JPH0472332A

JPH0472332A - 短繊維複合シート

Info

Publication number: JPH0472332A
Application number: JP2186093A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Shioyama; 務塩山
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1992-03-06
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPH0633339B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ベースとなるエラストマー又は熱可塑性樹脂
に対して短繊維が含有される短繊維複合シートに関する
。

（従来の技術）従来より、短繊維複合シートとしては、カレンダ成形に
より短繊維を長さ方向に配向したもの、押出し成形によ
り長さ方向（押出し方向）に配向したもの、押出し成形
により（環状ダイス）により幅方向に配向したもの（例
えば特公昭５３−１４２６９号公報参照）、押出し成形
（環状ダイス）により厚さ方向に配向したもの（例えば
特公昭５８−２９２３１号公報参照）か知られている。

（発明か解決しようとする課題）ところが、上述したものは、いずれも、シート全体に亘
り一様の短繊維配向形態であるのて、シート表面とシー
ト内中央部の補強方向か異なる複合シートを得るために
は配向形態の異なる２つ以上の材料を組合わせる必要が
あった。

本発明の主たる目的は、表面層は主に長手方向に、内部
中央層は主に厚さ方向に短繊維か配向された短繊維複合
シートを提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明は、ベースとなるエラストマー又は熱可塑性樹脂
に対して短繊維か４０容量％以下含有される短繊維複合
シートを前提とするものである。

本発明は、下記の式で示される短繊維の配向率が、表面
層てＨＸ＞５０　（％）、内部中央層てＨＸ　＞　５０
　（９ｏ）　、表面層と内部中央層との間に位置する中
間層でそれらの中間の配向率である構成とする。

ｔｂ−（（１／Ｖｚ）／′（１／Ｖｚ＋］、　ＶｙＴｌ
／’Ｖｘ）ｔＸ］００）ｂ−ｆ（Ｌ／ＶｘＬ（１，〜’
ｘ＋Ｌ’Ｖｉ＋］、”Ｖｘ）ＩＸｌｏｏＨＸ　　；　　
シート長さ方向の配向率Ｈｚ；　　／−Ｌ面に対し垂直
（厚さ）方向の配向率ｖＸ　、溶剤中での７−１長さ方
向のＩＩ張率ｖｙ　、溶剤中での／−Ｆ幅方回のｌｌ張
ＴＶｚ　　；　ｆ８１ａ中での／−１面に対し垂直（厚
さ）方向１畿張↑（作用）表面層に相当する部分は短繊維が、配向率Ｈｘ〉５０（
％）でもってシート長さ方向に配向され、内部中央部か
配向率Ｈｚ＞５０　（％）でもって配向されていること
から、その表面層のシート長さ方向の変形抵抗が内部中
央部に対して大きくなり、特異な力学的挙動を示す。ま
た、表面層と内部中央層との間に位置する中間層はそれ
らの中間の配向率であるので、短繊維の配向方向か連続
して自然に変化していくこととなり、応力集中部か発生
しない。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

本発明に係る短繊維複合シートを製造するのに用いる成
形型を示す第１図において、］は成形型で、その成形通
路１ａの途中には該成形通路］ａの通路面積を絞る絞り
部としてのダム部２か形成されて、該ダム部２の部位通
過後にダム部２の部位よりも通路面積の大きい空間部３
となるようになっている。この空間部３の通路長さは、
長さρに設定されている。

この成形型１の成形通路１ａに対し、短繊維を混入した
所定の配合の熱可塑性材料を供給すれば、成形型１のダ
ム部２を通過する際に短繊維かます流れ方向に配向され
、その後ダム部２に続いて該ダム部２の部位よりも通路
面積の大きい空間部３に流れると、熱可塑性材料の流れ
方向か通路面積の急拡大によって短繊維の配向か変化せ
しめられ、短繊維か一様に主に厚さ方向に配向されたシ
ート］］が製造される。ここで、空間部３の長さｇを長
くすることにより成形通路１ａの壁面に接する材料表面
付近の繊維配向か流れ方向（シート長さ方向）に変化す
る傾向か強くなり、シート表面層とシート内部中央層の
異方性の差が拡大する。そのシートを冷却固化あるいは
加熱架橋することにより所望のシートが得られる。

これは、空間部３における成形通路１ａの壁面と材料表
面との摩擦により、シート表面層に流れ方向の剪断歪か
生じ、シート表面に近いはと、短繊維１２はシート長さ
方向に配向されると推定されるからである（第２図参照
）。

また、熱可塑性材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリエ
チレン等の熱可塑性樹脂、オレフィン系、エステル系、
エーテル系、アミド系、ウレタン系なとの熱可塑性エラ
ストマー、天然ゴム、スチレンブタジェンゴム、クロロ
プレンゴム等の架橋ゴム、及びそれらの−船釣コンパウ
ンドか用いられる。

また、短繊維としては、綿、羊毛、バルブ等の天然繊維
、ポリエステル、ナイロン、アラミド等の合成繊維、レ
ーヨン等の半合成繊維、セラミック等の無機繊維、及び
金属繊維が用いられる。繊維客足か４０容量９６を越え
ると、短繊維と成形通路壁面との摩擦係数か低下すると
ともに、流動性か低下するため、シート表面層の長さ方
向の配向か阻害され、配向度か低下するからである。短
繊維長さはシート厚さの１／２以下か望ましい。

