JPH0315524B2 - - Google Patents

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JPH0315524B2
JPH0315524B2 JP59131220A JP13122084A JPH0315524B2 JP H0315524 B2 JPH0315524 B2 JP H0315524B2 JP 59131220 A JP59131220 A JP 59131220A JP 13122084 A JP13122084 A JP 13122084A JP H0315524 B2 JPH0315524 B2 JP H0315524B2
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roving
flexible
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Atochem SA
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性粉末で芯迄含浸された、鉱
物質、有機質又は金属性の連続繊維粗糸が柔軟性
被覆物で被覆されてなる―その場合その熱可塑性
粉末の融点は柔軟性被覆物の融点より高いかそれ
に等しい―複合材に関する。
この新複合材はすでに、本出願人の仏国新特許
第8310632号に記述されている。ただし、この特
許中では、繊維を含浸する粉末の融点は、被覆材
の融点よりかなり高いレベルに限定されている。
本発明による新複合材の主な特徴は、その柔軟
性にある。例えば、仏国特許第8121545号で定義
する、先行技術に属する複合材は、可撓性ではあ
るが硬質の材料である。それらは、巾５〜10mm、
厚さ約１mmのストツプの形状をしており、溶融、
冷却固化させたり、熱可塑性母材中に強固に埋込
んだ補強材のような連続の平行繊維を含有する。
このタイプの材料は明らかに硬質ではあるが、
経験の示す所によると、曲げると折断する。
この欠点は、前記材料を、小さい曲げ半径（例
えば、半径８〜10mm）を有する金属物体の周辺に
置いて用いる場合、例えば、自動車部品（ステア
リングホイールのフフレーム、油圧シリンダー、
など）の製造に用いる場合、大きなハンデキヤツ
プとなる。本発明の目的は、前記欠点を克服する
ことにある。
本発明の熱可塑性柔軟性複合材の製造方法にお
いては、連続した平行（すなわち、よじれていな
い）繊維の粗糸に、その特性、すなわち、各構成
繊維が熱可塑性粉末粒子の流動床中におかれると
瞬間的に広がると云う特性を利用して、熱可塑性
粉末粒子を含浸させる。それら粉末粒子は、既知
技術（静電気発生器、摩擦ブラシ又はローラー、
など）で発生させた静電気のため、粗糸中の各繊
維の周辺に集まる。
熱可塑性物質の微粉の付着した各繊維を集める
と、微粉が芯迄含浸し、かつ周辺が同じ微粉の層
でおゝわれた、平行繊維の粗糸が得られる。
熱可塑性微粉の付着したその粗糸に、ついで溶
液又は分散物を押出し被覆又は浸漬被覆し、連続
した熱可塑性被覆層を形成する。これにより、粉
末粒子と、繊維は被覆層内部で自由にまざり合
う。
この方法により、柔軟性を保ち、折断せずに曲
げかつ結びさえできる複合材を得ることができ
る。そのため、これら柔軟性の複合材は、編組、
製織、編成作業に適しており、広範囲の使用分野
―前述した曲げ時のもろさを有する従来技術品の
それを越える使用分野が生じてくる。
柔軟性複合材は、容量で50％迄、重量で70％迄
の含量の補強繊維を用いて作ることができる。
補強繊維は、以下に列挙するような普通のポリ
マーを被覆する場合は、好ましくは160〜320テツ
クスのガラス繊維でよい。
以下に列挙するような極めて高流動性のポリマ
ーを被覆する場合は、1200〜2400テツクスの繊維
が用いられてきた。
他の繊維としては、ケブラー繊維のようなアラ
ミド系のもの（芳香族ベースを用いるスーパーポ
リアミド）がある。その場合、例えば、1580デシ
テツクスのものが好ましい。被覆には、ガラス繊
維に対するのを同じタイプのポリマーを用いる。
最後に、炭素繊維―大きさはフイラメント（実
際にはキロフイラメント）で示される―も用い得
