(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体であって、
ａ）第１の樹脂マトリックスを含む繊維強化樹脂マトリックスの第１の層と、
ｂ）第２の樹脂マトリックスを含む繊維強化樹脂マトリックスの第２の層と、
ｃ）
ｉ）少なくとも１つの粘弾性層と、
ｉｉ）少なくとも１つのバリア層と、を含む、前記繊維強化樹脂マトリックスの第１の層と第２の層との間に位置決めされ、前記第１及び第２の樹脂マトリックスに結合されている粘弾性構造体と、
を含み、
前記少なくとも１つのバリア層はフルオロエラストマーを含んでおり、
前記粘弾性層及びバリア層が同一の層であってもよく、異なる層であってもよい、繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
【請求項２】
ｉ）少なくとも１つのバリア層に結合されている少なくとも１つの粘弾性層と、
ｉｉ）前記少なくとも１つのバリア層と、
を含む粘弾性構造体であって、
前記少なくとも１つのバリア層はフルオロエラストマーを含んでおり、
少なくとも１つのバリア層の組成が少なくとも１つの粘弾性層と異なる、粘弾性構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は２００８年１２月１５日出願の米国特許仮出願第６１／１２２６３７号の利益を主張するものであり、その開示の全内容を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、繊維強化樹脂マトリックス又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）マトリックス複合材料積層体などの複合物品に関し、この複合物品は、繊維強化樹脂マトリックスの層の間に位置決めされ、かつこれらに結合されている粘弾性構造体を含み、この粘弾性構造体は、少なくとも１つの粘弾性層と少なくとも１つのバリア層とを含む。
【背景技術】
【０００３】
繊維強化樹脂マトリックス又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）マトリックス複合材料積層体（「複合材料」）の利用は、これらが軽量、高強度及び剛性であることから、航空宇宙産業、自動車産業及びその他の輸送産業における種々の用途に広く受入れられている。繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体の工業用途への導入の最大の推進要因は、軽量化による利益及び性能強化である。航空機胴体部分及び翼構造体などの様々な航空機構成要素は、グラスファイバ及び炭素繊維強化複合材料から製造されている。強硬で軽量な材料、又は部品の圧密化が有益である航空機、風力発電機、自動車、スポーツ用品、家具、バス、トラック、ボート、列車の車両及び他の用途の多くの部品を製造するために、複合材料が使用されている。ほとんどの場合、繊維は、炭素、ガラス、セラミックス、又はアラミドで作製され、樹脂マトリックスは、有機熱硬化性又は熱可塑性材料である。これらの部品は、典型的には、真空下及び／又は加圧下で、２０℃〜１８０℃、場合により最大２３０℃、及び場合により最大３６０℃の温度で製造される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
要約すると、本開示は、第１及び第２の樹脂マトリックスを含む繊維強化樹脂マトリックスの第１及び第２の層と、ｉ）少なくとも１つの粘弾性層と、ｉｉ）少なくとも１つのバリア層と、を含む、繊維強化樹脂マトリックスの第１の層と第２の層との間に位置決めされ、第１及び第２の樹脂マトリックスに結合されている粘弾性構造体と、を含む、繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体を提供する。いくつかの実施形態において、粘弾性層及びバリア層は同一の層であってもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層を含む。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層である。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの粘弾性層の組成は少なくとも１つのバリア層と異なる。いくつかの実施形態において、粘弾性層とバリア層とは同一の層であってもよく、又は異なる層であってもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、少なくとも１つの粘弾性層と組成が異なる少なくとも２つのバリア層を含み、少なくとも２つのバリア層は前記第１及び第２の樹脂マトリックスに結合されている。いくつかの実施形態において、１つ以上のバリア層は有機溶媒に対して実質的に不透過性、及び／又は水に対して実質的に不透過性、及び／又はガスに対して実質的に不透過性であってもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有してもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、樹脂マトリックスの組成と異なる組成を有する少なくとも１つの硬化接着剤層を更に含む。いくつかの実施形態において、繊維強化樹脂マトリックスの１つ以上の層は、少なくとも１つのコア層を更に含み、このコア層は、発泡体、木、又はハニカム構造体を任意に含んでもよい。
【０００５】
別の態様において、本開示は、繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体の製造方法を提供し、該方法は、第１及び第２の硬化性樹脂マトリックスを含む第１及び第２の硬化性繊維強化樹脂マトリックスを提供する工程と、少なくとも１つの粘弾性層と、少なくとも１つのバリア層と、を含む粘弾性構造体を提供する工程と、積層体の所望の形状と逆の形状を有するツールを提供する工程と、ツールの中に、第１の硬化性繊維強化樹脂マトリックス、粘弾性構造体、及び第２の硬化性繊維強化樹脂マトリックスをこの順序でレイアップする工程と、硬化性樹脂マトリックスを硬化して繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体を製造する工程と、を含む。いくつかの実施形態において、粘弾性層及びバリア層は同一の層であってもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層を含む。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層である。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの粘弾性層の組成は少なくとも１つのバリア層と異なる。いくつかの実施形態において、粘弾性層とバリア層とは同一の層であってもよく、又は異なる層であってもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、少なくとも１つの粘弾性層と組成が異なる少なくとも２つのバリア層を含み、少なくとも２つのバリア層は前記第１及び第２の樹脂マトリックスに結合されている。いくつかの実施形態において、１つ以上のバリア層は、有機溶媒に対して実質的に不透過性、及び／又は水に対して実質的に不透過性、及び／又はガスに対して実質的に不透過性であってもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有してもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、樹脂マトリックスの組成と異なる組成を有する少なくとも１つの硬化接着剤層を更に含む。いくつかの実施形態において、繊維強化樹脂マトリックスの１つ以上の層は、少なくとも１つのコア層を更に含み、このコア層は、発泡体、木、又はハニカム構造体を任意に含んでもよい。
【０００６】
