JP2017193710A - 繊維および少なくとも１種の塩化ビニルポリマーを含む複合材の製造および使用 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性が高い物品に形成可能であり、加えて、特に引抜成形といった従来の方法に、特に強化物体の生産のために容易に用いられることが可能であるリサイクルが容易な複合材の製造方法の提供。【解決手段】繊維および少なくとも１種の塩化ビニルポリマーを含む複合材の製造方法であって、前記ポリマーのヒドロゾルでコートした繊維を得るための前記ヒドロゾル中への繊維の液浸ステップ、これに続く、繊維にコートされた前記ヒドロゾルの乾燥及びゲル化ステップを含む方法。複合材、及び、物品を形成するため、又は、強化物体を製造するためのその使用。この複合材によって強化された形材。前記繊維が織布、不織布及び粗糸から選択される基本繊維の集合体である方法。前記繊維が麻及び亜麻から選択される植物繊維又はガラス繊維又はバサルト繊維から選択される無機繊維であり、前記塩化ビニル樹脂がホモポリマーである、方法。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年４月１１日に出願の仏国特許出願第１１５３１５０号明細書および２０１１年１１月８日に出願の仏国特許出願第１１６０１６８号明細書に基づく優先権を主張し、これらの出願の全内容は、すべての目的のために参照により本明細書において援用される。

本発明は、繊維および少なくとも１種の塩化ビニルポリマーを含む複合材の製造方法に関する。本発明はまた、この複合材自体にも関する。本発明はさらに、物品を形成するため、または、強化物体を製造するためのこの複合材の使用に関し、ならびに、これらの物品または強化物体自体および強化形材にも関する。

窓、シャッター、ドアおよびゲートのフレーム、フレーム構造、わき柱および無目などの多くの建具材がＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）により頻繁に形成されており、これにより、維持管理が最低限しか要求されずに耐久性、耐腐食性および断熱特性がもたらされている。しかしながら、これらは、一定の寸法を超えた場合の剛性に欠いている。

実際に、これらの建具材の構造に用いられるＰＶＣ形材は、一般に軽量化のためおよび断熱性をもたせるための空洞を形成するために中空とされている。しかしながら、ＰＶＣに固有の問題の一つは弾性モジュラスが低いことであり、従って、特に固定部位間の距離が長い場合における荷重下での変形性である。

剛性の不足は、特に鋼（文献：独国特許第１９９ ３３ ０９９号明細書を参照のこと）またはアルミニウム補強材といった金属補強材でフレームを補強することにより克服され得る。しかしながら、金属補強材を用いるとフレームの形材中に熱橋が形成されてしまい、熱伝導性が高まって顕著な熱損失につながってしまう。しかも、これらの金属補強材が存在することで形材の最終的なリサイクルが複雑化する。

この熱伝導性の増加に対応するために、好ましくはガラス、アラミドまたは炭素の連続繊維といった繊維を含む熱硬化性樹脂からなる強化材（引抜成形インサート材）を用いることが提言されている（文献：英国特許第２ １４４ ４７２号明細書または欧州特許第０ ４４１ ４４９号明細書）。しかしながら、ガラス繊維を含む熱硬化性樹脂の使用は高価である。文献：米国特許第２００４／０６２９１５号明細書に記載のセルロース繊維により強化された熱可塑性複合材に関して、これらは、水分に対してかなり敏感であり、従って、耐久性に劣る。

従来において、金属インサート材または引抜成形インサート材を導入することにより強化されたＰＶＣ形材はリサイクルできないか、または、リサイクルが困難である。引抜成形インサート材により強化された形材の他の欠点は、金属補強材と全く同様に、手作業で強化材を導入する必要があり、生産コストが高くなることである。

文献：欧州特許第１ ２７６ ６０２号明細書には、連続ガラス繊維と混織されたポリエステル製、特にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製またはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）製の繊維；縦横に配されたポリマー繊維およびガラス繊維よりなる少なくとも１種の強化テープにより強化されたＰＶＣ形材を含む建具材が記載されている。繊維のテープまたは粗糸はポリマーを溶融するために加熱され、プレスされ、最後に最終ＰＶＣ形材の外壁および反対側の壁に埋設されて十分な剛性がもたらされ、それ故、金属または引抜成形インサート材の使用が回避される。高い機械特性が達成され、ならびに、ガラスおよび熱可塑材の連続フィラメントが一緒に混織された連続ヤーンの巻き出しを可能とするリールを用いる製造方法により手作業による金属または引抜成形形材の導入が回避されるが、この方法は多くの欠点を有している。このシステムの欠点の１つは、一方でＰＥＴまたはＰＢＴなどのポリエステル、および、他方でＰＶＣといった、溶融状態において非適合性である２種の異なる熱可塑材を最終製品において組み合わせることで、形材のリサイクルが困難になるばかりではなく、形材の生産ラインにおける生産廃棄物およびブランクのリサイクルが不可能となってしまうことである。他の欠点は、多軸衝撃を受けた際に繊維に沿って裂けることが好ましい強化材の縦方向の脆性である。最後に、１つの主な欠点は、ＰＶＣと強化テープとが異なる熱膨張係数を有することを考慮すると、冷却される場合の形材のキャリブレーションが困難であることである。

