JPH0325340B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0325340B2
JPH0325340B2 JP63027847A JP2784788A JPH0325340B2 JP H0325340 B2 JPH0325340 B2 JP H0325340B2 JP 63027847 A JP63027847 A JP 63027847A JP 2784788 A JP2784788 A JP 2784788A JP H0325340 B2 JPH0325340 B2 JP H0325340B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
fibers
fiber
weight
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63027847A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63239032A (en
Inventor
Niiru Kogusueru Furederitsuku
Jon Hetsuzeru Debitsuto
Jon Uiriamusu Piitaa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
Publication of JPS63239032A publication Critical patent/JPS63239032A/en
Publication of JPH0325340B2 publication Critical patent/JPH0325340B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、熱可塑性樹脂を含有する繊維強化組
成物及び繊維強化成形品に関する。 ガラス繊維のトウまたはロービングを低粘度の
熱硬化性樹脂の浴に通して引いて、繊維を含浸す
ることによつて、繊維強化構造物を製造する方法
は、知られている。この構造物は、しばしば加熱
により硬化される。このような方法は引出成形法
として知られている。このような方法は少なくと
も10年間知られているが、熱硬化性樹脂含浸構造
物の製造に高業的にいかなる程度にも使用されて
いるわけでもない。この理由は、粘稠な溶融樹脂
中に通して引くとき、繊維をぬらすのが困難であ
るからである。得られる製品は、ぬれに劣る結
果、許容されない性質を有する。 繊維をぬらし、これによつて連続繊維、たとえ
ば、ガラス繊維に固有の非常に高いレベルの物理
的性質を最大限に使用する基礎を提供する、特定
の方法の効率は、この方法が理論的に達成しうる
曲げ弾性率に到達する曲げ弾性率を有する製品を
提供する程度を測定することによつて、評価でき
る。 理論的に達成しうる曲げ弾性率は、次の混合物
の簡単なルールを用いて計算する: EL=VfEf+VnEn ここでELは組成物の縦方向のモジユラスであ
り、 Vfは繊維の体積分率であり、 Efは繊維の曲げ弾性率であり、 Vnはマトリツクスポリマーの体積分率であり、 そして Enはマトリツクスポリマーの曲げ弾性率であ
る。 連続ロービングの含浸に普通の高分子量の熱可
塑性ポリマーの溶融物を使用すると、高いレベル
の曲げ弾性率を得ることができない。たとえば、
米国特許3993726号は、連続したロービングを高
圧下にクロスヘツド押出機中で含浸し、ダイを通
してロービングを引き、そしてロービングを冷却
および成形してボイドを含まない成形品にする改
良された方法を開示している。ポリプロピレンを
用いて得られた製品は、実施例1において、73重
量%のガラス繊維の含量について、わずかに約
6GN/m2、すなわち、理論的に達成できる値の
20%、の曲げ弾性率を有することが示されてい
る。 理論的に達成できるレベルに近づく曲げ弾性率
のレベルを有する材料を製造できることが、今回
発見された。 したがつて、連続法によつて製造され、そして
製造物の縦方向に延びる強化用フイラメントを構
造物の少なくとも30容量%含有し、そして
ASTMD790−80に従つて測定した構造物の曲げ
弾性率が理論的に達成できる曲げ弾性率の少なく
とも70%、好ましくは少なくとも80%であること
を特徴とする、熱可塑性ポリマーと強化用フイラ
メントからなる繊維強化構造物が提供される。こ
れらの構造物の層間剪断強さは、10MN/m2より
大、好ましくは20MN/m2である。本発明におけ
る使用に好ましい熱可塑性ポリマーは、融点が少
なくとも150℃である結晶質ポリマーおよびガラ
ス転移点が少なくとも25℃である非結晶質ポリマ
ーである。最適な剛性のためには、熱可塑性ポリ
マーは曲げ弾性率が少なくとも1GN/m2、好ま
しくは少なくとも1.5GN/m2であるべきである。 繊維強化構造物は、連続した整列されたフイラ
メントを良好にぬらすことができる種々の方法に
よつて製造できる。これらの方法の1つにおい
て、溶融粘度が30Ns/m2より小さく、好ましく
は1〜10Ns/m2である熱可塑性ポリマーの溶融
物中を通して、複数の連続フイラメントを引い
て、フイラメントを溶融したポリマーでぬらすこ
とからなり、フイラメントは引く方向に整列され
ていることを特徴とする、繊維強化組成物の製造
法が提供される。必要に応じて、含浸されたフイ
ラメントを固めて繊維強化ポリモー構造物にする
ことができる。熱可塑性物質の粘度は剪断速度と
ともに変化し、低い剪断速度におるほぼ一定の値
から減少する。本願の場合、低い剪断速度におけ
る粘度を用いる(通常ニユートン粘度を用いる)。
これは直径1mm、長さ8mmのダイを用いる毛管粘
度計を用いて便利に測定され、溶融粘度は133
104N/m2の範囲の剪断応力において測定する。 驚ろくべきことには、このようなポリマーは、
満足すべき物理的性質を達成するために熱可塑性
ポリマーの分野において通常適当であると考えら
れているよりも、分子量が低いという事実にかか
わらず、強化された組成物は例外的にすぐれた物
理的性質を有する、こうして強化された硬化塑性
ポリマー組成物を引出成形法により製造すると
き、含浸浴中の熱可塑性プレポリマーの粘度は繊
維を良好にぬらすためには典型的には1Ns/m2
り小である。この低い粘度を使用できる理由は、
プレポリマーを引き続いて熱硬化法により固体の
形態に変えることにある。これと対照的に、熱硬
化性ポリマーは通常完全に重合した固体材料であ
り、そして熱可塑性ポリマーを加熱して溶融する
ことによつてのみ液体の形態で得られる。しかし
ながら、許容しうる物理的性質を有する普通の高
分子量ポリマーの溶融粘度は、通常100Ns/m2
越える。このように高い粘度の溶融物を用いる引
出成形法で、繊維の適切なぬれを得ることは不可
能である。溶融物の温度を上げることにより、溶
融粘度をある程度低下することができるが、熱可
塑性ポリマーの分解温度以下において可能な粘度
の低下は通常不十分である。 十分に低溶融粘度を与えるのに十分に低い分子
量を熱可塑性ポリマーを使用して、引出成形法に
おいて繊維を適切にぬらすと、高い粘度の製品が
得られる。 したがつて、また溶融粘度が30Ns/m2より小
さく、好ましくは1〜10Ns/m2の間である熱可
塑性ポリマーの溶融物を通して、複数の連続フイ
ラメントを引いて、フイラメントを溶融ポリマー
でぬらすことによつて得られ、フイラメントは引
く方向に整列にされていることを特徴とする、繊
維強化熱可塑性組成物が提供される。製造された
繊維強化構造物は、ボイド含量が15%より小、好
ましくは5%より小であるべきである。 「連続繊維」または「複数の連続フイラメン
ト」という用語は、採用する処理条件下で、この
方法を実施不能とする頻度で破断せずに、溶融ポ
リマー中を引つ張るのに十分な長さのロービング
またはトウを形成するために十分な長さを繊維が
有する、繊維製品を意味する。適当な材料は、ガ
ラス繊維、炭素繊維、ジユートおよび高いモジユ
ラスの合成ポリマーの繊維である。後者の場合に
おいて、ポリマーの繊維は、この方法を乱す破断
を起こさないでポリマーの溶融物中を引つ張るこ
とができるのに十分な強さを有するという条件を
満足することが重要である。破談せずに含浸系を
通して引つ張られるのに十分な強度を有するため
には、繊維製品の連続繊維の大部分は、繊維製品
が連続繊維の大部分を整列させて、溶融ポリマー
中を通して引つ張られるように、1つの方向に横
たわるべきである。不規則に配置された連続繊維
から構成されたマツトのような繊維製品は、繊維
の少なくとも50容量%が引く方向に整列されてい
る繊維構造物の部分を形成しないかぎり、本発明
における使用に不適当である。 連続繊維は、溶融ポリマー中を通して引かれる
のに十分な一体性をもついかなる形態であること
もできるが、便利には、実質的にすべての繊維が
束の長さに沿つて整列されている、個々の繊維ま
たはフイラメントの束(以後“ロービング”と呼
ぶ)から成る。いかなる数のこのようなロービン
グを使用することもできる。商業的に入手できる
ガラスロービングの場合において、各ロービング
は8000本以上までの連続なガラスフイラメントか
ら成ることができた。6000本以上までの炭素繊維
を含有する炭素繊維を、使用することができる。
ロービングから織つたクロスも、本発明における
使用に適する。連続フイラメントは普通の表面サ
イズ剤、とくに繊維とマトリツクスポリマーとの
間の結合を最大にするように考えられたサイズ
剤、を有することができる。 本発明の使用により可能な高いレベルの曲げ弾
性率を達成するためには、連続フイラメントの表
面のできるだけ多くが溶融ポリマーでぬれること
が必要である。こうして、繊維が複数のフイラメ
ントから成るとき、繊維を構成する個々のフイラ
メントの表面は最適の効果を得るためにはぬれな
くてはならない。フイラメントを表面サイズ剤、
すなわち定着剤で処理するとき、サイズ剤が介在
するため、ポリマーは繊維またはフイラメントの
表面と直接に接触しないであろう。しかしなが
ら、繊維とサイズ剤との間およびサイズ剤とポリ
マーとの間にすぐれた接着が達成されるかぎり、
本発明の製品は高い曲げ弾性率を有し、そしてサ
イズ剤は、一般に、得られる性質を高めるであろ
う。 上記した方法において用いられる熱可塑性ポリ
マーは、溶融物が30Ns/m2より小、好ましくは
10Ns/m2より小の粘度をもつかぎり、溶融して
凝集性の塊を形成するいかなるポリマーであるこ
ともできる。強化された組成物において許容しう
る物理的性質を達成するためには、溶融粘度は
1Ns/m2を越えることが好ましい。示したよう
に、要求された溶融粘度の範囲のポリマーの選択
は、主としてポリマーの分子量に従う。適当なポ
リマーの例は、熱可塑性ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、ポリプ
ロピレン、ポリアリ−レンサルフアイド、ポリフ
エニレンオキシド/ポリスチレンブレンド、ポリ
エーテルエーテルケトンおよびポリエーテルケト
ンである。種々の他の熱可塑性ポリマーを本発明
の方法に使用できるが、ポリエチレンのようなポ
リマーはこのような高い強度の組成物を与えない
であろう。 ロービングの繊維を含浸する方法において、適
切なぬれを生成するために適当な溶融粘度のポリ
マーを使用することに加えて、ロービング中への
溶融物の浸透を最大にすることが必要である。こ
れは、ロービングを個々の構成繊維に、たとえ
ば、ロービングが溶融ポリマー中へ入る前にロー
ビングへ静電荷を加えるか、あるいは好ましくは
ロービングが溶融ポリマー中に存在する間ロービ
ングを広げて構成フイラメントに分離することに
よつて、できるかぎり分離することによつてなす
ことができる。これはロービングを張力下に少な
くとも1つ、好ましくはいくつかの、スプレダー
表面の上に通すことによつて便利に達成される。
分離され、ポリマーで含浸された繊維に、たとえ
ば、含浸されたロービングを溶融物からダイを通
して引くことによつて前記の分離された繊維を固
めることによつて、それ以上の仕事を加えると、
ぬれはさらに増大する。このダイは含浸ロービン
グに望むプロフイルを有することができ、あるい
はポリマーがまだ流動性である間含浸ロービング
を追加のサイジングダイに通過させることができ
る。驚ろくべきことには、このダイを冷却して満
足すべきサイジングおよびダイの滑らかな通過を
達成すると、有利である。含浸ロービングが浴か
ら平らなシートの形で出るとき、このシートを一
対のローラーの間に通すことによつて、それ以上
の仕事を加えることができる。 ロービングを含浸浴中に通して引つ張ることが
できる速度は、個々の繊維は適切にぬれるべきで
あるという要求条件に依存する。これは、大きい
程度に、溶融ポリマーの浴を経る通路の長さ、と
くにロービングが浴中で受ける機械的広げ作用の
程度に依存するであろう。本発明の方法において
達成できる速度は、熱硬化性物質の引出成形法に
おいて達成できる速度に匹敵する。なぜなら、引
出成形法は含浸工程後に必要な化学反応を完成す
るために要する時間によつて制限を受けるからで
ある。 好ましい実施態様において、ロービングを分離
するためにロービングをその上で引くスプレダー
表面は、ロービングの含浸に使用すべき特定のポ
リマーの融点以上の温度にスプレダー表面を加熱
するための外部の熱入力を有する。この手段によ
り、スプレダーの表面の局所区域のポリマーの溶
融粘度は、含浸浴の大部分におけるポリマーより
もかなり低い値に維持されうる。この方法の利点
は、ポリマーの非常に小さい比率を比較的高い温
度に上昇し、これによつて浴中のポリマーの主要
比率が分解する危険を最小にして、低い含浸粘度
を得ることができるということにある。その結
果、浴中のポリマー供給物は連続的に補充される
ため、所定の処理期間中、あるポリマーはほとん
ど制限されない期間にわたつて浴中に残留するこ
とがあるという事実から生ずる問題が大きく軽減
される。こうして、処理期間の開始時に存在する
ポリマーのあるものは処理期間の終了時になお存
在することがある。浴中のこの長い滞留時間にか
かわらず、このようなポリマーは、浴中のポリマ
ーの全体が浴を通じて低粘度を得るために高温に
暴露される場合よりも、きびしさに劣る熱履歴を
受けるであろう。 局所加熱法のそれ以上の利点は、熱安定性に劣
るポリマーを使用できるということである。さら
に、低い全熱履歴から生ずる低い劣化は低い粘度
の溶融物の生成に高い温度を局所的に使用可能と
するので、分子量の高いポリマーを使用できる。 含浸浴へのポリマーの供給物は、外部加熱要素
により、あるいは内部に配置された加熱されたス
プレダー表面により、浴中で溶融されるポリマー
粉末の形であることができ、あるいは別法として
浴に溶融ポリマーを、たとえば普通のスクリユー
押出機で供給することができる。浴が加熱された
スプレダー表面を備えるとき、押出機から送られ
るポリマー溶融物はできるだけ低い温度にして熱
分解を最小にすべきである。溶融された供給物の
使用は、開始が容易であり、温度制御にすぐれ、
そしてとくに非常に薄い構造物を製造するとき種
種の処理問題を生ずる未溶融のポリマー塊が回避
される、という利点を有する。 含浸された繊維生成物は、生成物を固める手
段、たとえばサイジングダイに通して引くことが
できる。このダイの温度は、この方法に有為の効
果を有することがわかつた。熱いダイを使用して
ダイ中の摩擦を最小にしかつ固化を促進すべきで
あることが予測されるであろうが、使用するポリ
マーの融点以上の温度に保持されたダイは、生成
物がダイを通して引かれるとき、並はずれた粘着
スリツプの挙動を生ずることがわかつた。冷却さ
れたダイを使用すること、そしてダイに入る引出
成形された部分の表面温度がポリマーの軟化温度
よりも20℃より高くない温度にあることを確保す
ることが好ましいことを発見した。「軟化温度」
とは、ポリマーを焼結できる最低温度を意味す
る。これは含浸浴とダイとの間の通路においてレ
ースに空気を吹付けることにより、および/また
はダイを含浸浴から隔置することにより、達成で
きる。引出成形された部分が熱し過ぎると、ポリ
マーは生成物がダイに入るとき絞り出される。こ
れはダイへの入口に付着物を残し、この付着物は
蓄積し、そして引出成形された部分がダイを通過
するとき、その部分に筋をつけることがある。引
出成形された部分はポリマーの軟化点より低い温
度に冷却すべきではない。なぜなら、生成物をサ
イジングダイで成形することは困難であり過ぎる
からである。 繊維強化生成物の寸法は、必要に応じて変える
ことができる。薄いシートは、繊維が連続した関
係でバンドを形成するように、ある数のロービン
グをスプレダー表面の上に通すことによつて、前
記ロービングの繊維を分離することによつて、製
造することができる。繊維を固めるためにダイを
使用したとき、構造物はサイジングダイの断面の
形をとるであろう。これは任意の要求される厚
さ、たとえば0.25mm〜50mmの厚さまたはプロフイ
ル、の物品を形成できる。固める手段が少なくと
も1対の回転ローラーから形成されたニツプから
なるとき、0.05mm以下の厚さを有するシートを製
造できる。 繊維強化構造物を製造するほかの方法におい
て、使用する熱可塑性ポリマーが30Ns/m2を有
為に越える溶融粘度を有するときでさえ、満足す
べきぬれを達成できることがわかつた。 したがつて、複数の連続フイラメントに張力を
加えかつそれを整列させて連続フイラメントのバ
ンドを形成し、このバンドを加熱されたスプレダ
ー表面の上に、バンドとスプレダー表面との間に
ニツプを形成するようにして通し、熱可塑性ポリ
マーの供給をニツプにおいて維持することからな
り、スプレダー表面の温度は、連続フイラメント
がその上を引かれるとき、連続フイラメントをぬ
らすことができる粘度のポリマー溶融物を形成す
るのに十分に高いことを特徴とする、繊維強化組
成物の製造法が提供される。ニツプの先端におけ
るポリマー溶融物は30Ns/m2より小さい粘度を
もつことが好ましいが、スプレダー表面へ供給す
べきフイラメントへの高い逆張力は、ニツプ区域
におけるポリマーの含浸が好適であることを保証
し、その結果30Ns/m2より有意に高い粘度にお
いてよく含浸されたバンドの製造を可能とする。
こうして、この方法は熱可塑性ポリマーの引出成
形法において使用できるポリマーの分子量を最大
とする手段を提供する。 この方法の1つの実施態様において、連続フイ
ラメントは、ロールまたはリールから一連のスプ
レダー表面、たとえばロツドの表面上へ引取るこ
とによつて、最も適当に張力を加えられ、そして
整列される。これにより、フイラメントの束はで
きるだけ遠くに、かなりの張力下に個々のフイラ
メントに広げられることができる。これらのフイ
ラメントは、加熱されたスプレダー表面の上を通
るとき、案内されて連続フイラメントのバンドを
形成する。スプレダー表面の形状およびフイラメ
ントとスプレダー表面との接触角度は、バンドと
加熱されたスプレダー表面との間にニツプを形成
するようなものである。熱可塑性ポリマーの粉末
をニツプへ供給し、そして加熱されたスプレダー
表面は熱可塑性ポリマーを溶融するのに十分な温
度に維持する。溶融物は、バントが加熱されたス
プレダー表面の上を通るとき、バンドの繊維を含
浸させかつぬらす。 この方法は、少なくとも1つの追加の加熱され
たスプレダー表面を準備し、この表面とともに少
なくとも部分的に含浸された繊維のバンドで第2
のニツプを形成し、このニツプによつてポリマー
の追加の供給物を繊維のバンド中に含浸できるよ
うにすることにより、変更することができる。部
分的に含浸されたバンドのいずれかの表面を用い
て、ニツプの作用面を形成することもできる。 強化された構造物中のポリマーの量は、バンド
に加える張力およびバンドが加熱スプレダー表面
と接触する通路の長さによつて大きくコントロー
ルされる。こうして、バンドが高い張力下にあり
かつスプレダー表面と実質的な面積で接触してお
り、その結果バンドがスプレダー表面に対して強
く押しつけられるとき、強化構造物のポリマー含
量は低い張力/短かい接触通路の条件下よりも少
ないであろう。 含浸を改良するかあるいは表面仕上げを改良す
るために使用する、加熱されたスプレダー表面お
よび使用するとき引き続く加熱または冷却された
表面は、好ましくは円筒形のバーまたはローラー
の形である。たとえば、第1の含浸表面は自由に
回転するローラーであることができ、このローラ
ーはバンドによりバンドの速度で回転させられ、
その結果溶融物による含浸またはサイジング前の
繊維の摩耗を最小に減少するようにすることがで
きる。第1ロールが繊維の動く方向に繊維の速度
までにおいて回転する(自由にあるいは駆動され
て)とき、バンド上に解放された繊維が蓄積され
るとき、それらの繊維は系を経て運ばれることが
観察された。この自己清浄作用は、バンドを分割
させうる第1ロールにおける繊維の蓄積を防ぐ上
で、とくに有効である。バンドが多少の溶融ポリ
マーを取り上げた後、好ましくはバンドの他方の
側面上に追加の溶融ポリマーが第2の自由に回転
可能な加熱された表面により供給された後、繊維
は摩耗を受ける傾向が非常に少なく、そして繊維
のぬれを改良するための処理に付されることがで
きる。こうして、ポリマー含有バンドは、バンド
の移動方向と反対方向に駆動される少なくとも1
つのローラーの上を通過させて、バンドへの局所
的仕事の入力を増加しかつぬれを最大にすること
ができる。一般に、ぬれの程度およびこの方法の
速度は、仕事の入力が存在する表面の数を増加す
ることにより増加できる。 溶融ポリマーのバツチの使用を必要とする方法
に比べて、繊維のバンドを使用してニツプを形成
する方法がすぐれているほかの点は、分解の危険
を減少することにある。こうして、繊維のバンド
とスプレダー表面との間のニツプ中に存在するポ
リマーは比較的少量であるた、大量のポリマーを
長期間高温に保持しなくてよい。ポリマーがニツ
プへ供給される位置にスクレーパーブレードを設
置して、処理の間の蓄積しかつ熱分解を受けるこ
とがある過剰のポリマーを除去することができ
る。 前述の方法の生成物を薄い強化されたシートと
して必要とするとき、ニツプにおける含浸により
製造された生成物を、加熱または冷却された追加
のローラーの上または間に通過することによつて
さらに処理して、含浸を改良し、あるいはシート
の表面仕上げを改良することができる。薄いシー
トは、その一方の側面が他方の側面よりも多いポ
リマーを含有するとき、カールする傾向がある。
これは、ローラー系における最後のローラーに近
接して調整可能な加熱されたスクレーパーを配置
して、シートの表面上の過剰のポリマーを除去す
ることによつて、避けることができる。スクレー
パーバーは、ポリマーの融点をちようど越える温
度であるべきである。たとえば、含浸ゾーンにお
いて約380℃の温度に到達するポリエーテルエー
テルケトンの場合において、スクレーパーバーの
温度は約350℃であるべきである。 次いで含浸されたバンドは、最終製品の意図す
る形状および目的に依存して、さらに処理するこ
とができる。含浸されたバンド中の分離されたフ
イラメントは、たとえば、ダイに通して一緒に引
いて、含浸されたバンドよりもかなり大きいプロ
フイルとすることができる。制限された量の成形
をこのようなダイにおいて実施して、成形された
プロフイルを得ることができる。 前述の方法の含浸された生成物は、連続な生成
物を必要とする成形加工法における継続使用のた
めロールに巻くか、あるいは継続する成形加工の
ための長さに細かく切ることができる。連続長さ
は、たとえば、熱軟化した生成物をフオーアーの
まわりに巻くことにより、あるいは、たとえば、
生成物のテープまたはストリツプからマツトを織
製することにより、物品の製作に使用できる。含
浸生成物は、整列された繊維が3mmから100mmま
での長さを有するペレツトまたは粒体に細断する
ことができる。これらは普通の成形法または押出
法に使用できる。 ガラス繊維を使用するとき、本発明の生成物の
繊維含量は生成物の少なくとも50重量%であつ
て、生成物の物理的性質を最高にすべきである。
繊維含量の上限は、ロービングの個々の繊維をぬ
らすのに要するポリマーの量によつて決定され
る。一般に、20重量%より少ないポリマーを用い
てすぐれたぬれを達成することは困難であるが、
きわめてすぐれた結果は本発明の方法に従い30重
量%のポリマーを繊維強化組成物に混入すること
によつて得ることができる。 バンドと加熱スプレダー表面とによつて形成さ
れたニツプにおいて連続ロービングのバンドを含
浸する方法によつて形成された、本発明の生成物
は、通常含浸系を材料のバンドまたはシートとし
て引つ張られるであろう。これにより、多くの用
途に有用な中間体が得られる。薄いバンドまたは
シート、すなわち0.5mmより小さくかつ0.05mmよ
り大きい厚さのものはとくに有用でありかつ融通
性がある。 テープはタビー織(tabby)または朱子織
(satin)(これらの用語は織物分野で使用されて
おり、そして百科辞典ブリタニカの“Weaving
(織物)”の項に記載されている)を用いて織製し
た物品を形成するのにとくに有用である。朱子織
は、この明細書の実施例に示すように、とくにす
ぐれた製品を与える。例外的に高い性能の織物
は、本発明に従つて製造されかつ幅が厚さの少な
くとも10倍であるテープを用いて得られる。1つ
の重要な用途は薄い強化されたシートとしてであ
る。このシートは、強化されたシートのある数の
プライから、各層の強化材を層の平面において選
択された方向に配置させて、層のポリマーを融合
させるのに十分な温度において層を圧縮すること
によつて、強化された物品を形成するために使用
する。層は融合工程の間またはその後に型内で成
形できる平らなシートとして使用することがで
き、あるいは層は成形マンドレルに巻くかまたは
その上で成形し、次いで融合工程後、マンドレル
の形状を有する物品を得ることができる。 強化用フイラメントを成形マンドレル上に巻
き、そしてフイラメントの層の間にポリマーフイ
ルムの層を介在させ、引き続いてポリマーフイル
ムを融合することによつて、強化された成形品を
製造することは、たとえば、英国特許第1485586
号明細書に開示されているように、すでに知られ
ている。本発明は、このような方法よりもすぐれ
ている。主要な利点は、高いコストの予備形成し
たポリマーの使用の回避、バンドの張力によりポ
リマーの含量をコントロールすることができるの
で、種々の厚さのフイルムを用意することの回
避、および本発明の方法の連続的性質から誘導さ
れる利点である。 本発明の引出成形品は、適当な寸法に細断し
て、ポリマー材料から成形した成形品を選択的に
強化するとき、同様に適する。この方法におい
て、本発明による生成物から成る少なくとも1つ
の予備形成された要素を型内に配置して、仕上げ
た成形品の選択部分を強化し、そしてポリマー材
料をその場の強化材のまわりに成形して造形品を
形成する。 本発明は繊維の強化材を成形品中に配置させ
て、成形品が使用時に受ける応力に関して最大の
効果を得ることができるばかりでなく、またこの
ような高い強度の物品を別の方法で製造するとき
直面する加工の問題を克服する。とくに、この方
法は、溶融粘度が100Ns/m2以上である普通の熱
可塑性ポリマーを使用して高い生産性の射出成形
法により、このような強化物品を製造するために
用いることができる。 ある用途において、予備形成した要素を、それ
が可撓性である温度において使用し、その結果、
たとえば加熱軟化された予備形成要素を型のイン
サートに巻きつけることによつて、それを型内に
いつそう容易に配置できるようにすることは、有
利であろう。 用いる成形法は、成形品を型内でポリマー材料
から成形するいかなる方法であることもできる。
ポリマー材料は、型に、射出成形法におけるよう
に、溶融物として、あるいは、圧縮成形法におけ
るように、粉末として、導入する熱可塑性材料で
あることができる。「圧縮成形法」という語には、
溶融せずにポリマー粉末を圧縮し、引き続いてこ
の「生の」成形品を型外で焼結する方法を包含す
る。型内で成形された熱可塑性ポリマー材料は、
型内に、たとえば、熱または科学的活性化剤もし
くは開始剤の作用下に、完全に重合するまで保持
される、モノマーまたは部分的に重合した媒質を
導入することによつて、誘導することもできる。 予備形成したインサートのまわりに形成される
ポリマーは、予備形成インサートを含浸するため
に使用したポリマーと同一であるか、あるいはそ
れと少なくとも相溶性であることが好ましい。 前述の方法から得られた含浸生成物は、強化用
繊維が少なくとも3mm、好ましくは少なくとも10
mmの長さを有するペレツトまたは粒体に細断する
と、特別の実用性を見いだす。これらの生成物
は、射出成形のような普通の成形加工法に使用す
ることができ、そしてペレツトの形において先行
技術の生成物よりもすぐれる。なぜならば、ペレ
ツト中の繊維の長さは、先行技術の生成物を使用
するときよりも、非常に大きい程度に保持される
からである。このより大きい繊維長さの保持は、
前述の方法の使用から生ずるポリマーによるすぐ
れたぬれのおかげで、本発明の生成物中の個々の
強化用フイラメントへ付与される保護が大きい結
果であると信じられる。 本発明のこの面は、とくに重要である。なぜな
ら、これは強化された物品を融通性のある作業、
たとえば、射出成形において形成させることがで
き、射出成形はスクリユー押出法を用いて供給材
料を溶融しかつ均一にし、繊維長さは驚ろくほど
に高度に保持され、結局物理的性質が向上するか
らである。こうして、本発明の生成物は、スクリ
ユー押出しを用いる成形加工法から成形品を得る
ことを可能とし、この成形品は長さが少なくとも
3mmの繊維を少なくとも50重量%、好ましくは少
なくとも70重量%含有する。これは商業的に入手
できる強化された製品から普通に得られるよりも
かなり長い、短かい長さ、すなわち2〜100mmの
本発明の強化生成物を溶融しかつ均質にすること
によつて、成形品を形成する別の方法は、カレン
ダー加工による。たとえば、シート製品はこの方
法で製造できる。 射出成形に適する生成物は、直接使用するか、
あるいは他の熱可塑性生成物のペレツトと配合す
ることができる。これらの他の生成物は、分子量
が高い以外同じポリマーであることができ、ある
いは異なるポリマーの存在が組成物の性質の全体
のバランスに悪影響を及ぼさないかぎり、異なる
ポリマーであることができる。他の生成物は充填
されないポリマーであることができ、あるいは粒
状または繊維状の充填材を含有できる。常法で製
造された強化成形用粉末、すなわち長さが約0.25
mmまでの強化用繊維を含む成形用粉末、を含有す
る材料とのブレンドは、とくに適する。なぜな
ら、短かい強化用繊維が本発明の生成物から存在
する長い繊維ほど効果的に寄与しないが、ブレン
ドの全体の強化用繊維の含量を高く保持できるか
らである。 連続引出成形物の細断された形態は、同時係属
英国特許出願第8101822号に記載させる供給原料
としてまた非常に有用である。前記英国特許出願
の方法において、繊維強化成形品は、少なくとも
5mmの長さの繊維の担体として硬化可能な流体を
含む組成物を、ダイに通し、これによつて、押出
物がダイを去るとき、繊維を緩和させて押出物を
膨張して、繊維が不規則に分散している解放繊維
構造物を形成し、そして担体が流動状態にある
間、製造された多孔質構造物を圧縮して成形品に
することによつて、製造される。 「硬化可能な」という語は、流体をそれが繊維
を押出しのとき生ずる不規則な配向で保持するよ
うな形態に「固化」できることを意味する。こう
して、たとえば、硬化可能な流体は、溶融状態で
押出し、次いでそれが凍結するまで冷却すること
によつて固化する溶融した熱可塑性材料であるこ
とができる。 好ましくは、膨張した押出物は、多孔質押出物
を成形品に圧縮する手段を有する型チヤンバー中
へ、直接押出し、そして押出し物を圧縮して成形
品にした跡、押出物は固化させるか、あるいは固
化する。 この方法で形成した押出し物は不規則に分散し
た繊維を含有するもので、成形品中の繊維の配向
そのものは圧縮の結果生じうるものである。 この方法は高い繊維の配合量、すなわち30容量
%の繊維において使用できる。繊維の破断はほと
んど起こらないので、製品のすべての方向におい
て測定して、例外的に高い強度を有する成形品を
得ることができる。 本発明の引出成形された生成物を少なくとも5
mm、好ましくは10mmの長さに細断することによつ
て得られたペレツトは、好ましい。上限は、生成
物を溶融する押出機へ供給する材料において直面
する問題の程度によつて決定される。少なくとも
50mmまでの長さを用いることができるが、長い長
さでは破断する繊維の量が増加するので、長い繊
維長さの利点は、部分的にそこなわれる。 ロービングの適切なぬれを達成するために、比
較的低い分子量のポリマー、たとえば、30Ns/
m2以下、好ましくは10Ns/m2以下の溶融粘度の
ポリマーを使用することが必要であり、そしてこ
のような生成物がこのような高いレベルの物理的
性質をもつことは驚ろくべきことであるが、本発
明は組成物中のポリマーの分子量を既知の方法に
より増加する継続する処理工程排除しない。この
ような技術は、縮合ポリマーの場合における固相
重合、橋かけ剤の使用または照射技術を包含す
る。橋かけ剤を使用して分子量を増加する場合に
おいて、これらを組成物中に均質に混合すること
が必要である。これは、それらが含浸の間すでに
存在する場合にのみ実施可能であるが、このよう
な場合において、ぬらす工程の完了前に活性化さ
れないように注意しなくてはならない。 次の実施例を参照して、本発明及び関連発明を
さらに説明する。 実施例 1 テレフタル酸の20重量%がイソフタル三で置換
されており、そして表1に記載する固有粘度値を
有する、ポリエチレンテフタレートのコポリマー
を使用して、ほぼ290℃の温度の浴中でポリマー
溶融物を調製した。16000本の個々のフイラメン
トを含有するガラスのロービングを、溶融したポ
リマー中を通して、浴中に配置された1つのスプ
レダーの上を、浴中の30秒の滞留時間を与える30
cm/分の速度で、引いた。含浸されたロービング
を浴の壁中の直径3mmのダイを通して引き、次い
で冷却した。 溶融物の粘度とポリマー供給原料および強化さ
れた組成物中の固有粘度を、測定した。繊維のぬ
れの程度とボイド含量を、含浸された生成物の完
全にぬれた長さの重量を、未知のぬれの程度の生
成物の同じ長さと比較することによつて評価し
た。完全にぬれた対照材料は、完全に透明な生成
物が得られるように、低い粘度の溶融物を非常に
遅い速度で引出成形することによつて得る。こう
して完全にぬれた標準を、透明でありかつぬれに
好適なパラメーターを最適にする条件下で製造し
た、試料であるとする。表に記載したぬれの程度
の値は、次の関係式から導びく: ぬれの程度=M2−M1/M0−M1×100% ここでM0は透明な試料の単位名上さ当りの質
量であり、M1はガラスの単位長さ当りの質量で
あり、そしてM2は評価すべき試料の単位長さ当
りの質量である。ボイド含量は、ぬれの百分率を
100%から減ずることによつて得る。 生成物の強さは、64mmのスパンを横切つて配置
した3mmのロツドの試料を曲げて破壊するのに要
する力を測定することによつて評価した。 得られた結果を表1に記載する。
The present invention relates to a fiber-reinforced composition and a fiber-reinforced molded article containing a thermoplastic resin. BACKGROUND OF THE INVENTION Methods are known for producing fiber reinforced structures by drawing glass fiber tows or rovings through a bath of low viscosity thermoset resin to impregnate the fibers. This structure is often cured by heating. Such a method is known as pultrusion. Although such methods have been known for at least ten years, they have not been used to any degree of expertise for the production of thermoset resin-impregnated structures. The reason for this is that it is difficult to wet the fibers when drawn through a viscous molten resin. The resulting product has unacceptable properties as a result of poor wetting. The efficiency of a particular method for wetting fibers and thereby providing the basis for making full use of the very high level of physical properties inherent in continuous fibers, e.g. glass fibers, is such that this method theoretically It can be evaluated by measuring the extent to which it provides a product with a flexural modulus that reaches the achievable flexural modulus. The theoretically achievable flexural modulus is calculated using the following simple rule for mixtures: E L = V f E f + V n E n where E L is the longitudinal modulus of the composition; V f is the volume fraction of the fiber, E f is the flexural modulus of the fiber, V n is the volume fraction of the matrix polymer, and E n is the flexural modulus of the matrix polymer. Using melts of conventional high molecular weight thermoplastic polymers for impregnating continuous rovings does not allow high levels of flexural modulus to be obtained. for example,
U.S. Pat. No. 3,993,726 discloses an improved method of impregnating a continuous roving in a crosshead extruder under high pressure, drawing the roving through a die, and cooling and forming the roving into a void-free molded article. ing. The product obtained with polypropylene in Example 1, for a glass fiber content of 73% by weight, was only about
6GN/m 2 , that is, the theoretically achievable value.
It has been shown to have a flexural modulus of 20%. It has now been discovered that it is possible to produce materials with levels of flexural modulus that approach those theoretically achievable. The structure is therefore produced by a continuous process and contains at least 30% by volume of the structure of reinforcing filaments extending in the longitudinal direction of the product;
consisting of a thermoplastic polymer and a reinforcing filament, characterized in that the flexural modulus of the structure, measured according to ASTMD 790-80, is at least 70%, preferably at least 80%, of the theoretically achievable flexural modulus A fiber reinforced structure is provided. The interlaminar shear strength of these structures is greater than 10 MN/m 2 , preferably 20 MN/m 2 . Preferred thermoplastic polymers for use in the present invention are crystalline polymers with a melting point of at least 150°C and amorphous polymers with a glass transition point of at least 25°C. For optimal stiffness, the thermoplastic polymer should have a flexural modulus of at least 1 GN/m 2 , preferably at least 1.5 GN/m 2 . Fiber-reinforced structures can be produced by various methods that allow for good wetting of continuous, aligned filaments. In one of these methods, a plurality of successive filaments are drawn through a melt of a thermoplastic polymer having a melt viscosity of less than 30 Ns/m 2 , preferably between 1 and 10 Ns/m 2 , so that the filaments are exposed to the molten polymer. A method for producing a fiber-reinforced composition is provided, characterized in that the filaments are aligned in the direction of pull. If desired, the impregnated filament can be consolidated into a fiber-reinforced polymorphic structure. The viscosity of thermoplastics varies with shear rate, decreasing from a nearly constant value at low shear rates. In the present case, the viscosity at low shear rates is used (typically Newtonian viscosity is used).
This is conveniently measured using a capillary viscometer using a die 1 mm in diameter and 8 mm in length, with melt viscosities ranging from 13 3 to
Measured at shear stresses in the range 10 4 N/m 2 . Surprisingly, such polymers
Despite the fact that the molecular weight is lower than is normally considered appropriate in the field of thermoplastic polymers to achieve satisfactory physical properties, the reinforced compositions exhibit exceptionally good physical properties. When producing the thus reinforced cured plastic polymer compositions with cyclical properties by pultrusion methods, the viscosity of the thermoplastic prepolymer in the impregnating bath is typically 1 Ns/m 2 in order to obtain good wetting of the fibers. It is smaller. This low viscosity can be used because
The prepolymer is subsequently converted into solid form by thermosetting methods. In contrast, thermosetting polymers are usually fully polymerized solid materials and can only be obtained in liquid form by heating and melting thermoplastic polymers. However, the melt viscosity of common high molecular weight polymers with acceptable physical properties usually exceeds 100 Ns/ m2 . With pultrusion processes using melts of such high viscosity, it is not possible to obtain adequate wetting of the fibers. Although it is possible to reduce the melt viscosity to some extent by increasing the temperature of the melt, the reduction in viscosity that is possible below the decomposition temperature of the thermoplastic polymer is usually insufficient. High viscosity products can be obtained by properly wetting the fibers in pultrusion processes using thermoplastic polymers with sufficiently low molecular weights to provide sufficiently low melt viscosities. Therefore, also drawing a plurality of successive filaments through a melt of a thermoplastic polymer whose melt viscosity is less than 30 Ns/m 2 , preferably between 1 and 10 Ns/m 2 to wet the filaments with molten polymer. Provided is a fiber-reinforced thermoplastic composition obtained by the method of the present invention, characterized in that the filaments are aligned in the direction of pull. The fiber reinforced structure produced should have a void content of less than 15%, preferably less than 5%. The term "continuous fiber" or "multiple continuous filaments" refers to fibers of sufficient length to be drawn through a molten polymer without breaking at a frequency that would make the process unfeasible under the processing conditions employed. means a textile product in which the fibers are of sufficient length to form rovings or tows. Suitable materials are glass fibers, carbon fibers, juute and high modulus synthetic polymer fibers. In the latter case, it is important to satisfy the condition that the polymer fibers have sufficient strength to be able to be drawn through the polymer melt without breaking which would disturb the process. In order to have sufficient strength to be pulled through an impregnated system without fracturing, the majority of the continuous fibers in a textile must be pulled through the molten polymer with the majority of the continuous fibers aligned. It should lie in one direction so that it is taut. Textile products such as pine that are composed of randomly arranged continuous fibers are not suitable for use in the present invention unless they form part of a fibrous structure in which at least 50% by volume of the fibers are aligned in the direction of pull. Appropriate. The continuous fibers can be in any form with sufficient integrity to be drawn through the molten polymer, but conveniently substantially all of the fibers are aligned along the length of the bundle. Consists of bundles of individual fibers or filaments (hereinafter referred to as "rovings"). Any number of such rovings can be used. In the case of commercially available glass rovings, each roving could consist of up to 8000 or more continuous glass filaments. Carbon fibers containing up to 6000 carbon fibers or more can be used.
Cloths woven from roving are also suitable for use in the present invention. The continuous filament may have conventional surface sizes, especially those designed to maximize bonding between the fibers and the matrix polymer. In order to achieve the high levels of flexural modulus possible with the use of the present invention, it is necessary that as much of the surface of the continuous filament as possible be wetted with molten polymer. Thus, when a fiber is comprised of multiple filaments, the surfaces of the individual filaments that make up the fiber must be wetted for optimum effectiveness. surface sizing agent for filament,
That is, when treated with a fixer, the polymer will not come into direct contact with the surface of the fiber or filament due to the intervening sizing agent. However, as long as good adhesion is achieved between the fiber and the size and between the size and the polymer,
The products of the invention have high flexural modulus, and sizing agents will generally enhance the resulting properties. The thermoplastic polymer used in the method described above has a melt of less than 30 Ns/ m2 , preferably
It can be any polymer that melts to form a cohesive mass as long as it has a viscosity of less than 10 Ns/m 2 . To achieve acceptable physical properties in toughened compositions, the melt viscosity must be
