JPS5985715A - 繊維強化ポリマ−組成物の製法 - Google Patents
繊維強化ポリマ−組成物の製法Info
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- JPS5985715A JPS5985715A JP58136900A JP13690083A JPS5985715A JP S5985715 A JPS5985715 A JP S5985715A JP 58136900 A JP58136900 A JP 58136900A JP 13690083 A JP13690083 A JP 13690083A JP S5985715 A JPS5985715 A JP S5985715A
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- Japan
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- polymer
- band
- melt
- fibers
- filaments
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
- B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
- B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、熱可塑性位１脂を含む繊維強化組成物の製
法に関する。
法に関する。
従来技術
ヨーロッパ特許公告第５６７０３号は繊維強化組成物の
製法を開示する。この方法は、連続フィラメントのバン
ドを与えるために複数の連続フィラメントを緊張し、整
列し、このバンドをこのバンドとスプレグー表面との間
にニップを形成するように加熱されたスプレグー表面上
を通過させ、熱可塑性ポリマーの供給材料をこのニップ
に供給することを含み、スプレグー表面、の温度は連続
フィラメントがスプレグー衣面上に引取られたときにそ
れらを湿鉤することができる粘度のポリマーメルトを与
えるのに十分な高温で必る。スプレグー表面は、ポリマ
ーが連続フィラメントを湿潤するのに十分な流動性を有
し、かつ、含浸を行う前にポリマーが凍結しないように
、十分に高温であるということがこのプロセスの本質的
な特徴である。将定の例においては、糸への入熱がスプ
レグー表面への直接の入熱によシ与えられ、これがポリ
マーが熱スプレグー表面に接触する時にポリマーを浴融
させるようなプロセスが開示されている。
製法を開示する。この方法は、連続フィラメントのバン
ドを与えるために複数の連続フィラメントを緊張し、整
列し、このバンドをこのバンドとスプレグー表面との間
にニップを形成するように加熱されたスプレグー表面上
を通過させ、熱可塑性ポリマーの供給材料をこのニップ
に供給することを含み、スプレグー表面、の温度は連続
フィラメントがスプレグー衣面上に引取られたときにそ
れらを湿鉤することができる粘度のポリマーメルトを与
えるのに十分な高温で必る。スプレグー表面は、ポリマ
ーが連続フィラメントを湿潤するのに十分な流動性を有
し、かつ、含浸を行う前にポリマーが凍結しないように
、十分に高温であるということがこのプロセスの本質的
な特徴である。将定の例においては、糸への入熱がスプ
レグー表面への直接の入熱によシ与えられ、これがポリ
マーが熱スプレグー表面に接触する時にポリマーを浴融
させるようなプロセスが開示されている。
これはまた、ポリマーがメルトの形で供給され得ること
をも予期させる。これらの場合に、フィラメントは主と
してメルトからの熱伝導によシメルトの温度に達する。
をも予期させる。これらの場合に、フィラメントは主と
してメルトからの熱伝導によシメルトの温度に達する。
発明の概要
今や、フィラメントが単なる熱メルトとの接触により加
熱されるのではなく、含浸プロセスに要する熱の少なく
とも１部が連続フィラメントに直接供給されるならば、
優れた結果が得られるということが見出されたのである
。
熱されるのではなく、含浸プロセスに要する熱の少なく
とも１部が連続フィラメントに直接供給されるならば、
優れた結果が得られるということが見出されたのである
。
従って、本発明によれば、バンドの形の、複数の＠接整
列フィラメントを、このバンドとスゲレダー表面との間
に二ツブを形成するように、スゲレダー表面に供給し、
フィラメントのバンドを溶融ポリマーで含浸することを
含む繊維強化ポリマー組成物の製法が提供され、この方
法は溶融ポリマーに供給される入熱の少なくとも１部が
フィラメントに直接供給されること全特徴とする。本発
明は、特に、炭素繊維の如き電流の通過にょシ加熱され
得るようなフィラメントに適用可能である。
列フィラメントを、このバンドとスゲレダー表面との間
に二ツブを形成するように、スゲレダー表面に供給し、
フィラメントのバンドを溶融ポリマーで含浸することを
含む繊維強化ポリマー組成物の製法が提供され、この方
法は溶融ポリマーに供給される入熱の少なくとも１部が
フィラメントに直接供給されること全特徴とする。本発
明は、特に、炭素繊維の如き電流の通過にょシ加熱され
得るようなフィラメントに適用可能である。
フィラメントの直接加熱の他の方法はマイクロ波、誘導
加熱又は赤外加熱によるフィラメントの直接加熱を含む
。好ましくは、直接加熱の方法は、フィラメントの通路
の、含浸が起るような少なくともその部分でフィラメン
トに連続的に適用され得るような方法である。
加熱又は赤外加熱によるフィラメントの直接加熱を含む
。好ましくは、直接加熱の方法は、フィラメントの通路
の、含浸が起るような少なくともその部分でフィラメン
トに連続的に適用され得るような方法である。
連続フィラメントに供給される熱は、それ自体でポリマ
ー粉末をフィラメントの良好な湿潤に十分低い溶融粘度