る。本発明の柔軟性複合材の製造には、３〜12キ
ロフイラメントの大きさのものが、最も適してい
る。
連続繊維粗糸を芯部迄含浸させるのに用いる微
粉状樹脂の中、本発明の実施に最適のものは、ポ
リアミド粉末、すなわち、ラクタム（カプロラク
タム、ラウリルラクタム、など）又はアミノ酸
（アジピン酸とヘキサメチレンジアミンの塩、ア
ミノウンデカン酸）の重縮合物、ポリアミド
（polyamidic）コポリマー、などである。
しかし、他の熱可塑性粉−ポリプロピレン、ポ
リエチレン、ポリビニルクロライド、ポリエステ
ルホモポリマー及びコポリマー、ポリフツ化ビニ
リデンなどの粉末―も明らかに用い得る。
本発明の特徴である、微粉を添加した連続粗糸
に対する被覆作業は、その微粉粒子をその融点に
迄加熱することなく、行なうことができる。
この被覆作業には、融点が105℃の６／6.6／12
ターポリマーのような、その粉末より融点の低い
樹脂、或いは、その粉末と同じタイプであるが粘
度はそれより低く押出し被覆法の必要条件を満た
すことのできる樹脂が用いられる。
こらの樹脂には、ポリアミド６，１１及び１
２，ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリビニリ
デンフルオライド、ポリエステルがある。
本発明の熱可塑性柔軟性複合材の製造方法の一
態様によれば、広げた粗糸をまず、本出願人の仏
国特許第8103528号にある通り、微粉が分散して
いる水性又は有機浴中に通してその微粉で含浸
し、ついで乾燥させる。
他の実施方法によれば、粉末粒子を含有する粗
糸に、本発明の範囲にある以下の技術方法の何れ
かを用いて、被覆を行なうことができる。
〇 粗糸を、溶融被覆材を含有する装置に通す。
〇 粗糸を、液体モノマー又はオリゴマーの第１
浴、ついで、それらと反応して熱可塑性物質と
なる液体モノマー又はオリゴマーを含有する第
２浴に通す。第１浴及び第２浴中の物質の組合
せは、ポリオール−ポリイソシアネート（ポリ
ウレタンとなる）、ポリウレタン−ポリウレア、
エポキシ樹脂と硬化剤、エポキシ樹脂−ジカル
ボキシリツクポリマー、などである。
本発明は、その目的―熱可塑性微粉を溶融さ
せることなく芯部迄含浸させた、連続繊維の粗
糸を含有する柔軟性複合材の製造―を実際に達
成するための装置をも含む。
本発明の他の特徴及び利点は、本発明にもと
づく装置の各種組立方法に関する、比較例、実
施例を使用した以下の説明で明白になる。説明
は、以下の添付図面と関連させて行なう。
第１図は装置の縦断面図であり、 第２図は被覆ダイの断面図であり、 第３図は本発明に従い製造した物体を破裂強さ
試験装置においた状態の断面図であり、そして第
４図は本発明に従い製造した柔軟材の断面図であ
る。
本発明の柔軟性複合材の製造方法の実際作業
は、第１図に示す通りに行なわれる。連続繊維粗
糸１を、ガイドロール２，３が作り出す引張り力
により、巻出しリールより送り出す。粗糸はエア
ロツク７を通つて完全にシールした流動化タンク
４に入る。こゝでは、熱可塑性の微粉５が、下部
に入つてくる圧縮空気６により流動化状態にあ
る。第１図には示していないが仏国特許第
8310632号で述べている、ローラー又はスプライ
ン付きシリンダーのような普通の装置を使つて、
粗糸が広げられるか、ほぐされる。粗糸は摩擦の
ためこれら装置に対し静電気帯電し、ついで微粉
で被覆されて流動化タンク出口、すなわち別のエ
アロツク８に進む。
エアロツク８はその特徴として、第２図に示す
２つの熱シール１６，１７を介して、流動化タン
ク及び被覆用クロスヘツド９と一体となつてい
る。これらのシールが存在することにより、エア
ロツク８と、被覆用クロスヘツド９〔積極加熱
（図示せず）のため熱源となる〕並びに流動化タ
ンク４の末端との熱交換が最小に抑えられる。こ
の熱絶縁により、熱表面と接触する粉末の溶融ゲ
ル化が防止される。好ましい装置形式において
は、絶縁シール１６は「テフロン」（ポリテトラ
フルオロエチレン）板より加工され、絶縁シール
１７は焼結酸化ジルコニウムをプレスして作られ
る。
流動化タンク４、エアロツク８及びクロスヘツ
ド９間の接続部は、粉末粒子の装置外漏えい、そ
れら粒子の燃焼事故を防止する目的で、気密とす
