JPH03261519A - 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法Info
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- JPH03261519A JPH03261519A JP2059428A JP5942890A JPH03261519A JP H03261519 A JPH03261519 A JP H03261519A JP 2059428 A JP2059428 A JP 2059428A JP 5942890 A JP5942890 A JP 5942890A JP H03261519 A JPH03261519 A JP H03261519A
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Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は自動車外板パネル、内装パネル等の自動車部品
、土木建築用資材等の工業材料に供する繊維強化熱可塑
性樹脂成形品の製造方法に関する。
、土木建築用資材等の工業材料に供する繊維強化熱可塑
性樹脂成形品の製造方法に関する。
詳しくは繊維配向等による変形が少なく、外観光沢、寸
法安定性及び機械的物性の優れた繊維強化熱可塑性樹脂
成形品の製造方法に関する。
法安定性及び機械的物性の優れた繊維強化熱可塑性樹脂
成形品の製造方法に関する。
〈従来の技術〉
従来、繊維強化熱可塑性樹脂成形品を得るのにいくつか
の方法が知られている0代表的な方法は、短繊維強化ペ
レットを用いて射出成形等の一般的成形法で繊維強化成
形品を製造する方法である。
の方法が知られている0代表的な方法は、短繊維強化ペ
レットを用いて射出成形等の一般的成形法で繊維強化成
形品を製造する方法である。
またペレット製造時のベレット切断長さとほぼ同じ長さ
の中繊維長の繊維で強化された熱可塑性樹脂ペレットを
用い、射出成形等で繊維強化成形品を製造する方法もあ
る。一方、近年、繊維強化熱可塑性樹脂シートを再加熱
し、ブレス成形により製品を得る、いわゆるスタンパプ
ル・シートの技術が注目されている。スタンパプル・シ
ートの技術は強化に用いられる繊維により、2つに大別
される。1つは、数sat〜100鴫長さの単繊維と熱
可塑性樹脂粉末を湿式、又は乾式で混合し、加熱、ロー
ルプレスを経てスタンパプル・シートを製造し、このシ
ートを予備加熱後、プレスして繊維強化成形品を得る方
法である。(例えば特開昭57−28135号公報)、
もう一方のスタンパプル・シート技術は、長繊維強化ス
タンパプル・シートである。この方法では、編んだ長繊
維マットに溶融した熱可塑性樹脂を押出ラミネーシヲン
し、ロールプレスを経てスタンパブルシートを製造、こ
のシートを予備加熱し、プレス成形で繊維強化成形品を
製造する。
の中繊維長の繊維で強化された熱可塑性樹脂ペレットを
用い、射出成形等で繊維強化成形品を製造する方法もあ
る。一方、近年、繊維強化熱可塑性樹脂シートを再加熱
し、ブレス成形により製品を得る、いわゆるスタンパプ
ル・シートの技術が注目されている。スタンパプル・シ
ートの技術は強化に用いられる繊維により、2つに大別
される。1つは、数sat〜100鴫長さの単繊維と熱
可塑性樹脂粉末を湿式、又は乾式で混合し、加熱、ロー
ルプレスを経てスタンパプル・シートを製造し、このシ
ートを予備加熱後、プレスして繊維強化成形品を得る方
法である。(例えば特開昭57−28135号公報)、
もう一方のスタンパプル・シート技術は、長繊維強化ス
タンパプル・シートである。この方法では、編んだ長繊
維マットに溶融した熱可塑性樹脂を押出ラミネーシヲン
し、ロールプレスを経てスタンパブルシートを製造、こ
のシートを予備加熱し、プレス成形で繊維強化成形品を
製造する。
〈発明が解決しようとする課題〉
従来の技術はそれぞれ固有の技術、経済性の問題点を有
している。繊維強化成形品の製造法として最も一般的に
普及している短繊維強化ペレット法は、成形性、デザイ
ン対応性、コスト等は他の技術に比較し優位であるが繊
維強化の最大の目的である機械的強度の向上、特に耐衝
撃強度の点で効果が低いという欠点を有している。この
理由は、繊維と樹脂の混合、分散過程、すなわち造粒時
、及び成形時の2回の可塑化、混練工程で繊維は著しく
切断されるためである。さらに成形過程で、繊維は溶融
樹脂とともに金型内を流動するために、成形品中に繊維
配向が残り成形品が大きく変形する欠点も有している。
している。繊維強化成形品の製造法として最も一般的に
普及している短繊維強化ペレット法は、成形性、デザイ
ン対応性、コスト等は他の技術に比較し優位であるが繊
維強化の最大の目的である機械的強度の向上、特に耐衝
撃強度の点で効果が低いという欠点を有している。この
理由は、繊維と樹脂の混合、分散過程、すなわち造粒時
、及び成形時の2回の可塑化、混練工程で繊維は著しく
切断されるためである。さらに成形過程で、繊維は溶融
樹脂とともに金型内を流動するために、成形品中に繊維