Preferably it exceeds 1 Ns/m 2 . As indicated, the selection of polymers within the required melt viscosity range depends primarily on the molecular weight of the polymer. Examples of suitable polymers are thermoplastic polyesters, polyamides, polysulfones, polyoxymethylenes, polypropylenes, polyarylene sulfides, polyphenylene oxide/polystyrene blends, polyetheretherketones and polyetherketones. Although various other thermoplastic polymers can be used in the method of the present invention, polymers such as polyethylene will not provide such high strength compositions. In the process of impregnating the fibers of the roving, in addition to using a polymer of appropriate melt viscosity to produce adequate wetting, it is necessary to maximize penetration of the melt into the roving. This separates the rovings into individual constituent fibers, for example by applying an electrostatic charge to the rovings before they enter the molten polymer, or preferably by spreading the rovings while they are in the molten polymer to separate them into constituent filaments. This can be done by separating as much as possible. This is conveniently accomplished by passing the roving under tension over at least one, and preferably several, spreader surfaces.
Applying further work to the separated and polymer-impregnated fibers, for example by consolidating said separated fibers by drawing an impregnated roving from the melt through a die,
Wetting increases further. This die can have the desired profile for the impregnated roving, or the impregnated roving can be passed through an additional sizing die while the polymer is still flowable. Surprisingly, it is advantageous to cool the die to achieve satisfactory sizing and smooth passage through the die. When the impregnated roving leaves the bath in the form of a flat sheet, further work can be added by passing this sheet between a pair of rollers. The speed at which the roving can be drawn through the impregnation bath depends on the requirement that the individual fibers should be properly wetted. This will depend, to a large extent, on the length of the path of molten polymer through the bath, and in particular on the degree of mechanical spreading action that the roving undergoes in the bath. The speeds that can be achieved in the method of the invention are comparable to those that can be achieved in thermoset pultrusion processes. This is because pultrusion methods are limited by the time required to complete the necessary chemical reactions after the impregnation step. In a preferred embodiment, the spreader surface over which the rovings are drawn to separate the rovings has an external heat input to heat the spreader surface to a temperature above the melting point of the particular polymer to be used to impregnate the rovings. . By this means, the melt viscosity of the polymer in local areas of the surface of the spreader can be maintained at a significantly lower value than the polymer in the majority of the impregnating bath. The advantage of this method is that a very small proportion of the polymer can be raised to a relatively high temperature, thereby obtaining a low impregnation viscosity with minimal risk of decomposition of the major proportion of the polymer in the bath. There is a particular thing. As a result, the polymer feed in the bath is continuously replenished, greatly reducing the problems arising from the fact that some polymers may remain in the bath for an almost unlimited period of time during a given treatment period. be done. Thus, some of the polymer present at the beginning of the treatment period may still be present at the end of the treatment period. Despite this long residence time in the bath, such polymers undergo a less severe thermal history than if the entirety of the polymer in the bath were exposed to high temperatures throughout the bath to obtain a low viscosity. Probably. A further advantage of the local heating method is that less thermally stable polymers can be used. Furthermore, the low degradation resulting from the low total thermal history allows the use of high temperatures locally to produce melts of low viscosity, thus allowing the use of high molecular weight polymers. The feed of polymer to the impregnation bath can be in the form of a polymer powder that is melted in the bath by an external heating element or by a heated spreader surface located internally, or alternatively, is added to the bath. The molten polymer can be fed, for example, in a conventional screw extruder. When the bath is equipped with a heated spreader surface, the polymer melt delivered from the extruder should be at as low a temperature as possible to minimize thermal decomposition. The use of molten feeds is easy to start, provides excellent temperature control, and
And it has the advantage that unmelted polymer lumps, which give rise to various processing problems, especially when producing very thin structures, are avoided. The impregnated fiber product can be drawn through a means for compacting the product, such as a sizing die. The temperature of the die was found to have a significant effect on the method. Although it would be expected that a hot die should be used to minimize friction in the die and promote solidification, a die held at a temperature above the melting point of the polymer used will prevent the product from dying. It has been found that when pulled through, an extraordinary sticky slip behavior occurs. It has been found that it is preferable to use a cooled die and to ensure that the surface temperature of the pultruded part entering the die is no more than 20°C above the softening temperature of the polymer. "Softening temperature"
means the lowest temperature at which the polymer can be sintered. This can be accomplished by blowing air onto the race in the passage between the impregnation bath and the die and/or by spacing the die from the impregnation bath. If the pultruded part gets too hot, the polymer will be squeezed out as the product enters the die. This leaves deposits at the entrance to the die that can accumulate and streak the pultruded part as it passes through the die. The pultruded part should not be cooled below the softening point of the polymer. This is because it is too difficult to shape the product with a sizing die. The dimensions of the fiber reinforced product can be varied as desired. Thin sheets can be produced by separating the fibers of a number of rovings by passing them over the spreader surface so that the fibers form a band in continuous relationship. . When a die is used to compact the fibers, the structure will take the form of the cross section of the sizing die. This can form articles of any required thickness, for example thicknesses or profiles from 0.25 mm to 50 mm. When the compacting means consists of a nip formed from at least one pair of rotating rollers, sheets having a thickness of less than 0.05 mm can be produced. In other methods of producing fiber-reinforced structures, it has been found that satisfactory wetting can be achieved even when the thermoplastic polymer used has a melt viscosity significantly above 30 Ns/m 2 . Accordingly, a plurality of continuous filaments is tensioned and aligned to form a band of continuous filaments, which band is placed over a heated spreader surface, forming a nip between the band and the spreader surface. The supply of thermoplastic polymer is maintained in the nip in such a way that the temperature of the spreader surface forms a polymer melt of a viscosity capable of wetting the continuous filament as it is drawn over it. Provided is a method for producing a fiber-reinforced composition characterized in that the fiber-reinforced composition has a sufficiently high The polymer melt at the tip of the nip preferably has a viscosity of less than 30 Ns/ m2 , but the high back tension on the filament to be fed to the spreader surface ensures that impregnation of the polymer in the nip area is favorable. , thereby allowing the production of well-impregnated bands at viscosities significantly higher than 30 Ns/m 2 .
This method thus provides a means to maximize the molecular weight of polymers that can be used in thermoplastic polymer pultrusion processes. In one embodiment of this method, the continuous filament is most appropriately tensioned and aligned by drawing it from a roll or reel onto a series of spreader surfaces, such as the surfaces of rods. This allows the bundle of filaments to be spread out into individual filaments as far as possible and under considerable tension. These filaments are guided to form a continuous filament band as they pass over the heated spreader surface. The shape of the spreader surface and the contact angle between the filament and the spreader surface are such that a nip is formed between the band and the heated spreader surface. Thermoplastic polymer powder is fed into the nip and the heated spreader surface is maintained at a temperature sufficient to melt the thermoplastic polymer. The melt impregnates and wets the fibers of the band as it passes over the heated spreader surface. The method includes providing at least one additional heated spreader surface with a second band of at least partially impregnated fibers.
This can be modified by forming a nip which allows an additional supply of polymer to be impregnated into the band of fibers. Either surface of the partially impregnated band can also be used to form the working surface of the nip. The amount of polymer in the reinforced structure is largely controlled by the tension applied to the band and the length of the path through which the band contacts the heated spreader surface. Thus, when the band is under high tension and in substantial area contact with the spreader surface, such that when the band is pressed strongly against the spreader surface, the polymer content of the reinforcing structure is reduced under low tension/short contact. would be less than under passage conditions. The heated spreader surfaces and, when used, subsequently heated or cooled surfaces used to improve impregnation or to improve surface finish are preferably in the form of cylindrical bars or rollers. For example, the first impregnated surface can be a freely rotating roller that is rotated by a band at the speed of the band;
As a result, abrasion of the fibers prior to impregnation or sizing with the melt can be reduced to a minimum. When the first roll rotates (freely or driven) in the direction of fiber movement up to the speed of the fibers, as the free fibers accumulate on the band, they cannot be carried through the system. observed. This self-cleaning effect is particularly effective in preventing fiber buildup on the first roll that could cause the band to split. After the band picks up some molten polymer, preferably after additional molten polymer is provided by a second freely rotatable heated surface on the other side of the band, the fibers tend to undergo abrasion. very little and can be subjected to treatments to improve fiber wetting. Thus, the polymer-containing band has at least one
can be passed over two rollers to increase local work input to the band and maximize wetting. In general, the degree of wetting and the speed of the method can be increased by increasing the number of surfaces on which work input is present. Another advantage of using bands of fibers to form the nip over methods that require the use of batches of molten polymer is that it reduces the risk of decomposition. Thus, since a relatively small amount of polymer is present in the nip between the band of fibers and the spreader surface, large amounts of polymer do not have to be kept at high temperatures for long periods of time. A scraper blade can be installed at the location where the polymer is fed into the nip to remove excess polymer that may accumulate and undergo thermal decomposition during processing. When the product of the above process is required as a thin reinforced sheet, the product produced by impregnation in the nip is further processed by passing it over or between additional heated or cooled rollers. can be used to improve impregnation or improve the surface finish of the sheet. A thin sheet tends to curl when one side of it contains more polymer than the other side.
This can be avoided by placing an adjustable heated scraper close to the last roller in the roller system to remove excess polymer on the surface of the sheet. The scraper bar should be at a temperature just above the melting point of the polymer. For example, in the case of polyetheretherketone, which reaches a temperature of about 380°C in the impregnation zone, the temperature of the scraper bar should be about 350°C. The impregnated band can then be further processed depending on the intended shape and purpose of the final product. The separated filaments in the impregnated band can be drawn together through a die, for example, into a significantly larger profile than the impregnated band. A limited amount of shaping can be carried out in such a die to obtain a shaped profile. The impregnated product of the foregoing process can be rolled into rolls for continued use in molding processes requiring continuous product or cut into lengths for continued molding. Continuous lengths can be created, e.g. by wrapping the heat-softened product around the fore, or e.g.
Mat can be woven from tapes or strips of the product and used to make articles. The impregnated product can be chopped into pellets or granules with aligned fibers having a length of 3 mm to 100 mm. These can be used in conventional molding or extrusion methods. When using glass fibers, the fiber content of the product of the invention should be at least 50% by weight of the product to maximize the physical properties of the product.
The upper limit on fiber content is determined by the amount of polymer required to wet the individual fibers of the roving. Generally, it is difficult to achieve good wetting with less than 20% polymer by weight;
Very good results can be obtained by incorporating 30% by weight of polymer into the fiber reinforced composition according to the method of the invention. The products of the present invention, formed by the process of impregnating a band of continuous rovings in the nip formed by the band and the heated spreader surface, are typically stretched through the impregnated system as a band or sheet of material. Will. This yields intermediates useful in many applications. Thin bands or sheets, ie, thicknesses less than 0.5 mm and greater than 0.05 mm, are particularly useful and flexible. The tape is tabby or satin (these terms are used in the textile field and are referred to in the Encyclopedia Britannica's “Weaving
Satin weave provides particularly good products, as shown in the Examples herein. Exceptionally high performance textiles are obtained using tapes produced according to the invention and whose width is at least 10 times the thickness.One important application is as a thin reinforced sheet. The sheet is made from a number of plies of reinforced sheets, the reinforcement of each layer being oriented in a selected direction in the plane of the layer, and the layers being compressed at a temperature sufficient to fuse the polymers of the layer. The layer can be used as a flat sheet that can be formed in a mold during or after the fusing process, or the layer can be wrapped around or on a forming mandrel. After a molding and then fusing step, an article having the shape of a mandrel can be obtained. The reinforcing filament is wound onto the molding mandrel and a layer of polymer film is interposed between the layers of filament, followed by a polymer film. The production of reinforced molded parts by fusing films is described, for example, in British Patent No. 1485586.
It is already known as disclosed in No. The present invention is superior to such methods. The main advantages are the avoidance of the use of high cost preformed polymers, the avoidance of preparing films of various thicknesses since the polymer content can be controlled by band tension, and the method of the present invention. This is an advantage derived from the continuous nature of The pultruded articles of the invention are likewise suitable for selectively reinforcing articles molded from polymeric materials by chopping them to appropriate dimensions. In this method, at least one preformed element consisting of a product according to the invention is placed in a mold to reinforce selected portions of the finished molded article, and a polymeric material is placed around the in-situ reinforcement. Mold to form a shaped article. The present invention not only allows fiber reinforcement to be placed in molded articles to obtain maximum effectiveness with respect to the stresses to which the molded article is subjected in use, but also allows for the production of such high strength articles in an alternative manner. Overcome the machining problems faced when. In particular, this method can be used to produce such reinforced articles by a high-throughput injection molding process using common thermoplastic polymers with melt viscosities of 100 Ns/m 2 or higher. In some applications, a preformed element is used at a temperature at which it is flexible, so that
It would be advantageous to make it easier to place the preformed element into the mold, for example by wrapping it around the insert of the mold. The molding method used can be any method in which a molded article is molded from a polymeric material in a mold.
The polymeric material can be a thermoplastic material that is introduced into the mold as a melt, as in injection molding methods, or as a powder, as in compression molding methods. The term "compression molding"
It includes a method of compacting a polymer powder without melting and subsequently sintering this "green" molded part out of the mold. The thermoplastic polymer material formed in the mold is
It can also be induced by introducing monomers or partially polymerized media into the mold, for example under the action of heat or chemical activators or initiators, which are held until complete polymerization. can. Preferably, the polymer formed around the preformed insert is the same as, or at least compatible with, the polymer used to impregnate the preformed insert. The impregnated product obtained from the above method has reinforcing fibers of at least 3 mm, preferably at least 10
It finds particular utility when chopped into pellets or granules with a length of mm. These products can be used in common molding processes such as injection molding and are superior to prior art products in pellet form. This is because the fiber length in the pellets is retained to a much greater extent than when using prior art products. This greater fiber length retention is
It is believed that the protection imparted to the individual reinforcing filaments in the products of the present invention is largely a result of the superior wetting by the polymer that results from the use of the aforementioned method. This aspect of the invention is of particular importance. Because this strengthens the work of the goods,
For example, it can be formed in injection molding, which uses screw extrusion to melt and homogenize the feed material, resulting in a surprisingly high degree of fiber length retention and ultimately improved physical properties. It is. The product of the invention thus makes it possible to obtain shaped articles from a molding process using screw extrusion, which shaped articles contain at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight of fibers with a length of at least 3 mm. do. This is done by melting and homogenizing the reinforced product of the invention in short lengths, i.e. 2 to 100 mm, which is considerably longer than normally obtained from commercially available reinforced products. Another method of forming the article is by calendering. For example, sheet products can be manufactured using this method. Products suitable for injection molding can be used directly or
Alternatively, it can be blended with pellets of other thermoplastic products. These other products can be the same polymer except for a higher molecular weight, or they can be different polymers so long as the presence of a different polymer does not adversely affect the overall balance of properties of the composition. Other products may be unfilled polymers or may contain particulate or fibrous fillers. Reinforced molding powder produced by conventional methods, i.e. length approx. 0.25
Blends with materials containing molding powders containing up to mm reinforcing fibers are particularly suitable. This is because the overall reinforcing fiber content of the blend can be kept high, although the short reinforcing fibers do not contribute as effectively as the long fibers present from the products of this invention. The chopped form of continuous pultrusion is also very useful as a feedstock as described in co-pending British Patent Application No. 8101822. In the method of said British patent application, the fiber-reinforced molded article is made by passing a composition comprising a curable fluid as a carrier for fibers of a length of at least 5 mm through a die, whereby when the extrudate leaves the die; , relaxing the fibers and expanding the extrudate to form an open fibrous structure in which the fibers are randomly distributed, and compressing the produced porous structure while the carrier is in a fluid state. It is manufactured by making it into a molded product. The term "hardenable" means that it can "set" the fluid into a form such that it holds the fibers in the random orientation that occurs during extrusion. Thus, for example, the curable fluid can be a molten thermoplastic material that is extruded in the molten state and then solidified by cooling until it freezes. Preferably, the expanded extrudate is directly extruded into a mold chamber having means for compressing the porous extrudate into a molded article, and after the extrudate has been compressed into a molded article, the extrudate is allowed to solidify; Or solidify. Extrudates formed in this manner contain randomly dispersed fibers, and the orientation of the fibers in the molded article itself may result from compression. This method can be used with high fiber loadings, ie 30% by volume fiber. Since fiber breaks occur very little, it is possible to obtain molded articles with exceptionally high strength, measured in all directions of the product. At least 5 pultruded products of the invention
Preference is given to pellets obtained by chopping into lengths of mm, preferably 10 mm. The upper limit is determined by the extent of problems encountered in the material fed to the extruder that melts the product. at least
Lengths up to 50 mm can be used, but the advantages of longer fiber lengths are partially compromised as the amount of fiber that breaks increases with longer lengths. To achieve adequate wetting of the roving, relatively low molecular weight polymers, e.g. 30Ns/
It is necessary to use polymers with a melt viscosity of less than m2 , preferably less than 10 Ns/ m2 , and it is surprising that such products have such a high level of physical properties. However, the present invention does not preclude a subsequent processing step to increase the molecular weight of the polymer in the composition by known methods. Such techniques include solid state polymerization in the case of condensation polymers, the use of crosslinking agents or irradiation techniques. When using crosslinking agents to increase the molecular weight, it is necessary to mix them homogeneously into the composition. This is only possible if they are already present during impregnation, but in such cases care must be taken that they are not activated before the wetting step is complete. The present invention and related inventions will be further described with reference to the following examples. Example 1 Using a copolymer of polyethylene terephthalate in which 20% by weight of the terephthalic acid has been substituted with tri-isophthalic acid and having the intrinsic viscosity values listed in Table 1, polymerization is carried out in a bath at a temperature of approximately 290°C. A melt was prepared. A roving of glass containing 16,000 individual filaments is passed through the molten polymer over one spreader placed in the bath giving a residence time of 30 seconds in the bath.
It was pulled at a speed of cm/min. The impregnated roving was drawn through a 3 mm diameter die in the wall of the bath and then cooled. The viscosity of the melt and the intrinsic viscosity in the polymer feedstock and reinforced compositions were measured. The degree of wetting and void content of the fibers was evaluated by comparing the weight of a fully wetted length of impregnated product to the same length of product of unknown degree of wetting. A completely wet control material is obtained by pultrusion of a low viscosity melt at a very slow speed so that a completely transparent product is obtained. A fully wetted standard is thus considered to be a sample that is transparent and produced under conditions that optimize the parameters suitable for wetting. The values of the degree of wetting listed in the table are derived from the following relational expression: Degree of wetting = M 2 - M 1 / M 0 - M 1 × 100% where M 0 is the nominal unit of the transparent sample. M 1 is the mass per unit length of the glass, and M 2 is the mass per unit length of the sample to be evaluated. Void content is the percentage of wetting
Obtained by subtracting from 100%. The strength of the product was evaluated by measuring the force required to bend and break a 3 mm rod sample placed across a 64 mm span. The results obtained are listed in Table 1.

