JPS6059258B2 - 繊維強化樹脂組成物 - Google Patents
繊維強化樹脂組成物Info
- Publication number
- JPS6059258B2 JPS6059258B2 JP3945177A JP3945177A JPS6059258B2 JP S6059258 B2 JPS6059258 B2 JP S6059258B2 JP 3945177 A JP3945177 A JP 3945177A JP 3945177 A JP3945177 A JP 3945177A JP S6059258 B2 JPS6059258 B2 JP S6059258B2
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- JP
- Japan
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- fibers
- fiber
- resin composition
- reinforced resin
- resin
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な繊維強化樹脂組成物に関し、特に改良
された機械的性質を有する繊維強化樹脂組成物を提供し
ようとするものてある。
された機械的性質を有する繊維強化樹脂組成物を提供し
ようとするものてある。
樹脂中に各種繊維を含有せしめて強化された繊維樹脂複
合材料、いわゆるＦＲＰは近年盛んに各方面て研究が行
われるようになり、その成型物品も航空機材料分野、ス
ポーツ用品分野あるいは一’般産業分野等に広く用いる
試みがなされている。
合材料、いわゆるＦＲＰは近年盛んに各方面て研究が行
われるようになり、その成型物品も航空機材料分野、ス
ポーツ用品分野あるいは一’般産業分野等に広く用いる
試みがなされている。
なかでも、ガラス繊維で強化された樹脂組成物、たとえ
ば、不飽和ポリエステル樹脂組成物はＦＲＰの主流を占
め、広く用途開発が検討されている。また特公昭５２−
５００には、強化繊維としてある種の芳香族ポリアミド
繊維を単独もしくはガラス繊維等と）もに含有せしめる
ことによつて、そのようなガラス繊維強化樹脂組成物の
機械特性や加工性を改善せしめる提案がなされている。
このような通常の各種繊維て強化された樹脂組成物は、
優れた機械特性や、加工性あるいは商品価値を有する反
面、特定の成型物品に用いられる際に要求される特性、
特に、曲げ変形に対す抵抗性、すなわち、曲げ強度、曲
げ剛性率の点で充分満足する性能を確保できず、それを
補うよう、強化繊維の含有量を増すと、非常に高価なも
のになつたり、成型処法が複雑になるために、せつかく
の加工特性が生かされないなどの新たな問題を生じ、さ
らに広範囲の用途展開をする際の大きな障害となつてい
る。本発明は、か）る現状に鑑み、他の機械特性や、経
済性、加工性を損うことなく容易に、曲げ強度、曲け剛
性率を向上せしめた繊維強化樹脂組成物を提供するもの
であり、か）る本発明の目的は、強化繊維として、直線
性芳香族ポリアミド重合体からなる直径０．０５ミリメ
ートル以上の繊維、管状中空繊維および異形断面繊維の
中から選ばれる１種または２種以上の繊維を用いて、繊
維強化樹脂組成物を構球することによつて達成される。
ば、不飽和ポリエステル樹脂組成物はＦＲＰの主流を占
め、広く用途開発が検討されている。また特公昭５２−
５００には、強化繊維としてある種の芳香族ポリアミド
繊維を単独もしくはガラス繊維等と）もに含有せしめる
ことによつて、そのようなガラス繊維強化樹脂組成物の
機械特性や加工性を改善せしめる提案がなされている。
このような通常の各種繊維て強化された樹脂組成物は、
優れた機械特性や、加工性あるいは商品価値を有する反
面、特定の成型物品に用いられる際に要求される特性、
特に、曲げ変形に対す抵抗性、すなわち、曲げ強度、曲
げ剛性率の点で充分満足する性能を確保できず、それを
補うよう、強化繊維の含有量を増すと、非常に高価なも
のになつたり、成型処法が複雑になるために、せつかく
の加工特性が生かされないなどの新たな問題を生じ、さ
らに広範囲の用途展開をする際の大きな障害となつてい
る。本発明は、か）る現状に鑑み、他の機械特性や、経
済性、加工性を損うことなく容易に、曲げ強度、曲け剛
