JPH02292366A - 強化プラスチック複合材料及びその製造法 - Google Patents
強化プラスチック複合材料及びその製造法Info
- Publication number
- JPH02292366A JPH02292366A JP2075332A JP7533290A JPH02292366A JP H02292366 A JPH02292366 A JP H02292366A JP 2075332 A JP2075332 A JP 2075332A JP 7533290 A JP7533290 A JP 7533290A JP H02292366 A JPH02292366 A JP H02292366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- poly
- resin
- composite material
- sulfide
- sulfone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- -1 poly(arylene sulfide Chemical compound 0.000 claims abstract description 64
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 59
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 30
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 15
- ODPYDILFQYARBK-UHFFFAOYSA-N 7-thiabicyclo[4.1.0]hepta-1,3,5-triene Chemical compound C1=CC=C2SC2=C1 ODPYDILFQYARBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 12
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 2
- 229920000412 polyarylene Polymers 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 10
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920013632 Ryton Polymers 0.000 description 3
- 239000004736 Ryton® Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052977 alkali metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000003857 carboxamides Chemical class 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/02—Polythioethers; Polythioether-ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/04—Polysulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/06—Polysulfones; Polyethersulfones
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は.ポリ(アリーレンスルフィド)を含んだ樹脂
マトリンクスと連続繊維とを含んでなる強化プラスチン
ク複合材料,及びこのような複合材料を製造するための
引抜成形法に関する.強化ポリ (アリーレンスルフィ
ド)複合材料は.種々の部品や物品を形成するのに特に
適している.ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂は,耐
薬品性2耐熱性。及び電気絶縁抵抗に優れているだけで
なく,他の熱可塑性樹脂を凌ぐ剛性を有しているので.
強化プラスチック複合材料を形成するのに好適であるこ
とが判明している. ポリ (アリーレンスイルフィド)樹脂を使用して引抜
成形により強化プラスチック複合材料を製造することは
よく知られている.引抜成形法Cごおいては.織維強化
材の1本以上の連続ストランドに樹脂を含浸させる(例
えば,ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂浴を通してス
トランドを引っ張ることによって行われる).加熱した
フォーミングダイを通して含漫ストランドが引っ張られ
,このとき樹脂と繊維の一体化が起こって,所望の断面
形を有する複合材料が形成される.加熱フォーミングダ
イの下流のシステム中に設けられている引張装置により
.連続繊維のストランドがシステムを通って先に進めら
れ.そしてさらなる処理にかけられる(例えば,?!!
合材料を所望の長さに切断するための装置で処理される
). 強化ポリ(アリーレンスルフィド)複合材料を製造する
際に使用されるストランドを形成する連続繊維は通常.
ガラス繊維.炭素繊維.又はアラミド繊維から選ばれる
.しかしながら,これらの繊維の種類によっては.異方
性の熱膨張を示すために特定の問題が生じる.例えば,
温度が上昇すると,長い炭素繊維は長さ方向においては
殆ど膨張しないが,直径方向にはかなり膨張する.ポリ
(了りーレンスルフィド)組成物を強化するのにこのよ
うな炭素繊維を使用すると.炭素繊維とそれを取り囲ん
だポリ(アリーレンスルフィド)樹脂マトリックスの膨
張の程度が異なるために,温度サイクルにより樹脂マト
リックス中に微小亀裂が生しる.この微小亀裂は.積層
複合材料において特に顕著に見られる.なぜなら,隣接
した複合材料層と,一触には互いに非平行状に配置され
ている複合材料層中の繊維との間により大きな応力が生
成されるからである.炭素繊維から複合材料の樹脂マト
リ・冫クスへと広がった微小亀裂が生成する結果,構造
上の不連続性が住し且つ一体性が…なわれるようになる
.このため,強度の低下をきたし,液体が吸収・透過さ
れ易くなって.複合材料の劣化が起こる.こうした微小
亀裂(積層物において一般には幅が最大数ミクロンであ
り,各層の厚みを通して伸び広がっている)は,従来.
積層物を切断し.切断表面を研磨し.そして該表面を顕
微鏡により観察することによって調べられている. 本発明によれば.主要部分のポリ(アリーレンスルフィ
ド)と少噴部分のポリ(アリーレンスルフィド/スルホ
ン)を含んでなる樹脂マトリックスを使用して形成され
る強化プラスチック複合材料が提供される.本発明の複
合材料は,@小亀裂が少なく且つ微小亀裂を生じにくい
.本発明によれば,このような複合材料を形成するため
の引抜成形法も提供される。
マトリンクスと連続繊維とを含んでなる強化プラスチン
ク複合材料,及びこのような複合材料を製造するための
引抜成形法に関する.強化ポリ (アリーレンスルフィ
ド)複合材料は.種々の部品や物品を形成するのに特に
適している.ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂は,耐
薬品性2耐熱性。及び電気絶縁抵抗に優れているだけで
なく,他の熱可塑性樹脂を凌ぐ剛性を有しているので.
