JPH01306431A - ポリベンゾオキサゾール系繊維から成る複合材料用基材の製造方法 - Google Patents
ポリベンゾオキサゾール系繊維から成る複合材料用基材の製造方法Info
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- JPH01306431A JPH01306431A JP13555588A JP13555588A JPH01306431A JP H01306431 A JPH01306431 A JP H01306431A JP 13555588 A JP13555588 A JP 13555588A JP 13555588 A JP13555588 A JP 13555588A JP H01306431 A JPH01306431 A JP H01306431A
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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、エポキシ樹脂をマトリックスとする複合材料
に用いられるポリベンゾオキサゾール系繊維から成る複
合材料用基材の製造方法に関する。
に用いられるポリベンゾオキサゾール系繊維から成る複
合材料用基材の製造方法に関する。
工業的に実用化されている複合材料用基材としては、ガ
ラス繊維、アラミド系繊維、炭素繊維等があり、スポー
ツ用品、航空機、自動車、船舶等の分野等に用いられて
いる。又、航空機、宇宙産業分野に代表されるような先
端複合材料分野では、更に複合材料の強度、弾性率、耐
熱性、耐衝撃性、耐疲労性等を向上°させるために、こ
れら従来の材料だけでなく、新しい素材の研究も行なわ
れている。
ラス繊維、アラミド系繊維、炭素繊維等があり、スポー
ツ用品、航空機、自動車、船舶等の分野等に用いられて
いる。又、航空機、宇宙産業分野に代表されるような先
端複合材料分野では、更に複合材料の強度、弾性率、耐
熱性、耐衝撃性、耐疲労性等を向上°させるために、こ
れら従来の材料だけでなく、新しい素材の研究も行なわ
れている。
このような状況にあって、強度、弾性率、耐熱性等に優
れ、且つ軽量である複素環式芳香族系繊維は、先端複合
材料用基材として期待されている。
れ、且つ軽量である複素環式芳香族系繊維は、先端複合
材料用基材として期待されている。
中でも、ポリベンゾオキサゾール系繊維は、高、７度と
いう点で優れている。ポリベンゾオキサゾール系繊維の
製造方法としては、特開昭６１−５０１４５２号公報に
複素環式芳香族系繊維の一種として開示されている。
いう点で優れている。ポリベンゾオキサゾール系繊維の
製造方法としては、特開昭６１−５０１４５２号公報に
複素環式芳香族系繊維の一種として開示されている。
その複合材料用の表面処理としては、米国特許４．５８
１．４３７号に、特定の酸素雰囲気下で熱処理するとい
う方法がある。
１．４３７号に、特定の酸素雰囲気下で熱処理するとい
う方法がある。
−ｉに複合材料では、基材とマトリックス樹脂との接着
性の良否が、両者から成る複合材料の強度、弾性率、耐
疲労性、耐水性等の物性に大きく影響する。従って、複
合材料のこれらの物性を改良するためには、基材と樹脂
との接着性を向上させることがきわめて重要であると言
われている。
性の良否が、両者から成る複合材料の強度、弾性率、耐
疲労性、耐水性等の物性に大きく影響する。従って、複
合材料のこれらの物性を改良するためには、基材と樹脂
との接着性を向上させることがきわめて重要であると言
われている。
しかしながら、米国特許４，５８Ｌ４３７号に記載され
ているように、ポリベンゾオキサゾール系繊維は、熱硬
化性樹脂に対する接着性が悪く、比較的接着性の良いエ
ポキシ樹脂を用いても充分とは言い難い。そのために、
繊維のもつ優れた特徴が複合材料としての物性にあまり
反映されていない。
ているように、ポリベンゾオキサゾール系繊維は、熱硬
化性樹脂に対する接着性が悪く、比較的接着性の良いエ
ポキシ樹脂を用いても充分とは言い難い。そのために、
繊維のもつ優れた特徴が複合材料としての物性にあまり
反映されていない。
又１、当該特許公報に記載されている酸素雰囲気下で熱
処理する方法では、確かに接着性は向上するが、複合材
