JPH06198753A - 繊維強化熱可塑性樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度、例えばスタンパブル・シートに
匹敵する衝撃強度を持ち、しかも熱可塑性樹脂ペレット
を用いて容易に成形することができる成形体を提供す
る。 【構成】 長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った位置
関係にあり、成形体重量の10〜80％を占める全強化繊維
含量のうち、50％以上が絡み合い骨格を形成しているこ
とを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化熱可塑性樹脂成
形体に関する。本発明は、成形に便利な熱可塑性樹脂ペ
レットを用いて機械的強度、特に多軸衝撃強度が大幅に
向上した成形品を実現し、プラスチック成形分野の進歩
に貢献するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
繊維強化樹脂成形体としては、短繊維強化型のものと長
繊維強化型のものが知られている。短繊維強化型の熱可
塑性樹脂構造体は、例えば、３mm程度の短繊維を熱可塑
性樹脂とブレンドして押出機で混練し、ペレット化後、
射出成形することによって製造されている。このような
成形体は、製造工程における繊維の折損により、成形体
中の平均繊維長は0.3 mm程度である。かかる成形体は広
く用いられているが、成形体中の繊維は短く、絡み合い
も少ないため、繊維による補強効果が充分に発揮されて
おらず、高度の衝撃強度を必要とする用途には満足でき
る性能を持つことができなかった。そのため、近年、長
繊維強化型の樹脂成形体が提案されている。熱硬化性樹
脂を用いた長繊維強化樹脂構造体は、繊維のトウまたは
ロービングを低粘度の熱硬化性樹脂の浴に通して引い
て、繊維を含浸する事により繊維強化構造物を製造し、
これを型枠上に固定後、加熱により架橋反応を起こし硬
化させることによって製造されるのが一般的である。し
かし、この場合、熱硬化性樹脂が粘稠な為、繊維を濡す
事が困難であり、成形品は濡れ性に劣り、機械特性にお
いて期待が持てない。又、シート状の繊維強化構造物の
成形時、型枠上に固定し圧縮成形する為、成形品形状の
自由度も著しく劣り、成形品周囲にバリが発生し、その
為後工程で仕上げ加工が必要、その上繊維強化構造物の
保存上でも架橋硬化の防止を考慮する必要がある等の問
題点がある。一方、長繊維強化熱可塑性樹脂成形品とし
ては、スタンパブル・シート等に代表される圧縮成形法
によるものが知られているが、これもペレット状原料を
用いた射出溶融圧縮成形法、溶融圧縮法、射出成形法に
よるものに比べ強化繊維が成形品の全般に渡って均一に
分散するという点において成形品形状の自由度が著しく
劣る。かつ、長繊維強化樹脂成形品において繊維自体に
樹脂が十分に被覆された状態が機械特性上好ましいと予
想されるが、製造上スタンパブル・シートはシート状の
繊維とシート状の樹脂とのサンドウィッチ構造であり、
これらを加熱圧縮する為、繊維同士の重なりが避けられ
ず、機械的特性において限界が有る。更に、スタンパブ
ル・シートはシートの特性上、３次元構造物製造時、圧
縮成形法を取ると流動性が悪いため構造体の機械物性が
著しく不均一な成形品になるという欠点が有る。又、熱
可塑性樹脂被覆繊維束の切断により製造される、平行に
配列した繊維で強化されたペレットが知られている。例
えば、米国特許第4559262 号明細書には、２〜100mm の
平行繊維ペレットと他の（強化繊維なし又は短繊維強
化）ペレットとの混合物を射出成形機のような可塑化装
置で溶融、均質化して成形する技術が記載されている。
この技術によれば、成形品内の強化繊維の繊維長は少な
くとも２mmの長さのものが50重量％以上存在するとされ
ている。成形品内の強化繊維長の詳しい情報は開示され
ていないが、本発明者等がペレットの長さ10mmの実施例
について追試したところ、たかだか２〜３mmの長さが主
体となることが判明した。要するに、この技術において
は、短繊維強化樹脂成形体に比べれば繊維長や強度の改
善が見られるが、成形体中の繊維長を５mmレベルに保持
することは困難であり、成形品の機械的特性、特に衝撃
強度は連続繊維を用いたスタンパブル・シートに比べて
低水準のものしか得られないのである。本発明は上記従
来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、本発明の
目的は、特に優れた機械的強度、例えばスタンパブル・
シートに匹敵する衝撃強度を持ち、しかも熱可塑性樹脂
ペレットを用いて容易に成形することができる成形体を
提供することである。又、平行繊維強化熱可塑性樹脂ペ
レットからこのような成形体を得るための成形技術を提
供することである。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記目的を
達成するべく鋭意検討した結果、強化繊維の熱可塑性樹
脂中での濡れ性を向上させ、かつ長サイズペレットを用
い、繊維の折損を抑制した可塑化装置により可塑化を行
った後、圧縮成形法等を用いることによって長繊維を保
持し、機械強度、特に衝撃強度が大幅に向上した成形体
が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
即ち本発明は、長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った
位置関係にあり、成形体重量の10〜80％を占める全強化
繊維含量のうち、50％以上が絡み合い骨格を形成してい
ることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形体、及び
長さ10〜100mmの平行繊維強化熱可塑性樹脂ペレット乃
至はそれを含む樹脂組成物を成形することを特徴とする
長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った位置関係にある
繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造法である。