別の態様において、本開示は、少なくとも１つのバリア層に結合されている少なくとも１つの粘弾性層を含む粘弾性構造体を提供し、少なくとも１つのバリア層の組成は少なくとも１つの粘弾性層と異なる。いくつかの実施形態において、粘弾性構造体は、粘弾性層に結合されている少なくとも２つのバリア層を含み、典型的には、粘弾性層をバリア層の間に挟む。いくつかの実施形態において、１つ以上のバリア層は、有機溶媒に対して実質的に不透過性、及び／又は水に対して実質的に不透過性、及び／又はガスに対して実質的に不透過性であってもよい。いくつかの実施形態において、粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】以下の実施例に記載の比較用複合物品の概略的描写。
【図２】以下の実施例に記載の、本開示による粘弾性構造体を含む複合物品の概略的描写。
【図３】以下の実施例に記載の、本開示による粘弾性構造体を含む複合物品の概略的描写。
【図４】以下の実施例に記載の、本開示による粘弾性構造体を含む複合物品の概略的描写。
【図５】以下の実施例に記載の、本開示による粘弾性構造体を含む複合物品の概略的描写。
【図６】以下の実施例に記載の、本開示による粘弾性構造体を含む複合物品の概略的描写。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
繊維強化樹脂マトリックス又は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）マトリックス複合材料積層体（「複合材料」）は、これらが軽量、高強度及び剛性であることから、航空宇宙産業、自動車産業及びその他の輸送産業における種々の用途に広く受入れられている。振動減衰及び騒音低減を含むことができる目的上、複合部材の中間層として粘弾性層が含まれ得る。
【０００９】
本開示は、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの粘弾性層と、粘弾性層と複合材料のマトリックスとの間に位置決めされる少なくとも１つのバリア層とを含む少なくとも１つの中間粘弾性構造体を有する複合物品を提供する。より典型的には、粘弾性構造体は、少なくとも２つのバリア層を含み、それらの少なくとも１つは、粘弾性層の各面と複合材料のマトリックスとの間にある。いくつかの実施形態において、追加の粘弾性層及びバリア層が、物品内で交互配置される。
【００１０】
代替実施形態において、本開示は、粘弾性層の間に位置決めされる少なくとも１つのバリア層を有する少なくとも２つの中間粘弾性層を含む粘弾性構造体を含む複合物品を提供する。いくつかの実施形態において、追加の粘弾性層及びバリア層が、物品内で交互配置される。
【００１１】
粘弾性層
任意の好適な粘弾性材料を使用して粘弾性層を作製することができる。有用であり得る材料には、米国特許出願公開第２００８／０１３９７２２号に開示のものを挙げることができ、当該出願の開示は参照により本明細書に組み込まれる。有用であり得る材料には、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡ）から入手可能な３Ｍ（商標）Ｕｌｔｒａ−Ｐｕｒｅ  Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ２４２、３Ｍ（商標）Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｙｐｅ  ８３０、３Ｍ（商標）Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  １１０、ＶＨＢ（商標）Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅｓ  ９４６９及び３００ＭＰを挙げることができる。いくつかの実施形態において、有用であり得る粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも０．２０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有し得る。いくつかの実施形態において、有用であり得る粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも０．３０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有し得る。いくつかの実施形態において、有用であり得る粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも０．４０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有し得る。いくつかの実施形態において、有用であり得る粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも０．６０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有し得る。いくつかの実施形態において、有用であり得る粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも０．８０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有し得る。いくつかの実施形態において、有用であり得る粘弾性層は、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有し得る。
【００１２】
バリア層
任意の好適なバリア層を使用してよい。いくつかの実施形態において、ポリマーバリア層は、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエステル、ポリイミド、ポリブタジエン、エラストマー、エポキシ、フルオロポリマー、ポリカーボネート、これらの混合物から選択され得る。典型的には、ポリマーバリア層は、２０℃〜１８０℃の温度で過度の流動又は質の低下なしに真空下及び／又は加圧下で硬化又は形成される部品を製造するのに使用することができる材料の層である。いくつかの実施形態では、ポリマーバリア層は完全に硬化される。いくつかの実施形態では、ポリマーバリア層は部分的に硬化され、典型的には少なくとも５０％硬化され、より典型的には少なくとも６０％硬化され、より典型的には少なくとも７０％硬化され、より典型的には少なくとも８０％硬化され、及びより典型的には少なくとも９０％硬化される。いくつかの実施形態では、ポリマーバリア層は熱可塑性である。各バリア層は、典型的には、１０ミル（０．２５４ｍｍ）未満、より典型的には６ミル（０．１５２ｍｍ）未満、より典型的には４ミル（０．１０２ｍｍ）未満、より典型的には３ミル（０．０７６２ｍｍ）未満、より典型的には２ミル（０．０５０８ｍｍ）未満、より典型的には１ミル（０．０２５４ｍｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．７５ミル（０．０１９１ｍｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．６０ミル（０．０１５２ｍｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．５０ミル（０．０１２７ｍｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．２５ミル（０．００６３ｍｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．１０ミル（０．００２５４ｍｍ）未満、いくつかの実施形態では、０．０５ミル（０．００１３ｍｍ）未満、及びいくつかの実施形態では、０．０１ミル（０．０００２５４ｍｍ）未満の厚さを有する。各バリア層は、典型的には、少なくとも０．００１ミル（０．００００２５４ｍｍ）の厚さを有する。典型的には、バリア層は、ガスに対して実質的に不透過性である。より典型的には、バリア層は、このバリア層がその一部分である複合材料の製造プロセスを通じて、ガスに対して実質的に不透過性であり続ける。いくつかの実施形態において、ガスに対して実質的に不透過性とは、３５ｃｍ３−ｍｍ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ（３５０ｃｍ３−ｍｍ／ｍ２／ｄａｙ／ＭＰａ）未満の酸素透過性を有することを意味する。典型的には、バリア層は水分に対して実質的に不透過性である。より典型的には、バリア層は、このバリア層がその一部分である複合材料の製造プロセスを通じて、水分に対して実質的に不透過性であり続ける。