KR20230120671A - 섬유 강화 복합 재료 - Google Patents

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KR20230120671A
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유우키 구와지마
하야토 즈다
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

탄소 섬유 및 불소 수지를 함유하는 섬유 강화 복합 재료이며, 특정 조건에 의해 측정하는 인장 탄성률이 40㎬ 이상인 섬유 강화 복합 재료를 제공한다.

Description

섬유 강화 복합 재료
본 개시는, 섬유 강화 복합 재료에 관한 것이다.
매트릭스로서 불소 수지를 포함하는 섬유 강화 복합 재료로서, 특허문헌 1에는, 탄소 섬유와, 상기 탄소 섬유를 구성하는 탄소 단섬유의 주위에 위치하는 불소 수지층을 포함하고, 상기 불소 수지층을 구성하는 불소 수지가 폴리불화비닐리덴이며, 인장 강도가 400㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 시트가 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 강화 섬유 기재, 및 하기 불소 수지를 50체적％ 이상 포함하는 수지 성분을 포함하고, 상기 강화 섬유 기재와 상기 수지 성분의 합계 체적에 대한 상기 강화 섬유 기재의 체적의 비율이 0.30 내지 0.70인 섬유 강화 수지층과, 금속, 종이, 유리, 또는, 하기 비불소 수지를 50체적％ 초과 포함하는 수지 성분을 포함하는 기재를 구비하고, 적어도 한쪽의 최표층이 상기 섬유 강화 수지층이며, 상기 섬유 강화 수지층의 합계 두께와 상기 기재의 합계 두께의 비가 1/99 내지 30/70인, 적층체가 기재되어 있다.
불소 수지: 카르보닐기 함유기, 히드록시기, 에폭시기, 아미드기, 아미노기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 관능기를 갖고, 융점이 100 내지 325℃이고, 용융 성형 가능한 불소 수지.
비불소 수지: 불소 원자를 포함하지 않는 열경화성 수지의 경화물 또는 열가소성 수지.
국제 공개 제2018/207446호 국제 공개 제2019/203099호
본 개시에서는, 기계적 강도가 우수하여, 부하가 걸리는 구조 부재에도 이용 가능한 섬유 강화 복합 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 의하면, 탄소 섬유 및 불소 수지를 함유하는 섬유 강화 복합 재료이며, 이하의 조건에 의해 측정하는 인장 탄성률이 40㎬ 이상인 섬유 강화 복합 재료가 제공된다.
(인장 탄성률의 측정 조건)
이하의 조건을 채용하는 것 이외에는 ASTM D3039-17에 준거하여 측정한다.
클립: 인스트론(INSTRON)사제, 형식 2580-301, 용량 ±100kN
변형 게이지: 도쿄 솟키 겐큐죠사제, 형식: FLA-6-11-3LJCT
인장 속도: 2㎜/분
본 개시의 섬유 강화 복합 재료에 있어서, 상기 불소 수지가, 염소 원자를 함유하는 것이 바람직하다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료에 있어서, 상기 불소 수지의 염소 원자의 함유율이, 1.5질량％ 이상인 것이 바람직하다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료에 있어서, 상기 불소 수지가, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 및 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료에 있어서, 상기 탄소 섬유가, 탄소 단섬유 및 상기 탄소 단섬유에 부착된 사이징제로 구성되어 있고, 상기 사이징제의 부착량이, 상기 탄소 단섬유 및 상기 사이징제의 합계 질량에 대하여, 3％ 이하인 것이 바람직하다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 최대 점 응력이, 600㎫ 이상인 것이 바람직하다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 테이프인 것이 바람직하다.
본 개시에 의하면, 기계적 강도가 우수하여, 부하가 걸리는 구조 부재에도 이용 가능한 섬유 강화 복합 재료를 제공할 수 있다.
도 1의 (a) 내지 (c)는, 각각, 테이프의 형상을 도시하는 일례의 모식도이다.
도 2는 파이프의 구성을 도시하는 일례의 모식도이다.
도 3은 테이프의 감기 방법을 도시하는 일례의 모식도이다.
도 4의 (a) 내지 (e)는, 각각, 테이프의 감기 상태를 도시하는 일례의 모식도이다.
도 5는 파이프의 구성을 도시하는 다른 일례의 모식도이다.
이하, 본 개시의 구체적인 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 개시는, 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 탄소 섬유 및 불소 수지를 함유한다. 본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 탄소 섬유 및 불소 수지를 함유함에도 불구하고, 인장 탄성률이 40㎬ 이상이다.
종래의 섬유 강화 복합 재료의 인장 탄성률은, 11㎬ 정도이다. 본 개시의 섬유 강화 복합 재료에 있어서는, 그 구성 재료가 적절하게 선택되어 있음으로써, 인장 탄성률이 종래의 섬유 강화 복합 재료보다도 놀라울 만큼 향상되어 있어, 종래에는 이용이 용이하지 않았던 구조 부재에도 이용 가능하다.
본 개시에 있어서, 인장 탄성률은 이하의 조건에 의해 측정한다.
(인장 탄성률의 측정 조건)
이하의 조건을 채용하는 것 이외에는 ASTM D3039-17에 준거하여 측정한다.
클립: 인스트론사제, 형식 2580-301, 용량 ±100kN
변형 게이지: 도쿄 솟키 겐큐죠사제, 형식: FLA-6-11-3LJCT
인장 속도: 2㎜/분
이 측정 방법은, 종래의 인장 탄성률의 측정 방법과는 다르며, 섬유 강화 복합 재료를 구조 부재에 적용한 경우에 요구되는 기계적 강도를 어느 정도 만족시키고 있는지의 지표가 될 수 있다. 상기 측정 방법에 의해 측정되는 인장 탄성률이 높을수록, 섬유 강화 복합 재료를 구조 부재에 적용하였을 때, 섬유 강화 복합 재료에 대하여 큰 부하가 걸린 경우라도, 섬유 강화 복합 재료가 파손되기 어려운 것을 의미한다.
섬유 강화 복합 재료의 인장 탄성률은, 40㎬ 이상이며, 바람직하게는 60㎬ 이상이며, 보다 바람직하게는 80㎬ 이상이며, 더욱 바람직하게는 100㎬ 이상이다. 섬유 강화 복합 재료의 인장 탄성률의 상한은, 특별히 한정되지는 않고, 높을수록 바람직하지만, 각종 특성의 밸런스가 우수한 섬유 강화 복합 재료를 얻는 관점에서는, 바람직하게는 300㎬ 이하이며, 보다 바람직하게는 200㎬ 이하이며, 더욱 바람직하게는 150㎬ 이하이며, 특히 바람직하게는 130㎬ 이하이다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료의 최대 점 응력은, 바람직하게는 600㎫ 이상이며, 보다 바람직하게는 800㎫ 이상이며, 더욱 바람직하게는 1000㎫ 이상이며, 특히 바람직하게는 1100㎫ 이상이다. 상한은, 10000㎫여도 된다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료의 최대 점 신도는, 바람직하게는 0.5％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.7％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.9％ 이상이며, 특히 바람직하게는 1.1％ 이상이다. 상한은, 100％여도 된다.
섬유 강화 복합 재료의 최대 점 응력 및 최대 점 신도는, 섬유 강화 복합 재료의 인장 탄성률을 측정하는 방법으로서 상술한 방법에 의해 측정할 수 있다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 탄소 섬유를 함유한다. 탄소 섬유는, 적합하게는 섬유 강화 복합 재료 중에 탄소 섬유 기재로서 포함된다.
탄소 섬유는, 평균 섬유 길이가 5㎜ 이상인 탄소 단섬유로 이루어지는 것이 바람직하고, 평균 섬유 길이가 50㎜ 이상인 탄소 단섬유로 이루어지는 것이 보다 바람직하고, 평균 섬유 길이가 100㎜ 이상인 탄소 단섬유로 이루어지는 것이 더욱 바람직하고, 평균 섬유 길이가 250㎜ 이상인 탄소 단섬유로 이루어지는 것이 더욱 바람직하고, 연속 섬유인 것이 가장 바람직하다.
탄소 섬유는, 평균 직경이 3 내지 15㎛인 탄소 단섬유로 이루어지는 것이 바람직하고, 평균 직경이 4 내지 9㎛인 탄소 단섬유로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
탄소 섬유를 구성하는 탄소 단섬유는, 표면 처리되어 있어도 되고, 처리제가 사용되어 있어도 되고, 사이징제가 사용되어 있어도 되고, 금속 등으로 도금되어 있어도 된다.
상기 표면 처리에 의해, 예를 들어 탄소 섬유 표면에 산소 함유 관능기, 질소 함유 관능기 등을 도입할 수 있다.
탄소 섬유의 표면 처리로서는, 액상에 있어서의 약액 산화·전해 산화, 기상 산화 등을 들 수 있다. 이들 표면 처리 중에서도, 생산성, 처리의 균일성의 관점에서, 액상에 있어서의 전해 산화 처리가 바람직하다. 전해 산화 처리에 사용되는 전해액으로서는, 황산, 질산 등의 무기산이나, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 무기 수산화물, 황산암모늄, 탄산수소나트륨 등의 무기염류 등을 들 수 있다.
사이징제로서는, 비이온 계면 활성제, 음이온 계면 활성제, 양성 계면 활성제 등의 계면 활성제, 광유, 동식물유 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 에스테르계 화합물, 알킬렌글리콜계 화합물, 폴리올레핀계 화합물, 페닐에테르계 화합물, 폴리에테르계 화합물, 실리콘계 화합물, 폴리에틸렌글리콜계 화합물, 아미드계 화합물, 술포네이트계 화합물, 포스페이트계 화합물, 카르복실레이트계 화합물, 불소계 화합물, 우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물, 아크릴계 화합물, 아이오노머 수지, 실란 커플링제, 폴리비닐알코올계 화합물, 폴리술폰계 화합물, 폴리에테르술폰계 화합물, 폴리에테르이미드계 화합물, 폴리이미드계 화합물, 3급 아민 화합물, 광물유, 유화제, 전해질 화합물 및 이들을 2종 이상 조합한 것을 사용할 수 있다.
탄소 섬유의 취급성이나, 내마모성, 내보풀성을 높이기 위해, 사이징제에는 공지의 첨가제나 보조 성분이 포함되어 있어도 된다. 첨가제나 보조 성분으로서는, 분산제, 계면 활성제, 평활제, 안정제 등을 들 수 있다.
사이징제의 부착량은, 기계적 강도가 한층 더 우수한 섬유 강화 복합 재료가 얻어진다는 점에서, 탄소 단섬유 및 사이징제의 합계 질량에 대하여, 바람직하게는 3％ 이하이며, 보다 바람직하게는 2％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 1％ 이하이며, 특히 바람직하게는 0.5％ 이하이며, 바람직하게는 0.1％ 이상이다.
사이징제의 부착량은, 탄소 섬유를 용제로 세정하고, 회수한 용제를 휘발시킨 후의 잔량에 대한, 세정 전의 탄소 섬유의 질량을 산출함으로써, 구할 수 있다. 용제에는 범용적으로 사용되고 있는 용제를 이용할 수 있고, 아세톤을 이용하는 것이 바람직하다.
처리제로서는, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실란 커플링제, 수불용성 폴리아미드, 수용성 폴리아미드, 불소 수지, 실리콘 수지 및 이들을 2종 이상 조합한 것을 사용할 수 있다.
처리제를 사용함으로써, 탄소 단섬유의 표면에 관능기를 도입할 수 있다. 탄소 단섬유는, 표면에, 아미드기, 카르복실기, 산 무수물기, 알콕시카르보닐기, 시아노기, 카르보네이트기, 카르복실산할라이드기, 히드록실기, 글리시딜기, 이미드기, 우레탄기, 우레아기, 술포닐기, 술포기, 에폭시기, 알킬렌기, 탄화수소기, 할로겐기, N-옥시드기, N-히드록시기, 니트로기, 니트로소기, 아조기, 디아조기, 아지드기, 옥소기, 페닐기, 포스피노기, 티오기, S-옥시드기, 티옥시기, 퍼옥시기, 케톤기, 아실기, 아세틸기, 엔올기, 에나민기, 포르밀기, 벤조일기, 아세탈기, 헤미아세탈기, 옥심기, 티올기, 우레아기, 이소니트릴기, 알렌기, 티올기, 및 이들을 2종 이상 조합한 것을 갖는 것이 바람직하다.
