JPH0822933B2 - Thermoplastic polyurethane prepreg and method for producing the same - Google Patents

Thermoplastic polyurethane prepreg and method for producing the same

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JPH0822933B2
JPH0822933B2 JP3082263A JP8226391A JPH0822933B2 JP H0822933 B2 JPH0822933 B2 JP H0822933B2 JP 3082263 A JP3082263 A JP 3082263A JP 8226391 A JP8226391 A JP 8226391A JP H0822933 B2 JPH0822933 B2 JP H0822933B2
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fiber
polyurethane
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fibers
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振基 馬
金龍 江
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な繊維補強のプリ
プレグおよびその製造方法、特に熱可塑性ポリウレタン
プリプレグおよびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel fiber-reinforced prepreg and a method for producing the same, and more particularly to a thermoplastic polyurethane prepreg and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にプリプレグとは、補強繊維または
その織物等の補強材に硬化剤、着色剤、充填剤を適正な
割合で混合した熱硬化性樹脂を均等に含浸、乾燥させ半
硬化させたもので、さらに二次加工できるよう形成され
た中間複合材料である。こうしたプリプレグの形成に用
いられる樹脂としては、主に不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が使用されている。
2. Description of the Related Art Generally, a prepreg is obtained by uniformly impregnating a thermosetting resin obtained by mixing a reinforcing material such as reinforcing fibers or a woven fabric thereof with a curing agent, a coloring agent and a filler at an appropriate ratio, drying and semi-curing. It is an intermediate composite material formed so that it can be further processed. Resins used for forming such prepregs are mainly unsaturated polyester resins,
A thermosetting resin such as an epoxy resin is used.

【0003】従来のプリプレグの形成には前記熱硬化性
樹脂を含浸した繊維を適切な加熱処理により、該樹脂を
部分的反応段階、すなわちB−段階させ、最後に二次加
工の成形を行う方法が取られていた。しかしながら、熱
硬化性樹脂を用いたプリプレグでは、貯蔵期間が短く、
冷蔵保管が必要であり更に該プリプレグの廃棄品はいま
だ有効な回収方法がないことから環境汚染の原因になる
等の欠点を有していた。
In the conventional formation of prepregs, the resin impregnated with the thermosetting resin is subjected to a suitable heat treatment so that the resin is partially reacted, that is, B-staged, and finally the secondary processing is performed. Was taken. However, with a prepreg using a thermosetting resin, the storage period is short,
Refrigerant storage is required, and the waste product of the prepreg has a drawback that it causes environmental pollution because there is still no effective recovery method.

【0004】さらに熱硬化性樹脂を用いたプリプレグの
製造方法としては、一般に次に挙げる3種類;(1)溶
媒型、(2)熱融型、(3)フィルム型のものがある。
これらの製造方法を連続形成する方法に応用する場合、
下記に挙げるような課題があり、いずれの製造方法も十
分なものとは言えなかった。
Further, as a method for producing a prepreg using a thermosetting resin, there are generally the following three types: (1) solvent type, (2) heat fusion type, and (3) film type.
When applying these manufacturing methods to the continuous forming method,
There are problems as described below, and none of the manufacturing methods can be said to be sufficient.

【0005】(1)溶媒型:この方法は、溶媒を除去す
る際の製造工程速度を非常に遅くして、出来るだけ溶媒
を除去する必要があるが、製造工程において連続式の要
求に適合するためには、非常に短時間に溶媒を完全に除
去しなければならず、実際には不可能であり残留した溶
媒は製品の品質に大きく影響するといった課題がある。
(1) Solvent type: This method is very slow in the production process for removing the solvent, and it is necessary to remove the solvent as much as possible. In order to do so, the solvent must be completely removed in a very short time, which is practically impossible, and there is a problem that the residual solvent greatly affects the quality of the product.

