JPWO2018226288A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、一態様において、成形化合物を製造するための方法であり、
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物をベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、硬化性樹脂組成物でベッドを含浸し、硬化性樹脂組成物を少なくとも40℃の温度に加熱し、ベッドおよび加熱された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、含浸されたマルチフィラメントベッドを40℃未満に冷却するステップであって、硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、エポキシ樹脂と硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
i)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)含浸されたマルチフィラメントベッドを、硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントのストリップに切断するステップであって、該ストリップが、(i)フィラメントの整列方向に平行な最長寸法であって、25~100mmである、該最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ステップと、
D)該ストリップを堆積させて、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積重量を有するマットを形成するステップであって、該ストリップが、マットの平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)マットを少なくとも40℃の高温に加熱し、マットを圧縮して、該ストリップを一緒に融着させて、面内でランダムに配向される20~80重量%のフィラメントと、それに対応して80~20重量%の硬化性樹脂組成物と、を有する、成形化合物を形成し、成形化合物を40℃未満に冷却するステップであって、硬化性樹脂組成物が、ステップE)が実施された後に熱軟化性のままである、ステップと、を含む。
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物をベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、硬化性樹脂組成物でベッドを含浸し、硬化性樹脂組成物を少なくとも40℃の温度に加熱し、ベッドおよび加熱された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、含浸されたマルチフィラメントベッドを40℃未満に冷却するステップであって、硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、エポキシ樹脂と硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
i)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)含浸されたマルチフィラメントベッドを、硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントのストリップに切断するステップであって、該ストリップが、(i)フィラメントの整列方向に平行な最長寸法であって、25~100mmである、該最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ステップと、
D)該ストリップを堆積させて、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積重量を有するマットを形成するステップであって、該ストリップが、マットの平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)マットを少なくとも40℃の高温に加熱し、マットを圧縮して、該ストリップを一緒に融着させて、面内でランダムに配向される20~80重量%のフィラメントと、それに対応して80~20重量%の硬化性樹脂組成物と、を有する、成形化合物を形成し、成形化合物を40℃未満に冷却するステップであって、硬化性樹脂組成物が、ステップE)が実施された後に熱軟化性のままである、ステップと、を含む。
本発明は、また、硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントの融着されたストリップのマットを含む成形化合物であり、融着前の該ストリップが、マルチフィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、最長寸法と、16~150の長さの幅に対する比と、50~1000の長さの厚さに対する比と、を有し、前記ストリップが、20~80重量%の前記フィラメントと、それに対応して80~20重量%の硬化性樹脂組成物と、を含有し、成形化合物が、0.02~0.5g/cm3のかさ密度を有し、ストリップが、面内でランダムに配向され、マットが、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積密度を有し、さらに硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、エポキシ樹脂と硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計で測定される際、0~40℃ガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する。
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、エポキシ樹脂と硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計で測定される際、0~40℃ガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する。
ストリップの長さの幅に対する比は、少なくとも16、好ましくは少なくとも20または少なくとも24であり、最大150、好ましくは最大75、最大60、最大50または最大40である。24~40の長さの幅に対する比を有するストリップは、本明細書中に記載されるように成形化合物に形成され硬化されると高強度特性の優れた組み合わせを提供する一方で、以下に記載されるように非常に良好な流動特性も示すことが見出された。絶対的に言えば、ストリップ(長さに垂直な最長寸法)は、例えば4mmまでの幅を有する。幅は、例えば、少なくとも0.75mm、少なくとも1mmまたは少なくとも1.25mmであってもよく、最大3mm、最大2.5mm、最大2mmまたは最大1.75mmであってもよい。