料としての物性を著しく改良するところまでには至って
いない。
処理する方法では、確かに接着性は向上するが、複合材
料としての物性を著しく改良するところまでには至って
いない。
そこで、本発明者らは、エポキシ樹脂をマトリックスと
する複合材料の強度、弾性率、耐水性、耐疲労性等の物
性を向上させるために、ポリベンゾオキサゾール系繊維
から成る複合材料用基材の製造法について鋭意検討を重
ねた結果、本発明を完成するに至った。
する複合材料の強度、弾性率、耐水性、耐疲労性等の物
性を向上させるために、ポリベンゾオキサゾール系繊維
から成る複合材料用基材の製造法について鋭意検討を重
ねた結果、本発明を完成するに至った。
本発明は、ポリベンゾオキサゾール系繊維又はその成形
品をプラズマ表面処理した後に、改質された繊維表面と
反応可能な基及びエポキシ樹脂と反応可能な基の両方を
分子内に有する化合物を表面処理剤として付与して反応
させることを特徴とするポリベンゾオキサゾール系繊維
から成る複合材料用基材の製造方法である。
品をプラズマ表面処理した後に、改質された繊維表面と
反応可能な基及びエポキシ樹脂と反応可能な基の両方を
分子内に有する化合物を表面処理剤として付与して反応
させることを特徴とするポリベンゾオキサゾール系繊維
から成る複合材料用基材の製造方法である。
本発明の方法により得られる基材は、特にエポキシ樹脂
をマトリックスとする複合材料で顕著な効果を発揮する
。
をマトリックスとする複合材料で顕著な効果を発揮する
。
本発明におけるポリベンゾオキサゾール系繊維（以下、
ＰＢＯ繊維という）は、下記の構造式Ｉ、■、■で示さ
れる繰り返し単位のうち、１種又は２種以上を有し、且
つこれらの繰り返し単位が全体の８０重量％以上を占め
る重合体及びこれらの共重合体から成る繊維であり、周
知の方法で重合、紡糸して得ることができるが、高強度
、高弾性率の繊維が得られるという点で１．特開昭６１
−５０１４５２号公報に記載の方法であることが好まし
い。
ＰＢＯ繊維という）は、下記の構造式Ｉ、■、■で示さ
れる繰り返し単位のうち、１種又は２種以上を有し、且
つこれらの繰り返し単位が全体の８０重量％以上を占め
る重合体及びこれらの共重合体から成る繊維であり、周
知の方法で重合、紡糸して得ることができるが、高強度
、高弾性率の繊維が得られるという点で１．特開昭６１
−５０１４５２号公報に記載の方法であることが好まし
い。
又、本発明に、おいては、高強度、高弾性率という点で
、下記の構造式■又は■を主成分としたＰＢＯ繊維が好
ましく用いられる。
、下記の構造式■又は■を主成分としたＰＢＯ繊維が好
ましく用いられる。
ポリベンゾオキサゾールの構造式
上記繊維の成形品としては、例えば不織布、織布、チョ
ツプドストランド等が挙げられる。又、成形品は２種類
以上のＰＢＯ繊維から構成されていてもよく、ＰＢＯ繊
維以外の複合材用補強材、例えば炭素繊維、ガラス繊維
、アルミナ繊維、アラミド系繊維、複素環式芳香族系繊
維等が含まれていてもよい。しかしながら、軽くて強い
というＰＢＯ繊維の特徴を生かすという点で、ＰＢＯ繊
維以外の補強材の含有量は基材に対して３０％以下であ
ることが好ましい。又、電気回路配線板用途にＰＢＯ繊
維以外の補強材を含む成形品を使用するにあたっては、
それらの絶縁性、誘電率等の電気特性についても考慮す
る必要がある。
ツプドストランド等が挙げられる。又、成形品は２種類
以上のＰＢＯ繊維から構成されていてもよく、ＰＢＯ繊
維以外の複合材用補強材、例えば炭素繊維、ガラス繊維
、アルミナ繊維、アラミド系繊維、複素環式芳香族系繊
維等が含まれていてもよい。しかしながら、軽くて強い
というＰＢＯ繊維の特徴を生かすという点で、ＰＢＯ繊
維以外の補強材の含有量は基材に対して３０％以下であ
ることが好ましい。又、電気回路配線板用途にＰＢＯ繊
維以外の補強材を含む成形品を使用するにあたっては、
それらの絶縁性、誘電率等の電気特性についても考慮す
る必要がある。
本発明において、プラズマ表面処理は、基材の表面を清
浄化、エツチングによる表面積の増加、表層部の架橋も
さることながら、次の工程において付与する表面処理剤
と化学的に結合できる表面に改質するために行なうもの
である。プラズマ処理は公知の方法で行なうことができ
