JPWO2022270433A5 - - Google Patents
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Description
本発明の繊維構造体は、繊維構造に由来して、取り扱い性に優れるだけでなく、繊維構造体中の樹脂が加熱により流動可能であるため、複雑形状を形成しやすい。さらに、互いに熱架橋性を有する樹脂で構成された繊維構造体を加熱して成形体を形成する場合、加熱により繊維構造体中の樹脂間で架橋反応を起こしつつ、成形することができる。さらに、成形体では樹脂が熱架橋することにより、成形体の強度が向上するとともに、成形温度よりも高温下に成形体を暴露した場合であっても、成形体は耐熱性に優れている。
（非晶性エポキシ系繊維）
非晶性エポキシ系繊維は、非晶性エポキシ系樹脂で構成される限り特に限定されず、目的とする繊維構造体の形状に応じて、様々な繊維径を有することができる。非晶性エポキシ系繊維の単繊維の平均繊維径は、例えば、４０μｍ以下であってもよく、好ましくは３８μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下であってもよい。
例えば、非晶性エポキシ系繊維を強化繊維との複合材のマトリックス樹脂を形成する材料として用いる場合、単繊維の平均繊維径が上記範囲であると、強化繊維と混合させる上で有利である。また、単繊維の平均繊維径の下限値は、例えば、１μｍ以上であってもよく、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上、さらにより好ましくは１５μｍ以上、特に好ましくは２０μｍ以上であってもよい。なお、繊維断面形状が真円でない場合には、単繊維の平均繊維径は、繊維断面形状の外接円径により測定される値であってもよい。平均繊維径は、後述する実施例により測定される値である。
非晶性エポキシ系繊維は、非晶性エポキシ系樹脂で構成される限り特に限定されず、目的とする繊維構造体の形状に応じて、様々な繊維径を有することができる。非晶性エポキシ系繊維の単繊維の平均繊維径は、例えば、４０μｍ以下であってもよく、好ましくは３８μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下であってもよい。
例えば、非晶性エポキシ系繊維を強化繊維との複合材のマトリックス樹脂を形成する材料として用いる場合、単繊維の平均繊維径が上記範囲であると、強化繊維と混合させる上で有利である。また、単繊維の平均繊維径の下限値は、例えば、１μｍ以上であってもよく、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上、さらにより好ましくは１５μｍ以上、特に好ましくは２０μｍ以上であってもよい。なお、繊維断面形状が真円でない場合には、単繊維の平均繊維径は、繊維断面形状の外接円径により測定される値であってもよい。平均繊維径は、後述する実施例により測定される値である。
また、本発明における非晶性エポキシ系繊維の製造方法では、溶融紡糸後得られた繊維を延伸せずにそのまま未延伸糸として使用してもよく、また、紡糸工程により得られた繊維に対して、例えば、繊維径を調整する観点から、延伸する延伸工程を含んでいてもよい。
延伸温度は、非晶性エポキシ系樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を基準として、（Ｔｇ－３０）～（Ｔｇ＋２０）℃であることが好ましい。また、非晶性エポキシ系繊維の複屈折値を調整する観点から、紡糸ノズルから吐出された糸条に対して、延伸倍率を限りなく低く（例えば、延伸倍率１．０１～１．３程度、好ましくは延伸倍率１．０１～１．２程度）設定して延伸してもよいが、繊維径の調整との両立を考慮して、延伸温度に応じて延伸倍率を設定してもよい。例えば、延伸温度が（Ｔｇ－３０）℃以上（Ｔｇ－２０）℃未満の時は、延伸倍率が１．０１～１．２であることが好ましく、（Ｔｇ－２０）℃以上Ｔｇ℃未満の時は、延伸倍率が１．０１～１．４であることが好ましく、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋２０）℃以下の時は、延伸倍率が１．０１～１．７であることが好ましい。
