JPH0192232A - 熱可塑性樹脂複合構造体 - 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、加工性と物性とに優れた熱可塑性樹脂複合構
造体である。

〔従来技術〕

長繊維強化成形材料におけるマトリックスとして、熱硬
化性樹脂及び熱可塑性樹脂が一般的に知られている。

従来、熱硬化性樹脂が多用されてきたが、成形品の耐衝
撃性が劣るため、耐衝撃性に優れた熱可塑性樹脂がマト
リックスとして、注目されつつある（特開昭５８−２９
６５１号公報、特開昭６０−７２７０７号公報）。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

上記熱可塑性樹脂をマトリックスとする長繊維強化成形
材料は、強化繊維束中に熱可塑性樹脂が含浸し、かつ強
化繊維に熱可塑性樹脂が強固融着した固い剛体となって
いる。

かかる長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料は、実用上、数
々の欠点を持っている。

例えば、上記成形材料が薄いシート状成形材料であり、
これ等を数枚重ね合わせて所望の形状に賦形する場合、
成形材料を予熱し、マトリックスである熱可塑性樹脂の
軟化温度以上において賦形し、重ね合わせねばならず、
常温で賦形可能な場合に比較して、複雑な設備と工程を
必要とする。

また、上記成形材料が、細長いロープ状成形材料の場合
、かかるロープが剛性を有するため、コンパクトな荷姿
にできず、貯蔵、運搬が困難となる。

また、かかるロープ状成形材料を、フィラメント・ワイ
ンディング法によって賦形する場合も、マトリックスで
ある熱可塑性樹脂の軟化温度以上の予熱が必要となる。

更に、予熱時にマトリックスである樹脂が熱劣化したり
、成形品中にボイドを生゛じ易い。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記欠点を解決するために、種種検討し
た結果、本発明をなすに到った。

即ち、本発明は繊維状および／またはテープ状の熱可塑
性樹脂と、強化繊維とを交絡させてなることを特徴とす
る熱可塑性樹脂複合構造体である。

本発明に用いる繊維状および／またはテープ状の熱可塑
性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂から選ばれた１種
または２種以上であり、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、
ナイロン−４゜６、ナイロン６．６、ナイロン−１２等
のポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテ
ル、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポ
リアミドイミド、ポリイミドエーテル、ポリエーテルケ
トン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフオン、
ポリエーテルケトンオン、これらの共重合樹脂及びこれ
らのブレンド樹脂である。

これ等の熱可塑性樹脂は、繊維状および／またはテープ
状であり、繊維状としては、マルチフィラメント及びモ
ノフィラメントの形態を用いることができる。

テープとしては、テープ状に押出て成形したもの、フィ
ルムをスプリットしたものを用いることができる。

これ等の繊維またはテープは、未延伸もしくは延伸状態
で用いることができる。

本発明に用いる強化繊維としては、公知の強化繊維から
選ばれた１種もしくは２種以上を用いることができる。

例えば、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維等の無
機繊維；芳香族ポリアミド繊維、ポリベンツチタゾール
繊維、ポリベンツオキサゾール繊維等の有機繊維；金属
繊維、これ等繊維類を金属コートした繊維等である。

本発明に用いる強化繊維は連続した長繊維であるが、短
繊維を併用することもできる。

引張り強度が１５０　ｋｇ／　ｎ＋”以上、引張り弾性
率が１０　ｔｏｎ／１ｍ”以上の強化繊維が優れた物性
の複合構造体が得られので好ましい。

本発明の繊維状および／またはテープ状の熱可塑性樹脂
と強化繊維との交絡は、これ等本発明の二成分が、本発
明の複合構造体中に夫々に配向・配列・分散することに
よって、これ等二成分が相互に均一もしくは不均一に交
差しておればよい。

また、これ等二成分を予め合糸して使用しても、合糸せ
ずに使用してもよい。

本発明の二成分を交絡させた複合構造体としては、例え
ば、これ等二成分を経糸および／または緯糸とする織物
、これ等二成分を用いた編物、不織布、ロープ状物、立
体織編物等が使用でき、本発明の複合構造体を用いた成
形品の使用口的に応じて選択し得る。

本発明の複合構造体中の繊維状および／またはテープ状
の熱可塑性樹脂の比率は２０〜９０重量％、特に３０〜
７０！ｔｉ？％が、本発明の複合構造体の加工性、物性
を良好に保つために望ましい。