配向が残り成形品が大きく変形する欠点も有している。
又、繊維、特に無m繊維の場合、造粒、成形等で使用さ
れる押出機、射出成形機のスクリュー、シリンダ一部を
著しく摩耗させることもコストの点から大きな問題とな
る。
れる押出機、射出成形機のスクリュー、シリンダ一部を
著しく摩耗させることもコストの点から大きな問題とな
る。
方、中繊維長の強化ペレットの製造工程は特殊な押出機
ヘッドを必要とし、又生産性も単繊維強化ペレットに会
較し低下するため、コストの高い製品となる。さらに成
形品中の繊維配向による変形、スクリュー、シリンダー
等の摩耗は単繊維ペレ。
ヘッドを必要とし、又生産性も単繊維強化ペレットに会
較し低下するため、コストの高い製品となる。さらに成
形品中の繊維配向による変形、スクリュー、シリンダー
等の摩耗は単繊維ペレ。
トの場合と同様である。
中及び長繊維長の繊維強化スタンパブルシートでは、成
形品中に残留する繊維が、原料として用いられた繊維の
長さをそのまま保つためきわめて高い機械的強度が得ら
れる。しかしながら中繊維長の単繊維強化スタンパブル
シートの技術においては、熱可塑性樹脂原料は粉末でな
ければならず、製品は粉砕コストのため割高となる。さ
らに抄紙機、ロール・プレス、予熱機など高価で特殊な
設備を要する。成形品内の繊維配向は、成形時に溶融樹
脂と共に一部の繊維が流れるため、繊維強化ペレットの
場合より少ないが、発生し、成形品を変形させることが
ある。
形品中に残留する繊維が、原料として用いられた繊維の
長さをそのまま保つためきわめて高い機械的強度が得ら
れる。しかしながら中繊維長の単繊維強化スタンパブル
シートの技術においては、熱可塑性樹脂原料は粉末でな
ければならず、製品は粉砕コストのため割高となる。さ
らに抄紙機、ロール・プレス、予熱機など高価で特殊な
設備を要する。成形品内の繊維配向は、成形時に溶融樹
脂と共に一部の繊維が流れるため、繊維強化ペレットの
場合より少ないが、発生し、成形品を変形させることが
ある。
長繊維スタンパブルシートの場合、成形時に溶融した樹
脂のみ流動し、繊維が流れないために成形品外周部が樹
脂のみの部分が発生し、強度的に安定しない。又、収束
した繊維を用いるため表面外観の粗いものしか得られな
い、さらに中繊維長のスタンパブルシートと同様に繊維
織機、押出機、ロール・プレス、予熱機などの高価で特
殊な設備を要する。
脂のみ流動し、繊維が流れないために成形品外周部が樹
脂のみの部分が発生し、強度的に安定しない。又、収束
した繊維を用いるため表面外観の粗いものしか得られな
い、さらに中繊維長のスタンパブルシートと同様に繊維
織機、押出機、ロール・プレス、予熱機などの高価で特
殊な設備を要する。
以上述べた他に、繊維強化熱可塑性樹脂成形品の表面外
観、光沢は、非強化成形品に比較し、表面に繊維が部分
的に露出するため著しく劣る。又熱可塑性樹脂は、線膨
張係数が大きく、金属と接合した場合、気温差で寸法が
変わる問題がある。
観、光沢は、非強化成形品に比較し、表面に繊維が部分
的に露出するため著しく劣る。又熱可塑性樹脂は、線膨
張係数が大きく、金属と接合した場合、気温差で寸法が
変わる問題がある。
く課題を解決するための手段〉
このように、従来の技術はm械的物性、変形、外観、コ
ストなどにそれぞれ問題点を有し、工業的技術としては
十分なものとは言えない0本願発明者らはこれらの問題
点を克服する技術を開発すべく鋭意研究を進めてきたが
、ついに以下に述べる工業的に優れた、かつ低コストの
、表面外観が優れた繊維強化熱可塑性樹脂成形品の新し
い製造方法を開発するに至った。
ストなどにそれぞれ問題点を有し、工業的技術としては
十分なものとは言えない0本願発明者らはこれらの問題
点を克服する技術を開発すべく鋭意研究を進めてきたが
、ついに以下に述べる工業的に優れた、かつ低コストの
、表面外観が優れた繊維強化熱可塑性樹脂成形品の新し
い製造方法を開発するに至った。
すなわち本発明は、(i)溶融した熱可塑性樹脂(A)
を複数の多孔性繊維質シートの層間に供給し、樹脂供給
圧力及び/又はプレス圧力により多孔性繊維質シートの
空隙を通し該熱可塑性樹脂(A)を浸透させて、多孔性
繊維質シートの最外層面に位置した、熱可塑性樹脂(A
)と接着性を有する熱可塑性樹脂CB)よりなるシート
又はフィルムと接着させることを特徴とする繊維強化熱
可塑性樹脂成形品の製造方法、(11)未閉鎖の金型内
に溶融した熱可塑性樹脂(A)を供給し、多孔性繊維質
シート及び熱可塑性樹脂(A)と接着性を有する熱可塑
性樹脂CB)よりなるシート又はフィルムを重ねて、多
孔性繊維質シートが溶融した熱可塑性樹脂(A)に面す
る向きに載置し、金型を閉し多孔性繊維質シ→トの空隙
を通し溶融した熱可塑性樹脂(A)を浸透させ、熱可塑
性樹脂(B)よりなるシート又はフィルムと接着させる
ことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方
法、並びに(ii)未閉鎖の金型内に、熱可塑性樹脂(
A)と接着性を有する熱可塑性樹脂(8)よりなるフィ
ルム又はシートを載置し、次いで熱可塑性樹脂(A)を
マトリックス材料とする溶融した繊維強化熱可塑性樹脂
