JPH05501132A - 射出成形可能な複合体 - Google Patents

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】 射出成形可能な複合体 発明の分野 本発明は射出成形可能な複合体に関し、特に詳しくは導電性の、アルミニウム　 ガルバニック（ｇａｌｖａｎｉｃ　）適合性ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥ ＥＫ）射出成形可能な複合体に関する。

先行技術の説明 先行技術から公知であるように、ＰＥＥＫと同様な、ＰＥＥＫをも含めた射出成 形複合体は、現代の航空機を含めた、多くの分野及び用途に用いられている。こ の複合体は金属部品の代替えに、多くの用途においては１対ｌの規模で用いられ ている。複合体材料を用いる主な理由は軽量であること、腐食に対する感受性か 低いこと、及びある場合には、低コストであることである。材料としてのＰＥＥ Ｋはレイアップ形で多くの用途に用いられている。しかし、射出成形体としては 、種々の理由から、用途か少なかった。例えば、ＰＥＥＫか燃料及びアルミニウ ムと接触せざるを得ない航空機燃料領域では、射出成形部品は航空機の必要条件 を満たさないのて、今まで用いられていない。

射出成形ＰＥＥＫ材料のこれまでの欠点の一つは、燃料系においてアルミニウム に対して取り付けられた場合の炭素充填ＰＥＥＫの、不満足な腐食結果による、 不適合性（ガルバニック）であった。炭素とは対照的に、ガラスによってＰＥＥ Ｋを充填することはガルバニック腐食問題を満足させたか、燃料領域においては 弁、その他の要素か静電気蓄積を放散させるために一般に必要であるので、導電 率問題を満足させていない。ガラス充填ＰＥＥＫは基本的には絶縁体であり、導 体ではない、それ故、導電率の必要条件を満たすことはできない。炭素充填ＰＥ ＥＫは導電率の必要条件を満たすが、ガルバニック腐食の必要条件は満たさない 。これらの問題と条件は航空機産業において少なくとも２年前から知られており 、満足できる解決策はまだ発表されていない。

ポリエーテルケトンなる用語は一般に、米国特許第４゜５６６．９９０号〔リウ （Ｌ　ｉ　ｕ）等〕に示されている構造式を存する樹脂族を定義するために用い られ、ＰＥＥＫは米国特許第４，７８３，３４９号〔コグスウェル（Ｃｏｇｓｗ ｅｌｌ）等〕に示されている構造式から知られている特定のポリアリーレンエー テルケトンである。

上記問題点を解決し、燃料系への使用を可能にし、アルミニウムに直接取り付け ることのできる複合体射出成形体の開発を可能にする射出成形可能に複合体が発 見された。この複合体材料から製造される成形体はガルバニック腐食適合性と、 航空機産業によって必要とされる導電率との両方を満たす。

先行技術の問題と欠点とを克服する、射出成形可能な複合体を提供することか、 本発明の目的である。

本発明のもう一つの目的は、導電性の、アルミニウムガルバニック適合性ＰＥＥ Ｋ射出成形可能な複合体を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、導電性で、アルミニウムガルバニック適合性であり 、ＰＥＥＫ複合体から射出成形されつる成形体を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、導電性で、アルミニウムガルバニック適合性であり 、ＰＥＥＫ複合体から射出成形されうる成形体の製造方法を提供することである 。

本発明のより広範囲な態様によると、射出成形可能な複合体はポリエーテルケト ン　ベース樹脂、サイズ剤を有するある量のステンレス鋼、及びある量のガラス 繊維を含む。

本発明の特徴は、ＰＥＥＫ複合体からの射出成形体が導電性であり、アルミニウ ム　ガルバニック適合性であ好ましい実施態様、請求の範囲及び添付図面から、 他の目的、特徴及び利益がより完全に明らかになると思われる。添付図面におい て、 第１図はＰＥＥＫ複合体を配合し、同複合体を用いて成形体を成形する方法を説 明するブロックダイアダラムである。

