JPH01287140A - アラミド複合材の製造方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はアラミド複合材の製造方法に関する。

詳しくはアラミド布帛と樹脂とを接着複合させるにあた
り、特定の条件で処理されたアラミド繊維を用いること
によって界面接着性を向上せしめたものである。

〈従来技術〉 従来、アラミド繊維とゴム類あるいはマトリックス樹脂
との界面接着性を向上させるために多くの検討がされて
きた。例えばアラミド繊維をあらかじめ酸またはアルカ
リで処理する方法、エポキシ基などの官能基を有する化
合物で表面処理する方法、低温プラズマを用いる方法、
極性溶媒で処理して表面に官能基を導入する方法などで
ある。

最近の例としてはアラミド繊維を高温で熱処理してエポ
キシ樹脂との接着性を向上させる方法が開示されている
。たとえば［アラミド材料の表面にエポキシ樹脂を付与
するに際し、エポキシ樹脂の付与と同時又は付与の前後
に５０〜４００’Ｃの温度で加熱処理することを特徴と
する変性アラミド材料の製造方法」　（時開［＠　６２
−２１８４２５号公報）あるいは［アラミド材料の表面
にエポキシ樹脂を付与するに際し、エポキシ樹脂の付与
と同時又は付与の前後にアンモニアガスの存在下に５０
・〜４００’Ｃの温度で加熱処理することを特徴とする
変性アラミド材料の製造法」　（特開昭６２−２２５５
３９号公報）などが開示されている。

〈発明の目的〉 本発明者等は、上記従来技術において実用性がないとみ
られていた温度領域でかつエポキシ樹脂の付与と同時ま
たは直前、直後でない場合においても特定の処理条件で
アラミド繊維を加熱処理することにより界面接着性を向
上せしめることができることを見出し本発明に到達した
ものでおる。

〈発明の構成〉 すなわち本発明は、アラミド繊維と樹脂とを接着複合さ
せる方法において、第１図に示した八ＢＣＤＥＦで囲ま
れる範囲の温度および時間で熱処理されたアラミド繊維
を用いることを特徴とするアラミド複合材の製造方法で
おる。

ここにアラミド繊維とは、繰返し単位の８０モル％以上
（好ましくは９０モル％以上）が−ＮＨ−Ａｒ＋−ＮＨ
ＣＯ−△ｒ２−Ｃ〇−および／又は−ＮＨ−Ａｒ”３−
Ｃｏ−である芳香族ホモポリアミド又は芳香族コポリア
ミドからなる繊維である。

アラミド繊維の形体としては短繊維状、長繊維状、トウ
状、織編状、シート状、不織布状、フェルト状９紙状、
糸状、コード状など繊維により形成し得るいずれの形体
でもよい。

樹脂はポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂。

ポリエポキシ系樹脂など従来複合材用として用いられて
きたものである。

本発明においてアラミド繊維は第１図に示した八ＢＣＤ
ＥＦで囲まれた温度および時間で熱処理される。各点は
それぞれＡ　（４０５，０，１）　３　（４０５゜５．
０）Ｃ（４５０，２，５０）Ｄ　（５００，１，５０）
Ｅ　（６００゜０．２５）　Ｆ　（６００，０，０２）
である。処理温度が４０５°Ｃ未満では短時間内に所期
の効果を得ることが難しいので工程連続化が困難となる
。６００°Ｃを越えるとたとえ短時間処理でもアラミド
繊維の基本的物性の劣化たとえば引張強力、ヤング率な
どが低下し実用性を失う。

また、本発明において用いられる加熱雰囲気は例えば空
気、窒素、アルゴン、ヘリウム、水素などの単独又は混
合気体の流通下のいずれでもよい。

特に表面処理したアラミド繊維を変成（性）化する場合
においては、表面処理剤の分解を防止する意味から窒素
、アルゴン、ヘリウム等の不活性気体を用いることが好
ましい。

本発明で０う加熱処理は、回転方式、連続方式。

あるいはその他のいかなる方式でもよい。即ち充分なる
熱量が繊維に比較的均一に付与される方式ならばいかな
る方式でもよい。

前述のような本発明の変成（性）アラミド繊維を強化材
として用いて繊維強化複合材料を製造する方法は、従来
からの公知の複合材料成形方法を採用することにより可
能である。例えば強化用繊維は、連続フィラメント（長
繊維状）、短繊維状。

トウ状、ヤーン状、織編物状、不織布状、シート状２紙
状、糸状、コード状およびそれらのプリプレグ状、さら
に一方向引揃えプリプレグ状など任意の形態でマトリッ
クス樹脂中に存在せしめることができる。樹脂と繊維と
の比率も繊維の形態や複合材の用途等に応じて適宜選定
することかできる。

