JPH0575007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明の分野 本発明は改良した伸び特性を有する耐衝撃性複
合物（composite）に関するものである。 発明の背景 多くの最近のプラスチツクは構造材料として使
用するためには十分な強度に欠けている。さもな
ければ不適当なプラスチツクを、ガラス、ほう
素、黒鉛及び金属の繊維で強化することは公知で
ある。強化したプラスチツクは荷重を負担する構
造部材を包含する、種々の用途において従来の材
料に置き換つている。選択の転換は、経済上の利
点、容易な加工、腐食からの解放及び低い重量に
基づいている。強化プラスチツクを製造するため
の一方法は、張力を加えたガラス繊維のプラスチ
ツクマトリツクス中への包埋を包含する。強化プ
ラスチツクは強度と構造的一体性を向上させるこ
とが知られている。従来の技術において開示され
ていないその他の重要な性質は、耐衝撃性と伸張
性を包含する。耐衝撃性と伸張性をもつ強く軽い
材料の製造は、きわめて望ましい対象である。 アンダーソランらに対する米国特許第3817806
号は、プレストレスを施した強化熱硬化樹脂の製
造方法を開示している。張力下に保つた繊維を熱
硬化性樹脂中に閉じ込める。この強化樹脂は硬質
構造物に成形することができる。特許権所有者は
エステルに基づく樹脂、酸に基づく樹脂又はアミ
ンに基づく樹脂と共にガラス繊維の使用を開示し
ている。開示された方法によつて製造した成形材
料は、構造的一体性と変形に耐える傾向を有する
と言われている。 メドラーに対する米国特許第3709754号は、硬
化樹脂で含浸したガラス繊維から成る構造部材の
製造方法を開示している。硬化性の樹脂で含浸し
たガラス繊維布の層を、張力下に、硬化結合剤樹
脂で結合させたガラス繊維棒の回りに巻く。開示
された方法によつて製造した構造部材は高い強度
と横方向の屈曲に対する高い抵抗性を示す。 シヤーチンガーに対する米国特許第3686048号
は、多層繊維強化構造物の製造方法を開示してい
る。平行な繊維を張力下に少量の熱可塑性又は熱
硬化樹脂で結合し且つ加熱して可撓性の薄板を形
成させる。この薄板は樹脂の橋で結合された繊維
のウエブから成つている。液状の熱可塑性又は熱
硬化性のマトリツクスを単一層又は多数層の強化
薄板に付与して繊維強化構造物を形成させる。特
許権者は特にガラス繊維を用いる薄板の製造を開
示している。 セツカらに対する米国特許第4124670号は発泡
させ成形させたプラスチツクコアと樹脂被覆黒鉛
繊維から成る構造部材を開示している。構造部材
の製造方法もまた開示している。フオームコア組
成物は、樹脂成分、硬化剤、発泡剤及び低密度充
てん剤材料を混合することによつて製造する。コ
ア組成物を細長いコアストリツプに成形し、それ
を樹脂被覆した一軸延伸黒鉛繊維で包む。コアス
トリツプを圧力下に発泡させてテニスラケツトの
フレームに適する構造部材を形成させる。この構
造部材は軽量で高強度と靭性を有すると言われて
いる。 発明の要約 本発明は本質的に重合体又は重合体前駆物質及
び配向した熱可塑性弾性繊維から成る耐衝撃性複
合物を提供する。重合体又は重合体前駆物質は、
弾性繊維なしで、約10％未満の伸びを有するニー
トの（neat）重合体マトリツクスを形成する。 熱可塑性弾性繊維は(a)複合物の製造の間に、約
０の張力乃至たるみ（slack）を除くために十分
であるのみの張力下に、重合体又は重合体前駆物
質中に包埋（embed）され、(b)収縮することが可
能であり且つ(c)複合物の重量で約１乃至約95％の
量で複合物中に存在する。複合物は、ニートの重
合体マトリツクスの伸びよりも少なくとも10％大
きい伸び有している。 発明の詳細な説明 本発明の耐衝撃性複合物は、改良した伸張性を
有しており、重合体又は重合体前駆物質中に熱可
塑性弾性繊維を包埋させることによつて製造され
る。この複合物は重合体を破壊すると思われる応
力及び衝撃に耐えることができる。 本明細書中で用いる“熱可塑性弾性繊維”とい
う用語は、弾性記憶を有し且つ熱により軟化して
成形可能となる熱可塑性重合体から製造した繊維
を意味する。“ニートの重合体マトリツクス”と
いう表現は、熱可塑性弾性繊維を包埋させること
なしに、選択した重合体又は重合体前駆物質から
調製した重合体マトリツクスを意味する。 本発明の複合物は本質的に、重合体マトリツク
ス及び配向した熱可塑性弾性繊維から成つてい
る。熱可塑性弾性繊維は複合材料に対して加えた
力を吸収し且つ分散させ、重合体マトリツクスは
形態を保持すると共に繊維に対する力の均一な分
布を助けるために働らく。本発明の複合物の新規
局面は、弾性繊維を、約０乃至たるみを除くため
に十分であるのみの張力下に、重合体又は重合体
前駆物質中に包埋させて、複合物を形成させると
きに張力を発現させることにある。本発明におい
て使用するために適する熱可塑性弾性繊維は約
0.01乃至約２ｇ／Ｄの張力を発現することが可能
である。重合体と繊維の間の結合は、生成する複
合物中で繊維が張力を維持することを可能とす
る。複合物は耐衝撃性であつて、ニートの重合体
マトリツクスの伸びよりも少なくとも10％、好ま
しくは約60％大きい伸びを有している。複合物
は、ユニツト（unit）として約11％乃至約200％、
好ましくは約60％乃至約200％の伸びを示す。 本発明の複合物の製造においては、熱可塑性弾
性繊維を約０の張力乃至たるみを除くために十分
であるのみの張力下に配置（arrange）する。熱
可塑性弾性繊維は、たるみを除くために十分であ
るのみの張力下に実質的に平行に整列させて配置
することが好ましい。繊維は種々の方向を有する
１層以上の層として配置することもできる。一具
体例においては、平行な繊維の第二の層を第一の
層の平行繊維に対して90゜に配置する。このよう
にして得た繊維を重合体又は重合体前駆物質中に
包埋させ、次いでそれを硬化させて本発明の複合
物を形成させる。ここで用いる“硬化”とは、重
合体又は重合体前駆物質を固体重合体マトリツク
スに変換させることができる処理を施すことを意
味する。適当な処理は、重合体前駆物質の重合又
は溶融した重合体のその融点よりも低い温度への
冷却を包含する。重合体前駆物質中に包埋させた
繊維は前駆物質を重合させるにつれて張力を発現
する。複合物中に発現した張力は、自由な繊維中
のたるみを除くために必要な張力を越え、一般に
は少なくとも約0.01ｇ／Ｄである。別の具体例に
おいては、繊維を溶融した重合体中に包埋させる
と、重合体をその融点以下に冷却するときに張力
が発現する。生成する複合物中で繊維は張力を維
持する。かくして得た複合物中の繊維の含量は重
量で約１％乃至約95％、好ましくは約１乃至約30
％である。複合物は薄板、ブロツク、フオーム及
び被覆繊維を包含する種々の形態で製造すること
ができる。複合物の薄板は、構造的一体性を有す
る湾曲した構造物に熱成形することができる。 本発明の複合物においては、重合体マトリツク
スは約10％未満の伸びを有する熱可塑性又は熱硬
化性重合体とすることができる。複合物に対して
適する重合体は、選択した熱可塑性弾性繊維と相
溶し且つそれに対して粘着する。重合体マトリツ
クスは無定形又は半結晶性熱可塑性プラスチツク
である。別の具体例では重合体マトリツクスはポ
リスチレン、ポリメタクリル酸メチル、架橋した
ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチ
ル、熱可塑性又は熱硬化性ポリエステル、メタク
リル酸メチルとメタクリル酸ブチルの共重合体、
スチレンとメタクリル酸メチルの共重合体、及び
エポキシ樹脂から成るグループから選択すること
が好ましい。重合体マトリツクスはポリスチレン
はポリメタクリル酸メチルであることがもつとも
好ましい。 半結晶性熱可塑性重合体は無定形の熱可塑性重
合体よりも溶剤に対し及び疲労に対して比較的高
い耐性を有している。無定形重合体は成形におい
て収縮が比較的少なく、それが金型の設計を簡単
にする。たとえばアルミナ三水和物、炭酸カルシ
ウム、シリカアルミナ粘土のような充てん剤物
質；たとえばエチレングリコールジメタクリレー
トのような多官能性架橋剤；及びエポキシドを含
有する重合体もまた適当である。架橋は重合体マ
トリツクスの易動性を著るしく低下させる。この
ようにして得た重合体は、不融性で硬いが脆い。
２種以上の重合体のブレンド物もまた、本発明の
複合物において使用するために適当である。 本発明の複合物においては、適当な熱可塑性弾
性繊維は配向を受け且つ重合体又は重合体前駆物
質中に包埋させるときに張力を発現することがで
きる。適当な熱可塑性弾性繊維は、軟かいエラス
トマー部分と硬い結晶性セグメントから成つてい
る重合体から製造することができる。適当なソフ
トセグメントの部分的なリストは、ポリテトラメ
チレンオキシド、エチレンオキシド、及びプロピ
レンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体、
ポリジエン、脂肪族二酸と脂肪族ジオールのポリ
エステルを包含する。適当なハードセグメントの
部分的なリストは、ナタン、テレフタレート、イ
ソフタレート及びポリミドを包含する。本発明に
対して適する繊維は選択した重合体マトリツクス
と相溶し且つそれを接着し且つ加熱するか、ある
いは有機溶剤又はモノマーに暴すときに収縮する
ことが可能である。選択した繊維の融点は複合物
を形成させるために必要な温度よりも高くなけれ
ばならない。加うるに、選択した繊維は重合体又
は重合体前駆物質によつて溶解してはならない。
好適な繊維はポリエステルエラストマー、ポリエ
ステル／ポリエーテルエラストマー、ポリアミ
ド／ポリエステル／ポリエーテルエラストマー、
ポリエステル／ポリウレタンエラストマー、ポリ
テトラメチレンテレフタレート及びポリエステ
ル／ポリウレタンエラストマーから成るグループ
から選ばれる。繊維はポリエステル／ポリエーテ
ルエラストマーであることがもつとも好ましい。
好適なポリエステル／ポリエーテルエラストマー
は米国特許第3763109号；3766146号及び3651014
号中に記されている。ポリエステル／ポリエーテ
ルエラストマー及びポリエステル／ポリウレタン
エラストマーは、ハイトレル及びリクラの登録商
標下にE.I.デユポンドニーモアズアンドカンパニ
ーから市販されている。ブチレンアジペートとメ
ターフエニレンジイソシアネート／ブタンジオー
ルの共重合体は、エスタンの登録商標下にB.F.グ
ツドリツチケミカルカンパニーから市販されてい
る。弾性繊維は約1.2〜4.5の延伸比を有し且つ繊
維中の個々のフイラメントは約１〜10のデニール
を有している。異なる種類の繊維の組合わせは、
各繊維の利点を表わす複合物の製造を可能とす
る。この分野で公知の方法による２種の異なるエ
ラストマーの組合わせによつて製造した外装／芯
繊維及び空中エラストマーもまた適当である。 本発明を以下の実施例によつてさらに説明する
が、これらの実施例において部数及び百分率はす
べて重量により且つ温度は摂氏である。 実施例１〜19の複合物は、下記の一般的手順と
同様な手順に従つて製造した。実施例21〜30の複
合物は、重合体被覆した繊維として製造した。 一般的手順 各側に約４cmを残して金属薄板の中心部分を除
くことによつて、金属枠を製作する。実施例にお
いて用いる金属枠は、15cm×15cm又は９cm×９cm
の大きさである。熱可塑性弾性繊維を、たるみを
除くために十分であるのみ張力下に、実質的に平
行に並べて枠の回りに巻く。繊維をさらに、枠上
の他の繊維に対して90゜に配置した同様な張力下
の実質的に平行な配置で、枠の回りに巻くことも
できる。可塑化したポリ塩化ビニルガスケツトに
よつて0.5cm離し且つクリツプによつて相互に保
持した強化ガラス板を用いて、組立て物を製作す
る。枠を組立て物のガラス板の間に入れる。複数
の枠を同様な又は異なる配置を用いて組立て物中
に包含させることができる。組立て物を減圧室中
に入れ、繊維を乾燥し且つトラツプしたガスの逸
出を可能とするために十分な時間にわたつてそれ
を吸引する。 モノマー触媒（約250：１）混合物を、フラス
コの底までのびているガラス管を通してある栓を
備えている吸引フラスコ中に入れる。ポリエチレ
ン管をガラス管に取り付けて組立て物のガラス板
の間に挿入する。フラスコを減圧室中に入れ、そ
れを吸引してモノマー触媒混合物を脱気する。次
いでフラスコを連続的に窒素で加圧して、モノマ
ー／触媒混合物を組立て物中に押し込む。減圧室
を常圧として管を除き、組立て物を密封する。次
いで混合物を加熱してモノマーの重合を生じさせ
る。重合は、選択したモノマー／触媒混合物に依
存して、約30〜150゜の温度で行なう。あるいはま
た、溶融した重合体を押出機中に入れて、組立て
物中に押し込み、且つ冷却して複合物を形成させ
ることもできる。枠の内側の縁の回りをのこぎり
で切ることによつて複合物を枠から取り出す。の
こぎり引きは包埋した繊維の回りの複合物の縁に
亀裂を生じさせる可能性がある。これらの亀裂は
複合物の伸張性に対して悪影響を有するおそれが
ある。たとえばクロロホルム中のポリメタクリル
酸メチルのような、溶剤中の重合体の溶液を用い
て亀裂を封じることは、複合物の向上した伸張性
を回復することが認められた。 複合物を、ASTM5形の引張試験片及びアイゾ
ツト衝撃試験片としてのこぎりで切ることによつ
て、棒状の試験片を調製する。引張特性は
ASTM番号638に従つて測定し、耐衝撃性は
ASTM番号256に従つて測定した。全物理試験を
ASTM規格に従つて行なつた。ポリメタクリル
酸メチル、ポリスチレン及びエポキシ樹脂に対し
て示した引張特性と耐衝撃性は“プラスチツクに
対するガイド（Guide to Plastics）、1980”（マ
ツクグローヒル、ニユーヨーク、ニユーヨーク
州、1979）から得たものである。実施例中のすべ
ての値は標準化されている。複合物の繊維含量
は、複合物の重さで除した各複合物中の繊維の重
さから計算する。実施例１〜29中の複合物は約
1.2ｇ／mlの密度を有している。 実施例 １ 配向したポリエステル／ポリエーテル弾性繊維
とポリスチレンのマトリツクスを用いて複合物を
調製した。ハイトレル7246の商標下にE.I.デユポ
ンドニーモアズアンドカンパニーから市販されて
いる重合体から調製したポリエステル／ポリエー
テル弾性繊維を、たるみを除くために十分である
のみの張力下に、実質的に平行に整列させて金属
枠の回りに巻いた。繊維で巻いた枠をスチレンモ
ノマー及び商品名バゾ52下にデユポンによつて市
販されているフリーラジカル触媒の混合物中に埋
めた。このようにして得た組合わせを45℃で16時
間加熱して複合物を形成させた。この複合物とポ
リスチレンの物理的性質を第１表に示す。