【0006】(2)熱融型:この方法は、熱硬化性樹脂
を長時間高温で樹脂槽に停留する必要があるので、該樹
脂の劣化が非常に起き易く、製品の品質に大きく影響
し、かつ溶融状態の樹脂は粘度が高く繊維に含浸しにく
いといった課題がある。
(2) Heat-melting type: This method requires that the thermosetting resin be retained in the resin tank at a high temperature for a long time, so that the deterioration of the resin is very likely to occur and the quality of the product is greatly affected. In addition, there is a problem that the resin in a molten state has a high viscosity and it is difficult to impregnate the fiber.

【0007】(3)フィルム型:この方法は、高分子フ
ィルムと繊維織物とを連続積層により用いたもので、加
熱した高分子フィルムが溶融後、該フィルムの粘度が高
くなり、該繊維織物に含浸しにくいといった課題があ
る。
(3) Film type: In this method, a polymer film and a fiber woven fabric are used by continuous lamination, and after the heated polymer film is melted, the viscosity of the film is increased to give the fiber woven fabric. There is a problem that it is difficult to impregnate.

【0008】上記課題を解決してなるプリプレグおよび
その(連続形成する)製造方法が求められているにもか
かわらず、今だ充分得られていないのが現状である。
Despite the demand for a prepreg and a method for producing the same (continuous formation) that solves the above problems, the present situation is that the prepreg has not yet been sufficiently obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、再成形加工可能性、廃棄品の再使用可能性、修繕可
能性、溶接可能性、優れた熱安定性および長い貯蔵時間
を具備してなる熱可塑性樹脂プルプレグを提供するもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide reworkability, waste reusability, repairability, weldability, good thermal stability and long storage time. The present invention provides a thermoplastic resin pull prepreg.

【0010】本発明の他の目的は、ポリウレタン重合体
の独特な耐磨耗性、弾性、柔軟性、耐破断性、抗油性、
抗溶媒性等の優れた特性を結合してなる熱可塑性樹脂ポ
リウレタンプルプレグを提供するものである。
Another object of the invention is the unique abrasion resistance, elasticity, flexibility, puncture resistance, oil resistance of polyurethane polymers,
The present invention provides a thermoplastic resin polyurethane pull prepreg having excellent properties such as solvent resistance.

【0011】本発明のさらに他の目的は、長時間高温で
樹脂槽に停留した場合でも含浸樹脂の劣化がなく、短時
間に溶媒を完全に除去できる熱可塑性樹脂ポリウレタン
プルプレグの製造方法を提供するものである。
Yet another object of the present invention is to provide a method for producing a thermoplastic resin polyurethane pull prepreg capable of completely removing a solvent in a short time without deterioration of an impregnated resin even when it is retained in a resin tank at a high temperature for a long time. To do.

【0012】本発明の別の目的は、用いられるポリウレ
タン樹脂が繊維と良い含浸が得られる粘度にて、充分長
い樹脂ポットライフを有する熱可塑性樹脂ポリウレタン
プルプレグの製造方法を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide a method for producing a thermoplastic resin polyurethane pull prepreg having a sufficiently long resin pot life at a viscosity such that the polyurethane resin used can obtain good impregnation with fibers.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の事情に鑑みて、本
発明者らは、プリプレグおよびその製造方法について鋭
意、研究を重ねた結果、熱硬化性樹脂を用いる代りに熱
可塑性ポリウレタン樹脂を用いて該樹脂の優れたウレタ
ンの特性を兼ね備えてなる熱可塑性ポリウレタンプリプ
レグおよび該プリプレグを形成しうる製造方法を見付け
出すことで本発明を完成するに至った。
In view of the above circumstances, the present inventors have earnestly studied prepreg and a method for producing the same, and as a result, have used a thermoplastic polyurethane resin instead of a thermosetting resin. The present invention has been completed by finding a thermoplastic polyurethane prepreg having the excellent urethane properties of the resin and a manufacturing method capable of forming the prepreg.

