專利名稱：纖維增強熱塑性樹脂成形制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由具有優(yōu)良耐磨性的纖維增強的熱塑性樹脂成形的制品，本發(fā)明更特別涉及纖維增強的熱塑性樹脂經(jīng)注塑或擠塑制成各種拉鏈滑行件的成形制品，而這種纖維增強熱塑性樹脂中添加有適量的具有規(guī)定范圍的儲能彈性模量的物質(zhì)作為滑行性能賦予劑(sliding property-imparting agent)，因而熱塑性樹脂的滑行性能有所提高。本文所用術(shù)語“滑行性能賦予劑”是指一種能提高熱塑性樹脂成形制品的滑行性能或能降低制品摩擦系數(shù)的物質(zhì)。
到目前為止，通常以具有優(yōu)良耐熱性和機械強度的樹脂來制造樹脂性用于拉鏈滑行件的產(chǎn)品。具體地說，流行的觀點是應(yīng)通過提高樹脂的剛性來改進(jìn)所用樹脂的耐磨性，而樹脂的剛性通常是以在樹脂中添加增強纖維的方法來提高的。然而，當(dāng)這種方法獲得的樹脂用作拉鏈的滑行件時，該滑行件的耐久性卻是很低的，這是由于滑行件的耐磨性特別低劣，以致按照日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Japanes Industrial Standard)(JIS)S 3015作往復(fù)閉合試驗時，經(jīng)60次往復(fù)開閉試驗后，拉鏈就無法使用了。
當(dāng)由熱塑性樹脂成形的制品剛性不足時，通常的做法是向所用的熱塑性樹脂中添加適量的增強纖維以彌補其機械強度的不足。然而，就耐磨性來說，增強的熱塑性樹脂的實際情況是因為增強纖維作為一種磨料，它們肯定對耐磨性有不利的作用，因而會使熱塑性樹脂的耐磨性下降。
本發(fā)明的一個目的是提供一種由這樣一種熱塑性樹脂成形的制品為了提高如上所述的因添加了增強纖維而明顯地降低了耐磨性的這類纖維增強的熱塑性樹脂的耐磨性，在熱塑性樹脂中摻混了適量的、在標(biāo)準(zhǔn)使用溫度或操作溫度范圍內(nèi)，具有適宜儲能彈性模量的作為滑行性能賦予劑的物質(zhì)，因而這種樹脂是具有高耐磨性并適用作拉鏈滑行件的一種熱塑性樹脂。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基本形態(tài)是提供一種由熱塑性樹脂成形的制品，其特征在于該制品是由一種含增強纖維并摻有使用溫度為30℃-70℃時儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的一種滑行性能賦予劑的纖維增強熱塑性樹脂材料制成的。
本發(fā)明的一種具體形態(tài)是提供一種由熱塑性樹脂成形的制品，其特征在于該制品包括一種含增強纖維并摻有使用溫度為30℃-70℃時儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的、用量為4-10(重量)％比例(以樹脂和上述增強纖維總重量計)的一種滑行性能賦予劑的纖維增強聚酰胺基樹脂材料。
本發(fā)明的另一個形態(tài)是提供一種由熱塑性樹脂成形的制品，其特征在于該制品是包括一種含增強纖維并摻有使用溫度為30℃-70℃時儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的用量為4-20(重量)％比例(以樹脂和上述增強纖維總重量計)的一種滑行性能賦予劑的纖維增強熱塑性樹脂(除聚酰胺基樹脂外)材料。
從下面的說明以及附圖可容易地了解本發(fā)明的其它目的、特性以及優(yōu)點。