【表】 ツト衝撃値
実施例 ２〜４ マトリツクスとしてのポリメタクリル酸メチル
と異なる組成の配向した熱可塑性弾性繊維を用い
て、３種の複合物を製造した。一種の繊維組成物
はポリアミルラクタム、ポリ（テトラメチレンエ
ーテル）グリコール及びドデカンジオン酸の共重
合体から成つていた。もう一つのものはブチレン
アジペートとメタ−フエニレンジイソシアネー
ト／ブタンジオールの共重合体から成り、一方、
第三のポリエステル／ポリエーテル弾性繊維は商
品名ハイトレル7246下にデユポンから市販されて
いる重合体から製造した。各繊維を、たるみを除
くために十分であるのみの張力下に、実質的に平
行に整列させて金属枠の回りに巻いた。この繊維
で巻いた枠を、メタクリル酸メチルモノマーと実
施例１のもとの同様なフリーラジカル触媒の混合
物中に埋めた。ポリエステル／ポリエーテル弾性
繊維を含有する取得した組合わせを、45℃で16時
間加熱して、実施例２の複合物を形成させた。ブ
チレンアジペートとメタフエニレンジイソシアネ
ート／ブタンジオールの共重合体を含有する取得
した組合わせを、45℃で18時間加熱して、実施例
３の複合物を形成させた。ポリラウリルラクタ
ム／ポリ（テトラメチレンエーテル）グリコー
ル／ドデカンジオン酸の共重合体を含有する取得
した組合わせを、55℃で20時間加熱したのち、75
℃で３時間加熱し、次いで100℃で２時間加熱し
て、実施例４の複合物を形成させた。３種の組成
物とポリメタクリル酸メチルの物理的性質を第２
表中に示す。