の条件に溶融するのに十分なものでるるか、しかし流動
メルトを製造するのに必要な熱の１部はフィラメントの
直接加熱以外の手段で、例えば、予め浴融されたポリマ
ーをニップに供給するか又は加熱フィラメント又は溶融
ポリマーとの接触で得られる以外の系へ熱を供給するこ
とにより、例えば、ポリマーの供給がなされるスゲレグ
−表面を加熱することによシ、供給される。
ー粉末をフィラメントの良好な湿潤に十分低い溶融粘度
の条件に溶融するのに十分なものでるるか、しかし流動
メルトを製造するのに必要な熱の１部はフィラメントの
直接加熱以外の手段で、例えば、予め浴融されたポリマ
ーをニップに供給するか又は加熱フィラメント又は溶融
ポリマーとの接触で得られる以外の系へ熱を供給するこ
とにより、例えば、ポリマーの供給がなされるスゲレグ
−表面を加熱することによシ、供給される。
本発明の特別の利点はプロセスのエネルギー消費が大き
く減少されることであシ、そのためにはフィラメントを
直接加熱するために供給される以外の入熱の量を最少に
すべきである。系におけるよシ効率的なエネルギーの使
用から派生する他の利点は熱劣化の危険性が減少され得
ろということである。
く減少されることであシ、そのためにはフィラメントを
直接加熱するために供給される以外の入熱の量を最少に
すべきである。系におけるよシ効率的なエネルギーの使
用から派生する他の利点は熱劣化の危険性が減少され得
ろということである。
二ソゾに供給される。ｊｆ リマーは多くの方法で供給
することができる。ポリマー粉末はホッパー又は他の搬
送装置からニップに供給されてもよい。
することができる。ポリマー粉末はホッパー又は他の搬
送装置からニップに供給されてもよい。
あるいは、ポリマーはメルト又は予備成形されたフィル
ムの如き他の形にあってもよい。また、ポリマーは、既
に隣接フィラメントのバンドに付着して二ツブに搬送さ
れるように、プロセスの予備的段階でバンドに付着せし
められていてもよい。
ムの如き他の形にあってもよい。また、ポリマーは、既
に隣接フィラメントのバンドに付着して二ツブに搬送さ
れるように、プロセスの予備的段階でバンドに付着せし
められていてもよい。
より単純には、バンドは計量された量の粉末を二ツブに
搬送するのに用いられてもよい。全ての場合に、バンド
とスゲレダー表面との間に形成されるニップの目的は、
バンドとスジレグ−表面との間において、少なくとも部
分的に溶融されたポリマーに対して、バンドを介して絞
り出し又は吸入排出されつつあるポリマーメルトの機械
的作用によシ隣接フィラメントのバンドを含浸するため
の正圧を適用することのできる領域を提供することであ
る。
搬送するのに用いられてもよい。全ての場合に、バンド
とスゲレダー表面との間に形成されるニップの目的は、
バンドとスジレグ−表面との間において、少なくとも部
分的に溶融されたポリマーに対して、バンドを介して絞
り出し又は吸入排出されつつあるポリマーメルトの機械
的作用によシ隣接フィラメントのバンドを含浸するため
の正圧を適用することのできる領域を提供することであ
る。
スゲレダー表面上を１回通過させることによっては十分
な含浸が行えない場合には、十分な含浸が達成されるま
で連続するスゲレダー表面を用いてゾロセスを繰り返し
てもよい。各連続する段階においては、条件は、ポリマ
ーをメルトの形に保持し、スジレグ−表面に対するバン
ドの正圧によりバンドの連続フィラメントをメルトゲし
て流過せしめるのに十分な熱をｓ９１Ｊマー含少バンド
内に存在させるか又はこれに供給するようなものでなけ
ればならない。
な含浸が行えない場合には、十分な含浸が達成されるま
で連続するスゲレダー表面を用いてゾロセスを繰り返し
てもよい。各連続する段階においては、条件は、ポリマ
ーをメルトの形に保持し、スジレグ−表面に対するバン
ドの正圧によりバンドの連続フィラメントをメルトゲし
て流過せしめるのに十分な熱をｓ９１Ｊマー含少バンド
内に存在させるか又はこれに供給するようなものでなけ
ればならない。
必要とされる首浸段階の数は、連続的に増加する数の含
浸段階数を用いた後で得られる最終製品の検査によシ、
実験的に容易に決定される。含浸の度合は、得らｎる曲
は弾性率を測定し、これを理論的に達成可能な曲げ弾性
率と相関せしめることにより決定される。
浸段階数を用いた後で得られる最終製品の検査によシ、
実験的に容易に決定される。含浸の度合は、得らｎる曲
は弾性率を測定し、これを理論的に達成可能な曲げ弾性
率と相関せしめることにより決定される。
理論的に達成可能な曲げ弾性率は下記の単線混合物原則
を用いて計算される。
を用いて計算される。
ＥＬ＝ＶｆＥｆ＋ｖｒＴＩＥｍ
ここで、ＥＬは組成物の長手方向弾性率でるシ、ｖｆは
繊維の体積分率であり、Ｅｆは繊維の曲げ弾性率でアシ
、Ｖｍはマトリックスポリマーの体積分率であシ、Ｅｍ
はマトリックスポリマーの曲は弾・１生率である。
繊維の体積分率であり、Ｅｆは繊維の曲げ弾性率でアシ
、Ｖｍはマトリックスポリマーの体積分率であシ、Ｅｍ
はマトリックスポリマーの曲は弾・１生率である。
含浸段階截は、ＡＳＴＭＤ７９０−８０にｇ測定して、
理論的に得られる曲げ弾性率の少なくとも７０％、好ま
しくは少なくとも９０％の助は弾性率を与えるのに十分
なものでなければならない。
理論的に得られる曲げ弾性率の少なくとも７０％、好ま
しくは少なくとも９０％の助は弾性率を与えるのに十分
なものでなければならない。
強化構造物中のポリマーの量は、バンド内の張力及びバ
ンドが加熱されたスプレグー表面に接触している通路の
長さによシかなｐの程度（ｌこコントロールされる。例
えば、バンドが高張力下にあシ、実質的な顎域でスプレ
グー表面に接触し、そのためバンドがスプレグー表面に
強く押し付けられている場合には、強化構造物のポリマ
ー會量は低張力／短接触通路の条件下におけるよりも小
