JPS59207229A - 繊維強化材料および前記材料に使用される繊維状補強材料 - Google Patents

繊維強化材料および前記材料に使用される繊維状補強材料

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JPS59207229A
JPS59207229A JP59025951A JP2595184A JPS59207229A JP S59207229 A JPS59207229 A JP S59207229A JP 59025951 A JP59025951 A JP 59025951A JP 2595184 A JP2595184 A JP 2595184A JP S59207229 A JPS59207229 A JP S59207229A
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、繊維強化材料に関し、更に詳しくは熱可塑性
繊維によって強化された材料製品に関する。数種の形成
材料、主にコンクリートの中で、熱可塑性材料製の補強
繊維またはウェブは、その耐薬品性に関して通常の鉱物
繊維よりもすぐれているが、関連する重大な問題は、熱
可塑性繊維が周囲の形成材料に対して非常に低度の表面
結合を示すことである。これらの繊維は、特に予備延伸
された場合に、非常に有効な補強の状態にする、品い初
期引張強さを示すことはもつともであるが、この効果は
もち論、形成材料が繊維の表面に有効に付着しない場合
には全く損われる。
熱可塑性繊維を、例えばヨーロッパ特許出願第６５１８
号明細書に従って綺方向の種々の断面形状をもって賦形
することによって変性し、それによって周囲の形成材料
が、ある程度繊維に機械的に固着されることが提案され
ている。しかしながら、このような固着によっては、繊
維とマトリックスの間の実際の表面結合、すなわち形成
材料または成形材料自体によって達成し得るものと同じ
理想的補強は全く生じない。
本発明の主な目的は、熱可塑性繊維を含有する有効に強
化された材料を提供することである。
本発明により、マトリックス中に混入された熱可塑性繊
維は、繊維の表１ｍに部分的およびわずかに部分ＩＪ〕
に埋め込まれそして最内粒子部分上で繊維表面に強固圧
表面溶接されているがまたマトリックスにも有効に接着
されるように外部の露出面部分上では熱可塑性材料によ
って被覆されていない硬質鉱物粒子の表面接着層を備え
る。表面に存在する鉱物粒子をもってあらかじめ製作さ
れたこのような繊維を用いて、マトリックス材料を父性
することなく非常にすぐれた補強材を得ることができる
。なぜならほこのマトリックス材料は、化学的、水硬的
その他で鉱物粒子の露出面に容易に接着されるが、これ
ら鉱物粒子は熱可塑性繊維Ｗ強固に接層され、これによ
って繊維は粒子を介してマトリックスに有効に表面接着
されるからである。
すなわち、本発明は、熱可塑性繊維材料自体が、単にマ
トリックスに混入されることによって従来の方法で使用
できる限り、主として熱可塑性繊維自体に関する。
熱可塑性繊維に実際に接着される鉱物粒子については、
粒子が繊維に「溶接される」ことによって、すなわち融
解状態の後者の繊維表面と接触されて、このような結合
が得られ、その後融解材料が固化した場合に溶接状の結
合が起こることが重要である。今や、既知のように、補
強熱可塑性繊維は、良好な初期ジを張強さを示すために
予備延伸条件において使用されるのが好ましく、繊維表
面上または繊維表面内を融解させる鉱物粒子に関する若
干の問題がある。すなわち粒子は若干の切欠き効果を生
じ、この切欠き効果は、延伸操作の間に繊維を破壊させ
るであろう。粒子が延伸後に融解させ続ける場合、繊維
材料はこれに関連して加熱され、延伸によって生じた大
きい引張強さを損う傾向がある。さらに、前記切欠き効
果によって一般に繊維は弱められるであろう。
しかしながら、本発明により、前記に論じた用途、すな
わち良好な引張強さの基層、およびこの基層に溶接接着
され、しかも内部および上部に鉱物粒子が固着されてい
る熱可塑性材料の表層を含む複合材料に十分適した変性
繊維材料が提供される。これによって前記切欠き効果は
実質的に無害である。なぜならば粒子は強固な基層に浸
透せず、しかも表層が粒子および基層の両者に強固に結
合するために、力はなお粒子を介して移動できるからで
ある。特別の基層は、鉱物粒子の表層への定着に必要な
加熱に対して抵抗性であろう。それによって粒子は複合
繊維材料の延伸前または後に任意に適用できる。主に基
層は、予備延伸することなく、繊維を使用できるように
選択することも可能であろう。
十分適したしかも容易に生成された複合繊維材料は、２
棹の（憎゛咽塑性材料の共押出し品からなり、この基層
は良好なす１張強さおよび共押出しされた表層の粘着点
より著しく高い、いわゆる粘着点（高度の軟化および高
密着力の温度）を有する。
この２）ｗは、共押出しによって互に強固に接着され、
しかも表層はこの加熱がいずれにしても基層に悲影４響
をおよはす９となく鉱物粒子を溶接して受は入れるため
に加熱できる。この共押出し品はフィルムであってもよ
く、このフィルムは既知の原理に従って、プロセスの適
切な段階において層の表層に適用された前記鉱物粒子上
でスプリントファイバーに変換されろ。
「硬質鉱物粒子」の表現は、粒子が結晶性、金属性また
は鉱物性によって、最終製品に生じると考えられる湿度
および応力に耐えるに十分耐熱性および強しんであるよ
うにこの繊維が使用されるマトリックス材料に規則正し
く表面接着するに十分適していると理解されたい。しか
