JPH0346010B2 - - Google Patents

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JPH0346010B2
JPH0346010B2 JP25965385A JP25965385A JPH0346010B2 JP H0346010 B2 JPH0346010 B2 JP H0346010B2 JP 25965385 A JP25965385 A JP 25965385A JP 25965385 A JP25965385 A JP 25965385A JP H0346010 B2 JPH0346010 B2 JP H0346010B2
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JP
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yarn
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sulfide
arylene sulfide
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Edowaado Okonaa Jeemusu
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Phillips Petroleum Co
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Phillips Petroleum Co
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Publication date
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Publication of JPH0346010B2 publication Critical patent/JPH0346010B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、よりの少ない複合ヤーン、それを含
む生地および熱可塑性物品の製造方法に関するも
のである。別の見地から本発明は新規な繊維強化
熱可塑性物品に関するものである。 〔従来の技術〕 色々の方法が繊維強化熱可塑性物品を製造する
ために使用されてきた。その各方法は、このよう
な物品の製造のための大量使用の方法を妨げる欠
点に悩まされている。これは、例えば、強化物品
に対する熱可塑性物質の溶融使用は、樹脂の適用
中、大量の熱可塑性樹脂を溶融状態に保持しなく
てはならないので大きなエネルギー損失工程であ
る。溶媒の応用方法は、溶媒に対する作業員及び
環境の暴露抑制を考えなくてはならない。その上
に、樹脂操作が完了するまで、残存している過剰
の溶媒を追いだすために大きな工程時間及び工程
エネルギーを消費しなくてはならない繊維強化熱
可塑性物品の製造中、しばしば遭遇する他の問題
は、熱可塑性樹脂と補強材との不均一な接触であ
り、それによつて不均一な繊維強化熱可塑性物品
になることである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明により、ポリ（アリーレンサルフアイ
ド）の個々の連続単繊維（filament）と繊維状強
化材料の個々の連続単繊維とを混成して含み、し
かも前記強化材料がガラス、カーボン、アラミ
ド、硼素、窒化硼素、セラミツク、鉄、ニツケ
ル、クロム、銅および（または）アルミニウムか
らなる、よりの少ない複合ヤーンが提供される。
そのようなよりの少ないヤーンは、次に例えば織
ることにより、生地を提供するために用いられる
ことができ、この生地は熱可塑性ポリ（アリーレ
ンサルフアイド）物品を提供するのに有用であ
る。熱可塑性ポリ（アリーレンサルフアイド）材
料を溶融することによつて、熱可塑性材料と強化
用材料との間に強い緊密な接着が結果として生ず
る。 強化熱可塑性物品の製品繊維は、熱可塑性材料
の化学的特性と、補強材料によつて与えられる物
理的な完全さが要求されるような、例えば、軽量
の積層プラスチツクなどのような、色々の応用に
有用である。 更にまた、樹脂化しない、又は部分的に樹脂化
したポリ（アリーレンサルフアイド）−ホモポリ
マー、コーポリマー、ターポリマーなど、又はこ
れらのポリマーの混合品−は、本発明の実施に、
制限されることなく使用可能である。樹脂化しな
い、又は部分的に樹脂化したポリマーは、熱のよ
うな十分なエネルギーを、それに与えることによ
つて、分子鎖の延長、又は網状結合、又はその二
つの組合せで分子量が増大出来るようなポリマー
である。適当なポリ（アリーレンサルフアイド）
ポリマーは、この中に参考として組み込まれたア
メリカ特許第3354129号に記載されたものの中に
含まれるが、それに制限されない。本発明の目的
に適しているポリ（アリーレンサルフアイド）ポ
リマーの例としてポリ（２，４トルエンサルフア
