JPH06166028A - 繊維強化熱可塑性樹脂材料 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂材料Info
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- JPH06166028A JPH06166028A JP32193692A JP32193692A JPH06166028A JP H06166028 A JPH06166028 A JP H06166028A JP 32193692 A JP32193692 A JP 32193692A JP 32193692 A JP32193692 A JP 32193692A JP H06166028 A JPH06166028 A JP H06166028A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度、高弾性率で耐熱性が高く、しかも、
リサイクルの容易な繊維強化熱可塑性樹脂材料を提供す
る。 【構成】 融点１４０℃以上の超高分子量ポリエチレン
繊維を強化材とし、該超高分子量ポリエチレンの融点と
同等または、それより高い融点を有するポリオレフィン
をマトリックスとする繊維強化熱可塑性樹脂材料。
リサイクルの容易な繊維強化熱可塑性樹脂材料を提供す
る。 【構成】 融点１４０℃以上の超高分子量ポリエチレン
繊維を強化材とし、該超高分子量ポリエチレンの融点と
同等または、それより高い融点を有するポリオレフィン
をマトリックスとする繊維強化熱可塑性樹脂材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂
材料に関するものであり、より詳しくは、自動車、船
舶、鉄道車両、航空機等の内装パネル、外装パネル、ス
ポーツ用具、レジャー用具をはじめ什器、備品、治具、
工具等広く用いられる繊維強化熱可塑性樹脂材料に関す
るものである。
材料に関するものであり、より詳しくは、自動車、船
舶、鉄道車両、航空機等の内装パネル、外装パネル、ス
ポーツ用具、レジャー用具をはじめ什器、備品、治具、
工具等広く用いられる繊維強化熱可塑性樹脂材料に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、強化材としてガラス繊維、炭素繊
維、アルミナ繊維、ボロン繊維、珪素繊維等の無機繊維
を使用し、マトリックスとしてエポキシ、不飽和ポリエ
ステル、ビニルエステル、フェノール、ビスマレイミ
ド、ウレタン、ポリウレア、ポリイソアヌレート等を使
用して繊維強化樹脂材料を得ることが多く行われてい
る。これらは、自動車、船舶、鉄道、航空機、スポー
ツ、レジャー等の多くの分野で用いられている。
維、アルミナ繊維、ボロン繊維、珪素繊維等の無機繊維
を使用し、マトリックスとしてエポキシ、不飽和ポリエ
ステル、ビニルエステル、フェノール、ビスマレイミ
ド、ウレタン、ポリウレア、ポリイソアヌレート等を使
用して繊維強化樹脂材料を得ることが多く行われてい
る。これらは、自動車、船舶、鉄道、航空機、スポー
ツ、レジャー等の多くの分野で用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
繊維強化樹脂材料は、軽量化の点で十分なものとは言え
ない。また、最近、資源の再利用を促進する立場から繊
維強化材料についてもリサイクルできることが求められ
ているが、これら従来の材料はリサイクルの容易さの点
からも必ずしも有利なものとは言えない。また超高分子
量ポリエチレン繊維を強化材とし、ポリオレフィンをマ
トリックスとする繊維強化材料も知られているが、耐熱
性の点で十分なものとは言えない。
繊維強化樹脂材料は、軽量化の点で十分なものとは言え
ない。また、最近、資源の再利用を促進する立場から繊
維強化材料についてもリサイクルできることが求められ
ているが、これら従来の材料はリサイクルの容易さの点
からも必ずしも有利なものとは言えない。また超高分子
量ポリエチレン繊維を強化材とし、ポリオレフィンをマ
トリックスとする繊維強化材料も知られているが、耐熱
性の点で十分なものとは言えない。
【０００４】このような事情に鑑みて本発明者等は鋭意
検討を行った結果、融点１４０℃以上の超高分子量ポリ
エチレン繊維を強化材とし、該超高分子量ポリエチレン