性率を向上せしめた繊維強化樹脂組成物を提供するもの
であり、か）る本発明の目的は、強化繊維として、直線
性芳香族ポリアミド重合体からなる直径０．０５ミリメ
ートル以上の繊維、管状中空繊維および異形断面繊維の
中から選ばれる１種または２種以上の繊維を用いて、繊
維強化樹脂組成物を構球することによつて達成される。
本発明でいう直線性芳香族ポリアミド重合体とは、次の
単位、−ＮＨ−Ａｒｌ−ＮＨ−（１）、−ＣＯ−Ａｒ２
−ＣＯ−（■）、−ＣＯ−Ａｒ３−ＮＨ−（■）（たＳ
ｔｌ単位（１）、（■）は重合体中て実質的に等モル量
で存在し、Ａｒｌ，Ａｒ２，Ａｒ３は各々２価の芳香族
基を表わし、また、重合体中の基、．Ａｒ′１，Ａｒ′
２，Ａｒ３の全体の少くとも９０モル％は、芳香族基の
反対方向に同軸的または直線的に連鎖につながるものか
らなる。）より実質的に構成される重合体を総称する。
２価の芳香族基．Ａｒｌ，Ａｒ２，Ａｒ３は、具体的に
は、ぐラフエニレン、４，４５−ビフエニレン、１，４
−ナフチレン、１，５−ナフチレン、２，６−ナフチレ
ン、２，５−ピリジレンなどであり、それらは、ハロゲ
ン、低級アルキル、ニトロ、メトキシ、シアノ基などの
非活性基で１または２以上置換されていてもよい。
単位、−ＮＨ−Ａｒｌ−ＮＨ−（１）、−ＣＯ−Ａｒ２
−ＣＯ−（■）、−ＣＯ−Ａｒ３−ＮＨ−（■）（たＳ
ｔｌ単位（１）、（■）は重合体中て実質的に等モル量
で存在し、Ａｒｌ，Ａｒ２，Ａｒ３は各々２価の芳香族
基を表わし、また、重合体中の基、．Ａｒ′１，Ａｒ′
２，Ａｒ３の全体の少くとも９０モル％は、芳香族基の
反対方向に同軸的または直線的に連鎖につながるものか
らなる。）より実質的に構成される重合体を総称する。
２価の芳香族基．Ａｒｌ，Ａｒ２，Ａｒ３は、具体的に
は、ぐラフエニレン、４，４５−ビフエニレン、１，４
−ナフチレン、１，５−ナフチレン、２，６−ナフチレ
ン、２，５−ピリジレンなどであり、それらは、ハロゲ
ン、低級アルキル、ニトロ、メトキシ、シアノ基などの
非活性基で１または２以上置換されていてもよい。
また、．Ａｒ，，一Ａｒ′２，，Ａｒ′３は、いずれも
２種以上てあつてよく、相互に同じであつてもよい。こ
れらの直線性芳香族ポリアミド重合体は、公知の方法で
容易に得ることができ、たとえば、相当するジカルボン
酸を、酸ハライド、酸イミダゾライド、エステル等に誘
導したのち、ジアミンと反応させる方法や、ジアミンを
イソシアネートに誘導してジカルボン酸と反応させる方
法などが適用され、いずれの方法で得た重合体であつて
もさしつかえない。
２種以上てあつてよく、相互に同じであつてもよい。こ
れらの直線性芳香族ポリアミド重合体は、公知の方法で
容易に得ることができ、たとえば、相当するジカルボン
酸を、酸ハライド、酸イミダゾライド、エステル等に誘
導したのち、ジアミンと反応させる方法や、ジアミンを
イソシアネートに誘導してジカルボン酸と反応させる方
法などが適用され、いずれの方法で得た重合体であつて
もさしつかえない。
このような重合体から、直径０．０５ミリメートル以上
の繊維、管状中空繊維または異形断面繊維を得るには、
本発明に用いられる重合体以外の通常の重合体からなる
そのような特殊形態繊維を得る公知の製法に準じて同様
の方法で行うことができる。
の繊維、管状中空繊維または異形断面繊維を得るには、
本発明に用いられる重合体以外の通常の重合体からなる
そのような特殊形態繊維を得る公知の製法に準じて同様
の方法で行うことができる。
すなわち、溶剤としては、濃硫酸、発煙硫酸、フッ化水
素酸、クロル硫酸、硝酸、リン酸などの無機溶剤、ジメ
チルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、テトラメチ
ル尿素、ヘキサメチルフオスフオルアミドなどの、いわ
ゆるアミド系有機溶剤の１種または２種以上の溶剤単独
、もしくは塩化リチウム、塩化カルシウム等の塩の共存
系が用いられ、前記本発明に用いる重合体との１〜Ｊ３
鍾量％溶液を、重合体溶剤の稀薄水溶液中に直接、もし
くは１〜１００ミリメートルの空間を経て押し出される
。これらの紡糸溶液はある範囲の組合せ、特に比較的高
濃度域では光学的異方性を示す。防糸口金は、得ようと
する繊維の形態に応じて適当なものが選ばれ、たとえば
、スリット型、三角型、星形、馬蹄型、Ｙ型などの非円
