JP2618585B2 - ポリエチレン樹脂成形体用補強繊維 - Google Patents
ポリエチレン樹脂成形体用補強繊維Info
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Description
料に関する。特にその補強材料の芯線とマトリックス樹
脂との接着性が向上された盛土補強材に関する。
が主として使用されて来たが腐食するため海水や温泉の
影響を受ける場所での使用は制限され更には重量が重い
ため施工の際に多くの人手を必要とするという問題もあ
った。
を材料とするジオテキスタイルの展開が近年急速に拡大
しているが(補強土工法:土質工学会編1986.
5)、その中で代表的な土木資材の盛土補強用材料とし
てアラミド繊維で補強されたポリエチレン樹脂からなる
ネット状部材がある(特願平ー19591号公報)。こ
の特許では芯線とマトリックス樹脂との接着性を改良す
る方法として予め溶融されたポリエチレン樹脂の中に補
強用芯線を通し該芯線の周囲に約20〜60重量%のポ
リエチレン樹脂を被覆させて中間製品とし、つづいてネ
ット状の盛土補強用部材を直接造る工程で再度溶融ポリ
エチレン樹脂の中を通して同種のマトリックス樹脂との
接着性を高めている。
木工事或いは海岸まで山肌が押し迫った場所での垂直コ
ンクリート板を利用した大規模な土木工事などが行われ
る様になり、今までの部材よりも大荷重に耐える性能を
有する盛土補強材が望まれており、それに伴い芯線とマ
トリックス樹脂との接着性の大巾な向上が望まれてい
る。
強材として超高分子量の高密度ポリエチレンフィルムに
亀裂を入れながら特殊な延伸処理をすることにより得ら
れる薄くて高強力なネット状盛土補強材が開示されてい
る(特開昭51ー149975号公報)。このポリエチ
レンフィルムを利用した高強力土木資材網は腐食の問題
や重量が重いという問題は解決するが、土木資材として
の重要な要素である荷重下でのクリープが大きいという
問題は未解決のままである。また、この方法は特殊な超
高分子量の高密度ポリエチレンを原料として用いる点及
びネット状の盛土補強材成形に大型の特殊な成形機を必
要とする点で生産上困難な点が多い。
を有する盛土補強材料が切望されている。
問題点を解消した盛土補強材すなわち高荷重に耐え、か
つ接着性の改善された盛土補強材を提供することにあ
る。
求項1) アラミド繊維をカップリング剤を含有しない
アイオノマー樹脂で被覆してなることを特徴とするポリ
エチレン樹脂成形体用補強繊維。 (請求項2) アイオノマー樹脂の重量平均分子量が1
0000〜100000である請求項1記載のポリエチ
レン樹脂成形体用補強繊維。 (請求項3) アラミド繊維がポリパラフェニレンテレ
フタラミド繊維又はポリパラフェニレン・3,4’ジフ
ェニルエーテル・テレフタラミド繊維である請求項1又
は2記載のポリエチレン樹脂成形体用補強繊維。 (請求項4) アラミド繊維表面に被覆したアイオノマ
ー樹脂量が繊維重量に対し1〜20重量%である請求項
1〜3のいずれかに記載のポリエチレン樹脂成形体用補
強繊維。」である。
繊維と称することがある)としては、ポリパラフェニレ
ンテレフタラミド繊維又はポリパラフェニレン・3,
4’ジフェニルエーテル・テレフタラミド繊維が好まし
い。
式で表されるポリエチレンとポリアクリル酸との共重合
体であり、高分子鎖間のペンダントカルボキルレート基
が1価または2価の金属塩にて部分架橋されているもの
である。
000〜100000の範囲が好ましい。アイオノマー
樹脂の重量平均分子量が10000未満では球状の微分
散粒子を作るのが難しくなるだけでなく繊維表面に含浸
融着固着させた際の接着強力が低下するという不都合が
生じる。一方、アイオノマー樹脂の重量平均分子量が1
00000を越えると球状微分散粒子のサイズが大きく
なり水ディスパージョンの粘度が増加するだけでなく繊
維間に含浸する微粒子の量が極端に少なくなり芯繊維と
アイオノマー樹脂との接着性が低下し、その結果、補強
繊維とマトリックス樹脂との接着性が低下するという現
象が起こる。
は繊維重量に対し1〜20重量%が好ましい。更に好ま
しくは2〜15重量%、最も好ましくは3〜10重量%
の範囲である。アイオノマー樹脂量が1重量%未満では
