JPS6134282A - プラスチツク複合材料強化用繊維及び繊維強化プラスチツク複合材料 - Google Patents

プラスチツク複合材料強化用繊維及び繊維強化プラスチツク複合材料

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JPS6134282A
JPS6134282A JP15215785A JP15215785A JPS6134282A JP S6134282 A JPS6134282 A JP S6134282A JP 15215785 A JP15215785 A JP 15215785A JP 15215785 A JP15215785 A JP 15215785A JP S6134282 A JPS6134282 A JP S6134282A
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moles
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デービツド・ソラレス・コードバ
デービツド・リチヤード・コーフイン
スタンレー・デービツド・ラザルス
スチーブン・アントニー・ヤング
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    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/507—Polyesters
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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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】 発明の背景 発明の分野 本発明はプラスチック複合材料強化用の高強力繊維及び
複合材料自体に関し、その強化用繊維はポリエステル繊
維、脂肪族ポリアミド繊維及び両者の組み合わせから選
ばれ、かつ油不含の、末端がカルボキシル基であるアル
キド樹脂の水溶液から成る組成物で処理されている。更
に詳しくは、本発明は樹脂マトリックスが不飽和ポリエ
ステル樹脂又は他の熱硬化性もしくは熱可塑性の樹脂か
ら成る複合材料を強化する際に％に使用するための、繊
維の剛性及びフィラメント間凝集性を高めて繊維の高速
切断を可能にする組成物で処理されている高強力、高伸
度及び低収縮率のポリエステル繊維に関する。これら強
化材はバルクモールディングコンパウド（ＢＭＯ）　、
シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）　、フィ
ラメントワインディング、引き抜き、スプレーアップ及
びハンドレイアップに使用することができ、そして切断
の容易さからシートモールディングコンパウンド及びス
プレーアップ用に特に有用である。
先行技術 複合材料は基本的には３つの主要素、即ち樹脂マトリッ
クス、マトリックス中に分散した強化材及び強化材−樹
脂マ）　１７ツクス間の界面から成る。
ステープル状又はフィラメント状の合成繊維、及びそれ
より製造した布帛がポリマーの強化用に知られている。
繊維状強化材の典型的なものはガラス１ポリエステル、
ポリアミド（ナイロン及びアラミ）−＃）及びポリオレ
フィンの各繊維である。常用のマトリックス樹脂として
は熱可塑性樹脂、例えばナイロン及びポリオレフィン類
及びｆＡ硬化性材料、例えばエポキシ樹脂及び不飽和、
ｉｆ　＋７エステル樹脂がある。繊維／マトリックス界
面の主機能は応力をマトリックスから強化繊維に伝達す
ることであるから、界面の化学的、物理的特徴はその複
合材料の機械的性質と最終使用性能に対して臨界的であ
る。強化繊維とマトリックスとの間の相容性はそのとき
複合材料の荷重分配能の決定因子となる。強化繊維と樹
脂との相容性を高めるのに繊維被覆剤／ノζイングーが
用いられてきた。例えば、グリーン（Ｇｒθａｎ）に付
与されたアメリカ特許第３．６３７．４１７号を参照さ
れたい。強化プラスチックスの分野において有機ポリマ
ーと繊維状ガラスのような異ｄ材料を結合するのにシラ
ン系カップリング剤を用いることは知られている。例え
ば上記グリーンのアメリカ特許、プリフタ（Ｂｒ１ｃｈ
ｔａ　）等のアメリカ特許第４，１５８，７１４号及び
アンデルセフ　（Ａｎｄｅｒｓｅｎ　）等のアメリカ特
許第３，６５８．７４８号、並びにマースデン（Ｍａｒ
酸類ｅｎ）及びスターマン（Ｓｔｅｒｍａｎ　）のハン
ト９ブツク・オプ・アト９ヘツシプス（ＨＡＮＤＢＯＯ
Ｋ　ＯＦ　ＡＤＨＥＳＩＶＥＳ）、第二板、４０゜６４
０　（１９７７）を参照されたい。
４　＋）エステル繊維は、本来的に繊維束の集結度（ｉ
ｎｔｅｇｒｉＱ　）が低い（繊維束の集結度は個々の７
′　イラメントが互いに接着する程度のことである）。
低集結度繊維の主たる利点、は単フィラメントを樹脂マ
トリックス全体に良好に分散させ得ることである。この
均一な分布は均質な強化複合材料をもたらす。その直接
の結果は化粧外観が改良されると言うことである。しか
しながら、繊維を５００フイ一ト／分（約１５０　ｍ／
Ｇ　）又はそれ以上のオーダーの高速で切断することが
必要とされる運転、例えばＳＭＯの、及びスプレーアッ
プの運転では、低集結度繊維はけば立ち又は球状綿塊を
作シ、カッターを故障させる傾向がある。従って、高速
で容易に切断され、しかも強化複合材料内にかたまシを
作らない高集結度の繊維が望ましい。
強化プラスチックにおいてそのガラス繊維を一部又は全
部有機合成繊維で置換することも普通に行われている。
グレー（Ｂｒａｙ　）等のアメリカ特許第３，６３９，
４２４号において幾つかの利点が指摘されているが、こ
のアメリカ特許では改良された衝撃強度を得る目的で熱
可星性ポリマー／熱硬化性ポリマーを強化するためにヒ
ートセットされたポリエステルステープルが用いられて
いる。このようにポリエステル繊維をヒートセットする
と、成形製品の中に繊維が均一に分散されると言われて
いる。
プラスチックス・ワールド９・マガジン（Ｐｌａｓｔｉ
ｃｓＷＯｒｌ、ｄ　Ｍａｇａｚｉｎｅ　）、１９８０年
１１月号、第３８巻、第１１号、第１０２頁に、全ガラ
スによる強化を越える改良された耐衝撃性と曲げ強度を
得るためにポリエズテル、ビニルエステル及びエポキシ
を含めて熱硬化性樹脂用にガラス繊維と共に補助強化材
料として化学的に改質されたポリエステル布帛を用いる
ことが開示されている。
本発明は樹脂マトリックスと強化繊維との間の相容性を
改良して強化複合材料の物性を向上させることに向けら
れている。
発明の要約 本発明はポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維及び
両者の組み合わせより成る群から選ばれる高集結度を有
する複合材料強化用の高強力の強化繊維を提供するもの
である。この繊維はそれ自体ステープルであってもよい
し、また連続フィラメントであってもよく、あるいはま
た編物、織物、不織布またはマットであってもよい。こ
の強化用＆２維は２〜１２個の炭素または炭素プラスエ
ーテル酸素を含有する、少なくとも１ｍの脂肪族グリコ
ール又は少なくとも１ｓのグリコールエーテルと芳香族
ジー又はトリ官能性カルボン酸類及び任意に不飽和脂肪
酸類の組み合わせとに基づく油不含の、末端がカルボキ
シル基であるアルキド樹脂の水Ｂ液から成る組成物で処
理されている。これらのアルキド樹脂はそれらのゲル化
点以下に重合されている。即ち、そのエステル化度は一
般に約９０％以下に保たれている。繊維束の集結度は、
樹脂に対する強化繊維の相容性を保持しつつ増加せしめ
られている。
十分な量の処理組成物を適用して１２ｆｉｔ％まで、よ
り好ましくは３〜１２′ｘ量チ、最も好ましくは３〜６
重Ｒ％の固形分ピックアップを達成する。約１重ｔ％の
固形分ピックアップで、ＳＭＧの適用及びスプレーアッ
プの適用用の、切断を必要とする繊維束の剛性が著しく
向上せしめられる。
その上限は加工性と経済性とから決まシ、そして１２重
量−が実際的な限界である。
適当な脂肪族グリコールにはエチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレンクリコール、プロピレ
ングリコール、テトラエチレングリコール、フタンジオ
ール、ブチンジオール、ブチンジオール及びそれらの組