を金型内に供給しながら又は供給した後、金型を閉し加
圧冷却して成形することを特徴とする繊維強化熱可塑性
樹脂成形品の製造方法である。
を複数の多孔性繊維質シートの層間に供給し、樹脂供給
圧力及び/又はプレス圧力により多孔性繊維質シートの
空隙を通し該熱可塑性樹脂(A)を浸透させて、多孔性
繊維質シートの最外層面に位置した、熱可塑性樹脂(A
)と接着性を有する熱可塑性樹脂CB)よりなるシート
又はフィルムと接着させることを特徴とする繊維強化熱
可塑性樹脂成形品の製造方法、(11)未閉鎖の金型内
に溶融した熱可塑性樹脂(A)を供給し、多孔性繊維質
シート及び熱可塑性樹脂(A)と接着性を有する熱可塑
性樹脂CB)よりなるシート又はフィルムを重ねて、多
孔性繊維質シートが溶融した熱可塑性樹脂(A)に面す
る向きに載置し、金型を閉し多孔性繊維質シ→トの空隙
を通し溶融した熱可塑性樹脂(A)を浸透させ、熱可塑
性樹脂(B)よりなるシート又はフィルムと接着させる
ことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方
法、並びに(ii)未閉鎖の金型内に、熱可塑性樹脂(
A)と接着性を有する熱可塑性樹脂(8)よりなるフィ
ルム又はシートを載置し、次いで熱可塑性樹脂(A)を
マトリックス材料とする溶融した繊維強化熱可塑性樹脂
を金型内に供給しながら又は供給した後、金型を閉し加
圧冷却して成形することを特徴とする繊維強化熱可塑性
樹脂成形品の製造方法である。
以下、本発明における成形方法の例を図面を用いて説明
する。その−例は第1.2図に示すように、複数の多孔
性繊維質シー)(3)、及び熱可塑性樹脂(A)と加圧
下で接着性を有する熱可塑性樹脂(B)よりなるフィル
ム又はシート(4)を閉鎖または未閉鎖の金型内に載置
した後、溶融した熱可塑性樹脂(A)を該多孔性繊維質
シート(3)の層間に供給し、樹脂供給圧力及び/又は
プレス圧力により多孔性繊維質シートの空隙を通し溶融
樹脂を浸透させて、熱可塑性樹脂(B)よりなるシート
又はフィルム(4)と接着させて成形を行う方法である
。
する。その−例は第1.2図に示すように、複数の多孔
性繊維質シー)(3)、及び熱可塑性樹脂(A)と加圧
下で接着性を有する熱可塑性樹脂(B)よりなるフィル
ム又はシート(4)を閉鎖または未閉鎖の金型内に載置
した後、溶融した熱可塑性樹脂(A)を該多孔性繊維質
シート(3)の層間に供給し、樹脂供給圧力及び/又は
プレス圧力により多孔性繊維質シートの空隙を通し溶融
樹脂を浸透させて、熱可塑性樹脂(B)よりなるシート
又はフィルム(4)と接着させて成形を行う方法である
。
また第3.4図は、金型内に熱可塑性樹脂(A)を供給
し、多孔性繊維質シート(3)及び熱可塑性樹脂(B)
よりなるシート又はフィルム(4)を重ねて、多孔性繊
維質シート(3)が溶融した熱可塑性樹脂(A)に面す
る向きとして金型を閉し、多孔性繊維質シート(3)の
空隙を通し溶融した熱可塑性樹脂(A)を浸透させ、熱
可塑性樹脂(B)よりなるシート又はフィルム(4)と
接着させて成形する方法である。
し、多孔性繊維質シート(3)及び熱可塑性樹脂(B)
よりなるシート又はフィルム(4)を重ねて、多孔性繊
維質シート(3)が溶融した熱可塑性樹脂(A)に面す
る向きとして金型を閉し、多孔性繊維質シート(3)の
空隙を通し溶融した熱可塑性樹脂(A)を浸透させ、熱
可塑性樹脂(B)よりなるシート又はフィルム(4)と
接着させて成形する方法である。
第5.6図は、未閉鎖の金型内に、熱可塑性樹脂(B)
よりなるフィルム又はシート(4)をi!置し、次いで
熱可塑性樹脂(A)をマトリックス材料とする溶融した
繊維強化熱可塑性樹脂を金型内に供給しながら、又は供
給終了後、金型を閉じ加圧冷却して成形を行う方法であ
る。
よりなるフィルム又はシート(4)をi!置し、次いで
熱可塑性樹脂(A)をマトリックス材料とする溶融した
繊維強化熱可塑性樹脂を金型内に供給しながら、又は供
給終了後、金型を閉じ加圧冷却して成形を行う方法であ
る。
本願発明に用いられる熱可塑性樹脂(B)よりなるシー
ト又はフィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、アクリロニトリル・スチレン・ブタジェン
共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネ
ート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル等
の熱可塑性樹脂、及びこれらの混合物、これらの熱可塑
性樹脂を用いたポリマーアロイ等よりなるシート又はフ
ィルムである。
ト又はフィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン、アクリロニトリル・スチレン・ブタジェン
共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネ
ート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル等
