JPH0330917A - 熱硬化性マトリツクスを有する軽量複合材料 - Google Patents
熱硬化性マトリツクスを有する軽量複合材料Info
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- JPH0330917A JPH0330917A JP2150080A JP15008090A JPH0330917A JP H0330917 A JPH0330917 A JP H0330917A JP 2150080 A JP2150080 A JP 2150080A JP 15008090 A JP15008090 A JP 15008090A JP H0330917 A JPH0330917 A JP H0330917A
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- composite material
- lightweight composite
- reinforcing fibers
- reinforcing fiber
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- 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
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- 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
- B29C70/24—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 three directions forming a three-dimensional [3D] structure
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- 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
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2505/00—Industrial
- D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs
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-
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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】
本発明は、熱硬化性マトリックス中に補強繊維を含む軽
量複合材料に関する。該軽量複合材料は、軽量複合材料
が中空空間を含むように、少なくとも５０容積％の中空
空間含有率を有する編布（ｋｎ １ｔｔｅｄ ｆａｂｒ
ｉｃ）又はルーズ布（ｌｏｏｐ ｆａｂｒｉｃ）の形態
の長さが５０ｍｍを超える補強繊維の嵩ばった三次元構
造体に熱硬化性樹脂を与えることにより得られる。かか
る軽量複合材料は、長さが５０ｍｍを超えそして少なく
とも５０容積％の中空空間含有率を有する補強繊維の嵩
ばった編布又はループ布を、熱硬化性樹脂の出発物質に
含浸し、補強繊維に付着していない樹脂出発物質を除去
し、そして構造体を硬化する方法によって得られる。
量複合材料に関する。該軽量複合材料は、軽量複合材料
が中空空間を含むように、少なくとも５０容積％の中空
空間含有率を有する編布（ｋｎ １ｔｔｅｄ ｆａｂｒ
ｉｃ）又はルーズ布（ｌｏｏｐ ｆａｂｒｉｃ）の形態
の長さが５０ｍｍを超える補強繊維の嵩ばった三次元構
造体に熱硬化性樹脂を与えることにより得られる。かか
る軽量複合材料は、長さが５０ｍｍを超えそして少なく
とも５０容積％の中空空間含有率を有する補強繊維の嵩
ばった編布又はループ布を、熱硬化性樹脂の出発物質に
含浸し、補強繊維に付着していない樹脂出発物質を除去
し、そして構造体を硬化する方法によって得られる。
中空空間を含み、旦つ熱硬化性マトリックスを有する嵩
ばった三次元的な補強繊維ループ布として記載され得る
複合材料が既に公知である。これらは、主に平らで平坦
なメツシュ構造体であり、熱硬化剤（例えばフェノール
樹脂）の出発物質を与えられたこの構造体はモールド内
で硬化され、モールドは、節が形成されるため４こ、メ
ツシュ構造体に三次元形状を与え、三次元形状の高さは
メツシュ・サイズの倍数である（ＨｏｅｃｈｓＬ Ｈｉ
ｇｈ ＣｈｅｗＭａｇａｚｉｎｅ Ｎｏ、３ 、１９
８７ 、ｐ 、５５を参照のこと）。そのような三次元
構造体は、例えば軽量建築材料用のサンドインチ・コア
として使用されているが、その圧縮強度は余り高いわけ
ではない。
ばった三次元的な補強繊維ループ布として記載され得る
複合材料が既に公知である。これらは、主に平らで平坦
なメツシュ構造体であり、熱硬化剤（例えばフェノール
樹脂）の出発物質を与えられたこの構造体はモールド内
で硬化され、モールドは、節が形成されるため４こ、メ
ツシュ構造体に三次元形状を与え、三次元形状の高さは
メツシュ・サイズの倍数である（ＨｏｅｃｈｓＬ Ｈｉ
ｇｈ ＣｈｅｗＭａｇａｚｉｎｅ Ｎｏ、３ 、１９
８７ 、ｐ 、５５を参照のこと）。そのような三次元
構造体は、例えば軽量建築材料用のサンドインチ・コア
として使用されているが、その圧縮強度は余り高いわけ
ではない。
２層以上の織物がパイル糸と組み合わされた幾つかのス
ペーサー布（ｓｐａｃｅｒ ｆａｂｒｉｃ）もまた開示
されている。これらにも又、熱硬化剤が含浸されそして
硬化され、中空空間を含みそして軽量建築物で許容され
