JP2002348726A - 樹脂強化用繊維およびそれを用いたfrp成形品 - Google Patents

樹脂強化用繊維およびそれを用いたfrp成形品

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JP2002348726A
JP2002348726A JP2001156243A JP2001156243A JP2002348726A JP 2002348726 A JP2002348726 A JP 2002348726A JP 2001156243 A JP2001156243 A JP 2001156243A JP 2001156243 A JP2001156243 A JP 2001156243A JP 2002348726 A JP2002348726 A JP 2002348726A
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resin
fiber
weight
reinforcing fiber
polymer
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JP2001156243A
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Kazumasa Nakajima
和政 中島
Yuichi Kaihara
祐一 貝原
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Hagiwara Industries Inc
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Hagiwara Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、寸法安定性、耐薬品性、耐久性にす
ぐれた樹脂強化用繊維を提供すること。 【解決手段】 ポリプロピレン系重合体5〜95重量%
とポリ4−メチル−1−ペンテン系重合体95〜5重量
%からなる組成物を用いた樹脂強化用繊維である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂強化用繊維お
よびそれを用いたFRP成形品に関する。
【0002】
【従来技術】従来、プレハブ住宅用浴槽は繊維強化プラ
スチック(以下、FRPと略記)を用いて形成されるも
のが多い。FRPは、例えば、不飽和ポリエステル樹脂
をマトリックスとして、架橋剤、重合開始剤等を加え、
強化用繊維を添加し、さらに充填材、添加剤などを配合
して成形されるものである。
【0003】上記強化用繊維としては、無機繊維または
有機繊維のいずれも使用されており、具体的には、ガラ
ス繊維、炭素繊維などの無機繊維、ナイロン、アラミ
ド、ビニロン、ポリエステルなどの有機繊維が挙げられ
る。ガラス繊維、炭素繊維などは強度や剛性などそのす
ぐれた性状から広く用いられてきたが、弾性に乏しい上
に高価で、かつ比重が大きいために成形品の重量が増加
するなどの欠点があり、近年有機繊維が代替品として用
いられるようになってきた。しかしながら、ナイロン、
アラミド、ビニロン、ポリエステルなどは酸やアルカリ
などの耐薬品性に劣り、かつ吸水率が高く成形時の発泡
により寸法安定性に劣る上に、温度の昇降により膨張−
収縮を繰り返すためにマトリックスと強化繊維との間に
微細な隙間を生じることとなり耐久性に問題があること
が明らかになってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点に着目してなされたもので、耐熱性、寸法安定性、耐
薬品性、耐久性にすぐれた樹脂強化用繊維を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願第1発明の樹脂強化用繊維は、ポリプロ
ピレン系重合体5〜95重量%とポリ4−メチル−1−
ペンテン系重合体95〜5重量%からなる組成物を用い
た構成からなるものである。
【0006】また、本願第2発明のFRP成形品は、上
記樹脂強化用繊維を用いて形成したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるポリプロピレ
ン系重合体とは、プロピレン単独重合体、エチレンープ
ロピレンブロック共重合体などの公知のポリプロピレン
共重合体またはそれらの混合物である。これらの内でも
高強度、耐熱性を要求されるセメント強化用としてはプ
ロピレン単独重合体が好ましく、特にアイソタクチック
ペンタッド率0.95以上のものを選択することがより
好ましい。上記ポリプロピレン系重合体のメルトフロー