文献：欧州特許第０ １７９ ６８８号明細書において、超高圧電流によって誘起された静電界に複合材用の強化基材（特にガラス繊維）を供し、次いで、電界の影響下にあるままに、液体マトリックス材料（または、材料の液体前駆体）を含浸させることが提言されている。この方法の実施に用いられる必要がある超高電圧はオペレータに危険を及ぼさない訳ではなく、また、多大な電気エネルギーを必要とし；静電界の作用下における強化繊維の膨潤と、液体マトリックス材料による含浸とを正確に同時に行うことは容易ではない。

本発明は、剛性が高い物品に形成可能であり、加えて、特に引抜成形といった従来の方法に、特に強化物体の生産のために容易に用いられることが可能であるリサイクルが容易な複合材の製造方法を提供することにより、これらの問題を解決することを目的とする。

この目的のために、本発明の主な主題は、繊維および少なくとも１種の塩化ビニルポリマーを含む複合材の製造方法であって、前記ポリマーのヒドロゾルでコートした繊維を得るための前記ヒドロゾル中への繊維の液浸ステップ、これに続く、繊維にコートされた前記ヒドロゾルの乾燥およびゲル化ステップを含む方法である。

「複合材」という表記は、本記載において、不混和性であるが、高い接着能を有する少なくとも２種の構成要素を含む固体材料を意味すると理解され；この材料の構成要素の一方は機械的強度をもたらす繊維からなり；他の構成成分（慣習的に「マトリックス」として知られている）は、構造の結合および繊維に対する応力の再伝達を保証する塩化ビニルポリマーである。

「繊維」という用語は、本記載において、いずれかの基本繊維（または単繊維）（「フィラメント」としても知られている）および基本繊維のいずれかの集合体を意味していると理解される。

基本繊維の集合体の例は、織布（すなわち、基本繊維が、一部分では長さ方向に、および、他の部分では幅方向に配列されている集合体）、「マット」とも称される不織布（すなわち、基本繊維が、１つの主面に無作為に配されている集合体）、および、「粗糸」（すなわち、数本の基本繊維の撚られていない集合体）である。

これらの繊維の特徴的な寸法の１つ（「長さ」）は、他のもの（フィラメントの場合「直径」）よりも、または、少なくとも他の２つの一方（基本繊維の集合体の場合には「厚さ」および「幅」）よりもかなり大きいことが有利である。本発明による複合材の構成要素の一つが基本繊維の集合体である場合、その長さは、厚さおよび幅の両方よりもかなり大きいことが好ましい。

「かなり大きい」という表記は、１０倍を超えて大きい、好ましくは２５倍を超えて大きい、さらにより好ましくは１００倍を超えて大きい、および、特により好ましくは５００倍を超えて大きいことを意味すると理解されるべきである。他の用語によれば、本発明による繊維は連続繊維とも称され得る。

好ましくは、繊維は基本繊維の集合体であり、特に好ましくは、これらは、織布、不織布および粗糸から選択される基本繊維の集合体である。

この好ましい事例において、集合体は、秩序を有していてもいなくてもよく、また、規則的であってもなくてもよい。集合体において、基本繊維は：
− 織布の場合のとおり、秩序を有して絡み合って；
− 不織布もしくは「マット」の場合のとおり、秩序を有せずにして絡み合って；または
− 「粗糸」の場合のとおり、絡み合っておらず、縦方向に、互いに平行に、
配されていてもよい。

特にきわめて好ましくは、繊維は、織布および「粗糸」から選択される基本繊維の集合体であるが、粗糸から選択されることが特にきわめて好ましい。

この場合、集合体の基本繊維は、従って、絡み合っておらず、縦方向に、互いに平行に配置されていることが有利である。

本発明に従って用いられることが可能である繊維は、いずれかの市販されている繊維であり得る。これらは、有機繊維、無機繊維、有機繊維と無機繊維との混合物、種々の有機繊維同士の混合物、および、種々の無機繊維同士の混合物であり得る。