さいものとなろう。
ンドが加熱されたスプレグー表面に接触している通路の
長さによシかなｐの程度（ｌこコントロールされる。例
えば、バンドが高張力下にあシ、実質的な顎域でスプレ
グー表面に接触し、そのためバンドがスプレグー表面に
強く押し付けられている場合には、強化構造物のポリマ
ー會量は低張力／短接触通路の条件下におけるよりも小
さいものとなろう。
苔浸を改善し又は表面仕上けを改善するために用いられ
るスプレグー表面及びそれに引続く表面は、好ましくは
、円筒形のパー又はローラーの形にある。これらは固定
であってもよく、あるいは自由回転又は駆動回転可能で
あってもよい。例えば、第１の合皮表面は、メルトにょ
る含浸又はサイジングの前の繊維の摩損が最小に減少さ
れるように、バンドによりバンドの速度で回転せしめら
れるような自由回転ローラーであってよい。第１のロー
ルが繊維の速度までの速度で繊維の移動方向に（自由に
又は駆動されて）回１１此され０ならば、バンド上のル
ースフアイパーの層が糸により運はれるということが観
察された。この自己清浄作用は、バンドの割れを生起さ
せることのめる、第１のロールにおける繊維の堆積を防
止するのに特に有効である。バンドがメルト混合物の１
部で含浸された後では、好ましくは第２の自由回転５ｆ
能な表面によりバンドの池の仙］の上に追刀口の溶融混
合物が付与された佐では、繊維ははるかに摩損されにく
くなシ、繊維の湿潤を改善するだめの他の処理に付する
ことができる。
るスプレグー表面及びそれに引続く表面は、好ましくは
、円筒形のパー又はローラーの形にある。これらは固定
であってもよく、あるいは自由回転又は駆動回転可能で
あってもよい。例えば、第１の合皮表面は、メルトにょ
る含浸又はサイジングの前の繊維の摩損が最小に減少さ
れるように、バンドによりバンドの速度で回転せしめら
れるような自由回転ローラーであってよい。第１のロー
ルが繊維の速度までの速度で繊維の移動方向に（自由に
又は駆動されて）回１１此され０ならば、バンド上のル
ースフアイパーの層が糸により運はれるということが観
察された。この自己清浄作用は、バンドの割れを生起さ
せることのめる、第１のロールにおける繊維の堆積を防
止するのに特に有効である。バンドがメルト混合物の１
部で含浸された後では、好ましくは第２の自由回転５ｆ
能な表面によりバンドの池の仙］の上に追刀口の溶融混
合物が付与された佐では、繊維ははるかに摩損されにく
くなシ、繊維の湿潤を改善するだめの他の処理に付する
ことができる。
プロセスに用いられるポリマーは、劣化温度より低い温
度において十分に低い粘度を鳴し、連続フィラメントを
よく湿潤せしめるべきである。
度において十分に低い粘度を鳴し、連続フィラメントを
よく湿潤せしめるべきである。
１００ Ｎｓ／ｒｎ２１での浴融粘度を有するポリマー
によシ、このプロセスを用いるときには、はとんど困難
は経験されない。例えば、２０ＯＮＳ／ｍ２捷での、よ
り旨い溶融粘度では、より困難が経験されるけれども、
この困難は、メルトが含浸された連続フィラメントが含
浸されたバンド内のメルトを湿潤を最大によるように機
械的に処理するために引き取られるスプレグー表面を十
分な数だけ用いることにより解消することができる。そ
れより高い溶融粘度のポリマーも、係属中の英国特許出
願第８２２１７５２号及び８２２１７５３号に開示の如
きメルト可塑剤とともに用いることができる。
によシ、このプロセスを用いるときには、はとんど困難
は経験されない。例えば、２０ＯＮＳ／ｍ２捷での、よ
り旨い溶融粘度では、より困難が経験されるけれども、
この困難は、メルトが含浸された連続フィラメントが含
浸されたバンド内のメルトを湿潤を最大によるように機
械的に処理するために引き取られるスプレグー表面を十
分な数だけ用いることにより解消することができる。そ
れより高い溶融粘度のポリマーも、係属中の英国特許出
願第８２２１７５２号及び８２２１７５３号に開示の如
きメルト可塑剤とともに用いることができる。
英国特許出願第８２２１７５２号は繊維強化組成物の製
造方法を開示しておシ、この方法は複数の連続フィラメ
ントを、熱可塑性ポリマーとこのポリマー用の可塑剤と
を１：４〜９９：１、好ましくは１：１−１９：１のポ
リマ一対可塑剤の重量比の混合物を含むメルトを通して
引き取ることを宮み、この可塑剤は少なくともメルトの
温度までは熱的に安定であり、この可塑剤が組成物の溶
融温度よシ低い糺成物からは実質的に揮発しないような
揮発特性を有する。
造方法を開示しておシ、この方法は複数の連続フィラメ
ントを、熱可塑性ポリマーとこのポリマー用の可塑剤と
を１：４〜９９：１、好ましくは１：１−１９：１のポ
リマ一対可塑剤の重量比の混合物を含むメルトを通して
引き取ることを宮み、この可塑剤は少なくともメルトの
温度までは熱的に安定であり、この可塑剤が組成物の溶
融温度よシ低い糺成物からは実質的に揮発しないような
揮発特性を有する。
英国特許出願第８２２１７５３号は繊維強化組成物の製
造方法を開示しており、この方法は複数の連続フィラメ
ントを、熱可塑性ポリマーとこのポリマー用の可塑剤と
′ｆ：ｌ：４〜．９９：１、好ましくは１：１〜１９：
１のポリマ一対可塑剤の重量比の混合物を含むメルトを
通して引き取ることを會み、この可塑剤は少なくともメ
ルトの温度までは熱的に安定であり、この可塑剤が熱可
塑性ポリマーの劣化温度より低い組成物から揮発され得
るけれども、メルト温度において′は十分に低い揮発性
を有し、メルト中のポリマーを可塑化し、ポリマーたけ
の溶融粘度と比較してより低い粘度のタルトを与えるよ
うな揮発特性を有する。実際上、組成物から全部の揮発
可能な＋ｉｌ−塑剤を除去することは必須ではない。例
えば、組成物の５重量％までの、１部の残貿可塑剤を含
む組成物を許容され得る機株特性を有する成形品に形成
することができる。
造方法を開示しており、この方法は複数の連続フィラメ