の融点と同等またはそれより高い融点を有するポリオレ
フィンをマトリックスとすることにより高強度、高弾性
率で耐熱性が高く、しかもリサイクルの容易な繊維強化
熱可塑性樹脂材料を製造できることを見いだし、本発明
を完成した。すなわち本発明は、融点１４０℃以上の超
高分子量ポリエチレン繊維を強化材とし、該超高分子量
ポリエチレンの融点と同等またはそれより高い融点を有
するポリオレフィンをマトリックスとする繊維強化熱可
塑性樹脂材料に関するものである。
検討を行った結果、融点１４０℃以上の超高分子量ポリ
エチレン繊維を強化材とし、該超高分子量ポリエチレン
の融点と同等またはそれより高い融点を有するポリオレ
フィンをマトリックスとすることにより高強度、高弾性
率で耐熱性が高く、しかもリサイクルの容易な繊維強化
熱可塑性樹脂材料を製造できることを見いだし、本発明
を完成した。すなわち本発明は、融点１４０℃以上の超
高分子量ポリエチレン繊維を強化材とし、該超高分子量
ポリエチレンの融点と同等またはそれより高い融点を有
するポリオレフィンをマトリックスとする繊維強化熱可
塑性樹脂材料に関するものである。
【０００５】以下に、本発明をより詳細に説明する。本
発明で強化材として用いる超高分子量ポリエチレン繊維
とは、重量平均分子量が約１００万以上の直鎖状のポリ
エチレンからなる繊維で、成形加工法に制約があるもの
の耐衝撃性などの機械的性質にきわめて優れている。こ
のような超高分子量ポリエチレンとしては、例えば、中
低圧法において連鎖移動剤である水素をほとんど用いず
につくられたものがある。このような超高分子量ポリエ
チレンをゲル紡糸法により加工することにより、超高分
子量ポリエチレンの分子鎖が高度に配向し、強度、弾性
率に優れた繊維が得られる。ゲル紡糸法とは、超高分子
量ポリエチレンをデカリンなどの有機溶媒に溶解するこ
とにより準希薄溶液を得、ついでこれを溶液中に紡糸し
てゲル状繊維とした後超延伸する方法である。このよう
な超高分子量繊維の融点は１２０〜１３５℃程度であ
る。また、オランダのＤＳＭ社で開発されたフィブリル
状結晶化法に熱延伸を併用する方法によると、生産性に
問題があるもののより高強度、高弾性率、高融点の繊維
が得られる。さらに、溶剤を使用しない超延伸技術によ
っても同様の繊維を得ることができる。得られるものは
繊維状、あるいはテープ状の材料にもなりうる。テープ
状のものは、複合材料を作製する場合の作業性が良い点
で好ましい。このような超高分子量ポリエチレン繊維と
しては、東洋紡績社製ダイニーマＳＫ６０（融点１５５
℃、ダイニーマは商標）、日本石油化学社製の高強度ポ
リエチレンテープ（融点１４６℃）等がある。本発明で
用いられる超高分子量ポリエチレンは、融点１４０℃以
上で重量平均分子量が約１００万以上のポリエチレンで
ある。ちなみに、超高分子量ポリエチレン以外の高密度
ポリエチレン、中低密度ポリエチレンの融点は１０７〜
１４０℃である。強化材として用いる繊維の融点が高い
ことは、より高融点のマトリックス樹脂の使用が容易と
なるので、より高い耐熱性を有する繊維強化樹脂材料を
得ることができる。
発明で強化材として用いる超高分子量ポリエチレン繊維
とは、重量平均分子量が約１００万以上の直鎖状のポリ
エチレンからなる繊維で、成形加工法に制約があるもの
の耐衝撃性などの機械的性質にきわめて優れている。こ
のような超高分子量ポリエチレンとしては、例えば、中
低圧法において連鎖移動剤である水素をほとんど用いず
につくられたものがある。このような超高分子量ポリエ
チレンをゲル紡糸法により加工することにより、超高分
子量ポリエチレンの分子鎖が高度に配向し、強度、弾性
率に優れた繊維が得られる。ゲル紡糸法とは、超高分子
量ポリエチレンをデカリンなどの有機溶媒に溶解するこ
とにより準希薄溶液を得、ついでこれを溶液中に紡糸し
てゲル状繊維とした後超延伸する方法である。このよう
な超高分子量繊維の融点は１２０〜１３５℃程度であ
る。また、オランダのＤＳＭ社で開発されたフィブリル
状結晶化法に熱延伸を併用する方法によると、生産性に
問題があるもののより高強度、高弾性率、高融点の繊維
が得られる。さらに、溶剤を使用しない超延伸技術によ
っても同様の繊維を得ることができる。得られるものは
繊維状、あるいはテープ状の材料にもなりうる。テープ
状のものは、複合材料を作製する場合の作業性が良い点