有機繊維の例としては、天然産物由来の繊維、例えばアサ、亜麻、綿、木材および絹の植物または動物を原料とするもの、または、高分子繊維などの合成産物が挙げられ得る。

無機繊維の例としては、例えば、アスベスト繊維、ガラス繊維、金属繊維およびバサルト繊維が挙げられ得る。

第１の代替によれば、繊維は、アサおよび亜麻から選択される植物の生産物に由来する繊維である。

第２の代替によれば、繊維は、ガラス繊維およびバサルト繊維から選択される無機繊維である。

繊維が亜麻繊維の粗糸、ガラス繊維の粗糸またはバサルト繊維の粗糸である場合にきわめて良好な結果が記録された。

本発明に従って用いられることが可能である繊維は、製造サイクルにおいてカップリング剤でコートされ得、これにより、塩化ビニルポリマーのヒドロゾルによるその後の含浸の均質性、および、複合材の機械特性が向上する。一般的に用いられるカップリング剤のうち、特に限定されないが、シラン、ポリエステル、アクリルまたはメタクリルポリマー、ワックスおよびエポキシドが挙げられ得る。これらのうち、シランが好ましい。例として、特に、３−アミノプロピルトリメトキシシランおよび３−アミノ−プロピル−トリエトキシ−シラン、ならびに、−メタクリルオキシ−プロピル−トリメトキシ−シラン、Ｎ−ベンジル−Ｎ−アミノエチル−３−アミノプロピル−トリメトキシ−シランおよび対応する塩酸塩などのその誘導体、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピル−トリメトキシ−シランおよびＮ−２−（ビニル−ベンジル−アミノ）−エチル−３−アミノプロピル−トリメトキシシラン製のものが挙げられ得る。

本発明により製造される複合材は、可撓性であり得（従って、巻き取り可能）、または、剛性が高いか低い場合がある。

繊維に関して、本発明により製造される複合材の１つの特徴的な寸法（「長さ」）は、他のもの（フィラメントの場合「直径」）よりもかなり大きいか、または、少なくとも他の２つの一方（基本繊維の集合体の場合には「厚さ」および「幅」）よりもかなり大きい。複合材が基本繊維の集合体を含む好ましい事例において、複合材の長さは、厚さおよび幅の両方よりもかなり大きい。

「かなり大きい」という表記は、繊維に関して上記において用いられている場合と同じ意味を有する。

本発明により製造された複合材は、少なくとも１種の塩化ビニルポリマーを含む。本記載において、「塩化ビニルポリマー」、または、より簡潔には「ポリマー」という表記は、少なくとも約５０重量％、好ましくは少なくとも６０重量％、特に好ましくは少なくとも７０重量％、および、特にきわめて好ましくは少なくとも８５重量％の塩化ビニル由来のモノマー単位を含有するすべてのポリマー、従って、塩化ビニルホモポリマー（１００重量％の塩化ビニル由来のモノマー単位を含有する）および塩化ビニルと酢酸ビニルなどのビニルエステルとのコポリマーの両方を意味すると理解される。上記の塩化ビニルポリマーのうち、塩化ビニルホモポリマーおよび塩化ビニルと酢酸ビニルとのコポリマーが好ましく、特に、塩化ビニルホモポリマーが好ましい。従って、塩化ビニルポリマーはホモポリマーであることが好ましい。

本発明の文脈において、５５超、好ましくは６０超の、標準ＩＳＯ１６２８−２に準拠して計測されたメルトフローインデックスまたはＫ値（従来において、ＫｗまたはＫ−ｗｅｒｔとして知られる）を有する塩化ビニルポリマー、好ましくは塩化ビニルホモポリマーが有利に用いられる。このＫ値は、８５未満、好ましくは８０未満であることが有利である。実用上の理由のために（商業的な入手可能性）、特にきわめて好ましい場合には、６５〜７５のＫ値を有するポリマーが使用される。

本記載において、「少なくとも１種の塩化ビニルポリマー」という表記は、複合材は、塩化ビニルの単一種のポリマーまたは複数種のポリマーを含有し得ることを意味する。「ポリマー」という用語は、本記載において、単数形および複数形の差別をすることなく用いられる。

複合材が複数種の塩化ビニルポリマーを含有し得る場合、これらは、異なるメルトフローインデックスを有するホモポリマーの混合物、ホモポリマーおよびコポリマーの混合物、または、互いに異なるモノマー組成を有するコポリマーの混合物であり得る。複合材は、好ましくは単一種の塩化ビニルポリマー、特に好ましくは塩化ビニルホモポリマーを含む。