強化プラスチック複合材料を形成するのに好適であるこ
とが判明している. ポリ (アリーレンスイルフィド)樹脂を使用して引抜
成形により強化プラスチック複合材料を製造することは
よく知られている.引抜成形法Cごおいては.織維強化
材の1本以上の連続ストランドに樹脂を含浸させる(例
えば,ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂浴を通してス
トランドを引っ張ることによって行われる).加熱した
フォーミングダイを通して含漫ストランドが引っ張られ
,このとき樹脂と繊維の一体化が起こって,所望の断面
形を有する複合材料が形成される.加熱フォーミングダ
イの下流のシステム中に設けられている引張装置により
.連続繊維のストランドがシステムを通って先に進めら
れ.そしてさらなる処理にかけられる(例えば,?!!
合材料を所望の長さに切断するための装置で処理される
). 強化ポリ(アリーレンスルフィド)複合材料を製造する
際に使用されるストランドを形成する連続繊維は通常.
ガラス繊維.炭素繊維.又はアラミド繊維から選ばれる
.しかしながら,これらの繊維の種類によっては.異方
性の熱膨張を示すために特定の問題が生じる.例えば,
温度が上昇すると,長い炭素繊維は長さ方向においては
殆ど膨張しないが,直径方向にはかなり膨張する.ポリ
(了りーレンスルフィド)組成物を強化するのにこのよ
うな炭素繊維を使用すると.炭素繊維とそれを取り囲ん
だポリ(アリーレンスルフィド)樹脂マトリックスの膨
張の程度が異なるために,温度サイクルにより樹脂マト
リックス中に微小亀裂が生しる.この微小亀裂は.積層
複合材料において特に顕著に見られる.なぜなら,隣接
した複合材料層と,一触には互いに非平行状に配置され
ている複合材料層中の繊維との間により大きな応力が生
成されるからである.炭素繊維から複合材料の樹脂マト
リ・冫クスへと広がった微小亀裂が生成する結果,構造
上の不連続性が住し且つ一体性が…なわれるようになる
.このため,強度の低下をきたし,液体が吸収・透過さ
れ易くなって.複合材料の劣化が起こる.こうした微小
亀裂(積層物において一般には幅が最大数ミクロンであ
り,各層の厚みを通して伸び広がっている)は,従来.
積層物を切断し.切断表面を研磨し.そして該表面を顕
微鏡により観察することによって調べられている. 本発明によれば.主要部分のポリ(アリーレンスルフィ
ド)と少噴部分のポリ(アリーレンスルフィド/スルホ
ン)を含んでなる樹脂マトリックスを使用して形成され
る強化プラスチック複合材料が提供される.本発明の複
合材料は,@小亀裂が少なく且つ微小亀裂を生じにくい
.本発明によれば,このような複合材料を形成するため
の引抜成形法も提供される。
微小亀裂が少なく且つ微小亀裂を生じにくい強化プラス
チック複合材料が提供される.本複合材料は.熱可塑性
樹脂マトリックス中に繊維強化材の連続ストランドを含
んでなる.本然可塑性樹脂マトリソクスは.主要部分の
ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂と少量部分のポリ(
アリーレンスルフィド/スルホン)樹脂との混合物を含
んでなる.本複合材料は多層積層物であってもよく9こ
のとき隣接層における繊維は平行状態でも非平行の状態
でもよい. 好ましい複合材料は.ポリ(フエニレンスルフィド)一
ボリ(フェニレンスルフィド/スルホン)樹脂混合物か
らなるマトリックス中に連続炭素繊維を含んでなる複合
材料であって,このときボリ(フェニレンスルフィド)
対ポリ(フェニレンスルフィド/スルホン)の重量比は
約9:l〜約2=1の範囲である.炭素繊維は,?J[
合材料中に約40〜約70重量%の範囲にて存在するの
が好ましく.このときポリ(フェニレンスルフィド)一
ボリ(フェニレンスルフィド/スルホン)樹脂混合物は
.複合材料中に約30〜約60重量%の範囲の量にて存
在する. さらに.v&小亀裂が少なく且つ微小亀裂を生じにくい
複合材料を製造する方法が提供される.零力′?去は,
熱可塑性樹脂が溶融状態に達するよう.そして繊維強化
プラスチック複合材料が形成されるよう.前述の熱可塑
性樹脂混合物を含浸させた繊維強化材の1本以上の連続
ストランドを,ある温度の加熱フォーミングダイを通し
て引っ張ることからなる.形成される連続的な複合材料
をパネル又はセクシッンに切断することができ.次いで
このパネル又はセクションを高温で加圧成形して多層積
層物を得ることができる. 従って本発明の目的は.微小亀裂が少なく且つ微小亀裂
を生じにくいポリ(アリーレンスルフィド)含有の強化
複合材料.及びこのような複合材料の製造法を従供する
ことにある. 本発明の他の目的.特徴,及び利点は.以下に記載する
好ましい実施態様の説明を参照すれば.当技術者には容
易に明らかとなろう. 微小亀裂が少なく且つ微小亀裂を生じにくい本発明の強
化プラスチック複合材料は,繊維強化材の1本以上の連
続ストランドを熱可塑性樹脂マトリックス中に含んでな
り.このとき前記熱可塑性樹脂は,主要部分のポリ(ア
リーレンスルフィド)樹脂と少量部分のポリ(芳香族ス
ルフィド/スルホン)用脂との混合物からなる.強化プ
ラスチック複合材料は.バー.テープ.シート.そして
このようなバー.テープ.又はシートのセクシッンもし
くはパネルから作製される高温高圧成形による多層積層
物など種々の形状をとりうる。