ストリップの長さの厚さに対する比(最小寸法)は50~1000である。この比は、少なくとも70または少なくとも100であってもよく、例えば最大700、最大400または最大250であってもよい。ストリップの厚さは、少なくとも0.1mm、少なくとも0.125mm、または少なくとも0.15mmであってもよく、最大0.5mm、最大0.45mm、最大0.4mm、または最大0.35mmであってもよい。
%被覆率が80%以下の実施形態では、成形化合物を作製するために使用されるストリップは、24~40の長さの幅に対する比であることが望ましい。これらの比率は、成形時に強度と流動性の優れた組み合わせを提供するためである。したがって、そのような場合、%被覆率が、例えば、50~80%または60~80%であっても、非常に高い引張強度と弾性率を得ることができる。
追加のストリップは、上記の長さから90°の配向の長さに切断される。ストリップの引張弾性率は、すべての場合で上記の値の5%以内であり、成形された複合材の物理的特性が非常に等方性であることを示している。
(態様)
(態様1)
成形化合物を製造するための方法であって、
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、前記ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物を前記ベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、前記硬化性樹脂組成物で前記ベッドを含浸し、前記硬化性樹脂組成物を少なくとも40℃の温度に加熱し、前記ベッドおよび前記加熱された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、前記含浸されたマルチフィラメントベッドを40℃未満に冷却するステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)前記含浸されたマルチフィラメントベッドを、硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントのストリップに切断するステップであって、前記ストリップが、(i)前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ステップと、
D)前記ストリップを堆積させて、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積重量を有するマットを形成するステップであって、前記ストリップが、前記マットの平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)前記マットを少なくとも40℃の高温に加熱し、前記マットを圧縮して、前記ストリップを一緒に融着させて、面内でランダムに配向される20~80重量%のフィラメントと、それに対応して80~20重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を有する、成形化合物を形成し、前記成形化合物を40℃未満に冷却するステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、ステップE)が実施された後に熱軟化性のままである、ステップと、を含む、方法。
(態様2)
ステップB)において作製された前記含浸されたマルチフィラメントベッドが、50~70重量%のフィラメント含有量を有し、ステップE)において形成された前記成形化合物が、50~70重量%のフィラメントと、それに対応して50~30重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を含有する、態様1に記載の方法。
(態様3)
前記ストリップが、24~40の長さの幅に対する比および0.75~3mmの幅を有する、態様1または2に記載の方法。
(態様4)
ステップD)において形成された前記マットの面積重量が、1000~3000g/m 2 である、態様1~3のいずれかに記載の方法。
(態様5)
前記ストリップが、3000~10,000の一方向に整列されたフィラメントを各々含有する、態様1~4のいずれかに記載の方法。
(態様6)
前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、態様1~5のいずれかに記載の方法。
(態様7)
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための前記少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、態様6に記載の方法。
(態様8)
前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、態様6または7に記載の方法。
(態様9)
態様1~8のいずれかに記載のプロセスによって生成される成形化合物。
(態様10)
硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントの融着されたストリップのマットを含む成形化合物であって、融着前の前記ストリップが、(i)前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、前記最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有し、前記ストリップが、20~80重量%の前記フィラメントと、それに対応して80~20重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を含有し、前記成形化合物が、0.02~0.5g/cm 3 のかさ密度を有し、前記ストリップが、面内でランダムに配向され、前記マットが、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積密度を有し、さらに前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計で測定される際、0~40℃ガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、成形化合物。
(態様12)
前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、態様11に記載の成形化合物。
(態様13)
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、態様12に記載の成形化合物。
(態様14)
前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、態様12または13に記載の成形化合物。
(態様15)
成形されたランダム繊維組成物を作製する方法であって、前記硬化性樹脂組成物を硬化させて、熱硬化性ポリマーを形成するのに十分な条件下において、超大気圧で、態様11~15のいずれかに記載の成形化合物を成形することを含む、方法。
