JPH01190434A - 軽量複合材料およびその製造方法 - Google Patents

軽量複合材料およびその製造方法

Info

Publication number
JPH01190434A
JPH01190434A JP63304315A JP30431588A JPH01190434A JP H01190434 A JPH01190434 A JP H01190434A JP 63304315 A JP63304315 A JP 63304315A JP 30431588 A JP30431588 A JP 30431588A JP H01190434 A JPH01190434 A JP H01190434A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composite material
reinforcing fibers
lightweight composite
thermoplast
material according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63304315A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Becker
ロベルト・ベツカー
Gorutoman Geruto
ゲルト・ゴルトマン
Gizycki Ulrich Von
ウルリツヒ・フオン・ギツイツキ
Bonin Wulf Von
ブルフ・フオン・ボニン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of JPH01190434A publication Critical patent/JPH01190434A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two-dimensional [2D] structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B1/00—Weft knitting processes for the production of fabrics or articles not dependent on the use of particular machines; Fabrics or articles defined by such processes
    • D04B1/14—Other fabrics or articles characterised primarily by the use of particular thread materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/902—High modulus filament or fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24074—Strand or strand-portions
    • Y10T428/24091—Strand or strand-portions with additional layer[s]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24124—Fibers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24132—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in different layers or components parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149—Honeycomb-like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322—Composite web or sheet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3528—Three or more fabric layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
    • Y10T442/3528—Three or more fabric layers
    • Y10T442/3537—One of which is a nonwoven fabric layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性マトリックス中に強化用繊維を含む軽
量複合材料（ｌｉｇｈｔｖｅｉｇｈｔ　ｃｏ＋１ｐｏｓ
ｉｔｅ■ａｔｅｒｉａｌ）、容量の増加を伴う熱鬼理に
よりこの軽量複合材料に転化される複合材料、軽量複合
材料の製造方法並びに軽量複合材料を含むか、このもの
からなる複合材料及び成形部品に関するものである。
熱可塑性マトリックス中に強化用繊維を含むコンパクト
複合材料は公知である。これらのものには繊維て強化さ
れたボードの状態の半加工製品、主に二次元的に編まれ
た強化剤、繊維の単方向（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａ
ｌ）層、非職ウェブ及び繊維の異方性または準等方性配
置を有するマットが含まれる。
かかる複合材料は一般に満足できる引張強さ、曲げ強さ
及び耐衝撃値並びにエネルギー吸収に対する十分な能力
を有するが、これらのものは比較的高い単位重量を有す
る。
半加工製品例えばガラスマット強化されたサーモプラス
トは例えば二重コンベヤーベルトプレス中でサイクル的
にか、または連続的に運転されるプレス中で断続的に製
造し得る。これらのものは強化用繊維がコンパクトな熱
可塑性連続材料中に含まれる加工生成物を製造するため
に再成形し得る。
かかるコンパクト複合材料に加えてまた、低い単位重量
を有する複合材料例えばハニカムまたはフオームコア及
び固体被覆層を有する複合材料も入手できる。これらの
生成物に対するコア及び被覆層は別々に製造し、そして
例えば接着により一緒に結合しなければならない。従っ
て製造の方法は高価であり、そして機械的特性はしばし
ば満足できない。
強化用繊維を含み、そして低い単位重量を有する公知の
複合材料はプラスチックマトリックスとして常にデュロ
マ−（ｄｕｒｏｍｅｒ）を含む。−度このマトリックス
が硬化した場合、これらの複合材料の形はもはや変える
ことができない。
最近公知になった強化用繊維を含む複合材料のあるタイ
プの中で、強化用繊維はノツプ（ｋｎｏｐ）を含むワー
プ編みの（ｗａｒｐ　ｋｎｉｔｔｅｄ）片の状態である
。この編まれた強化材はフェノール樹脂で固定され、従
ってまた熱により再成形し得る［ヘヒスト・ハイ・ケム
・マガジン（Ｈｏｅｃｈｓｔ　Ｈｉｇｈ　Ｃｈｅ＋ｎＭ
ａｇａｚｉｎ）　Ｎｏ、３　、１９８７　、５５頁）。
強化用繊維２０〜７０重量％を含むサーモプラスト強化
用繊維配合物はヨーロッパ特許出願第０゜１４８．７６
３号に記載されている。強化用繊維はマットの状態でラ
ンダムに配置され、そして加熱した場合に容量の増加が
起こる。容量の最適な増加が強化用繊維が５０ｍｍ以下
である場合にのみ得ることができることが特記される。
キャビティーを含む熱可塑性マトリックス中に三次元的
に配置された長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維を含むこと
を特徴とする軽量複合材料が見い出された。
三次元的に配置された強化用繊維は５０ｍｍ以上から無
限の長さの繊維で変えることができ、このものは例えば
個々の繊維［モノフィル（ｍｏｎｏｆｉｌ）］、粗糸、
ストラン下、ヤーン、ねん糸またはケーブルとして存在
し得る。個々のフィラメントからなる三次元的な配置体
が好ましい。個々のフィラメントは好ましくは０．５〜
２５μｍの範囲の直径及び５０ｍｍから無限までの長さ
を有する。強化用繊維及びフィラメントはこれらのもの
゛が５０ｍｍ以上の長さを有するが、特にその長さが実
質的に軽量複合材料から製造される製品の長さに等しい
場合に一般に無限として考えられる。
強化用繊維は広い種類のいずれかの化学構造を有するこ
とができ、但しこれらのものは熱可塑性マトリックスよ
り高い軟化または融点を有する。
適当な繊維材料の例には無機材料例えば種々のタイプの
ケイ酸塩及び非ケイ酸塩ガラス、炭素、ホウ素、炭化ケ
イ素、金属、金属合金、金属酸化物、金属窒化物、金属