圖1展示了含30(重量)％玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二醇酯以及添加了10(重量)％聚四氟乙烯的上述含玻璃纖維的纖維增強樹脂的聚合物經(jīng)耐磨試驗得到的磨蝕量隨溫度的變化；圖2展示了聚四氟乙烯和含30(重量)％玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二醇酯的儲能彈性模量隨溫度的變化；圖3展示了聚乙稀和含30(重量)％玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二醇酯的儲能彈性模量隨溫度的變化；圖4展示了含50(重量)％玻璃纖維的聚酰胺基樹脂以及分別含5(重量)％、10(重量)％和20(重量)％聚乙烯的上述經(jīng)纖維增強的樹脂經(jīng)耐磨試驗得到的磨蝕量隨溫度的變化；
圖5展示了可用作本發(fā)明滑行性能賦予劑材料的儲能彈性模量的范圍；圖6展示了由含50(重量)％玻璃纖維的聚酰胺基樹脂以及分別含2.5(重量)％、5(重量)％、10(重量)％和20(重量)％聚乙烯的上述纖維增強的樹脂制備的試樣進(jìn)行耐磨試驗得到的結(jié)果；圖7展示了一種由合成樹脂制的拉鏈的一個實施方案的平面圖；圖8展示了一種由合成樹脂制的拉鏈的另一個實施方案的平面圖；圖9展示了一種由合成樹脂制的拉鏈的再一個實施方案的平面圖；圖10展示了一種由合成樹脂制的拉鏈的另一個實施方案的部分平面剖視圖。
由于本發(fā)明者對經(jīng)增強纖維增強的熱塑性樹脂耐磨性的提高作了刻苦的研究，已經(jīng)注意到表示用作滑行性能賦予劑材料粘彈行為的彈性模量，也就是代表沒有能量損耗的儲能彈性模量和涉及能量損耗的損耗彈性模量(來源Seiichi Nakahama等人的“聚合物基礎(chǔ)科學(xué)(EssentialPolymer Science)”，Kodansha Scientific，1998，218-222頁)，以及添加有滑行性能賦予劑的纖維增強樹脂的耐磨性與溫度間的依賴關(guān)系，因此已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)使用溫度范圍內(nèi)，具有適用儲能彈性模量的材料作為滑行性能賦予劑以適量添加到纖維增強樹脂中時，所得樹脂的耐磨性就會有明顯的提高，這可根據(jù)當(dāng)溫度稍高于拉鏈拉頭使用溫度或操作溫度(一般為30℃-70℃)范圍時，該樹脂材料仍保持適當(dāng)?shù)膹椥远靡宰C實，溫度升高是由拉鏈拉頭作滑行運動時產(chǎn)生的摩擦熱引起的。因此本發(fā)明是完美的。這就是說，本發(fā)明的特征在于向纖維增強的熱塑性樹脂添加適量的在使用溫度30℃-70℃范圍內(nèi)儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的作為滑行性能賦予劑的物質(zhì)，從而提供一種能制成具有耐磨性的成形制品的材料，而目前這類成形制品的耐磨性還達(dá)不到如此程度。具體地說，將具有上述儲能彈性模量范圍的作為滑行性能賦予劑的物質(zhì)按規(guī)定比率與增強纖維和熱塑性樹脂或與纖維增強的熱塑性樹脂相混合，然后采用注塑技術(shù)或擠塑技術(shù)將所得混合物成形為制品，從而使制得的成形制品獲得優(yōu)良的耐磨性。
將由含諸如玻璃纖維這樣的增強纖維的熱塑性樹脂成形的拉鏈滑行件與由不含增強纖維的相同熱塑性樹脂成形的拉鏈滑行件的耐磨性進(jìn)行比較，比較結(jié)果按滑行件不會與牙鏈發(fā)生不能拉合而能經(jīng)受的滑行運動的次數(shù)和因摩擦引起的磨蝕量加以評定。試驗表明，前者拉鏈滑行件能承受的滑行運動次數(shù)明顯地較后者低，而磨蝕量較后者有所增加。該結(jié)果表明，前者滑行件的耐磨性比后者低得多。耐磨性極低可由下述假設(shè)合乎邏輯地得以說明增強纖維如玻璃纖維只要存在于成形的制品中，它們就能起增強材料的作用，但一旦逸至成形制品的表面，由于它們的剛性較用作基材的熱塑性樹脂高，它們就會起磨蝕料的作用，并擦刮滑行件本身和與之相接觸的部件。使用增強纖維的前提條件是增強纖維是用于需要高強度的部件中，對于以熱塑性樹脂制作這類部件的任何場合，使用增強纖維是必不可少的。