チック複合材料が提供される.本複合材料は.熱可塑性
樹脂マトリックス中に繊維強化材の連続ストランドを含
んでなる.本然可塑性樹脂マトリソクスは.主要部分の
ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂と少量部分のポリ(
アリーレンスルフィド/スルホン)樹脂との混合物を含
んでなる.本複合材料は多層積層物であってもよく9こ
のとき隣接層における繊維は平行状態でも非平行の状態
でもよい. 好ましい複合材料は.ポリ(フエニレンスルフィド)一
ボリ(フェニレンスルフィド/スルホン)樹脂混合物か
らなるマトリックス中に連続炭素繊維を含んでなる複合
材料であって,このときボリ(フェニレンスルフィド)
対ポリ(フェニレンスルフィド/スルホン)の重量比は
約9:l〜約2=1の範囲である.炭素繊維は,?J[
合材料中に約40〜約70重量%の範囲にて存在するの
が好ましく.このときポリ(フェニレンスルフィド)一
ボリ(フェニレンスルフィド/スルホン)樹脂混合物は
.複合材料中に約30〜約60重量%の範囲の量にて存
在する. さらに.v&小亀裂が少なく且つ微小亀裂を生じにくい
複合材料を製造する方法が提供される.零力′?去は,
熱可塑性樹脂が溶融状態に達するよう.そして繊維強化
プラスチック複合材料が形成されるよう.前述の熱可塑
性樹脂混合物を含浸させた繊維強化材の1本以上の連続
ストランドを,ある温度の加熱フォーミングダイを通し
て引っ張ることからなる.形成される連続的な複合材料
をパネル又はセクシッンに切断することができ.次いで
このパネル又はセクションを高温で加圧成形して多層積
層物を得ることができる. 従って本発明の目的は.微小亀裂が少なく且つ微小亀裂
を生じにくいポリ(アリーレンスルフィド)含有の強化
複合材料.及びこのような複合材料の製造法を従供する
ことにある. 本発明の他の目的.特徴,及び利点は.以下に記載する
好ましい実施態様の説明を参照すれば.当技術者には容
易に明らかとなろう. 微小亀裂が少なく且つ微小亀裂を生じにくい本発明の強
化プラスチック複合材料は,繊維強化材の1本以上の連
続ストランドを熱可塑性樹脂マトリックス中に含んでな
り.このとき前記熱可塑性樹脂は,主要部分のポリ(ア
リーレンスルフィド)樹脂と少量部分のポリ(芳香族ス
ルフィド/スルホン)用脂との混合物からなる.強化プ
ラスチック複合材料は.バー.テープ.シート.そして
このようなバー.テープ.又はシートのセクシッンもし
くはパネルから作製される高温高圧成形による多層積層
物など種々の形状をとりうる。
本明細書においては.“ポリ(アリーレンスルフィド)
樹脂”という用語は,ホモボリマー,コポリマー,ター
ボリマー,及びこれらの類似物であろうと.あるいはこ
のようなボリマーのブレンド物であろうと.アリーレン
スルフィドポリマーを含んでなる熱可塑性樹脂を広い意
味で示すのに使用されている.本発明に従って使用する
のに適したポリ(アリーレンスルフィド)樹脂は, 1
967年11月21付け取得の米国特許第3.354,
129号明細書;1975年11月11日付け取得の米
国特許第3.919. 177号明細書i 1977年
7月26日付け取得の米国特許第4,038,261号
明細書;及び1987年4月7日付け取得の米国特許第
4,656,231号明細書(これらの特許を参照の形
でここに引用する)に記載されているポリ (アリーレ
ンスルフィド)樹脂である.使用することのできる種々
のポリ(アリーレンスルフィド)樹脂の中では.ポリ(
フェニレンスルフィド)樹脂が最も好ましい.特に好ま
しい市販のポリ(フヱニレンスルフィド)樹脂は.オク
ラホマ州バードレスビル(Bartlesvtlle)
のフィリンプス・ペトロレウム・カンパニー(Phil
lipsPetroleum Co+apany)から
.ライトン(RYTON” ”)ポリ(フェニレンスル
フィド)樹脂として製造されているものであり.本品は
約10〜約1000g/10分のメルトフ口ー(AST
M 01238,条件317/5.0により測定)を有
する. 本明細書では.“ポリ(芳香族スルフィド/スルホン》
樹脂という用語は, 1977年4月5日付け取得の米
国特許第4.016, 145号明細書及び1978年
11月28日付け取得の米国特許第4.127.713
号明細書(これらの特許を参照の形でここに引用する)
に記載の芳香族スルフィド/スルホンボリマーを含んで
なる熱可塑性樹脂を広い意味で示すのに使用されている
.米国特許第4.121.113号明細書に記載の方法
に従って製造される高分子量の芳香族スルフィド/スル
ホンボリマーが好ましい,このようなボリマーは,少な
くとも1種のジハロゲン化芳香族スルホン.少なくとも
1種のアルカリ金属硫化物,少なくとも1種の有機アミ
ド,少なくとも!種のカルボン酸ナトリウム.及び通常
得られるより高い分子量のボリマーを生成させるに足る
量の水を接触させることによって製造される.本発明に
従って使用する好ましいポリ(アリーレンスルフィド/
スルホン)ボリマーはポリ(フエニレンスルフィド/ス
ルホン)である.特に好ましい市販のポリ (フェニレ
ンスルフィド/スルホン)樹脂は,フィリンブス・ペト
ロレウム・カンパニーから.ライトンS (RYTON
” S)ポリ(フエニレンスルフィド/スルホン)樹脂
として製造されているものであり,本品は約2〜約50
0g/10分のメルトフ口−(ASTM o123B.
