JP7473895B2 - 圧力容器の製造方法、熱可塑性樹脂組成物およびプリプレグ - Google Patents
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Description
(B)電子線照射により重合し得る官能基を少なくとも1個有するモノマー、または
(B’)電子線照射によりラジカルを発生する化合物と、ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物との混合物と、
を含み、
成分(A)のハンセン溶解度パラメータ(HSP)からの成分(B)のHSPの距離が6.5以下であり、成分(A):成分(B)または(B’)の質量比が90:10~50:50である熱可塑性樹脂組成物を用いる圧力容器の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂を溶融させ、溶融した熱可塑性樹脂組成物を強化繊維に含浸させてプリプレグを得る工程と、
前記熱可塑性樹脂組成物が溶融した状態で前記プリプレグをライナーの外周に巻回して積層する工程と、
積層したプリプレグに電子線を照射する工程と、
を含む。
(B)電子線照射により重合し得る官能基を少なくとも1個有するモノマー、または
(B’)電子線照射によりラジカルを発生する化合物と、ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物との混合物と、を含み、
成分(A)のハンセン溶解度パラメータ(HSP)からの成分(B)のHSPの距離が6.5以下であり、成分(A):成分(B)または(B’)の質量比が90:10~50:50である。
以下、圧力容器の製造に好適に用いられる本発明の熱可塑性樹脂組成物について説明する。熱可塑性樹脂組成物は、(A)ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレートからなる群より選択される熱可塑性樹脂と、(B)電子線照射により重合し得る官能基を少なくとも1個有するモノマー、または(B’)電子線照射によりラジカルを発生する化合物と、ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物との混合物と、
を含み、
成分(A)のハンセン溶解度パラメータ(HSP)からの成分(B)のHSPの距離が6.5以下であり、成分(A):成分(B)または(B’)の質量比が90:10~50:50である。成分(A)の熱可塑性樹脂に、それとHSP値が近いモノマー(B)または混合物(B’)を混合することによって、得られた熱可塑性樹脂組成物の溶融温度が熱可塑性樹脂(A)のものより低くなり、溶融粘度も低くなる。このことから、熱可塑性樹脂組成物を強化繊維中に良好に含浸させることができる。ここで、熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)よりも強度が劣化しているが、熱可塑性樹脂組成物に電子線を照射して、モノマー(B)または混合物(B’)を重合させることによって、強度を回復させることができる。
本実施の形態にかかる圧力容器の製造方法は、上記の実施の形態にかかる熱可塑性樹脂組成物を用いる。該方法は、熱可塑性樹脂組成物を溶融させ、溶融した熱可塑性樹脂組成物を強化繊維に含浸させてプリプレグを得る工程と、熱可塑性樹脂組成物が溶融した状態でプリプレグをライナーの外周に巻回して積層する工程と、積層したプリプレグに電子線を照射する工程と、を含む。
実施例および比較例で使用した材料の詳細は下記の通りである。
PES5003P(標準グレード):ポリエーテルスルホン,住友化学社製「スミカエクセルPES5003P」
PES3500P(低分子量グレード):ポリエーテルスルホン,住友化学社製「スミカエクセルPES3500P」
TAIC:トリアリルイソシアヌレート,三菱ケミカル社製「TAIC」
BPE-80N:2,2-ビス(4-(メタクリロキシ-エトキシ)フェニル)プロパン(エチレンオキシド2.3モル),新中村化学社製「NKエステルBPE-80N」
3000MK:ビスフェノールAジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物,共栄社化学社製「エポキシエステル3000MK」
ポリアミド6 CM1001:東レ社製「アミランCM1001」
13.0gの2-ヒドロキシエチルメタクリレート、20.2gのトリエチルアミンおよび0.9gのトリメチルアミン塩酸塩を50mLのトルエンに溶解させ、1Lのセパラブルフラスコに仕込んだ。フラスコ内を窒素置換した後0℃まで冷却し、フラスコに取り付けた滴下ロートから、28.6gの塩化p-トルエンスルホニルを50mLのトルエンに溶解させた溶液を滴下した。0℃で1時間撹拌して反応させた後、8.8gのN,N-ジメチルエチレンジアミンを加えて15分撹拌した。トルエンを留去した後、酢酸エチルおよび純水を加えて、溶媒抽出を行ない、有機相を飽和食塩水で数回洗浄した。有機相の溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィー(移動相は酢酸エチル)にて精製し、目的物を得た。
33.8gのビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホンおよび45.5gのトリエチルアミンを100mLの脱水ジメチルホルムアミドに溶解させ、1Lのセパラブルフラスコに仕込んだ。フラスコ内を窒素置換した後0℃まで冷却し、フラスコに取り付けた滴下ロートから、41.8gの塩化メタクリロイルを50mLの脱水ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液を滴下した。0℃で一晩撹拌して反応させた後、クロロホルムで希釈し、純水を加えて反応をクエンチするとともに飽和食塩水で数回洗浄した。有機相の溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィー(移動相はクロロホルム:メタノール=20:1)にて精製し、メタノールからの再結晶により目的物を得た。