いくつかの実施形態において、水分に対して実質的に不透過性とは、３０ｇｍ／ｍ２／ｄａｙ未満の湿気透過速度を有することを意味する。典型的には、バリア層は有機溶媒に対して実質的に不透過性である。より典型的には、バリア層は、このバリア層がその一部分である複合材料の製造プロセスを通じて、有機溶媒に対して実質的に不透過性であり続ける。いくつかの実施形態において、このような有機溶媒には、燃料、航空燃料、潤滑剤、油圧油等を挙げることができる。いくつかの実施形態では、有機溶媒に対して実質的に不透過性とは、２１℃及び１気圧（１０１．３ｋＰａ）で溶媒に７日間曝露した後に１０％未満の重量増加又は損失を呈することを意味する。いくつかの実施形態では、有機溶媒に対して実質的に不透過性とは、２１℃及び１気圧（１０１．３ｋＰａ）で塩化メチレンに７日間曝露した後に１０％未満の重量増加又は損失を呈することを意味する。いくつかの実施形態では、有機溶媒に対して実質的に不透過性とは、２１℃及び１気圧（１０１．３ｋＰａ）でベンジルアルコールに７日間曝露した後に１０％未満の重量増加又は損失を呈することを意味する。いくつかの実施形態では、有機溶媒に対して実質的に不透過性とは、２１℃及び１気圧（１０１．３ｋＰａ）でガソリンに７日間曝露した後に１０％未満の重量増加又は損失を呈することを意味する。いくつかの実施形態において、バリア層は非導電性である。より典型的には、バリア層は、このバリア層がその一部分である複合材料の製造プロセスを通じて、非導電性であり続ける。バリア層は、任意に、難燃成分又は添加剤を含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、バリア層は、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、及びＤｕＰｏｎｔ  Ｆｉｌｍｓ（Ｂｕｆｆａｌｏ，ＮＹ）から入手可能なＫａｐｔｏｎ（商標）などのポリイミドフィルムといった材料を含んでもよい。バリア層は透明及び無色であってもよく、用途に応じて、顔料又は染料などの着色剤を含んでもよい。バリア層は、これらの材料の合金であってもよく、任意に、難燃成分又はその他の添加剤、例えば、Ａｌｂｅｒｄｉｎｇｋ  Ｂｏｌｅｙ  ＧｍｂＨ．（Ｋｒｅｆｅｌｄ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からＵ９３３として入手可能な、紫外線吸収剤を含むポリウレタン／ポリカーボネートブレンド樹脂を含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、バリア層は、フッ素化ポリマーなどの材料を含んでもよい。いくつかの実施形態では、バリア層は過フッ素化フルオロポリマーを含んでもよい。いくつかの実施形態では、バリア層は、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）から誘導される相互重合（interpolymerized）単位を含み得るポリマーなどの非過フッ素化フルオロポリマーを含んでもよい。そのような材料は、典型的には、ＶＤＦから誘導される相互重合単位（これらは、ホモポリマー、若しくはヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、２−クロロペンタフルオロプロペン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、パーフルオロジアリルエーテル、パーフルオロ−１，３−ブタジエンなどの他のエチレン系不飽和モノマー、及び／又はその他の過ハロゲン化モノマーとのコポリマーであってよい）、並びに更に１つ以上の水素含有及び／又は非フッ素化オレフィン系不飽和モノマーから誘導される相互重合単位を、少なくとも約３重量％含む。このようなフッ素含有モノマーは、フッ素非含有の末端不飽和オレフィン系コモノマー（例えばエチレン又はプロピレン）と共重合させることもできる。有用なオレフィン系不飽和モノマーとしては、１−ヒドロペンタフルオロプロペン、２−ヒドロペンタフルオロプロペン等などのアルキレンモノマーを挙げることができる。このようなフルオロポリマーには、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデンターポリマー、及びヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデンコポリマーを挙げることができる。有用であり得る市販のフルオロポリマー材料には、例えば、Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ（Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮ）から入手可能なＴＨＶ  ２００、ＴＨＶ  ４００、及びＴＨＶ  ５００フルオロポリマー、Ｓｏｌｖａｙ  ＰｏｌｙｍｅｒｓＩｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能なＳＯＬＥＦ  １１０１０及びＳＯＬＥＦ  １１００８、Ａｒｋｅｍａ  Ｉｎｃ．（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から入手可能なＫＹＮＡＲ（登録商標）及びＫＹＮＡＲ  ＦＬＥＸ（登録商標）ＰＶＤＦ、並びにＤｕＰｏｎｔ  Ｆｉｌｍｓ（Ｂｕｆｆａｌｏ，ＮＹ）から入手可能なＴＥＦＺＥＬ  ＬＺ３００フルオロポリマーを挙げることができる。この種類の更なる市販のフルオロエラストマー材料としては、例えば、Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ（Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮ）から入手可能なＦＣ−２１４５、ＦＣ−２１７８、ＦＣ−２２１０Ｘ、ＦＣ−２２１１、ＦＣ−２２３０、及びＳｏｌｖａｙ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｉｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能なＴｅｃｈｎｏｆｌｏｎ（登録商標）フルオロエラストマーが挙げられる。その他の有用なフッ素化ポリマーとしては、非過フッ素化ポリマーを挙げることができ、ＤｕＰｏｎｔ  Ｆｉｌｍｓ（Ｂｕｆｆａｌｏ，ＮＹ）から入手可能なＴＥＤＬＡＲ  ＴＡＷｌ５ＡＨＳなどのポリ（フッ化ビニル）を挙げることができる。フルオロポリマーのブレンドも、本開示のバリア層を作製するのに使用することができる。この種類の市販のフルオロポリマー材料としては、例えば、Ｄｅｎｋｉ  Ｋａｇａｋｕ  Ｋｏｇｙｏ  Ｋａｂｕｓｈｉｋｉ  Ｋａｉｓｈａ（Ｔｏｋｙ���，ＪＡＰＡＮ）からＤＸ  Ｆｉｌｍとして入手可能なポリフッ化ビニリデン合金フィルムが挙げられる。２つの異なる種類の非過フッ素化フルオロポリマーのブレンドは、非過フッ素化フルオロポリマーと過フッ素化フルオロポリマーとのブレンドと同様に有用であり得る。更に、フルオロポリマーと非フルオロポリマー（例えば、ポリウレタン及びポリエチレンなど）のブレンドを使用することも可能である。
【００１５】
本開示で使用されるバリア層は、キャスト法及び押出法を含み得る任意の好適な方法によって製造することができる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、バリア層は透明及び無色であってもよく、又は用途に応じて、顔料又は染料などの着色剤を含んでもよい。典型的には、着色剤は、米国特許第５，１３２，１６４号に開示されているもののような無機顔料である。いくつかの実施形態において、顔料を１つ以上の非フッ素化ポリマーに混入してもよく、これを１つ以上のフッ素化ポリマーとブレンドすることができる。いくつかの実施形態において、バリア層は、既存のアップリケ又は塗料の色の系統に仕上げ及び／又は色を一致させることができる。
【００１７】