【0014】[0014]

【0015】すなわち、本発明は、複数本よりなる繊維
を粘度が150〜4000cpsであるポリウレタンエ
ラストマー乳化液にて引っ張り、該乳化液を含浸した繊
維を芯軸に巻き付け、加熱によりその中の水分を除去
し、繊維補強のポリウレタンエラストマー複合材料に形
成してから、取り出して、軸芯方向に沿って該複合材料
を裁断することよりなる熱可塑性ポリウレタンプリプレ
グの製造方法によ達成される。
That is, in the present invention, a fiber composed of a plurality of fibers is pulled by a polyurethane elastomer emulsion having a viscosity of 150 to 4000 cps, the fiber impregnated with the emulsion is wound around a core shaft, and the water content therein is heated. removed, after forming the polyurethane elastomer composites of fiber reinforced, removed, is achieved Ri by the method for producing a thermoplastic polyurethane prepreg consists in cutting the composite material along the axial direction.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【作用】本発明に用いられる熱可塑性ポリウレタン樹脂
としては、該樹脂の単位分子中にウレタン基を有するも
ので、該樹脂の構造が、硬質の鎖段(ハードセグメン
ト、Bで表わす)と軟質の鎖段(ソフトセグメント、A
で表わす)よりなる(AB)n 型ブロック共重合体であ
るところの、一種の人造エラストマーである。
The thermoplastic polyurethane resin used in the present invention has a urethane group in the unit molecule of the resin, and the structure of the resin has a hard chain step (hard segment, represented by B) and a soft chain. Chain stage (soft segment, A
It is a kind of artificial elastomer which is a (AB) n type block copolymer consisting of

【0018】更に該硬質の鎖段は、ジイソシアネートと
鎖延長剤とする低分子量のジオールまたはジアミンとを
反応して生成したウレタンまたはウレタン尿素低分子量
重合体で、その分子量が300〜3000のものであ
る。該軟質の鎖段は、ポリアルキルジオールとジイソシ
アネートを結合してなる、分子量500〜5000のも
のである。該ポリウレタンエラストマーは、その網目構
造から他に例を見ないほど高弾性が発現され、更に基本
的に充分長時間の樹脂ポットライフを持ち、更に長時間
高温下で樹脂槽に停留しても明らかに増加しない粘度を
有するものである。
Further, the hard chain stage is a urethane or urethane urea low molecular weight polymer produced by reacting a diisocyanate with a low molecular weight diol or diamine as a chain extender, and has a molecular weight of 300 to 3000. is there. The soft chain has a molecular weight of 500 to 5000, which is formed by combining a polyalkyl diol and a diisocyanate. The polyurethane elastomer has unprecedentedly high elasticity due to its network structure, and basically has a sufficiently long resin pot life, and is apparent even when it is retained in a resin tank at a high temperature for a long time. It has a viscosity that does not increase.

【0019】次に本発明に該ポリウレタン樹脂を繊維に
含浸させて用いる方法としては、水性型の方法を用いる
ことができる。以下にこの方法につき説明する。
Next, as a method of using the polyurethane resin by impregnating fibers with the present invention, an aqueous method can be used. This method will be described below.

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】本発明に係る水性型の方法では、ポリウレ
タンエラストマーを水に分散させ、ポリウレタンエラス
トマーの水乳化液を形成し、加工に適する粘度である1
50〜4000cpsの範囲になるよう水乳化液の粘度
を調節、制御する。こうして得られたポリウレタンエラ
ストマーの水乳化液を含浸した繊維が加熱されると、水
分は追い出され、プリプレグとしてのポリウレタンエラ
ストマー複合材料が得られるものである。尚実際には前
記ポリウレタンエラストマーは、水には溶解されていな
いが、非水溶性ポリウレタンとは異なる事から“水性”
と称することにしたものである。
In the aqueous method according to the present invention , the polyurethane elastomer is dispersed in water to form a water emulsion of the polyurethane elastomer, and the viscosity is suitable for processing.
The viscosity of the water emulsion is adjusted and controlled so as to be in the range of 50 to 4000 cps. When the fibers thus obtained, which are impregnated with the water-based emulsion of the polyurethane elastomer, are heated, water is expelled, and a polyurethane elastomer composite material as a prepreg is obtained. Actually, the polyurethane elastomer is not dissolved in water, but it is "water-based" because it is different from water-insoluble polyurethane.
I decided to call it.

