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JPH0376839A - 連続繊維の予備含浸により特性を調節することができる複合材料 - Google Patents

連続繊維の予備含浸により特性を調節することができる複合材料

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JPH0376839A
JPH0376839A JP2163976A JP16397690A JPH0376839A JP H0376839 A JPH0376839 A JP H0376839A JP 2163976 A JP2163976 A JP 2163976A JP 16397690 A JP16397690 A JP 16397690A JP H0376839 A JPH0376839 A JP H0376839A
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filler
material according
sheath
fibers
composite material
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ミシエル・レオーヌ
Robert Carbone
ロベール・カルボンヌ
Roland Ganga
ローラン・ガンガ
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Atochem SA
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続繊維の予備含浸 （ｐｒｅｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）によって得られ、
特性を調節し得る新規な複合材料に関する。
特許Ｅ　Ｐ　−０−１３３８２５号に記載されている可
撓性複合材料は、プラスチック材料の微粉末を用いてコ
アに予備含浸した繊維のロービングを被覆する可撓性シ
ースより成る。その微粉末の融点が前記の可撓性シース
の材料の融点に比して高いか又は等しいため、半製品の
製造後に、曲げることができ破損せずに結ぶこともでき
、編組（ｂｒａｉｄｉｎｇ）。
製織（ｗｅａｖｉｎａ）並びに編成（ｋｎｉｔｔｉｎｇ
）の作業に適する材料を得ることが可能である。
しかしながら、どのような種類の粉末材を利用するにし
ても、複合材料の物理的特性をすべである限界以上に変
えることは不可能である。そのため、前記の複合材料の
応用の可能性には限界があって、たとえば電波分野（ｒ
Ｍｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ）までは拡張でき
ない。
特許ＦＲ−Ａ−２５６６３２４号の記載による予備含浸
した材料は、外側の金属又はプラスチックシース及びこ
れに囲繞されているコアから成り、開いた後に金属粉が
分散されるロービングを含んでいる。外側シースがポリ
マー製の場合、金属マトリックスの融解前に暇焼により
消失することに注意せねばならぬ。
るような最終製品は、ロービングが全く又はほとんど相
互に結合していない状態である。得られる金属製品の特
性も金属のプレート及び／又はパイプの特性と同等程度
である。
本発明の目的は、少なくとも１つの連続した可撓性の外
側シース、該外側シースに含まれる連続繊維および有機
粒子を添加した特定の充填材からなる新規な複合材料を
提供することである。この複合材料は、連続した可撓性
の糸状物の形態に形成され、存在する各要素（ｅｌｅｍ
ｅｎｔ）がすべて相互に結合していないので、構造が単
一方向、製織的、編成的又は多方向であり得るテープ、
クロス又はスリーブの形状で半製品を製造することが可
能である。
本発明の複合材料の各種成分の性質及び／又は比率を変
えることによって、半製品構造上の各方かような事情の
下に、工業的に使うことのでき向における物理的性質を
変えられるばかりでなく、半製品から得られる最終製品
の特性をも調節できるので、目的とする用途にもつとも
よく適合させることかできる。
本発明の複合材料の説明及び添付図面の参照にｔ より、本発明のその他の特徴及び利点搭明らかである。