み合わせがある。
適当な芳香族カルボン酸にはオルト７タル酸、オルト７
タル酸無水物、イソフタル峡、テレフタル酸、トリメリ
ット酸、トリメリット酸無水物、２．６−ｆ７タレンジ
カルボン酸、フェニルインタンジカルボン酸、トリメシ
ン酸、４．４’−ジフェニルカルボン酸、２．６−ピリ
ジンジカルボン酸、ｐ−ヒドロキシメチル安息香酸、５
−ｔｅｒｔ−メチルイソフタル酸、ビメシチレンー４，
４′−ジカルボン酸及びそれらの組み合わせがある。
カルボッ酸の組み合わせが不飽和脂肪酸／酸類も含むと
き、それはマレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸及
びそれらの組み合わせより成る群好ましいものは第一に
記すものである。
（ａ）　　ジエチレングリコール、好ましくは約４５〜
５５モル、最も好ましくは約４９．８モル；イソフタル
酸、好ましくは約１５〜２５モル、最も好ましくは約２
１．３モル； テレフタル酸、好ましくは約１５〜２５モル、最も好ま
しくは約２１．４モル；及び トリメリット酸無水物、好ましくは約５〜１０モル、最
も好ましくは約７．５モル より本質的に成る縮合重合体の塩溶液、好ましくはアン
モニウムとナトリウム塩の５０１５０比の溶液。
＋ｔ、）　　ジエチレングリコール、好ましくは約３５
〜４０モル、最も好ましくは約３７．４モル；プロピレ
ングリコール、好ましくは約１０〜２０モル、最も好ま
しくは約１４．６モル；マレイン酸無水物、好ましくは
約２．５〜５モル、最も好ましくは約３．８モル； イソフタル酸、好ましくは約１５〜２０モル、最も好ま
しくは約１７．９モル； テレフタル酸、好ましくは約１５〜２０モル、最も好ま
しくは約１６．１モル；及び トリメリット酸無水物、好ましくは約５〜１５モル、最
も好ましくは約１０．２モル より本質的に成る縮合重合体の塩溶液、好ましく社アン
モニウム塩溶液。
ｔｃ）　　ジエチレングリコール、好ましくは約５〜１
０モル、最も好ましくは約７モル； イソ７り／Ｉ／ｒＲ１好ましくは約５〜１０モル、最も
好ましくは約６モル：及び トリメリット酸無水物、好ましくは約０〜３モル、最も
好ましくは約１．０５モル より本質的に成る縮合重合体の溶液。
（ｄ）　　プロピレングリコール、好ましくは約３〜８
モル、最も好ましくは約４モル； イソフタル酸、好ましくは約０〜３モル、最も好ましく
は約１モル； トリメリット虚無水物、好ましくは約０〜３モル、最も
好ましくは約１モル；及び マレイン酸無水物、好ましくは約０〜３モル、最も好ま
しくは約１モル より本質的に成る縮合重合体の溶液。
好ましい強化用ポリエステルは線状のテレフタレートポ
リエステル類、即ち２〜２０個の炭素原子を含有するグ
リ；−ルとチルフタル酸を少なくとも約７５チ含有する
ジカルボン酸成分とのポリエステル類である。ジカルボ
ン酸成分の残部は、。
もしあれば、セバシン酸、アジピン酸、イソフタル酸、
スルホニル−４，４／−ジ安息香酸、２，８−ジベンゾ
フラン−ジカルボン酸又は２，６−す７タレンジカルボ
ン酸のような任意、適白なジカルボン酸であることがで
きる。グリコールは鎖中に２個以上の炭素原子を含有す
ることができ、例えばジエチレングリコール、フチレン
クリコール、テカメチレンクリコール及びビス−（酸、
４−ヒドロキシメチル）シクロヘキサンがある。本発明
で使用することができる線状のテレ７タレートポリエス
テルの例にポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（エ
チレンテレフタレート１５−クロロイソ７タレート）（
８５／１５）、ポリ（エチレンテレフタレート１５−（
ナトリウムスルホ〕−イソフタレ−）　）　（９７／３
）、ポリ（シクロヘキサン−酸、４−ジメチレンテレフ
タレート）及びポリ（シクロヘキサン−酸、４−ジメチ
レンテレフタレート／ヘキサヒｒロテレフタレート）　
（７５／２５）がある。
適白な強化用ポリアミド９には、例えば、それぞれナイ
ロン６．６及びナイロン６．１０として知られるヘキサ
メチレンジアミンとアジピン酸との縮合によって合成さ
れるもの及びヘキサメチレンジアミンとセバシン酸との
縮合によって合成されるもの、ビス（ｐ−アミノシクロ
ヘキシル）メタンとドデカンニ竣との縮合によって合成
されるもの、又はそれぞれナイロン６、ナイロン７、ナ
イロン８゜ナイロン９．ナイロン１１及びナイロン１２
として知られる６−カプロラクタム、７−７ミノへブタ
ン酸、８−カプリラクタム、９−アミノペラルゴン酸、
１１−アミノウンデカン酸及び１２−ドデカラクタムの
重合によって合成されるものがある。
最も好ましい強化用繊維は、約１１％まで、好ましくは
３チ又はそれ以下の熱収縮率、約１０〜２８チ、好まし
くは１４〜２４％の伸度、少なくとも約６０２／デニー
ル、好ましくは７０〜９０２／デニールのキュアー後の
モジュラス、及び少なくとも５．５２／テニール、好ま
しくは７〜９９／７’ニールの強度によって特徴付けら
れるポリエチレンテレフタレート繊維であネオここで、
キュアー後のモジュラスとは未拘束状態で複合材料のキ
ュアリンダ温度に暴露した後の繊維のモジュラスを意味
する。
本発明はまた樹脂マトリックスと既述の強化用繊維から
成る繊維強化プラスチック複合材料に関する。
マトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性
樹脂（ポリオレフィンを含む）がある。
適当な熱硬化性樹脂にポリエステル（好ましくは不飽和
のもの）、エポキシ又はビニルエステルの各樹脂系があ
る。適白な熱可塑性、樹脂系にポリ塩化ビニル、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルア
ルコール、ポリアミド、ポリウレタン等の、繊維の融点
より低い融点を有する、例えばポリエステ／Ｌ［維によ
る強化には２３０℃以下の、またナイロン繊維による強
化には２００℃以下の融点を有する任意の熱可塑性樹脂
がある。
樹脂マトリックスはまた本発明に係る処理された繊維及
び樹脂に加えて、複合材料の技術分野で公知の向上剤、
即ちエンハンサ（ｅｎｈａｎｃｅｒ　）　、離型剤及び
フィラーを含むこともできる。
以下において更に十分に検討されるように、他の強化用
繊維より好ましくはガラス繊維が存在するのも好ましい
。
好ましい態様の説明 特に、剛質の複合材料の強化のためのポリエチレンテレ
フタレート（以下、ＰＥＴと称する）繊維のエンジニア
リングに関して予備研究を行った。
研究ではまずどんなタイプのＰＥＴ繊維が複合材料にお
ける強化繊維として最も適しているかの問題に取９組ん
だ。市販のＰＥＴには沢山のグレードがある。しかし、
予備的ふるい分はテストでごく特定のタイプのものだけ
が複合材料において潜在的に有用であることが明らかに
なった。
第１表を参照して説明すると、織物グレードのＰＥＴｆ
Ｊ＆維（バーネット・サウザーン社（ＢｕｒｎｅｔＳｏ
ｕｔｈｅｒｎ、　Ｉｎｃ、　）　）は、主としてその低
強度、低モジュラス及び大きな熱収縮率のために強化に
は不適当で、ノツチ付き衝撃強度が乏しい複合材料をも
たらすことがわかる。
高強力の工業用ＰＥＴ４ｆｉ維は適度の引張強度と共に
優れた衝恣強度を与えることができると期待された。予
備的研究でその通シであることが示された。但し、繊維
のタイプの違いに基いて広範囲の値が得られた。通常測
定される繊維の引張特性が、強化複合材料製品の形成に
おいて遭遇する熱成形条件に暴露した後の引張特性も同
様であるが、重要であることが判明した。複合材料中の
繊維の最終的性質は複合材料の性能に更に直接的に影響
するので、前記暴露後の引張特性がより一層重要である
。
実施例　１゜ アライド社（Ａｌｌｉｅｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
がら市販される３つのタイプの高強力の工業用ＰＥＴｆ
ｉａ維の。
と データーを第１表に示す。これらは、タイプバータイヤ
の強化用に普通用いられる高強度、低、伸度の繊維；タ
イプＢ−ホースの強化用に普通用いられる高強度、高伸
度、低収縮率のｆｆｌ維；及びタイプＣ−被覆布帛用に
普通用いられる高強度、高伸・度、超低収縮率の繊維で
ある。これら繊維の各々から容積が２０重量−のガラス
と等しい１２重量％のＩＴ繊維装填量を用いて成形され
た複合材料の試験片を調製した。タイプＢの繊維が最も
よくバランスがとれた複合材料の性質を与えるように思