【０００４】以下、本発明について詳述する。本発明に
おいては、成形に便利な熱可塑性樹脂ペレットを用い
る。そして一層優れた強度を発現させるために、従来、
ペレットを用いる熱可塑性樹脂強化の分野で実現してい
たものより著しく長い５〜100mm の繊維長が保持され、
且つ該繊維が成形体中で絡み合った位置関係で存在する
構成をとる。このような繊維長（スタンパブル・シート
における連続繊維と区別して中程度の繊維長と呼ぶ）と
その絡み合い構造は、例えば次のような手段で実現する
ことができる。即ち、従来技術の中間原料である熱可塑
性樹脂被覆繊維束を、長めの10〜100mm に切断した平行
繊維強化ペレットを用い、これを適度の剪断応力のかか
る可塑化条件下で成形する。実際には、シリンダ温度、
スクリュー回転数、スクリュー背圧の最適化を行い。必
要に応じてスクリュー各部寸法、ノズル寸法及びそれら
の関係を調整して低剪断力を実現することができる。平
行繊維強化ペレットと可塑化条件とを適切に選ぶことに
より、上記のような繊維長とその絡み合い構造を持ち、
且つ繊維含量10〜80重量％の繊維強化熱可塑性樹脂成形
体を得ることができる。この成形体は、樹脂と繊維の密
着性の良い平行繊維強化ペレットを原料とするので、空
隙率は極めて低い値に保持される。適切な繊維含量と低
い空隙率とは樹脂と繊維の密着性を確保し、中程度の繊
維長とその絡み合った位置関係と相まって成形体に優れ
た強度をもたらす。このようにして、本発明の技術思想
は、長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った位置関係に
あり、成形体重量の10〜80％（好ましくは10〜60％）を
占める全強化繊維含量のうち、50％以上（好ましくは70
％以上）が絡み合い骨格を形成していることを特徴とす
る繊維強化熱可塑性樹脂成形体として表現される。又、
絡み合い骨格を形成する比率（絡み合い度）の代わりに
平均繊維長を用いて、長さ５〜100mm の強化繊維が絡み
合った位置関係にあり、全強化繊維含量が成形体重量の
10〜80％（好ましくは10〜60％）を占め、強化繊維の重
量平均繊維長が５〜50mm（好ましくは10〜50mm）である
ことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形体として表
現することもできる。

