JPS6153394B2 - - Google Patents
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- JPS6153394B2 JPS6153394B2 JP2090081A JP2090081A JPS6153394B2 JP S6153394 B2 JPS6153394 B2 JP S6153394B2 JP 2090081 A JP2090081 A JP 2090081A JP 2090081 A JP2090081 A JP 2090081A JP S6153394 B2 JPS6153394 B2 JP S6153394B2
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- nonwoven fabric
- polymer
- melting point
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Description
本発明はポリエーテルエステル共重合体と長繊
維不織布とが一体化された熱接着性複合材料に関
し、特に高温における形態保持性、低温における
柔軟性、耐亀裂性および耐屈曲性にすぐれた熱接
着性複合材料に関するものである。
従来、電線ケーブル、フレキシブル金属パイプ
及び各種被覆鋼管などの外装にはポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを溶融押
出被覆して使用している。これら従来の溶融押出
法で作られた物品は、低温に於ける柔軟性、耐熱
性、耐亀裂性、耐屈曲性などの性能が劣り使用条
件が制限されるばかりでなく、被覆工程に於いて
は短尺物を溶融押出被覆するので、その継目での
ロス分が多く、また大口径鋼管の被覆にあつて
は、鋼管自身を回転させる必要があり設備が大き
くなるなどの欠点があつた。
本発明の目的はこれら従来技術の欠点を解消せ
しめ、被覆作業性、被覆物表面の艶などに優れた
熱接着性複合材料を提供するものである。すなわ
ち本発明はポリエーテルセグメントとポリエステ
ルセグメントから構成され、融点が110〜180℃で
あるポリエーテルエステル共重合体と、繊度1〜
10デニールの長繊維からなる目付20〜300g/m2の
長繊維不織布とが一体化されていることを特徴と
する熱接着性複合材料である。
本発明で使用するポリエーテルエステル共重合
体はポリエステルセグメントとポリエーテルセグ
メントからなり、融点が110〜180℃、好ましくは
120〜170℃、特に好ましくは145〜170℃である。
ポリエステルセグメントはジカルボン酸成分とジ
オール成分から構成されるが、本発明において
は、このジカルボン酸は実質的にテレフタル酸お
よびイソフタル酸に限定され、またジオールは
1・4−ブタンジオールに限定される。したがつ
て本発明のポリエステルセグメントは実質的にポ
リブチレンテレフタレート・イソフタレート(以
下PBT/Iと略称する)またはポリブチレンテ
レフタレート(PBTと略称する)であるという
ことができる。もちろん、これらの他にフタル
酸、アジピン酸、セバシン酸などのジカルボン
酸、あるいはエチレングリコール、ジエチレング
リコール、ネオペンチルグリコールなどのジオー
ルを目的を損わない範囲内で併用することができ
る。
一方、ポリエーテルセグメントは実質的にポリ
テトラメチレングリコール(PTMGと略称する)
からなつているが、目的を損わない範囲内で少量
のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コールなども併用できる。PTMGの分子量は通常
400〜10000のものが一般的に使用されるが、好ま
しくは700〜2500、特に好ましくは800〜1500であ
る。かくして本発明で使用するポリエーテルエス
テル共重合体は実質的にはPBT/IとPTMGか
らなるポリブチレン・テレフタレート・イソフタ
レート・ポリテトラメチレングリコール(ポリマ
A、またはPBT/I−PTMGと略称する)、ある
いはPBTとPTMGからなるポリブチレンテレフ
タレート・ポリテトラメチレングリコール(ポリ
マB、またはPBT−PTMGと略称する)であ
る。そしてポリマA、ポリマBの全体の融点は
110〜180℃の範囲内であることが必須である。ポ
リマ全体の融点は本発明の複合材料の熱接着性お
よび表面の艶に重大な影響をおよぼす因子であつ
て、この範囲内でないと十分な熱接着性、光沢の
ある表面が得られない。融点が110℃未満の場合
は複合材料が粘着性を帯びるので複合材料がブロ
ツキングして、ロール状に巻取つた複合材料の巻
出し、ロール搬送などの作業性が悪いし、耐熱性
に欠ける。
一方、180℃を超える場合には熱接着性に欠け
るため、テープ状の複合材料をケーブルやパイプ
類の基材にテーピングして、テープ同志または基
材と熱接着させる時に熱接着が不十分となつた
り、被覆表面の艶が良くならないなどの欠点が生
じる。高温での長期形態保持性が重視される用途
にあつては融点が145℃〜170℃のものが特に好ま
しい。
金属基材に被覆するような用途にあつて、複合
材料同志の熱接着ばかりでなく、金属基材との熱
接着性を要求される場合には、ポリマAを使用す
ることが好ましい。特にポリマAのポリエステル
セグメント構成成分だけで高重合体を形成した場
合の融点が120℃〜200℃、好ましくは130〜190℃
のもので、かつPTMG含量がポリマA全体に対し
て15〜70wt%、好ましくは20〜60wt%のものが
好ましく使用される。ポリマAのポリエステルセ
グメントの融点が120℃未満の場合は複合材料の
ブロツクキングや、耐熱性に間題がでるし、200
℃を超えると金属接着性が失われる。
ポリエーテルエステル共重合体にはその目的に
応じて、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候性剤、顔
料、染料、無機微粒子、有機滑剤などを必要量添
加することができる。また熱接着性改良、粘度調
整剤などの目的でポリエチレン、エチレン・酢酸
ビニル共重合体、無水マレイン酸などのα・β−
エチレン性不飽和酸およびその誘導体をグラフト
重合して変性したポリオレフイン、アイオノマ、
ポリエステル共重合体などのポリマをポリエーテ
ルエステル共重合体に対して30wt%以下、好ま
しくは25wt%以下混合することもできる。
ポリエーテルエステル共重合体の融点はペネト
レーシヨン法によつて次の条件で測定したもの
で、差動熱量計で測定される融点とほぼ一致する
ものである。すなわち予め80℃、約15時間窒素気
流中で熱処理した試料をペネトロメーターにセツ
トし、直径0.5mmのピンに5gの荷重をかけ、窒
