纤维增强的多孔塑料管及其制造方法技术

一种具有连续气孔的纤维增强塑料多孔管，其特征在于，它含有基体树脂和平均纤维长度为１～５０ｍｍ的增强纤维，并且相对于１００重量份基体树脂，增强纤维的含有量为５～５００重量份。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管壁内具有连续气孔、机械强度优良，而且其内表面和外表面的平滑性也极佳的塑料多孔管及其制造方法。
技术介绍
该多孔塑料管，由于管壁内存在有连续气孔，所以可以节省塑料材料的用量，并可以通过增加管壁的厚度来提高管的刚性。由于有这些优点所以可被用作土木建筑用的结构材料。另外，利用其连续气孔，还可以广泛地用作过滤材料和散气管等。作为制造这种多孔塑料管的方法，例如，工业材料第32卷第4号(1984)上记载的那种利用树脂粉末作为原料的烧结成形法，是以前众所周知的可利用的方法。即，基于烧结成形法的以往方法是，将粉体状的树脂填充到双重园筒状的金属模具中，通过将金属模具加热到树脂的熔点附近，只使粉体树脂表面熔融粘接，然后进行脱模制造的方法。但是，采用上述方法得到的多孔管，由于在这些树脂粉体之间只是在其表面以点粘接的方式进行熔融粘接，所以存在强度低之类的问题。另外，连续气孔的气孔率(以下叫做连续气孔率)充其量只能达到50体积％左右，所以这也是上述方法的问题所在。另一方面，关于使用热熔粘接性复合纤维而不使用粘接剂中的任何一种粘合剂，只靠纤维形成管状的塑料多孔管也是已知的，通常这些塑料多孔管，是通过将含有热熔粘接性复合纤维的卷筒，填充到由外筒和内筒同心地组成的成型框的筒间，然后进行加热处理，冷却之后从型框内取出的方法制造的。然而，该方法，由于是从型框的一端填充纤维因此型框的长度受到限制，另外由于是整体加热所以厚度也受到限制，因而也存在只能制作小型产品，并且压缩时的强度也低等诸多问题。作为改善上述缺点的方法，有如特公昭56-43139公报披露的一种方法是，将含有上述热熔粘接性复合纤维的一定幅宽的纤维集合层，一面通过卷绕物自身的重量加压一面减小膨松性和弹性而卷绕成卷芯，在作成所要求的气孔率之后进行冷却，最后通过抽取出卷芯而成的中空园筒状纤维成形体的制造方法。如果采用上述方法，在限于中空园筒的前提下，无论哪一种尺寸的产品均可制作，并且可以制作一种虽是小型的但是相同断面和轴向很长的产品，然后通过切断，可以进行高效率的生产，同时也有一个有利之点是其气孔率可在50～90体积％的范围内自由地控制，但是通常这些方法由于是用拉伸弹性率低的纤维形成管状的塑料多孔管，所以仍存在体积密度小和压缩强度低等问题没有解决。鉴于以上情况，本专利技术的课题，首先是要提供一种具有高压缩强度，且其连续气孔率大的纤维增强的塑料多孔管，其次是要提供一种使用由基体树脂和增强用的纤维而得的复合片，来制造上述纤维增强的塑料多孔管的方法。专利技术的概要说明本专利技术者们，为解决上述课题进行深刻研讨的结果发现，用高弹性率的纤维补强了的具有连续气孔的塑料多孔管，具有高机械强度，并且通过选择制造条件，还可以自由地控制连续气孔率，于是达到了本专利技术的目的。即，本专利技术的首要的要点是关于一种具有连续气孔的纤维增强的塑料多孔管，其特征在于，该管是由基体树脂和平均纤维长度为1～50mm的增强用纤维构成的，并且相对于100重量份的基体树脂含有5～500重量份的增强用纤维。在本专利技术的优选实施方案中，其要点是关于一种具有连续气孔的纤维增强塑料多孔管，其特征在于，该管是由基体树脂和平均纤维长度为1～50mm的增强用纤维构成的，并且相对于100重量份的基体树脂，增强用纤维的含量为5～500重量份，另外该塑料多孔管的表面的平均细孔径为5μm以下。另外，本专利技术最优选的实施方案的要点是关于一种具有连续气孔和纤维增强的塑料多孔管，其特征在于，该管是由基体树脂和平均纤维长度为1～50mm的增强用纤维构成的，其中增强用纤维的拉伸弹性模数为1000kg/mm2以上，并且相对于100重量份基体树脂，该强化用纤维的含量为5～500重量份。