ントを、熱可塑性ポリマーとこのポリマー用の可塑剤と
′ｆ：ｌ：４〜．９９：１、好ましくは１：１〜１９：
１のポリマ一対可塑剤の重量比の混合物を含むメルトを
通して引き取ることを會み、この可塑剤は少なくともメ
ルトの温度までは熱的に安定であり、この可塑剤が熱可
塑性ポリマーの劣化温度より低い組成物から揮発され得
るけれども、メルト温度において′は十分に低い揮発性
を有し、メルト中のポリマーを可塑化し、ポリマーたけ
の溶融粘度と比較してより低い粘度のタルトを与えるよ
うな揮発特性を有する。実際上、組成物から全部の揮発
可能な＋ｉｌ−塑剤を除去することは必須ではない。例
えば、組成物の５重量％までの、１部の残貿可塑剤を含
む組成物を許容され得る機株特性を有する成形品に形成
することができる。
これら後者のプロセスの両方が有する本質的な特徴は、
混合物中のポリマーがメルトの形で存在するということ
である。メルトの温度は、ポリマー成分のガラス転移温
度（Ｔｇ）よりも高くなければならない。結晶性ポリマ
ーの場合、その融点はそのＴｇよシも十分に高く、その
ためメルトの温度は用いられるポリマーのＴｇよりも十
分に高いはずである。すべての場合に、メルトの温度が
ポリマー自体の溶融温度よシ高いものである必要はない
。
混合物中のポリマーがメルトの形で存在するということ
である。メルトの温度は、ポリマー成分のガラス転移温
度（Ｔｇ）よりも高くなければならない。結晶性ポリマ
ーの場合、その融点はそのＴｇよシも十分に高く、その
ためメルトの温度は用いられるポリマーのＴｇよりも十
分に高いはずである。すべての場合に、メルトの温度が
ポリマー自体の溶融温度よシ高いものである必要はない
。
というのは、ある場・合には、可塑剤が７北リマ一の融
点を低下δせるがらである。
点を低下δせるがらである。
用いられる熱可塑ｉ生ポリマーは適当な粘度特性を有す
る浴融加工可能な熱可塑性ポリマーのいがなるものであ
ってもよいが、熱可塑性の芳香族ポリマーを用いる場合
に特に有効な製品が得られる。
る浴融加工可能な熱可塑性ポリマーのいがなるものであ
ってもよいが、熱可塑性の芳香族ポリマーを用いる場合
に特に有効な製品が得られる。
そのようなポリマーは、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリアリーレンオギゾド、ポリアリーレンスルフ
ィド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、芳香族
ポリカーボネート及びポリエーテルイミドを含む。一般
に、この発明の組成物に用いらｎる熱可塑性芳香族ポリ
マーは一般式： ％式％ （式中、Ａｒは単環式もしくは多環式芳香族基から選ば
れ、Ｘは一〇−１−ｓ−１−８ｏ２−１−Ｏ，Ｃ０−１
の少なくとも１種から選はれる）の繰り返し単位を宮む
。上式において、Ａｒ及び／又はＸはポリマー鎖中の単
位毎に変ってもよい。
ルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリアリーレンオギゾド、ポリアリーレンスルフ
ィド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、芳香族
ポリカーボネート及びポリエーテルイミドを含む。一般
に、この発明の組成物に用いらｎる熱可塑性芳香族ポリ
マーは一般式： ％式％ （式中、Ａｒは単環式もしくは多環式芳香族基から選ば
れ、Ｘは一〇−１−ｓ−１−８ｏ２−１−Ｏ，Ｃ０−１
の少なくとも１種から選はれる）の繰り返し単位を宮む
。上式において、Ａｒ及び／又はＸはポリマー鎖中の単
位毎に変ってもよい。
「連続繊維」又は［複数の連続フィラメント」なる１治
・は、繊維が用いられる処理末件下に、プロセスを実施
不能にするような頻度の切断なしに溶融ポリマー全通し
て引っばらｊＶ、るのに十分な強力を有するロービング
もしくはトウを与えるのに十分な長さを有するよりな繊
維表品全意味する。適当な材料は、ガラス繊維、炭素繊
維、ノユート及び高弾性率合成、ｒ５１Ｊマー繊維でめ
る。後者の場合、ポリマー繊維がプロセスを中断せしめ
るような切断なしに月？リマーメルトを介して引っ虫ら
れ得るのに十分な強度を有するという条件を満たすとい
うことか亜吸である。切断することなく含浸系を介して
引っ張られるのに十分な強朋合有するためには、繊維製
品の連続繊維の大部分が、繊維製品が整列てれた連続繊
維の大部とともに溶融ポリマーを介して引き取られ得る
ように、一方向にめるべきである。不規則に置からだ２
Ｌ続械維からなるマットの如き繊維製品は、それらが欲
維の少なくとも５０芥景チが引き取り方向に整列さ才し
ているような繊維構造物をなしているものでない限シ、
本発明に用いるには不適当である。
・は、繊維が用いられる処理末件下に、プロセスを実施
不能にするような頻度の切断なしに溶融ポリマー全通し
て引っばらｊＶ、るのに十分な強力を有するロービング
もしくはトウを与えるのに十分な長さを有するよりな繊
維表品全意味する。適当な材料は、ガラス繊維、炭素繊
維、ノユート及び高弾性率合成、ｒ５１Ｊマー繊維でめ
る。後者の場合、ポリマー繊維がプロセスを中断せしめ
るような切断なしに月？リマーメルトを介して引っ虫ら
れ得るのに十分な強度を有するという条件を満たすとい
うことか亜吸である。切断することなく含浸系を介して
引っ張られるのに十分な強朋合有するためには、繊維製
品の連続繊維の大部分が、繊維製品が整列てれた連続繊
維の大部とともに溶融ポリマーを介して引き取られ得る
ように、一方向にめるべきである。不規則に置からだ２
Ｌ続械維からなるマットの如き繊維製品は、それらが欲
維の少なくとも５０芥景チが引き取り方向に整列さ才し
ているような繊維構造物をなしているものでない限シ、
本発明に用いるには不適当である。
連続繊維は溶融ポリマーを通して引っばるのに十分な一
