JPH0550517A - 繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法Info
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- JPH0550517A JPH0550517A JP3213636A JP21363691A JPH0550517A JP H0550517 A JPH0550517 A JP H0550517A JP 3213636 A JP3213636 A JP 3213636A JP 21363691 A JP21363691 A JP 21363691A JP H0550517 A JPH0550517 A JP H0550517A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長繊維で強化され高度の機械的強度を有する
と共に、強化用繊維の分散性等の著しく改善された繊維
強化熱可塑性樹脂構造体の効率的、経済的な製造法を提
供する。 【構成】 強化用繊維束集合体から取り出された連続し
た強化用繊維束を引きながら、溶融した熱可塑性樹脂を
含浸させ、全体の５〜80重量％の実質上平行に配列した
強化用繊維を含有してなる繊維強化熱可塑性樹脂構造体
を製造するにあたり、強化用繊維束として、サイジング
処理し集束された繊維束をケーキ巻きにして乾燥するこ
とにより得られた強化用繊維束を使用する。
と共に、強化用繊維の分散性等の著しく改善された繊維
強化熱可塑性樹脂構造体の効率的、経済的な製造法を提
供する。 【構成】 強化用繊維束集合体から取り出された連続し
た強化用繊維束を引きながら、溶融した熱可塑性樹脂を
含浸させ、全体の５〜80重量％の実質上平行に配列した
強化用繊維を含有してなる繊維強化熱可塑性樹脂構造体
を製造するにあたり、強化用繊維束として、サイジング
処理し集束された繊維束をケーキ巻きにして乾燥するこ
とにより得られた強化用繊維束を使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長繊維で強化され高度
の機械的強度を有すると共に、強化用繊維の分散性等の
著しく改善された繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびそ
の効率的、経済的な製造法に関する。
の機械的強度を有すると共に、強化用繊維の分散性等の
著しく改善された繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびそ
の効率的、経済的な製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】熱可塑
性樹脂の強度、剛性等を向上させる手段として、ガラス
繊維等の強化用繊維を配合することが知られており、一
般には、熱可塑性樹脂とチョップドストランド等の短繊
維を混合し押出機で押し出すことにより、繊維強化され
た熱可塑性樹脂の製造が行われている。しかし、使用す
る繊維が短く、しかも押出機での混練中に更に繊維が折
損することが避けられない上記の如き短繊維強化樹脂で
は、機械的強度の改善にも自ずと制約があり、より高度
の機械的強度の要求に対しては充分応えることはできな
い。これに対し、上記の欠点を改善し、繊維の折損を起
こすことなく長繊維で強化された熱可塑性樹脂を製造す
る方法として、最近は引き抜き成形が注目されている
（米国特許第2877501 号明細書、米国特許第4439387 号
明細書、米国特許第3022210 号明細書、特開昭57−1818
52号公報）。かかる引き抜き成形においては、強化用繊
維として、ブッシングから引き出された多数の単繊維を
サイジング剤の水溶液あるいは水性エマルジョンで処理
した後、これを集束して円筒状に巻き取り乾燥させた繊
維束集合体、いわゆるダイレクトロールのロービングパ
ッケージが一般的に用いられてきた。しかしながら、通
常市販されているかかる強化用繊維を用い、上記の如き
引き抜き成形法によって繊維強化樹脂構造体の製造を行
った場合、繊維に対する樹脂の含浸性、密着性が不均一
になり易く、得られた繊維強化樹脂構造体から繊維が容
易にほぐれて飛散し、作業環境を害したり成形加工性を
損なうのみならず、これを成形した時、強化用繊維の均
一分散性に欠けるものになり、成形品の外観や物性を損
なうという欠点を有する。また、繊維束集合体から繊維
束を取り出す際、あるいは繊維束を張力下で引き取る際
に、繊維の部分的な破断により毛羽立ちが生じ、操作性
を害し、毛羽立ちの増大によっては運転不能に陥ること
もある。
性樹脂の強度、剛性等を向上させる手段として、ガラス
