混纤丝、纺织物和编织物、复合材料以及复合材料的制造方法_4

文档序号:9291185阅读:来源:国知局
从室温加热至预想的熔点以上的温度而使其熔融, 由此时观测到的吸热峰的峰顶温度求出熔点。接着,将已熔融的聚酰胺树脂用干冰骤冷,以 KTC/分钟的速度再次升温至熔点以上的温度为止,从而能够求出玻璃化转变温度。
[0124] 本发明所使用的聚酰胺树脂组合物中也可以包含上述苯二甲胺系聚酰胺树脂之 外的其它聚酰胺树脂、弹性体成分。作为其它聚酰胺树脂,可列举出聚酰胺66、聚酰胺6、聚 酰胺46、聚酰胺6/66、聚酰胺10、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、由六亚甲基二胺、己二 酸和对苯二甲酸制成的聚酰胺66/6T、由六亚甲基二胺、间苯二甲酸和对苯二甲酸制成的聚 酰胺6I/6T等。它们的配混量优选为聚酰胺树脂组合物的5质量%以下、更优选为1质量% 以下。
[0125] 作为弹性体成分,例如可以使用聚烯烃系弹性体、二烯系弹性体、聚苯乙烯系弹性 体、聚酰胺系弹性体、聚酯系弹性体、聚氨酯系弹性体、氟系弹性体、硅系弹性体等公知的弹 性体,优选为聚烯烃系弹性体和聚苯乙烯系弹性体。作为这些弹性体,为了赋予对聚酰胺树 脂的相容性,还优选在存在或不存在自由基引发剂的条件下用a,(6-不饱和羧酸及其酸 酐、丙烯酰胺以及它们的衍生物等进行了改性的改性弹性体。
[0126] 这样的其它聚酰胺树脂、弹性体成分的含量通常为聚酰胺树脂组合物中的30质 量%以下、优选为20质量%以下、特别优选为10质量%以下。
[0127] 另外,上述聚酰胺树脂组合物还可以共混一种或多种聚酰胺树脂来使用。
[0128] 进而,在不损害本发明目的/效果的范围内,也可以在本发明所使用的聚酰胺树 脂组合物中共混一种或多种聚酯树脂、聚烯烃树脂、聚苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯醚 树脂、聚苯乙烯树脂等树脂。这些配混量优选为聚酰胺树脂组合物的10质量%以下、更优 选为1质量%以下。
[0129] 进而,在不损害本发明目的/效果的范围内,可以向本发明所使用的热塑性树脂 组合物中添加抗氧化剂、热稳定剂等稳定剂、耐水解性改良剂、耐气候稳定剂、消光剂、紫外 线吸收剂、成核剂、增塑剂、分散剂、阻燃剂、抗静电剂、抗着色剂、抗凝胶化剂、着色剂、脱模 剂等添加剂等。它们的详情可参照日本专利第4894982号公报第0130~0155段的记载, 将这些内容援引至本申请说明书。
[0130] 〈连续强化纤维〉
[0131] 本发明的混纤丝包含连续强化纤维。连续强化纤维是指具有超过6_的纤维长度 的连续强化纤维。本发明使用的连续强化纤维的平均纤维长度没有特别限定,从使成形加 工性变得良好的观点出发,优选为1~20,OOOm的范围、更优选为100~10, 000m、进一步优 选为 1,000 ~7, 000m。
[0132] 本发明中使用的连续强化纤维通常是多个连续强化纤维成为束状而得到的连续 强化纤维束。
[0133] 本发明中使用的连续强化纤维的平均一根混纤丝的总纤度优选为100~ 50000dtex、更优选为500~40000dtex、进一步优选为1000~lOOOOdtex、特别优选为 1000~3000deX。通过设为这种范围,加工变得更容易,所得混纤丝的弹性模量/强度变得 更优异。
[0134]本发明中使用的连续强化纤维的平均一根混纤丝的总纤维数优选为500~ 50000f、更优选为500~20000f、进一步优选为1000~10000f、特别优选为1500~5000f。 通过设为这种范围,混纤丝中的连续强化纤维的分散状态变得更良好。
[0135]在一根混纤丝中,连续强化纤维为了满足规定的总纤度和总纤维数,可以用一根 连续强化纤维束进行制造,也可以使用多根连续强化纤维束进行制造。在本发明中,优选使 用1~10根连续强化纤维束来制造,更优选使用1~3根连续强化纤维束来制造,进一步 优选使用一根连续强化纤维束来制造。
