JP2000158571A - 複合積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マット - Google Patents
複合積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マットInfo
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- JP2000158571A JP2000158571A JP10332836A JP33283698A JP2000158571A JP 2000158571 A JP2000158571 A JP 2000158571A JP 10332836 A JP10332836 A JP 10332836A JP 33283698 A JP33283698 A JP 33283698A JP 2000158571 A JP2000158571 A JP 2000158571A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複合積層成形品における繊維強化熱可塑性シ
ートと被覆樹脂との界面での剪断剥離強力を増大しつ
つ、その強力の安定化が図れる複合積層成形品の製造法
及びそれに用いる積層マットを提供する。 【解決手段】 繊維強化熱可塑性シートＲＳを補強芯材
としてその表面に熱可塑性樹脂を直接被覆４して複合積
層成形品５を製造する方法である。この複合積層成形品
５の製造には、強化繊維と熱可塑性繊維とがランダムに
配向した混合繊維マット２の両面に、熱可塑性繊維及び
被覆に供される熱可塑性樹脂の双方に相溶性のある熱可
塑性繊維がランダムに配向した相溶性マット３、３を積
層した３層積層マット１を加熱加圧して熱可塑性繊維の
少なくとも一部を融着させて繊維強化熱可塑性シートＲ
Ｓを成形したものが用いられる。
ートと被覆樹脂との界面での剪断剥離強力を増大しつ
つ、その強力の安定化が図れる複合積層成形品の製造法
及びそれに用いる積層マットを提供する。 【解決手段】 繊維強化熱可塑性シートＲＳを補強芯材
としてその表面に熱可塑性樹脂を直接被覆４して複合積
層成形品５を製造する方法である。この複合積層成形品
５の製造には、強化繊維と熱可塑性繊維とがランダムに
配向した混合繊維マット２の両面に、熱可塑性繊維及び
被覆に供される熱可塑性樹脂の双方に相溶性のある熱可
塑性繊維がランダムに配向した相溶性マット３、３を積
層した３層積層マット１を加熱加圧して熱可塑性繊維の
少なくとも一部を融着させて繊維強化熱可塑性シートＲ
Ｓを成形したものが用いられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、強化繊維と熱可塑性
繊維とから形成される繊維強化熱可塑性シートを補強芯
材としてその表面に熱可塑性樹脂が積層されてなる複合
積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マットに関す
る。
繊維とから形成される繊維強化熱可塑性シートを補強芯
材としてその表面に熱可塑性樹脂が積層されてなる複合
積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マットに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性繊維と強化繊維とからなる複合
物（複合マット）を加熱加圧することにより、熱可塑性
繊維を融解させた繊維強化熱可塑性シートが、例えば特
開昭６１−１３０３４５号公報により知られている。ま
た、このような繊維強化熱可塑性シートは、強化繊維ロ
ービングを含浸開繊、加熱溶融させシート化することに
よっても形成される。このような繊維強化熱可塑性シー
トは、付加価値を高めるために、その表面に接着層を介
して塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂を押出被覆した
りした複合積層成形品として利用されている。
物（複合マット）を加熱加圧することにより、熱可塑性
繊維を融解させた繊維強化熱可塑性シートが、例えば特
開昭６１−１３０３４５号公報により知られている。ま
た、このような繊維強化熱可塑性シートは、強化繊維ロ
ービングを含浸開繊、加熱溶融させシート化することに
よっても形成される。このような繊維強化熱可塑性シー
トは、付加価値を高めるために、その表面に接着層を介
して塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂を押出被覆した
りした複合積層成形品として利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、接着層を設けることにより積層製品を得る方法によ
れば、成形工程が複雑となり価格の上昇が懸念される。
一方、被覆される樹脂と強化繊維熱可塑性シートを形成
する樹脂との相溶性を考慮して繊維強化熱可塑性シート
を形成させれば、被覆樹脂と繊維強化熱可塑性シートと
の融着は少しは改良されるものの、その融着強力は一定
せずに不安定である場合が多い。このような場合には、
結果として複合積層成形品における被覆樹脂と繊維強化
熱可塑性シートとの界面の剪断剥離強力が一定せずにバ
ラツキを有するとの課題点がある。