る。雰囲気ガスとしては、例えば空気、窒素、水素、二
酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、アンモニア、−酸化炭
素、メタン、エタン、プロパン、メチルアミン等のガス
及びそれらの混合ガス等が挙げられる。しかしながら、
０１９１７表面処理装置の腐食、重合物での汚染等によ
る操作性の低下が少ない、■プラズマの安定性が良い、
および０次に行なう表面処理剤との反応性が増加する、
という理由により雰囲気ガスはアルゴン、ヘリウム、窒
素、空気、及びそれらの混合ガスを主成分とすることが
好ましい。圧力は通常０．０２〜５ ｔｏｒｒ、好まし
くは、０．０５〜ｌ ｔｏｒｒである。放電電源は安定
したプラズマ状態が得られればよ（、高周波電源でも低
周波電源でもよい。放電電力（放電電圧×電流）は通常
１０〜１０００ワツトであるが、ＰＢＯ繊維の物性を損
なうことなく表面を活性化するという点で、好ましくは
１０〜３００ワツトである。プラズマ照射時間はガスの
種類、放電電力、圧力等の条件によって選択する必要が
あり、通常５秒〜１０分である。プラズマ装置は特に規
定するものではなく、バッチ式でも連続式でもよい。
浄化、エツチングによる表面積の増加、表層部の架橋も
さることながら、次の工程において付与する表面処理剤
と化学的に結合できる表面に改質するために行なうもの
である。プラズマ処理は公知の方法で行なうことができ
る。雰囲気ガスとしては、例えば空気、窒素、水素、二
酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、アンモニア、−酸化炭
素、メタン、エタン、プロパン、メチルアミン等のガス
及びそれらの混合ガス等が挙げられる。しかしながら、
０１９１７表面処理装置の腐食、重合物での汚染等によ
る操作性の低下が少ない、■プラズマの安定性が良い、
および０次に行なう表面処理剤との反応性が増加する、
という理由により雰囲気ガスはアルゴン、ヘリウム、窒
素、空気、及びそれらの混合ガスを主成分とすることが
好ましい。圧力は通常０．０２〜５ ｔｏｒｒ、好まし
くは、０．０５〜ｌ ｔｏｒｒである。放電電源は安定
したプラズマ状態が得られればよ（、高周波電源でも低
周波電源でもよい。放電電力（放電電圧×電流）は通常
１０〜１０００ワツトであるが、ＰＢＯ繊維の物性を損
なうことなく表面を活性化するという点で、好ましくは
１０〜３００ワツトである。プラズマ照射時間はガスの
種類、放電電力、圧力等の条件によって選択する必要が
あり、通常５秒〜１０分である。プラズマ装置は特に規
定するものではなく、バッチ式でも連続式でもよい。
本発明において、プラズマ表面処理に引き続き、改質さ
れた繊維表面と反応可能な基及びエポキシ樹脂と反応可
能な基の両方を分子内に有する化合物をＰＢＯ繊維又は
その成形品に付与して反応させる。その結果、繊維表面
と反応可能な基がプラズマ表面処理によって活性化され
た基材と反応するが、エポキシ樹脂と反応可能な基は未
反応のまま残るので、複合材料としたとき７トリツクス
樹脂と化学結合して、その結果として複合材料の物性を
向上する。
れた繊維表面と反応可能な基及びエポキシ樹脂と反応可
能な基の両方を分子内に有する化合物をＰＢＯ繊維又は
その成形品に付与して反応させる。その結果、繊維表面
と反応可能な基がプラズマ表面処理によって活性化され
た基材と反応するが、エポキシ樹脂と反応可能な基は未
反応のまま残るので、複合材料としたとき７トリツクス
樹脂と化学結合して、その結果として複合材料の物性を
向上する。
ここで繊維表面と反応可能な基としては、例えばマレイ
ミド基、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アリル
基、アセチレン基等の不飽和基、メルカプト基、アミノ
基、イミダゾール基等の不飽和基と反応できる基等が挙
げられる。基材表面との反応という点では、スチリル基
、メタクリル基、メルカプト基が好ましく、中でも重合
性の少ないメルカプト基が最良である。
ミド基、ビニル基、スチリル基、メタクリル基、アリル
基、アセチレン基等の不飽和基、メルカプト基、アミノ
基、イミダゾール基等の不飽和基と反応できる基等が挙
げられる。基材表面との反応という点では、スチリル基