素気流中10℃/minの昇温速度で昇温し、ピンが
250μ貫入した時の温度を融点とした。またポリ
エステルセグメントの融点は相当するポリエステ
ル成分だけのポリマをつくり、予想される融点よ
り約20℃低い温度で熱処理した後、ポリエーテル
エステルの場合と同様にして融点を測定し、これ
をポリエステルセグメントの融点とみなした。
一方、本発明で云う長繊維とは繊維長が80mm以
上、好ましくは100mm以上のものであり、繊度が
1〜10デニール、好ましくは2〜8デニールのも
のである。
本発明で使用する長繊維不織布の目付は20〜
300g/m2、好ましくは30〜100g/m2である。かか
る長繊維不織布はスパンボンド方式によつて作る
ことができる。長繊維ウエブの接合方法は通常の
接着剤による接合と機械的接合が適用される。接
着剤としては複合材料の耐熱性、耐亀裂性の点か
らポリエーテルエステル共重合体の融点よりも高
い融点を有し、かつ不織布を構成する繊維の融点
よりは低い融点を有する樹脂が好ましい。このよ
うな樹脂を繊維状または粉末状で不織布に混入さ
せ、熱融着させることによつて不織布の各繊維間
を接合し、固定することができる。
不織布を構成する繊維素材はポリエーテルエス
テル共重合体と接着性があり、かつこれらよりも
高融点のもの、好ましくは200℃以上の高融点の
ものが使用される。かかる繊維素材の例としては
ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、およ
びこれらの共重合体が好ましい。特にポリエチレ
ンテレフタレートおよびその共重合体の不織布が
複合材にしたときの耐熱性および耐亀裂性の点で
好ましい。不織布を構成する繊維の繊度は1〜10
デニールにする必要があり、繊度が1デニール未
満の場合は複合材料の補強効果がないし、10デニ
ールを越える場合は熱接着した際の複合材料の表
面の凹凸が大きく、艶がでない。また、長繊維不
織布の目付は20〜300g/m2に保つ必要がある。な
ぜなら、目付が20g/m2未満の場合は複合材料の
補強効果がないし、300g/m2を越える場合は薄い
複合材料が作れないので、柔軟性に乏しくなる。
一方、繊維長が80mm未満の短繊維の不織布を使
用した場合には複合材料の耐亀裂性が不足する
し、高温での形態保持性が劣るという欠点があ
る。また不織布の代わりに織物を使用した場合に
は織物の縦糸、横糸の方向には強いが、その他の
方向には弱く、また複合材料をテープ状にして、
金属管等をラセン状に巻いて熱融着した場合、テ
ープ端面の繊維がめくれ上がつて外観を損ねると
いう欠点を有する。
本発明に使用する長繊維不織布を構成する繊維
素材中には、その目的に応じて酸化防止剤、耐熱
安定剤、耐候剤、顔料、染料、無機微粒子などを
必要量添加することができる。
本発明の複合材料は上述のポリエーテルエステ
ル共重合体と長繊維不織布とを一体化したもので
あるが、これらを一体化させる方法としては、
(1) 溶融押出ラミネート法により不織布とポリエ
ーテルエステル共重合体とを複合する方法。
この場合プレス圧力を調整することにより、
不織布の一部をポリエーテルエステル共重合体
に埋没することも全体を埋没することもでき
る。
(2) 予めポリエーテルエステル共重合体のフイル
ムを製膜しておき、不織布と重ね合せて熱プレ
スで複合する方法、
などがある。
本発明の複合材料の厚みは使用する不織布の目
付や厚み、ポリエーテルエステル共重合体の厚み
を変えることにより大巾に変更することができる
ので、用途により適宜選択することができるが、
通常の用途にあつては0.1〜2mmのものが使用さ
れる。
本発明の複合材料はその用途によりシート状ま
たはテープ状で使用される。代表的な用途例とし
て次のものを挙げることができる。
(1) 電線ケーブルの被覆層としてテープ状で用い
る。
(2) フレキシブル金属パイプの外装にテープ状で
用いる。
(3) プラスチツクス被覆金属パイプ(特に予め曲
げられた金属パイプ)の外装にテープ状で用い
る。
本発明の複合材料はテープ状で上記用途例に使
用する場合、被覆工程で次のような利点があり工
程が大巾に簡略化されるという特長がある。すな
わち、従来、撚り電線あるいは帯状の金属をスパ
イラル状に捲いたフレキシブルパイプなどのよう
に、自転しながら作られる製品を被覆する場合に
は製品を直接溶融押出法で被覆するのが困難なの
で、製品を一定長さに一旦切断し、別の工程で溶
融押出被覆をしていた。しかし本発明の複合材料
をテープ状にして使用すれば製品の自転を利用し
てテーピングし、連続して加熱炉中で熱接着し
て、一挙に被覆することができるので、工程を分
断する必要もなく、かつ長尺製品が作れ、ロス分
が少ないという利点を生じる。
本発明の複合材料は複合材料同志、鉄やアルミ
などの金属、ガラス、ポリエステルやポリ塩化ビ
ニル、ナイロン6などのプラスチツクスなどに対
して良好な接着性を有するので、電線ケーブル、
フレキシブル金属パイプの外装、その他一般の金
属パイプ類の被覆などに使用される。
本発明の複合材料は通常の熱接着方法によつて
接着できる。例えば熱板式ヒートシーラー、熱プ
レス、熱風や赤外線ヒーターで表面を加熱融着さ
せる方法、超音波シール、誘導加熱方法などが挙
げられる。
本発明の複合材料は長繊維不織布とポリエーテ
ルエステル共重合体とが一体化された熱接着性複
合材料なので次の優れた効果を有する。
(1) 高温に於ける形態支持性(耐熱性)が良好で
ある。
(2) 低温に於ける柔軟性が良い。
(3) 耐亀裂性、耐屈曲性にすぐれている。
(4) 耐接着性に優れ被覆した物品の艶が良い。
(5) ブロツキングもなく、通度な腰があるので取
扱いやすい。
(6) テーピング作業性が良く、熱接着によりテー
プ同志を簡単に継げるので、製品のロス分が少
ない。
(7) 製品が自転して作られる工程中でテーピング
ができるので、被覆工程が簡略化できる。
(8) 溶融押出被覆装置をテーピングと熱融着の簡
単な装置に置換でき、工程が簡略化され、収率
も向上する。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
るが、実施例における各物性の測定は次のような
方法で行なつた。
(1) ブロツキング
複合材料をロール状に巻取り、またはロール
から巻出す際のブロツキング状態により判定し
た。
〇:ブロツキングなしに円滑に巻取り、巻出し
ができる。
△:若干ブロツキングが認められる。
×:ブロツキングが激しく、巻取時にシワが入
つたり、正常に巻出せないもの。
(2) テーピング適性
テープ状の複合材料をテーピングする際の作
業性から次の基準で判定した。
〇:テーピング時にトラブルが特に起こらず、
