JPS6047111B2 - 複合材の製造方法 - Google Patents
複合材の製造方法Info
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- JPS6047111B2 JPS6047111B2 JP56143144A JP14314481A JPS6047111B2 JP S6047111 B2 JPS6047111 B2 JP S6047111B2 JP 56143144 A JP56143144 A JP 56143144A JP 14314481 A JP14314481 A JP 14314481A JP S6047111 B2 JPS6047111 B2 JP S6047111B2
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- C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
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- D04H3/12—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with filaments or yarns secured together by chemical or thermo-activatable bonding agents, e.g. adhesives, applied or incorporated in liquid or solid form
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複合材の製造方法、特に熱可塑性ポリマーのマ
トリックス内に包囲された複強用フィラメントからなる
複合材の製造方法、に関する。
トリックス内に包囲された複強用フィラメントからなる
複合材の製造方法、に関する。
熱可塑性ポリマーのマトリックス内に包囲された複強用
フィラメントからなる複合材を製造することは長年前か
らのありふれたことである。例えば、１つの特に有用な
複合材はエポキシ樹脂マトリックス内に包囲された複強
用炭素フィラメントからなる。かかる複合材はエンジニ
アリング産業において構成材料としての特定金属の代替
品として非常に役立つているが、それらの製造を困難に
する幾つかの欠点がある。例えば、それらは有限の寿命
を有する傾向があり、かつ、冷蔵雰囲気内での貯蔵を必
要とすることがあるのでマトリックスへの配合前に、熱
可塑性ポリマーに関連した貯蔵問題が存在する。更に、
熱可塑性ポリマーは適温に迄加熱後には永久硬化するの
で、変形によるそれ以上の造形は有効に除外される。熱
可塑性ポリマーは高分子量を持ち、更に、熱成形性てあ
り、初期成形後も多数回再加工できるのでこれら貯蔵問
題を持たない。
フィラメントからなる複合材を製造することは長年前か
らのありふれたことである。例えば、１つの特に有用な
複合材はエポキシ樹脂マトリックス内に包囲された複強
用炭素フィラメントからなる。かかる複合材はエンジニ
アリング産業において構成材料としての特定金属の代替
品として非常に役立つているが、それらの製造を困難に
する幾つかの欠点がある。例えば、それらは有限の寿命
を有する傾向があり、かつ、冷蔵雰囲気内での貯蔵を必
要とすることがあるのでマトリックスへの配合前に、熱
可塑性ポリマーに関連した貯蔵問題が存在する。更に、
熱可塑性ポリマーは適温に迄加熱後には永久硬化するの
で、変形によるそれ以上の造形は有効に除外される。熱
可塑性ポリマーは高分子量を持ち、更に、熱成形性てあ
り、初期成形後も多数回再加工できるのでこれら貯蔵問
題を持たない。
従つて熱可塑性ポリマーは、フィラメント複強複合材に
おけるマトリックス材としての熱可塑性ポリマーの代替
品としての幾つかの魅力を持つ。しかし、熱可塑性一ポ
リマーのマトリックス内に包囲されたフィラメントの複
強も含む複合材の製造には困難がある。かかる複合材の
一製造法では、熱可塑性ポリマーを適当な溶媒に溶解し
て複強用フィラメントに含浸させる。ついで溶媒を蒸散
させ、成形して複合．材を得る。かかる方法で製造され
た複合材には数個の欠点がある。ポリマーからの溶媒の
完全蒸散は非常に困難である。溶媒が若干捕捉されて複
合材がある程度孔質になることがある。このためその強