イド）、ポリ（４，4′−ビフエニレンサルフアイ
ド）、及びポリ（フエニレンサルフアイド）があ
る。その有用性及び望ましい特性（高い化学的抵
抗性、不燃性及び高い強度と硬度のような）の故
にポリ（フエニレンサルフアイド）は現在、好ま
しいポリ（アリーレンサルフアイド）である。 本発明に使用するのに好ましいポリ（アリーレ
ンサルフアイド）は約75−800ｇ／10分の流動率
を持つであろう−ASTM D1238に従つて測定し
て、316℃の温度に修正、全量５Kg−。好ましく
は、約100−500ｇ／10分の流動率を持つであろ
う。本発明の実施に使用される最も好ましいポリ
（アリーレンサルフアイド）化合物は、アメリカ
特許第4282347号及び第4350810号に記載の方法に
よつて製造され、約160−280ｇ／分の流動率を持
つている。熱可塑性材料と補強材材料との強い密
着は、このような高い流動率を持つ化合物で最も
速やかに達成されるので、高い流動率を持つ重合
体が好ましい。 本発明において使用される繊維強化材料は以下
に十分に詳述される処理条件では溶融せず、使用
する熱可塑性ポリ（アリーレンサルフアイド）材
の融点よりも高い融点を有しており、いずれも本
発明の実施に使用するのに適しており、それらは
グラスフアイバー、カーボンフアイバーや、例え
ばポリ（ｐ−フエニレンテレフタラミド）のよう
なアラミドフアイバー、硼素フアイバー、窒化硼
素フアイバー、セラミツクフアイバーや、例えば
鉄、ニツケル、クロム、銅、アルミニウムなどの
メタルフアイバー、及びこれらの二つ以上、又は
それ以上の混合体である。 繊維状熱可塑性ポリ（アリーレンサルフアイ
ド）材料及び少なくとも一つの繊維状補強材材料
との強い密着を起こさせるのに適した多くの種々
の技術がある。例えば複合物ヤーンを製造するた
めに数種の繊維を、一緒に編む例のように、少な
くとも一つの熱可塑性繊維と少なくとも一つの連
続補強材繊維とを混成することが出来る。そして
この複合物ヤーンは、以下に詳述するような、よ
りいつそうの処理に適合した生地に織ることが可
能である。 本発明の実施に有用な繊維状熱可塑性ポリ（ア
リーレンサルフアイド）材料の繊維状補強材材料
に対する割合は大きく変えることができる。手引
きの目的で、繊維状補強材の量は、結果として得
られる生地の全重量を基にして、約40重量％ない
し約80重量％が使用されると示唆される。好まし
くは繊維状補強材材料は、結果として得られる生
地の全量を基準にして約55ないし65重量％の範囲
で使用されるであろう。 本発明に従つて複合物生地が形成され、その
後、複合物材料は、熱可塑性材料と補強材材料と
の間に強い密着が生ずるのに十分な時間、温度と
圧力の条件下に置かれる。適当な温度は、少なく
とも熱可塑性材料の融点以上の高さであるが、熱
可塑性の退化がはつきりしたレベルに達する程の
高さではない。例として、ポリ（フレニレンサル
フアイド）を使用する場合の適当な温度は、大ざ
つぱにいつて約285℃以上から約350℃以上であ
る。好ましくは温度範囲は、約300℃以上から約
330℃までが用いられよう。 絶対的なものではないが、熱可塑性材料と補強
材材料との強い密着をもたらす目的で圧力をかけ
ることは望ましい。大ざつぱにいつて大気圧以上
から約500psigまでの圧力が適当である。より以
上の圧力は何か追加利益を与えるとは信じられな
いし、単に設備費及び運転費用が増大するだけで
ある。好ましくは、圧力は約50ないし約200psig
の範囲で行われるであろう。複合物生地が高い温
度及び圧力を受ける総時間は、柔かくなつたある
いは溶融した熱可塑性ポリ（アリーレンサルフア
イド）材料が補強材繊維と強く密着するのに必要
な総時間そのものである。加えて、複合物生地又
は複合物バツトにとり込まれている少しの空気の
追い出しのために−複合物構造の形成を避けるた
めに−十分な接触時間が望まれる。大ざつぱにい
つて１分ない60分の接触（時間）が適当である。
好ましくは、処理条件は、約５ないし約30分の時
間、保持されるだろう。更に好ましくは処理条件
は、約10以上約20分保持されるであろう。この時
間は一般的に熱可塑性材料と補強材繊維との密着
を確実にするのに十分な時間であり、処理サイク
ルに対する過剰な時間は必要ではない。 実施例 １ この実施例は、積層板及び鋳造の応用に適した
複合物材料のしみこんだところの、織られたポリ
（フエニレンサルフアイド）含浸物（prepreg）
の製造について説明するものである。二つの異な
つた型のヤーンが一緒により合わされた：(a)は
3000の単繊維（filament）を含む1717デニールの
カーボン繊維ヤーンで、エポキシサイジングで被
覆されており、ユニオン カーバイト コーポレ
ーシヨン（Union Carbide Corporation）ニユ
ーヨーク、NYのカーボン製造部門からソーネル
タイプ300、WYP301/10として市販されている。
そして(b)は850デニールのライトン（Ryton ）
ポリ（フエニレンサルフアイド）（P.P.S）のヤー
ンで流動率が220±60ｇ／10分のもので（A.S.T.
