JPH026539A - 繊維強化樹脂複合材料 - 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） 本発明は芳香族ポリアミド繊維とポリイミド。

エポキシ等の耐熱性樹脂とを複合した耐熱性繊維強化樹
脂複合材料に関する。

（従来の技術） 一般に繊維充てん複合材料には繊維の含浸マット、繊！
／＠織物と樹脂とからなるプリプレグ積層材。

フィラメントワインディング法によるもの、短繊維を分
散せしめた射出成型物等がある。これらはいずれも引張
強さ、衝撃強さ、ヤング率等の改善。

寸法安定性向上、耐熱性向上等の効果を期待してなされ
たものであり、実際上の効果も発現されてはいる。しか
してその性質は樹脂の性質、充てん材の構造、形状１組
織により影響されるがなかでも充てん繊維とマトリック
ス樹脂の界面の影響が大きく、ｗ４ｆｔ！表面にカップ
リング剤処理をするのが通例である。繊維充てん複合材
料に用いられる繊維として重要なものにガラス繊維、炭
素繊維等があるが上記の処理を施して供されている。

芳香族ポリアミド繊維例えばポリ（ｐ−フェニレンテレ
フタルアミド）繊維は１．４５　ｆ　／　ｃｍ　という
密度でガラス繊維に比し著しく軽量で比強度、比弾性率
が優れて諺り、航空機分野の溝道材料として注目されて
いる。また印刷配線板としても紙／フェノール、ガラス
繊維／エポキシ樹脂積層板に比し電気特性、耐熱性に優
れ、更に熱膨張率が負という特性を生かし適切なマトリ
ックス樹脂との組み合せでセラミック、シリコンと同等
の寸法安定性を実現できると期待されている。即ちガラ
ス／エポキシ樹脂積層板ではＬＩ９Ｉ搭載基板として産
業用機器に多用されて来たが、近年のＬ８Ｉの高密度化
などの進歩に伴ない、高温時の特性に不足を来し、と（
に寸法安定性に欠け、高精度回路の製造が困難となって
来た。芳香族ポリアミドと高温時機械特性、電気特性に
優れ、更に寸法安定性のよい耐熱性樹脂であるポリイミ
ド（例えばポリアミノビスマレイミド）との組み合せに
よる積層板は耐熱性はもちろんのこと１０−６７”Ｃオ
ーダーの熱膨張率を有し、シリコンの２．８Ｘ１０’／
℃、セラミックパッケージの６Ｘ１０／”Ｃに近く、高
信頼性の回路基板を得ることができる。

しかし芳香族ポリアミドは高結晶性であり、表面におけ
るマトリックス四指との接着に難があり、カップリング
剤、エポキシ樹脂等による表面処理を施した後、複合体
としているが十分な効果は得られず、印刷基板として用
いた場合穿孔加工性（ドリリング性）に不十分で高密度
の穿孔には耐えられないものであった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的はこれらの欠陥を改善し、芳香族ポリアミ
ドとポリイミド或はエポキシ等の耐熱性樹脂の特性を十
分に活かした優れた耐熱性、界面接着性、ドリリング性
及び寸法安定性を有する複合材料を提供するものである
。

（問題点を解決するための手段） と述の目的は、起毛処理した芳香族ポリアミド繊維を耐
熱性樹脂に含有せしめてなる繊維強化樹脂複合材料によ
り達成される。

本発明で用いられる芳香族ポリアミド繊維はポリ（ｐ・
フェニレンテレフタルアミド）、ｄｔ’）（ｍ・フェニ
レンテレフタルアミド）等いずれも用い得るが通常はポ
リ（ｐ・フェニレンテレフタルアミド）が多く用いられ
る。また繊維は織物。

編物、糸等いずれの形態でも可であるが複合材料の特徴
から織物、引揃え糸が有利である。また芳香族ポリアミ
ド繊維は高結晶性であるが吸湿率が比較的高いため、処
理、樹脂を含浸塗布前に十分に乾燥してｋくことが必要
である。

芳香族ポリアミド繊維を起毛処理をするにあたっては針
布起毛機、あざみ起毛機、エメリー起毛機等が使用でき
るが、エメリー起毛機が通常用いられる。また起毛の程
度は、用途、外観１強力等に応じて適宜に選択される。

マトリックスとして用いられる耐熱性樹脂は芳香族ポリ
アミド繊維の特性を活かせる複合材料を形成し帰るもの
であれば特に限定はしないが熱硬化性樹脂が好ましく、
特にポリイミド、エポキシ樹脂が好適である。

