JPH01190733A - 繊維複合材料の製造方法 - Google Patents
繊維複合材料の製造方法Info
- Publication number
- JPH01190733A JPH01190733A JP63310256A JP31025688A JPH01190733A JP H01190733 A JPH01190733 A JP H01190733A JP 63310256 A JP63310256 A JP 63310256A JP 31025688 A JP31025688 A JP 31025688A JP H01190733 A JPH01190733 A JP H01190733A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermoplastic polymer
- reinforcing fibers
- solvent
- organic solvent
- woven body
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
- B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
- B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
- B29B15/125—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex by dipping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Woven Fabrics (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】
(技術分野)
本発明は平行補強繊維を熱可塑性重合体溶液で含浸させ
、その溶媒を蒸散させることにより繊維複合材料を製造
する方法に関するものである。
、その溶媒を蒸散させることにより繊維複合材料を製造
する方法に関するものである。
(従来技術)
このような方法は、例えば西独特許出願公開36223
51号公報(米国特許4738868号明細書)に記載
されている。ここでは補強繊維として、単一ローピング
、平行繊維束、例えば0.3乃至lO闘幅の単一方向m
維条片ならびにガラス、炭素或は芳香族ポリアミド繊維
から成る織成体条片が使用されている。
51号公報(米国特許4738868号明細書)に記載
されている。ここでは補強繊維として、単一ローピング
、平行繊維束、例えば0.3乃至lO闘幅の単一方向m
維条片ならびにガラス、炭素或は芳香族ポリアミド繊維
から成る織成体条片が使用されている。
デュロプラスチソクポリマーを主体とするプリプレグ条
件、すなわち予備含浸条片製造のための従来の構成は、
−船釣に約IO乃至200c11の幅を何する。平行補
強繊維から成る織成体の幅が余りに広いと、熱可塑性重
合体用溶媒で含浸させる場合に問題を生する。織成体は
平行に配列された多数本のロービングから成り、各ロー
ビングはそれぞれスプール状に捲回したものから繰出さ
れるので、数百のスプールをスプールビームに装架し、
ロービングをこれから同時に繰出し、全部を同時に給送
し、含浸浴中に導入しなければならない。
件、すなわち予備含浸条片製造のための従来の構成は、
−船釣に約IO乃至200c11の幅を何する。平行補
強繊維から成る織成体の幅が余りに広いと、熱可塑性重
合体用溶媒で含浸させる場合に問題を生する。織成体は
平行に配列された多数本のロービングから成り、各ロー
ビングはそれぞれスプール状に捲回したものから繰出さ
れるので、数百のスプールをスプールビームに装架し、
ロービングをこれから同時に繰出し、全部を同時に給送
し、含浸浴中に導入しなければならない。
このような装置」二の問題点が高コストの対策を講して
解決されたとしても、次いで含浸テープの乾燥に際して
さらに困難を生ずる。大部分の熱可塑性重合体、すなわ
ちサーモプラストは有機溶媒に対して必ずしも良く溶射
しないので、比較的希tすな溶液を使用しなければなら
ない。従って含浸テープから大量の溶媒を葎散さぜねば
ならない。
解決されたとしても、次いで含浸テープの乾燥に際して
さらに困難を生ずる。大部分の熱可塑性重合体、すなわ
ちサーモプラストは有機溶媒に対して必ずしも良く溶射
しないので、比較的希tすな溶液を使用しなければなら
ない。従って含浸テープから大量の溶媒を葎散さぜねば
ならない。
これによりもたらされる容積縮少の結果テープに緊張を
もたらし、補強繊維による横方向の一体的保持を欠くた
めに横方向における緊張、裂断を生ずる可能性がある。
もたらし、補強繊維による横方向の一体的保持を欠くた
めに横方向における緊張、裂断を生ずる可能性がある。
このため、幅広のプリプレグ条片をサーモプラストから
製造するためには、−般に補強繊維から成る織成体が使
用される。しかしながら、特別の必要性から牽引方向に
おいてのみ補強されるべき繊維複合材料を製造する場合
にはこれは不可能である。
製造するためには、−般に補強繊維から成る織成体が使
用される。しかしながら、特別の必要性から牽引方向に