【0023】前記ポリウレタンエラストマーの水乳化液
の形態としては、(a)乳化剤使用法、(b)イオン基
導入法または(c)非イオン性親水基導入法等を用いて
水に分散させたものが挙げられる。こうした方法として
は、以下に示す多くの方法により製造することができ
る。
As the form of the water-based emulsion of the polyurethane elastomer, those dispersed in water using (a) an emulsifier method, (b) an ionic group introduction method, or (c) a nonionic hydrophilic group introduction method are used. Is mentioned. As such a method, it can be manufactured by many methods shown below.

【0024】(a)乳化剤使用法を用いたポリウレタン
基の製造方法としては、Hepburn,C."Polyurethane Elas
tomer",Applied Science Publishers,New York,pp.268-
278(1982) 、および特友耕、化學工業資訊月報、第9期
(1986)等に掲載された方法が挙げられ、これらの方法に
より得ることができる。
(A) A method for producing a polyurethane group using the method of using an emulsifier is described in Hepburn, C. "Polyurethane Elas.
tomer ", Applied Science Publishers, New York, pp.268-
278 (1982), T. Tokuyo, Kagaku Kogyo Kogyo monthly report, 9th term
(1986) and the like, and can be obtained by these methods.

【0025】(b)イオン基導入法を用いたポリウレタ
ン基の製造方法としては、Dieterich,D. and Reiff,H."
Advances in Urethane Science&Technology" Vol.4, Te
chnomic Publishing Co.Inc.,PA. USA, pp.112-131(197
6)およびSpekhard, T.A.,etal., J.Macromol. Sci.Phy
s., B23, pp.175-199(1984) 等に掲載された方法が挙げ
られ、これらの方法により得ることができる。
(B) As a method for producing a polyurethane group using the ionic group introduction method, Dieterich, D. and Reiff, H. "
Advances in Urethane Science & Technology "Vol.4, Te
chnomic Publishing Co. Inc., PA. USA, pp. 112-131 (197
6) and Spekhard, TA, et al., J. Macromol. Sci. Phy.
s., B23, pp.175-199 (1984) and the like, and the method can be used.

【0026】(c)非イオン性親水基導入法を用いたポ
リウレタン基の製造方法としては、Miller, J.A.,et a
l., J.Macromol. Sci.Phys., B22, p.322(1983)およびH
wang,K.K.S., et al., Polym. Eng. Sci.,21,pp.1027-1
036(1981) 等に掲載された方法が挙げられ、これらの方
法により得ることができる。
(C) A method for producing a polyurethane group using the method of introducing a nonionic hydrophilic group includes Miller, JA, et a.
l., J. Macromol. Sci. Phys., B22, p.322 (1983) and H.
wang, KKS, et al., Polym. Eng. Sci., 21, pp.1027-1
The methods described in 036 (1981) and the like can be mentioned, and they can be obtained by these methods.

【0027】また前記ポリウレタンエラストマーの水乳
化液は、好ましくは固体成分を25〜60重量%含有し
てなるものである。
The water-based emulsion of the polyurethane elastomer preferably contains 25 to 60% by weight of solid components.

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【0033】[0033]

【0034】次に、本発明の方法に使用される繊維の形
状としては、フィラメント状、ヤード束状、線状、コー
ド状、布状または毛布状より選ばれた少なくとも1種か
らなる連続式の補強繊維が挙げられる。
Next, as the shape of the fiber used in the method of the present invention, a continuous type comprising at least one selected from filament, yard bundle, linear, cord, cloth or blanket shape is used. Reinforcing fibers are mentioned.

【0035】該繊維の材質としては、無機または有機繊
維のいずれを用いても良く特に限定されるものではな
く、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維また
は混紡繊維等が挙げられる。
The material of the fiber may be either inorganic or organic fiber and is not particularly limited, and examples thereof include glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and blended fiber.