【０００５】この繊維強化熱可塑性樹脂成形体を最も特
徴づけるものは、中程度の長さ（５〜100mm ）の繊維の
絡み合った位置関係である。絡み合った位置関係とは、
必ずしも繊維と繊維が直接に接して絡み合っていること
を必要とせず、一方の繊維が他方の繊維のループの中を
通っている位置関係にあればよい。実際、予め樹脂を含
浸被覆した長繊維から製造された平行繊維強化熱可塑性
樹脂ペレットを用いて可塑化工程で絡み合った位置関係
を実現させる場合、繊維と繊維は直接接触状態にはなら
ず、又、このような非接触絡み合い構造の方が繊維と樹
脂との良好な密着が保持されているので好ましい。この
ような成形体は、射出成形法、溶融圧縮成形法、圧縮成
形法の採用により製造できるが、好ましくは次の成形技
術により実現することができる。即ち、長さ10〜100mm
の平行繊維強化熱可塑性樹脂ペレット乃至はそれを含む
樹脂組成物を、適度の剪断応力をかけて可塑化、成形す
る方法である。適度の剪断応力とは大き過ぎない剪断応
力であり、別の表現をすれば、繊維の絡み合いを起こす
が、著しい切断を引き起こさない程度の剪断応力であ
る。当業者であれば、このような判断基準に基づいて試
行することにより適切な条件を選定することができ、そ
の具体例は後記実施例に示されている。又、可塑化工程
における剪断応力の指標として、対比できる装置の消費
電力の比を用いることができる。従って、本願における
製法発明は、長さ10〜100mm の平行繊維強化熱可塑性樹
脂ペレット乃至はそれを含む樹脂組成物を、上記の適度
の剪断応力をかけて可塑化し、成形することを特徴とす
る長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った位置関係にあ
る繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造法として表現する
ことができる。

【０００６】ここで、本発明を特徴づける上記数値は次
のような試験法により確認することができる。先ず、製
品である長繊維強化樹脂構造体から、焼成（600 ℃灰化
処理）、溶解等の方法で樹脂成分を除去し、繊維強化の
骨格を得る。通常の場合、目視観察によって、この骨格
が５〜100mm の繊維長を有するか、且つそれが絡み合っ
た位置関係で存在するか否かを判断できる。即ち、焼成
（600 ℃灰化処理）時に骨格が簡単に崩れてしまうもの
は繊維が絡み合った位置関係にあるとは言えない。骨格
が残っていても多量の繊維が骨格からこぼれ落ちるもの
も繊維が短くて絡み合っていないためである。繊維長や
絡み合いの判定が微妙な場合は次の方法で「絡み合い
度」を測定して、絡み合い度50％以上のものを絡み合っ
た位置関係にあるものと判定する。 〔絡み合い度の測定法〕成形体から樹脂成分を除去して
得られる繊維成分を２mm標準篩を用い、繊維の骨格が崩
れない程度の振動を与えて篩分けする。この際、篩下重
量を測定し、全体重量に対する比率（Ｘ）を求め、１−
Ｘを百分率で表示して絡み合い度とする。Ｘが0.5 以下
（絡み合い度；50％以上）であれば強化繊維が絡み合っ
た位置関係で存在すると判断する。 〔繊維含量の測定、熱可塑性樹脂であるかの判断〕成形
体中の繊維含量、及び樹脂が熱可塑性樹脂であるか否か
は、通常の技術水準で問題なく判別できる。 〔成形体中の強化繊維の繊維長分布および重量平均繊維
長の測定法〕成形体を600 ℃灰化処理後、約100mg をサ
ンプリングして、光学フロファイルプロジェクター上に
投影し、十字線にかかった繊維について長さを実測す
る。繊維長分布および重量平均繊維長はこれに基づいて
測定する。 〔多軸衝撃強度の測定法〕厚さ３mmの成形品から80mm角
試験片を切出し、プランジャー先端曲率10mmＲ、テスト
スピード１ｍ／秒でインストロン社製多軸衝撃測定装置
を用いて測定する。 〔曲げ強度の測定法〕幅12mm、厚さ３mm、長さ100 mm、
スパン50mmの試験片を用いて、テストスピード1.5 ｍ／
分で島津製作所社製万能試験機により測定する。