型孔からは、それぞれの形状に応じた非円型断面繊維が
得られ、また、図面に示すような芯成分供給部１、サヤ
成分供給部２、吐出孔３を有する特殊な口金からは、管
状中空繊維が得られる。
素酸、クロル硫酸、硝酸、リン酸などの無機溶剤、ジメ
チルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、テトラメチ
ル尿素、ヘキサメチルフオスフオルアミドなどの、いわ
ゆるアミド系有機溶剤の１種または２種以上の溶剤単独
、もしくは塩化リチウム、塩化カルシウム等の塩の共存
系が用いられ、前記本発明に用いる重合体との１〜Ｊ３
鍾量％溶液を、重合体溶剤の稀薄水溶液中に直接、もし
くは１〜１００ミリメートルの空間を経て押し出される
。これらの紡糸溶液はある範囲の組合せ、特に比較的高
濃度域では光学的異方性を示す。防糸口金は、得ようと
する繊維の形態に応じて適当なものが選ばれ、たとえば
、スリット型、三角型、星形、馬蹄型、Ｙ型などの非円
型孔からは、それぞれの形状に応じた非円型断面繊維が
得られ、また、図面に示すような芯成分供給部１、サヤ
成分供給部２、吐出孔３を有する特殊な口金からは、管
状中空繊維が得られる。
さらに、細孔から押出す紡糸液の量と、捲取り速度との
バランスをうまく調節することにより、直径が０．０５
ミリメートル以上の繊維を都合よく得ることができる。
これらの特殊な形態の繊維は、押出し成型後、充分水洗
乾燥され、必要に応じて適当な仕上油剤あるいは処理剤
を付与し捲取られる。
バランスをうまく調節することにより、直径が０．０５
ミリメートル以上の繊維を都合よく得ることができる。
これらの特殊な形態の繊維は、押出し成型後、充分水洗
乾燥され、必要に応じて適当な仕上油剤あるいは処理剤
を付与し捲取られる。
本発明の組成物を構成するこのような強化繊維は、樹脂
と混合一体化される前に、熱処理されることも行われて
よく、その際の処理条件は、特に限定されないが、通常
は温度１５００Ｃ〜１０００℃、処理時間１〜６０囲′
、１〜２倍の延伸倍率で、空気中または好ましくは窒素
、アルゴンなどの不活性気体雰囲気中で行われる。
と混合一体化される前に、熱処理されることも行われて
よく、その際の処理条件は、特に限定されないが、通常
は温度１５００Ｃ〜１０００℃、処理時間１〜６０囲′
、１〜２倍の延伸倍率で、空気中または好ましくは窒素
、アルゴンなどの不活性気体雰囲気中で行われる。
このような熱処理は、前記繊維製造工程中の任意の位置
で連続的に、もしくは一度捲取つた後、非連続的に行わ
れてよい。強化繊維がこのような熱処理された特殊形態
繊維てある樹脂組成物は、本発明のより好ましい実施態
様の一つを構成する。本発明の組成物に適用するマトリ
ックス樹脂材料としては、種々のエポキシ樹脂、ポリエ
ステル、フェノール樹脂、けい素樹脂、メラミン樹脂、
ポリベンツイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリア
ミドヒドラジド樹脂、ポリチアゾール樹脂などの熱硬化
性樹脂、およびナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリカルボナート、ポリアセテート、ポリエチレン
、ポリ塩化ビニル、エチレン／アクリロニトリル、エチ
レン／ブタジエン、エチレン／酢酸ビニル等の熱可塑性
樹脂などを包含する。
で連続的に、もしくは一度捲取つた後、非連続的に行わ
れてよい。強化繊維がこのような熱処理された特殊形態
繊維てある樹脂組成物は、本発明のより好ましい実施態
様の一つを構成する。本発明の組成物に適用するマトリ
ックス樹脂材料としては、種々のエポキシ樹脂、ポリエ
ステル、フェノール樹脂、けい素樹脂、メラミン樹脂、
ポリベンツイミダゾール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリア
ミドヒドラジド樹脂、ポリチアゾール樹脂などの熱硬化
性樹脂、およびナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリカルボナート、ポリアセテート、ポリエチレン
、ポリ塩化ビニル、エチレン／アクリロニトリル、エチ
レン／ブタジエン、エチレン／酢酸ビニル等の熱可塑性
樹脂などを包含する。
これらの樹脂と強化繊維との混合一体化は、任意の公知