炭化物及びケイ酸塩、並びに有機材料例えば天然及び合
成重合体例えばポリアクリロニトリル、ポリエステル、
超高延伸されたポリオレフィン繊維、ポリアミド、ポリ
イミド、アラミド、液晶重合体、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエーテルイミド、木綿及びセルロースが含まれ
る。高融点材料例えばガラス、炭素、アラミド、液晶重
合体、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン
、ポリエーテルエーテルケトン及びポリエーテルイミド
が好ましい。
強化用繊維は本発明による軽量複合材料中に均一に分配
することができるか、またはこれらのものは他の部分よ
り材料のある部分例えば端の近く及び／または特殊な強
化ゾーンにより濃縮し得る。
長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維を三次元的に配置するこ
とが本発明による軽量複合材料の本質的な特徴である。
このことは空間が例えば少なくとも３０容量％、好まし
くは５０〜９７容量％である強化用繊維の生成で出発し
、そして例えば下により詳細に示すようにこれらの繊維
に適当なサーモプラストを含浸させることにより達成し
得る。
このことは強化用繊維の形成物の厚さが減少するような
昇温及び圧力下で行う。含浸中にかけられる圧力が例え
ば５０バールである場合、強化用繊維の形成物の厚さは
一般に少なくとも１０％、好ましくは４０〜９７％減少
する。本発明による軽量複合材料は強化用繊維の含浸さ
れた形成体を含浸に用いるより低い圧力または加圧なし
で加熱処理することにより得ることができる。次に強化
用繊維の含浸された形成体は好ましくは材料の表面に垂
直の方向に膨張し、強化用繊維がキャビティーを含む熱
可塑性マトリックス中で三次元的に配置される軽量複合
材料が生じる。
強化用繊維及び未だ熱的後処理に付していないサーモプ
ラストの含浸された形成体（以後複合材料として表わす
）において、強化用繊維はかくて機械的特性例えば引張
強さ、曲げ強さ、耐衝撃値及びエネルギー吸収を改善す
る際の通常の機能を有するのみでなく、材料を加熱処理
（サーモプラストの含浸後）下で膨張させ、そして強化
用繊維が三次元的に配置されるキャビティーを含む熱可
塑性マトリックスを生成させる。
長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維の最初の形成体は圧力が
かかった場合に上記の最小の容量のキャビティーを含み
、そして上記の最小の厚さの減少が生じる例えばいずれ
かの織られるか、編まれるか、組まれるか、つぎ針で編
まれるか、または縫われた繊維布もしくは非職ウェブま
たは層からなり得る。
好適な強化用繊維は殊に少なくとも部分的に織物組織（
ｗｅａｖｅ）の表面に垂直に平行して延びるスレッドを
有する多層織物繊維を構成するもの［いわゆる面間隔（
５ｐａｃ　ｉｎｇ）織物組織）、三次元的プレーディン
グ（ｂｒａ　ｉｄ　ｉｎｇ）により得られるもの、いわ
ゆるスルー−ザーシツクネスーブレーデイング法（Ｔｈ
ｒｏｕｇｈ−Ｔｈｅ−Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ−Ｂｒａｉｄ
ｉｎｇ−Ｍｅｔｈｏｄ）（Ｒ，Ｔ、ブラウン（Ｂｒｏｗ
ｎ）、第３０回ナショナル・サンペ・シンポジウム（Ｎ
ａｔｉｏｎａｌ　ＳａｍｐｅＳｙｍｐｏｓ　ｉ　ｕＩｍ
）、ＵＳＡ、３月１９〜２１日（１９８５）参照１によ
り得られるもの、圧縮可能な編まれ、そして／またはワ
ープ編みのパターンを構成するもの並びにニッティング
（ｋｎｉｔｔｉｎｇ）もしくはワープ・ニッティング、
ソーイング（ｓｅｗｉｎｇ）、レーイング（ｌｅｙｉｎ
ｇ）及び／またはプレーディングした平または三次元織
物構造により得られる圧縮可能な三次元構造体（例えば
織られるか、または編まれた繊維布、ブレード、マット
、非職ウェブ及び縫われるか、モして／またはつぎ針で
編まれた製品）がある。
またすべてのタイプの高パイル（ｐｉｌｅ）繊維布例え
ばニッティング機、自動ワープ・ニッティング機または
ラッシェル（Ｒａｓｃｈｅｌ）機上でプランジ（ｐｌｕ
ｓｈ）スレッドまたはプランジループから製造される繊
維布または予定時点で導入されるフィリング（ｆｉｌｌ
ｉｎｇ）スレッドを有するこの種の繊維布、並びにすべ
ての種類のトルコタオル織物組織及びカットパイル繊維
布が好ましい。これらのものには特殊な製造付属品を有
するラッシェル機上で製造される圧縮可能な特別な編ま
れた繊維布例えばフリース（ｆｌｅｅｃｅ）　、破壊表
面繊維布及び複合体並びにクレープ（ｃｒｅｐｅ）繊維
布が含まれる。これらのものには殊にランダムまたは平
行に配置された繊維布の７リースが７リース及びフリー
スを一緒に保つように加えられたスレッドからステイフ
ナ（ｓｔｉｔｃｈ）が生じるように機械の針により取り
入れられる編まれるか、またはワープ編みのジャグ（ｓ
ｈａｇ）繊維布が含まれる。これらの高パイル繊維布、
特別な編まれＩ；繊維布及びジャグ繊維布は好ましくは
固定された側またはフリース側を有する２つの層を相互
に平行して配置し、従ってサンドインチ構造体の外側の
ゾーンが高い強化用繊維の含有量を有するものである。
また適当なものにはすべての多層織物構造体例えば多層
織物材料があり、その際にポール（ｐｏｌａ）繊維と関
連する多数の層が含まれる。
２つの針の列（ｒｏｗ）を用いて右／右（ＲＲ）パター
ンで得られる編まれるか、またはワープ編みの繊維布例
えば自動ワープニッティング機またはラッシェル機上で
得られる例えばＲＲ７ラツト編み製品、ＲＲ円編み製品
及びＲＲ７ラツトワープ編み製品が殊に好ましい。
ニッティング構造体は例えばｌ／ｌ、　２／２・・・ｎ
／ｎ群のＲＲ編みの繊維布または１／２、ｌ／３、・・
・１／ｎタイプのパターン：２／３．２／４・・・２／
ｎ及び−般にｍ／ｎのものが含まれる。またＲＲＧパタ
ーン（右／右／交叉）及びＲＲｇパターン（右／右／う
ね模様）、並びにループを有するＲＲパターン、殊に総
てのポル力・リプ（ｐｏｌｋａ　ｒｉｂ）及び半カーデ
イガンタイプのパターンが興味ある。これらのものには
厚化加工的（ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ）のノツプ及び他の
ポイントまたはラインが例えばループの提供により所定
の位置に導入されるパターンが含まれる。また比較的伸
長しないステイフナ、フロート（ｆ　１ｏａｔ）ステイ
フナ及びループの組合せを構成するいわゆる織られたニ
ッティングパターン〔つニーバーニジ・ビルケレイ・ラ
ント・ストリツケレイ、メリアンド、ハイデルベルグ（
Ｗｅｂｅｒ　：　Ｄｉｅｌｌｌｉｒｋｅｒｅｉ　ｕｎｄ
　５Ｌｒｉｃｋｅｒｅｉ、　Ｍｅｌｌｉａｎｄ、　Ｈｅ
ｉｄｅｌｂｅｒｇ）、１９８１，８０〜８３頁参照１及
び対応するワープニッティングパターンが興味ある。
また延伸（ｄｒａｗｎ）針で得られるパターン例えば第
１〜５図に示される２／２及び３／３パターンは有利で
ある。
第１〜５図の簡単な説明： Ｘは延伸針を表わし、・は存在する針を表わす。
第１図は２：ｌの針設定での２／２ＲＲパターンを示す
。
第２図は３：ｌの針設定での３／３ＲＲパターンを示す
。
第３図は３：２の針設定での３／３ＲＲパターンを示す
。
第４図は右側のステイフナの番号が前後で同一である３
／２ＲＲパターンを示す。
第５図は前後それぞれでの右側のステイフナの番号が３
：２である３／２ＲＲパターンを示す。
ｍ”ｎでのパターンにおいて、両側での同一の右側のス
テイフナの番号を有する対称的配置（第４図参照）並び
に非対称的配置（第５図参照）を得ることができる。か
くて強化用繊維の多層形成体に接触する表面間の強化比
はいずれかの軽量複合材料の特殊な要求に対して仕立て
る（ｔａｉｌｏｒｍａｄｅ）ことができる。例えば第５
図に示す編まれた繊維布の２層を多数の強化用繊維を内
側よりは外側に配置するように一緒に置くことができる
（多数の強化用繊維がラインＡ−Ａ及びＢ−８間よりは
これらに添って存在する場合は第６図参照）。
かくて増大した曲げ強さはある種のサンドイッチ構造中
に得ることができる。また第６図と同様の構造は他の織
物パターン及び／または異なった織物の組合せを用いて
得ることができる。
ステイフナの多種の可能なパターンにより強化用繊維の
配置がいずれかの特定の用途に対して最適化される。
本発明による軽量複合材料は三次元的に配置された繊維
を有する強化用繊維の初期形成体の１つまたはそれ以上
の層を含有し得る。強化用繊維は異なりｔ；層中で同一