熱接着するまでの取扱い中にテープのズレを
起こさないもの。
△:テープの伸びによる巾方向の細り、取扱い
中にテープが若干ズレやすいもの。
×:テープが破断したり、取扱い中にテープが
ズレてほどけてしまうもの。
(3) 熱接着性
棒状、パイプ状物品にテープ状の複合材料を
テーピングし、熱接着して被覆層を形成した
後、被覆層を切開してテープ同志の熱接着状態
を観察した。
〇:テープ同志がよく接着しており、一体化し
ているもの。
△:接着が若干弱いが実用上問題にならない程
度のもの。
×:接着が不完全で、テープ同志が簡単にはが
れるもの。
(4) 耐寒性
熱接着した被覆物品を−40℃に冷却して、物
品の形状回復範囲内の曲率に折曲げ、被覆層の
亀裂の有無を調べた。
〇:亀裂なし。
×:亀裂あり。
(5) 耐熱性
熱接着した被覆部品を140℃、400時間オーブ
ン中に放置後、被覆層表面の樹脂の流動状況お
よび折曲げたときの被覆層の亀裂の状況から判
定した。
〇:樹脂の流動、亀裂など異常が認められない
もの。
×:樹脂が流動してたれ下がつたり、亀裂が生
じるもの。
(6) 耐亀裂性
熱接着した被覆物品の被覆層にカミソリの刃
で切り口を入れ、10回折曲げて切り口の広がり
を観察した。
〇:切り口が広がらないもの。
△:切り口が若干広がるもの。
×:切り口が抵抗なく大きく広がるもの。
実施例 1
(1) 長繊維不織布の作製
ポリエチレンテレフタレート(PETと略称
する)〔25℃、オルソクロロフエノール中で測
定した固有粘度IV=0.70〕と低融点ポリマとし
てポリエチレンテレフタレート・アジペート
(PET/Aと略称する)〔IV=0.68、共重合モ
ル比85/15〕を用意し、別々の紡糸口金から連
続フイラメント糸として、PET:PET/A=
10:1の割合で吐出し、空気流で繊維を延伸し
て移動するベルトの上にウエブ状に堆積させ
た。このウエブを熱カレンダーロールを通過さ
せてフイラメント糸相互を間欠的に熱接着させ
て各種目付の不織布を作つた。この不織布の単
糸繊度は5デニールで、目付は各30、50、80
g/m2であつた。
(2) ポリエーテルエステル共重合体の作製
PBT/I−PTMG(75/25−40)(ポリエス
テルセグメントはテレフタル酸とイソフタル酸
のモル比が75/25のポリブチレンテレフタレー
ト・イソフタレートであり、ポリエーテルセグ
メントが全共重合体に占める割合は40重量%で
あることを示す)のポリマー(No.A−1)を
重合した。このポリマの物性は25℃オルソクロ
ロフエノール中で測定した固有粘度IV=1.80、
融点165℃、ポリエステルセグメントの融点182
℃、PTMG分子量1000であつた。これに耐熱剤
としてアミン系添加剤“ナウガード”445ユニ
ロイヤル社製)1.5wt%を添加した。
(3) 複合材料の作製
口径40mmのエクストルージヨンラミネーター
にポリマNo.A−1を供給し、260℃で溶融押出
して、固化する過程でプレスロールを用いて上
記の長繊維不織布と一体化し、表1に示す各種
複合材料を作つた。厚みは約170μで、片面に
不織布の糸の一部が見える程度にほぼ不織布が
埋没された状態であつた。
The present invention relates to a thermal adhesive composite material in which a polyether ester copolymer and a long fiber nonwoven fabric are integrated, and in particular, the thermal adhesive has excellent shape retention at high temperatures, flexibility at low temperatures, crack resistance, and bending resistance. This study concerns composite materials. BACKGROUND ART Conventionally, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, etc., have been used as exterior coverings for electric wires and cables, flexible metal pipes, and various coated steel pipes by melt extrusion coating. Articles made using these conventional melt extrusion methods have poor performance such as flexibility at low temperatures, heat resistance, crack resistance, and bending resistance, which not only limits the usage conditions, but also makes it difficult to use during the coating process. Because the method coats short lengths by melt extrusion, there is a lot of loss at the joints, and when coating large-diameter steel pipes, the steel pipes themselves have to be rotated, which increases the size of the equipment. The object of the present invention is to eliminate these drawbacks of the prior art and provide a heat-adhesive composite material with excellent coating workability and gloss on the surface of the coating. That is, the present invention comprises a polyether ester copolymer composed of a polyether segment and a polyester segment and having a melting point of 110 to 180°C, and a polyether ester copolymer having a fineness of 1 to 180°C.
