JPH0422934B2 - - Google Patents

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JPH0422934B2
JPH0422934B2 JP57056768A JP5676882A JPH0422934B2 JP H0422934 B2 JPH0422934 B2 JP H0422934B2 JP 57056768 A JP57056768 A JP 57056768A JP 5676882 A JP5676882 A JP 5676882A JP H0422934 B2 JPH0422934 B2 JP H0422934B2
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JP
Japan
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fibers
composite material
vinyl chloride
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parts
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JP57056768A
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Aanorudo Getsutoraa Roido
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Monsanto Co
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Monsanto Co
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Publication date
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Publication of JPH0422934B2 publication Critical patent/JPH0422934B2/ja
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    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、塩化ビニル重合体マトリツクス中に
分散せしめられたセルロース繊維複合材料に関す
る。 有機重合体マトリツクス中に不連続繊維を包含
させて改善された性質を有する複合物を生成せし
めることは周知である。例えば米国特許第
3697364号明細書は、含有繊維を配向させて繊維
配向の方向においてかなりの強度および靭性
（stiffness）をこの複合材料に耐えるようなタイ
プの複合材料を記載している。 また重合体マトリツクス中への不連続セルロー
ス繊維の分散は、その繊維をプラスチツク重合体
および潤滑剤で処理することによつて大幅に容易
化できることが知られている。米国特許第
3943079号明細書はそのような前処理を記載して
いる。 ここに塩化ビニル重合体マトリツクスへの不連
続セルロース繊維の接着性を、それにある種の結
合剤を混入することによつて実質的に改善できる
ことが発見された。また繊維−繊維相互作用を減
少させるべく処理された場合の不連続セルロース
繊維はその処理が少量のある種の結合剤を含有し
ているならば塩化ビニル重合体マトリツクス中に
混入された際に改善された接着性を有することも
発見された。 本発明によれば、この複合材料はトルエンジイ
ソシアネートの環状三量体である結合剤を包含す
る塩化ビニル重合体マトリツクス中に分散された
不連続セルロース繊維より製造される。複合材料
の全重量基準で１〜40重量％のセルロース繊維を
含有する複合材料は本発明の範囲内である。この
結合剤は次の構造式を有していると考えられる。 この結合剤はマトリツクス中の塩化ビニル重合
体100重量部当り0.1重量部程度の比較的低濃度で
有効であることが見出された。このマトリツクス
は往々にして塩化ビニル重合体100重量部当り約
１重量部〜約100重量部の範囲でありうる量の塩
化ビニル重合体に対する可塑剤を含有している。 トルエンジイソシアネート環状三量体は塩化ビ