第２Ａ図〜第２Ｄ図は複合体から射出成形された、典型的な弁体を説明する； 第３Ａ図〜第３Ｃ図は複合体を用いて射出成形される他の種類の成形体の例を説 明する。

好ましい実施態様の説明 本発明は、ガラス繊維充填ポリエーテルエーテルケトン　マトリックス樹脂に、 導電性を与えるために有効な量の金属繊維充填材を加えることによって、導電性 で、アルミニウム　ガルバニック適合性の射出成形可能なポリエーテルケトン複 合体を提供することかできる。この金属はアルミニウム表面とガルバニック的に （ｇａｌｖａｎｉｃａｌｌｙ）に反応しない。導電性金属繊維が必要であり、ス テンレス鋼繊維が好ましい。

ガラス繊維とステンレス鋼繊維とを含む射出成形可能なマトリックス樹脂を形成 しようとする初期の試みは、ステンレス鋼繊維が凝集し、凝塊を形成する傾向か あるので、満足できるものではなかった。本発明によって、マトリックス樹脂と 適合しつる樹脂によるサイズ剤塗布ステンレス鋼繊維を用いるとポリエーテルケ トン　マトリックス樹脂中に繊維が容易にかつ均一に分散されることか発見され た。樹脂のサイズ剤はマトリックス樹脂によって湿潤性であり、マトリックス樹 脂中に溶解されうることが好ましい。サイズ剤樹脂の量は、サイズ剤塗布繊維の 総重量を基準にして、約５重量％から１５重量％まで変化しうる。溶解性サイズ 剤樹脂はポリエーテルケトン　マトリックス樹脂中に溶解して、その一部になる 。

好ましいマトリックス樹脂はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂であ る。

第１図について、ベースＰＥＥＫ樹脂を用いて、ポリスルホン材料サイズ剤（Ｐ ＥＥＫサイズ剤も適する）を有するステンレス鋼繊維・（３０２型）と特定量の ガラス繊維とを加えることによって、°複合体を製造した、この複合体は下記′ の混合物と割合とを有する：概略重量％ 好ましい　範　囲 ステンレス鋼繊維（１）　”８　６〜ＩＯガラス繊維　３０　１０〜４０ ＰＥＥＫ　６２　８４〜５０ （１）サイズ剤塗布繊維の総重量の約１０重量％の量で存在するポリスルホン　 サイズ剤付き、 例えばエングル（Ｅｎｇｌｅ　）　２５　）ン射出成形装置〔ルドヴイッヒ　エ ンゲル　カナダ社（Ｌｕｄｗｉｇ　ＥｎｇｅｌＣａｎａｄａ、　Ｌｔｄ　）　、 カナダ、オンタリオ州、ギールフ〕である射出成形装置のホッパーに複合体を入 れる前に、複合体を射出成形機によって配合する。射出成形装置の型及びサイズ が複合体を用いて射出成形される成形体のサイズ及び種類に依存することは当然 理解されよう。例えば、第２Ａ図〜第２Ｄ図に示すような、長さ１．５インチ及 び直径２インチのオーダーの中央成形体サイズを育する弁型成形体に対しては、 エングル２２５トン射出成形装置を約７３５°Ｆの温度、約９８３０ｐｓｉの圧 力において約１５分間／サイクル作動させる。このような弁体は典型的に中央弁 体部分２１、それを貫通するチャンネル２２、及び取り付はフランジ（ｍｏｕｎ ｔｉｎｇ　ｆｌａｎｇｅ）２３を含む。フランジ２３は公知のやり方でアルミニ ウム構造体に接続させるための取り付は孔２．４ａ−ｄを含む。フランジ２３は また、弁の他の部分に結合するためにボート２５と小フランジ部分とを含む。

複合体はこのような混合物を成形機の要求に応じて供給する配合機（ｃｏｍｐｏ ｕｎｄｅｒ）からも得られる。このような配合機の一つはＲＴＰ　Ｃｏ、（ミネ ソタ州、ヴイノナ）である。