われた。これは初めの繊維物性に基いては予期されない
ものである。
これらの繊維を９５〜１５０℃の擬似キユアリング温度
に付し、その間未拘束の状態に置いた。熱処理前（対照
）と熱処理後の両繊維物性を測定した。繊維Ａ、　Ｂ及
びＣに対する熱暴露の影響をそれぞれ第２〜４表に示す
。
第２表に示されるように、タイプＡは１２０℃もの低温
で大きな収縮を受けた。対照的に、第３表及び第４表に
示されるように、２種の低収縮性繊維Ｂ及びＣは期待さ
れたように熱暴露中に非常に小さい収縮率した示さなか
った。処理中の過度の収縮は繊維／樹脂の結合に悪影響
を及ぼすから、これは複合材料の性質を低下させると思
われる。
熱暴露はまた色々な被試験繊維の諸モジュラスに大きく
異なる影響を及ぼした（第２〜４表）。
室温で試験するとき、高強力タイプの繊維Ａは低収縮性
繊維より２０〜２５チ高い初期モジュラスと１０％高い
強度を持っていた。しかし、昇温下に暴露後は、タイプ
Ａの繊維は他のどれよりも一層急激な変化を示した。ま
た、普通の測定物性からは予期されなかったのであるが
、タイプＡの最終モジュラスは１５０℃に暴露後に他の
２つの低収縮性繊維の最終モジュラスよりも殆んど３０
チも低かった。従って、複合材料の性質に及ぼすそれら
の影響において、それら２種の低収縮性繊維は、無処理
ヤーンの引張特性がタイプＡの繊維について優れている
と思われると言う事実に係わらす使れているように思わ
れる。
試験した超低収縮性タイプＣの繊維はより小さい分子量
を有していたが、それはタイプＢの低収縮性繊維よりも
低い引張強度の繊維をもたらす。
その初期強度はそれら繊維の何れかに対しても熱処理に
よって本質的に変らなかった。従って、タイプＣの超低
収縮性繊維の僅かに良好な寸法安定性はタイプＢの低収
縮性繊維の高強度によって相殺される以上である。
第１表 Ｅ−ガラス　　　６．５　　３２０　　　　　２．１　
　　０織物ｆＲ酸、維　　　４．５　　３０−４０　　
　３０５−８タイプＡ３８．９　　　１２３　　　　　
１４　　　　９．１タイプ８３８．１　　　９８　　　
　　２２　　　　１．８タイプ０３７．６　　　９９　
　　　　２１　　　　０．６Ｅ−ガラス　４．４（２３
５）　　　　５０００（３４，５）　　１５２００（１
（１４），８）織物繊維２　２．９　（１５５）　　　
２９００　（２０，０）　　２５００　（１７，２）タ
イプＡ　　　８．４　（４４８）　　　　２５００　（
１７，２）　　４１００　（２８，３）タイプＢ　　　
９．７　（５１８）　　　　２９００　（２０，０）　
　４３００　（２９，７）タイプＣ３９，４（５０２）
　　　　を／００　（１８，６）　　４４００　（３０
，３）１ポリエステルのＢＭＯ処方 ２０重量−のガラス、ガラスは等容積基準でＰＥＴで置
換。
繊維長＝０．２５インチ（０，６４ｃｍ）残余：イソフ
タル酸ポリエステル樹脂（ＭＲ１４０１７ＵＳＳケミカ
ル、ｘ、　（Ｏｈｅｍｉｃａｌｓ　）　）　１８．３３
　％＋樹脂状モディファイアー（ＭＲ６３０（１４）Ｕ
ＳＳケミカルス）５．８６％、　ｔａｒｔ−ブチル（パ
ーベンゾエート）０．３１チ、プロモータＬ−０．１２
％、禁止剤溶液（メチル化とドロキシトルエン及びスチ
レン）０．０１％。
ステアリン酸亜鉛１．３０％、アルミニウムトリノ・イ
ドレート５２．５７％、顔料（プラスチック・カラース
社（Ｐｌａｓｔ、ｉｃ　Ｇｏｌｏｒｓ　）に２るＣＭ　
７１０６レツド）１．５０％。
２バーネツト・サウザーン社から市販。
３アライド社から市販。
’ＡＳＴＭ　　Ｄ−８８５ ５ＡＳＴＭ　　Ｄ−８８５ ６ＡＳＴＭ　　Ｄ−、コ８８５ ７ＡＳＴＭ　　Ｄ−８８５ ８ＡＳＴＭ　　Ｄ−２５６ ９ＡＳＴＭ　　Ｄ−５３３ １０ＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０ ステープルによる強化に対して最適のＰＥＴ繊維長は実
際上の取扱い及び分散を可能にする最大長であるように
思われる。ノツチ付き衝撃強度は繊維長に対して有意の
反応を示した。幾つかの総繊維装加劫でのＰＥＴ繊維長
の効果を調べるために３つの繊維長、即ちＸインチ、Ｘ
インチ及びＸインチ（０，３２ｃｒｎ、　０．６４ｃｍ
及び１．３ｃ！ｎ）を用いた。繊維長を各２倍にすると
、衝撃強度も２倍になった。
引続くテストで、Ｘインチ（酸、９ｃ１ｎ）のＰＥＴ繊
維で強化された複合材料は一層改良された衝撃強度をも
たらすことが示された。繊維長がＸインチとにインチ（
０，３２！と０．６４　ｃｍ　）の間の繊維で複合材料
の引張強度には殆んど差がなかった。しかしながら、Ｘ
インチ（酸、３の）の繊維を用いると、引張強度に約５
０％の増加がもたらされた。これらの結果は、有機フィ
ラメント強化材の相当の利点を指摘している。ガラス繊
維は配合中に一層短かい長さに粉砕され得るが、このガ
ラス繊維と対照的にＰＥＴ繊維はこのように短かい繊維
に破断しない。これはＰＥＴ繊維が衝撃強さについてそ
の最大の利点を保持するのを可能にする。
実施例　２゜ 繊維の被覆が複合材料についての応力分布の１つの因子
であることは知られている。予備的研究において、ＰＥ
Ｔｌ維と熱硬化ポリエステル樹脂との間には非常に不均
一な浸潤と乏しい接着しか達成されないことが走査電子
顕微鏡で観察された。
熱硬化ポリエステル樹脂のこれらの特徴を改善するため
に、色々なタイプの繊維被覆剤を用いた。
その境界の複合材料性能に対する影響度を調べるために
、これら被覆剤の性質を変えた。
適用バインダーを第５表に示す。使用ヤーンは第１表の
タイプＢであった。ヤーンは供給パッケージから１００
０フイート／分（３０５ｍ／分）で取シ出し、バインダ
ー／仕上げ剤組成物中に一部浸漬したステンレススチー
ル製潤滑ロールの上を通し、次いでヤーンを駆動ロール
に通し、そこからヤーンを巻くワイングーに導いた。ヤ
ーンは複数のアイレットガイド９と２個の張力ゲートを
通してその供給パッケージから外して、前記ロールに通
すため、また跳れ返シを防ぐためにヤーン束を平らにし
た。ヤーンはロールに対して接線方向に接触し、その接
触角は最小に保たれた。潤滑ロールは直径４インチ（１
０ｃｎ１）で、第５表に示すヤーンに対する固形分付着
率（ピッアップ）を達成するのに十分な回転数で回転し
ていた。本発明の組成物について、ロールの回転数は１
５ＲＰＭであった。
本発明のバインダー系４を適用するもう１つのや多方は
次の通）である。ヤーンを複数のアイレットガイド経由
で供給パッケージから８５０フイ一ト／分（約２６０ｍ
／分）で取出し、セして駆動ポンプでバインダー（固形
分３０チ）を７ｃｃ／分で供給するスロットアプリケー
ターのスロットを通過させる。これでヤーン′Ｒ量に対
して５％の総固形分適用量が与えられる。バインダーの
適用後、ヤーンを強制熱空気で２１５℃に加熱された長
さ６フイー）（酸、Ｌ＋ｎ）のヒートチャンバーに通す
。ヤーンを次に２００℃に加熱された２個のドライブロ
ールに通し、そしてワイングーに巻き取る。
ＰＥＴＩｆＲ維の接着性を調べる幾つかの方法を評価し
た。比較と評価の目的のために、接着性を界面の剪断強
度の関数として測定した。界面剪断強度は次式 式中、τ＝界面剪断強度 Ｄ＝繊維直径 Ｌ＝マトリックス中の埋入繊維の長さ を用いて引出し荷重（ｐｕｌｌｏｕｔ　１ｏ酸類）　Ｐ
がら計算した。過剰仕上げＰＥＴ繊維の少量を第１表に
述べた処方の配合熱硬化ポリエステル樹脂に深さ０．２
５インチ（０，６４３）まで埋入した。繊維をインスト
ロン機によるフィラメントの軸方向への引張力（引出し
力）Ｋ付し、界面ＫＩＪ断解結合応カを引き起した。イ
ンストロン機にはレコーダーが取シ付けられてお夛、引
出し荷ＸＰ＜ポンド”（Ｋり〕）を記録するようになっ
ている。この方法を用いることによって、色々なノ２イ
ングーの、複合材料の界面強力に対する使用効果を求め
ることができた。
このテストはボタンモールド引出しテスト（ｂｕｔｔｏ
ｎｕｌｏｌｄ　ｐｕｌｌｏｕｔ　ｔｅｓｔ）と称される
ものである。界面剪断強度は物理的、機械的及び化学的
結合による界面の総但強度である。衝撃強度、曲げ強度
及び引張強度を含めて、複合材料の物性は色々なバイン
ダーによって得られた色々な界面剪断強反位について求
めた。結果を第７表に示す。予期されたように、約７．
３　Ｋｑ／ｃｍ３（Ｘ　１１．９　）のレイルまでは複
合材料の性質はτに比例して改善された。
しかし、調度７．３Ｋｇ／ｃｙａ　以上（Ｘ１１．９）
で複合材料の物性は最大になシ、界面剪断強度のそれ以
