本发明专利技术提供一种预浸料坯，其含有以下的构成要素(A)～(C)，构成要素(A)配置在由构成要素(B)及(C)组成的层的单面或两面，构成要素(A)的90面积％以上存在于从含有(A)～(C)的预浸料坯表面开始至预浸料坯平均厚度的20％的部位；(A)10℃时的tanδ为0.15以上且具有3维交联结构的聚氨酯粒子；(B)第1环氧树脂组合物；(C)增强纤维。本发明专利技术提供刚性、强度及阻尼性优异的纤维增强复合材料、及合适地用于获得该纤维增强复合材料的预浸料坯及其制造方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适于体育用途及一般产业用途的刚性、强度、减震性优异的纤维增强复合材料及合适地用于获得该纤维增强复合材料的预浸料坯以及其制造方法。更详细地说，本专利技术例如涉及可合适地用于飞机、船舶、汽车、自行车等及泵或除草机等产业机器中的各种机架、管道、长柄、车轮、进而它们的曲线板，或者高尔夫球杆用长柄、钓鱼竿、雪杖、羽毛球拍用长柄、帐篷的支柱等管状体或滑雪板、雪地滑板、高尔夫球杆用杆头、自行车用圈等各种体育/休闲娱乐用品或土木建筑用材料及其修补·加固等的纤维增强复合材料及适合用于获得该纤维增强复合材料的预浸料坯以及其制造方法。
技术介绍
作为增强纤维使用碳纤维或芳族聚酰胺纤维等的纤维增强复合材料利用其高比强度、比模量，被广泛用于飞机或汽车等结构材料、网球拍、高尔夫球杆、钓鱼竿、自行车等 体育· 一般产业用途等中。目前的高尔夫球杆由于杆头的大部分由金属制组成、且杆头正在大型化，因而打球时传递至手的振动或硬质感提高，对改良减震性或打球感的要求有所增强。专利文献I中公开了在由纤维增强树脂形成的长柄的长度方向的至少一部分上具有由金属纤维的编织物所形成的振动衰减层的高尔夫球杆长柄。但是，此时虽然减震性提高，但由于使用较通常高尔夫球杆中使用的碳纤维的比重更大的金属纤维，因而长柄的质量增大。另外，专利文献2公开了在纤维增强树脂层间或纤维增强树脂层的最内层内面具有I层以上聚酯膜的高尔夫球杆长柄。此时，虽然减震性提高，但与通常作为高尔夫球杆用纤维增强树脂的基质树脂使用的环氧树脂相比，该聚酯的弹性模量低、长柄的弯曲强度或扭转强度降低。对于网球拍而言，要求轻量化、重视斥力及提高操作性，积极地使用以环氧树脂为基质的碳纤维复合材料。使用球拍打球时的冲击作为振动通过球拍传递至身体。已知当反复受到该振动时，在肘部会蓄积疲劳，成为肘部出现疼痛的所谓网球肘的原因，优选减少这种振动。专利文献3中公开了作为基质树脂使用含有特定环氧树脂和与环氧树脂不相溶的橡胶粒子及聚乙烯醇缩甲醛的环氧树脂组合物的纤维增强复合材料制网球拍。此时，在与环氧树脂不相溶的橡胶粒子进入至增强纤维束内部的同时，通过增强纤维过滤了一定程度的橡胶微粒子，与预浸料坯的内部相比，橡胶成分更多地存在于表面。因此，由于可以在叠层后使很多的橡胶成分存在于预浸料坯的层间，因而与使用可溶于环氧树脂的橡胶微粒子、橡胶成分均匀地存在的情况相比，可以提供减震性更高、同时打击感优异的球拍。但是，由于弹性模量低于环氧树脂的橡胶粒子进入至增强纤维束内部，因此增强纤维束中的基质树脂弹性模量降低，球拍的刚性或强度降低。而专利文献4公开了以抑制粒子进入增强纤维束中、粒子更多存在于预浸料坯表面为特征的预浸料坯。此时，使用了聚酰胺12的粒子，虽然纤维增强复合材料的耐冲击性或疲劳特性提高，但室温附近下的减震性不充分。进而，专利文献5示例了为了高敏感度地传递轻微的咬钩提高了减震性的钓鱼竿。该文献中，在纤维增强树脂层间配置了聚氨酯弹性体片材。虽然该聚氨酯弹性体片材大大提高了减震性，但也大大降低了纤维增强复合材料的刚性和强度。专利文献I日本特开2009-261473号公报专利文献2日本特开2008-237373号公报专利文献3日本特开2003-012889号公报 专利文献4日本特开平08-283435号公报专利文献5日本特开平04-207139号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供刚性、强度及减震性优异的纤维增强复合材料，合适地用于获得该纤维增强复合材料预浸料坯及其制造方法。