ニル重合体マトリツクスに対する繊維の接着性を
改善するのみならず、マトリツクス物質中への処
理繊維の分散性をも改善すると考えられる。 セルロースはグルコース残基単位の炭水化物重
合体である。それは再生セルロースでもよいしま
たは非再生（天然）セルロースでもありうる。レ
ーヨンは再生セルロースである。天然セルロース
繊維の例としては種実繊維例えば綿、針葉樹およ
び落葉樹により代表される木材繊維、亜麻により
代表される靭皮繊維、葉繊維例えばリユウゼツラ
ンおよび果実繊維例えばココナツがあげられる。
しかしながら硬質または軟質木材の木材繊維が好
ましい。特に好ましいものは、サルフアイト法に
より製造された硬質木材クラフトである。繊維は
20以上の縦横比（長さを平均直径で除したもの）
を有している。 好ましくはこの繊維は20〜350の範囲、50〜350
のより好ましい範囲、そして75〜200の更により
好ましい範囲の縦横比を有するものを包含してい
る。ある場合には広範囲に異つた縦横比を有する
繊維混合物を使用することが望ましい。本発明の
繊維の改善された分散性は繊維の破断を増大させ
る傾向のある過度の混合を除外しうるという点で
重要である。繊維の最終縦横比は複合体中に達成
されるモジユラスに強く影響する。更に減少させ
た混合時間はプロセス経済性のためにも好まし
い。いくつかの場合には未処理繊維は混合時間に
関係なく絶対に良好な分散を与えない。 マトリツクス中に含有される重合体は「塩化ビ
ニル重合体」であるとして記載されており、そし
てこれは塩化ビニルホモ重合体、および大割合の
塩化ビニルと小割合のその他の共重合性単量体例
えば酢酸ビニルまたはビニリデンクロリドとの共
重合体の両方を包含する。 マトリツクス中に含有せしめうる可塑剤は前記
の塩化ビニル重合体と相容性のものであるべきで
ある。その複合体が充分な一次または相容性可塑
剤を含有している場合には、非相容性可塑剤を使
用することができる。可塑剤に関する議論に対し
ては、「Encyclopedia of Polymer Science＆
Technology」第10巻第128頁（1969）を参照され
たい。有効な可塑剤の例としては、アジペート例
えばジ−２−エチルヘキシルアジペートおよびジ
イソデシルアジペート、アゼレート例えばジ−２
−エチルヘキシルアゼレート、ベンゾエート、例
えばジプロピレングリコールジベンゾエート、ホ
スフエート例えばトリクレジルホスフエート、ク
レジルジフエニルホスフエート、２−エチルヘキ
シルジフエニルホスフエート、ジ−ｎ−オクチル
フエニルホスフエートおよびトリ−ｎ−ヘキシル
ホスフエート、フタレート例えばジエチルフタレ
ート、ブチルベンジルフタレート、ジ−２−エチ
ルヘキシルフタレートおよびジイソデシルフタレ
ート、セバケート例えばジ−２−エチルヘキシル
セバケート、およびテレフタレート例えばジ−２
−エチルヘキシルテレフタレートがあげられる。
２種またはそれ以上の可塑剤の相容性ブレンドも
また使用できる。使用に当つては、可塑剤は重合
体の軟化および変性の作用を有しているのみなら
ず、それは繊維表面を潤滑させ、分散を促進させ
そして繊維破損を最小ならしめる効果をも有して
いる。 この繊維は、周知のゴムおよびプラスチツク物
品中への連続コード補強剤の混入と区別するため
に「不連続」と記載されている。「マトリツクス」
は繊維を囲む連続相を形成する物質である。「複
合材料」はその含有繊維が不規則に配向されたも
のであつてもよいしまたは多少の程度の差はあれ
特定の方向に配列されたものであつてもよい、マ
トリツクス中の不連続繊維の組合せ物である。例
えば前記米国特許第3697364号明細書に教示のよ
うに繊維が高度に配列されている複合材料はカレ
ンダー処理または押出しされた物体に特に有用で
ある。 本発明の結合剤はトルエンジイソシアネートの
環状重合体である。この結合剤の好ましい形態は
イソシアヌレート三量体であり、これは構造式 により表わされる。 この結合剤は、塩化ビニル重合体とセルロース
繊維との間の接着結合を達成させるに充分な量で
本発明の複合材料中に使用される。この量は塩化
ビニル重合体100重量部当り0.1重量部程度の少量
から、同一基準で５重量部までまたはそれ以上で
ありうる。明らかに所望の結果すなわち改善され
た重合体−繊維間接着性およびその結果得られる
最終複合材料中の改善された性質を与えるものよ
り大過剰の結合剤の使用によつてほとんど利する