に、接着層を設けることにより積層製品を得る方法によ
れば、成形工程が複雑となり価格の上昇が懸念される。
一方、被覆される樹脂と強化繊維熱可塑性シートを形成
する樹脂との相溶性を考慮して繊維強化熱可塑性シート
を形成させれば、被覆樹脂と繊維強化熱可塑性シートと
の融着は少しは改良されるものの、その融着強力は一定
せずに不安定である場合が多い。このような場合には、
結果として複合積層成形品における被覆樹脂と繊維強化
熱可塑性シートとの界面の剪断剥離強力が一定せずにバ
ラツキを有するとの課題点がある。
【０００４】そこで、本発明は、複合積層成形品におけ
る繊維強化熱可塑性シートと被覆樹脂との界面での剪断
剥離強力を増大しつつ、その強力の安定化が図れる複合
積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マットを提供
することを目的とする。
る繊維強化熱可塑性シートと被覆樹脂との界面での剪断
剥離強力を増大しつつ、その強力の安定化が図れる複合
積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マットを提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、繊維強化熱可塑性シートを補強芯材としてその表面
に熱可塑性樹脂を直接被覆して複合積層成形品を製造す
るに際して、前記繊維強化熱可塑性シートとして、強化
繊維と熱可塑性繊維とがランダムに配向した混合繊維マ
ットの両面に、前記熱可塑性繊維及び前記被覆に供され
る熱可塑性樹脂の双方に相溶性のある熱可塑性繊維がラ
ンダムに配向した相溶性マットを積層した３層積層マッ
トを加熱加圧して熱可塑性繊維の少なくとも一部を融着
させて繊維強化熱可塑性シートを成形したものを用いる
ことを特徴とする複合積層成形品の製造法である。
は、繊維強化熱可塑性シートを補強芯材としてその表面
に熱可塑性樹脂を直接被覆して複合積層成形品を製造す
るに際して、前記繊維強化熱可塑性シートとして、強化
繊維と熱可塑性繊維とがランダムに配向した混合繊維マ
ットの両面に、前記熱可塑性繊維及び前記被覆に供され
る熱可塑性樹脂の双方に相溶性のある熱可塑性繊維がラ
ンダムに配向した相溶性マットを積層した３層積層マッ
トを加熱加圧して熱可塑性繊維の少なくとも一部を融着
させて繊維強化熱可塑性シートを成形したものを用いる
ことを特徴とする複合積層成形品の製造法である。
【０００６】このように構成すれば、強化繊維と熱可塑
性繊維とがランダムに配向した混合繊維マットが用いら
れているので、平面方向に対して均一な強力を有する補
強芯材としての繊維強化熱可塑性シートが形成される。
また、この補強芯材の表層部分には被覆樹脂との相溶性
のある熱可塑性繊維が含まれるので、複合積層成形品を
形成した場合、繊維強化熱可塑性シートと被覆された樹
脂との間における界面での強力が増大される。このよう
に構成された補強芯材では中心部分には、十分な量の強
化繊維を配合することにより、繊維強化熱可塑性シート
の強力を低下させることがなく、一方、表面には、被覆
樹脂との相溶性のある熱可塑性樹脂を増大させることに
より被覆樹脂との界面の強力を安定に増大させることが
でき、全体として不要な樹脂量を増大させることのない
熱可塑性樹脂シートが提供されるので、コストの増大も
押さえることができる。
性繊維とがランダムに配向した混合繊維マットが用いら
れているので、平面方向に対して均一な強力を有する補
強芯材としての繊維強化熱可塑性シートが形成される。
また、この補強芯材の表層部分には被覆樹脂との相溶性
のある熱可塑性繊維が含まれるので、複合積層成形品を
形成した場合、繊維強化熱可塑性シートと被覆された樹
脂との間における界面での強力が増大される。このよう
に構成された補強芯材では中心部分には、十分な量の強
化繊維を配合することにより、繊維強化熱可塑性シート
の強力を低下させることがなく、一方、表面には、被覆
樹脂との相溶性のある熱可塑性樹脂を増大させることに
より被覆樹脂との界面の強力を安定に増大させることが
でき、全体として不要な樹脂量を増大させることのない
熱可塑性樹脂シートが提供されるので、コストの増大も
押さえることができる。
【０００７】請求項２に記載の発明は、前記相溶性マッ
トは、前記混合繊維マットを形成する熱可塑性繊維と相
溶性のある熱可塑性繊維及び前記被覆に供される熱可塑
性樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維との少なくとも２種
類の繊維を開繊しながら混合することによりランダムに
配向されて形成された相溶性混合マットであることを特
徴とする請求項１に記載の複合積層成形品の製造法であ
る。
トは、前記混合繊維マットを形成する熱可塑性繊維と相
溶性のある熱可塑性繊維及び前記被覆に供される熱可塑
性樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維との少なくとも２種
類の繊維を開繊しながら混合することによりランダムに
配向されて形成された相溶性混合マットであることを特
徴とする請求項１に記載の複合積層成形品の製造法であ
る。
【０００８】このように構成すれば、相溶性マットに
は、混合繊維マットを形成する熱可塑性繊維と相溶性の