また、本発明において、繊維状および／またはテープ状
の熱可塑性樹脂としては、延伸倍率が低い繊維を用いる
ことが、本発明の複合構造体の加工性、物性を良好に保
つために望ましい。通常、延伸倍率は、５倍以下が望ま
しい。

更に、繊維状および／またはテープ状の熱可塑性樹脂が
、軟化温度（荷重１８．６ｋｇ／　ｃｎｉＯ熱変形温度
）が２００°Ｃ以上の樹脂、特にポリエーテルイミドで
あり、強化繊維が炭素繊維である場合、加工性、物性に
おける従来技術（剛体状の長繊維強化熱可塑性樹脂成形
材料）に対する本発明複合構造体の優れた特徴が、その
理由は明らかでないが、特に顕著に発現する。

本発明の複合構造体は、目的に応じて、シート状、ロー
プ状として用いることができる。

本発明の複合構造体は、予め所望の形に賦形し、重ね合
わせが必要ならば、糸とめ、または接着剤を少量用い、
部分的に仮止めして重ね合わせた後、熱可塑性樹脂の融
点以上に加熱し、ホットプレス成形、オートクレーブ成
形等を行うことによって、成型品を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明の複合構造体は、強化繊維と熱可塑性樹脂が融着
しているため、剛体化しておらず室温でドレープ性を有
し、賦形が容易にできる。

また、成形材料の賦形のための予熱のための予熱工程が
不要であり、加工速度が速く、かつ賦形のための予熱設
備を必要としない。

さらに、繊維強化熱硬化性樹脂成形材料に比較して、本
発明の複合構造体は、耐衝撃性に優れ、条件によっては
、従来の剛体化した繊維強化熱可塑性樹脂成形材料より
も優れた耐衝撃性を示す。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を詳述する。

実施例１ ポリエーテルイミド（ゼネラル・エレクトリック社製、
商品名；ウルテム１０００）を延伸倍率３倍で溶融紡糸
し、２００テツクスのマルチ・フィラメントを得た。

このマルチ・フィラメントと４００テツクスの炭素繊維
（旭日本カーボン・ファイバー社製、商品名；ハイカー
ボロン）を合糸したものを用いて製織し、炭素繊維含有
率６７％の平織物を得た。

襠鉢を逆さに伏せた形状の金型上に、上記平織物を６枚
重ね、各平織の間を、接着剤（チハ・ガイギー社製、商
品名；　ＡＹ１０５／ＡＹ９５３Ｕ）を、少量用いて、
部分接着した。

これをアルミニウム箔製のバキューム・バッグに封入し
、バッグ内を真空密封した後、３５０°Ｃで、オート・
クレープ成形した。

播鉢型の成形品の平面部に落ｉ！衝撃（レオメトリック
社製落錘衝撃機を使用）を加えた。衝撃エネルギー５　
ｋｇ−ｍでは殆ど層間剥離を生じなかった。

比較例１ ４００テツクスの炭素繊維（ハイカーボロン）を用いた
平織物（但し、炭素繊維の目付は、実施例１の平織物中
の炭素繊維の目付と同じとした）にポリエーテル・イミ
ド（ウルテム１０００）のＮ−メチルピロリドン溶液を
含浸させ、Ｎ−メチルピロリドンを蒸発させることによ
って、炭素繊維強化ポリエーテル・イミド成形材料を得
た。成形材料中の炭素繊維含有率は６７％に調整した。

これを、実施例１と同じ金型上に６枚重ね合わせようと
したが常温では、金型に沿って賦形できなかった。

金型を３００℃に加熱し、２５０℃に予熱した上記成形
材料を、金型上に手早く５枚重ね合わせた後、アルミニ
ウム・バッグに封入し、バッグ内を真空密封にした後、
３５０℃でオート・クレープ成形した。

播鉢型の成形品の平面部を実施例】と同様に落錘衝撃を
加えたところ、全面的に層間剥離を生じた。

予熱時に、もしくは、高温での重ね合わせ時に、成形材
料平面の熱劣化、あるいは、真空で除けないボイドの成
形が原因と推定される。

特許出願人　　　旭化成工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維状および／またはテープ状の熱可塑性樹脂と強化繊
   維とを交絡させてなることを特徴とする熱可塑性樹脂複
   合構造体