纤维强化复合材料的制作方法_3

文档序号:9793116阅读:来源:国知局
香族聚酯纤维的纤维构造 体(2)优选分别为织物、编物、干式无纺布、湿式无纺布(包括纸)、在一个方向一致拉伸的长 纤维集合体或者短纤维集合体等的纤维构造体。
[0077]另外,本发明中使用的纤维构造体的单位面积重量优选为50~100g/m2。例如,所 使用的纤维的总纤度为l〇〇dtex时,优选为50g/m2左右;所使用的纤维的总纤度为400dtex 时,优选为l〇〇g/m2左右。
[0078]在单位面积重量高时,虽然能够期待纤维所带来的强化效果,但是难以使含有树 脂均匀地充满,在形成为纤维强化复合材料时,有时会损害刚性。另一方面,单位面积重量 低时,由于强化纤维不足,同样有时会损害刚性。
[0079] 此外,仅由无机纤维构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造 体(2)的单位面积重量可以相同也可以不同。
[0080] 本发明的纤维强化复合材料中,纤维强化复合材料的最外层必须通过仅由无机纤 维构成的纤维构造体(1)构成。通过在最外层配置仅由无机纤维构成的纤维构造体(1),能 够维持刚性,并且防止在内层的含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体中飞散。
[0081] 另外,必须构成为在中心层以外的层存在至少一层含有全芳香族聚酯纤维的纤维 构造体(2)。
[0082] 本发明中,存在于"在中心层以外的层存在"是指:在形成纤维强化复合材料的厚 度方向的中心部分的层以外的层,存在含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)。
[0083] 另外,越是将含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)接近外层配置,越能够赋予 高的减震性。
[0084] 含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)不限于一层,可以存在多层,也可以夹着 中心层,在两侧分别各存在一层或各存在多层。
[0085] 另外,可以在纤维强化复合材料的厚度方向的中心部分,存在含有全芳香族聚酯 纤维的纤维构造体(2)的层,在该中心层以外的层,存在含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造 体⑵。
[0086] 本发明中,含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体 中优选为5~40质量%。
[0087] 全芳香族聚酯纤维的比率低时,难以得到减震性和防飞散性的效果,反之,无机纤 维的比率低时,存在刚性降低的趋势。
[0088] 另外,作为含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2),使用仅由全芳香族聚酯纤维 构成的纤维构造体(2)时,该纤维构造体(2)在纤维构造体(1)和(2)整体中优选至少含有5 质量%以上。
[0089] 作为本发明所使用的树脂,可以列举酚醛系树脂(线性酚醛清漆型、甲阶酚醛型)、 环氧树脂(双酚A型、线性酚醛清漆型、溴化型、脂环式型等)、乙烯酯系树脂(双酚A型、线性 酚醛清漆型、溴化型等)、不饱和聚酯树脂、交联甲基丙烯酸系树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树 月旨、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、呋喃树脂、硅系树脂等的热固性树脂;烯烃系树脂(例如,聚 乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等)、聚酯系树脂(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对 苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等)、聚酰胺系树脂(例如, 聚酰胺6、聚酰胺66等的脂肪族聚酰胺、脂环族聚酰胺、芳香族聚酰胺等)、苯乙烯系树脂(例 如,聚苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸系树脂、聚醚系树脂、聚碳酸酯系树脂、离聚物树脂(例如, 烯烃系离聚物、氟系离聚物等)、热塑性弹性体(苯乙烯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹 性体、烯烃系热塑性弹性体、氯乙烯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑 性弹性体等)等的热塑性树脂。