根據(jù)上述常規(guī)概念及由此產(chǎn)生的論點，從下述方面看，本發(fā)明的目的已經(jīng)達(dá)到。簡言之，本發(fā)明通過摻混更柔軟的材料從而避免了由含這類增強纖維的熱塑性樹脂成形的制品受到磨蝕作用，也就是說，適量地添加一種在規(guī)定溫度范圍內(nèi)儲能彈性模量和損耗彈性模量較纖維增強的熱塑性樹脂低的作為滑行性能賦予劑的材料。
添加的滑行性能賦予劑的適用比率隨基材樹脂的種類有所不同，對于聚酰胺基樹脂來說，其用量范圍為4-10(重量)％，對于除聚酰胺基樹脂以外的其它熱塑性樹脂來說，其用量范圍為4-20(重量)％(以樹脂和增強纖維總重量計)。如果滑行性能賦予劑用量比率低于上述范圍的下限，所得材料不會具有很令人滿意的耐磨性。反之，如果用量比率高于上述范圍的上限，由此得到的成形制品就會強度不足。而且，由于適用作滑行性能賦予劑的材料通常是價格昂貴的，用量比率過高會使其成為提高成形制品生產(chǎn)成本的主要因素，因而從經(jīng)濟(jì)觀點考慮，也是不可取的。
對上述滑行性能賦予劑沒有加以特別的限制，只是要求在滑行件使用溫度30℃-70℃范圍內(nèi)，該材料的儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕。因此，滿足這一要求的各種材料都是適用的。這類材料的具體實例有含氟聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟乙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、改性的四氟乙烯-乙烯共聚物(E/TFE聚合物)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、三氟氯乙烯-乙烯共聚物(E/CTFE聚合物)和聚氟乙烯(PVF)以及聚乙烯。上面列舉的材料中聚四氟乙烯是特別適用的。
現(xiàn)在，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施說明如下。
圖1展示了由含30(重量)％(以PBT重量計)玻璃纖維(GF)的聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的纖維增強樹脂制的試樣及由含10(重量)％(以纖維增強樹脂計)聚四氟乙烯(PTFE)的上述玻璃纖維增強的樹脂制的試樣進(jìn)行耐磨試驗得到的磨蝕量隨溫度的變化。該圖中，橫坐標(biāo)表示進(jìn)行磨蝕試驗場所大氣溫度標(biāo)度，縱坐標(biāo)表示試樣經(jīng)規(guī)定時間試驗后，試樣保留的重量百分比標(biāo)度(以試驗前的試樣重量為100％)。
磨蝕試驗按如下方法進(jìn)行用一定重量的載荷將試片壓在保持旋轉(zhuǎn)的圓盤狀磨蝕元件上面，試驗載荷設(shè)定為0.5千克力/毫米2，速度為19.4米/分鐘，試驗持續(xù)時間設(shè)定為30分鐘。
如圖1所示，加有適量的強底低、儲能彈性模量低的樹脂(PTFE)的一種滑行性能賦予劑的纖維增強樹脂與纖維增強的熱塑性樹脂相比，在常規(guī)室溫約20℃附近沒有顯出添加樹脂的效果，當(dāng)溫度超過30℃時，所有的纖維增強樹脂試樣都顯示出被磨蝕的絕對量有所增加，但含低儲能彈性模量樹脂的試樣較不含低儲能彈性模量樹脂的纖維增強熱塑性樹脂試樣的磨蝕增加量為低。這些結(jié)果表明，添加滑行性能賦予劑具有提高耐磨性的作用。順便提一句，這種磨蝕量增加的趨向一直持續(xù)至80℃附近。
由此可見，纖維增強熱塑性樹脂添加了適量的儲能彈性模量較纖維增強樹脂低的PTFE樹脂作為滑行性能賦予劑后，其耐磨性在30℃-80℃范圍內(nèi)有顯著的提高?；行阅苜x予劑(PTFE)的儲能彈性模量與溫度的關(guān)系如圖2所示。儲能彈性模量是采用自動的動態(tài)粘彈性測量裝置測定的。
圖2中展示的是不含PTFE的纖維增強熱塑性樹脂(PBT+30(重量)％GF)的儲能彈性模量和PTFE的儲能彈性模量與溫度的關(guān)系。從圖中可容易地看出，不含PTFE的纖維增強熱塑性樹脂在使用溫度范圍內(nèi)具有高的儲能彈性模量。