【０００７】次に、本発明に用いる各成分を説明する。
本発明に用いる熱可塑性樹脂はポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン；ポリスチレン、ゴム補強ポ
リスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、Ａ
ＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂；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等のポリエステル樹
脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６等のポリ
アミド樹脂；ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニ
レンエーテル等のポリエーテル樹脂；ポリオキシメチレ
ン、ホリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフ
ォン、ポリエーテルエーテルケトンカーボネート／ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ＡＢＳ、
ポリフェニレンエーテル／ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンエーテル／ポリアミド等のブレンド
樹脂が挙げられる。本発明に用いる熱可塑性樹脂は特に
制限は無く、用途に応じて選択すれば良い。例えば、繊
維強化の効果が顕著である点は結晶性の熱可塑性樹脂、
その中でも汎用性の熱可塑性樹脂が好ましい。好ましく
は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート等のポリエステル樹脂；ナイロン６，ナイロン
６６，ナイロン４６等のポリアミド樹脂；ポリフェニレ
ンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル等のポリエー
テル樹脂；ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポ
リフェニレンサルファイドまたはこれらの樹脂のブレン
ド樹脂である。

【０００８】本発明に用いる強化繊維は、本発明に用い
る熱可塑性樹脂の引張弾性率よりも高い弾性率を持つも
のであれば問題無く、例えば、E-ガラス、S-ガラス等の
ガラス繊維、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レー
ヨン系等のカーボン繊維、炭化ケイ素繊維等のセラミッ
ク繊維、鉱物繊維等の無機繊維、ステンレス、黄銅等の
金属繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリオキシメ
チレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、液晶性芳香族
ポリエステル繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、
ポリ-p- フェニレンテレフタルアミド繊維、ポリ-m- フ
ェニレンイソフタルアミド繊維等のアラミド繊維、ポリ
フェニレンベンゾチアゾール繊維、ポリアクリロニトリ
ル繊維、ジュート等のセルロース繊維等の有機繊維等が
挙げられる。尚、本発明に用いる強化繊維は機械物性、
耐熱性等を考慮し、熱可塑性樹脂との好ましい組合わせ
等からガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維、鉱
物繊維等の無機繊維、ステンレス、黄銅等の金属繊維、
液晶性芳香族ポリエステル繊維、ポリ-p- フェニレンテ
レフタルアミド繊維、ポリフェニレンベンゾチアゾール
繊維等が好ましく、単独あるいは組合わせて用いられ
る。強化繊維径は繊維の種類によっても異なるが、例え
ばガラス繊維の場合は３〜20μm であるが、機械特性か
ら細い方が好ましいが、３μm 未満ではペレットを作る
過程で繊維への樹脂の含浸が困難であり、逆に20μm を
越えると折損しやすくなる。