レート(以下、MFRと略す)は0.1〜50g/10
minが好ましく、1〜30g/10minがより好ま
しい。また融点は150〜165℃が好ましく、160
〜165℃がより好ましい。
【0008】本発明に用いられるポリ4−メチル−1−
ペンテン系重合体とは、4−メチル−1−ペンテン単独
重合体、4−メチル−1−ペンテンと他のα−オレフィ
ンの共重合体またはそれらの混合物である。他のα−オ
レフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテ
ン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン等の炭素
数2〜20のα−オレフィンが挙げられる。上記ポリ4
−メチル−1−ペンテン系重合体の温度260℃、5k
g荷重で測定したMFRは30〜200g/10min
が好ましい。また融点は230〜245℃が好ましい。
【0009】上記ポリプロピレン系重合体およびポリ4
−メチル−1−ペンテン系重合体の配合割合は、ポリプ
ロピレン系重合体が5〜95重量%とポリ4−メチル−
1−ペンテン系重合体95〜5重量%からなる組成物を
用いる。さらに好ましい実施形態として、配合割合がポ
リプロピレン系重合体25〜75重量%に対してポリ4
−メチル−1−ペンテン系重合体75〜25重量%が好
ましく、ポリプロピレン系重合体40〜60重量%に対
してポリ4−メチル−1−ペンテン系重合体60〜40
重量%がより好ましい。上記組成物において、ポリプロ
ピレン系重合体は成形性、機械的特性にすぐれており、
ポリ4−メチル−1−ペンテン系重合体は耐熱性、寸法
安定性に優れているもので、上記配合割合の範囲内にお
いては、両重合体の相乗効果により本発明の目的を達成
することが可能となるものである。
【0010】上記組成物には、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲において、酸化防止剤、滑剤、光安定剤、紫外線
吸収剤、帯電防止剤、無機充填材、有機充填材、架橋
剤、発泡剤、核剤等の添加剤を配合してもよい。
【0011】本発明の繊維の形態としては、モノフィラ
メント、マルチフィラメント、フラットヤーン、スプリ
ットヤーンあるいは分離可能に連結した連糸形状テー
プ、など使用される目的に応じて任意に選択すればよ
い。後述するオートクレーブ養生により成形する小型成
形品に適用するものとしては単糸繊度の小さいモノフィ
ラメント、スプリットヤーンあるいは分離可能に連結し
た連糸形状テープが好ましい。
【0012】上記繊維の製造方法は特に限定されるもの
ではなく、公知のいかなる方法を用いてもよい。上記モ
ノフィラメントは、円形、楕円形、異形などのダイスか
らフィラメントを押出す製造方法を採用することができ
る。押出されたモノフィラメントには熱延伸および熱処
理が施され、この熱処理によりフィラメントの剛性を高
めて、伸びの小さいセメント強化用として好適なモノフ
ィラメントが得られる。延伸倍率は5〜10倍が好まし
い。フラットヤーンおよびスプリットヤーンの製造方法
は、前記組成物を押出機にて溶融混練し、Tダイ法また
はインフレーション法にてフィルムを成形し、成形され
たフィルムはスリットした後延伸し、ついで熱処理して
フラットヤーンを形成する。延伸倍率は好ましくは3〜
10倍、より好ましくは5〜8倍である。得られたフラ
ットヤーンに割繊処理を施してスプリットヤーンを形成
することができる。また、分離可能に連結した連糸形状
テープの製造方法としては、まず、前記組成物を複数の
ノズル孔を略直線的に並設した連糸形状ダイスから溶融
状態で押出し冷却した後に、縦方向に高倍率に熱延伸処
理を施すことにより繊維が分離可能に連結した連糸形状
の繊維を形成する。連糸形状ダイスは少なくとも5〜1
00個のノズル孔をシリーズに連結又は隣接した形状を
有しているが、通常10〜50個、好ましくは20〜3
0個のノズルを連結した形状である。連糸形状テープの
延伸処理は高倍率の延伸が可能で、延伸倍率は5〜20
倍が好ましく、8〜15倍がより好ましい。
【0013】上記のようにして得られる繊維の単糸繊度
は1〜100デシテクス(以下、dtと略記)が好まし
く、2〜50dtがより好ましい。単糸繊度が1dt未満で
は補強効果が十分でなく、100dtを超えると剛性が増
し成形品表面に突出するなどの問題が生じるので好まし
くない。
【0014】上記繊維は所定長さにカットされ、短繊維
として使用される。短繊維の長さは2〜30mmが好ま
しく、3〜20mmがより好ましい。短繊維の長さが2
mm未満ではマトリックスからの抜けが生じ、30mm
を越えると分散性が不良となるとともに成形品表面に繊
