JPS6330209A - アラミツド繊維補強複合材及びその製造法 - 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、引張強度、ヤング率、耐摩耗性、耐衝撃性が
著しく高く、しかも熱可塑性樹脂特有の［従来の技術］ 従来、熱可塑性樹脂の引張強度、ヤング率、耐摩耗性、
耐衝撃性を向上させるために種々の繊維との複合材が製
造されたが、いずれも問題があった。

まず熱可塑性樹脂にガラス繊維を混入さＩだいわゆるＧ
ＦＲＴＰは、繊麓自体の比重が大きいため、重く、しか
も繊維が折れ易いという問題があった。

従って、このようなＧｒＲＴＰを摺動材どしＣ用いると
相手金属を摩耗するという致命的な欠点が生じるのであ
った。

そこで炭素繊維を混入した熱可塑性樹脂であるいわゆる
ＣＦＲＴＰが捉案された。ＣＦＲＴＰはＧＩ　ＲＴＰの
重いという欠点は解決したが、依然どして繊維が折れ易
いＩこめ、ＣＩ’　＋１　Ｔ　Ｐの耐摩耗性、切断性の
問題【よ解）大されないままであった。

これらの従来品の問題を解決すべきため、比重が小さい
一ト、１バれ難く強靭なアラミツドｍ維を熱可塑性樹脂
中に混合分散することが提案された。

しかしアシミツド繊維と熱可塑性樹脂との接着性が悪い
ため、甲にアシミツド繊維を熱可塑性樹脂中に混合分散
しでも耐衝撃性はＧＦＲＴＰ程庶になるが、引張強度が
Ｇ［ＲＴＰより劣り、アラミツド繊維の特長を１１かす
どころか所期の補強効果が得られず、実用化されていな
いのが実態であった。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明者らは、アシミツド繊維の接着性を改良りること
（薯戊功し、引張強度が著しく高い熱可塑ｉｌ＋樹脂の
複合材を（９る方法を見出した。

史に、本発明は、Ｖフグ率、耐摩耗性、耐Ｖｊｊ撃↑１
１ｔ）高い」−１強い剪断力下でも繊維が折れたり、切
断されイｊい複合体を製造づることを目的どする。

１問題魚を解決するための手段］ 本発明はｌボ４シ化合物の溶液を表面に付着さけたアラ
ミツド繊維を、粉末状の熱可塑性樹脂の法である。

本発明におりる熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、
機械的強度の大きいポリアミド、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブブレンテレフタレート、ボリアリレート
、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性フェニレン
オキサイド、ポリザルホン、ポリスルフィド、ポリ１−
チルサルホン、ポリエーテル１−チルケトン、ポリアミ
ドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、Ｊ−ゴノ
ール、ポリフェニレンサルフィドなどが好ましく、特に
ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブブレ
ンテレフタレー１〜、ポリアセタール、ポリスルフフィ
ト、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが好ましい。

本発明における熱可塑性樹脂は、粉末状であるメツシー
１バスｅあるとりＴましい。

本発明に４３　（Ｊるアラミツドとは、芳香族ジカルボ
ン酸Ｊ３よび７・′又はその酸クロライドと芳香族ジア
ミンをに成分とするホモポリマーおよび／又は］Ｊポリ
マーであり、芳香族ジカルボン酸および芳ｍｔｈジアミ
ンは各々メタ休とパラ体をとり得るが、１ＳＩにＩｔ、
にパラ体であるｂのが好ましい。

このアシミツド繊維の長さは０．５〜３０蔵であると複
合体中での該繊維の分散が良好どなるので好ましい。０
．５ＩｎＩｎより短かいならば、前記樹脂とアシミツド
繊維との間で抜りが起こり、複合材の強度は向トＬノ＜
Ｅいので好ましくない。また、３０ａｍより長い＜１ら
ば、樹脂中均−に分散されないため、複合材に物性のむ
らが発生して好ましくない。

本発明の■ボ１−シ化合物は、■ポ４−シ当帛１００・
〜２０００、特に２００〜１０００であるど耐熱性との
関係でりｆましい１゜ 更に本発明にお（）るエポキシ化合物は例えば次の一般
式を有する。

具体的には、ビス７」、ノール型１−ポキシ樹脂（ジグ
リシジル１−チル）、多官能型１ボキシ樹脂（フェノー
ルノボラック、クレゾールノボラック）、脂環式■ボキ
シ樹脂、ガ燃］ニポ４ニジ樹脂などがある。