るのと同様に三次元複合材料構造体が獲得される。しか
しながら、圧縮強度は余り高いわけではない。というの
は、パイル糸が、織物表面に対して正確に垂直方向に立
つのではなく、成る角度で立つためである。
ペーサー布（ｓｐａｃｅｒ ｆａｂｒｉｃ）もまた開示
されている。これらにも又、熱硬化剤が含浸されそして
硬化され、中空空間を含みそして軽量建築物で許容され
るのと同様に三次元複合材料構造体が獲得される。しか
しながら、圧縮強度は余り高いわけではない。というの
は、パイル糸が、織物表面に対して正確に垂直方向に立
つのではなく、成る角度で立つためである。
含浸前に極めて特異な幾何学的形状の嵩ばった三次元メ
ツシュ配置を既に有している（長さが５０ｍｍを超えそ
して少なくとも５０容積％の中空空間含有率を有する補
強繊維の）！Ｇｉ布又はループ布を、賦形モールドの必
要なしに、熱硬化性樹脂含浸工程を通す方法によって得
られる、軽量複合材料が見い出された。
ツシュ配置を既に有している（長さが５０ｍｍを超えそ
して少なくとも５０容積％の中空空間含有率を有する補
強繊維の）！Ｇｉ布又はループ布を、賦形モールドの必
要なしに、熱硬化性樹脂含浸工程を通す方法によって得
られる、軽量複合材料が見い出された。
補強繊維に付着していない過剰の樹脂（又は前駆体物質
）を除去しそして構造体を硬化した後、（圧力試験を含
む）優れた機械的特性と、（例えば貫通試験の後の）損
傷の場合における高い残留引っ張り強さとを有する軽量
複合材料が得られる。
）を除去しそして構造体を硬化した後、（圧力試験を含
む）優れた機械的特性と、（例えば貫通試験の後の）損
傷の場合における高い残留引っ張り強さとを有する軽量
複合材料が得られる。
三次元的に配置された補強繊維は、長さが５０ｍｍを超
える連続的な補強繊維とすることができ、そして例えば
、個々の繊維（モノフィラメント）、粗紡糸、ストラン
ド、糸、撚り糸又はケーブルの形態とすることができる
。個々のフィラメントから構築された三次元配置か好ま
しい。個々のフィラメントは、好ましくは、０．５〜２
５μｍの範囲の直径と、５０ｍｍを越える長さ又は連続
した長さを有することが好ましい。連続した補強繊維と
は、一般に長さが５０ｍｍを超える繊維であるとして理
解されるが、特に、特定の軽量複合材料の直線状の広が
りに概ね対応する長さの繊維である。
える連続的な補強繊維とすることができ、そして例えば
、個々の繊維（モノフィラメント）、粗紡糸、ストラン
ド、糸、撚り糸又はケーブルの形態とすることができる
。個々のフィラメントから構築された三次元配置か好ま
しい。個々のフィラメントは、好ましくは、０．５〜２
５μｍの範囲の直径と、５０ｍｍを越える長さ又は連続
した長さを有することが好ましい。連続した補強繊維と
は、一般に長さが５０ｍｍを超える繊維であるとして理
解されるが、特に、特定の軽量複合材料の直線状の広が
りに概ね対応する長さの繊維である。
補強繊維の化学的構築は極めて多様な種類とすることが
できる。補強繊維は、存在する特定の熱硬化性マトリッ
クスよりも高い軟化点又は融点を有することのみが重要
である。繊維材料の例としては、極めて多様な種類の珪
素ガラス及び非珪素ガラス、炭素、ホウ素、炭化ケイ素
、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物及びケイ酸塩の
ような無機物質、天然に産出する有機性材料、例えば、
ポリアクリロニトリル、ポリエステル、超延伸加工され
たポリオレフィン繊維、ポリアミド、ポリイミド、アラ
ミド、液晶ポリマー、ポリフェニレン硫化物、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・イミドのような合成ポリマー、綿及びセルロ
ースが挙げられる。
できる。補強繊維は、存在する特定の熱硬化性マトリッ
クスよりも高い軟化点又は融点を有することのみが重要
である。繊維材料の例としては、極めて多様な種類の珪
素ガラス及び非珪素ガラス、炭素、ホウ素、炭化ケイ素
、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物及びケイ酸塩の
ような無機物質、天然に産出する有機性材料、例えば、
ポリアクリロニトリル、ポリエステル、超延伸加工され
たポリオレフィン繊維、ポリアミド、ポリイミド、アラ
ミド、液晶ポリマー、ポリフェニレン硫化物、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・イミドのような合成ポリマー、綿及びセルロ
ースが挙げられる。
例えば、ガラス、炭素、アラミド、液晶ポリマーポリフ
ェニレン硫化物、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・イミドのような
高融解物が好ましい。
ェニレン硫化物、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・イミドのような
高融解物が好ましい。
補強繊維は、本発明により軽量複合材料中に一様に分布
され得るが、それらはまた、材料の成る部分において、
例えば縁領域及び／又は特定の補強領域において、材料
の他の部分よりも多量に存在し得る。
され得るが、それらはまた、材料の成る部分において、
例えば縁領域及び／又は特定の補強領域において、材料
の他の部分よりも多量に存在し得る。
長さが５０ｍｍを超える補強繊維が三次元的に配置され
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。これは、例えば、少なくとも５０容積％、好まし
くは６０〜９７容積％の中空空間含有率を有する補強繊
維の構造から出発し、そして以下に記載するように適切
な熱硬化剤でこれを含浸することにより達成し得る。
