JPS60206841A - 繊維構造体の含浸方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は熱成形可能な、繊維強化複合材料を得るために
プラスチック材料を用いて繊維構造体を含浸する方法に
関する。

（従来技術） 冒−一、パ特許公報１０２，１５８及び１０２，１５９
には、熱可塑性ポリマー及び該ポリマー用の溶融可塑剤
の液融混合物を用いることによシ繊維構造体を含浸する
方法が記載されている。記載され九方法によれば、繊維
構造体がポリマー及び可塑剤の溶融混合物内を通過せら
れ次いで繊維構造体の各々のフィラメントを好ましくは
フィラメントに関しメルトの動きを起こさせる為含浸混
合物に働きかけるプロセスにおいて、該混合物によシ湿
潤せしめる。

（発明の構造及び効果） 本発明によれば熱成形可能な繊維強化複合材料のプリマ
ーマトリックスを得るため溶融ポリマーに繊維を導入す
ることを含んでなる、該複合材料を得るためにポリマー
を用いて連続繊維からなる繊維構造体を含浸する方法が
提供され、この方法は、溶融ポリマーに導入する前に繊
維構造体のフィラメントに次のａ）〜Ｃ）： ａ）　ｙｌポリマー溶融されている場合に該含浸ポリマ
ーを可塑化しうる可塑剤、 ｂ）含浸４リマーを可塑化し得る可塑剤および該可塑剤
の２０重量１ｓｔでの該可塑剤と混和し得るポリマー（
この４リマーは含浸されるポリマーと同一でもあるいは
異っていてもよい）混合物および Ｃ）混合物ｂ）の組成物でフィラメントをコーチングし
次いでポリマーコート繊維を得るため可塑剤を除去して
得られる＝−テング から選ばれるコーテング材料を付与することを特徴とす
る。

本発明において用いられる繊維構造体には、商業的に入
手可能ないかなる繊維構造体も含まれる。

整列繊維を含む適当な繊維構造体には、連続繊維の粗糸
及び織物が含まれる。繊維がランダムに配列された構造
体、たとえば繊維が好ましくは２５■以上であるランダ
ムに配列された繊維マットもまた使用できる。高い集結
度を有する構造体が好ましい。なぜならば該構造体を、
繊維の破壊又は構造体の完全な崩壊の危険性が極め【少
なくしてプリマー含有のメルト内を引き通すことができ
るからである。

含浸構造体のマトリックスを形成する含浸用ポリマーに
対するメルト可塑剤として作用し得る材料は、該溶融ポ
リマー内に導入された場合、該材料にポリマーを可塑化
せしめ次いで可塑剤を含有しない場合溶融ポリマーの粘
度よシもよシ低い粘度の溶融混合物を生成せしめるため
充分な時間存在し得るように充分高い沸点を有していな
ければならない。可塑剤は、−リマーのガラス転位温度
（Ｔｇ）以下のポリマー溶液を４えることのできない点
において通常の溶剤とは異っている。好ましくは、可塑
剤は使用されるポリマーのＴｇ以下で不揮発性でなけれ
ばならない。可塑剤の揮発性は以下の様なものである。

すなわち該可塑剤が含浸構造体を充分な時間ポリマーの
熱分解温度以下の高温で更に好ましくはポリマーのＴｇ
以上で更に望ましくはポリマーを溶融し九温度で該含浸
構造体を保持することによりて容易に除去することがで
き、あるいはまた可塑剤はポリマーの熱分解温度以下の
温度で不揮発性である。後者の場合には、可塑剤は溶剤
抽出によシ除去することができ、あるいはまた骸可塑剤
は最終複合材料におけるその存在が数種の適用に対し耐
えられ得る様なその様な性質である。

可塑剤材料は他の添加剤、特に可塑剤によって可塑化さ
れるプリマー添加剤を含有できる。ポリマーは構造体の
マトリックスを形成し得るポリマーと同じ化学的性質を
有していても良くあるいは又４リマーは異った化学的構
造でも頁い。分子量に関しては同一でもあるいは異って
いても良い。

高分子量添加剤が存在する場合、それが可塑剤の２０重
量−以下の濃度であるのが好ましい。−リマーが可塑化
材料内に存在する場合、可塑化材量の温度は以下の温度
に上昇せられていなければならない。すなわちその温度
で添加ポリマーが溶融されその結果＃ポリマーは繊維に
対し湿潤媒質の一部を形成する。しかし該温度はポリマ
ーそれ自身の融点以上にある必要はない。適当な可塑化
材料はプリマーを溶融し、可塑剤を添加し次いでポリマ
ーの融点以下の温度に冷却することによシ形成できる。

