JPH0343216Y2

JPH0343216Y2 -

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Publication number: JPH0343216Y2
Application number: JP230585U
Authority: JP
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1991-09-10
Also published as: JPS61120731U

Description

【考案の詳細な説明】

〔考案の技術分野〕本考案は、高強力アクリル系繊維を補強材とす
る繊維強化プラスチツクスに関する。〔従来技
術〕繊維強化プラスチツクス（以下、FRPと略記
する）における補強材としては、補強効果が大き
いガラス繊維が主流であり、近年では耐熱性、高
弾性率、あるいは高強度繊維として炭素繊維や芳
香族ポリアミド等が使用されつつある。また、耐衝撃性が要求されるFRPでは補強材
として合成繊維が使用されており、ナイロン、ポ
リエステル、ビニロン、ポリプロピレン等が単独
で、またはガラス繊維と併用で使用されている。しかしながら補強材としてのアクリル繊維は、
工業的に高強力、高弾性率の糸が従来得られてお
らず、従来の湿式紡糸による糸は耐侯性が良好で
あるにもかかわらず、強力、弾性率が低いために
FRP用補強材としては殆ど使用されていなかつ
た。一方、改良された性質を有する高強力アクリル
系繊維またはその製造方法については、従来から
多くの提案がなされており、例えば(イ)特開昭51−
75119号公報、(ロ)特開昭57−51810号公報や(ハ)特開
昭57−161117号公報等を挙げることができる。しかしながら、(イ)では得られる繊維が失透して
内部に多数のボイドを発生させためFRPとして
必ずしも高強度化をもたらすものではなく、ま
た、(ロ)，(ハ)で得られる繊維は、弾性率は高い値を
示すものの、引張強度は9.3g／ｄにすぎず、FRP
用補強材として使用されるには至らなかつた。そこで本考案者らは、改良された性質を有する
アクリル系繊維を補強材とするFRPについて鋭
意検討を行い、本考案を完成した。〔考案の目的〕本考案は、高強力アクリル系繊維を補強材とす
る、高強力、高弾性率で耐衝撃性、耐水性等に優
れたFRPを提供することにある。〔考案の構成〕上記目的を達成する本考案は、極限粘度が少な
くとも2.5であるアクリルニトリル系重合体を乾
湿式紡糸することによつて得られた、引張強度が
10g／ｄ以上、結節強度が2.2g／ｄ以上のアクリ
ル系繊維を補強材とし、熱硬化性樹脂をマトリツ
クスとするものである。以下、本考案を詳細に説明する。本考案に係る繊維強化プラスチツクスの特徴の
一つは、引張強度が10g／ｄ以上、結節強度が
2.2g／ｄ以上であるアクリル系繊維を補強材とす
ることである。また、本考案の他の特徴は、上記アクリル系繊
維が、極限粘度が少なくとも2.5のアクリルニト
リル（以下、ANと略記する）系重合体を乾湿式
紡糸することによつて得られたものである。まず、極限粘度が少なくとも2.5のAN系重合体
は、公知の懸濁方法、乳化重合および溶液重合な
どによつて製造され、好ましくは溶液重合法が採
用され、得られる重合体の分子量は通常15〜30万
の範囲が紡糸の安定性から望ましい。溶媒としては、例えばDMSO、DMA、DMF、
ロダンソーダ、塩化亜鉛水溶液、硝酸等がある
が、DMSO、DMA、DMFが好ましく、DMSO
が特に好ましい。また、重合体濃度は、極限粘度や溶媒の種類に
もよるが、45℃における溶液粘度が少なくとも
2000ポイズ、好ましくは3000〜10000ポイズの範
囲内で、高濃度、好ましくは重合体濃度約５〜15
％とするのが良い。ここで、本考案における極限粘度は、次のよう
にして測定される値である。即ち、約75mgの乾燥したサンプル重合体をフラ
スコに入れ、0.1Nチオシアン酸ソーダを含むジ
メチルホルムアミド25mlを加えて完全に溶解す
る。得られた溶液をオストワルド粘度計を用いて20
℃で比粘度を測定し、次式に従つて極限粘度を算
出する。極限粘度＝√１＋1.32×（比粘度）−１／0.198 次に、このような極限粘度を有する重合体の紡