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。これは、例えば、少なくとも５０容積％、好まし
くは６０〜９７容積％の中空空間含有率を有する補強繊
維の構造から出発し、そして以下に記載するように適切
な熱硬化剤でこれを含浸することにより達成し得る。
長さが５０ｍｍを超える補強繊維の適切な三次元の出発
構造は、例えば、全てのシート状メツシュ配列、編布又
はループ布であり、編目の特定の順序配列のために、厚
さ方向（即ちシート状構造体に垂直な方向）に圧縮する
ことができ、その結果、補強繊維構造体の厚さは、一般
に、少なくとも１０％、好ましくは４０〜９７％だけ減
少する。
構造は、例えば、全てのシート状メツシュ配列、編布又
はループ布であり、編目の特定の順序配列のために、厚
さ方向（即ちシート状構造体に垂直な方向）に圧縮する
ことができ、その結果、補強繊維構造体の厚さは、一般
に、少なくとも１０％、好ましくは４０〜９７％だけ減
少する。
従って、そのような適切な出発構造体は、厚さ方向に圧
縮可能であり、上記の最小中空空間含有率を有し、かつ
圧力（例えば５０バール）ががけられたとき厚さが上記
の最小減少を示すところの全てのループ布、編布、編ま
れた（ｓ ｔ ｉ ｔｃｈｅｄ）製品及びクロッシェ編
み（ｃｒｏｃｈｅｔｅｄ）製品である。（ループ布、編
布、編まれた製品及びクロッシェ編み製品のような）空
間の編物補強繊維構造体をループさせ、編み、あるいは
縫うことにより得られる圧縮し得る出発構造体が又適切
である。プラッシュ糸又はプラッシュ・ループ、あるい
は制御された方式において組み込まれた裏張り糸（！ｉ
ｎｉｎｇｔｈｒｅａｄ）により、編み機、トリコット編
み機又はラッシェル編み機にて生産された全ての形式の
高パイル製品、例えばリンケージ（ｌｉｎｋａｇｅ）
、並びに全ての形式のテリークロス・リンケージ（ｔｅ
ｒｒｙｃｌｏｔｈ ｌｉｎｋａｇｅ）とカット・プラッ
シュが又適切である。これらには又、特殊な装置、例え
ば不織（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）、カバー片（ｂｒｏｋｅ
ｎ ｃｏｖｅｒ）、複合及びクレープ装置を有するラッ
シェル編み機にて生産された圧縮性の特殊ループ布が含
まれる。これらには、特に、編まれたファー布（ｋｉｎ
ｉＬＬｅｄ ｆｕｒ ｆａｂｒｉｃ）又はループファー
布（ｌｏｏｐ ｆｕｒ ｆａｂｒｉｃ）が含まれ、この
場合、平行な又は纏れた不織布が機械のニードルによっ
て巻き取られ、その結果、不織布を一緒に保持する編目
が不織布から形成されそして糸が送り込まれる。これら
の高パイル製品、特殊ループ布及び編まれたファー布は
、クリンプ面又は不織面が互いに面しそしてサンドイッ
チ状構造の外側領域が高い補強繊維含有率を有するよう
に、好ましくは２層に配置される。
縮可能であり、上記の最小中空空間含有率を有し、かつ
圧力（例えば５０バール）ががけられたとき厚さが上記
の最小減少を示すところの全てのループ布、編布、編ま
れた（ｓ ｔ ｉ ｔｃｈｅｄ）製品及びクロッシェ編
み（ｃｒｏｃｈｅｔｅｄ）製品である。（ループ布、編
布、編まれた製品及びクロッシェ編み製品のような）空
間の編物補強繊維構造体をループさせ、編み、あるいは
縫うことにより得られる圧縮し得る出発構造体が又適切
である。プラッシュ糸又はプラッシュ・ループ、あるい
は制御された方式において組み込まれた裏張り糸（！ｉ
ｎｉｎｇｔｈｒｅａｄ）により、編み機、トリコット編
み機又はラッシェル編み機にて生産された全ての形式の
高パイル製品、例えばリンケージ（ｌｉｎｋａｇｅ）
、並びに全ての形式のテリークロス・リンケージ（ｔｅ
ｒｒｙｃｌｏｔｈ ｌｉｎｋａｇｅ）とカット・プラッ
シュが又適切である。これらには又、特殊な装置、例え
ば不織（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ）、カバー片（ｂｒｏｋｅ
ｎ ｃｏｖｅｒ）、複合及びクレープ装置を有するラッ
シェル編み機にて生産された圧縮性の特殊ループ布が含
まれる。これらには、特に、編まれたファー布（ｋｉｎ
ｉＬＬｅｄ ｆｕｒ ｆａｂｒｉｃ）又はループファー
布（ｌｏｏｐ ｆｕｒ ｆａｂｒｉｃ）が含まれ、この
場合、平行な又は纏れた不織布が機械のニードルによっ
て巻き取られ、その結果、不織布を一緒に保持する編目
が不織布から形成されそして糸が送り込まれる。これら
の高パイル製品、特殊ループ布及び編まれたファー布は
、クリンプ面又は不織面が互いに面しそしてサンドイッ
チ状構造の外側領域が高い補強繊維含有率を有するよう
に、好ましくは２層に配置される。
２列のニードルを用いてブレーン／プレーン（ＲＲ）リ
ンケージによって得られた編布及びループ布、例えば、
トリコット編み機により得ることができるＲＲ平形編布
、ＲＲ円形編布及びＲＲ平形ループ布が特に好ましい。
ンケージによって得られた編布及びループ布、例えば、
トリコット編み機により得ることができるＲＲ平形編布
、ＲＲ円形編布及びＲＲ平形ループ布が特に好ましい。
可能な編みリンケージは、例えば、１／１．２／２・・
・・・ｎ ／ ｎシリーズのＲＲｌＩＩみであり、そし
て更に、ｌ／２．ｌ／３・・・・・ｌ／ｎ；２／３．２
／４・・・・・２／ｎ１そして一般にｍ／ｎの形式のリ
ンケージである。ＲＲＣリンケージ（平／平／交差）及
びＲＲＲリンケージ（平／平／リブ）、並びに浮き編、
特に全カーデイガンと半カーデイガン形式の全てのパタ
ーンを有するＲＲリンケージが同様に対象である。これ
らには又、例えば、節及びその他の点の形をした又は直
線状の厚さが厚くなった部分が、制御された方式にて浮
き編の配置に組み込まれたパターンが含まれる。編目及
び浮き編の低い伸びの組み合わせを示す、所謂編みリン
ケージ（Ｗｅｂｅｒ ：編みとループ編み、Ｍｅｌｌｉ