おいてのみ補強されるべき繊維複合材料を製造する場合
にはこれは不可能である。
そこでこの分野の技術的課題乃至本発明の目的は、熱可
塑性重合体を主体とする単一方向補強繊維複合材料を製
造する方法を提供することである。
塑性重合体を主体とする単一方向補強繊維複合材料を製
造する方法を提供することである。
(発明の要約)
このような技術的課題乃至発明の目的は、補強繊維を織
成体の形態において使用し、この平行補強繊維を熱可塑
性重合体フィラメントで一体的に保持し、次いでこの織
成体を0.5乃至50重量%の熱可塑性重合体と100
乃至50重量%のとの熱可塑性重合体用溶媒とを含をす
る浴中に通過させることにより解決されもしくは達成さ
れる。
成体の形態において使用し、この平行補強繊維を熱可塑
性重合体フィラメントで一体的に保持し、次いでこの織
成体を0.5乃至50重量%の熱可塑性重合体と100
乃至50重量%のとの熱可塑性重合体用溶媒とを含をす
る浴中に通過させることにより解決されもしくは達成さ
れる。
この場合、紅糸方向に補強繊維、緯糸方向にサーモプラ
ストフィラメントを有する織成体を使用するのが好まし
い。多方向性織成体も原則的に製造することができ、本
発明に使用することができる。これは補強繊維を種々の
異なる平面に配向し、サーモプラストフィラメントによ
り一体的に保持させた織成体である。
ストフィラメントを有する織成体を使用するのが好まし
い。多方向性織成体も原則的に製造することができ、本
発明に使用することができる。これは補強繊維を種々の
異なる平面に配向し、サーモプラストフィラメントによ
り一体的に保持させた織成体である。
(発明の構成)
補強繊維はガラス、炭素或は芳香族ポリアミドから構成
される。繊維は平行に配列されかつサーモプラストフィ
ラメントを使用して織成された1乃至10m−幅のロー
ビング束の形態で使用するのが好ましい。サーモプラス
トとしては有機溶媒に可溶性の、例えばポリスチレン、
無定形ポリアミド及びポリカルボナート、ことに120
℃以上のガラス転移点を存する、例えばポリエーテルス
ルホン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリ
ールエーテルチオエーテルニトリル、ポリアリールエー
テルチオエーテルスルフィドのような重合体が使用され
る。このサーモプラストは慣用の方法で、好ましくは溶
融体から5乃至2500texの糸重量乃至繊度、個々
のフィラメント数5乃至5000のマルチフィラメント
に紡糸される。
される。繊維は平行に配列されかつサーモプラストフィ
ラメントを使用して織成された1乃至10m−幅のロー
ビング束の形態で使用するのが好ましい。サーモプラス
トとしては有機溶媒に可溶性の、例えばポリスチレン、
無定形ポリアミド及びポリカルボナート、ことに120
℃以上のガラス転移点を存する、例えばポリエーテルス
ルホン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリ
ールエーテルチオエーテルニトリル、ポリアリールエー
テルチオエーテルスルフィドのような重合体が使用され
る。このサーモプラストは慣用の方法で、好ましくは溶
融体から5乃至2500texの糸重量乃至繊度、個々
のフィラメント数5乃至5000のマルチフィラメント
に紡糸される。
本発明で使用されるべき織成体の製造は、慣用の方法で
織機により行われる。この織成体は3乃至60重量%、
ことに5乃至50重量%がサーモプラストにより占めら
れるのが好ましい。その坪量は80乃至1200g/m
”、ことに100乃至600g/m2、幅10乃至20
0cm、ことに50乃至165 cmであるのが好まし
い。
織機により行われる。この織成体は3乃至60重量%、
ことに5乃至50重量%がサーモプラストにより占めら
れるのが好ましい。その坪量は80乃至1200g/m
”、ことに100乃至600g/m2、幅10乃至20
0cm、ことに50乃至165 cmであるのが好まし
い。
本発明においてこの織成体は、0乃至50重量%のサー
モプラスト及びそのための溶媒100乃至50重量%か
ら成る含浸浴に給送される。溶媒としてはジクロルメタ
ンが適当である。またジクロルメタンとクロルホルムの
混合溶媒(例えばヨーロッパ特許出願公開116282
号参照)も適当であるが、特別の場合にはさらに高沸点
の溶媒、例えばジメチルホルムアミド或はN−メチルピ
ロリドンも使用される。
モプラスト及びそのための溶媒100乃至50重量%か
ら成る含浸浴に給送される。溶媒としてはジクロルメタ
ンが適当である。またジクロルメタンとクロルホルムの
混合溶媒(例えばヨーロッパ特許出願公開116282
号参照)も適当であるが、特別の場合にはさらに高沸点
の溶媒、例えばジメチルホルムアミド或はN−メチルピ
ロリドンも使用される。
繊維性補強材料のサーモプラスト溶液による含浸は慣用
の方法で行われ、織成体は浴中を通過せしめられ、適当
な転向ローラにより含浸度が増大せしめられる。浴の粘
度は10乃至20 +000mPa51好ましくは20
0乃至5.000mPa5の広い範囲において適宜調整
され得る。
の方法で行われ、織成体は浴中を通過せしめられ、適当
な転向ローラにより含浸度が増大せしめられる。浴の粘