または相異なって配置し得る。
三次元的に配置される強化用繊維に加えて、本発明によ
る軽量複合材料はカバーリング及び／またはいずれかの
他の材料の中間層例えば主に一次元的にか、または二次
元的に配置された強化用繊維例えばバスケット織物組織
繊維布を含む複合層を含有し得る。
本発明による軽量複合材料のサーモプラストマトリック
スはいずれかの広範囲の熱可塑性材料からなり得る。本
質的な特徴はサーモプラストが強化用繊維が構成する材
料より低い軟化時間または融点を持つべきであることで
ある。従って適当な材料には例えば最も広い意味のサー
モプラスト、即ち可逆的にか、または中間的に熱可塑性
である材料例えば熱可塑性樹脂及びデュロマー、熱可塑
性相並びに熱可塑性特性を有する内部浸透性重合体ネッ
トワーク（ＪＰＮ）が含まれる。サーモプラストの例に
はポリオレフィン、ビニル重合体例えばポリハロゲン化
ビニル、ポリビニルエステル、ポリビニルエーテル、ポ
リアクリレート、ポリメタクリレート、ポリメタクリル
イミド及び有機セルロースエステル並びにポリアミド、
ポリアリールアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ
イミド、ポリエステル、ボリアリールエステル、ポリエ
ーテル、ポリスチレン、ポリヒダントイン、ポリフェニ
レンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホ
ン、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポ
リアセタール、フェノール樹脂先駆体、フラン樹脂先駆
体、メラミン樹脂先駆体、エポキシ樹脂先駆体、重合及
び／または重付加し得る二重結合を含む化合物、ポリイ
ミド先躯体、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルス
ルホン、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、
ポリアミドイミド、ポリビスマレインイミド、ポリフル
オロアルケン及び液晶重合体；また極性基をグラフト化
させた非極性熱可塑性重合体（例えばポリオレフィン）
が含まれる。
１）［なサーモプラストにはポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブチレン、ポリペンテン、ポリ塩化ビニル、
ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポ
リアクリロニトリル、ポリスチレンを含む多相プラスチ
ック例えばＡＢＳ。
タイプ６及び６−６のポリアミド、ポリウレタン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ビスフェノール−Ａポリカーボネート、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテル
スルホン、ポリフェニルスルホン、ポリスルホン、ポリ
エーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルカー
ボネート、液晶重合体及び極性基をグラフト化したポリ
プロピレンが含まれる。
またサーモプラストは種々の組合せ例えば共重合体、ブ
ロック重合体、グラフト重合体、共重合体及び重合体混
合物として存在し得る。
強化用繊維はサーモプラストと同様の化学構造を有して
いてもよく、例えば両方ともポリエステルであってもよ
いが、その場合にまた強化用繊維の材料がサーモプラス
トマトリックスの材料より高い軟化時間または融点を有
すべきであることが本質的である。
本発明による軽量複合材料中のサーモプラストに対する
強化用繊維の重量比は広い範囲内で変え得るが、材料は
完全か、または少なくとも実質的な存在する強化用繊維
の含浸に十分なサーモプラスト及び必要とされる強化効
果を生じさせるに十分な強化用繊維を含有すべきである
。例えば、本発明による軽量複合材料の強化用繊維の比
率は１５〜９０重量％であってもよく、そして好ましく
は３０〜８５重量％の範囲である。
本発明による軽量複合材料のある特定の具体例はサーモ
プラストマトリックスが強化用繊維が直上位置に移動す
ることによる、材料の膨張により生じるキャビティー（
強化用繊維にサーモプラストを含浸させた後の加熱処理
において）ばかりでなく、サーモプラストマトリックス
中に導入され、そして／またはこのものから放出される
ガスにより生じるキャビティーを含むことを特徴とする
。
この目的に適するガスの例には二酸化炭素、水蒸気、容
易に揮発する溶媒例えばメタノール、アセトンまたは塩
化メチレンの蒸気、酸素、窒素、空気、アンモニア、ア
ミン、四７ツ化炭素及びフッ素化され、且つ随時更に塩
素化されていてもよい炭化水素が含まれる。かかるガス
はサーモプラストマトリックス中に導入され、そして加
熱した場合にガスを放出する固体から得ることができる
。
無水イサトン酸がかかる固体の例である。またこれらの
ガスは化学結合を開裂するか、またはその物理的溶解度
を減少させるかのいずれかによりサーモプラスト材料か
ら放出され得る。かかるガスは好ましくは熱的に放出し
た水または物理的にサーモプラスト材料に溶解されるか
、またはファン・デル・ワールスカにより結合される溶
媒により生成される。この目的のために十分な量のガス
が放出されることを保証するためにサーモプラスト材料
を特別に予備処理することができる。しかしながら、多
くの場合に、いずれかの場合にサーモプラスト材料に対
して行わなければならない処理は例えば水を用いるポリ
アミドの調節または塩素化された炭化水素を用いるポリ
カーボネートの処理で十分である。またサーモプラスト
材料は例えばポリウレタンまたはポリスチレンフオーム
の製造に通常用いられる方法により発泡させて一種の発
泡体を生成させ得る。
またサーモプラストマ中に導入され、そして／またはこ
のものに放出されるガスはいずれかの追加のキャビティ
ーを生成させずに本発明による軽量複合材料中にキャビ
ティーを生成させる際に（強化用繊維にサーモプラスト
を含浸させた後の加熱処理において）効果を有し得る。
本発明による軽量複合材料の他の殊に好適な具体例はサ
ーモプラスト中のキャビティーを改質化することを特徴
とする。例には部分的にか、または完全にガス、液体及
び／または固体で満たされたキャビティーが含まれる。
これらのキャビティー中の固体は例えば耐燃剤または金
属薄層からなることができ、一方ガス及び液体は熱伝導
を増大させるか、または低下させるタイプのものであり
得る。また熱交換の目的または他の目的のために液体を
キャビティーに流して配置し得る。
本発明は更に長さが５０ｍｍ以上であり、そして三次元
的な配置体であり得る強化用繊維が材料のサーモプラス
トマトリックス中にて圧縮された状態で含まれることを
特徴とする、複合材料に関するものである。
本発明による複合材料は強化用繊維及びサーモプラスト
の品質及び量において本発明による軽量複合材料と同一
であり得る。しかしながら、本発明による軽量複合材料
と比較して本発明による複合材料はサーモマトリックス
中にキャビティーを殆んどか、または全く含まず、そし
て強化用繊維は圧縮状態、即ち平らに圧縮された状態に
ある。
本発明による複合材料中に既に存在するキャビティーは
高い強化用繊維の含有量と低い単位重量を結合させた本
発明による軽量複合材料を生じさせる。
本発明による複合材料は含浸後に加熱処理せずに本発明
による軽量複合材料を製造するために上記の通りに処理
することにより得ることができる。
従って本発明による複合材料は本発明による軽量複合材
料の製造に対する中間体生成物である。
少なくともその表面の一部において本発明による複合材
料がサーモプラストを未だ理含浸されない強化用繊維の
単層または多層構造体より厚さが少なく、並びに本発明
による複合材料から得られる本発明による軽量複合材料
より厚さが少ないことがこれらのものの特徴である。
本発明による軽量複合材料の成形また＋ｉ加工部品例え
ばシート・シェルへの転化は熱処理、即ち本発明による
複合材料と同時に行い、続いて強化用繊維にサーモプラ
ストを含浸させる。従って本発明による複合材料及び本
発明による複合材料及び本発明による軽量複合材料は共
に販売できる商品である。
また本発明による複合材料の予備段階は販売できる品物
例えば繊維にサーモプラストを未だ含浸させていないサ
ーモプラストと三次元的に配置された長さ５０ｍｍ以上
の強化用繊維との混合物として市販し得る。この生成物
は好ましくは繊維状、例えば混合された繊維、編まれる