度は低下し、又は、高温でその複合材を使用・すると、
時にはポリマーの熱分解が促進されることがある。別の
欠点は、フィラメントに含浸されるポリマーの実際量を
正確に監視することが普通は不可能であることである。
普通、若干の樹脂がフィラメントから逃がれ、その結果
、複合材の最終ポリマー含量は予想以上に低くなる。英
国特許１４８５５８６号公報には、フィラメントを熱可
塑性ポリマーフィルムに挿間し、得られたサンドイッチ
構造体を熱と圧力とに付し、これによりポリマーを流動
させ、フィラメントに含浸させる複合材の製造方法が記
載されている。
おけるマトリックス材としての熱可塑性ポリマーの代替
品としての幾つかの魅力を持つ。しかし、熱可塑性一ポ
リマーのマトリックス内に包囲されたフィラメントの複
強も含む複合材の製造には困難がある。かかる複合材の
一製造法では、熱可塑性ポリマーを適当な溶媒に溶解し
て複強用フィラメントに含浸させる。ついで溶媒を蒸散
させ、成形して複合．材を得る。かかる方法で製造され
た複合材には数個の欠点がある。ポリマーからの溶媒の
完全蒸散は非常に困難である。溶媒が若干捕捉されて複
合材がある程度孔質になることがある。このためその強
度は低下し、又は、高温でその複合材を使用・すると、
時にはポリマーの熱分解が促進されることがある。別の
欠点は、フィラメントに含浸されるポリマーの実際量を
正確に監視することが普通は不可能であることである。
普通、若干の樹脂がフィラメントから逃がれ、その結果
、複合材の最終ポリマー含量は予想以上に低くなる。英
国特許１４８５５８６号公報には、フィラメントを熱可
塑性ポリマーフィルムに挿間し、得られたサンドイッチ
構造体を熱と圧力とに付し、これによりポリマーを流動
させ、フィラメントに含浸させる複合材の製造方法が記
載されている。
この方法には溶媒の使用が必要ではなく、従つて溶媒使
用に関連した穴が避けられるという利点がある。し）か
し、ポリマーがこのタイプの方法で普通用いられる温度
で高粘度であると、ポリマーを満足すべき量でフィラメ
ントに含浸させることが困難になる。従つて得られた複
合材はその単位容量当たりのフィラメント量が少く、そ
の機械的特性が悪影・響を受ける。英国特許１５７００
（１）号公報には、それと幾分似た複合材製造法が記載
されている。
用に関連した穴が避けられるという利点がある。し）か
し、ポリマーがこのタイプの方法で普通用いられる温度
で高粘度であると、ポリマーを満足すべき量でフィラメ
ントに含浸させることが困難になる。従つて得られた複
合材はその単位容量当たりのフィラメント量が少く、そ
の機械的特性が悪影・響を受ける。英国特許１５７００
（１）号公報には、それと幾分似た複合材製造法が記載
されている。
但し、熱可塑性ポリマーを適当な溶媒に溶解してフィラ
メントに含浸させ、この被含浸フィラメントを第２の熱
可・塑性ポリマーフィルムに挿間する前に溶媒を蒸散さ
せる点で異なつている。ついで、前記方法と同様に生成
サンドイッチ構造体を熱と圧力とに付して熱可塑性ポリ
マーフィルムを流動させ、その後にこの集成体を加圧冷
却して生成複合材の歪みを避ける。英国特許１５７００
順号公報の教示内容は、フィラメントに熱可塑性ポリマ
ーを含浸させて、溶媒蒸発後の、フィラメントによるポ
リマーの吸収量が１６〜４唾量％になるようにすること
を目的としている。不幸なことには、これは、該方法に
よれば高粘度熱可塑性ポリマーフィルムの使用が可能で
はあるが、フイルノ、を構成する熱可塑性ポリマーの溶
媒溶解性が低くても生成複合材が溶媒の攻撃を受け易い
ことを意味する。従つて、始めに溶媒に溶解される熱可
塑性ポリマーは溶媒の攻撃を受け易く、そのため複合材
で応力亀裂が生ずる傾向が高くなる。この方法の第２の
欠点は、フィルムに使用される熱可塑性ポリマーはマト
リックス材として望ましい特性を持つことがあるが、比
較的多量の別種熱可塑性ポリマーをそのマトリックスに
配合すると生成複合材の特性に有害作用を持つことがあ
るということである。本発明の目的は、フィラメントで
複強された熱可塑性ポリマーマトリックス複合材の製造
における前記欠点が実質上ない複合材製造方法の提供で
ある。本発明による複合材製造方法は、第１の高温耐性
熱可塑性ポリマーを複強フィラメントの層（単・複）に
、該フィラメントを軽く一体結合するのに充分な量で塗
付する工程、この様にして結合されたフィラメント或は