(態様16)
前記成形することが、金型内で実施され、前記成形化合物が、前記金型の最大断面積の50~80%の最大断面積を有する、態様15に記載の方法。
(態様17)
前記成形することが、前記成形化合物を、前記硬化性樹脂組成物を硬化させるのに十分な温度で超大気圧に最長10分までの時間曝露して、前記樹脂組成物を硬化させて、少なくとも140℃のガラス転移温度を有する硬化樹脂を形成し、前記硬化樹脂のマトリックス内に分布されたランダムに配向されたフィラメントを有する成形複合材を生成することによって実施される、態様16に記載の方法。
(態様18)
強化複合材を製造するための方法であって、
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、前記ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物を前記ベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、前記硬化性樹脂組成物で前記ベッドを含浸し、前記硬化性樹脂組成物を熱軟化させるのに十分な高温に前記硬化性樹脂組成物を加熱し、前記ベッドおよび前記熱軟化された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、前記含浸されたマルチフィラメントベッドを冷却して、前記硬化性樹脂組成物を再凝固させるステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)前記含浸されたマルチフィラメントベッドを、前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、前記最長寸法と、16~150の長さの幅に対する比と、50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ストリップに切断するステップと、
D)金型内に前記ストリップを堆積させるステップであって、前記ストリップが、二次元平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)前記ストリップを成形し、前記金型内で前記硬化性樹脂組成物を硬化させて、前記強化複合材を形成するステップと、を含む、方法。
(態様19)
前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、態様18に記載の方法。
(態様20)
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、態様19に記載の方法。
(態様21)
前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、態様19または20に記載の方法。
(態様)
(態様1)
成形化合物を製造するための方法であって、
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、前記ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物を前記ベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、前記硬化性樹脂組成物で前記ベッドを含浸し、前記硬化性樹脂組成物を少なくとも40℃の温度に加熱し、前記ベッドおよび前記加熱された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、前記含浸されたマルチフィラメントベッドを40℃未満に冷却するステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)前記含浸されたマルチフィラメントベッドを、硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントのストリップに切断するステップであって、前記ストリップが、(i)前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ステップと、
D)前記ストリップを堆積させて、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積重量を有するマットを形成するステップであって、前記ストリップが、前記マットの平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)前記マットを少なくとも40℃の高温に加熱し、前記マットを圧縮して、前記ストリップを一緒に融着させて、面内でランダムに配向される20~80重量%のフィラメントと、それに対応して80~20重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を有する、成形化合物を形成し、前記成形化合物を40℃未満に冷却するステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、ステップE)が実施された後に熱軟化性のままである、ステップと、を含む、方法。
(態様2)
ステップB)において作製された前記含浸されたマルチフィラメントベッドが、50~70重量%のフィラメント含有量を有し、ステップE)において形成された前記成形化合物が、50~70重量%のフィラメントと、それに対応して50~30重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を含有する、態様1に記載の方法。
(態様3)
前記ストリップが、24~40の長さの幅に対する比および0.75~3mmの幅を有する、態様1または2に記載の方法。
(態様4)
ステップD)において形成された前記マットの面積重量が、1000~3000g/m 2 である、態様1~3のいずれかに記載の方法。
(態様5)
前記ストリップが、3000~10,000の一方向に整列されたフィラメントを各々含有する、態様1~4のいずれかに記載の方法。
(態様6)
前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、態様1~5のいずれかに記載の方法。
(態様7)
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための前記少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、態様6に記載の方法。
(態様8)
前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、態様6または7に記載の方法。
(態様9)
態様1~8のいずれかに記載のプロセスによって生成される成形化合物。
(態様10)
硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントの融着されたストリップのマットを含む成形化合物であって、融着前の前記ストリップが、(i)前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、前記最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有し、前記ストリップが、20~80重量%の前記フィラメントと、それに対応して80~20重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を含有し、前記成形化合物が、0.02~0.5g/cm 3 のかさ密度を有し、前記ストリップが、面内でランダムに配向され、前記マットが、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積密度を有し、さらに前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計で測定される際、0~40℃ガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、成形化合物。
(態様12)
前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、態様11に記載の成形化合物。
(態様13)
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、態様12に記載の成形化合物。
(態様14)
前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、態様12または13に記載の成形化合物。
(態様15)
成形されたランダム繊維組成物を作製する方法であって、前記硬化性樹脂組成物を硬化させて、熱硬化性ポリマーを形成するのに十分な条件下において、超大気圧で、態様11~15のいずれかに記載の成形化合物を成形することを含む、方法。
(態様16)
前記成形することが、金型内で実施され、前記成形化合物が、前記金型の最大断面積の50~80%の最大断面積を有する、態様15に記載の方法。
(態様17)
前記成形することが、前記成形化合物を、前記硬化性樹脂組成物を硬化させるのに十分な温度で超大気圧に最長10分までの時間曝露して、前記樹脂組成物を硬化させて、少なくとも140℃のガラス転移温度を有する硬化樹脂を形成し、前記硬化樹脂のマトリックス内に分布されたランダムに配向されたフィラメントを有する成形複合材を生成することによって実施される、態様16に記載の方法。
(態様18)
強化複合材を製造するための方法であって、
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、前記ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物を前記ベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、前記硬化性樹脂組成物で前記ベッドを含浸し、前記硬化性樹脂組成物を熱軟化させるのに十分な高温に前記硬化性樹脂組成物を加熱し、前記ベッドおよび前記熱軟化された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、前記含浸されたマルチフィラメントベッドを冷却して、前記硬化性樹脂組成物を再凝固させるステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)前記含浸されたマルチフィラメントベッドを、前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、前記最長寸法と、16~150の長さの幅に対する比と、50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ストリップに切断するステップと、
D)金型内に前記ストリップを堆積させるステップであって、前記ストリップが、二次元平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)前記ストリップを成形し、前記金型内で前記硬化性樹脂組成物を硬化させて、前記強化複合材を形成するステップと、を含む、方法。
(態様19)
前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、態様18に記載の方法。
(態様20)
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、態様19に記載の方法。
(態様21)
前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、態様19または20に記載の方法。
Claims (19)
- 成形化合物を製造するための方法であって、
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、前記ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物を前記ベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、前記硬化性樹脂組成物で前記ベッドを含浸し、前記硬化性樹脂組成物を少なくとも40℃の温度に加熱し、前記ベッドおよび前記加熱された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、前記含浸されたマルチフィラメントベッドを40℃未満に冷却するステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)前記含浸されたマルチフィラメントベッドを、硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントのストリップに切断するステップであって、前記ストリップが、(i)前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ステップと、
D)前記ストリップを堆積させて、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積重量を有するマットを形成するステップであって、前記ストリップが、前記マットの平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)前記マットを少なくとも40℃の高温に加熱し、前記マットを圧縮して、前記ストリップを一緒に融着させて、面内でランダムに配向される20~80重量%のフィラメントと、それに対応して80~20重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を有する、成形化合物を形成し、前記成形化合物を40℃未満に冷却するステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、ステップE)が実施された後に熱軟化性のままである、ステップと、を含む、方法。 - ステップB)において作製された前記含浸されたマルチフィラメントベッドが、50~70重量%のフィラメント含有量を有し、ステップE)において形成された前記成形化合物が、50~70重量%のフィラメントと、それに対応して50~30重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を含有する、請求項1に記載の方法。