延伸温度は、非晶性エポキシ系樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を基準として、（Ｔｇ－３０）～（Ｔｇ＋２０）℃であることが好ましい。また、非晶性エポキシ系繊維の複屈折値を調整する観点から、紡糸ノズルから吐出された糸条に対して、延伸倍率を限りなく低く（例えば、延伸倍率１．０１～１．３程度、好ましくは延伸倍率１．０１～１．２程度）設定して延伸してもよいが、繊維径の調整との両立を考慮して、延伸温度に応じて延伸倍率を設定してもよい。例えば、延伸温度が（Ｔｇ－３０）℃以上（Ｔｇ－２０）℃未満の時は、延伸倍率が１．０１～１．２であることが好ましく、（Ｔｇ－２０）℃以上Ｔｇ℃未満の時は、延伸倍率が１．０１～１．４であることが好ましく、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋２０）℃以下の時は、延伸倍率が１．０１～１．７であることが好ましい。
Claims (17)
- 互いに熱架橋反応性を有する熱可塑性樹脂ＡおよびＢを少なくとも含み、
前記熱可塑性樹脂Ａが非晶性エポキシ系樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂ＡおよびＢの少なくとも一方が繊維形状を有している、繊維構造体。 - 請求項１に記載の繊維構造体であって、前記熱可塑性樹脂ＡおよびＢの双方が繊維形状を有している、繊維構造体。
- 互いに熱架橋反応性を有する熱可塑性樹脂ＡおよびＢを少なくとも含み、
前記熱可塑性樹脂Ａが非晶性エポキシ系樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂ＡおよびＢの少なくとも一方が繊維形状を有しており、前記熱可塑性樹脂Ａが、複屈折値が０．００５以下を有する非晶性エポキシ系繊維を含む、繊維構造体。 - 請求項１～３のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、前記熱可塑性樹脂Ａと前記熱可塑性樹脂Ｂとの含有比が、重量比で３０／７０～９０／１０である、繊維構造体。
- 互いに熱架橋反応性を有する熱可塑性樹脂ＡおよびＢを少なくとも含み、
前記熱可塑性樹脂Ａが非晶性エポキシ系樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂ＡおよびＢの少なくとも一方が繊維形状を有しており、不織布形状を有する、繊維構造体。 - 請求項１～５のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、前記熱可塑性樹脂Ａのガラス転移温度が前記熱可塑性樹脂Ｂの軟化点より低く、これらの温度差が４０℃以上である、繊維構造体。
- 請求項１～６のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリカーボネート系樹脂で構成される、繊維構造体。
- 請求項１～７のいずれか一項に記載の繊維構造体であって、強化繊維を更に含む、繊維構造体。
- 請求項８に記載の繊維構造体であって、前記熱可塑性樹脂Ａと前記熱可塑性樹脂Ｂの総量と、前記強化繊維との重量比が７０／３０～２５／７５である、繊維構造体。
- 請求項８または９に記載の繊維構造体であって、前記繊維構造体における前記強化繊維の繊維径を１００とした場合、熱可塑性樹脂ＡおよびＢの少なくとも一方からなる繊維の繊維径が、５～３５００である、繊維構造体。
- 互いに熱架橋反応性を有する熱可塑性樹脂ＡおよびＢを少なくとも含み、
前記熱可塑性樹脂Ａが非晶性エポキシ系樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂ＡおよびＢの少なくとも一方が繊維形状を有しており、伸度が１％以上である、繊維構造体。 - 請求項１～１１のいずれか一項に記載された繊維構造体を準備する準備工程と、
前記繊維構造体を一枚ないしは多数枚重ね合わせ、熱可塑性樹脂ＡおよびＢの流動開始温度以上で加熱する加熱成形工程と、
を少なくとも備える架橋成形体の製造方法。 - 請求項１２に記載の架橋成形体の製造方法であって、加熱成形工程が、三次元形状を有する金型を用いて行われる、架橋成形体の製造方法。
- 請求項１２または１３に記載の架橋成形体の製造方法であって、加熱成形工程が、３００℃以下の加熱処理により行われる、架橋成形体の製造方法。
- 請求項１４に記載の架橋成形体の製造方法であって、加熱成形工程の加熱温度ＨＴに対して０～８０℃低い温度である、（ＨＴ－８０）～（ＨＴ－０）℃で冷却工程が行われる、架橋成形体の製造方法。
- 請求項１～１１のいずれか一項に記載された繊維構造体の架橋成形体であって、架橋成形体の荷重たわみ温度が、２５０℃以上である、架橋成形体。
- 請求項１６に記載された架橋成形体であって、複雑形状領域を有している、架橋成形体。
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