その各層と第２の高温耐性ポリマーのシートとの構造体
を形成して被結合フィラメント或はその各層を該第２熱
可塑性ポリマーのシート間に挿入させる工程、該第１熱
可塑性ポリマーが熱分解せずしかも第２熱可塑性ポリマ
ーが流動性である温度で該構造体を圧縮する工程、該第
２熱可塑性ポリマーが該被結合フィラメントの層に含浸
されかつ、該第１熱可塑性ポリマーの少くとも主要部が
該第２熱可塑性ポリマー中に拡散するのに充分な時間該
温度での該圧縮を維持する工程、かくて形成された複合
材を歪みを避けるために圧縮下、冷却する工程、ついで
該圧縮を停止する工程からなる。
メントに含浸させ、この被含浸フィラメントを第２の熱
可・塑性ポリマーフィルムに挿間する前に溶媒を蒸散さ
せる点で異なつている。ついで、前記方法と同様に生成
サンドイッチ構造体を熱と圧力とに付して熱可塑性ポリ
マーフィルムを流動させ、その後にこの集成体を加圧冷
却して生成複合材の歪みを避ける。英国特許１５７００
順号公報の教示内容は、フィラメントに熱可塑性ポリマ
ーを含浸させて、溶媒蒸発後の、フィラメントによるポ
リマーの吸収量が１６〜４唾量％になるようにすること
を目的としている。不幸なことには、これは、該方法に
よれば高粘度熱可塑性ポリマーフィルムの使用が可能で
はあるが、フイルノ、を構成する熱可塑性ポリマーの溶
媒溶解性が低くても生成複合材が溶媒の攻撃を受け易い
ことを意味する。従つて、始めに溶媒に溶解される熱可
塑性ポリマーは溶媒の攻撃を受け易く、そのため複合材
で応力亀裂が生ずる傾向が高くなる。この方法の第２の
欠点は、フィルムに使用される熱可塑性ポリマーはマト
リックス材として望ましい特性を持つことがあるが、比
較的多量の別種熱可塑性ポリマーをそのマトリックスに
配合すると生成複合材の特性に有害作用を持つことがあ
るということである。本発明の目的は、フィラメントで
複強された熱可塑性ポリマーマトリックス複合材の製造
における前記欠点が実質上ない複合材製造方法の提供で
ある。本発明による複合材製造方法は、第１の高温耐性
熱可塑性ポリマーを複強フィラメントの層（単・複）に
、該フィラメントを軽く一体結合するのに充分な量で塗
付する工程、この様にして結合されたフィラメント或は
その各層と第２の高温耐性ポリマーのシートとの構造体
を形成して被結合フィラメント或はその各層を該第２熱
可塑性ポリマーのシート間に挿入させる工程、該第１熱
可塑性ポリマーが熱分解せずしかも第２熱可塑性ポリマ
ーが流動性である温度で該構造体を圧縮する工程、該第
２熱可塑性ポリマーが該被結合フィラメントの層に含浸
されかつ、該第１熱可塑性ポリマーの少くとも主要部が
該第２熱可塑性ポリマー中に拡散するのに充分な時間該
温度での該圧縮を維持する工程、かくて形成された複合
材を歪みを避けるために圧縮下、冷却する工程、ついで
該圧縮を停止する工程からなる。
該フィラメントを軽く一体結合するためには第１の高温
耐性熱可塑性ポリマーを充分に塗付して該フィラメント
の重量を最高５％迄増加させる必要があることが発見さ
れた。
耐性熱可塑性ポリマーを充分に塗付して該フィラメント
の重量を最高５％迄増加させる必要があることが発見さ
れた。
第１の熱可塑性ポリマーを該フィラメントに塗付するた
めの便利な方法は、該ポリマーを適当な溶媒に溶解し、
生成溶液を該繊維に塗付し、ついで溶媒を蒸散させるこ
とである。
めの便利な方法は、該ポリマーを適当な溶媒に溶解し、
生成溶液を該繊維に塗付し、ついで溶媒を蒸散させるこ
とである。
しかし他の塗付方法もある。即ち、例えばフィラメント
を２枚の薄い第１熱可塑性ポリマーシート間に挿入し、
できた集成体を該ポリマーのガラス転移温度以上で圧縮
して該ポリマーを該フィラメントに直接に塗付すること
ができる。別法により、該フィラメントを、粉末化され
た該ポリマーを含む被加熱流動床中を通過させることも
できる。該フィラメントを第２の熱可塑性ポリマーのシ
ートとの構造体に形成する時に保持された様な一定形状
を該フィラメントがとつている時に第１の熱可塑性ポリ
マーを該フィラメントに塗付することが望ましい。
を２枚の薄い第１熱可塑性ポリマーシート間に挿入し、
できた集成体を該ポリマーのガラス転移温度以上で圧縮
して該ポリマーを該フィラメントに直接に塗付すること
ができる。別法により、該フィラメントを、粉末化され
た該ポリマーを含む被加熱流動床中を通過させることも