繊維等の強化用繊維を配合することが知られており、一
般には、熱可塑性樹脂とチョップドストランド等の短繊
維を混合し押出機で押し出すことにより、繊維強化され
た熱可塑性樹脂の製造が行われている。しかし、使用す
る繊維が短く、しかも押出機での混練中に更に繊維が折
損することが避けられない上記の如き短繊維強化樹脂で
は、機械的強度の改善にも自ずと制約があり、より高度
の機械的強度の要求に対しては充分応えることはできな
い。これに対し、上記の欠点を改善し、繊維の折損を起
こすことなく長繊維で強化された熱可塑性樹脂を製造す
る方法として、最近は引き抜き成形が注目されている
（米国特許第2877501 号明細書、米国特許第4439387 号
明細書、米国特許第3022210 号明細書、特開昭57−1818
52号公報）。かかる引き抜き成形においては、強化用繊
維として、ブッシングから引き出された多数の単繊維を
サイジング剤の水溶液あるいは水性エマルジョンで処理
した後、これを集束して円筒状に巻き取り乾燥させた繊
維束集合体、いわゆるダイレクトロールのロービングパ
ッケージが一般的に用いられてきた。しかしながら、通
常市販されているかかる強化用繊維を用い、上記の如き
引き抜き成形法によって繊維強化樹脂構造体の製造を行
った場合、繊維に対する樹脂の含浸性、密着性が不均一
になり易く、得られた繊維強化樹脂構造体から繊維が容
易にほぐれて飛散し、作業環境を害したり成形加工性を
損なうのみならず、これを成形した時、強化用繊維の均
一分散性に欠けるものになり、成形品の外観や物性を損
なうという欠点を有する。また、繊維束集合体から繊維
束を取り出す際、あるいは繊維束を張力下で引き取る際
に、繊維の部分的な破断により毛羽立ちが生じ、操作性
を害し、毛羽立ちの増大によっては運転不能に陥ること
もある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決するため鋭意検討した結果、繊維に対する樹脂の
含浸性および樹脂と繊維の密着性が良く、高度の機械的
強度を有すると共に繊維の分散性等も著しく改善された
繊維強化熱可塑性樹脂構造体を効率的に得るためには、
強化用繊維に対するサイジング剤付着量の局所的なばら
つきの少ない強化用繊維束を用いることが極めて有効で
あることを見出し、本発明に到達した。即ち、本発明は
連続した強化用繊維束を引きながら、溶融した熱可塑性
樹脂を含浸させ、全体の５〜80重量％の実質上平行に配
列した強化用繊維を含有してなる繊維強化熱可塑性樹脂
構造体を製造するにあたり、強化用繊維束として、サイ
ジング処理し集束された繊維束をケーキ巻きにして乾燥
することにより得られた強化用繊維束を使用することを
特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂構造体の製造法及びか
かる製造法によって得られる繊維強化熱可塑性樹脂構造
体に関するものである。
を解決するため鋭意検討した結果、繊維に対する樹脂の
含浸性および樹脂と繊維の密着性が良く、高度の機械的
強度を有すると共に繊維の分散性等も著しく改善された
繊維強化熱可塑性樹脂構造体を効率的に得るためには、
強化用繊維に対するサイジング剤付着量の局所的なばら
つきの少ない強化用繊維束を用いることが極めて有効で
あることを見出し、本発明に到達した。即ち、本発明は
連続した強化用繊維束を引きながら、溶融した熱可塑性
樹脂を含浸させ、全体の５〜80重量％の実質上平行に配
列した強化用繊維を含有してなる繊維強化熱可塑性樹脂
構造体を製造するにあたり、強化用繊維束として、サイ
ジング処理し集束された繊維束をケーキ巻きにして乾燥
することにより得られた強化用繊維束を使用することを
特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂構造体の製造法及びか
かる製造法によって得られる繊維強化熱可塑性樹脂構造
体に関するものである。
【０００４】本発明において、かかる繊維強化熱可塑性
樹脂構造体の基体として用いられる熱可塑性樹脂の種類
としては特に制約はなく、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレン
テレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロ
ン66、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン610 、ナイロ
ン612 等のポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネ
ート、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルフォン、ポ