で好ましい。このような超高分子量ポリエチレン繊維と
しては、東洋紡績社製ダイニーマＳＫ６０（融点１５５
℃、ダイニーマは商標）、日本石油化学社製の高強度ポ
リエチレンテープ（融点１４６℃）等がある。本発明で
用いられる超高分子量ポリエチレンは、融点１４０℃以
上で重量平均分子量が約１００万以上のポリエチレンで
ある。ちなみに、超高分子量ポリエチレン以外の高密度
ポリエチレン、中低密度ポリエチレンの融点は１０７〜
１４０℃である。強化材として用いる繊維の融点が高い
ことは、より高融点のマトリックス樹脂の使用が容易と
なるので、より高い耐熱性を有する繊維強化樹脂材料を
得ることができる。
【０００６】超高分子量ポリエチレンの密度は、０．９
４〜０．９８ｇ／ｃｍ3 程度であり、これは広く用いら
れている炭素繊維の１．６〜１．９ｇ／ｃｍ3 、ガラス
繊維の２．４〜２．７ｇ／ｃｍ3 、アラミド繊維の１．
４〜１．５ｇ／ｃｍ3 等と比較して小さくなっており、
超高分子量ポリエチレン繊維を用いた繊維強化樹脂材料
の軽量化に寄与している。
４〜０．９８ｇ／ｃｍ3 程度であり、これは広く用いら
れている炭素繊維の１．６〜１．９ｇ／ｃｍ3 、ガラス
繊維の２．４〜２．７ｇ／ｃｍ3 、アラミド繊維の１．
４〜１．５ｇ／ｃｍ3 等と比較して小さくなっており、
超高分子量ポリエチレン繊維を用いた繊維強化樹脂材料
の軽量化に寄与している。
【０００７】マトリックスとして用いるポリオレフィン
とは、一般式ＣｎＨ2n（ｎは２以上の正の整数）で表わ
される不飽和炭化水素の重合体の総称であり、ポリエチ
レン、ポリプロピレンからポリメレン（ｎ＝３０）まで
多数を含む。ポリオレフィンは熱可塑性であるので、廃
棄されたあとも加熱溶融による再利用が容易である。ポ
リオレフィンのなかでは、加工性、コストの点でポリエ
チレン、ポリプロピレンが好ましい。また、熱変形温度
（４．６ｋｇ／ｃｍ2 ）は、ポリエチレンで３８〜８２
℃、ポリプロピレン（融点１５０℃の場合）で９０〜９
５℃であり、ポリプロピレンの方が耐熱性の点で好まし
い。
とは、一般式ＣｎＨ2n（ｎは２以上の正の整数）で表わ
される不飽和炭化水素の重合体の総称であり、ポリエチ
レン、ポリプロピレンからポリメレン（ｎ＝３０）まで
多数を含む。ポリオレフィンは熱可塑性であるので、廃
棄されたあとも加熱溶融による再利用が容易である。ポ
リオレフィンのなかでは、加工性、コストの点でポリエ
チレン、ポリプロピレンが好ましい。また、熱変形温度
（４．６ｋｇ／ｃｍ2 ）は、ポリエチレンで３８〜８２
℃、ポリプロピレン（融点１５０℃の場合）で９０〜９
５℃であり、ポリプロピレンの方が耐熱性の点で好まし
い。
【０００８】例えば、ポリエチレンは、その密度により
高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンに大別され
る。高密度ポリエチレンは分岐の少ない直鎖状の分子構
造をもち結晶化度が高いのに対し、低密度ポリエチレン
は分岐が多く結晶化度が低い。結晶化度の高い、すなわ
ち密度の高いポリエチレンほど融点が高く剛性も高い
が、透明性は低い。また、同じ低密度ポリエチレンで
も、短鎖分岐をもった直鎖状低密度ポリエチレンの方が
長鎖分岐をもった分岐低密度ポリエチレンよりも、結晶
化度が高くタイ分子の数が多いため、融点が高く機械的
強度に優れるが、溶融時の分子鎖のからみ合が少ないた
め溶融張力が低い。本発明のマトリックス樹脂として用
いられるポリエチレンとしては、上記のいずれも用いる
ことができる。
高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンに大別され
る。高密度ポリエチレンは分岐の少ない直鎖状の分子構
造をもち結晶化度が高いのに対し、低密度ポリエチレン
は分岐が多く結晶化度が低い。結晶化度の高い、すなわ
ち密度の高いポリエチレンほど融点が高く剛性も高い
が、透明性は低い。また、同じ低密度ポリエチレンで
も、短鎖分岐をもった直鎖状低密度ポリエチレンの方が
長鎖分岐をもった分岐低密度ポリエチレンよりも、結晶
化度が高くタイ分子の数が多いため、融点が高く機械的
強度に優れるが、溶融時の分子鎖のからみ合が少ないた
め溶融張力が低い。本発明のマトリックス樹脂として用
いられるポリエチレンとしては、上記のいずれも用いる
ことができる。
【０００９】ポリエチレンの製造方法は、高圧法と中低