続いて、上記短繊維複合シートについて行った実験につ
いて説明する。

ダム部２の間隙か０．　５ｍｍで、空間部３の間隙か６
１の成形型を用いて、次の配合材料を押出成形した後、
加硫して加硫シートを作成した。

クロロプレンゴム　　　　　　１００　重量部カーボン
ブラック　　　　　　　４０軟化剤　　　　　　　　　　　　　５ステアリン酸　　　　　　　　　　２老化防止剤　　　　　　　　　　１．５酸化マグネシウ
ム　　　　　　　　４酸化カルシウム　　　　　　　　　５酸化亜鉛　　　　　　　　　　　　５加工助剤　　　　　　　　　　　　３ポリエステル短繊維　　　　　　　変量（２ｍｍ長さ）本発明例１，２は、それぞれ熱可塑性材料に対して短繊
維を１５容量％及び４０容量％混合した配合物を、空間
部３の長さ（１−１５ｅ＋ｍの成形型を用いて押出成形
した。一方、比較例は、本発明例１と同一材料を、空間
部３の長さ１ｌ＝２．５ｎｌＩ１１の成形型を用いて押
出成形した。

本発明例１．２はいずれも約７ｍｍの厚さのシートとな
り、加硫シートを約ＩＩＩＩＩ１１の厚さにスライスし
たものを室温で、トルエン中に４８時間浸漬し、線膨張
率を測定した。その測定結果に基づく短繊維の配向率は
、第３図及び第４図に示す通りである。

本発明例１．２は、シート表面層では主にシト長さ方向
に配向し、内部中央層では主にシート表面に垂直に配向
している。また、短繊維量の増大によりシート表面層の
シート長さ方向への配向度が低下していることがわかる
。一方、比較例では、全体に亘って略均−な配向状態と
なっている。

すなわち、本発明例１，２ては、シート１１において短
繊維１２が第５図に示すように、表面層で押出し方向の
配向が高＜　　（Ｈｘ　＞５０％）、内部中央層で厚さ
方向の配向が高くなっており（Ｈｚ〉５０％）、表面層
と内部中央層との間に位置する中間層でそれらの中間の
配向率である。比較例では、シートａにおいて短繊維す
が第６図に示すようになっている。なお、シート長さ方
向の配向率ＨＸおよびシート面に対し垂直（厚さ）方向
の配向率Ｈ２は次の式により定義される。

Ｈｘ＝ｉ（１／Ｖｘ）／（１／Ｖｚ÷１／Ｖｙ＋ｌ／Ｖ
ｘ）ＩＸｌｏｏ（％）Ｈｘ−ｉ（１／Ｖｘ）／’（１／
Ｖｘ＋］／Ｖｙ十ｌ／Ｖｘ）ＩＸｌｏｏ（％）■ｘ　；
　溶剤中での７−Ｆ長さ方向のＩＩＱ率■ｙ　；　溶剤
中でのシート輻方向のＩＨ率■Ｚ　；　溶剤中での／−
Ｆ面に対し垂直（厚さ）方向のＩｔ張率かくして、形成
された短繊維複合シートは、単独あるいは２つを重ね合
わせて緩衝材として使用する場合、表面層に相当する部
分は、短繊維がシト長さ方向に配向率Ｈｘ＞５０％でも
って配向されていることから、そのシート長さ方向の変
形抵抗か大きくなり、特異な力学的挙動を示すことが可
能となる。それと共に、表面層と内部中央層との間に位
置する中間層それらの中間の配向率となっており、短繊
維の配向方向が連続して自然に変化するようになってい
るため、応力集中部が発生せず、静的用途だけでなく、
動的用途に対して長寿命か期待てきる。

（発明の効果）本発明は、上記のように、表面層に相当する部分は短繊
維が、配向率Ｈｘ＞５０％でもってシート長さ方向に配
向され、内部中央部か配向率Ｈｚ〉５０％でもって配向
されているので、その表面層のシート長さ方向の変形抵
抗か内部中央部に対して大きくなり、特異な力学的挙動
を示させることが可能となり、また、表面層と内部中央
層との間に位置する中間層でそれらの中間の配向率とな
っているので、短繊維の配向方向か連続して自然に変化
していく二ととなり、応力集中部か発生せず、静的用途
は勿論、動的用途に対しても長寿命か期待てきる。また
、表面層を除去することによりシート厚さ方向にｉｉ［
維か高度に配向された短繊維複合シートを得る二ともて
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は成形型の断面図
、第２図は同要部拡大図、第３図及び第４図はそれぞれ
試験結果の説明図、第５図は短繊維複合シートの斜視図
である。第６図は比較例の短繊維複合シートの斜視図である。１・・・・・成形型１ａ・・・・成形通路・・・・・・ダム部空間部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベースとなるエラストマー又は熱可塑性樹脂に対
して短繊維が４０容量％以下含有される短繊維複合シー
トであって、下記の式で示される短繊維の配向率が、表面層でＨ＿ｘ
＞５０（％）、内部中央層でＨ＿ｚ＞５０（％）、表面
層と内部中央層との間に位置する中間層でそれらの中間
の配向率であることを特徴とする短繊維複合シート。Ｈ＿ｘ＝｛（１／Ｖ＿ｘ）／（１／Ｖ＿ｘ＋１／Ｖ＿ｙ
＋１／Ｖ＿ｚ）｝×１００（％）Ｈ＿ｚ＝｛（１／Ｖ＿
ｚ）／（１／Ｖ＿ｘ＋１／Ｖ＿ｙ＋１／Ｖ＿ｚ）｝×１
００（％）Ｈ＿ｘ；シート長さ方向の配向率Ｈ＿ｚ；シート面に対し垂直（厚さ）方向の配向率Ｖ＿
ｘ；溶剤中でのシート長さ方向の線膨張率Ｖ＿ｙ；溶剤
中でのシート幅方向の線膨張率Ｖ＿ｚ；溶剤中でのシー
ト面に対し垂直（厚さ）方向の線膨張率