탄소 섬유를 구성하는 탄소 단섬유의 형태로서는, 연속 섬유, 장섬유, 단섬유 등이어도 된다. 탄소 섬유의 형태는, 특별히 한정되지는 않고, 탄소 단섬유를 일방향으로 정렬시킨 일방향 탄소 섬유 시트, 2 이상의 일방향 탄소 섬유 시트를 각도를 변화시켜 적층한 것, 탄소 단섬유가 이차원 방향으로 랜덤하게 배향되어 있는 것, 탄소 단섬유를 직물이나 편물, 부직포 등의 포백으로 성형한 것, 편조 등의스랜드상의 것 등을 모두 포함한다. 이들은, 예를 들어 필라멘트, 토, 스테이플 얀, 직포(클로스), 브레이드, 촙드 스트랜드, 밀드, 펠트, 매트, 페이퍼 등이라 불리는 경우가 있다. 직포로서는, 2방향 직포, 다축 직포 등이어도 된다. 이들은 2종류 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 적층하는 경우에는, 층의 방향을 변화시켜 다층으로 적층하거나, 교호로 적층하거나, 두께 방향으로 대칭으로 배치하는 것이 바람직하다. 탄소 섬유로서는, 인장 특성이 우수하다는 점에서, 시트상의 탄소 섬유인 것이 바람직하고, 탄소 섬유를 일방향으로 정렬시킨 일방향 탄소 섬유 시트, 직포 또는 부직포가 보다 바람직하고, 일방향 탄소 섬유 시트가 더욱 바람직하다.
탄소 섬유가 시트상인 경우의 시트의 두께는, 0.01 내지 5㎜가 바람직하고, 0.05 내지 2.5㎜가 보다 바람직하고, 0.1 내지 2㎜가 더욱 바람직하다.
시트상의 탄소 섬유로서는, 도레이사제의 CO6142, CO6151B, CO6343, CO6343B, CO6347B, CO6644B, CO1302, CO1303, CO5642, CO7354, CO7359B, CK6244C, CK6273C, CK6261C, UT70-20G, UT70-30G, UT70-40G, UT70-45G, UT70-60G, UM46-30G, UM46-34G, UM46-40G, BT70-20, BT70-30, 미쓰비시 레이온사제의 TR3110M, TR3523M, TR6110HM, TR6120HM, TRK101M, TRK510M, TR3160TMS, TR3163TMS, TRK979PQRW, TRK976PQRW, 도호 테낙스사제의 W-1103, W-1104, W-3101, W-310A, W-3104, W-3108, W-310F, W-3112, W-3121, W-3161, W-3162, W-6101, W-6110, W-6E01, W-7101, W-7161, W-7U61, W-3801, W-3802, W-3302, W-3303, W-3304 등을 들 수 있다.
탄소 섬유로서는, 폴리아크릴로니트릴계, 피치계, 레이온계, 셀룰로오스계, 리그닌계, 페놀계, 기상 성장계 등을 들 수 있다. 탄소 섬유로서는, 그 중에서도, 폴리아크릴로니트릴계, 피치계 또는 레이온계의 탄소 섬유가 바람직하고, 인장 강도가 우수한 점에서, 폴리아크릴로니트릴계 탄소 섬유가 보다 바람직하다.
폴리아크릴로니트릴계 탄소 섬유로서는, 도레이사제의 T300, T300B, T400HB, T700SC, T800SC, T800HB, T830HB, T1000GB, T1100GC, M35JB, M40JB, M46JB, M50JB, M55J, M55JB, M60JB, M30SC, 미쓰비시 레이온사제의 HT 시리즈인 TR30S3L, TR50S6L, TR50S12L, TR50S15L, TR50D12L, TRH5018M, TRH5060M, TRW4050L, IM 시리즈인 MR60H24P, HM 시리즈인 MS4012M, HR4012M, HS4012P, HT 시리즈인 34-700, 37-800, 도호 테낙스사제의 HTA40, HTS40, HTS45, STS40, UTS50, IMS40, IMS60, IMS65, HWA35, UMS40, UMS45, UMS55, HTS40MC 등을 들 수 있다.
탄소 섬유의 인장 탄성률(단섬유 인장 탄성률)은, 섬유 강화 복합 재료의 인장 강도가 보다 한층 더 커진다는 점에서, 바람직하게는 100 내지 1000㎬이며, 보다 바람직하게는 200 내지 500㎬이다. 탄소 섬유의 인장 강도(단섬유 인장 강도)는, 섬유 강화 복합 재료의 인장 강도가 보다 한층 더 커진다는 점에서, 바람직하게는 2000 내지 10000㎫이며, 보다 바람직하게는 3000 내지 8000㎫이다.
탄소 섬유로서의 폴리아크릴로니트릴계 탄소 섬유의 인장 탄성률은, 섬유 강화 복합 재료의 인장 강도가 보다 한층 더 커진다는 점에서, 바람직하게는 100 내지 1000㎬이며, 보다 바람직하게는 200 내지 500㎬이다. 탄소 섬유로서의 폴리아크릴로니트릴계 탄소 섬유의 인장 강도는, 섬유 강화 복합 재료의 인장 강도가 보다 한층 더 커진다는 점에서, 바람직하게는 2000 내지 10000㎫이며, 보다 바람직하게는 3000 내지 8000㎫이다.
탄소 섬유의 인장 탄성률 및 상기 인장 강도는, JIS R7606(2000)에 따라서 측정한다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 불소 수지를 함유한다. 불소 수지는, 적합하게는 섬유 강화 복합 재료 중에 매트릭스 수지로서 포함되어 있다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료에 사용하는 불소 수지는, 부분 결정성 플루오로 폴리머이며, 불소 고무가 아니라, 플루오로 플라스틱이다. 불소 수지는, 융점을 갖고, 열가소성을 갖는다. 불소 수지는, 용융 가공성이어도, 비용융 가공성이어도 되지만, 용융 가공성 불소 수지인 것이 바람직하다.
본 개시에 있어서, 용융 가공성이란, 압출기 및 사출 성형기 등의 종래의 가공 기기를 사용하여, 폴리머를 용융하여 가공하는 것이 가능한 것을 의미한다. 따라서, 용융 가공성의 불소 수지는, 멜트 플로 레이트가 0.01 내지 500g/10분인 것이 통상이다.
불소 수지의 융점은, 바람직하게는 150℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 170℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 180℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 190℃ 이상이며, 가장 바람직하게는 200℃ 이상이며, 바람직하게는 320℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 300℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 280℃ 이하이며, 특히 바람직하게는 260℃ 이하이며, 가장 바람직하게는 253℃ 이하이다.
일반적인 성형 온도 범위인 230 내지 350℃의 범위의 임의의 온도(예를 들어, 230℃ 또는 297℃)에 있어서의 불소 수지의 멜트 플로 레이트(MFR)는, 바람직하게는 0.5g/10분 이상이며, 보다 바람직하게는 1.0g/10분 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.5g/10분 이상이며, 특히 바람직하게는 2.0g/10분 이상이며, 가장 바람직하게는 2.5g/10분 이상이며, 바람직하게는 100g/10분 이하이며, 보다 바람직하게는 50g/10분 이하이며, 더욱 바람직하게는 40g/10분 이하이며, 특히 바람직하게는 35g/10분 이하이다. 멜트 플로 레이트는, 예를 들어 멜트인덱서를 사용하여, 임의의 온도(예를 들어, 230℃ 또는 297℃)에서, 임의의 하중(예를 들어, 2.16㎏ 또는 5㎏)으로, 내경 2㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 단위 시간(10분간)당 유출되는 불소 수지의 질량(g)을 측정함으로써, 특정할 수 있다.
불소 수지로서는, 기계적 강도가 한층 더 우수한 섬유 강화 복합 재료가 얻어진다는 점에서, 염소 원자를 함유하는 것이 바람직하다. 불소 수지로서 염소 원자를 함유하는 불소 수지를 사용함으로써, 섬유 강화 복합 재료의 기계적 강도가 놀라울 만큼 향상되어, 부하가 걸리는 구조 부재에도 이용 가능한 섬유 강화 복합 재료가 얻어짐을 알아냈다.
불소 수지의 염소 원자의 함유율로서는, 기계적 강도가 한층 더 우수한 섬유 강화 복합 재료가 얻어진다는 점에서, 바람직하게는 1.5질량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 3.0질량％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 4.0질량％ 이상이며, 특히 바람직하게는 5.0질량％ 이상이며, 가장 바람직하게는 6.0질량％ 이상이며, 바람직하게는 40질량％ 이하이며, 보다 바람직하게는 35질량％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 31질량％ 이하이다.
불소 수지는, 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE) 단위를 함유하는 것이 바람직하다. 불소 수지 중의 CTFE 단위의 함유량으로서는, 불소 수지를 구성하는 전체 중합 단위에 대하여, 바람직하게는 15몰％ 이상이며, 보다 바람직하게는 18몰％ 이상이며, 바람직한 상한은 100몰％이다.
불소 수지로서는, 기계적 강도가 한층 더 우수한 섬유 강화 복합 재료가 얻어진다는 점에서, 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE) 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, PCTFE, CTFE/테트라플루오로에틸렌(TFE) 공중합체, 및, 에틸렌/CTFE 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, PCTFE 및 CTFE/TFE 공중합체가 더욱 바람직하다.
PCTFE로서는, CTFE 단독 중합체 및 CTFE 단위 및 소량의 공단량체 단위를 함유하는 중합체를 들 수 있다.
PCTFE의 융점은, 바람직하게는 150 내지 230℃이고, 보다 바람직하게는 190 내지 217℃이다. 융점은, 시차 주사 열량계〔DSC〕를 사용하여 10℃/분의 속도로 승온하였을 때의 융해열 곡선에 있어서의 극댓값에 대응하는 온도이다.
PCTFE의 플로값은, 바람직하게는 1×10-4 내지 5×10- 1(㎤/초)이다. 플로값은, 고하식 플로 테스터 CFT-500D(시마즈 세이사쿠쇼사제)에서 PCTFE를 230℃에서 용융시켜, 하중 100㎏으로, 노즐 직경 1㎜φ로부터 압출한 경우에 1초간당 압출된 수지의 체적이다.
PCTFE의 CTFE 단위의 함유량은, 바람직하게는 95 내지 100몰％이며, 보다 바람직하게는 98 내지 100몰％이며, 더욱 바람직하게는 99 내지 100몰％이다.
PCTFE가 함유할 수 있는 공단량체 단위를 구성하는 공단량체로서는, CTFE와 공중합 가능한 단량체이면 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어, TFE, 에틸렌, 비닐리덴플루오라이드, 퍼플루오로알킬비닐에테르, 헥사플루오로프로필렌 등을 들 수 있다.
CTFE 공중합체로서는, CTFE 단위와, TFE, 헥사플루오로프로필렌(HFP), 퍼플루오로알킬비닐에테르(PAVE), 비닐리덴플루오라이드(VDF), 불화비닐, 헥사플루오로 이소부텐, 식: CH2=CX1(CF2)nX2(식 중, X1은 H 또는 F, X2는 H, F 또는 Cl, n은 1 내지 10의 정수임)로 나타내어지는 단량체, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 2-부텐, 염화비닐 및 염화 비닐리덴으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단량체에서 유래되는 단위를 포함하는 공중합체가 바람직하다.
CTFE 공중합체로서는, 에틸렌/CTFE 공중합체, 그리고, CTFE 단위와, TFE, HFP 및 PAVE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 단량체에서 유래되는 단위를 포함하는 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하다.
에틸렌/CTFE 공중합체(ECTFE)로서는, 에틸렌 단위와 CTFE 단위를 포함하는 공중합체이며, 에틸렌 단위와 CTFE 단위의 합계에 대하여, 에틸렌 단위를 46 내지 52몰％, CTFE 단위를 54 내지 48몰％ 함유하는 공중합체가 바람직하다. ECTFE는, 에틸렌 단위 및 CTFE 단위만으로 이루어지는 2원 공중합체여도 되고, 에틸렌 단위 및 CTFE 단위에 더하여, 에틸렌 및 CTFE와 공중합 가능한 단량체(예를 들어, PAVE)에 기초하는 중합 단위를 포함하는 것이어도 된다. 에틸렌 및 CTFE와 공중합 가능한 단량체에 기초하는 중합 단위의 함유량은, 에틸렌 단위와 CTFE 단위와 상기 공중합 가능한 단량체에 기초하는 중합 단위의 합계에 대하여, 0.01 내지 5몰％인 것이 바람직하다.
ECTFE의 MFR은, 바람직하게는 0.01 내지 100g/10분이다. ECTFE의 MFR의 측정은, 온도 230℃, 하중 2.16㎏으로 행해진다.
CTFE 공중합체로서는, CTFE 단위 및 TFE 단위를 함유하는 공중합체(CTFE/TFE 공중합체)가 바람직하다.