の熱可塑性樹脂、及びこれらの混合物、これらの熱可塑
性樹脂を用いたポリマーアロイ等よりなるシート又はフ
ィルムである。
本発明に用いられる多孔性繊維質シートの材質は、ガラ
ス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維等の無機繊維、
又ボリア瑞ド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等
の有機繊維及び無機、有機繊維の混合物を使用すること
ができる。特にガラス繊維の場合は低コストで高い補強
効果が得られる。繊維の直径は1μm〜50μ黴の一般
的に得られる繊維を使用することができる。
ス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維等の無機繊維、
又ボリア瑞ド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等
の有機繊維及び無機、有機繊維の混合物を使用すること
ができる。特にガラス繊維の場合は低コストで高い補強
効果が得られる。繊維の直径は1μm〜50μ黴の一般
的に得られる繊維を使用することができる。
本願発明における多孔性繊維質シートはシート形状を保
持するため0.5〜50w LXのポリビニルアルコー
ル、エポキシ樹脂等の凝結剤を用いたものを使用しても
よい、又単純シート形状のものを用いてもよいし、あら
かじめ成形品の形に予備賦形されたシートを用いてもよ
い、一方不連続の単繊維シートの繊維の長さは100m
m以下であり、単繊維シートの製造上、又得られる機械
的強度から、さらに好ましくは1〜50m+−である0
本願発明で成形に用いる複数の繊維質シートは同質のも
のの組合せでも、又異質のものの組合せでも良く、用途
、要求性能に応じて組合せ方を選択することができる。
持するため0.5〜50w LXのポリビニルアルコー
ル、エポキシ樹脂等の凝結剤を用いたものを使用しても
よい、又単純シート形状のものを用いてもよいし、あら
かじめ成形品の形に予備賦形されたシートを用いてもよ
い、一方不連続の単繊維シートの繊維の長さは100m
m以下であり、単繊維シートの製造上、又得られる機械
的強度から、さらに好ましくは1〜50m+−である0
本願発明で成形に用いる複数の繊維質シートは同質のも
のの組合せでも、又異質のものの組合せでも良く、用途
、要求性能に応じて組合せ方を選択することができる。
本願発明に用いられる熱可塑性樹脂(A)はポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル
・スチレン・ブタジェン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエ
ーテル、スチレン・アクリロニトリル重合体等の熱可塑
性樹脂、及びこれらの混合物、これらの熱可塑性樹脂を
用いたポリマーアロイ等が用いられる。又さらにこれら
の熱可塑性樹脂にクルク、ワラストナイト、ガラス繊維
等の無機充填剤などを含有させて成形収縮率を10/1
000以下、及び曲げ弾性率を24000kg/cm”
以上にしたものも用いられる。これらの熱可塑性樹脂に
は熱安定剤、紫外線防止剤、などの添加剤、また着色剤
、ゴムなどを含んでいてもよい。
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル
・スチレン・ブタジェン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエ
ーテル、スチレン・アクリロニトリル重合体等の熱可塑
性樹脂、及びこれらの混合物、これらの熱可塑性樹脂を
用いたポリマーアロイ等が用いられる。又さらにこれら
の熱可塑性樹脂にクルク、ワラストナイト、ガラス繊維
等の無機充填剤などを含有させて成形収縮率を10/1
000以下、及び曲げ弾性率を24000kg/cm”
以上にしたものも用いられる。これらの熱可塑性樹脂に
は熱安定剤、紫外線防止剤、などの添加剤、また着色剤
、ゴムなどを含んでいてもよい。
繊維強化熱可塑性樹脂を用いる場合には、好ましくは1
m+i〜50+im長さの比較的長い繊維を分散した樹
脂を用いる。このような樹脂を得るには、中繊維長の繊
維を分散したベレットを用いる方法があるが、この場合
成形機の可塑化工程で繊維の切断が著しく、機械的強度
の向上が期待できない。
m+i〜50+im長さの比較的長い繊維を分散した樹
脂を用いる。このような樹脂を得るには、中繊維長の繊
維を分散したベレットを用いる方法があるが、この場合
成形機の可塑化工程で繊維の切断が著しく、機械的強度
の向上が期待できない。
このため本願発明者らは第7図に示す可塑化装置を考案
した。可塑化装置は(12)の加熱シリンダーと(II
)のスクリューから成っている。
した。可塑化装置は(12)の加熱シリンダーと(II
)のスクリューから成っている。
(8)は熱可塑性樹脂供給口、(9)は繊維供給口で外
側にロービングカッター等の繊維の定量的供給装置をも
うける。(10)は脱気口で、繊維と共にとりこまれた
空気等を脱気する。(13)は可塑化装置のノズルであ
