JPH01292126A - 複合成形用前駆体及び複合成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は曲げ特性、層間剥離特性、耐衝γ性に優れた複
合成形品及び該成形品を成形する原材料となる複合成形
用前駆体に関する。

（従来の技術） 結晶性ポリマーの結晶核生成を均一にし、結晶化速度を
速くするために結晶促進剤即ち核剤を添加するノ」法が
知られている。ポリエチレンテレフタレートは・股に結
晶化速度が遅く、結晶化？晶度が高いため、種々の結晶
核剤が用いられる。例えば特公昭４４　７５４２　’ｊ
に中性粘！二、周期律表第■族より選ばれた全屈の酸化
物、硫酸塩、燐酸塩等がｉ％されており、特公昭４８−
４０９７、特公昭４８−４０９８には有機カルボン酸塩
、持分Ｉｔ／（Ｂ　２−４８７０　Ｅｌにはアルカリ金
属のアセチルアセトナートが示されている。いずれも射
出成形用の樹脂いわゆるコンパウンドに適応されるもの
であるが繊維成形用ポリマーについては、滑剤、ダル化
剤としては・部の添加剤が適応されているが核剤として
の添加はなされていない。

補強用繊維と熱ＩＩ）塑性自機繊維が混合してなる複合
成形用前駆体は、一般に熱ｉ＋Ｊ塑性樹脂が繊維状で混
合されているため樹脂の強化繊維中への分散性が良り、
フレキシビリティ−があるため種々のプリフォームが作
り易いという特徴を持っている。しかしながら、前記熱
可塑性自°機繊維を形成するポリマーが結晶化速度が遅
＜、結晶化速度を速くするため結晶核剤を無作為に添加
すると繊Ｍｔ形成時に糸ＩＪＪを発生させるため使用が
不能であった。・般に繊維状で核剤を用いて、結晶化速
度を速＜シ、結晶核の生成を均一にすることは種々の制
約を受ける。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は前記従来技術における問題を解決すること、す
なわち、成形が容易で成形時間が短かく、得られた成形
体の機械的特性（曲げ特性、耐衝撃性）にすぐれた成形
体を得ることである。

（課題を解決するための１段） 本発明は、補強用繊維と熱ｉｉＪ塑性ａ機繊維を混合し
た複合成形用前駆体において、前記熱可塑性自゛機繊紐
が偏光ラマン分光計で測定した強度比■×ｖ／　Ｉ　ｖ
ｖｈ（３・０以−１−であるポリエチレンテレフ駆体及
び該前駆体から成形された成形体である。

すなわち、ｐめ補強用繊維と偏光ラマン分光計で測定し
た強度比１　ｘｙ／　Ｉ　ｖｖが３．０以、１−好まし
くは３．５以上のポリエチレンテレフタレート繊維で糸
状あるいは布帛状の複合成形用前駆体をつくり、この前
駆体を加熱して熱＋−＋Ｊ塑性繊維を溶融して成形体を
得ることである。

１・、記Ｉ　、Ｙ／　Ｉ　、、が３．０以、ｌ−のポリ
エチレンテレフタレート繊維としては紡糸速度７００ｍ
／１ｎ以ｌ−で紡糸した未延伸糸、未延伸糸を廷伸した
延伸糸、Ｐ　ＯＹ　１１’＋’＋Ｉ速紡糸繊維等をあげ
ることができる。

ことに　本発明においては、補強繊維とポリエチレンテ
レフタレート繊維との接ｉｔ性を向１−させるために、
いずれかの繊維または肉繊維にｔ？青性を向１・させる
処理剤を付り、し°Ｃ接着層が設けられていることが特
徴である。

