JP5074672B2 - 繊維強化熱可塑性樹脂の引抜成形方法 - Google Patents
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Description
本発明の一態様においては、前記強化用繊維を前記金型に引き込みつつ引き抜きながら、前記金型に引き込む前に前記金型外で前記強化用繊維に前記化合物(A)と前記化合物(B)とを加温含浸させる。
本発明の他の態様においては、前記強化用繊維を前記金型に引き込みつつ引き抜きながら、前記化合物(A)と前記化合物(B)とを前記金型に注入し、前記金型内で前記強化用繊維に加温含浸させる。
また、強化用繊維と複合・含浸される時には、反応性化合物が低粘度であるため、強化用繊維との濡れ性が極めて良好で、繊維束間にボイドが残存することがなく、高品質な複合材料が得られる。このため、ボイドの発生が問題となるような様々な複雑な形状の成形物を容易且つ欠陥なく製造することが可能になる。
さらにまた、本発明では、低分子な状態の反応性化合物を強化用繊維に含浸させるため、従来のFRTPのような繊維の損傷による強度低下を抑制できる。
また、リユース、リサイクル及び2次加工が可能な熱可塑性樹脂の複合材の引抜成形でありながら、樹脂の分子量や引取速度に制限されず、優れた物性の熱可塑性樹脂複合材を高速に製造することができ、高い生産性を有していながら省力化も図れる。
さらにまた、本発明の成形方法は、エポキシ樹脂の優れた化学特性を生かした引抜き樹脂複合材を製造することができる。特に、エポキシ樹脂が接着性に優れているため、高分子量熱可塑性樹脂との界面接合性が悪い炭素繊維やアラミド繊維等の強化繊維とも非常に強固な界面接着性が得られ、優れた機械的特性を有する繊維強化プラスチックを得ることができる。
まず、以下の表1に示す使用原料を同表記載の重量部にて混合して、反応性化合物の混合物を得た。なお、得られた混合物は、混合物作製時及び室温に保管している状態では重合反応を生じなかった。表1中の略号の意味は以下のとおり。
AER260 旭化成社製ビスフェノール型液状エポキシ樹脂(エポキシ当量:190g/eq)
BPA−M 三井化学社製ビスフェノールA(水酸基当量:114g/eq)
TOTP 北興化学工業社製トリ−o−トリルホスフィン(分子量:304)
トリ−n−オクチルボレート 東京化成社製(分子量:398)
一般的な汎用FRP(熱硬化エポキシ樹脂を母材としたガラス繊維強化熱硬化性プラスチック(以下、「RefGFRP」という。)をほぼ同様な以下の条件で成形した。マトリックス樹脂として、熱カチオン重合触媒によるエポキシ樹脂を用いた。このエポキシ樹脂の配合成分を表1に示す。表中の略号の意味は以下のとおり。
セロキサイド2021P:液状エポキシ樹脂、ダイセル化学社製
エピコート1002:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、平均分子量1200、ジャパンエポキシレジン社製
SD551:可撓性付与剤、カルボン酸末端脂肪族ポリエステルのエポキシ樹脂アダクト、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
SI−100L:熱カチオン重合触媒、三新化学工業社製
ST86PA:ジメチルポリシロキサン、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製
試験方法は以下のとおりである。
測定は、JIS K7244−5に準じた動的粘弾性試験にて行った。試験片形状は、厚みh=2mm、幅b=15mm、長さl=20mmであった。試験機は動的粘弾性測定機DMS−6100(セイコーインスツルメンツ製)を用い、両端部を完全固定とし、試料中央部を5mm幅でクランプし曲げによる正弦的ひずみを加えた。試験条件は、測定温度−50〜250℃とし、昇温速度を2℃/min、加振周波数は1Hzで測定を行った。
曲げ試験:
静的な曲げ強度と弾性率の測定は、JIS K 7017に準じて3点曲げ試験を行った。試験片形状は、高さh=2mm、幅b=15mm、長さl=80mmで曲げスパンは60mmであった。測定温度25℃。
02 強化用繊維
03 加熱含浸槽
04 金型
05 牽引装置
06 切断装置
07 成形品
Claims (7)
- 強化用繊維を金型に引き込みつつ引き抜きながら前記金型を介して加熱し、前記強化用繊維に含浸させた1分子中にエポキシ基を2つ有する化合物(A)と1分子中にフェノール性水酸基を2つ有する化合物(B)とを、前記化合物(A)と前記化合物(B)との重合触媒及び反応遅延剤を使用して重付加反応により直鎖状に重合させることにより、前記化合物(A)と前記化合物(B)とが重合してなる熱可塑性樹脂を前記金型で成形することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂の引抜成形方法。
- 前記化合物(A)と前記化合物(B)とを重合させる重合温度は、120〜200℃である請求項1記載の引抜成形方法。
- 前記強化用繊維を前記金型に引き込みつつ引き抜きながら、前記金型に引き込む前に前記金型外で前記強化用繊維に前記化合物(A)と前記化合物(B)とを加温含浸させる請求項1又は2記載の引抜成形方法。
- 前記強化用繊維を前記金型に引き込みつつ引き抜きながら、前記化合物(A)と前記化合物(B)とを前記金型に注入し、前記金型内で前記強化用繊維に加温含浸させる請求項1又は2記載の引抜成形方法。
- リン系重合触媒とホウ酸エステル系反応遅延剤とを使用する請求項1〜4のいずれか記載の引抜成形方法。
- 前記化合物(A)の少なくとも一部及び/又は前記化合物(B)の少なくとも一部が、フルオレン骨格を有するモノマーである請求項1〜5のいずれか記載の引抜成形方法。
- 強化用繊維は、ガラス繊維、炭素繊維又はアラミド繊維である請求項1〜6のいずれか記載の引抜成形方法。
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