[0090] 这些树脂可以单独使用,或者也可以将二种以上组合使用。这些树脂之中,优选酚 醛系树脂、环氧树脂、乙烯酯系树脂、不饱和聚酯树脂、交联甲基丙烯酸系树脂等的热固性 树脂,特别优选环氧树脂。
[0091] 另外,可以复合使用热固性树脂和热塑性树脂。或在树脂中,还可以含有阻燃剂、 耐光剂、紫外线吸收剂、平滑剂、抗静电剂、抗氧化剂、脱模剂、增塑剂、着色剂、抗菌剂、颜 料、导电剂、偶联剂、无机系涂覆剂等功能剂。
[0092] 另外,纤维构造体每层的树脂单位面积重量优选为30~50g/m2。树脂单位面积重 量低于30g/m 2时,树脂不足、层间密合性降低,从而存在损害刚性的可能性。而树脂单位面 积重量超过50g/m2时,由于强化纤维不足,同样存在损害刚性的可能性。
[0093] 本发明的纤维强化复合材料,例如可以按照以下的方法制造。首先,在由无机纤维 构成的纤维构造体(1)和含有全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)中,分别含浸、涂敷或者 层压树脂,分别制备通过由无机纤维构成的纤维构造体(1)形成的预浸材料A、和通过含有 全芳香族聚酯纤维的纤维构造体(2)形成的预浸材料B。
[0094] 具体而言,在使用热固性树脂时,制备将热固性树脂溶解于溶剂中的树脂组合物, 将其含浸或者涂敷于上述纤维构造体,之后,使用棒涂机或清洁辊等擦去多余的树脂组合 物,由此能够制备预浸材料。
[0095] 另外,在本发明所使用的预浸材料中,优选全芳香族聚酯纤维的总纤度为15~ 1 lOOdtex、单丝纤度为5dtex以下,另外,优选纤维构造体是单位面积重量为50~100g/m2的 织物。
[0096] 接着,分别使用1个以上的预浸材料A和预浸材料B,分别叠层多层,使得纤维强化 复合材料的最外层为预浸材料A,中心层以外的层存在至少一层的预浸材料B,将其接合,形 成纤维强化树脂复合材料。
[0097] 将多个预浸材料叠层之后,作为将它们接合的方法,能够采用热压罐成型法、压缩 成型法等公知的成型方法,根据目的的形状、和热固性树脂或热塑性树脂等的所使用树脂 的种类,采用最佳的成型方法即可。特别优选热压罐成型法和压缩成型法,能够促进与附着 于纤维表面的粘接剂成分的化学结合,能够更有效地表现上述纤维构造体与树脂的粘接性 提尚。
[0098] 将使纤维在一个方向一致拉伸的长纤维集合体用作纤维构造体时,优选以预浸材 料内部所含有的纤维的朝向相互正交的方式进行叠层。
[0099] 另外,本发明的纤维强化复合材料,除了上述方法以外,在使用热塑性树脂时,还 可以采用将纤维构造体和热塑性树脂膜交替叠层多片并进行加热加压的压缩成型法、或者 将树脂预先熔融使该树脂附着于纤维构造体的方法。另外,使用热固性树脂时,也可以采用 手积(hand lay up)法等。
[0100] 实施例
[0101] 以下,列举实施例,具体说明本发明。
[0102] 实施例中的各评价如下所述进行。
[0103] 1)全芳香族聚酯纤维的强度、拉伸度、弹性模量
[0104] 按照JIS L1013(2010)的标准试验,使用拉伸试验机(岛津制作所制、AGS-500NX), 以试样长200mm、拉伸速度200mm/分钟求出断裂强度、拉伸度和弹性模量(初期拉伸抵抗 度)。
[0105] 2)纤维强化复合材料的弯曲强度
[0106] 按照JIS K7017,以3点弯曲进行测定。
[0107] 3)纤维强化复合材料的冲击值
[0108] 按照JIS K7111进行测定。
[0109 ] 4)纤维强化复合材料的振动衰减性
[0110] 按照Jis G0602,算出对数衰减率。
[0111] 5)纤维强化复合材料的断裂能量
[0112] 使用夏比冲击试验机,算出完全断裂所需要的能量。
[0113] 6)纺丝卷取张力
[0114] 使用金井工机株式会社制的电子式张力计CM-100R,在纺丝卷取中,测定3次图4的 第二导丝辊8与卷取筒管9间的移动张力,以其平均值表示。
[0115] (实施例1)
[0116] 在使用强度25cN/dtex、拉伸度2%和弹性模量6
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