また、前記ポリエチレンテレフタレート繊維が１＋’ｉ
　＋情促進剤を含有していることが望ましい。

以ドに本発明の詳細な説明する。

ポリエチレンテレフタレート繊維とｈｌｉ強繊維を混合
してなる複合成形用前駆体は、ヒートプレス成形により
　ｖｌｉ板状或はＦＳ１雑な曲面の成形品を、プルトル
ージ９ン法により棒状、パイプ状の成形品を、フィラメ
ントワインド法により円筒杖の成形品を製造するために
用いられる。いずれの装造を程においてもポリエチレン
テレフタレート繊維を溶融させ、冷却時に結晶化させて
剛性の高い成形品を製造するが、ポリエチレンテレフタ
レート繊維の結晶化速度は成形時のサイクルタイムや成
形速度に影響する。結晶化速度を速くすることによって
成形速度を速＜シ、成形サイクルタイムを短くすること
が可能である。

ポリエチレンテレフタレートの成形時の結晶）均・性、
結晶化度及び結晶の強靭性は得られた複合成形品の機械
１．５性に大きく影響する。均・で強靭な結晶を多く生
成させることによって機械特性の良好な複合成形品を得
るこたができる。結晶化速度が速く、強靭な成形品を製
造する方法について鋭、α検討した結果熱＋１７塑性自
゛機繊維として、偏光ラマン分光計で測定した強度比■
ｘＹ／ＩＶＹが３．０以上であるポリエチレンテレフタ
レート繊維をマトリックスとして使用することによって
、成形時の結晶化速度が速くなり、機械的特性の良好な
成形品が得られる。

またポリエステル繊維に結晶核剤を含有さぜることによ
って、史に結晶化速度が速くなると、！：もに、曲げ特
性、層間１１　離強度も向１−する。使用する結晶核剤
はＴｉＯ□やカオリンの単独または併用であり、該核剤
は平均粒径が３μｍ以Ｆであることが好ましい。またそ
の使用５ｉは繊Ｎ４￥　市１＋冒こｚ・１シ０．０５〜
１０％である。

本発明により結晶化速度が速くなり、機械Ｑ、ｌＩス＋
１のＱ好な成形品がス１１ら才する理由は必ずしもＩｌ
ｌ　ｌ；かてはないが、表１に、１＜すようにポリエチ
レン；１ツクレートのＩＸＹ／Ｉｙｖ値が増加すること
にリ　、コ、結晶化＋＋、’７間か知（なる１１１１ち
結晶化速度かｉ中くなる。この理由はＩ　ｘｖ／　Ｉ　
ｙｙ値の人きいｍ　Ｈ４ｔは配向が大きいため溶融され
るまでに受ける熱によっ・ζ配向結晶が生じ、その配向
結晶が溶融後も記憶されており、次の冷却過程において
結晶核の生成を速（するものと思われる。また結晶核の
生成数も多くなり最終的な結晶化度が１−り成形品の機
械的特性が向１−するものと思われる。３００℃で３０
分間溶融した後も結晶化時間の短縮効果は変らないこと
は全く驚いたことである。この′１［実は本発明の熱１
■塑性繊維を溶融し前記した種々の成形方法に適用する
ことは１・分ｔ−＋１能であることを裏づけるものであ
る。また繊維状で配向結晶したものを溶融し冷却する過
程を経ることによって分子−の結晶形態が球晶だけでな
（、フィブリル状の結晶形態をとるものも−・部生成し
ていることが推察され、このことが機械的特性の向１−
にも寄りしているものと思われる。

補強繊維とポリエチレンテレフタレート繊維の接着性を
向！−させるための処理剤の付りは、実施例１及び実施
例２に示すように層間剥離強度を、：Ｙくするために必
安である。

補強繊維と、熱ＩＩ）塑性繊維を６シ合する丁を段とし
ては、気体を吹きつける方法、電気開繊法、交撚法、ラ
ッピング法などのいずれの手段でも良い。

またポリエチレンテレフタレートの極限粘度は、０．３
以上の範囲で適用され、０．５以−１−が望ましい。前
記以外の核剤の種類としては、中性粘１１、周期律表第
■族より選ばれた金属の酸化物、硫酸ル、燐酸鳩、イ１
°機カルボン酸塩、アルカリ金属のアセチルアセトナー
ト、アルキルホスフェートのアルカリ金属塩、など繊維
中に糸切なく添加可能なものであればいずれでも良い。