ａｎｄ、Ｈｅｉｄａｌｂｅｒｇ、 ｌ ９８１ ＋ ｐ
、８０〜８３参照）又は対応するループリンケージが
対象である。
・・・ｎ ／ ｎシリーズのＲＲｌＩＩみであり、そし
て更に、ｌ／２．ｌ／３・・・・・ｌ／ｎ；２／３．２
／４・・・・・２／ｎ１そして一般にｍ／ｎの形式のリ
ンケージである。ＲＲＣリンケージ（平／平／交差）及
びＲＲＲリンケージ（平／平／リブ）、並びに浮き編、
特に全カーデイガンと半カーデイガン形式の全てのパタ
ーンを有するＲＲリンケージが同様に対象である。これ
らには又、例えば、節及びその他の点の形をした又は直
線状の厚さが厚くなった部分が、制御された方式にて浮
き編の配置に組み込まれたパターンが含まれる。編目及
び浮き編の低い伸びの組み合わせを示す、所謂編みリン
ケージ（Ｗｅｂｅｒ ：編みとループ編み、Ｍｅｌｌｉ
ａｎｄ、Ｈｅｉｄａｌｂｅｒｇ、 ｌ ９８１ ＋ ｐ
、８０〜８３参照）又は対応するループリンケージが
対象である。
引きこめられたニードルを使用して獲得され得るリンケ
ージ、例えば、第１乃至５図に示した２／２及び３／３
のリンケージがまた都合良い。
ージ、例えば、第１乃至５図に示した２／２及び３／３
のリンケージがまた都合良い。
ｍ＝ｎのリンケージの場合、非対称な構築（第５図参照
）と同様に、対称な構築が両面における平編面の数に関
して可能である（第４図参照）。
）と同様に、対称な構築が両面における平編面の数に関
して可能である（第４図参照）。
従って、補強繊維の多重層構造の接触面の間の補強比を
、軽量複合材料の特定の使用に適合するように調整する
ことができる。内側よりも外側においてより多くの補強
繊維があるように（第６図参照、線Ａ−ＡとＢ−Ｈの間
よりもそれらの線に沿ってより多くの補強繊維がある）
、例えば、第５図に示す２層の編布が互いの頂面上に置
かれる。
、軽量複合材料の特定の使用に適合するように調整する
ことができる。内側よりも外側においてより多くの補強
繊維があるように（第６図参照、線Ａ−ＡとＢ−Ｈの間
よりもそれらの線に沿ってより多くの補強繊維がある）
、例えば、第５図に示す２層の編布が互いの頂面上に置
かれる。
増大した曲げ強度を、こうして、サンドインチ構造形式
において達成することができる。第６図に示すものに類
似する構造を又、他の編みリンケージにより及び／又は
多様な編物の組み合わせにより実現することができる。
において達成することができる。第６図に示すものに類
似する構造を又、他の編みリンケージにより及び／又は
多様な編物の組み合わせにより実現することができる。
広く多様な可能な編目リンケージにより、補強繊維の配
置が特定の使用に対して最適化させられ得る。
置が特定の使用に対して最適化させられ得る。
本発明による軽量複合材料は、三次元的配列の繊維を有
する補強繊維の出発構造体の１つ以上の層を含むことが
できる。補強繊維を、種々の層において同−又は異なる
方向に配列することができる。
する補強繊維の出発構造体の１つ以上の層を含むことが
できる。補強繊維を、種々の層において同−又は異なる
方向に配列することができる。
三次元的配列の補強繊維に加えて、本発明による軽量複
合材料は、他の所望の材料で作られた頂部又は中間層、
例えば、平織の織物である主として一次元的又は二次元
的に配列された補強繊維を有する複合層を含むことがで
きる。
合材料は、他の所望の材料で作られた頂部又は中間層、
例えば、平織の織物である主として一次元的又は二次元
的に配列された補強繊維を有する複合層を含むことがで
きる。
本発明による軽量複合材料の熱硬化性マトリックスは、
多様な熱硬化性材料から成る。可能な材料の例は、最も
広い意味において熱硬化剤であり、即ち、分解温度に至
るまで架橋された狭いメツシュの高ポリマー樹脂である
。可能な例としては、例えば、（例えばフェノールとホ
ルムアルデヒドから調製された）フェノール樹上、（例
えばホルムアルデヒドと尿素又はメラミン又はベンゾグ
アナミン又はスルフォンアミド又はアニリンからの）ア
ミド樹脂、熱硬化性ポリエステル（例えば、不飽和ポリ
エステル樹脂、グリブタル、アルキド樹脂又は飽和熱硬
化性ポリエステル）、エポキシ系、アクリル樹脂、イン
シアネート系、ポリウレタン及びポリ泳素系、メタクリ
レート樹脂、ノボラック樹脂、ポリビスマレインイミド
、シアネート樹脂及び反応性樹脂の可能な組み合わせが
挙げられる。
多様な熱硬化性材料から成る。可能な材料の例は、最も
広い意味において熱硬化剤であり、即ち、分解温度に至
るまで架橋された狭いメツシュの高ポリマー樹脂である
。可能な例としては、例えば、（例えばフェノールとホ
ルムアルデヒドから調製された）フェノール樹上、（例
えばホルムアルデヒドと尿素又はメラミン又はベンゾグ
アナミン又はスルフォンアミド又はアニリンからの）ア
ミド樹脂、熱硬化性ポリエステル（例えば、不飽和ポリ
エステル樹脂、グリブタル、アルキド樹脂又は飽和熱硬
化性ポリエステル）、エポキシ系、アクリル樹脂、イン
シアネート系、ポリウレタン及びポリ泳素系、メタクリ
レート樹脂、ノボラック樹脂、ポリビスマレインイミド
、シアネート樹脂及び反応性樹脂の可能な組み合わせが
挙げられる。
好ましいデュロマ−（ｄｕｒｏｍｅｒ）系は、エポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミ
ド樹脂とビスマレインイミド樹脂である。
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミ
ド樹脂とビスマレインイミド樹脂である。
本発明による軽量複合材料における熱硬化剤に対する補
強繊維の重量比は、広い範囲で変化させることができる
。しかしながら、十分な熱硬化剤が、十分又は完全に含
浸させられるために存在する補強繊維に対して存在すべ