【表】 実施例 2 0.45dl/gの固有粘度を有する実施例1におい
て使用したポリマーを、ある範囲の溶融物温度お
よび引つ張り通過速度にわたつて評価した。得ら
れた結果を、下記の表2に記載する。
Table: Example 2 The polymer used in Example 1 having an intrinsic viscosity of 0.45 dl/g was evaluated over a range of melt temperatures and tensile pass rates. The results obtained are listed in Table 2 below.

【表】 * この温度において過度の破壊が起こ
つた。
実施例 3 280℃において6Ns/m2の溶融粘度を有する
PETホモポリマーを、実施例1に記載するよう
に、直径17μmのフイラメントから構成されたガ
ラス繊維を280℃で使用して、単一スプレダー棒
および30cm/分の線速度を用いて、引出成形し
て、直径ほぼ3mmの引出成形棒を得た。生成物の
ガラス含量は、浴へ供給するロービング中のスト
ランドの数を変えることによつて変えた。曲げ弾
性率および破壊時の力を、64mmのスパンを用いて
ガラス含量の関数として決定した。
[Table] * Excessive destruction occurred at this temperature.
Example 3 Melt viscosity of 6Ns/ m2 at 280°C
The PET homopolymer was pultruded as described in Example 1 using glass fibers constructed from 17 μm diameter filaments at 280° C. using a single spreader rod and a line speed of 30 cm/min. A pultruded rod having a diameter of approximately 3 mm was obtained. The glass content of the product was varied by varying the number of strands in the roving fed to the bath. Flexural modulus and force at failure were determined as a function of glass content using a span of 64 mm.