補強繊維としては炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維
などいずれでもよいが、コストの低いものの依求される
分野においてはガラス繊維が望ましく、その使用１ｉ１
は補強用繊維の体積分＝＋＜　（Ｖ　ｆ　）で表示され
、（Ｖｆ）は２０％〜８０％である。

接養性向１ユのための処理剤はガラス繊維についてはシ
ラン系、チタネート系、クロム系等の処理剤及びエステ
ル系、エポキシ系等の接着剤とのイ〕）川か行なわれる
。またアラミド繊維、炭素繊維についてはポリエステル
系、エポキシ系の接着剤等が使用される。接？ｉ剤の付
”ｊ’　ｆ！ｌは繊維屯７．（に対し１〜２０％である
。

本発明による複合成形用前駆体より成形される成形品と
しては、ヒートプレス法による平板状或は複雑な曲面の
成形品であり、大きさ及び形状については限定されるも
のではない。

またプルトルージョン成形法により、成形される成形品
としては棒状、パイプ状の成形品、断面形状がＬ字７７
！　、ＨＪ！’１％Ｕ型の成形品などいろいろな形状、
大きさのものがある。これらの成形品は切断してもよく
、棒状の成形品をカットして、ロングファイバーのコン
パウンド用チップとして使用することもＩｉ（能である
。史にフィラメントワインド法によって成形される円筒
状或は複雑な形状の成形品に関しても形状、大きさ等に
ついて限定されるものではない。

Ｉ　ｘｖ／　Ｉ　ｖｖの測定法 ＰＥＴ繊紐を繊組方向に張った状態で固定する。

そして１μに絞ったビームを繊維中心部に照射し、入射
光の偏光を繊維軸方向（Ｙ）とする。検光子により散乱
光の繊維軸方向の偏光のピーク強度Ｉｖｙと繊維軸と直
角方向の偏光のピーク強度ｔｙｘを測定する。

６３０ｃｗ＋−’バンドのＩｖｙｓｒｙｘを１２８０ｃ
ｍ−’バンドで規」臼［シてＩ　、ｘ／　Ｉ　、、の値
を求める。

［実施例１コ １、補強ｗ！維として、１１本電気ガラス製のガラス繊
維、ＥＣＧ７５　１１０　１．０２　（８００デニール
、４２０フイラメント）と、ポリエステルフィラメント
（フェノール／テトラクロルエタン＝６０／４０の混合
溶媒中３０℃で測定極限粘度０．６０、強度比１　、、
／　ｌ　ｙ、＝　３　、５．７５０デニール、９６フイ
ラメント）をタスラン加＋：ｉ大により混繊した。混繊
条件はポリエチレンテレフタレート繊維をガラス繊維に
対して、０．３％のオーバーフィードで供給した。加に
速度（デリベリ−ローラー速度）はｌ　００　（ｍ　／
　ｍｔｎ　）　、流体圧力は５．　　Ｏ（ｋｇ／＋ｍｌ
ｉ：］で混繊した。ガラス繊維はｐめ、ビニールシラン
カップリング剤及びポリエステル系接着剤をアニオン系
活性剤で乳化した表面処理剤をガラス繊維に対して４．
０ｗｔ％となるように付すした。

得られた混繊糸を引揃え束ねて金型に入れ２６５℃に加
熱し、２６５℃、５５ｋｇ／−で２１ｎ加圧を行い、５
１ｎ後に４０℃になるように急冷し、ＩＩＩ　１５軸×
長さ１２０龍×厚さ３．０冒言の一方向強化の甲板を作
製した。得られた甲板の曲げ特性、層間剥離強度、アイ
ゾツト衝撃強度、成形時の結晶化に殻する時間の値を表
２に示した。

曲げ強度、曲げ弾性率、層間剥離強度はそれぞれ、Ｊ　
Ｉ　Ｓ−に−７０５５、Ｊ　Ｉ　Ｓ−に−７０５５、Ｊ
　Ｉｓ−に−７０５７を使用した。

［実施例２］ 実施例１と同様の方法でポリエチレンテレフタレート繊
維中に、ＴｉＯ□を０．０８ｗｔ％添加したものを使用
し、実験を行った。得られた成形品の曲げ強度、１１１
目デ弾性率、アイゾツト衝°７強度、成形時の結晶化に
要する時間を測定した結果を表２に小した。