ある熱可塑性繊維と被覆に供される熱可塑性樹脂と相溶
性のある熱可塑性繊維との少なくとも２種類の熱可塑性
繊維が含まれるので、混合繊維マット中の熱可塑性繊維
との相溶性及び被覆される樹脂との双方に相溶性を有す
る相溶性マットを選択するのが容易となる。また、複数
の繊維を開繊しながら混合すれば、繊維をランダムに配
向させる工程で複数の繊維は容易に均一に混繊されるの
で、特別の工程を必要とせずに複数種類の繊維を混繊さ
せることができる。
は、混合繊維マットを形成する熱可塑性繊維と相溶性の
ある熱可塑性繊維と被覆に供される熱可塑性樹脂と相溶
性のある熱可塑性繊維との少なくとも２種類の熱可塑性
繊維が含まれるので、混合繊維マット中の熱可塑性繊維
との相溶性及び被覆される樹脂との双方に相溶性を有す
る相溶性マットを選択するのが容易となる。また、複数
の繊維を開繊しながら混合すれば、繊維をランダムに配
向させる工程で複数の繊維は容易に均一に混繊されるの
で、特別の工程を必要とせずに複数種類の繊維を混繊さ
せることができる。
【０００９】請求項３に記載の発明は、繊維強化熱可塑
性シートを補強芯材としてその表面に熱可塑性樹脂を直
接被覆して複合積層成形品を製造するために用いられる
マットであって、該マットは、強化繊維と熱可塑性繊維
とがランダムに配向した混合繊維マットの両面に、前記
熱可塑性繊維及び前記被覆に供される熱可塑性樹脂の双
方に相溶性のある熱可塑性繊維がランダムに配向した相
溶性マットを積層したことを特徴とする積層マットであ
る。
性シートを補強芯材としてその表面に熱可塑性樹脂を直
接被覆して複合積層成形品を製造するために用いられる
マットであって、該マットは、強化繊維と熱可塑性繊維
とがランダムに配向した混合繊維マットの両面に、前記
熱可塑性繊維及び前記被覆に供される熱可塑性樹脂の双
方に相溶性のある熱可塑性繊維がランダムに配向した相
溶性マットを積層したことを特徴とする積層マットであ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に係る積層マット１は、図
１に示すように、強化繊維と熱可塑性繊維とから形成さ
れる混合繊維マット２とその混合繊維マット２の両面に
形成され、混合繊維マット２を形成する熱可塑性繊維及
び被覆に供される熱可塑性樹脂（以下、被覆樹脂という
ことがある。）の双方に相溶性のある熱可塑性繊維から
構成される相溶性マット３、３とから形成される３層構
造である。
１に示すように、強化繊維と熱可塑性繊維とから形成さ
れる混合繊維マット２とその混合繊維マット２の両面に
形成され、混合繊維マット２を形成する熱可塑性繊維及
び被覆に供される熱可塑性樹脂（以下、被覆樹脂という
ことがある。）の双方に相溶性のある熱可塑性繊維から
構成される相溶性マット３、３とから形成される３層構
造である。
【００１１】この強化繊維としては引張弾性率が大きい
ものが好ましい。一般にその引張弾性率は１０ＧＰａ以
上のものが選択される。また、この強化繊維は、用いら
れる熱可塑性樹脂との組合せにおいて、その熱可塑性樹
脂の溶融温度において熱的に安定である樹脂が選択され
る。この強化繊維としては、例えばカーボン繊維、ガラ
ス繊維、アラミド繊維、無機繊維、金属繊維等が挙げら
れ、用途によりその種類、繊維径は適宜選択される。
ものが好ましい。一般にその引張弾性率は１０ＧＰａ以
上のものが選択される。また、この強化繊維は、用いら
れる熱可塑性樹脂との組合せにおいて、その熱可塑性樹
脂の溶融温度において熱的に安定である樹脂が選択され
る。この強化繊維としては、例えばカーボン繊維、ガラ
ス繊維、アラミド繊維、無機繊維、金属繊維等が挙げら
れ、用途によりその種類、繊維径は適宜選択される。
【００１２】強化繊維の繊維長は限定されないが、通常
１００μｍ〜１００ｍｍの範囲で用いられる場合が多
い。また、その直径も限定されないが、５〜５０μｍの
範囲内で用いられる場合が多い。直径が５μｍ未満の場
合には、繊維強化熱可塑性シートに成形した場合の強度
が十分ではない場合がある。また、逆に５０μｍを超え
る場合には、熱可塑性繊維で強化繊維間を密着させるこ
とが困難となり、強度が発現できない場合がある。
１００μｍ〜１００ｍｍの範囲で用いられる場合が多
い。また、その直径も限定されないが、５〜５０μｍの
範囲内で用いられる場合が多い。直径が５μｍ未満の場
合には、繊維強化熱可塑性シートに成形した場合の強度
が十分ではない場合がある。また、逆に５０μｍを超え
る場合には、熱可塑性繊維で強化繊維間を密着させるこ
とが困難となり、強度が発現できない場合がある。
【００１３】本発明において用いられる熱可塑性繊維と
しては、熱可塑性を有する樹脂から構成される繊維であ
れば特には制限されない。混合繊維マットに用いられる
場合には、強化繊維が熱的に安定である状態で、この熱
可塑性繊維が溶融されたり軟化されたりして繊維強化熱
可塑性シートが得られるものであればよい。また、相溶
性マットに用いられる場合には、被覆樹脂との組合せで
は、被覆樹脂の溶融相を付与して補強芯材に熱可塑性樹
脂の被覆層を付与する条件でそれらの相溶性が良いもの
が選択される。
しては、熱可塑性を有する樹脂から構成される繊維であ
れば特には制限されない。混合繊維マットに用いられる
場合には、強化繊維が熱的に安定である状態で、この熱
可塑性繊維が溶融されたり軟化されたりして繊維強化熱