本专利技术的另一个要点是关于由下述的四个工程构成的制造上述纤维增强塑料多孔管的方法，(1)、将基体树脂和相对于100重量份基体树脂其含量为5～5 00重量份的平均纤维长度为1～50mm的增强用纤维分散到水中，进行复合化和进行制片的工程，(2)、在加热条件下对该片材进行加压，然后进行冷却和致密化工程，(3)、将一层以上的上述致密化了的片材卷绕成管状，并将作成管状的片材插入到金属模具内的工程，(4)、将插入片材的金属模具加温以使片材进行热膨胀的工程。另外，为得到本专利技术的塑料多孔管的表面的平均细孔径为5μm以下的产品时，最好采用由下述四个工程构成的制造方法。(1)、将基体树脂和相对于100重量份基体树脂其含量为5～500重量份的平均纤维长度为1～50mm的增强用纤维分散在水中，进行复合化和制片的工程，(2)、将片材和平均细孔径为5μm以下的微孔性薄膜进行叠层的工程，(3)、将一层以上的上述片材卷绕成管状，再将已成管状的片材插入到金属模具内的工程，(4)、将插入片材的金属模具加温，以使该片材进行热膨胀的工程。下面，对本专利技术进行详细的说明。本专利技术的多孔管含有增强用纤维和基体树脂。作为增强用纤维，可以使用有机纤维，也可以使用无机纤维，优选是使用拉伸弹性模数为1000kg/mm2以上，最优选使用2000～30,000kg/mm2的沥青系列、聚丙烯腈系列的碳素纤维、玻璃纤维、对位型的芳香酰胺纤维、氧化铝纤维等。它们可以单独使用也可以混合使用。作为增强用纤维的平均纤维长度，1～50mm是需要的，但是最好是3～25mm。平均纤维长度比1mm短的场合，热膨胀不充分，难以得到表面平滑的多孔体，也难以得到足够的强度。而平均纤维长度超过50mm的场合，热膨胀也是不充分的，并且也难以得到纤维与基体树脂的充分的均一性。作为增强用纤维的平均纤维直径，优选2～100μm特别优选5～50μm。作为本专利技术中的基体树脂，在常态下为固体的热熔性聚合物均可使用。所说的热熔性，指的是聚合物颗粒在加热下变形并可结合成为一个整体的性质，热熔性聚合物，或是热塑性的树脂或者是热固性的树脂。作为本专利技术中的热熔性聚合物，所希望的一些，可提出的有，疏水性的水不溶的加成聚合物，这些聚合物，可以粉末形态使用，也可以分散体的形态使用，适用的热熔性有机聚合物中包括加成聚合物和缩合聚合物，例如，可列举的有，聚乙烯、超高分子量聚乙烯，氯化聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃系树脂，聚碳酸酯、乙烯与丙烯酸的二元聚合物、聚丙烯、尼纶、亚苯基氧树脂(聚苯氧醚)、亚苯基硫树脂(聚苯硫醚)、聚甲醛、聚酯、丙烯腈与丁二烯和苯乙烯的三元聚合物、聚氯乙烯、主要成分为偏氯乙烯和少量的可与其共聚的至少一种其它的α，β-乙烯类不饱和单体的二元聚合物，以及苯乙烯的均聚物或共聚物，酚醛树脂、聚酰亚胺树脂。其中，优选聚乙烯、超高分子量聚乙烯、氯化聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃树脂或酚醛树脂。作为本专利技术中的基体树脂，最好使用粉末形态的，作为其粉末的粒子直径较好的是0.40mm以下，最好的是0.04～0.40mm。作为本专利技术中的增强纤维与基体树脂的混合比，相对于100重量份的基体树脂，增强用纤维的用量为5～500重量份是必要的，较好为10～300重量份，最好为20～200重量份。增强用纤维的混合比，相对于100重量份的基体树脂，如不足5重量份时，由于热膨胀不充分，所以难以确保连续气孔。但是，如果超过500重量份时，又难以将片材成型为园筒状。本专利技术的多孔管是具有连续气孔的产品，例如，它是在挟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：越后良彰，岩屋嘉昭，中西清隆，
申请(专利权)人：尤尼蒂卡株式会社，
类型：发明
国别省市：