添付図面に、本発明の具体的な可撓性糸の製造装置の正
面と断面を表わす１つの図を示す。
本発明の複合材料は、たとえば特許ＥＰ−０−１−３３
８８２５号に記載の方法により得られる可撓性糸の形態
に製造されるのが好ましく、下記の材料から成る： 種々の性質および比重をもつロービングを構成する連続
マルチフィラメントの形態の無機又は鉱物性、有機性又
は金属性の連続繊維、熱可塑性又は熱硬化性のいずれで
もよい適切なポリマーの粉末材、 粉末、ボール、薄いプレート又はフィブリルからなる中
実、中空又は多孔性の特定の充填材であって、無機又は
鉱物性、有機性又は金属性であり、絶縁性、導電性及び
／又は磁性を有し得る前記充填材、並びに 大抵の場合ポリマー押出により得られる熱可塑性型であ
るが、各種の性質を有するのものであり、たとえば、そ
れをウェアで被覆し又は溶液に浸漬して溶媒を除去する
ことによって得られる、外側シース。
性質に応じて選択する。
可撓性糸の製造方法を下記する。
連続繊維をＯ−ル上に送り又はエアジェツトを吹込むこ
とにより連ｖｔ繊維のロービングを開く（ｏｐｅｎ）ス
テップ、 開いたロービングに粉末材及び特定の充填材を混入する
ステップ、次いで 連続的な外側シースを用いて、結合していないＩｌ！、
粉末材及び充填材を外装するステップ。
ロービング繊維と粉末材及び充填材の混合物との体積比
は好ましくは４０〜７０％の範囲であり、シースとその
他の糸成分の１ｉｆｔ比は１５〜２５％の範囲である。
外側シースはやはり繊維及び／又は粉末材及び充填材と
結合していないので、糸が大きな可撓性ないし柔軟性を
保持していることに注意せねばならなぬ。
前記の成分からか可撓性糸を製造する方法は次ぎの通り
である： 第１の段階では、粉末材で充填材をコーティングするか
、又は所謂「ドライ・ブレンド」法に従って粉末材粒子
の周りに充填材粒子を添加し、若しくはその逆のいずれ
かにより粉末材及び充填材の混合物を製造する。混合物
中の充填材と粉末材との体積比は９０〜Ｏ％の範囲であ
る。
ポリマー粉末材及び特定充填材粒子の粒径分布は粉末材
／充填材混合物が連続繊維のフィラメントに浸透（ｐｅ
ｎｅｔｒａｔｅ）することができるように選択する。好
ましくは、粉末材の粒径分布が１０〜６０μの範囲であ
るのに対し、充填材のそれは０．２〜１００μの範囲に
ある。
繊維の連続ロービング（１）を、１対のガイドロール（
３）により生ずる牽引力の下にフィードリール（２）か
ら巻出する。密封エアロツク（７）を通ってロービング
（１）は完全密封の流動化室（４）に入る。そこでは下
部のチャンバーに供給される圧縮空気によって混合物（
５）が流動化状態に保たれている。ロービング（１）は
ロール又はスプラインれらの部材との＊ｍにより静電気
を帯び、次いで混合物で含浸された後筒２の密到エアロ
ツク（８）を通って流動化槽から排出される。
エアロツク（８）は流動化槽及びコーティングクロスヘ
ツド（９）の両方に、２個の熱的シール（図示せず）を
介して取付けられているのが特徴であって、その熱的シ
ールは積極的加熱（図示せず）のため熱源となるコーテ
ィングクロスヘツド（９）とエアロツク（８）との間、
及び流動化槽（４）の端部とエアロツタ（８）との間の
両方の熱交換を最大限に低減させる。この断熱の目的は
、混合物を融解するかも知れない高温面との接触による
混合物のゲル化を避けることである。
流動化槽（４）、エアロツク（８）及びクロスヘツド（
９）の間の接続の気密性は、粉末材及び／又は充填材の
粒子が装置の外部に漏出し、それらが発火して事故を惹
起しないよう予防するのが目的である。
静電荷によりロービングに付着しなかった混合物の粒子
をすべて槽に戻す逆流を補完するため、吐出量の低いポ
ンプ（１５）によりエアロツク（８）に軽い空気流を発
生させる。このポンプはバーゼルのＷ、ＢＡＣＨＯＦＥ
Ｎ社により、実験室向きに供給されるようなローラー型
である。このポンプにより得られる空気圧は０．１０〜
０．３０　ｂａｒの範囲であって、ポンプが装着してい
るローラー式ローターの回転速度の低下によって所謂「
気泡（ｂｕｂｂｌｉｎａ）　Ｊ空気流を発生するように
、吐出量をできるだけ低くすることができる。ローター
式ローラーは、それが閉塞している柔軟なホース内で空
気を置換する。
小型のサイクロン分離器（図を簡略にするため図示しな