る。スクリュー長さ/スクリュー径の比は少なくとも1
5以上で、シリンダー中央部に繊維供給口、及びそれよ
りノズル側に脱気口をそれぞれ設ける。さらにノズルの
先端をアキュームレーター(第8図)に接続した装置(
第9図)を用いる。第8図のアキュームレターにおいて
、(21)は可塑化装置との接続口で、溶融樹脂が供給
される。(14)は油圧のピストン・シリンダーで、(
15)は溶融樹脂シリンダーで(16)、(17)部分
はピストンを示す。(18)は(14)及び(15)を
支える支持架である。(19)(20)の出入口を通し
て出入する油でピストンを動かしくI5)のシリンダー
に貯えられた溶融樹脂を(22)の吐出口から射出する
。
側にロービングカッター等の繊維の定量的供給装置をも
うける。(10)は脱気口で、繊維と共にとりこまれた
空気等を脱気する。(13)は可塑化装置のノズルであ
る。スクリュー長さ/スクリュー径の比は少なくとも1
5以上で、シリンダー中央部に繊維供給口、及びそれよ
りノズル側に脱気口をそれぞれ設ける。さらにノズルの
先端をアキュームレーター(第8図)に接続した装置(
第9図)を用いる。第8図のアキュームレターにおいて
、(21)は可塑化装置との接続口で、溶融樹脂が供給
される。(14)は油圧のピストン・シリンダーで、(
15)は溶融樹脂シリンダーで(16)、(17)部分
はピストンを示す。(18)は(14)及び(15)を
支える支持架である。(19)(20)の出入口を通し
て出入する油でピストンを動かしくI5)のシリンダー
に貯えられた溶融樹脂を(22)の吐出口から射出する
。
本装置(第9図)を用いることにより、従来にない長い
繊維の分散した熔融樹脂を得ることが可能であり、機械
的強度が著しく高く、かつ低コストの製品を得ることが
できる。スクリュー長さ/スクリュー径の比がI5以下
の場合、中央I&i1m供給口から脱気口までの長さ、
及び繊維供給口からノズル先端までの長さが短すぎ熔融
樹脂中に投入された繊維が十分分散せず、また脱気も不
十分となる。
繊維の分散した熔融樹脂を得ることが可能であり、機械
的強度が著しく高く、かつ低コストの製品を得ることが
できる。スクリュー長さ/スクリュー径の比がI5以下
の場合、中央I&i1m供給口から脱気口までの長さ、
及び繊維供給口からノズル先端までの長さが短すぎ熔融
樹脂中に投入された繊維が十分分散せず、また脱気も不
十分となる。
本願発明で可塑化装置の繊維供給口から投入される繊維
は単繊維および数十本から数百本の単繊維を集束剤で集
束した集束繊維のいずれも使用することができ、又1m
mから50mmにあらかしめ切断した繊維でも、又長い
繊維を繊維供給口で切断して供給してもよい、材質は、
ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維等の無機繊
維、又ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊
維等の有機繊維及び無機、有機繊維の混合物を使用する
ことができる。
は単繊維および数十本から数百本の単繊維を集束剤で集
束した集束繊維のいずれも使用することができ、又1m
mから50mmにあらかしめ切断した繊維でも、又長い
繊維を繊維供給口で切断して供給してもよい、材質は、
ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維等の無機繊
維、又ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊
維等の有機繊維及び無機、有機繊維の混合物を使用する
ことができる。
本願発明において、その成形過程で熔融樹脂は多孔性繊
維シートの間隙を圧力により流動していくが流動抵抗が
大きくかつ特に無機繊維の場合は繊維により熱をうばわ
れ樹脂温度の低下が大きいため流動性が低下し、成形品
表面までの樹脂の浸透性が不充分となることがあるが、
これを防ぐためには用いる繊維質シートを金型内に載置
する前に例えば60°C以上に予備加熱しておくことが
効果的である。
維シートの間隙を圧力により流動していくが流動抵抗が
大きくかつ特に無機繊維の場合は繊維により熱をうばわ
れ樹脂温度の低下が大きいため流動性が低下し、成形品
表面までの樹脂の浸透性が不充分となることがあるが、
これを防ぐためには用いる繊維質シートを金型内に載置
する前に例えば60°C以上に予備加熱しておくことが
効果的である。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない、なお、実施例中の成形品の試験法は
以下のとおりである。
れるものではない、なお、実施例中の成形品の試験法は
以下のとおりである。
曲げ試験:JIS K7203に準拠し、三点支持法
で行なった。なおテストピースは第11図の箱型成形品
の底面部及びリブ部から切り出した2IIIO+厚×1
0閣巾X90mn長のものを用い23°Cの条件下でテ
ストを実施した。
で行なった。なおテストピースは第11図の箱型成形品
の底面部及びリブ部から切り出した2IIIO+厚×1
0閣巾X90mn長のものを用い23°Cの条件下でテ