る。
粗糸に静電気的に付着していない粉末粒子の、
流動化タンクへの完全逆流をより容易に行なわせ
るために、低流ポンプ１５を用いてエアロツク８
中で空気流をいくらか発生させる。このポンプ
は、バーゼルのEts.W.BACHOFENが試験室用
に供給しているローラー・タイプのものである。
このポンプが提供し得る空気圧は0.10〜0.30バー
ルである。空気流を最低にしていわゆる「泡立
ち」空気流とすることができるが、それは、ポン
プについていてホース中の空気を圧縮するように
作用するローラー・ローターの回転速度を下げる
ことにより得られる。
複雑さをさけるため第１図中に示してないが、
小さなサイクロンが取付けてあり、それにより、
ポンプ１５により供給される過剰空気が逃げるよ
うにし、この空気とともに運ばれる少量の粉末を
回収する。微粉で充分含浸、被覆した粗糸を、エ
アロツク８の出口で、ダイ９，９′に入れる。
粉末がクロスヘツド９，９′の金属と長く接触
して溶融ゲル化するのを防ぐため、大きな入口の
ついたワイヤー・ガイド１９を設けるのが得策で
あることが判つた。
粗糸と同じ断面を有する送電、電話ケーブルの
被覆時には、ワイヤー・ガイドに普通用いるもの
の1.5〜３倍の断面を有する入口を設けるのが得
策であることが判つた。
クロスヘツド９，９′には、バレル／ダイ接続
として図示の押出機１０により、可塑性被覆材が
供給される。この可塑性被覆材はいわゆるスリー
ビング（sleeving）状でダイを去る。すなわち、
可塑性被覆材の出口直径は、粗糸の外径より大き
い直径を有するマンドレルにより決められ、つい
で溶融被覆材はダイを去る形材上で収縮し、出口
から約５mmの所で粗糸と接触する。
この被覆ヘツドは、縦軸にそつて有利におかれ
ている。形材は空中を約1m移動すると殆んど冷
却する。形材は、冷却後も柔軟性を有し、１１の
スロツトを有し、直径が約600mmのプーリー上を
移動する。この形材は、第４図に示す通り、繊維
粗糸３３を熱可塑性粉末３２で含浸し、更に柔軟
性被覆３１を施してできている。
実施例 １ 本出願人が製造したオルガソル（Orgasol）
1002の微粉を添加した320テツクス粗糸に、本出
願人のリルサン（Rilsan）AMNO樹脂の被覆材
を押出被覆する。製品の特性は以下の通りであ
る。
微粉ポリアミド６ 嵩密度0.50 メルト・インデツクス20〜60（荷重１Kgで
235℃で測定） 被覆材ポリアミド12 密度1.5 メルト・インデツクス10〜40（荷重２Kgで
190℃で測定） ガラスせん維 密度2.40 マイレフアー（Maillefer）押出機φ30塗布ダ
イスリービング法に用いられるタイプダイの直径
3.5mm マンドレルの直径2.9mm ワイヤー・ガイドの直径1.5mm 入口直径2.4mm ダイ温度195℃ 引取速度100m／分 得られた柔軟性複合材は以下の特性を有する。
ガラス繊維 微粉末 被覆材 重量％ 75 11 14 容量％ 47 33 20 実施例 ２（図３） 本発明による複合材は、高内部圧力下で例えば
油圧シリンダー用に使用する、射出成形プラスチ
ツク部材の補強に用いる。
このような部品は、例えば、長さ100mm、内径
16mm、壁厚４mmの底付きシリンダーよりなる。
比較試験を行なうため、これらの部品を以下の
４種の技術を用いて作ることができる。
ガラス短繊維〔本出願人のリルサン
（Rilsan）ZMO〕とまぜたポリアミド１１中で
射出成形した部品。
と同じ型及び同じプラスチツクを用いて製
造した部品。たヾし、射出に先立ち、型の芯上
に実施例１と同様柔軟性複合材の単層２３をお
き、芯のまわりにゆるく螺旋状に該複合材を巻
いて製造した。
と同様に製造した部品。たヾし、巻き作業
中複合材に２ダン（dan）の張力をかけた。
と同様に製造した部品。たヾし、複合材を
２層とし、巻き作業中の張力は２ダン（dan）
に維持した。
上記４種の技法を用いて製造した部品の破裂圧
力を測定するため、シリンダー２１に穴をあけ、
フイツテイング２２を介してシリンダーを加圧下
の液体と接続させる。唇形シール２５付きピスト
ン２４は、シリンダーのボア内を自由に動く。
破裂試験用に、このピストンは常に鋼製とす
る。プラスチツク・シリンダーと鋼ピストンより