糸原液を乾湿式紡糸する。乾湿式紡糸法とは、紡糸原液を直接凝固液体浴
に吐出しないで、一旦、空気等の不活性雰囲気の
微小空間に吐出し、ついでこの吐出糸条を凝固浴
に導いて糸条を形成させる紡糸法である。即ち、凝固浴面上に設置された紡糸口金を通し
て吐出させ、吐出糸条は一定の不活性雰囲気中、
例えば空気中を走行した後、凝固浴に導かれる。ここで吐出糸条が不活性雰囲気中を走行する距
離（口金面から凝固浴面までの距離）は、紡糸原
液の溶媒、粘度等により異なるが、通常では１〜
200mm、好ましくは３〜20mmに設定される。凝固浴としては、湿式紡糸法と同様に、AN重
合体の溶媒と共通の溶剤水溶液が用いられ、ここ
で凝固した糸条は、熱水中および／または蒸熱下
で洗浄、脱溶剤されながら２〜10倍に延伸され
る。更に乾燥緻密化を行つた後、乾熱で少なくとも
1.1倍、好ましくは1.5倍の延伸を行い、全延伸倍
率を10倍、好ましくは12倍以上とする。乾熱延伸温度は、150〜270℃、好ましくは200
〜270℃である。かくして得られた本考案におけるアクリル系繊
維は、引張強度が10g／ｄ以上であり、結節強度
が2.2g／ｄ以上である。かかるアクリル系繊維は、従来のアクリル繊維
に比較して、アクリル繊維が有する特性を有して
いて高強力、高結節強力であり、かつ例えば
200g／ｄの弾性率を有していて高弾性率である。また、耐摩耗性、耐疲労性にも優れており、表
面平滑性が良好なので、FRP用補強材とし使用
したときに、耐衝撃性を増大せしめる利点があ
る。かつ、ポリエステルやナイロン等の産業用繊維
に比べて、耐候性、耐水性、湿潤安定性が良好で
あり、耐薬品（酸・アルカリ）性に優れ、軽量で
ある等のアクリル繊維一般の特性を有している。本考案においては、かかる高強力アクリル系繊
維の織物、ロービングクロス、短繊維不織布、ロ
ービング、チヨツプストランド等がFRPの補強
材として使用される。第１図に本考案ににおける高強力アクリル系繊
維のチヨツプドストランド１とガラス繊維２を併
用し、熱硬化性樹脂３とからなるバルクモウルデ
イングコンパウンド成形板４を示し、まか第２図
には本考案における高強力アクリル系繊維のロー
ビングクロス５と熱硬化性樹脂３とからなる積層
板６を示す。なお、本考案におけるマトリツクス樹脂は、特
に限定されるものではなく、通常のFRP製造に
おけるように、熱硬化性樹脂、例えば不飽和ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール樹脂等
が使用される。〔考案の効果〕以上述べたように本考案によるFRPは、極限
粘度が少なくとも2.5であるアクリルニトリル系
重合体を乾湿式紡糸することによつて得られた、
引張強度が10g／ｄ以上、結節強度が2.2g／ｄ以
上であるアクリル系繊維を補強材とし、熱硬化性
樹脂をマトリツクスとするものである。従つて本考案のFRPは、補強材として高強力
のアクリル系繊維を使用するので、従来のAN系
繊維補強材では達成されなかつた高強力、高弾性
率を保持することができる。かつ、高強力アクリル系繊維が乾湿式紡糸され
表面平滑性であるので、耐衝撃性に優れ、また耐
水性、電気絶縁性にも優れている。かかる特性を有する本考案のFRPは、電気部
品、住宅関連部品、保護具、機械部品用のバルク
モウルデイングコンパウンド成型品や、ヘルメツ
ト、保護具、緩衝材、自動車部品用の積層板とし
て広く使用することできる。以下、本考案を実施例により具体的に説明す
る。〔実施例〕実施例１〜３、比較例１〜２アクリルニトリル100％をジメチルスルホキシ
ド中で溶液重合させて、各種極限粘度〔η〕のア
クリル系重合体を製造した。これらの重合体をDMSOに溶解し、45℃の溶
液粘度が約3000ポイズになるように重合体濃度を
調整して紡糸原液を作成した後、湿式および乾湿
式紡糸を行つた。凝固浴は20℃の55％DMSO水溶液を用いた。乾湿式紡糸の場合、口金と凝固浴液面の空間部
分の長さは５mm、凝固浴液面から集束ガイドまで
の距離は400mmとした。次に未延伸糸を熱水中で５倍延伸後、水洗し、
油剤を付与した後に130℃で乾燥、緻密化を行い、
180〜200℃の乾熱チユーブ中で最高延伸倍率の90
％で延伸した。得られたアクリル系繊維Ａ〜Ｅの単繊維は、約
2.0デニールｄであり、その他の性質を下記第１
表に示す。