ストを実施した。
落錘衝撃試験:第12図に示す装置を用いて実施した。
ガラス繊維強化成形品から切り出した50oiX50+
+wX2+am厚のテストピース(30)上に撃芯(2
つ)を置き、荷重(28)を上方から撃芯(29)上に
落下させ、テストピースが破壊される時の荷重(28)
の最低高さをもって破壊高さとし、下式により得られた
破壊エネルギーをもって衝撃強度とした。
+wX2+am厚のテストピース(30)上に撃芯(2
つ)を置き、荷重(28)を上方から撃芯(29)上に
落下させ、テストピースが破壊される時の荷重(28)
の最低高さをもって破壊高さとし、下式により得られた
破壊エネルギーをもって衝撃強度とした。
破壊エネルギー(Kg−cm)=荷重(Kg)X破壊高
さ(cs+)成形品の変形;第10図の箱型成形品の底
面を下にして平板上に置き4つの角部をおのおの別々に
平板上に押さえつけた時、残りの角部で最も平板より離
れた高さをもって成形品の変形量とした。
さ(cs+)成形品の変形;第10図の箱型成形品の底
面を下にして平板上に置き4つの角部をおのおの別々に
平板上に押さえつけた時、残りの角部で最も平板より離
れた高さをもって成形品の変形量とした。
成形品の表面外観:表面粗さ計(東洋精密■製、超粗さ
計StlRFCOM )を用いて成形品の表面粗さを測
定した。
計StlRFCOM )を用いて成形品の表面粗さを測
定した。
(実施例1)
200トンの型締力を有する竪型ブレス成形機を使用し
成形テストを実施した。金型は上型及び下型の2つの部
分からなり、下型には中央部に直径2mmの熔融樹脂の
全型内供給口とそれにつながる部分としてマニホールド
を有する。用いた金型は製品向yL2.0IIIl、製
品寸法200mm長さx 200m県巾X 40111
11高さの箱型成形品(第10図)の型を用いた。
成形テストを実施した。金型は上型及び下型の2つの部
分からなり、下型には中央部に直径2mmの熔融樹脂の
全型内供給口とそれにつながる部分としてマニホールド
を有する。用いた金型は製品向yL2.0IIIl、製
品寸法200mm長さx 200m県巾X 40111
11高さの箱型成形品(第10図)の型を用いた。
最初にpp/EPDM/ナイロン6からなる300μの
厚みの押出しシート(住友化学工業(株)製フレックス
ロイ@D−2000)を2枚置き、多孔性繊維質シート
として日本バイリーン社製のキュムラス・シートVHM
5075を8枚重ねて載置した。このうち下側の押出シ
ート2枚及び繊維質シート4枚は熔融樹脂供給口の位置
に直径10mmの穴を作成した。繊維質ソートは60°
Cに予熱したものを用いた。さらにその上にフレックス
ロイ@D−2000を2枚置き、該穴を通して繊維質シ
ートの層間に溶融した熱可塑性樹脂(住友化学工業(株
)製ポリプロピレン樹脂、住友ノーブレン@AX568
(エチレン−プロピレン共重合体、メルトフローインデ
ックス 65g710分)を供給し、樹脂にかかる圧力
を100kg/cm”で成形をおこなった。第1表に示
す如く、表面光沢、寸法安定性、機械的強度の優れた成
形品が得られた。
厚みの押出しシート(住友化学工業(株)製フレックス
ロイ@D−2000)を2枚置き、多孔性繊維質シート
として日本バイリーン社製のキュムラス・シートVHM
5075を8枚重ねて載置した。このうち下側の押出シ
ート2枚及び繊維質シート4枚は熔融樹脂供給口の位置
に直径10mmの穴を作成した。繊維質ソートは60°
Cに予熱したものを用いた。さらにその上にフレックス
ロイ@D−2000を2枚置き、該穴を通して繊維質シ
ートの層間に溶融した熱可塑性樹脂(住友化学工業(株
)製ポリプロピレン樹脂、住友ノーブレン@AX568
(エチレン−プロピレン共重合体、メルトフローインデ
ックス 65g710分)を供給し、樹脂にかかる圧力
を100kg/cm”で成形をおこなった。第1表に示
す如く、表面光沢、寸法安定性、機械的強度の優れた成
形品が得られた。
(実施例2)
熱可塑性樹脂に住友化学工業(株)製ポリプロピレン樹
脂、住友ノープレン@BWH44(タルク40%含有、
成形収縮率8/1000、曲げ弾性率52000Kg/
cj)を用いて成形を行った。他の条件はすべて実施例
1と同一条件でテストを実施した。第1表に示す如く、
表面光沢、寸法安定性、機械的強度の優れた成形品が得
られた。
脂、住友ノープレン@BWH44(タルク40%含有、
成形収縮率8/1000、曲げ弾性率52000Kg/
cj)を用いて成形を行った。他の条件はすべて実施例
1と同一条件でテストを実施した。第1表に示す如く、
表面光沢、寸法安定性、機械的強度の優れた成形品が得
られた。
(実施例3)
下金型上に樹脂供給口より溶融した熱可塑性樹脂(住友
ノーブレン@BWH44)を供給し、次いで、多孔性繊
維質シート(日本バイリーン社製のキュムラス・シート
VHM5075)8枚、及び熱可塑性樹脂よりなるシー
ト(住友化学工業■製フレックスロイ■D−2000)
2枚を順次重ねで置き、金型を閉して成形を行った。第
1表に示す通り成形品の外観、機械的強度共に優れたも
のであった。