度は10乃至20 +000mPa51好ましくは20
0乃至5.000mPa5の広い範囲において適宜調整
され得る。
含浸浴中を通過する間に織成体のサーモプラストフィラ
メントは溶媒で膨潤せしめられ、サーモプラストが毛細
管作用により補強繊維内に均斉に分配される。補強ff
l i(Cは溶液中からさらにサーモプラストを摂取す
る。サーモプラスト溶液とサーモプラスト繊維ては同じ
重合体を使用するのが好ましいが、特殊な目的から異な
る重合体を使用することもできる。溶液中におけるサー
モプラストと織成体中におけるサーモプラストとの重量
割合は、70:30乃至0 : 100の広い範囲にお
いて変動し得る。含浸浴を走過後、織成体は圧搾ローラ
乃至圧搾間隙に導かれ、これにより繊維複合材料のサー
モプラスト含有量を所望量に調節することができる。次
いで含浸繊維は乾燥処理圏、好ましくは垂直塔状体を走
過して慣用の方法で溶媒を蒸散せしめる。
メントは溶媒で膨潤せしめられ、サーモプラストが毛細
管作用により補強繊維内に均斉に分配される。補強ff
l i(Cは溶液中からさらにサーモプラストを摂取す
る。サーモプラスト溶液とサーモプラスト繊維ては同じ
重合体を使用するのが好ましいが、特殊な目的から異な
る重合体を使用することもできる。溶液中におけるサー
モプラストと織成体中におけるサーモプラストとの重量
割合は、70:30乃至0 : 100の広い範囲にお
いて変動し得る。含浸浴を走過後、織成体は圧搾ローラ
乃至圧搾間隙に導かれ、これにより繊維複合材料のサー
モプラスト含有量を所望量に調節することができる。次
いで含浸繊維は乾燥処理圏、好ましくは垂直塔状体を走
過して慣用の方法で溶媒を蒸散せしめる。
本発明の好ましい実施態様において、織成体は5乃至3
0重量%のサーモプラストを含をする溶液で含浸せしめ
られる。サーモプラストの一部が織成体中にあらかじめ
含をされているため、含浸溶液は比較的少量が消費され
るだけで済み、その結果蒸散せしめられるべき溶媒量は
少量で済む。そこで一方では溶媒とエネルギーコストが
節約され、他方では含浸織成体が緊張裂断されるおそれ
が減少せしめられる。
0重量%のサーモプラストを含をする溶液で含浸せしめ
られる。サーモプラストの一部が織成体中にあらかじめ
含をされているため、含浸溶液は比較的少量が消費され
るだけで済み、その結果蒸散せしめられるべき溶媒量は
少量で済む。そこで一方では溶媒とエネルギーコストが
節約され、他方では含浸織成体が緊張裂断されるおそれ
が減少せしめられる。
極端な場合には、溶媒浴が全くサーモプラストを含有し
ない状態で処理することもあり得る。
ない状態で処理することもあり得る。
含浸繊維材料は乾燥後に均斉な表面をもたらすためにカ
レンダー処理に付されることができ、次いで半製品は適
宜の寸法に切断され或はスプール状に捲回される。この
半製品は成形、硬化して自動車、船舶、航空機、宇宙船
産業分野で使用されるべき完成成形品に加工される。
レンダー処理に付されることができ、次いで半製品は適
宜の寸法に切断され或はスプール状に捲回される。この
半製品は成形、硬化して自動車、船舶、航空機、宇宙船
産業分野で使用されるべき完成成形品に加工される。
この繊f(6復合祠料は40乃至70重量%、ことに5
0乃至60千毒%の補強繊維を含有するのが好ましい。
0乃至60千毒%の補強繊維を含有するのが好ましい。
これは高い破壊強さ、良好な貯蔵安定性、迅速な成形加
工性、良好な耐火性を特徴とする。
工性、良好な耐火性を特徴とする。
実施例1
繊度1200texのガラス繊&(B ロービング(S
ILENKAEC14P 185)及び繊度900te
xのポリエーテルスルホン(ULTRASON E 2
000)から成るマルチフィラメント)糸(フィラメン
ト140本)を織成(平織り)した。この織成体の経糸
はもっばらガラス綴紐−ロービング(4,8本/ c−
)から、緯糸はもっばらサーモプラスト糸(32本/
C,)で構成した。
ILENKAEC14P 185)及び繊度900te
xのポリエーテルスルホン(ULTRASON E 2
000)から成るマルチフィラメント)糸(フィラメン
ト140本)を織成(平織り)した。この織成体の経糸
はもっばらガラス綴紐−ロービング(4,8本/ c−
)から、緯糸はもっばらサーモプラスト糸(32本/
C,)で構成した。
この織成体はジメチルホルムアミド洛中を走過せしめら
れた。その滞留時間は約90秒間とした。これによりポ
リエーテルスルホン繊維は溶出することなく、膨張せし
められた。この溶媒を180°Cの温風乾燥により蒸散
させた。この乾燥により高い含浸率及び良質の、ガラス
繊維で単一方向に補強されたポリエーテルスルホンのプ
リプレグが得られた。このプリプレグは坪ff1870
g/m2て、67重量%の補強織率含何率を示した。
れた。その滞留時間は約90秒間とした。これによりポ
リエーテルスルホン繊維は溶出することなく、膨張せし
められた。この溶媒を180°Cの温風乾燥により蒸散
させた。この乾燥により高い含浸率及び良質の、ガラス
繊維で単一方向に補強されたポリエーテルスルホンのプ
リプレグが得られた。このプリプレグは坪ff1870
g/m2て、67重量%の補強織率含何率を示した。
実施例2