、メタクリル基、メルカプト基が好ましく、中でも重合
性の少ないメルカプト基が最良である。
エポキシ樹脂と反応可能な基としては、例えばアミノ基
、イミダゾール基、エポキシ基、フェノール性水酸基、
酸無水物骨格を有する基等が挙げられる。エポキシ基と
の反応性、反応によって形成される結合の加水分解とい
う点では、アミノ基、イミダゾール基、エポキシ基が好
ましい。このような化合物としては、例えばグリシジル
メタクリレート、５−、メルカプト−２−アミノ−１，
３゜４トリアゾール、２−メルカプトイミダゾール、２
−メルカプトエチルアミン、及びそれらの塩等があり、
又、グリシジルメタクリレートとアンモニアとの反応生
成物、グリシジルメタクリレートとジアミノジフェニル
メタンとの反応生成物、ｐ−ビニルベンジルクロライド
とｎ−ブチルアミンとの反応生成物、ｐ−ビニルベンジ
ルクロライドとベンジルアミンとの反応生成物等もある
。
、イミダゾール基、エポキシ基、フェノール性水酸基、
酸無水物骨格を有する基等が挙げられる。エポキシ基と
の反応性、反応によって形成される結合の加水分解とい
う点では、アミノ基、イミダゾール基、エポキシ基が好
ましい。このような化合物としては、例えばグリシジル
メタクリレート、５−、メルカプト−２−アミノ−１，
３゜４トリアゾール、２−メルカプトイミダゾール、２
−メルカプトエチルアミン、及びそれらの塩等があり、
又、グリシジルメタクリレートとアンモニアとの反応生
成物、グリシジルメタクリレートとジアミノジフェニル
メタンとの反応生成物、ｐ−ビニルベンジルクロライド
とｎ−ブチルアミンとの反応生成物、ｐ−ビニルベンジ
ルクロライドとベンジルアミンとの反応生成物等もある
。
官能基として繊維表面と反応可能な基を少なくとも１以
上有し、且つエポキシ樹脂と反応可能な基を少なくとも
１以上有する化合物であれば、これらの官能基を３種類
以上有し７ていてもよい。複数の化合物を混合して用い
てもよく、さらに他のラジカル重合性の化合物、例えば
スチレン、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、ア
クリルアミド、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸
、マレイミド等を混合して用いてもよい。しかしながら
、表面処理剤と基材とを効果的に結合させるという点で
、これらのラジカル重合性化合物の混合比率は５０重景
％以下であることが好ましい。
上有し、且つエポキシ樹脂と反応可能な基を少なくとも
１以上有する化合物であれば、これらの官能基を３種類
以上有し７ていてもよい。複数の化合物を混合して用い
てもよく、さらに他のラジカル重合性の化合物、例えば
スチレン、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、ア
クリルアミド、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸
、マレイミド等を混合して用いてもよい。しかしながら
、表面処理剤と基材とを効果的に結合させるという点で
、これらのラジカル重合性化合物の混合比率は５０重景
％以下であることが好ましい。
これらの化合物を付与する方法としては、例えば気体状
又は水溶液、有機溶剤若しくは、エマルジョン溶液の形
態で付与する方法がある。工業的にみて安価で容易にで
き、且つ処理ムラを少なくするという点では、水溶液が
優れる。例えば、２−メルカプトエチルアミン、その塩
等の水溶性の表面処理剤が好ましく用いられる。
又は水溶液、有機溶剤若しくは、エマルジョン溶液の形
態で付与する方法がある。工業的にみて安価で容易にで
き、且つ処理ムラを少なくするという点では、水溶液が
優れる。例えば、２−メルカプトエチルアミン、その塩
等の水溶性の表面処理剤が好ましく用いられる。
表面処理剤の付与量は格別限定されないが、基材に対し
て、０．５重量％以下が好ましく、０．０１〜０．３重
量％がより好ましい。
て、０．５重量％以下が好ましく、０．０１〜０．３重
量％がより好ましい。
基材表面と表面処理剤との反応は加熱、紫外線照射、電
子線照射等の常法で行なうことができる。
子線照射等の常法で行なうことができる。