あるいは又、ポリマーは可塑剤と共に溶融混合物を形成
するため４リマーの融点以下の高温で加熱することもで
きる。

可塑化材料はその材料の性質に応じて種々の方法で繊維
構造体にデポジットされ得る。たとえば、該可塑化材料
が可塑剤のみから成っている場合、それは溶液からある
いは又水のごとく混和しない液体中分散体としてデポジ
ットできる。択一的Ｋ、該可塑化材料はメルトとして繊
維構造体に適用することもできる。又該可塑化材料は摩
擦からフィラメントを保護しかつポリマーマトリックス
への付着性を増加するため該フィラメントに適用される
サイズ組成物の一部として存在することもできる。繊維
に加える作業の必要性もなく、フィラメントを完全に湿
潤化せしめるために充分に低い温度で適用されるのが理
想的である。しかるに適用した場合、構造体をメルトに
導入する前あるいは導入中に可塑剤を繊維構造体から部
分的に揮発化せしめるのが有利である。なぜならば構造
体中の個々のフィラメントの分離が、そのような揮発に
よシ助成されるからである。高分子量添加剤が可塑化材
料内に存する場合、最終構造体のマトリックスを形成す
べき溶融ポリマー内に湿潤化構造体を導入する前に大部
分あるいは又すべての可塑剤を除去することが可能であ
る。なぜならば可塑剤／４リマ一組成物は実質的に完全
にフィラメントを湿潤化しかつ分離させるであろうし、
更に引き続き可塑剤を除去すると高分子量の添加剤によ
って完全に湿潤化されたフィラメントから成る繊維構造
体が残るであろう。好ましくは可塑剤は揮発によシ除去
されるべきである。用いられる高分子量添加剤は可塑剤
がコーチングから揮発する温度以上の熱分解温度を有す
る様なものであるべきである。この様なポリマーコート
構造体は更に熱可塑性プラスチ、りＫよって容易に湿潤
化することができ、この熱可塑性プラスチ、りは熱可塑
性プラスチックのメルト又は熱可塑性グラスチック及び
メルトの形態にある可塑剤混合物に導入される場合、フ
ィラメントのポリマーコーチングと同一でありてもある
いは異ったものでありても良い。

繊維構造体が可塑剤を含有していようとしていまいと、
最終ポリマーのマトリックスを形成すべきプリマーメル
ト内に高温で導入することが好まし〜１゜ 可塑剤及びポリマー混合物であらかじめコートされ更に
可塑剤が好ましくは揮発によシすでに除去された製品は
、中間製品と見なすことができる。

プロセスはこの工程でポリマーサイズ化繊維を得るため
中断することができ、この繊維は本プロセスに加えて多
様の含浸プロセスにおいて使用できる。たとえば、生成
物はフィルム積み重ね工程において有用であシ、ここに
おいて予備成形されたポリマーフィルムは繊維層で積み
重ねられ更に含浸は高温で長期間圧縮することにより達
成される。

本発明によシ得られた予備湿潤繊維を使用した場合、早
期の含浸が可能となシ更に／又はサイクル時間が短くな
る。又予備湿潤繊維は、特定のポリマー材料がたとえば
ロービングの連続フィラメント間に導入される種々の公
知の含浸工程において有用であろう。本発明の予備湿潤
繊維を用いると、粉末／フィラメント構造体が必然的に
溶融団結化した場合、早期に団結化するのを可能にする
。更に、中間品は比較的ランダムに分散した短繊維を含
有する熱可塑性流状物を得るためたとえば押し出し配合
のごとき、通常のプロセスにおいて混入するためストラ
ンドに切断できる。

繊維を湿潤するため適用されるコーチングが結晶性ポリ
マー、特に高融点の芳香族ポリマーである場合、中間製
品は特に貴重である。熱成形可能な複合材料において、
複合材料の特性は特に周囲の攻撃に対する抵抗性に関し
、ポリマーマトリックス及び繊維間の界面によシしばし
ば本質的に決定される。この点に関し、結晶性ポリマー
、とくに高融点の芳香族ポリマーは複合材料中マトリッ
クスポリマーとして用いた場合長幼な耐環境性を示す。