ノーブレン@BWH44)を供給し、次いで、多孔性繊
維質シート(日本バイリーン社製のキュムラス・シート
VHM5075)8枚、及び熱可塑性樹脂よりなるシー
ト(住友化学工業■製フレックスロイ■D−2000)
2枚を順次重ねで置き、金型を閉して成形を行った。第
1表に示す通り成形品の外観、機械的強度共に優れたも
のであった。
(実施例4)
まず、金型内にフレックスロイ@ D −2000(樹
脂供給口の位置に直径10祁の穴を作成)2枚を載置し
た。
脂供給口の位置に直径10祁の穴を作成)2枚を載置し
た。
直径50Iifflのフルフラクト・クイブのスクリュ
ーをもち、スクリュー長さ/スクリュー直径の比は29
、シリンダー後方にマトリックス樹脂供給口、中央部に
は繊維材料供給口、繊維材料供給口とノズルの中間部に
脱気口を有する構造から成っている可塑化装置を用い、
ポリプロピレン樹脂住友ノーブレンAX56B(メルト
フローインデックス 65g/io分)をマトリックス
樹脂供給口より投入し、繊維材料として日本硝子繊維■
製ガラスファイバー・ロービング RER231−3M
14をロービングカッターを用いて13o長さに切断し
、繊維材料供給口よりポリプロピレン樹脂に対し30重
量パーセントの充填量となる量を投入し、得られた長繊
維分散溶融樹脂をアキュームレーターに充填し、金型内
の溶融樹脂供給口を通じて、すでに載置した熱可塑性樹
脂よりなるシート上に、該シートに設けた穴を通して上
記溶融樹脂を供給し金型を閉し成形を行った。第1表に
示す通り成形品の外観、機械的強度共に優れたものであ
った。
ーをもち、スクリュー長さ/スクリュー直径の比は29
、シリンダー後方にマトリックス樹脂供給口、中央部に
は繊維材料供給口、繊維材料供給口とノズルの中間部に
脱気口を有する構造から成っている可塑化装置を用い、
ポリプロピレン樹脂住友ノーブレンAX56B(メルト
フローインデックス 65g/io分)をマトリックス
樹脂供給口より投入し、繊維材料として日本硝子繊維■
製ガラスファイバー・ロービング RER231−3M
14をロービングカッターを用いて13o長さに切断し
、繊維材料供給口よりポリプロピレン樹脂に対し30重
量パーセントの充填量となる量を投入し、得られた長繊
維分散溶融樹脂をアキュームレーターに充填し、金型内
の溶融樹脂供給口を通じて、すでに載置した熱可塑性樹
脂よりなるシート上に、該シートに設けた穴を通して上
記溶融樹脂を供給し金型を閉し成形を行った。第1表に
示す通り成形品の外観、機械的強度共に優れたものであ
った。
(比較例1)
熱可塑性樹脂よりなるシート(フレックスロイ@D−2
0(10)を使用せずに成形を行った。他の条件はすべ
て実施例1と同一条件でテストを実施した。
0(10)を使用せずに成形を行った。他の条件はすべ
て実施例1と同一条件でテストを実施した。
(比較例2)
多孔性繊維質シート及び熱可塑性P4脂よりなるシート
を使用せずに成形を行った。他の条件はすべて実施例1
と同一条件でテストを実施した。
を使用せずに成形を行った。他の条件はすべて実施例1
と同一条件でテストを実施した。
〈発明の効果〉
本発明の様に、最外層に熱可塑性樹脂(A)と接着性を
有する熱可塑性樹脂(B)よりなるフィルム又はシート
を用い、繊維質シート又は繊維強化熱可塑性樹脂と組み
合わせることにより、高剛性で変形がなく、かつ美しい
樹脂表面外観を有する製品を得ることが可能である。又
、得られる製品の成形収縮率は異方性がなくきわめて小
さい。
有する熱可塑性樹脂(B)よりなるフィルム又はシート
を用い、繊維質シート又は繊維強化熱可塑性樹脂と組み
合わせることにより、高剛性で変形がなく、かつ美しい
樹脂表面外観を有する製品を得ることが可能である。又
、得られる製品の成形収縮率は異方性がなくきわめて小
さい。
上述の如く、本発明による繊維強化成形技術を用いると
成形と同時に強化でき、従来法に比較しきわめて低コス
トで、特に表面外観が美しくかつ機械的強度の優れた繊
維強化成形品を容易に得ることができ、また製品の要求
性能に応して各種の繊維の組合せが可能で自動車部品、
家電部品、建築用材料等の広範囲な用途分野の繊維強化
製品を提供することが可能とな、った。
成形と同時に強化でき、従来法に比較しきわめて低コス
トで、特に表面外観が美しくかつ機械的強度の優れた繊
維強化成形品を容易に得ることができ、また製品の要求
性能に応して各種の繊維の組合せが可能で自動車部品、
家電部品、建築用材料等の広範囲な用途分野の繊維強化
製品を提供することが可能とな、った。
第1〜6図は、本発明の成形方法を示す装置の縦の断面
図である。 (1)上金型 (2)下金型(3)多孔性繊
維質シート (4)熱可塑性樹脂(B)よりなるフィルム又はシート (5a)溶融した熱可塑性樹脂 (5b)溶融した繊維強化熱可塑性樹脂(6)溶融樹脂
供給口 (7)ポータプル押出機 第7図は本発明におけるマトリックス樹脂と繊維の混練
用可塑化装置の断面図を示す。 (8)マトリックス樹脂供給口 (9)繊維材料供給口 (10)脱気口 (11)スクリュー (12)シリンダー (13)ノズル 第8図は本発明の実施例で用いたアキュームレーターの