This is a heat-adhesive composite material characterized by being integrated with a long fiber nonwoven fabric made of 10 denier long fibers and having a basis weight of 20 to 300 g/m 2 . The polyetherester copolymer used in the present invention consists of polyester segments and polyether segments, and has a melting point of 110 to 180°C, preferably
The temperature is 120-170°C, particularly preferably 145-170°C.
The polyester segment is composed of a dicarboxylic acid component and a diol component, but in the present invention, the dicarboxylic acid is substantially limited to terephthalic acid and isophthalic acid, and the diol is limited to 1,4-butanediol. Therefore, it can be said that the polyester segment of the present invention is essentially polybutylene terephthalate isophthalate (hereinafter abbreviated as PBT/I) or polybutylene terephthalate (abbreviated as PBT). Of course, in addition to these, dicarboxylic acids such as phthalic acid, adipic acid, and sebacic acid, or diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, and neopentyl glycol can be used in combination within a range that does not impair the purpose. On the other hand, the polyether segment is essentially polytetramethylene glycol (abbreviated as PTMG)
However, small amounts of polyethylene glycol, polypropylene glycol, etc. can also be used in combination as long as the purpose is not impaired. The molecular weight of PTMG is usually
400 to 10,000 is generally used, preferably 700 to 2,500, particularly preferably 800 to 1,500. Thus, the polyether ester copolymer used in the present invention is essentially polybutylene terephthalate isophthalate polytetramethylene glycol (abbreviated as Polymer A or PBT/I-PTMG) consisting of PBT/I and PTMG; Alternatively, it is polybutylene terephthalate polytetramethylene glycol (abbreviated as Polymer B or PBT-PTMG) consisting of PBT and PTMG. And the overall melting point of polymer A and polymer B is
It is essential that the temperature be within the range of 110 to 180°C. The melting point of the entire polymer is a factor that has a significant effect on the thermal adhesiveness and surface gloss of the composite material of the present invention, and unless it is within this range, sufficient thermal adhesiveness and a glossy surface cannot be obtained. If the melting point is less than 110°C, the composite material becomes sticky and blocks, resulting in poor workability such as unwinding and transporting the composite material into a roll, and lacks heat resistance. On the other hand, if the temperature exceeds 180℃, the thermal adhesion will be insufficient, so when tape-shaped composite materials are taped to the base material of cables or pipes and thermally bonded to each other or to the base material, the thermal bonding may be insufficient. There are disadvantages such as fading and lack of gloss on the coated surface. For applications where long-term shape retention at high temperatures is important, those with a melting point of 145°C to 170°C are particularly preferred. In applications such as coating metal substrates, it is preferable to use Polymer A when not only thermal adhesion between composite materials but also thermal adhesion with the metal substrate is required. In particular, when a high polymer is formed only from the polyester segment components of Polymer A, the melting point is 120°C to 200°C, preferably 130 to 190°C.
It is preferable to use a polymer having a PTMG content of 15 to 70 wt%, preferably 20 to 60 wt%, based on the entire polymer A. If the melting point of the polyester segment of Polymer A is less than 120°C, there will be problems with blocking of the composite material and heat resistance.
If the temperature exceeds ℃, metal adhesion is lost. Depending on the purpose, necessary amounts of antioxidants, heat stabilizers, weathering agents, pigments, dyes, inorganic fine particles, organic lubricants, etc. can be added to the polyether ester copolymer. In addition, polyethylene, ethylene/vinyl acetate copolymers, maleic anhydride, and other α- and β-
Polyolefins, ionomers, and ionomers modified by graft polymerization of ethylenically unsaturated acids and their derivatives.
A polymer such as a polyester copolymer may be mixed in an amount of 30 wt% or less, preferably 25 wt% or less, based on the polyether ester copolymer. The melting point of the polyether ester copolymer was measured by the penetration method under the following conditions, and it almost coincides with the melting point measured by a differential calorimeter. That is, a sample that had been heat-treated in advance at 80℃ for about 15 hours in a nitrogen stream was set in a penetrometer, a 5g load was applied to a pin with a diameter of 0.5mm, and the temperature was raised at a rate of 10℃/min in a nitrogen stream. , the pin
The melting point was defined as the temperature at which the material penetrated 250μ. The melting point of a polyester segment is determined by making a polymer containing only the corresponding polyester component, heat-treating it at a temperature approximately 20°C lower than the expected melting point, and then measuring the melting point in the same manner as for polyether ester. It was considered as the melting point. On the other hand, the long fibers referred to in the present invention have a fiber length of 80 mm or more, preferably 100 mm or more, and a fineness of 1 to 10 deniers, preferably 2 to 8 deniers. The fabric weight of the long fiber nonwoven fabric used in the present invention is 20~
300g/ m2 , preferably 30-100g/ m2 . Such long fiber nonwoven fabrics can be made by a spunbond method. As a method for joining long fiber webs, ordinary adhesive joining and mechanical joining are applied. As the adhesive, from the viewpoint of heat resistance and crack resistance of the composite material, a resin having a melting point higher than that of the polyether ester copolymer and lower than the melting point of the fibers constituting the nonwoven fabric is preferable. By mixing such resin in the form of fibers or powder into a nonwoven fabric and heat-sealing the resin, each fiber of the nonwoven fabric can be bonded and fixed. The fiber material constituting the nonwoven fabric is one that is adhesive to the polyether ester copolymer and has a higher melting point than these, preferably one with a higher melting point of 200° C. or higher. Preferred examples of such fiber materials include polyethylene terephthalate, nylon 6, and copolymers thereof. In particular, nonwoven fabrics of polyethylene terephthalate and its copolymers are preferred in terms of heat resistance and crack resistance when made into composite materials. The fineness of the fibers that make up the nonwoven fabric is 1 to 10.