条件343/5.0により測定)を存する. 本発明に従って有用なポリ(アリーレンスルフィド)一
ボリ (アリーレンスルフィド/スルホン)樹脂γR合
物は,ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂とポリ(アリ
ーレンスルフィド/スルホン)樹脂との重量比が約30
:l〜約1=30の範囲であるような樹脂混合物である
.本発明の強化プラスチンク複合材料中には.このよう
な樹脂混合物が約20〜約90重景%の範囲の璽にて存
在し,繊維強化材が約lO〜約80重景%の範囲の景に
て存在する.本明細書では.“重量%”とは,複合材料
の全構成成分のトータル重量を7!準としたときの,複
合材料中における特定の構成成分の重量%を意味する.
微小亀裂が少なくて且つ微小亀裂を生じにくい複合材料
を形成するための特に好ましい熱可塑性樹脂混合物は.
ポリ(フエニレンスルフィド)樹脂とポリ(フエニレン
スルフィド/スルホン)樹脂とを,約9:l〜約2:1
の範囲の重量比(最も好ましくは約3:lの重量比)に
て混合物中に含んでなる.?!!合材料中において,ポ
リ(フエニレンスルフィド)一ボリ (フェニレンスル
フィド/スルホン)樹脂混合物が約30〜約60重匿%
の範囲の量にて存在し.そして繊維強化材が約40〜約
70重量%の範囲の量にて存在するのが好ましい.上記
の好ましいポリ(フェニレンスルフィド)ーボリ(フェ
ニレンスルフィド/スルホン)樹脂混合物は.通常約2
40〜約290゜Cの範囲の融点を有し,また約5〜約
300g/10分の範囲のメルトフ口−(ASTM 0
1238,条件317/5に従9て測定)を有する. 複合材料中に組み込まれる繊維強化材は.ガラス繊維,
炭素繊維,及びアラミド繊維から選ぶことができ,炭素
繊維が最も好ましい.繊維は.1本以上の個別のストラ
ンド又はロービングの形で(すなわち繊維の束として)
熱可塑性樹脂マトリック中に存在してもよい.ストラン
ドにおける個別の繊維は通常約4〜約10ミクロンの範
囲の直径を有し.ストランド又はロービングは約100
0〜約12,000本の繊維を含んでもよい.微小亀裂
が少なく且つ微小亀裂を生じにくい強化プラスチック複
合材料を製造する場合には,ポリ(アリーレンスルフィ
ド)樹脂とポリ(芳香族スルフィド/スルホン)樹脂を
上記の割合にて含んだ熱可塑性樹脂混合物が形成される
.構成成分の混合に際しては。多くの適切な方法が当技
術者によく知られている.例えば.回転ドラムブレンダ
ー又はヘンシェルミキサーのような強力ミキサー中にて
室温で樹脂成分を一緒に混合して,均質な混合物を得る
ことができる.粒子の形態における熱可塑性樹脂混合物
の水性スラリーを作製して強化用繊維に対するスラリー
含浸を行うことができる.一般には9スラリー中の粒子
は,約2〜約50ミクロンの平均粒径を存していなけれ
ばならない.スラリーが撹拌され,そして均一な分散を
得るのに必嬰な場合は界面活性剤が加えられる。当技術
者によく知られている引抜成形法においては,強化用繊
維がスラリーを通して引っ張られ.t+1脂混合物が該
繊維により吸収されて含浸湿潤繊維ストランドが形成さ
れ,次いでこのストランドが少なくとも部分的に乾燥さ
れ.そして高温フォーミングダイを通して引っ張られる
.フォーミングダイの温度は.樹脂混合物が熔融状態に
達し且つマトリックスを形成するに足る充分に高い温度
(一般には,樹脂混合物の軟化点より5〜約100 ’
C高い温度)であるや加熱したダイは.繊維強化材の含
浸ストランドが引っ張られるときに,熱可型性樹脂混合
物が繊維の周りの連続マトリソクス中に融け込んでいく
,というような゛断而寸法を存する.このようにして得
られる複合材料は,方向性をもたずに整列した連続繊維
を含み.加熱フォーミングダイの形状に応じて.バー.
テープ.又はシートの形態にて製造することができる.