所望により、面の少なくとも１つは、隣接する層が結合できるように処理することができる。このような処理方法としてはコロナ処理が挙げられ、特に、米国特許第５，９７２，１７６号（Ｋｉｒｋら）に開示されるような、窒素と、水素、アンモニア、及びそれらの混合物からなる群より選択される約０．１〜約１０体積％の添加ガスとを含む雰囲気におけるコロナ放電が挙げられる。別の有用な処理方法としては、ナトリウムナフタレニドを使用する化学エッチングが挙げられる。このような処理方法は、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ａｎｄ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ，Ｓｏｕｈｅｎｇ  Ｗｕ，Ｅｄ．，Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，ＮＹ  ａｎｄ  Ｂａｓｅｌ，ｐｐ．２７９〜３３６（１９８２）、及びＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ  Ｖｏｌｕｍｅ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，ｐｐ．６７４〜６８９（１９８９）に開示されている。別の有用な処理方法は、Ａｃｔｏｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｔｏｎ，ＰＡ）で利用可能なＦＬＵＯＲＯＥＴＣＨ法である。フルオロポリマーの表面改質に有用なその他の処理としては、米国特許第６，６３０，０４７号（Ｊｉｎｇら）及び同第６，６８５，７９３号（Ｊｉｎｇ）に開示されているもののような、フルオロポリマーの存在下で光吸収性の電子供与体を化学線に曝露する方法が挙げられる。その他の処理方法としては、プライマーなどの材料の使用が挙げられる。これらは、前述の表面処理法の代わりに使用したり併用したりすることができる。有用なプライマーの一例は、ＡＤＨＥＳＩＯＮ  ＰＲＯＭＯＴＥＲ  ＃８６Ａ（液体プライマー、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）である。
【００１８】
粘弾性構造体
本開示による粘弾性構造体は、任意の好適な方法によって作製されてよい。典型的には、１つ以上の粘弾性層及び１つ以上のバリア層は、任意の好適な方法によって接合され、該方法には、ラミネーション、接着剤層の追加による接着剤結合、バリア層又は粘弾性層そのものの粘着性能による接着剤結合等が挙げられる。典型的には、粘弾性構造体の層は、複合物品の製造で使用する前に接合されるが、いくつかの実施形態では、層は複合物品の製造中に接合される。いくつかの実施形態では、単一材料が、バリア層及び粘弾性層の両方として機能してもよい。いくつかのそのような実施形態は、単一層の材料を含んでもよい。いくつかの実施形態においては、バリア層と粘弾性層とは材料が異なってもよい。
【００１９】
一実施形態において、本開示は、少なくとも１つのバリア層が積層される少なくとも１つの粘弾性層、より典型的には少なくとも２つのバリア層の間に積層される少なくとも１つの粘弾性層を含む粘弾性構造体（層状物品）、及び複合部材の製造にこの物品を使用する方法、並びにそのような積層物品で製造される複合部材を提供する。いくつかの実施形態において、層状物品は、単一ポリマーバリア層と単一粘弾性層とを含んでもよい。いくつかの実施形態において、層状物品は、２つのバリア層の間に挟まれた単一粘弾性層を含んでもよい。いくつかの実施形態において、層状物品は、１つを超えるポリマーバリア層を含んでもよい。いくつかの実施形態において、層状物品は、１つを超える粘弾性層を含んでもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態において、層状物品は充填剤材料を含まない。いくつかの実施形態において、層状物品は無機充填剤材料を含まない。いくつかの実施形態において、層状物品は有機充填剤材料を含まない。いくつかの実施形態において、層状物品は繊維状充填剤材料を含まない。いくつかの実施形態において、層状物品は非繊維状充填剤材料を含まない。いくつかの実施形態において、層状物品は粒子状充填剤材料を含まない。いくつかの実施形態において、層状物品は、織布スクリム又は不織布スクリムなどの任意の繊維状スクリムを含まない。
【００２１】
複合物品
本開示による複合物品は、任意の好適な方法によって製造され得る。典型的には、硬化性繊維強化樹脂マトリックスプリプレグが使用されるが、他の実施形態では、複合物品を製造する際に、樹脂マトリックス及び繊維強化材が混合されてもよい。任意の好適な繊維又はマトリックス材料を使用してもよく、これらの多くが当該技術分野において既知である。典型的には、ツールを表す金型又は型枠を使用し、このツールは、積層体の所望の形状と逆の形状を有する。典型的には、１つ以上の硬化性繊維強化樹脂マトリックスをツールの中にレイアップし、続いて粘弾性構造体又はその構成要素をレイアップし、次に１つ以上の追加の（第２の）硬化性繊維強化樹脂マトリックスをレイアップする。その後、このレイアップを当該技術分野において既知の方法で硬化する。
【００２２】
いくつかの実施形態において、複合物品は、少なくとも１つのコア層を更に含む。いくつかの実施形態において、コア層は、発泡体、木、又はハニカム構造体を含んでもよい。そのようなコア層は、複合物品の製造の際に、硬化性繊維強化樹脂マトリックス層の間にレイアップされてもよい。いくつかの実施形態において、層状物品はそのようなコア層を含まない。
【００２３】
本開示の目的及び利点は以下の実施例によって更に例証されるが、これらの実施例に引用される具体的な物質及び量、並びにその他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限すると解釈されるべきではない。
【実施例】
【００２４】
他に言及のない限り、全ての試薬はウィスコンシン州ミルウォーキー（Milwaukee）のＡｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏから得た若しくは入手可能であり、又は既知の方法によって合成してもよい。
【００２５】
方法
複合部材の一般的なツーリング及びバギング（Bagging）
以下の方法で硬化するために、硬化性エポキシ接着樹脂を有する複合材料の試験片を調製した。２Ｂ仕上げの１２ゲージステンレス鋼合金３０４を２ｆｔ×２ｆｔ（０．６１０ｍ×０．６１０ｍ）にトリミングして平坦なツールを作製した。１ミル（０．０２５４ｍｍ）のＰＴＦＥ非穿孔離形フィルム（Ｎｏｒｔｈｅｒｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｓａｌｅｓ，Ｉｎｃ．からＨＴＦ−６２１として入手可能）をツールに適用し、このフィルムの縁部及び角部に適用された耐熱テープでツールに固定した。材料の各層を、実施例の本文に記載の順序及び配列でツールに適用した。最初に各層をツールに適用し、次にライナーなしで手で相互に重ね合わせ、直径１．５インチ（３．８１ｃｍ）の木製ローラーを手の圧力を加えながら最上層の上に通過させて各層を前層と共に圧密化した。４層毎に、以下に記載の有孔離形フィルムの層、次に以下に記載の通気層の層で部材及びツールを覆い、部材を、３Ｍ製のＳｃｏｔｃｈｌｉｔｅ（商標）Ｖａｃｕｕｍ  Ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＶＡＬ−１の中で完全な真空下で３分間ツールに対して圧縮し、その後に通気層及び有孔離形フィルムを除去し、更なる層をこの部材に追加した。Ｐｉｌｏｔ  Ｓｉｌｖｅｒ  Ｍａｒｋｅｒを使用して部材の露出面上の１つの縁部に沿って一意の名前を適用して、各クーポンに永久的にマーク付けした。Ｒｉｃｈｍｏｎｄ  Ａｉｒｃｒａｆｔ  ＰｒｏｄｕｃｔｓからＡ５０００として入手可能な有孔離形フィルムを皺が寄らないように適用して、クーポンの露出面を完全に覆った。クーポンの２インチ（５．０８ｃｍ）以内でツールに１つの熱電対を取り付けた。以下に記載のオートクレーブのベッドに非穿孔離形フィルムの層を適用して、ツールが載置されている領域を覆った。ツール及び部材を以下に記載のオートクレーブのベッドに載置し、真空バッグ密封テープの連続ビードを、テープからツールまでの距離が少なくとも３インチ（７．６２ｃｍ）になるようにオートクレーブのベッドに適用した。真空バッグ密封テープにかからないように、オートクレーブのベッドの上の露出した非穿孔離形フィルムを折曲げる又はトリミングした。不織布ポリエステル１０オンス／ヤード２（３３９ｇ／ｍ２）フェルト通気層（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ  Ａｉｒｃｒａｆｔ  ＰｒｏｄｕｃｔｓからＲＣ−３０００−１０として入手可能）を、真空バッグ密封テープの四方の２インチ（５．０８ｃｍ）以内まで延びるように、部材及びツールの上並びにびにオートクレーブのベッド上にオーバーレイした。３ミル（０．０７６２ｍｍ）の高温ナイロンバッグフィルム（bagging film）（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ  Ａｉｒｃｒａｆｔ  ＰｒｏｄｕｃｔｓからＨＳ８１７１として入手可能）を、部材及びツールを覆いかつ真空バッグ密封テープの四方まで又は四方を越えて延びるように、オートクレーブのベッドの上に緩く載置した。少なくとも１つの真空ポート組立体を真空バッグの中の通気層の上に設置し、フィルムを真空バッグ密封テープに押圧して真空バッグをオートクレーブのベッドの全ての縁部に沿って封止させた。