CTFE/TFE 공중합체로서는, CTFE 단위, TFE 단위 및 이들과 공중합 가능한 단량체(α)에서 유래되는 단량체(α) 단위를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
단량체(α)로서는, CTFE 및 TFE와 공중합 가능한 단량체이면 특별히 한정되지는 않고, 에틸렌(Et), VDF, CF2=CF-ORf1(식 중, Rf1은, 탄소수 1 내지 8의 퍼플루오로알킬기)으로 표시되는 퍼플루오로(알킬비닐에테르)〔PAVE〕, CX3X4=CX5(CF2)nX6(식 중, X3, X4 및 X5는 동일 혹은 다르고, 수소 원자 또는 불소 원자; X6는, 수소 원자, 불소 원자 또는 염소 원자; n은, 1 내지 10의 정수)로 표시되는 비닐 단량체, CF2=CF-OCH2-Rf2(식 중, Rf2는, 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기)로 표시되는 알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체 등을 들 수 있고, 그 중에서도, PAVE, 비닐 단량체 및 알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, PAVE 및 HFP로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하다.
PAVE로서는, CF2=CF-ORf3(식 중, Rf3는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타냄)로 표시되는 퍼플루오로(알킬비닐에테르)가 바람직하고, 예를 들어 퍼플루오로(메틸비닐에테르)〔PMVE〕, 퍼플루오로(에틸비닐에테르)〔PEVE〕, 퍼플루오로(프로필비닐에테르)〔PPVE〕, 퍼플루오로(부틸비닐에테르) 등을 들 수 있고, 그 중에서도, PMVE, PEVE 및 PPVE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, PPVE가 더욱 바람직하다.
알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체로서는, Rf2가 탄소수 1 내지 3의 퍼플루오로알킬기인 것이 바람직하고, CF2=CF-OCH2-CF2CF3가 보다 바람직하다.
CTFE/TFE 공중합체는, CTFE 단위를 10 내지 95몰％, TFE 단위를 90 내지 5몰％ 함유하는 것이 바람직하고, CTFE 단위를 15 내지 90몰％, TFE 단위를 85 내지 10몰％ 함유하는 것이 보다 바람직하고, CTFE 단위를 15 내지 50몰％, TFE 단위를 85 내지 50몰％ 함유하는 것이 더욱 바람직하고, CTFE 단위를 15 내지 25몰％, TFE 단위를 85 내지 75몰％ 함유하는 것이 특히 바람직하다.
CTFE/TFE 공중합체는, CTFE 단위와 TFE 단위를 합계로 90 내지 99.9몰％ 함유하고, 단량체(α) 단위를 0.1 내지 10몰％ 함유하는 것도 바람직하다.
CTFE/TFE 공중합체로서는, CTFE/TFE/PAVE 공중합체가 특히 바람직하다. CTFE/TFE/PAVE 공중합체에 있어서, PAVE로서는, 퍼플루오로(메틸비닐에테르)〔PMVE〕, 퍼플루오로(에틸비닐에테르)〔PEVE〕, 퍼플루오로(프로필비닐에테르)〔PPVE〕, 퍼플루오로(부틸비닐에테르) 등을 들 수 있고, 그 중에서도, PMVE, PEVE 및 PPVE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, PPVE가 보다 바람직하다. CTFE/TFE/PAVE 공중합체에 있어서, PAVE 단위의 함유량은, 전체 중합 단위에 대하여, 바람직하게는 0.5몰％ 이상이며, 보다 바람직하게는 2.0몰％ 이상이며, 바람직하게는 5몰％ 이하이며, 보다 바람직하게는 4몰％ 이하이다.
불소 수지 중의 각 단량체의 함유량은, NMR, 원소 분석을 단량체의 종류에 따라 적절히 조합함으로써 산출할 수 있다.
CTFE/TFE 공중합체의 융점은, 바람직하게는 150℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 170℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 190℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 210℃ 이상이며, 가장 바람직하게는 230℃ 이상이며, 바람직하게는 324℃ 미만이며, 보다 바람직하게는 320℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 270℃ 이하이다.
CTFE/TFE 공중합체의 MFR(297℃)은, 바람직하게는 0.5g/10분 이상이며, 보다 바람직하게는 2.0g/10분 이상이며, 더욱 바람직하게는 3.0g/10분 이상이며, 특히 바람직하게는 4.0g/10분 이상이며, 가장 바람직하게는 5.0g/10분 이상이며, 바람직하게는 100g/10분 이하이며, 보다 바람직하게는 50g/10분 이하이며, 더욱 바람직하게는 40g/10분 이하이며, 특히 바람직하게는 35g/10분 이하이다. CTFE/TFE 공중합체의 MFR의 측정은, 온도 297℃, 하중 5㎏으로 행해진다.
불소 수지는, 기계적 강도가 한층 더 우수한 섬유 강화 복합 재료가 얻어진다는 점에서, 반응성 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 반응성 관능기로서는, 카르보닐기, 히드록실기, 헤테로환기 및 아미노기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
반응성 관능기로서는, 도입이 용이한 점, 불소 수지가 적당한 내열성과 비교적 저온에서의 양호한 접착성을 갖는 점에서, 아미드기, 카르바모일기, 히드록실기, 카르복실기, 카르보네이트기, 카르복실산할라이드기, 산 무수물 결합이 바람직하고, 아미드기, 카르바모일기, 히드록실기, 카르보네이트기, 카르복실산할라이드기, 산 무수물 결합이 보다 바람직하다.
반응성 관능기로서는, 그 중에서도, 카르보네이트기 및 카르복실산할라이드기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다. 카르보네이트기 및 카르복실산할라이드기로서는, 국제 공개 제99/45044호에 기재된 기여도 된다.
불소 수지는, 폴리머의 주쇄 말단 또는 측쇄 중 어느 것에 반응성 관능기를 갖는 중합체로 이루어지는 것이어도 되고, 주쇄 말단 및 측쇄의 양쪽에 반응성 관능기를 갖는 중합체로 이루어지는 것이어도 된다. 주쇄 말단에 반응성 관능기를 갖는 경우, 주쇄의 양쪽의 말단에 갖고 있어도 되고, 어느 한쪽의 말단에만 갖고 있어도 된다. 상기 반응성 관능기는, 에테르 결합도 갖는 경우, 해당 반응성 관능기를 또한 주쇄 중에 갖는 것이어도 된다.
불소 수지는, 주쇄 말단에 반응성 관능기를 갖는 중합체로 이루어지는 것이, 기계 물성, 내약품성을 현저하게 저하시키지 않는 이유로, 또는, 생산성, 비용면에서 유리한 이유로 바람직하다.
반응성 관능기의 수로서는, 기계적 강도가 한층 더 우수한 섬유 강화 복합 재료가 얻어진다는 점에서, 주쇄 탄소수 106개당, 바람직하게는 3 내지 800개이며, 보다 바람직하게는 15개 이상이며, 더욱 바람직하게는 30개 이상이며, 특히 바람직하게는 50개 이상이며, 바람직하게는 400개 이하이며, 보다 바람직하게는 300개 이하이다. 또한, 불소 수지가 카르보네이트기 및 카르복실산할라이드기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 갖는 경우에는, 카르보네이트기 및 카르복실산할라이드기의 합계수로서는, 주쇄 탄소수 106개당, 바람직하게는 3 내지 800개이며, 보다 바람직하게는 15개 이상이며, 더욱 바람직하게는 30개 이상이며, 특히 바람직하게는 50개 이상이며, 바람직하게는 400개 이하이며, 보다 바람직하게는 300개 이하이다.
반응성 관능기의 수는, 불소 수지를 그 융점보다 50℃ 높은 성형 온도, 5㎫의 성형 압력으로 압축 성형함으로써 얻어지는 두께 50 내지 200㎛의 필름 시트를, 적외 분광 광도계를 사용하여 적외 흡수 스펙트럼 분석하고, 기지의 필름의 적외 흡수 스펙트럼과 비교하여 반응성 관능기의 특성 흡수의 종류를 결정하고, 각 차 스펙트럼으로부터 다음 식에 의해 산출하는 개수이다.
반응성 관능기의 개수(주쇄 탄소수 106개당)=(l×K)/t
l: 흡광도
K: 보정 계수
t: 필름 두께(㎜)
대상이 되는 말단 반응성 관능기의 보정 계수를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1의 보정 계수는, 주쇄 탄소수 106개당의 반응성 관능기의 개수를 계산하기 위해 모델 화합물의 적외 흡수 스펙트럼으로부터 결정된 값이다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 불소 수지의 필름 또는 분말과 탄소 섬유를 복합화하여 얻어진 것인 것이 바람직하고, 불소 수지의 필름 또는 분말과 시트상의 탄소 섬유를 복합화하여 얻어진 것인 것이 보다 바람직하고, 불소 수지의 필름 또는 분말과 일방향 탄소 섬유 시트를 복합화하여 얻어진 것인 것이 더욱 바람직하고, 불소 수지의 필름과 일방향 탄소 섬유 시트를 복합화하여 얻어진 것인 것이 더욱 바람직하다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료에 있어서는, 탄소 섬유를 구성하는 적어도 일부의 탄소 단섬유에, 불소 수지가 함침되어 있는 것도 바람직하다. 또한, 적어도 일부의 탄소 단섬유가, 불소 수지 필름에 매설되어 있는 것도 바람직하다. 또한, 적어도 일부의 탄소 단섬유가, 불소 수지 필름에 관입되어 있는 것도 바람직하다.
복합화는, 예를 들어 불소 수지를 성형하여 필름을 얻은 후, 필름과 탄소 섬유를 열 프레스함으로써 실시할 수 있다. 탄소 섬유는, 시트상인 것이 바람직하고, 일방향 탄소 섬유 시트인 것이 보다 바람직하다. 시트상의 탄소 섬유 또는 일방향 탄소 섬유 시트를 사용하는 경우, 탄소 섬유는 개섬해도 된다. 시트상의 탄소 섬유 또는 일방향 탄소 섬유 시트를 사용하는 경우, 불소 수지의 필름을 탄소 섬유의 양면에 배치한 후, 열 프레스에 의해 복합화시킬 수도 있고, 몇 층이라도 적층하여 겹친 후에 복합화시킬 수도 있다.
복합화에 사용하는 필름은, 압출 성형, 프레스 성형 등의 방법을 사용하여, 불소 수지를 성형함으로써 얻을 수 있다.
불소 수지의 필름의 최대 점 응력은, 바람직하게는 5 내지 500㎫이며, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎫이다.
불소 수지의 필름의 최대 점 신도는, 바람직하게는 50 내지 2000％이며, 보다 바람직하게는 100 내지 1000％이다.
불소 수지의 필름의 인장 탄성률은, 바람직하게는 0.1 내지 30㎬이며, 보다 바람직하게는 0.2 내지 2㎬인 것이 바람직하다.
불소 수지의 필름의 최대 점 응력, 최대 점 신도 및 인장 탄성률은, ASTM D638에 따라서 측정한다.
섬유 강화 복합 재료에 있어서, 불소 수지와 탄소 섬유의 질량비(불소 수지:탄소 섬유)로서는, 섬유 강화 복합 재료의 인장 강도, 인장 탄성률 및 인장 신도가 보다 한층 더 커진다는 점에서, 10:90 내지 90:10이 바람직하고, 20:80 내지 80:20이 보다 바람직하고, 30:70 내지 70:30이 더욱 바람직하고, 40:60 내지 60:40이 가장 바람직하다.
섬유 강화 복합 재료는, 불소 수지 및 탄소 섬유 이외의 다른 성분을 더 포함해도 된다. 상기 다른 성분으로서는, 충전제, 가소제, 가공 보조제, 이형제, 안료, 난연제, 활제, 광 안정제, 내후 안정제, 도전제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 발포제, 향료, 오일, 유연화제, 탈불화 수소제, 핵제, 연화제, 계면 활성제, 함침 보조제 등을 들 수 있다.
충전제로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 마이카, 실리카, 탈크, 셀라이트, 클레이, 산화티타늄, 황산바륨 등을 들 수 있다. 도전제로서는 카본 블랙 등을 들 수 있다. 가소제로서는, 디옥틸프탈산, 펜타에리트리톨 등을 들 수 있다. 가공 보조제로서는, 카르나우바 왁스, 술폰 화합물, 저분자량 폴리에틸렌, 불소계 보조제 등을 들 수 있다. 탈불화 수소제로서는 유기 오늄, 아미딘류 등을 들 수 있다.
섬유 강화 복합 재료에 있어서는, 복수의 불소 수지가 블렌드되어도 되고, 불소 수지 이외의 다른 수지가 블렌드되어도 되고, 다른 고무가 블렌드되어도 된다. 그 중에서도, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과의 블렌드가 바람직하다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료는, 테이프인 것이 바람직하다. 테이프는, 권취(또는 감기) 가능한 유연성을 갖는 띠 형상체인 것이 바람직하다.
본 개시의 테이프의 형상은, 대략 띠 형상이면 특별히 한정되지는 않지만, 이하의 것을 예시할 수 있다.
(1) 횡단면의 형상이 직사각 형상인 것
양태 (1)의 테이프는, 단순한 형상이며, 제조가 용이하다. 도 1의 (a)에, 양태 (1)의 테이프의 일례의 횡단면을 도시한다.