圧法に大別される。高圧法は、酸素や過酸化物などのラ
ジカル開始剤を用い、１５０〜３００℃、１０００〜３
０００ｋｇ・ｃｍ-2の条件下でエチレンを重合させる方
法で、長鎖分岐をもった分岐低密度ポリエチレンが得ら
れる。中低圧法は、チーグラー触媒（Ｔｉ系）またはフ
ィリップス触媒（Ｃｒ系）などを用い、５０〜２５０
℃、５０〜２００ｋｇ・ｃｍ-2の条件下でエチレンを重
合させる方法で、直鎖状の高密度ポリエチレンが得られ
る。中低圧法においてポリエチレンの平均分子量の調節
は、水素を連鎖移動剤に用いることによって行う。
圧法に大別される。高圧法は、酸素や過酸化物などのラ
ジカル開始剤を用い、１５０〜３００℃、１０００〜３
０００ｋｇ・ｃｍ-2の条件下でエチレンを重合させる方
法で、長鎖分岐をもった分岐低密度ポリエチレンが得ら
れる。中低圧法は、チーグラー触媒（Ｔｉ系）またはフ
ィリップス触媒（Ｃｒ系）などを用い、５０〜２５０
℃、５０〜２００ｋｇ・ｃｍ-2の条件下でエチレンを重
合させる方法で、直鎖状の高密度ポリエチレンが得られ
る。中低圧法においてポリエチレンの平均分子量の調節
は、水素を連鎖移動剤に用いることによって行う。
【００１０】さらに例えば、ポリプロピレンには、ホモ
ポリマーの他にエチレンとのランダムコポリマー、ブロ
ックコポリマーがあり、広範囲に使われている。このう
ち、ブロックコポリマーは文字どおりのブロックコポリ
マーではなく、プロピレンのみからなるホモポリマーセ
グメントとエチレンとプロピレンの共重合体からなるエ
ラストマーセグメントが、各々独立の分子を形成してい
る。また、これらホモポリマーやコポリマーを基に、各
種の無機質を配合してなる無機質強化ポリプロピレンが
ある。
ポリマーの他にエチレンとのランダムコポリマー、ブロ
ックコポリマーがあり、広範囲に使われている。このう
ち、ブロックコポリマーは文字どおりのブロックコポリ
マーではなく、プロピレンのみからなるホモポリマーセ
グメントとエチレンとプロピレンの共重合体からなるエ
ラストマーセグメントが、各々独立の分子を形成してい
る。また、これらホモポリマーやコポリマーを基に、各
種の無機質を配合してなる無機質強化ポリプロピレンが
ある。
【００１１】汎用プラスチックの中で最も低比重のポリ
プロピレンは、融点が１６０〜１７０℃と高いので高温
使用に適するが、ガラス転移温度が常温付近にあるため
低温で脆くなる欠点がある。このために種々開発された
のがコポリマーであり、ランダムコポリマーはさほどで
もないが、ブロックコポリマーはポリプロピレンの高温
特性を活かしつつ、ポリエチレンとほとんど同等の低温
領域まで使用可能である。また、無機質強化ポリプロピ
レンは、高温高荷重下での特性が改良されている。
プロピレンは、融点が１６０〜１７０℃と高いので高温
使用に適するが、ガラス転移温度が常温付近にあるため
低温で脆くなる欠点がある。このために種々開発された
のがコポリマーであり、ランダムコポリマーはさほどで
もないが、ブロックコポリマーはポリプロピレンの高温
特性を活かしつつ、ポリエチレンとほとんど同等の低温
領域まで使用可能である。また、無機質強化ポリプロピ
レンは、高温高荷重下での特性が改良されている。
【００１２】ポリプロピレンの融点は、ホモポリマーで
１６７〜１７０℃、ブロックコポリマーで１６５〜１７
０℃、ランダムコポリマーで１５０〜１６０℃である。
ポリプロピレンは、主にチーグラー触媒（Ｔｉ系）を用
い、５０〜８０℃、５〜３５ｋｇ・ｃｍ-2の条件下でプ
ロピレンを重合してつくられる。ランダムコポリマー
は、この時少量のエチレン（または他のαオレフィン）
を共存させて得られる。
１６７〜１７０℃、ブロックコポリマーで１６５〜１７
０℃、ランダムコポリマーで１５０〜１６０℃である。
ポリプロピレンは、主にチーグラー触媒（Ｔｉ系）を用
い、５０〜８０℃、５〜３５ｋｇ・ｃｍ-2の条件下でプ
ロピレンを重合してつくられる。ランダムコポリマー
は、この時少量のエチレン（または他のαオレフィン）
を共存させて得られる。
【００１３】ブロックコポリマーは、まずプロピレンホ
モポリマーを重合した後、主にエチレンを重合すること
により得られる。また、これにＥＰＭ等のゴム類を溶融
混練追加することも広く行われている。無機質強化ポリ
プロピレンは、重合で得られたポリプロピレンと、各種