【００２６】
複合部材の高圧硬化
硬化性エポキシ接着樹脂を有する複合材料の試験片を以下の方法で硬化した。「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に従って硬化するために、硬化性エポキシ接着樹脂を有する各複合材料の試験片を調製した。以下に記載のオートクレーブ内の真空システムに真空ポート組立体を取り付け、部材、ツール、離形フィルム、及び通気層を完全な真空下で５分間圧密化した。オートクレーブの中の制御システムに熱電対を取り付けた。次に、制御された温度及び圧力状況下で２つのオートクレーブ（一方はＴｈｅｒｍａｌ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、他方はＡＳＣ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ製）のうちの一方の中で、以下の圧力及び温度プロファイルを用いて部材を硬化した。オートクレーブ内部の圧力を６０ｐｓｉ（４１３．７ｋＰａ）まで上昇させ、オートクレーブ内の圧力が１５ｐｓｉ（１０３．４ｋＰａ）に達したときに真空ポート組立体を取り外し、ラギングした熱電対の温度が１７７℃に達するまで温度を５°Ｆ／分（２．５℃／分）で上昇させた。１２０分間、圧力を６０ｐｓｉ（４１３．７ｋＰａ）〜７０ｐｓｉ（４８２．６ｋＰａ）に保ち、温度を１７７℃〜１８２℃に保った。ラギングした熱電対の温度が４４℃に達するまで、５°Ｆ／分（２．５℃／分）の制御された速度で温度を低下させた。ラギングした熱電対の温度が６６℃に達するまで圧力を６０ｐｓｉ（４１３．７ｋＰａ）〜７０ｐｓｉ（４８２．６ｋＰａ）に保ち、次にオートクレーブ内の圧力を空気中に排出した。硬化した複合材料の試験片をオートクレーブ、バッグ及びツールから取り出した。
【００２７】
複合部材の低圧で１  １／２時間の硬化
硬化性エポキシ接着樹脂を有する複合材料の試験片を以下の方法で硬化した。「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に従って硬化するために、硬化性エポキシ接着樹脂を有する各複合材料の試験片を調製した。以下に記載のオートクレーブ内の真空システムに真空ポート組立体を取り付け、部材、ツール、離形フィルム、及び通気層を完全な真空下で５分間圧密化した。オートクレーブの中の制御システムに熱電対を取り付けた。次に、制御された温度及び圧力状況下で２つのオートクレーブ（一方はＴｈｅｒｍａｌ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、他方はＡＳＣ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ製）のうちの一方の中で、以下の圧力及び温度プロファイルを用いて部材を硬化した。オートクレーブ内部の圧力を４５ｐｓｉ（３１０．３ｋＰａ）まで上昇させ、オートクレーブ内の圧力が１５ｐｓｉ（１０３．４ｋＰａ）に達したときに真空ポート組立体を取り外し、ラギングした熱電対の温度が１７７℃に達するまで温度を５°Ｆ／分（２．５℃／分）で上昇させた。９０分間、圧力を４０ｐｓｉ（２７５．８ｋＰａ）〜５０ｐｓｉ（３４４．７ｋＰａ）に保ち、温度を１７７℃〜１８２℃に保った。ラギングした熱電対の温度が４４℃に達するまで、５°Ｆ／分（２．５℃／分）の制御された速度で温度を低下させた。ラギングした熱電対の温度が６６℃に達するまで圧力を４０ｐｓｉ（２７５．８ｋＰａ）〜５０ｐｓｉ（３４４．７ｋＰａ）に保ち、次にオートクレーブ内の圧力を空気中に排出した。硬化した複合材料の試験片をオートクレーブ、バッグ及びツールから取り出した。
【００２８】
複合部材の低圧で２時間の硬化
硬化性エポキシ接着樹脂を有する複合材料の試験片を以下の方法で硬化した。「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に従って硬化するために、硬化性エポキシ接着樹脂を有する各複合材料の試験片を調製した。以下に記載のオートクレーブ内の真空システムに真空ポート組立体を取り付け、部材、ツール、離形フィルム、及び通気層を完全な真空下で５分間圧密化した。オートクレーブの中の制御システムに熱電対を取り付けた。次に、制御された温度及び圧力状況下で２つのオートクレーブ（一方はＴｈｅｒｍａｌ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製、他方はＡＳＣ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ製）のうちの一方の中で、以下の圧力及び温度プロファイルを用いて部材を硬化した。オートクレーブ内部の圧力を４５ｐｓｉ（３１０．３ｋＰａ）まで上昇させ、オートクレーブ内の圧力が１５ｐｓｉ（１０３．４ｋＰａ）に達したときに真空ポート組立体を取り外し、ラギングした熱電対の温度が１７７℃に達するまで温度を５°Ｆ／分（２．５℃／分）で上昇させた。１２０分間、圧力を４０ｐｓｉ（２７５．８ｋＰａ）〜５０ｐｓｉ（３４４．７ｋＰａ）に保ち、温度を１７７℃〜１８２℃に保った。ラギングした熱電対の温度が４４℃に達するまで、５°Ｆ／分（２．５℃／分）の制御された速度で温度を低下させた。ラギングした熱電対の温度が６６℃に達するまで圧力を４０ｐｓｉ（２７５．８ｋＰａ）〜５０ｐｓｉ（３４４．７ｋＰａ）に保ち、次にオートクレーブ内の圧力を空気中に排出した。硬化した複合材料の試験片をオートクレーブ、バッグ及びツールから取り出した。
【００２９】
一般的な積層法
構造体の層を以下の通りの組み合わせ、順序、及び量で合体させた。積層工程の間に取り外し可能な支持材料を接合面から分離した。これらの層を、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で４インチ（１０．１６ｃｍ）のゴムローラーを使用して、２．５フィート／分（０．７６２ｍ／分）の速度でＧｅｐｐｅｒｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｉｎｃ．のラミネータのニップに送り込んで積層した。
【００３０】
中間組立体の実施例：
ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層、２００
次の方法でポリウレタン／ポリカーボネートバリア層を得た。ポリマー溶液を調製した。より具体的には、ＡｌｂｅｒｄｉｎｇｋからＵ９３３として入手可能な３％の紫外線吸収剤を有する１００部の透明なポリウレタン／ポリカーボネート樹脂、及びＮｅｏｒｅｓｉｎｓ  Ｉｎｃ．からＮｅｏｃｒｙｌ  ＣＸ−１００として入手可能な１．５部の多官能性アジリジン架橋剤を１リットルの細口瓶に加えた。この溶液を木製の舌圧子を使用して周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で３分間撹拌して混合した。次に、最終ポリマー溶液を未処理の２ミル（０．０５０８ｍｍ）の透明なポリエステルフィルムの表面上に注ぎ、ベッド式ナイフ塗布ステーションを使用してコーティングした。ナイフとベッドとの間の間隙を、ポリエステル支持ウェブの厚さより１．５ミル（０．０３８１ｍｍ）大きく設定した。コーティングされた裏材を、Ｄｉｓｐａｔｃｈ  Ｏｖｅｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ社製の９ｆｔ３（０．２５５ｍ３）の換気式の再循環オーブン内で５５℃で１時間乾燥させた。乾燥後、ポリウレタン／ポリカーボネートフィルムの厚さは約０．５ミル（０．０１２７ｍｍ）であった。透明な紫外線吸収性ポリウレタン／ポリカーボネートフィルムが得られた。