断面図である。 (14)油圧シリンダー (15)溶融樹脂シリンダー (16)油圧用ピストン (17)溶融樹脂用ピストン (18)シリンダー固定具 (19)オイル出入口 (20〉オイル出入口 (21)溶融樹脂供給口 (22)熔融樹脂シリンダーノズル 第9図は本発明の実施例に用いられた可塑化装置−アキ
ュームレ−ター−金型の接続図である。 (23)可塑化混練装置 (24)アキュームレーク− (25)上金型 (26)下金型 (27)マニホールド部 第10図は本発明の実施例の方法でつくった、リブのな
い箱型成形品の斜視図で、第11図はリブを有する箱型
成形品の斜視図である。 第12図は落錘衝撃試験に用いた装置である。 (28)荷重 (29)撃芯 (30)テストピース (31)テストピース支持具 (32) i!芯先端R(1/2インチ)(a) (1)) 第 図 (6) (fi) (6) (1)) 第 図 (J) (1)) 第 図 (d) (1)) 第 図 (a) (1)) 第 図 8 25 第 図 第 関
図である。 (1)上金型 (2)下金型(3)多孔性繊
維質シート (4)熱可塑性樹脂(B)よりなるフィルム又はシート (5a)溶融した熱可塑性樹脂 (5b)溶融した繊維強化熱可塑性樹脂(6)溶融樹脂
供給口 (7)ポータプル押出機 第7図は本発明におけるマトリックス樹脂と繊維の混練
用可塑化装置の断面図を示す。 (8)マトリックス樹脂供給口 (9)繊維材料供給口 (10)脱気口 (11)スクリュー (12)シリンダー (13)ノズル 第8図は本発明の実施例で用いたアキュームレーターの
断面図である。 (14)油圧シリンダー (15)溶融樹脂シリンダー (16)油圧用ピストン (17)溶融樹脂用ピストン (18)シリンダー固定具 (19)オイル出入口 (20〉オイル出入口 (21)溶融樹脂供給口 (22)熔融樹脂シリンダーノズル 第9図は本発明の実施例に用いられた可塑化装置−アキ
ュームレ−ター−金型の接続図である。 (23)可塑化混練装置 (24)アキュームレーク− (25)上金型 (26)下金型 (27)マニホールド部 第10図は本発明の実施例の方法でつくった、リブのな
い箱型成形品の斜視図で、第11図はリブを有する箱型
成形品の斜視図である。 第12図は落錘衝撃試験に用いた装置である。 (28)荷重 (29)撃芯 (30)テストピース (31)テストピース支持具 (32) i!芯先端R(1/2インチ)(a) (1)) 第 図 (6) (fi) (6) (1)) 第 図 (J) (1)) 第 図 (d) (1)) 第 図 (a) (1)) 第 図 8 25 第 図 第 関
Claims (4)
- (1)溶融した熱可塑性樹脂(A)を複数の多孔性繊維
質シートの層間に供給し、樹脂供給圧力及び/又はプレ
ス圧力により多孔性繊維質シートの空隙を通し該熱可塑
性樹脂(A)を浸透させて、多孔性繊維質シートの最外
層面に位置した、熱可塑性樹脂(A)と接着性を有する
熱可塑性樹脂(B)よりなるシート又はフィルムと接着
させることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形品の
製造方法。 - (2)未閉鎖の金型内に溶融した熱可塑性樹脂(A)を
供給し、多孔性繊維質シート及び熱可塑性樹脂(A)と
接着性を有する熱可塑性樹脂(B)よりなるシート又は
フィルムを重ねて、多孔性繊維質シートが溶融した熱可
塑性樹脂(A)に面する向きに載置し、金型を閉じ多孔
性繊維質シートの空隙を通し溶融した熱可塑性樹脂(A
)を浸透させ、熱可塑性樹脂(B)よりなるシート又は
フィルムと接着させることを特徴とする繊維強化熱可塑
性樹脂成形品の製造方法。 - (3)成形収縮率が10/1000以下、及び曲げ弾性
率が24000kg/cm^2以上である熱可塑性樹脂
(A)を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方
法。 - (4)未閉鎖の金型内に、熱可塑性樹脂(A)と接着性
を有する熱可塑性樹脂(B)よりなるフィルム又はシー
トを載置し、次いで熱可塑性樹脂(A)をマトリックス
材料とする溶融した繊維強化熱可塑性樹脂を金型内に供
給しながら又は供給した後、金型を閉じ加圧冷却して成
形することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形品の
製造方法。
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2059428A JP2917372B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法 |
PCT/JP1990/001060 WO1991002639A1 (en) | 1989-08-21 | 1990-08-21 | Method of manufacturing fiber-reinforced thermoplastic resin molded product |
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