リエーテルケトン、ポリエーテルアミド、ポリエーテル
イミド等が挙げられる。
樹脂構造体の基体として用いられる熱可塑性樹脂の種類
としては特に制約はなく、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレン
テレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロ
ン66、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン610 、ナイロ
ン612 等のポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネ
ート、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルフォン、ポ
リエーテルケトン、ポリエーテルアミド、ポリエーテル
イミド等が挙げられる。
【０００５】次に本発明に使用する強化用繊維について
説明する。従来、引き抜き成形においては、ブッシング
から引き出された多数の繊維フィラメントをサイジング
剤の水溶液あるいは水性エマルジョンで処理した後、こ
れを集束して円筒状に巻き取り乾燥した繊維束集合体、
いわゆるダイレクトロービングのパッケージとして市販
されるものが用いられてきた。ところが、本発明者らが
検討したところによれば、かかる如くして得られたロー
ビングパッケージは、その乾燥時にサイジング剤がマイ
グレーションを起こすためサイジング剤の付着量は強化
繊維束全体にわたって均一ではなく、局所的なサイジン
グ剤付着量のばらつきが極めて大きく、特に、巻き取ら
れた円筒状のロービングパッケージの両端面、円筒の外
周付近および内周付近においては、サイジング剤付着量
が特に高濃度になっていることが判明した。また本発明
者らは、サイジング剤付着量のかかる如き大きなばらつ
きが、引き抜き成形における諸問題、すなわち樹脂の含
浸不良、樹脂と繊維の密着性不良及びこれに伴い得られ
た強化樹脂構造物から繊維が容易にほぐれて飛散し、作
業環境を害したり成形加工性を損なう根本原因であり、
さらにまた、かかる強化樹脂構造物を成形した場合の強
化繊維の分散不良の原因であることを解明した。本発明
は、かかる知見に基づいてなされたものであり、強化用
繊維として、サイジング処理し集束された繊維束をケー
キ巻きにして乾燥することにより得られた強化用繊維束
を使用することを特徴とする。かかる如くして得られた
繊維束はサイジング剤の局所的なばらつきが少なく、こ
れにより上記の如き諸問題は著しく改善される。繊維束
をケーキ巻きにした捲体は、公知の方法で得ることがで
きる。一般的には、溶融ガラスを多数のノズルを備えた
ブッシングから引き出して単繊維を形成し、これにサイ
ジング剤を塗布し集束して繊維束となし、この繊維束を
往復動するトラバース部材によって巻取部軸線方向に移
動させながら、高速回転するコレット上のチューブに巻
き取ることにより得られる。前述の如く、円筒状捲体で
あるダイレクトロービングの場合、乾燥によってサイジ
ング剤がマイグレーションを起こし、円筒両端面部にお
いては繊維束に対するサイジング剤付着量が局所的に極
めて高濃度となり、諸問題を引き起こすが、ケーキ巻き
の繊維束捲体では、かかる円筒端面が実質上存在しない
ため、乾燥してもサイジング剤付着量の局所的なばらつ
きは少ないものとなり、好結果がもたらされる。この場
合においても、ケーキ巻き捲体の内周面および外周面付
近においては、乾燥時のサイジング剤のマイグレーショ
ンにより、サイジング剤が濃縮され易いが、局所的なば
らつきは比較的少ないため、操作性に対する問題は少な
い。又、この部分の繊維束のみを除去することは極めて
容易であり、これを前もって除去して使用するか、ある
いは使用せずに残し、有効部のロービングを使用するこ
とは一層効果的である。これにより、強化用繊維の分散
性も良好な繊維強化樹脂構造体が得られる。又、かかる
如く、ケーキ巻きにして乾燥した繊維束を円筒状に巻き
直したものは、運搬、取扱い等が容易であり、特に好ま
しい。強化用繊維を束にするため用いられるサイジング
剤の種類としては特に限定はなく、例えばオレフィン
系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系、ＡＳ樹
脂系、エポキシ系等のサイジング剤がいずれも可能であ
る。繊維に対するサイジング剤付与量は、固形分として
概ね0.1 〜1.0 重量％が適当である。また、用いられる
強化用繊維の種類としても特に制約はなく、例えばガラ
ス繊維、炭素繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維等