If the fineness is less than 1 denier, the composite material will not have any reinforcing effect, and if it exceeds 10 denier, the surface of the composite material will have large irregularities when thermally bonded and will not be glossy. Further, the basis weight of the long fiber nonwoven fabric must be maintained at 20 to 300 g/m 2 . This is because if the basis weight is less than 20 g/m 2 , the composite material will not have a reinforcing effect, and if it exceeds 300 g/m 2 , it will not be possible to make a thin composite material, resulting in poor flexibility. On the other hand, when a nonwoven fabric with short fibers having a fiber length of less than 80 mm is used, the composite material has drawbacks such as insufficient crack resistance and poor shape retention at high temperatures. Furthermore, when a woven fabric is used instead of a non-woven fabric, it is strong in the warp and weft directions of the woven fabric, but weak in other directions.
When a metal tube or the like is wound in a helical shape and heat-sealed, there is a drawback that the fibers at the end of the tape curl up, spoiling the appearance. Depending on the purpose, antioxidants, heat stabilizers, weathering agents, pigments, dyes, inorganic fine particles, and the like can be added in necessary amounts to the fiber material constituting the long fiber nonwoven fabric used in the present invention. The composite material of the present invention is made by integrating the above-mentioned polyether ester copolymer and long-fiber nonwoven fabric, but the methods for integrating these are as follows: A method of compounding with a copolymer. In this case, by adjusting the press pressure,
The nonwoven fabric can be partially or completely embedded in the polyetherester copolymer. (2) There is a method in which a film of polyether ester copolymer is formed in advance, and the film is laminated with a nonwoven fabric and composited using a hot press. The thickness of the composite material of the present invention can be changed widely by changing the basis weight and thickness of the nonwoven fabric used and the thickness of the polyether ester copolymer, so it can be selected as appropriate depending on the application.
For normal applications, 0.1 to 2 mm is used. The composite material of the present invention is used in the form of a sheet or tape depending on its intended use. Typical examples of applications include the following. (1) Used in tape form as a covering layer for electric wires and cables. (2) Used in tape form on the exterior of flexible metal pipes. (3) Used in tape form on the exterior of plastic-coated metal pipes (especially pre-bent metal pipes). When the composite material of the present invention is used in the form of a tape for the above-mentioned applications, it has the following advantages in the coating process, which greatly simplifies the process. In other words, when coating products that are made while rotating, such as twisted electric wires or flexible pipes made of spirally wound metal strips, it is difficult to directly coat the products using the melt extrusion method. The material was once cut to a certain length and then melt-extruded and coated in a separate process. However, if the composite material of the present invention is used in the form of a tape, it can be taped using the product's rotation and then thermally bonded in a heating furnace to cover the product all at once, so there is no need to separate the process. This has the advantage of being able to produce long products without any problems, and with less loss. The composite material of the present invention has good adhesion to other composite materials, metals such as iron and aluminum, glass, polyester, polyvinyl chloride, plastics such as nylon 6, etc.
Used for the exterior of flexible metal pipes and other general metal pipes. The composite material of the present invention can be bonded by conventional thermal bonding methods. Examples include a hot plate heat sealer, a heat press, a method of heating and fusing the surface with hot air or an infrared heater, an ultrasonic sealing method, and an induction heating method. Since the composite material of the present invention is a heat-adhesive composite material in which a long fiber nonwoven fabric and a polyether ester copolymer are integrated, it has the following excellent effects. (1) Good form support (heat resistance) at high temperatures. (2) Good flexibility at low temperatures. (3) Excellent crack resistance and bending resistance. (4) Excellent adhesion resistance and coated articles have good gloss. (5) It is easy to handle because it does not block and has a regular waist. (6) Taping workability is good, and tapes can be easily joined together by thermal adhesion, reducing product loss. (7) Taping can be done during the process of rotating the product, which simplifies the coating process. (8) The melt extrusion coating device can be replaced with a simple device for taping and heat fusion, simplifying the process and improving yield. The present invention will be specifically described below with reference to Examples, in which physical properties were measured in the following manner. (1) Blocking Judgment was made based on the blocking state when the composite material was wound into a roll or unwound from a roll. 〇: Smooth winding and unwinding without blocking. Δ: Slight blocking is observed. ×: Severe blocking, wrinkles appearing during winding, or failure to unwind normally. (2) Taping suitability Judgment was made based on the following criteria based on workability when taping tape-shaped composite materials. 〇: No particular troubles occurred during taping,
The tape will not shift during handling until it is thermally bonded. △: The tape becomes thinner in the width direction due to elongation, and the tape tends to shift slightly during handling. ×: The tape breaks or the tape shifts and unravels during handling. (3) Thermal adhesiveness After taping a tape-shaped composite material onto a rod-shaped or pipe-shaped article and thermally adhering it to form a covering layer, the covering layer was cut open and the state of thermal adhesion between the tapes was observed. ○: The tapes are well adhered to each other and are integrated. △: Adhesion is slightly weak, but not a problem in practical use. ×: Adhesion is incomplete and the tapes can be easily peeled off. (4) Cold resistance The heat-bonded coated article was cooled to -40°C, bent to a curvature within the shape recovery range of the article, and the presence or absence of cracks in the coating layer was examined. ○: No cracks. ×: There are cracks. (5) Heat resistance After the heat-bonded coated parts were left in an oven at 140°C for 400 hours, judgment was made from the flow of resin on the surface of the coating layer and the appearance of cracks in the coating layer when bent. ○: No abnormalities such as resin flow or cracks are observed. ×: Resin flows and drips or cracks occur. (6) Crack resistance A cut was made in the coating layer of the thermally bonded coated article with a razor blade, and the cut was bent 10 times and the spread of the cut was observed. ○: The cut does not widen. △: The cut area is slightly widened. ×: The cut area widens widely without resistance. Example 1 (1) Preparation of long fiber nonwoven fabric Polyethylene terephthalate (abbreviated as PET) [intrinsic viscosity measured in orthochlorophenol at 25°C, IV = 0.70] and polyethylene terephthalate adipate (PET/A) as a low melting point polymer were used. PET:PET/A=
The fibers were discharged at a ratio of 10:1, and the fibers were stretched by an air stream and deposited in a web on a moving belt. This web was passed through a thermal calendar roll to intermittently thermally bond the filament yarns together to produce nonwoven fabrics of various basis weights. The single yarn fineness of this nonwoven fabric is 5 denier, and the basis weight is 30, 50, and 80, respectively.