本発明による方法は、塩化ビニルポリマーのヒドロゾル中への繊維の液浸ステップを含む。

本記載において、「ヒドロゾル」という用語は、分散相が塩化ビニルポリマーを含み、連続相が水である流体およびコロイド系を意味すると理解される。

塩化ビニルポリマーのヒドロゾルは、水性エマルジョン中でのラジカル重合により得られることが有利である。

「水性エマルジョン中でのラジカル重合」という表記は、本記載において、乳化剤（例えば、アルキル硫酸ナトリウムおよびアルキルアリール硫酸ナトリウム等）およびラジカル開始剤の存在下に、水性媒体中で行われるいずれかのラジカル重合プロセスを意味すると理解される。

この定義は、水性重合媒体の他に、少なくとも１種の水溶性ラジカル開始剤（例えば、過硫酸アルカリ金属またはアンモニウム、過酸化水素、過ホウ酸塩、ｔ−ブチルヒドロ過酸化物等などの水溶性過酸化物から選択される）および少なくとも１種の乳化剤を用いる水性エマルジョン中での「古典的な」重合；ならびに、少なくとも１種の油溶性開始剤（例えば、油溶性有機過酸化物および油溶性ジアゾ化合物等から選択される）が用いられ、および、モノマー液滴のエマルジョンが強力な機械的攪拌および乳化剤の存在によって調製される、均質化された水性分散体における重合とも呼ばれる、水性ミクロ懸濁液中での重合を特に包含する。

好ましくは、塩化ビニルポリマーのヒドロゾルは、水性エマルジョン中における「古典的な」ラジカル重合によって得られる。

それ故、塩化ビニルポリマーの水性分散体（ラテックスとしても知られる）が生成され、これが、約１０〜約５０００ｎｍ（ナノメートル）、好ましくは約５０〜約１５００ｎｍの範囲であり得るきわめて小さい平均直径を有する基本ポリマー粒子を含有する、本発明による方法において用いられるヒドロゾルである。

ヒドロゾルの塩化ビニルポリマー含有量は、有利には１５重量％超、好ましくは２０重量％超、きわめて好ましくは２５重量％超である。これは、有利には５０重量％未満、好ましくは４０重量％未満、きわめて好ましくは３５重量％未満である。

本発明により用いられることが可能であるヒドロゾルはまた、ジアルキルフタレートまたはアルキルアジペートなどの少なくとも１種の可塑剤、および、任意により、安定化剤、消泡剤、スケール防止剤、増粘剤、顔料、染料等などの他の従来の添加剤を含有していることが有利である。ヒドロゾルは有機溶剤を含有していないことが有利である。

本発明による方法の実施のために、前記ヒドロゾルでコートされた繊維を得るために繊維がヒドロゾル中に液浸される。この目的のために、前述の物理的形態の１つであることが有利である繊維は先ず、任意により、以下の処理の１つ以上に供され得る：
− 基本繊維の集合体の場合には、繊維を交差方向に分離して拡散させるデバイスに通すステップ；
− 張力制御手段に通すステップ；
− 帯電防止処理。

次いで、繊維は、完全な液浸を確実とするために好適な寸法を有するヒドロゾル浴中に浸されて、ヒドロゾルによってコーティングされることが有利である。この液浸は、０℃とポリマーのガラス転移温度との間であって、好ましくは１５℃〜４０℃の温度で実施されることが有利である。この液浸は、０．１〜１０ＭＰａ、好ましくは大気圧（０．１ＭＰａ）に近い圧力で実施されることが有利である。用いられる繊維とヒドロゾルとのそれぞれの量は、最終複合材が、有利には５０％〜９５％、好ましくは６０％〜９０％、および、特に好ましくは７０％〜９０重量％の繊維、ならびに、有利には５０％〜５％、好ましくは４０％〜１０％、および、特に好ましくは３０％〜１０重量％のポリマーを含有するような量であることが有利である。

繊維をヒドロゾル中に液浸させるステップは、連続的に、または、バッチモードで実施され得る。このステップを連続的に実施することが好ましい。この事例において、繊維がリールまたはロールに巻かれている場合、繊維は先ず、ヒドロゾルの浴中に通されるよう巻出されることが有利である。

