JPS6233870A

JPS6233870A - 補強用繊維材料

Info

Publication number: JPS6233870A
Application number: JP17304585A
Authority: JP
Inventors: 哲夫松本; 市橋　瑛司
Original assignee: Nippon Ester Co Ltd
Current assignee: Nippon Ester Co Ltd
Priority date: 1985-08-06
Filing date: 1985-08-06
Publication date: 1987-02-13

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、補強用線維材料尤関するものである。

さらに詳しくは、熱可塑性樹脂からなる繊維の表面に金
属被膜を有した補強用線維材料に関するものである。

（従来の技術）６糧の樹脂にガラス繊維等の無機短繊維を含有させて成
形し、繊維強化プラスチックとすることは従来より一般
に行われている（たとえば、特開昭５７−３４１５２号
公報）。

また、最近では熱収縮率の小さいナイロン６やポリエチ
レンテレフタレート繊維を不飽和ポリエステル樹脂の強
化材として使う提案がなされている（ポリマーダイジェ
スト、　１９８５年４月号ベージ２９〜３４）。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、一般に熱可塑性樹脂からなる補強用繊維は改
良されたとはいえ、なお引張強度や衝撃強度等に対する
補強効果が不十分であるという問題点が残されていた。

（問題点を解決するための手段）本発明では２表面に金属被膜を有する熱可塑性樹脂から
なる。特定の直径と長さ／直径比（以下ｔ／ｄと略称）
を有した短繊維を用いて補強するという従来試みられ得
なかった手法に成功したものである。

本発明の目的は、これまで述べてきたように熱可塑性樹
脂からなる繊維の補強効果をさらに増大させるため２ｇ
２維表面に金属被膜を有した特定形状の補強用繊維材料
を提供することにある。

本発明者等は、かかる補強用繊維材料について鋭意研究
を重ね、高弾性率、高強度である金属材料と軽量かつ成
形、後加工等での取扱いの容易な熱可塑性樹脂材料がそ
れぞれ持っている長所を有効に結び付けて、前記目的の
達成に成功したものである。

即ち３本出願の第一発明は、°熱可塑性樹脂からなる繊
維であって２表面に金属被膜を有し、かつ下記の条件（
ａ）、（ｂ）を同時に満足することを特徴とする補強用
繊維材料を要旨とするものである。

（ａ）直径１００μ以下（ｂ）長さ／直径比が１００−１０，０００また第二発
明は、熱可塑性樹脂からなる繊維であって９表面に金属
被膜を有し、かつ前記の条件（ａ）、　（ｂ）を満足す
ると同時にさらに下記（ｃ）　、　（ｄ）　、（ｅ）の
三つの条件をも同時に満足する補強用繊維材料を要旨と
するものである。

（ｃ）強度３．０　ｇ／ｄ以上（ｄ）伸度１０％〜５０チ（ｅ）乾熱収縮率１０％以下（１５０℃）第−及び第二
発明において、熱可塑性樹脂がポリエステルもしくはナ
イロンから選ばれた熱可塑性樹脂であることがより好ま
しい。

本発明の補強用繊維材料は９表面に金属被膜を有してい
ることが必要であるが、同時に前記した（ａ）　、　（
ｂ）　２個の条件を満足する必要がある。これらの条件
が満足されないと補強材として用いた時の補強効果が不
十分となる。即ち、直径が１００μを越えたり、　　ｔ
／ｄが１００〜１０，０００の間罠ないと。

内部収縮応力が加わった時に生じる母材のせん断応力に
耐えられなくなり、実質上補強効果が発現しないのであ
る。

また、前記した（ｃ）　−（ｄ）　−（ｅ）　３個の条
件をも同時に満足することが補強効果を奏する上に必須
である。強度が３．０９７ｄ未満であると衝撃強度が劣
ったり、伸度が１０〜５０％の間にないと成形性を著し
く損ねたり、あるいは乾熱収縮率が１０チを越えたりす
ると成形品を二次加工する場合にクラックを生じるとい
ったように、補強効果に不都合が生ずることがある。

