JPH0491934A - 炭素繊維強化複合材料 - Google Patents
炭素繊維強化複合材料Info
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- JPH0491934A JPH0491934A JP20787590A JP20787590A JPH0491934A JP H0491934 A JPH0491934 A JP H0491934A JP 20787590 A JP20787590 A JP 20787590A JP 20787590 A JP20787590 A JP 20787590A JP H0491934 A JPH0491934 A JP H0491934A
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- composite material
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Landscapes
- Laminated Bodies (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】
［産業上の利用分野］
本発明は人工衛星等の宇宙構造物、航空機、自動車、レ
ジャー用品などの構造材料に多数使用されている炭素繊
維強化複合材料（ＣＦＲＰ）に関するものである。
ジャー用品などの構造材料に多数使用されている炭素繊
維強化複合材料（ＣＦＲＰ）に関するものである。
［従来の技術］
炭素繊維をベースにした繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ）
は、比強度や比弾性率の面で、他の強化繊維であるガラ
ス、アラミドおよびボロン繊維などを用いた繊維強化複
合材料」よりも優れており、航空宇宙、自動車、Ｌ・ジ
ャー用品などの構造材料どしてｒｌ広く用いられ２るよ
）にな−って来Ｃいる。
は、比強度や比弾性率の面で、他の強化繊維であるガラ
ス、アラミドおよびボロン繊維などを用いた繊維強化複
合材料」よりも優れており、航空宇宙、自動車、Ｌ・ジ
ャー用品などの構造材料どしてｒｌ広く用いられ２るよ
）にな−って来Ｃいる。
ＣＦ Ｒ！’のなかで現在主流となっＣいるのが、炭素
縁、昶イをエポキシ樹脂で固型化した複合材寧１ひある
。
縁、昶イをエポキシ樹脂で固型化した複合材寧１ひある
。
エポキシ樹脂を用いたＣ Ｆ ＲＰは、半硬化のフシ・
・キシプルな状態で積層し焼き固めるとい）一体成形が
可能であるため、複雑な形状の構造物を容易に作製でき
、かつ耐熱性に優れているなどの特長をイ１する。１ 〔発明が解決しようとする課題］ 炭素繊維自体の性能が高まるにつれて、エポキシ樹脂の
脆性的特性及び繊維−樹脂間の接着性が問題になってい
る。エポキシ樹脂をマトリックスにするＣＦＲＰに繰返
し荷重を加えた場合、最初に樹脂の破壊又は繊維−樹脂
間の剥離が生じ、これらが引き金となってＣＦ ＲＰ全
体の破壊を引き起こす。
・キシプルな状態で積層し焼き固めるとい）一体成形が
可能であるため、複雑な形状の構造物を容易に作製でき
、かつ耐熱性に優れているなどの特長をイ１する。１ 〔発明が解決しようとする課題］ 炭素繊維自体の性能が高まるにつれて、エポキシ樹脂の
脆性的特性及び繊維−樹脂間の接着性が問題になってい
る。エポキシ樹脂をマトリックスにするＣＦＲＰに繰返
し荷重を加えた場合、最初に樹脂の破壊又は繊維−樹脂
間の剥離が生じ、これらが引き金となってＣＦ ＲＰ全
体の破壊を引き起こす。
このため、炭素繊維自体の強度を高めても、ＣＦＲＰの
強度、疲労寿命はそれ程増加しない。
強度、疲労寿命はそれ程増加しない。
また、エポキシ樹脂の脆性的特性はＣＦＲＰの強度特性
のばらつきを大きくするため、構造物を設計する際の安
全率が大きなものとなるという問題もあった。
のばらつきを大きくするため、構造物を設計する際の安
全率が大きなものとなるという問題もあった。
これら間順を解決づ−る１−Ｊ的で、■トリックス樹脂
に靭性の大きな熱ｉ１Ｊ塑性樹脂を使用し２、ＣＦＲＰ
の強度特性を向１−さセる試みが検討されＣいる２、こ
れは、耐熱性に優れた熱可塑性樹脂であるポリューテル
ユーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）やポリエーテルサルホ
ン樹脂く円ＥＳ）をマトリックス樹脂に用いるものであ
る。しかし、このような熱ｊｓｆ塑性樹脂の適用は、Ｃ
Ｆ ＲＰの強度や疲労寿命を名−］：向−にできるもの
の、成形温度が非常に高くなり現有の設備では成形でき
ない、プリプレグシートのフレキシビリティがエポキシ
樹脂ベースのものに比較して乏しく複雑な形状の構造物
が作製し雛いなどの問題点があり効果的でない。
に靭性の大きな熱ｉ１Ｊ塑性樹脂を使用し２、ＣＦＲＰ
の強度特性を向１−さセる試みが検討されＣいる２、こ
れは、耐熱性に優れた熱可塑性樹脂であるポリューテル
ユーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）やポリエーテルサルホ
ン樹脂く円ＥＳ）をマトリックス樹脂に用いるものであ
る。しかし、このような熱ｊｓｆ塑性樹脂の適用は、Ｃ
Ｆ ＲＰの強度や疲労寿命を名−］：向−にできるもの
の、成形温度が非常に高くなり現有の設備では成形でき
ない、プリプレグシートのフレキシビリティがエポキシ
樹脂ベースのものに比較して乏しく複雑な形状の構造物
が作製し雛いなどの問題点があり効果的でない。
本発明は前記課題を解決ツるものであり、子の目的とす
るところは従来のＣＦ ＲＰの成形方法で機械的強度に
優れた炭素繊維強化複合材料を提供覆ることにある。
るところは従来のＣＦ ＲＰの成形方法で機械的強度に
優れた炭素繊維強化複合材料を提供覆ることにある。
［課題を解決するための手段］
前記目的を達成するため、本発明に係る炭素繊維強化複
合材料においては、カーボン繊維をコーホキシ樹脂に充
填し７た層状複合材料の層間のイ丁、０、の部分に、樹
脂とは接着しない離型フィルノ＼を挿入したものである
。
合材料においては、カーボン繊維をコーホキシ樹脂に充
填し７た層状複合材料の層間のイ丁、０、の部分に、樹