無機質を主に押出機で溶融混練することによりつくられ
る。
モポリマーを重合した後、主にエチレンを重合すること
により得られる。また、これにＥＰＭ等のゴム類を溶融
混練追加することも広く行われている。無機質強化ポリ
プロピレンは、重合で得られたポリプロピレンと、各種
無機質を主に押出機で溶融混練することによりつくられ
る。
【００１４】本発明で用いるマトリックスとしては超高
分子量ポリエチレン繊維と同等か、またはより高融点の
ものを用いることができる。マトリックス樹脂の融点と
超高分子量ポリエチレン繊維の融点の差は、あまりに大
きいと従来懸念されていた通り繊維が内部まで溶融して
しまい、所期の強度、剛性が発現しないことがあるの
で、より好ましくは０〜１５℃、最も好ましくは３〜１
０℃である。ただし、該融点の差はある程度大きくて
も、ヒートローラー等を用いて、マトリックス樹脂を比
較的短時間、即ち、マトリックス樹脂が超高分子量ポリ
エチレン繊維と接触してから１分以内、より好ましくは
３０秒以内にマトリックス樹脂の温度が該繊維の融点以
下に下がる様な条件で含浸、成形を行えば、該繊維の表
面付近は溶融しても内部までは溶融しない。この結果、
超高分子量ポリエチレン繊維自体の力学的特性（強度、
剛性）はやや落ちるものの、該繊維とマトリックス樹脂
の密着性が向上し、また、繊維の融点に束縛されること
なく高融点で力学的特性に優れたマトリックス樹脂を選
択できることから、全体としての繊維強化熱可塑性樹脂
材料の力学的特性は向上する。
分子量ポリエチレン繊維と同等か、またはより高融点の
ものを用いることができる。マトリックス樹脂の融点と
超高分子量ポリエチレン繊維の融点の差は、あまりに大
きいと従来懸念されていた通り繊維が内部まで溶融して
しまい、所期の強度、剛性が発現しないことがあるの
で、より好ましくは０〜１５℃、最も好ましくは３〜１
０℃である。ただし、該融点の差はある程度大きくて
も、ヒートローラー等を用いて、マトリックス樹脂を比
較的短時間、即ち、マトリックス樹脂が超高分子量ポリ
エチレン繊維と接触してから１分以内、より好ましくは
３０秒以内にマトリックス樹脂の温度が該繊維の融点以
下に下がる様な条件で含浸、成形を行えば、該繊維の表
面付近は溶融しても内部までは溶融しない。この結果、
超高分子量ポリエチレン繊維自体の力学的特性（強度、
剛性）はやや落ちるものの、該繊維とマトリックス樹脂
の密着性が向上し、また、繊維の融点に束縛されること
なく高融点で力学的特性に優れたマトリックス樹脂を選
択できることから、全体としての繊維強化熱可塑性樹脂
材料の力学的特性は向上する。
【００１５】正確には、本発明樹脂材料の繊維方向の力
学的特性はやや低下する傾向にあるが、その他の方向に
おいては力学的特性が大幅に向上する。従って、本発明
は、一方向材や二軸の織物等異方性の大きな繊維材料を
用いる場合に特にその効果が顕著である。次に、本発明
の繊維強化熱可塑性樹脂材料を製造する方法を説明す
る。
学的特性はやや低下する傾向にあるが、その他の方向に
おいては力学的特性が大幅に向上する。従って、本発明
は、一方向材や二軸の織物等異方性の大きな繊維材料を
用いる場合に特にその効果が顕著である。次に、本発明
の繊維強化熱可塑性樹脂材料を製造する方法を説明す
る。
【００１６】強化材としては融点１４０℃以上の超高分
子量ポリエチレン繊維の一方向材、マット、織物のいず
れでもよい。マトリックスとしては、フィルム、シート
が好ましい。これらの強化材とマトリックスを重ね合せ
て、ヒートローラー等によりマトリックスの融点と同等
またはマトリックスの融点をわずかに越える温度に加熱
処理することにより本発明の繊維強化熱可塑性樹脂材料
が得られる。
子量ポリエチレン繊維の一方向材、マット、織物のいず
れでもよい。マトリックスとしては、フィルム、シート
が好ましい。これらの強化材とマトリックスを重ね合せ
て、ヒートローラー等によりマトリックスの融点と同等
またはマトリックスの融点をわずかに越える温度に加熱
処理することにより本発明の繊維強化熱可塑性樹脂材料
が得られる。
【００１７】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂材料を用い
て特定の形状の成形体を得るためには、ポリオレフィン
の融点以上に加熱した後、成形型に挟み込んで該形状に
変形させ、そのまま冷却してもよい。