上の増加は有害であることをデーターは示しているよう
である。つまシ、観察されたものは、高濃度の架橋座位
、従って非常に高い界面剪断強度を達成するこのタイプ
の材料は樹脂による乏しい浸潤を示したと言うことであ
る。この乏しい樹脂の浸潤はマトリックス内の応力集中
点として作用し、材料を容易に破壊させる多数の空隙及
び傷を作９出した。このようにして、繊維／マトリック
スの湿潤性も相間に荷重を良好に分配し、伝達する鍵で
ある。
第５表に示される処理繊維の明記された樹脂についての
湿潤性は次のようにして決めた。１〜１０の値を個々の
繊維に振シわけた。視覚検査と２種のテストに基いて１
＝貧、１０＝優とする。視覚試験は長さ％インチ（酸、
３１Ｍ）のＰＥＴフイラメン）（１０００デニール、フ
ィラメント数１９２本）の２０％の装填（即ち、２０重
ｔ％のガラス繊維と同等の容積）での前記樹脂マトリッ
クスとのＢＭＧ配合配合性った。樹脂マトリックスは視
覚検査を助けるためにプラスチック・カラース社からＣ
Ｍ−７１０６として入手できる赤色顔料を１．５重ｔ％
含んでいた。６０秒間の配合後、配合塊を手で引き離し
、繊維を引き出し、そして謂れ１合を探シ、ま是色変化
を観察した。配合を再開し、３０秒間継続し、後同じ観
察を行った。この試験を繊維の最大湿潤が起こるまで続
けた。湿潤性値を出す際に頼った試験の１つは走査電子
顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて破壊複合材料を評価するもの
であった。第５表の繊維を、２０％装填量のＰＥＴｉ維
強化ＢＭＧコンパウンドを配合、調製するために用いた
。こ。
れらのコンパウンド９をブラックと同様に引張、曲げ及
び衝けの各試験片に成形したＣ３２０Ｆ（１６０℃）、
１．５分、１トンプレス）。試験片をＡＳＴＭ試験法に
より試験した。即ち、引張試験片はＡＳＴＭＤ−６３８
により、曲げ試験片はＡＳＴＭ　　Ｄ−７９０により、
また衝懲試験片はＡＳＴＭ　　Ｄ−２５６によった。ブ
ラックは手で破壊した。破壊試験片及びブラックは試験
のためにＳＥＭ実験室に運んだ。破壊点から突き出てい
る繊維を残留マトリックス又はマ）　ＩＪラックス着物
を調べるため観察した。繊維がきれいな場合、接着及び
浸潤は１とランク付けた。繊維に粘着するマ）　ＩＪラ
ックス量が多くなればなるほど、そのランクは１００等
級まで段々高くなる。ボタンテストの試験片も同様に評
価できた。ＳＥＭＫよるランク付けを第６表に示す。
もう１つのテストにおいて、これらの被覆ヤーンで作っ
た一方向織物上のポリエステル成形用樹脂（ＵＳＳケミ
カルス社のＭＲ１４０１７）の接触角を測定した。一方
向織物は、被覆ＰＥＴ繊維束を巻取機宿を越して、織物
を密に充填した平行な繊維束から作ることができるよう
に案内することによって作った。液体の成形繊維のセッ
サイル滴（５ｅｓｓｉｌｅｄｒｏｐ　）を張力下に保持
されているその織物の上に置き（ｏ、ｚｒ／フィラメン
ト）、織物上の接触角を時間と共に測定した。測定した
接触角を第６表に湿潤性に関する被覆繊維のランク付け
と共に示す。
本発明のバインダー系（第５表のム４及びＡ６〜９）は
、許容できる接着性及び樹脂の浸潤性と共に高いフィラ
メント間凝集性を持つことから高集結性系として選ばれ
た。これらのバインダー系は高い繊維束の集結度に関し
て次の通りランク付けされた（主観テスト）。
、　バインダー系　　　　　ランク 実施例　３゜ 幾つかの熱硬化性ポリエステル樹脂について評価し、複
合材料とじての適用に最上のものを決めた。この場合、
バインダー系２で固形分が０．２ｉｉＣ量となるように
被覆された０、５インチ（酸、３の）のＰＥＴ繊維を強
化繊維として、単独及びガラス繊維と組み合わせて用い
た。バインダー系２は本発明の一部とはならないけれど
も、本実施例及び本実施例以降の実施例で行ったこの系
に関する研究は本発明にも適用できると思われる。ガラ
ス１００％の強化に関する試料についても実験した。
総繊維装填量は２０重量％のがラスに同等の容積で一定
とした。使用キユアリング温度は３００Ｆ（１４９℃）
であった。成形試料について典型的な複合材料物性値を
測定した。結果を第８表に示す。
樹脂マトリックスの処方は前記の通シで、その樹脂は第
８表に示すものであった。
衝撃強度は急激な鋭い衝撃に対する複合材料の抵抗の尺
度であ、る。ガラス繊維をポリエステル繊維に換えると
、この性質が著しく改善される。ノツチ付きとノツチな
しの、２つのタイプの衝撃試験を行った。ノツチ付き衝
撃試験において、１００チＰＥＴ繊維強化複合材料の衝
撃強度は、樹脂の伸びが０．９％から１０％まで増加す
ると、１５フイート・ボンド９／インチから２０フイー
ト・ポンド７インチまで増加した。１００％ガラス繊維
強化複合材料とＰＥＴ繊維とガラス繊維の混合物で強化
された複合材料に関しては、衝撃強度は樹脂の伸びが増
加しても比較的一定のままであった。ＰＥＴ繊維の割合
が増加すると、衝撃強度はあらゆる樹脂の伸びにおいて
増加することがわかった。この増加はより高い樹脂の伸
びにおいてより大きかった。ノツチなしの衝撃試験の結
果はノツチ付きの試験において観察された同じ一般的傾
向を示した。
この場合はしかしながら、複合材料はガラス繊維１００
％で強化され、またＰＥＴ／ガ２ス繊維混合物は樹脂の
伸びが増加すると衝撃強度を失う傾向があった。同様に
、ＰＥＴ繊維の割合と強化用繊維の割合が増加すると、
衝撃強度は全ての樹脂の伸びで増加し、その増加はより
大きい伸びにおいてより大きかった。これらの結果はＰ
ＥＴ＠維強化複合材料の高い＠撃強度にとってより高い
伸びの樹脂が好ましいことを証明している。
ＰＥＴ繊維は単位重量基準白シの強度に関しガラス繊維
より強いが（９，Ｏｇｐｄ対６〜８　ｇｐｄ　）、比重
がガラス繊維よりはぼ５０％低いという事実は同等の容
積のＰＥＴ繊維ではガラス繊維よ）弱いことを意味する
。かくして、ＰＥＴ強化繊維は１００チガラス繊維で強
化された成形部品はど強くはない成形部品を与える。
同等の容積装填量基準では、複合材料の強度は１００％
ガラス繊維強化複合材料から１００％ＰＥＴ繊維強化複
合材料まで進むにつれて大ざっばに言って２倍まで低下
した。ＰＥＴ／ガラス繊維比と共に変わる引張強度にお
ける変化はあらゆる樹脂系で直線関係にあることを示し
た。複合材料の強度が混合則によく従うことを示してい
る。
引張強度は樹脂の伸びと共に激しくは変化しなかった。
一般に、その最大値は伸びが６．１％の樹脂を用いると
き得られ、その値は高い伸び及び低い伸びの樹脂より１
０〜２５％高かった。使用強化繊維のＰＥＴ／ガラス比
はこの最大値の位置には余シ影響しなかった。従って、
６．１％伸びの樹脂がＰＥＴ強化複合材料の引張強度を
最大にする選択樹脂であるように思われる。
曲げ強度は複合材料の、引張及び圧縮の両成分を有する
強さのもう１つの尺度である。引張強度に見られたと同
じ一般的傾向がここにも見られた。
１００％ＰＥＴ繊維強化複合材料と１００％ガラス繊維
強化複合材料について最大引張強度は伸びが６．１−の
樹脂を用いるときに得られた。これはまた１２．５／８
７．５のＰＥＴ／ガラス繊維混合物によって強化された
試料の場合でもあった。２５／７５及び５０１５０のＰ
ＥＴ／ガラス繊維混合物で強化された試料は樹脂の伸び
が増加すると共に曲げ強度が着実に増加することを示し
た。１００％ガラス繊維強化複合材料に関して典型的に
用いられた０、９％伸びの樹脂に対して６チ又は１０％
の伸びの樹脂を用いることによって１０〜３０％の曲げ
強度増が達成された。従って、曲げ強度を最大にするに
は中乃至高伸びの樹脂を用いるのが好ましい。
バーコル硬度を除いて、ガラス繊維に関して典型的に用
いられる樹脂の伸び以上に樹脂の伸びを上げると、改良
された複合材料の物性が得られた。
引張及び曲げ強度は６．１％の破断伸びを持つ樹脂を用
いるとき最大値を有していた。この中程度の伸びを持つ
樹脂はかくしであるバインダー系で被覆されたＰＥ’ｒ
Ｊ維と共に用いるのに最適であるように思われた。
実施例　４゜ 溪 一般に害められているように、強化複合材料の機械的性
質は強化用繊維の使用レベルに強く左右される。一般に
、これらの性質は、それらが不適当な繊維分散のため、
又は樹脂の良好なマトリックスの不十分な形成性のため
に平準化し、あるいは低下する最大装填量までの線繊維
装填量と共に向上する。
この実施例では、バインダー系２で被覆された１００％
のＰＥＴ繊維、１００％ガラス繊維、及びＰＥＴ繊維と