[0136]本发明的混纤丝中包含的连续强化纤维的平均拉伸弹性模量优选为50~lOOOGPa、更优选为200~700GPa。通过设为这种范围,混纤丝整体的拉伸弹性模量变得更 良好。
[0137]作为连续强化纤维,可列举出玻璃纤维;碳纤维;植物纤维(包含洋麻(Kenaf)、竹 纤维等);另外,氧化铝纤维、硼纤维、陶瓷纤维、金属纤维(钢丝纤维等)等无机纤维;芳纶 纤维、聚氧亚甲基纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对亚苯基苯并二噁唑纤维、超高分子量聚乙 烯纤维等有机纤维等。其中,由于具有质量轻且高强度、高弹性模量这一优异的特征,因此 优选使用碳纤维。碳纤维可优选使用聚丙烯腈系碳纤维、沥青系碳纤维。另外,还可以使用 木素、纤维素等植物源原料的碳纤维。
[0138]〈〈连续强化纤维的处理剂〉〉
[0139]本发明中使用的连续强化纤维优选使用用处理剂进行了处理的纤维。作为这种处 理剂,可例示出集束剂(sizingagent)、表面处理剂,优选采用日本专利第4894982号公报 第0093和0094段记载的物质,将这些内容援引至本申请说明书。
[0140]在本发明中,尤其是使用具有极性基团的热塑性树脂时,优选用具备与该热塑性 树脂的极性基团具有反应性的官能团的连续强化纤维的处理剂进行处理。所述与热塑性树 脂的极性基团具有反应性的官能团通常在进行加热成形的工序中与热塑性树脂进行化学 键合。具备所述与热塑性树脂的极性基团具有反应性的官能团的连续强化纤维的处理剂优 选具有使连续强化纤维进行集束的功能。即,有助于混纤丝的加热加工前的各纤维的物理 集束。
[0141]作为具备与热塑性树脂的极性基团具有反应性的官能团的连续强化纤维的具体 例,可优选地列举出可以是在双酚A型环氧树脂等环氧系树脂的1分子中具有丙烯酰基或 甲基丙烯酰基的丙烯酸环氧酯树脂,双酚A型的乙烯基酯树脂、酚醛清漆型的乙烯基酯树 月旨、溴化乙烯基酯树脂等乙烯基酯系树脂。另外,可以是环氧系树脂、乙烯基酯系树脂的氨 酯改性树脂。
[0142]上述之中,作为本发明中使用的处理剂,优选为环氧烷烃、烷烃二环氧化物、双酚A双缩水甘油醚、双酚A的环氧烷加成物、双酚A的环氧烷加成物双缩水甘油醚、双酚A的二 氰酸酯加成物、双酚F缩水甘油醚、双酚F的环氧烷加成物、双酚F的环氧烷加成物双缩水 甘油醚、双酚F的二氰酸酯加成物、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、丙烯酸酯化合物、甲基丙 烯酸酯化合物、巴豆酸酯化合物、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、 1,4- 丁二醇、新戊二醇、1,4- 丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二丙 二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、双酚A、氢化双酚A、双酚F、氢化双酚F氨基丙 基三乙氧基硅烷、苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰 氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等三烷氧基或三丙烯酰氧基硅烷化合物、酰 脲硅烷、硫化物硅烷、乙烯基硅烷、咪唑硅烷等,更优选为双酚A双缩水甘油醚、双酚A的环 氧烷加成物、双酚A的环氧烷加成物双缩水甘油醚、双酚A的二氰酸酯加成物、双酚F缩水 甘油醚、双酚F的环氧烷加成物、双酚F的环氧烷加成物双缩水甘油醚、双酚F的二氰酸酯 加成物。使用这种处理剂时,在制成成形体时存在如下倾向:连续强化纤维与连续热塑性树 脂的表面粘接性提高,更有效地发挥出减少空孔、增加弹性模量和强度、改善疲劳特性的效 果。
