JPS60197723A - 振動減衰性複合材料 - 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】 （イ）この発明の技術分野 この発明は複合材料に関し、さらに詳しくは、補強繊維
と樹脂との複合材料に関する。

（ロ）従来技術とその欠点 補強繊維と樹脂との複合材料は、近年、たとえばゴルフ
シャフト、テニスラケットなどのスポーツ用途、スピー
カコーンやスピーカボックスなどの音響用途、ギターや
バイオリンの裏甲板や響板などの楽器用途といったよう
に、極めて広範な分野で使用されている。しかして、そ
のような用途においでは、はとんど例外なく高い振動減
衰性が要求されている。

そのような高振動減衰性複合材料としては、たとえば特
開昭５４−１１３２９９号公報に記載されているような
ものが知られている。この従来の複合材料は、その、い
わゆるマトリクス樹脂に、それ自体高い振動減衰性を有
するポリエチレングリコールを混入し、もって複合材料
の振動減衰性を向上せんとするものである。しかしなが
ら、かかる従来の複合材料は、室温程度の温度ではそれ
ほど問題ないものの、高温になるとポリエチレングリコ
ールが流れ出てくる、つまり振動減衰性が低下してくる
という欠点があり、せいぜい４０’Ｃ程度までの領域に
おいて使用し得るにすぎない。

（ハ）この発明の目的 この発明の目的は、従来の複合材料の上記欠点を解決し
、高い振動減衰性をもち、かつより高温でも使用するこ
とができる複合材料を提供するにある。

（ニ）この発明の構成 上記目的を達成するために、この発明においては、補強
繊維と樹脂からなる複合材料であって、かつ前記樹脂は
、末端基としてアミノ基またはカルボキシル基をもつポ
リエチレングリコールを１０〜４０重川％含む用ポキシ
樹脂からなることを特徴とする複合材料が提供される。

この発明をさらに詳細に説明するに、この発明の複合材
料は、補強繊維と樹脂とを複合してなる。

上記補強繊維は、ｍ雑強化プラスチックの補強繊維とし
て通常用いられている炭素繊維、ガラス繊維、有機高弾
性繊維（たとえば、ポリアラミド繊維）などの高強痩、
高弾性繊維である。なかでも、炭素繊維が最も好ましく
使用される。もっとも、これらの補強繊維は異なる２種
以上の繊維が併用されてもよいものである。

また、上記樹脂は、エポキシ樹脂と、末端基としてアミ
ノ基またはカルボキシル基をもつポリエチレングリコー
ル（以下、変性ＰＥＧという）からなる。エポキシ樹脂
は、ビスフェノールＡ型、脂肪族型、フェノールノボラ
ック型など、いずれであってもよい。また、変性ＰＥＧ
は、複合材料に高い振動減衰性を与えるもので、エポキ
シ樹脂との相溶性が高い、分子−４００〜１００００程
度のものが好ましく使用される。さらに好ましくは、分
子−４００〜６０００のものが使用される。

そのような変性ＰＥＧの代表的例としては、アミノ基を
もつものでは三洋化成工業株式会社製゛ＰＥ　Ｇ　４０
００　Ｄ　ＣＡ　”が、カルボキシル基をもつものでは
同社製°′イオネットＹ　Ｂ　−４００”などがある。

エポキシ樹脂に対する変性ＰＥＧの混入量は１０〜４０
重量％である。すなわち、１０重量％未満では高い振動
減衰性を有する複合材料が得られない。また、４０重量
％を越えると複合材料の剛性が著しく低下し、使用に耐
えなくなる。より好ましい混入量は１０〜２５重偵％で
ある。

この発明の複合材料は、補強１１１Ｈと、所望−の変性
ＰＥＧを混入したエポキシ樹脂とを複合し、次いでその
複合体を１ｏｏ〜１２０’Ｃに加熱して変性ＰＥＧをエ
ポキシ樹脂と結合し、以下、常法にしたがってエポキシ
樹脂を硬化させることによって製造する。エポキシ樹脂
の硬化温度は１３０〜１８０℃である。もっとも、この
発明においては、変性ＰＥＧをエポキシ樹脂と結合した
後に補強繊維と複合してもよい。