可塑性シートが得られるものであればよい。また、相溶
性マットに用いられる場合には、被覆樹脂との組合せで
は、被覆樹脂の溶融相を付与して補強芯材に熱可塑性樹
脂の被覆層を付与する条件でそれらの相溶性が良いもの
が選択される。
【００１４】このような熱可塑性繊維としては、例え
ば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオ
レフィン系繊維、ポリアミド繊維（ナイロン繊維）、ポ
リアクリロニトリル繊維（アクリル繊維）、ポリエチレ
ンテレフタレート繊維、ポリ塩化ビニル繊維等が入手容
易な繊維が例示され、これらはシートの性能により適
宜、選択される。これらの熱可塑性繊維は単独で使用さ
れても二種又はそれ以上が混合されて用いられてもよ
い。
ば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオ
レフィン系繊維、ポリアミド繊維（ナイロン繊維）、ポ
リアクリロニトリル繊維（アクリル繊維）、ポリエチレ
ンテレフタレート繊維、ポリ塩化ビニル繊維等が入手容
易な繊維が例示され、これらはシートの性能により適
宜、選択される。これらの熱可塑性繊維は単独で使用さ
れても二種又はそれ以上が混合されて用いられてもよ
い。
【００１５】表裏層にある相溶性マット３、３は内層に
ある混合繊維マット２の熱可塑性繊維と被覆樹脂との双
方に相溶性のある熱可塑性繊維が選択されるのがよい。
この相溶性マット３、３を構成する繊維は、内層にある
混合繊維マット２の熱可塑性繊維と相溶性のある熱可塑
性繊維と、被覆樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維との少
なくとも２種類の繊維から構成されることにより、内層
にある混合繊維マット２の熱可塑性繊維と被覆樹脂との
双方に相溶性のある相溶性マット３を構成してもよい。
ある混合繊維マット２の熱可塑性繊維と被覆樹脂との双
方に相溶性のある熱可塑性繊維が選択されるのがよい。
この相溶性マット３、３を構成する繊維は、内層にある
混合繊維マット２の熱可塑性繊維と相溶性のある熱可塑
性繊維と、被覆樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維との少
なくとも２種類の繊維から構成されることにより、内層
にある混合繊維マット２の熱可塑性繊維と被覆樹脂との
双方に相溶性のある相溶性マット３を構成してもよい。
【００１６】積層マットの製造法は特には限定されな
い。例えば、熱可塑性繊維と強化繊維とを所定の長さに
切断後、適宜の段階で開繊しながら混合し、エアにてベ
ルト上に積層することによりランダムに配向されたマッ
トを積層することができる。送給する繊維（給繊）とし
て２種類の繊維を用いれば、これらの２種類の繊維は開
繊工程等により均一に混繊されて、ランダムなウエブと
することができる。
い。例えば、熱可塑性繊維と強化繊維とを所定の長さに
切断後、適宜の段階で開繊しながら混合し、エアにてベ
ルト上に積層することによりランダムに配向されたマッ
トを積層することができる。送給する繊維（給繊）とし
て２種類の繊維を用いれば、これらの２種類の繊維は開
繊工程等により均一に混繊されて、ランダムなウエブと
することができる。
【００１７】相溶性マット３の上に混合繊維マット２を
積層させ、次いでその上に相溶性マット３を積層するこ
とにより容易に３層積層マットを形成することができ
る。これらのマット（ウェブ）又は積層マットは、任意
の工程でニードリングなどの工程を付与して絡合を強固
に行ったり、また、一体化されていてもよい。
積層させ、次いでその上に相溶性マット３を積層するこ
とにより容易に３層積層マットを形成することができ
る。これらのマット（ウェブ）又は積層マットは、任意
の工程でニードリングなどの工程を付与して絡合を強固
に行ったり、また、一体化されていてもよい。
【００１８】このようにして積層された３層構造の積層
マット１は、加熱・加圧工程により熱可塑性シートとさ
れる。このような加熱加圧可能なシート成形装置として
は、例えば、図２に示すようなシート成形装置２０が例
示される。
マット１は、加熱・加圧工程により熱可塑性シートとさ
れる。このような加熱加圧可能なシート成形装置として
は、例えば、図２に示すようなシート成形装置２０が例
示される。
【００１９】この図２において、積層マットＵＭは繰出
機２１に巻かれている。この積層マットＵＭは、加熱炉
２２に連続的に投入されこの加熱炉２１で熱可塑性樹脂
が融解される。この加熱炉２２には、遠赤ヒータ２３が
設置されて、積層マットＵＭは、支持ロール２４上に支
持されながら、炉内２５を通過する。この炉内２５のマ
ット通過部の雰囲気温度は用いられる熱可塑性樹脂によ
り適宜の温度が選択される。熱可塑性樹脂としてポリエ
ステル（ＰＥＴ）が選択される場合には、その融点より
高い、例えば、２８５℃付近に設定されている。
機２１に巻かれている。この積層マットＵＭは、加熱炉
２２に連続的に投入されこの加熱炉２１で熱可塑性樹脂
が融解される。この加熱炉２２には、遠赤ヒータ２３が
設置されて、積層マットＵＭは、支持ロール２４上に支
持されながら、炉内２５を通過する。この炉内２５のマ
ット通過部の雰囲気温度は用いられる熱可塑性樹脂によ
り適宜の温度が選択される。熱可塑性樹脂としてポリエ