できる。該フィラメントを第２の熱可塑性ポリマーのシ
ートとの構造体に形成する時に保持された様な一定形状
を該フィラメントがとつている時に第１の熱可塑性ポリ
マーを該フィラメントに塗付することが望ましい。
従つて、該フィラメントをマンドレルに巻いて所望形状
とし、この巻かれたフィラメントに第１熱可塑性ポリマ
ーの溶液を噴霧し、溶媒を蒸発させ、最後にマンドレル
からフィラメントをはずすことにより第１熱可塑性ポリ
マーを塗付することが好ましい。この方法を実施するな
らば該フィラメントをその初期の一般的形状を失うこと
なく容易に取り扱うことができることが発見された。第
１の熱可塑性ポリマーはポリカーボネイト、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホンないしポリイミドでよく、こ
れらは高温耐性を有し、かつ、該フィラメントをゆるや
かに一体結合できるポリマーである。
とし、この巻かれたフィラメントに第１熱可塑性ポリマ
ーの溶液を噴霧し、溶媒を蒸発させ、最後にマンドレル
からフィラメントをはずすことにより第１熱可塑性ポリ
マーを塗付することが好ましい。この方法を実施するな
らば該フィラメントをその初期の一般的形状を失うこと
なく容易に取り扱うことができることが発見された。第
１の熱可塑性ポリマーはポリカーボネイト、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホンないしポリイミドでよく、こ
れらは高温耐性を有し、かつ、該フィラメントをゆるや
かに一体結合できるポリマーである。
それらは、これらを前記溶解法で該フィラメントに塗付
できるものとする多数の有機溶媒に易溶解性である。第
２の熱可塑性ポリマーは芳香族ポリ土−テルポリマーで
よい。
できるものとする多数の有機溶媒に易溶解性である。第
２の熱可塑性ポリマーは芳香族ポリ土−テルポリマーで
よい。
好ましい芳香族ポリエーテルポリマーはＩＣＩ社から名
称゜”ピーク（ＰＥＥＫ）゛で販売されている芳香族ポ
リエーテルエーテルケトンである。このの芳香族ポリエ
ーテルエーテルケトンは、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン等の多数の他熱可塑性ポリマーとは、高度に結
晶化できるという点で異る。例えば、４８％という結晶
度が報告されている。この高い結晶度のゆえに該ポリマ
ーに高い機械特性及び一般溶媒に対する高耐性が付与さ
れる。更に、それは高温ての塗付を適当にする３３４゜
Ｃという融点を有する。第１の熱可塑性ポリマーにより
結合されたフィラメントと第２の熱可塑性ポリマーのシ
ートとの構造体を被結合フィラメントに第２の熱可塑性
ポリマーを含浸させるのに充分な圧力、例えば１４ＭＮ
／イ、で圧縮する。
称゜”ピーク（ＰＥＥＫ）゛で販売されている芳香族ポ
リエーテルエーテルケトンである。このの芳香族ポリエ
ーテルエーテルケトンは、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン等の多数の他熱可塑性ポリマーとは、高度に結
晶化できるという点で異る。例えば、４８％という結晶
度が報告されている。この高い結晶度のゆえに該ポリマ
ーに高い機械特性及び一般溶媒に対する高耐性が付与さ
れる。更に、それは高温ての塗付を適当にする３３４゜
Ｃという融点を有する。第１の熱可塑性ポリマーにより
結合されたフィラメントと第２の熱可塑性ポリマーのシ
ートとの構造体を被結合フィラメントに第２の熱可塑性
ポリマーを含浸させるのに充分な圧力、例えば１４ＭＮ
／イ、で圧縮する。
第１の熱可塑性ポリマーがポリエーテルスルホンで第２
の熱可塑性ポリマーが゜゜ＰＥＥＫ゛であるならばこの
圧縮はほぼ４００℃の温度て実施できる。第１の熱可塑
性ポリ】マーの主要部を第２の熱可塑性ポリマー中に拡
散するためには熱と圧力との適用を少くとも１時間維持
するのが好ましい。事実、圧力と熱の適用をほぼ２時間
維持するならば十分な拡散が普通生ずることが発見され
た。第２の熱可塑性ポリマー中に第１の熱可塑性ポリマ
ーを拡散させると、生成された複合材において、フィラ
メントと接触しているポリマーの高割合が実際には第２
の熱可塑性ポリマーになる。これは、第２の熱可塑性ポ
リマーの機械的特性が第）１の熱可塑性ポリマーのそれ
より優秀ならば、フィラメントと第２の熱可塑性ポリマ