【表】 実施例 ５ この実施例は、中空の配向した熱可塑性弾性繊
維が、複合物に耐衝撃性を付与することを示す。
複合物は中空ポリエステル／ポリエーテル弾性繊
維とポリメタクリル酸メチルマトリツクスから製
造した。中空ポリエステル／ポリエーテル弾性繊
維はハイトレル4766の登録商標下にデユポンから
市販されている重合体から調製した。繊維を、た
るみを除くために十分であるのみの張力下に、実
質的に平行に並べて金属枠の回りに巻いた。繊維
で巻いた枠を、メタクリル酸メチルモノマーとバ
ゾ64の商品名下にデユポンから市販されているフ
リーラジカル触媒の混合物中に埋めた。かくして
得た組合わせを50℃で20時間加熱し、次いで75℃
で４時間加熱することによつて複合物を形成させ
た。複合物の物理的性質を第３表に示す。

【表】 実施例 ６ 配向したポリテトラメチレンテレフタレート繊
維とポリメタクリル酸メチルのマトリツクスを用
いて複合物を製造した。５本のポリテトラメチレ
ンテレフタレートフイラメントから成り且つ22の
デニールを有する糸を、たるみを除くために十分
であるにすぎない張力下に、実質的に平行に並べ
て金属わくの回りに巻いた。この繊維で巻いた枠
を0.4％のｔ−ブチルペルオクトエート開始剤を
含有するメタクリル酸メチルモノマーの混合物中
に埋めた。かくして得た組合わせを45℃で16時
間、次いで70℃で１時間加熱して、複合物を形成
させた。この複合物の２片の物理的性質を第４表
に示す。