体性を有するようないかなる形状にりってもよいが、通
常は個々の繊維又はフィラメントの束からなシ、こｉｌ
、らは実質的に全ての繊維が東の長さに沿って整列され
ているものであり、以下においては「ロービング」と呼
ぶ。いかなる数量のそのようなロービングをも用いるこ
とができる。
体性を有するようないかなる形状にりってもよいが、通
常は個々の繊維又はフィラメントの束からなシ、こｉｌ
、らは実質的に全ての繊維が東の長さに沿って整列され
ているものであり、以下においては「ロービング」と呼
ぶ。いかなる数量のそのようなロービングをも用いるこ
とができる。
商業的に人手可能なガラスローピングの場合には、各ロ
ービングは８０００本まで又はそれ以上の連続ガラスフ
ィラメントからなっていてもよい。
ービングは８０００本まで又はそれ以上の連続ガラスフ
ィラメントからなっていてもよい。
６０００本まで又はそれ以上の炭素繊維を含む炭素繊維
テープを用いてもよい。ロービングから織成された布も
本発明に用いるのに適する。連続繊維は通常の表面ツー
イズ剤、特に繊維とマトリックスポリマーとの間の結合
を最大にするようなもの、全付与されていてもよい。
テープを用いてもよい。ロービングから織成された布も
本発明に用いるのに適する。連続繊維は通常の表面ツー
イズ剤、特に繊維とマトリックスポリマーとの間の結合
を最大にするようなもの、全付与されていてもよい。
本発明の方法により製造される含浸バンドは、目的の形
状及び最終製品の目的によって、他の処理に付されても
よい。含浸されたバンド中の分離されたフィラメントを
、例えは、グイを通していっしょに引き取って、含浸バ
ンドよυもかなシ厚いものとしてもよい。所定量のスプ
レーをそのようなダイに施して、成形品としてもよい。
状及び最終製品の目的によって、他の処理に付されても
よい。含浸されたバンド中の分離されたフィラメントを
、例えは、グイを通していっしょに引き取って、含浸バ
ンドよυもかなシ厚いものとしてもよい。所定量のスプ
レーをそのようなダイに施して、成形品としてもよい。
前述したプロセスの含浸製品は、連続的な製品を必要と
する二次加工プロセスにおける使用のためにロール上に
巻き上げられてもよく、あるいは引続く二次加工のため
に所短長に細断されてもよい。連続長のものは、例えば
、巻形の井わりに熱軟化した製品を巻き付けることによ
り、あるいは、例えば、製品テープ又はストＩ）ラフ０
〃・らマットを織成することにより、製品を成形するの
に用いることができる。含浸製品は、整列繊維が３論か
ら１００＋ｎ＋＋＋１での長さを有するような、ベレッ
ト又はグラニユールに細断されてもよい。これらは通常
の成形又は押出プロセスに用いられてもよい。
する二次加工プロセスにおける使用のためにロール上に
巻き上げられてもよく、あるいは引続く二次加工のため
に所短長に細断されてもよい。連続長のものは、例えば
、巻形の井わりに熱軟化した製品を巻き付けることによ
り、あるいは、例えば、製品テープ又はストＩ）ラフ０
〃・らマットを織成することにより、製品を成形するの
に用いることができる。含浸製品は、整列繊維が３論か
ら１００＋ｎ＋＋＋１での長さを有するような、ベレッ
ト又はグラニユールに細断されてもよい。これらは通常
の成形又は押出プロセスに用いられてもよい。
ガラス繊維が用いられる場合、本発明の製品の繊維言置
は、製品の物理的特性を最大にするためには、製品の少
なくとも５０重量裂でめるべきである。繊維含量の上限
はロービングの個々の繊維を湿Ｉ閏させるのに必女なポ
リマーの量によって決する。一般に２０重量−より少な
いポリマーにより少ないポリマーにより良好な湿潤を達
成することは困姉、であるけノ］２ども、本発明の方法
を用いて繊維強化組成物中に３０重景％のポリマーを配
合することにより優れた結呆が得られる。
は、製品の物理的特性を最大にするためには、製品の少
なくとも５０重量裂でめるべきである。繊維含量の上限
はロービングの個々の繊維を湿Ｉ閏させるのに必女なポ
リマーの量によって決する。一般に２０重量−より少な
いポリマーにより少ないポリマーにより良好な湿潤を達
成することは困姉、であるけノ］２ども、本発明の方法
を用いて繊維強化組成物中に３０重景％のポリマーを配
合することにより優れた結呆が得られる。
本発明の含浸製品が繊維を流過する電流により加熱され
得る繊維で強化きｉｔでいる場合には、実質的な処理上
の利点が得られる。イ１られる抵抗加熱は、尚融点ポリ
マーをさえ、二次卵王司能な形に熱軟化可能とする。従
って、電気抵抗加熱を用いて極めて大きな炭素強化構造
物を熱軟化させることができる。これは、飛行機の興の
如き大きなパーツを熱成形装置中でその賜で加ｆＡ′ｆ
ることを可能にし、従って大きなパーツのオーブン加熱
及び引続く熱軟化されたパーツの熱成形ステーゾョンへ
の締込の問題全解消する。この方法で熱軟化させ得ると
いうことは、また、同様の材料の別々の片を接合する楊
せにも実質上の利点を与える。
得る繊維で強化きｉｔでいる場合には、実質的な処理上
の利点が得られる。イ１られる抵抗加熱は、尚融点ポリ
マーをさえ、二次卵王司能な形に熱軟化可能とする。従
って、電気抵抗加熱を用いて極めて大きな炭素強化構造
物を熱軟化させることができる。これは、飛行機の興の
如き大きなパーツを熱成形装置中でその賜で加ｆＡ′ｆ
ることを可能にし、従って大きなパーツのオーブン加熱
及び引続く熱軟化されたパーツの熱成形ステーゾョンへ
の締込の問題全解消する。この方法で熱軟化させ得ると
いうことは、また、同様の材料の別々の片を接合する楊
せにも実質上の利点を与える。
実施例
下記の実施例を参照しながら本発明を史に胱明する。
ｖｌ」１
１２０００本の個々のフィラメント（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ
Ｉｎｃ製、Ａ、８４１２Ｋ）からなる痙絖炭素繊維を下