しかしながら、工業的には溶液を用いた付与が有利であ
り、この場合溶剤の乾燥工程で加熱されるので、この時
に反応させることが好ましい。
り、この場合溶剤の乾燥工程で加熱されるので、この時
に反応させることが好ましい。
上述のように表面処理剤の付与・反応を行なった基材は
複合材料の機械的物性を向上させるものであるが、さら
に、複合材料の熱又は温熱履歴に対する物性などを向上
させるためには、未反応の表面処理剤を取り除くことが
好ましい。付与した表面処理剤のすべてが反応して基材
表面にグラフト化されるわけではないので、単に付着し
たたけのものは基材表面に残る。これがグラフト化した
表面処理剤とマトリックス樹脂との反応を阻害し、基材
−樹脂間の接着性を低下させる。その結果、複合材のＳ
械的物性ではあまり顕著な効果は見られないが、複合材
の熱又は温熱履歴に対する物性、例えば吸湿後の層間接
着性、耐熱衝撃性１、耐湿熱サイクル性等の物性を低下
させる。このような障害を防ぐために未反応の表面処理
剤を取り除くのである。その方法としては、例えば水、
洗剤水溶液、有機溶剤等での洗浄（湿式法）、真空乾燥
、加熱等での揮発（乾式法）によって行なうことができ
る。、しかしながら、除去効率、グラフト部の分解等を
考慮すると湿式法の方が好ましく、さらには、工業的に
容易であるということから、水又は水溶液を用いること
が好ましい。
複合材料の機械的物性を向上させるものであるが、さら
に、複合材料の熱又は温熱履歴に対する物性などを向上
させるためには、未反応の表面処理剤を取り除くことが
好ましい。付与した表面処理剤のすべてが反応して基材
表面にグラフト化されるわけではないので、単に付着し
たたけのものは基材表面に残る。これがグラフト化した
表面処理剤とマトリックス樹脂との反応を阻害し、基材
−樹脂間の接着性を低下させる。その結果、複合材のＳ
械的物性ではあまり顕著な効果は見られないが、複合材
の熱又は温熱履歴に対する物性、例えば吸湿後の層間接
着性、耐熱衝撃性１、耐湿熱サイクル性等の物性を低下
させる。このような障害を防ぐために未反応の表面処理
剤を取り除くのである。その方法としては、例えば水、
洗剤水溶液、有機溶剤等での洗浄（湿式法）、真空乾燥
、加熱等での揮発（乾式法）によって行なうことができ
る。、しかしながら、除去効率、グラフト部の分解等を
考慮すると湿式法の方が好ましく、さらには、工業的に
容易であるということから、水又は水溶液を用いること
が好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明
は実施例によって限定されるものでない。
は実施例によって限定されるものでない。
なお、本実施例においては、ポリベンゾオキサゾール繊
維として、下記の構造式で示されるポリマーから成る熱
処理系を用いた。
維として、下記の構造式で示されるポリマーから成る熱
処理系を用いた。
ポリマーの構造式
この繊維は特開昭６１−５０１４５２号公報の記載をも
とに作成したので、以下、該公報中に記載の実施例番号
を挙げて説明する。
とに作成したので、以下、該公報中に記載の実施例番号
を挙げて説明する。
重合は、ポリマー濃度が１１重量％になるように、モノ
マー仕込み量を調整して、該公報中の実施例１３に従っ
て行なった。得られたポリマーの固有粘度は２０４！
／ ｇであった。紡糸は、該公報中の実施例１１９を参
考にして、紡口（孔径ｏ、２５ａｔφ、孔数５）、ドー
プ温度１２０”Ｃ１紡糸時の延伸比を１３／１で行なっ
た。得られた繊維の熱処理は５００℃の窒素雰囲気中で
、２ｇ／ｄの引張張力下、１分間行なった。熱処理系の
単糸物性は、強度３２ ｇ／ｄ、弾性率１２９０ｇ／ｄ
、伸度２．６ ％ Ｔ： アッタ。尚、単糸物性は、
ＡＳＴＭ−Ｄ−３３７９に基づいて、測定した。
マー仕込み量を調整して、該公報中の実施例１３に従っ
て行なった。得られたポリマーの固有粘度は２０４！
／ ｇであった。紡糸は、該公報中の実施例１１９を参
考にして、紡口（孔径ｏ、２５ａｔφ、孔数５）、ドー
プ温度１２０”Ｃ１紡糸時の延伸比を１３／１で行なっ
た。得られた繊維の熱処理は５００℃の窒素雰囲気中で
、２ｇ／ｄの引張張力下、１分間行なった。熱処理系の
単糸物性は、強度３２ ｇ／ｄ、弾性率１２９０ｇ／ｄ