【０００９】本発明の成形体の製造に用いる成形材料
は、熱可塑性樹脂で連続単繊維の表面を被覆した連続繊
維／熱可塑性樹脂複合体を一定長に切断することにより
得られる平行繊維強化熱可塑性樹脂ペレットである。
尚、ここで平行繊維強化熱可塑性樹脂ペレットとは、繊
維が実質上ペレットと同一長さでペレットの長さ方向に
実質的に平行配列しているものを言う。平行繊維強化熱
可塑性樹脂ペレットの長さは10〜100mm であり、該ペレ
ット長が10mm未満の場合は成形物の繊維強化効果は期待
できず、また、100mm を越える長さでは可塑化装置への
均一な供給が困難となり好ましくない。成形用材料中の
繊維強化材の充填率は成形体の機械的強度等の目的に応
じて選ぶことができ、普通10〜80重量％である。一般に
高充填率ほど強度は大きくなるが、80重量％を越える
と、単繊維の表面を熱可塑性樹脂で十分に被覆する事が
できず、成形品において補強効果が低下する為好ましく
ない。低い充填率の場合は絡み合い度が小さくなりやす
く、機械的強度等の特徴を発揮しないことがある。マス
ターバッチとして用いる場合、10重量％未満では経済面
からも好ましくない。繊維状強化材の熱可塑性樹脂との
接着性の面から機械的物性を改良する別の手段として、
ペレット製造の過程で表面処理する事は望ましく、例え
ばガラス繊維の場合、シラン系、チタン系カップリング
剤で処理する事は特に好ましい。連続でかつ平行配列し
た繊維を含有するペレットの製造にあたっては、連続平
行配列した繊維束の構成単位である単繊維（フィラメン
ト）の表面の大部分を熱可塑性樹脂で被覆し、ストラン
ドを作成し、これを所定の長さで切断する事により得ら
れる。この熱可塑性樹脂で被覆する方法としては、通常
の方法は全て利用でき、例えば、熱可塑性樹脂を溶融状
態で繊維強化材に含浸させる溶融含浸法（特開昭61−22
9534号、同61−229535号、同61−229536号、特願昭61−
216253号公報）、粉末状の熱可塑性樹脂を空気中に浮
遊、または水などの液体中に懸濁させた状態で繊維束に
含浸させた後、溶融してストランドを得る方法等が挙げ
られる。溶融含浸法としては特に制約は無く、偏平ダイ
（特開昭63−216732号公報）、屈曲通路（特開昭63−26
4326号公報）を通す方法、ローラー（特開昭63−132036
号公報）やベルト（特開平１−214408号公報）を用いる
方法等の公知のいずれの方法でも良い。特に、操作性の
点で、偏平ダイや屈曲通路を有する形状の含浸ダイを繊
維束が通る引き抜き成形法が好ましい。また、これらの
方法で得られた熱可塑性樹脂が含浸した繊維束を更に賦
形ダイを通して所望のストランド形状、かつ長さで切断
しペレットを得る事もできる。

【００１０】成形体全体の組成を所望のものにするため
に、必要に応じ平行繊維強化熱可塑性樹脂ペレット以外
の形で熱可塑性樹脂を併用することもできる。例えば繊
維で強化されていない樹脂ペレット、短繊維強化樹脂ペ
レット、異種の樹脂を含むペレット、樹脂粉末等を併用
することができる。本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形
体には、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤
（防止剤）、滑剤、着色剤等の各種安定剤を同成形体を
用いた成形品の機械特性を損なわない範囲で添加するこ
とができる。これらの添加剤はペレット成分として加え
るか、または別個に加えることができる。

【００１１】

〔可塑化装置及び条件〕

スクリュー径；90mm、スクリューピッチ；90mm 溝深さ；フィード部10mm、メタリング部５mm スクリュー回転数；90rpm 、圧縮比；2.5 予備加熱；100 ℃ 成形温度調節値；（吐出）240,230,220,240 ℃（供給） 吐出径20mm、背圧０kg／cm²G 〔試験項目〕繊維長観察、繊維含量実測、繊維長分布の
実測と重量平均繊維長の算出、絡み合い度の測定、機械
的強度の測定 実施例１、比較例１ 上記48mm長の平行繊維強化ポリプロピレンを用い、上記
条件で可塑化し、圧縮成形して板状成形品（実施例１）
を作成した。この板状成形品はペレットからの成形品で
あるから、繊維長はペレットの長さを越えることはな
く、比較的折れやすいような条件で可塑化しても重量平
均繊維長は12mm程度あり、ポリプロピレン製スタンパブ
ル・シート（比較例１）に用いられている連続ガラス繊
維（40％含有）の長さとは比較にならない。それにもか
かわらず、表１に示すように、ポリプロピレン製スタン
パブル・シートに匹敵する多軸衝撃強度を有する。又、
アイゾット衝撃強度もポリプロピレン製スタンパブル・
シートに近い値である。尚、後記比較例３に示した従来
技術による成形体のアイゾット衝撃強度は27（ノッチ付
き）および59（反ノッチ）であり、短繊維強化ポリプロ
ピレン成形体（比較例２）の12および42という値にくら
べれば大きいが、実施例１に比べれば著しく小さい。