記に記載する百反装置を用いて２５ＮＳ／ｍ２の溶融粘
度を有するポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＩＥＫ）
で含浸した。第１図にボす含浸装置は、一連の５本の、
直径１０！ＩＩｍの画定円筒彫ロッドの形のスゲレダー
バー１．２，３．４及び５からなり、これらは水平面に
おいてそれらの軸について並列の関係に配置されている
。これらのスゲレダーバーは内部電気加熱要素（図示せ
ず）を備えている。連続炭素繊維６は一連の固定ガイド
バー７゜８及び９上に引き通され、ロービングを緊張し
、個々のフィラメントがｌＩＡ：接する関係に整列され
て１８胴壕での幅のバンドを形成することを可能にして
いる。固定ガイドバー列の最後のパー９は炭素繊維とガ
イドバー９との間の良好な′岨気的接触を与えるために
′宙、気伝導性の金属からなる。連続炭素繊維のバンド
はスプレグーバーの下及び上を＋＋ｉ次に引き通され、
バンドと谷スプレグーバーとの間にニップを形成し、他
の電気伝導性のパー１０に引き渡される。電流は２４ボ
ルトのＤＣ’５分（図示せず）を用いてパー９及び１０
の間に通される。パー９及び１０及びスゲレダーバーの
配置（は″電気的に絶縁された端１２及び１３を有する
箱１１中に収納されている。
Ｉｎｃ製、Ａ、８４１２Ｋ）からなる痙絖炭素繊維を下
記に記載する百反装置を用いて２５ＮＳ／ｍ２の溶融粘
度を有するポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＩＥＫ）
で含浸した。第１図にボす含浸装置は、一連の５本の、
直径１０！ＩＩｍの画定円筒彫ロッドの形のスゲレダー
バー１．２，３．４及び５からなり、これらは水平面に
おいてそれらの軸について並列の関係に配置されている
。これらのスゲレダーバーは内部電気加熱要素（図示せ
ず）を備えている。連続炭素繊維６は一連の固定ガイド
バー７゜８及び９上に引き通され、ロービングを緊張し
、個々のフィラメントがｌＩＡ：接する関係に整列され
て１８胴壕での幅のバンドを形成することを可能にして
いる。固定ガイドバー列の最後のパー９は炭素繊維とガ
イドバー９との間の良好な′岨気的接触を与えるために
′宙、気伝導性の金属からなる。連続炭素繊維のバンド
はスプレグーバーの下及び上を＋＋ｉ次に引き通され、
バンドと谷スプレグーバーとの間にニップを形成し、他
の電気伝導性のパー１０に引き渡される。電流は２４ボ
ルトのＤＣ’５分（図示せず）を用いてパー９及び１０
の間に通される。パー９及び１０及びスゲレダーバーの
配置（は″電気的に絶縁された端１２及び１３を有する
箱１１中に収納されている。
操作に際しては、スゲレダーバーは２４５〜２７５℃で
変化する温度に加熱された（これらの温度はＰＦ、ＥＫ
なリマーの融点（２４３℃）よりも低い）。５アンペア
の電流が固定ガイドバー９及び１０の間の炭素繊維に浴
って通され、一方繊維は５σ／分の速度で糸に引き通さ
れた。粉末状のポリエーテルエーテルケトンはバンドと
スプレグーパー列の最初のパーとの間の二、ｆ１４に計
９入れられた。粉末はスゲレダーバーからの入熱及び炭
素繊維中への電気的入熱の組合ゼによＶ）浴融された。
変化する温度に加熱された（これらの温度はＰＦ、ＥＫ
なリマーの融点（２４３℃）よりも低い）。５アンペア
の電流が固定ガイドバー９及び１０の間の炭素繊維に浴
って通され、一方繊維は５σ／分の速度で糸に引き通さ
れた。粉末状のポリエーテルエーテルケトンはバンドと
スプレグーパー列の最初のパーとの間の二、ｆ１４に計
９入れられた。粉末はスゲレダーバーからの入熱及び炭
素繊維中への電気的入熱の組合ゼによＶ）浴融された。
ニップ１４中にではなく、むしろバンド、（−
１５の上物表面上に落下したホリマー粉末は急速に溶融
され、バンドとスゲレダーバ−３により形成されるニッ
プに遅するまでバンド上を搬送され、ここでせ浸バンド
中に配合きれた。導′亀性・々−１Ｏ全離れた製品は優
れた含浸を示した。
され、バンドとスゲレダーバ−３により形成されるニッ
プに遅するまでバンド上を搬送され、ここでせ浸バンド
中に配合きれた。導′亀性・々−１Ｏ全離れた製品は優
れた含浸を示した。
３０ｃｍ１分までの速度で引き取られる炭素繊維を用い
て上記の操作を繰り返した。これらの速度のいずれにお
いても良好な含浸が達成された。
て上記の操作を繰り返した。これらの速度のいずれにお
いても良好な含浸が達成された。
この含浸プロセスに必女とされる熱の量は、熱が専ら加
熱されたスゲレダーパーから与えられるような、相当す
るプロセスで用いられる熱量のたった約１／４であった
。
熱されたスゲレダーパーから与えられるような、相当す
るプロセスで用いられる熱量のたった約１／４であった
。
２５＋７７＋／分で系に炭素繊維を通過させて得られた
製品は約５０重量％の炭素叡維を有していた。
製品は約５０重量％の炭素叡維を有していた。
製品の層間剪断強さを、長さ７６喘及び幅５脆の片にカ
ットしたこの材料１６枚を重ねてプレスして最終圧縮原
石２調に成形したテストピースについて測定した。１６
枚のフ０レスは４００℃に加熱されたマツチドダイ圧稲
成形器中で行われた。用いられた圧力は５ Ｘ １０６
Ｎ ／ ｍ２であり、１０分間圧力を保持し、更に１７
分間で温度を１００℃に降下させた。モールドを圧力を
刀・けることなく、周囲温度ｌで冷却びせた。成形品の
層間剪断蝕甥を、サンプル厚さ比５．１に対するスパン
を用い、ＡＳＴＭ Ｄ２３４４−７２の操作に従って
確認した。
ットしたこの材料１６枚を重ねてプレスして最終圧縮原
石２調に成形したテストピースについて測定した。１６
枚のフ０レスは４００℃に加熱されたマツチドダイ圧稲
成形器中で行われた。用いられた圧力は５ Ｘ １０６
Ｎ ／ ｍ２であり、１０分間圧力を保持し、更に１７
分間で温度を１００℃に降下させた。モールドを圧力を