ガラス繊維との混合物を強化材として用いてＢ　Ｍ　Ｃ
処方物を調製した。繊維装填量は使用したＬし繊維容積
装填量に同等のガラス繊維重量（％）として示した。１
０〜３５チの総償維装填量を用いた。試料の試験片を作
シ、引張強度と衝撃強度について試験した。第９表を参
照されたい。
各強化系に関し、衝撃強度は第９表に示されるように繊
維製ｊＭ　ｉｆが増加すると共に増加した。最大衝撃強
度は１００％ＰＥＴ繊維で強化された複合材料に見られ
、２１フイート・ポンド／インチもの高強度値を有して
いた。ＰＥＴ／ガラス繊維混合物の衝撃強度は１００％
ＰＥＴ強化複合材料と１００チガラス繊維強化複合材料
の値の間にあった。
この８ＭＣ処方について、約２５重ｆ＃、％のガラス繊
維に同等の線繊維装填量が最適のように思われた。この
レベルを越えると、Ｗｒ　ｒｒＨ強度に極く慮かの追加
の増加が認められるけれども、配合に困難が出始めた。
引張強度も調べた強化系のそれぞれについて第９表に示
すように総Ｓ維装填量が増加すると共に増加した。ＰＥ
Ｔ繊維は重量基準でガラス繊維と同じくらい強いが、ガ
ラス社より高密度であるので、ガラス繊維強化複合材料
は同等の容積強化基準ではよ）強い。しかしながら、２
０〜２５％の装填量レベルではＰＥＴ／ガラス繊維混合
物で強化された複合材料は１００％ガラス繊維強化複合
材料と殆んど同じくらい強かった。
実施例　５゜ この実施例では等容積基準でＰＥＴ繊維で置換された２
０重ｆ％のガラス装填量のガラス繊維を含有するバルク
モールディングコンパウンドｔ−ｇ製し、そして試験用
試験片に成形した。ＢＭＧ樹脂マ）　ＩＪラックス前記
の通シで、ＰＥＴ繊維はバインダー系２で処理されてい
た。強化繊維の組成を色々変えた。その使用したポリエ
ステル繊維／ガラス繊維の相対容積比はＯ／１００．２
５／７５．５０１５０及び１００１０であった。示され
る全繊維装填レベルは特定容積の使用繊維装填ｉＫ同等
のガラス繊維重量（％）として与える。同じ複合材料の
性質を前記のように測定し、その結果を第１０表に示す
。これらのデータは、強化複合材料中のガラス繊維をＰ
ＥＴｔＲ維で一部置換すると、特に２５／７５のＰ　Ｅ
　Ｔ／ガラス繊維比において、引張強度を極めて僅か犠
牲にするだけで衝撃強度を相当に増加させることを示し
ている。これは使用繊維の何れか単独で強化した部品よ
り優れた総合的な性質を持つ成形部品をもたらす。
ＰＥＴ繊維１００％、ガラス繊維１００チ及びＰＥＴ／
ガラス繊維混合物で強化したＢＭＧ射出成形複合材料に
ついても研究を行い、その効果を調べた。
結果を第１１表に示す。
ガラス繊維をＰＥＴ繊維で置換することにより、圧縮成
形試料について観察されたよりも大きな衝撃強度増が達
成された。同時に、引張強度及び曲げ強度に対するガラ
ス繊維のＰＥＴ繊維による置換効果は圧縮成形試料にお
けるより少なかった。
長さのものに破断して了りことによると思われる。
更に、Ｐ）ｉ：ＴｔＲ維が存在するとガラス繊維が損傷
を受けるのがある程度防がれるという可能性もある。
実施例　６゜ バインダー系４ｔ−固形分ピツクアップ５．０Ｏ１で有
するＰＥＴ繊維タイプＢを長さイインチ（酸、３ｃ！ｎ
）に切断し、これを２０％装填量の強化８ＭＣ圧縮コン
パウンドを第１表の樹脂マトリックス処方（伸集結性は
高かった。
実施例　７゜ 公称デニー／Ｉ／１２６０．フィラメント２（１４）本
、モジュラス４４、破断強力２４．５１ｂｓ、強度ｓ、
ｓｇｐａ。
破断伸度２０．５％のナイロン６繊維（アライト９社か
ら市販）はキスロール経由で固形分ピックアップ３〜６
チで適用されたバインダー系４を有している。この繊維
を０．５インチ（酸、３０）の長さに切断し、これを用
いて装填量２０％のナイロン強化ＢＭＯ圧縮成形複合材
料を第１表の樹脂マトリックス処方により配合、調製す
る。複合材料の性質は許容できるものである。繊維束の
集結度も高い。
実施例　８゜ タイプＢのＰＥＴ＊維を複数のアイレットガイド経由で
供給ノ鷹ツケージから８５０フイ一ト／分（約２６０ｍ
／分）で取シ出し、そしてキス占−ルアプリケーターを
横切るように通してバインダー系４（固形分２５％の溶
液）を適用し、５チ固形分ピックアップを達成した。ヤ
ーンを次に２０キロワツトのマクロウェーブ炉（ラジオ
・７レク工ンシー社（Ｒ酸類ｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
　Ｃｏ、　’）　）に約０．１〜０．２秒間通し、そし
てワイングーに巻き取った。繊維を長さを変えて切断し
く第１３表を参照されたい）、これを色々な量のガラス
繊維と共に用いてＢＭＣ射出成形複合材料を強化した。
マトリックスの処方は改良された表面特性（クラスＡの
表面）ｔ−与える低プロフィルの添加剤を有する典型的
な自動車用処方で、アイ２−含量は４３〜４８％、ポリ
エステル樹脂含量は２２〜２８チであった。複合材料の
テスト結果を第１３表に示す。よ）長い強化用ＰＥＴ繊
維及びガラス繊維を有する複合材料（第１３表の試料）
に９）が同じ装填量で、より短かい繊維長の１００％ガ
ラス繊維強化対照複合材料（第１３表の試料Ａ１　）と
比較して極めて平滑な表面を有している。繊維長がより
長くなると、本来表面特性は一層悪くなるから、上記結
果は驚くべきことである。よ）短かい繊維長のＰＥＴ繊
維の試料（ｔ１６２〜５）は更に良好な表面外観を有し
ていた。
第　　２　　表 暴露源　時間　　熱収縮率　　強度　伸度　モジュラス
−米　　　−９，１８，８１３，１１２３，２９５１８
，８９，０１３，２１１４，９９５３８，５９，３１３
，７１１２，８９５１０９，２８，８１４，０１０５，
２９５２０８，４９，１１４，６１０６，６１２０１５
，６９，３１８，６９５，６１２０３６，０９，２１９
，５８５，２１２０１（１４），８９，２２０，４８５
，９１２０２（１４），４９，０２０，２８２，４１５
０１酸、１８，７ｇ６，ｉ　　　　６２．４１５０　　
　３　　　　０．２　　　８．６　　　２８．２　　　
６３．８１５０　　１０　　　　０．６　　　　９．Ｑ
　　　を／．６　　　６５．２１５０　　２０　　　　
０．２　　　８．９　　２８．８　　　６２．４−た対
照 第３表 一来　　　−酸、８８，１２２，１９７，８９５１酸、
５８，０２酸、７９酸、２ ’＋５　　　　３　　　　　１．４　　　　８．１　　
　２２．０　　　９２．２９５　　　１０　　　　　１
．６　　　　７．９　　　２０．９　　　９３．６９５
　　　２０　　　　　１．３　　　　７．９　　　２１
．６　　　８９．８１２０　　　１　　　　１．１　　
　７．９　　　２２．０　　　８８．１１２０　　　３
　　　　１．０　　　８．０　　　２２．２　　　８８
．４１２０　　　１０　　　　　Ｑ、９　　　　７．９
　　　２２．６　　　８６．３１２０　　　２０　　　
　　　Ｑ、９　　　　７．９　　　２２．４　　　８６
．３１５０　　　　１　　　　０．３　　　７．８　　
　２３・６　　８４・６１５０　　　３　　　　０．０
　　　７．９　　　２４．９　　　７７．８１５０　　
　１０　　　　０．１　　　　７．７　　　２３．８　
　　８１．１１５０　　　２０　　　　０．０　　　　
７．９　　　２５，４　　　７６．６米対照 第４表 一※　　−０，６７，６２０，７９９，１９５１０，３
７，１２０，５９酸、５ ９５３０，を／，２２０，９９酸、５ ９５１００，３７，４２酸、０９０，１９５２００，１
７，５２酸、１８９，４１２０１０，０７，６２２，０
９０，８１２０３０，０７，５２酸、６９２，２１２０
１００，０７，５２酸、９８８，０１２０２０Ｑ、０　
　　　７．０　　　２１．１　　　８６．０１５０　　
　１　　　　０．０　　　　７．１　　　２１．０　　
　　Ｂ８．０１５０　　　３　　　　０、ｏ　　　　　
７．２　　　２２．２　　　８６．０１５０　　　１０
　　　　　Ｑ、Ｑ　　　　　７．５　　　２３．２　　
　８６．７１５０　　２０　　　　　Ｑ、０　　　　７
．１　　　２２．４　　　８８．７米対照 第　　　５　　　表 一維の性 １　（対照）　　　　　　　　　　　　７．６６　　　
　２１．４２１（比較）　　　　１．１　　　　　　８
．４８　　　　２１．８３２（比較）　　　　０．２８
−− ４３７．８０　　　２　ｏ、　ａ ｏ、１５ ５４（比較）　　　　０．２０　　　　　　”０７ｇ０
．０６５ｏ、　ｌｓ　　　　　　８°１６２１．５７６
０．４４　　　　７°９８１９．０８７０．３７７°８