更重要的一點是作為滑行性能賦予劑添加的材料的作用在20℃時并不顯現(xiàn)出來，只有在溫度超過約30℃時才顯現(xiàn)出來。這一事實意味著滑行性能賦予劑的溫度依賴關(guān)系極大地影響了纖維增強熱塑性樹脂的耐磨性?？梢杂脭?shù)字更具體地說明它，即滑行性能賦予劑的儲能彈性模量在溫度高于30℃時不超過5×108帕是很重要的。
就溫度超過30℃時所顯示的作用而言，當(dāng)滑行件滑行時，具體說當(dāng)例如拉鏈的拉頭置于拉鏈牙鏈上并在室溫下上下往復(fù)移動時，拉頭的溫度會升至35℃。這一事實意味著滑行性能賦予劑實際作用溫度應(yīng)超過30℃。
為了更明確地證實這一點，選取具有不同儲能彈性模量的物質(zhì)作為滑行性能賦予劑，并作耐磨性試驗及儲能彈性模量測定。具體地說，由聚酰胺基樹脂(Mitsubishi Engineering Plastics K.K.制造、商標(biāo)為“Reny 1022 HS”)與50(重量)％玻璃纖維結(jié)合的纖維增強樹脂制的試片和由上述纖維增強樹脂分別與5(重量)％、10(重量)％及20(重量)％的有圖3所示儲能彈性模量作為滑行性能賦予劑的聚乙烯(PE)結(jié)合的纖維增強樹脂制的試片進(jìn)行耐磨性試驗，并對試驗結(jié)果進(jìn)行比較。試驗結(jié)果展示在圖4中。圖中清楚地說明，聚乙烯作為滑行性能賦予劑的作用在60℃附近明顯地表現(xiàn)出來。
圖中，橫坐標(biāo)是試驗場所大氣溫度標(biāo)度，縱坐標(biāo)是經(jīng)規(guī)定試驗周期后試片保留的重量百分比標(biāo)度，以試驗前試片重量為100％。磨蝕試驗方法按上述圖1中所采取的相同方法進(jìn)行。
值得注意的是，圖4數(shù)據(jù)顯示，也在60℃附近出現(xiàn)了耐磨性提高的標(biāo)志。如圖3所示，聚乙烯(滑動性能賦予劑)的儲能彈性模量在60℃附近確實不超過5×108帕。
可在本發(fā)明中用作滑行性能賦予劑的材料，其儲能彈性模量應(yīng)處在圖5所示的范圍內(nèi)。
如圖5所示，為了使用作滑行性能賦予劑的材料在纖維增強熱塑性樹脂成形制品中適當(dāng)?shù)仫@現(xiàn)其作用，一項重要的要求是該材料的儲能彈性模量在30℃-70℃范圍內(nèi)不超過5×108帕。只要作為滑行性能賦予劑材料的儲能彈性模量不低于3.5×108帕，這種材料就不會對通過纖維增強方法來提高熱塑性樹脂強度這一主要目的產(chǎn)生不利影響，就可認(rèn)為這種材料實際上是適用的。
可以認(rèn)為產(chǎn)品(如拉鏈拉頭)中供牙鏈滑行的特定通道(outlet)可能達(dá)到的高達(dá)70℃的溫度范圍是滑行件的實際使用環(huán)境溫度。
如上所述，本發(fā)明的主要關(guān)鍵在于在纖維增強的熱塑性樹脂中添加一種在30℃-70℃范圍內(nèi)儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的材料作為滑行性能賦予劑。
如圖2所示，聚四氟乙烯完全滿足作為本發(fā)明滑行性能賦予劑材料應(yīng)具有的儲能彈性模量的條件。聚四氟乙烯或其類似化合物用作滑行性能賦予劑是很有利的，而其化學(xué)穩(wěn)定性也是一個有利因素。
此外，為了使纖維增強熱塑性樹脂顯現(xiàn)更好的耐磨性，對加入纖維增強熱塑性樹脂(聚酰胺基樹脂(Reny 1022 HS)+50(重量)％玻璃纖維)中的滑行性能賦予劑的適用量進(jìn)行了研究。研究結(jié)果列于圖6中。
圖6中的橫坐標(biāo)是聚乙烯含量標(biāo)度，縱坐標(biāo)是磨蝕試驗后試片保留量的重量百分比(以試驗前試片初始重量為100％)。該磨蝕試驗方法同上述圖1中所采取的方法。
