JPH01156033A - 積層物の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスタンピング成形や真空圧空成形が可能であり
、表面平滑性が良く、機械的性質の部分による差が少な
く、剛性の優れた熱可塑性樹脂複合シートの製造方法に
係るものであり、各種自動車部品、工業部品、等の構造
部品に利用することができる。

［従来の技術］ ガラス布や不織布の様なシート状の補強材を含んだ熱可
塑性樹脂複合シートの製造方法は熱プレスによってプレ
ス成形する方法と長大な加熱、加圧機構を有するスチー
ルベルトによって連続的に複合シートをつくる方法、あ
るいは何台もの押出機を使って別々に押出シートをつく
りニップロールによりガラスマットと熱可塑性樹脂シー
トを一体化する方法（特開昭５２−４０５８８号公報）
等があるがいずれも生産効率が悪かったり、装置が大が
かりで設備に多大な費用を要する欠点があった。

［発明が解決しようとする問題点コ ガラス布、ガラスマット、綿布、各種不織布等のシート
状補強材によって強化した熱可塑性樹脂の複合シートを
つくる方法としては熱可塑性樹脂シートの間にシート状
補強材をサンドイッチし長大なスチールベルトにより加
熱、加圧して、連続的に複合シートを製造する方法があ
る。この方法の問題点は非常に巨大で高価な成形設備を
必要とするところにある。この方法の基本原理は連続プ
レス法にある為生産性を上げる為には３０ｍから５０ｍ
にも及ぶ非常に大型の機械にならざるを得ない。又、成
形に要するエネルギーの点から言っても効率的な方法と
は言えない。

又、特開昭５２−４０５８８号公報にある様な別々に成
形したシートをニップロールにて、ガラスマットと一体
複合化する方法もあるがいずれも大がかりで頻雑な装置
となり、設備に要する費用も多大なものになる為、経済
的とは言えない。

本発明による複合シートの製造方法はこれらの問題点を
解決し、簡便な装置で効率的にシート状補強材によって
強化した熱可塑性複合シートを得ようとするものである
。

［問題点を解決するための手段］ 熱可塑性樹脂をシート状補強材中に含浸させて、複合積
層物とするには溶融した樹脂が織物の中に十分浸透し両
者が一体化した状態にならなければならないが、熱硬化
性樹脂の様に溶融時の粘度が低いものは比較的補強材中
への樹脂の含浸が容易であるが、押出成形用の熱可塑性
樹脂は熱硬化性樹脂の数十倍から数千倍の溶融粘度があ
る為布やマット状の補強材中にマトリックスである樹脂
を含浸させるには高い圧力と樹脂が浸透するに要する時
間、脱気操作が必要でありこの為にプレス又は長大な加
圧、加熱機構をもったスチールベルト等が必要であった
。

シート状補強材によって補強された熱可塑性樹脂のシー
トを安価な設備で効率的に成形する方法について鋭意研
究した結果シート状補強材の予熱及び脱気機構を有し、
溶融樹脂が補強材中に十分含浸するに必要な圧力、温度
を与えることができる長さの−′ンドを有する、マルチ
マニホールドタイプのＴダイによって熱可塑性樹脂を補
強材中に含浸させ、その後通常のシート成形機によりシ
ートに賦形することを特徴とする積層物の製造方法を発
明するに至った。

本発明における熱可塑性樹脂とは通常のスクリュー式の
押出機で連続的に押出し可能な樹脂をさし、ポリプロピ
レン樹脂およびその共重合体、ポリエチレン樹脂および
その共重合体、塩化ビニール樹脂、ＡＢＳ樹脂、エチレ
ンビニルアルコール共重合体、酢酸ビニール樹脂、ポリ
スチレン樹脂、メタアクリル樹脂、ナイロン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリエステル樹脂等があげられる。

又、シート状補強材とは、ガラス布、ガラスマット、等
のガラス繊維の織物、マトリックス樹脂よりも融点の高
い材料で構成される各種の不織布、炭素繊維の織物、綿
、麻、等の天然繊維の織物、金属繊維の織物等をさす。