g/ m2 . (2) Preparation of polyether ester copolymer PBT/I-PTMG (75/25-40) (The polyester segment is polybutylene terephthalate/isophthalate with a molar ratio of terephthalic acid and isophthalic acid of 75/25. A polymer (No. A-1) was polymerized, indicating that the proportion of the ether segment in the total copolymer was 40% by weight. The physical properties of this polymer are: intrinsic viscosity IV = 1.80 measured in orthochlorophenol at 25°C;
Melting point 165℃, polyester segment melting point 182
℃, and PTMG molecular weight was 1000. To this was added 1.5 wt% of the amine additive "Naugard" 445 (manufactured by Uniroyal) as a heat resistant agent. (3) Preparation of composite material Polymer No. A-1 was supplied to an extrusion laminator with a diameter of 40 mm, melted and extruded at 260°C, and during the solidification process, it was integrated with the long fiber nonwoven fabric using a press roll. Various composite materials shown in Table 1 were made. The thickness was approximately 170 μm, and the nonwoven fabric was almost completely buried in the fabric to the extent that some of the threads of the nonwoven fabric were visible on one side.
【表】
本発明のNo.1〜3はブロツキングもなく、取
扱いやすい複合材料であつた。これら複合材料を
幅6mmにスリツトしテープを作り、直径7mmのフ
レキシブル鋼管に1/2ラツプでテーピングし、次
いで赤外線ヒーターで200℃、2分間加熱して、
テープを融着させ被覆鋼管を作つた。表1に評価
結果を示すようにテーピング適正、熱接着性が良
好で、光沢のよい被覆鋼管であつた。耐寒性;耐
熱性、耐亀裂性にも優れており、フレキシブル金
属管の外装として優れた複合材料であることがわ
かつた。
比較のために不織布を使わないでポリマAのみ
の170μのフイルム(No.4)で同様に評価した結
果、ブロツキングが大きく、テーピングでフイル
ムが伸びて細つたり切れたりする欠点があり、被
覆が不完全で熱接着性、耐寒性が劣るものであつ
た。また、140℃で長期間経日させるとポリマA
が自重でたれ下がり、高温での形態支持性がな
く、耐亀裂性も著しく劣つた。また不織布の代わ
りにPETのトリコツト生地(15デニール、目付
48g/m2)を用いたNo.5は熱接着時にテープの端
面から繊維が毛羽立ち、被覆が不完全となる重大
な欠点があつた。
かくして本発明の複合材料には長繊維不織布の
使用が最適であることがわかつた。
実施例 2
(1) 長繊維不織布
実施例1で使用した繊度5デニール、目付80
g/m2の不織布を用いた。また比較のために繊
度15デニール、目付100g/m2の長繊維不織布を
実施例1と同様にして作つた。
(2) ポリエーテルエステル
PBT/I−PTMG(70/30−50)のポリマ
No.A−2(IV=1.70、融点155℃、ポリエステ
ルセグメントの融点175℃、PTMGの分子量
1000)、PBT/1−PTMG(65/35−30)のポ
リマNo.A−3(lV=1.85、融点150℃、ポリエ
ステルセグメントの融点160℃、PTMGの分子
量1000)、比較のためにPBT/I−PTMG
(90/10−10)のポリマNo.A−4(IV=1.93、
融点200℃、ポリエステルセグメントの融点208
℃、PTMGの分子量1000を用意し、各ポリマに
ヒンダードフエノール系耐熱剤“Irganox”
1010(チバ・ガイギー社製)0.3wt%を添加し
た。
(3) 複合材料
実施例1の装置を使用して、表2に示す不織
布とポリマAの組合せで複合材料を作つた。[Table] Composite materials Nos. 1 to 3 of the present invention had no blocking and were easy to handle. These composite materials were slit to a width of 6 mm to make a tape, taped with a 1/2 wrap to a flexible steel pipe with a diameter of 7 mm, and then heated with an infrared heater at 200°C for 2 minutes.
The tape was fused to make a coated steel pipe. As shown in the evaluation results in Table 1, the coated steel pipe was suitable for taping, had good thermal adhesion, and had good gloss. It was found that this composite material has excellent cold resistance, heat resistance, and crack resistance, making it an excellent composite material for the exterior of flexible metal pipes. For comparison, we similarly evaluated a 170μ film (No. 4) made only of Polymer A without using nonwoven fabric, and found that there was a large amount of blocking, the film stretched when taped, causing it to become thin and cut, and the coating was poor. It was incomplete and had poor thermal adhesion and cold resistance. In addition, if it is left at 140℃ for a long period of time, Polymer A
The material sagged under its own weight, had no form support at high temperatures, and had significantly poor crack resistance. Also, instead of non-woven fabric, PET tricot fabric (15 denier, basis weight)
No. 5 using 48 g/m 2 ) had a serious drawback that the fibers fluffed from the edge of the tape during thermal bonding, resulting in incomplete coverage. Thus, it has been found that the use of long fiber nonwoven fabric is optimal for the composite material of the present invention. Example 2 (1) Long fiber nonwoven fabric Used in Example 1, fineness 5 denier, basis weight 80
g/m 2 nonwoven fabric was used. For comparison, a long fiber nonwoven fabric with a fineness of 15 denier and a basis weight of 100 g/m 2 was prepared in the same manner as in Example 1. (2) Polyetherester PBT/I-PTMG (70/30-50) polymer
No.A-2 (IV=1.70, melting point 155℃, melting point of polyester segment 175℃, molecular weight of PTMG
1000), PBT/1-PTMG (65/35-30) Polymer No. A-3 (lV = 1.85, melting point 150°C, melting point of polyester segment 160°C, molecular weight of PTMG 1000), PBT/1-PTMG (65/35-30) for comparison. I-PTMG
(90/10-10) Polymer No.A-4 (IV=1.93,
Melting point 200℃, polyester segment melting point 208
℃, prepared PTMG with a molecular weight of 1000, and added the hindered phenol heat resistant agent “Irganox” to each polymer.