- 前記ストリップが、24~40の長さの幅に対する比および0.75~3mmの幅を有する、請求項1または2に記載の方法。
- ステップD)において形成された前記マットの面積重量が、1000~3000g/m2である、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
- 前記ストリップが、3000~10,000の一方向に整列されたフィラメントを各々含有する、請求項1~4のいずれかに記載の方法。
- 前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
- 前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための前記少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、請求項6または7に記載の方法。
- 硬化性樹脂組成物中に埋め込まれた一方向に整列されたフィラメントの融着されたストリップのマットを含む成形化合物であって、融着前の前記ストリップが、(i)前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、前記最長寸法と、(ii)16~150の長さの幅に対する比と、(iii)50~1000の長さの厚さに対する比と、を有し、前記ストリップが、20~80重量%の前記フィラメントと、それに対応して80~20重量%の前記硬化性樹脂組成物と、を含有し、前記成形化合物が、0.02~0.5g/cm3のかさ密度を有し、前記ストリップが、面内でランダムに配向され、前記マットが、1平方メートル当たり700~5000グラムの面積密度を有し、さらに前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計で測定される際、0~40℃ガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、成形化合物。 - 前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、請求項9に記載の成形化合物。
- 前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、請求項10に記載の成形化合物。
- 前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、請求項10または11に記載の成形化合物。
- 成形されたランダム繊維組成物を作製する方法であって、前記硬化性樹脂組成物を硬化させて、熱硬化性ポリマーを形成するのに十分な条件下において、超大気圧で、請求項9~12のいずれかに記載の成形化合物を成形することを含む、方法。
- 前記成形することが、金型内で実施され、前記成形化合物が、前記金型の最大断面積の50~80%の最大断面積を有する、請求項13に記載の方法。
- 前記成形することが、前記成形化合物を、前記硬化性樹脂組成物を硬化させるのに十分な温度で超大気圧に最長10分までの時間曝露して、前記硬化性樹脂組成物を硬化させて、少なくとも140℃のガラス転移温度を有する硬化樹脂を形成し、前記硬化樹脂のマトリックス内に分布されたランダムに配向されたフィラメントを有する成形複合材を生成することによって実施される、請求項14に記載の方法。
- 強化複合材を製造するための方法であって、
A)一方向に整列されたマルチフィラメントトウのベッドを形成するステップであって、前記ベッドが、1平方メートル当たり80~400グラムの重量を有する、ステップと、
B)硬化性樹脂組成物を前記ベッドの少なくとも1つの主表面に塗布することにより、前記硬化性樹脂組成物で前記ベッドを含浸し、前記硬化性樹脂組成物を熱軟化させるのに十分な高温に前記硬化性樹脂組成物を加熱し、前記ベッドおよび前記熱軟化された硬化性樹脂組成物に圧力を加えて、20~80重量%のフィラメント含有量を有する含浸されたマルチフィラメントベッドを形成し、前記含浸されたマルチフィラメントベッドを冷却して、前記硬化性樹脂組成物を再凝固させるステップであって、前記硬化性樹脂組成物が、
i)少なくとも1つのエポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂のための少なくとも1つの硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒と、内部離型剤と、を含有し、
ii)示差走査熱量計によって測定される際、0~40℃のガラス転移温度を有し、
iii)熱軟化性であり、
iv)少なくとも100℃の硬化温度を有し、
v)硬化して熱硬化性ポリマーを形成する、ステップと、
C)前記含浸されたマルチフィラメントベッドを、前記フィラメントの整列方向に対して平行な最長寸法であって、25~100mmである、前記最長寸法と、16~150の長さの幅に対する比と、50~1000の長さの厚さに対する比と、を有する、ストリップに切断するステップと、
D)金型内に前記ストリップを堆積させるステップであって、前記ストリップが、二次元平面内でランダムに配向される、ステップと、
E)前記ストリップを成形し、前記金型内で前記硬化性樹脂組成物を硬化させて、前記強化複合材を形成するステップと、を含む、方法。 - 前記硬化性樹脂組成物が、少なくとも1つの多価フェノールのジグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール-ホルムアルデヒドノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルと、少なくとも1つのフェノール化合物のオキサゾリドン基含有ポリグリシジルエーテルと、を含有する、請求項16に記載の方法。
- 前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との反応のための少なくとも1つの触媒が、トルエンビス-ジメチル尿素、p-クロロフェニル-N,N-ジメチル尿素、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3,4-ジクロロフェニル-N、N-ジメチル尿素、N-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-N’,N’-ジメチル尿素のうちの1つ以上から選択される尿素化合物を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記硬化剤が、ジシアンジアミドを含む、請求項17または18に記載の方法。
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