しなから実際には、これは問題ではない。なぜならば、
例えば小石粒子は通常全く十分な強さおよび接着能を示
すからである。この粒子は例えば、酸化ケイ素、酸化チ
タンまたは他の天然の安価な酸化物、好ましくは粒径約
５０μｍないし３００μｍのものがらなり、さらに粒径
５μｍないし１０μｍさえも使用でき、しかも粒子材料
は均一な大きさの粒子からなる必要はない。
代表的には、コンクリートまたはプラスターのような水
硬材料あるいはポリエステルまたはエポキシのような架
橋剤、ゴムのような中実または発ぼうされているが温加
工材料でさえあると言われるマトリックスは、熱可塑性
繊維がそのままで非融解に保たれる限り適切であり得る
。繊維は、マトリックスとの遊離混合物あるいはマトリ
ックスの成形性または形成性材料中に配置されるウェブ
、糸またはロープに使用できる。
図面には、本発明による繊維を示す。この繊維は表層４
を有する基層２がらなり、この表／＊４中または表層４
には、下に存在する基層２０面が多数の鉱物粒子６によ
って実質的に破壊されず、こ　　　　　゛の粒子の外面
部分が露出し、表層４の材料にょって被覆されないよう
に表層４中を部分的に融解させているこれらの鉱物粒子
が接着されている。この層４は基Ｎ２の表面に融Ｍ、接
着されている。
基層２は粘着点約１６５°Ｃを有するホモポリマーポリ
プロピレンのようなポリオレフィンがらなってもよいが
、表層４は例えば粘着点約１２０　’ｃないし１４０　
’Ｃ！を有するランダム共重合体ポリプロピレン、１−
なわち両層用の安価な材料からなってもよい。
１例として、これらの材料は、基層２の厚さが例えば６
０％ないし９０％であってもよい全厚２００　ｐｍない
し５［］０μｍを有するサンドインチフィルムに共押出
しされてもよい。このフィルムは、例えば幅１２５論の
テープにスプリントされ、約１６０℃に加熱されたこの
テープは延伸操作において例えば１０倍の長さに連続延
伸される。それによって厚さは約１００μｍに減少し、
テープ幅は約４０咽ないし５０ｔａｍに減少する。その
後、鉱物粒子６は、温度が約１００°Ｃである表層４上
に連続散布されろ。粒子は、例えば３５０℃の温度、′
１−なわちフィルムテープの一般温度よりはるかに高温
、かつ表）′ｖｊ４の粘着点より著しく高温のυ子貯蔵
所から供給される。あるいは、粒子は、表層の粘着点ま
たは融点より高く加熱された表層に一層低温において適
用されてもよい。
鉱物粒子は、フライアッシュから得られ、直径１０μｍ
ないし２５０μｍを有する中空石英粒子であってもよく
、このような粒子は商標エンレット（Ｅ２ＪＬＥＴ、Ｔ
　）　１の下１ｃＮｏｒｄ土ｓｋａＭｉｎｅｒａユｐｒ
ｏａｕｋｅｒＡＢ、スエーデン所在から入手できる。熱
粒子を散布すると同時に、テープは一対の圧力ローラー
を通して移動され、この表面粒子と協働する上部ローラ
ーは約１８０℃に加熱保持され、一方基層２と協働する
対向ローラーは約１５０００に加熱される。この２個の
圧力ローラーは、その共通圧力線部に沿って圧力約１０
　ｋｐ　７ｃｍないし５０　ｋｐ／錆で互に弾力的に押
しつけられ、この圧力は一層大粒子６が層４に押し込ま
れて、層２０表面にのみ押しつけられるがこの表面内に
押し込まれない（または例外的にのみ押し込まれる）よ
うに調節される。その後、延伸され、しがも粒子を有す
るテープは、回転ニードルローラーとして設計されたフ
ィブリル化機によって既知の方法でフィブリル化され、
次いでフィブリル化されたテープは任意の望まれる長さ
、例えは６端ないし１２叫のスプリント繊維に切断され
る。
比較的高熱粒子６が予熱された表層４上に散布された場
合、粒子は粒子の初期冷却の間に直ちに表層の融解を局
部的に開始する。小粒子、例えば表層の厚さの１／２よ
り薄く厚さの小粒子は非常に早く冷却されるので、この
粒子は表層にわずかＷのみ貫入される。一方、はるかに
大きい熱含量を有する比較的大粒子はト接の基層２に貫
入されるが、なお上面では表ＪｖｌＪ外に露出され、下
面では、基層の粘着点より低温に冷却されているので、
この比較的大粒子は基層中に貫入しない。
しかしながら、粒子の表層４への貫入は、大粒子を主に
表層４に押し込むように作動する前記圧力ローラーによ
って促進される。粒子係合ローラは熱表層４の極めて釉
層性の表面に非常に近接して動作するが、粒子が存在す
るためにこの表面に接触しない。同じ理由で粒子を過剰
に供給し、後に過剰の粒子を、例えば再循環用の吸込眞
よって除くのが有利である。
はとんどの粒子は、機械的貫入固着および表面溶接の両
者によって表層４に保持され、表面溶接ははるかに重要
である。層４に貫入しない非常に扁平な粒子においても
、前記溶接によって有効に層４に接着できる。
基層２は、両面に表層４を有してもよく、それによって
粒子６はフィルムストリップ材料の中間回転をもって２
段階でまたは、例えば表面上への噴霧によって同時に両
面に適用できる。主として、本発明は、また基材の心お
よび前記鉱物粒子または相当する材料部分を備えた円筒
状表層を有するように溶融紡糸によって製造された補強
繊維をも含み、この鉱物粒子または相当する材料部分は
使用時に周囲の成形材料および強固な補強心材料の間に
力を伝達できる。
前記のように、複合熱可塑性繊維の製造は、既知の技術
に属し、しかもこの分野における専門家は本発明を例と
してここに提案されたもの以外の種々の材料の繊維に適
応できると理解される。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明による繊維を示す。 ２・・・基層 ４・・・表層 ６・・・鉱物粒子 代理人　浅　村　　　皓