接着性能が十分に発現されない。一方、アイオノマー樹
脂量が20重量%を越えると処理された繊維の硬さが急
激に硬くなり、処理された繊維をダイのガイドノズルに
導入する際にガイドノズルの所で断糸がおこり工程安定
性が低下する。
以下のごとく行う。まず複数本のヤーンからなる芯繊維
を水分散性の微粒子状のアイオノマー樹脂液(水ディス
パージョン)に通し繊維に樹脂を含浸させてから乾燥工
程に導入し、更に熱セットゾーンに導入して微粒子状の
アイオノマー樹脂を繊維表面に最終的に固着させる。な
おポリエチレン樹脂との接着性が向上した本発明の補強
繊維を利用してポリエチレン樹脂をマトリックス樹脂と
する盛土補強材を製造するプロセスモデルについて簡単
に説明する。マトリックス樹脂のポリエチレン樹脂は溶
融押出機で溶融されダイに送られる。一方、微粒子状の
アイオノマー樹脂を繊維表面に最終的に固着させた補強
繊維はダイのリップの直上に設けられたガイドノズルか
ら溶融液中に導入されて溶融マトリックス樹脂中に埋め
込まれる。ダイリップの直下で特開昭57ー15803
7号公報に記載の特殊な成形方法によりネット状の成形
体にした後、水中で冷却して最終製品の盛土補強材を得
る。
(水ディスパージョン)において水分散する一次粒子の
平均径は0.01〜1.0μmの範囲が好ましい。アイ
オノマー樹脂の平均粒子径が0.01μm未満ではアイ
オノマー樹脂を溶解させた液の加圧加熱ディスパージョ
ン液からの従来の微粒子化方法では粒子分布のシャープ
なものが得られられない。そのため特殊な装置の工夫が
更に必要となり極めてコストが高い微粒子になってしま
う。またアイオノマー樹脂の平均粒子径が1.0μmを
越えると補強繊維の単糸径が約13μmのためアイオノ
マー樹脂の微粒子の繊維間への移行が旨く行かず更に微
粒子の融着固着により形成される補強繊維上の凹凸が極
めて粗雑になり品質的にも接着性能の点からも好ましく
ない。
好ましい。アイオノマー樹脂の水分散液のPHが7.5
未満の場合にはアイオノマー樹脂の水分散液(ディスパ
ージョン液)の貯蔵安定性が極めて不安定になりゲル化
し易くなる。ここで水分散液(ディスパージョン液)の
PHが7.5未満になるということは、アイオノマー樹
脂の高分子鎖のペンダントカルボキシレート基が部分的
に中和架橋されていないことを意味する。またアイオノ
マー樹脂の水分散液のPHが14を越えると水分散液
(ディスパージョン液)の粘度が変動し易くなり接着性
の品質管理が難しくなる。
ー樹脂の微粒子を適度に含浸させ、かつ繊維表面に多層
に塗布した後で乾燥、熱融着させてアイオノマー樹脂を
繊維に含浸固着させている。なお前述の補強用繊維ある
いはアイオノマー樹脂の水ディスパージョン液に、その
特性を改善するための種々の添加剤、例えば耐熱剤、耐
候剤、紫外線劣化防止剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、
染料、顔料、難撚剤、結晶化促進剤、配向化促進剤等を
添加してもよい。
本発明の補強繊維はマトリックス樹脂のポリエチレン樹
脂との接着性が良好であるため、高荷重に耐えなければ
いけない大規模な土木用途での盛土補強材として好適で
ある。耐久性も極めて高い。
する。なお実施例で用いた測定法は下記の通りである。 (1) 引張強伸度 インテスコ製引張試験機(タイプ2005)を用い温度
23℃、湿度50%の雰囲気下で試験長(250 )mm、引張
速度(100 )mm/分の条件下で強度、伸度を10回繰り
返して測定した。 (2) 引抜接着力測定用サンプル作製方法 はじめに被測定処理コードを約1cm 間隔に張る。次に1
組の型にそれぞれマトリックス樹脂チップを敷き詰め約
150 ℃で溶融させ型に埋め込みマトリックス樹脂をやや
盛り上がった状態にまでする。そして予め張っておいた
被測定処理コードの上下から前記マトリックス樹脂を埋
め込んだ型(上下2つのそれぞれ同様なパーツからな
り、型のくぼみ部分のサイズが10×300 ×6(H ×L ×T)
であるもの。)で被測定処理コードをサンドウィッチ状
に挟む。さらに型に均一に温度をかけ樹脂の温度が150
℃になったところで型に約40kg/cm2 の圧力をかけ接着
させる。約3 分後、樹脂の温度が180 ℃になったところ