ところはない。要求される結合剤の量はまた、存
在させるセルロース繊維の量によつて変動すると
期待されうる。 結合の機構は知られていない。しかしながら結
合剤中の活性イソシアネート成分がセルロース繊
維上のヒドロキシル基と反応してそれと化学結合
を形成すると仮定される。 複合材料全体に活性物質を分散させるのを容易
ならしめるために、この結合剤は便利な相容性で
非反応性の溶媒中の溶液の状態で使用することが
できる。より好ましくはこのイソシアネート三量
体は塩化ビニル重合体のための可塑剤中の溶液状
態で使用することができる。市場的に入手可能な
物質はジブチルフタレート中のトルエンジイソシ
アネートの約25％（イソシアヌレート重合体の重
量基準）溶液として記載される。この物質は「バ
ルカボンド（Vulcabond）Vp」の製品名で
Vulnax International社により発売されており、
そしてこれはポリ（塩化ビニル）プラスチゾルヘ
ナイロンおよびポリエステル織物物質を接着させ
るに当つて使用するために推奨されている。 この結合剤はまたその他のイソシアネート化合
物例えばトルエンジイソシアネートまたは重合体
形態例えばポリメチレンポリフエニルイソシアネ
ート（商品名「PAPI」）および次の構造式 （式中Ｒは
【式】である） を有する物質をも含有しうるが、しかし環状三量
体が好ましい物質である。１種またはそれ以上の
その他のイソシアネート物質の混合物を環状三量
体と共に存在させることができるがしかしそれら
の効果は本発明におけるより劣る。 この結合剤は結合剤をそれと混合し、同時に繊
維を塩化ビニル重合体、可塑剤およびその他の成
分と合することによつて本発明の組成物中に混入
させることができる。結合剤が溶媒溶液に加えら
れる場合には、通常混和物の最終成形の前に溶媒
は除去される。勿論、結合剤が可塑剤溶液の形態
で使用される場合にはこの段階は不要である。 あるいはまた前処理段階でセルロース繊維と結
合剤を組合わせるのが有利であることが見出され
ている。米国特許第3943079号明細書の教示に従
つて繊維−繊維親和性を低下させるに充分な量の
熱可塑性物質として処理できる有機重合体、およ
び繊維表面に吸着性でそして繊維の有機重合体受
容性および個々の繊維の分離性の両方を増強せし
める潤滑剤をそれに混合することによつて複合材
料中への分散性を強化させるように繊維を処理す
ることができる。好ましくはこの有機重合体は塩
化ビニル重合体であるがしかしその他の相容性重
合体を使用することができる。また好ましくはこ
の潤滑剤は有機重合体に対する可塑剤である。前
記で説明したように、結合剤はまた可塑剤中の溶
液に加えることもでき、そしてこれは処理繊維中
に結合剤を混入することが所望される場合には非
常に有効に実施される。 結合剤を含有する処理繊維は単に重合体と潤滑
剤とのみにより処理された繊維に比してそれらの
重合体マトリツクス中への分散性に有意の改善を
示すという点で予期せざる有利な結果が認められ
る。 本発明の結合剤の有効性は予期せざるものであ
る。何故ならばナイロンまたはポリエステル繊維
と共に使用すべく計画された接着剤が不連続セル
ロース繊維の塩化ビニル重合体マトリツクスへの
接着に非常に特別に有効でありうるとは予期され
ないからである。 セルロース繊維とそれを囲むマトリツクスとの
間の強い接着結合を生成させる効果は勿論最大強
度およびこわさを有する複合材料を提供するにあ
る。使用に当つては、マトリツクス材料に適用さ
れる応力は接着結合を通して繊維に伝えられる
が、これはマトリツクスよりもかなり一層高い強
度および弾性モジユラスを有している。多くの場
合に達成される最適結合の場合には、接着結合は
繊維自体よりも強く、その結果それらがマトリツ
クスから引き剥される前に繊維は実際には破損さ
れる。 前述したように、米国特許第3943079号明細書
の技術を処理繊維生成のために使用することがで
きる。内部ミキサー例えばバンベリーミキサーが
有利に使用され、そして材料の塩化ビニル重合
体、繊維、可塑剤、結合剤およびその他の成分す
べてを最初に仕込むことができる。ミキサーへの
材料の添加順序は臨界的ではない。その他の仕込
みスケジユールを所望により使用することができ
る。 混合サイクルの間のある時点では、その混合温
度は塩化ビニル重合体を流動化させそして可塑剤
と共に均質混合物を生成させるに充分なだけ高い
ものであるべきである。通常は混合物の高い可塑