【００１２】

【表１】

【００１３】実施例２、比較例２〜３ 上記12mm長の平行繊維強化ポリプロピレンを用い、上記
条件で可塑化し、圧縮成形して板状成形品（実施例２）
を作成した。又、上記３mm長の平行繊維強化ポリプロピ
レンを用い、上記条件で可塑化し、圧縮成形して板状成
形品（比較例２）を作成した。更に、上記12mm長の平行
繊維強化ポリプロピレンを用い、通常の射出成形ノズル
（吐出径４mm）をつけた装置で、通常の条件（背圧５kg
／cm²G）で可塑化処理後、圧縮成形して板状成形品（比
較例３）を作成した。これらのものの物性値を表２に示
す。実施例２の成形品は、比較例２〜３の成形品に比べ
て、優れた機械的強度が発揮されている。

【００１４】

【表２】

【００１５】実施例３、比較例４ 実施例１と同じペレットを用い、同様の可塑化処理で、
圧縮成形により箱状成形品（300 ×200 ×150 ×３mm）
を作製し、天板部と側板部に分けて80mm角の試験片を切
出し評価した。又、連続ガラス繊維（40％）含有のポリ
プロピレン製スタンパブル・シートを用いて、同様の圧
縮成形により箱状成形品を作製し、評価した。表３の結
果から明らかなように、比較例４では側板部の多軸衝撃
強度が極めて低いのに対し、実施例３の成形品では、繊
維長が比較例４よりも短いにもかかわらず、充分な多軸
衝撃強度を有している。