い）により、ポンプ（１５）で流入した過剰の空気を逃
がし、空気に伴なって排出されようとする少量の混合物
を回収することができる。
エアロツク（８）の出口で、混合物で含浸したロービン
グはクロスヘツド（９）に入る。
クロスヘツド（９）には、それと接続して表示した押出
機（１０）により外装プラスチック材料を供給する。外
装プラスチック材料は所謂「スリーピング（ｓ　Ｉ　ｅ
ｅｖ　ｉ　ｎｏ　）　Ｊの形でクロスヘツドから出てい
く。即ち、プラスチックシースの出口の直径はロービン
グの外径より大きい直径を有するマンドレルによって決
定される。次いで溶融材料のシースはダイを出たところ
で牽引力のため収縮し、約５厘の空気中を通過した後ロ
ービングと接触する。
このコーティングクロスヘツドは鉛直軸に沿って配置す
るのが有利である。複合材は約１ｍの空気中を通過した
後実際上冷却する。それは可撓性であって、直径約６０
０ａｍ＋の溝付プーリー（１１）上に移動する。
混合物密度が高いばあいは、図に示すような上昇方式の
代りに下降方式を使用するのが好ましい。
予備含浸可撓糸の製造の間に、その長さ方向の特性は、
展開ロービングに混入する混合物の性質及び粒径分布を
変化することによって調整できる。
かようにして得られる長さ方向の特性が一定の又は変化
し得る可撓糸は、製織若しくは編成の単一方向構造又は
その多方向構造の形態の半製品を製造するために使用さ
れる。半製品の特性は、各種の性質をもたせるように糸
を並列することによって調節することができる。かよう
にして、長さ、表面又は厚さを変化させて一定のパター
ンを有する半製品又は中間製品を製造することが可能で
ある。
可撓糸の別の具体例は、充填材が大部分を占める混合物
を使用することがら成り、その外側シースがそのシース
製造に使用する材料と両立できる適切な予備含浸レジン
で被覆された糸である。次いでかかる糸を用いて得られ
る単一方向、製織、編成又は多方向の構成物をレジンに
より含浸する。
更に複雑な可撓糸の別の具体例は、連続繊維、粉末材又
は粉末材充填材混合物を含む第一のシース、及び第一の
シースと同じか又は異なる第二のシースを使用し、二つ
のシースの間の空間を充填材単独、単一の粉末材又は第
二の粉末材−充填材混合物で充填する。この場合、第二
の混合物の要素成分の性質及び／又は比率は、第一の混
合物のそれらと同じか又は異なっていてもよい。
連続するシースの間に配置した成分を所期の結果に応じ
て選択して、２つ以上のシースを用いて予備含浸した糸
を製造することが可能であることは明白である。
半製品はシース／混合物の融解及び／又は架橋結合によ
って変形され、これにより繊維が混合物に結合するため
最終複合製品が形成される。一般に、利用する材料に応
じて温度及び圧力を組合せて作用させることによりこの
変形を行なうことが好ましい。
粘度、結晶化度、縦糸の長さ、融解及び冷却の時間又は
架橋結合の時間のような材料に固有の特性は、良好な複
合材料の製造上重要な要因である。
フィラメント巻き、引抜成形又は切断繊維（Ｓｅｃｔｉ
ｏｎｅｄ　ｆｉｂｅｒ）の射出を伴うオートクＬ／−７
中の加圧成形のような公知方法も使用できる。
本発明の複合材料の応用の分野は複合材料即ち構造物、
印刷回路板、電磁波ウィンド（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎ
ｅｔｉｃ　ｗｉｎｄｏｗ）、音響及び電磁気分野に関係
する吸収材料の分野である。
ＩＩｔ／ｉは特にＥ、Ｒ又はＳガラス、アラミド、シリ
カ、ポリマー又はカーボンの繊維から製造される。
粉末材は、誘電性、熱可塑性、熱硬化性、耐熱性又は吸
収性ポリマーたとえば導電性又はキラルボリマーから得
られる。
充填材は、たとえばシリカ、グラファイト等でできた中
実又は中空ボールであり、又は所要の誘電特性を示す鉱
物又は金属の薄いプレート又はフレークの形をとる。
シースは特に薄膜又は糸の形態で熱可塑性ポリマー又は
延性金属から得られる。
電磁波ウィンドの製造のため、下記より成る可撓糸を製
造した。
Ｏｗｅｎｓ　　（：、　ｏｒｎｉｎｇ　　Ｆ　ｉｂｅｒ
ｇｌａｓｓ社製造の３２０ｔｅｘ　　Ｅガラス繊維のロ
ービング、３Ｍ社製造の平均粒径２０μを有するポリア
ミド１２Ｉ’０ＲＧＡＳＯＬ２００２Ｊ　Ｎａｔ及び平
均粒径３０μを有するＥ　２２／　Ｘガラス中空ボール