か、織られるか、もしくは組まれた繊維布または混合さ
れた繊維の非職シートの状態か、或いはサーモプラスト
繊維及び強化用繊維を含む縫われるか、またはかぎ針で
編まれた品物の状態でサーモプラストを含む三次元的構
造体である。本発明によるかかる複合材料の先駆体は最
初に圧力下で熱処理して本発明による複合材料に転化し
くこの処理はサーモプラストの強化用繊維への含浸を伴
う）、そしてこの複合材料は必要に応じてこのものを含
浸工程で用いるよりは低い圧力または圧力なしで処理す
ることにより直ちに同じ装置中で本発明による軽量複合
材料に転化し得る。従ってまた本発明はかかる予備工程
または本発明による複合材料に対する先駆体に関するも
のである。
強化用繊維及びサーモプラストに加えて、本発明による
複合材料及びその先駆体は追加のキャビティーを生成さ
せるために作用し、そして／またはそれぞれ本発明によ
る軽量複合材料中のキャビティーを改質化し、強化用繊
維系の膨張を支持する好ましくは結合または溶解状態の
ガス及び／または液体及び／または固体を含有し得る。
また本発明は軽量複合材料及び複合材料の製造方法に関
するものである。
本発明による軽量複合材料の製造方法は少なくとも３０
容量％のキャビティーを含む強化用繊維の成形体にサー
モプラストのガラス転移温度以上の温度及び強化用繊維
の配置体の厚さが含浸の工程中に少なくとも１０％減少
する圧力下でサーモプラストを含浸させ、その後加圧し
ないか、または含浸中に用いるより低い圧力下にて、含
浸された材料の厚さが少なくともある部分で少なくとも
１０％増加する温度で熱処理を行うことを特徴とする。
本発明による複合材料の製物方法は少なくとも３０容量
％のキャビティーを含む強化用繊維の形成体にサーモゲ
ラストのガラス転移温度以上の温度及び強化用繊維の形
成体の厚さが含浸の工程中に少なくとも１０％減少する
圧力下でサーモゲラストを含浸させることを特徴とする
。
用いる強化用繊維の形成に適し、且つ好適な材料及び配
置体、適当で且つ好適なサーモプラスト並びに含浸の前
または間に随時加えられてもよい他の物質及び材料は上
に記載される。
含浸の工程中に必要とされる強化用繊維の形成体の厚さ
の減少は一般に１．２〜１０００バールの範囲の絶対圧
力をかけるか、または多くの場合に１．５〜２００バー
ルの範囲の絶対圧力をかけることにより達成し得る。
サーモゲラストは種々の方法で強化用繊維の形成体と一
緒にすることができる。例えば、サーモゲラストは溶融
物質としてか（例えば押出機に設置された広いシート用
ダイから）、溶液もしくは懸濁液としてか（次に溶媒ま
たは分散剤は含浸の工程の前または間に除去すべきであ
る）、または粉末として（例えば回転焼結または粉末噴
霧による）加え得る。またサーモゲラストは例えば強化
用繊維をサーモゲラスト糸または強化用繊維の混合糸及
びサーモゲラスト糸と一緒に織物工程に付すことにより
強化用繊維の形成体中に配合することができる。かかる
工程において、サーモゲラストはテープまたはヤーンの
状態であってもよい。
また、サーモプラストはフィルムまたは顆粒として強化
用繊維の形成体の表面に塗布することができ、そして強
化用繊維の多層形成体の場合、個々の眉間に置くことが
できる。またサーモゲラストは強化用繊維の生成の際に
、例えばその場での重合により直接製造することができ
る。
サーモゲラストはすべて一緒に加えることができるか、
またはいくつかの部分に分割して順次加えることができ
る。また異なったサーモゲラストの部分を異なった形態
で導入することができ、例えばある部分を混合繊維とし
て強化用繊維と一緒に導入することができ、そして他の
部分の顆粒、フィルムまたは溶融物として導入すること
ができる。必要に応じて、異なったサーモゲラストを同
時にか、または順次導入することができる。
本発明による方法は加熱静圧プレスまたは連続操作プレ
ス例えば二重ベルトプレス中で行い得る。
必要とされる熱は出発物質のあるものまたは全部を予熱
し、モして／または圧縮物を加熱することにより導入し
得る。
含浸に続く加熱剋理は一般に用いるサーモゲラストのガ
ラス転移温度以上の温度で行う。
含浸された材料の厚さが材料の少なくともある部分にお
いて少なくとも１０％増加した場合に加熱剋理を終了す
る。厚さは好ましくはもとの厚さの１．８〜２０倍に増
大する。この厚さの増加が起こった場合、単位重量を減
少させるキャビティーがサーモゲラストマトリックス中
で生成する。
生じる生成物が軽量複合材料として表わされるのはこの
理由による。厚さの増加は一般に一度サーモプラストが
液体になった場合にほぼ瞬間的に生じる。加熱剋理は例
えば油圧プレス、二重ベルトプレスまたはこのものに挿
入される型を有する水圧機中で行うことができるか、ま
たは含浸を行った装置を単に解放することにより行ない
得る。プレスを用いる場合、所定の形状を有する軽量複
合材料が間隙を適当に調節するか、または適当なキャビ
ティーを有する圧縮型を用いることにより必要とされる
厚さの比で得ることができる。かくて半加工製品例えば
使用できるフラット・ボードまたは成形部品、例えばシ
ート・シェルを本発明による軽量複合材料から製造し得
る。間隙の巾は好ましくは膨張の最終時期にやや上昇し
た圧力が軽量複合材料中に生じるように選ぶ。
熱処理を行うプレス中の間隙を適当に調節することによ
り、その全表面にわたって均一な厚さであるか、または
厚さが異なる生成物を得ることができる。必要に応じて
、強化用繊維の状態及び／または配向性が異なり得る本
発明による複合材料の数種の層を本発明による軽量複合
材料に転化するプレス中に一緒に導入し得る。これによ
り得られる生成物の形状及び厚さを極めて広い範囲で変
えることができる。
基本的にはスタンピング及び熱フロー成形工程を適応し
得る。
本発明による軽量複合材料及び本発明による軽量複合材
料からの成形部品の製造は例えば水圧機の型中での２回
の連続サイクル（いわゆる２サイクル法）において行い
得る。かかる工程において、サーモプラストの添加後に
強化用繊維（またはその切断片）の形成体をグレート間
または型中に挿入し得る。次に本発明による複合材料を
上記の昇温及び圧力下で第一サイクル中にて生成させ得
る。
次に第二サイクルにおいて、移動可能なプレスラム（ｒ
ａｍ）を本発明による軽量複合材料の部品を製造するた
めの熱処理を直ちに行ない得るようにある程度まで解放
し得る。先駆体のみが本発明による複合材料から生成さ
れる場合、第一サイクル後か、または不完全な熱処理の
みの後に生成物をプレスから除去する。
本発明によるタイプの平板形の軽量複合材料の有利な連
続製造方法は軽量複合材料がベルトが異なった距離に離
れて調整されるプレスの２つの連続したゾーン中で製造
される二重ベルトプレス中で行われるいわゆる２ゾーン
工程である。最初の圧力ゾーンにおいて、強化用繊維が
サーモプラストと一緒にされ、そして所定の圧力及び温
度の条件下で成形されて本発明による複合材料を生じさ
せる。次に本発明による軽量複合材料を生成させるため
の上記の熱処理を主にベルト間の距離が長い点が最初の
ものと異なる第二のゾーン中で行い得る。この方法によ
りエンドレスの平板状物質を製造し得る。
また本発明は上記の軽量複合材料を含むか、またはこれ
らの材料からなる成形部品及び加工生成物に関するもの
である。これらの成形部品または加工生成物は例えば自
動車、飛行機、船及び装置の建・造並びに構造体及び民
生技術に必要とされる例えば平板または平坦もしくは曲
がった部品を構成し得る。その例には自動車、飛行機及
び船の超構造体、輸送用自動車及び冷蔵トラックの上部
部品、自動車のベース・ユニット、シャシ、家、外面、
ステップ、屋根、壁、天井、枠、窓枠、浴槽、水泳プー
ル、ハンガー建造物など、床、門、ドア、容器、支持枠
組、小屋、積載防御物、支持板、シェル、ブランク、タ
ンク、サイロ１容器、シート、シェル、茶わん、防音壁
、ヘルメット、ボート、サーフボード、楽器、プリント
回路の基材、バラポリツク・アンテナ、はり及びけた、
横ばり（ｒｉｂ）、冷蔵庫ドア、フィルター及び熱交換
器が含まれる。
成形及び加工製品は支持しもくは自己支持部品または部
分的に支持されるか、もしくは非支持であり得る。これ
らのものはその低い単位重量、その腐蝕に対する耐久性
、高い耐衝撃値、高い強さ及び剛性、高いエネルギー吸
収及び吸音性並びに良好な溶接性に特徴がある。これら
の成形部品は層中での積層分離の傾向がなく、損傷に対
する高い許容性及び低い割れの伝播性を有し、そして更
に熱変形することができる。後者の特性は用いた部品の
再循環に利用される。
本発明による軽量複合材料は高品質の含浸物を有し、そ