［実施例３コ 実施例１と同様の方法でポリエチレンテレフタレート繊
維中にＴ　ｉ　Ｏ２を０．３５ｗｔ％添加したものを使
用し実験を行った。Ｉ！Ｉられた成形品の曲げ強度、＋
ｉｌロヂ弾性率、アイゾツト衝撃強度、成形時の結晶化
に安する時間を測定した結果を表２に小した０ ［実施例４］ 実施例１と同様の方法でポリエチレンテレフタレート繊
維中にカオリンを０．３５ｗｔ％添加したものを使用し
、実験を杼った。ｊ！Ｉられた成形品の曲げ特性、層間
剥離特性、アイゾツト衝撃強度、成形時の結晶化に認す
る時間を／１ｌｌｌ定した結果を表２に示した。

［実施例５］ ポリエチレンテレフタレート繊維の強度比ｔｘｖ／ＩＹ
Ｙ＝５．３以外は実施例１と同様の方法で実験を１１：
い、ｊすられた成形品の曲げ特性、層間剥離特性、アイ
ゾツト衝撃強度、成形時の結晶化に要する時間を測定し
た結果を表２にノＪ＜シた。

［実施例６］ ポリエチレンテレフタレート繊維の強度比ＩＸｙ／ＩＹ
ｖ＝５．３以外は実施例３と同様の方法で成形体を作製
した。ｆｊＪられた成形品の曲げ特性、層間？り離特性
、アイゾツト衝撃強度、成形時の結晶化に認する時間を
測定した結果を表２に示した。

［比較例１］ ポリエチレンテレフタレート繊維の強度比Ｉｘｙ／ＩＹ
Ｙ＝２．５以外は実施例５と同様の方法で成形体を製造
した。得られた成形品の曲げ特性、層間剥離特性、アイ
ゾツト衝撃強度、成形時の結晶化に要する時間を測定し
た結果を表２に示した。

［比較例２］ ポリエチレンテレフタレート繊維の強度比ＩＸＹ／１ｖ
ｖ＝２．５以外は実施例６と同様の方法で成形体を製造
した。得られた成形品の曲げ特性、層間剥離特性、アイ
ゾツト衝撃強度、成形時の結晶化に要する時間を測定し
た結果を表２にｌドした。

［比較例３］ ガラス繊維の表面処理を打わない条件以外は実施例１と
同様の方法で成形体を製造した。得られた成形品のｄｌ
ロヂ特性、層間クリ離特性、アイゾツト衝撃強度、成形
時の結晶化に要する時間を測定した結果を表２に示した
。

［比較例４］ 表面処理剤を付り、しないこと以外は実施例６と同様の
方法で成形体を製造した。得られた成形品の特性を測定
し結果を表２に示した。

以　　ド　　余　　白 （発明の効果） 本発明により、成形が容弓て、成形に要する時間が人中
に短縮でき、すぐれた曲げ強度、曲げ１１す１性率及び
耐衝撃性をもつ成形体を提供するこきができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）補強用繊維と熱可塑性有機繊維が混合されてなる
   複合成形用前駆体において、該熱可塑性有機繊維が偏光
   ラマン分光計で測定した強度比Ｉ＿Ｘ＿Ｙ／Ｉ＿Ｙ＿Ｙ
   が３．０以上であるポリエチレンテレフタレート繊維で
   あり、前記複合成形用前駆体形成繊維表面に接着層が設
   けられてなることを特徴とする複合成形用前駆体。
2. （２）補強用繊維と偏光ラマン分光計で測定した強度比
   Ｉ＿Ｘ＿Ｙ／Ｉ＿Ｙ＿Ｙが３．０以上であるポリエチレ
   ンテレフタレート繊維で構成される複合成形用前駆体か
   ら成形された成形体であって、曲げ強度■■ｋｇ／ｃｍ
   以上、曲げ弾性率が４０００ｋｇ／ｃｍ＾２以上である
   ことを特徴とする複合成形体。