ステル（ＰＥＴ）が選択される場合には、その融点より
高い、例えば、２８５℃付近に設定されている。
【００２０】加熱炉２２を通過した積層マットＵＭは、
つづいて、加熱ロール２６、冷却ロール２７、引取機２
８を経て巻取機２９にて巻き取られる。加熱ロール２２
のロール表面温度は１００℃、加熱ピンチ圧、冷却ロー
ル２３のロール表面温度、冷却ピンチ圧や成形速度を適
宜設定することにより、所望の厚みに圧縮すると同時に
熱可塑性樹脂が強化繊維を接着させた繊維強化熱可塑性
シートＲＳが得られる。
つづいて、加熱ロール２６、冷却ロール２７、引取機２
８を経て巻取機２９にて巻き取られる。加熱ロール２２
のロール表面温度は１００℃、加熱ピンチ圧、冷却ロー
ル２３のロール表面温度、冷却ピンチ圧や成形速度を適
宜設定することにより、所望の厚みに圧縮すると同時に
熱可塑性樹脂が強化繊維を接着させた繊維強化熱可塑性
シートＲＳが得られる。
【００２１】以上により得られた繊維強化熱可塑性シー
トＲＳは、図３に示すように、その表面に熱可塑性樹脂
の被覆層４、４が押出被覆などにより付与されて複合積
層成形品５として利用される。この繊維強化熱可塑性シ
ートＲＳは、表層近傍に被覆される熱可塑性樹脂と相溶
性のある熱可塑性繊維が含まれているので、複合積層成
形品を形成した場合、繊維強化熱可塑性シートと被覆樹
脂との間（界面）での強力が増大されるとともにその強
力の安定性が向上される。
トＲＳは、図３に示すように、その表面に熱可塑性樹脂
の被覆層４、４が押出被覆などにより付与されて複合積
層成形品５として利用される。この繊維強化熱可塑性シ
ートＲＳは、表層近傍に被覆される熱可塑性樹脂と相溶
性のある熱可塑性繊維が含まれているので、複合積層成
形品を形成した場合、繊維強化熱可塑性シートと被覆樹
脂との間（界面）での強力が増大されるとともにその強
力の安定性が向上される。
【００２２】このような複合積層成形品の製造は公知で
あり、例えば、クロスヘッド金型を使用して金型内を通
過する芯材としての本発明に従う繊維強化熱可塑性シー
トＲＳの表面に、溶融した熱可塑性樹脂を押し出して芯
材の周囲に熱可塑性樹脂を被覆する積層成形体の形成方
法が例示される。
あり、例えば、クロスヘッド金型を使用して金型内を通
過する芯材としての本発明に従う繊維強化熱可塑性シー
トＲＳの表面に、溶融した熱可塑性樹脂を押し出して芯
材の周囲に熱可塑性樹脂を被覆する積層成形体の形成方
法が例示される。
【００２３】このような表層を形成する樹脂として、相
溶性マットに用いた熱可塑性繊維と同じ樹脂が用いられ
る他、これらの熱可塑性繊維と相溶性のよいものが選択
される。汎用性があり、好適に用いられる表層樹脂とし
ては、例えば、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、及びそ
れらの共重合体、ナイロン樹脂などが用いられる場合が
多い。ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹
脂、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポ
リエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトンなどの他、熱可塑性エ
ラストマーを用いてもよい。
溶性マットに用いた熱可塑性繊維と同じ樹脂が用いられ
る他、これらの熱可塑性繊維と相溶性のよいものが選択
される。汎用性があり、好適に用いられる表層樹脂とし
ては、例えば、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、及びそ
れらの共重合体、ナイロン樹脂などが用いられる場合が
多い。ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン樹
脂、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポ
リエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトンなどの他、熱可塑性エ
ラストマーを用いてもよい。
【００２４】また、このようにして形成された複合積層
成形品はさらに表面に他の樹脂を積層させたり、塗装し
たりすることもでき、また、型押しなどにより模様を形
成させてもよい。
成形品はさらに表面に他の樹脂を積層させたり、塗装し
たりすることもでき、また、型押しなどにより模様を形
成させてもよい。
【００２５】以下、実施例に従い本発明の効果を具体的
に説明する。 （実施例１） （積層マット１の製造）混合繊維マット２としては、熱
可塑性繊維として直径約２０μｍ、平均長さ約５０ｍｍ
のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維を用い、
強化繊維として直径約１０μｍ、平均長さ約５０ｍｍの
カーボン繊維（ＣＦ）をＣＦ：ＰＥＴ＝４５：５５（重
量％）の割合で用いた。また、相溶性マット３として
は、熱可塑性繊維として混合繊維マット２と同じポリエ
チレンテレフタレート繊維とアクリル繊維（ＰＭＭＡ）
の混合繊維をＰＥＴ：ＰＭＭＡ＝５０：５０（重量％）
の割合で用いた。
に説明する。 （実施例１） （積層マット１の製造）混合繊維マット２としては、熱