ポリイミド樹脂は付加重合型熱硬化性をはじめ溶媒可溶
性　樹脂が成型加工の容易さから用いられるが （Ｒ：脂肪族・脂環族又は芳香族の２価の有機基）テ表
ワサれるＮＮ’ビスマレイミドの少なくとも一種と芳香
族又は脂肪族ジアミン中から選ばれた少なくとも一種の
ジアミンとを反応させて得るプレポリマー（ポリアミノ
ビスマレイミド）が通常用いられる。

エポキシ樹脂はビスフェノール人又はノ翫ロゲン化ビス
フェノール人とエビハロヒドリンとの反応により得られ
るジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡとアルキレ
ンオキサイドとより得られる多価アルコールとエビハロ
ヒドリンとを反応せしめたポリエーテル型ポリグリシジ
ルエーテル、ノボラック型フェノール・ホルムアルデヒ
ド、四指のポリグリシジルエーテル等が用いられ、エポ
キシ硬化剤は耐熱性タイプの芳香族ポリアミン系が一般
に用いられる。また、樹脂量は全複合材料中、重量比で
８０〜７０％である。

起毛処理した芳香族ポリアミド繊維は次に既に述べたポ
リイミド、或はエポキシ樹脂等の溶液に含浸した後乾燥
しプリプレグとした後、所定枚数積層して加圧加熱して
複合材料を得る。

積層体全体中の樹脂のＭ量は通常３０〜７０重量％であ
る。樹脂１が少ないと電気９機械特性が劣ったり、変形
の原因となり、又、多くても均一な成形がなされにくく
なる。プリプレグの乾燥についても耐熱性樹脂の種類、
樹脂溶液濃度等で各適切な状態を保つ必要がある。

樹脂溶液を作る際の溶剤としては樹脂の溶剤で芳香族ポ
リアミドに不活性なものなら使用できる。

積層プレスは通常ｍ度１５０〜２００°ｃ１圧力１０〜
１５０ｋｇ／ｃｍ２の範囲で１〜５時間加圧して積層板
となる。

（作用） 本発明は、起毛処理により芳香族ポリアミド繊維の表百
に立毛を形成せしめるものであるから、次１こ行うマト
リックス樹脂の含浸において、該マトリックス樹脂が芳
香族ポリアミド１唯に付着しやすくなり、芳香族ポリア
ミドとマトリックス樹脂との接着性が向とするのである
。

（実施例） 実施例１ ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）繊維（デュポ
ン社・ケブラー４９）の平織物（日付６２Ｆ／ｍ、厚さ
０．１１　ｍｍ　、密度タテ×ヨコ３４本／２．５ｃｍ
Ｘ８４本／２．５ｃｍ、ケブラー糸：１９５Ｄ／１８４
Ｆ）を２４０メツシユを有するエメリー起毛機により起
毛した。

次いで耐熱性樹脂としてポリイミド樹脂（日本ポリイミ
ド製、ケルイミド６０１）のＮ−メチルピロリドン溶液
（５０Ｆ［％）を作製し、これに上記処理ケブラー布を
含浸し１６０°Ｃで７分間乾燥してプリプレグを得た。

この各プリプレグを１２枚積層し両最外側表面に厚さ１
８μの銅箔を置き、　　１８０　’Ｃ，５０ｋｇ／ｃｍ
２のプレス機でプレス１時間行ない冷却後取り出し２０
０°Ｃ１４８時間ポストキュアを行なって本発明実施例
による積層板を得た。尚比較例として起毛処理しないケ
ブラー布についても同様比較例の１３８体を作製した。

これらの積層体のビール強度をＪＩＳ　　０−６４８１
法により測定し測定結果を第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように本発明の繊維強化樹脂複合材
料のビール強度は従来品の比較例と比較して大幅に改善
されているのである。

（発明の効果） 本発明の繊維強化樹脂複合材料は耐熱性を有し、界面接
着性に優れるため穿孔加工（ドＩＪ　ＩＪング）にも十
分に耐え得、印刷配線基板材料をはじめ。

軽量先進複合材料として、航空機、自動車等の構造材と
しても有効に使用し得る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）起毛処理した芳香族ポリアミド繊維を耐熱性樹脂
   に含有せしめてなる繊維強化樹脂複合材料。