きであり、そして十分な補強繊維が、適切な補強効果が
達成されるために存在すべきである。例えば、本発明に
よる軽量複合材料における補強繊維の含有率を、１５〜
９０重量％とすることができる。この含有率は、好まし
くは３０〜８５２！量％の範囲である。
強繊維の重量比は、広い範囲で変化させることができる
。しかしながら、十分な熱硬化剤が、十分又は完全に含
浸させられるために存在する補強繊維に対して存在すべ
きであり、そして十分な補強繊維が、適切な補強効果が
達成されるために存在すべきである。例えば、本発明に
よる軽量複合材料における補強繊維の含有率を、１５〜
９０重量％とすることができる。この含有率は、好まし
くは３０〜８５２！量％の範囲である。
本発明による軽量複合材料の生産のための適切な方法は
、補強繊維構造体を熱硬化剤で含浸することができる極
めて多様な方法である。
、補強繊維構造体を熱硬化剤で含浸することができる極
めて多様な方法である。
従って、熱硬化性の出発物質を、例えば標準圧力下の方
法、そして又、例えば手作業によって適用することがで
きる。全ての中でこの最も古い樹脂処理法は、例えば、
大きな面積で少ないシリーズの製品の生産のために適切
である。低圧力法を又、低粘性樹脂（例えば、不飽和ポ
リエステル樹脂）に対して使用することができる。例え
ば、真空フィルム法又は注入法も考えられる。
法、そして又、例えば手作業によって適用することがで
きる。全ての中でこの最も古い樹脂処理法は、例えば、
大きな面積で少ないシリーズの製品の生産のために適切
である。低圧力法を又、低粘性樹脂（例えば、不飽和ポ
リエステル樹脂）に対して使用することができる。例え
ば、真空フィルム法又は注入法も考えられる。
プレス法の場合には（例えば、両面において滑らかな表
面を有する中サイズから大きなンリーズの生産に対して
）、多様な形式の湿式プレス、（高反応性樹脂、例えば
不飽和ポリエステルを使用する）冷湿式プレス、及び熱
湿式プレスが、成形品の生産のために適している。予め
含浸させた繊維構造体（所謂プリプレグ）のプレスも適
しており、この方法においては、プレスされた製品の生
産のための全ての成分が既に得られている。
面を有する中サイズから大きなンリーズの生産に対して
）、多様な形式の湿式プレス、（高反応性樹脂、例えば
不飽和ポリエステルを使用する）冷湿式プレス、及び熱
湿式プレスが、成形品の生産のために適している。予め
含浸させた繊維構造体（所謂プリプレグ）のプレスも適
しており、この方法においては、プレスされた製品の生
産のための全ての成分が既に得られている。
本発明による嵩ばった三次元メツシュ構造体への圧力の
適用において、原理的に、この工程中、構造体は原則と
して圧縮されるが、（過剰樹脂を剥ぎ取る又は洗い流し
た後）、補強繊維中に含浸され残留した樹脂の硬化の際
、工程を減圧下で行うことができ、その結果、元の嵩ば
った三次元の補強繊維アーキテクチャ−が、形成された
軽量複合材料中に再び確立される、ということを指摘し
ておく。
適用において、原理的に、この工程中、構造体は原則と
して圧縮されるが、（過剰樹脂を剥ぎ取る又は洗い流し
た後）、補強繊維中に含浸され残留した樹脂の硬化の際
、工程を減圧下で行うことができ、その結果、元の嵩ば
った三次元の補強繊維アーキテクチャ−が、形成された
軽量複合材料中に再び確立される、ということを指摘し
ておく。
ある幅の連続したプリプレグの連続生産において、例え
ば、１つ以上のロールを有するいかなる含浸形式をも考
えることができる。（オリゴマー樹脂の出発物質が溶液
中に組み込まれているか又は融解物であるかはここでは
無関係である。）従って、生産ラインの最後において巻
取りロールを通して引き出された、本発明による嵩ばっ
た三次元メツシュ構造体を、含浸ロールの上を通すこと
ができるし、あるいは２つ以上の含浸ロールのニップ部
を通すことができる。所与の引っ張り応力に依存するが
、多少圧縮されたプリプレグ半完成品をここで得ること
ができ、これは、元の三次元的補強繊維の形状を（低圧
力の下での）後の硬化中再び確立させ得る。
ば、１つ以上のロールを有するいかなる含浸形式をも考
えることができる。（オリゴマー樹脂の出発物質が溶液
中に組み込まれているか又は融解物であるかはここでは
無関係である。）従って、生産ラインの最後において巻
取りロールを通して引き出された、本発明による嵩ばっ
た三次元メツシュ構造体を、含浸ロールの上を通すこと
ができるし、あるいは２つ以上の含浸ロールのニップ部
を通すことができる。所与の引っ張り応力に依存するが
、多少圧縮されたプリプレグ半完成品をここで得ること
ができ、これは、元の三次元的補強繊維の形状を（低圧
力の下での）後の硬化中再び確立させ得る。
本発明は又、上記の軽量複合材料を含む又は軽量複合材
料から成る成形品又は完成品に関する。
料から成る成形品又は完成品に関する。
そのような成形品及び完成品は、例えば、車両、航空機
、船舶、建築物、地下、装置及び設備構造において必要
とされるような、例えば平らなシート、あるいは平らな
又は湾曲した部品である。挙げることのできる具体例と
しては、車両、航空機及び船舶のための作り付は部品、
輸送用車両及び冷凍車両のための作り付は部品、車両の
下部本体、シャーシー、ハウジング、裏張り、階段、屋
根、壁、天井、フレーム、窓枠、浴槽、水泳プール、屋
内構造物、床、門、ドア、容器、支持構造体、小屋、銀
行防御設備、支持板、シャッター、板材、タンク、サイ
ロ、容器、便器、戸棚、防音壁、ヘルメット、ポート、
サーフボード、楽器、板、パラボラ・アンテナ、枕木、
リブ、冷蔵庫のドア、フィルター及び熱交換器が挙げら
れる。成形品及び完成部品は、荷重を保持する部品、自
己支持性部品、協同保持性部品及び荷重を保持しない部
品であることができる。これらは、低い比重、耐腐食性