本発明の補強用繊維材料を用いて繊維強化プラスチック
を得ようとする場合、その添加量は通常３〜５０重量俤
程度とするのが適当である。また。

ガラス繊維（表面に金属被膜を有するかあるいは有して
いないもの）とハイブリッドして用いることも好適であ
る。

本発明の補強用繊維材料を用いて繊維強化プラスチック
とするに好適な被補強用母材としては。

加熱硬化時の温度が１３０℃程度以下の熱硬化性樹脂、
たとえば不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート
樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂。

エリア樹脂あるいはメラミン樹脂等が挙げられる。

なお１本発明にいう補強用繊維材料の直径（以下ｄと略
称）とは、非円形断面の場合を含む広義の意であり２次
式で定義するものである。

ｄ＝− π （ここで、Ｓは繊維の断面積を、πは円周率を示す。）本発明にいう熱可塑性樹脂からなる繊維母材としては、
ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリ塩化
ビニル等の汎用の繊維母材を単独あるいは組み合わせて
用いることができる。なかでもポリエステル（ポリエチ
レンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート）、
ポリアミド（すイロン６やナイロン６６）等の一般的な
合成繊維が強度、耐久性、あるいは表面に金属を被覆す
る際の容易さの点から好ましい。

また、繊維表面に金属被覆を行うには、電解。

無電解、浸漬法等各種のメッキ法、真空、プラズマ法等
各種の蒸着法、あるいは各種の溶射法等があるが、無電
解メッキ即ち、いわゆる化学メッキを行うのが適当であ
る。

本気明の補強用１８　ｍ　ｌ料の製造法の一例を以下に
示す。

例えばポリエステルを用いた場合には、２０℃のフェノ
ール・四塩化エタン等重量混合物中で測定し、た極限粘
度で０．６０〜１．２０．好ましくは０，７５〜１．０
０のポリエチレンテレフタレートを使用して。

紡糸温度２９０〜３１０℃、紡糸速度６００〜２，００
０　ｍｌ”で５００孔橿度の紡糸口金から溶融紡糸して
数万〜数百万デニール程度の未延伸サブトウとし、集束
後延伸機に投入し、延伸した後適当な温度で熱セットし
て本発明に規定する強伸度等の条件を満足させ、・さら
Ｋｇ！述する方法により、長繊維の表面に金属被膜を形
成させ、しかるのち本発明に規定するｔ／ｄとなるよう
にカットして短繊維とするか。

あるいは逆にカット後に短繊維表面に金属被膜を形成さ
せるかすればよい。

繊維表面に化学メッキを行うには、前記したように、長
繊維または短繊維の形で素材に応じて。

例えばポリエステル繊維ならアルカリ溶液、ポリアミド
繊維ならクロム酸／硫酸溶液を用いて粗面化した後、増
感、活性化し、化学メッキ浴で処理すればよい。増感処
理は塩化第一スズの１〜ｌＯ重量％塩酸酸性溶液、活性
化処理はパラジウム化合物の水溶液でパラジウム原子と
しての濃度が０．１〜２，０００ｐｐｍ程度のものを用
いて処理した後、ニッケル、銅、コバルト、クロム、銀
等あるいはこれらの混合物の金属化学メッキ浴で処理す
ればよい。

また、金属の種類は経済的な見地からはニッケルや銅の
使用が好ましく１通常はメッキ速度の速いニッケル／次
亜リン酸系化合物からなるメッキ浴を用いるのが最も好
ましい。

補強効果は金属層の厚さと純度により左右されるが、化
学メッキにより補強用繊維材料全体のｄの０．５〜５０
チの厚さの金属層で被覆された繊維が補強用繊維材料と
して好適に用いられる。