【表】 (各場所において5回の測定、カツコの数字は標
準偏差を示す) これらの結果は、区域50〜65重量%のガラスに
おける弾性率および強度の近似プラトーを示す。 実施例 4 普通の等級のポリプロピレンは、100Ns/m2
超える低い剪断速度における粘度を有し、そして
引出成形により好適に加工されない。たとえば、
“Propathene”HF11、すなわちポリプロピレン
ホモポリマーの溶融粘度は、低い剪断速度におい
て280℃で約3000Ns/m2または、230℃で約
10000Ns/m2である。引出成形に適当なポリマー
を作るために、“Propathene”HF11を0.1%のス
テアリン酸カルシウム、0.1%の“Irganox”1010
および0.5%の“Luperco”101XL(“Luperco”
101XLは炭酸カルシウムとともに分散した有機過
酸化物である)と配合して、分解が起こるように
した。この配合物を、30cm/分で単一スプレダー
を使用して230℃および290℃の温度において引出
成形した。230℃(溶融粘度30Ns/m2)におい
て、ぬれは劣つていた。290℃(溶融粘度17Ns/
m2)において、ぬれは適度であつた。 実施例 5 相対粘度が0.3である“Victrex“ポリエーテル
スルホンの試料を、実施例3において使用したガ
ラス繊維とともに405℃、21cm/分において単一
スプレダーバーを用いて引出成形形して
(30Ns/m2の溶融粘度)適度にぬれた押出物を得
た。これにより低い温度において、粘度が高いと
き、試料はぬれに劣つていた。 実施例 6 ロービングのぬれは、スプレダーバーの数によ
り明りように影響を受け、そして同じ作業条件の
もとで、線速度の増加はスプレダーの数の増加に
より任意のぬれの程度について実施できる。 実施例3において使用するガラス繊維を、280
℃でPETホモポリマーを使用し、単一スプレダ
ーおよび20cm/分の速度を用いて引出成形して、
完全にぬれた生成物(透明)を得た。これらの条
件下の浴中の滞留時間は、約30秒であつた。3つ
のスプレダーを使用すると、直線速度を120cm/
分に増加して透明なよくぬれた引出成形物を得る
ことができた。これらの条件下の滞留時間は、約
10秒であつた。 実施例 7 ある数のポリマーを実施例1の一般手順に従い
使用して、16000本のフイラメントを含有するガ
ラスロービングから引出成形部分を製造した。ロ
ービングは溶融ポリマーを通して1つのスプレダ
ーバーの上を通して15cm/分の速度で引いて、各
場合約65重量%のガラスを含有する生成物を得
た。使用したポリマー、用いた溶融温度、それら
の粘度における溶融粘度および得られた性質を表
4に詳しく記載する。
TABLE (5 measurements at each location, numbers in brackets indicate standard deviation) These results show an approximate plateau of modulus and strength in the area 50-65% by weight glass. Example 4 Common grade polypropylene has a viscosity at low shear rates of over 100 Ns/m 2 and is not processed well by pultrusion. for example,
The melt viscosity of “Propathene” HF11, a polypropylene homopolymer, is approximately 3000 Ns/m 2 at 280°C or approximately 3000 Ns/m 2 at 230°C at low shear rates.
It is 10000Ns/ m2 . To make a polymer suitable for pultrusion, “Propathene” HF11 was combined with 0.1% calcium stearate and 0.1% “Irganox” 1010.
and 0.5% “Luperco” 101XL (“Luperco”
101XL is an organic peroxide dispersed with calcium carbonate) to allow decomposition to occur. This formulation was pultruded using a single spreader at 30 cm/min at temperatures of 230°C and 290°C. At 230° C. (melt viscosity 30 Ns/m 2 ) wetting was poor. 290℃ (melt viscosity 17Ns/
m 2 ), wetting was moderate. Example 5 A sample of “Victrex” polyethersulfone with a relative viscosity of 0.3 was pultruded with the glass fibers used in Example 3 using a single spreader bar at 21 cm/min (30 Ns/m A moderately wet extrudate was obtained (melt viscosity of 2 ). This caused the sample to wet poorly at low temperatures and high viscosities. Example 6 The wetting of the rovings is clearly influenced by the number of spreader bars, and under the same operating conditions an increase in linear velocity can be carried out for any degree of wetting by increasing the number of spreaders. The glass fiber used in Example 3 was 280
pultrusion using PET homopolymer at °C using a single spreader and a speed of 20 cm/min.
A completely wet product (clear) was obtained. The residence time in the bath under these conditions was approximately 30 seconds. Using three spreaders, the linear speed can be increased to 120cm/
Clear, well-wet pultrusion moldings could be obtained in minutes. The residence time under these conditions is approximately
It was hot in 10 seconds. Example 7 A number of polymers were used according to the general procedure of Example 1 to produce a pultruded part from a glass roving containing 16,000 filaments. The roving was drawn through the molten polymer over one spreader bar at a speed of 15 cm/min to obtain a product containing in each case about 65% by weight glass. The polymers used, the melt temperatures used, their melt viscosities at viscosities and the properties obtained are detailed in Table 4.