この様な高融点ポリマーは溶剤含浸法において溶解して
使用するには困難であるばかシでなく、メルトの含浸を
困難にする高メルト粘度をも有している。今や以下の内
容が見い出された。すなわちそれらの優れた物理的特性
の利点が、複合剤のマトリックスを与える非晶質ポリマ
ーのごとき別種のプリマーによる繊維の結晶性ポリマー
シールドとして利用可能である。異ったマトリックステ
リマーに−よる含浸は本来的にはよシ容易であるが、い
かなる場合でもフィラメントがあらかじめ分離されかつ
結晶性ポリマーシールドでより湿潤化され【いる事実に
より助成される。もしも複合材料の製造においであるい
は複合材料から製品の組み立てにおけるある工程で、該
複合材料を結晶性ポリマーシールドの融点以上の温度に
加熱する場合、有利である。

本発明のこの局面によれば、コートされたフィラメント
、特に炭素フィラメントが提供され、このフィラメント
は結晶性、熱成形性ポリマー特に高融点の芳香族ポリマ
ーの、繊維の０．１〜１０容量チのコーチングを有する
。

特に有用な種類のこれらのポリマーは、ポリアリールエ
ーテルであシ、それらの実施例は英国特許９７１２２７
．１０１６２４５．１０６０５４６及び１０７８２３４
並びに米国特許３４４２８５７及び３９５３４００に開
示され【いる。特に有用なポリアリールエーテルケトン
は英国特許１４１４４２１及びヨーロッノ母特許１８７
９に開示されている。

好ましくコートされたフィラメントは、くシ返し単位−
ｐｈ−ｏ−ｐｈ−ｃｏ−（ここで−ｐｈ−は）母うフェ
ニレン単位を表わす）の結晶性ポリアリールエーテルケ
トンでコートされた炭素繊維を含んで成る。

これらの中間予備コート繊維から形成される複合材料は
結晶性熱変形可能なポリマー、特に高融点の芳香族ポリ
マーでコートされた繊維を含んで成り、該芳香族テリマ
ーはコーチングの結晶性ポリマーとは同一でもあるいは
異っていても良く更に結晶性あるいは非晶質であるマト
リックスポリマー中に埋められる。

予備コーチングステージの結果として繊維構造体上に存
する可塑化材料の濃度は、少なくとも湿潤化構造体がポ
リマーメルト内に導入される前のプロセスの段階で、繊
維構造体の個々のフィラメントの全表面積をコートする
のに充分なものであるべきである。ポリマーメルトに入
りこむ予備コート繊維が今だ可塑剤コーテングを有する
場合、繊維構造体の重量基準で少なくとも１％、望まし
くは少なくとも５重量％の可塑剤を用いるべきである。

可塑剤がテリマーの分解温度以下で揮発によシ容易に除
去できる場合、たとえば５重量％あるいはそれ以上の相
当に高濃度を用いることができる。適当な高分子量添加
剤を可塑化材料と共に用いる場合、ポリマーメルトに入
りこむ構造体は可塑剤をほとんどあるいは全く含有しな
い。ただし構造体のフィラメントが高分子量添加剤によ
シ完全に湿潤化されることを条件とする。

ポリマーメルトに入シこむ湿潤化繊維構造体上に存する
可塑剤の濃度はメルトを形成するポリマーの分子量又は
溶融粘度にある程度依存するであろう。テリマーが低融
点粘度、たとえば含浸プロセスにおいて用いた温度で０
０剪断速度で測定した３　０　Ｎａ／ｍ２以下を有する
場合、個々のフィラメントに関する長幼な湿潤性がフィ
ラメント表面をコートするのに必要な可塑剤をほとんど
あるいは全く用いずに達成することができる。ポリマー
が高分子量を有する場合、メルトのポリマーに関する可
塑剤の濃度は好ましくはポリマー対可塑剤の重量比が１
：１〜９９二１好ましくは１：１〜１９：１の範囲にあ
るべきである。これらの濃度は、構造体がフィラメント
に関しメルトに流れを起こさせる手段に依存するプロセ
スの工程に帰因する。好都合には、可塑剤処理繊維構造
体は可塑剤を含有しないポリマーメルト内に導入される
べきであるが１本発明は可塑剤処理繊維構造体を、可塑
剤を含有するポリマーメルト内に導入するプロセスも含
む。いずれにおいても、繊維構造体上に存する可塑剤は
湿潤化した構造体が導入されるポリマーメルト内に蓄積
されるであろう。先に説明した様に、実質的に可塑剤を
有しない繊維構造体を用いて充分に含浸を行なうことも
可能である。