刀・けることなく、周囲温度ｌで冷却びせた。成形品の
層間剪断蝕甥を、サンプル厚さ比５．１に対するスパン
を用い、ＡＳＴＭ Ｄ２３４４−７２の操作に従って
確認した。
平均で９０ ＭＮ ／ ｍ の値が得られた。同じ方
法で製造されたいくつかのサンフ０ルを２４時間那水に
付したところ、平均で８６．０の層間前ＵＴ強さを有す
ることが留められた。全てのサンプルは破壊されずに、
離層を生じた。
法で製造されたいくつかのサンフ０ルを２４時間那水に
付したところ、平均で８６．０の層間前ＵＴ強さを有す
ることが留められた。全てのサンプルは破壊されずに、
離層を生じた。
第１図は本発明方法に用いることのでさる言浸装置の模
式図でちる。 １ 、２ 、３ 、４ 、’ ５・・・スジレダーバー
、７，８゜９．１０・・・ガイドバー、１４・・・ニッ
プ。 特許出願人 インペリアル ケミカル インダストリーダハ５−ｉソ
・ν′２ ９Ｓ〒イｐ゛ カンフ１に一特許出願代
理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 吉 １）維 夫 弁理士 山 口 昭 之 弁理士 西 山 雅 也 手続補正書（方式）６゜ 昭和５８年１２月７日 ７゜ 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第１３６９００号
８゜２、発明の名称 繊維強化ポリマー組成物の製法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 インペリアル ケミカル インダストリーズバ
ブソック リミティド カンパニー ４、代理人 （外４ 名） ５、抽圧命令の日付 昭和５８年１１月２９日 （発送日） 補正の対象 図 面 補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） 添付書類の目録 浄書図面 １通
式図でちる。 １ 、２ 、３ 、４ 、’ ５・・・スジレダーバー
、７，８゜９．１０・・・ガイドバー、１４・・・ニッ
プ。 特許出願人 インペリアル ケミカル インダストリーダハ５−ｉソ
・ν′２ ９Ｓ〒イｐ゛ カンフ１に一特許出願代
理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 吉 １）維 夫 弁理士 山 口 昭 之 弁理士 西 山 雅 也 手続補正書（方式）６゜ 昭和５８年１２月７日 ７゜ 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第１３６９００号
８゜２、発明の名称 繊維強化ポリマー組成物の製法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 インペリアル ケミカル インダストリーズバ
ブソック リミティド カンパニー ４、代理人 （外４ 名） ５、抽圧命令の日付 昭和５８年１１月２９日 （発送日） 補正の対象 図 面 補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） 添付書類の目録 浄書図面 １通
Claims (1)
- １、バンドの形の、複数の隣接整列フィラメントを、こ
のバンドとスプレグー表面との間にニップを形成するよ
うに、スプレグー表面に供給し、熱可塑性ポリマー供給
材料をこのニップに供給し、フィラメントのバンドを溶
融ポリマーで含浸することを含み、溶融ポリマーに供給
される入熱の少なくとも１部がフィラメントに直接供給
されることを特徴とする繊維強化ポリマー組成物の製法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8221754 | 1982-07-28 | ||
| GB8221754 | 1982-07-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5985715A true JPS5985715A (ja) | 1984-05-17 |
Family
ID=10531948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58136900A Pending JPS5985715A (ja) | 1982-07-28 | 1983-07-28 | 繊維強化ポリマ−組成物の製法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0102711A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5985715A (ja) |
| AU (1) | AU1721183A (ja) |
| ES (1) | ES8502143A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220808A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | プリプレグの製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3429670A1 (de) * | 1984-08-11 | 1986-02-20 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung von thermoplast-prepregs |
| GB8430949D0 (en) * | 1984-12-07 | 1985-01-16 | Smith Tech Dev | Impregnating fibre reinforcements |
| US4804509A (en) * | 1986-12-17 | 1989-02-14 | Amoco Corporation | Hot-melt prepreg tow process |