０１９．９　　　　□ｇｇ　　　　　　　　　　　　　
　８．０３　　　　□９．７　　　　・０．４５ γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、水及び
油（３，６チ、６７．５チ及び２８．９９６Ｌ油相は（
イソヘキサデシルステアレート、グリセロールモノオレ
エート、デカグリセロールテトラオレエー）、ＰＯＥ　
（１５）タル油脂肪酸、スルホン化グリセロールトリオ
レ、エート及びＰＯＥ　（２０）質 ７．７　　　８８．５　　　　　６．６７　　　　５．
０３．２　　　９７．３　　　　　７．２０　　　　４
．０−　　　　　　　７．１０　　　　８．５７．８　
　　９８．２　　　　　　７．４９　　　　　３．０３
．１　　　９８．９　　　　　７．３０　　　　８．５
３．２　　　９４．０　　　　　７．０６　　　　６．
０Ｂ、０　　　８８．５　　　　　７．５７　　　　６
．５γ、８　　　８８．８　　　　　　　　　　　　４
．０３．０　　　８７．８　　　　　　　　　　　　４
．０獣脂アミン（約６２．７チ、５．９チ、７．９％、
７．８％。
１１．８％及び３．９％）。
２塩化ビニル共重合体。
３４９．８％／ｌ／のジエチレングリコール、これと共
に２１．３モルのイソフタル２．２１．４モルのテレフ
タル酸及び７．５モルの無水トリメリット酸より成る縮
合重合体の５０１５０アンモニウム／ナトリウム塩溶液
。ｐＨ６，４±０．２゜ ４２′−グリシドオキシプロビルトリメトキシシラン、
ＰＯＥ（９−１０）オクチルフェノール及び水（それぞ
れ８４．９％、０．１％及び１５％）。
５７モルのジエチレングリ、コール、これと共に１．０
５モルの無水トリメリット酸、６モルのイソフタル酸及
び０．１重ｉ−チの修酸第−すずより成る縮合重合体（
ファスコット（Ｆａｓｃｏｔ）　４１００ｔ　ＭＴケミ
カｌＬｐス社（ｋＡ　Ｔ　　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　）　
）の溶液〔アモ＝ｒ　（Ａｍｏｃｏ）　ＳＧ　２０９Ｅ
：ｌ。ｐＨ約７゜６４モルのプロピレングリコール、こ
れと共に１モルのイソフタル酸、１モルの無水マレイン
酸及び１モルの無水トリメリット酸より成る縮合重合体
の溶液〔アモコＱＭＡ５５Ｆ）。ｐＨ約７゜７３７．４
モルのジエチレングリコール、１４．６モルノフロピレ
ンクリコール、３．８モルの無水マレインｆｉ、１７．
９モルのイソフタル酸、１６．１％Ａ／のテレフタル酸
及び１０．２モルの無水トリメリット酸より成る縮合重
合体のアンモニウム塩溶液。
ｐＨ約６．４±０．２゜ ８不飽和ポリエステル樹脂。
第６表 湿潤性 １　　５５４　−−　５　５．０ ２　　５　５９　−　−　３　４．０ ３　　８４５４１９８．５ ４３８１剰”−５３３，０ ５８４１１２９８，５ ６６５０３４６６，０ ７６６６２３７６，５ ８４・７１　−−　４　４．０ ９　　４６９　５−　４　４．０ 米　詳細については第５表を参照されたい。
→前記の５つのバインダー系を有する繊維の外観評価。
ここで、ヤーンはクリールから取シ出され、イソフタル
酸ポリエステル樹脂（フィラメントワインディングにお
けるように）浴に一部浸漬されたロールの下を通され、
スロット抜取シ器を通され（過剰の樹脂を除き）そして
平らなマント９レルの周囲に巻かれた。張力は各繊維に
対して５ポンドであった。観察結果は次の通シであった
。
バインダー系 ３　繊維は樹脂浴の前後でけば立つ傾向があった。繊維
は浴に入ると殆んど直ちに浸潤されるようであった。
５　けばは認められなかった。浸潤は殆んど３と同じく
らい速かった。
４　巻回時にけば立ちは認められなかった。
繊維は初め濡れず、巻回後は単に部分的に浸潤されるよ
うであった。
６　けばは認められなかった。バインダー系７より僅か
く良好のようであった。巻回後は３と同様であった。
７　けば立ちは認められなかった。しみ込むのに数分か
かった。バインダー系５よりは良好に濡れた。巻回後は
３と同様のようであった。
剖昧僅かに改質された処方物はずっと良好な接触角、即
ち約４０〜５０°の接触角を与えるようである。この接
触角は湿潤性指数を約７．０〜８．０に改良させる。
第　７　表・（続き） １対照　　２５／７５　　　　　　４９．１２比戟　　
２５／７５　　１．１　　　５０．９３比較　　２５／
７５　　０．２８　　４８−６４比較　　２５／７５　
　０．１５・　　４９．４５　本発明　　　２５／７５
　　　　０．２０　　　　４１．７６比較　　２５／７
５　　０．１８　　４９．０７比較　　２５／７５　　
０．１５　　４７．３８比較　　２５／７５　　０．１
２　　４５．８９比較　　２５／７５　　０．１５　　
　、４５．５１０比較　　０／１００　　　　　　４９
．４１１３比較　　０１０　　　　　　　４２．２収　
縮　　　　　　衝撃強度フィート・ポンル９ンチ（Ｊ／
Ｍ）０．０００７（０，００１８）　　　　９．４６　
（５０５）　　　１３．８１　（７３７）０．０００６
　（０，００１５）　　　１２．８５　（６８６）　　
　１７．０１　（９０８）０．０００５　（０，００１
３）　　　１１．．４４　（６１１）　　　１５．６３
　（８３４）０．０００３　（０，０００８）　　　１
０．５９　（５６５）　　　１２．５５　（６７０）０
．０００６　（０，００１５）　　　１０．２６　（５
４８）　　　１３．７１　（７３２）０．０００３　（
０，０００８）　　　１２．００　（６４１）　　　１
４．５９　（７７９）０．０００５（０，００１３）　
　　１１．５９（６１９）　　　１６．０９（８５９）
０．００１０　（０，００２５）　　　　９．７７　（
５２１）　　　１２．３２　（６５８）０．０００９　
（０，００２３）　　　　９．１６　（４８９）　　　
１５．０８　（８０５）０．０００５　（０，００１３
）　　　　１０．８４　（５７９ン　　ｔ５．１３　（
８０８）０．００８０（０，０２０３）　　　　０．１
９（１０）　　　　０．８７　　（４６）第　　８　　
表 ０．ｇｌ　　Ｏ／１００　６０．７　０．０３　８．４
　（４４８）０．９１　１００１０　４９．８　０．５
０　１４．８　（７９０）１．８２０／１００　５９．
９　０．（１４）　７．６　（４０６）１．３２　１２
．５／８７．５　６Ｇ、０　０．０５　７．０　（３７
４）１．６２　２５／７５　５７．１　０．０１　７．
８　（４１６）１８２　５０１５０　５６．１　０．１
０　１２．０　（６４１）１．８２　１００１０　５１
．２　０．４４　１４．８　（７９０）６．１３０／１
００　　　　５４．２　　０．（１４）　　　８．′ｏ
（４を／）１３．１３１２−５／８７．５　５１．５　
０．０５　９．２　（４９１）６．１３　２５／７５　
５０．ｉ　　ｏ、（１４）　９．３　（４９７）６．１
３５０１５０　４７．０　０．１６　１１．６　（６１
９）６．１３１００１０　４５・１　１）、２１　１６
．１　（８６０）１０’　　０／Ｚｏｏ　　４６．７　
０．０３　６．６　（３５２）１０’　　１２．５／８
７．５　４７．７　０．０７　８．０　（４を／）１（
１４）　２５、／７５　４５．４　０．０６　８．４　
（４４Ｂ）１０’　　　　　　　　５０１５０　　　　
　　　　４４．１　　　　　０．１７　　　　　１１．
５　　（６１４）１０’　　１００１０　３３．０　０
．３２　１９．６（１（１４）６）１３．３　　（７１
０ン　　　　　１３　０００　　（８９，６４）　　　
　７ｇ１Ｇ（４９，７１）２４．３（１２９７）　　　
４６９０　　（３２，３４）　　３１４０（２酸、６５
）１０．４　　（５５５）　　　　１１３００　（７７
，９１）　　　６６００（４５，５１）１２．７　　（
６７８）　　　　１１８００　（８酸、３６）　　　７
０５０（４８，６１）１２．９　　（６８９）　　　　
９３７０　　　（６４，６１）　　　５７１０（３９，
３７）１２．９　　（６８９）　　　　８１６０　　　
（５６，２６）　　　４６４０（３酸、９９）２３．０
　（１２２８）　　　　４９６０　　　（３４，２０）
　　　３３１０（２２，８２）１０．７　　（５７ｋ）
　　　　１４４００　（９９，２９）　　　８３７０（
５７，７１）１０．９　　（５８２）　　　　１２５０
０　（８６，１９）　　　６５７０（４５，３０）１６
．５　　（８８１）　　　　９９３０　　　（６８，４
７）　　　５６７０（３９，０９）１７．２　　（９１
ｇ）　　　　８８４０　　　（６０，９５）　　　５４
１０（３７，３０）２６．６　（１４２０）　　　　５