從圖6可清楚地看到，當(dāng)纖維增強熱塑性樹脂中滑行性能賦予劑的添加量不低于4(重量)％(以纖維增強熱塑性樹脂重量計)時，就會顯出其作用。如果滑行性能賦予劑的添加量低于4(重量)％，耐磨性并沒有提高。反之，如果添加量過高，雖然這種過量添加是為提高耐磨性，但最終會使以纖維增強方法來提高熱塑性樹脂成形制品的強度明顯地下降。而且，上述過度大量地使用如聚四氟乙烯這樣昂貴的材料就會失去本發(fā)明的實用意義，因為這會直接導(dǎo)致增加生產(chǎn)成本。因此，在聚酰胺基樹脂作為基體樹脂的情況下，滑行性能賦予劑的添加量上限設(shè)定為10(重量)％，在其它熱塑性樹脂作為基體樹脂的情況下，滑行性能賦予劑的添加量上限設(shè)定為20(重量)％(以纖維增強的熱塑性樹脂計)是適當(dāng)?shù)摹?br> 從根本上講，符合本發(fā)明要求的熱塑性樹脂是具有高剛性的樹脂。滿足這一要求的樹脂的具體實例有聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯及聚酰胺。優(yōu)選的熱塑性樹脂還具有比滑行性能賦予劑的Tg高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。提出上述要求的原因是如Tg過低就不能獲得以柔軟材料作為滑行性能賦予劑的優(yōu)點，除非熱塑性樹脂與滑行性能賦予劑之間在剛性或儲能彈性模量存在一定程度的差別。從這一觀點看，采用聚對苯二甲酸丁二醇酯或聚酰胺基樹脂是特別有利的。
用于本發(fā)明的增強纖維是為了增加該熱塑性樹脂的強度而摻混于該樹脂中的。然而如前面所指出的，添加纖維的熱塑性樹脂與不含增強纖維的相同樹脂相比較，增強纖維會促使該熱塑性樹脂的耐磨性明顯地下降。由于增強纖維會降低耐磨性，因此，提高耐磨性的最好措施是或者完全不含增強纖維，或者將增強纖維含量降至最佳程度。然而，由樹脂制造滑行件必須同時以改進(jìn)耐磨性和達(dá)到高強度為目標(biāo)。對于以熱塑性樹脂制作滑行件的情況，當(dāng)這些纖維對提高強度的作用是確信無疑時，則就證明了使用這種增強纖維是必不可少的。因此，就強度因素與耐磨性因素之間的平衡問題來說，將增強纖維的用量控制在20-60(重量)％(以熱塑性樹脂的重量計)范圍內(nèi)是至關(guān)重要的。作為增強纖維，那些重量輕、價廉的玻璃纖維、碳纖維及金屬纖維都是可采用的。這些不同的增強纖維既可單獨使用，也可以兩種或兩種以上纖維的混合物形態(tài)使用。
分別以已知方法制得的熱塑性樹脂、增強纖維及滑行性能賦予劑都適用于本發(fā)明中而不受任何特別的限制。而且，分別以已知方法制得的聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、玻璃纖維、碳纖維以及金屬纖維也適用于本發(fā)明中而不受任何特別的限制。
對制造本發(fā)明設(shè)想的成形制品的方法不作具體規(guī)定。供生產(chǎn)制品的各種方法中最常用的方法包括下列步驟用捏合機將聚對苯二甲酸丁二醇酯與規(guī)定量的、經(jīng)表面處理后與該樹脂有相容性的玻璃纖維相混合，將規(guī)定量的聚四氟乙烯添加到含玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二醇酯中，將它們捏合混合，然后以注塑機注塑所得的樹脂。該方法可方便地將具有高耐磨性和高強度的熱塑性樹脂制成具有良好再制性的成形制品。
捏合溫度除只需超過所捏和的熱塑性樹脂的熔融溫度外，不受特別的限制。所用捏合方法可以是一種不需使用捏合裝置的方法，即稱為干混的方法。混合時各組分的添加順序不受特別的限制。各組分可按任意順序混合或者是同時一起混合。
當(dāng)由本發(fā)明具有優(yōu)良耐磨性的熱塑性樹脂成形的制品用作拉鏈的拉頭時，會表現(xiàn)出優(yōu)異的效果。例如，以聚對苯二甲酸丁二醇酯為熱塑性樹脂，以玻璃纖維作為增強纖維，以及以聚四氟乙烯為滑行性能賦予劑，經(jīng)混合并將混合物成型為適當(dāng)形狀而制成拉鏈的拉頭，按照日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Japanese Industrial Standard)(JIS)S 3015對拉鏈進(jìn)行耐磨性試驗，并以能承受往復(fù)開合試驗的次數(shù)作為耐磨性的評價，試驗結(jié)果表明，該拉鏈的拉頭可承受約4000次的往復(fù)開合試驗。反之，按上述方法但不添加滑行性能賦予劑所制得的拉鏈頭只能承受約60次往復(fù)開合試驗。