して織物強化剤を有する従来公知のすべての軽量体と比
較してこれらのものは熱により再成形し得る。本発明に
よる軽量複合材料の１つの重要な利点は加工部品を最初
に成形するか、または半加工生成物もしくは加工部品を
再成形する場合、厚さの明瞭な差及び比重の差が単一の
操作工程である部分に生じ得る。厚さは例えば工程に加
えられる本発明による複合材料の厚さ及び主に強化用織
物の構造により決められる軽量複合材料の最大の厚さか
ら変えることができる。多層構造体において、適当な温
度調節により個々の層のみを軽量複合材料に転化するこ
とができる。強化用繊維を縦方向に置かせ、そしてキャ
ビティーを生成させる熱も理を中断し、そして別々に完
了させることができる。
厚さの変化は一般に単位重量及び機械的特性、殊に曲げ
ステイフネス、圧縮強さ及び引張強さ並びにエネルギー
吸収の変化を伴なう。このことにより本発明による軽量
複合材料から製造される部品を単に材料の厚さを変える
ことにより仕立てることができる。他の可能な変化はも
との強化用繊維の形成体中の強化用繊維の配置により与
えられる。
本発明による複合材料及び本発明による軽量複合材料は
静圧プレスの圧縮型中で圧縮することにより得られるよ
うにいずれかの形状例えば平板状（例えばボードまたは
シートとして）または曲がった状態で存在し得る。
本発明による複合材料はその強化用繊維の圧縮された配
置及び材料が熱により膨張して軽量複合材料を生成させ
る能力を考慮して原理的に新規なものである。また本発
明による軽量複合材料はサーモプラストを十分に含浸さ
せ、そして高い容量比のキャビティーを含むその三次元
的に配置された強化用繊維構造を考慮し、そして熱によ
り成形され、そして熱により続いて再成形されるその能
力を考慮して新規なものである。
上記の顕著な特性を有する軽量複合材料（実施例も参照
）が本発明により与え得ることは明らかに驚くべきこと
であり、その理由はヨーロッパ特許出願第１４８，７６
３号によればこのことはそこに用いられるものより長い
強化用繊維を用いては予期されなかったからである。
実施例 実施例１ 両側をテフロンので被覆した３／３−右一右の編まれた
繊維布の平らな片を側面でピンに対してストリップで固
定した３０Ｘ３０ｃｍの大きさのアルミニウム板上に延
ばした。配置体を鋼鉄板で被覆し、そして２３０℃に予
熱した静圧板プレス中にて２バールの絶対圧力下で５分
間予備圧縮した。
導入された編まれた繊維布はポリアミド−６糸及びガラ
ス繊維４８．５重量％を含むエンドレスガラス繊維の混
合繊維布であった。上記の予備圧縮した３種の混合した
編まれた繊維布をリネン織物組織中の２層のガラス繊維
布［インターグラス（Ｉｎｔｅｒｇｌａｓ）、■１ｍ、
　Ｎｏ、　９２１５０から得られた１及び次の配置体に
よる厚さＯ，１ｍｍの２層のポリアミド−６フイルムと
一緒に置いた：■、ガラス繊維布 ２、ポリアミド−６フイルム ３、編まれた予備圧縮された繊維布 ４、編まれた予備圧縮された繊維布（３に垂直のステイ
フナの方向） ５、編まれた予備圧縮された繊維布（３に平行なステイ
フナの方向） ６、ポリアミド−６フイルム ７、ガラス繊維布。
この層のスタックの外側をテフロンの噴霧されたアルミ
ニウムフィルムで被覆し、次に３０Ｘ３０Ｘ０．３５ｃ
ｍの内部の大きさを有する鋼鉄フレーム中に置いた。次
に全配置体を２３０℃に予熱した静圧板プレス中の厚さ
２．５　ｍｍの２枚の鋼鉄板間に置き、そして配置体を
２バールの絶対圧力下で１０分間このプレス中に放置し
、次に２１バールの絶対圧力下にて５分間過熱すること
により圧縮した。次に生成物をこの圧力で室温に冷却し
た。
厚さ３．５ｍ＋ａを有する生じた複合材料を水中で１時
間洗浄し、次に両側をテフロンの噴霧された鋼鉄板で被
覆した３０Ｘ３０Ｘ１．５ｃｍの内部の大きさを有する
金属フレーム中に置き、次に１．５バール以下の絶対圧
力下にて２７０℃で１０分間予熱したプレス中に放置し
た。複合材料はこの処理で膨張して厚さ約１４Ｉ！ＩＷ
１１密度約０．３９１／ｃ■３、ガラス含有量５５重量
％及びポリアミド−６含有量４５重量％を有する軽量複
合材料が生じた。
上記の如く製造された軽量複合材料は本発明による材料
ｌとして下に表わす。
また比較の目的のために市販の複合材料の測定を行った
。次の材料を用いた： ａ）　アルミニウムハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍ＋ｂ）
シート及び厚さ０．５ｍｍのアルミニウムシートの被覆
層を有するサンドイッチボード、いわゆる「エアロラム
（Ａｅｒｏｌａｍ）”ボード」なる名称で市販されるＭ
−ボード。この複合材料は比較材料Ｉとして下に表わす
。
ｂ）　　７アイバーラム（Ｆｉｂｅｒｌａｍ）８ボード
なる名称で得られるアラミドハニカム層及びフェノール
樹脂被覆層を有するサンドイッチボード。
実施例２（ショートロッド曲げ試験） ８０Ｘ３０Ｘ１４ｍｍの大きさのショートロッドを最初
に材料から計測してのこぎりで切り出し、ＤＩＮ　　Ｌ
Ｎ２９．９７１　（ショートロッド曲げ試験に対する航
空標準）（フィンの直径６　ｍ　ｍ　。
各々の支持体の直径１０ｍｍ、支持体の距離５×１４＝
７０ｍｍ、最大たわみ１４ｍｍ、負荷速度ｌ　ｍｍ／分
）により行った。たわみが１４ｍｍである場合でもこれ
らの条件下での本発明による材料ｌに剪断破壊は起こら
ず、一方同じ大きさの比較材料Ｉ及び■は被覆表面の剥
離を伴う永久破壊及びハニカム配置体の破壊の徴候を示
した。永久変形は次の通りであった： 本発明による材料１：４ｍｍ 比較材料Ｉ：　　　　１３ｍｍ 比較材料ＩＩ：　　　　　６ｍｍ０ 曲げ力を徐々に除去した後、同じ曲げ条件下で試料に裏
側から再び荷重をかけた。比較材料■及び■は約５％の
みの初期の剛性を有し、−力木発明による材料ｌはこの
第二の曲げ工程後に未だ初期の剛性の約５０％を有して
いた。
このことは本発明による材料の１の予備的損傷が少なく
、従って損傷に対する許容性が大きいこと（いわゆる損
傷に対する良好な応答）を示す。
実施例３（衝撃貫入試験） ６０Ｘ６０Ｘ１４ｍｍの大きさの試料を試料する材料か
らのこぎりで切り出し、そして１１００Ｎのポテンシャ
ル全エネルギーを用いてＤＩＮ５３．４４３号に従って
衝撃貫入試験を行った。
比較材料■を真直に穴をあけ、比較材料■を９０％以上
圧縮し、上部被覆層は裂け、そして剥離し、−力木発明
による材料ｌは貫入棒の部分において単に約６０％へこ
んだ。このことは本発明における材料ｌにおいて損傷の
部分が局部的であることを意味する。
低部の被覆層が重大な損傷を示さなかったのは本発明に
よる材料ｌのみであった。このことは本発明による材料
ｌの損傷に対する基本的に良好な応答の他のしるしであ
る。
次のエネルギーを測定した： 実施例４（曲げ振動試験と同様の曲げ試験）２５０Ｘ３
０Ｘ１４ｍｍの大きさの試験試料をＤＩＮ５３．３９８
に提案された曲げ振動試験に対する試験試料の形状に従
って本発明による材料ｌからのこぎりで切り出した。支
持体距離２４０ｍｍ、フィンの巾４０ｍｍ、フィンの半
径１００ｍｍ及び支持体直径１０ｍｍを用いて静的曲げ
試験を行った。
この試験において曲げ力（最大３４７Ｎ）の作用下で上
部被覆層（圧力ゾーン）のみが棒の全表面にわたっであ
る程度くずれ、そして部分的に剥離し、このことは張力
ビークが広い面積にわたって均衡がとれ、そして局部的
にかけられた全エネルギーが全試料にわたって比較的均
一に分配されることが明らかに示された。
張力ゾーンにおいて目に見える損傷は生じなかった。
実施例５〜１４ 更に本発明による軽量複合材料を実施例１に記載の通り
に製造した。詳細は下の第１表に示す。
第１表において次の略記を用いた： ＧＦＳ　　−ガラス繊維 ＧＧ　　　−バスケット織物組織中のガラス繊維ＧＳ　
　　−編まれた繊維布（フラットニッティング機上で製
造） ＧＶＰＡ−ガラス繊維ウェブ強化されたポリアミド、厚
さ３　、５　ｍｍ、ガラス含有量７０重量％ ｐ　　　−隣接層に平行なステイツチ配置体ＰＡ　　　
−ポリアミド−６ ＰＡＦＯ＝ポリアミド−６フイルム ＰＡＦＳ−ポリアミド−６繊維 ＰＣ−ポリカーボネート ＰＣＦＳ−ポリカーボネート繊維 ＲＲ−岩石 Ｓ　　　−隣接層に垂直なステイツチ配置体実施例１５
（ガラス繊維の代りに炭素繊維）実施例１と同様に、３
種の下記の混合した編まれた繊維布の重ね合わされ、予
備圧縮された層を加熱により圧縮し、そしてまた複合材
料を膨張させて軽量複合材料を生成させることができた
。次の混合した編まれた繊維布を用いたニ ーニットのタイプ：　ｌ／１ハーフカーデイガン２００
　ｔｅｘのエンドレス炭素繊維（タイプ３ＫＥＸＡＳ）
４１．５重量％ ３　ｘ　９４　ｔｅｘの連続的ポリアミド−６フイラメ