の方法で行うことができ、たとえば、強化繊維の不規則
積層体の表面に樹脂を塗り込め硬化させる方法、型枠に
樹脂と強化繊維を吹きつけたり、流し込んだりして、そ
の後、硬化させる方法、未硬化樹脂前駆体に、必要に応
じて離型剤、顔料充填剤などと）もに強化繊維を混合し
、射出成型あるいはブレス成型する方法、樹脂を含浸せ
しめた強化繊維ストランドを適当な芯材にまきつけ硬化
せしめる方法などが採用され、所望により、顔料やカー
ボンブラック、結晶核形成材などを添加してもさしつか
えない。したがつて、本発明の組成物中の強化繊維は、
長繊維、短繊維もし５くは織物状等て樹脂中に存在する
ことが可能である。組成物中の強化繊維の量は、特に限
定されないが、あまり少なすぎると、補強効果、特に優
れた＊８曲げ強度および曲げ剛性率を得ることができな
いし、あまり多すぎても、添加量に比例して補強効果が
発揮されるわけてはないのて不経済である。
の方法で行うことができ、たとえば、強化繊維の不規則
積層体の表面に樹脂を塗り込め硬化させる方法、型枠に
樹脂と強化繊維を吹きつけたり、流し込んだりして、そ
の後、硬化させる方法、未硬化樹脂前駆体に、必要に応
じて離型剤、顔料充填剤などと）もに強化繊維を混合し
、射出成型あるいはブレス成型する方法、樹脂を含浸せ
しめた強化繊維ストランドを適当な芯材にまきつけ硬化
せしめる方法などが採用され、所望により、顔料やカー
ボンブラック、結晶核形成材などを添加してもさしつか
えない。したがつて、本発明の組成物中の強化繊維は、
長繊維、短繊維もし５くは織物状等て樹脂中に存在する
ことが可能である。組成物中の強化繊維の量は、特に限
定されないが、あまり少なすぎると、補強効果、特に優
れた＊８曲げ強度および曲げ剛性率を得ることができな
いし、あまり多すぎても、添加量に比例して補強効果が
発揮されるわけてはないのて不経済である。
通常はマトリックス樹脂量に対して５〜４鍾量％が好ま
しい。次に実施例にしたがい、本発明組成物の具体例を
説明する。実施例１ ベンチジンを溶解したヘキサメチルフオスフオルアミド
中にテレフタル酸クロリドを加え、強攪拌下に重合せし
め、固有粘度３．３の重合体を得た。
しい。次に実施例にしたがい、本発明組成物の具体例を
説明する。実施例１ ベンチジンを溶解したヘキサメチルフオスフオルアミド
中にテレフタル酸クロリドを加え、強攪拌下に重合せし
め、固有粘度３．３の重合体を得た。
この重合体１５部と濃硫酸８５部（重量比）とからなる
金属光沢を有する粘稠溶液を調製し、脱泡後、紡糸に供
する。一つの条件は孔径０．５３ｗｒＩｎφのノズルか
ら、他の一つは図面に示すノズルから、さらに他の一つ
はスリット巾０．０４７Ｗｔ１スリット長さ１Ｔｆｒ！
ｎのドツグボーン型ノズルから押し出し、それぞれ１２
０Ｔｒ１，／Ｍｉｎｌ３６ＴＴｌ．／Ｍｉｎｌ８ＯＷＬ
／Ｍｉｎで捲取つた（各試料ＮＯ．をＡ，Ｂ，Ｃとする
）。
金属光沢を有する粘稠溶液を調製し、脱泡後、紡糸に供
する。一つの条件は孔径０．５３ｗｒＩｎφのノズルか
ら、他の一つは図面に示すノズルから、さらに他の一つ
はスリット巾０．０４７Ｗｔ１スリット長さ１Ｔｆｒ！
ｎのドツグボーン型ノズルから押し出し、それぞれ１２
０Ｔｒ１，／Ｍｉｎｌ３６ＴＴｌ．／Ｍｉｎｌ８ＯＷＬ
／Ｍｉｎで捲取つた（各試料ＮＯ．をＡ，Ｂ，Ｃとする
）。
試料ＡとＣについては、それぞれ５００′Ｃｌ４５Ｏ゜
Ｃに調整した熱板上て熱処理した。上記と同様の操作に
したがつて得た各試料Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇおよび物性を表１
に一覧表にして示す。
Ｃに調整した熱板上て熱処理した。上記と同様の操作に
したがつて得た各試料Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇおよび物性を表１
に一覧表にして示す。
次に、繊維試料Ａをエポキシ樹脂（エピコ−トー８２＆
シェル化学製）と、硬化剤として無水フタル酸を含有す
る樹脂液中に浸漬し、その後、該樹脂液含浸ストランド
を、厚さ５ｗｎの鉄製の平板（１０ｃｍｘ１５ｃｍ）に
平行にまきつけ、約１５０■間を要して硬化せしめ、次
いて両端を回転刃で切り落して、１０ｃｍ×１０ｃｍの
平板状試料片を得た。
シェル化学製）と、硬化剤として無水フタル酸を含有す
る樹脂液中に浸漬し、その後、該樹脂液含浸ストランド