、高衝撃強度、高強度、損傷後の高い残留引っ張り強さ
、高い不可逆性エネルギーの取り込みにより損傷を受け
た時の損傷を緩和する作用に対する高い許容度、及び音
の高い吸収性によって区別される。
、船舶、建築物、地下、装置及び設備構造において必要
とされるような、例えば平らなシート、あるいは平らな
又は湾曲した部品である。挙げることのできる具体例と
しては、車両、航空機及び船舶のための作り付は部品、
輸送用車両及び冷凍車両のための作り付は部品、車両の
下部本体、シャーシー、ハウジング、裏張り、階段、屋
根、壁、天井、フレーム、窓枠、浴槽、水泳プール、屋
内構造物、床、門、ドア、容器、支持構造体、小屋、銀
行防御設備、支持板、シャッター、板材、タンク、サイ
ロ、容器、便器、戸棚、防音壁、ヘルメット、ポート、
サーフボード、楽器、板、パラボラ・アンテナ、枕木、
リブ、冷蔵庫のドア、フィルター及び熱交換器が挙げら
れる。成形品及び完成部品は、荷重を保持する部品、自
己支持性部品、協同保持性部品及び荷重を保持しない部
品であることができる。これらは、低い比重、耐腐食性
、高衝撃強度、高強度、損傷後の高い残留引っ張り強さ
、高い不可逆性エネルギーの取り込みにより損傷を受け
た時の損傷を緩和する作用に対する高い許容度、及び音
の高い吸収性によって区別される。
本発明による軽量複合材料及び得られた成形品又は完成
品の考慮すべき利点は、既に含浸されそしてまさに硬化
しているシート状構造体の種々の点における種々の圧力
が、工程内にある１つのそして同一の部品内において、
種々の厚さ又は種々の比重を可能とすることにある。こ
れは又、種々の高さを有し、そして各場合において圧縮
性のメツシュによって完全に満たされ得る異なる高さの
空間を与えるモールド内で、含浸された三次元メツシュ
構造体を硬化させることにより行うことができる。
品の考慮すべき利点は、既に含浸されそしてまさに硬化
しているシート状構造体の種々の点における種々の圧力
が、工程内にある１つのそして同一の部品内において、
種々の厚さ又は種々の比重を可能とすることにある。こ
れは又、種々の高さを有し、そして各場合において圧縮
性のメツシュによって完全に満たされ得る異なる高さの
空間を与えるモールド内で、含浸された三次元メツシュ
構造体を硬化させることにより行うことができる。
般に、比重と機械的特性、特に曲げ剛性、圧縮強さ及び
引っ張り強さと、エネルギー吸収力は、厚さと共に変化
する。こうして、単に材料の種々の厚さによって、具体
的な使用に適合するように本発明による軽量複合材料の
成形品を作製する可能性がある。他の設計の可能性は、
最初に使用される補強繊維の構造における補強繊維の配
置によって与えられる。
引っ張り強さと、エネルギー吸収力は、厚さと共に変化
する。こうして、単に材料の種々の厚さによって、具体
的な使用に適合するように本発明による軽量複合材料の
成形品を作製する可能性がある。他の設計の可能性は、
最初に使用される補強繊維の構造における補強繊維の配
置によって与えられる。
本発明による複合材料及び本発明による軽量複合材料を
所望の形状とすることができ、例えば、静的なプレスに
おけるプレス金型にてプレスすることによって得ること
ができるような、平らな形状（例えばシート又はウェブ
）又は湾曲形状とすることができる。
所望の形状とすることができ、例えば、静的なプレスに
おけるプレス金型にてプレスすることによって得ること
ができるような、平らな形状（例えばシート又はウェブ
）又は湾曲形状とすることができる。
実施例
Ａ、軽量複合材料の生産
１／１半カーデイガン編みを、Ｅガラス繊維（繊度：３
２０テツクス）（オウンズ コーニングファイバーグラ
ス社）を使用して生産した。
２０テツクス）（オウンズ コーニングファイバーグラ
ス社）を使用して生産した。
編目の個々の列の間の距離：３．５ｍｍ高さ：４．６ｍ
ｍ 単位面積当たりの重量： ｌ 、ＯＯ５ｇ／ｍ２この編
布３層を、互いの頂部上に積み重ね、そしてガラス繊維
被覆層（綾織、３９５ｇ／ｍ２）を与えた。それからタ
ーシャル・ブチール・パーベンゾエート硬化剤（Ｌｅｒ
ｕｖａｌ Ｗ ２５ 、Ｂａｙｅｒ ＡＧ）１．５重量
％を含む不飽和ポリエステル樹脂を、ガラスの量に基づ
いて、３２重量％添加し、そしてパイル全体を、１２０
°Ｃで３０パールの圧力において４秒間プレスした。そ
れからプレス板を間隙が１６ｍｍになるまで開き、そし
て形成された複合材料を１２０°Ｃにおいて１０分間硬
化させた。
ｍ 単位面積当たりの重量： ｌ 、ＯＯ５ｇ／ｍ２この編
布３層を、互いの頂部上に積み重ね、そしてガラス繊維
被覆層（綾織、３９５ｇ／ｍ２）を与えた。それからタ
ーシャル・ブチール・パーベンゾエート硬化剤（Ｌｅｒ
ｕｖａｌ Ｗ ２５ 、Ｂａｙｅｒ ＡＧ）１．５重量
％を含む不飽和ポリエステル樹脂を、ガラスの量に基づ
いて、３２重量％添加し、そしてパイル全体を、１２０
°Ｃで３０パールの圧力において４秒間プレスした。そ
れからプレス板を間隙が１６ｍｍになるまで開き、そし
て形成された複合材料を１２０°Ｃにおいて１０分間硬
化させた。
この複合材料から、４０ｍｍＸ４０ｍｍ（高さ１６ｍｍ
）の試料を作り、次の圧縮試験を行った。
）の試料を作り、次の圧縮試験を行った。
Ｂ、圧縮試験
短時間圧縮試験を、ＤＩＮ ５３ ２９１に基づいて
試料に対して行った。この試験において、インストロン
汎用試験機を使用し、試験速度を１ｍｍ／分として、複
合材料を出発時の厚さの１０％に圧縮した。かけられた
力の経路を、変形の経路の関数として記録した。圧縮に
対する耐性は、１０％圧縮において０．８ＭＰａであっ
た。
試料に対して行った。この試験において、インストロン
汎用試験機を使用し、試験速度を１ｍｍ／分として、複
合材料を出発時の厚さの１０％に圧縮した。かけられた
力の経路を、変形の経路の関数として記録した。圧縮に