根據(jù)本發(fā)明的熱塑性樹脂成形的制品可用作由不同合成樹脂制的拉鏈中的拉頭。圖7-圖10對幾種實施方案作了圖示說明。
圖7圖示了用于拉開和拉合外套或包裝開口的拉鏈1，該圖展示了由兩側(cè)成對的拉鏈半邊2上端和下端形成開口的拉鏈產(chǎn)品形態(tài)。拉鏈半邊2是由以合成樹脂制的鏈帶3和固定在兩鏈帶3相對縱向邊緣上的合成樹脂制的一排牙鏈(螺旋狀牙鏈)4構(gòu)成的。鏈帶3可由合成樹脂纖維經(jīng)織造和/或針織而成、經(jīng)非織造織物制成或由合成樹脂片材制成。大家知道，牙鏈4有各種不同的形式，例如通過注塑法制成單個鏈牙并同時固定在鏈帶邊緣上的類型，連續(xù)牙鏈如將合成樹脂單絲卷繞成螺旋狀的螺旋狀牙鏈以及通過將在側(cè)向平面上的U字狀鏈牙的彎曲部分垂直于縱向交錯地連接成鋸齒形而得到的所謂鋸齒狀牙鏈，以及借助擠塑法將單個鏈牙的相對端部分別固定到兩條分開的、縱向相互平行的連接辮線(有芯辮線)上，從而形成類似階梯的組合，并將該組合中單個鏈牙繞其縱向中心線彎曲成U字形而得到的擠塑牙鏈。數(shù)字5表示的是可以沿相對的兩排牙鏈滑行的用于拉合及拉開牙鏈的拉頭。該拉頭5是由本發(fā)明添加滑行性能賦予劑的纖維增強熱塑性樹脂成形的。
圖8中所示的拉鏈1a是一種具有以兩拉鏈半邊2上端形成開口的拉鏈形態(tài)。圖8的拉鏈與圖7所示拉鏈不同的是有下限位碼6，該下限位碼6是由所示牙鏈4已嚙合的下端一部分熔融而成的。
圖9所示拉鏈1b與圖7所示拉鏈不同的是有上限位碼7，該上限位碼7分別固定在拉鏈半邊2b的鏈帶3b上的兩排牙鏈4b的上端，而下限位碼8固定在該牙鏈的下端。
圖10所示的是開口型(open-link type)拉鏈1c。在拉鏈半邊2c的鏈帶3c的下端，經(jīng)中間粘合層(未畫出)熔接有片狀增強件(塔夫綢)9。鎖緊件(pin-and-box Separator)10中鎖合槽(box member)11固定在對置的一個片狀增強件9的內(nèi)邊緣上，蝶形頭或鎖合頭(pin)13固定在另一個片狀增強件9的內(nèi)邊緣上。鎖合槽11與固定頭(boxrod)12是整體成形的。數(shù)字14表示一根有芯辮線，該有芯辮線沿縱向通過螺旋狀牙鏈4c的螺旋狀內(nèi)側(cè)空間。數(shù)字15表示沿鏈帶3c的縱向邊緣縫紉有芯辮線14和螺旋狀牙鏈4c用的縫紉線。
當(dāng)上述各種類型拉鏈的拉頭是由添加了滑行性能賦予劑的本發(fā)明纖維增強熱塑性樹脂成形時，這些拉頭對于承受往復(fù)開合操作具有極高的耐久性。至此，難以由合成樹脂制成具有高強度和高耐磨性或耐久性的拉頭的原因是想一成不變地用合成樹脂來成形拉鏈的所有部件。由于本發(fā)明可以制成合成樹脂拉頭并能賦予其高強度和高耐磨性或耐久性，因此，已經(jīng)有可能用合成樹脂生產(chǎn)拉鏈所有部件。當(dāng)裝有這種拉鏈的產(chǎn)品諸如服裝和包袋，經(jīng)使用后被廢棄時，其中拉鏈仍可回收并可再次使用。這有助于減少工業(yè)廢物的產(chǎn)生，同時，從再利用廢物和保護(hù)地球環(huán)境的觀點來看，也是有重大意義的。
現(xiàn)在，列舉下述實施例對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明實施例1在本實施例中，選用含玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二醇酯(Mitsbuishi Rayon Company Limited制造、商標(biāo)為“Toughpet PBT1101 G 30”，玻璃纖維含量為30(重量)％)作為含增強纖維的熱塑性樹脂(原材料1-A)，選用聚四氟乙烯作為30℃-70℃范圍內(nèi)儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的滑行性能賦予劑。在上述含玻璃纖維的聚對苯二甲酸丁二醇酯中分別摻入5(重量)％(原材料1-B)或10(重量)％(原材料1-C)的滑行性能賦予劑并造粒。首先，將這些粒料在120℃、減壓下干燥4小時。干燥后粒料可直接經(jīng)注塑機注塑成拉鏈用拉頭。于是，由原材料1-A、1-B和1-C制得了拉頭作為成形制品。