ーとの間の直接結合により、フィラメントと接触してい
る牛リマーの大部分が第１の熱可塑性ポリマーである複
合材の機械的特性より優秀な機械的特性を持つ複合材が
得られることを意味する。かかる拡散の追加利点は、第
１の熱可塑性ポリマーが有機溶媒に易溶性であり、第２
の熱可塑性ポリマーがそうでないならば、生成される複
合材は、有機溶媒の攻撃に対しては、拡散が限定されて
いるか存在しない複合材よりも屈し難いということであ
る。フィラメントは複合材の複強に普通使用されるタイ
プのいずれでもよい。ガラス、グラファイト、スチール
、シリコン、カーバイト、アルミナ、ホウ素、窒化ホウ
素等でできたフィラメントでよい。しかし、炭素フィラ
メントの使用が好ましい。更に、該フィラメントは、そ
れに第１の熱可塑性ポリマーを塗付する前にいかなる所
望の形状にも配列できる。
の熱可塑性ポリマーが゜゜ＰＥＥＫ゛であるならばこの
圧縮はほぼ４００℃の温度て実施できる。第１の熱可塑
性ポリ】マーの主要部を第２の熱可塑性ポリマー中に拡
散するためには熱と圧力との適用を少くとも１時間維持
するのが好ましい。事実、圧力と熱の適用をほぼ２時間
維持するならば十分な拡散が普通生ずることが発見され
た。第２の熱可塑性ポリマー中に第１の熱可塑性ポリマ
ーを拡散させると、生成された複合材において、フィラ
メントと接触しているポリマーの高割合が実際には第２
の熱可塑性ポリマーになる。これは、第２の熱可塑性ポ
リマーの機械的特性が第）１の熱可塑性ポリマーのそれ
より優秀ならば、フィラメントと第２の熱可塑性ポリマ
ーとの間の直接結合により、フィラメントと接触してい
る牛リマーの大部分が第１の熱可塑性ポリマーである複
合材の機械的特性より優秀な機械的特性を持つ複合材が
得られることを意味する。かかる拡散の追加利点は、第
１の熱可塑性ポリマーが有機溶媒に易溶性であり、第２
の熱可塑性ポリマーがそうでないならば、生成される複
合材は、有機溶媒の攻撃に対しては、拡散が限定されて
いるか存在しない複合材よりも屈し難いということであ
る。フィラメントは複合材の複強に普通使用されるタイ
プのいずれでもよい。ガラス、グラファイト、スチール
、シリコン、カーバイト、アルミナ、ホウ素、窒化ホウ
素等でできたフィラメントでよい。しかし、炭素フィラ
メントの使用が好ましい。更に、該フィラメントは、そ
れに第１の熱可塑性ポリマーを塗付する前にいかなる所
望の形状にも配列できる。
従つて該フィラメントは二方帥肚があるように配列する
のが好ましいが、他の形状も利用できる。例えば、特定
環境においては、織布又はマットの形のフィラメントを
利用するのが望ましいことがある。本発明の方法は最終
製品の製造て利用できるが、プレプレグの製造でも使用
できる。
のが好ましいが、他の形状も利用できる。例えば、特定
環境においては、織布又はマットの形のフィラメントを
利用するのが望ましいことがある。本発明の方法は最終
製品の製造て利用できるが、プレプレグの製造でも使用
できる。
例えば、ついで一体集成し、溶融により最終製品に形成
するために熱と圧力に付される複合材部分からなるプレ
プレグの場合である。以下の実施例は本発明の例示であ
る。
するために熱と圧力に付される複合材部分からなるプレ
プレグの場合である。以下の実施例は本発明の例示であ
る。
実施例１
Ｔｙｇａｆ１ｕ０ｒＣ′ＴｙｇａｆｌｕＯｒ゛は登録商
標）として知られている非孔質ＰＴＦＥ／ガラス布でで
きた剥離層を平らな２７０ｍＩｎ平方のマンドレルに付
着した。
標）として知られている非孔質ＰＴＦＥ／ガラス布でで
きた剥離層を平らな２７０ｍＩｎ平方のマンドレルに付
着した。
ついで炭素繊維（東レ３０００９０Ａ）をこのマ．ンド
レルに２５．４Ｔｒ＄Ｌ当たり３６回巻いた。ポリエー
テルスルホン（等級１００Ｐ．．１ＣＩ社製造）をメチ
レンクロリドに溶解し、生成溶液を、Ｔｙｇ２ｌｆｌＵ
Ｏｒ布に隣接した繊維に合計０．８ｙのポリエーテルス
ルホンが塗付される迄、巻かれた繊維に噴霧した。こ５
の被覆繊維を室温で一夜空気中で乾燥させた後に、これ
らがポリエーテルスルホンで軽く結合されており、それ
故それらをマンドレルから取りはすし、それらの繊維配
向性を失うことなく、１１３朗×４４．５の１帽の二方
向性小片に切断できること４がわかつた。ポリエーテル
スルホンからメチレンクロリドを完全に除去するために
これら１６個の小片をついで１２５゜Ｃで乾燥させた。