を、厚さ５ｗｎの鉄製の平板（１０ｃｍｘ１５ｃｍ）に
平行にまきつけ、約１５０■間を要して硬化せしめ、次
いて両端を回転刃で切り落して、１０ｃｍ×１０ｃｍの
平板状試料片を得た。
繊維試料Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆについて同様の操作を行い
、同様の試料片を調製し、各試料片の機械的性質を測る
。それらの結果を表２に一覧表にして示す。なお、比較
のために、繊維試料Ｇおよびガラスフィラメントて強化
した樹脂組成物試料片、および強化繊維を含有しない樹
脂試料片の測定結果も併記する。
、同様の試料片を調製し、各試料片の機械的性質を測る
。それらの結果を表２に一覧表にして示す。なお、比較
のために、繊維試料Ｇおよびガラスフィラメントて強化
した樹脂組成物試料片、および強化繊維を含有しない樹
脂試料片の測定結果も併記する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 強化繊維が、直線性芳香族ポリアミド重合体からな
る直径０．０５ミリメートル以上の繊維、管状中空繊維
および異形断面繊維の中から選ばれた１種または２種以
上の繊維であることを特徴とする繊維強化樹脂組成物。 ２ 直線性芳香族ポリアミド重合体が、次の単位、−Ｎ
Ｈ−Ａｒ＿１−ＮＨ−（ I ） −ＣＯ−Ａｒ＿２−ＣＯ−（II） −ＣＯ−Ａｒ＿３−ＮＨ−（III） （たゞし、単位（ I ）、（II）は重合体中で実質的に
等モル量で存在し、Ａｒ＿１、Ａｒ＿２、Ａｒ＿３は各
々２価の芳香族基を表わし、また、重合体中の基Ａｒ＿
１、Ａｒ＿２、Ａｒ＿３の全体の少くとも９０モル％は
、芳香族基の反対方向に同軸的または直線的に連鎖につ
ながるものからなる。 ）より実質的に構成されてなるものである特許請求の範
囲第１項記載の繊維強化樹脂組成物。 ３ ２価の芳香族基Ａｒ＿１、Ａｒ＿２、Ａｒ＿３が、
パラフェニレン、４，４′−ビフエニレン、１−４−ナ
フチレン、１，５−ナフチレン、２，６−ナフチレンま
たは２，５−ピリジレンである特許請求の範囲第２項記
載の繊維強化樹脂組成物。 ４ 強化繊維が、熱処理された繊維である特許請求の範
囲第１項記載の繊維強化樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3945177A JPS6059258B2 (ja) | 1977-04-08 | 1977-04-08 | 繊維強化樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3945177A JPS6059258B2 (ja) | 1977-04-08 | 1977-04-08 | 繊維強化樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53125447A JPS53125447A (en) | 1978-11-01 |
| JPS6059258B2 true JPS6059258B2 (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=12553387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3945177A Expired JPS6059258B2 (ja) | 1977-04-08 | 1977-04-08 | 繊維強化樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059258B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58127761A (ja) * | 1982-01-25 | 1983-07-29 | Dai Ichi Seiko Co Ltd | 有機繊維で強化された高比重複合材料 |
-
1977
- 1977-04-08 JP JP3945177A patent/JPS6059258B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53125447A (en) | 1978-11-01 |
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