剤含量の故に、約120℃がこの結果の達成に対し
て充分である。より高い温度を使用しうるけれど
も長期間にわたつての過剰の熱は有害でありう
る。従つて重合体を流動化させるに推奨される温
度を非常に長時間にわたつて越えるべきではな
い。通常可及的速やかに混合させそして過剰に高
い温度を避けるのが経済的に有利である。 混合時間もまた通常最小化され、そしてこれは
勿論多数のフアクター例えばミキサーのタイプ、
得られる剪断度、成分比、およびバツチのサイズ
および温度に依存する。 成分比は通常処理繊維中に所望される性質によ
り支配される。一般に処理繊維の生産を最大にす
るためには繊維のその他の成分に対する比を可及
的高いものとする。通常処理繊維の所望の形態
は、軽度に一緒に塊となつた繊維の弾力のあるス
ポンジ様集塊である。繊維比が低すぎる場合に
は、この生成物は一緒に集塊化された繊維の塊で
ありうる。そしてその比が高すぎる場合には、繊
維は不充分にコーテイングされたものとなりう
る。 使用される重合体の量は少くとも繊維−繊維相
互作用を阻止するに充分な量であり、通常はセル
ロース繊維100重量部当り少くとも２重量部の塩
化ビニル重合体である。一般に繊維100重量部当
り50重量部を越えない塩化ビニル重合体が使用さ
れる。しかしながら所望によりより高い重合体水
準を使用することはできる。使用される可塑剤水
準は通常繊維100重量部当り重量基準で可塑剤約
５部から150部の多量またはそれ以上の範囲であ
る。前述のように処理繊維の球状形態が所望され
る場合には、重合体および可塑剤の上限は典型的
には前記の量よりはいくらか少ない。有効に使用
しうる広範な種々の処方を与える場合、繊維に対
する重合体および可塑剤の最適比率は実験によつ
て容易に決定することができる。 前記のように、好ましい結合剤水準は塩化ビニ
ル重合体100重量部当り0.1〜５部である。複合材
料中に包含される処理繊維自体の中にすべての結
合剤を存在させることが好ましい。実験結果によ
り示されるようにそれらが結合剤を含有している
場合、処理繊維はマトリツクス中により容易に分
散する。いずれにせよほとんどの場合、処理繊維
中にすべての結合剤を包含させることが最も便利
である。その理由は最終複合材料製造において、
それ以上のこの成分の添加を必要としないからで
ある。この処理段階は繊維表面をある程度コーテ
イングするので、このコーテイング中に存在する
重合体は繊維に結合されるべき位置にある。 セルロース繊維は通常の環境鋳で平衡量、往往
にして10％までの量の水を含有している。痕跡量
の水に対してのイソシアネート化合物の通常の感
度の観点から、本発明の結合剤含有コーテイング
で処理されたセルロース繊維が４ケ月の貯蔵経時
後でさえもその優れた結合性に変化を示さないと
いうことは予期せざることである。 前述した処理繊維は好ましくは複合材料よりも
より高い水準の結合剤を含有している。その理由
は、前述したように、最終複合材料中に要求され
る結合剤の全部を繊維上のコーテイング中に存在
させることが好ましいからである。すなわち、処
理繊維は好ましくはセルロース繊維100重量部基
準で約0.1〜約10重量部の結合剤を含有している。
高水準の処理繊維を最終複合材料中に包含させる
場合には、最終複合材料中の結合剤の量はより高
くなる傾向がある。逆に低い処理繊維水準が使用
された場合には、最終複合材料は充分ではあるが
より低い結合剤水準を含有している。コーテイン
グ中のPVC重合体への繊維のいくらかの結合が
繊維処理工程の間に達成されて、塩化ビニル重合
体100部当りの部数として計算して比較的低い結
合剤水準にもかかわらず最終複合材料中に充分な
結合を与えるようである。 本発明の複合材料は必ずしもそうである必要は
ないが前述の結合処理繊維からつくられている。
所望により、この複合材料は、塩化ビニル重合
体、結合剤および場合によりその他の可塑剤、充
填剤およびその他の成分を前述以外のセルロース
繊維と組合されることにより、本発明の範囲内で
製造することができる。これらのその他の繊維は
米国特許第3943079号明細書記載のように処理す
ることができる。またはそれらは米国特許第
4248743号明細書に示されているように包含され
た未処理繊維でもありうる。しかしながらいずれ
の場合には、セルロース繊維とマトリツクスとの
間の良好な接着結合の達成のためには、推奨され