連続的に引抜成形される一M合材料は.一般には切断装
置を介して引っ張られ.これによって所望の長さの物品
に切り取られる.加熱したプレス金型を使用して.複数
の単一層物品から多層積層による複合材料を形成させる
ことができる. 本発明の複合材料のマトリックス中に.主要量のポリ
(アリーレンスルフィド)樹脂と共に少量のポリ(芳香
族スルフィド/スルホン)樹脂が存在すると.複合材料
は微小亀裂が少なくなり.且つ温度サイクルを受けても
微小亀裂を生じにくくなる. 以下に実施例を挙げて.本発明による複合材料とその製
造法についてさらに説明する.実施例に適用されている
特定の化学種及び条件は.本発明を例証するためのもの
であって.本発明がこれによって限定されるものではな
い. 裏施班 75重量%のボリ(フェニレンスルフィド)樹脂〔フィ
リップ・ペトロレウム社から市販のライトン3;約60
g/10分のメルトフローを有する(^STMD123
8,条件317/5により測定)〕と25重量%のボリ
(フェニレンスルフィド/スルホン)樹脂〔フィリッ
プ・ベトロレウム社のライトン” ppss,約10g
/10分のメルトフ口一を有する(ASTM [112
38,条件343/5.0により測定)〕からなる撹拌
された水性スラリーを通して複数の炭素繊維ストランド
を引っ張ることによってプレプレグを作製した.次いで
含浸ストランドを.乾燥器に通して引っ張って水分を除
き,オーバーアンドアンダーダイ(an over a
nd under die)に通して含浸ストランドを
予備造形し.そして630” Fにて加熱フォーミング
ダイに通した.ごのダイは.得られる複合材料が.輻a
.sg’x厚さo.o+oi>のテープとなるような断
面形状を有する.テープを,長さ51>のセグメントに
切断した. 650°Fのプレス温度,並びに予備加熱4分.400
ps +にて3分.及び400ρsiにて3分急冷から
なるサイクルを使用し,8層の複合材料セグメントをプ
レスして5.o3>x s.orの積層物とした.次い
で.本積層物の一部を400゜Fで2時間アニールした
. 比較のため,ポリ(フェニレンスルフィド)のみからな
る樹脂マトリックスを使用して6同じ手順により積層物
を作製した.300ρsiではな<150psiにてプ
レスサイクルを施し.得られたfIl層物を400゜F
にて2時間アニールした.種々の積層物を切り取り,切
断面を研磨し.そして方向づけされた反射光を使用して
.研磨された面をW4微鏡により調べて,積層された複
合材料における1層について11:′当たりの微小亀裂
の数を求めた.これらの試験の結果を第i表に示す.I
FJについてl1>当たりの微小亀裂の数は.各サンプ
ルの2つの異なる部分に対して求めた.第■表の結果か
ら.本発明の樹脂混合物を使用すると.微小亀裂の数が
がなり少なくなる(特に.ポリ(フェニレンスルフィド
)のみからなる樹脂マトリックスを使用した複合材料と
,アニール後において比較した場合)ことがわかる.従
って本発明は.目的を遂行すべく.また前記の目標及び
利点並びにその中における固有のものを達成すべく充分
になされている.当技術者にとっては数多くの変形が可
能であるが.このような種々の変形は特許請求の範囲に
より規定した本発明の範囲内に包含される. (外4名)
樹脂”という用語は,ホモボリマー,コポリマー,ター
ボリマー,及びこれらの類似物であろうと.あるいはこ
のようなボリマーのブレンド物であろうと.アリーレン
スルフィドポリマーを含んでなる熱可塑性樹脂を広い意
味で示すのに使用されている.本発明に従って使用する
のに適したポリ(アリーレンスルフィド)樹脂は, 1
967年11月21付け取得の米国特許第3.354,
129号明細書;1975年11月11日付け取得の米
国特許第3.919. 177号明細書i 1977年
7月26日付け取得の米国特許第4,038,261号
明細書;及び1987年4月7日付け取得の米国特許第
4,656,231号明細書(これらの特許を参照の形
でここに引用する)に記載されているポリ (アリーレ
ンスルフィド)樹脂である.使用することのできる種々
のポリ(アリーレンスルフィド)樹脂の中では.ポリ(
フェニレンスルフィド)樹脂が最も好ましい.特に好ま
しい市販のポリ(フヱニレンスルフィド)樹脂は.オク
ラホマ州バードレスビル(Bartlesvtlle)
のフィリンプス・ペトロレウム・カンパニー(Phil
lipsPetroleum Co+apany)から
.ライトン(RYTON” ”)ポリ(フェニレンスル
フィド)樹脂として製造されているものであり.本品は
約10〜約1000g/10分のメルトフ口ー(AST
M 01238,条件317/5.0により測定)を有
する. 本明細書では.“ポリ(芳香族スルフィド/スルホン》
樹脂という用語は, 1977年4月5日付け取得の米
国特許第4.016, 145号明細書及び1978年
11月28日付け取得の米国特許第4.127.713
号明細書(これらの特許を参照の形でここに引用する)
に記載の芳香族スルフィド/スルホンボリマーを含んで
なる熱可塑性樹脂を広い意味で示すのに使用されている
.米国特許第4.121.113号明細書に記載の方法
に従って製造される高分子量の芳香族スルフィド/スル
ホンボリマーが好ましい,このようなボリマーは,少な
くとも1種のジハロゲン化芳香族スルホン.少なくとも
1種のアルカリ金属硫化物,少なくとも1種の有機アミ
ド,少なくとも!種のカルボン酸ナトリウム.及び通常
得られるより高い分子量のボリマーを生成させるに足る
量の水を接触させることによって製造される.本発明に
従って使用する好ましいポリ(アリーレンスルフィド/
スルホン)ボリマーはポリ(フエニレンスルフィド/ス
ルホン)である.特に好ましい市販のポリ (フェニレ
ンスルフィド/スルホン)樹脂は,フィリンブス・ペト
ロレウム・カンパニーから.ライトンS (RYTON
” S)ポリ(フエニレンスルフィド/スルホン)樹脂
として製造されているものであり,本品は約2〜約50
0g/10分のメルトフ口−(ASTM o123B.