1010 (manufactured by Ciba Geigy) 0.3 wt% was added. (3) Composite material Using the apparatus of Example 1, a composite material was made from the combinations of nonwoven fabric and polymer A shown in Table 2.
【表】
本発明のNo.6、7は片面に不織布繊維が若干
見られる程度にほぼ不織布がポリマA中に埋没さ
れており、ブロツキングは良好(〇)であつた。
複合材料を幅12mmのテープ状とした後、直径13mm
のフレキシブル鋼管に1/2ラツプでテーピング
し、次いで赤外線ヒーターで190℃、2分間加熱
してテープを融着させ被覆金属パイプを作つた。
テーピング適正も良好(〇)であり、仕上りの表
面の艶も良かつた。表2に評価結果を示すように
熱接着性も良好で、テープ同志ばかりでなく鋼管
ともよく接着して一体化している。耐亀裂性、耐
寒性も良好であり、110℃でテストした耐熱性も
良好であつた。かくして本発明品は水道や瞬間湯
沸器のフレキシブル鋼管の外装として、保温、防
錆などの目的で使用できることがわかつた。
一方、比較例として、繊度が15デニールの不織
布を用いたNo.8は熱接着後の表面が繊維による
凹凸が大きく、艶が不満足であり、接着力、耐亀
裂性、耐寒性共に不合格であつた。
ポリマAとして融点が200℃のものを使用した
No.9は熱接着性が不十分でテープ同志が接着し
なかつた。また接着温度を240℃まで上げて十分
接着しようとすると発泡して表面があばたになり
外観が悪くなり、熱接着性複合材料としては適さ
ない事がわかつた。
実施例 3
実施例1で使用した繊度5デニール、目付50
g/m2の長繊維不繊布と、実施例2のポリマNo.A
−2にカーボンブラツク0.4wt%、ヒンダードア
ミン系耐候剤“Sanol”LS 770(チバ・ガイギー
社製)0.3wt%を添加したポリマNo.A−5とから
実施例1と同様にして厚み150μの片面に不織布
繊維が若干見られる程度の複合材料No.10を作つ
た。これを幅50mmにスリツトしてテープを作り、
模擬的に作つた直径約50mmの鋼帯鎧装ケーブル用
の鋼帯上に1/2ラツプでテーピングし、赤外線ヒ
ーターで200℃、2分間加熱して融着させ、黒光
りのするケーブルの被覆層を形成した。被覆層を
切開し、接着性を調べたところテープ同志の接着
は〇、鋼帯とも適度に接着しており、外装を剥離
する作業性は切断面からの不必要な部分への切れ
口の伝播がないという点で、従来の溶融押出被覆
法よりも優れていた。耐寒性、耐熱性、耐亀裂性
も良好(〇)であつた。
比較のため5デニール、繊維長30mmのPET短
繊維を使用して、湿式法で作つた短繊維不織布
(湿式バインダー使用、目付50g/m2)を使用して
同様の複合材料(No.11)を作り、耐亀裂性を調
べたところ、短繊維を使用しているので、切り口
が広がり△〜(×)であつた。耐熱性テストに於
いても若干樹脂の流動が認められた。かくして不
織布としては長繊維不織布が良く、短繊維不織布
は使用できないことがわかつた。
実施例 4
ポリマBとしてPBT−PTMG(PTMG60wt
%、融点170℃、PTMG分子量1000)にカーボン
ブラツク0.4wt%、“Sanol”LS7700.3wt%を添加
したものを用意し、実施例3で用いた長繊維不織
布を使つて同様にして厚み150μの複合材料
(No.12)を作り、実施例3と同様に評価した。
テープ同志の接着性は良好であるが、鋼帯とは実
質的に接着していなく、鋼帯から簡単に剥離する
ことができた。また耐寒性、耐熱性、耐亀裂性も
良好であつた。かくして、金属接着性が不必要な
場合にはポリマBの使用が好ましいことがわかつ
た。
実施例 5
実施例1と同様にして繊度5デニール、目付
100g/m2の長繊維不織布(厚み約0.2mm)を作つ
た。ポリマAとしてNo.A−1(実施例1で使
用)を用意し、実施例1のエクストルージヨンラ
ミネーターで溶融押出して、プレスロールの圧力
を調整することにより不織布の厚みの約半分にポ
リマAを含浸した複合材料を作つた。全体の厚み
は約300μであつた。この複合材料を幅12mmのテ
ープ状とした後、直径13mmのフレキシブル鋼管に
不織布面が鋼管面になるようにテーピングし、次
いで赤外線ヒーターで200℃、2分間加熱して、
テープを融着させた。出来上がつた被覆鋼管は表
面の艶がよく、かつクツシヨン性を有したもので
あつた。テープ同志の接着性は良好(〇)であ
り、耐寒性、耐熱性、耐亀裂性共に良好(〇)で
あつた。かくして、不織布の一部をポリマAで埋
没してなる複合材料はクツシヨン性、保温性があ
ることがわかつた。[Table] In Nos. 6 and 7 of the present invention, the nonwoven fabric was almost completely embedded in the polymer A to the extent that some nonwoven fabric fibers were seen on one side, and the blocking was good (○).