次いで、ヒドロゾル中での繊維の液浸に続いて、ヒドロゾルは乾燥させられる。水性相中の固体の分散体から水分を除去することが可能であるいずれかの既知の乾燥方法が、ヒドロゾルの乾燥に好適である。本発明による方法において、乾燥されるヒドロゾルは、通常は、繊維をコートするフィルムまたは層の形態であり、その厚さは、度々、０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．６ｍｍであり、これは、有利には（任意により、過剰量であり得るヒドロゾルをそぎ落とした後）、例えば、別個にまたは組み合わせで適用される以下の手段によって、乾燥され得ることが理解される：減圧の適用；マイクロ波加熱；赤外線の照射；送風機またはファンにより温風を当てるステップ；加熱された回転ロールまたは加熱され固定されたバーの間を通すステップ等。

ヒドロゾルは、好ましくは温風を適用し、好ましくはヒドロゾルおよび繊維の分解温度未満の温度に加熱することにより乾燥される。この温度は、１６０℃以下、より具体的には１５０℃以下である。好ましくは、ヒドロゾルを乾燥させるための空気の温度は、８０℃以上、より具体的には１１０℃以上である。

ヒドロゾルの乾燥は、連続的またはバッチモードで実施され得る。これは、連続的に行われることが好ましい。ヒドロゾルの乾燥が空気を当てることにより連続的に行われる場合、乾燥トンネル、または、複合材が製造される経路に沿って規則的に設けられた温風発生機が有利に用いられる。

乾燥は、単一のステップ、または、異なる温度で実施されてもよい複数のステップで実施され得る。これは、複数のステップで実施されることが好ましく、特に好ましくは、２ステップで、および、特にきわめて好ましくは、温度が異なる２つの異なるステップで実施されることが好ましい。

ヒドロゾルは、乾燥された後、有利には熱の作用下でゲル化される（すなわち、その構成粒子が不均質相から均質相（粒状構造を有さない）に変化する）。ヒドロゾルは、赤外線またはレーザ放射線の適用により有利にゲル化され得る。ヒドロゾルは、赤外線を適用して、ヒドロゾルを、含有されるポリマーのガラス転移温度より高く、繊維の分解温度より低い温度にしてゲル化されることが好ましい。この温度は、好ましくは２５０℃以下、より具体的には２３０℃以下である。好ましくは、この温度は、１００℃以上、より具体的には１５０℃以上である。

ヒドロゾル中に繊維を液浸するステップおよびヒドロゾルを乾燥させるステップと同様に、ヒドロゾルをゲル化させるステップは、連続的に、または、バッチモードで実施され得る。このステップを連続的に実施することが好ましい。

次いで、上記の製造方法の終了時に得られる複合材は処理に供され得るが、その性質は、この材料がその後の使用のために保管されることが意図されているか、または、直ぐに使用される（すなわち、製造ラインの中で）ことが意図されているかに応じて異なる。

いずれの場合においても、得られる複合材の最終的な形状は、これらを、プレス機または冷却もしくは非冷却ロール間における例えばカレンダ加工もしくはラミネート加工といった厚さを均一とすることが可能である整形処理であって、任意により、例えば前進する構造の縦軸に平行に位置されたブレード間に通すことによるものといった所望の幅に均一とすることが可能である機械的処理と組み合わされた整形処理に、または、これらの２種の方法の組み合わせに供することにより付与することが有利である。

得られる複合材の厚さは、有利には、０．１〜３ｍｍ、好ましくは０．１５〜２ｍｍ、きわめて好ましくは０．２〜１ｍｍと様々であり得る。得られる複合材の幅は、形成された繊維の物理的形態に応じて様々であり得る。複合材が粗糸の形態で得られる多くの場合において、この幅は、３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍ、きわめて好ましくは５〜２５ｍｍであることが有利である。

複合材が使用前に保管されることが意図される場合、任意による追加的な冷却の後、可撓性である場合にはリールもしくはロールの形態で巻かれ、または、剛性である場合には切断フィルムもしくはシートを積み重ねることにより保管されることが有利である。

複合材が直ぐに用いられることが意図される場合、好適な整形デバイス（以下を参照のこと）に導入されることが有利である。

他の態様において、本発明は、方法に関連して上述されている複合材に関する。特に、本発明は、ヒドロゾルでコートされた繊維を得るための、少なくとも１種の塩化ビニルポリマーの前記ヒドロゾル中への繊維の液浸、続いて、繊維にコートされた前記ヒドロゾルの乾燥およびゲル化によって前記ポリマーでコートされた前記繊維を含む複合材を提案する。本発明による複合材は、本発明による方法によって有利に入手される。本発明による本発明の方法に関して上記において言及され、記載されている定義、限定および好ましさは、従って、本発明による複合材にも適用される。