(2) 폭 방향의 양단에 박육부를 갖는 것
양태 (2)의 테이프는, 감기 시에, 인접하는 테이프의 박육부를 겹치도록 감음으로써, 대상물에 간극없이 감을 수 있기 때문에, 고온의 유체를 유통시키는 가요관류를 구성하는 테이프층에 적용한 경우라도, 고온의 유체의 외부로의 투과를 용이하게 억제할 수 있다. 또한, 박육부끼리를 겹침으로써, 얻어지는 테이프층의 두께를 용이하게 균일하게 할 수 있다.
상기 폭 방향의 양단의 박육부는, 두께 방향의 서로 반대의 단측에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 한쪽의 박육부가 두께 방향의 상단측에, 다른 쪽이 하단측에 마련되어 있는 것이 바람직하다.
도 1의 (b)에, 양태 (2)의 테이프의 일례의 횡단면을 도시한다. 테이프(1b)의 폭 방향의 양단에, 중앙부(2)와 비교하여 두께가 얇은 박육부(3)가 마련되어 있다. 한쪽의 박육부(3)는 테이프(1b)의 두께 방향의 상단측에, 다른 쪽의 박육부(3)는 하단측에 마련되어 있다. 또한, 양태 (2)에는, 후술하는 양태 (3)은 포함되지 않는 것으로 한다.
(3) 감기 시에, 폭 방향의 단부를, 인접하는 테이프의 폭 방향의 단부와 서로 로크할 수 있는 형상을 갖는 것
양태 (3)의 테이프로서는, 예를 들어 횡단면의 형상이 대략 Z자상, 대략 U자상, 대략 S자상, 대략 T자상, 대략 I자상 등인 것을 들 수 있지만, 이들 형상에 한정되지는 않는다. 양태 (3)의 테이프는, 감기 시에, 인접하는 테이프의 폭 방향의 단부끼리를 맞물리게 하도록 감음으로써, 테이프끼리가 서로 로크된 테이프층을 얻을 수 있다. 따라서, 당해 테이프를 고온의 유체를 유통시키는 가요관류를 구성하는 테이프층에 적용한 경우, 당해 가요관류가 휘거나 비틀어지거나 하였을 때의 테이프의 어긋남을 방지할 수 있다. 그 결과, 가요관류의 내부를 유통하는 유체의 유출을, 보다 확실하게 방지할 수 있다.
양태 (3)의 테이프로서는, 그 중에서도, 횡단면의 형상이 대략 Z자상인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 폭 방향의 양단에 박육부를 갖고, 당해 폭 방향의 양단의 박육부로부터 두께 방향으로 서로 반대 방향(대향하는 방향)으로 돌출되는 볼록부를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이 테이프는, 폭 방향의 양단에 열쇠상 구조의 부위(열쇠부)를 갖고 있기 때문에, 감기 시에, 인접하는 테이프의 열쇠부끼리를 맞물리게 하도록, 즉, 한쪽의 테이프의 볼록부 및 박육부로 구성되는 오목부에, 다른 쪽의 테이프 볼록부를 끼워 넣도록 감음으로써, 테이프끼리가 서로 로크된 테이프층을 얻을 수 있다.
도 1의 (c)에, 양태 (3)의 테이프의 일례의 횡단면을 도시한다. 테이프(1c)는, 횡단면의 형상이 대략 Z자상이다. 테이프(1c)의 폭 방향의 양단에 박육부(5)가 마련되고, 또한, 2개의 당해 박육부(5)로부터 두께 방향으로 서로 반대 방향(대향하는 방향)으로 돌출되는 볼록부(4)가 마련되어 있다.
본 개시의 테이프는, 양태 (3)의 테이프인 것이 특히 바람직하다.
본 개시의 테이프는, 상기 불소 수지와 상기 탄소 섬유를, 필요하면 상기 다른 성분과 함께, 압출 성형, 인발 성형, 프레스 성형, 용융 함침 성형, 압출 라미네이트 성형, 드라이 파우더 코팅 성형 등의 방법에 의해 성형함으로써, 제조할 수 있다. 또한, 이들 성형 방법을 조합해도 된다. 사용하는 탄소 섬유는 회선되어 있는 쪽이 바람직하다. 또한, 상기 불소 수지를, 필요하면 상기 다른 성분과 함께, 실 형상으로 가공하고, 그것을 원하는 형상으로 짬으로써, 직물 테이프로 한 후, 상기 탄소 섬유와 복합화해도 된다.
상기 인발 성형, 상기 드라이 파우더 코팅 성형 및 상기 압출 라미네이트 성형으로서는, 다음 문헌에 기재되어 있는 방법을 채용 가능하다.
벤 고이치, 「연속 섬유 FRTP의 성형법과 특성」, 닛칸 고교 신분샤, 2015년 3월 30일, 제75페이지, 제85페이지, 제143페이지
본 개시의 테이프는, 용도에 따라서 폭, 두께, 길이를 적절히 설정할 수 있다. 본 개시의 테이프를, 라이저관 등의, 고온의 유체를 유통시키는 가요관류에 적용하는 경우에는, 예를 들어 폭을 1㎜ 내지 10m, 두께를 10㎛ 내지 5㎝로 할 수 있다. 길이는, 테이프의 사용량 등에 따라서 결정하면 되지만, 고온의 유체를 유통시키는 가요관류에 적용하는 경우에는, 1m 내지 1000㎞ 정도로 할 수 있다. 이들을 커트하여 1㎝ 내지 1m의 길이로 사용해도 된다.
본 개시는, 제1 층과, 제1 층 상에 형성된, 섬유 강화 복합 재료로 이루어지는 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층체이기도 하다.
적층체에 있어서의 각 층은, 편면 혹은 양면에 플라스마 방전 처리나 코로나 방전 처리 등의 방법으로 표면 처리가 되어 있어도 된다. 또한, 접착제가 도포되어 있어도 된다. 제1 층과 제2 층은, 접착되어 있어도 되고, 접착되어 있지 않아도 된다.
제1 층은, 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 폴리머로서는, 플루오로 폴리머, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르케톤에테르케톤케톤, 폴리아미드, 폴리에틸렌 등이나, 그것들의 혼합물을 들 수 있다.
적층체는, 상기 제1 층 및 제2 층 이외의 다른 층을 포함하는 것이어도 된다. 예를 들어, 용도에 따라서, 제1 층의 제2 층과 반대측의 면 상, 및/또는, 제2 층의 제1 층과 반대측의 면 상에, 다른 층이 더 마련되어도 된다.
적층체는, 파이프 또는 시트인 것이 바람직하다. 적층체가 파이프 또는 시트일 경우, 섬유 강화 복합 재료는 테이프인 것이 바람직하다. 또한, 적층체가 파이프일 경우, 제1 층은 가요성을 갖는 관체여도 된다.
본 개시는, 제1 층과, 제1 층 상에 형성된, 섬유 강화 복합 재료로 이루어지는 제2 층을 포함하는 파이프이며, 제1 층 및 제2 층이, 파이프의 내측으로부터 이 순으로 적층되고, 제2 층이, 제1 층의 외주에 섬유 강화 복합 재료의 테이프를 감음으로써 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프이기도 하다. 제1 층과 제2 층은, 접착되어 있어도 되고, 접착되어 있지 않아도 된다.
제1 층은, 가요성을 갖는 관체인 것이 바람직하다. 상기 가요성을 갖는 관체는, 단층 구조여도 다층 구조여도 된다. 다층 구조의 제작 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 공지의 축차 압출 성형이나 공압출 성형 등이 바람직하다.
상기 관체를 구성하기 위한 재료는, 당해 관체에 가요성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어, 각종 가요관류에 사용되는 공지의 재료를 용도에 따라서 선택할 수 있다. 상기 재료로서는, 폴리머를 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 플루오로 폴리머, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르케톤케톤, 폴리에테르케톤에테르케톤케톤, 폴리아미드, 폴리에틸렌 등이나, 그것들의 혼합물을 들 수 있다.
제2 층에 있어서는, 섬유 강화 복합 재료의 테이프가, 폭 방향으로 인접하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 인접하는 테이프의 폭 방향의 단부끼리가 서로 로크되어 있는 것이 바람직하다. 이 양태는, 예를 들어 양태 (3)의 테이프를 사용함으로써 실현된다. 제2 층에 있어서는, 테이프가 복수층 적층되어 있어도 된다.
본 개시의 파이프에 있어서는, 제1 층 및 제2 층이 각각 관상체를 구성하고, 제1 층 상에 제2 층이 형성되어 있다. 도 2에, 본 개시의 파이프 구성의 일례를 모식적으로 도시한다.
본 개시의 파이프에 있어서, 제2 층은, 제1 층의 외주에 상기 테이프를 감음으로써 형성된다. 이와 같이, 제2 층을, 제1 층의 외주에 상기 테이프를 감은 테이프 감기층으로 하면, 테이프간에 유극이 있기 때문에, 파이프가 굴곡되었을 때 테이프가 늘어나는 일이 없으므로, 파이프가 원래의 상태로 되돌아갔을 때 테이프층의 물성의 저하나 변형이 일어나지 않는다고 하는 효과가 얻어진다.
테이프를 감는 방법은, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 제1 층의 외주에 상기 테이프를 나선상으로 감는 방법이 바람직하다. 도 3에, 테이프의 감기 방법의 일례를 모식적으로 도시한다. 테이프(14)(본 개시의 테이프)는, 관상의 내층(11)(제1 층)의 외주에, 도면 중의 화살표의 방향으로 나선상으로 감긴다.
감기 시에는, 상기 테이프를, 인접하는 테이프의 폭 방향 단부가 서로 중첩되지 않도록 제1 층의 외주에 감아도 된다(예를 들어, 도 4의 (a) 참조). 또한, 상기 테이프를 복수층 감는 경우에는 각 층마다 테이프를 감는 각도를 변경해도 된다. 또한, 얻어진 테이프 감기층의 외주에, 이미 감긴 테이프의 경계부를 덮도록, 감기 위치를 어긋나게 하여 상기 테이프를 마찬가지의 방법으로 감아도 된다(예를 들어, 도 4의 (b) 참조). 이와 같이 하면, 고온의 유체의 투과를 보다 확실하게 억제할 수 있다. 이 경우의 테이프의 감기는, 하층(내층측)의 테이프와 상층(외층측)의 테이프를 동일 방향으로 감아도 되지만, 서로 반대 방향으로 감는 쪽이, 감기 시의 파이프에 가해지는 장력이 균형을 이루므로, 감기 쉬워 바람직하다.
또한, 상기 테이프를, 인접하는 테이프의 폭 방향 단부가 서로 중첩되도록 감아도 된다(예를 들어, 도 4의 (c) 참조). 이와 같이 하면, 고온의 유체의 투과를 보다 확실하게 억제할 수 있다. 이 양태에 있어서도, 상기 테이프를, 동일 방향 또는 반대 방향으로 복수층 감아도 된다.
또한, 상기 테이프가 폭 방향의 양단에 박육부를 갖는 경우에는, 인접하는 테이프의 박육부가 서로 중첩되도록 감는 것이 바람직하다(예를 들어, 도 4의 (d) 참조). 이와 같이 하면, 고온의 유체의 투과를 보다 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 얻어지는 테이프 감기층의 두께를 용이하게 균일하게 할 수 있다. 이 양태에 있어서도, 상기 테이프를, 동일 방향 또는 반대 방향으로 복수층 감아도 된다.
또한, 상기 테이프가 서로 로크 가능한 형상을 갖는 경우에는, 인접하는 테이프의 폭 방향의 단부끼리를 맞물리게 하도록 감는 것이 바람직하다(예를 들어, 도 4의 (e) 참조). 이와 같이 하면, 테이프끼리가 서로 로크된 테이프 감기층을 얻을 수 있기 때문에, 파이프가 휘거나 비틀어지거나 한 경우에, 테이프의 어긋남을 방지할 수 있다. 그 결과, 고온의 유체의 투과를 보다 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 얻어지는 테이프 감기층의 두께를 용이하게 균일하게 할 수 있다. 이 양태에 있어서도, 상기 테이프를, 동일 방향 또는 반대 방향으로 복수층 감아도 된다.
상기 테이프의 감기는, 공지의 테이프 감기 장치를 사용하여 행해도 된다.
제2 층에 있어서는, 인접하는 상기 테이프의 폭 방향의 단부끼리가 서로 로크되어 있는 것이 바람직하다. 이 양태는, 예를 들어 상기 양태 (3)의 테이프를, 인접하는 테이프의 폭 방향의 단부끼리를 맞물리게 하도록 상기 제1 층의 외주에 감음으로써 실현된다.