【表】 実施例 ７〜８ フオートレルの商品名でセラニーズフアイバー
ズマーケツテイングカンパニーから市販されてい
る配向した弾性繊維を用いて複合物を製造した。
一組の弾性繊維は1.5〜1.9倍に延伸した。両方の
組の繊維を、それぞれ、たるみを除くために十分
であるにすぎない張力下に、実質的に平行に並べ
て金属枠の回りに巻いた。繊維で巻いた枠を0.4
％のｔ−ブチルパーオクトエート開始剤を含有す
るメタクリル酸メチルモノマーの混合物中に埋め
た。未延伸の繊維を含有する取得した組合わせ
を、65℃で20時間、次いで85℃で２時間加熱し
て、複合物を形成させた。延伸繊維を含有する取
得した組合わせは、55℃で20時間、次いで100℃
で2.1時間加熱して、複合物を形成させた。両複
合物の物理的性質を第５表中に示す。

【表】 実施例 ９〜11 配向したポリエステル／ポリエーテル弾性繊維
及びエチレングリコールジメタクリレートを架橋
剤として含有するポリメタクリル酸メチルのマト
リツクスを用いて、複合物を製造した。実施例１
のものと同様なポリエステル／ポリエーテル弾性
繊維を、たるみを除くために十分であるのみの張
力下に、実質的に平行に並べて３個の金属枠の回
りに巻いた、繊維で巻いた枠を、１，３及び５％
のエチレングリコールジメタクリレート及び実施
例５のものと同様なフリーラジカル触媒を含有す
るメタクリル酸メチルモノマーの混合物中に埋め
た。取得した組合わせを45℃で16時間加熱して、
複合物を形成させた。３種の複合物の物理的性質
を第６表中に示す。

【表】 実施例 12〜13 配向したポリエステル／ポリエーテル弾性繊維
とポリメタクリル酸メチルマトリツクスを使用し
て、複合物を製造した。中空のポリエステル／ポ
リエーテル弾性繊維は実施例５のものと同様な手
順に従つて調製した。１組の繊維を1.85倍に延伸
した。両方の組の繊維を、たるみを除くために十
分であるのみの張力下に、実質的に平行に並べて
金属枠の回りに巻いた、繊維で巻いた枠を、ポリ
メタクリル酸メチルモノマーと実施例１のものと
同様なフリーラジカル触媒の混合物中に埋めた。
かくして得た組合わせを、45℃で16時間加熱して
複合物を形成させた。両繊維の性質を第７表中に
示す。複合物とポリメタクリル酸メチルの物理的
性質を第８表中に示す。

【表】

【表】

【表】 実施例 14 この実施例は破壊衝撃試験において複合物が吸
収するエネルギー量を実証する。外装／芯（she
−ath／core）配向ポリエステル／ポリエーテル
弾性繊維とポリメタクリル酸マトリツクスを使用
して、複合物を製造した。外装／芯繊維は公知の
方法によつて製造した。ハイトレル5555の商品名
下にデユポンから市販されている重合体から調製
したポリエステル／ポリエーテルエラストマーの
外装は、繊維の15％を占めていた。実施例１のも
のと同様なポリエステル／ポリエーテルエラスト
マーの芯は、繊維の85％を占めていた。外装／芯
繊維を、金属枠の回りに、たるみを除くために十
分であるのみの張力下に、実質的に平行に並べて
巻いた。第二の繊維層を、枠上の第一の繊維層に
対して90゜に配置して、同様な張力下に、実質的
に平行に並べて巻いた。かくして得た構造物を、
メタクリル酸メチルと実施例１のものと同様なフ
リーラジカル触媒の混合物中に埋めた。かくして
得た組合わせを45℃で18時間加熱して複合物を形
成させた。試験した複合物の片は、厚さが0.17イ
ンチ（0.43cm）で16％の繊維を含有した。 10.4ジユールの衝撃エネルギーを用いて衝撃し
たときに複合物を破壊するために要するエネルギ
ーは、16.1ジユールであつた。同じ厚さのポリメ
タクリル酸メチルを破壊するために要するエネル
ギーの量は1.5ジユールであつた。かくして、複
合物は、破壊するまでにポリメタクリル酸メチル
よりも10.7倍も大きい衝撃エネルギーに耐えた。
衝撃試験の間に生じた最大の力は、ポリメタクリ
ル酸メチルに対しては800ニユートンであり複合
物に対しては1460ニユートンであつた。また、第
１図に示すような、カー変位関係において、複合
物は破壊に対してポリメタクリル酸メチルよりも
かなり大きなエネルギーを必要とした。この差は
第２図において曲線下の面積として表わされる。 実施例 15 この実施例は、衝撃力を包埋した繊維に対して
種々の角度で加えるときの複合物の耐衝撃性を示
す。実施例１のものと同様な配向したポリエステ
ル／ポリエーテル弾性繊維を、金属枠の回りに、
たるみを除くために十分であるのみの張力下に、
実質的に平行に並べて巻いた。繊維で巻いた枠
を、メタクリル酸メチルモノマーの実施例１のも
のと同様なフリーラジカル触媒の混合物中に埋め
た。その組わせを45℃で18時間加熱して、21％の
繊維含量と82.5％の伸びをもつ複合物を形成させ
た。繊維が棒状試験片の長軸に対して30，40及び
60゜に位置するようにして試験片を切断した。１
試験片は、繊維がその長軸に対して平行となるよ
うに切断した。配置した繊維が衝撃力に向い且つ
去るようにしてアイゾツト衝撃試験を行なつた。
結果を第９表中に示す。