33.8gのビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホンおよび10.1gのトリエチルアミンを100mLの脱水ジメチルホルムアミドに溶解させ、1Lのセパラブルフラスコに仕込んだ。フラスコ内を窒素置換した後0℃まで冷却し、フラスコに取り付けた滴下ロートから、10.5gの塩化メタクリロイルを50mLの脱水ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液を滴下した。0℃で一晩撹拌して反応させた後、クロロホルムで希釈し、純水を加えて反応をクエンチするとともに飽和食塩水で数回洗浄した。有機相の溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフィー(移動相は酢酸エチル:ヘキサン=7:3)にて精製し、目的物を得た。
実施例および比較例の樹脂組成物それぞれを観察し、以下の基準で相溶性を評価した。結果を表1に示す。
◎:透明で且つブリード無し
〇:白濁するがブリード無し
△:白濁し、ブリード有り
×:分離が激しく使用不可能
実施例および比較例の樹脂組成物それぞれの流動開始温度を、定試験力押出形細管式レオメータフローテスタCFT(島津製作所社製)にて測定した。測定条件は、50kg負荷、昇温速度3℃/分、ダイ穴径1mm、ダイ厚み1mmである。結果を表1に示す。
Claims (10)
- (A)ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレートからなる群より選択される熱可塑性樹脂と、
(B)電子線照射により重合し得る官能基を少なくとも1個有するモノマー、または
(B’)電子線照射によりラジカルを発生する化合物と、ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物との混合物と、
を含み、
成分(A)のハンセン溶解度パラメータ(HSP)からの成分(B)のHSPの距離が6.5以下であり、成分(A):成分(B)または(B’)の質量比が90:10~50:50である熱可塑性樹脂組成物を用いる圧力容器の製造方法であって、
前記熱可塑性樹脂組成物を溶融させ、溶融した熱可塑性樹脂組成物を強化繊維に含浸させてプリプレグを得る工程と、
前記熱可塑性樹脂組成物が溶融した状態で前記プリプレグをライナーの外周に巻回して積層する工程と、
積層したプリプレグに電子線を照射する工程と、
を有することを特徴とする圧力容器の製造方法。 - 成分(B)の官能基がメタクリル基であることを特徴とする請求項1に記載の圧力容器の製造方法。
- 前記電子線照射によりラジカルを発生する化合物がポリアミド6であり、前記ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物がトリアリルイソシアヌレート(TAIC)であることを特徴とする請求項1または2に記載の圧力容器の製造方法。
- 電子線の照射において、電子線の照射量が10kGy~500kGyであり、加速電圧が50Kev~500Kevであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧力容器の製造方法。
- 前記プリプレグの積層を150~200℃の温度で加熱しながら行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の圧力容器の製造方法。
- 前記強化繊維が炭素繊維であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の圧力容器の製造方法。
- (A)ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリレートからなる群より選択される熱可塑性樹脂と、
(B)電子線照射により重合し得る官能基を少なくとも1個有するモノマー、または
(B’)電子線照射によりラジカルを発生する化合物と、ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物との混合物と、を含み、
成分(A)のハンセン溶解度パラメータ(HSP)からの成分(B)のHSPの距離が6.5以下であり、成分(A):成分(B)または(B’)の質量比が90:10~50:50であり、
前記電子線照射によりラジカルを発生する化合物がポリアミド6またはポリアミド66であり、前記ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物がトリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリアリルシアヌレート(TAC)またはジアリルフタレート(DAP)であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。 - 成分(B)の官能基がメタクリル基であることを特徴とする請求項7に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記電子線照射によりラジカルを発生する化合物がポリアミド6であり、前記ラジカルと付加反応することができる官能基を分子中に少なくとも1個以上有する化合物がトリアリルイソシアヌレート(TAIC)であることを特徴とする請求項7または8に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項7乃至9のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂組成物を強化繊維に含浸させてなることを特徴とするプリプレグ。
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