본 개시의 파이프는, 또한, 제2 층 상에 형성된 제3 층을 포함하는 것이 바람직하다. 제3 층에 사용 가능한 재료로서는, 금속, 수지, 고무 등을 들 수 있다. 그 중에서도 금속이 바람직하다. 제3 층은, 제2 층의 외주를, 예를 들어 공지의 방법에 의해 필요한 재료로 피복함으로써, 형성할 수 있다. 도 5에, 이 형태에 관한 파이프의 구성의 일례를 모식적으로 도시한다. 파이프(20)는, 내층측으로부터 순서대로 제1 층(21), 제2 층(22) 및 제3 층(23)(보강층)이 적층되어 이루어진다.
본 개시의 파이프에 있어서는, 용도에 따라서, 상기 제3 층의 외주에 또 다른 층이 마련되어도 되고, 제1 층의 내주에 또 다른 층이 마련되어도 된다.
본 개시의 테이프 및 파이프는, 라이저관 및 플로 라인에 적합하게 이용 가능하다. 라이저관 및 플로 라인은, 해저 유전 또는 가스 유전에 있어서 해저로부터 해면 상으로 물자를 수송하는 라이저관 및 플로 라인으로서 적합하게 이용할 수 있다. 물자로서는, 원유, 석유 가스, 천연 가스 등의 유체를 들 수 있다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프는, 라이저관 및 플로 라인 이외의 용도로도 사용할 수 있고, 예를 들어 지중, 지상, 해저를 불문하고, 원유나 천연 가스의 유체 이송 금속 배관의 내마찰층을 형성하기 위한 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프로서도 적합하게 사용할 수 있다. 원유나 천연 가스 중에는 금속 배관의 부식의 원인이 되는 이산화탄소나 황화수소가 포함되어 있고, 이것을 배리어하여, 금속 배관의 부식을 억제하거나, 고점도의 원유의 유체 마찰을 저감하거나 할 수도 있다. 또한, 금속과 접착시키기 위해 접착제를 사용하거나 금속 표면을 거칠게 하는 처리를 실시해도 된다. 또한, 본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프는, 자동차용 엔진 주변의 고온부, 혹은, 내약품성이 요구되는 부위, 예를 들어 자동차용 엔진의 엔진 본체, 주운동계, 동변계, 윤활·냉각계, 연료계, 흡기·배기계 등, 구동계의 트랜스미션계 등, 섀시의 스티어링계, 브레이크계 등, 전장품의 기본 전장 부품, 제어계 전장 부품, 장비 전장 부품 등에 있어서의, 내열성·내유성·내연료유성·내LLC성·내스팀성이 요구되는 가스킷이나 비접촉형 및 접촉형의 패킹류(셀프 시일 패킹, 피스톤 링, 분할 링형 패킹, 메커니컬 시일, 오일 시일 등) 등의 시일, 벨로우즈, 다이어프램, 호스, 튜브, 전선 등으로서 적합한 특성을 구비하고 있다. 또한 자동차용 이외로는, 예를 들어 선박, 항공기 등의 수송 기관에 있어서의 내유, 내약품, 내열, 내스팀, 혹은 내후용의 패킹, O-링, 호스, 그 밖의 시일재, 다이어프램, 밸브에, 또한 화학 플랜트에 있어서의 마찬가지의 패킹, O-링, 시일재, 다이어프램, 밸브, 호스, 롤, 튜브, 내약품용 코팅, 라이닝에, 식품 플랜트 기기 및 식품 기기(가정용품을 포함함)에 있어서의 마찬가지의 패킹, O-링, 호스, 시일재, 벨트, 다이어프램, 밸브, 롤, 튜브에, 원자력 플랜트 기기에 있어서의 마찬가지의 패킹, O-링, 호스, 시일재, 다이어프램, 밸브, 튜브에, 일반 공업 부품에 있어서의 마찬가지의 패킹, O-링, 호스, 시일재, 다이어프램, 밸브, 롤, 튜브, 라이닝, 맨드럴, 전선, 플렉시블 조인트, 벨트, 고무판, 웨더 스트립, PPC 복사기의 롤 블레이드 등에 대한 용도에 적합하다. 또한, 본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프는, 내약품성, 저용출성 및 저착향성을 갖기 때문에, 의료·케미컬 분야에 있어서는, 내유, 내약품, 내열, 내스팀 혹은 내후용의 시일재, 덮개재, 벨트, 롤, 호스, 튜브, 필름, 코팅, 라이닝, 조인트, 용기 등에 적용할 수 있다.
본 개시의 적층체는, 배관에 적용할 수도 있다. 이 경우, 상기 적층체로 이루어지는 배관은 통상의 방법에 의해 제조할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 없다. 또한, 상기 배관에는, 코러게이트 튜브도 포함된다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프는, 우수한 기계 특성, 내열성, 내유성, 내아민성, 내약품성 등을 갖고 있어, 자동차 산업, 항공기 산업, 반도체 산업 등의 각 분야에 있어서 각종 부품으로서 사용할 수 있다.
사용되는 분야로서는 예를 들어, 반도체 관련 분야, 자동차 분야, 항공기 분야, 우주·로켓 분야, 선박 분야, 화학 플랜트 등의 화학품 분야, 의약품 등의 약품 분야, 현상기 등의 사진 분야, 인쇄 기계 등의 인쇄 분야, 도장 설비 등의 도장 분야, 분석 기기, 계기 등의 분석·이화학 기계 분야, 식품 플랜트 기기 및 가정용품을 포함하는 식품 기기 분야, 음료 식품 제조 장치 분야, 의약품 제조 장치 분야, 의료 부품 분야, 화학 약품 수송용 기기 분야, 원자력 플랜트 기기 분야, 철판 가공 설비 등의 철강 분야, 일반 공업 분야, 전기 분야, 연료 전지 분야, 전자 부품 분야, 광학 기기 부품 분야, 우주용 기기 부품 분야, 석유 화학 플랜트 기기 분야, 석유, 가스 등의 에너지 자원 탐색 채굴 기기 부품 분야, 석유 정제 분야, 석유 수송 기기 부품 분야 등을 들 수 있다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프의 사용 형태로서는, 예를 들어 링, 패킹, 가스킷, 다이어프램, 오일 시일, 베어링 시일, 립 시일, 플런저 시일, 도어 시일, 립 및 페이스 시일, 가스 딜리버리 플레이트 시일, 웨이퍼 서포트 시일, 배럴 시일 등의 각종 시일재나 패킹 등을 들 수 있다. 시일재로서는, 내열성, 내용제성, 내약품성, 비점착성이 요구되는 용도에 사용할 수 있다.
또한, 튜브, 호스, 롤, 각종 고무 롤, 플렉시블 조인트, 고무판, 코팅, 벨트, 댐퍼, 밸브, 밸브 시트, 밸브의 밸브체, 내약품용 코팅 재료, 라미네이트용 재료, 라이닝용 재료, 펌프의 임펠러나 케이싱용 재료 등으로서도 사용할 수 있다.
또한, 상기 링, 패킹, 시일의 단면 형상은, 다양한 형상의 것이어도 되고, 구체적으로는, 예를 들어 사각, O자, 헤룰 등의 형상이어도 되고, D자, L자, T자, V자, X자, Y자 등의 이형상이어도 된다.
상기 반도체 관련 분야에 있어서는, 예를 들어 반도체 제조 장치, 액정 패널 제조 장치, 플라스마 패널 제조 장치, 플라스마 디스플레이 패널 제조 장치, 플라즈마 어드레스 액정 패널 제조 장치, 유기 EL 패널 제조 장치, 필드 에미션 디스플레이 패널 제조 장치, 태양 전지 기판 제조 장치, 반도체 반송 장치 등에 사용할 수 있다. 그와 같은 장치로서는, 예를 들어 CVD 장치, 반도체용 가스 제어 장치 등의 가스 제어 장치, 드라이 에칭 장치, 웨트 에칭 장치, 플라스마 에칭 장치, 반응성 이온 에칭 장치, 반응성 이온 빔 에칭 장치, 스퍼터 에칭 장치, 이온 빔 에칭 장치, 산화 확산 장치, 스퍼터링 장치, 애싱 장치, 플라스마 애싱 장치, 세정 장치, 이온 주입 장치, 플라스마 CVD 장치, 배기 장치, 노광 장치, 연마 장치, 성막 장치, 건식 에칭 세정 장치, UV/O3 세정 장치, 이온 빔 세정 장치, 레이저 빔 세정 장치, 플라스마 세정 장치, 가스 에칭 세정 장치, 추출 세정 장치, 속슬렛 추출 세정 장치, 고온 고압 추출 세정 장치, 마이크로웨이브 추출 세정 장치, 초임계 추출 세정 장치, 불산, 염산, 황산, 오존수 등을 사용하는 세정 장치, 스테퍼, 코터·디벨로퍼, CMP 장치, 엑시머 레이저 노광기, 약액 배관, 가스 배관, NF3 플라스마 처리, O2 플라스마 처리, 불소 플라스마 처리 등의 플라스마 처리가 행해지는 장치, 열처리 성막 장치, 웨이퍼 반송 기기, 웨이퍼 세정 장치, 실리콘 웨이퍼 세정 장치, 실리콘 웨이퍼 처리 장치, LP-CVD 공정에 사용되는 장치, 램프 어닐링 공정에 사용되는 장치, 리플로우 공정에 사용되는 장치 등을 들 수 있다.
반도체 관련 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 예를 들어 게이트 밸브, 쿼츠 윈도우, 챔버, 챔버 리트, 게이트, 벨자, 커플링, 펌프의 O-링이나 가스킷 등의 각종 시일재; 레지스트 현상액이나 박리액용의 O-링 등의 각종 시일재, 호스나 튜브; 레지스트 현상액조, 박리액조, 웨이퍼 세정액조, 턴테이블, 척 핀, 웨트 에칭조의 라이닝이나 코팅; 펌프의 다이어프램; 웨이퍼 반송용의 롤; 웨이퍼 세정액용의 호스 튜브; 클린룸 등의 클린 설비용 실란트와 같은 클린 설비용 시일재; 반도체 제조 장치나 웨이퍼 등의 디바이스를 보관하는 보관고용의 실링재; 반도체를 제조하는 공정에서 사용되는 약액 이송용 다이어프램 등을 들 수 있다.
상기 자동차 분야에 있어서는, 엔진 본체, 주운동계, 동변계, 윤활·냉각계, 연료계, 흡기·배기계, 구동계의 트랜스미션계, 섀시의 스티어링계, 브레이크계나, 기본 전장 부품, 제어계 전장 부품, 장비 전장 부품 등의 전장 부품 등에 사용할 수 있다. 또한, 상기 자동차 분야에는, 자동 이륜차도 포함된다.
상술과 같은 엔진 본체나 그 주변 장치에서는, 내열성, 내유성, 연료유 내성, 엔진 냉각용 부동액 내성, 내스팀성이 요구되는 각종 시일재에 본 개시의 테이프를 사용할 수 있고, 그와 같은 시일재로서는, 예를 들어 가스킷, 샤프트 시일, 밸브 스템 시일 등의 시일이나, 셀프 시일 패킹, 피스톤 링, 분할 링형 패킹, 메커니컬 시일, 오일 시일 등의 비접촉형 또는 접촉형의 패킹류, 벨로우즈, 다이어프램, 호스, 튜브 외에, 전선, 완충재, 방진재, 벨트 AT 장치에 사용되는 각종 시일재 등을 들 수 있다.
상기 연료계에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 연료 인젝터, 콜드 스타트 인젝터, 연료 라인의 퀵 커넥터, 센더·플랜지·퀵 커넥터, 연료 펌프, 연료 탱크·퀵·커넥터, 가솔린 혼합 펌프, 가솔린 펌프, 연료 튜브의 튜브 본체, 연료 튜브의 커넥터, 인젝터 등에 사용되는 O-링; 호기계 매니폴드, 연료 필터, 압력 조정 밸브, 캐니스터, 연료 탱크의 캡, 연료 펌프, 연료 탱크, 연료 탱크의 센더 유닛, 연료 분사 장치, 연료 고압 펌프, 연료 라인 커넥터 시스템, 펌프 타이밍 컨트롤 밸브, 석션 컨트롤 밸브, 솔레노이드 서브 어셈블리, 퓨얼 컷 밸브 등에 사용되는 시일; 캐니스터·퍼지·솔레노이드·밸브 시일, 온보드·리퓨얼링·베이퍼·리커버리(ORVR) 밸브 시일, 연료 펌프용의 오일 시일, 퓨얼 센더 시일, 연료 탱크 롤 오버·밸브 시일, 필러 시일, 인젝터 시일, 필러 캡 시일, 필러 캡 밸브의 시일; 연료 호스, 연료 공급 호스, 연료 리턴 호스, 베이퍼(이배포레이터) 호스, 벤트(브리더) 호스, 필러 호스, 필러 넥 호스, 연료 탱크 내의 호스(인탱크 호스), 카뷰레터의 컨트롤 호스, 퓨얼 인렛 호스, 퓨얼 브리더 호스 등의 호스; 연료 필터, 연료 라인 커넥터 시스템 등에 사용되는 가스킷이나, 카뷰레터 등에 사용되는 플랜지 가스킷; 증기 회수 라인, 퓨얼 피드 라인, 베이퍼·ORVR 라인 등의 라인재; 캐니스터, ORVR, 연료 펌프, 연료 탱크 압력 센서, 가솔린 펌프, 카뷰레터의 센서, 복합 공기 제어 장치(CAC), 펄세이션 댐퍼, 캐니스터용, 오토콕 등에 사용되는 다이어프램이나, 연료 분사 장치의 프레셔 레귤레이터 다이어프램; 연료 펌프용의 밸브, 카뷰레터 니들 밸브, 롤 오버 체크 밸브, 체크 밸브류; 벤트(브리더), 연료 탱크 내에 사용되는 튜브; 연료 탱크 등의 탱크 패킹, 카뷰레터의 가속 펌프 피스톤의 패킹; 연료 탱크용의 퓨얼 센더 방진 부품; 연료 압력을 제어하기 위한 O-링이나, 다이어프램; 액셀러레이터·펌프·컵; 인탱크 퓨얼 펌프 마운트; 연료 분사 장치의 인젝터 쿠션 링; 인젝터 시일 링; 카뷰레터의 니들 밸브 코어 밸브; 카뷰레터의 가속 펌프 피스톤; 복합 공기 제어 장치(CAC)의 밸브 시트; 퓨얼 탱크 본체; 솔레노이드 밸브용 시일 부품 등을 들 수 있다.