【表】 *=多少の分解が起こる
ポリエチレンテレフタレートの場合において、
引く速度を約15cm/分以上に増加して、物理的性
質へのボイド含量の影響を検査した。下記の表5
に、製造した直径3mmのロツドについて測定した
性質を記録する。これらが示すように、約5%よ
り少ないノイド含量は、すぐれた性質を与える。
[Table] *= Some decomposition occurs In the case of polyethylene terephthalate,
The effect of void content on physical properties was examined by increasing the draw speed above about 15 cm/min. Table 5 below
Record the properties measured for the 3 mm diameter rod produced. As these show, noid contents of less than about 5% give superior properties.

【表】 実施例 8 炭素繊維で強化されたポリエーテルケトンの試
料を、6000本の個々のフイラメントを含有する炭
素繊維のテープを溶融したポリエーテルケトンの
浴中を通して400℃の温度および25cm/分の速度
で引くことによつて製造した。80GM/M2の曲
げ弾性率、1200MN/m2の破断応力および
70MN/m2の層間剪断応力を有する生成物が得ら
れた。 実施例 9 この実施例は、引出成形物の機械的性質が繊維
の体積分率および樹脂の種類とともにどのように
変わるかを明らかにする。試料を固定した体積濃
度で比較した。ポリプロピレンに基づく複合体の
低い曲げ強さは、剛性に劣る樹脂の圧縮モードに
おいて破壊する傾向に反映する。ポリプロピレン
樹脂は約1GN/m2のモジユラスを有するが、ポ
リエチレンテレフタレートは約2GN/m2のモジ
ユラスを有する。引出成形物は、実施例1の一般
手順に従い、好ましい粘度レベル、約3Ns/m2
樹脂を用いて製造した。
[Table] Example 8 A sample of polyetherketone reinforced with carbon fibers was passed through a bath of molten polyetherketone through a tape of carbon fibers containing 6000 individual filaments at a temperature of 400°C and 25 cm/min. It was produced by drawing at a speed of . Flexural modulus of 80GM/ M2 , breaking stress of 1200MN/ m2 and
A product with an interlaminar shear stress of 70 MN/m 2 was obtained. Example 9 This example demonstrates how the mechanical properties of the pultrusion vary with fiber volume fraction and resin type. Samples were compared at a fixed volume concentration. The low bending strength of polypropylene-based composites reflects the tendency of the less stiff resin to fracture in compression mode. Polypropylene resin has a modulus of about 1 GN/ m2 , while polyethylene terephthalate has a modulus of about 2 GN/ m2 . The pultrusion was made according to the general procedure of Example 1 using resin at the preferred viscosity level, about 3 Ns/m 2 .

【表】 この実施例が示すように、高い圧縮強さを必要
とする用途に、高いモジユラスの樹脂が明らかに
すぐれる。 実施例 10 PET中の64重量%のガラスの試料を引出成形
して、幅6mm×厚さ1.4mmのテープを形成した。
このテープを再溶融し、直径45mmのフオーマー上
に張力下に巻き、フオーマー上で固め、次いで放
冷した。冷却後、フオーマーを抜き取つてフイラ
メントの巻物の管を得た。4mmまでの変化する厚
さの管を、このようにして巻いて形成した。 実施例 11 64重量%のガラスを含有するPETに基づく直
径3mmの一軸方向に配向した引出成形した試料
を、再溶融し、そして繊維がらせん形になるよう
に、撚つた。これらの撚つたロツドを曲げ試験
し、そして剛性破壊力および破損までの合計仕事
を測定した。破損の合計仕事は、破損までの力変
形曲線の下の面積として決定し、そして便宜上、
ここで撚つてない対照試料の下の面積の関数とし
て表わす。
[Table] As this example shows, high modulus resins are clearly superior for applications requiring high compressive strength. Example 10 A sample of 64% glass in PET was pultruded to form a tape 6 mm wide by 1.4 mm thick.
The tape was remelted, wound under tension on a 45 mm diameter former, solidified on the former, and then allowed to cool. After cooling, the former was removed to obtain a tube of filament rolls. Tubes of varying thickness up to 4 mm were formed in this way by winding. Example 11 A 3 mm diameter uniaxially oriented pultruded sample based on PET containing 64% glass by weight was remelted and twisted so that the fibers were in a helical shape. These twisted rods were tested in bending and the stiffness breaking force and total work to failure were measured. The total work of failure is determined as the area under the force-deformation curve to failure, and for convenience,
Here it is expressed as a function of the area under the untwisted control sample.

【表】 11゜において、剛性および破壊力のわずかに10
%の減少が存在し、一方破損までの合計仕事は30
%増加して、性質のバランスを改良することが認
められる。23゜において、剛性および強さの両方
は約60%減少し、そして破損の仕事は60%増加す
るだけである。これにより、最適な撚りは11゜程
度であることが示される。 熱可塑性材料の引出成形物は、後成形を容易に
行うことができるため、このエネルギー吸収機構
の利点が得られるので、熱硬化性引出成形物より
も適当である。 実施例 12 PET中に50容量%のガラス繊維を含有する直
径3mmの引出成形物を、280℃で溶融し、次いで
一緒に編組した。この編組した生成物は、一軸方
向に整列した材料よりも剛性に劣るが、衝撃破損
の試験において、より多くのエネルギーを吸収し
た。 実施例 13 PET中に50容量%(64重量%)のガラス繊維
を含む材料から形成した、ほぼ1.4mmの厚さ、6
mmの幅の平らなテープを、解放タビー織
(opentabby weave)で一緒に織つた。その織物
の4層を一緒に積み重ね、280℃で圧縮成形して
3mmの厚さのシートにした。このシートは、次の
性質を有した: 曲げ弾性率(最大)*15GN/m2 衝撃エネルギー……初期7J ……破損25J *多少低い値は、織物の自然の配向に対して45゜
の角度において期待されるであろう。 実施例 14 種々の引出成形物の試料を普通の射出成形物の
型内に配置し、そして相溶性ポリマーをそれらの
まわりに成形した。成形物は、増大した剛性およ
び強さを有した。 熱可塑性引出成形物は、強化材のまわりに成形
すべきポリマーと完全に相溶しうるポリマーを用
いて製作できるので、この方法で成形品を強化す
るためにことに適する。 実施例 15 PET中に65重量%のガラス繊維を含む材料を
1cmの長さに細断し、そしてPET中に30重量%
の短かいガラス繊維を含有する常法で配合された
材料で、50/50基準で希釈した。この混合物を、
標準の技術を用いて射出成形して、ASTMバー
を製造し、そしてPET中に50重量%のガラス繊
維を含有する常法で配合した材料と、性質を比較
した。
[Table] At 11°, the stiffness and breaking force are only 10
There is a % reduction while the total work until breakage is 30
% increase to improve the balance of properties. At 23°, both stiffness and strength are reduced by about 60% and work of failure only increases by 60%. This indicates that the optimum twist is around 11°. Thermoplastic pultrusion is more suitable than thermoset pultrusion because it can be easily post-molded and thus offers the advantage of this energy absorption mechanism. Example 12 A 3 mm diameter pultrusion containing 50% by volume glass fibers in PET was melted at 280°C and then braided together. Although this braided product was less stiff than the uniaxially aligned material, it absorbed more energy in impact failure tests. Example 13 Approximately 1.4 mm thick, 6 made from a material containing 50% by volume (64% by weight) glass fibers in PET.
Flat tapes of mm width were woven together in an opentabby weave. Four layers of the fabric were stacked together and compression molded at 280°C into a 3 mm thick sheet. This sheet had the following properties: Flexural modulus (maximum) * 15 GN/m 2 Impact energy...initial 7 J...breakage 25 J *Slightly lower values are at an angle of 45° to the natural orientation of the fabric would be expected in Example 14 Various pultrusion samples were placed into conventional injection molds and a compatible polymer was molded around them. The moldings had increased stiffness and strength. Thermoplastic pultrusion moldings are particularly suitable for reinforcing molded articles in this manner since they can be made with polymers that are completely compatible with the polymer to be molded around the reinforcement. Example 15 A material containing 65% by weight glass fibers in PET was shredded into 1 cm lengths and 30% by weight in PET.
A conventionally formulated material containing short glass fibers was diluted on a 50/50 basis. This mixture
ASTM bars were produced by injection molding using standard techniques and properties were compared to a conventionally compounded material containing 50% by weight glass fiber in PET.

【表】 成形品の灰化部分を検査すると、長繊維の大部
分は成形作業を通じて保持されることが明らかに
された。この予期されない性質は、細断された引
出成形された材料中の低いボイド含量または繊維
のポリマーによる高度のぬれから生ずるものと信
じられる。 実施例 16 60重量%のガラス繊維を含有するPETおよび
60重量%の炭素繊維を含有するPEEKを含む引出
成形した種々の試料を、1cmの長さに切り、そし
て英国特許出願第8101822号に記載されている方
法に従い、成形した。前記英国出願の方法におい
て、膨張した強化材料を短かい長さ、好ましくは
長さゼロのダイに通す押出しにより製造し、引き
続いて圧縮成形して、60重量%の長い繊維を含有
する三次元の成形品を製造する。 引出成形された材料は、得られた高いレベルの
ぬれが繊維を効果的に保護し、そして繊維の破断
を生ずる繊維間の摩耗を減少するので、この応用
にことに適する。 実施例 17 実施例1の手順に従い、280℃で3Ns/m2の溶
融粘度を有するPETを使用し、ほぼ厚さ1.4mm×
幅6mmの冷却されたサイジングダイで約0.2m/
分の線速度で形成されたテープを製造した。 すべての商用ガラス繊維が、熱可塑性物質を用
いる引出成形に理想的であるというわけではな
い。最も重要な差は、使用するサイズ系にある。
いくつかの商業的に入手できる等級を、結晶化度
の効果の研究と一緒に比較した。製造されたと
き、引出成形物は非結晶質であつたが、それらは
150℃に加熱することによつて容易に結晶化した。
次の表において、異なるガラスのすべての試料
を、64重量%のガラス繊維の同じ重量分率で比較
する。
Table: Examination of the ashed portion of the molded article revealed that the majority of the long fibers were retained throughout the molding operation. This unexpected property is believed to result from the low void content in the shredded pultruded material or from the high degree of wetting of the fibers with the polymer. Example 16 PET containing 60% by weight of glass fibers and
Various pultruded samples containing PEEK containing 60% by weight carbon fiber were cut to 1 cm lengths and molded according to the method described in British Patent Application No. 8101822. In the method of the said British application, the expanded reinforcement material is produced by extrusion through a short length, preferably zero length, die and subsequently compression molded to form a three-dimensional reinforcing material containing 60% by weight of long fibres. Manufacture molded products. Pultruded materials are particularly suited for this application because the high level of wetting obtained effectively protects the fibers and reduces the wear between the fibers that causes fiber breakage. Example 17 According to the procedure of Example 1, PET having a melt viscosity of 3 Ns/m 2 at 280°C was used, and the thickness was approximately 1.4 mm ×
Approximately 0.2m/width 6mm cooled sizing die
Tapes were produced that were formed at a linear speed of 1 minute. Not all commercial glass fibers are ideal for pultrusion with thermoplastics. The most important difference lies in the size system used.
Several commercially available grades were compared along with a study of the effect of crystallinity. When manufactured, the pultruments were amorphous, but they
It crystallized easily by heating to 150°C.
In the following table all samples of different glasses are compared with the same weight fraction of glass fibers of 64% by weight.

【表】 高い剛性を与える結晶形は多くの用途に好まし
いが、層間の剪断応力(LISS)の高い値、好ま
しくは20MN/m2より大き値を保持することが重
要である。 実施例 18 高性能の複合材料は、高温における使用を可能
とするためにしばしば必要とされる。PET中に
実施例17において使用したガラスEの64重量%を
含む材料を使用すると、結晶質の引出成形材料に
ついて高温において次の性質が測定された。
Table: Crystalline forms that give high stiffness are preferred for many applications, but it is important to maintain high values of interlaminar shear stress (LISS), preferably greater than 20 MN/m 2 . Example 18 High performance composite materials are often required to enable use at high temperatures. Using a material containing 64% by weight of the glass E used in Example 17 in PET, the following properties were measured at elevated temperatures for the crystalline pultrusion material.

【表】【table】

【表】 実施例 19 熱水は、複合材料がその性質の保持を要求され
る攻撃的環境である。実施例17において使用した
ガラス繊維Eの64重量%に基づく試料をPETと
ともに引出成形し、そして95℃の水浴中に変化す
る時間浸漬した。試料は非結晶質および結晶質の
両方を試験した。性質は時間とともに劣化し、層
間剪断強さ(ILSS)は最も敏感な性質であつた。
Table Example 19 Hot water is an aggressive environment in which composite materials are required to retain their properties. Samples based on 64% by weight of glass fiber E used in Example 17 were pultruded with PET and soaked in a 95°C water bath for varying times. Samples were tested both amorphous and crystalline. Properties deteriorated over time, with interlaminar shear strength (ILSS) being the most sensitive property.

【表】 いくつかの他のガラス系において、層間剪断強
さは、4時間の暴露後10MN/m2より小に劣化し
た。 実施例 20 耐疲れ性は、複合材料の使用性質のうちの重要
なフアクターである。よくぬれた引出成形物の試
料を、PET中に実施例17において使用したガラ
ス繊維Eの64重量%を含む材料に基づいて製造し
た。ある試料を曲げ試験して、23゜において応
力/歪の関係を研究した。
Table: In some other glass systems, the interlaminar shear strength deteriorated to less than 10 MN/m 2 after 4 hours of exposure. Example 20 Fatigue resistance is an important factor in the use properties of composite materials. A well-wet pultrusion sample was prepared based on a material containing 64% by weight of the glass fiber E used in Example 17 in PET. A sample was tested in bending to study the stress/strain relationship at 23°.

【表】 試料は1%の歪において直線の弾性限界を有し
た。 試料は、3点の曲げにおいて70mmのスパンを用
いて1サイクル/2秒の速度で、曲げた。サイク
ル数を、誘発すべき有意の損傷(引出成形物の白
化により判断した)について記録した。
Table: The sample had a linear elastic limit at 1% strain. The samples were bent at a rate of 1 cycle/2 seconds using a span of 70 mm in 3-point bends. The number of cycles was recorded for significant damage induced (as judged by whitening of the pultrusion).

【表】 試料に0.1%の歪において歪を加え、そして試
料の性質を異なる履歴後評価した。
[Table] The samples were strained at 0.1% strain and the properties of the samples were evaluated after different histories.

【表】 圧縮および引張の両方における疲れ履歴の間張
力下にあつた表面を有する試料を評価する試験
を、含めた。これらの2つのモードにおいて差
は、観察されなかつた。 引出成形物の性質は、この疲れ履歴によつて影
響を受けなかつた。 実施例 21 ほぼ1.4mmの厚さ×6mmの幅のテープの試料を、
PET中に実施例17において使用したガラス繊維
を含む材料に基づいて製造した。ガラス含量を変
え、そしてすべての場合において、引出成形物は
透明であつた。
Table: Tests were included that evaluated samples with surfaces that were under tension during fatigue history in both compression and tension. No differences were observed between these two modes. The properties of the pultrusion were not affected by this fatigue history. Example 21 A sample of tape approximately 1.4 mm thick x 6 mm wide was
Manufactured based on the material containing glass fibers used in Example 17 in PET. The glass content was varied and in all cases the pultrusion was transparent.

【表】 実施例 22 高い線速度は、経済的生産に高度に望ましい。
PET中に実施例17において使用したガラス繊維
Dの69重量%を含有する引出成形物を、5つのス
プレダーバーを含有する溶融浴を通して引出成形
物を引くことによつて形成した。よくぬれた引出
成形物が次の速度において得られ、そしてそれら
の性質を曲げにおいて測定した。
Table: Example 22 High linear velocities are highly desirable for economical production.
A pultrusion containing 69% by weight of the glass fiber D used in Example 17 in PET was formed by drawing the pultrusion through a melt bath containing five spreader bars. Well-wet pultruments were obtained at the following speeds and their properties were measured in bending.