維端が突出するなどの欠点を生じるので好ましくない。
【0015】本発明において繊維はマトリックスに配合
する前に種々の処理を施してもよい。例えば、繊維表面
を界面活性剤、分散剤、カップリング剤等で処理しても
よいし、またはコロナ放電処理、紫外線照射、電子線照
射等により表面活性化または架橋化等の処理を行っても
よい。
【0016】本発明において樹脂強化用繊維を用いた成
形品の樹脂マトリックスとしては、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリエステ
ル、アクリル樹脂、ナイロン、ポリオレフィンなどの熱
可塑性樹脂を挙げることができる。これらのうちでは不
飽和ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂をマトリック
スとして用いた成形品において上記樹脂強化用繊維は最
もその効果を発揮することができる。
【0017】上記樹脂マトリックスに対する樹脂強化用
繊維の配合量は、樹脂マトリックスに対して1〜20重
量%が好ましく、2〜10重量%がより好ましい。
【0018】前記不飽和ポリエステル樹脂は、酸成分と
アルコール成分をエステル化触媒を用いて反応させて得
られる不飽和ポリエステル、重合性不飽和単量体、重合
開始剤、硬化促進剤、重合禁止剤などを適宜配合し、樹
脂強化用繊維を加え、必要に応じて充填材を配合して反
応と同時に成形加工が行われるものである。成形加工は
成形反応温度150〜210℃、反応時間10〜30時
間の範囲で行われるのが好ましい。
【0019】上記酸成分としては、無水マレイン酸、マ
レイン酸、フマル酸などの不飽和二塩基酸、フタル酸、
無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの飽和
二塩基酸を用いることができ、アルコール成分として
は、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの
グリコールを用いることができる。
【0020】重合性不飽和単量体としては、スチレン、
α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどが用いられ、
重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ジキ
ュミルパーオキサイドなどの過酸化物が用いられ、硬化
促進剤としては、バナジウムクロリドなどのバナジウム
化合物、ナフテン酸コバルトなどの有機コバルト塩など
が用いられ、重合禁止剤としては、メチルハイドロキノ
ン、ハイドロキノンなどが用いられる。
【0021】本発明において、樹脂強化用繊維は成形に
供する前に繊維表面に種々の処理を施してもよい。例え
ば、繊維表面を界面活性剤、分散剤、カップリング剤な
どで処理してもよいし、またはコロナ放電処理、紫外線
照射、電子線照射などにより表面活性化または架橋化な
どの処理を行ってもよい。
【0022】本発明の樹脂強化用繊維を用いたFRP成
形品としては、浴槽、洗面台などの他、水槽、浄化槽な
どの槽類、ボート、漁船などの船舶類、平板、波板、化
粧板、機械部品など広汎な用途に用いられる。これらの
うちでは、浴槽、洗面台などのように温度の昇降の繰り
返しの多い用途においてとくに顕著な耐久性の向上が見
られるものである。
【0023】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の樹脂
強化用繊維は、ポリオレフィン系樹脂であるポリプロピ
レン系重合体およびポリ4−メチル−1−ペンテン系重
合体の特定配合割合からなる組成物を用いた繊維であっ
て、ポリオレフィン系樹脂は耐薬品性にすぐれており、
ポリプロピレン系重合体は成形性、機械的特性にすぐれ
ており、ポリ4−メチル−1−ペンテン系重合体は耐熱
性、寸法安定性に優れているもので、両重合体の相乗効
果により耐熱性、寸法安定性、耐薬品性、耐久性にすぐ
れた樹脂強化用繊維を得ることができた。また、この樹
脂強化用繊維を用いた成形品は高温成形性、寸法安定
性、耐久性にすぐれて実用的効果を奏し、とくに温度の
昇降繰り返しの多い浴槽、洗面台などの用途において顕
著な耐久性の向上効果が見られる。
【0024】
【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに説明
する。 実施例1:ポリプロピレン(アイソタクチックペンタッ
ド分率=0.96、Tm=162℃、MFR=5.0g/
10min)50重量%、ポリ4−メチル−1−ペンテ
ン(Tm=240℃、260℃、5kg荷重におけるM
FR=26g/10min)50重量%からなる組成物
を作成した。この組成物のTm=230℃、260℃、