対する耐性は、１０％圧縮において０．８ＭＰａであっ
た。
材料を、２．５％から６０％まで次第に適用された周期
的な圧縮にもたらした。試料（上記と同一寸法を有する
）を６０％程度まで圧縮した後の吸収された全エネルギ
ーは１６Ｎｍであった。
的な圧縮にもたらした。試料（上記と同一寸法を有する
）を６０％程度まで圧縮した後の吸収された全エネルギ
ーは１６Ｎｍであった。
周期的な圧縮における比較的高い圧縮抵抗と高いエネル
ギー消散は、損傷への高度の耐性及び材料の高い残留強
度を示す。
ギー消散は、損傷への高度の耐性及び材料の高い残留強
度を示す。
本発明の主なる特徴及び実施態様は以下のとおりである
。
。
■、軽量複合材料が中空空間を含むように、少なくとも
５０容積％の中空空間含有率を有する編布又はループ布
の形態にある長さが５０ｍｍを超える補強繊維の嵩ばっ
た三次元構造体内に熱硬化性樹脂が組み込まれているこ
とを特徴とする軽量複合材料。
５０容積％の中空空間含有率を有する編布又はループ布
の形態にある長さが５０ｍｍを超える補強繊維の嵩ばっ
た三次元構造体内に熱硬化性樹脂が組み込まれているこ
とを特徴とする軽量複合材料。
２、補強繊維の編布又はループ布を熱硬化性樹脂の出発
物質で含浸し、補強繊維に付着していない樹脂を除去し
、そして構造体を硬化することを特徴とする上記ｌに記
載の軽量複合材料の製造方法。
物質で含浸し、補強繊維に付着していない樹脂を除去し
、そして構造体を硬化することを特徴とする上記ｌに記
載の軽量複合材料の製造方法。
３、全材料中の補強繊維の含有率が、１５乃至９０１ｉ
量パーセントであることを特徴とする上記１に記載の軽
量複合材料。
量パーセントであることを特徴とする上記１に記載の軽
量複合材料。
４、上記ｌ又は３に記載の軽量複合材料から成る又は該
軽量複合材料を含むことを特徴とする成形品又は完成製
品。
軽量複合材料を含むことを特徴とする成形品又は完成製
品。
５、軽量複合材料が、同様にポリマーを含浸されたより
堅く且つより薄い補強繊維布構造体によって、一方又は
両方の外側面上に制限されることを特徴とする上記４に
記載の成形品又は完成品。
堅く且つより薄い補強繊維布構造体によって、一方又は
両方の外側面上に制限されることを特徴とする上記４に
記載の成形品又は完成品。
第１図は、２：ｌニードル・セットを備えた２／２ＲＲ
リンケージを示す図。 第２図は、３：に一ドル・セットを備えた３／３ＲＲリ
ンケージを示す図。 第３図は、３：２ニードル・セットを備えた３／３ＲＲ
リンケージを示す図。 第４図は、平編目側の数が前面と裏面において同一であ
る３／２ＲＲリンケージを示す図。 第５図は、前面と裏面における平編口の数が３＝２の比
率である３／２ＲＲリンケージを示す図。 第６図は、第５図に断面を示した２層の編布を重ねた図
。
リンケージを示す図。 第２図は、３：に一ドル・セットを備えた３／３ＲＲリ
ンケージを示す図。 第３図は、３：２ニードル・セットを備えた３／３ＲＲ
リンケージを示す図。 第４図は、平編目側の数が前面と裏面において同一であ
る３／２ＲＲリンケージを示す図。 第５図は、前面と裏面における平編口の数が３＝２の比
率である３／２ＲＲリンケージを示す図。 第６図は、第５図に断面を示した２層の編布を重ねた図
。
Claims (1)
- １、軽量複合材料が中空空間を含むように、少なくとも
５０容積％の中空空間含有率を有する編布又はループ布
の形態にある長さが５０ｍｍを超える補強繊維の嵩ばつ
た三次元構造体内に熱硬化性樹脂が組み込まれているこ
とを特徴とする軽量複合材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893919202 DE3919202A1 (de) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | Leichtverbundwerkstoff mit duromermatrix |
| DE3919202.4 | 1989-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330917A true JPH0330917A (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=6382622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150080A Pending JPH0330917A (ja) | 1989-06-13 | 1990-06-11 | 熱硬化性マトリツクスを有する軽量複合材料 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5262230A (ja) |
| EP (1) | EP0402708A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0330917A (ja) |
| DE (1) | DE3919202A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009191376A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Du Pont Toray Co Ltd | 防御用パイル織物 |
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| DE4127158C2 (de) * | 1991-08-16 | 1995-01-05 | Walter Voest | Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Abfallstoffen |