【表】 実施例 23 PET中に実施例17において使用したガラス繊
維Eを含む材料から、280℃において単一のスプ
レダーを用いて、引出成形物を製作した。樹脂の
粘度を変えた。非常に低い粘度の樹脂を用いる
と、引出成形物を6mmの幅×1.4mmの厚さに圧縮
する成形階段において、多少の樹脂が引出成形物
から絞り出された。線速度は、0.2m/分に固定
した。引出成形物は、非結晶質および結晶質の両
方の形態において、曲げ試験した。結晶形態は、
試料を短時間150℃に加熱することによつて得た。
EXAMPLE 23 A pultrusion was made from the material containing the glass fibers E used in Example 17 in PET using a single spreader at 280°C. Changed the viscosity of the resin. Using a very low viscosity resin, some resin was squeezed out of the pultrusion during the molding step which compressed the pultrusion to a width of 6 mm by a thickness of 1.4 mm. The linear velocity was fixed at 0.2 m/min. The pultruments were flexurally tested in both amorphous and crystalline form. The crystal form is
The samples were obtained by briefly heating them to 150°C.

【表】 * ぬれに劣る
非常に低い粘度の試料は、非結晶質の状態で有
用な性質を与えたが、結晶化すると、性質は劣化
した。 高い粘度において、ガラスはぬれに劣つた(そ
れゆえ低い樹脂濃度を与えた)。 実施例 24 実施例17において使用したガラス繊維Eのテー
プを、単一のスプレダーの上で引出成形して
(280℃において3Ns/m2の溶融粘度をもつPET中
で)よくぬれた、6mmの幅であるが、異なる量の
ガラスを混入することにより、厚さを異ならせ
た、テープを得た。試験した試料は、非結晶質で
あつた。
[Table] *Poor Wetting Samples with very low viscosity gave useful properties in the amorphous state, but upon crystallization the properties deteriorated. At high viscosities, the glass wetted poorly (thus giving a low resin concentration). Example 24 The glass fiber E tape used in Example 17 was pultruded onto a single spreader (in PET with a melt viscosity of 3 Ns/m 2 at 280°C) to give a well-wetted, 6 mm Tapes were obtained of different widths but different thicknesses by incorporating different amounts of glass. The sample tested was amorphous.

【表】 実施例 25 直径が異なるガラス繊維を、PETと一緒に引
出成形した。非結晶質で試験した試料は、次の性
質を有した。
[Table] Example 25 Glass fibers of different diameters were pultruded together with PET. The sample tested amorphous had the following properties:

【表】 実施例 26 350℃で8Ns/m2の溶融粘度を有するポリエー
テルスルホンを用いて、実施例17において使用し
たガラス繊維Eを、単一のスプレダー系を使用
し、0.2m/分の線速度において、含浸した。次
の性質が得られた。
[Table] Example 26 Using polyethersulfone with a melt viscosity of 8 Ns/m 2 at 350°C, the glass fiber E used in Example 17 was spread at a rate of 0.2 m/min using a single spreader system. Impregnated at linear speed. The following properties were obtained.

【表】 実施例 27 380℃で30Ns/m2の溶融粘度を有するPEEKを
使用して、炭素繊維を単一スプレダーの引出成形
装置において0.2m/分で含浸した。60重量%の
炭素繊維を含有する直径3mmのロツドを、形成し
た。 実施例 28 普通のガラス充填PET(固有粘度0.75のPETと
押出配合することにより製造した、短繊維配合材
料)からブレンドをつくり、そして10mmの引出成
形物に細断した(実施例3に従つて製造した)。
これらのブレンドを射出成形して、厚さ1.5×幅
10mmの長方形の側面のゲートから充填して、直径
114mm、厚さ3mmのデイスクを形成した。これら
の試料は計装落錘衝撃試験において衝撃に暴露
し、そして破損エネルギーを記録した。
Table: Example 27 PEEK having a melt viscosity of 30 Ns/m 2 at 380° C. was used to impregnate carbon fibers at 0.2 m/min in a single spreader pultrusion machine. A 3 mm diameter rod containing 60% by weight carbon fiber was formed. Example 28 A blend was made from ordinary glass-filled PET (short fiber compounded material made by extrusion compounding with PET with an intrinsic viscosity of 0.75) and chopped into 10 mm pultrudates (as per Example 3). manufactured).
Injection mold these blends to 1.5 thickness x width
Filling from a rectangular side gate of 10mm diameter
A disk of 114 mm and 3 mm thick was formed. These samples were exposed to impact in an instrumented drop weight impact test and the failure energy was recorded.

【表】 すべての試料は、同様な容易さで型に充填され
た。なぜなら、引出成形物を製造するために使用
したポリマーは短繊維の配合物の製造に使用した
ポリマーよりも低い分子量であり、そしてこの低
分子量のポリマーは長繊維による流れの抵抗の増
大を相殺したからである。 結果は、もろさに寄与することが通常期待され
るポリマーの低分子量にかかわらず、長繊維充填
材料の破損エネルギーの増大を明りように示す。
ことに、試験No.2およびNo.4および繊維の同一の
合計重量%を比較すべきである。 さらに、短繊維の成形物は衝撃を受けたとき裂
けて、鋭いプラスチツク片を飛びちらせるが、重
量分率の半分より大が長繊維であるとき、成形物
は安全な方法で破壊し、すべての破壊片は主要部
分へ結合して残織つたことが、認められた。 試験後成形物を灰化すると、長いガラス繊維の
多くはそのもとの長さの大部分を保持したことが
明らかにされた。成形物中のもとの長さの繊維の
50重量%よりかなり多くは、3mmより大きい長さ
であつた。 試料をまた曲げ弾性率、異方性比、アイゾツド
衝撃強さ、および成形物中のポリマーの固有粘度
(IV)について評価した。下表の値は、短かい繊
維の生成物に関して、減少した異方性およびすぐ
れたノツチ付衝撃強さを示す。
Table: All samples were filled into molds with similar ease. This is because the polymer used to make the pultrusion had a lower molecular weight than the polymer used to make the short fiber formulation, and this lower molecular weight polymer offset the increased resistance to flow due to the long fibers. It is from. The results clearly demonstrate the increased failure energy of long fiber filled materials despite the low molecular weight of the polymer, which is normally expected to contribute to brittleness.
In particular, tests No. 2 and No. 4 and the same total weight percentage of fibers should be compared. Additionally, short fiber moldings can tear on impact, throwing off sharp plastic fragments, but when more than half the weight fraction is long fibers, the moldings can safely break apart and release all sharp plastic fragments. It was observed that the broken pieces were attached to the main part and left behind. Ashing of the moldings after testing revealed that many of the long glass fibers retained most of their original length. of the original length of fibers in the molding.
Significantly more than 50% by weight was of length greater than 3 mm. The samples were also evaluated for flexural modulus, anisotropy ratio, Izod impact strength, and intrinsic viscosity (IV) of the polymer in the mold. The values in the table below indicate reduced anisotropy and superior notched impact strength for short fiber products.

【表】 実施例 29 各々が6000本の個々のフイラメントを含有する
連続炭素繊維(コートランド社から供給され、
XASと表示される炭素繊維)の14のテープを、
25cm/分の速度で一系列の静止ガイドバーの上を
引いて、約100ポンド(45.4Kg)の強力を有する
約50mmの幅のバンドを形成した。繊維を案内して
隣接関係にしたとき、それらを直径12.5mmの単一
の固定した加熱された円筒形バーの上において引
いた。このバーの温度を約380℃に維持した。こ
の温度で20Ns/m2の溶融粘度をもつポリエーテ
ルエーテルケトンの粉末を、炭素繊維のバンドと
固定ローラーとの間に形成されたニツプへ供給し
た。粉末は急速に溶融してニツプ中に溶融物のプ
ールを形成し、この溶融物はローラーの上を通る
繊維のバンドを含浸した。この構造物を、それ以
上のポリマーを加えないで、5つの追加の加熱さ
れたバーの上と下に通した。58容量%の炭素繊維
を含有しかつ厚さが0.125mmである、炭素繊維強
化シートを製造した。この生成物は、次の性質を
有することがわかつた。 曲げ弾性率 130GN/m2 曲げ強さ 1400MN/m2 層間剪断強さ 90MN/m2 実施例 30 実施例29の手順に従い、360℃において3Ns/
m2の溶融粘度を有するポリエーテルスルホンを使
用して、40容量%の炭素繊維を含有する強化され
た生成物を製造した。ローラーの温度は、約360
℃に維持した。この生成物は、80GN/m2の曲げ
弾性率および700MN/m2の曲げ強さを有した。 実施例 31 実施例29の手順に従い、360℃で800Ns/m2
粘度を有する商業的に入手できるポリエーテルス
ルホンPES 200P(インペリアル、ケミカカル、
インダストリーズPLSから入手できる)を用い
た。ローラー温度は約360℃に維持し、そして44
容量%の炭素繊維を含有する生成物が製造され
た。生成物は、次の性質を有した。 曲げ弾性率 60GN/m2 曲げ強さ 500MN/m2 層間剪断強さ 25MN/m2 実施例 32 実施例29の一般手順に従い、連続炭素繊維
(“Courtaulds”XAS、6Kトウ)の14テープおよ
び370℃で30Ns/m2の溶融粘度を有するポリエー
テルエーテルケトンを用いて、製造した。装置に
おいて、各直径が12.5mmである5本の円筒形バー
を380℃に加熱した。14のテープを張力下に引い
て幅50mmのバンドを形成し、このバンドを、縦軸
を水平にした最初の2本のバーにより形成した調
整可能なニツプ中に通した。このバンドを引き続
いて、縦軸を同様に水平にした3本の追加の加熱
されたバーの下と上に通した。最初の2本のバー
を使用してニツプを形成し、これによつてポリマ
ーをバンドの両側に供給できるようにした。ポリ
マーのこぼれを防ぐために、2枚の保持用金属シ
ートを2本の加熱されたバーに接触させかつバー
の長さに沿つて配置して、供給トラフを形成し
た。最初の2本の加熱されたバーを通過するバン
ドの両側に、ポリマーの粉末を供給した。粉末を
急速に溶融して、バンドの両側と各加熱バーとの
間に形成された2つのニツプにおいて溶融物のプ
ールを形成した。最初の2本のバーの間のギヤツ
プを調整して、引つ張り速度が0.5m/分である
とき、炭素繊維がポリマーで被覆され、そして生
ずる含浸されたテープがほぼ60重量%の炭素繊維
と40重量%のポリマーを含有するようにした。繊
維含量の調整は、いくつかの方法で達成できるこ
とがわかつた。 1 ニツプのギヤツプを変える。 2 予備張力を変える、 3 ニツプへのフイラメントの供給本数を変え
る。 4 粉末の供給速度を変える、 5 ニツプにおけるバーの温度を変える(この実
施例において使用した樹脂では、好ましい温度
範囲は、分解のため、400℃以下であり、そし
て結晶化の開始のため360℃以上であつた)、 6 引つ張り速度を変える。 このように形成したテープは、よくぬれるよう
に見え、そして約0.1mmの厚さであつた。 実施例 33 実施例32に記載するテープを150mmの長さに切
り、そしてマツチドダイ圧縮成形器具内に重ね
た。この器具を、普通の実験室用プレス内で、
380℃に加熱し、そして成形物が2〜5×106N/
m2の圧力を受けるように圧縮した。この成形物を
10分間その圧力に保持し(型および試料が平衡温
度に到達するまで、その時間の半分を要した)、
次いでプレスからの取り出し前に加圧下に150℃
に冷却した。冷却段階はほぼ20分を要した。型を
周囲温度に冷却し、次いで成形物を取り出した。 厚さが0.5mm(4プライ)〜4mm(38プライ)
の範囲である成形物を、このようにして形成し
た。成形作業中、少量のポリマーをフラツシユと
して型から絞り出し、その結果成形物はもとのテ
ープ中の60重量%に比べて62重量%の炭素繊維を
含有した。 次いで成形物をダイヤモンドのウエハーのこぎ
りで切断して、曲げ技術による機械的試験に適当
な試料を形成した。次の結果が得られた。
Table: Example 29 Continuous carbon fibers, each containing 6000 individual filaments (supplied by Cortland,
14 tapes of carbon fiber (labeled as XAS),
It was pulled over a series of stationary guide bars at a speed of 25 cm/min to form a band approximately 50 mm wide with a force of approximately 100 pounds (45.4 Kg). Once the fibers were guided into side-by-side relationship, they were drawn over a single fixed heated cylindrical bar of 12.5 mm diameter. The temperature of the bar was maintained at approximately 380°C. A polyetheretherketone powder having a melt viscosity of 20 Ns/m 2 at this temperature was fed into a nip formed between the carbon fiber band and the fixed roller. The powder rapidly melted to form a pool of melt in the nip, which impregnated the band of fibers passing over the rollers. This structure was passed over and under five additional heated bars without adding any further polymer. A carbon fiber reinforced sheet containing 58% carbon fiber by volume and having a thickness of 0.125 mm was produced. This product was found to have the following properties. Flexural modulus 130 GN/m 2 Bending strength 1400 MN/m 2 -layer shear strength 90 MN/m 2 Example 30 Following the procedure of Example 29, 3 Ns/m at 360°C
Polyethersulfone with a melt viscosity of m 2 was used to produce a reinforced product containing 40% by volume of carbon fibers. The temperature of the roller is approximately 360
It was maintained at ℃. This product had a flexural modulus of 80 GN/m 2 and a flexural strength of 700 MN/m 2 . Example 31 Following the procedure of Example 29, a commercially available polyethersulfone PES 200P (Imperial, Chemical,
available from Industries PLS). The roller temperature is maintained at approximately 360℃, and 44
A product containing % carbon fiber by volume was produced. The product had the following properties. Flexural modulus 60 GN/m 2 Flexural strength 500 MN/m 2 Interlaminar shear strength 25 MN/m 2 Example 32 Following the general procedure of Example 29, 14 tapes of continuous carbon fiber (“Courtaulds” XAS, 6K tow) and 370 It was prepared using polyetheretherketone with a melt viscosity of 30 Ns/m 2 at °C. In the apparatus, five cylindrical bars, each 12.5 mm in diameter, were heated to 380°C. 14 tape was pulled under tension to form a 50 mm wide band, which was passed through an adjustable nip formed by the first two bars with their longitudinal axes horizontal. This band was subsequently passed under and over three additional heated bars whose longitudinal axes were also horizontal. The first two bars were used to form a nip, which allowed polymer to be delivered to both sides of the band. To prevent polymer spillage, two retaining metal sheets were placed in contact with and along the length of the two heated bars to form a feed trough. Polymer powder was fed on both sides of the band passing through the first two heated bars. The powder was rapidly melted to form a pool of melt in two nips formed on either side of the band and between each heating bar. When the gap between the first two bars is adjusted and the pulling speed is 0.5 m/min, the carbon fibers are coated with the polymer and the resulting impregnated tape contains approximately 60% carbon fiber by weight. and 40% by weight of polymer. It has been found that adjustment of fiber content can be achieved in several ways. 1 Change the nip gap. 2. Change the pre-tension. 3. Change the number of filaments supplied to the nip. 4 change the powder feed rate; 5 change the temperature of the bar in the nip (for the resin used in this example, the preferred temperature range is below 400°C for decomposition and 360°C for initiation of crystallization). 6. Change the pulling speed. The tape thus formed appeared to wet well and was approximately 0.1 mm thick. Example 33 The tape described in Example 32 was cut to a length of 150 mm and stacked into a matte die compression molding tool. This device is placed in a standard laboratory press.
Heated to 380℃, and the molding was heated to 2-5×10 6 N/
It was compressed to receive a pressure of m 2 . This molded product
Hold at that pressure for 10 minutes (it took half that time for the mold and sample to reach equilibrium temperature),
Then heated to 150℃ under pressure before removal from the press.
It was cooled to The cooling stage took approximately 20 minutes. The mold was cooled to ambient temperature and then the mold was removed. Thickness 0.5mm (4 ply) to 4mm (38 ply)
Moldings having a range of . During the molding operation, a small amount of polymer was squeezed out of the mold as flash, resulting in a molded product containing 62% by weight carbon fiber compared to 60% by weight in the original tape. The moldings were then cut with a diamond wafer saw to form specimens suitable for mechanical testing by bending techniques. The following results were obtained.