なる装置を、２枚のプレート２６，２６′及び２
本の直立体２７，２７′が形成する硬いフレーム
の中におく。
動力計２８をピストン・ロツドとプレート２６′
の間におく。
波列圧力は、測定される破裂力から、次式を用
いて知ることができる。
Ｆ＝pS この場合、断面Ｓは選んだボアの大きさから、
２×10-4m2である。上記条件の下で、平均破裂圧
力は以下の通りとなる。試 料 破裂力（ダン） 破裂圧力（GPa） 400 ２ 450 2.25 1000 ５ 1100 5.5 このように、柔軟性複合剤では、特に張力下に
巻き作業を行なうと、機械的強度が改善されるこ
とが明瞭に分る。更に、巻き直径を小さくする
と、本発明の柔軟性複合材のみが巻き作業に適す
ることが分る。
【図面の簡単な説明】
第１図は装置の縦断面図であり、第２図は被覆
ダイの断面図であり、第３図は本発明に従い製造
した物体を破裂強さ試験、装置においた状態の断
面図であり、そして第４図は本発明に従い製造し
た柔軟材の断面図である。 １……粗糸、２，３……ガイドロール、４……
流動化タンク、５…熱可塑性粉末、７，８……エ
アロツク、９……ダイ、１０……押出機。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性粉末で含浸した繊維粗糸を被覆する
    柔軟性被覆材を含む複合材であつて、前記熱可塑
    性粉末の融点が、前記柔軟性被覆材の融点より高
    いかそれと同じである複合材。 ２ 前記柔軟性被覆材が各種熱可塑性樹脂より選
    ばれる特許請求の範囲第１項に記載の複合材。 ３ 連続繊維の粗糸の芯及び周辺に粉末状熱可塑
    性物質を導入して該繊維を被覆し、ついで全体
    を、融点が該熱可塑性粉末の融点より低いか又は
    それと同じである熱可塑性柔軟性被覆材で被覆す
    ることを特徴とする複合材製造法。 ４ 前記熱可塑性粉末が、ポリアミド、コポリア
    ミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフツ
    化ビニリデン、並びにポリエステルを含む群より
    選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第３項
    に記載の複合材製造法。 ５ 前記熱可塑性柔軟性被覆材が、ポリアミド、
    コポリアミド、ポリエチレン、ポリプピレン、ポ
    リフツ化ビニリデン、並びにポリエステルを含む
    群より選ばれることを特徴とする特許請求の範囲
    第３項に記載の複合材製造法。 ６ 熱可塑性柔軟性被覆材による被覆を、前記熱
    可塑性粉末の融点より低い温度で行なうことを特
    徴とする特許請求の範囲第３項に記載の複合材製
    造法。 ７ 熱可塑性柔軟性被覆材による粗糸の被覆処理
    を、押出法を用いて行なうことを特徴とする特許
    請求の範囲第３項に記載の複合材製造法。 ８ 粗糸の供給手段と、前記粗糸を通じる入口端
    及び出口端を有し熱可塑性粉末を流動化させる流
    動化タンクと、熱可塑性粉末で含浸された粗糸を
    被覆する柔軟性被覆材の供給手段と、柔軟性被覆
    材による被覆を行なうダイとを含む装置であつ
    て、前記入口端及び出口端が実質的に漏れどめさ
    れていることを特徴とする装置。 ９ 前記ダイが、該ダイと前記流動化タンクとに
    組合わされた吹付け室を有することを特徴とする
    特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０ 前記吹付け室が、絶縁シールによつてダイ
    及び流動化タンクから熱絶縁されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第９項に記載の装置。 １１ 前記絶縁シールが、ポリテトラフルオロエ
    チレン又は酸化ジルコニウムを素材とすることを
    特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の装
    置。
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