で圧力を解除し冷却する。型より被測定サンプルを取り
出しコードを引張り、マトリックス樹脂より引き抜くこ
とで接着力の評価を行う。 (3) 引抜接着力 上記(2) の方法により調整された10個の試験試料をイン
テスコ製引張試験機(タイプ2005)を用い引張速度
(200 )mm/分で引抜き、その引抜力の平均値を引抜
接着力として測定した。 (4) 水分散液のPH SHIBATA製のMICROCOMPUTER pH-VISION 6071 pH測定
装置にて温度23℃でアイオノマー樹脂の微粒子分散液を
そのまま測定した。 (5) 平均粒子径 島津製のCP-50 粒子分布測定器を使用しアイオノマー樹
脂の水分散液の原液を蒸留水にて2700倍に希釈して平均
微粒子径を測定した。 (6) 分子量 離合社製のVMR-102-33絶対分子量測定装置装置を使用し
100℃のデカリンの希薄溶液で測定した。 (7) アイオノマー樹脂の繊維表面への固着量 アイオノマー樹脂の水分散液で処理する前のアラミド繊
維の乾燥重量からそのデニールを求め、そのアラミド繊
維をアイオノマー樹脂の水分散液で処理後、乾燥ゾーン
で乾燥後に熱セットゾーンでキュアーされた処理後のア
ラミド繊維の重量を計り、そのデニールと処理前のデニ
ールから重量法にてアイオノマー樹脂の固着量を測定し
た。
のポリパラフェニレン・3、4’ジフェニルエ−テル・
テレフタラミド繊維(テクノーラ、帝人株式会社製)の
4本を合撚して7.4t/10cmのS撚を入れて一本
の補強用繊維束としこれを処理前の原糸とした。次にア
イオノマー樹脂の水分散液(ケミパールSタイプ10
0、三井石油化学株式会社製)を希釈して10%濃度に
調整して処理液とした。6000deの合撚糸を処理液
に導入して10m/分の処理速度で100〜130℃の
設定温度で乾燥し、170〜190℃の設定温度でキュ
アーして繊維表面へ融着固着させた。この際、アイオノ
マー樹脂の繊維表面への固着量が約5重量%になる用に
処理液中での浸漬長を調整した。
は各々171kg,4.9%、3187kgであり、そ
の性能は十分実用できるものであった。更に処理された
繊維のコード硬さをガーレー式コード硬さ計で測定した
ところ1040mgであった。 引き続き前記の引抜接
着力測定用サンプル作製方法に記載された方法で、処理
された繊維を埋め込み引張試験機にてその接着力を測定
したところ22.3kg/1cmの引抜接着力があっ
た。なお、この処理液の原液(ケミパールSタイプ10
0)のpHは10.3であり、微分散粒子の重量平均粒
子径は0.05μmであり、光散乱による分子量は41
000であった。結果を表1に示す。
Sタイプ300)の種類を変える以外は実施例1と同様
に行い繊維表面にアイオノマー樹脂が約5%固着された
繊維を得た。この繊維の強力、伸度、モジュラスは各々
176kg、5.2%、3062kgであり機械物性は
良好であった。引続き前記の引抜接着力測定用サンプル
作製方法にて処理された繊維を埋め込み引張試験機にて
その接着力を測定したところ29.6kg/1cmの引
抜接着力があった。なおこの処理液の原液(ケミパール
Sタイプ300)のpHは10.5であり微分散粒子の
重量平均粒子径は0.5μmであり光散乱による分子量
は43500であった。結果を表1に示す。
Sタイプ650)の種類を変える以外は実施例1と同様
に行い繊維表面にアイオノマー樹脂が約5%固着された
繊維を得た。この繊維の強力、伸度、モジュラスは各々
174kg、5.1%、3314kgであり、機械物性
は良好であった。引続き前記の引抜接着力測定用サンプ
ル作製方法にて処理された繊維を埋め込み引張試験機に
てその接着力を測定したところ26.1kg/1cmの
引抜接着力があった。なお、この処理液の原液(ケミパ
ールSタイプ650)のpHは10.9であり、微分散
粒子の重量平均粒子径は0.05μmであり光散乱によ
る分子量は47000であった。結果を表1に示す。
た以外は実施例1と同様に行った。この未処理のアラミ
ド繊維の強力、伸度、モジュラスは各々169kg、
4.7%、3754kgであった。引続き前記の引抜接
着力測定用サンプル作製方法にて、この未処理のアラミ
ド繊維を埋め込み引張試験機にてその接着力を測定した