条件343/5.0により測定)を存する. 本発明に従って有用なポリ(アリーレンスルフィド)一
ボリ (アリーレンスルフィド/スルホン)樹脂γR合
物は,ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂とポリ(アリ
ーレンスルフィド/スルホン)樹脂との重量比が約30
:l〜約1=30の範囲であるような樹脂混合物である
.本発明の強化プラスチンク複合材料中には.このよう
な樹脂混合物が約20〜約90重景%の範囲の璽にて存
在し,繊維強化材が約lO〜約80重景%の範囲の景に
て存在する.本明細書では.“重量%”とは,複合材料
の全構成成分のトータル重量を7!準としたときの,複
合材料中における特定の構成成分の重量%を意味する.
微小亀裂が少なくて且つ微小亀裂を生じにくい複合材料
を形成するための特に好ましい熱可塑性樹脂混合物は.
ポリ(フエニレンスルフィド)樹脂とポリ(フエニレン
スルフィド/スルホン)樹脂とを,約9:l〜約2:1
の範囲の重量比(最も好ましくは約3:lの重量比)に
て混合物中に含んでなる.?!!合材料中において,ポ
リ(フエニレンスルフィド)一ボリ (フェニレンスル
フィド/スルホン)樹脂混合物が約30〜約60重匿%
の範囲の量にて存在し.そして繊維強化材が約40〜約
70重量%の範囲の量にて存在するのが好ましい.上記
の好ましいポリ(フェニレンスルフィド)ーボリ(フェ
ニレンスルフィド/スルホン)樹脂混合物は.通常約2
40〜約290゜Cの範囲の融点を有し,また約5〜約
300g/10分の範囲のメルトフ口−(ASTM 0
1238,条件317/5に従9て測定)を有する. 複合材料中に組み込まれる繊維強化材は.ガラス繊維,
炭素繊維,及びアラミド繊維から選ぶことができ,炭素
繊維が最も好ましい.繊維は.1本以上の個別のストラ
ンド又はロービングの形で(すなわち繊維の束として)
熱可塑性樹脂マトリック中に存在してもよい.ストラン
ドにおける個別の繊維は通常約4〜約10ミクロンの範
囲の直径を有し.ストランド又はロービングは約100
0〜約12,000本の繊維を含んでもよい.微小亀裂
が少なく且つ微小亀裂を生じにくい強化プラスチック複
合材料を製造する場合には,ポリ(アリーレンスルフィ
ド)樹脂とポリ(芳香族スルフィド/スルホン)樹脂を
上記の割合にて含んだ熱可塑性樹脂混合物が形成される
.構成成分の混合に際しては。多くの適切な方法が当技
術者によく知られている.例えば.回転ドラムブレンダ
ー又はヘンシェルミキサーのような強力ミキサー中にて
室温で樹脂成分を一緒に混合して,均質な混合物を得る
ことができる.粒子の形態における熱可塑性樹脂混合物
の水性スラリーを作製して強化用繊維に対するスラリー
含浸を行うことができる.一般には9スラリー中の粒子
は,約2〜約50ミクロンの平均粒径を存していなけれ
ばならない.スラリーが撹拌され,そして均一な分散を
得るのに必嬰な場合は界面活性剤が加えられる。当技術
者によく知られている引抜成形法においては,強化用繊
維がスラリーを通して引っ張られ.t+1脂混合物が該
繊維により吸収されて含浸湿潤繊維ストランドが形成さ
れ,次いでこのストランドが少なくとも部分的に乾燥さ
れ.そして高温フォーミングダイを通して引っ張られる
.フォーミングダイの温度は.樹脂混合物が熔融状態に
達し且つマトリックスを形成するに足る充分に高い温度
(一般には,樹脂混合物の軟化点より5〜約100 ’
C高い温度)であるや加熱したダイは.繊維強化材の含
浸ストランドが引っ張られるときに,熱可型性樹脂混合
物が繊維の周りの連続マトリソクス中に融け込んでいく
,というような゛断而寸法を存する.このようにして得
られる複合材料は,方向性をもたずに整列した連続繊維
を含み.加熱フォーミングダイの形状に応じて.バー.
テープ.又はシートの形態にて製造することができる.