ント［エンカーアクゾ社（Ｅｎｋａ−Ａｋｚｏ　Ｃｏｍ
ｐａｎｙ）製（１）　エンカロン（Ｅｎｋａｌｏｎ）’
１５８．５重量％。
複合体　　　　　　３　　　１．３５ 軽量複合体１　　　１２　　　０．３６軽量複合体［［
１７０，２７ 本発明による主なる特徴及び態様は以下のとおりである
。
１、キャビティーを含むサーモプラストマトリックス中
に三次元的に配置された長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維
を含む軽量複合材料。
２、強化用繊維が該材料中に存在するサーモプラストマ
トリックスより高い軟化期間または融点を有する、上記
ｌに記載の軽量複合材料。
３、強化用繊維の比率が全材料の１５〜９０重量％であ
る、上記ｌに記載の軽量複合材料。
４、サーモプラストマトリックス中に圧縮状態で存在す
る三次元的に配置し得る長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維
を含む複合材料。
５、配置する際に少なくとも３０容量％のキャビティー
を生じさせる長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維の形成体に
サーモプラストのガラス転移温度以上の温度及び強化用
繊維の配置体の厚さが含浸の工程中に少なくとも１０％
減少する圧力下でサーモプラストを含浸させ、その後加
圧しないか、または含浸中に用いるより低い圧力下にて
、含浸された材料の厚さが少なくともある部分で少なく
とも１０％増加する温度で熱処理を行う、軽量複合材料
の製造方法。
６、配置する際に少なくとも３０容量％のキャビティー
を生じさせφ長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維の形成体に
サーモプラストのガラス転移温度以上の温度及び強化用
繊維の形成体の厚さが含浸の工程中に少なくとも１０％
減少する圧力下でサーモプラストを含浸させる複合材料
の製造方法。
７、加熱静圧プレスまたは二重ベルトプレス中で行う、
上記５及び６に記載の方法。
８、水圧機の型中の２回の連続サイクルで行う、上記５
に記載の方法。
９、軽量複合材料をベルトが相異なる距離で離れて配置
された二重ベルトプレスの２つの連続ゾーン中で製造す
る、上記５に記載の方法。
１０、加熱処理中に加圧しないか、または含浸中に用い
るより低い圧力下でガスをサーモプラストマトリックス
中に導入するか、またはこのものから放出する、上記５
に記載の方法。
１１、サーモプラストマトリックスがこのものに導入さ
れ、モして／またはこのものから放出されるガスにより
生成されたキャビティーも含む、上記ｌに記載の軽量複
合材料。
１２、上記１〜３及び１１のいずれかに記載の軽量複合
材料からなるか、またはこのものを含む、成形部品及び
加工生成物。
１３、サーモプラストと混合されるが、サーモプラスト
を未だ含浸させない三次元的に配置された長さ５０ｍｍ
以上の強化用繊維を含む、上記４に記載の複合材料に対
する先駆体。
【図面の簡単な説明】
第１図は２：ｌの針設定での２／２ＲＲパターンを示す
。 第２図は３：１の針設定での３／３ＲＲパターンを示す
。 第３図は３：２の針設定での３／３ＲＲパターンを示す
。 第４図は右側のステイフナの番号が前後で同一である３
／２ＲＲパターンを示す。 第５図は前後それぞれでの右側のステイフナの番号が３
＝２である３／２ＲＲパターンを示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、キャビティーを含むサーモプラストマトリックス中
    に三次元的に配置された長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維
    を含む軽量複合材料。 ２、配置する際に少なくとも３０容量％のキャビティー
    を生じさせる長さ５０ｍｍ以上の強化用繊維の形成体に
    サーモプラストのガラス転移温度以上の温度及び強化用
    繊維の配置体の厚さが含浸の工程中に少なくとも１０％
    減少する圧力下でサーモプラストを含浸させ、その後加
    圧しないか、または含浸中に用いるより低い圧力下にて
    、含浸された材料の厚さが少なくともある部分で少なく
    とも１０％増加する温度で熱処理を行う、軽量複合材料
    の製造方法。
JP63304315A 1987-12-08 1988-12-02 軽量複合材料およびその製造方法 Pending JPH01190434A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3741539.5 1987-12-08
DE19873741539 DE3741539A1 (de) 1987-12-08 1987-12-08 Leichtverbundwerkstoff, verbundwerkstoff, der in diesen leichtverbundwerkstoff uebergehen kann, verfahren zur herstellung des leichtverbundwerkstoffs und des verbundwerkstoffs und formteile, die den leichtverbundwerkstoff enthalten oder daraus bestehen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01190434A true JPH01190434A (ja) 1989-07-31

Family

ID=6342113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63304315A Pending JPH01190434A (ja) 1987-12-08 1988-12-02 軽量複合材料およびその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4966801A (ja)
EP (1) EP0321735A3 (ja)
JP (1) JPH01190434A (ja)
DE (1) DE3741539A1 (ja)
IL (1) IL88585A (ja)

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2656340B1 (fr) * 1989-12-22 1994-05-06 Isofran Ame textile, procede de fabrication et produit composite obtenu avec une telle ame textile.
CA2033425A1 (en) * 1990-01-09 1991-07-10 Shlomo Avni Eavesdropping-proof room and sound dampening devices therefor
US5128192A (en) * 1990-02-02 1992-07-07 Northrop Corporation Braided preform process for thermoplastic honeycomb cores
US6003424A (en) * 1990-03-08 1999-12-21 Alliedsignal Inc. Armor systems
DE4112172A1 (de) * 1991-04-13 1992-08-27 Krupp Ag Verfahren zur herstellung eines wiederaufbereitbaren faserverbundwerkstoffs aus thermoplastischem kunststoff
CA2076616C (en) * 1991-09-09 2001-09-18 Michael P. Anderson Composites and methods of making the same
DE9415840U1 (de) * 1994-09-30 1994-12-08 G. Schwartz GmbH & Co. KG, 46509 Xanten Formmasse
DE4442858A1 (de) * 1994-12-02 1996-06-05 Inst Verbundwerkstoffe Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Sandwich-Formkörpers aus faserverstärktem thermoplastischem Material