[0143] 前述处理剂的量优选为连续强化纤维的0. 001~1. 5质量%、更优选为0. 1~1. 2 质量%、进一步优选为0. 5~I. 1质量%。通过设为这种范围,连续强化纤维的分散度进一 步提高,本发明的效果会更有效地发挥。
[0144] 〈〈连续强化纤维的利用处理剂进行处理的方法〉〉
[0145] 连续强化纤维的利用处理剂进行处理的方法可以采用公知的方法。例如可列举出 将连续强化纤维添加至使处理剂溶于溶液而成的物质中,使处理剂附着于连续强化纤维的 表面。另外,也可以将处理剂吹附至连续强化纤维的表面。进而,也可以使用已经用表面处 理剂、处理剂进行了处理的连续强化纤维,还可以在洗掉市售品的表面处理剂、处理剂后, 重新进行表面处理,用以达到期望的处理剂量。
[0146] 〈本发明的优选方式〉
[0147] 本发明中,特别优选为以下方式的混纤丝且其进行了捻合。
[0148] 〈1> 一种混纤丝,其为包含由聚酰胺树脂组合物制成的聚酰胺树脂纤维、连续强 化纤维、以及聚酰胺树脂纤维的处理剂的混纤丝,前述处理剂的量为聚酰胺树脂纤维的 0. 1~2. 0质量%,前述聚酰胺树脂组合物是二胺结构单元的50摩尔%以上源自苯二甲胺 的聚酰胺树脂,是数均分子量(Mn)为6, 000~30, 000的聚酰胺树脂。
[0149] 〈2>根据〈1>所述的混纤丝,其中,前述聚酰胺树脂的0. 5~5质量%是分子量 1,〇〇〇以下的聚酰胺树脂。
[0150] 〈3>根据〈1>或〈2>所述的混纤丝,其还包含连续强化纤维的处理剂,所述处理剂 具备与聚酰胺树脂具有反应性的官能团,该处理剂的量为连续强化纤维的〇. 01~1. 5质 量%。
[0151] 〈4>根据〈1>~〈3>中任一项所述的混纤丝,其中,混纤丝中的连续强化纤维的分 散度为40~100。
[0152] 〈5>根据〈1>~〈4>中任一项所述的混纤丝,其使用纤度为40~600dtex、纤维数 为1~200f的聚酰胺树脂纤维。
[0153] 〈6>根据〈1>~〈5>中任一项所述的混纤丝,其使用聚酰胺树脂纤维的总纤度与 连续强化纤维的总纤度之比(聚酰胺树脂纤维的总纤度/连续强化纤维的总纤度)达到 0. 1~10的聚酰胺树脂和连续强化纤维。
[0154] 〈7>根据〈1>~〈6>中任一项所述的混纤丝,其使用聚酰胺树脂纤维的总纤维数与 连续强化纤维的总纤维数之比(聚酰胺树脂纤维的总纤维数/连续强化纤维的总纤维数) 达到0. 001~1的聚酰胺树脂和连续强化纤维。
[0155] 通过制成上述那样的方式,存在连续强化纤维的分散度提高、更有效地发挥本发 明效果的倾向。
[0156] 〈混纤丝的制造方法〉
[0157] 接着,针对本发明的混纤丝的制造方法的一例进行叙述。
[0158] 首先,准备连续热塑性树脂纤维(优选将连续热塑性树脂纤维用处理剂进行了表 面处理)和连续强化纤维(优选将连续强化纤维用处理剂进行了表面处理)的卷绕体。卷 绕体针对连续热塑性树脂纤维束和连续强化纤维束可以分别为1个,也可以为多个。制成 混纤丝时,优选适当调整,以使连续热塑性树脂纤维和连续强化纤维的纤维数之比和纤度 之比达到目标值。
[0159] 图2是表示制造本发明的混纤丝时的卷绕体状态的示意图,分别地,1表示连续强 化纤维束的卷绕体、2表示连续热塑性树脂纤维束的卷绕体、3表示混纤丝的卷绕体。另外, 图2为示意图,针对连续热塑性树脂纤维束和连续强化纤维束的开纤、均匀化的阶段省略 了记载。图2的(a)中示出了:由从两个连续热塑性树脂纤维束的卷绕体2牵引出的2根 连续热塑性树脂纤维束和从1个连续强化纤维束的卷绕体1牵引出的一根连续强化纤维束 形成一根混纤丝,并卷绕成1个卷绕体3的示意图。此处,连续热塑性树脂纤维束与连续强 化纤维束的比例受到所使用的纤维束的纤维数和纤度的支配,优选适当调整以使制成混纤 丝时的纤维数之比达到目标值。因此,卷绕体的数量不限定于图2的(a)所示的数量。另 外,可以暂时形成多根混纤丝。图2的(b)是暂时制造多根混
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