の高融点（高軟化点）繊維等がいずれも使用できる。ガ
ラス繊維の場合、繊維径６〜25μで、1000m あたりの重
量が500 〜4400g のロービング（繊維束）が一般的に用
いられる。これらの繊維は、公知の表面処理剤で処理し
たものであってもよい。
説明する。従来、引き抜き成形においては、ブッシング
から引き出された多数の繊維フィラメントをサイジング
剤の水溶液あるいは水性エマルジョンで処理した後、こ
れを集束して円筒状に巻き取り乾燥した繊維束集合体、
いわゆるダイレクトロービングのパッケージとして市販
されるものが用いられてきた。ところが、本発明者らが
検討したところによれば、かかる如くして得られたロー
ビングパッケージは、その乾燥時にサイジング剤がマイ
グレーションを起こすためサイジング剤の付着量は強化
繊維束全体にわたって均一ではなく、局所的なサイジン
グ剤付着量のばらつきが極めて大きく、特に、巻き取ら
れた円筒状のロービングパッケージの両端面、円筒の外
周付近および内周付近においては、サイジング剤付着量
が特に高濃度になっていることが判明した。また本発明
者らは、サイジング剤付着量のかかる如き大きなばらつ
きが、引き抜き成形における諸問題、すなわち樹脂の含
浸不良、樹脂と繊維の密着性不良及びこれに伴い得られ
た強化樹脂構造物から繊維が容易にほぐれて飛散し、作
業環境を害したり成形加工性を損なう根本原因であり、
さらにまた、かかる強化樹脂構造物を成形した場合の強
化繊維の分散不良の原因であることを解明した。本発明
は、かかる知見に基づいてなされたものであり、強化用
繊維として、サイジング処理し集束された繊維束をケー
キ巻きにして乾燥することにより得られた強化用繊維束
を使用することを特徴とする。かかる如くして得られた
繊維束はサイジング剤の局所的なばらつきが少なく、こ
れにより上記の如き諸問題は著しく改善される。繊維束
をケーキ巻きにした捲体は、公知の方法で得ることがで
きる。一般的には、溶融ガラスを多数のノズルを備えた
ブッシングから引き出して単繊維を形成し、これにサイ
ジング剤を塗布し集束して繊維束となし、この繊維束を
往復動するトラバース部材によって巻取部軸線方向に移
動させながら、高速回転するコレット上のチューブに巻
き取ることにより得られる。前述の如く、円筒状捲体で
あるダイレクトロービングの場合、乾燥によってサイジ
ング剤がマイグレーションを起こし、円筒両端面部にお
いては繊維束に対するサイジング剤付着量が局所的に極
めて高濃度となり、諸問題を引き起こすが、ケーキ巻き
の繊維束捲体では、かかる円筒端面が実質上存在しない
ため、乾燥してもサイジング剤付着量の局所的なばらつ
きは少ないものとなり、好結果がもたらされる。この場
合においても、ケーキ巻き捲体の内周面および外周面付
近においては、乾燥時のサイジング剤のマイグレーショ
ンにより、サイジング剤が濃縮され易いが、局所的なば
らつきは比較的少ないため、操作性に対する問題は少な
い。又、この部分の繊維束のみを除去することは極めて
容易であり、これを前もって除去して使用するか、ある
いは使用せずに残し、有効部のロービングを使用するこ
とは一層効果的である。これにより、強化用繊維の分散
性も良好な繊維強化樹脂構造体が得られる。又、かかる
如く、ケーキ巻きにして乾燥した繊維束を円筒状に巻き
直したものは、運搬、取扱い等が容易であり、特に好ま
しい。強化用繊維を束にするため用いられるサイジング
剤の種類としては特に限定はなく、例えばオレフィン
系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリル系、ＡＳ樹
脂系、エポキシ系等のサイジング剤がいずれも可能であ
る。繊維に対するサイジング剤付与量は、固形分として
概ね0.1 〜1.0 重量％が適当である。また、用いられる
強化用繊維の種類としても特に制約はなく、例えばガラ
ス繊維、炭素繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維等
の高融点（高軟化点）繊維等がいずれも使用できる。ガ
ラス繊維の場合、繊維径６〜25μで、1000m あたりの重
量が500 〜4400g のロービング（繊維束）が一般的に用
いられる。これらの繊維は、公知の表面処理剤で処理し
たものであってもよい。
【０００６】本発明において、かかる強化用繊維の配合
量は全体の５〜80重量％である。強化用繊維の配合量が
５重量％未満では十分な補強効果が得られず、逆に80重
量％を越えると強化構造物の製造およびその成形が著し
く困難になる。強化用繊維の好ましい配合量は10〜75重
量％であり、より好ましくは20〜70重量％である。
量は全体の５〜80重量％である。強化用繊維の配合量が