按照J(rèn)IS S 3015方法，分別對成形制品1-A、1-B和1-C拉頭進(jìn)行往復(fù)開合耐久性試驗。拉頭的往復(fù)運動行程為3英寸(76.2毫米)，速度為每分鐘往復(fù)30次。試驗結(jié)果列于表1。
如表1所示，在拉頭的往復(fù)開合耐久性試驗中，在含5(重量)％聚四氟乙烯的成形制品1-B情況下，5個試樣的平均往復(fù)次數(shù)為4129次，在含10(重量)％聚四氟乙烯的成形制品1-C情況下，平均往復(fù)次數(shù)為980次，而不含聚四氟乙烯的成形制品1-A平均往復(fù)次數(shù)為66次。這些結(jié)果清楚地表明，含聚四氟乙烯的成形制品的平均往復(fù)次數(shù)遠(yuǎn)多于不含聚四氟乙烯成形制品的平均往復(fù)次數(shù)。因此，通過在纖維增強熱塑性樹脂中添加規(guī)定量的具有規(guī)定儲能彈性模量范圍的材料作為滑行性能賦予劑，可使纖維增強熱塑性樹脂的耐磨性顯著提高。當(dāng)作為拉鏈滑行件的拉頭是由含滑行性能賦予劑的纖維增強熱塑性樹脂成形時，拉頭的往復(fù)開合耐久性就能得以顯著提高。
表1
實施例2在本實施例中，選用含玻璃纖維的聚酰胺基樹脂(MitsubishiEngineering Plastics K.K.制造，商標(biāo)為“Reny 1022 HS”，玻璃纖維含量為50(重量)％)作為含增強纖維的熱塑性樹脂(原材料2-A)，選用聚四氟乙烯作為在30℃-70℃范圍內(nèi)儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的滑行性能賦予劑。在上述含玻璃纖維的聚酰胺基樹脂中摻入5(重量)％(原材料2-B)或7(重量)％(原材料2-C)的滑行性能賦予劑并造粒。此外，在含玻璃纖維的聚酰胺基樹脂(Mitsubishi Engineering Plastics K.K.制造、商標(biāo)為“Reny 1022HS”，玻璃纖維含量為45(重量)％)中摻入10(重量)％聚四氟乙烯并造粒(原材料2-D)。這些粒料在120℃、減壓下干燥4小時，干燥后的粒料可直接用注塑機注塑成拉鏈用拉頭。于是，由原材料2-A、2-B、2-C和2-D制得了拉頭作為成形制品。
按照J(rèn)IS S 3015方法，以與實施例1中相同的步驟分別對成形制品2-A、2-B、2-C和2-D拉頭進(jìn)行往復(fù)開合耐久性試驗。試驗結(jié)果列于表2。
如表2所示，在拉頭的往復(fù)開合耐久性試驗中，在含5(重量)％聚四氟乙烯的成形制品2-B情況下，5個試樣平均往復(fù)次數(shù)為1151次，在含7(重量)％聚四氟乙烯的成形制品2-C情況下，平均往復(fù)次數(shù)為2204次，含10(重量)％聚四氟乙烯的成形制品2-D情況下，平均往復(fù)次數(shù)為4681次，而不含聚四氟乙烯的成形制品2-A情況下，平均往復(fù)次數(shù)為353次。這些結(jié)果清楚地表明，含聚四氟乙烯的成形制品的平均往復(fù)次數(shù)遠(yuǎn)多于不含聚四氟乙烯的成形制品的平均往復(fù)次數(shù)。因此，通過在纖維增強熱塑性樹脂中添加規(guī)定量的具有規(guī)定儲能彈性模量范圍的材料作為滑行性能賦予劑，可使纖維增強熱塑性樹脂的耐磨性顯著提高。當(dāng)作為拉鏈滑行件的拉頭是由含滑行性能賦予劑的纖維增強熱塑性樹脂成形時，拉頭的往復(fù)開合耐久性就能得以顯著提高。
表2