【００３１】
フルオロエラストマーバリア層、２１０
次の方法でフルオロエラストマーバリア層を得た。ポリマー溶液を調製した。より具体的には、Ｄｙｎｅｏｎ（商標）から入手可能なＤｙｎｅｏｎ（商標）フルオロエラストマーＦＣ２１７８（透明なフルオロエラストマー樹脂）１部を１リットルの細口瓶内の４重量部のＭＥＫに加えた。次に、最終ポリマー溶液をシリコーン処理された４ミル（０．１０２ｍｍ）の剥離紙の表面上に注ぎ、ベッド式ナイフ塗布ステーションを使用してコーティングした。ナイフとベッドとの間の間隙を、１ミル（０．０２５４ｍｍ）の乾燥フィルムが得られるように設定した。コーティングされた裏材を、Ｄｉｓｐａｔｃｈ  Ｏｖｅｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ社製の９ｆｔ３（０．２５５ｍ３）の換気式の再循環オーブン内で５５℃で１時間乾燥させた。透明でＵＶ安定性の液体抵抗性フルオロエラストマーフィルムが得られた。
【００３２】
粘弾性材料（ＶＥＭ）層の両側にバリア層を有する粘弾性構造体、１０
図２を参照すると、粘弾性材料３００及びポリウレタン／ポリカーボネートバリア層２００を得て、修正された粘弾性構造体１０を調製するために使用した。より具体的には、上記「一般的な積層法」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ積層した。最初に、上記「ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層」による厚さ１／２ミル（０．０１２７ｍｍ）のバリア層２００を、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に１．０を超えるピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有する、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから３Ｍ（商標）Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｔｙｐｅ  ８３０として入手可能な厚さ２ミル（０．０５０８ｍｍ）の粘弾性ダンピングポリマー３００の片面に接合した。上記「ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層」による別の厚さ１／２ミル（０．０１２７ｍｍ）のバリア層２００を、２ミル（０．０５０８ｍｍ）粘弾性ダンピングポリマー３００の反対面に接合した。残っているライナー及び支持材料を全て除去して、厚さ３ミル（０．０７６２ｍｍ）の修正された粘弾性構造体１０を得た。粘弾性材料３００の特徴は、手で簡単に裂くことができ、自立状態でそれ自身を支持することができず、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で非常に粘着性であった。修正された粘弾性構造体１０の特徴は、非常に弾性で、自立状態でフィルム状であり、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で粘着性を欠いていた。非粘着性で剛化された粘弾性構造体が得られた。
【００３３】
ＶＥＭ層の両側にフルオロエラストマーバリア層を有する粘弾性構造体、１２
図５を参照すると、粘弾性材料３００及びフルオロエラストマーバリア層２１０を得て、修正された粘弾性構造体１２を調製するために使用した。より具体的には、上記「一般的な積層法」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ積層した。最初に、上記「ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層」による厚さ１ミル（０．０２５４ｍｍ）のバリア層２１０を、３Ｍから３Ｍ（商標）Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｔｙｐｅ  ８３０として入手可能な厚さ２ミル（０．０５０８ｍｍ）の粘弾性ダンピングポリマー３００の片面に接合した。上記「ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層」による別の厚さ１ミル（０．０１２７ｍｍ）のバリア層２１０を、２ミル（０．０５０８ｍｍ）の粘弾性ダンピングポリマー３００の反対面に接合した。残っているライナー及び支持材料を全て除去して、厚さ４ミル（０．１０２ｍｍ）の修正された粘弾性構造体１２を得た。粘弾性材料３００の特徴は、手で簡単に裂くことができ、自立状態でそれ自身を支持することができず、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で非常に粘着性であった。修正された粘弾性構造体１２の特徴は、非常に弾性で、自立状態でフィルム状であり、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で粘着性を欠いていた。非粘着性で剛化された粘弾性構造体が得られた。
【００３４】
ＶＥＭ層の両側にフルオロポリマーバリア層を有する粘弾性構造体、１３
図６を参照すると、粘弾性材料３００及びフルオロポリマーバリア層２１１を得て、修正された粘弾性構造体１３を調製するために使用した。より具体的には、上記「一般的な積層法」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ積層した。最初に、厚さ３０ミクロンのバリア層ポリフッ化ビニリデン合金フィルム（Ｄｅｎｋａ  ２１１からＤＸ  Ｆｉｌｍとして入手可能）を、３Ｍ  ３００から３Ｍ（商標）Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｔｙｐｅ  ８３０として入手可能な２ミル（０．０５０８ｍｍ）の粘弾性ダンピングポリマー３００の片面に接合した。Ｄｅｎｋａ  ２１１からＤＸ  Ｆｉｌｍとして入手可能な別の厚さ３０ミクロンのバリア層ポリフッ化ビニリデン合金フィルムを、２ミル（０．０５０８ｍｍ）の粘弾性ダンピングポリマー３００の反対面に接合した。残っているライナー及び支持材料を全て除去して、厚さ４ミル（０．１０２ｍｍ）の修正された粘弾性構造体１３を得た。粘弾性材料３００の特徴は、手で簡単に裂くことができ、自立状態でそれ自身を支持することができず、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で非常に粘着性であった。修正された粘弾性構造体１３の特徴は、非常に弾性で、自立状態でフィルム状であり、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で粘着性を欠いていた。非粘着性で剛化された粘弾性構造体が得られた。
【００３５】
２つのＶＥＭ層の両側及びそれらの間にバリア層を有する粘弾性構造体、１１
図３を参照すると、粘弾性材料３００、及び粘弾性材料３０１、並びにポリウレタン／ポリカーボネートバリア層２００を得て、多層の修正された粘弾性構造体１１を調製するために使用し、各粘弾性材料は、異なる温度で異なる振動数を緩衝するのに適した特性を有していた。より具体的には、上記「一般的な積層法」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ積層した。最初に、上記「ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層」による厚さ１／２ミル（０．０１２７ｍｍ）のバリア層２００を、３Ｍから３Ｍ（商標）Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｔｙｐｅ  ８３０として入手可能な厚さ２ミル（０．０５０８ｍｍ）のダンピングポリマー３００の粘弾性フィルムの片面に接合した。上記「ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層」による別の厚さ１／２ミル（０．０１２７ｍｍ）のバリア層２００を、２ミル（０．０５０８ｍｍ）の粘弾性ダンピングポリマーフィルム３００の反対面に接合した。このバリア層２００に、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから３Ｍ（商標）Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ３００ＭＰとして入手可能な厚さ２ミル（０．０５０８ｍｍ）の粘弾性アクリルダンピングフィルム３０１を接合した。上記「ポリウレタン／ポリカーボネートバリア層」による別の厚さ１／２ミル（０．０１２７ｍｍ）のバリア層２００を、粘弾性アクリルダンピングフィルム３０１の反対面に接合した。残っているライナー及び支持材料を全て除去して、厚さ５．５ミル（０．１４０ｍｍ）の多層の修正された粘弾性構造体１１を得た。粘弾性材料３００及び３０１の特徴は、手で簡単に裂くことができ、自立状態でそれ自身を支持することができず、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で非常に粘着性であった。修正された粘弾性構造体１１の特徴は、非常に弾性で、自立状態でフィルム状であり、周囲条件（２２℃；５０％の相対湿度）で粘着性を欠いていた。非粘着性で剛化された多層粘弾性構造体が得られた。