、伸度２．６ ％ Ｔ： アッタ。尚、単糸物性は、
ＡＳＴＭ−Ｄ−３３７９に基づいて、測定した。
実施例１及び比較例
ポリベンゾオキサゾールからなる熱処理系を、０、０５
ｍｍ１１ｇのアルゴンガス雰囲気下、５ ＫＨｚの周
波数、１００Ｗの放電電力で、プラズマ表面処理を５分
間行ない、３ｇ／ｌのメルカプトエチルアミン塩酸塩の
水溶液に浸漬してゴムロールで絞り、１２０℃の熱風乾
燥機で１０分間乾燥した。次いで、室温の水で１５分間
流水洗した。
ｍｍ１１ｇのアルゴンガス雰囲気下、５ ＫＨｚの周
波数、１００Ｗの放電電力で、プラズマ表面処理を５分
間行ない、３ｇ／ｌのメルカプトエチルアミン塩酸塩の
水溶液に浸漬してゴムロールで絞り、１２０℃の熱風乾
燥機で１０分間乾燥した。次いで、室温の水で１５分間
流水洗した。
得られた熱処理系を、１００部のエピコート６０４（シ
ェル化学社製エポキシ樹脂）、４０部の４，４゛−ジア
ミノジフェニルスルホン、１部の三フッ化ホウ素モノエ
チルアミン錯体、５０部のメチルエチルケトンから成る
溶液に含浸し、シリコーンをコート離型紙を予め巻きつ
けたドラム上に一定の間隔で巻きとった。ドラムから離
型紙ごと取り外し、乾燥層中７０℃にて３０分間乾燥を
行ない、樹脂含有量４０容量％のプリプレグを作成した
。
ェル化学社製エポキシ樹脂）、４０部の４，４゛−ジア
ミノジフェニルスルホン、１部の三フッ化ホウ素モノエ
チルアミン錯体、５０部のメチルエチルケトンから成る
溶液に含浸し、シリコーンをコート離型紙を予め巻きつ
けたドラム上に一定の間隔で巻きとった。ドラムから離
型紙ごと取り外し、乾燥層中７０℃にて３０分間乾燥を
行ない、樹脂含有量４０容量％のプリプレグを作成した
。
得られたプリプレグを一方向に積層し、圧力４ｋｇ／Ｉ
１１”、、温度１４０℃で２時間硬化させて、一方向性
複合材料を作成した。
１１”、、温度１４０℃で２時間硬化させて、一方向性
複合材料を作成した。
このようにして得られた複合材料から、長さ７０１１、
巾２５關、厚み２．７鰭のテストピースを作成して、オ
ートグラフを用いて、スパン間距離４３龍、クロスヘツ
ドスピード３ｍ／分の条件で、繊維方向の曲げ試験を行
なった、又、耐水性の試験として、圧力容器を用いて、
１２０’Ｃの水蒸気中に５０時間暴露したもの（’Ｐ
Ｃ−５０ｈｒ）も同様に曲げ試験を行なった。その試験
結果を表１に示す。尚、比較例は本発明の方法を行なわ
ない熱処理系での結果を示している。
巾２５關、厚み２．７鰭のテストピースを作成して、オ
ートグラフを用いて、スパン間距離４３龍、クロスヘツ
ドスピード３ｍ／分の条件で、繊維方向の曲げ試験を行
なった、又、耐水性の試験として、圧力容器を用いて、
１２０’Ｃの水蒸気中に５０時間暴露したもの（’Ｐ
Ｃ−５０ｈｒ）も同様に曲げ試験を行なった。その試験
結果を表１に示す。尚、比較例は本発明の方法を行なわ
ない熱処理系での結果を示している。
この結果より、複合材料の物性において、本発明の方法
が効果的であることがわかる。特に、吸湿後の物性にお
いて顕著な効果を示す。
が効果的であることがわかる。特に、吸湿後の物性にお
いて顕著な効果を示す。
実施例２及び比較例
ポリベンゾオキサゾールからなる熱処理系を、０．０５
龍１１ｇのアルゴンガス雰囲気下、５ＫＩＩ２の周波数
、１００Ｗの放電電力で９．プラズマ表面処理を５分間
行ない、３ｇ／βのメルカプトエチルアミン塩酸塩の水
溶液に浸漬してゴムロールで絞り、１２０℃の熱風乾燥
機で１０分間乾燥した。
龍１１ｇのアルゴンガス雰囲気下、５ＫＩＩ２の周波数
、１００Ｗの放電電力で９．プラズマ表面処理を５分間
行ない、３ｇ／βのメルカプトエチルアミン塩酸塩の水
溶液に浸漬してゴムロールで絞り、１２０℃の熱風乾燥
機で１０分間乾燥した。
得られた熱処理系を、１００部のエピコート６０４（シ
ェル化学社製エポキシ樹脂）、４０部の４，４゛−ジア
ミノジフエニルスルホン、１部の三フッ化ホウ素モノエ
チルアミン錯体、５０部のメチルエチルケトンから成る
溶液に含浸し、シリコーンをコートした離型紙を予め巻
きつけたドラム上に一定の間隔で巻きとった。ドラムか
ら離型紙ごと取り外し、乾燥皿中７０℃にて３０分間乾
燥を行ない、樹脂含有量４０容量％のプリプレグを作成
した。得られたプリプレグを一方向に積層し、圧力４ｋ