如上所述因為對根據(jù)本發(fā)明熱塑性樹脂成形的制品來說，該成形制品是由添加了適量的、使用溫度在30℃-70℃范圍內(nèi)儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕材料的纖維增強的熱塑性樹脂制成的，所以該制品在保持了由添加增強纖維所獲得的高強度的同時，還具有很高的耐磨性，尤其是在使用溫度范圍內(nèi)由于拉頭作滑行運動產(chǎn)生的摩擦熱引起溫度升高時所表現(xiàn)出來的高耐磨性。
因此，根據(jù)本發(fā)明熱塑性樹脂成形的制品特別適用作為各種不同類型的滑行件。當(dāng)該成形制品用作拉鏈的拉頭時，具有極高的往復(fù)開合耐久性。
雖然本文已公開了某些特定的實施方案和操作實施例，但只要不背離本發(fā)明的精神或基本特征，本發(fā)明是可以其它的具體形態(tài)來體現(xiàn)的。因此，可以認(rèn)為，所述實施方案和實施例在各個方面都是說明性的而不是限制性的，本發(fā)明范圍是由所附權(quán)利要求書而不是由上述說明書規(guī)定的，而且包括在權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x及范圍內(nèi)的所有改變都屬本發(fā)明范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種由熱塑性樹脂成形的制品，包括一種含增強纖維并摻有在使用溫度為30℃-70℃的儲能彈性模量為3.5×108帕-5.0×108帕的滑行性能賦予劑的纖維增強熱塑性樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的成形制品，其中所述熱塑性樹脂選自聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯及聚碳酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的成形制品，其中所述熱塑性樹脂是聚對苯二甲酸丁二醇酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的成形制品，其中所述熱塑性樹脂是聚酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的成形制品，其中所述滑行性能賦予劑的用量為4-20(重量)％，以所述熱塑性樹脂和所述增強纖維總重量計。
6.權(quán)利權(quán)利要求4的成形制品，其中所述滑行性能賦予劑的用量為4-10(重量)％，以所述聚酰胺和所述增強纖維總重量計。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項的成形制品，其中所述滑行性能賦予劑選自含氟聚合物和聚乙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項的成形制品，其中所述滑行性能賦予劑是聚四氟乙烯。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項的成形制品，其中所述增強纖維用量為20-60(重量)％，以熱塑性樹脂重量計。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項的成形制品，其中所述增強纖維至少一種選自玻璃纖維、碳纖維及金屬纖維。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項的成形制品，其中所述成形制品是一種用于拉鏈中的拉頭。
全文摘要
公開了一種由纖維增強的熱塑性樹脂成形的制品,由于該樹脂克服了因添加常規(guī)量增強纖維而引起的耐磨性的降低,因而適用作滑行件。這種成形制品包括含增強纖維并摻有使用溫度為30℃—70℃的儲能彈性模量為3.5×10
文檔編號C08L69/00GK1243135SQ99108909
公開日2000年2月2日 申請日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月24日
發(fā)明者石橋亮, 田中守, 廣田睦夫, 宮島吉史 申請人:Ykk株式會社