連続的に引抜成形される一M合材料は.一般には切断装
置を介して引っ張られ.これによって所望の長さの物品
に切り取られる.加熱したプレス金型を使用して.複数
の単一層物品から多層積層による複合材料を形成させる
ことができる. 本発明の複合材料のマトリックス中に.主要量のポリ
(アリーレンスルフィド)樹脂と共に少量のポリ(芳香
族スルフィド/スルホン)樹脂が存在すると.複合材料
は微小亀裂が少なくなり.且つ温度サイクルを受けても
微小亀裂を生じにくくなる. 以下に実施例を挙げて.本発明による複合材料とその製
造法についてさらに説明する.実施例に適用されている
特定の化学種及び条件は.本発明を例証するためのもの
であって.本発明がこれによって限定されるものではな
い. 裏施班 75重量%のボリ(フェニレンスルフィド)樹脂〔フィ
リップ・ペトロレウム社から市販のライトン3;約60
g/10分のメルトフローを有する(^STMD123
8,条件317/5により測定)〕と25重量%のボリ
(フェニレンスルフィド/スルホン)樹脂〔フィリッ
プ・ベトロレウム社のライトン” ppss,約10g
/10分のメルトフ口一を有する(ASTM [112
38,条件343/5.0により測定)〕からなる撹拌
された水性スラリーを通して複数の炭素繊維ストランド
を引っ張ることによってプレプレグを作製した.次いで
含浸ストランドを.乾燥器に通して引っ張って水分を除
き,オーバーアンドアンダーダイ(an over a
nd under die)に通して含浸ストランドを
予備造形し.そして630” Fにて加熱フォーミング
ダイに通した.ごのダイは.得られる複合材料が.輻a
.sg’x厚さo.o+oi>のテープとなるような断
面形状を有する.テープを,長さ51>のセグメントに
切断した. 650°Fのプレス温度,並びに予備加熱4分.400
ps +にて3分.及び400ρsiにて3分急冷から
なるサイクルを使用し,8層の複合材料セグメントをプ
レスして5.o3>x s.orの積層物とした.次い
で.本積層物の一部を400゜Fで2時間アニールした
. 比較のため,ポリ(フェニレンスルフィド)のみからな
る樹脂マトリックスを使用して6同じ手順により積層物
を作製した.300ρsiではな<150psiにてプ
レスサイクルを施し.得られたfIl層物を400゜F
にて2時間アニールした.種々の積層物を切り取り,切
断面を研磨し.そして方向づけされた反射光を使用して
.研磨された面をW4微鏡により調べて,積層された複
合材料における1層について11:′当たりの微小亀裂
の数を求めた.これらの試験の結果を第i表に示す.I
FJについてl1>当たりの微小亀裂の数は.各サンプ
ルの2つの異なる部分に対して求めた.第■表の結果か
ら.本発明の樹脂混合物を使用すると.微小亀裂の数が
がなり少なくなる(特に.ポリ(フェニレンスルフィド
)のみからなる樹脂マトリックスを使用した複合材料と
,アニール後において比較した場合)ことがわかる.従
って本発明は.目的を遂行すべく.また前記の目標及び
利点並びにその中における固有のものを達成すべく充分
になされている.当技術者にとっては数多くの変形が可
能であるが.このような種々の変形は特許請求の範囲に
より規定した本発明の範囲内に包含される. (外4名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂とポリ(アリー
レンスルフィド/スルホン)樹脂との混合物を含んだ熱
可塑性樹脂のマトリックス中に繊維強化材の少なくとも
1本の連続ストランドを含んでなる強化プラスチック複
合材料。 2、前記ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂と前記ポリ
(アリーレンスルフィド/スルホン)樹脂が、それぞれ
約30:1〜約1:30の範囲の重量比にて前記混合物
中に存在している、請求項1記載の複合材料。 3、前記熱可塑性樹脂混合物が、約20〜約90重量%
の範囲の量にて前記複合物中に存在し、そして前記繊維
強化材が、約10〜約80重量%の範囲の量にて前記複
合物中に存在している、請求項2記載の複合材料。 4、前記(ポリアリーレンスルフィド)樹脂がポリ(フ
ェニレンスルフィド)である、請求項1〜3のいずれか
に記載の複合材料。 5、前記ポリ(アリーレンスルフィド/スルホン)樹脂
がポリ(フェニレンスルフィド/スルホン)である、請
求項1〜4のいずれかに記載の複合材料。 6、前記ポリ(フェニレンスルフィド)樹脂と前記ポリ
(フェニレンスルフィド/スルホン)樹脂が、それぞれ
約9:1〜約2:1の範囲の重量比にて前記混合物中に
存在している、請求項4及び5に記載の複合材料。 7、前記熱可塑性樹脂混合物が、約30〜約60重量%
の範囲の量にて前記複合物中に存在し、そして前記繊維
強化材が、約40〜約70重量%の範囲の量にて前記複
合材料中に存在している、請求項6記載の複合材料。 8、ポリ(アリーレンスルフィド)樹脂とポリ(アリー
レンスルフィド/スルホン)樹脂との混合物を含んでな
る熱可塑性樹脂が溶融状態に達するような、そして繊維
強化プラスチック複合材料が形成されるような温度をも
った加熱フォーミングダイを通して、前記熱可塑性樹脂
を含浸させた繊維強化材の少なくとも1本の連続ストラ
ンドを引っ張ることからなる、請求項1〜7のいずれか
に記載の強化プラスチック複合材料を製造する方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US32797289A | 1989-03-23 | 1989-03-23 | |
US327972 | 1989-03-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02292366A true JPH02292366A (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=23278917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2075332A Pending JPH02292366A (ja) | 1989-03-23 | 1990-03-23 | 強化プラスチック複合材料及びその製造法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0388969A3 (ja) |
JP (1) | JPH02292366A (ja) |
KR (1) | KR900014523A (ja) |
CA (1) | CA2011306A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2032090A1 (en) * | 1990-03-19 | 1991-09-20 | David A. Soules | Poly(arylene sulfide) resins reinforced with glass fibers |
US5210128A (en) * | 1991-07-24 | 1993-05-11 | Phillips Petroleum Company | Poly(arylene sulfide) compositions, composites, and methods of production |