【0036】本発明の方法における繊維の巻き付け張力
は、30〜120ニュートン(N)の範囲である。該張
力が120Nを越えるならば、繊維がその張力に耐えら
れなくなり破断を生じるため好ましくない。一方該張力
が30N未満だと得られる熱可塑性ポリウレタンプリプ
レグに含まれる繊維含有量が低下し、その物性である衝
撃および湾曲強度も低下し、また多量の樹脂を含有する
ため、樹脂に含まれる溶媒等を除去するのに比較的時間
を要するため好ましくない。
The winding tension of the fibers in the method of the present invention is in the range of 30 to 120 Newtons (N). If the tension exceeds 120 N, the fiber cannot withstand the tension and breaks, which is not preferable. On the other hand, when the tension is less than 30 N, the content of fibers contained in the obtained thermoplastic polyurethane prepreg is reduced, the impact and bending strength, which are its physical properties, are also reduced, and since a large amount of resin is contained, the solvent contained in the resin. It is not preferable because it takes a relatively long time to remove such substances.

【0037】また本発明における熱可塑性ポリウレタン
プリプレグ中の繊維含有量は30〜75容量%の範囲で
ある。該繊維含有量が75容量%を越えるものは、工程
における巻き付け張力を極めて大きくする必要があり、
そのため繊維自身が破断するなど歩留まりが悪くなり、
さらに品質も不安定となることから好ましくない。一方
30容量%未満となると該プリプレグにおける物性、例
えば衝撃および湾曲強度等が低下し、また多量の樹脂を
含有するため、樹脂に含まれる溶媒等を除去するのに比
較的時間を要するため好ましくない。
The fiber content in the thermoplastic polyurethane prepreg of the present invention is in the range of 30 to 75% by volume. If the fiber content exceeds 75% by volume, the winding tension in the process needs to be extremely high,
Therefore, the yield deteriorates, such as the fiber itself breaking,
Further, the quality becomes unstable, which is not preferable. On the other hand, if it is less than 30% by volume, the physical properties of the prepreg, such as impact and bending strength, are deteriorated, and since a large amount of resin is contained, it takes a relatively long time to remove the solvent and the like contained in the resin, which is not preferable. .

【0038】[0038]

【実施例】次に実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない
事は言うまでもない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these Examples.

【0039】実施例1 (1)含浸樹脂の調製:含浸樹脂に用いるポリウレタン
樹脂の調製を下記の表1に示す構成成分となるように配
合した。そのうち、溶媒型ポリウレタンの調製において
は、ポリウレタン樹脂の含有量が30重量%となるよう
に溶媒であるジメチルホルムアミドに溶解させ、更に揮
発性のより大きいメチルエチルケトンの溶媒を加え、加
工に適した粘度に調製した。
Example 1 (1) Preparation of Impregnating Resin: A polyurethane resin used as the impregnating resin was prepared so as to have the constituent components shown in Table 1 below. Among them, in the preparation of the solvent-type polyurethane, the polyurethane resin content is dissolved in dimethylformamide as a solvent so that the content of the polyurethane resin is 30% by weight, and a solvent of methylethylketone having a higher volatility is further added to obtain a viscosity suitable for processing. Prepared.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】前記の表1において; ポリエステル系ポリウレタンは、台湾大潁公司番号D
E1090のポリエステル系熱可塑性ポリウレタンであ
り、ポリビニレンアジピン酸エステル(分子量200
0)、ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)お
よび1,4−ブチレングリコール(鎖延長剤)より合成
され、GPCで測定した分子量は126,700であ
る。
In Table 1 above; polyester-based polyurethane is Taiwan Dao No. D
E1090 polyester thermoplastic polyurethane, polyvinylene adipate (molecular weight 200
0), diphenylmethane diisocyanate (MDI) and 1,4-butylene glycol (chain extender), and the molecular weight measured by GPC is 126,700.

【0042】ポリエーテル系ポリウレタンは、台湾大
潁公司番号DE3090のポリエーテル系熱可塑性ポリ
ウレタンであり、H−[(CH2 4 n OHポリオー
ル(分子量2000)、ジフェニルメタンジイソシアナ
ート(MDI)および1,4−ブチレングリコール(鎖
延長剤)より合成され、GPCで測定した分子量は14
0,400である。
The polyether-based polyurethane is a polyether-based thermoplastic polyurethane of Taiwan Daiho No. DE3090, which includes H-[(CH 2 ) 4 ] n OH polyol (molecular weight 2000), diphenylmethane diisocyanate (MDI) and Synthesized from 1,4-butylene glycol (chain extender), the molecular weight measured by GPC is 14
It is 0,400.