て特定の形状の成形体を得るためには、ポリオレフィン
の融点以上に加熱した後、成形型に挟み込んで該形状に
変形させ、そのまま冷却してもよい。
【００１８】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
るが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００１９】（実施例）強化材として東洋紡績社製超高
分子量ポリエチレン繊維ダイニーマＳＫ６０（融点１５
５℃、弾性率１０，０００ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。マ
トリックスとしてフィルム状ポリプロピレン（ランダム
コポリマー、融点１６０℃、ガラス転移温度−１８℃、
弾性率９４．５ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。２枚のポリプ
ロピレンフィルムの間に一方向に引き揃えた超高分子量
繊維の層を挟み込み、１６０〜１６２℃の範囲に調節し
たヒートローラーで加熱溶融後、すみやかに冷却して繊
維含有率４５容量％で厚さ０．２ｍｍのシート状の繊維
強化熱可塑性樹脂材料を得た。加熱溶融時に、マトリッ
クスの温度が繊維の融点を越えていた時間は１０秒以内
であった。本材料における繊維とマトリックスとの接着
性は良好であり、その弾性率は、繊維軸方向で４，０５
６ｋｇ／ｍｍ2 、これと直角方向で１５６ｋｇ／ｍｍ2
であった。
分子量ポリエチレン繊維ダイニーマＳＫ６０（融点１５
５℃、弾性率１０，０００ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。マ
トリックスとしてフィルム状ポリプロピレン（ランダム
コポリマー、融点１６０℃、ガラス転移温度−１８℃、
弾性率９４．５ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。２枚のポリプ
ロピレンフィルムの間に一方向に引き揃えた超高分子量
繊維の層を挟み込み、１６０〜１６２℃の範囲に調節し
たヒートローラーで加熱溶融後、すみやかに冷却して繊
維含有率４５容量％で厚さ０．２ｍｍのシート状の繊維
強化熱可塑性樹脂材料を得た。加熱溶融時に、マトリッ
クスの温度が繊維の融点を越えていた時間は１０秒以内
であった。本材料における繊維とマトリックスとの接着
性は良好であり、その弾性率は、繊維軸方向で４，０５
６ｋｇ／ｍｍ2 、これと直角方向で１５６ｋｇ／ｍｍ2
であった。
【００２０】（比較例）強化材として東洋紡績社製超高
分子量ポリエチレン繊維ダイニーマＳＫ６０（融点１５
５℃、弾性率１０，０００ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。マ
トリックスとしてフィルム状ポリプロピレン（ランダム
コポリマー、融点１５０℃、ガラス転移温度−２０℃、
弾性率７５ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。２枚のポリプロピ
レンフィルムの間に一方向に引き揃えた超高分子量繊維
の層を挟み込み、１５０〜１５２℃の範囲に調節したヒ
ートローラーで加熱溶融後、すみやかに冷却して繊維含
有率４５容量％のシート状の繊維強化熱可塑性樹脂材料
を得た。本材料の弾性率は、繊維軸方向で４，５１０ｋ
ｇ／ｍｍ2 、これと直角方向で１３８ｋｇ／ｍｍ2であ
った。
分子量ポリエチレン繊維ダイニーマＳＫ６０（融点１５
５℃、弾性率１０，０００ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。マ
トリックスとしてフィルム状ポリプロピレン（ランダム
コポリマー、融点１５０℃、ガラス転移温度−２０℃、
弾性率７５ｋｇ／ｍｍ2 ）を用いた。２枚のポリプロピ
レンフィルムの間に一方向に引き揃えた超高分子量繊維
の層を挟み込み、１５０〜１５２℃の範囲に調節したヒ
ートローラーで加熱溶融後、すみやかに冷却して繊維含
有率４５容量％のシート状の繊維強化熱可塑性樹脂材料
を得た。本材料の弾性率は、繊維軸方向で４，５１０ｋ
ｇ／ｍｍ2 、これと直角方向で１３８ｋｇ／ｍｍ2であ
った。
【００２１】
【発明の効果】本発明に従い、強化材として融点１４０
℃以上の超高分子量ポリエチレン繊維、マトリックスと