〈発明の効果〉 本発明は下記の効果を奏する。

（１）マトリックス樹脂との界面接着力（層間剪断強度
）か向上する。

（２）アラミド繊維の熱処理をきわめて短時間内に行う
ことができるので工程を連続化することができる。

（３）熱処理の前後で特にエポキシ処理を組合せて実施
する必要はなく、非常に容易かつ簡単であり、工業的に
きわめて有利である。

〈実施例〉 以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例Ｎｏ、　１ マトリックス樹脂として、比較的硬化後の透明度が高く
、従って、織布への樹脂の含浸状態が児やすく、比較判
定し易い常温硬化系樹脂配合、即ち、液状ビスフェノー
ルＡ型エポキシを主体にした配合系−エピコート８２８
／エポメ−トＢＯＯ２Ｗ（ともにフカシェルエポキシ■
）／ｎ−ブチルグリシジルエーテル（和光紬薬■業■）
　−５０１５５／１０重量比率になるように調合して、
攪拌混合、真空脱泡して配合樹脂（Ｒ）を得た。次に表
−１に示したアラミド織＠（丁「）をシクロヘキザン洗
浄、風乾した後、さらに表−２のＮｏ、　１に示す加熱
温度、加熱時間で熱処理して、織布−ＩＦ’を得た。

この配合樹脂Ｒと織イＩ’ｒＴＦ’　とを使用しハンド
レイアップ成形方式により、含浸、積層をくりかえして
８プライの積層成形物を作成し、これを真空パック法に
より大気圧下で約１０分間加圧脱泡し、さらにガラス製
の平板に、３ｍｍ厚のスペーサーとともにはさみ、３０
Ｋｇ／　ｃｍ２荷重下で一昼夜放置した後９０℃で５時
間加熱してエポキシ樹脂をさらに硬化せしめで、アラミ
ド繊維補強積層板を得た。

この成形物の層間剪断強度（ＩＬＳＳ）をＡＳＴＨＤ２
３４４に準じた方法で測定した。得られた結果を表−２
にＮｏ、　１のＩＬＳＳとして示した。尚この成形物の
繊維体積含有率は３６．２％であった。

実施例Ｎｏ、　２〜Ｎｏ、　７ 実施例１と同一の織イ１ＴＦ（シクロヘキサンで洗浄、
風乾した織布）を用い表−２の２〜７に示すそれぞれの
加熱温度、加熱時間で熱処理した織布をそれぞれ使用し
た以外は、実施例Ｎｏ、　１と同様の方法で積層成形物
を作成し、かつ同様の方法で成形物の層間剪断強度（Ｉ
ＬＳＳ）を測定した。得られた結果をそれぞれのＮｏ、
に該当する場所に示した。尚これらの成形物の繊維体積
含有率は３５．４〜３６．８％範囲内であった。また得
られた層間剪断強度（ＩＬＳＳ）はいずれも４．ＯＫ（
］／ｍｍ２以上であった。

Ｎｏ、３〜Ｎｏ、　５は熱処理により織布表面が若干炭
化していたが成形物の作成は可能であり層間剪断強度（
ＩＬＳＳ）の向上効果が認められた。

実施例Ｎｏ、　８ 表−１のアラミド織イ１中のＫ［を用いた以外は実施例
Ｎｏ、　７とまったく同様の方法で成形物を得て、層間
剪断強度を測定した。得られた結果を表−２の該当する
場所に示した。尚このときの成形物の繊維体積含有率は
３４．２％であった。

比較例Ｎｏ、１．　Ｎｏ、２．　Ｎｏ、６実施例Ｎｏ、
１と同一の織’＃ＴＦ（シクロヘキサンで洗浄、風乾し
た織布）を用いて表−２の比較例Ｎｏ、１．　Ｎｏ、２
．　Ｎｏ、６に示すそれぞれの加熱温度、加熱時間で熱
処理した織布をそれぞれ使用した以外は実施例Ｎ０１１
とまったく同様の方法で成形物を作成し、かつ層間剪断
強度（ＩＬＳＳ）を測定し、得られた結果を表−２に示
した。なおこのときの成形物の繊維体積含有率は３５．
５〜３７．０％範囲内にあった。また得られた層間剪断
強度（ＩＬＳＳ）は３．１〜３．７　Ｋｇ／ｍｍ２範囲
内であった。

比較例Ｎ０１３〜Ｎｏ、　５ 実施例Ｎｏ、　１と同一の織布下Ｆ（シクロヘキサンで
洗浄、風乾した織布）を用いて、表−２の比較例Ｎｏ、
　３〜Ｎ０．５に示すそれぞれの加熱温度、加熱時間で
熱処理したところ、織布はいずれも表面が相当に炭化し
ており、充分満足のいくような成形物を得ることが出来
なかった。

比較例Ｎｏ、　７ 実施例Ｎｏ、　１と同一の織布を表−２の参考例ＮＯ４
１に示すように加熱処理をまった〈実施しないで使用し
た以外は実施例Ｎｏ、　１と、まったく同様の方法で成
形物を作成し、かつ、層間剪断強度（ＩＬＳＳ）を測定
した。このときの層間剪断強度（ＩＬＳＳ）は２．９　
Ｋｇ／ｍｍ２であった。またこの成形物の繊維体積含有
率は３５．７％であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はアラミド繊維の熱処理条件範囲を示したもので
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アラミド繊維と樹脂とを接着複合させる方法において、
   第１図に示したＡＢＣＤＥＦで囲まれる範囲の温度およ
   び時間で熱処理されたアラミド繊維を用いることを特徴
   とするアラミド複合材の製造方法。