【表】 実施例 16〜17 以下の実施例は、本発明の複合物が、ニートの
マトリツクス重合体を破壊する曲げ変形に耐える
ことができることを実証する。実施例１のものと
同様な配向したポリエステル／ポリエーテル弾性
繊維とポリメタクリル酸メチルから、２種の複合
物を製造した。繊維は216のデニールと2.5〜３の
延伸比を有していた。一方の実施例16の複合物は
単一層の繊維（0゜配置）を有し、他方の実施例17
の複合物は一層が他層に対して90゜に位置してい
る２層（0゜，90゜配置）の繊維を有していた。繊
維を、たるみを除くために十分であるのみの張力
下に、実質的に平行に並べて二つの金属枠の回り
に巻いた。一方の枠の回りには、既に存在する繊
維に対して90゜に位置させて実質的に平行に並べ
た追加の繊維を、同様な張力下に、巻いた。繊維
で巻いた枠を、メタクリル酸メチルと実施例１の
ものと同様なフリーラジカル触媒の混合物中に埋
めた。かくして得た組合わせを45℃で18時間加熱
して、複合物を形成させた。実施例16と実施例17
の繊維含量は、それぞれ、20.4％と23.4％であつ
た。複合物から長さ１インチ（2.5cm）、幅1/2イ
ンチ（1.3cm）の棒状試験片を切断した。各試験
片を両端で小さな円筒体によつて支持した。丸め
た器具を用いて、試験片の中央に、下向きの圧力
を加えた。試験片の中央における最低点と両端に
おける試験片の最高点の間の距離を測定すること
によつて、変形量を求めた。圧力を除いたのち、
永久変形量を測定した。試験片を目視により亀裂
について調べた。結果を第10表に示す。 ポリメタクリル酸メチルの場合には、3.0mmほ
ど変形させると試験片は破壊した。2.3mmほど変
形させるときには、重合体は圧力の除去後に0.3
mmの変形を残した。一方向に配置した繊維を含有
する複合物は、7.6mm変形させるときにも破壊し
なかつた。圧力を除いたのちに、この複合物は
2.1mmの変形を残した。亀裂又は応力の徴候は認
められなかつた。２方向に配置した繊維を含有す
る複合物は、7.6mm変形させるときに破壊せず且
つ圧力除去後に0.3mmの変形を残すのみであつた。
この複合物は小さな亀裂を有していた。

【表】 実施例 18 この実施例は、本発明の複合物が、伸び応力を
受けたときに、ユニツトとして伸び且つユニツト
として切断することを例証する。実施例１のもの
と同様な熱可塑性ポリエステル／ポリエーテル弾
性繊維とポリメタクリル酸メチルマトリツクスか
ら複合物を製造した。複合物は、実施例１のもの
と同様な手順に従つて製造した。複合物は21.5％
の繊維を含有した。複合物から5in×1/2in×1/8
in（12.7cm×1.3cm×0.3cm）の寸法をもつ棒状試験
片を切断した。試験片中の繊維は長軸に対して平
行であつた。試験片をインストロン試験機に取り
付けて、１分間当り0.2in（0.5cm）の速度で引張つ
た。試験片の中心区域の伸びを張力の増大につれ
て測定した。１試験の結果を第11表中に示す。い
くつかの亀裂が試験片の縁から開始したが、それ
は包埋された繊維に接近すると停止した。最終的
な破壊はきれいな切断であつた。繊維が抜けたり
剥れたりすることはなかつた。