本专利技术人等为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现通过具有特定构成的纤维增强复合材料及用于获得该纤维增强复合材料所使用的预浸料坯，可以解决上述课题，进而完成本专利技术。即，本专利技术包含以下构成。(I) 一种预浸料坯，其含有以下的构成要素㈧ (C)，构成要素㈧配置在由构成要素(B)及(C)组成的层的单面或两面，构成要素(A)的90面积％以上存在于从含有(A) (C)的预浸料坯表面开始至预浸料坯平均厚度的20%的部位；(A) 10°C时的tan δ为O. 15以上且具有3维交联结构的聚氨酯粒子；(B)第I环氧树脂组合物；(C)增强纤维。(2) 一种纤维增强复合材料，其含有以下的构成要素(E) (G)，对截面进行观察时，构成要素(E)的90面积％以上局部存在于层间区域；(E) 10°C时的tan δ为O. 15以上且具有3维交联结构的聚氨酯粒子；(F)第3环氧树脂组合物的固化物；(G)增强纤维。(3)包含以下工序的预浸料坯的制造方法将构成要素(B)含浸在构成要素(C)中获得预浸料坯前体的工序；在预浸料坯前体上贴合构成要素(A)的工序。(4)包含下述(I) (III)的工序的预浸料坯的制造方法；(I)使构成要素⑷分散在构成要素⑶中，将其制成膜的工序；(II)使构成要素(B)含浸在构成要素(C)中，制作预浸料坯前体的工序；(III)将(I)中获得的膜贴合在(II)中获得的预浸料坯前体上的工序。本专利技术可以提供刚性、强度及减震性优异的纤维增强复合材料、及合适地用于获得该纤维增强复合材料的预浸料坯。即，利用本专利技术的纤维增强复合材料及预浸料坯，通过使振动衰减性高、且具有3维交联结构的聚氨酯粒子局部存在于纤维增强复合材料的层间，可以在不降低纤维增强复合材料的刚性、强度的情况下，提高减震性。本专利技术对于高尔夫球杆的打球感改善、网球拍的冲击吸收性提高、钓鱼竿的咬钩敏感度改善等有用。附图说明由构成要素㈧ (C)组成，构成要素㈧配置于由构成要素⑶及(C)组成的层的单面上的预浸料坯的截面图。由构成要素㈧ (C)组成，构成要素㈧配置于由构成要素⑶及(C)组成的层的两面上的预浸料坯的截面图。由构成要素(A) ⑶组成，构成要素(A)以包含在构成要素⑶中的状态配置于由构成要素(B)及(C)组成的层的单面上的预浸料坯的截面图。由构成要素(A) ⑶组成，构成要素(A)以包含在构成要素⑶中的状态配置于由构成要素(B)及(C)组成的层的两面上的预浸料坯的截面图。由构成要素(E) (G)组成，在构成要素(F)及(G)组成的层的叠层体的 层间存在构成要素(E)的纤维增强复合材料的截面图。由构成要素(E) ⑶组成，在构成要素(F)及(G)组成的层的叠层体的层间存在构成要素(E)及构成要素(H)、且构成要素(E)以包含在构成要素⑶中的状态存在的纤维增强复合材料的截面图。具体实施例方式以下进一步详细地说明本专利技术。本专利技术的预浸料坯为包含以下构成要素(A) (C)的预浸料坯。(A) 10°C时的tan δ为O. 15以上且具有3维交联结构的聚氨酯粒子(B)第I环氧树脂组合物(C)增强纤维。图I 4表示本专利技术的预浸料坯的优选方式例的截面图。如图I 4所示，构成要素(B)含浸于构成要素(C)中形成层，构成要素(A)配置在由构成要素(B)及(C)组成的层的单面或两面。构成要素(A)有必要为具有3维交联结构的聚氨酯粒子。通过聚氨酯粒子具有3维交联结构，可以产生具有优异的刚性、强度及减震性的纤维增强复合材料。没有3维交联结构时，聚氨酯粒子变得易于溶解在以下详述的作为构成要素(B)的第一环氧树脂组合物中。此时，所得纤维增强复合材料不仅刚性、强度及玻璃化温度低，而且减震性的提高效果也基本无法期待。由相同理由出发，优本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤原隆行，三角润，松田亚弓，吉冈健一，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：
国别省市：
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