乾燥後、炭素繊維へのポリエーテルスルホンの塗付によ
りその重量が４．５％増加したことがわかつた。該第二
方向性小片のうち８個を取り、各々を、名称“ＰＥＥＸ
゛でＩＣＩ社から市販されている高温耐性芳香族ポリエ
ーテルエーテルケトンポリマーの２枚の５０ｐｍ厚シー
トの間にはさんだ。
レルに２５．４Ｔｒ＄Ｌ当たり３６回巻いた。ポリエー
テルスルホン（等級１００Ｐ．．１ＣＩ社製造）をメチ
レンクロリドに溶解し、生成溶液を、Ｔｙｇ２ｌｆｌＵ
Ｏｒ布に隣接した繊維に合計０．８ｙのポリエーテルス
ルホンが塗付される迄、巻かれた繊維に噴霧した。こ５
の被覆繊維を室温で一夜空気中で乾燥させた後に、これ
らがポリエーテルスルホンで軽く結合されており、それ
故それらをマンドレルから取りはすし、それらの繊維配
向性を失うことなく、１１３朗×４４．５の１帽の二方
向性小片に切断できること４がわかつた。ポリエーテル
スルホンからメチレンクロリドを完全に除去するために
これら１６個の小片をついで１２５゜Ｃで乾燥させた。
乾燥後、炭素繊維へのポリエーテルスルホンの塗付によ
りその重量が４．５％増加したことがわかつた。該第二
方向性小片のうち８個を取り、各々を、名称“ＰＥＥＸ
゛でＩＣＩ社から市販されている高温耐性芳香族ポリエ
ーテルエーテルケトンポリマーの２枚の５０ｐｍ厚シー
トの間にはさんだ。
ついで、生成したサンドイッチ構造体を、軽く結合させ
た炭素繊維の二方向性小片のうちの８個と、１６シート
の“ＰＥＥＫ゛とを含む積層品に形成した。ついでこの
積層品を４００℃、１４ＭＮ／イ圧で２時）間圧縮成形
し、ついて、放冷して、圧縮を停止する前に室温とした
。得られた複合材は６７容量％の炭素繊維を含むことが
わかり、隙間は完全になかつた。
た炭素繊維の二方向性小片のうちの８個と、１６シート
の“ＰＥＥＫ゛とを含む積層品に形成した。ついでこの
積層品を４００℃、１４ＭＮ／イ圧で２時）間圧縮成形
し、ついて、放冷して、圧縮を停止する前に室温とした
。得られた複合材は６７容量％の炭素繊維を含むことが
わかり、隙間は完全になかつた。
それは１．７９ＧＮ／イの曲げ強度と１３８ＧＮ／ｄの
曲げ係数・とを有し、複合材破壊歪みは１．３０％だつ
た。実施例２実施例１をくり返した。
曲げ係数・とを有し、複合材破壊歪みは１．３０％だつ
た。実施例２実施例１をくり返した。
但し、積層品は４００℃１４ＭＮ／ｄ圧でわすか１１詩
間圧縮成形した。得られた複合材は６７容量％の炭素繊
維を含んで゜いた。それは１．６２ＧＮ／イの曲げ強度
と１４？Ｎ／ｄの曲げ係数を有し、破壊歪みは１．１３
％だつた。実施例３実施例１をくり返した。
間圧縮成形した。得られた複合材は６７容量％の炭素繊
維を含んで゜いた。それは１．６２ＧＮ／イの曲げ強度
と１４？Ｎ／ｄの曲げ係数を有し、破壊歪みは１．１３
％だつた。実施例３実施例１をくり返した。
但し、積層品は４００℃１３ＭＮ／ｄ圧で１時間圧縮成
形形した。得られた複合材は６７容量％の炭素繊維を含
んでいた。
形形した。得られた複合材は６７容量％の炭素繊維を含
んでいた。
それは１．６３ＧＮ／イの曲げ強度と１４１ＧＮ／ｄの
曲げ係数を有し、破壊歪みは１．１６％だつた。それゆ
え実施例１〜３から、積層品を圧縮加温下に維持する時
間が、得られる複合材の曲け強度、破壊歪みに対する重
要な影響因子であることがわかる。これは、圧縮と加温
とによりポリエーテルスルホンが炭素繊維からポリエー
テルエーテルケトンマトリックス材中に拡散するという
事実に起因する。従つて、十分な拡散度を持つた複合材
を生成するためには、加温下での積層品の圧縮を少くと
も１時間維持することか好ましい。実施例４東レ３００
９０Ａの代わりにＣＯｕｒｔａｕｌｄｓＸＡＳ３ＯＯＯ
フィラメント トウ 炭素繊維を使つて実施例１をくり
返した。
曲げ係数を有し、破壊歪みは１．１６％だつた。それゆ
え実施例１〜３から、積層品を圧縮加温下に維持する時
間が、得られる複合材の曲け強度、破壊歪みに対する重
要な影響因子であることがわかる。これは、圧縮と加温
とによりポリエーテルスルホンが炭素繊維からポリエー
テルエーテルケトンマトリックス材中に拡散するという
事実に起因する。従つて、十分な拡散度を持つた複合材
を生成するためには、加温下での積層品の圧縮を少くと
も１時間維持することか好ましい。実施例４東レ３００
９０Ａの代わりにＣＯｕｒｔａｕｌｄｓＸＡＳ３ＯＯＯ