【0043】ジメチルホルムアミド(DMF)は、米
国Fisher化学会社製、特級品である。
Dimethylformamide (DMF) is a special grade product manufactured by Fisher Chemical Company, USA.

【0044】メチルエチルケトン(MEK)は、米国
Fisher化学会社製、特級品である。
Methyl ethyl ketone (MEK) is a special grade product manufactured by Fisher Chemical Company, USA.

【0045】水性ポリウレタンは、台湾石梅公司製、
アニオン型水性ポリウレタンであり、その組成は芳香族
イソシアネートおよびポリエステルポリオールで、固体
成分が40重量%である。
Aqueous polyurethane is manufactured by Taiwan Shimei Co., Ltd.
Anionic water-based polyurethane, the composition of which is an aromatic isocyanate and a polyester polyol, and the solid component is 40% by weight.

【0046】ブロック型イソシアネートは、BASF
化學会社製、番号DesmodurBL1100のブロ
ック型芳香族イソシアネートで、GPCで測定した分子
量は4,219であり、25℃における粘度は4000
0cpsである。
Block type isocyanate is BASF
It is a block type aromatic isocyanate of No. Desmodur BL1100 manufactured by Kagaku Kagaku Co., which has a molecular weight of 4,219 as measured by GPC and a viscosity of 4000 at 25 ° C.
It is 0 cps.

【0047】鎖延長剤は、Shell化學会社製、番
号Laroomin C260の環状脂肪族ジアミンで
ある。
The chain extender is a cycloaliphatic diamine of No. Laromin C260 manufactured by Shell Chemical Company.

【0048】(2)巻き付け加工の操作方法 上記調製済みの含浸樹脂を樹脂槽に入れ、次にガラス繊
維(日本ガラス社製、番号ER 1150 F−56
RA)を該繊維の巻き付け張力が30〜120ニュート
ンの範囲内の一定の値(本実施例ではそれぞれ30、6
0、90および120、200Nとした)に制御しなが
ら該樹脂槽に通じて引っ張り前記樹脂を繊維に含浸さ
せ、続いて(連続的に)、直径0.6m、長さ1.5m
の芯軸に巻き付け、IR加熱器で加熱温度100〜13
0℃の範囲で30分間加熱し、厚さ0.5〜2mmのシ
ート状の熱可塑性ポリウレタンプリプレグを得た。なお
該ガラス繊維は比重2.54、一本の繊維直径13.5
μmおよび引っ張り強度1310MPa(190kps
i)であるものを用いた。
(2) Operating method of winding process The above-prepared impregnated resin was put in a resin tank, and then glass fiber (manufactured by Nippon Glass Co., Ltd., ER 1150 F-56).
RA) is a constant value in which the winding tension of the fiber is in the range of 30 to 120 Newton (30 and 6 in this example, respectively).
0, 90 and 120, 200 N) while controlling the tension to pass through the resin tank to impregnate the fibers with the resin, and subsequently (continuously), a diameter of 0.6 m and a length of 1.5 m.
Wrap it around the core shaft and heat with an IR heater at a temperature of 100 to 13
It was heated in the range of 0 ° C. for 30 minutes to obtain a sheet-shaped thermoplastic polyurethane prepreg having a thickness of 0.5 to 2 mm. The glass fiber has a specific gravity of 2.54 and a fiber diameter of 13.5.
μm and tensile strength 1310 MPa (190 kps
i) was used.