して該超高分子量ポリエチレンの融点と同等またはそれ
より高い融点を有するポリオレフィンを用いることによ
り、耐熱性が高く、高強度、高弾性率でリサイクル容易
な繊維強化熱可塑性樹脂材料を容易に得ることができ
る。
℃以上の超高分子量ポリエチレン繊維、マトリックスと
して該超高分子量ポリエチレンの融点と同等またはそれ
より高い融点を有するポリオレフィンを用いることによ
り、耐熱性が高く、高強度、高弾性率でリサイクル容易
な繊維強化熱可塑性樹脂材料を容易に得ることができ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 融点１４０℃以上の超高分子量ポリエチ
レン繊維を強化材とし、該超高分子量ポリエチレンの融
点と同等またはそれより高い融点を有するポリオレフィ
ンをマトリックスとする繊維強化熱可塑性樹脂材料。 - 【請求項２】 ポリオレフィンがポリエチレン、ポリプ
ロピレンから選ばれたものであることを特徴とする請求
項１記載の繊維強化熱可塑性樹脂材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32193692A JPH06166028A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 繊維強化熱可塑性樹脂材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32193692A JPH06166028A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 繊維強化熱可塑性樹脂材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06166028A true JPH06166028A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=18138076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32193692A Pending JPH06166028A (ja) | 1992-12-01 | 1992-12-01 | 繊維強化熱可塑性樹脂材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06166028A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8747715B2 (en) | 2007-06-08 | 2014-06-10 | Honeywell International Inc | Ultra-high strength UHMW PE fibers and products |
| US9365953B2 (en) | 2007-06-08 | 2016-06-14 | Honeywell International Inc. | Ultra-high strength UHMWPE fibers and products |
-
1992
- 1992-12-01 JP JP32193692A patent/JPH06166028A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8747715B2 (en) | 2007-06-08 | 2014-06-10 | Honeywell International Inc | Ultra-high strength UHMW PE fibers and products |
| US9365953B2 (en) | 2007-06-08 | 2016-06-14 | Honeywell International Inc. | Ultra-high strength UHMWPE fibers and products |
| US9556537B2 (en) | 2007-06-08 | 2017-01-31 | Honeywell International Inc. | Ultra-high strength UHMW PE fibers and products |
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