フィラメント トウ 炭素繊維を使つて実施例１をくり
返した。
得られた複合材は６熔量％の炭素繊維を含んでいた。
それは２．２′２ＧＮ／７７１の曲げ強度と１４７ＧＮ
／ｄの曲げ係数とを有し、破壊歪みは１．５１％だつた
。本発明の方法で製造された複合材の優秀な特性を実証
するために、従来の溶媒法で製造された複合材サンプル
の特性を実施例１の複合材の特性と比較した。従来の溶
媒法ではマトリックスポリマーを適当な溶媒に溶解し、
生成溶液を繊維に含浸させ、溶媒を蒸散させ、ついて加
温、加圧下で成形して所要形状とする。従来法で製造さ
れた試験片を実施例１で製造されたものと同一寸法とし
た。得られた結果は次の通りであつた。
／ｄの曲げ係数とを有し、破壊歪みは１．５１％だつた
。本発明の方法で製造された複合材の優秀な特性を実証
するために、従来の溶媒法で製造された複合材サンプル
の特性を実施例１の複合材の特性と比較した。従来の溶
媒法ではマトリックスポリマーを適当な溶媒に溶解し、
生成溶液を繊維に含浸させ、溶媒を蒸散させ、ついて加
温、加圧下で成形して所要形状とする。従来法で製造さ
れた試験片を実施例１で製造されたものと同一寸法とし
た。得られた結果は次の通りであつた。
それ故、実施例１の複合材の曲け強度、曲け係数、破壊
歪みが従来の溶媒法で製造された複合材のよりもすぐれ
ていることがわかる。
歪みが従来の溶媒法で製造された複合材のよりもすぐれ
ていることがわかる。
本発明の方法を特定の熱可塑性ポリマーから製造された
複合材を参照しながら記述したが、該方法の適用はこれ
らのポリマーに限定されるものではなく、全ての高温耐
性熱可塑性ポリマーに一般フ的に適用てきる。
複合材を参照しながら記述したが、該方法の適用はこれ
らのポリマーに限定されるものではなく、全ての高温耐
性熱可塑性ポリマーに一般フ的に適用てきる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複合材の製造方法において、 少くとも１層の複強用フィラメントに、該フイラメトを
軽く一体結合するにのみ充分な量の第１の高温耐性熱可
塑性ポリマーを塗付する工程、かくて結合された該フィ
ラメントの少くとも一層と第２の高温耐性ポリマーのシ
ートとの構造体を、該被結合フィラメントの一層が該第
２熱可塑性ポリマーシートに挿間される様に形成する工
程、該構造体を、該第１熱可塑性ポリマーが熱分解せず
、しかも、該第２熱可塑性ポリマーが流動性である温度
で圧縮する工程、該温度での該圧縮を、該第２熱可塑性
ポリマーが該被結合フィラメントの少くとも１層に含浸
され、しかも、該第１熱可塑性ポリマーの主要部が該第
２熱可塑性ポリマー中に拡散するのに充分な時間維持す
る工程、かくて形成された複合材を、その歪みを避ける
ために圧縮下冷却する工程、ついで該圧縮を停止する工
程、 からなる方法。 ２ 該第１高温耐性熱可塑性ポリマーを該少くとも１層
の複強用フィラメントに、該フィラメントの重量を最高
５％増加させるのに充分な量で塗付する、特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ３ 該第１熱可塑性ポリマーを該フイラメントへの塗付
前に溶媒溶解し、ついで該溶媒を、該フイラメントへの
該塗付後に蒸散させる、特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ４ 該フィラメントを、該第１熱可塑性ポリマーへの塗
付前に一定形状に配置して、該フイラメントの該形状が
該第１熱可塑性ポリマーにより維持される様にする、特
許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 該フィラメントを、それらをマンドレルに巻くこと
により該形状に配置する、特許請求の範囲第４項記載の
方法。 ６ 該第１熱可塑性ポリマーをポリカーボネート、ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミドからなる
群から選択する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７ 該第２熱可塑性ポリマーが芳香族ポリエーテルであ
る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 該芳香族ポリエーテルポリマーが芳香族ポリエーテ