【００３６】
硬化実施例：
（比較用）繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体５０Ｃ−ＶＥＭ層の両側に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を有する
図１を参照すると、エポキシ樹脂含浸炭素繊維テープ及び粘弾性材料を得て、比較用の複合材料の試験片５０Ｃを調製するために使用した。より具体的には、上記「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ調製した。最初に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性グラファイト繊維１０２をツールに適用した。次に、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから３Ｍ（商標）Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  Ｄａｍｐｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｔｙｐｅ  ８３０として入手可能な粘弾性ダンピングポリマー３００の０．０５０８ｍｍ（２ミル）フィルムを適用した。最後に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性のグラファイト繊維１０２を適用した。この組立体の硬化性樹脂を上記「複合部材の高圧硬化」に記載の通りに硬化した。
【００３７】
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体５１−ＶＥＭ層の両側にＣＦＲＰ及びバリア層を有する
図２を参照すると、エポキシ樹脂含浸炭素繊維テープ及び修正された粘弾性構造体を得て、複合材料の試験片５１を調製するために使用した。より具体的には、上記「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ調製した。最初に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性グラファイト繊維１０２をツールに適用した。次に、粘弾性材料３００の両側にバリア層２００を有する厚さ３ミル（０．０７６２ｍｍ）の修正された粘弾性構造体１０を適用した。最後に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性のグラファイト繊維１０２を適用した。この組立体の硬化性樹脂を上記「複合部材の高圧硬化」に記載の通りに硬化した。
【００３８】
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体５２−２層のＶＥＭの両側及びそれらの間にＣＦＲＰ及びバリア層を有する
図３を参照すると、エポキシ樹脂含浸炭素繊維テープ及び多層の修正された粘弾性構造体を得て、複合材料の試験片５２を調製するために使用した。より具体的には、上記「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ調製した。最初に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性グラファイト繊維１０２をツールに適用した。次に、２層の粘弾性材料３０１、３００の両側及びこれらの間にバリア層２００を有する厚さ５．５ミル（０．１４０ｍｍ）の多層の修正された粘弾性構造体１１を適用した。最後に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性のグラファイト繊維１０２を適用した。この組立体の硬化性樹脂を上記「複合部材の高圧硬化」に記載の通りに硬化した。
【００３９】
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体５４−フルオロエラストマーバリア層の両側にＣＲＦＰを有する
図４を参照すると、エポキシ樹脂含浸炭素繊維テープ及びフルオロエラストマー材料を得て、複合材料の試験片５４を調製するために使用した。より具体的には、上記「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ調製した。最初に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性グラファイト繊維１０２をツールに適用した。次に、上記「フルオロエラストマーバリア層」による厚さ１ミル（０．０２５４ｍｍ）のフルオロエラストマーバリア層２１０の２枚のフィルムを、全厚さが２ミル（０．０５０８ｍｍ）になるように相互に重ね合わせて適用した。最後に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性のグラファイト繊維１０２を適用した。この組立体の硬化性樹脂を上記「複合部材の高圧硬化」に記載の通りに硬化した。
【００４０】
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体５５−ＶＥＭ層の両側にＣＲＦＰ及びフルオロエラストマーバリア層を有する
図５を参照すると、エポキシ樹脂含浸炭素繊維テープ及び修正された粘弾性構造体を得て、複合材料の試験片５５を調製するために使用した。より具体的には、上記「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ調製した。最初に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性グラファイト繊維１０２をツールに適用した。次に、粘弾性材料３００の両側に、上記「フルオロエラストマーバリア層」による厚さ４ミル（０．１０２ｍｍ）のフルオロ弾性バリア層２１０を有する修正された粘弾性構造体１２を適用した。最後に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性のグラファイト繊維１０２を適用した。この組立体の硬化性樹脂を上記「複合部材の高圧硬化」に記載の通りに硬化した。
【００４１】
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体５６−ＶＥＭ層の両側にＣＲＦＰ及びフルオロポリマーバリア層を有する
図６を参照すると、エポキシ樹脂含浸炭素繊維テープ及び修正された粘弾性構造体を得て、複合材料の試験片５６を調製するために使用した。より具体的には、上記「複合部材の一般的なツーリング及びバギング」に記載の通りに以下の材料を組み立てかつ調製した。最初に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性グラファイト繊維１０２をツールに適用した。次に、粘弾性材料３００の両側にフルオロポリマーバリア層２１１を有する厚さ４ミル（０．１０２ｍｍ）の修正された粘弾性構造体１３を適用した。最後に、ＴｏｒａｙからＰ２３５３Ｕ  １９  １５２として入手可能な４層のエポキシ樹脂含浸単向性のグラファイト繊維１０２を適用した。この組立体の硬化性樹脂を上記「複合部材の高圧硬化」に記載の通りに硬化した。
【００４２】
評価