２４０　　　（３６，１３）　　　３４８０（２３，９
９）８．０　　（４を／）　　　　１３４ｏｏ　＜９２
．３９）７３１０（５０，４０）１０．４　　（５５５
）　　　　　１０８００　（７４，４７）　　　６０９
０（４酸、９９）１０．８　　（５７７）　　　　　１
０６００（７３，０９）　　　６を／０（４３，２３）
１５．６　　（８３３）　　　　９９００　　　（６８
，２６）　　　４３６０（３０，０６）２６．７（１４
２６）　　　　　３９７０　　　（を／，３７）　　　
３１００（２酸、３７）第　　９　　表 ＰＥＴ／ガラス繊維強化複合材料の物性ノツチ付き衝撃
強度 ２５／７５　　　２０　　　５０，９　　　０．０６４
　　１２．８　（６８３）２５／７５　　　１５　　　
５３．１　　　０．１２１　　１３．５　（７ｇ０）１
００１０　　　３５　　　２２．５　　　１．０７ｇ　
　２１．２　（１１３２）１００１０　　　３０　　　
２９．８　　　１：０２０　　１６．１　（８６０）１
００１０　　２５　　３５．９　　０．９３７　２０．
９　（１１１６）１００１０　　　２０　　　４０．１
　　　０．９２９　　１７．１　（９１３）１００１０
　　　１５　　　４１．３　　　０．８７７　　１３．
４　（７１５）１００１０　　　１０　　　４６．８　
　　０．８３１　　　９．１　（４８６）２０．５　（
１０９５）　　　　１７７００　（１２２，０）　　　
　６２１０　（４２，８２）１９．３　（１０３０）　
　　　１７ｇ００　（１１８，６）　　　　５４４０　
（３７，５１）１５．４　　（８２２）　　　　１１１
００　　（７６，５３）　　　　７０６０　（４８，６
８）１７．５　　（９３４）　　　　２０８００（１４
３，４）　　　　５８５０（４０，３４）’１４．６　
　（７７９）　　　　１５３００　（１０５，５）　　
　　５５３０　（３８，１３）１１．５　　（６１４）
　　　　１１９００　　（８２，０５）　　　　６２８
０　（４３，３０）を／．７　（１４７９）　　　　１
１０００　　（７５，８５）　　　　５８９０　（４０
，６１）２２．９　（１２２３）　　　　１０９００　
　（７５，１６）　　　　５３８０　（３７，１０）１
９．３　（１０３０）　　　　１３０００　　（８９，
６４）　　　　４２２０　（２９，１０）１５．５　　
（８２８）　　　　１２６００　　（８６，８８）　　
　　４５４０　（３酸、３０）２２．８　（１２１７）
　　　　１３８０Ｇ　　（９５，１５）　　　　７６３
０　（５２，６１）２２．９　（１２２２）　　　　１
５８００　（１０８，９）　　　　５８３０　（４０，
２０）１８．８　（１０（１４））　　　　１３１００
　　（９０，３２）　　　　６８００　（４６，８９）
２４．８　（１３２４）　　　　５９６０　　　（４酸
、０９）　　　　３５４０　（２４，４１）２５．７　
（１３７ｇ）　　　　４５５０　　　（３酸、３７）　
　　　４０５０　（を／，９２）を／．４　　（１４６
３）　　　　　　５７９０　　　　　（３９，９２）　
　　　　２９８０　　（２０，５５ン２５．４　（１３
５６）　　　　５８１０　　　（４０，０６）　　　　
３４３０　（２３，６５）１９．１　（１０２０）　　
　　４７８０　　　（３２，９６）　　　　３３４０　
（２３，０３）１２．１　　（６４６）　　　　３６４
０　　　（２５，１０）　　　　２０９０（１４，４１
）第　　１０　　表 系＝典型的な市販ポリエステルＢＭＣ処−２０重量−の
ガラス装填量、ガラス 等容積基準でＰＥＴにより置換、 繊維長＝イインチ、 １００チ ノツチ付き衝撃強度 フィート・ポンド／インチ（Ｊ／Ｍ）　　　　９．１（
４８６）　　　１２．０１引張強度　ＧＴＨ ｐｓｉｘ　１０３（パスカルＸＩＯ’）　　　　　　６
．９（４７６）　　　７．０１圧縮降伏強度 ｐｓｉ　Ｘ　１０３（パスカルＸＩＯ’）　　　　　１
６．６（１１４５）　　−曲げモジュラス ｐｓｉＸ１０’（”スカ＃Ｘ１０’）　　　　　　１．
９（１３１）　　　　１．５・引張モジュラス ｐ８ｉ　ｘ　１０５（パスカルＸｌ０９）　　　　　　
６．３（４３）　　　　６．０１摩耗−ＩＫサイクｋ　
（ｇｒ）　　　　　　　　３．３　　　　　２．８．６
４１）　　　１１．６　（６１９）　　　１６−９　（
９０２）　　　Ｄ−２５６，４８３）　　　５．４　（
３７ｇ）　　　３．５　（２４１）　　　Ｄ−６３８１
４，２（９７９）　　　１０．６　（６９０）　　　Ｄ
−６９５：１０３）　　　１．２　（８３）　　　　１
．０　（６９０）　　Ｄ−７９０：４１）　　　　５．
１　（３５）　　　　４．６　（３１７）　　Ｄ−６３
０２、５２，１− 引張強度減、チ　　　　　　　　　　２８．７電気的性
質 耐アーク性−秒　　　　　　　　１８９誘’ｔ　率６０
　Ｈ２５，３９ ５０ＭＨｚ　　　　　　　　　　５．１１１ＭＨｚ　　
　　　　　　　　４．９０１典型的な市販ビニルエステ
ルのＢＭＣ処方第１１表 ノツチ付き衝撃強度、フィート・ポンド／インチ（Ｊ／
Ｍ）ノツチなし衝保強度、フィート・ポンド／インチ（
ＪＡ’）引張強度　ＰＳＩ　ｘ　１０３（パスカルＸｌ
０７）引張モジュラス　ＰＳＩｘ１０５（パスカルＸＩ
Ｏ’）曲げ強度ＰＳＴＸＩＯ３（パスカルＸ　１０７）
曲げモジュラスＰＳＩＸＩＯ６（パスカルＸＩＯ”）摩
耗性−ＩＫプサイル（ｇｒ） −１４，４６，５− −１９２１９７Ｄ−４９５−７３ −５，３２５，１３Ｄ−１５０−８１ −４，９２４，４，８１Ｄ−１５０−８１−４，７９４
，６０Ｄ−１５０−８１ １００％　　　　２５ＳＰＥＴ／　　　５０ＳＰＥＴ／
　　　　１００％ガラス　　　　７５％ガラス　　　５
０％ガラス　　　ガラス１．１　（５９）　　　２．７
　（１４４）　　　　４．３　（２３０）　　　　６．
０　（３２０）１．７　（９１）　　　　３．９　（２
０８）　　　　５．０　（２６７）　　　　５．５　（
２９４）４．４　（３，０）　　　４．６　（３，２）
　　　　４．４　（３’、Ｏ）　　　３．７　（２，６
）５．９　（４，１）　　　６．０　（４，１）　　　
　５．５　＜３．８）　　　　５．５　（３，８）１０
．４　（７，２）　　　１０．２　（７，０）　　　　
９．５　（６，６）　　　　７．２　（５，０）１．５
　（酸、０）　　　１．５　（酸、０）　　　　１．４
　（０，９７）　　　１．３　（０，９０）３．３　　
　　　３．２　　　　　　２．５　　　　　　２．４来
　２０′Ｍ量−のガラス装填量、ガラスは等容積基準で
ＰＥＴ繊維長＝にインチ（０，６４ｔＭ） ＰＩ３：Ｔ。
バーヨヤ硬度　　　　　　　　　　　　　４８．３収縄
（□）　　　　　　　　　０．００１４う５） 、ノツチなしく　Ｊ７／Ｍ　）　　　　　　　　　　　
１４．４４　（７７１）曲げ強度Ｔ）３Ｔ　ｖ　！００
０　（パスカルＸＩＯ’）　　　１４．２３（９，８２
）引張強度ＰＳＩｘｌＯＯＯ（パスカルＸＩＯ）　　　
　６．４０（４，４２）界面剪断強度（ＫＶ／ＧＷｒ２
）　Ｘ　１１．９　　　　　　７．５０で置換。
４５．２　　　　　　３７．１　　　　　　５２．５０
．００２１　　　　　０．０１０９　　　　０．００１
２１０．４９（５６０）　　　１４．４　（７６９）　
　　　８．３７（４４７）１２．を／（６５５）　　　
１８．（１４）（９６３）　　　１２．３３（６５８）
９．６５（６，６６）　　　　５．５７（３，８４）　
　　１４．６０（１０，０７）４．３５　（３，００）
　　　　２−９０　（２，００）　　　５．３２（３，
６７）７．５０　　　　　　７．５０　　　　　　０第
１３表

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維及びそ
    れらの組み合わせより成る群から選ばれるプラスチック
    複合材料強化用の高強力繊維であつて、該繊維は、その
    剛性を高め、切断に資するために、２個乃至１２個の炭
    素又は炭素プラスエーテル酸素を含有する少なくとも１
    種の脂肪族グリコール又は少なくとも１種のグリコール
    エーテルと芳香族二−又は三官能性カルボン酸類の組み
    合わせとに基づく、ゲル化点以下のエステル化度を有す
    る、油不含の、末端がカルボキシル基であるアルキド樹
    脂の水溶液から成る組成物で処理されていることを特徴
    とする高強力のプラスチック複合材料強化用繊維。
  2. （２）前記脂肪族グリコールがエチレングリコール、ジ
    エチレングリコール、トリエチレングリコリコール、ブ