本発明の他の態様は、一方で物品の形成および他方で強化物体の形成のための、本発明による複合材または本発明による方法によって得られた複合材の使用にさらに関する。この目的のために、複合材は、例えばカレンダ加工、熱成形、引抜成形、共押出し等などのコンポーネントに適したいずれかの公知の方法を介して用いられ得る。

本発明による複合材は、例えば自動車（自動車）産業、造船産業、家具、建築産業における内装用のシート；パイプおよびホース用の外部強化材として；射出成形部品用の強化材としての繊維強化材等として用いられ得る。

特に有利には、本発明による複合材は、特に固定フレームおよび／またはシャッターおよび／または扉および／または門および／または窓枠の素材といった建具材などの熱可塑材製、好ましくは剛性ＰＶＣ製の強化形材の製造に用いられ得る。本出願において、本発明による複合材は、形材の剛性および縦方向におけるその引張強度を有利に向上させる。しかも、本発明の複合体構造により強化された剛性ＰＶＣ形材はリサイクルが容易である。

本発明の他の態様は最終的に、上記の複合材または上記の本発明による方法によって得られる複合材から得られる物品または強化物体に関する。本発明の本態様は、より具体的には、上記の複合材または上記の方法によって得られる複合材によって強化された形材に関する。

参照により本明細書において援用されているいずれかの特許、特許出願および公報の開示が用語を不明確とし得るほどに本出願の記載と矛盾する場合には、本記載が優先される。

ここで、本発明による複合材の製造方法を、本記載に付随する図面を参照する以下の実施例により例示する。この図面は、本発明の主題の実際の一実施形態を概略的に表す添付の図１からなる。これらの実施例は、本発明を例示することを意図しているが、しかしながら、その範囲を限定することは意図されていない。

本発明の主題の実際の一実施形態を概略的に表す。 形材を整形するためのデバイス１３の部分分解断面を斜視的に示す概略図である。 ＰＶＣ製の開口窓枠の一部を表す。

実施例１
リール１で、Ｏｗｅｎｓ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｖｅｔｒｏｔｅｘ社製、名称ＲＯ ９９ Ｐ １９２の、４８００ｔｅｘの線密度（標準ＩＳＯ１８８９に準拠した計測で４．８ｇ／ｍ）を有するガラス繊維の「粗糸」を送出し、これをシラン系カップリング剤で処理したところ、構成フィラメントの直径は２４μｍであるものであった。２．５ｍ／ｍｉｎの速度で進むこの「粗糸」を、２３℃および大気圧下で、ロール２を介して、ヒドロゾル浴３中で液浸させたが、このヒドロゾル浴３の中には円柱形のバー４が位置されており、互い違いとなるよう相互に配置されており、バー４のそれぞれの高さおよび間隔は、「粗糸」に所望の張力を加えられるよう調節可能とした。

ヒドロゾル浴３は以下の組成を有していた。
− Ｓｏｌｖｉｎ社から０７２ ＧＡの名称で市販されている、７２に等しいＫ値を有する塩化ビニルホモポリマーの分散体（古典的な水性エマルジョン中で重合した）３１．４０重量％；
− １２．４４重量％の可塑剤（ジイソノニルフタレート）；
− ０．６５重量％の熱安定剤（ジ（ｎ−オクチル）錫チオグリコレート）；
− ０．９１重量％のアニオン性乳化剤（脂肪酸ナトリウム塩とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムとの混合物）；
− Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ１００の名称でＳｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されているノニオン性乳化剤０．５０重量％；
− ０．５重量％のセルロースエーテル；
− ５３．６重量％の水。

ヒドロゾルに含浸したガラス繊維の「粗糸」を、張力を確保する一連の円柱形のバー５により浴３から引き上げ、１２０℃の空気を３３ｌ／ｓｅｃの流量で送風するファン６の間、次いで、１４５℃の空気を１７ｌ／ｓｅｃの流量で送風するファン７の間を移送させた。

次いで、複合材の前駆体を、ヒドロゾルをゲル化するために、構造に対向する照射面が２２０℃の温度とされるＩＲ放射拡散器８の間を約２０秒移送させた。

次いで、約８０重量％のガラス繊維を含有するこのようにして得た複合材を、０．２ｍｍの厚さおよび１０ｍｍの幅を有するテープに整形するために積層ロール９の間に通し、これをリール１０に回収した。