硬化後、繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体５０Ｃ、５１、５２、５４、５５、及び５６からのクーポンをダイヤモンドソーで１７．５ｍｍ×６．０ｍｍの試験片にトリミングした。全試料は複合材料レイアップ内に振動減衰層を含んでいた。各試料を、多周波歪み単一片持ちばりモード（multi-frequency strain single cantilever mode）で、ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｚｅｒ（ＤＭＴＡ）上にて、周波数０．１、１．０、１０及び１００Ｈｚで、−６０℃〜６０℃の温度範囲での５℃の増分で試験した。タンデルタ特性を構造体の振動減衰能の尺度として用いた。最大タンデルタ（ピーク減衰比（Ｔａｎδ）、又はピークタンデルタ）測定値の結果を表１に報告する。バリア層を有する実施例は、バリア層を有さない比較例５０Ｃを１３％〜２９３％上回るタンデルタの増加を呈した。
【００４３】
【表１】
0005519699.tif 000002
【００４４】
本開示の様々な修正及び変更は、本開示の範囲及び原理から逸脱することなく当業者には明白であり、また、本発明は、上記で説明した例示的な実施形態に不当に限定して理解すべきではない。本発明の実施態様の一部を以下の項目１−２８に列記する。
［１］
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体であって、
ａ）第１の樹脂マトリックスを含む繊維強化樹脂マトリックスの第１の層と、
ｂ）第２の樹脂マトリックスを含む繊維強化樹脂マトリックスの第２の層と、
ｃ）
ｉ）少なくとも１つの粘弾性層と、
ｉｉ）少なくとも１つのバリア層と、を含む、前記繊維強化樹脂マトリックスの第１の層と第２の層との間に位置決めされ、前記第１及び第２の樹脂マトリックスに結合されている粘弾性構造体と、
を含み、
前記粘弾性層及びバリア層が同一の層であってもよく、異なる層であってもよい、繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［２］
前記粘弾性構造体が、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層を含む、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［３］
前記粘弾性構造体が、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層である、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［４］
少なくとも１つの粘弾性層の組成が少なくとも１つのバリア層と異なる、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［５］
前記粘弾性構造体が、少なくとも１つの粘弾性層と組成が異なる少なくとも２つのバリア層を含み、前記少なくとも２つのバリア層が前記第１及び第２の樹脂マトリックスに結合されている、項目４に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［６］
前記バリア層が、有機溶媒に対して実質的に不透過性である、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［７］
前記バリア層が、水、有機溶媒、及びガスに対して実質的に不透過性である、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［８］
前記粘弾性層の少なくとも１つが、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有する、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［９］
前記粘弾性構造体が、前記樹脂マトリックスの組成と異なる組成を有する少なくとも１つの硬化接着剤層を更に含む、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［１０］
前記繊維強化樹脂マトリックスの第１及び第２の層の少なくとも一方が、発泡体、木、又はハニカム構造体の少なくとも１つのコア層を更に含む、項目１に記載の繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体。
［１１］
繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体の製造方法であって、
ａ）第１の硬化性樹脂マトリックスを含む第１の硬化性繊維強化樹脂マトリックスを提供する工程と、
ｂ）第２の硬化性樹脂マトリックスを含む第２の硬化性繊維強化樹脂マトリックスを提供する工程と、
ｃ）
ｉ）少なくとも１つの粘弾性層と、
ｉｉ）少なくとも１つのバリア層と、を含む粘弾性構造体を提供する工程であって、
ここで、前記粘弾性層及びバリア層は同一の層であってもよく、異なる層であってもよい、工程と、
ｄ）前記積層体の所望の形状と逆の形状を有するツールを提供する工程と、
ｅ）前記ツールの中に、前記第１の硬化性繊維強化樹脂マトリックス、前記粘弾性構造体、及び前記第２の硬化性繊維強化樹脂マトリックスをこの順序でレイアップする工程と、
ｆ）前記硬化性樹脂マトリックスを硬化して繊維強化樹脂マトリックス複合材料積層体を製造する工程と、
を含む方法。
［１２］
前記粘弾性構造体が、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層を含む、項目１１に記載の方法。
［１３］
前記粘弾性構造体が、粘弾性層でもありバリア層でもある単一層である、項目１１に記載の方法。
［１４］
少なくとも１つの粘弾性層の組成が少なくとも１つのバリア層と異なる、項目１１に記載の方法。
［１５］
前記粘弾性構造体が、少なくとも１つの粘弾性層と組成が異なる少なくとも２つのバリア層を含み、前記少なくとも２つのバリア層が前記第１及び第２の樹脂マトリックスに結合される、項目１１に記載の方法。
［１６］
前記バリア層が、有機溶媒に対して実質的に不透過性である、項目１１に記載の方法。
［１７］
前記バリア層が、水、有機溶媒、及びガスに対して実質的に不透過性である、項目１１に記載の方法。
［１８］
前記粘弾性層の少なくとも１つが、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有する、項目１１に記載の方法。
［１９］
前記粘弾性構造体が、前記樹脂マトリックスの組成と異なる組成を有する少なくとも１つの硬化接着剤層を更に含む、項目１１に記載の方法。
［２０］
前記繊維強化樹脂マトリックスの第１及び第２の層の少なくとも一方が、発泡体、木、又はハニカム構造体の少なくとも１つのコア層を更に含む、項目１１に記載の方法。
［２１］
ｉ）少なくとも１つのバリア層に結合されている少なくとも１つの粘弾性層と、
ｉｉ）前記少なくとも１つのバリア層と、
を含む粘弾性構造体であって、
少なくとも１つのバリア層の組成が少なくとも１つの粘弾性層と異なる、粘弾性構造体。
［２２］
粘弾性層に結合されている少なくとも２つのバリア層を含む、項目２１に記載の粘弾性構造体。
［２３］
前記バリア層が、有機溶媒に対して実質的に不透過性である、項目２１に記載の方法。
［２４］
前記バリア層が、水、有機溶媒、及びガスに対して実質的に不透過性である、項目２１に記載の方法。
［２５］
前記粘弾性層の少なくとも１つが、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有する、項目２１に記載の方法。
［２６］
前記バリア層が、有機溶媒に対して実質的に不透過性である、項目２２に記載の方法。
［２７］
前記バリア層が、水、有機溶媒、及びガスに対して実質的に不透過性である、項目２２に記載の方法。
［２８］
前記粘弾性層の少なくとも１つが、１０ＨｚでＤＭＴＡによってせん断モードで測定した場合に、少なくとも１．０のピーク減衰比（Ｔａｎδ）を有する、項目２２に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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