    タンジオール、ブテンジオール、ブチンジオール及びそ
    れらの組み合わせより成る群から選ばれ、そして前記芳
    香族カルボン酸がオルトフタル酸、無水オルトフタル酸
    、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水
    トリメリット酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、フ
    エニルインダンジカルボン酸、トリメシン酸、４，４′
    −ジフェニルジカルボン酸、２，６−ピリジンジカルボ
    ン酸、ｐ−ヒドロキシメチル安息香酸、５−ｔｅｒｔ−
    ブチルイソフタル酸、ビメシチレン−４，４′−ジカル
    ボン酸及びそれらの組み合わせより成る群から選ばれる
    特許請求の範囲第（１）項記載の繊維。
  3. （３）前記カルボン酸類の組み合わせが任意にマレイン
    酸、無水マレイン酸、フマル酸及びそれらの組み合わせ
    より成る群から選ばれる不飽和脂肪酸を含んでいる特許
    請求の範囲第（２）項記載の繊維。
  4. （４）前記繊維が少なくとも１％の固形分ピックアップ
    を達成するのに十分な量の前記組成物で処理されており
    、その場合前記脂肪族グリコールはジエチレングリコー
    ル、プロピレングリコール及びそれらの組み合わせより
    成る群から選ばれ、また前記芳香族カルボン酸類はイソ
    フタル酸、テレフタル酸、無水トリメリット酸及びそれ
    らの組み合わせより成る群から選ばれる特許請求の範囲
    第（３）項記載の繊維。
  5. （５）前記固形分ピックアップが３重量％乃至６重量％
    であり、この場合前記溶液は４５モル乃至５５モルのジ
    エチレングリコールと１５モル乃至２５モルのイソフタ
    ル酸、１５モル乃至２５モルのテレフタル酸及び５モル
    乃至１０モルの無水トリメリット酸とから本質的に成る
    縮合重合体の塩溶液から本質的に成つている特許請求の
    範囲第（４）項記載の繊維。
  6. （６）前記固形分ピックアップが３重量％乃至６重量％
    であり、その場合前記溶液は３５モル乃至４０モルのジ
    エチレングリコール、１０モル乃至２０モルのプロピレ
    ングリコール、２．５モル乃至５モルの無水マレイン酸
    、１５モル乃至２０モルのイソフタル酸、１５モル乃至
    ２０モルのテレフタル酸、及び５モル乃至１５モルの無
    水トリメリット酸から本質的に成る縮合体重合体の塩溶
    液から本質的に成つている特許請求の範囲第（４）項記
    載の繊維。
  7. （７）前記固形分ピックアップが３重量％乃至６重量％
    であり、その場合前記溶液は５モル乃至１０モルのジエ
    チレングリコール、５モル乃至１０モルのイソフタル酸
    及び０モル乃至３モルの無水トリメリット酸より本質的
    に成る縮合重合体から本質的に成つている特許請求の範
    囲第（４）項記載の繊維。
  8. （８）前記固形分ピックアップが３重量％乃至６重量％
    であり、この場合前記溶液が３モル乃至８モルのプロピ
    レングリコール、０モル乃至３モルのイソフタル酸、０
    モル乃至３モルの無水トリメリット酸及び０モル乃至３
    モルの無水マレイン酸より本質的に成る縮合重合体から
    本質的に成つている特許請求の範囲第（４）項記載の繊
    維。
  9. （９）前記繊維が３重量％乃至６重量％の固形分ピック
    アップを達成するのに十分な量の前記組成物で処理され
    ているポリエステル繊維であり、該ポリエステル繊維は
    １１％までの熱収縮率、１０％乃至２８％の伸度及び少
    なくとも６０ｇ／デニールのキユアー後のモジユラスに
    よつて特徴付けられるものである特許請求の範囲第（４
    ）項記載の繊維。
  10. （１０）繊維の熱収縮率が高くても３％であり、該繊維
    は、その剛性を高め、切断に資するために、２個乃至１
    ２個の炭素又は炭素プラスエーテル酸素を含有する少な
    くとも１種の脂肪族グリコールと芳香族二−又は三官能
    性カルボン酸類の組み合わせとの反応生成物であつて、
    ゲル化点以下のエステル化度を有する、油不含の、末端
    がカルボキシル基であるアルキド樹脂の水溶液から成る
    組成物で処理されていることを特徴とする高強力のポリ
    エステル繊維。
  11. （１１）前記溶液が４５モル乃至５５モルのジエチレン
    グリコールと１５モル乃至２５モルのイソフタル酸、１
    ５モル乃至２５モルのテレフタル酸及び５モル乃至１０
    モルの無水トリメリット酸とから本質的に成つている特
    許請求の範囲第（１０）項記載の繊維。
  12. （１２）（ａ）樹脂マトリックス；及び（ｂ）ポリエス
    テル繊維、脂肪族ポリアミド繊維及び両者の組み合わせ
    より成る群から選ばれる強化用の高強力繊維であつて、
    その剛性を高め、切断に資するために、２個乃至１２個
    の炭素又は炭素プラスエーテル酸素を含有する少なくと
    も１種の脂肪族グリコールと芳香族二−又は三官能性カ
    ルボン酸類の組み合わせとの反応生成物であつて、ゲル
    化点以下のエステル化度を有する、油不含の、末端がカ
    ルボキシル基であるアルキド樹脂の水溶液から成る組成
    物で処理されている該繊維から成ることを特徴とする繊
    維強化プラスチック複合材料。
  13. （１３）前記脂肪族グリコールがエチレングリコール、
    ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロ
    ピレングリコール、テトラエチレングリコール、ブタン
    ジオール、ブテンジオール、ブチンジオール及びそれら
    の組み合わせより成る群から選ばれ、そして前記芳香族
    カルボン酸がオルトフタル酸、無水オルトフタル酸、イ
    ソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水トリ
    メリット酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、フェニ
    ルインタンジカルボン酸、トリメシン酸、４，４′−ジ
    フェニルジカルボン酸、２，６−ピリジンジカルボン酸
    、ｐ−ヒドロキシメチル安息香酸、５−ｔｅｒｔ−ブチ
    ルイソフタル取、ビメシチレン−４，４′−ジカルボン
    酸及びそれらの組み合わせより成る群から選ばれる特許
    請求の範囲第（１２）項記載の複合材料。
  14. （１４）前記繊維がポリエステル繊維であり、その固形
    分ピックアップが３重量％乃至６重量％であり、そして
    前記溶液が４５モル乃至５５モルのジエチレングリコー
    ルと１５モル乃至２５モルのイソフタル酸、１５モル乃
    至２５モルのテレフタル酸及び５モル乃至１０モルの無
    水トリメリット酸とより本質的に成つている縮合重合体
    の塩溶液より本質的に成つている特許請求の範囲第（１
    ３）項記載の複合材料。
  15. （１５）前記樹脂マトリックスがポリエステル、エポキ
    シ及びビニルエステルより成る群から選ばれる熱硬化性
    樹脂から成る特許請求の範囲第（１４）項記載の複合材
    料。
  16. （１６）前記樹脂マトリックスが不飽和ポリエステル樹
    脂から成る特許請求の範囲第（１５）項記載の複合材料
    。
  17. （１７）強化用ガラス繊維を更に含んでいる特許請求の
    範囲第（１６）項記載の複合材料。
  18. （１８）前記ポリエステル繊維が７ｇ／デニール乃至９
    を／デニールの強度、高くても３％の熱収縮率、１４％
    乃至２４％の伸度及び７０ｇ／デニール乃至９０ｇ／デ
    ニールのキユアー後のモジユラスによつて特徴付けられ
    る特許請求の範囲第（１７）項記載の複合材料。
JP15215785A 1984-07-18 1985-07-10 プラスチツク複合材料強化用繊維及び繊維強化プラスチツク複合材料 Pending JPS6134282A (ja)

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