可塑性繊維として直径約２０μｍ、平均長さ約５０ｍｍ
のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維を用い、
強化繊維として直径約１０μｍ、平均長さ約５０ｍｍの
カーボン繊維（ＣＦ）をＣＦ：ＰＥＴ＝４５：５５（重
量％）の割合で用いた。また、相溶性マット３として
は、熱可塑性繊維として混合繊維マット２と同じポリエ
チレンテレフタレート繊維とアクリル繊維（ＰＭＭＡ）
の混合繊維をＰＥＴ：ＰＭＭＡ＝５０：５０（重量％）
の割合で用いた。
【００２６】これらの熱可塑性繊維と強化繊維又は混合
熱可塑性繊維を開繊しながら混合し、３つのマット形成
装置に供給し、３つのマット２、３、３を作製した。こ
のときのマット３、３の目付は約１００ｇ／ｍ2であ
り、マット２の目付は、約４００ｇ／ｍ2であった。こ
れらの３つのマットを順次積層して積層マット１を作製
し、ニードルパンチ１３にて絡合されて一体化させた。
熱可塑性繊維を開繊しながら混合し、３つのマット形成
装置に供給し、３つのマット２、３、３を作製した。こ
のときのマット３、３の目付は約１００ｇ／ｍ2であ
り、マット２の目付は、約４００ｇ／ｍ2であった。こ
れらの３つのマットを順次積層して積層マット１を作製
し、ニードルパンチ１３にて絡合されて一体化させた。
【００２７】得られた積層マットの目付けは、約６００
ｇ／ｍ2であり連続的に紙芯に巻き取られた。 （繊維強化熱可塑性シートの成形）以上により得られた
積層マットをマット繰出機２１にセットし、図２に示す
シート成形装置２０にて以下に記す成形条件にて繊維強
化熱可塑性シートの成形を行った。
ｇ／ｍ2であり連続的に紙芯に巻き取られた。 （繊維強化熱可塑性シートの成形）以上により得られた
積層マットをマット繰出機２１にセットし、図２に示す
シート成形装置２０にて以下に記す成形条件にて繊維強
化熱可塑性シートの成形を行った。
【００２８】このときの成型条件は次の通りである。炉
内通過部の炉内雰囲気温度は２８５℃に設定されてい
る。加熱ピンチロール２６としては、ロール表面温度は
１００℃、加熱ピンチ圧は線圧で２０ｋｇｆ／ｃｍに設
定されている。また、冷却ロール２７としては、ロール
表面温度は３０℃、冷却ピンチ圧は線圧で２０ｋｇｆ／
ｃｍに設定されている。成形速度は、巻取り時のライン
スピードで１．５ｍ／分に設定されている。
内通過部の炉内雰囲気温度は２８５℃に設定されてい
る。加熱ピンチロール２６としては、ロール表面温度は
１００℃、加熱ピンチ圧は線圧で２０ｋｇｆ／ｃｍに設
定されている。また、冷却ロール２７としては、ロール
表面温度は３０℃、冷却ピンチ圧は線圧で２０ｋｇｆ／
ｃｍに設定されている。成形速度は、巻取り時のライン
スピードで１．５ｍ／分に設定されている。
【００２９】得られた繊維強化熱可塑性シートＲＳに塩
化ビニル樹脂を押出被覆して複合積層成形品５を得た。
この複合積層成形品５の剪断剥離強度を測定したとこ
ろ、剥離強度は３０ｋｇｆ／ｃｍ2であり、そのバラツ
キは、３％であった。
化ビニル樹脂を押出被覆して複合積層成形品５を得た。
この複合積層成形品５の剪断剥離強度を測定したとこ
ろ、剥離強度は３０ｋｇｆ／ｃｍ2であり、そのバラツ
キは、３％であった。
【００３０】比較のために、目付量約６００ｇ／ｍ2で
あり、ＣＦ：ＰＥＴ＝３０：７０（重量％）の混合繊維
マットの単一層を直接、図２に示す成形装置２０により
成形し、実施例１と同様にして繊維強化熱可塑性シート
を得て、その繊維強化熱可塑性シートに塩化ビニル樹脂
を押出被覆して複合積層成形品（比較例）を得た。この
複合積層成形品（比較例）の剪断剥離強度は２０ｋｇｆ
／ｃｍ2でありそのバラツキは１５％であった。
あり、ＣＦ：ＰＥＴ＝３０：７０（重量％）の混合繊維
マットの単一層を直接、図２に示す成形装置２０により
成形し、実施例１と同様にして繊維強化熱可塑性シート
を得て、その繊維強化熱可塑性シートに塩化ビニル樹脂
を押出被覆して複合積層成形品（比較例）を得た。この
複合積層成形品（比較例）の剪断剥離強度は２０ｋｇｆ
／ｃｍ2でありそのバラツキは１５％であった。
【００３１】この実施例と比較例とは、ほぼ同量の強化
繊維及び熱可塑性繊維が含まれているが、実施例に従う
繊維強化熱可塑性シートでは表層近傍に被覆される熱可
塑性樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維が含まれているの
で、押出被覆による融着強度を上昇させることができる
とともにその強度が安定していることが理解される。
繊維及び熱可塑性繊維が含まれているが、実施例に従う
繊維強化熱可塑性シートでは表層近傍に被覆される熱可
塑性樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維が含まれているの
で、押出被覆による融着強度を上昇させることができる
とともにその強度が安定していることが理解される。
【００３２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明のように構成すれ
ば、強化繊維と熱可塑性繊維とがランダムに配向した混
合繊維マットが用いられているので、平面方向に対して
均一な強力を有する補強芯材としての繊維強化熱可塑性
シートが形成される。また、この補強芯材の表層部分に