DE4405536A1 (de) * | 1994-02-22 | 1995-08-24 | Hoechst Ag | Mischungen aus Polyarylensulfonen mit Polyarylensulfoxiden und Polyarylensulfiden |
DE19613979A1 (de) * | 1996-04-09 | 1997-10-16 | Hoechst Ag | Mischungen aus Thermoplasten und oxidierten Polyarylensulfiden |
KR102373249B1 (ko) * | 2020-04-20 | 2022-03-10 | 임정욱 | 강화수지 조성물, 이를 포함하는 수지 성형체 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61176658A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Kureha Chem Ind Co Ltd | フエニレンスルフイド樹脂組成物 |
US4734470A (en) * | 1985-11-13 | 1988-03-29 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Block copolymer and compositions |
NO874575L (no) * | 1986-11-05 | 1988-05-06 | Phillips Petroleum Co | Fremgangsmaate til fremstilling av fiberarmerte komposittmaterialer inneholdende polyarylensulfidsulfon. |
JPS63178165A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-07-22 | フィリップス・ペトロリウム・カンパニー | 成形品用ポリ(アリーレンスルフィド)組成物 |
JPH0745574B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1995-05-17 | 大日本インキ化学工業株式会社 | 炭素繊維強化樹脂組成物 |
-
1990
- 1990-03-01 CA CA002011306A patent/CA2011306A1/en not_active Abandoned
- 1990-03-22 KR KR1019900003905A patent/KR900014523A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-03-23 JP JP2075332A patent/JPH02292366A/ja active Pending
- 1990-03-23 EP EP19900105537 patent/EP0388969A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR900014523A (ko) | 1990-10-24 |
EP0388969A2 (en) | 1990-09-26 |
EP0388969A3 (en) | 1991-01-09 |
CA2011306A1 (en) | 1990-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11168024B2 (en) | Fibers sized with polyetherketoneketones | |
US10556828B2 (en) | Method of sizing of fibers and articles manufactured from the same | |
EP0241815A2 (en) | Method of producing poly(arylene Sulfide) compositions and articles made therefrom | |
US5213889A (en) | Fibre-reinforced compositions and methods for producing such compositions | |
NZ199508A (en) | Fibre-reinforced thermoplastic resin structures | |
JPS63239032A (ja) | 繊維強化組成物 | |
JPS59207929A (ja) | ポリ(アリ−ルエ−テル)の分子量増加方法 | |
JPH02292366A (ja) | 強化プラスチック複合材料及びその製造法 | |
JPH01198635A (ja) | 高熱安定性ポリアリーレンチオエーテルケトン・プリプレグおよびその成形物 | |
WO2021249875A1 (en) | Fiber reinforced thermoplastic matrix composite material | |
JPH03124731A (ja) | 繊維強化ポリ(ビフェニレンスルフィド)複合材料とその製造方法 | |
JPH04222865A (ja) | ガラス強化ポリ(アリーレンスルフィド)組成物 | |
AU593318B2 (en) | Polyethersulfone plus reinforcing fibre | |
Hashemi | Effect of temperature on tensile properties of injection moulded short glass fibre and glass bead filled ABS hybrids | |
Wu et al. | Processing, microstructure, and failure behavior in short‐fiber‐reinforced poly (ether ether ketone) composites | |
JPH02180934A (ja) | ポリマー複合材料の製造法 | |
JPH022990B2 (ja) | ||
CN114507400A (zh) | 一种改性玻纤增强聚丙烯组合物及其制备方法 | |
JPH05185426A (ja) | 長繊維強化熱可塑性樹脂ペレット | |
JP2024078668A (ja) | 炭素繊維強化押出成形体及びその製造方法 | |
Wu | Processing-structure-property characterization in advanced thermoplastics and thermoplastic composite materials | |
Kacir et al. | Characterisation of properties of asbestos-reinforced rigid pvc | |
Yamaji et al. | USA) US Pat 4 923 832 (8 May 1990) A parent metal is at least partially spaced | |
JPS59215861A (ja) | 長繊維補強熱可塑性樹脂成形物品の製造方法 | |
WO1990011398A1 (en) | Sheetlike sinter and its manufacture |