M D1238に従つて316℃の温度に調節され、ピス
トンを入れた全量5.0Kgで測定された）、200の単
繊維を含み、フイリツプス フアイバー コーポ
レーシヨン、グリーンビル、S.C.Phillips Fibers
Corporations、Greenville、S.Cから製品名X02
で市販されている。 三つよりの、混成ヤーンは850デニールのP.P.S
繊維ヤーンの二つよりヤーンと1717デニールの一
つよりカーボンフアイバーヤーンを2.5t.p.i（twist
per inch：インチあたりのねじり）の少ないねじ
りでよることにより製造された。 この混成の三つよりヤーンは、次いで二つの生
地を織るために使用された。一つは10×10本／イ
ンチ（インチ当たり経糸10本、緯糸10本）のもの
であり、もう一つは16×10本／インチの簡単な織
り構造のものである。織りは、フイリツプス フ
アイバー コーポレーシヨンによる市販の織機で
行われた。10×10の構成の生地は約8.8オンス／
ヤード平方の重さであつた。このものは３ヤード
の長さで18インチの幅であつた。10×16の生地は
約11オンス／ヤード平方の重さであつた；そして
１1/3ヤードの長さで18インチの幅であつた。 実施例 ２ 実施例１の“含浸物”（prepreg）生地は、２
回おりたたみ（plies）ないし10回おりたたみの
生地を約9″×10″の大きさにカツトし、9″×10″の
金属の型のくぼんだ所に起き、それを約595〓
（313℃）の温度で、そして約200psiの圧力で15分
間加圧することによりラミネートされた、混成ヤ
ーンから製造した。次いでこの複合物はホツトプ
レスから、外され室温で第二のプレスに置かれ
200p.s.iの圧力下冷却された。おりたたまれた生
地は、全層の経糸は同一方向に並べ緯糸は経糸に
対して90°の角度で並べるようにして織られた。
型に入れた複合物シートの高さは二つよりの複合
物の0.02インチから、10回よりの複合物の約0.08
−0.09インチの範囲であつた。成形した複合物シ
ートの適切な物理的諸性質を表に記載する。 【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ポリ（アリーレンサルフアイド）の個々の連
    続単繊維と繊維状強化材料の個々の連続単繊維と
    を混成して含み、しかも前記強化材料がガラス、
    カーボン、アラミド、硼素、窒化硼素、セラミツ
    ク、鉄、ニツケル、クロム、銅および（または）
    アルミニウムからなる、よりの少ないヤーン。 ２ 前記繊維状強化材料の前記単繊維がガラス、
    カーボンまたはアラミドからなる特許請求の範囲
    第１項に記載のヤーン。 ３ ポリ（アリーレンサルフアイド）の前記単繊
    維がポリ（フエニレンサルフアイド）からなる特
    許請求の範囲第１項または第２項に記載のヤー
    ン。 ４ ポリ（フエニレンサルフアイド）ポリマーが
    316℃の温度および5.0Kgの全量に調節されて
    ASTM D1238に従つて測定されて約75〜800
    ｇ／10分の範囲の溶融流動率を有する特許請求の
    範囲第３項に記載のヤーン。 ５ ヤーンと全重量に基づいて約40〜約80重量パ
    ーセントの繊維状強化材料を含む特許請求の範囲
    第１項〜第４項のいずれか１項に記載のヤーン。 ６ 前記複合ヤーンを生成するための前記混成が
    前記単繊維を編むことを包含する特許請求の範囲
    第１項〜第５項のいずれか１項に記載のヤーン。 ７ 前記ヤーンが約2.5ねじり／インチによられ
    ている特許請求の範囲第６項に記載のヤーン。 ８ ポリ（アリーレンサルフアイド）の個々の連
    続単繊維と繊維状強化材料の個々の連続単繊維と
    を混成して含むよりの少ない複合ヤーンからつく
    られた生地を、該熱可塑性材料と該強化材料との
    間の緊密な密着が生ずるのに十分な温度および同
    時にそれに十分な圧力に対し、しかも前記温度が
    少なくとも前記ポリ（アリーレンサルフアイド）
    の融点の高さの温度であり、そして前記温度およ
    び圧力に付すのを維持する時間が約１〜60分であ
    りそして前記強化材料がガラス、カーボン、アラ
    ミド、硼素、窒化硼素、セラミツク、鉄、ニツケ
    ル、クロム、銅および（または）アルミニウムか
    らなることを特徴とする繊維強化可塑性物品の製
    造方法。 ９ 前記加熱のまえに前記生地を所望の形に形成
    する特許請求の範囲第８項に記載の方法。 １０ 前記圧力が約50〜約500psigの範囲にある
    特許請求の範囲第８項または第９項に記載の方
    法。 １１ 前記温度が約285℃〜約350℃の範囲にある
    特許請求の範囲第８項〜第１０項のいずれか１項
    に記載の方法。 １２ 複数回のおりたたみの前記生地を前記温度
    および圧力の条件に付して積層複合物品を形成す
    る特許請求の範囲第８項〜第１１項のいずれか１
    項に記載の方法。 １３ 積層複合物品から空気の逃散を可能にする
    のに十分な接触時間の間、前記複数回のおりたた
    みの前記生地を前記温度および圧力の条件に付す
    る特許請求の範囲第１２項に記載の方法。 １４ 前記複数回のおりたたみが２回〜10回の範
    囲にある特許請求の範囲第１２項または第１３項
    に記載の方法。 １５ 複合ヤーンが織られて生地を形成する特許
    請求の範囲第８項〜第１４項のいずれか１項に記
    載の方法。 １６ ポリ（アリーレンサルフアイド）の前記単
    繊維がポリ（フエニレンサルフアイド）からなる
    特許請求の範囲第８項〜第１５項のいずれか１項
    に記載の方法。 １７ ポリ（フエニレンサルフアイド）ポリマー
    が316℃の温度および5.0Kgの全量に調節されて
    ASTM D1238に従つて測定されて約75〜800
    ｇ／10分の範囲の溶融流動率を有する特許請求の
    範囲第１６項に記載の方法。
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