ｇ／龍２、温度１４０℃で２時間硬化して、一方向性複
合材料を作成した。
ェル化学社製エポキシ樹脂）、４０部の４，４゛−ジア
ミノジフエニルスルホン、１部の三フッ化ホウ素モノエ
チルアミン錯体、５０部のメチルエチルケトンから成る
溶液に含浸し、シリコーンをコートした離型紙を予め巻
きつけたドラム上に一定の間隔で巻きとった。ドラムか
ら離型紙ごと取り外し、乾燥皿中７０℃にて３０分間乾
燥を行ない、樹脂含有量４０容量％のプリプレグを作成
した。得られたプリプレグを一方向に積層し、圧力４ｋ
ｇ／龍２、温度１４０℃で２時間硬化して、一方向性複
合材料を作成した。
このようにして得られた複合材料から、長さ７０鶴、巾
２５龍、厚み２．７Ｈのテストピースを作成して、オー
トグラフを用いて、スパン間距離４３鶴、クロスヘッド
スピード３１１／分の条件で、繊維方向の曲げ試験を行
なった。又、耐水性の試験として、圧力容器を用いて、
１２０℃の水蒸気中に５０時間暴露したもの（ＰＣ−５
０ｈｒ）も同様に曲げ試験を行なった。その試験結果を
表２に示す。尚、比較例は本発明の方法を行なわない熱
処理系での結果を示している。
２５龍、厚み２．７Ｈのテストピースを作成して、オー
トグラフを用いて、スパン間距離４３鶴、クロスヘッド
スピード３１１／分の条件で、繊維方向の曲げ試験を行
なった。又、耐水性の試験として、圧力容器を用いて、
１２０℃の水蒸気中に５０時間暴露したもの（ＰＣ−５
０ｈｒ）も同様に曲げ試験を行なった。その試験結果を
表２に示す。尚、比較例は本発明の方法を行なわない熱
処理系での結果を示している。
この結果より、本発明の方法が、複合材料の基材として
効果的であることがわかる。特に、吸湿後の物性におい
て顕著な効果を発揮する。
効果的であることがわかる。特に、吸湿後の物性におい
て顕著な効果を発揮する。
本発明の方法により製造される複合材料用基材は、エポ
キシ樹脂をマトリックスとする複合材料の用途で、下記
の点で優れている。
キシ樹脂をマトリックスとする複合材料の用途で、下記
の点で優れている。
（１）基材とエポキシ樹脂マトリックス間を化学的に結
合するので、複合材としての機械的物性、１体的には曲
げ強度、弾性率、耐水性、耐熱サイクル性、耐熱衝撃性
、耐環境性等を向上することができる。
合するので、複合材としての機械的物性、１体的には曲
げ強度、弾性率、耐水性、耐熱サイクル性、耐熱衝撃性
、耐環境性等を向上することができる。
（２）近年、複合材ネミ１の物性向上のために、補強材
の複合化、例えばアラミド系繊維とガラス繊維、アラミ
ド系繊維と炭素繊維等が研究されているが、本発明では
、基材表面の活性化をプラズマ表面処理で行なうので、
ポリベンゾオキサゾール系繊維以外の基材も同時に活性
化することができる。そのために、炭素繊維、アラミド
系繊維、ガラス繊維等とポリベンゾオキサゾール系繊維
との交織織物等の基材の表面処理としても有効である。
の複合化、例えばアラミド系繊維とガラス繊維、アラミ
ド系繊維と炭素繊維等が研究されているが、本発明では
、基材表面の活性化をプラズマ表面処理で行なうので、
ポリベンゾオキサゾール系繊維以外の基材も同時に活性
化することができる。そのために、炭素繊維、アラミド
系繊維、ガラス繊維等とポリベンゾオキサゾール系繊維
との交織織物等の基材の表面処理としても有効である。
（３）ポリベンゾオキサゾール系繊維の絶縁性、低い誘
電率、負の熱膨張係数、低吸水性等を生かしたプリント
電気回路配線板用途において、欠点である吸湿後の熱衝
撃による層間剥離に対する耐性（ハンダ耐熱性）を向上
する。特に、この効果は、本発明の方法において、さら
に未反応表面処理剤の除去を行なった場合に顕著士ある
。
電率、負の熱膨張係数、低吸水性等を生かしたプリント
電気回路配線板用途において、欠点である吸湿後の熱衝
撃による層間剥離に対する耐性（ハンダ耐熱性）を向上
する。特に、この効果は、本発明の方法において、さら
に未反応表面処理剤の除去を行なった場合に顕著士ある
。
本発明の方法により製造される複合材料用基材は、例え
ば、スポーツ用具、レジャー用具、各種器具、部品等を
始め、軽くて強度、弾性率、耐熱性等に優れた特性を要
求される航空機、宇宙産業分野、自動車、船舶に用いる
複合材料において効果がある。
ば、スポーツ用具、レジャー用具、各種器具、部品等を