| BE1006090A4 (nl) * | 1992-07-13 | 1994-05-10 | Leuven K U Res & Dev | Composietmateriaal en een composietstructuur op basis van een drie-dimensionaal breisel. |
| DE4229616A1 (de) * | 1992-09-04 | 1994-03-10 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung dickwandiger Formkörper |
| US5595795A (en) * | 1994-04-25 | 1997-01-21 | Netcom Technologies Corp. | Composite, preform therefore, method of making, and apparatus |
| DE9415840U1 (de) * | 1994-09-30 | 1994-12-08 | G. Schwartz GmbH & Co. KG, 46509 Xanten | Formmasse |
| DE4436981A1 (de) * | 1994-10-06 | 1996-04-11 | Hartmut Faerber | Leichtbaukörper geringer Wärmeleitfähigkeit |
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| US6860218B2 (en) | 2001-04-11 | 2005-03-01 | Albany International Corp. | Flexible fluid containment vessel |
| US6832571B2 (en) | 2001-10-30 | 2004-12-21 | Albany International Corp. | Segment formed flexible fluid containment vessel |
| US6718896B2 (en) | 2001-10-30 | 2004-04-13 | Albany International Corp. | Fabric structure for a flexible fluid containment vessel |
| US7107921B2 (en) * | 2001-10-30 | 2006-09-19 | Albany International Corp. | End portion for a flexible fluid containment vessel and a method of making the same |
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| US7775171B2 (en) | 2003-01-21 | 2010-08-17 | Albany International Corp. | Flexible fluid containment vessel featuring a keel-like seam |
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| DE102007016734A1 (de) * | 2007-04-03 | 2008-10-09 | Bk - Kunststoffe Bernau Gmbh | Selbstschmierendes Gleitelement und Verbundkörper für Gleitanwendung und Verfahren zur Herstellung |
| DE102009022774A1 (de) | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Biostructure Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus einem Verbundwerkstoff |
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-
1989
- 1989-06-13 DE DE19893919202 patent/DE3919202A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-05-31 EP EP19900110337 patent/EP0402708A1/de not_active Withdrawn
- 1990-06-01 US US07/531,574 patent/US5262230A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-11 JP JP2150080A patent/JPH0330917A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009191376A (ja) * | 2008-02-12 | 2009-08-27 | Du Pont Toray Co Ltd | 防御用パイル織物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3919202A1 (de) | 1990-12-20 |
| EP0402708A1 (de) | 1990-12-19 |
| US5262230A (en) | 1993-11-16 |
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