5kg荷重におけるMFR=15g/10minであっ
た。
【0025】上記組成物を押出機に供給し、樹脂温度2
60℃で溶融押出し、円形ノズルから紡糸した後延伸温
度155℃、熱処理温度150℃、延伸倍率6倍で、繊
度単糸20dtモノフィラメントを形成した。ついでモノ
フィラメントを繊維長さ=12mmになるようにカット
して樹脂強化用繊維とした。
【0026】上記樹脂強化用繊維を、下記組成で不飽和
ポリエステル樹脂組成物に配合し、プレハブ住宅用浴槽
を成形した。組成物は不飽和ポリエステル45重量%、
ポリスチレン12重量%、スチレンモノマー3重量%、
t−ブチルパーオキサイド2重量%、炭酸カルシウム3
4重量%、上記繊維4重量%などであった。成形反応温
度は190℃、反応時間は20時間であった。成形品の
JISA1408に準拠して測定した曲げ強度は48.
0MPa、JISB7722に準拠して測定したシャル
ピー衝撃値は12.0KJ/m2で良好であった。
【0027】こうして得られた浴槽に、温度20〜90
℃の間を昇降させ、樹脂マトリックスと繊維の接触面に
隙間が生じてインクの浸透が生じるか否かのサーマルサ
イクルテストを行った。上記樹脂強化用繊維を用いた浴
槽は、昇降回数が500回を超えても樹脂マトリックス
と繊維の間にインクの浸透は生じなかった。本発明の繊
維は耐熱性、加温による寸法安定性にすぐれたポリ4−
メチル−1−ペンテン系重合体と加工性にすぐれたポリ
プロピレン系重合体との相乗効果によるもので、浴槽を
長期間使用できる耐久性にすぐれた実用的な効果を奏す
るものである。
【0028】比較例1:原料樹脂としてポリプロピレン
(アイソタクチックペンタッド分率=0.96、Tm=
162℃、MFR=5.0g/10min)100重量
%を用いた他は実施例1と同様に行った。このときの曲
げ強度は31.0MPa、シャルピー衝撃値は6.0KJ
/m2であった。
【0029】比較例2:原料樹脂としてポリエステル
(Tm=254℃)100重量%を用いた他は実施例1
と同様に行った。サーマルサイクルテストでは、昇降回
数が200回でインクの浸透が示され、マトリックスと
繊維の間に隙間の発生が認められた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29K 105:08 B29C 67/14 X Fターム(参考) 4F072 AA02 AA07 AB04 AB22 AB24 AD38 AE02 AE03 AE05 AE06 AL01 AL02 AL04 AL06 AL07 4F205 AA41 AD16 AH49 HA19 HA22 HA33 HB01 HC12 HK04 HK05 4J002 BB11W BB17X 4L035 AA05 BB31 BB89 BB91 CC02 DD14 DD19 FF01 HH10 LA02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリプロピレン系重合体5〜95重量%
    とポリ4−メチル−1−ペンテン系重合体95〜5重量
    %からなる組成物を用いた樹脂強化用繊維。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の樹脂強化用繊維を用い
    たFRP成形品。
JP2001156243A 2001-05-25 2001-05-25 樹脂強化用繊維およびそれを用いたfrp成形品 Pending JP2002348726A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7395340B2 (en) 2003-05-08 2008-07-01 Canon Kabushiki Kaisha Information processing method and information processing device
JP2008538389A (ja) * 2005-03-17 2008-10-23 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド プロピレン/α−オレフィンのコポリマーから作製される繊維
CN103014910A (zh) * 2012-12-30 2013-04-03 中山科成化纤有限公司 一种具有高软化点的缝纫线及其制法和应用
JP2017165928A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 三井化学株式会社 熱可塑性樹脂組成物およびこれから得られる成形体

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