US5836715A (en) 1995-11-19 1998-11-17 Clark-Schwebel, Inc. Structural reinforcement member and method of utilizing the same to reinforce a product
US6174483B1 (en) 1997-05-07 2001-01-16 Hexcel Cs Corporation Laminate configuration for reinforcing glulam beams
AU2573899A (en) 1998-02-04 1999-08-23 Mannington Mills Inc. Surface coverings containing fused recycled material and processes of making thesame
US6231946B1 (en) 1999-01-15 2001-05-15 Gordon L. Brown, Jr. Structural reinforcement for use in a shoe sole
EP1185483A2 (en) * 1999-06-16 2002-03-13 Giantcode A/S Composite structures with fracture-tough matrix and methods for designing and producing the structures
US6555488B1 (en) * 1999-08-17 2003-04-29 North Carolina State University Three-dimensionally reinforced cellular matrix composite and method of making same
RU2169218C1 (ru) * 1999-12-14 2001-06-20 ОАО "Научно-исследовательский институт технических тканей" Ткань под полимерное покрытие
RU2182609C2 (ru) * 1999-12-14 2002-05-20 ОАО "Научно-исследовательский институт технических тканей" Тканый каркас конвейерной ленты
RU2162494C1 (ru) * 1999-12-21 2001-01-27 ОАО "Научно-исследовательский институт технических тканей" Техническая тканевая прокладка
RU2155249C1 (ru) * 1999-12-27 2000-08-27 Логвинов Александр Николаевич Техническая лента
US6447886B1 (en) * 2000-03-20 2002-09-10 3Tex, Inc. Base material for a printed circuit board formed from a three-dimensional woven fiber structure
RU2196195C2 (ru) * 2000-07-24 2003-01-10 ОАО "Научно-исследовательский институт технических тканей" Тканая прокладка конвейерной ленты
US8354050B2 (en) 2000-07-24 2013-01-15 High Voltage Graphics, Inc. Co-molded direct flock and flock transfer and methods of making same
US7338697B2 (en) 2000-07-24 2008-03-04 High Voltage Graphics, Inc. Co-molded direct flock and flock transfer and methods of making same
RU2194812C1 (ru) * 2001-03-26 2002-12-20 ОАО "Комбинат технических тканей "Красный Перекоп" Техническая тканевая прокладка
RU2202014C2 (ru) * 2001-06-01 2003-04-10 ОАО "Научно-исследовательский институт технических тканей" Техническая ткань под полимерное покрытие
JP2005532202A (ja) 2002-07-03 2005-10-27 ハイ ボルテイジ グラフィックス インコーポレイテッド フロック加工品およびその製造方法
US7410682B2 (en) * 2002-07-03 2008-08-12 High Voltage Graphics, Inc. Flocked stretchable design or transfer
DE20218879U1 (de) * 2002-12-06 2003-10-16 Groß, Veronika, Dipl.-Designerin, 10435 Berlin Dreidimensionale, flexible, wiederholbar, dauerhaft, verformbare Maschenware
US20050142968A1 (en) * 2003-12-24 2005-06-30 The Boeing Company Translucent, flame resistant composite materials
US7049522B2 (en) * 2004-03-10 2006-05-23 Judd Wire, Inc. Lightweight composite electrical conductors and cables incorporating same
RU2259430C1 (ru) * 2004-04-05 2005-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт технических тканей" (ОАО "НИИТТ") Биаксиизотропная техническая ткань под полимерное покрытие
JP2009502485A (ja) 2005-07-28 2009-01-29 ハイ ボルテイジ グラフィックス インコーポレイテッド 多孔質フィルムを有するフロック加工された物品
US8206800B2 (en) 2006-11-02 2012-06-26 Louis Brown Abrams Flocked adhesive article having multi-component adhesive film
WO2008101115A1 (en) 2007-02-14 2008-08-21 High Voltage Graphics, Inc. Sublimation dye printed textile
DK2131466T3 (da) * 2007-03-29 2014-08-25 Relats Sa Beskyttelseshylster til kabler, rør og lignende
US9193214B2 (en) 2012-10-12 2015-11-24 High Voltage Graphics, Inc. Flexible heat sealable decorative articles and method for making the same
ITMI20122000A1 (it) * 2012-11-26 2014-05-27 Fisi Fibre Sint Spa Metodo per la realizzazione di una imbottitura di spessore ridotto e con fibre stabilizzate, particolarmente per l'utilizzo in capi di abbigliamento, di trapunte e di sacchi a pelo.