상기 브레이크계에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 마스터 백, 유압 브레이크 호스 에어 브레이크, 에어 브레이크의 브레이크 챔버 등에 사용되는 다이어프램; 브레이크 호스, 브레이크 오일 호스, 배큠 브레이크 호스 등에 사용되는 호스; 오일 시일, O-링, 패킹, 브레이크 피스톤 시일 등의 각종 시일재; 마스터 백용의 대기 밸브나 진공 밸브, 브레이크 밸브용의 체크 밸브; 마스터 실린더용의 피스톤 컵(고무 컵)이나, 브레이크 컵; 유압 브레이크의 마스터 실린더나 배큠 부스터, 유압 브레이크의 휠 실린더용의 부츠, 안티 로크·브레이크·시스템(ABS)용의 O-링이나 그로밋 등을 들 수 있다.
상기 기본 전장 부품에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 전선(하니스)의 절연체나 시스, 하니스 외장 부품의 튜브, 커넥터용의 그로밋 등을 들 수 있다.
제어계 전장 부품에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 각종 센서선의 피복 재료 등을 들 수 있다.
상기 장비 전장 부품에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 카 에어컨의 O-링, 패킹이나, 쿨러 호스, 고압 에어컨 호스, 에어컨 호스, 전자 스로틀 유닛용 가스킷, 다이렉트 이그니션용 플러그 부츠, 디스트리뷰터용 다이어프램 등을 들 수 있다. 또한, 전장 부품의 접착에도 사용할 수 있다.
상기 흡기·배기계에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 흡기 매니폴드, 배기 매니폴드 등에 사용되는 패킹이나, 스로틀의 스로틀 보디 패킹; EGR(배기 재순환), 압박 컨트롤(BPT), 웨스트 게이트, 터보 웨스트 게이트, 액추에이터, 베리어블·터빈·지오메트리(VTG) 터보의 액추에이터, 배기 정화 밸브 등에 사용되는 다이어프램; EGR(배기 재순환)의 컨트롤 호스, 에미션 컨트롤 호스, 터보 차저의 터보 오일 호스(공급), 터보 오일 호스(리턴), 터보 에어 호스, 인터쿨러 호스, 터보 차저 호스, 인터쿨러를 구비한 터보 엔진의 컴프레서와 접속되는 호스, 배기 가스 호스, 에어 인테이크 호스, 터보 호스, DPF(디젤 미립자 포집 필터) 센서 호스 등의 호스; 에어덕트나 터보 에어덕트; 인테이크 매니폴드 가스킷; EGR의 시일재, AB 밸브의 애프터 번 방지 밸브 시트, (터보 차저 등의) 터빈 샤프트 시일이나, 자동차의 엔진에 있어서 사용되는 로커 커버나 공기 흡입 매니폴드 등의 홈 부품에 사용되는 시일 부재 등을 들 수 있다.
그 밖에, 배출 가스 제어 부품에 있어서, 증기 회수 캐니스터, 촉매식 전화 장치, 배출 가스 센서, 산소 센서 등에 사용되는 시일이나, 증기 회수 및 증기 캐니스터의 솔레노이드·아마추어의 시일; 흡기계 매니폴드 가스킷 등으로서 사용할 수 있다.
또한, 디젤 엔진에 관한 부품에 있어서, 직접 분사 인젝터용의 O-링 시일, 회전 펌프 시일, 제어 다이어프램, 연료 호스, EGR, 프라이밍 펌프, 부스트 컴펜세이터의 다이어프램 등으로서 사용할 수 있다. 또한, 요소 SCR 시스템에 사용되는 O-링, 시일재, 호스, 튜브, 다이어프램이나, 요소 SCR 시스템의 요소수 탱크 본체, 및 요소수 탱크의 시일재 등에도 사용할 수 있다.
상기 트랜스미션계에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 트랜스미션 관련의 베어링 시일, 오일 시일, O-링, 패킹, 토크 컨버터 호스 등을 들 수 있다.
미션 오일 시일이나, AT의 미션 오일 호스, ATF 호스, O-링, 패킹류 등도 들 수 있다.
또한, 트랜스미션에는, AT(오토매틱·트랜스미션), MT(매뉴얼·트랜스미션), CVT(연속 가변 트랜스미션), DCT(듀얼·클러치·트랜스미션) 등이 있다.
또한, 수동 또는 자동 변속기용의 오일 시일, 가스킷, O-링, 패킹이나, 무단 변속기(벨트식 또는 토로이달식)용의 오일 시일, 가스킷, O-링, 패킹 외에, ATF 리니어 솔레노이드용 패킹, 수동 변속기용 오일 호스, 자동 변속기용 ATF 호스, 무단 변속기(벨트식 또는 토로이달식)용 CVTF 호스 등도 들 수 있다.
스티어링계에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 파워 스티어링 오일 호스나 고압 파워 스티어링 호스 등을 들 수 있다.
자동차 엔진의 엔진 본체에 있어서 사용되는 형태로서는, 예를 들어, 실린더 헤드 가스킷, 실린더 헤드 커버 가스킷, 오일 팬 패킹, 일반 가스킷 등의 가스킷, O-링, 패킹, 타이밍 벨트 커버 가스킷 등의 시일, 컨트롤 호스 등의 호스, 엔진 마운트의 방진 고무, 컨트롤 밸브 다이어프램, 캠 샤프트 오일 시일 등을 들 수 있다.
자동차 엔진의 주운동계에 있어서는, 크랭크 샤프트 시일, 캠 샤프트 시일 등의 샤프트 시일 등에 사용할 수 있다.
자동차 엔진의 동변계에 있어서는, 엔진 밸브의 밸브 스템 오일 시일, 버터플라이 밸브의 밸브 시트 등에 사용할 수 있다.
자동차 엔진의 윤활·냉각계에 있어서는, 엔진 오일 쿨러의 엔진 오일 쿨러 호스, 오일 리턴 호스, 시일 가스킷이나, 라디에이터 주변의 워터 호스, 라디에이터의 시일, 라디에이터의 가스킷, 라디에이터의 O-링, 배큠 펌프의 배큠 펌프 오일 호스 등 외에, 라디에이터 호스, 라디에이터 탱크, 오일 프레셔용 다이어프램, 팬 커플링 시일 등에 사용할 수 있다.
이와 같이, 자동차 분야에 있어서의 사용의 구체예의 일례로서는, 엔진 헤드 가스킷, 오일 팬 가스킷, 매니폴드 패킹, 산소 센서용 시일, 산소 센서 부시, 산화질소(NOx) 센서용 시일, 산화질소(NOx) 센서 부시, 산화황 센서용 시일, 온도 센서용 시일, 온도 센서 부시, 디젤 파티클 필터 센서용 시일, 디젤 파티클 필터 센서 부시, 인젝터 O-링, 인젝터 패킹, 연료 펌프의 O-링이나 다이어프램, 기어 박스 시일, 파워 피스톤 패킹, 실린더 라이너의 시일, 밸브 스템의 시일, 스태틱 밸브 스템 시일, 다이내믹 밸브 스템 시일, 자동 변속기의 프론트 펌프 시일, 리어 액슬 피니언 시일, 유니버설 조인트의 가스킷, 스피드 미터의 피니언 시일, 풋 브레이크의 피스톤 컵, 토크 전달 장치의 O-링이나 오일 시일, 배기 가스 재연소 장치의 시일이나 베어링 시일, 재연소 장치용 호스, 카뷰레터의 센서용 다이어프램, 방진 고무(엔진 마운트, 배기부, 머플러 행거, 서스펜션 부시, 센터 베어링, 스트럿 범퍼 러버 등), 서스펜션용 방진 고무(스트럿 마운트, 부시 등), 구동계 방진 고무(댐퍼 등), 연료 호스, EGR의 튜브나 호스, 트윈 캬뷰레터 튜브, 카뷰레터의 니들 밸브 코어 밸브, 카뷰레터의 플랜지 가스킷, 오일 호스, 오일 쿨러 호스, ATF 호스, 실린더 헤드 가스킷, 물 펌프 시일, 기어 박스 시일, 니들 밸브 팁, 오토바이용 리드 밸브의 리드, 자동차 엔진의 오일 시일, 가솔린 호스건의 시일, 카 에어컨용 시일, 엔진의 인터쿨러용 고무 호스, 송유 경로 커넥터 장치(fuel line connector systems)의 시일, CAC 밸브, 니들 팁, 엔진 주변 전선, 필러 호스, 카 에어컨 O-링, 인테이크 가스킷, 연료 탱크 재료, 디스트리뷰터용 다이어프램, 워터 호스, 클러치 호스, PS 호스, AT 호스, 마스터 백 호스, 히터 호스, 에어컨 호스, 벤틸레이션 호스, 오일 필러 캡, PS 랙 시일, 랙 ＆ 피니언 부츠, CVJ 부츠, 볼 조인트 더스트 커버, 스트럿 더스트 커버, 웨더 스트립, 글래스 런, 센터 유닛 패킹, 보디 사이트 웰트, 범퍼 러버, 도어 래치, 대시 인슐레이터, 하이텐션 코드, 평벨트, 폴리 V 벨트, 타이밍 벨트, 톱니 부착 벨트, V 리브드 벨트, 타이어, 와이퍼 블레이드, LPG차 레귤레이터용 다이어프램이나 플런저, CNG차 레귤레이터용 다이어프램이나 밸브, DME 대응 고무 부품, 오토텐셔너의 다이어프램이나 부츠, 아이들 스피드컨트롤의 다이어프램이나 밸브, 오토스피드 컨트롤의 액추에이터, 부압 펌프의 다이어프램이나 체크 밸브나 플런저, O. P. S.의 다이어프램이나 O-링, 가솔린압 빼기 밸브, 엔진 실린더 슬리브의 O-링이나 가스킷, 웨트 실린더 슬리브의 O-링이나 가스킷, 디퍼렌셜 기어의 시일이나 가스킷(기어유의 시일이나 가스킷), 파워 스티어링 장치의 시일이나 가스킷(PSF의 시일이나 가스킷), 쇼크 업소버의 시일이나 가스킷(SAF의 시일이나 가스킷), 등속 조인트의 시일이나 가스킷, 휠 베어링의 시일이나 가스킷, 메탈 가스킷의 코팅제, 캘리퍼 시일, 부츠류, 휠 베어링 시일, 타이어의 가황 성형에 사용되는 블래더 등을 들 수 있다.
상기 항공기 분야, 우주·로켓 분야, 선박 분야에 있어서는, 특히 연료 계통이나 윤활유 계통에 사용할 수 있다.
상기 항공기 분야에 있어서는, 예를 들어 항공기용 각종 시일 부품, 항공기용 엔진 오일 용도의 항공기용 각종 부품, 제트 엔진 밸브 스템 시일이나 가스킷이나 O-링, 로테이팅 샤프트 시일, 유압 기기의 가스킷, 방화벽 시일, 연료 공급용 호스나 가스킷이나 O-링, 항공기용 케이블이나 오일 시일이나 샤프트 시일 등으로서 사용하는 것이 가능하다.
상기 우주·로켓 분야에 있어서는, 예를 들어 우주선, 제트 엔진, 미사일 등의 립 시일, 다이어프램, O-링이나, 내가스 터빈 엔진용 오일의 O-링, 미사일 지상 제어용 방진대 패드 등으로서 사용할 수 있다.