本発明におけるエポキシ化合物の溶液を形成する溶剤は
、エポキシ化合物を溶解するものならば特に限定されな
いが、例えばメチルＴデルケトン、トルエンが好ましい
。■ポキシ化合物溶液のａ！麿は５〜３０重量％、特に
１０〜２０重量％であると好ましい。５重量％より低い
ならば薄遇ぎ、得られる複合材にむらが生ずるので好ま
しくない。３０重組％より高いならば、付着量が多過ぎ
、アラミツド！１ＩｌｌをからめＣしまい、得られる複
合材にむらが生ずるので好ましくない。

本発明ぐは、このアラミツド繊維に、エポキシ化合物の
溶液を付着させるが、アラミツド繊維への−［ボ４−シ
化合物の付＠吊を１〜１０重量％とすると、特に３〜７
重量％とすると好ましい。

このエポキシ化合物を付着さｌだアラミツド繊維をエポ
キシ基が未硬化の状態で、粉末状の熱可塑性樹脂の中に
混合し、分散する。

本発明では、このように付着したエポキシ化合物が未硬
化の状態のままアラミツド繊維を粉末状の熱可塑性樹脂
の中に混合し、分散してこれをペレット状にした後、成
型１−る。この結果、エポキシ基が硬化し、アラミツド
繊維と熱可塑性樹脂とが強固に接着し、強靭な複合体を
製造することができる。し力ゝし工緻シイヒ／？１＠の
ｚｔイｃｉ１．Ｉｔｌｌ千女すｉレイｆｉｙ＋。

熱可塑性樹脂とアラミツド繊維との混合割合は熱可塑性
樹脂の種類によっても異なるが、一般に樹脂の重量に対
して５−５０重量％、特に１０〜３０重量％ｅあると好
ましい。５重量％より少量ならば得られる複合体の引張
強度が樹脂のそれとほとんど差がないので好ましくない
。一方、５０重量％より多聞ならば得られる複合体の加
工性、成形性等が悪くなるので好ましくない。

［実　施　例］ 以下実施例にＪ：り本発明をさらに具体的に説明する。

実施例　１ ６＃ｌｌｌ１長のアラミツド繊ｅｌｆ（ｉユボン判製“
ケブー　［Ｆ］ ツー４９”）を、あらかじめ調整したＴボ：１ニジ当吊
６００〜７００、分子量１０６０の」エポキシ化合物（
油化シェルエポキシ■製ｉｉ　■ピ］−ト１００２”　
）の１０％メチルエヂルケトン溶液中で処即し、除液後
、アラミツド繊維へのエポキシ化合物のｌＪ着聞合５％
に調整し、２４時間風乾し、次いで１２０℃の熱風炉で
２時間乾燥した。別に、６０メツシユ以下に粉砕したポ
リアミド樹脂（東し■製゛アラミンＣＨ１００７”）７
５重量部に対し、エポキシ化合物を付着したアラミツド
ｌｌ＠　２５重量部を混合し、分散し１、ｌ：後、ペレ
タイズし、射出成形してアラミツド繊維補強複合材を得
た。

得られた複合材は対比強度２，６、比重量．２、定常摩
耗率（面圧１０に９／ｃｔｘ２）　　０．６１ｇ／ａＲ
２−ｈｒでありその他の物性値を測定した結果を表１に
示す。

対比強度とは、複合材を構成する熱可塑性樹脂の単独の
引張強度に対するアラミツド繊維補強複合材の引張強度
の比の値である。

定常摩耗率は、デーパ−式摩耗性試験機を用いて測定し
た値である。ず４１わちこの試験機を用いてｆ！Ｉ　ｅ
　ｊｌ測した直径約１００調の円板状試験片の土に５０
０ｇの荷重をかけた車輪状の摩耗輪（ゴム輪にサンドペ
ーパーを貼り（＝ｌけだもの）２個を置ぎ、試験片を回
転させながら摩耗させる。試験片の表面がリング状にす
り減って印刷模様がすり切れた時の試料の回転数を読み
取り、さらに試験片の摩耗減量を測定して回転数１００
回当たりの摩耗量を算出し、試料の定常摩耗率とＪる。

