JP5911755B2 - 繊維強化樹脂ペレットの製造方法及び繊維強化樹脂成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
に関する。
上記繊維集合体としては、天然植物繊維と熱可塑性合成繊維を含んでいればよく特に限定されず、例えば、ラップ、スライバー、不織布、織物、編物等のいずれの形態のものを用いてもよい。コストが低いという観点から、ラップ及び/又はスライバー形態の繊維集合体を用いることがより好ましい。
繊維集合体のシート化は、従来の公知の成形方法で行うことができ、例えばホットスタンピング法、プリプレグ成形法、プレス成形法等が挙げられる。
上記で得られた繊維強化樹脂シートを長さ方向と幅方向の両方向に切断することで、少なくとも4つのカット面を有する六面体の繊維強化樹脂ペレットが得られる。さらに、繊維強化樹脂シートを厚み方向にもスライスすることで、5つのカット面又は6つのカット面を有する六面体の繊維強化樹脂ペレットを得ることができる。切断方法としては、繊維強化樹脂シートを所定の大きさに切断できればよく、特に限定されない。また、角形ペレタイザー等で成型し、得られたシートを切断する方法でもペレットを得ることができる。
<シート化>
天然植物繊維として木綿繊維(平均繊維径12μm、平均繊維長28mm)を使用し、熱可塑性合成繊維としてポリプロピレン繊維(ダイワボウポリテック社製、商品名「PN−17038」、単繊維繊度1.7dtex,平均繊維長38mm)を使用した。まず、木綿繊維のスライバー(太さ4.7g/m)43本と、ポリプロピレン繊維のスライバー(太さ4.7g/m)43本を引き揃え、長さ20cm、幅20cmの集合体を得た。得られた集合体を、単動圧縮成形機(株式会社神藤金属工業所製、「NF−37型」、加熱/冷却二段式)でプレス成形し、長さ20cm、幅20cm、厚み2mmの繊維強化樹脂シートを得た。加熱プレスは、常温にて集合体を金型にセットし9分掛けて金型温度を200℃まで昇温させた後、1MPaで2分間行った。冷却プレスは、20℃、1MPaで5分間行った。
上記で得られた繊維強化樹脂シートをペレタイザー(株式会社三力製作所製、SGP−450型)を用いて長さ方向と幅方向の両方向にカットし、長さ3.5mm、幅3.5mm、厚さ2mmの六面体の繊維強化樹脂ペレットを得た。
上記で得られた繊維強化樹脂ペレットを80℃で2時間乾燥した。乾燥後の繊維強化樹脂ペレットを射出成形機(東洋機械金属株式会社製、80t電動サーボ射出成形機、Si−80IV)にて射出成形して繊維強化樹脂成形体を作製した。成形条件は、スクリュー温度をホッパ下から順番に200℃、200℃、200℃、200℃、200℃にし、冷却時間を30秒にし、保圧時間を10秒にし、保持圧力を50MPaにし、射出速度を30mm/秒にし、射出圧力(一次圧力)を180MPaにし、金型温度を40℃にした。なお、成型形状は、各引張試験及び曲げ試験(厚み5mm)の試験片形状である。
実施例1で使用した木綿スライバー及びポリプロピレン繊維スライバーを用いて、練条を1回行い、太さ4.7g/mに調整された混合スライバーを得た後、当該スライバーを86本並べ、実施例1と同様にして繊維強化樹脂ペレット及び繊維強化樹脂成形体を作製した。
実施例1で使用した木綿スライバー及びポリプロピレン繊維スライバーを用いて、練条を2回行い、太さ4.7g/mに調整された混合スライバーを得た後、当該スライバーを86本並べ、実施例1と同様にして繊維強化樹脂ペレット及び繊維強化樹脂成形体を作製した。
実施例1で使用した木綿スライバー及びポリプロピレン繊維スライバーを用いて、練条を3回行い、太さ4.7g/mに調整された混合スライバーを得た後、当該スライバーを86本並べ、実施例1と同様にして繊維強化樹脂ペレット及び繊維強化樹脂成形体を作製した。
<シート化>
84dtexの綿PP混紡糸(綿50質量%、PP50質量%)を、挿入角度が90℃、挿入本数が48本/インチ、目付が159.0g/m2になるように一層配列した。また、その上に、84dtexの綿PP混紡糸(綿50質量%、PP50質量%)を、挿入角度が30℃、挿入本数が15本/インチ、目付が159.0g/m2になるようにもう一層配列した。さらに、その上に、84dtexの綿PP混紡糸(綿50質量%、PP50質量%)を、挿入角度が−30℃、挿入本数が15本/インチ、目付が159.0g/m2になるようにもう一層配列した。最後に、8.3dtexのポリエステル糸を縫製糸として、挿入本数250本/インチで厚さ方向にステッチング(結束)し、一体化して、目付が483.8g/m2の多軸挿入たて編み物を得た。