のトライブレンドから成る混合物であって、ガラスボー
ルの体積百分率が６０％であるのに対し、粉末材のそれ
が４０％である混合物、 密度１．０６及びメルトインデックス４０（荷重２に９
１９０°の測定）を有するＡＴＯＣＨＥＭ製ＡＭＮＯポ
リアミドで製造したシース。
流動化浴の通過及び押出による外装の後に得られる可撓
糸の成分は（重量表示）： 繊維：６０％　　混合物：２３％　　シース：１７％で
ある。
かようにして得られる予備含浸糸を２３０℃まで３分間
加熱した金型の中で単一方向平行糸に配列し、次いで５
　ｂａｒｓに３０秒加圧して、加圧機中で１０分間冷却
する。かようにして得られる試験片は、試験により低い
誘電率及び小さい誘電損失角（Ｅａδ）を示す。
【図面の簡単な説明】
図は本発明を実施例するための装置を示す。 記号の説明 １・・・・・・ロービング、２・・・・・・送出しリー
ル、４・・・・・・流動化槽、５・・・・・・混合物、
６・・・・・・圧縮空気、７・・・・・・エアロツク（
入口〉、８・−・・・・エアロツク（出口）、９・・・
・・・クロスヘツド、１０・・・・・・押出機、１１・
・・・・・プーリー ェ乃、褒人　　７１ケム

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　シースとコアからなる可撓性複合材料であつて
    、前記コアは連続繊維、粉末材並びに充填材から成り、
    前記充填材が該複合材料のその他の成分の最高融解温度
    よりも少なくとも高い融解温度を有する前記可撓性複合
    材料。
  2. （２）　充填材の性質が粉末材の性質と異なることを特
    徴とする請求項１に記載の材料。
  3. （３）　充填材が有機性、無機性又は金属性の充填材で
    あることを特徴とする請求項１又は２に記載の材料。
  4. （４）　充填材が中実、中空又は多孔性の充填材である
    ことを特徴とする請求項１〜３に記載の材料。
  5. （５）　充填材が絶縁性、導電性又は磁性の充填材であ
    ることを特徴とする請求項１〜４に記載の材料。
  6. （６）　充填材と粉末材の体積比が９０〜０％の範囲に
    あることを特徴とする請求項１〜５に記載の材料。
  7. （７）　充填材の粒径分布が０．２〜１００μの範囲、
    好ましくは１０〜６０μの範囲にあることを特徴とする
    前記請求項のいずれか一項に記載の材料。
  8. （８）　充填材が中空ポールであることを特徴とする前
    記請求項のいずれか一項に記載の材料。
  9. （９）　中空ポールがシリカ又はグラフアイトからでき
    ていることを特徴とする請求項８に記載の材料。
  10. （１０）粉末材を誘電性ポリマーから選択することを特
    徴とする請求項１に記載の材料。
  11. （１１）粉末材を吸収性ポリマーの中から選択すること
    を特徴とする請求項１に記載の材料。
  12. （１２）粉末材の粒径分布が１０〜６０μの範囲にある
    ことを特徴とする請求項１０又は１１のいずれか一項に
    記載の材料。
  13. （１３）連続繊維がガラス、炭素、アラミド又は高分子
    材料の繊維であることを特徴とする請求項１に記載の材
    料。
  14. （１４）連続繊維が金属繊維であることを特徴とする請
    求項１に記載の材料。
  15. （１５）繊維が誘電性繊維であることを特徴とする請求
    項１に記載の材料。
  16. （１６）繊維と粉末材及び充填材を含む混合物との体積
    比が７０〜５％の範囲、好ましくは７０〜３０％の範囲
    にあることを特徴とする請求項１に記載の材料。
  17. （１７）シースが熱可塑性ポリマーであることを特徴と
    する請求項１に記載の材料。
  18. （１８）シースが延性金属から形成されていることを特
    徴とする請求項１に記載の材料。
  19. （１９）シースと残りの複合材料との重量比が５〜７０
    ％の範囲、好ましくは５〜２０％の範囲にあることを特
    徴とする請求項１８に記載の材料。
  20. （２０）電波特性を有することを特徴とする請求項１〜
    １９に記載の複合材料から得られる製品。
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