は被覆樹脂との相溶性のある熱可塑性繊維が含まれるの
で、複合積層成形品を形成した場合、繊維強化熱可塑性
シートと被覆された樹脂との間における界面での強力が
増大される。このように構成された補強芯材では中心部
分には、十分な量の強化繊維を配合することにより、繊
維強化熱可塑性シートの強力を低下させることがなく、
一方、表面には、被覆樹脂との相溶性のある熱可塑性樹
脂を増大させることにより被覆樹脂との界面の強力を安
定に増大させることができ、全体として不要な樹脂量を
増大させることのない熱可塑性樹脂シートが提供される
ので、コストの増大も押さえることができる。
ば、強化繊維と熱可塑性繊維とがランダムに配向した混
合繊維マットが用いられているので、平面方向に対して
均一な強力を有する補強芯材としての繊維強化熱可塑性
シートが形成される。また、この補強芯材の表層部分に
は被覆樹脂との相溶性のある熱可塑性繊維が含まれるの
で、複合積層成形品を形成した場合、繊維強化熱可塑性
シートと被覆された樹脂との間における界面での強力が
増大される。このように構成された補強芯材では中心部
分には、十分な量の強化繊維を配合することにより、繊
維強化熱可塑性シートの強力を低下させることがなく、
一方、表面には、被覆樹脂との相溶性のある熱可塑性樹
脂を増大させることにより被覆樹脂との界面の強力を安
定に増大させることができ、全体として不要な樹脂量を
増大させることのない熱可塑性樹脂シートが提供される
ので、コストの増大も押さえることができる。
【００３３】請求項２に記載の発明のように構成すれ
ば、相溶性マットには、混合繊維マットを形成する熱可
塑性繊維と相溶性のある熱可塑性繊維と被覆に供される
熱可塑性樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維との少なくと
も２種類の熱可塑性繊維が含まれるので、混合繊維マッ
ト中の熱可塑性繊維との相溶性及び被覆される樹脂との
双方に相溶性を有する相溶性マットを選択するのが容易
となる。また、複数の繊維を開繊しながら混合すれば、
繊維をランダムに配向させる工程で複数の繊維は容易に
均一に混繊されるので、特別の工程を必要とせずに複数
種類の繊維を混繊させることができる。
ば、相溶性マットには、混合繊維マットを形成する熱可
塑性繊維と相溶性のある熱可塑性繊維と被覆に供される
熱可塑性樹脂と相溶性のある熱可塑性繊維との少なくと
も２種類の熱可塑性繊維が含まれるので、混合繊維マッ
ト中の熱可塑性繊維との相溶性及び被覆される樹脂との
双方に相溶性を有する相溶性マットを選択するのが容易
となる。また、複数の繊維を開繊しながら混合すれば、
繊維をランダムに配向させる工程で複数の繊維は容易に
均一に混繊されるので、特別の工程を必要とせずに複数
種類の繊維を混繊させることができる。
【００３４】請求項３に記載の発明によれば、強化繊維
と熱可塑性繊維とがランダムに配向した混合繊維マット
の両面に、前記熱可塑性繊維及び前記被覆に供される熱
可塑性樹脂の双方に相溶性のある熱可塑性繊維がランダ
ムに配向した相溶性マットを積層した積層マットが開示
され、この積層マットは、繊維強化熱可塑性シートを補
強芯材としてその表面に熱可塑性樹脂を直接被覆して複
合積層成形品を製造するために用いられる、という実用
上有益な効果を発揮する。
と熱可塑性繊維とがランダムに配向した混合繊維マット
の両面に、前記熱可塑性繊維及び前記被覆に供される熱
可塑性樹脂の双方に相溶性のある熱可塑性繊維がランダ
ムに配向した相溶性マットを積層した積層マットが開示
され、この積層マットは、繊維強化熱可塑性シートを補
強芯材としてその表面に熱可塑性樹脂を直接被覆して複
合積層成形品を製造するために用いられる、という実用
上有益な効果を発揮する。
【図１】 積層マットの一例を説明する説明図である。
【図２】 繊維強化熱可塑性シートの製造例を示す工程
図である。
図である。
【図３】 複合積層成形品を説明する断面図である。
１ 積層マット ２ 混合繊維マット ３ 相溶性マット ４ 被覆層 ５ 複合積層成形品 ２０ シート成形装置 ＲＳ 繊維強化熱可塑性シート
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｆターム(参考） 4F100 AD11A AK01A AK01B AK01C AK15 AK25 AK42 BA03 BA06 BA08 BA10B BA10C BA26 DG01A DG17B DG17C DG18A DH02A EA011 EC032 EC092 EH012 EJ182 EJ812 EJ943 EK04 GB07 GB51 JB04B JB04C JB16A JB16B JB16C JK04 JK06 4F204 AD16 AD18 AG03 AH47 FA08 FA16 FB01 FB13 FB23 FB24 FG02 FJ11 FQ19 FQ26
Claims (3)
- 【請求項１】 繊維強化熱可塑性シートを補強芯材とし
てその表面に熱可塑性樹脂を直接被覆して複合積層成形
品を製造するに際して、 前記繊維強化熱可塑性シートとして、強化繊維と熱可塑
性繊維とがランダムに配向した混合繊維マットの両面
に、前記熱可塑性繊維及び前記被覆に供される熱可塑性
樹脂の双方に相溶性のある熱可塑性繊維がランダムに配
向した相溶性マットを積層した３層積層マットを加熱加