After forming the composite material into a tape with a width of 12 mm, the diameter is 13 mm.
A coated metal pipe was made by taping a flexible steel pipe with 1/2 wrap and then heating it with an infrared heater at 190°C for 2 minutes to fuse the tape.
The suitability of the taping was also good (〇), and the finished surface had a good gloss. As shown in the evaluation results in Table 2, the thermal adhesion was also good, and the tapes adhered well not only to each other but also to the steel pipe and were integrated. The crack resistance and cold resistance were also good, and the heat resistance tested at 110°C was also good. Thus, it has been found that the product of the present invention can be used as the exterior of flexible steel pipes for water supplies and instantaneous water heaters for purposes such as heat retention and rust prevention. On the other hand, as a comparative example, No. 8 using a nonwoven fabric with a fineness of 15 denier had large unevenness due to fibers on the surface after thermal bonding, the gloss was unsatisfactory, and the adhesion strength, crack resistance, and cold resistance were all rejected. It was hot. Polymer A with a melting point of 200°C was used.
No. 9 had insufficient thermal adhesion and the tapes did not adhere to each other. In addition, when the bonding temperature was raised to 240°C to achieve sufficient adhesion, the material foamed and the surface became pockmarked, resulting in a poor appearance, making it unsuitable as a thermoadhesive composite material. Example 3 Fineness 5 denier and basis weight 50 used in Example 1
g/m 2 long fiber nonwoven fabric and polymer No.A of Example 2
Polymer No. A-5 with 0.4 wt% of carbon black and 0.3 wt% of hindered amine weathering agent “Sanol” LS 770 (manufactured by Ciba Geigy) was added to Polymer No. A-2 with a thickness of 150 μm on one side in the same manner as in Example 1. Composite material No. 10 was made in which some nonwoven fibers were visible. Slit this to a width of 50mm to make tape.
A simulated steel strip with a diameter of approximately 50 mm is taped with 1/2 wrap on a steel strip for an armored cable, and heated with an infrared heater at 200℃ for 2 minutes to fuse and create a black shiny cable coating layer. was formed. When the coating layer was cut open and the adhesion was examined, it was found that the tapes adhered to each other, and the steel strips also adhered moderately. It was superior to conventional melt extrusion coating methods in that there was no Cold resistance, heat resistance, and crack resistance were also good (○). For comparison, a similar composite material (No. 11) was prepared using a short fiber nonwoven fabric (using a wet binder, basis weight 50 g/m 2 ) made by a wet method using PET short fibers of 5 denier and a fiber length of 30 mm. When the crack resistance was examined, it was found that because short fibers were used, the cut end was wide and was rated as △ to (x). Even in the heat resistance test, some resin flow was observed. Thus, it was found that long fiber nonwoven fabrics are suitable as nonwoven fabrics, and short fiber nonwoven fabrics cannot be used. Example 4 Polymer B was PBT-PTMG (PTMG60wt
%, melting point 170℃, PTMG molecular weight 1000) with carbon black 0.4wt% and "Sanol" LS770 0.3wt% added, and in the same manner using the long fiber nonwoven fabric used in Example 3, a 150μ thick sheet was prepared. A composite material (No. 12) was made and evaluated in the same manner as in Example 3.
Although the tapes had good adhesion to each other, they were not substantially adhered to the steel strip and could be easily peeled off from the steel strip. It also had good cold resistance, heat resistance, and crack resistance. It has thus been found that the use of Polymer B is preferred when metal adhesion is not required. Example 5 Same as Example 1, fineness 5 denier, basis weight
A 100 g/m 2 long fiber nonwoven fabric (thickness approximately 0.2 mm) was made. Prepare No. A-1 (used in Example 1) as Polymer A, melt-extrude it using the extrusion laminator of Example 1, and adjust the pressure of the press roll to make Polymer A approximately half the thickness of the nonwoven fabric. A composite material impregnated with The total thickness was approximately 300μ. This composite material was formed into a tape with a width of 12 mm, which was then taped onto a flexible steel pipe with a diameter of 13 mm so that the non-woven fabric surface became the steel pipe surface, and then heated with an infrared heater at 200°C for 2 minutes.
The tape was fused. The finished coated steel pipe had a glossy surface and cushioning properties. Adhesion between the tapes was good (Good), and cold resistance, heat resistance, and crack resistance were all good (Good). Thus, it was found that a composite material made by partially burying a nonwoven fabric in Polymer A has cushioning properties and heat retention properties.
Claims (1)
メントから構成され、融点が110〜180℃であるポ
リエーテルエステル共重合体と、繊度1〜10デニ
ールの長繊維からなる目付20〜300g/m2の長繊維
不織布とが一体化されていることを特徴とする熱
接着性複合材料。1 A polyether ester copolymer composed of a polyether segment and a polyester segment and having a melting point of 110 to 180°C, and a long fiber nonwoven fabric with a fabric weight of 20 to 300 g/m 2 consisting of long fibers with a fineness of 1 to 10 denier. A thermoadhesive composite material characterized by being integrated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090081A JPS57135881A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Thermally adherent composite material |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2090081A JPS57135881A (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Thermally adherent composite material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57135881A JPS57135881A (en) | 1982-08-21 |
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Family
ID=12040100
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57135881A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4770490A (en) * | 1986-08-07 | 1988-09-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Filament reinforced tape |
| US8192731B2 (en) * | 2005-10-25 | 2012-06-05 | Loctite (R&D) Limited | Thickened cyanoacrylate compositions |
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1981
- 1981-02-17 JP JP2090081A patent/JPS57135881A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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