또한, 선박 분야에 있어서는, 예를 들어 스크루의 프로펠러 샤프트 선미 시일, 디젤 엔진의 흡배기용 밸브 스템 시일, 버터플라이 밸브의 밸브 시일, 버터플라이 밸브의 밸브 시트나 축 시일, 버터플라이 밸브의 축 시일, 선미관 시일, 연료 호스, 가스킷, 엔진용의 O-링, 선박용 케이블, 선박용 오일 시일, 선박용 샤프트 시일 등으로서 사용할 수 있다.
상기 화학 플랜트 등의 화학품 분야, 의약품 등의 약품 분야에 있어서는, 고도의 내약품성이 요구되는 공정, 예를 들어 의약품, 농약, 도료, 수지 등의 화학품을 제조하는 공정에 사용할 수 있다.
상기 화학품 분야 및 약품 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 화학장치, 화학 약품용 펌프나 유량계, 화학 약품용 배관, 열 교환기, 농약 살포기, 농약 이송 펌프, 가스 배관, 연료 전지, 분석 기기나 이화학 기기(예를 들어, 분석 기기나 계기류의 칼럼·피팅 등), 배연 탈황 장치의 수축 조인트, 질산 플랜트, 발전소 터빈 등에 사용되는 시일이나, 의료용 멸균 프로세스에 사용되는 시일, 도금액용 시일, 제지용 벨트의 롤러 시일, 풍동의 조인트 시일; 반응기, 교반기 등의 화학 장치, 분석 기기나 계기류, 케미컬 펌프, 펌프 하우징, 밸브, 회전계 등에 사용되는 O-링이나, 메커니컬 시일용 O-링, 컴프레서 실링용의 O-링; 고온 진공 건조기, 가스 크로마토그래피나 pH 미터의 튜브 결합부 등에 사용되는 패킹이나, 황산 제조 장치의 유리 냉각기 패킹; 다이어프램 펌프, 분석 기기나 이화학 기기 등에 사용되는 다이어프램; 분석 기기, 계기류에 사용되는 가스킷; 분석 기기나 계기류에 사용되는 끼움링(페룰); 밸브 시트; U컵; 화학 장치, 가솔린 탱크, 풍동 등에 사용되는 라이닝이나, 알루마이트 가공조의 내식 라이닝; 도금용 마스킹 지그의 코팅; 분석 기기나 이화학 기기의 밸브 부품; 배연 탈황 플랜트의 익스팬션 조인트, 농황산 등에 대한 내산 호스, 염소 가스 이송 호스, 내유 호스, 벤젠이나 톨루엔 저장조의 빗물 드레인 호스; 분석 기기나 이화학 기기 등에 사용되는 내약품성 튜브나 의료용 튜브; 섬유 염색용의 내트리클렌용 롤이나 염색용 롤; 의약품의 약 마개, 의료용 고무 마개; 약액 보틀, 약액 탱크, 백(bag), 약품 용기; 내강산, 내용제의 장갑이나 장화 등의 보호구 등을 들 수 있다.
상기 현상기 등의 사진 분야, 인쇄 기계 등의 인쇄 분야, 도장 설비 등의 도장 분야에 있어서는, 건식 복사기의 롤, 벨트, 시일, 밸브 부품 등으로서 사용할 수 있다.
상기 사진 분야, 인쇄 분야 및 도장 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 복사기의 전사 롤의 표면층, 복사기의 클리닝 블레이드, 복사기의 벨트; 복사기, 프린터, 팩시밀리 등의 OA 기기용의 롤(예를 들어, 정착 롤, 압착 롤, 가압 롤 등을 들 수 있음), 벨트; PPC 복사기의 롤, 롤 블레이드, 벨트; 필름 현상기, X선 필름 현상기의 롤; 인쇄 기계의 인쇄 롤, 스크레이퍼, 튜브, 밸브 부품, 벨트; 프린터의 잉크 튜브, 롤, 벨트; 도포, 도장 설비의 도장 롤, 스크레이퍼, 튜브, 밸브 부품; 현상 롤, 그라비아 롤, 가이드 롤, 자기 테이프 제조 도공 라인의 가이드 롤, 자기 테이프 제조 도공 라인의 그라비아 롤, 코팅 롤 등을 들 수 있다.
상기 식품 플랜트 기기 및 가정용품을 포함하는 식품 기기 분야에 있어서는, 식품 제조 공정이나, 식품 이송기용 또는 식품 저장기용에 사용할 수 있다.
상기 식품 기기 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 플레이트식 열 교환기의 시일, 자동 판매기의 전자 밸브 시일, 온수 디스펜서의 패킹, 새니터리 파이프 패킹, 압력솥의 패킹, 탕비기 시일, 열 교환기용 가스킷, 식품 가공 처리 장치용의 다이어프램이나 패킹, 식품 가공 처리기용 고무 재료(예를 들어, 열 교환기 가스킷, 다이어프램, O-링 등의 각종 시일, 배관, 호스, 새니터리 패킹, 밸브 패킹, 충전 시에 병 등의 입구와 충전제 사이의 조인트로서 사용되는 충전용 패킹) 등을 들 수 있다. 또한, 주류, 청량 음료수 등의 제품, 충전 장치, 식품 살균 장치, 양조 장치, 탕비기, 각종 자동 식품 판매기 등에 사용되는 패킹, 가스킷, 튜브, 다이어프램, 호스, 조인트 슬리브 등도 들 수 있다.
상기 원자력 플랜트 기기 분야에 있어서는, 원자로 주변의 역지 밸브나 감압 밸브, 육불화 우라늄의 농축 장치의 시일 등에 사용할 수 있다.
상기 일반 공업 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 공작 기계, 건설 기계, 유압 기계 등의 유압 기기용 시일재; 유압, 윤활 기계의 시일이나 베어링 시일; 맨드럴 등에 사용되는 시일재; 드라이 클리닝 기기의 창 등에 사용되는 시일; 사이클로트론의 시일이나 (진공) 밸브 시일, 프로톤 가속기의 시일, 자동 포장기의 시일, 공기 중의 아황산 가스나 염소 가스 분석 장치(공해 측정기)용 펌프의 다이어프램, 스네이크 펌프 라이닝, 인쇄기의 롤이나 벨트, 반송용의 벨트(컨베이어 벨트), 철판 등의 산세용 스퀴즈 롤, 로봇의 케이블, 알루미늄 압연 라인 등의 용제 스퀴즈 롤, 커플러의 O-링, 내산 쿠션재, 절삭 가공 기계의 미끄럼 이동 부분의 더스트 시일이나 립 고무, 음식물 쓰레기 소각 처리기의 가스킷, 마찰재, 금속 또는 고무의 표면 개질제, 피복재 등을 들 수 있다. 또한, 제지 프로세스에서 사용되는 장치의 가스킷이나 시일재, 클린룸용 필터 유닛의 실링제, 건축용 실링제, 콘크리트나 시멘트 등의 보호 코팅제, 유리 클로스 함침 재료, 폴리올레핀의 가공 보조제, 폴리에틸렌의 성형성 개량 첨가제, 소형 발전기나 잔디 깎는 기계 등의 연료 용기, 금속판에 프라이머 처리를 실시함으로써 얻어지는 프리코트 메탈 등으로서도 사용할 수 있다. 그 밖에, 직포에 함침시켜 베이킹하여 시트 및 벨트로서 사용할 수도 있다.
상기 철강 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 철판 가공 설비의 철판 가공 롤 등을 들 수 있다.
상기 전기 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 신칸센의 절연유 캡, 액밀봉형 트랜스의 벤칭 시일, 변압기의 시일, 유정 케이블의 재킷, 전기로 등의 오븐의 시일, 전자레인지의 창틀 시일, CRT의 웨지와 넥을 접착시킬 때 사용되는 시일재, 할로겐 램프의 시일재, 전기 부품의 고정제, 시즈 히터의 말단 처리용 시일재, 전기 기기 리드선 단자의 절연 방습 처리에 사용되는 시일재 등을 들 수 있다. 또한, 내유·내열 전선, 고내열성 전선, 내약품성 전선, 고절연성 전선, 고압 송전선, 케이블, 지열 발전 장치에 사용되는 전선, 자동차 엔진 주변에 사용되는 전선 등의 피복재에 사용할 수도 있다. 차량용 케이블의 오일 시일이나 샤프트 시일에 사용할 수도 있다. 나아가서는, 전기 절연 재료(예를 들어, 각종 전기 기기의 절연용 스페이서, 케이블의 조인트나 말단부 등에 사용하는 절연 테이프, 열 수축성의 튜브 등에 사용되는 재료)나, 고온 분위기에서 사용되는 전기 및 전자 기기 재료(예를 들어, 모터용 구출선 재료, 고열로 주변의 전선 재료)에도 사용 가능하다. 또한, 태양 전지의 밀봉층이나 보호 필름(백 시트)에도 사용할 수 있다.
상기 연료 전지 분야에 있어서는, 고체 고분자형 연료 전지, 인산염형 연료 전지 등에 있어서의, 전극간, 전극-세퍼레이터간의 시일재나, 수소, 산소, 생성수 등의 배관의 시일이나 패킹, 세퍼레이터 등으로서 사용할 수 있다.
상기 전자 부품 분야에 있어서는, 방열재 원료, 전자파 실드재 원료, 컴퓨터의 하드디스크 드라이브(자기 기록 장치)용의 가스킷 등에 사용할 수 있다. 또한, 하드디스크 드라이브의 완충 고무(크래시 스토퍼), 니켈 수소 이차 전지의 전극 활물질의 바인더, 리튬 이온 전지의 활물질 바인더, 리튬 이차 전지의 폴리머 전해질, 알칼리 축전지의 정극의 결착제, EL 소자(일렉트로루미네센스 소자)의 바인더, 콘덴서의 전극 활물질의 바인더, 밀봉제, 실링제, 광 파이버의 석영의 피복재, 광 파이버 피복재 등의 필름이나 시트류, 전자 부품, 회로 기판의 포팅이나 코팅이나 접착 시일, 전자 부품의 고정제, 에폭시 등의 밀봉제의 변성제, 프린트 기판의 코팅제, 에폭시 등의 프린트 배선판 프리프레그 수지의 변성재, 전구 등의 비산 방지 재, 컴퓨터용 가스킷, 대형 컴퓨터 냉각 호스, 이차 전지, 특히 리튬 이차 전지용의 가스킷이나 O-링 등의 패킹, 유기 EL 구조체의 외표면의 편면 또는 양면을 덮는 밀봉층, 커넥터, 댐퍼 등으로서도 사용된다.
상기 화학 약품 수송용 기기 분야에 있어서는, 트럭, 트레일러, 탱크로리, 선박 등의 안전 밸브나 적출 밸브 등에 사용할 수 있다.
상기 석유, 가스 등의 에너지 자원 탐색 채굴 기기 부품 분야에 있어서는, 석유, 천연 가스 등의 채굴 시에 사용할 수 있는 각종 시일재, 유정에 사용되는 전기 커넥터의 부츠 등으로서 사용된다.
상기 에너지 자원 탐색 채굴 기기 부품 분야에 있어서의 구체적인 사용 형태로서는, 드릴 비트 시일, 압력 조정 다이어프램, 수평 굴삭 모터(스테이터)의 시일, 스테이터 베어링(샤프트) 시일, 폭분 방지 장치(BOP)에 사용되는 시일재, 회전 폭분 방지 장치(파이프 와이퍼)에 사용되는 시일재, MWD(리얼타임 굴삭 정보 탐지 시스템)에 사용되는 시일재나 기액 커넥터, 검층 장치(로깅 이큅먼트)에 사용되는 검층 툴 시일(예를 들어, O-링, 시일, 패킹, 기액 커넥터, 부츠 등), 팽창형 패커나 컴플리션 패커 및 그것들에 사용하는 패커 시일, 시멘팅 장치에 사용되는 시일이나 패킹, 퍼포레이터(천공 장치)에 사용되는 시일, 머드 펌프에 사용되는 시일이나 패킹이나 모터 라이닝, 지중 청검기 커버, U컵, 컴포지션 시팅 컵, 회전 시일, 라미네이트 엘라스토메릭 베어링, 유량 제어의 시일, 모래양 제어의 시일, 안전 밸브의 시일, 수압 파쇄 장치(프랙처링 이큅먼트)의 시일, 리니어 패커나 리니어 행거의 시일이나 패킹, 웰 헤드의 시일이나 패킹, 초크나 밸브의 시일이나 패킹, LWD(굴삭 중 검층)용 시일재, 석유 탐색·석유 굴삭 용도에서 사용되는 다이어프램(예를 들어, 석유 굴삭 피트 등의 윤활유 공급용 다이어프램), 게이트 밸브, 전자 부츠, 천공건의 시일 엘리먼트 등을 들 수 있다.
