JP2020525631A - ポリテトラフルオロエチレンのマトリックス中に改良された固着部を有している、ファイバーを含有する充填材粒子 - Google Patents
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Abstract
Description
a)ファイバー‐ポリマー混合物を得るために、100μm以下の太さを有するファイバーを、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルホン、ポリエーテルスルホン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ペルフルオロアルコキシポリマー、及び上述のポリマーのうち2以上の任意の混合物で構成されている群から選択されたポリマーと混合するステップであって、ファイバーはポリマーよりも高い融点を有する、ステップと、
b1)ステップa)で得られたファイバー‐ポリマー混合物を、ポリマーの融点を上回るがファイバーの融点を下回る温度で融解させて、ファイバー‐融解物混合物を得るステップ、又は
b2)ステップa)で得られたファイバー‐ポリマー混合物のポリマー成分を化学反応によって硬化させて、ファイバー‐ポリマー複合材料を得るステップと、
c)任意選択で、ステップb1)若しくはb2)で得られたファイバー‐ポリマー複合材料を冷却するステップと、
d)ステップc)で得られたファイバー‐ポリマー複合材料を粉砕して、1000μmの最大長を有するファイバー含有充填材粒子を得るステップと
を含んでなる。
本発明について、図面の助けを得て下記に説明するが、図面は本発明を例証するものであって限定するものではない。
実施例
800gの粉末状ポリフェニレンスルフィドを、150μmの繊維長及び15μmの繊維直径を有する400gのカーボンファイバーと混合し、その結果生じた混合物を金属シート上に広げた。続いて金属シート上の混合物を、285℃の融点を有するポリフェニレンスルフィドを融解するために、300℃で6時間加熱した。続いて該混合物を冷却し、凝固したファイバー含有ポリマー溶融物を、例えば、叩解デバイス、ブレード若しくはナイフを具備している高性能ミキサを用いて、又は例えば製粉機を用いて粉砕し、50μmの平均直径を有するファイバー含有充填材粒子を得た。
63重量%のPTFE、
35重量%の、カーボンファイバーを含有する上記ポリフェニレンスルフィド粒子、及び
2重量%のグラファイト
を生産した。
Claims (15)
- 2本以上のファイバーが、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルホン、ポリエーテルスルホン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ペルフルオロアルコキシポリマー、及び上述のポリマーのうち2以上の任意の混合物で構成されている群から選択されたポリマーを含んでなる固形粒子の中に、少なくとも部分的に包み込まれている、ファイバー含有充填材粒子であって、ファイバーの少なくとも一部の、固形粒子に包み込まれた端部とは反対側の端部が、固形粒子から突出し、かつ該ファイバー含有充填材粒子は1000μmの長手方向の最大寸法を有し、かつファイバーは100μm以下の太さを有する、ファイバー含有充填材粒子。
- 固形粒子がポリマーとしてポリフェニレンスルフィドを含有することを特徴とする、請求項1に記載のファイバー含有充填材粒子。
- 固形粒子がポリマーとして架橋型ポリフェニレンスルフィドを含有することを特徴とする、請求項2に記載のファイバー含有充填材粒子。
- 3本以上、好ましくは6本以上、及び特に好ましくは11本以上のファイバーがその中に部分的に包み込まれていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子。
- ファイバーは、カーボンファイバー、グラスファイバー、ポリマーファイバー、セラミックファイバー、金属ファイバー、及び上述のファイバーのうち2以上の任意の混合物で構成されている群から選択されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子。
- ファイバーはカーボンファイバーであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子。
- ファイバーの太さは1〜100μm、好ましくは2〜75μm、特に好ましくは5〜50μm、及びまさに特に好ましくは6〜20μmであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子。
- ファイバーのうち少なくとも一部の、固形粒子に包み込まれた端部とは反対側の端部は、固形粒子から1〜100μm、及び好ましくは10〜50μm突出することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子。
- 少なくとも2本、好ましくは少なくとも5本、及び特に好ましくは少なくとも10本のファイバーの、固形粒子に包み込まれた端部とは反対側の端部が、固形粒子から突出することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子。
- ファイバー含有充填材粒子は、1〜1000μm、好ましくは5〜500μm、及び特に好ましくは10〜200μmの最大長を有することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子。
- ポリテトラフルオロエチレンから構成されるマトリックスを含んでなる複合材料であって、該マトリックス中に、請求項1〜10のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子を含有する、複合材料。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のファイバー含有充填材粒子を生産するためのプロセスであって、下記のステップすなわち:
a)ファイバー‐ポリマー混合物を得るために、100μm以下の太さを有するファイバーを、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルホン、ポリエーテルスルホン、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ペルフルオロアルコキシポリマー、及び上述のポリマーのうち2以上の任意の混合物で構成されている群から選択されたポリマーと混合するステップであって、ファイバーはポリマーよりも高い融点を有する、ステップと、
b1)ステップa)で得られたファイバー‐ポリマー混合物を、ポリマーの融点を上回るがファイバーの融点を下回る温度で融解させて、ファイバー‐融解物混合物を得るステップ、又は
b2)ステップa)で得られたファイバー‐ポリマー混合物のポリマー成分を化学反応によって硬化させて、ファイバー‐ポリマー複合材料を得るステップと、
c)任意選択で、ステップb1)若しくはb2)で得られたファイバー‐ポリマー複合材料を冷却するステップと、
d)ステップc)で得られたファイバー‐ポリマー複合材料を粉砕して、1000μmの最大長を有するファイバー含有充填材粒子を得るステップと
を含んでなるプロセス。 - ステップa)でポリマーとしてポリフェニレンスルフィドが使用され、かつプロセスのステップb1)、c)及びd)は空気雰囲気下で実行され、その結果、ポリフェニレンスルフィドは架橋することを特徴とする、請求項12に記載のプロセス。
- ファイバー‐ポリマー複合材料は、1〜1000μm、好ましくは5〜500μm、及び特に好ましくは10〜200μmの長手方向の最大寸法を有するファイバー含有充填材粒子を得るために、ステップc)で粉砕されることを特徴とする、請求項12又は13に記載のプロセス。
- ステップc)におけるファイバー‐ポリマー複合材料の粉砕は、製粉により、又は好ましくは破砕により、実行されることを特徴とする、請求項12〜14のいずれか1項に記載のプロセス。
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