実施例1で使用した木綿スライバー及びポリプロピレン繊維スライバーを用いて、練条を3回行い、太さ5.6g/mに調整された混合スライバーを得た後、当該スライバーを72本並べ、実施例1と同様にして繊維強化樹脂ペレット及び繊維強化樹脂成形体を作製した。
実施例6と同様にして繊維強化樹脂ペレットを作製した。得られた繊維強化樹脂ペレットを80℃で2時間乾燥した後、繊維強化樹脂ペレットと射出成形用ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ株式会社製、商品名「ノバテック」、MA1B、MFR21g/10分)を、質量比が80:20になるように混合した樹脂材料を用いた以外は、実施例6と同様にして繊維強化樹脂成形体を作製した。
繊維強化樹脂ペレットと射出成形用ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ株式会社製、商品名「ノバテック」、MA1B、MFR21g/10分)を、質量比が60:40になるように混合した樹脂材料を用いた以外は、実施例7と同様にして繊維強化樹脂成形体を作製した。
繊維強化樹脂ペレットと射出成形用ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ株式会社製、商品名「ノバテック」、MA1B、MFR21g/10分)を、質量比が40:60になるように混合した樹脂材料を用いた以外は、実施例7と同様にして繊維強化樹脂成形体を作製した。
繊維強化樹脂ペレットと射出成形用ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ株式会社製、商品名「ノバテック」、MA1B、MFR21g/10分)を、質量比が20:80になるように混合した樹脂材料を用いた以外は、実施例7と同様にして繊維強化樹脂成形体を作製した。
射出成形用ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ株式会社製、商品名「ノバテック」、MA1B、MFR21g/10分)を用いた以外は、実施例1と同様にして維強化樹脂成形体を作製した。
JISK7112に従って測定した。
JIS K 7162(1994)に準じて引張試験を行い、引張弾性率及び引張強さを測定した。試験片としては、ダンベル形(A形試験片)を用い、つかみ具間距離100mm、試験速度1m/minとした。
JIS K 7171(2004)に準じて曲げ試験を行い、曲げ弾性率及び曲げ強さを測定した。試験片としては、長さ125mm、幅12.6mm、厚み5mmの短冊形試験片を用い、支点間距離80mm、試験速度1mm/minとした。
ASTM D 256に従ってシャルピー衝撃試験(ノッチ有り)を行い、シャルピー衝撃強さを測定した。試験片としては、曲げ試験と同様の短冊形試験片を用い、衝撃速度は3.47m/sとした。
2 繊維強化樹脂シート
3 繊維強化樹脂ペレット
11 下金型
12 上金型
20 多軸挿入たて編み物
21a〜21f 天然植物繊維と熱可塑性合成繊維の混繊糸
26 編針
27、28 ステッチング糸
Claims (4)
- 補強繊維とマトリックス樹脂を含む繊維強化樹脂ペレットの製造方法であって、
前記補強繊維は木綿又は麻繊維からなる天然植物繊維であり、前記マトリックス樹脂は熱可塑性合成繊維が溶融したものであり、
天然植物繊維と熱可塑性合成繊維を含む繊維集合体を、前記熱可塑性合成繊維を構成する樹脂の融点以上かつ前記天然植物繊維の分解温度以下の温度にてプレス成形して、天然植物繊維が補強繊維となり、熱可塑性合成繊維が溶融してマトリックス樹脂となる繊維強化樹脂シートとし、
前記繊維強化樹脂シートを長さ方向と幅方向の両方向に切断することにより、少なくとも4つのカット面を有する六面体の繊維強化樹脂ペレットとすることを特徴とする繊維強化樹脂ペレットの製造方法。 - 前記天然植物繊維と前記熱可塑性合成繊維の配合割合は、質量比で、天然植物繊維:熱可塑性合成繊維=80:20〜20:80の範囲である請求項1に記載の繊維強化樹脂ペレットの製造方法。
- 前記繊維集合体は、ラップ、スライバー、不織布、織物及び編物からなる群から選ばれる一種以上である請求項1に記載の繊維強化樹脂ペレットの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維強化樹脂ペレットの製造方法で得られた繊維強化樹脂ペレットを含む樹脂材料を所定の形状に成形することを特徴とする繊維強化樹脂成形体の製造方法。
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