【００１６】

【表３】

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、取扱いやすいペレット
状の繊維強化熱可塑性樹脂材料を用いて、連続繊維のス
タンパブル・シートに匹敵し、側板部についてはこれを
凌駕する機械的強度を有する成形体が得られる。本発明
は、従来のスタンパブル・シートに比べて成形体形状の
自由度が大きく、又、強化繊維含有量も広範囲のものを
実現できる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】ここで、本発明を特徴づける上記数値は次
のような試験法により確認することができる。先ず、製
品である長繊維強化樹脂成形体から、焼成（600 ℃灰化
処理）、溶解等の方法で樹脂成分を除去し、繊維強化の
骨格を得る。通常の場合、目視観察によって、この骨格
が５〜100mm の繊維長を有するか、且つそれが絡み合っ
た位置関係で存在するか否かを判断できる。即ち、焼成
（600 ℃灰化処理）時に骨格が簡単に崩れてしまうもの
は繊維が絡み合った位置関係にあるとは言えない。骨格
が残っていても多量の繊維が骨格からこぼれ落ちるもの
も繊維が短くて絡み合っていないためである。繊維長や
絡み合いの判定が微妙な場合は次の方法で「絡み合い
度」を測定して、絡み合い度50％以上のものを絡み合っ
た位置関係にあるものと判定する。 〔絡み合い度の測定法〕成形体から樹脂成分を除去して
得られる繊維成分を２mm標準篩を用い、繊維の骨格が崩
れない程度の振動を与えて篩分けする。この際、篩下重
量を測定し、全体重量に対する比率（Ｘ）を求め、１−
Ｘを百分率で表示して絡み合い度とする。Ｘが0.5 以下
（絡み合い度；50％以上）であれば強化繊維が絡み合っ
た位置関係で存在すると判断する。 〔繊維含量の測定、熱可塑性樹脂であるかの判断〕成形
体中の繊維含量、及び樹脂が熱可塑性樹脂であるか否か
は、通常の技術水準で問題なく判別できる。 〔成形体中の強化繊維の繊維長分布および重量平均繊維
長の測定法〕成形体を600 ℃灰化処理後、約100mg をサ
ンプリングして、光学フロファイルプロジェクター上に
投影し、十字線にかかった繊維について長さを実測す
る。繊維長分布および重量平均繊維長はこれに基づいて
測定する。 〔多軸衝撃強度の測定法〕厚さ３mmの成形品から80mm角
試験片を切出し、プランジャー先端曲率10mmＲ、テスト
スピード１ｍ／秒でインストロン社製多軸衝撃測定装置
を用いて測定する。 〔曲げ強度の測定法〕幅12mm、厚さ３mm、長さ100 mm、
スパン50mmの試験片を用いて、テストスピード1.5 ｍ／
分で島津製作所社製万能試験機により測定する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】次に、本発明に用いる各成分を説明する。
本発明に用いる熱可塑性樹脂はポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン；ポリスチレン、ゴム補強ポ
リスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、Ａ
ＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂；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等のポリエステル樹
脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６等のポリ
アミド樹脂；ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニ
レンエーテル等のポリエーテル樹脂；ポリオキシメチレ
ン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフ
ォン、ポリエーテルエーテルケトンカーボネート／ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ＡＢＳ、
ポリフェニレンエーテル／ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンエーテル／ポリアミド等のブレンド
樹脂が挙げられる。本発明に用いる熱可塑性樹脂は特に
制限は無く、用途に応じて選択すれば良い。例えば、繊
維強化の効果が顕著である点は結晶性の熱可塑性樹脂、
その中でも汎用性の熱可塑性樹脂が好ましい。好ましく
は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート等のポリエステル樹脂；ナイロン６，ナイロン
６６，ナイロン４６等のポリアミド樹脂；ポリフェニレ
ンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル等のポリエー
テル樹脂；ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポ
リフェニレンサルファイドまたはこれらの樹脂のブレン
ド樹脂である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これらのものは本発明をなんら限定するものでは
ない。以下の実施例、比較例で用いた長繊維強化熱可塑
性樹脂ペレットは、次のような方法で作製した樹脂含浸
繊維束を切断することにより得たものである。即ち、ガ
ラス繊維束のロービングを連続的に引取りながら加熱し