た量で本発明の結合剤を存在させなくてはならな
い。 複合材料形成のための処理繊維の混合は通常は
内部ミキサー例えばバンベリーミキサーまたはロ
ールミル上で実施される。実験室中でのこの目的
に対してはブラベンダーミキサーが特に有効であ
る。その他の成分例えば充填剤、着色剤、安定剤
およびその他の可塑剤をまたこの時点で加えるこ
とができる。推奨される充填剤としてはクレー、
タルク、アルミナ、ウオラストナイトおよび炭酸
カルシウムがあげられるが、タルクおよび炭酸カ
ルシウムが好ましい。所望によりこの複合材料シ
ートを熱ロールミルに通すことによつて、最終複
合材料中でその繊維を配向させることができる。
ロールを通つての通過方向の繊維配向を最適化さ
せるためには往々にして数回の通過が使用され
る。次いでシートの圧縮成型に実施して所望の物
品を生成させる。あるいはまた、この複合材料を
押出して繊維を軸方向に配列させることができ
る。ホースまたはチユーブ形状の生成物が所望さ
れる場合には繊維の軸方向配向がその中に生成せ
しめうるし、または米国特許第4056591号および
同第4057610号各明細書記載の技術の使用によつ
て軸方向以外の方向に繊維配向を生成させること
ができる。複合材料の成形に当つては注入成型技
術も同様に使用することができる。 本発明の複合材料はまた例えばすべて重量基準
でポリ塩化ビニル100部当り35部の可塑剤、600部
の炭酸カルシウム充填剤および15部の処理セルロ
ース繊維（0.2phf結合剤を含む）を含有する床タ
イル物質の形態をとりうる。混合後、この複合材
料を約４mm厚さのシートとする。これは床タイル
として優れた性質を示す。床タイル中のアスベス
ト繊維に対する代用物としての前述の処理セルロ
ース繊維の使用はアスベストの使用が健康および
環境的理由のため望ましくない場合には高度に有
利である。 本発明のよりよい理解を次の特定的実施例の参
照によつて得ることができる。ここにすべての部
は特記されていない限りは重量基準である。 例 複合材料処方中における種々の結合剤の効果を
比較するために、本発明の結合剤ならびに数種の
その他のイソシアネートベース接着剤および対照
を含有する一連の配合物を製造した。 「バルカボンドVP」の名称で発売されている
ジブチルフタレート中のトルエンジイソシアネー
トの環状三量体の25％溶液を好ましい結合剤とし
て使用した。比較のためにはまた、中等度粘度の
「PAPI」と称される式 の線状ポリメチレンポリフエニルイソシアネー
ト、「PAPI−27」と称される同一の一般式を
有する、がただしその４，4′−ジフエニルメタン
ジイソシアネートの50％含有量およびより高い分
子量の重合体の50％含有量の故により低い粘度を
有する同様の物質、および「イソナート
（Isonate）143L」と称される４，4′−ジフエニ
ルメタンジイソシアネート80％と式 （式中Ｒは
【式】である） の化合物20％とのアダクトをも包含せしめた。 マトリツクス配合物は約64％の塩化ビニル重合
体および32％可塑剤を含有しており、その残余は
安定剤および着色剤であつた。 使用繊維は米国特許第3943079号明細書記載の
ようにして処理された。これは次の処方を有して
いた。 材 料 重量部 硬木パルプ 100 可塑剤（ブチルベンジルフタレート） 40 塩化ビニル重合体（ゼオン110×334） 10 150 次の表に記載のようにして複合材料を製造し
た。
【表】
【表】 試料Ａ、ＢおよびＣは繊維を含有していない。
試料ＢおよびＣは塩化ビニル重合体100重量部当
り5.0部のバルカボンドVPまたは1.25部のトルエ
ンジイソシアネート環状三量体を含有している。
試料ＢはバルカボンドVP中の可塑剤を一部補償
するための追加の塩化ビニル重合体を含有してい
る。すべての残りの試料は20重量％のセルロース
繊維および塩化ビニル重合体100重量部当り65部
の可塑剤を含有していた。試料Ｅは前記試料Ｂと
同一の様式で補償量の塩化ビニル重合体を含有し
ていた。試料Ｇ、ＩおよびＫ中の比較接着剤の量
は試料ＥおよびＦ中の活性環状三量体の量のモル
当量である。その他の比較のために試料Ｈ、Ｊお
よびＬは等重量の比較接着剤を含有しており、そ
の結果試料Ｈ、ＪおよびＬ中には試料ＥおよびＦ
中よりも高いNCO水準を与えている。 混合は、カムタイプ混合ブレードを付した実験
台用ブラベンダーミキサー中で実施された。ミキ
サーに循環させる液の温度は162℃であつた。試