５重量％未満では十分な補強効果が得られず、逆に80重
量％を越えると強化構造物の製造およびその成形が著し
く困難になる。強化用繊維の好ましい配合量は10〜75重
量％であり、より好ましくは20〜70重量％である。
【０００７】本発明のかかる長繊維強化熱可塑性樹脂構
造体を製造するにあたっては、引き抜き成形法が用いら
れる。引き抜き成形は、基本的には連続した繊維を引き
ながら樹脂を含浸するものである。本発明の長繊維強化
熱可塑性樹脂構造体を製造するにあたって用いられる引
き抜き成形の形態は特に限定されないが、操作性の点で
含浸ダイ、特にクロスヘッドダイを用いるのが好まし
い。
造体を製造するにあたっては、引き抜き成形法が用いら
れる。引き抜き成形は、基本的には連続した繊維を引き
ながら樹脂を含浸するものである。本発明の長繊維強化
熱可塑性樹脂構造体を製造するにあたって用いられる引
き抜き成形の形態は特に限定されないが、操作性の点で
含浸ダイ、特にクロスヘッドダイを用いるのが好まし
い。
【０００８】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】実施例１ サイジング剤を含むエマルジョンで処理され濡れた状態
のガラス繊維束をケーキ巻きにし乾燥することによりガ
ラス繊維束捲体を得た。この捲体から取り出されたガラ
ス繊維束をクロスヘッドを通して引きながら溶融状態の
ポリプロピレンを含浸させ、賦形し、細断することによ
り、ガラス含量50重量％でペレット状の繊維強化樹脂構
造体(A) を得た。次に、ペレット状繊維強化樹脂構造体
(A) に非強化ポリプロピレンのペレットをブレンドする
ことによりガラス含量を15重量％まで希釈し、射出成形
することによって100mm 角の平板成形品を得た。評価
は、繊維強化樹脂構造体(A) 製造時の操作性および平板
成形品における強化繊維の分散性によって行った。結果
を表１に示す。尚、分散性の評価は、成形品中に強化繊
維が集束したまま不均一に分散している部分の程度と数
を考慮した上で相対評価したものであり、点数が低い
程、分散性が良好であることを示す。
のガラス繊維束をケーキ巻きにし乾燥することによりガ
ラス繊維束捲体を得た。この捲体から取り出されたガラ
ス繊維束をクロスヘッドを通して引きながら溶融状態の
ポリプロピレンを含浸させ、賦形し、細断することによ
り、ガラス含量50重量％でペレット状の繊維強化樹脂構
造体(A) を得た。次に、ペレット状繊維強化樹脂構造体
(A) に非強化ポリプロピレンのペレットをブレンドする
ことによりガラス含量を15重量％まで希釈し、射出成形
することによって100mm 角の平板成形品を得た。評価
は、繊維強化樹脂構造体(A) 製造時の操作性および平板
成形品における強化繊維の分散性によって行った。結果
を表１に示す。尚、分散性の評価は、成形品中に強化繊
維が集束したまま不均一に分散している部分の程度と数
を考慮した上で相対評価したものであり、点数が低い
程、分散性が良好であることを示す。
【００１０】実施例２ ケーキ巻きにして乾燥したガラス繊維束を捲き直し、円
筒状の捲体を得た。この捲体から取り出されたガラス繊
維束に実施例１と同様の方法で溶融樹脂を含浸させるこ
とにより繊維強化樹脂構造体を製造し、成形し、評価し
た。結果を表１に併せて示す。この場合、ガラス繊維束
捲体の運搬、取扱い当が容易であるという利点があっ
た。
筒状の捲体を得た。この捲体から取り出されたガラス繊
維束に実施例１と同様の方法で溶融樹脂を含浸させるこ
とにより繊維強化樹脂構造体を製造し、成形し、評価し
た。結果を表１に併せて示す。この場合、ガラス繊維束
捲体の運搬、取扱い当が容易であるという利点があっ
た。
【００１１】比較例１ 通常のダイレクトロールのガラス繊維束を用い、実施例
１と同様の方法で繊維強化樹脂構造体を製造し、成形
し、評価した。結果を表１に併せて示す。
１と同様の方法で繊維強化樹脂構造体を製造し、成形
し、評価した。結果を表１に併せて示す。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明並びに実施例により明らかな
ように、長繊維強化熱可塑性樹脂構造体を製造するにあ
たり、強化繊維束としてサイジング処理し集束された繊
維束をケーキ巻きにして乾燥することにより得られた強
化繊維束を用いる本発明の方法によれば、製造時の操作
性等が優れ、しかも、成形時の強化繊維の分散性が極め
て良好な繊維強化熱可塑性樹脂構造体が得られる。
ように、長繊維強化熱可塑性樹脂構造体を製造するにあ
たり、強化繊維束としてサイジング処理し集束された繊
維束をケーキ巻きにして乾燥することにより得られた強
化繊維束を用いる本発明の方法によれば、製造時の操作