【表】 開始時の断面寸法は0.147×0.50インチ（0.373
×1.27cm）であり、切断後は0.125×0.41インチ
（0.317×1.04cm）であつた。 実施例 19 ポリメタクリル酸メチルマトリツクス中の外
装／芯配向熱可塑性弾性繊維から複合物を製造し
た。繊維はハイトレル5555の商品名でデユポンか
ら市販されている重合体から製造した熱可塑性弾
性繊維の外装と実施例１のものと同様な繊維の芯
を含有した。生成した繊維は15％の外装と85％の
芯を含有し且つ4.0の延伸比を有していた。繊維
を、３個の金属枠の回りに、たるみを除くために
十分であるのみの張力下に、実質的に平行に並べ
て巻いた。繊維で巻いた枠をプラスチツクの袋内
に入れた。メタクリル酸メチルモノマー及び実施
例１のものと同様なフリーラジカル触媒を、袋中
に注入した。この組合わせを55℃の温度におい約
16時間加熱して、複合物を形成させた。複合物と
ポリメタクリル酸メチルの物理的性質を第12表に
示す。

【表】 ト衝撃値
実施例 20〜23 ポリメタクリル酸メチルによつて均一に被覆し
たポリエステル／ポリエーテル弾性繊維から複合
物を調製した。820デニールと2.5〜3.0の延伸比
を有する実施例１のものと同様な熱可塑性弾性繊
維を、たるみを除くために十分であるのみの張力
下に、実質的に平行に並べて狭い金属の枠の回り
に巻いた。枠と繊維を２リツトルのメスシリンダ
ー中に入れた。シリンダーの内側を塩化メチレン
で漏らしたのち、繊維を塩化メチレン中のポリメ
タクリル酸メチルの10％溶液で被覆した。シリン
ダーを30分密封したのち、横に置いて塩化メチレ
ンを完全に蒸発させた。４複合物と未被覆のポリ
エステルエラストマーの物理的性質を第13表に示
す。

【表】 ステル
エラス
トマー

【表】 実施例20〜23の複合物は、PMMA含量と熱処
理の有無の点で異なつている。加熱は120℃で３
分間であつた。 実施例 24 エポキシ樹脂で被覆した２種のポリエステル／
ポリエーテル弾性繊維から複合物を調製した。繊
維は実施例１のものと同様な重合体から製造し且
つ459デニールのものであつた。複合物は、繊維
をエポキシ樹脂含有溶液で被覆し且つ加熱した以
外は、実施例20〜23のものと同様な手順に従つて
製造した。溶液は、90ｇのメチレンジアニリンと
エポンの登録商標下にシエルオイルカンパニーか
ら市販されている210ｇのエポキシ樹脂を、90ml
の塩化メチレンに加えることによつて、調製し
た。繊維を被覆したのち、風乾し、110℃で６時
間加熱して、38％のエポキシ被覆を含有する複合
物を形成させた。この複合物について、インスト
ロン1130型引張試験機による引張試験を行なつ
た。エポキシ樹脂は３〜６％の伸びを有していた
（“プラスチツクに対するガイド、1980”、第９頁
による伸び）。複合物と未被覆のポリエステル弾
性繊維の物理的性質を第14表中に示す。