料を100rpmローター速度で４分間混合した。ダ
ンプ中の溶融温度は繊維含有バツチに対しては
160°〜168°に変動した。 まだ熱いうちに、ブラベンダー放出物を均一速
度ミルロールの間で105℃でシートとした。ミル
ニツプは約2.5mmであつた。各々の場合、試料を
通過させ、５回折りたたんで機械方向に平行な高
度の繊維方向性を生成させた。このシートから４
角形の試料を４分間168℃プラテンに接触状態の
ピクチヤーフレームモールド中で成形させその後
で冷却させた。 タイプＤ−1708微小引張り（micro tensile）
試料を後に、主繊維方向に平行にこのシートから
ダイスで切り取り、これを試料を通しての裂け目
の伝播により判定した。引張り試験は室温で、そ
して次の速度で実施された。 繊維複合材料に対して −57.1％／分 未補強試料に対して（Ａ、Ｂ、Ｃ）−1140％／分 すべての試料に対して、約20秒の均一破壊時間
が得られた。 試料Ｂ、Ｃ、ＥおよびＦにおいてはバルカボン
ドVP結合剤は１分の混合時間が経過した後に溶
融複合材料に添加された。しかしながらより少量
のイソシアネート系のより正確な重量を得、そし
てそれらの低い粘度によるスプラツターを阻止す
るために、バツチＧ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、ＫおよびＬの
結合剤は流動化の前にPVCホース配合物に加え
られた。操作上のこの差違は得られる結合度には
何の影響もないと信じられている。 表には引張り性質データが与えられている。
未補強試料上でのより高い伸長速度の効果は約37
％のモジユラス上昇および約７％の強度減少の結
果となる。すべてのマトリツクス（非補強）試料
は大約同一のモジユラスを有しているがしかし追
加のゼオンPVC樹脂によるバルカボンドVP中の
可塑剤の補償は最終引張り性の保持に対して必要
のように考えられる。標準偏差数値はデータの良
好な再現性を示している。 繊維添加はヤング率のシヤープな上昇を生ぜし
める。しかし引張り強度を獲得するための結合が
要求される。最大の引張り強度はストツクＥのバ
ルカボンドVPを使用して記録される。この場合
バルカボンドベヒクルの可塑化効果は追加の
PVC樹脂により適正に補償されている。ストツ
クＦ中のバルカボンドからの非補償可塑剤ベヒク
ルの軟化効果は強度を1.2MPaすなわち７％だけ
減少させる。 試料Ｅの16.3MPa強度は非補強試料強度を３％
だけしか越えないけれども、処理繊維に追加の可
塑剤により大なる強度が見合わされている。非補
強試料の50部水準の代りに複合材料の65部の可塑
剤を含有する非補強配合物に比較した場合には、
本発明の実施例は補強がその代りに21％の程度で
あることを示す。 研究されているイソシアネートのいずれも、セ
ルロース繊維とPVC樹脂との間に、バルカボン
ドVP程良好な結合は生成させなかつた。表に
は％での比較が与えられている。平均してストツ
クＨ、ＪおよびＬ中の−NCO含量を倍にすると
引張り強度は1.0MPaまたは８％上昇した。しか
しこれらの平均はストツクＥの強度よりまだ12％
低い。イソシアネートの中でPAPI−27は最も活
性であり、そしてイソネート（Isonate）143Lは
最も不活性であつた。 表のデータは本発明の結合剤が、他のイソシ
アネート接着剤に比して予期せざる高度の結合を
生成させることを示す。この結果は、破壊面の顕
微鏡写真により具体的に示される。繊維のマトリ
ツクスへの劣つた結合によつて引張り強度が減少
した試料中では、大比率のばらばらな繊維がみら
れる。
【表】
【表】 カツコ内の数字は試料標準偏差である。
例 繊維処理物質中に結合剤を包含させることの効
果を評価するために、このように処理された繊維
を複合材料中に包含させ、これを例（結合剤は
マトリツクス物質と処理繊維を合する最終段階で
添加された）におけるようにして製造された複合
材料との比較実験を実施した。 一連の５個の試料を製造した。これらすべては
複合材料の全重量基準で19重量％のセルロース繊
維および塩化ビニル重合体100部当り61.6重量部
の可塑剤を含有する複合材料であつた。使用され
たマトリツクス化合物は例におけると同一であ
つた。ここでもまた米国特許第3943079号明細書
の繊維処理法を使用して、２種の異つた処理繊維
バツチを次の処方に従つて製造した。
【表】 すべての成分をBRブラベンダーミキサーに仕