比較例　１ エル４シ化合物処理をしない他は、実施例１と同様にし
て、アラミツド繊維入りの複合材を製造した。この複合
材の物性は表１に示す通りである。

比較例　２ エポキシ化合物のエポキシ当量６００−７００の１０％
相当分のジアミノシフ１ニルスルホン砂化剤を添加した
エポキシ化合物のメチル１プルケトン溶液を使用した他
は、実施例１と同様にしてアラミツド繊維入りの複合材
を製造した。

比較例　３ アラミツドｖａａＩｉを混合ゼずに、実施例１と同様に
して成型品を製造した。得られた成型品は、比重量．１
４で他の物性は表１に示す。

表　　　　１ １）　引張強度は酩ＴＨＤ−６３８規格２）　引’ＡＶ
ジ］ラスは＾ＳＴＨＤ−１７０８規格３）　アイゾツト
衝撃痕は＾ＳＴＨＤ−２５６規格で各々測定した値 ［発明の効果］ 本発明は、元来接着性の悪いアラミツド繊維に、あらか
じめコーホ４ニジ化合物を付着し、これを粉末状の熱可
塑性樹脂を混合分散し、更にエポキシ基の硬化を進行さ
せることにより、アラミツド繊維ど熱可塑性樹脂との接
着が強固になり、強靭なアラミツド繊維補強複合材を得
ることができる。

本発明の複合材は、引張強度の著しく高いアラミツド繊
維で強固に補強した複合材であるため、強靭であり、強
い剪断力下においてｂ、内部の繊維が折れ難く、切断さ
れガいため複合材−５１耐摩耗性、耐衝撃性が茗しく優
れている。このアラミツド繊維補強材は従来のＧ［ＲＴ
Ｐとほぼ同じ対比強度を有する土、Ｇ　Ｉ’　Ｉｔ　Ｔ
　ＰまＩこはＣＦＲＴＰ　、Ｊ、リム耐摩耗性、耐衝撃
性が著しく向上したものである。。

その上、本発明の複合材は、比重の小さいアラミツド繊
維紺で補強されているため、軽■である。例えばガラス
繊ｔＩｉｔ（１５，３ｖｏ、０％）で補強したブイ［１
ン樹脂（単独で・は１．１２）は比重が１．３７程度で
あるのに対し、本発明のアシミツド１ｌＮ（２０，５ｖ
ｏｊ！％）で補強したティ１］ン樹脂は比重量．２程度
であり、著しい軽量化の効果がある。

その−ト、本発明の複合材は、他のＩｆ　ｌ’ｌど接触
してｂ相手材を摩耗ざＵることがない。例えばガラス繊
維強化樹脂と鋳鉄を接面し、而Ｉｔ：　１０　ｋｇ／　
ｃａｒ　２、ドライ、５．６５　ｍ、／ｎ＋ｉｎの条件
で摩耗試験をしたところ、前者の定常摩耗率は０．４ｍ
り７６ｍ２　・ｈｒ、後者のそれは０．２ｍｇ／ｃＩＲ
２・ｈｒ′ｃあり、前者は後者を相当量摩耗する。これ
に対し本発明の複合材祠について同様の試験をすると、
本発明の複合材の定常摩耗率は０，６ｒｎｇ／ｃｍ２　
・ｈｒ、鋳鉄のそれは０、０！＋　ｔｎｙ　／　、、　
２　　・ｈ「であり、本発明の複合材は鋳鉄をほどんど
摩耗ざＵない。

従つ（、本発明の複合材は用途が著しく拡大され、歯巾
、軸受、カム、プーリー、ポンプ部品等の耐摩耗材、バ
ルブ等の耐衝撃材などに最適である。

特晶１出願人　　　丸　　紅　　株　　式　　会　　社
周　　　アイシーニス株式会刀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エポキシ基により接着された熱可塑性樹脂とアラミ
   ツド繊維とから構成され、該繊維は長さ０．５〜３０ｍ
   ｍで、該樹脂に対し５〜５０重量％の割合で該樹脂中に
   分散されてなる複合材で、その対比強度が２．０以上で
   あるアラミツド繊維補強複合材。 ２、エポキシ化合物の５〜３０重量％溶液を表面に付着
   させた、長さ０．５〜３０ｍｍのアラミッド繊維を、１
   ０メッシュパスの粉末状の熱可塑性樹脂の中に、該樹脂
   に対し５〜５０重量％の割合で混合し、分散させた後、
   該混合物をペレット化し、成型することを特徴とするア
   ラミッド繊維補強複合材の製造法。