaft | Schwer entflammbare, hochtemperaturbeständige Formkörper auf Basis von Polyimiden |
| JP2007161907A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Kuraray Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂 |
| JP2007246733A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Kuraray Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂 |
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