그 밖에, 주방, 욕실, 화장실 등의 줄눈 시일; 옥외 텐트의 인포; 인재용의 시일; 가스 히트 펌프용 고무 호스, 내프레온성 고무 호스; 농업용의 필름, 라이닝, 내후성 커버; 건축이나 가전 분야 등에서 사용되는 라미네이트 강판 등의 탱크류 등에도 사용할 수 있다.
나아가서는, 알루미늄 등의 금속과 결합시킨 물품으로서 사용하는 것도 가능하다. 그와 같은 사용 형태로서는, 예를 들어 도어 시일, 게이트 밸브, 진자 밸브, 솔레노이드 선단 외에, 금속과 결합된 피스톤 시일이나 다이어프램, 금속 가스킷 등의 금속과 결합된 금속 고무 부품 등을 들 수 있다.
또한, 자전거에 있어서의 고무 부품, 브레이크 슈, 브레이크 패드 등에도 사용할 수 있다.
또한, 본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프의 형태의 1개로서 벨트를 들 수 있다. 상기 벨트로서는, 다음의 것이 예시된다. 동력 전달 벨트(평벨트, V벨트, V 리브드 벨트, 톱니 부착 벨트 등을 포함함), 반송용 벨트(컨베이어 벨트)로서, 농업용 기계, 공작 기계, 공업용 기계 등의 엔진 주변 등 각종 고온이 되는 부위에 사용되는 평벨트; 석탄, 쇄석, 토사, 광석, 목재 칩 등의 곤포되어 있지 않은 상태로 운반되는 적하물이나 입상물을 고온 환경 하에서 반송하기 위한 컨베이어 벨트; 고로 등의 제철소 등에서 사용되는 컨베이어 벨트; 정밀 기기 조립 공장, 식품 공장 등에 있어서, 고온 환경 하에 노출되는 용도에 있어서의 컨베이어 벨트; 농업용 기계, 일반 기기(예를 들어, OA 기기, 인쇄 기계, 업무용 건조기 등), 자동차용 등의 V 벨트나 V 리브드 벨트; 반송 로봇의 전동 벨트; 식품 기계, 공작 기계의 전동 벨트 등의 톱니 부착 벨트; 자동차용, OA 기기, 의료용, 인쇄 기계 등에서 사용되는 톱니 부착 벨트 등을 들 수 있다.
특히, 자동차용 톱니 부착 벨트로서는, 타이밍 벨트가 대표적이다.
상기 벨트는, 단층 구조여도 되고, 다층 구조여도 된다.
다층 구조인 경우, 상기 벨트는, 본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프 및 다른 재료로 이루어지는 층으로 이루어지는 것이어도 된다.
다층 구조의 벨트에 있어서, 다른 재료로 이루어지는 층으로서는, 다른 고무로 이루어지는 층이나 열가소성 수지로 이루어지는 층, 각종 섬유 보강층, 범포, 금속박층 등을 들 수 있다.
본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프는 또한, 산업용 방진 패드, 방진 매트, 철도용 슬래브 매트, 패드류, 자동차용 방진 고무 등에 사용할 수 있다. 자동차용 방진 고무로서는, 엔진 마운트용, 모터 마운트용, 멤버 마운트용, 스트럿 마운트용, 부시용, 댐퍼용, 머플러 행거용, 센터 베어링용 등의 방진 고무를 들 수 있다.
또한, 다른 사용 형태로서, 플렉시블 조인트, 익스팬션 조인트 등의 조인트 부재, 부츠, 그로밋 등을 들 수 있다. 선박 분야이면, 예를 들어 마린 펌프 등을 들 수 있다.
조인트 부재란, 배관 및 배관 설비에 사용되는 조인트이며, 배관 계통으로부터 발생하는 진동, 소음의 방지, 온도 변화, 압력 변화에 의한 신축이나 변위의 흡수, 치수 변동의 흡수나 지진, 지반 침하에 의한 영향의 완화, 방지 등의 용도에 사용된다.
플렉시블 조인트, 익스팬션 조인트는, 예를 들어 조선 배관용, 펌프나 컴프레서 등의 기계 배관용, 화학 플랜트 배관용, 전기 배관용, 토목·수도 배관용, 자동차용 등의 복잡 형상 성형체로서 바람직하게 사용할 수 있다.
부츠는, 예를 들어 등속 조인트 부츠, 더스트 커버, 랙 앤드 피니언 스티어링 부츠, 핀 부츠, 피스톤 부츠 등의 자동차용 부츠, 농업 기계용 부츠, 산업 차량용 부츠, 건축 기계용 부츠, 유압 기계용 부츠, 공압 기계용 부츠, 집중 윤활기용 부츠, 액체 이송용 부츠, 소방용 부츠, 각종 액화 가스 이송용 부츠 등의 각종 산업용 부츠 등의 복잡 형상 성형체로서 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 필터 프레스용 다이어프램, 블로워용 다이어프램, 급수용 다이어프램, 액체 저장 탱크용 다이어프램, 압력 스위치용 다이어프램, 어큐뮬레이터용 다이어프램, 서스펜션 등의 공기 스프링용 다이어프램 등에도 사용할 수 있다.
또한, 예를 들어 멜라민 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지 등에 의한 화장 합판, 프린트 기판, 전기 절연판, 경질 폴리염화비닐 적층판 등을 제조할 때의 열 프레스 성형용 쿠션재로서도 사용할 수 있다.
또한, 그 밖에, 병기 관련의 밀봉 가스킷, 침습성 화학제와의 접촉에 대한 보호 의복과 같은 각종 지지체의 불침투성화에 기여할 수도 있다.
또한, 자동차, 선박 등의 수송 기관 등에 사용되는 아민계 첨가제(특히 산화 방지제, 청정 분산제로서 사용되는 아민계 첨가제)가 포함되는 윤활유(엔진 오일, 미션 오일, 기어 오일 등)나 연료유, 그리스(특히 우레아계 그리스)를 시일, 밀봉하기 위해 사용되는 O(각)-링, V-링, X-링, 패킹, 가스킷, 다이어프램, 오일 시일, 베어링 시일, 립 시일, 플런저 시일, 도어 시일, 립 및 페이스 시일, 가스 딜리버리 플레이트 시일, 웨이퍼 서포트 시일, 배럴 시일 그 밖의 각종 시일재 등에 사용할 수 있고, 튜브, 호스, 각종 고무 롤, 코팅, 벨트, 밸브의 밸브체 등으로서도 사용할 수 있다. 또한, 라미네이트용 재료, 라이닝용 재료로서도 사용할 수 있다.
자동차 등의 내연 기관의 트랜스미션유 및/또는 엔진유에 접촉하여 그 유온 및/또는 유압을 검출하는 센서의 리드 전선 등에 사용되는 내열 내유성 전선의 피복 재료나, 오토매틱·트랜스미션이나 엔진의 오일 팬 내 등의 고온유 분위기 중에 있어서도 사용하는 것이 가능하다.
그 밖에, 복사기용 비점착 내유 롤, 내후 결빙 방지용 웨더 스트립, 수액용 고무 마개, 바이알 고무 마개, 이형제, 비점착 경반송 벨트, 자동차 엔진 마운트의 플레이 가스킷의 점착 방지 피막, 합성 섬유의 피복 가공, 패킹 피복 박층을 갖는 볼트 부재 또는 조인트 등의 용도를 들 수 있다.
또한, 본 개시의 섬유 강화 복합 재료 또는 테이프의 자동차 관련 부품 용도에 대해서는, 마찬가지의 구조의 자동 이륜차의 부품 용도도 포함된다.
또한, 상기 자동차 관련에 있어서의 연료로서는, 경유, 가솔린, 디젤 엔진용 연료(바이오 디젤 퓨얼을 포함함) 등을 들 수 있다.
고온 환경에 있어서의 섬유 강화 복합 재료, 테이프, 적층체, 파이프, 라이저관 또는 플로 라인의 사용도 본 개시의 1개이다.
이상, 실시 형태를 설명하였지만, 특허 청구 범위의 취지 및 범위로부터 일탈하지 않고, 형태나 상세의 다양한 변경이 가능한 것이 이해될 것이다.
실시예
다음으로 본 개시의 실시 형태에 대하여 실시예를 들어 설명하지만, 본 개시는 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예의 각 수치는 이하의 방법에 의해 측정하였다.
<불소 수지의 조성>
핵자기 공명 장치 AC300(Bruker-Biospin사제)을 사용하여, 측정 온도를 (폴리머의 융점+20)℃로 하여 19F-NMR 측정을 행하여, 각 피크의 적분값으로부터 구하였다. 모노머의 종류에 따라서는 원소 분석의 결과를 적절히 조합하여 구하였다.
<불소 수지의 염소 원자 함유율>
불소 수지의 조성으로부터 계산에 의해 구하였다.
<불소 수지의 융점(℃)>
시차 주사 열량계 RDC220(Seiko Instruments사제)을 사용하여, ASTM D-4591에 준거하여, 승온 속도 10℃/분으로 열 측정을 행하여, 얻어진 흡열 곡선의 피크로부터 융점을 구하였다.
<불소 수지의 플로값>
고하식 플로 테스터 CFT-500D(시마즈 세이사쿠쇼사제)를 사용하여, 온도 230℃, 하중 100㎏f로, 직경 1㎜×길이 1㎜의 오리피스에 통과시켜 압출하여, 1초간당 흐르는 수지의 체적(㎤/초)을 플로값으로 하였다.
<불소 수지의 멜트 플로 레이트(MFR)>
ASTM D3307-01에 준거하여, 멜트인덱서(도요 세키사제)를 사용하여, 297℃ 또는 230℃, 5㎏ 하중 하에서 내경 2㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 10분간당 유출되는 폴리머의 질량(g/10분)을 MFR로 하였다.
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2
표 2에 기재된 불소 수지의 필름을 준비하였다.
Figure pct00002
불소 수지(4)
폴리비닐리덴플루오라이드(솔베이사제, Solef 60512)
불소 수지 필름/탄소 섬유 시트/불소 수지 필름의 순으로 배치하고, 불소 수지와 탄소 섬유의 혼합비(질량비)를 40:60 내지 45:55로 하였다. 이하의 조건에서 열 프레스를 실시하여, 시트상의 섬유 강화 복합 재료를 얻었다. 얻어진 시트상의 섬유 강화 복합 재료의 두께는 0.24㎜였다.
탄소 섬유
도레이사제 T700SC-12000-60E(인장 강도: 4900㎫, 인장 탄성률: 230㎬, 사이징제 부착량 0.2％)
열 프레스 조건
프레스 온도: 300℃
보온 시간: 5분
프레스 시간: 10분
압력: 15kN
ASTM D638에 준거하여 인장 시험을 행하여, 불소 수지 필름의 최대 점 응력, 최대 점 신도 및 인장 탄성률을 측정하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
ASTM D3039-17에 준거하여, 다음의 조건에서 인장 시험을 행하여, 얻어진 섬유 강화 복합 재료의 최대 점 응력, 최대 점 신도 및 인장 탄성률을 측정하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
샘플 형상: 두께: 0.24㎜, 폭: 20㎜, 길이: 250㎜
클립: 인스트론사제, 형식 2580-301, 용량 ±100kN
변형 게이지: 도쿄 솟키 겐큐죠사제, 형식: FLA-6-11-3LJCT
인장 속도: 2㎜/분,
표선간 거리: 130㎜
Figure pct00003
1a, 1b, 1c: 테이프
2: 중앙부
3: 박육부
4: 볼록부
5: 박육부
10: 파이프
11: 제1 층
12: 제2 층
14, 15, 16: 테이프
20: 파이프
21: 제1 층
22: 제2 층
23: 제3 층

Claims (7)

  1. 탄소 섬유 및 불소 수지를 함유하는 섬유 강화 복합 재료이며, 이하의 조건에 의해 측정하는 인장 탄성률이 40㎬ 이상인 섬유 강화 복합 재료.
    (인장 탄성률의 측정 조건)
    이하의 조건을 채용하는 것 이외에는 ASTM D3039-17에 준거하여 측정한다.
    클립: 인스트론사제, 형식 2580-301, 용량 ±100kN
    변형 게이지: 도쿄 솟키 겐큐죠사제, 형식: FLA-6-11-3LJCT
    인장 속도: 2㎜/분
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불소 수지가, 염소 원자를 함유하는, 섬유 강화 복합 재료.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불소 수지의 염소 원자의 함유율이, 1.5질량％ 이상인, 섬유 강화 복합 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불소 수지가, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 및 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 섬유 강화 복합 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄소 섬유가, 탄소 단섬유 및 상기 탄소 단섬유에 부착된 사이징제로 구성되어 있고, 상기 사이징제의 부착량이, 상기 탄소 단섬유 및 상기 사이징제의 합계 질량에 대하여, 3％ 이하인, 섬유 강화 복합 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    최대 점 응력이, 600㎫ 이상인, 섬유 강화 복합 재료.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    테이프인, 섬유 강화 복합 재료.
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