圧して熱可塑性繊維の少なくとも一部を融着させて繊維
強化熱可塑性シートを成形したものを用いることを特徴
とする複合積層成形品の製造法。 - 【請求項２】 前記相溶性マットは、前記混合繊維マッ
トを形成する熱可塑性繊維と相溶性のある熱可塑性繊維
及び前記被覆に供される熱可塑性樹脂と相溶性のある熱
可塑性繊維との少なくとも２種類の繊維を開繊しながら
混合することによりランダムに配向されて形成された相
溶性混合マットであることを特徴とする請求項１に記載
の複合積層成形品の製造法。 - 【請求項３】 繊維強化熱可塑性シートを補強芯材とし
てその表面に熱可塑性樹脂を直接被覆して複合積層成形
品を製造するために用いられるマットであって、 該マットは、強化繊維と熱可塑性繊維とがランダムに配
向した混合繊維マットの両面に、前記熱可塑性繊維及び
前記被覆に供される熱可塑性樹脂の双方に相溶性のある
熱可塑性繊維がランダムに配向した相溶性マットを積層
したことを特徴とする積層マット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332836A JP2000158571A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 複合積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10332836A JP2000158571A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 複合積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158571A true JP2000158571A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18259350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10332836A Withdrawn JP2000158571A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 複合積層成形品の製造法及びそれに用いる積層マット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000158571A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113336A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Ibiden Co Ltd | マット材および排気ガス処理装置 |
| CN102173153A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-09-07 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种纤维增强复合材料的制备方法 |
| JP2017039220A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | トヨタ紡織株式会社 | ボード部材の製造方法 |
| JP2017052269A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-03-16 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 複合サンドイッチパネル及び関連する製造方法 |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP10332836A patent/JP2000158571A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009113336A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Ibiden Co Ltd | マット材および排気ガス処理装置 |
| CN102173153A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-09-07 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种纤维增强复合材料的制备方法 |
| JP2017052269A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-03-16 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 複合サンドイッチパネル及び関連する製造方法 |
| JP2017039220A (ja) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | トヨタ紡織株式会社 | ボード部材の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050808 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070122 |