性等が優れ、しかも、成形時の強化繊維の分散性が極め
て良好な繊維強化熱可塑性樹脂構造体が得られる。
【００１３】
【表１】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年６月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】次に本発明に使用する強化用繊維について
説明する。従来、引き抜き成形においては、ブッシング
から引き出された多数の繊維フィラメントをサイジング
剤の水溶液あるいは水性エマルジョンで処理した後、こ
れを集束して円筒状に巻き取り乾燥した繊維束集合体、
いわゆるダイレクトロービングのパッケージとして市販
されるものが用いられてきた。ところが、本発明者らが
検討したところによれば、かかる如くして得られたロー
ビングパッケージは、その乾燥時にサイジング剤がマイ
グレーションを起こすためサイジング剤の付着量は強化
繊維束全体にわたって均一ではなく、局所的なサイジン
グ剤付着量のばらつきが極めて大きく、特に、巻き取ら
れた円筒状のロービングパッケージの両端面、円筒の外
周付近および内周付近においては、サイジング剤付着量
が特に高濃度になっていることが判明した。また本発明
者らは、サイジング剤付着量のかかる如き大きなばらつ
きが、引き抜き成形における諸問題、すなわち樹脂の含
浸不良、樹脂と繊維の密着性不良及びこれに伴い得られ
た強化樹脂構造物から繊維が容易にほぐれて飛散し、作
業環境を害したり成形加工性を損なう根本原因であり、
さらにまた、かかる強化樹脂構造物を成形した場合の強
化繊維の分散不良の原因であることを解明した。本発明
は、かかる知見に基づいてなされたものであり、強化用
繊維として、サイジング処理し集束された繊維束、例え
ばロービング、スライバー、ヤーン等をケーキ巻きにし
て乾燥することにより得られた強化用繊維束を使用する
ことを特徴とする。かかる如くして得られた繊維束はサ
イジング剤の局所的なばらつきが少なく、これにより上
記の如き諸問題は著しく改善される。本発明におけるケ
ーキ巻き捲体とは、円筒端面あるいはこれに類似した端
面を持たないような捲き方をした捲体を指す。ケーキ巻
き捲体の代表的形状としては、捲体の上部円周および下
部円周に近い部分ほど繊維束の巻き数が少なくて厚みが
小さく、中央部ほど繊維束の巻き数が多くて厚みが大き
い形状であるが、特にこの形状に限定されない。例え
ば、中央部付近等に厚みが相対的に小さい部分があって
もよい。繊維束をケーキ巻きにした捲体は、公知の方法
で得ることができる。一般的には、溶融ガラスを多数の
ノズルを備えたブッシングから引き出して単繊維を形成
し、これにサイジング剤を塗布し集束して繊維束とな
し、この繊維束を往復動するトラバース部材によって巻
取部軸線方向に移動させながら、高速回転するコレット
上のチューブに巻き取ることにより得られる。前述の如
く、円筒状捲体であるダイレクトロービングの場合、乾
燥によってサイジング剤がマイグレーションを起こし、
円筒両端面部においては繊維束に対するサイジング剤付
着量が局所的に極めて高濃度となり、諸問題を引き起こ
すが、ケーキ巻きの繊維束捲体では、かかる円筒端面が
実質上存在しないため、乾燥してもサイジング剤付着量
の局所的なばらつきは少ないものとなり、繊維束の集束
の程度および集束された繊維束形状にかかわらず好結果
がもたらされる。この場合においても、ケーキ巻き捲体
の内周面および外周面付近においては、乾燥時のサイジ
ング剤のマイグレーションにより、サイジング剤が濃縮
され易いが、局所的なばらつきは比較的少ないため、操
作性に対する問題は少ない。又、この部分の繊維束のみ
を除去することは極めて容易であり、これを前もって除
去して使用するか、あるいは使用せずに残し、有効部の
繊維束を使用することは一層効果的である。これによ
り、強化用繊維の分散性も良好な繊維強化樹脂構造体が
得られる。又、かかる如く、ケーキ巻きにして乾燥した
繊維束を円筒状に巻き直したものは、運搬、取扱い等が
容易であり、特に好ましい。強化用繊維を束にするため
用いられるサイジング剤の種類としては特に限定はな
く、例えばオレフィン系、ウレタン系、ポリエステル
系、アクリル系、ＡＳ樹脂系、エポキシ系等のサイジン
グ剤がいずれも可能である。繊維に対するサイジング剤
付与量は、固形分として概ね0.1 〜1.0 重量％が適当で
ある。また、用いられる強化用繊維の種類としても特に
制約はなく、例えばガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、
芳香族ポリアミド繊維等の高融点（高軟化点）繊維等が
いずれも使用できる。ガラス繊維の場合、繊維径６〜25