た後、クロスヘッドダイを通過させた。クロスヘッドダ
イには、押出機にて溶融したポリプロピレン（住友化学
製ノープレンＡＸ574 ）が供給されており、クロスヘッ
ドダイ中でポリプロピレンをガラスロービングに含浸し
た。この時、ガラスロービングの引取り速度と溶融ポリ
プロピレンの供給量を制御して、ガラス含有量を40重量
％に調整した。クロスヘッドダイを出たポリプロピレン
含浸ガラスロービング（ストランド）は、次に、賦形ダ
イを通過し、更に引取りロールを通過後、ペレタイダー
にてストランドを切断して48mm、12mm、３mm長のペレッ
トを作製した。このペレットを下記の可塑化装置を用い
て、下記条件で適度な剪断応力を加えながら可塑化した
後、200 ×100 ×３mmの平板試験金型を用いたハンドプ
レスで、冷却時間60秒で圧縮成形を行い、80×80mmの試
験片を切り出して試験を行った。 〔可塑化装置及び条件〕 スクリュー径；90mm、スクリューピッチ；90mm 溝深さ；フィード部10mm、メタリング部５mm スクリュー回転数；90rpm 、圧縮比；2.5 予備加熱；100 ℃ 成形温度調節値；（吐出）240,230,220,200 ℃（供給） 吐出径20mm、背圧０kg／cm²G 〔試験項目〕繊維長観察、繊維含量実測、繊維長分布の
実測と重量平均繊維長の算出、絡み合い度の測定、機械
的強度の測定 実施例１、比較例１ 上記48mm長の平行繊維強化ポリプロピレンペレットを用
い、上記条件で可塑化し、圧縮成形して板状成形品（実
施例１）を作成した。この板状成形品はペレットからの
成形品であるから、繊維長はペレットの長さを越えるこ
とはなく、比較的折れやすいような条件で可塑化しても
重量平均繊維長は12mm程度あり、ポリプロピレン製スタ
ンパブル・シート（比較例１）に用いられている連続ガ
ラス繊維（40％含有）の長さとは比較にならない。それ
にもかかわらず、表１に示すように、ポリプロピレン製
スタンパブル・シートに匹敵する多軸衝撃強度を有す
る。又、アイゾット衝撃強度もポリプロピレン製スタン
パブル・シートに近い値である。尚、後記比較例３に示
した従来技術による成形体のアイゾット衝撃強度は19
（ノッチ付き）および52（反ノッチ）であり、短繊維強
化ポリプロピレン成形体（比較例２）の12および42とい
う値にくらべれば大きいが、実施例１に比べれば著しく
小さい。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】実施例２、比較例２〜３ 上記12mm長の平行繊維強化ポリプロピレンペレットを用
い、上記条件で可塑化し、圧縮成形して板状成形品（実
施例２）を作成した。又、上記３mm長の平行繊維強化ポ
リプロピレンペレットを用い、上記条件で可塑化し、圧
縮成形して板状成形品（比較例２）を作成した。更に、
上記12mm長の平行繊維強化ポリプロピレンを用い、通常
の射出成形ノズル（吐出径４mm）をつけた装置で、通常
の条件（背圧５kg／cm²G）で可塑化処理後、圧縮成形し
て板状成形品（比較例３）を作成した。これらのものの
物性値を表２に示す。実施例２の成形品は、比較例２〜
３の成形品に比べて、優れた機械的強度が発揮されてい
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】実施例３、比較例４ 実施例１と同じペレットを用い、同様の可塑化処理で、
圧縮成形により箱状成形品（300 ×200 ×150 ×３mm）
を作製し、天板部と側板部に分けて80mm角の試験片を切
出し評価した。又、連続ガラス繊維（40％）含有のポリ
プロピレン製スタンパブル・シートを用いて、同様の圧
縮成形により箱状成形品を作製し、評価した。表３の結
果から明らかなように、比較例４では可塑化溶融物（ブ
ランク）の投入位置である天板部の多軸衝撃強度は高い
が、圧縮時の流動によって賦形される側板部の多軸衝撃
強度は極めて低い値を示し、測定位置（流動距離）の違
いによる物性差が大きいことがわかる。これにに対し、
実施例３の成形品では、繊維長が比較例４よりも短いに
もかかわらず、何れの場所でも充分な多軸衝撃強度を有
している。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った
   位置関係にあり、成形体重量の10〜80％を占める全強化
   繊維含量のうち、50％以上が絡み合い骨格を形成してい
   ることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形体。
2. 【請求項２】 長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った
   位置関係にあり、全強化繊維含量が成形体重量の10〜80
   ％を占め、強化繊維の重量平均繊維長が５〜50mmである
   ことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形体。
3. 【請求項３】 強化繊維の重量平均繊維長が５〜50mmで
   ある請求項１記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形体。
4. 【請求項４】 長さ10〜100mm の平行繊維強化熱可塑性
   樹脂ペレット乃至はそれを含む樹脂組成物を成形するこ
   とを特徴とする長さ５〜100mm の強化繊維が絡み合った
   位置関係にある請求項１乃至３記載の繊維強化熱可塑性
   樹脂成形体の製造法。