込み、そして77rpmローター速度で７分間混合す
ることによつて、処理繊維試料を製造した。バツ
チ温度は110℃を越えなかつた。 次の表に示されているようにして複合材料試
料を製造した。すべての部は重量基準である。
【表】 試料Ｍは対照（コントロール）であり、結合剤
は含有していない。試料Ｎは結合剤を使用して処
理された繊維を使用して製造された。試料Ｏは未
結合繊維を使用して製造され、そして結合剤は試
料Ｎ中と同一水準（塩化ビニル重合体100重量部
当り0.35部）で最終複合材料に加えられた。試料
Ｐもまた非結合繊維を使用して製造されたがしか
し結合剤は重量基準で塩化ビニル重合体100部当
り4.1部の水準で最終複合材料に加えられた。試
料Ｑは結合剤を含有する繊維および複合材料に加
えられた4.1部の結合剤を使用して製造された。 最終複合材料は100rpmのローター速度を使用
して162℃で４分間カムタイプブレードを付した
ブラベンダーミキサー中で製造された。使用され
る場合にはバルカボンドVPは混合の最初の１分
間がすぎた後にこの溶融物に加えられた。 繊維配向のために105℃で均一速度ロールミル
に５回通過させて試料をシートとした。この成形
シートから繊維方向に平行に引張りクーポン
（ASTM D1708）を切り、そしてインストロン
試験製造中で室温において57.1％／分の速度で引
張つた。 最終複合材料中の分散は鋭い刃でストリツプを
スライスしそして単位面積当りの露出端（クラン
プ）をかぞえることにより測定された。 試験結果は次の表に記載されている。
【表】 表中の引張り試験結果は、結合繊維（試料
Ｎ）が非常に良好な接着を与えるということ、そ
して比較的水準（重合体100部当り0.35部）にお
いてさえもその結合剤は複合材料に添加されたか
なり高水準の結合剤を含有する試料ＰおよびＱと
同一の引張り強度およびモジユラスを生ずること
を示している。また試料Ｏにおけるよりもより良
好な試料Ｎの極限強度は処理繊維上での結合剤の
いくらかの相互作用を示している。分散データは
結合繊維を使用して製造された複合材料（Ｎ，
Ｑ）は非結合繊維を使用して製造されたものより
はるかに良好な繊維分散を有していることを示
す。 繊維を製造した４ケ月後に複合材料を混合しそ
して試験した。これはセルロースパルプ中の残存
水分が強い結合に何等の支障も及ぼさないことを
示している。 前記の本発明は理解の目的のために実施例によ
つて具体的に記載されているけれども、本発明の
範囲内においてある程度の変形および修正を実施
できることは明白である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 不連続セルロース繊維と該繊維を囲む不連続
    相を形成するマトリツクスとからなる複合材料で
    あつて、該マトリツクスは可塑化された塩化ビニ
    ル重合体とトルエンジイソシアネートの環状三量
    体を包含し、該環状三量体によつて繊維がマトリ
    ツクスに結合されている不連続セルロース繊維複
    合材料。 ２ 重量基準で塩化ビニル重合体100部当たり0.1
    〜５重量部の結合剤が存在する、特許請求の範囲
    第１項記載の複合材料。 ３ セルロース繊維が複合体の全重量の１〜40重
    量％を構成する、特許請求の範囲第１項記載の複
    合材料。 ４ 塩化ビニル重合体100重量部基準で約１〜100
    重量部量で塩化ビニル重合体に対する可塑剤が存
    在する、特許請求の範囲第１項記載の複合材料。 ５ 結合剤が構造式 を有している、特許請求の範囲第１項記載の複合
    材料。 ６ 繊維が少なくとも20の縦横比を有している、
    特許請求の範囲第１項記載の複合材料。 ７ 繊維が硬質木材バルブである、特許請求の範
    囲第１項記載の複合材料。 ８ 塩化ビニル重合体が少なくとも50重量％の塩
    化ビニルを包含する単量体混合物からの共重合体
    である、特許請求の範囲第１項記載の複合材料。 ９ マトリツクスが微粒子状充填剤を含有してい
    る、特許請求の範囲第１項記載の複合材料。 １０ 繊維が主として１つの方向に配向している
    特許請求の範囲第１項記載の複合材料。 １１ タルクを含有する、特許請求の範囲第１項
    記載の複合材料。
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