（作用）本発明の補強用繊維材料は２表面に金属被膜を有してお
り、かつ特定の繊維形状となっているため、繊維母材が
熱可塑性樹脂であるＫもかかわらず、補強用繊維材料と
して用いた時に、極めて顕著な補強効果を発揮するので
ある。

（実施例）以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明するが２本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

なお１強伸度はＪＩＳ−Ｌ−２５１１Ｋ準拠して測定し
、一方、乾熱収縮率は１５０±１℃の空気中、無緊張の
状態で自由収縮させ、収縮した長さのもとの長さに対す
る割合（４）を表したものである。

実施例１極限粘度が０．９５のポリエチレンテレフタレートトウ
（２０万デニール・単糸直径ｄは第１表に示した通り）
を用い、中性洗剤で通常の脱脂処理後洗浄し、水散化す
）　ＩＪウム水溶液で減量処理を行った。

その後希塩酸溶液、塩化第一スズ溶液、塩化パラジウム
溶液にて順次処理し、ニッケル／次亜リン酸塩系化学メ
ッキ浴に浸漬して金属被覆ポリエステルトウとし、その
のち第１表に示したｔ／ｄにカットし、補強用短繊維を
得た。その特性を測定した結果を第１表に示す。

ビニルエステル樹脂１００重量部に対し、前記補強用ポ
リエステル短繊維を２０重蓋部となる量添加し、硬化触
媒としてベンゾイルパーオキサイドを配合したブＩＪ　
ミックスを硬化温度９３℃で硬化させ。

ＡＳＴＭ　Ｄ　６３８に規定されている引張試験用１号
ダンベル試験片ならびにＡＳＴＭＤ２５６に規定されて
いる衝撃試験片を成形し、成形品の特性を評価した。

実施例２ポリエチレンテレフタレートの極限粘度、あるいは製造
時の紡糸延伸条件、熱セツト条件等を適宜変更すること
により、第１表に示した特性の補強用短繊維を得た他は
実施例１と同様に行った。

結果を第１表に示す。

実施例３９８チ硫酸の１．０ｇ／１００ｃｃ濃度、　３０℃で測
定した相対粘度３．６０のナイロン６トウを用い、硫酸
／クロム酸水溶液で減量を行ったこと以外は実施例１と
同様に行った結果を第１表に示す。

比較例１紡糸延伸条件あるいはカット長等を適宜変更することに
より、第２表に示した特性の補強用短繊維を得た他は実
施例１と同様に行った。結果を第２表に示す。

比較例２金属被膜を有しないポリエチレンテレフタレートトウを
用いた他は実施例１と同様に行った。結果を第２表に示
す。

第２表〔註］ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート（発明の効
果）本発明の補強用繊維材料を用いれば、補強用繊維材料と
して用いた時に、極めて顕著な補強効果をイイすること
がわかる。

また、同時に本発明の補強用繊維材料は表面に金１−＠
被膜を有しているｌ“こめ、＠記効果の他に、帯電防止
効果および電磁波シールド効果をも有しているのである
。

Claims

【特許請求の範囲】（１）熱可塑性樹脂からなる繊維であって、表面に金属
被膜を有し、かつ下記の条件（ａ）、（ｂ）を同時に満
足することを特徴とする補強用繊維材料。（ａ）直径１００μ以下（ｂ）長さ／直径比が１００〜１０，０００（２）熱可
塑性樹脂がポリエステルもしくはナイロンである特許請
求の範囲第１項記載の補強用繊維材料。（３）（１）の熱可塑性樹脂からなる繊維であって、表
面に金属被膜を有し、かつ下記の条件（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）を同時に満足することを特徴と
する補強用繊維材料。（ａ）直径１００μ以下（ｂ）長さ／直径比が１００〜１０，０００（ｃ）強度
３．０ｇ／ｄ以上（ｄ）伸度１０％〜５０％（ｅ）乾熱収縮率１０％以下（１５０℃）（４）熱可塑性樹脂がポリエステルもしくはナイロンで
ある特許請求の範囲第３項記載の補強用繊維材料。