このようにして得た複合材の機械特性を測定するために、得られたテープの試験片を、プレス後に１．７ｍｍの厚さを有するシートが得られるよう、同一方向に配向させながら、互いに並べ、および、重ねて金型中に入れた。

標準ＩＳＯ６６０３に準拠して計測したこれらのシートの衝撃強度は、７．６Ｊ／ｍｍであった。標準ＩＳＯ５２７に準拠して縦方向に計測した引張り弾性率、破断伸びおよび引張強度は、それぞれ、４７．６ＧＰａ、０．７１％および３０１ＭＰａであった。

実施例２
リール１で、Ｄｅｐｅｓｔｅｌｅ社製の０．５ｇ／ｍの線密度を有する亜麻繊維の「粗糸」を送出させた。次いで、この「粗糸」を、実施例１に記載のとおりヒドロゾル浴中に液浸させた。

ヒドロゾル浴は以下の組成を有していた。
− Ｓｏｌｖｉｎ社から０７２ ＧＡの名称で市販されている、７２に等しいＫ値を有する塩化ビニルホモポリマーの分散体（古典的な水性エマルジョン中で重合した）３１．０４重量％；
− １２．３０重量％の可塑剤（ジイソノニルフタレート）；
− ０．６５重量％の熱安定剤（ジ（ｎ−オクチル）錫チオグリコレート）；
− ０．９０重量％のアニオン性乳化剤（脂肪酸ナトリウム塩とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムとの混合物）；
− Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ１００の名称でＳｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されているノニオン性乳化剤０．４９重量％；
− １．１４重量％のセルロースエーテル；
− ５３．４９重量％の水。

次いで、ヒドロゾルに含浸した亜麻繊維の「粗糸」を実施例１に記載の「粗糸」と同様に処理した。

次いで、複合材の前駆体を、ヒドロゾルをゲル化するために、構造に対向する照射面が２００℃の温度とされるＩＲ放射拡散器８の間を約２０秒移送させた。

次いで、約５０重量％の亜麻繊維を含有するこのようにして得た複合材を、０．２ｍｍの厚さおよび５ｍｍの幅を有するテープに整形するために積層ロール９の間に通し、これをリール１０に回収した。

このようにして得た複合材の機械特性を測定するために、得られたテープの試験片を、プレス後に０．５ｍｍの厚さを有するシートが得られるよう、同一方向に配向させながら、互いに並べ、および、重ねて金型中に入れた。

標準ＩＳＯ５２７に準拠して縦方向に計測した引張り弾性率、破断伸びおよび引張強度は、それぞれ、１４．６ＧＰａ、１．６７％および１９０ＭＰａであった。

含浸したテープから形成した布の機械特性もまた測定した。これを行うために、テープを編み、得られた布を、プレス後に０．９７ｍｍの厚さを有するシートが得られるよう、布の繊維を同一方向に配向させながら数枚重ねて金型中に入れた。

標準ＩＳＯ５２７に準拠して計測した引張り弾性率、破断伸びおよび引張強度は、それぞれ、８．３ＧＰａ、１．６９％および１００ＭＰａであった。

実施例３
リール１で、Ｆｌｏｃａｒｔ社製、名称ＫＶＴ１２００Ｔｅｘ１３ＥＫＶ１１の、１２００ｔｅｘの線密度（標準ＩＳＯ１８８９に準拠して計測）を有するバサルト繊維の「粗糸」を送出した。次いで、この「粗糸」を、実施例１に記載のとおりヒドロゾル浴中に液浸させた。

ヒドロゾル浴は実施例２と同じ組成を有していた。

次いで、ヒドロゾルに含浸したバサルト繊維の「粗糸」を実施例１に記載の「粗糸」と同様に処理した。

次いで、複合材の前駆体を、ヒドロゾルをゲル化するために、構造に対向する照射面が１９０℃の温度とされるＩＲ放射拡散器８の間を約２０秒移送させた。

次いで、約８０重量％のバサルト繊維を含有するこのようにして得た複合材を、０．２ｍｍの厚さおよび４ｍｍの幅を有するテープに整形するために積層ロール９の間に通し、これをリール１０に回収した。

このようにして得た複合材の機械特性を測定するために、得られたテープの試験片を、プレス後に０．７８ｍｍの厚さを有するシートが得られるよう、同一方向に配向させながら、互いに並べ、および、重ねて金型中に入れた。