JP6045751B2 (ja) * 2013-06-20 2016-12-14 ジーケーエヌ エアロスペース サーヴィシーズ ストラクチャーズ、コーポレイション 複合積層板への樹脂注入方法
FR3089854B1 (fr) 2018-12-18 2022-02-04 Saint Gobain Performance Plastics France Procede de preparation d’un materiau composite sous forme de sandwich
DE102019005913A1 (de) * 2019-08-22 2021-02-25 Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff
US20230011302A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-12 The Boeing Company Foam sheet core for composite sandwich structures and method of making the same
US20230187994A1 (en) * 2021-12-13 2023-06-15 Nidec Motor Corporation Electric motor with fibrous composite insulation for reducing bearing arcing

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2251028A1 (de) * 1971-10-20 1973-04-26 Unilever Nv Verfahren zur herstellung von nichtgewebten produkten
US4104340A (en) * 1975-01-27 1978-08-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making structural member from prepreg sheet of fusible resin microfibers and heat-resistant reinforcing fibers
FR2498733B1 (fr) * 1981-01-29 1986-03-28 Europ Propulsion Nouvelle structure composite et procede et matrice destines a la fabrication d'une telle structure
DE3113930A1 (de) * 1981-04-07 1982-10-28 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zur herstellung von gelegen fuer thermoplastische verbundwerkstoffe mit ausgerichteten verstaerkungsfasern
DE3341292A1 (de) * 1983-07-02 1985-01-03 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung von faserverstaerkten formkoerpern
US4539249A (en) * 1983-09-06 1985-09-03 Textile Products, Incorporated Method and apparatus for producing blends of resinous, thermoplastic fiber, and laminated structures produced therefrom
GB8400294D0 (en) * 1984-01-06 1984-02-08 Wiggins Teape Group Ltd Fibre reinforced composite plastics material
JPS61179731A (ja) * 1984-12-29 1986-08-12 日本マイヤー株式会社 三次元構造材料
SE452854B (sv) * 1985-01-17 1987-12-21 Gedevelop Ab Fluidumpermeabel fibermatris samt sett for dess framstellning
EP0303173B1 (en) * 1987-08-13 1993-12-15 Sumitomo Chemical Company, Limited Sheet-form molded article composed of organic fiber and process for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
IL88585A (en) 1992-05-25
US4966801A (en) 1990-10-30
IL88585A0 (en) 1989-07-31
EP0321735A2 (de) 1989-06-28
EP0321735A3 (de) 1991-02-27
DE3741539A1 (de) 1989-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4966801A (en) Lightweight composite material
US5262230A (en) Lightweight composite material with a thermoset matrix
US3382302A (en) Method for the manufacture of reinforced plastic foams
EP1338406B1 (en) Moulding materials and method of forming such materials
US3884169A (en) Marginal zone reinforcing system for the production of heavy duty foam resin constructions
US4927684A (en) Assembly of several layers having one or more reinforcing layers and fiber reinforced plastic article produced therefrom
US5049439A (en) Thermoformable article
US3769142A (en) Non-woven locked ply composite structure
JPH043766B2 (ja)
EP0822062B1 (en) Fiber-reinforced plastic using a composite substrate
JPS61501910A (ja) 繊維強化複合材料物品の製造方法
EP0636463B1 (en) A method of producing a thermoplastic sandwich plate
KR101410646B1 (ko) 복합체시트
US4971642A (en) Method of making a sandwich lightweight construction material
EP0313171B1 (en) Sandwich material and the use thereof
US4889763A (en) Sandwich material and the use thereof
JP3091224B2 (ja) 複合材料と積層物の製造方法
DE3811778A1 (de) Waermeformbares integrales verbundmaterial und verfahren zu dessen herstellung
JPH04339635A (ja) 繊維強化合成樹脂複合体及びその成形方法
EP0714755A1 (de) Komprimierter Leichtfüllstoff für Duroplaste und Verfahren zu seiner Herstellung
JPH04310726A (ja) 軽量複合成形物の製造法
JPS6335862A (ja) 繊維成形体
CA2042667A1 (en) Method of making a foamable foil
JPH04216924A (ja) 板状フォームコア・サンドイッチ積層体の製造方法
KR20010081471A (ko) 샌드위치 패널