【表】 実施例 25 架橋したエポキシ樹脂で均一に被覆したポリエ
ステル／ポリエーテル熱可塑性繊維から複合物を
調製した。810のデニールを有し且つ136本のフイ
ラメントを含有するポリエステル／ポリエーテル
弾性繊維を、100ｇの実施例２と同様なエポキシ
樹脂と30ｇのトリエチルアミンの溶液中に通じ
た。かくして得た繊維を、割りマンドレルの回り
に巻いた。過剰の樹脂をマンドレルから流下させ
た。かくして得た組合わせを、75℃で４時間加熱
して、ループ状の複合物を生じさせた。複合物は
66％の繊維含量を0.118インチ（0.3cm）の厚さを
有していた。ループに20％の伸びを与えて２時間
保つた。複合物のループの応力緩和を第５表に示
す。 第 15 表 時 間 応 力 （時：分） psi（MPa） ０：00 7200（50） ０：20 6800（47） １：30 6250（43） ５：00 4750（33） 24：00 4450（31） 実施例 26 実施例25のものと同様な手順に従つて、複合物
のループを製造した。この複合物は68％の繊維含
量と0.090インチ（0.229cm）の厚さを有してい
た。ループを、33％の伸びと14500psi（100MPa）
の張力において、切断するまで伸張した。エポキ
シ樹脂は３〜６％の伸びを有していた（“プラス
チツクに対するガイド、1980”、９頁による）。複
合物の引張モジユラスは約700000psiであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリメタクリル酸メチルと外装／芯配
向ポリエステル／ポリエーテル弾性繊維の複合物
に対する衝撃試験からの、破壊に要するエネルギ
ー及び最大力を示す。第１図はポリメタクリル酸
メチルに対する衝撃試験からの、破壊に要するエ
ネルギーと最大力をも示している。第２図はポリ
メタクリル酸メチル及びポリメタクリル酸メチル
と外装／芯配向ポリエステル／ポリエーテル弾性
繊維から成る複合物のカー変位曲線を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本質的に重合体又は重合体前駆物質及び配向
   した熱可塑性弾性繊維から成る耐衝撃性複合物に
   して 該重合体又は重合体前駆物質は、該熱可塑性弾
   性繊維なしで、約10％未満の伸びを有するニート
   の重合体マトリツクスを形成し： 該熱可塑性弾性繊維は(a)該複合物の製造の間
   に、約０の張力乃至たるみを除くために十分であ
   るのみの張力下に、該重合体又は重合体前駆物質
   中に包埋され、(b)収縮することが可能であり、且
   つ(c)該複合物中で複合物の重量で約２乃至約95パ
   ーセントの量で存在し：そして 該複合物はニートの重合体マトリツクスの伸び
   より少くとも10％より大きい伸びを有することを
   特徴とする、該複合物。 ２ 重量体はポリスチレン、ポリメタクリル酸メ
   チル、架橋したポリメタクリル酸メチル、ポリメ
   タクリル酸ブチル、熱可塑性又は熱硬化性ポリエ
   ステル、メタクリル酸メチルとメタクリル酸ブチ
   ルの共重合体、スチレンとメタクリル酸メチルの
   共重合体及びエポキシ樹脂から成るグループから
   選択する、特許請求の範囲第１項記載の複合物。 ３ 重合体はポリエチレン、ポリメタクリル酸メ
   チル及び架橋したポリメタクリル酸メチルから成
   るグループから選択する特許請求の範囲第２項記
   載の複合物。 ４ 熱可塑性弾性繊維はポリエステルエラストマ
   ー、ポリエステル／ポリエーテルエラストマー、
   ポリアミド／ポリエステル／ポリエーテルエラス
   トマー、ポリエステル／ポリウレタンエラストマ
   ー、ポリテトラメチレンテレフタレート、及びポ
   リエステル／ポリウレタンエラストマーから成る
   グループから選択する、特許請求の範囲第２項記
   載の複合物。 ５ 本質的に重合体又は重合体前駆物質及び配向
   した熱可塑性弾性繊維から成る耐衝撃性複合物の
   製造方法にして (a) 該熱可塑性弾性繊維を、約０の張力乃至たる
   みを除くために十分であるのみの張力下に、該
   重合体又は重合体前駆物質中に包埋させ；且つ (b) 該重合体又は重合体前駆物質を硬化させて複
   合物を形成させる 段階から成り、該重合体又は重合体前駆物質
   は、該熱可塑性弾性繊維なしで、約10％未満の伸
   びを有するニートの重合体マトリツクスを形成
   し、該熱可塑性弾性繊維は(a)収縮することが可能
   であり、且つ(b)複合物中でで複合物の重量で約２
   乃至約95ペーセントの量で存在することを特徴と
   する該製造方法。 ６ 熱可塑性弾性繊維はポリエステルエラストマ
   ー、ポリエステル／ポリエーテルエラストマー、
   ポリアミド／ポリエステル／ポリエーテルエラス
   トマー、ポリエステル／ポリウレタンエラストマ
   ー、ポリテトラメチレンテレフタレエート、及び
   ポリエステル／ポリウレタンエラストマーから成
   るグループから選択する、特許請求の範囲第５項
   記載の方法。 ７ 重合体はポリスチレン、ポリメタクリル酸メ
   チル、架橋したポリメタクリル酸メチル、ポリメ
   タクリル酸ブチル、熱可塑性及び熱硬化性ポリエ
   ステル、メタクリル酸メチルとメタクリル酸ブチ
   ルの共重合体、スチレンとメタクリル酸メチルの
   共重合体及びエポキシ樹脂から成るグループから
   選択する、特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８ 重合体はポリエチレン、ポリメタクリル酸メ
   チル及び架橋したポリメタクリル酸メチルから成
   るグループから選択する、特許請求の範囲第７項
   記載の方法。