μで、1000m あたりの重量が500 〜4400g の繊維束、例
えばロービング等が一般的に用いられる。これらの繊維
は、公知の表面処理剤で処理したものであってもよい。
説明する。従来、引き抜き成形においては、ブッシング
から引き出された多数の繊維フィラメントをサイジング
剤の水溶液あるいは水性エマルジョンで処理した後、こ
れを集束して円筒状に巻き取り乾燥した繊維束集合体、
いわゆるダイレクトロービングのパッケージとして市販
されるものが用いられてきた。ところが、本発明者らが
検討したところによれば、かかる如くして得られたロー
ビングパッケージは、その乾燥時にサイジング剤がマイ
グレーションを起こすためサイジング剤の付着量は強化
繊維束全体にわたって均一ではなく、局所的なサイジン
グ剤付着量のばらつきが極めて大きく、特に、巻き取ら
れた円筒状のロービングパッケージの両端面、円筒の外
周付近および内周付近においては、サイジング剤付着量
が特に高濃度になっていることが判明した。また本発明
者らは、サイジング剤付着量のかかる如き大きなばらつ
きが、引き抜き成形における諸問題、すなわち樹脂の含
浸不良、樹脂と繊維の密着性不良及びこれに伴い得られ
た強化樹脂構造物から繊維が容易にほぐれて飛散し、作
業環境を害したり成形加工性を損なう根本原因であり、
さらにまた、かかる強化樹脂構造物を成形した場合の強
化繊維の分散不良の原因であることを解明した。本発明
は、かかる知見に基づいてなされたものであり、強化用
繊維として、サイジング処理し集束された繊維束、例え
ばロービング、スライバー、ヤーン等をケーキ巻きにし
て乾燥することにより得られた強化用繊維束を使用する
ことを特徴とする。かかる如くして得られた繊維束はサ
イジング剤の局所的なばらつきが少なく、これにより上
記の如き諸問題は著しく改善される。本発明におけるケ
ーキ巻き捲体とは、円筒端面あるいはこれに類似した端
面を持たないような捲き方をした捲体を指す。ケーキ巻
き捲体の代表的形状としては、捲体の上部円周および下
部円周に近い部分ほど繊維束の巻き数が少なくて厚みが
小さく、中央部ほど繊維束の巻き数が多くて厚みが大き
い形状であるが、特にこの形状に限定されない。例え
ば、中央部付近等に厚みが相対的に小さい部分があって
もよい。繊維束をケーキ巻きにした捲体は、公知の方法
で得ることができる。一般的には、溶融ガラスを多数の
ノズルを備えたブッシングから引き出して単繊維を形成
し、これにサイジング剤を塗布し集束して繊維束とな
し、この繊維束を往復動するトラバース部材によって巻
取部軸線方向に移動させながら、高速回転するコレット
上のチューブに巻き取ることにより得られる。前述の如
く、円筒状捲体であるダイレクトロービングの場合、乾
燥によってサイジング剤がマイグレーションを起こし、
円筒両端面部においては繊維束に対するサイジング剤付
着量が局所的に極めて高濃度となり、諸問題を引き起こ
すが、ケーキ巻きの繊維束捲体では、かかる円筒端面が
実質上存在しないため、乾燥してもサイジング剤付着量
の局所的なばらつきは少ないものとなり、繊維束の集束
の程度および集束された繊維束形状にかかわらず好結果
がもたらされる。この場合においても、ケーキ巻き捲体
の内周面および外周面付近においては、乾燥時のサイジ
ング剤のマイグレーションにより、サイジング剤が濃縮
され易いが、局所的なばらつきは比較的少ないため、操
作性に対する問題は少ない。又、この部分の繊維束のみ
を除去することは極めて容易であり、これを前もって除
去して使用するか、あるいは使用せずに残し、有効部の
繊維束を使用することは一層効果的である。これによ
り、強化用繊維の分散性も良好な繊維強化樹脂構造体が
得られる。又、かかる如く、ケーキ巻きにして乾燥した
繊維束を円筒状に巻き直したものは、運搬、取扱い等が
容易であり、特に好ましい。強化用繊維を束にするため
用いられるサイジング剤の種類としては特に限定はな
く、例えばオレフィン系、ウレタン系、ポリエステル
系、アクリル系、ＡＳ樹脂系、エポキシ系等のサイジン
グ剤がいずれも可能である。繊維に対するサイジング剤
付与量は、固形分として概ね0.1 〜1.0 重量％が適当で
ある。また、用いられる強化用繊維の種類としても特に
制約はなく、例えばガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、
芳香族ポリアミド繊維等の高融点（高軟化点）繊維等が
いずれも使用できる。ガラス繊維の場合、繊維径６〜25
μで、1000m あたりの重量が500 〜4400g の繊維束、例
えばロービング等が一般的に用いられる。これらの繊維
は、公知の表面処理剤で処理したものであってもよい。
Claims (3)
- 【請求項１】 連続した強化用繊維束を引きながら、溶