所定量のガラス繊維を含むＰＥＥＫはＩＣＩアドバンスト　マテーリアルス　グ ループ（Ｉ　ＣＩ　ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ　Ｇｒｏｕｐ　）　（ プラウエア州、ウイルミントン）から入手可能である。好ましい実施態様におけ る鋼繊維はポリスルホン材料によってサイズ剤塗布したベケルト（Ｂｅｋａｅｒ ｔ　）　（ジョーシア州、マリエツタ）３０２ステンレス鋼繊維であり、このよ うな繊維は８ミクロン（２から２２ミクロンまで変化しうる）の直径概略値と４ ｍｍ（２から１０ｍｍまで変化しつる）の長さを有した。３００シリーズの如何 なるステンレス鋼繊維も又は同等物も受容される。サイズ剤塗布ステンレス鋼繊 維の総重量を基準にして約５重量％から約１５重量％までの範囲内のサイズ剤量 が受容される。

ステンレス鋼繊維の凝集を阻止するために、ステンレス鋼繊維にＰＥＥＫ材料又 はポリスルホン材料のいずれかによってサイズ剤塗布すること、及びこれをＰＥ ＥＫとガラス繊維との混合物中に一様に分散させることか重要であることが判明 した。ＰＥＥＫと適合性であるサイズ剤は成形操作中に吸収される。

これらの材料の概略重量％ニガラス繊維３０％、ポリスルホン材料によってサイ ズ剤塗布したステンレス鋼繊維６％〜８％〜ｌＯ％、及びＰＥＥＫ残部を含む複 合体の物理的性質を評価するために、標準試験片を製造した。

数回の試験片からの平均物理的性質は次の通りであった： 好ましい複合体を射出成形して、例えば第２Ａ図〜第２Ｄ図に示すような原型弁 体を成形した場合に、成形体をガルバニック腐食と導電率とに関して試験したし ころ、この成形体は、アルミニウムに対する測定時にｏ、２５ｖｏｌｔ未満の電 圧差電位を有し、ＭＩＬ−３ＴＤ−８１０につき５００時間加速腐食試験を満た し、ｌＸｌ０＠オ一ム／ｃｍ’の最大表面抵抗を有するという必要条件を満たし た。

これまでは、所望の量の導電率を与え、射出成形体と燃料とアルミニウムとの間 に電気ガルバニック　バランスを与えるために、ポリエーテルエーテルケトン　 マトリックス樹脂中に特定量のサイズ剤塗布ステンレス鋼繊維とガラス繊維とを 有する複合体に関して本発明を説明した。生ずる成形体は航空機用途のニーズ（ ｎｅｅｄｓ　）を満たした。本発明の複合体は弁体に限定されることなく、航空 機に、特に燃料との接触が生ずるような領域において用いられる、構造要素、機 械装置、圧力エンクロージャ−（ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）等に 使用可能である。

第３Ａ図〜第３Ｃ図に示すように、種々な造形体（ｓｈａｐｅｄ　ｂｏｄｙ　） 　３１　、　３２．　３３をそれぞれアルミニウム要素３４．３５，３６．３７ に結合させることができる。例えば、造形体３３は燃料を有することができる。

本発明の主な用途は航空機構造体及び／又は航空機中に用いられる構造要素にお いて、特に燃料系の領域においてであるが、自動車産業及び輸送産業における他 の用途も直ちに明らかてあろう。用途は軽量、ガルバニックバランス及び導電率 が重要であるような場合である。本発明は種々な成形部品の射出成形機によって 、広範囲な用途を可能にするが、最大の可能性ある用途は航空機構造部品である 。本発明の複合体が特定の用途に対して望ましい他の物理的性質を犠牲にするこ となく、腐食及び導電性の問題に充分な解決策を与えることがひと反却れたなら ば、多くの商業的及び軍事的用途が開発されるであろうと予想される。