ところ6.9kg/1cmという極めて低い引抜接着力
しか得られなかった。結果を表1に示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 アラミド繊維をカップリング剤を含有し
ないアイオノマー樹脂で被覆してなることを特徴とする
ポリエチレン樹脂成形体用補強繊維。 - 【請求項2】 アイオノマー樹脂の重量平均分子量が1
0000〜100000である請求項1記載のポリエチ
レン樹脂成形体用補強繊維。 - 【請求項3】 アラミド繊維がポリパラフェニレンテレ
フタラミド繊維又はポリパラフェニレン・3,4’ジフ
ェニルエーテル・テレフタラミド繊維である請求項1又
は2記載のポリエチレン樹脂成形体用補強繊維。 - 【請求項4】 アラミド繊維表面に被覆したアイオノマ
ー樹脂量が繊維重量に対し1〜20重量%である請求項
1〜3のいずれかに記載のポリエチレン樹脂成形体用補
強繊維。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5121441A JP2618585B2 (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | ポリエチレン樹脂成形体用補強繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5121441A JP2618585B2 (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | ポリエチレン樹脂成形体用補強繊維 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06329813A JPH06329813A (ja) | 1994-11-29 |
JP2618585B2 true JP2618585B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=14811220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5121441A Expired - Lifetime JP2618585B2 (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | ポリエチレン樹脂成形体用補強繊維 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2618585B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016160535A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | 東レ・デュポン株式会社 | ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維複合体およびその製造方法 |
JP2016160536A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-05 | 東レ・デュポン株式会社 | ポリアミド複合材用短繊維およびポリアミド複合材 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4659754A (en) * | 1985-11-18 | 1987-04-21 | Polysar Limited | Dispersions of fibres in rubber |
JPH0232131A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス繊維サイジング剤組成物 |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP5121441A patent/JP2618585B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06329813A (ja) | 1994-11-29 |
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