融した熱可塑性樹脂を含浸させ、全体の５〜80重量％の
実質上平行に配列した強化用繊維を含有してなる繊維強
化熱可塑性樹脂構造体を製造するにあたり、強化用繊維
束として、サイジング処理し集束された繊維束をケーキ
巻きにして乾燥することにより得られた強化用繊維束を
使用することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂構造体
の製造法。 - 【請求項２】 強化用繊維束を引きながらクロスヘッド
を用いて溶融熱可塑性樹脂を含浸させる請求項１記載の
繊維強化熱可塑性樹脂構造体の製造法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の製造法によって得
られ、強化用繊維が構造体の長さ方向全長にわたって実
質的に連続し、且つ互いにほぼ平行な状態で配列してい
ることを特徴とするストランド、ペレット、テープまた
はシート状繊維強化熱可塑性樹脂構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213636A JPH0550517A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213636A JPH0550517A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550517A true JPH0550517A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16642437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3213636A Pending JPH0550517A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 繊維強化熱可塑性樹脂構造体およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0550517A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6911259B2 (en) | 2002-06-21 | 2005-06-28 | Asahi Fiber Glass Company, Limited | Glass fiber-reinforced thermoplastic resin pellets and their production process |
| CN106393742A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-15 | 广东亚太新材料科技有限公司 | 一种用挤拉法制备热塑碳纤维扁平弹片的方法 |
| JP2018030318A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | アイシン精機株式会社 | 繊維強化樹脂成形体の製造方法、及び、一方向繊維強化部材の製造方法 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP3213636A patent/JPH0550517A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6911259B2 (en) | 2002-06-21 | 2005-06-28 | Asahi Fiber Glass Company, Limited | Glass fiber-reinforced thermoplastic resin pellets and their production process |
| JP2018030318A (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | アイシン精機株式会社 | 繊維強化樹脂成形体の製造方法、及び、一方向繊維強化部材の製造方法 |
| WO2018038205A1 (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | アイシン精機株式会社 | 繊維強化樹脂成形体の製造方法、及び、一方向繊維強化部材の製造方法 |
| CN106393742A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-15 | 广东亚太新材料科技有限公司 | 一种用挤拉法制备热塑碳纤维扁平弹片的方法 |
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