第１図に製造装置の概要図を示す。

以下図面によって本発明の詳細な説明を行なう。

押出機１より押出された熱可塑性樹脂はアダプター２を
通って多層Ｔダイ３に送り込まれ、多層Ｔダイの上部よ
りシート状補強材４が挿入され、多層Ｔダイ中で熱可塑
性樹脂が含浸され複合積層化された状態でＴダイの出口
より押出され、シート成形機６の成形ロール５によりシ
ート状に冷却賦形され、巻取機７に巻取られる。

多層Ｔダイの断面図を第２図に示す。第２図によって本
発明の構成要素を説明する。

多層Ｔダイのシート状補強材挿入部には予熱炉８が設け
てあり上部より挿入されるシート状補強材４はこの予熱
炉８により十分に加熱される。加熱の方法は赤外線ヒー
ター、セラミックヒータ−１遠赤外線ヒーター等が用い
られる。

予熱炉８の内部およびＴダイ内の補強材導入部１５は真
空ポンプにより減圧され、補強材と溶融樹脂の合流点１
０にて、シート状補強材中に溶融樹脂が含浸する際内部
に気泡が残らない様に脱気作用を行なう。脱気は予熱炉
８と補強材導入部１５を別々の真空ポンプで脱気し真空
度を高めることもできる。

押出機よりアダプターを通して送り込まれた溶融樹脂は
２つの流路９に分かれ、シート状補強材を両側からサン
ドイッチする様にして合流する。

第２図では樹脂の流路を２つ即ち２層の場合しか示して
ないが必要に応じて更に多層化することもできる。又、
種類の異なる樹脂を別々の流路より送り込んで多種多層
の構成とすることも可能である。

Ｔダイ外側の板状ヒーター１１とは別に流路の樹脂の温
度を更に精密にコントロールできる様に樹脂流路に添っ
て加熱用ヒーター１２を設けである。

流路に添った加熱用のヒーター１２は樹脂合流点１０の
手前とランド部１３とリップ部ＩＢの３ケ所が好ましい
が必要に応じてより少なくすることもできる。

樹脂合流点ＩＯからＴダイ先端部迄のランドの長さは、
５０ｍｍ以上、３００ｍｍ以下が好ましく、より好まし
くは１００ｍｍから２００ｍｍである。

５０關以下では補強材中に樹脂を含浸させるだけの背圧
を発生することができず、３００ｍｍ以上では逆に背圧
が大き過ぎて押出しが困難になる。

［作　　用コ 本発明の個々の技術的手段の作用について述べる。

シート状補強材がＴダイに挿入される導入部分に予熱炉
を設けであるがこれはシート状補強材がＴダイ内で溶融
樹脂と合流する際、シート状補強材の温度が低いと樹脂
が補強材と接触した際補強材に熱を奪われ樹脂の温度が
下がる為樹脂の粘度が上がり、織物状の補強材の網目の
中に樹脂が十分に含浸しなくなる。そこで予熱炉によっ
て補強材の温度を溶融樹脂の温度と同等かそれ以上に加
熱し樹脂の含浸を容易ならしめる必要がある。

十分に予熱された補強材は別々の流路を通ってきた熱可
塑性樹脂でサンドイッチされる様に両側から挾み込まれ
、その樹脂合流点において樹脂に挾み込まれた補強材部
分の空間が成形後ボイドとして残らない様にする為と補
強材の網目の間に樹脂が十分含浸する様に樹脂層の間の
空間は水銀柱で１６０ｍｍ以下の減圧状態におかれる。

即ち、予熱炉内部とＴダイ内の補強材導入部は真空ポン
プにより脱気され水銀柱で１６０ｍｍ以下の減圧状態に
保持されている必要がある。この減圧脱気作用によって
、別々のマニホールドより供給された溶融樹脂はＴダイ
内の樹脂合流点において２層の樹脂層の間に挾み込まれ
た補強材層の中に十分含浸できる様になる。樹脂合流点
手前の樹脂流路に添って温度調節用ヒーターが設けられ
ており、押出機からアダプターを通って送り込まれてき
た樹脂は熱分解しない上限の温度迄できる限り高温に加
熱され、溶融粘度が下げられ、補強材中に含浸し易くな
る。流路に添った加熱ヒーターを用いず押出機にて最初
から高温に樹脂を加熱すると滞留時間が長い為樹脂が熱
劣化を起して物性が低下してしまう為、余り高温にする
ことはできない。