ルエーテルケトンである、特許請求の範囲第７項記載の
方法。 ９ 該圧縮を該温度で少くとも１時間維持する、特許請
求の範囲第１項記載の方法。 １０ 該フィラメントが炭素製である、特許請求の範囲
第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8029268A GB2083779A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | A method of manufacturing a composite material |
| GB8029268 | 1980-09-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5780046A JPS5780046A (en) | 1982-05-19 |
| JPS6047111B2 true JPS6047111B2 (ja) | 1985-10-19 |
Family
ID=10515996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56143144A Expired JPS6047111B2 (ja) | 1980-09-10 | 1981-09-10 | 複合材の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4380523A (ja) |
| EP (1) | EP0047576B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6047111B2 (ja) |
| DE (1) | DE3169034D1 (ja) |
| GB (1) | GB2083779A (ja) |
| SU (1) | SU1321362A3 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6235403U (ja) * | 1985-08-09 | 1987-03-02 | ||
| JPH01297238A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-11-30 | General Electric Co <Ge> | 可撓性の薄層積層型プレプレグから形成された繊維強化熱可塑性樹脂複合体 |
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1980
- 1980-09-10 GB GB8029268A patent/GB2083779A/en not_active Withdrawn
-
1981
- 1981-07-13 DE DE8181303195T patent/DE3169034D1/de not_active Expired
- 1981-07-13 EP EP81303195A patent/EP0047576B1/en not_active Expired
- 1981-07-16 US US06/283,976 patent/US4380523A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-09-10 JP JP56143144A patent/JPS6047111B2/ja not_active Expired
- 1981-09-10 SU SU813332301A patent/SU1321362A3/ru active
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| JPS5780046A (en) | 1982-05-19 |
| EP0047576B1 (en) | 1985-02-20 |
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| EP0047576A3 (en) | 1983-08-17 |
| US4380523A (en) | 1983-04-19 |
| SU1321362A3 (ru) | 1987-06-30 |
| EP0047576A2 (en) | 1982-03-17 |
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