【表】次いで上記第１表の繊維Ａ〜Ｅを繊維長６mmに
切断して補強用繊維とした。一方、不飽和ポリエステル樹脂30部、CaCO₃
57部、ベンゾイルペーオキシド0.3部、MgOO.3
部、ステアリン酸亜鉛１部からなる樹脂混合物を
ニーダーに入れ、次いで補強用繊維１部を加えて
15分間、混練した。続いて、繊維長６mmのガラス繊維（日東紡績、
CB6E）10部を加えて更に５分間混練してプリミ
ツクスを製造した。このプリミツクスを120℃、100Kg／cm²、３分間
圧縮成形して厚さ約３mmの成形板を得た。得られた成形板をJIS−Ｋ−6911に準じ、曲げ
強さ、および衝撃強さを測定した。下記第２表に測定結果を示す。この表から、本考案の乾湿式紡糸された高重合
体のアクリル系繊維からなる成形板は、曲げ強さ
が高く、耐衝撃性に優れていることが明らかであ
る。

【表】実施例４〜６、比較例３〜４前記第１表に示した繊維Ａ〜Ｅからなる繊度
1000デニールＤのフイラメントを５本合糸してロ
ービングとし、ついで織密度縦36本／インチ、平
織で製織し、重量460g／m²の補強用ロービング
クロスを製造した。次に、不飽和ポリエステル樹脂100部、パーブ
チルＺ（日本油脂製硬化剤）１部を配合した樹脂
を補強用ロービングクロスに含浸し、室温で24時
間熟成した。この樹脂を含浸したロービングクロスを金型に
10枚積層した後、145℃で５分間加熱プレスして
厚さ約５mm、繊維含有量75重量％の積層板を得
た。得られた積層板をJIS−Ｋ−6911に準じて曲げ
強さを、ASTM−Ｄ−256に準じて衝撃強さを測
定した。第３表に測定結果を示す。この第３表から明らかなように、本考案の乾湿
式紡糸された高重合体のアクリル系繊維からなる
積層板は、曲げ強さが高く、耐衝撃性に優れてい
る。

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかるバルクモウルデイング
成形板の斜視図、第２図は積層板の斜視図であ
る。１……高強力アクリル系繊維のチヨツプドスト
ランド、２……ガラス繊維、３……熱硬化性樹
脂、４……バルクモウルデイングコンパウンド、
５……高強力アクリル系繊維のロービングクロ
ス、６……積層板。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

極限粘度が少なくとも2.5であるアクリルニト
リル系重合体を乾湿式紡糸することによつて得ら
れた、引張強度が10g／ｄ以上、結節強度が
2.2g／ｄ以上であるアクリル系繊維を補強材と
し、熱硬化性樹脂をマトリツクスとする繊維強化
プラスチツクス。