ただし、それが以下のプロセスによって得られることを
条件とする。すなわちそのプロセスにおいては可塑剤／
ポリマーメルトが構造体の最初の湿潤に対し用いられ更
に可塑剤成分が引き続き実質的に完全に蒸発し一リｉ−
をコートしたフィルムを残す。

可塑剤処理繊維構造体は、種々の方法で溶融ポリマー内
に導入できる。構造体はたとえば、該繊維構造体をメル
トを通して引っばることによシ溶融ポリマーの浴内を移
送できる。このプロセスはその様な引き出しプロセスに
よシ引き起こされる張力に耐えるための充分な強度を有
する繊維構造体にのみ適用できる。繊維構造体がその様
なプロセスに対し強度が不充分である場合、該構造体は
支持体上をメルトを通って移送されなければならない。

好ましいプロセスにおいて、可塑剤処理構造体は表面、
好ましくは加熱表面に対し張力をかけられる与えられた
方向に充分な連続繊維を含有し、その結果ニップが表面
と構造体によシ形成され、更にその二ツゾにおいて、ポ
リマーメルトを供給できる。ポリマーメルトのこの局在
化は与えられた時間で溶融ポリマーの量が減少されるの
を可能にし、従ってポリマー崩壊から生ずる問題が減少
する。表面に対し、更に所望によシ含浸構造体がその上
を通過する連続表面に対し構造体を付勢することは、メ
ルトをして構造体内で流れることを可能処し、これは実
質的に構造体のフィラメントの完全な湿潤をもたらす。

メルト可塑化材料がメルトの熱分解温度以下で構造体か
ら揮発し得るプロセスにおいて、構造体内で溶融／ＩＪ
マーに働きかける作業を行う必要性は少ない。なぜなら
ば揮発作用はフィラメントに関しメルトの流れをもたら
し更にフィラメントの湿潤に実質的に寄与するからであ
る。

本発明を用いて得られる製品の繊維含量の上限は繊維製
品の個々のフィラメントを完全に湿らすために必要なポ
リマーの量によって決定される。

一般に２０容量−のＩリマー以下では長幼な湿潤性を得
るのが困難であるが、繊維強化複合材に３５容量チのポ
リマーを配合する本発明方法を用いることによシ優れた
結果を得ることができる。

好ましくは、本発明方法によシ得られる製品は少なくと
も３０容量チの繊維を含有する。

強化繊維は、ガラス、カーがン又はハイモジュラス合成
ポリマー繊維である。

フィラメントのプレコーテング又は複合剤のマトリック
スの提供のいずれかに対し本発明のプロセスにおいて用
いられる熱変形可能なプリマーは、好ましくは鎖中に芳
香族のくシ返し単位を有するポリマーであシ、たとえば
ポリスルホン、４リエーテルスルホン、ホリエーテルケ
トン、ホリエーテルエーテルケトン、ポリアリーレンオ
キシド、Ｉ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、芳香族ポリカーがネート及び熱
可塑性ポリイミド特にポリエーテルイミドである。一般
に、本発明の組成物において用いられる熱可塑性芳香族
ポリマーは、次式 ％式％ （式中、Ａｒはモノ又は多環式芳香族基から選ばれ、更
にＸはｏ、ｓ、ｓｏ２、ｏ、ｃｏ、ｏ、ｃｏ、ｏ、　ｃ
ｏ、以下余白 ら選ばれ及び／又はＸはポリマー鎖中の単位において変
化し得る） で表わされる〈シ返し単位を有する。

反復単位（１）： を含有するぼりエーテルケトンが、特に有用である。

この様な４リマーはとりわけ英国特許 １４１４４２１に開示されておシ、ここにおいて唯一の
くシ返し単位として単位（Ｉ）又はくり返し単位（■）
： と共に含有するポリマーが記載されている。

次式のくシ返し単位（ＩＩＩ）　： を単独で又は他のくシ返し単位と共に含有する好ましい
ｌリエーテルケトンがヨーロッノ母特許出願番号１８７
９に開示されている。

４リエーテルスルホン及びそれらの製法の例が英国特許
１０１６２４５．１０６０５４６．１０７８２３４．１
１０９８４２．１１２２１９２．１１３Ｂ　５６１　、
１１５３０３５．１１５３５２Ｂ　、　１１６３３３２
．１１７７１８３．１２３４３０１．１２６４９００．
１２６５１４４．１２９６３８３．１２９８８２１及び
１３０３２５２　、カナダ特許８４７９６３、ｙイツ公
開公報１９３８８０６及び２４３３４００及びスイス特
許４９１９８１に開示されている。