【表】 実施例 34 実施例32と同じ装置を用い、テープのある部分
において供給を少なくし、他の部分において供給
を多くすることによつて、いくつかのぬれに劣る
テープを製造した。テープの全体の繊維含量は実
施例4と同一であるが、多くの解放された繊維は
テープの表面上に現われ、他の区域は樹脂に富ん
でいた。 1つのテープのぬれに劣る区域が次のテープの
樹脂に富んだ区域に隣接して配置されるように注
意して、これらのテープを実施例33に記載するよ
うに積み重ね、成形した。成形物を視的に検査す
ると、実質的にぬれない区域が残り、そして解放
された繊維は表面から容易に引くことができた。
これらの成形物の機械的性質は実施例33において
認められた性質に劣つており、そしてとくに層間
剪断強さは変化し、そして10MN/m2の低い値
(よくぬれた試料についての81に比べて)は共通
であつた。 この実施例が示すように、繊維のぬれは主とし
て含浸段階において主として起こり、二次の成形
段階で起こらない。しかしながら、圧力を高くし
かつ滞留時間を長くすると、ある程度のぬれを達
成できるであろうと、信じられる。 実施例 35 実施例29において形成したテープを裂いてほぼ
15mmの幅のテープを形成し、そしてこれらのテー
プをタビー織(百科辞典ブリカニカの織物の項に
記載されている)で織つて、ほぼ150mm平方のシ
ートを形成した。 実施例 36 実施例35に記載した単一の織つたシートを実施
例33に記載するように圧縮成形したが、ただし成
形は側壁を拘束しないでアルミニウムシートの間
で単に実施した。成形物は厚さ0.2mmの平らなシ
ートであつた。 それ以上の実験において、実施例7に記載する
ような5枚の織つたシートを、各層がその上と下
の層に対して±45゜で配向するように、一緒に層
状に積ねた。この積重ねを、側壁を拘束しない
で、圧縮成形して厚さ1mmのシートを形成した。
直径135mmのデイスクをこのシートから切り、そ
してこのデイスクの剛性および強さをCJフーリ
ー(Hooley)およびSターナー(Turner)が記
載する技術(Mechanical Testing of Plastics、
Institute of Mechanical Engineers、June/
July 1979、Automotive Engineer)に従い、デ
イスク曲げ試験および自動化された落錘衝撃試験
を用いて測定した。 板の曲げ剛性は50GN/m2の最大値および
36GN/m2の最小値を有した。 シートの耐衝撃性は、次のとおりであつた: 初期エネルギー 1.7(0.3)J 破損エネルギー 6.6(1.1)J (カツコ内は標準偏差である) 最大の剛性の線に沿つて切つた平行の側面を有
する試料を、普通の曲げ試験において測定して、
次の結果を得た。 曲げ弾性率 51GN/m2 曲げ強さ 700GN/m2 実施例 37 直径135mmおよび厚さ1mmのデイスクを実施例
36の手順に従つて製造し、そしてこのデイスクの
表面にわたつて均一に分散した3Jの19回の衝撃に
付した。これらの衝撃は多少の剥離を起こした
が、損傷した成形物は凝着性を維持した。 次いで損傷したデイスクを再成形し、次いで実
施例36に記載し、次の結果を得た。
EXAMPLE 34 Using the same equipment as in Example 32, several poorly wetting tapes were made by using less feed in some areas of the tape and more feed in other areas. The overall fiber content of the tape was the same as Example 4, but many free fibers appeared on the surface of the tape and other areas were resin rich. The tapes were stacked and molded as described in Example 33, taking care to place the less wetted areas of one tape adjacent to the resin-rich areas of the next tape. Visual inspection of the moldings revealed that substantially no wet areas remained and the released fibers could be easily pulled from the surface.
The mechanical properties of these moldings are inferior to those observed in Example 33, and in particular the interlaminar shear strength is variable and has a low value of 10 MN/ m2 (compared to 81 for the well-wet sample). ) were common. As this example shows, wetting of the fibers occurs primarily during the impregnation stage and not during the secondary shaping stage. However, it is believed that some degree of wetting may be achieved with higher pressures and longer residence times. Example 35 The tape formed in Example 29 was torn to approximately
Tapes with a width of 15 mm were formed and these tapes were woven in tabby weave (described in the Encyclopedia Bricanica section on textiles) to form sheets approximately 150 mm square. Example 36 The single woven sheet described in Example 35 was compression molded as described in Example 33, except that the molding was simply carried out between the aluminum sheets without constraining the sidewalls. The extrusion was a flat sheet with a thickness of 0.2 mm. In further experiments, five woven sheets as described in Example 7 were layered together, with each layer oriented at ±45° relative to the layers above and below. This stack was compression molded to form a 1 mm thick sheet without constraining the side walls.
A 135 mm diameter disc was cut from this sheet and its stiffness and strength was determined using the technique described by CJ Hooley and S Turner (Mechanical Testing of Plastics,
Institute of Mechanical Engineers, June/
July 1979, Automotive Engineer) using a disk bending test and an automated falling weight impact test. The bending stiffness of the plate is a maximum of 50GN/ m2 and
It had a minimum value of 36GN/ m2 . The impact resistance of the sheet was as follows: Initial energy 1.7 (0.3) J Failure energy 6.6 (1.1) J (Standard deviations are in brackets) Parallel sides cut along the line of maximum stiffness A sample with
I got the following results. Bending modulus 51GN/ m2 Bending strength 700GN/ m2 Example 37 Example of a disk with a diameter of 135 mm and a thickness of 1 mm.
36 and subjected to 19 impacts of 3J evenly distributed over the surface of the disk. These impacts caused some delamination, but the damaged moldings remained cohesive. The damaged disc was then remolded and then described in Example 36 with the following results.

【表】 結果に有意差が存在しない。 この実施例が示すように、部分的損傷後、性質
は完全に再生する。 実施例 38 実施例37におけるように製造した損傷したデイ
スクは、計装落錘衝撃試験を用いる5回の衝撃で
破壊した。損傷は衝撃子の断面より非常に大きく
はない区域に局在化し、そしてすべての破壊した
部分は成形物の本体に結合したままであつた。 次いでこの破壊した成形物を再成形し、そして
新らしい衝撃が前に破壊されたスポツトに向けら
れるように注意して、衝撃試験を実施し、次の結
果が得られた。 初期エネルギー 1.8(0.4)J 破損エネルギー 4.6(0.8)J (カツコ内は標準偏差である) 実施例33および34の結果と比較することによ
り、これは最も悪い起こりうる場合においても、
もとの強さのほぼ70%を記録できることを示す。 実施例 39 実施例36に従つて製造した直径135mm、厚さほ
ぼ1mmのデイスクを、380℃に加熱し、次いで直
径200mmの常温半球型の雌型の半分内に配置した。
この型の雄型の半分を手で下にプレスし、100mm
の曲率半径を有する半球の部分を形成した。直径
約100mmまでの部分(一部分を形成する球の中心
から約60゜の立体角が張る)は二重の曲率によく
合致するが、この区域の外部に多少のくねりが起
こつた。 実施例 40 幅5mmのテープから5枚の朱子織(百科辞典ブ
リタニカの織物の項に記載されている)を用いて
織つたシートを製造した。乾燥状態において、こ
の織物は二重にわん曲した表面にきわめてすぐれ
た構成を与え、織物中に孔を形成したかつた。5
層の準等万性のシートを製造し、そして実施例36
に記載するように成形した。この1mmの厚さのシ
ートを次いで380℃に加熱し、次のものを含む
種々の常温表面に対して成形した: 1 直角、 2 25mmの曲率半径を有する円筒形表面、 3 15mmの曲率半径を有する球形表面。 1および2の場合において、すぐれた合致が得
られた。二重の曲率について、球の中心から張る
60゜の立体角まですぐれた合致が得られた(これ
は実施例39の実験に類似するが、シートの厚さに
関してきつい曲率半径においてである)。 最も大きい構造物はおだやかな二重曲率のみを
要するが、きつい曲率に対しては狭い織りを必要
として、とくに朱子織において、織物工業の一般
的経験に従い広いタビー織よりも好ましい。 実施例 41 幅2mm、厚さ0.1mmのテープから1枚の40mm平
方の材料を織つた(タビー織)。この材料のシー
トの成形適性を、実施例35に記載する広いテープ
の織物のそれと比較した。狭いテープは形状変化
に容易に適合できた。これらの2種類の織物から
形成した成形シートは、性質が表面的に類似して
見えた。 普通の織物技術を使用するため、狭いテープが
実際に用いられると思われる。 実施例 42 実施例32において形成したテープを積ねて、各
層が異なる配向をもつ多層複合材料を形成する試
みをした。テープは、形成したばかりのとき、室
温において「粘着性」ではないので、層は配置お
よび成形作業の間互いに関して動く傾向をもつて
いたので、繊維は最終成形物において設計した立
体配置に配向しなかつた。この問題は、はんだご
てで層を一緒に局所的に粘着することによつて、
部分的に克服された。このように形成するとき、
シートは側壁を拘束して、繊維が側方に流れかつ
設計した配向のパターンを乱すのを防いで、成形
しなくてはならなかつた。 これと対照的に、織つたシートは取り扱いが便
利でありかつ容易であり、そしてインターロツク
する組織自体が繊維の横方向の動きを防ぐので、
側壁を拘束しないで成形できた。側壁を拘束しな
いで好ましいシートを形成できる能力は、二重バ
ンドのプレスのような方法による連続シートの製
作を考えるとき、ことに有利である。 実施例 43 実施例35に従う織つたシートを重ね、成形し
て、各層がその上と下の層に対して±45゜で存在
する、異なる厚さのシートを形成した。これらの
シートの衝撃挙動を、計装落錘衝撃試験により決
定した。
[Table] There is no significant difference in the results. As this example shows, the properties are fully regenerated after partial damage. Example 38 A damaged disk made as in Example 37 failed in five impacts using an instrumented drop weight impact test. The damage was localized in an area not much larger than the cross section of the impactor, and all fractured parts remained attached to the body of the molding. The broken molding was then remoulded and an impact test was carried out, taking care to direct the new impact to the previously broken spot, with the following results. Initial energy 1.8 (0.4) J Failure energy 4.6 (0.8) J (Standard deviations are in brackets) By comparison with the results of Examples 33 and 34, this shows that even in the worst possible case,
It shows that almost 70% of the original strength can be recorded. Example 39 A 135 mm diameter, approximately 1 mm thick disk made according to Example 36 was heated to 380°C and then placed in one half of a cold hemispherical female mold 200 mm in diameter.
Press the male half of this mold down by hand to 100mm.
formed a hemispherical section with a radius of curvature of . Sections up to approximately 100 mm in diameter (subtending a solid angle of approximately 60° from the center of the sphere forming the section) conform well to the double curvature, although some bending occurred outside this area. Example 40 A sheet woven from a tape having a width of 5 mm using five pieces of satin weave (as described in the section on textiles in the Encyclopedia Britannica) was produced. In the dry state, this fabric had a very good structure with a double curved surface and pores formed in the fabric. 5
Producing a quasi-isotropic sheet of layers and Example 36
It was molded as described in . This 1 mm thick sheet was then heated to 380°C and molded onto a variety of cold surfaces including: 1 right angle, 2 cylindrical surface with a radius of curvature of 25 mm, 3 a radius of curvature of 15 mm. Spherical surface with. In cases 1 and 2, excellent agreement was obtained. For double curvature, stretch from the center of the sphere
Excellent matches were obtained up to a solid angle of 60° (this is similar to the experiment of Example 39, but at a tight radius of curvature with respect to the sheet thickness). Largest structures require only gentle double curvatures, while tighter curvatures require narrow weaves, especially in satin weaves, which are preferred over wide tabby weaves in accordance with the general experience of the textile industry. Example 41 A piece of 40 mm square material was woven from a tape 2 mm wide and 0.1 mm thick (tabby weave). The moldability of a sheet of this material was compared to that of the wide tape fabric described in Example 35. The narrow tape could easily adapt to shape changes. Molded sheets formed from these two types of fabric appeared superficially similar in properties. Because of the use of common textile techniques, narrow tapes are likely to be used in practice. Example 42 An attempt was made to stack the tapes formed in Example 32 to form a multilayer composite with each layer having a different orientation. Because the tape is not "sticky" at room temperature when freshly formed, the layers had a tendency to move with respect to each other during the placement and molding operations, so the fibers were oriented in the designed configuration in the final molding. Nakatsuta. This problem can be solved by locally gluing the layers together with a soldering iron.
partially overcome. When formed like this,
The sheet had to be shaped with a constrained sidewall to prevent the fibers from flowing laterally and disrupting the designed orientation pattern. In contrast, woven sheets are convenient and easy to handle, and the interlocking structure itself prevents lateral movement of the fibers.
Molding was possible without constraining the side walls. The ability to form preferred sheets without constraining the sidewalls is particularly advantageous when considering continuous sheet fabrication by methods such as double band pressing. Example 43 Woven sheets according to Example 35 were stacked and molded to form sheets of different thickness, with each layer lying at ±45° to the layer above and below. The impact behavior of these sheets was determined by an instrumented falling weight impact test.

【表】 実施例 44 実施例44の手順に従い、ポリエーテルスルホン
“Victrex”200Pおよび炭素繊維(Courtaulds
XAS、N.サイズ)からテープを製造した。この
ポリマーは350℃で800Ns/m2、そして400℃で
100Ns/m2の溶融粘度を有した。スプレダーを約
370〜380℃にコントロールし、そして引つ張り速
度は0.2m/分であつた。この樹脂の高い粘度の
ため、テープは実施例32に記載するものほどよく
ぬれなかつた。樹脂含量をわずかに増加させて、
最終テープが50重量%の炭素繊維と50重量%の樹
脂を含有するようにした。 試料を実施例33に記載するように形成して、次
の性質を有する一軸方向に配向したシートを形成
した: 曲げ弾性率 60GN/m2 曲げ強さ 500MN/m2 横方向の曲げ強さ 20MN/m2 層間剪断強さ 26MN/m2 次いでテープを実施例35および36に従つて織
り、重ね、そして成形して、次の性質を有する、
ほぼ1mmの厚さのシートを形成した: 曲げ剛性(最大) 24GN/m2 曲げ剛性(極小) 21GN/m2 衝撃エネルギー(初期) 2.9(0.3)J 衝撃エネルギー(破損) 7.1(0.3)J (カツコ内は標準偏差である) 破壊したシートを再成形し、そしてもとの衝撃
損傷と同じスポツトにおいて試料が衝撃されるよ
うに注意して、再試験した。 再成形したシートの曲げ剛性はもとのシートの
それより10%低かつたが、衝撃抵抗はもとの値の
60%に減少した。 実施例 45 350℃で8Ns/m2を溶融粘度を有するポリエー
テルスルホンを使用して、炭素繊維のテープを含
浸した。前記の炭素繊維は、溶液サイジング法に
より5重量%のポリエーテルスルホンで前もつて
サイジングされていた。この試料は、それを350
℃に加熱された4つのスプレダーの上を0.2m/
分の速度で引くことによつて、含浸した。最終の
複合材料は、47重量%の炭素繊維を含有した。試
料を実施例30に従つて成形し、そして試験して、
次の結果を得た: 曲げ弾性率 85GN/m2 曲げ強さ 680MN/m2 層間剪断強さ 50MN/m2 この試料は実施例44において使用したものより
も低い分子量のポリマーから製造したが、複合材
料の性質はすぐれていることが認められる。 実施例 46 ガラスのロービングをポリエチレンテレフタレ
ート(270℃で3Ns/m2の溶融粘度)で、実施例
32に記載する手順に従うが、280〜300℃のバーを
用いて、含浸した。80重量%までガラス繊維を満
足に混入して、すぐれたぬれを与えることができ
た。60重量%のガラスにおいて、5m/分の線速
度は0.1mmの厚さのテープについて容易に達成さ
れた。 実施例 47 ガラスのロービングを270℃で10Ms/m2の溶融
粘度のポリプロピレンで、実施例32と同じ装置を
使用するが、ただしバーを270℃に維持して、含
浸した。50重量%のガラス繊維において、非常に
よくぬれた0.1mmの厚さのテープが得られ、これ
はポリプロピレンから作つた管および他の部分を
上包みするためにことに有用であつた。 実施例 48 ヒドロキシナフトエ酸、テレフタル酸およびヒ
ドロキノンの残基を含有し、そして320℃で溶融
粘度が7Ns/m2である、熱互変ポリエステルで、
炭素繊維(“Celion”6Kおよび3Kのトウ)を含
浸した。装置は実施例32に記載するものと同一で
あつたが、ただしバーを320℃に維持した。62重
量%の炭素繊維を含有する0.1mmの厚さのテープ
は、すぐれた外観を有した。 実施例 49 過剰の樹脂を含むある材料を含めて、実施例32
〜38から製造した種々のスクラツプ材料片を破壊
し、そして普通のスクリユー押出機へ供給し、そ
して配合して粒体を形成した。粒体は0.25mmまで
の厚さの炭素繊維を含有した。これらの粒体を、
普通の成形技術に従い、充填PEEKについて標準
の作業条件下に、射出成形した。成形物は次の性
質を有し、これらの性質を、普通の配合作業によ
り製造した、最良の入手可能な商用等級の炭素繊
維充填PEEKの性質と比較する:
[Table] Example 44 Following the procedure of Example 44, polyether sulfone “Victrex” 200P and carbon fiber (Courtaulds
The tape was manufactured from (XAS, N. size). This polymer has 800Ns/m 2 at 350°C and 400°C.
It had a melt viscosity of 100Ns/ m2 . Spreader approx.
The temperature was controlled at 370-380°C, and the drawing speed was 0.2 m/min. Due to the high viscosity of this resin, the tape did not wet as well as that described in Example 32. By slightly increasing the resin content,
The final tape contained 50% carbon fiber and 50% resin by weight. Samples were formed as described in Example 33 to form uniaxially oriented sheets with the following properties: Flexural modulus 60 GN/ m2 Flexural strength 500 MN/ m2 Transverse bending strength 20 MN / m Interlayer Shear Strength 26 MN/m 2The tape was then woven, layered and formed according to Examples 35 and 36 to have the following properties:
A sheet with a thickness of approximately 1 mm was formed: Bending stiffness (maximum) 24 GN/ m2 Bending stiffness (minimal) 21 GN/ m2 Impact energy (initial) 2.9 (0.3) J Impact energy (damage) 7.1 (0.3) J ( (Standard deviations are in brackets) The fractured sheet was remolded and retested, taking care to impact the sample at the same spot as the original impact damage. The bending stiffness of the reshaped sheet was 10% lower than that of the original sheet, but the impact resistance was lower than that of the original sheet.
decreased to 60%. Example 45 Polyethersulfone having a melt viscosity of 8 Ns/m 2 at 350° C. was used to impregnate a carbon fiber tape. The carbon fibers were previously sized with 5% by weight polyether sulfone by a solution sizing method. This sample makes it 350
0.2m/top of four spreaders heated to ℃
Impregnated by drawing at a speed of 1 minute. The final composite material contained 47% carbon fiber by weight. A sample was molded and tested according to Example 30,
The following results were obtained: Flexural modulus 85 GN/m 2 Flexural strength 680 MN/ m Bilaminar shear strength 50 MN/m 2 Although this sample was made from a lower molecular weight polymer than that used in Example 44, It is recognized that the properties of the composite material are excellent. Example 46 Glass rovings were made of polyethylene terephthalate (melt viscosity of 3 Ns/ m2 at 270°C).
Impregnation was carried out following the procedure described in 32, but using a bar at 280-300 °C. It was possible to satisfactorily incorporate glass fiber up to 80% by weight and provide excellent wetting. At 60% glass by weight, a line speed of 5 m/min was easily achieved for a 0.1 mm thick tape. Example 47 A glass roving was impregnated with polypropylene having a melt viscosity of 10 Ms/m 2 at 270°C using the same equipment as in Example 32, but keeping the bar at 270°C. At 50% by weight glass fibers, a very well wetted 0.1 mm thick tape was obtained, which was particularly useful for overwrapping tubes and other parts made from polypropylene. Example 48 A thermotropic polyester containing residues of hydroxynaphthoic acid, terephthalic acid and hydroquinone and having a melt viscosity of 7 Ns/m 2 at 320°C,
Impregnated with carbon fiber (“Celion” 6K and 3K tow). The equipment was the same as described in Example 32, except that the bar was maintained at 320°C. The 0.1 mm thick tape containing 62% by weight carbon fiber had excellent appearance. Example 49 Example 32, including certain materials containing excess resin
The various pieces of scrap material prepared from 38-38 were broken up and fed into a conventional screw extruder and compounded to form granules. The granules contained carbon fibers up to 0.25 mm thick. These particles,
Injection molding was performed according to conventional molding techniques and under standard operating conditions for filled PEEK. The moldings have the following properties, which are compared to those of the best available commercial grade carbon fiber filled PEEK produced by conventional compounding operations:

【表】 表面品質 すぐれる すぐれる
この実施例から明らかなように、本発明の生成
物を普通の加工法用の生成物に変えることがで
き、この生成物は限在の技術によつて得ることが
できる生成物よりもいくつかの点ですぐれる。ま
た、シートの製造、積層、フイラメントの巻き取
りなどの種々の長繊維作業からのスクラツプを再
生して、高い性能の材料にすることができる。再
生可能性の特性は、炭素繊維のような高価な原料
を用いて作業するとき、大きい経済的意味をも
つ。 実施例 50 実施例29の方法に従つて作業するときのロービ
ング中の最適の張力を、6000本のフイラメントを
含有する個々のロービングにおいて、含浸前およ
び引つ張り段階において張力を測定することによ
つて、決定した(14のロービングを実施例29にお
いて使用し、そして作業の張力は実際には下記の
値の14倍であろう)。下記の値は、特定のロービ
ング、ポリマーの種類および使用した装置につい
て、最小の作業張力(ケース1)および最大の作
業張力(ケース2)であると判断した。ケース1
の値より小さい張力値を用いると、製造されたテ
ープ中に繊維の不整列と裂けが存在した。ケース
2の値よりも大きい張力値を用いると、繊維の摩
耗が観察され、そして解放された繊維がバンド上
に蓄積した。異なる条件(ロービング、ポリマー
の種類など)の組について、得られる値は異なる
が、容易に最適化して、すぐれた品質の生成物を
得ることができる。 含浸前の張力 引つ張り張力 ケース1 0.14Kg 2.4Kg ケース2 0.37Kg 3.8Kg
[Table] Surface quality Excellent Excellent
As is clear from this example, the product of the present invention can be converted into a product for conventional processing methods, which is much better than that which can be obtained by limited technology. Excellent in terms of Additionally, scrap from various long fiber operations such as sheet manufacturing, lamination, filament winding, etc. can be recycled into high performance materials. Renewability properties have great economic implications when working with expensive raw materials such as carbon fiber. Example 50 The optimum tension in the roving when working according to the method of Example 29 was determined by measuring the tension in individual rovings containing 6000 filaments before impregnation and during the tensioning stage. (14 rovings were used in Example 29 and the working tension would actually be 14 times the value given below). The values below were determined to be the minimum working tension (Case 1) and maximum working tension (Case 2) for the particular roving, polymer type and equipment used. Case 1
When using tension values less than the value of , fiber misalignment and tearing were present in the tapes produced. With tension values larger than those of case 2, fiber abrasion was observed and released fibers accumulated on the band. For different sets of conditions (roving, polymer type, etc.) the values obtained are different but can be easily optimized to obtain products of excellent quality. Tension before impregnation Tensile tension Case 1 0.14Kg 2.4Kg Case 2 0.37Kg 3.8Kg

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 長さが2〜100mmでありかつ低分子量の熱可
塑性ポリマーと少なくとも30容量%の平行に配列
された強化用フイラメントとを含む繊維強化ペレ
ツトと、該繊維強化ペレツトのポリマーよりも高
分子量であつて前記強化ペレツトのポリマーと同
一であつても異なつていてもよい熱可塑性ポリマ
ーとのブレンドを含むことを特徴とする繊維強化
組成物。
1. A fiber-reinforced pellet having a length of 2 to 100 mm and comprising a low molecular weight thermoplastic polymer and at least 30% by volume of parallel-aligned reinforcing filaments, and having a molecular weight higher than that of the polymer of the fiber-reinforced pellet. and a thermoplastic polymer which may be the same or different from the polymer of the reinforcing pellets.
JP63027847A 1981-01-21 1988-02-10 Fiber-reinforced composition and molded form Granted JPS63239032A (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8101821 1981-01-21
GB8101821 1981-11-17
GB8123160 1981-11-17
GB8134598 1981-11-17
GB8134597 1981-11-17
GB8123159 1981-11-17

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2254375A Division JP2569380B2 (en) 1981-01-21 1990-09-26 Fiber reinforced molded product

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63239032A JPS63239032A (en) 1988-10-05
JPH0325340B2 true JPH0325340B2 (en) 1991-04-05

Family

ID=10519110

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57008221A Granted JPS57181852A (en) 1981-01-21 1982-01-21 Fiber reinforced composition and manufacture of said composition
JP63027847A Granted JPS63239032A (en) 1981-01-21 1988-02-10 Fiber-reinforced composition and molded form

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57008221A Granted JPS57181852A (en) 1981-01-21 1982-01-21 Fiber reinforced composition and manufacture of said composition

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JPS57181852A (en)
AU (2) AU554594B2 (en)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU554594B2 (en) * 1981-01-21 1986-08-28 Imperial Chemical Industries Plc Fibre re-inforced
JPS5962114A (en) * 1982-10-01 1984-04-09 Toray Ind Inc Preparation of linear material of carbon fiber reinforced thermoplastic resin
JPS5962112A (en) * 1982-10-01 1984-04-09 Toray Ind Inc Preparation of carbon fiber reinforced thermoplastic resin molded product
JPS5970516A (en) * 1982-10-15 1984-04-21 Toray Ind Inc Preparation of fiber-reinforced thermoplastic resin molded pieces
US4640861A (en) * 1984-06-07 1987-02-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fiber reinforced thermoplastic material
EP0250489A1 (en) * 1985-12-24 1988-01-07 Builtrite Productions Pty. Limited Roadway marker post
FR2603891B1 (en) * 1986-09-17 1990-12-14 Atochem PROCESS FOR PRODUCING COMPOSITE MATERIAL BASED ON LONG FIBER REINFORCED POLYAMIDE
JP2611299B2 (en) * 1988-01-26 1997-05-21 大日本インキ化学工業株式会社 Functionality imparting agent for resin
JP2623282B2 (en) * 1988-02-22 1997-06-25 三井東圧化学株式会社 Molding material
FR2630967B1 (en) * 1988-05-09 1993-12-10 Atochem PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF LONG FIBER REINFORCED THERMOPLASTIC RESINS
JP3134361B2 (en) * 1991-07-16 2001-02-13 株式会社ブリヂストン Composite resin wheel
JPH07216104A (en) * 1994-01-26 1995-08-15 Polyplastics Co Preparation of long filament-reinforced resin structure
JP3346872B2 (en) * 1994-01-26 2002-11-18 住友化学工業株式会社 Method of removing fiber bundle and method of manufacturing long fiber reinforced resin structure
JP3584065B2 (en) 1994-09-12 2004-11-04 住友化学工業株式会社 Manufacturing apparatus and manufacturing method for long fiber reinforced resin structure
JP3532629B2 (en) * 1994-09-22 2004-05-31 住友化学工業株式会社 Manufacturing apparatus and manufacturing method for long fiber reinforced resin structure
JP3774959B2 (en) * 1996-11-06 2006-05-17 東レ株式会社 Molding material and manufacturing method thereof
EP0874024B1 (en) * 1996-11-14 2008-05-21 JFE Steel Corporation Long glass fiber-reinforced conductive thermoplastic resin molding and process for preparing the same
TWI304321B (en) 2002-12-27 2008-12-11 Toray Industries Layered products, electromagnetic wave shielding molded articles and method for production thereof
JP2005239926A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Toyo Ink Mfg Co Ltd Thermoplastic resin containing filler and its use
WO2007097184A1 (en) 2006-02-27 2007-08-30 Asahi Kasei Chemicals Corporation Glass-fiber-reinforced thermoplastic resin composition and molded article
JP5274244B2 (en) * 2006-03-13 2013-08-28 旭化成ケミカルズ株式会社 Method for producing glass fiber reinforced polyamide resin composition
FR2947822B1 (en) * 2009-07-09 2011-07-15 Rhodia Operations COMPOSITE POLYAMIDE ARTICLE
HUE046253T2 (en) 2010-06-30 2020-02-28 Toray Industries Method for producing sizing agent-coated carbon fibers, and sizing agent-coated carbon fibers
EP2692794B1 (en) 2011-03-31 2019-12-25 Toray Industries, Inc. Carbon-fiber reinforced polypropylene resin composition, molding material, and molded articles
JP5918171B2 (en) * 2013-05-17 2016-05-18 フクビ化学工業株式会社 FRP fabric, molding material using FRP fabric, and method for manufacturing FRP fabric
FR3030346B1 (en) * 2014-12-22 2017-01-20 Rhodia Operations PROCESS FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF A COMPOSITE MATERIAL PROFILE BASED ON HIGH-FLUIDITY THERMOPLASTIC POLYMER
EP3533834B1 (en) * 2016-10-27 2024-03-27 Daicel Polymer Ltd. Peek resin composition molded article
CN114193647B (en) * 2022-02-18 2022-05-13 武汉金合鑫橡塑制品有限公司 Rubber plasticator control method and device based on image processing
DE102022115439A1 (en) * 2022-06-21 2023-12-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Continuous fiber-reinforced 3D printing filament and process for its production

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1167849A (en) * 1915-01-22 1916-01-11 Max C Sherman Infant's folding bath-tub.
US3022210A (en) * 1955-12-29 1962-02-20 Owens Corning Fiberglass Corp Method of making molding compounds of glass fiber reinforced plastics
US3586560A (en) * 1968-06-17 1971-06-22 Eastman Kodak Co Method of making a fiber-filled thermoplastic article
JPS5485268A (en) * 1977-11-28 1979-07-06 Monsanto Co Glass concentrate cupsule for reinforcing thermoplastics
JPS5592740A (en) * 1978-12-29 1980-07-14 Unitika Ltd Master pellets for manufacturing glass-fiber reinforced polyamide resin and their preparation
JPS568218A (en) * 1979-06-29 1981-01-28 Unitika Ltd Preparation of master pellet for preparing glass-fiber- reinforced thermoplastic polyester resin and molding material

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1769448B2 (en) * 1967-10-25 1978-10-19 Dart Industries Inc., Los Angeles, Calif. (V.St.A.) Process for the production of a glass fiber reinforced thermoplastic concentrate in granulate form
US3755061A (en) * 1970-10-12 1973-08-28 Minnesota Mining & Mfg Prepreg tape
US3999914A (en) * 1971-05-14 1976-12-28 Breco Kunststoffverarbeitungs-Gmbh & Co. Kg Device for producing in a continuous manner reinforced profile belts from extruded material
US4037011A (en) * 1972-02-15 1977-07-19 Dart Industries Inc. Glass fiber reinforced thermoplastic composition and process for its preparation
US4058581A (en) * 1972-07-24 1977-11-15 Exxon Research & Engineering Co. Method of making thermoplastic resin composite
JPS49111973A (en) * 1973-02-26 1974-10-24
JPS5017479A (en) * 1973-06-15 1975-02-24
US3993726A (en) * 1974-01-16 1976-11-23 Hercules Incorporated Methods of making continuous length reinforced plastic articles
JPS52112653A (en) * 1976-03-19 1977-09-21 Asahi Dow Ltd Cutting method of thermoplastic resin strands containing glass fiber
JPS54137038A (en) * 1978-04-17 1979-10-24 Asahi Chem Ind Co Ltd Thermoplastic resin molding material
AU554594B2 (en) * 1981-01-21 1986-08-28 Imperial Chemical Industries Plc Fibre re-inforced

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1167849A (en) * 1915-01-22 1916-01-11 Max C Sherman Infant's folding bath-tub.
US3022210A (en) * 1955-12-29 1962-02-20 Owens Corning Fiberglass Corp Method of making molding compounds of glass fiber reinforced plastics
US3586560A (en) * 1968-06-17 1971-06-22 Eastman Kodak Co Method of making a fiber-filled thermoplastic article
JPS5485268A (en) * 1977-11-28 1979-07-06 Monsanto Co Glass concentrate cupsule for reinforcing thermoplastics
JPS5592740A (en) * 1978-12-29 1980-07-14 Unitika Ltd Master pellets for manufacturing glass-fiber reinforced polyamide resin and their preparation
JPS568218A (en) * 1979-06-29 1981-01-28 Unitika Ltd Preparation of master pellet for preparing glass-fiber- reinforced thermoplastic polyester resin and molding material

Also Published As

Publication number Publication date
AU554594B2 (en) 1986-08-28
JPS57181852A (en) 1982-11-09
AU5701986A (en) 1986-09-11
JPS63239032A (en) 1988-10-05
AU583374B2 (en) 1989-04-27
JPS6337694B2 (en) 1988-07-26
AU7967782A (en) 1982-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2569380B2 (en) Fiber reinforced molded product
JPH0325340B2 (en)
US5213889A (en) Fibre-reinforced compositions and methods for producing such compositions
US4549920A (en) Method for impregnating filaments with thermoplastic
US4559262A (en) Fibre reinforced compositions and methods for producing such compositions
US4541884A (en) Method of producing fibre-reinforced composition
JP4813654B2 (en) Method of prepreg with resin and novel prepreg produced by the method
US5401154A (en) Apparatus for compounding a fiber reinforced thermoplastic material and forming parts therefrom
EP0102158B1 (en) Method of producing fibre-reinforced composition
US4479998A (en) Process of producing fibre-reinforced shaped articles
CN111497179B (en) Fiber reinforced molding compounds, and methods of forming and using the same
US6548167B1 (en) Continuous-strand pellets and method and device for preparing continuous-strand pellets
EP0170245B1 (en) Pellets of fibre-reinforced compositions and methods for producing such pellets
JP5608818B2 (en) Carbon fiber composite material, molded product using the same, and production method thereof
EP0102711A2 (en) Process for producing fibre-reinforced polymer compositions
JPS6036136A (en) Manufacture of long-sized product of thermoplastic resin reinforced with fiber
JP2569380C (en)
JP2646029B2 (en) Molding materials and mixtures thereof
KR20160083549A (en) Method Of Manufacturing Composites By Pultrusion Process
JPH0431011A (en) Pellet-shaped fiber-reinforced thermoplastic composite molding material
JPH04353526A (en) Filament-reinforced material and production thereof