標準ＩＳＯ５２７に準拠して縦方向に計測した引張り弾性率、破断伸びおよび引張強度は、それぞれ、４３．９ＧＰａ、０．０５％および３９７ＭＰａであった。

含浸したテープから形成した布の機械特性もまた測定した。これを行うために、テープを編み、得られた布を、プレス後に０．５２ｍｍの厚さを有するシートが得られるよう、布の繊維を同一方向に配向させながら数枚重ねて金型中に入れた。

標準ＩＳＯ５２７に準拠して計測した引張り弾性率、破断伸びおよび引張強度は、それぞれ、１２ＧＰａ、０．４７％および２６３ＭＰａであった。

強化形材を製造するための実施例１により得た複合材の使用を、本記載に付随する他の図面を参照することにより例示する。この図面は、形材を整形するためのデバイス１３の部分分解断面を斜視的に示す概略図である添付の図２からなる。この断面は、上記のとおり得られたテープ１１の形態の複合材の面および矢印Ｆ１によって示されるこのテープの移動方向に対して垂直な、デバイス１３の中央を鉛直方向に通る面に沿っているものである（それ故、その後ろ半分のみが示されている）。

整形デバイス１３に、貫通スリット１９を備えるアダプタ１７を介してテープ１１を供給する一方、他方で、従来の押出し機（図示せず）のスクリューヘッド１４の端部に位置されたダイ１５が設けられており、これが、加圧下で溶融ＰＶＣを矢印Ｆ２の方向に供給する。

整形デバイス１３の断面の分解部により、ディスプレイ溶融ＰＶＣ供給手段１４および１５、ならびに、チャネル１６および１６ｂｉｓを介したこの溶融ＰＶＣの整形デバイス１３への経路が図示されており、これにより、進んでいくテープ１１の上下におけるアダプタ１７の前端の貫通スリット１９の正面を表すことが可能とされている。貫通スリット１９は、溶融ＰＶＣがテープ１１の２つの面を均質にコートして、デバイス１３から矢印Ｆ３の方向に現れる形材１２がもたらされるよう、２つの壁１８および１８ｂｉｓに挟まれている。

本発明による複合材により強化された形材を本記載に添付されている他の図面を参照することにより例示する。この図面は、ＰＶＣ製の開口窓枠の一部を表す添付の図３からなる。この開口枠は、図１および上記のその説明において示されているとおり製造された２ｍｍ厚のテープの形態の複合材２０によって強化されている。この構造では、未強化形材と比して６０％を超えて、および、１ｍｍ鋼強化材により強化された形材と比して１０％だけ開口枠の長さの拡大が可能となった。

Claims (15)

1. 繊維および少なくとも１種の塩化ビニルポリマーを含む複合材の製造方法であって、前記ポリマーのヒドロゾルでコートした繊維を得るための前記ヒドロゾル中への前記繊維の液浸ステップ、これに続く、前記繊維にコートされた前記ヒドロゾルの乾燥およびゲル化ステップを含む方法。
2. 前記繊維が、織布、不織布および粗糸から選択される基本繊維の集合体であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記繊維が、アサおよび亜麻から選択される植物由来の生産物に由来する繊維であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記繊維が、ガラス繊維およびバサルト繊維から選択される無機繊維であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記繊維が、亜麻繊維の粗糸、ガラス繊維の粗糸またはバサルト繊維の粗糸であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記塩化ビニルポリマーがホモポリマーであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記塩化ビニルポリマーの前記ヒドロゾルが、水性エマルジョン中でのラジカル重合により得られることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記繊維が、完全な液浸を確実とするために好適な寸法を有するヒドロゾル浴中に浸されて、前記ヒドロゾルによりコーティングされることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ヒドロゾルが、温風を適用して、好ましくは前記ヒドロゾルおよび前記繊維の分解温度未満の温度に加熱することにより乾燥されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ヒドロゾルが、赤外線を適用して、前記ヒドロゾルを、含有される前記ポリマーのガラス転移温度より高く、前記繊維の分解温度より低い温度にしてゲル化されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. ヒドロゾルでコートされた繊維を得るための、少なくとも１種の塩化ビニルポリマーの前記ヒドロゾル中への繊維の液浸、続いて、前記繊維にコートされた前記ヒドロゾルの乾燥およびゲル化によって前記ポリマーでコートされた前記繊維を含む複合材。
12. 物品を形成するための、請求項１１に記載の複合材または請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法によって得られる複合材の使用。
13. 強化物体を製造するための、請求項１１に記載の複合材または請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法によって得られる複合材の使用。
14. 請求項１１に記載の複合材または請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法によって得られる複合材から得られる物品または強化物体。
15. 請求項１１に記載の複合材または請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法によって得られる複合材によって強化された形材。

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