有用な強化製品は零の剪断速度で、含浸グｃＩ−にスの
温度で１〜３ＯＮψの範囲内の溶融粘度を有する熱成形
可能なグラスチックから得ることができるけれども、使
用するプリマーの粘度は３ＯＮＭ／！２以上、好ましく
は５０　Ｎａ／ｍ’以上更によシ好ましくは少なくとも
１００　Ｎｓ／＊−であるのが好ましい、マトリックス
ポリマーの分子量は、公知の手法による含浸工程後増加
し得る。

本発明で好ましく使用される可塑剤は、本発明で用いら
れる熱可塑性４リマーの融点の特徴である高温で熱的に
安定である様な材料である。それらは以下の様な可塑剤
である。すなわち該可塑剤は熱可塑性ポリマーの分解温
度以下の温度で成形材料から揮発することができるが、
これはプリマーそれ自身よシもよシ低い溶融粘度を有す
る可塑化ポリマーメルトを与えるための含浸工程におい
て用いられる温度で充分に不揮発性である。別Ｋ、それ
らは以下の材料である。すなわち該材料は熱可塑性ポリ
マーの分解以下の温度で揮発しないが、九とえ該材料が
複合剤中にいまだ存していても複合材から得ることがで
きる様な性質を与えるものであるか又は溶剤抽出によシ
除去できる材料である。芳香族ポリマーの場合において
、これらの特性を有する適当な可塑剤は芳香族ケトン、
芳香族スルホン、及び芳香族エステルにおいて見い出さ
れる。典型的な高沸点材料はジフェニルスルホン、シト
シルスルホン、ベンゾフェノン、フェニルベンゾエート
、ジフェニルカーがネート及ヒペンジルペンゾエートで
ある。

先に説明した含浸プロセスから得られる含浸複合材料製
品の主な用途は、長さのある製品、すなわち１００■の
長さ以上の製品を用いる要求がある場合であシ、該製品
は強化繊維が少なくとも３鴫の長さ、好ましくは少なく
ともｌＯ鴫の長さを有するペレット又はグラニユールに
切断される場合に特にその利用性が見い出される。辷れ
らの製品は射出成形のごとき通常の成形加工工程におい
て用いることができかつイレット形における従来技術の
製品よシも利点を有する。なぜならばペレ、ト中の繊維
の長さは本発明のペレットかも成形加工される製品にお
いて、従来技術の製品を用いる場合よりもよシ高程度に
保持されるからである。

繊維長のこの大なる保持は、先に説明したプロセスを用
いることから生ずる、ポリマーによる良好な湿潤性の作
用によ）本発明の製品において個々の強化フィラメント
に付与されたよシ大きな保膜の結果と考えられる。

本発明のこの局面は、特に重要である。なぜならば本発
明によル、供給材料をメルトしそして均質化するために
スクリュー押し出しプ四セスを用いる。射出成形のごと
き他方面の操作において、繊維長が驚ろく程高度に保持
され従って物理的特性が高められた強化製品を得ること
が可能となるからである。かくして本発明製品により、
成形品がスクリュー押し出しを用いる成形加工プロセス
から得られることを可能にし、この製品は製品中食なく
とも３ｍの長さの繊維を少なくとも５０重量％、好まし
くは少なくとも７０重量・チ含有する。

射出成形に適した製品は直接用いることもできるしある
いは他の熱可塑性製品のイレットと共に配合することも
できる。これらの他の製品は同じポリマーであるが異っ
た分子量を有するポリマーから作られてもよくあるいは
また別種のポリマーから作られ【も良い。ただし異った
種類のぼりｉ−の存在が配合物の特性の全体のバランス
に悪影響を与えないことを条件とする。他の製品は充填
されてい々いポリマーでありても良くあるいはまた粒状
のもしくは繊維上のフィラーを含有していても良い。常
法によシ得られた強化成形粉、すなわち約０．２５ｍ＋
長までの強化繊維を有する成形粉を含有する材料とのブ
レンドは、特に適当である。

なぜならばブレンドの全強化繊維含量はたとえよシ短か
な強化繊維が本発明製品から、存在する長繊維はど有効
に寄与しないとしても、ストリックスの強度を与えるた
め高く保持できる。