樹脂合流点以降Ｔダイリップ迄は補強材をサンドイッチ
した樹脂が徐々に補強材中に含浸してゆくのに必要な圧
力と滞留時間を発生させる作用をもつ。樹脂合流点にお
いて補強材層は減圧されているので補強材層の網目の間
に樹脂は含浸されてゆくが樹脂の溶融粘度はかなり高い
為瞬間的には補強材の隅々迄樹脂は含浸しきらない。樹
脂合流点以降のＴダイのランド部分において、樹脂を補
強材間に完全に含浸させねばならないが、それにはこの
ランド部分においても流路に添って加熱ヒーターを設け
、樹脂の温度をコントロールして粘度調整を行なってや
らねばならず又、補強材中に樹脂が含浸してゆくだけの
圧力をかけてやらなくてはならない。

この圧力を発生させる為と樹脂の補強材中への含浸流動
に必要な時間を確保する為に一定以上の長さのランドが
必要である。

［実　施　例］ 以下実施例により本発明の内容をより詳細に述べる。

〈実施例１〉 メルトフローレート０．７　ｇ　／　１０ｍ１ｎの耐衝
撃性ポリプロピレン樹脂（商品名ショウアロマ−８Ｋ７
１１）　１００部にメルトフローレート５．５ｇ／ｌｏ
ｍＩｎの無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂（昭和
電工■製ＥＲ３２０Ｐ）５部をブレンダーにてトライブ
レンドした後、シリンダー口径６５關φの単軸押出機に
て、シリンダーヘッドの樹脂温度が２２０℃になる様に
押出した。一方２層構造をしたマルチマニホールド型の
Ｔダイに厚さ０Ｊｌｌ１１１％幅１０００ｍｍの目抜平
織に織ったガラスクロスを予熱炉を通して挿入した。ガ
ラスクロスの温度は２５０℃になる様に設定された。予
熱炉とそれに続く補強材導入部は別々の真空ポンプに接
続されており、予熱炉の真空度は１００ｍｍＨｇＳＴダ
イの補強材導入部の真空度は６０ｍｄｇに設定された。

押出機よりアダプターを通じて別々の流路より送り込ま
れた樹脂は樹脂合流点手前に設けられたヒーターにより
、マニホールドから樹脂合流点に至る流路にて２２０℃
から２５０℃に加熱される。樹脂合流点からＴダイ出口
迄のランドの長さは２００＋＋＋１ｅであり、この間の
圧力降下は５０ｋｇ／ｃ−であった。

ランドの中間部分にマニホールドが設けられておりこの
部分は２７０℃に設定された。Ｔダイのりツブギャップ
は１＋ｏｎに調整された。Ｔダイより押出されたガラス
クロスと耐衝撃性ポリプロピレン樹脂との複合体はロー
ル温度５０℃に設定された引取ロールに導かれ成形速度
４ｍ／ｍｉｎで厚さ０．８ｍｍ１こ賦形され、ついで２
軸ターレツト型の巻取機に巻取られた。

得られたシートはガラスクロスと樹脂が完全に一体化し
、はとんどボイドを含まず、シート表面も光沢良好であ
った。

〈実施例２〉 メルトフローレート０．２　ｇ　／　１０ｎ＋ｉｎの高
密度ポリエチレン樹脂（商品名ショウレックス３６００
２）１００部に無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂（
昭和電工■製ＥＲ４０３ＨＭＦＲ：　　０．４ｇ／１０
ｍ１ｎ）　５部をブレンダーにてトライブレンドした後
シリンダー口径６５關の単軸押出機にて、シリンダーヘ
ッドの樹脂温度が２４０℃になる様に押出した。一方２
層構造をしたマルチマニホールド型のＴダイに厚さ０．
７ｍｍ、幅１０００ｍｍのガラスマットを予熱炉を通し
て挿入した。ガラスマットの温度は２７０℃になる様に
設定された。予熱炉の真空度は１００　ｍｍ１ｇ、　Ｔ
ダイの補強材導入部の真空度は１０ｍｍ１ｇに設定され
た。