繊度1200texのガラス繊t(iロービング(SI
LENKAEC14P 185)及び繊度225tex
のポリエーテルスルホン(ULTRASON E 20
00)から成るマルチフィラメント)糸(フィラメント
35本)からサテン織り織成体(A l15)を作製し
た。その経糸はもっばらガラス繊維ロービング(4,8
本/C,)、緯糸はもっばらサーモプラスト糸(1,6
本/ cm )から構成した。その坪量は648g/m
2であった。この織成体を20重量%のポリエーテルス
ルホン(ULTRASON E2000)を含有するメ
チレンクロリド溶液中に通し、その滞留時間を約90秒
間とした。溶媒を80°Cの温風乾燥により除去し、乾
燥後、高い含浸率、高品質の、ガラス繊維単一方向補強
のポリエーテルスルホンプリプレグを得た。これは坪f
f1872g/m”で、補強繊維含有量は66重量%で
あった。
LENKAEC14P 185)及び繊度225tex
のポリエーテルスルホン(ULTRASON E 20
00)から成るマルチフィラメント)糸(フィラメント
35本)からサテン織り織成体(A l15)を作製し
た。その経糸はもっばらガラス繊維ロービング(4,8
本/C,)、緯糸はもっばらサーモプラスト糸(1,6
本/ cm )から構成した。その坪量は648g/m
2であった。この織成体を20重量%のポリエーテルス
ルホン(ULTRASON E2000)を含有するメ
チレンクロリド溶液中に通し、その滞留時間を約90秒
間とした。溶媒を80°Cの温風乾燥により除去し、乾
燥後、高い含浸率、高品質の、ガラス繊維単一方向補強
のポリエーテルスルホンプリプレグを得た。これは坪f
f1872g/m”で、補強繊維含有量は66重量%で
あった。
代理人弁理士 1)代 灰 治
手続補正書
平成1年 3月17日
Claims (5)
- (1)平行補強繊維を熱可塑性重合体の有機溶媒溶液で
含浸させ、溶媒を蒸散させて複合材料とする、単一方向
乃至多方向補強繊維補強複合材料の製造方法において、
補強繊維を織成体の形態において使用し、この平行補強
繊維を熱可塑性重合体フィラメントで一体的に保持し、
次いでこの織成体を0.5乃至50重量%の熱可塑性重
合体と100乃至50重量%のこの熱可塑性重合体用溶
媒とを含有する浴中に通過させることを特徴とする方法
。 - (2)請求項(1)による単一方向補強繊維複合材料の
製造方法であって、経糸方向に補強繊維、緯糸方向に熱
可塑性重合体フィラメントを有する織成体が使用される
ことを特徴とする方法。 - (3)請求項(1)による方法であって、織成体が5乃
至30重量%の熱可塑性重合体を含有する溶液で含浸せ
しめられることを特徴とする方法。 - (4)請求項(1)による方法であって、織成体が熱可
塑性樹脂を含有しない溶媒浴中を通過せしめられ、これ
により織成体中にある熱可塑性重合体フィラメントが膨
潤せしめられ、熱可塑性重合体が補強繊維中に均斉に分
配されることを特徴とする方法。 - (5)請求項(1)による方法であって、熱可塑性重合
体フィラメント及び熱可塑性重合体溶液に同じ熱可塑性
重合体が使用されることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3742833.0 | 1987-12-17 | ||
| DE19873742833 DE3742833A1 (de) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | Verfahren zur herstellung von faserverbundwerkstoffen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01190733A true JPH01190733A (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=6342851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310256A Pending JPH01190733A (ja) | 1987-12-17 | 1988-12-09 | 繊維複合材料の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4919978A (ja) |
| EP (1) | EP0320839A3 (ja) |
| JP (1) | JPH01190733A (ja) |
| DE (1) | DE3742833A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8827400D0 (en) * | 1988-11-25 | 1988-12-29 | Shell Int Research | Process for preparation of reinforced thermoplastic composites |
| CA2020906A1 (en) * | 1989-11-03 | 1991-05-04 | J. Andrew Stirling | Unidirectionally fiber reinforced thermoplastic composites and method of manufacture |