比較例Ａ 各々が１２０００フイラメントを有する、連続炭素繊維
（パーキュレス社よシ提供されかつＡＳ４炭素繊維と命
名されている）の２５本のテープを、一連のガイドバー
の上を毎分０．４ｍの速度で引通し幅が約１５０■のウ
ェブを得た。繊維が接触関係に導びかれたとき、該繊維
を３５０°〜４２０℃に保持された直径３２■の４個の
一連の固定円形パー上を引り張った。別のパーは第１の
パーに近接して存在し更にウェブがノ４−の間を通過す
るためには充分に該第１のパーから離れている。ポリｘ
　−チルニーｆルケトン及ヒジフェニルスルホンの同量
の乾燥粉末混合物を、それが最初の二個のパーの間を通
過する際ウェブのいずれかの側圧粉末ブレンドを供給す
るためのホッノ４−に供給した。

ポリエーテルエーテルケトン（ＩＣＩ　ＰＬＣから入手
可能なＰＥＥＫ　）は溶融粘度１００　Ｎａ／ｍ２を有
していた（３８０℃でかつ１０００　ｓｅｃ　の剪断速
度で測定）。粉末は容易に溶融し、これらの二個のパー
の間の二、ゾでベルトプールを与えた。ウェブを更に加
熱した三個のパーの上と下を通過せしめた。実質的にす
べてのノフェニルスルホンはこの工程中発生し更に排出
ファンで除去された。

得られた連続含浸シートは幅が約１５０ｍ＋で厚さが０
．１■であった。

この製品の機械的特性は、シート２０層を圧縮し厚さ２
１１１．幅５０ｍｍ及び長さ１５０ｆｉのサンプルを得
ることにより、単軸方向に配置された炭素繊維を有する
ブラックとして評価した。得られた結果を第１表に示す
。

溶融粘度１００　Ｎｓ／ｎ　のポリエーテルエーテルケ
トンから成シ更に溶融可塑剤を含有しない粉末供給材料
を用いると引通し速度（０，４ｍ／分）において不満足
な含浸をもたらす＠ （突絶倒） 例１ 比較例Ａの手順を、最初の二個のパーの間のニラ７’に
ポリマー粉末を供給するホラ・や−の前でかつテープが
ガイドバー全体に張力をかけることによシ接触繊維のウ
ェブにすでに形成された後、プレサイジング浴を備える
ことによシ修正した。プレサイジング浴はヒーターを備
えておシ更にガイドバーをウェブがその下を引き取られ
る様に浴内に設けた。浴にジフェニルスルホンを充填し
更に該スルホンを液化するため２００℃に加熱した。

繊維ウェブをメルト内に浸種されたガイドロー２−の下
を引き通し次いで現われたら約５０重ｉ％のジフェニル
スルホンを集めていた（繊維及びメルト可塑剤の合計量
を基準にする）。このプレサイズ化繊維をホッパー内で
同じ乾燥粉末供給材料を用いて比較例ＡＫ記載したごと
くホッパー内に供給した。

得られたシート製品を比較例Ａで記載したごとく評価し
次いで結果を第１表に示す。

（−）　溶融可塑剤を含まず特定のポリエーテルエーテ
ルケトンのみから成るホッパー内の粉末供給材料及び （ｂ）　引き通し速度１ｍ／分（１：ＩＰＥＥＫ／ＤＰ
Ｓ粉末ブレンド供給材料を用いる）を用いて、上記手順
をくシ返す。

これらの手順を用いて得られた特性を第１表に示す。

以下余白 得られた結果はＤＰＳを用いるプレサイジングが一定の
ライン速度で湿潤／含浸を改良し更に機械的特性を特に
損うことなく引き通し速度（プロセスの生産性）を増加
せしめることを立証している。

例２ プレサイジングプロセスにおける別種のメルＦ可塑剤を
評価するため例１の一般的手順をくシ返した。これらの
可塑剤は第２表に示される。

これらの実験において、Ａ８４繊維のわずか８本の糸（
各々１２０００フイラメント）を、用い約５０ｗ幅のウ
ェブを得た。プレサイジング浴を種種の温度に保持しコ
ンミ４ウンド液上に確保した。