【0049】こうして得られたシート状の熱可塑性ポリ
ウレタンプリプレグにおいて前記繊維の巻き付け張力と
加工後の該プリプレグ中の繊維含有量とをそれぞれ測定
し、その結果を表2に示す。
In the sheet-like thermoplastic polyurethane prepreg thus obtained, the winding tension of the fiber and the fiber content in the prepreg after processing were measured, and the results are shown in Table 2.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】上記の表2より、繊維の巻き付け張力とプ
リプレグ材料中の繊維含有量との間には明らかに相関関
係があることがわかる。すなわち巻き付け張力が大きい
程、該プリプレグ中の繊維含有量が高くなる。また、同
じ巻き付け張力の場合、該プリプレグ中の繊維含有量
は、溶媒型ポリエステル系ポリウレタン樹脂を用いた場
合が最も高く、以下溶媒型ポリエーテル系ポリウレタ
ン、水性ポリウレタンの順に低くなる事がわかる。また
繊維の巻き付け張力を200Nとしてプリプレグを成形
しようと試みたが、いずれの樹脂においても繊維が破断
し加工する事は出来なかった。
From Table 2 above, it can be seen that there is a clear correlation between the fiber winding tension and the fiber content in the prepreg material. That is, the higher the winding tension, the higher the fiber content in the prepreg. Further, it is understood that in the case of the same winding tension, the fiber content in the prepreg is highest when the solvent type polyester polyurethane resin is used, and decreases in the order of the solvent type polyether polyurethane and the aqueous polyurethane. Further, an attempt was made to form a prepreg by setting the winding tension of the fiber to 200 N, but the fiber was broken in any of the resins and could not be processed.

【0052】(3)上記プリプレグの二次加工後の試験 得られたシート状の熱可塑性ポリウレタンプリプレグ
を、更に熱圧成形法により二次加工を行って試料を製造
し、その機械的性質を試験により評価した。
(3) Test after secondary processing of the above prepreg The obtained sheet-like thermoplastic polyurethane prepreg was further subjected to secondary processing by a thermocompression molding method to produce a sample, and its mechanical properties were tested. It was evaluated by.

【0053】湾曲強度試験:二次加工により得られた
試料を用いて、ASTM D790による試験方法に従
って試験を行ない該試料の湾曲強度を測定し、得られた
結果を下記の表3に示す。
Bending strength test: Using a sample obtained by secondary processing, a bending strength of the sample was measured by a test method according to ASTM D790, and the obtained results are shown in Table 3 below.

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】衝撃強度試験:二次加工により得られた
試料をIzod方法に適するように該試料を長さ6.3
5cm、幅1.27cmに切断し、溝切り器で深さ0.
25cmのV字型溝を形成した後、ASTM D256
による試験方法に従って試験を行ない前記試料の湾曲強
度を測定し、得られた結果を下記の表4に示す。
Impact strength test: The sample obtained by the secondary processing was made to have a length of 6.3 so that it was suitable for the Izod method.
5 cm wide, 1.27 cm wide, depth of 0.
After forming the 25 cm V-shaped groove, ASTM D256
The bending strength of the sample was measured according to the test method according to 1. and the obtained results are shown in Table 4 below.

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】上記の表3および表4より、湾曲強度およ
び衝撃強度のいずれもプリプレグ中の繊維含有量の増加
に伴い増加することがわかる。
From the above Tables 3 and 4, it is understood that both the bending strength and the impact strength increase as the fiber content in the prepreg increases.

【0058】以上の実施例より、得られた熱可塑性ポリ
ウレタンプリプレグは二次加工により機械的性質が優れ
た繊維補強複合材料の製品を製造することが出来ること
がわかった。
From the above examples, it was found that the obtained thermoplastic polyurethane prepreg can be manufactured into a fiber-reinforced composite material product having excellent mechanical properties by secondary processing.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の熱可塑性ポリウレタンプリプレ
グの製造方法は、熱硬化性樹脂を用いたプリプレグの製
造方法とは異なり、溶媒または水分等を短時間で完全に
除去できるため、安定した高品質のものが得られ、更に
高温下で長時間使用した場合、ポリウレタン含浸樹脂は
劣化することなく充分長い樹脂ポットライフを有してお
り経済的にも優れた方法である。
The method for producing a thermoplastic polyurethane prepreg of the present invention, unlike the method for producing a prepreg using a thermosetting resin, can completely remove a solvent, water or the like in a short period of time, so that stable and high quality can be obtained. This is an economically excellent method because the polyurethane-impregnated resin has a sufficiently long resin pot life without deterioration when used for a long time at high temperature.