本発明をその好ましい実施態様に関して開示したが、下記の請求の範囲によって 定義されるような、本発明の要旨及び範囲内に入るような、他の実施態様も存在 しうることを理解すべきである。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２Ａ ＦＩＧ、２Ｂ ＦＩＧ、２ＣＦＩＧ、２Ｄ ＦＩＧ、３Ａ ＦＩＧ、３Ｂ 要　約　書 例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ’）マトリックス樹脂のような ボ１！エーテルケトンと、マトリックス樹脂に可溶な樹脂サイズ剤によって被覆 されたステンレス鋼繊維のような金属フィラーと、ガラス繊維との混合物を含む 射出成形可能な複合体。この複合体から得られる成形体は導電性であり、アルミ ニウム　ガルバニック適合性である。

補正書の翻訳文提出書　（特許法組８４＆ｆ７）８）平成４年７月２７日 〆

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．次の成分： ポリエーテルケトン樹脂約５０〜８４重量％；分散した個別ガラス繊維約１０〜 ４０重量％；及び分散した、前記樹脂に可溶でかつ前記樹脂によって湿潤可能な サイズ剤によって被覆されたステンレス鋼繊維約６〜１０重量％ を含む、射出成形可能な、導電性のアルミニウムガルバニック適合性複合体。
2. ２．サイズ剤がポリエーテルケトン樹脂サイズ剤又はポリスルホン樹脂サイズ剤 である請求項１記載の複合体。
3. ３．ステンレス鋼繊維が３００シリーズステンレス鋼繊維である請求項１記載の 複合体。
4. ４．サイズ剤がサイズ剤塗布ステンレス鋼繊維の総重量を基準にして約５〜１５ 重量％に等しい量で存在する請求項１記載の複合体。
5. ５．次の成分： 熱可塑性成形用ＰＥＥＫ樹脂；及び 複合体の重量％としてガラス繊維約１０〜４０重量％と、前記成形用樹脂中に可 溶でかつ前記成形用樹脂によって湿潤可能なサイズ剤によって被覆された個別サ イズ剤塗布ステンレス鋼繊維６〜１０重量％とをなすような量での混合物 を含む、複合体から成形される射出成形体。
6. ６．サイズ剤がＰＥＥＫ樹脂サイズ剤又はポリスルホン樹脂サイズ剤である請求 項５記載の複合体。
7. ７．ベース樹脂が式： ▲数式、化学式、表等があります▼ で示される反復単位を有するポリアリーレンエーテルケトン樹脂である請求項６ 記載の複合体。
8. ８．次の工程： 熱可塑性成形用ベース樹脂約５０〜８４重量％と、ガラス繊維約１０〜４０重量 ％と、前記樹脂中に可溶でかつ前記樹脂によって湿潤可能なサイズ剤によって被 覆された個別ステンレス鋼繊維６〜１０重量％とを混合して複合体を形成する工 程； 物体を成形するための押出成形ダイを有する射出成形装置に前記複合体を入れる 工程；及び 前記物体を射出成形する工程 を含む、１×１０６オーム／ｃｍ２未満の表面抵抗を有する導電性のアルミニウ ムガルバニック適合性物体の製造方法。
9. ９．ＰＥＥＫ樹脂約５０〜８４重量％と、ガラス繊維約１０〜４０重量％と、ポ リスルホン樹脂によって被覆された個別ステンレス鋼繊維６〜１０重量％とを混 合することによって複合体を形成する工程；弁体を成形するための押出成形ダイ を有する射出成形装置に前記複合体を入れる工程；及び 前記弁体を射出成形する工程 を含む、導電性でアルミニウムガルバニック適合性である弁体の射出成形による 製造方法。
10. １０．次の成分： 過半量のポリエーテルケトンマトリックス樹脂と、その中に分散した半量に満た ない量のガラス強化繊維と、導電性を与えるような量で前記樹脂中に分散した、 少量の個別のサイズ剤塗布金属繊維 とを含み、前記サイズ剤が前記マトリックス樹脂中に可溶であり、前記マトリッ クス樹脂によって湿潤可能である、射出成形可能で、導電性のアルミニウムガル バニック適合性複合体を成形するための樹脂組成物。