始め、軽くて強度、弾性率、耐熱性等に優れた特性を要
求される航空機、宇宙産業分野、自動車、船舶に用いる
複合材料において効果がある。
特許出願人 旭化成工業株式会社
Claims (1)
- ポリベンゾオキサゾール系繊維又はその成形品をプラ
ズマ表面処理した後に、改質された繊維表面と反応可能
な基及びエポキシ樹脂と反応可能な基の両方を分子内に
有する化合物を表面処理剤として付与して反応させるこ
とを特徴とするポリベンゾオキサゾール系繊維から成る
複合材料用基材の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555588A JPH01306431A (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | ポリベンゾオキサゾール系繊維から成る複合材料用基材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13555588A JPH01306431A (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | ポリベンゾオキサゾール系繊維から成る複合材料用基材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01306431A true JPH01306431A (ja) | 1989-12-11 |
Family
ID=15154539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13555588A Pending JPH01306431A (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | ポリベンゾオキサゾール系繊維から成る複合材料用基材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01306431A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003064737A1 (fr) * | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Fibre de polybenzazole et son procede de production |
| WO2012100997A3 (de) * | 2011-01-28 | 2013-02-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Faserverbundkunststoff sowie herstellungsverfahren dazu |
-
1988
- 1988-06-03 JP JP13555588A patent/JPH01306431A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003064737A1 (fr) * | 2002-01-28 | 2003-08-07 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Fibre de polybenzazole et son procede de production |
| WO2012100997A3 (de) * | 2011-01-28 | 2013-02-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Faserverbundkunststoff sowie herstellungsverfahren dazu |
| US9416236B2 (en) | 2011-01-28 | 2016-08-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Fiber reinforced plastics material and method for production thereof |
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