（ホ）この発明の効果 この発明の複合材料は、いわゆるマトリクス樹脂として
、変性ＰＥＧ、つまり末端基としてアミノ基またはカル
ボキシル基をもつポリエチレングリコールを１０〜４０
重量％含むエポキシ樹脂を使用しているからして、高温
で使用しても変性ＰＥＧが流れ出ることがなく、高い振
動減衰性を維持できる。しかも、強度や弾性率も従来の
複合材料にくらべて優るとも劣らない。そのため、この
発明の複合材料は、使用中に高温になる可能性があり、
しかも高い振動減衰性が要求される用途に特に適してい
る。たとえば、カーステレオのスピーカーボックスの構
成材料として使用すれば、炎天下の高温の車内において
も共振のない明瞭な音が楽しめる。また、たとえばチェ
ーンソーや電動ドリルの柄に使用すると、モーターの加
熱によって高温になっても振動が抑制され、振動による
職業病の防止に役立つ。さらに、人工衛星の部品に使用
すると、摩擦熱などが加わっても振動が抑制され、姿勢
制御を正確に行えるようになる。さらに、自動車や船舶
などの構造材料として使用することもできる。もちろん
、上述したスポーツ用途や楽器用途に使用しても何ら差
し支えない。

実施例１ １００ｑのエポキシ樹脂“エピコート”　８２８（油化
シェルエポキシ株式会社製）に２０ｇの変性ＰＥＧ　”
ＰＥＧ４０００ＤＣＡ”　（三洋化成工業株式会社製）
を加え、約１２０℃で約２時間加熱して変性ＰＥＧをエ
ポキシ樹脂と結合した後約７０℃まで降温し、硬化剤と
して３ｏのジシアンジアミド／Ｎ−３，４ジクロロフェ
ニレンＮ＝−ジメヂルウレアを加え、マトリクス樹脂を
得た。

次に、東し株式会社製炭素繊随゛トレカ″Ｔ−３００（
ストランド数：　３０００本）を一方向に互に並行かつ
シート状に引き揃えたものに上記マトリクス樹脂を含浸
した後、炭素繊維の方向を揃えて３００ｍ５角に截断し
た。

次に、上記裁断片を炭素繊維の方向を揃えて金型内に３
枚積層し、約１０Ｋｏ／ｃｍ２の圧力を加えながら約１
４０℃で約２時間加熱してマトリクス樹脂を硬化させ、
炭素繊維の体積含有率が約６０％であり、かつ厚みが２
１１１１１であるこの発明の複合材料を得た。

一ト記複合材料について、引張弾性率と、２０℃、４４
０Ｈｚにおける振動減衰係数と、変性ＰＥＧの流出量を
測定したところ、引張弾性率は約１３゜０００ＫＯ／＋
ｎａ２であり、振動減衰係数は約０゜４５Ｘ１０−２で
あり、変性ＰＥＧの流出量はほとんど零であった。なお
、振動減衰係数は振動リード法によって測定した。また
、変性ＰＥＧの流出量は、複合材料を沸騰水に約２０時
間浸漬し、浸漬する前の重量Ｗと、浸漬した後の重１ｗ
から、式（Ｗ−Ｗ）Ｘｌ　００／Ｗによりめた。つまり
、変性ＰＥＧの流出量は、複合材料を約１００℃で使用
した場合に相当する。

実施例２ 上記実施例１で使用したエポキシ樹脂１ｏｏｑに、末端
基としてカルボキシル基をもつ変性ＰＥＧ（分子量：約
４００）を２０ｏ混入したほかは実施例１と全く同様に
してこの発明の複合材料を得た。

次に、上記各複合材料について、実施例１と同様に引張
弾性率、振動減衰係数、変性ＰＥＧの流出量を測定した
ところ、引張弾性率は約１３，０００　Ｋ　Ｑ　／’ｍ
ｉ２であり、振動減衰係数は約０．４０Ｘ１０−２であ
り、変性ＰＥＧの流出量はほとんど零であづた。

比較例 変性ＰＥＧの代わりに三洋化成工業株式会社製ポリエチ
レングリコール゛’ＰＥＧ４０００”　（分子量：約４
０００）を使用したほかは実施例１と全く同様にして、
複合材料を得た。

この複合材料について実施例１と同様の試験をしたとこ
ろ、引張弾性率は約１３．１００Ｋｑ／■２であり、ま
た振動減衰係数は約０．４６Ｘ１Ｑ−２で実施例１．２
のそれとそれほど変わらなかった。しかし、ポリエチレ
ングリコールの流出量は約５重量％もあった。このこと
は、この複合材料を高温で使用するとポリエチレングリ
コールが流出し、その分だけ振動減衰性が低下してくる
ことを示している。

特許出願人　東し株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 補強繊維と樹脂からなる複合材料であって、かつ前記樹
   脂は、末端基としてアミノ基またはカルボキシル基をも
   つポリエチレングリコールを１０〜４０重量％含むエポ
   キシ樹脂からなることを特徴とする複合材料。