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱可塑性繊維か水硬性、架橋性あるいは同様の型
    のマトリックス制料に混入されている繊維強化祠料にお
    いて、繊維の表面ＫＷｓ分的およびわずかに部分的に埋
    め込まれ、しかも最内粒子表面部分上で繊維表面が強固
    に表面溶接されているが、またマトリックスＨ料にも有
    効に接着されるように外部の露出面部分上では熱可塑性
    材料によって被潰されていない硬質鉱物粒子の表面接海
    層を、熱可塑性繊維が備えることを特徴とする、繊維強
    化祠料。
  2. （２）繊維か、（イ）良好な引張強さの基層、および（
    ロ）部分的およびわずかに部分的に熱可塑性材料の表ｊ
    韓に埋め込まれている鉱物粒子の外層にそして前記基層
    に溶接接着されている熱可塑性材料の前記表層を含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に従う材料中に使
    用する熱可塑性繊維をベースとする繊維状補強材料。
  3. （３）　　基層か熱可塑性材料製のものであり、この熱
    可塑性材料の粘着点は、表層の粘着点よりも芙質的に尚
    く、しかも鉱物粒子は一般に基層に非貫入性であるが、
    この基層に近く位１打する、特許請求の範囲第２項に従
    う補強材料。
  4. （４）基層はホモポリマーポリプロピレン製などのもの
    であるが、表層はランダム共重合体ポリプロピレン製な
    どである、特許請求の範囲第６項に従う補強材料。
  5. （５）基層の厚さが基層および表層の全厚の５０％ない
    し９５％である、特許請求の範囲第２項、第３項または
    第４項に従う補強材料。
  6. （６）鉱物粒子が、大きさ１０μｍないし５００μｍの
    結晶質、鉱物質または金属質粒子である、特許請求の範
    囲第２項ないし第５項の何れかに従う補強材料。
JP59025951A 1983-02-14 1984-02-14 繊維強化材料および前記材料に使用される繊維状補強材料 Pending JPS59207229A (ja)

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DK637/83 1983-02-14

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