| US4838971A (en) * | 1987-02-19 | 1989-06-13 | Brunswick Corporation | Filament winding process and apparatus |
| JPS6452837A (en) * | 1987-05-18 | 1989-02-28 | Sumitomo Chemical Co | Method for opening fiber |
| CA1326119C (en) * | 1988-09-20 | 1994-01-18 | Tomohito Koba | Molding material |
| US5447793A (en) * | 1989-10-20 | 1995-09-05 | Montsinger; Lawrence V. | Apparatus and method for forming fiber filled thermoplastic composite materials |
| US5176775A (en) * | 1989-10-20 | 1993-01-05 | Montsinger Lawrence V | Apparatus and method for forming fiber filled thermoplastic composite materials |
| US5021072A (en) * | 1990-01-16 | 1991-06-04 | At&T Bell Laboratories | Method for making a carbon-coated and polymer-coated optical fiber |
| NL9000213A (nl) * | 1990-01-29 | 1991-08-16 | Besouw Bv Van | Werkwijze voor het vormen van een voorwerp uit versterkte kunststof en balk uit versterkte kunststof. |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2031719A5 (ja) * | 1969-02-05 | 1970-11-20 | Verre Textile Ste | |
| FR2031720A5 (ja) * | 1969-02-05 | 1970-11-20 | Verre Textile Ste | |
| DE2312816C3 (de) * | 1973-03-15 | 1983-02-03 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Halbzeug aus glasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen |
| GB2086444B (en) * | 1980-09-18 | 1985-01-23 | Sumitomo Chemical Co | Process for continuous production of prepreg sheets |
| FR2516441A1 (fr) * | 1981-11-18 | 1983-05-20 | Spie Batignolles | Procede de fabrication de profiles en resine thermoplastique chargee de fibres, installation pour la mise en oeuvre, profiles obtenus et leur utilisation |
| ATE32226T1 (de) * | 1982-07-28 | 1988-02-15 | Ici Plc | Verfahren zur herstellung von mit fasern verstaerkten zusammensetzungen. |
| ATE32227T1 (de) * | 1982-07-28 | 1988-02-15 | Ici Plc | Verfahren zur herstellung von mit faeden verstaerkten zusammensetzungen. |
-
1983
- 1983-07-11 EP EP83304020A patent/EP0102711A3/en not_active Withdrawn
- 1983-07-22 AU AU17211/83A patent/AU1721183A/en not_active Abandoned
- 1983-07-28 JP JP58136900A patent/JPS5985715A/ja active Pending
- 1983-07-28 ES ES524501A patent/ES8502143A1/es not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61220808A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | プリプレグの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU1721183A (en) | 1984-02-02 |
| ES524501A0 (es) | 1984-12-16 |
| EP0102711A3 (en) | 1986-01-15 |
| EP0102711A2 (en) | 1984-03-14 |
| ES8502143A1 (es) | 1984-12-16 |
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