脂とは接着しない離型フィルノ＼を挿入したものである
。
［作用］
本発明の炭素繊維強化複合材料では、層間の任意の部分
に離型フィルノ＼が挿入される。離型フィルムは樹脂と
接着し７ないため、フィルムが挿入されている部分の層
間にはフィルム・」法に対応する面積の剥離が存在する
ことになる。
に離型フィルノ＼が挿入される。離型フィルムは樹脂と
接着し７ないため、フィルムが挿入されている部分の層
間にはフィルム・」法に対応する面積の剥離が存在する
ことになる。
このような層間に剥離がある材才］に、層ど平行方向に
繰り返し荷重をかけたときのメカニズムと疲労寿命との
相関については、はっきりと解明されてはいない。しか
し、本発明のように剥離部を設けた材料は、剥離部のな
い従来材料に比べて、疲労特性に優れていることが分っ
た。
繰り返し荷重をかけたときのメカニズムと疲労寿命との
相関については、はっきりと解明されてはいない。しか
し、本発明のように剥離部を設けた材料は、剥離部のな
い従来材料に比べて、疲労特性に優れていることが分っ
た。
［実施例１
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図に、本発明繊維強化複合材料の断面図を示４゜
図において、実施例は、一方向に引き揃えた高強度繊維
トレカＴ８００（東し株式会社）とエポキシ樹脂からな
る複合相料層１をＯｏ、±４５°、！□１０’の角度に
並べた擬似等方性の積層板の４５°と１］０°の層間に
厚さ３０ ｐｍのテフロンフィルム２を設けである。
トレカＴ８００（東し株式会社）とエポキシ樹脂からな
る複合相料層１をＯｏ、±４５°、！□１０’の角度に
並べた擬似等方性の積層板の４５°と１］０°の層間に
厚さ３０ ｐｍのテフロンフィルム２を設けである。
成形は、Ｔａ２Ｏの一方面ブリプレグシートとテフロン
フィルム２を積層し、オートクレーブで加熱加圧硬化さ
せることにより行った。
フィルム２を積層し、オートクレーブで加熱加圧硬化さ
せることにより行った。
尚、実施例では、樹脂とは接着しない離型フィルムとし
て、テフロンフィルム２を用いたが、これに限定される
ものではない。
て、テフロンフィルム２を用いたが、これに限定される
ものではない。
第２図に、テフロンフィルム２をＯａと４５″の層間に
設けた本発明繊維強化複合材料の断面図を、第３図に、
テフロンフィルム２を９０’層間に設けた本発明繊維強
化複合材料の断面図を、第４図に、テフロンフィルム２
を全層間に設けた本発明繊維強化複合材料の断面図をそ
れぞれ示す。
設けた本発明繊維強化複合材料の断面図を、第３図に、
テフロンフィルム２を９０’層間に設けた本発明繊維強
化複合材料の断面図を、第４図に、テフロンフィルム２
を全層間に設けた本発明繊維強化複合材料の断面図をそ
れぞれ示す。
第５図に、第１図の実施例の複合材料（ｂ）と、テフロ
ンフィルム２を設けていない従来の複合材料（ａ）との
疲労特性を示す。試験はｌ ５ ｍ ｎ １９の短冊状
試験月を用い、繰返し周波数１． Ｏｉ（ｚ、で行な１
．た。
ンフィルム２を設けていない従来の複合材料（ａ）との
疲労特性を示す。試験はｌ ５ ｍ ｎ １９の短冊状
試験月を用い、繰返し周波数１． Ｏｉ（ｚ、で行な１
．た。
横軸は破断までの繰返し回数、縦軸は繰返し、最大応力
を破断応力で割った比率である。図より明らかなように
、本発明の繊維強化複合材料（ｌ〕）は、従来のもの（
ａ）に比較して、良い疲労特性を得ている。
を破断応力で割った比率である。図より明らかなように
、本発明の繊維強化複合材料（ｌ〕）は、従来のもの（
ａ）に比較して、良い疲労特性を得ている。
［発明の効果］
重工のように本発明によれば、従来の成形法を利用して
疲労特性に優れた炭素繊維強化複合材料を実現すること
がｉ”Ｔ能となる。
疲労特性に優れた炭素繊維強化複合材料を実現すること
がｉ”Ｔ能となる。
第１図〜第４図は本発明に係る炭素繊維強化複合材料を
示す断面図、第５図は第１図の実施例の複合材料と従来
の複合材料との疲労特性を示す図である１、 ２・・・デフロンフィルム ＼ン、− 第 図 第 図
示す断面図、第５図は第１図の実施例の複合材料と従来
の複合材料との疲労特性を示す図である１、 ２・・・デフロンフィルム ＼ン、− 第 図 第 図
Claims (1)
- （１）カーボン繊維をエポキシ樹脂に充填した層状複合
材料の層間の任意の部分に、樹脂とは接着しない離型フ
ィルムを挿入したことを特徴とする炭素繊維強化複合材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20787590A JPH0491934A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 炭素繊維強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20787590A JPH0491934A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 炭素繊維強化複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0491934A true JPH0491934A (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16547004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20787590A Pending JPH0491934A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 炭素繊維強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0491934A (ja) |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP20787590A patent/JPH0491934A/ja active Pending
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