押出機よりアダプターを通じて別々の流路より送り込ま
れた樹脂は樹脂合流点手前に設けられたヒーターにより
マニホールドから樹脂合流点に至る流路にて２４０℃か
ら２Ｊ３０−”ＯｉＪ：ｙ加熱うさ′れ、た。

樹脂合流点からＴ”ｌダイτ刊口迄のう゛シ下の長さは
１５０ｙｎ＋ｓでありごの間゛の圧力降下は７０ｋｇ／
ｃ−であった。ランド中間部のマニホールドの温度は２
８０℃に設定された。Ｔダイのりツブギャップは２■に
調整された。

Ｔダイより押出されたガラスマットと高密度ポリエチレ
ン樹脂との複合体はロール温度６０℃に設定された引取
ロールに導かれ成形速度２ｍ／ｍｉｎで厚さ１．５ｍｍ
に賦形され、ついで２軸タ一レゝツト型巻取機に巻取ら
れた。

ガラスマットにより強化された厚さ　１．５ｍｍの高密
度ポリエ゛チレンシートはスタンピング成形用プレスに
′より自動車のフェンダ−ライナーに成形された。得ら
れた成形品は外観良好で、耐衝重性と剛性に富んだ製品
となった。

［効　　果］ 本発明の結果、従来生産性の悪いプレス成形や非常に多
額の設備投資を有するスチールベルト方式に替って極め
て効率的で設備投資額の少ない方法でガラス布やガラス
マット、カーボンファイバークロス等を積層した熱可塑
性シートを製造することが可能となった。

従来のスチールベルト方式では機械設備に多額投資が必
要であったが本発明では約５分の１の投資額で済み、既
存のシート成形機を利用すればさらにその１０分の１程
度の投資で済む。

即ち、既存の設備を利用して極めて経済的に製品をつく
ることが可能である。

本発明によって得られたシート状補強材人の熱可塑性樹
脂シートはスタンピング成形や真空圧空成形等により各
種の工業部品に成形される。

、又、本発明を利用して、ガラス布を補強材とし、熱架
橋性樹脂をマトリックスとした基材に銅箔を張り合せて
フレキシブルプリント基板の原板をつくることも可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法を具体化する製造装置の１部
切断正面図である。第２図はＴダイ部分の縦断面図であ
る。 １・・・押出機　　　　　　　２・・・アダプター３・
・・多層Ｔダイ　　　　　４・・・シート状補強材５・
・・チルロール　　　　　６・・・引取機７・・・巻取
機　　　　　　　８・・・予熱炉９・・・熱可塑性樹脂
流路　　１０・・・樹脂合流点１１・・・板状ヒーター
　　　　１２・・・加熱用ヒーター１３・・・Ｔダイラ
ンド　　　　１４・・・複合シート１５・・・補強材導
入部　　　　１６・・・リップ１７・・・マニホールド Ｉ８・・・ランド部マニホールド 特許出願人、　昭和電工株５式二会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂とシート状補強材より成る複合積層物の製
   造方法において、（ａ）マルチマニホールドＴダイの溶
   融樹脂合流点にシート状補強材が溶融樹脂によってサン
   ドイッチされる様に挿入され、（ｂ）補強材の予熱機構
   と（ｃ）挿入位置において、溶融樹脂にはさまれた補強
   材の脱気機構を有し、合流後溶融樹脂が補強材中に十分
   含浸可能な様に（ｄ）Ｔダイランド部分において温度調
   節機構を有する、Ｔダイによってシート状補強材に熱可
   塑性樹脂を含浸せしめることを特徴とする積層物の製造
   方法。