加熱パーは直径１８■でおシ更にライン速度は０、３　
ｍ　７分であった。

以下余白 第２表 すべての場合においてホッパー内で用いた粉末は溶融粘
度１０８　Ｎｓ／ｍ２（３８０℃でかつ剪断速度１００
０　ｓｅｃ　で測定）を有するポリエーテルエーテルケ
トンから完全に構成されていた。幅約５０Ｗ１厚さ０．
１　ｖｍの連続含浸シートを積み重ね次いで圧縮して厚
さ２■、幅５０ｗｎ、長さ１５０−のサンプルを得た。

異った複合材に対する結果を、生産における評価として
湿潤に関するコメントと共に第３表に示す。

例３ プレサイジング浴がジフェニルスルホン（ＤＰＳ）及び
例１で用いたポリエーテルエーテルケトンの０．１重Ｉ
１％のジフェニルスルホンの混合物を含有する様に修正
して、゛例１の一般的手順をくシ返した。浴ｔ−３００
℃に上昇させた。この温度で、ポリマーはＤ≠Ｓに溶解
した。炭素繊維を、比較例Ａで述べたごとく最初の二個
の加熱ノ々−の上方に設けられたホラ・母−を引き通す
前に、液状ＤＰＳ内に授精されたローラーの下でかつ２
００℃に保持されたパーの上を引き通した。これらの加
熱ノ々−を３８０℃〜４２０℃に保持し、更にホツノ母
−に供給された粉末は溶融可塑剤を伴わない、溶融粘度
１００ＮＩ／？Ｆ７２（例１におけるごとく）のポリエ
ーテルエーテルケトン粉末−１：６つた。ノ１−キュレ
ス社のＡ８４炭素繊維の４５本のロービング（各々１２
０００フイラメントから成る）１−１毎分０．４ｍの速
度で含浸システム内を引つばシ、幅１５〇−の含浸バン
ドを得た。製品を比較例Ａに記載したごとく長さ１５０
ｍ＋、幅５０ｍ＋及び厚さ２ｍ＋１１１の寸法の圧縮サ
ンプルに形成シた。

５重量％のポリエーテルエーテルケトン３重量−を含有
するＤＰＢｆレサイジング混合物を用いて、手順をくり
返した。

横方向の屈曲強度値は各々１４５及び１６４ＭＮ／ｍ　
であった。

例４ １２０００フイラメントを有する炭素繊維（パーキュレ
ス社ＡＳ４炭素繊維）のトウを溶融粘度２５Ｎｓ／ｍ　
（４００°でかつゼロ剪断速度で測定）を有するプリエ
ーテルエーテルケトンの１重量％可塑剤を含有するジフ
ェニルスルホンの浴内を引っばった。浴を２５０℃に保
持した。トウを可塑剤混合物内に浸種したロールの下を
通した。浴から現われたトウは可塑剤混合物約６０重量
％をピックアップしていた（繊維及び可塑剤混合物重量
の合計に対する）。得られた製品を１６時間２００℃の
温度で真空濾中におき、可塑剤を除去した。フィラメン
トを走査電子顕微鏡で農未せ蔦と、残留−リマーがちぐ
はぐな、不均質なコーチングとし存在していた。これに
もかかわらずこの製品は本発明において使用する中間製
品として有用であシ更に他の目的におい【強化繊維とし
て有用である。

製品を４００℃に５分間加熱した。

走査電子顕微鏡によシコーチングを知らべると、それが
流れておることがわかシその結果側々のフィラメント上
のより均一なコーテングとして存在し【いることがわか
った。

溶融粘度１００　Ｎｓ／ｍ　（３８０℃でかつ１０００
１＠ｅ”の剪断速度で測定）のポリエーテルエーテルケ
トン３重量％を含有するＤＰ８可塑剤混合物を用いて、
手順をくシ返した。２００℃で乾燥した繊維は、ちぐは
ぐで不均質なコーチングを示した。

４００℃で７分間加熱すると、繊維上の？リマー分布が
改善したが、低粘度樹脂から得られるコーテングよシも
より不均質であった。

例５ 溶融粘度１１０　Ｎｓ／ｍ２（３８０℃でかつゼロ剪断
速度で測定）のプリエーテルエーテルケトン中の炭素繊
維（ハーキ、レス社Ａ８４炭素繊維）の被合材料を、ヨ
ーロッパ特許公報１０２１５９の例１に記載した手順に
従って調製した。成形材料を。

得られたテープ２０層を圧縮し厚さ２，５鱈、幅５０−
及び長さ１５０■のサンプルを得ることによシプラ、グ
に形成した。積層品中のフィラメントと平行にクラ、り
を増加せしめる丸めブラッグに衝撃を加えた。生じえ新
しい表面を走査電子顕微鏡で調べた。樹脂層内に破損が
生じ樹脂の延伸が生じていることがわかりた。残つ九繊
維は炭素繊維とプリエーテルエーテルケトンとの結合の
強化を示す樹脂によっておおわれた。