| DE4138208C2 (de) * | 1991-11-21 | 1995-10-05 | Deere & Co | Hydropneumatisch gefederte Radaufhängung |
| FI102945B (fi) * | 1995-02-24 | 1999-03-31 | Stick Tech Oy | Prepreg, menetelmä sen valmistamiseksi, mainittuun prepregiin pohjautu va komposiitti ja sen käyttö |
| WO1998042451A1 (en) * | 1997-03-25 | 1998-10-01 | Tyco Group S.A.R.L. | Dual capillary coating |
| AU2003262050B2 (en) * | 2002-11-14 | 2009-07-02 | Toray Industries, Inc. | Reinforcing fiber substrate, composite material and method for producing the same |
| FR2907778B1 (fr) * | 2006-10-26 | 2010-12-10 | Snecma Propulsion Solide | Procede de fabrication d'une piece en materiau composite thermostructural. |
| DE102013012867A1 (de) | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Schock Gmbh | Beckenformteil, wie beispielsweise eine Küchenspüle, ein Waschbecken oder dergleichen, sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Beckenformteils |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1447029A (en) * | 1972-07-21 | 1976-08-25 | Hyfil Ltd | Carbon fibre composite |
| JPS5750654B2 (ja) * | 1973-03-28 | 1982-10-28 | ||
| GB2083779A (en) * | 1980-09-10 | 1982-03-31 | Rolls Royce | A method of manufacturing a composite material |
| US4588538A (en) * | 1984-03-15 | 1986-05-13 | Celanese Corporation | Process for preparing tapes from thermoplastic polymers and carbon fibers |
| CA1277188C (en) * | 1984-11-19 | 1990-12-04 | James E. O'connor | Fiber reinforced thermoplastic articles and process for the preparationthereof |
| CH671231A5 (ja) * | 1985-07-24 | 1989-08-15 | Basf Ag | |
| US4695497A (en) * | 1987-01-02 | 1987-09-22 | Allied Corporation | Method of imparting stain resistance to colored substrates which include a filamentary material |
-
1987
- 1987-12-17 DE DE19873742833 patent/DE3742833A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63310256A patent/JPH01190733A/ja active Pending
- 1988-12-10 EP EP88120698A patent/EP0320839A3/de not_active Withdrawn
- 1988-12-16 US US07/285,746 patent/US4919978A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0320839A3 (de) | 1989-11-23 |
| EP0320839A2 (de) | 1989-06-21 |
| DE3742833A1 (de) | 1989-07-13 |
| US4919978A (en) | 1990-04-24 |
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