【0060】更にこうして得られた本発明の熱可塑性ポ
リウレタンプリプレグは、熱硬化性樹脂を用いたプリプ
レグとは異なり、分子間凝集力の強いウレタン結合形成
を利用しているため、湾曲および衝撃エネルギーを吸収
しやすい特性を持つ。更に、その他にもポリウレタン重
合体に独特な耐磨耗性、弾性、柔軟性、耐破断性、抗油
性、抗溶媒性等の優れた特性を有するものである。ま
た、該プリプレグは、再成形加工可能性、廃棄品の再使
用可能性、修繕可能性、溶接可能性、優れた熱安定性お
よび長い貯蔵時間を具備してなるものである。
Further, the thermoplastic polyurethane prepreg of the present invention thus obtained, unlike the prepreg using a thermosetting resin, utilizes the formation of a urethane bond having a strong intermolecular cohesive force, so that the bending and impact energy are prevented. It has the property of being easily absorbed. In addition, the polyurethane polymer has excellent properties such as abrasion resistance, elasticity, flexibility, breakage resistance, oil resistance, and solvent resistance, which are unique to polyurethane polymers. The prepreg also has reworkability, waste reusability, repairability, weldability, excellent thermal stability and long storage time.

【0061】従って熱可塑性ポリウレタンプリプレグを
用いて更に二次加工することにより得られる製品は、靴
業、自動車タイヤ業、建築材料等に広く応用することが
できるものである。
Therefore, the product obtained by further secondary processing using the thermoplastic polyurethane prepreg can be widely applied to the shoe industry, automobile tire industry, building materials and the like.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数本よりなる繊維を粘度が、150
4000cpsであるポリウレタンエラストマーの水乳
化液にて引っ張り、該水乳化液を含浸した繊維を芯軸に
巻き付け、加熱によりその中の水分を除去し、繊維補強
のポリウレタンエラストマー複合材料に形成してから、
取り出して、軸芯方向に沿って該複合材料を裁断するこ
とよりなる熱可塑性ポリウレタンプリプレグの製造方
法。
1. A plurality of fibers having a viscosity of 150 to
It is pulled with a water-based emulsion of a polyurethane elastomer of 4000 cps, the fiber impregnated with the water-based emulsion is wound around a core shaft, and the water therein is removed by heating to form a fiber-reinforced polyurethane elastomer composite material.
A method for producing a thermoplastic polyurethane prepreg, which comprises taking out and cutting the composite material along the axial direction.
【請求項2】 ポリウレタンエラストマーの水乳化液
が、乳化重合法により固体成分を25〜60重量%の範
囲となるよう形成してなる請求項記載の方法。
2. A water emulsion of polyurethane elastomer, The method of claim 1 obtained by forming so that the range of the solid component of 25 to 60% by weight by emulsion polymerization.
【請求項3】 繊維の巻き付け張力が、30〜120ニ
ュートンである請求項記載の方法。
3. The method according to claim 1 , wherein the winding tension of the fiber is 30 to 120 Newton.
【請求項4】 前記複合材料が、30〜75容量%の前
記繊維を含む請求項記載の方法。
Wherein said composite material, method of claim 1, including a 30 to 75 volume percent of said fibers.
【請求項5】 前記繊維の形状が、フィラメント状、ヤ
ード束状、線状、コード状、布状または毛布状より選ば
れた少なくとも1種からなる連続式の補強繊維である請
求項記載の方法。
Shape according to claim 5, wherein the fibers, filamentary, yard bundle, linear, cord-shaped, according to claim 1, wherein the cloth-like or reinforcing fibers of a continuous consisting of at least one selected from a blanket-like Method.
【請求項6】 前記繊維の材質が、有機繊維または無機
繊維よりなる群から選ばれた少なくとも1種のものであ
る請求項記載の方法。
Wherein the material of said fibers The process of claim 1, wherein those of at least one selected from the group consisting of organic or inorganic fibers.
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