ヨーロッパ特許公報１０２１５９の例２に従っ【得られ
た同じ炭素繊維を含有するポリエーテルスルホンの複合
材料を同じ手順に委ね九。表面を調べると樹脂は炭素繊
維から剥離していることがわかった。

本発明の中間プレコート製品は、複合材料を本発明方法
での製造を可能にしたが、ここにおいてポリエーテルグ
ーチルケトンのコーチングを備えた炭素繊維は炭素繊維
とポリエーテルスルホンとの間Ｋｌｖプリエーテルエー
テルケトン面が存在するポリエーテルスルホンマトリ、
クス／炭素繊維複合剤を得るため含浸工程において用い
ることができる。かくして非晶質でかつ高価ではないマ
トリックスが優れた耐環境性及び衝撃挙動を付与する好
ましい界面特性を有する結晶性ポリマーシールドによシ
炭素繊維から分離される。

特許出願人 イン（リアル　ケミカル　インダストリーズノ苧ツリツ
ク　リミティ１ド　カンパニー特許出願代理人 弁理士青水　朗 弁理士西舘和之 弁理士　内　１）幸　男 弁理士　山　口　昭　之 弁理士　西　山　雅　也 第１頁の続き ０発　明　者　ジョフリー　コーウエ　イギリン　ン、
ピ Ｏ発　明　者　ロジャー　マイクル　イギリターナー　
ン、ビ ス国、クリーブランド、ミドルスブロー、ウイルトーオ
ー　ボックス　９０ ス国、クリーブランド、ミドルスブロー、ウイルトーオ
ー　ボックス　９０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熟成形可能な繊維強化複合材料のポリマーマトリッ
   クスを得るため溶融−リマーに繊維を導入することを含
   んでなる、該複合材料を得るためにテリマーを用いて連
   続繊維からなる繊維構造体を含浸する方法であって、溶
   融ポリマーに導入する前に繊維構造体のフィラメントを
   次のａ）〜Ｃ）：ａ）ポリマーが溶融されている場合に
   含浸ポリマーを可塑化し５る可塑剤、 ｂ）含浸ポリマーを可塑化し得る可塑剤および該可塑剤
   の２０重量％までの該可塑剤と混和し得るポリマー（こ
   のポリマーは含浸されるプリマーと同一でもあるいは異
   っていてもよい）混合物および Ｃ）混合物ｂ）の組成物でフィラメントをコーテングし
   次いでポリマーコート繊維を得るため可塑剤を除去して
   得られるコーチング から選ばれるコーチング材料を付与することを特徴とす
   る前記方法。 ２、溶融ポリマーに導入される予備コートした繊維が少
   なくとも繊維の一重量％の可塑剤を特徴する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３、繊維を、溶融可塑剤組成物に通すことにょシ繊維上
   にブレコードを設ける、特許請求の範囲第１項又線第２
   項記載の方法。 ４、前記可塑剤が、マトリックスポリマーの熱分解温度
   以下の温度でマ）　ＩＪワックスリマーを得るため使用
   されるポリマーのメルトから揮発し得る材料である、特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。 ５、前記可塑剤がコーテング組成物のポリマーの熱分解
   温度以下でコーテング組成物（ｂ）から揮発し得る材料
   である、特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記
   載の方法。 ６、前記ブレコーテングが、結晶性ポリマーを含んで成
   シ更にマトリックスポリマーが非晶質ポリマーである、
   特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方法
   。 ７．フィラメントの０．１〜１０容量−の結晶性、熟成
   形性プリマーのコーテングを有する強化フィラメントを
   含んで成るコートされたフィラメント。 ８、強化フィラメントが炭素フィラメントであシ更に／
   リマーが結晶性ポリアリールエーテルケトンである、特
   許請求の範囲第７項記載のコートされたフィラメント。 ９６　強化フィラメントが特許請求の範囲第７項又は第
   ８項のいずれかに記載のコートされたフィラメントを含
   んで成る線維強化複合剤材料。 １０、非晶性マトリックス４リマー内に埋込まれた結晶
   性、熱成形性ポリマーでコートされた強化繊維を含んで
   成る、特許請求の範囲第９項記載の繊維強化複合剤。