JPH02212558A - 熱可塑性樹脂成形材料用の糸状複合材料及び該複合材料からの成形材料並びに該複合材料の製造方法 - Google Patents
熱可塑性樹脂成形材料用の糸状複合材料及び該複合材料からの成形材料並びに該複合材料の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
間材及びそれからの熱可塑性樹脂成形材料並びに該中間
材の製造方法に関する。
動性、耐摩耗性、静電防止性等の機能を付するために、
熱可塑性樹脂に充填材粒子、場合により更に補強用短繊
維を混合、混練して、熱可塑性樹脂中に充填材粒子、場
合により更に補強用短繊維を均一に分散させたベレット
を製造して成形材料とし、これを射出成形して成形品を
得ていた。
ると混線が困難になるため、充填材を30〜40容量ご
程度までしか配合できないという欠点があり、更に繊維
強化熱可塑性樹脂成形材料の場合には、混線処理におい
て、補強用短繊維が切断されて、繊維補強効果が低下す
るという欠点があった。
性フィラーを集束したものを、 SOSブロック系エラ
ストマーで被覆し、これを切断して熱可塑性樹脂と混合
した導電性プラスチック成形材料(特開昭60−243
128号公報)や表面に有機リン化合物層を有する長繊
維状導電性充填材を束ねた表面に合成樹脂層を被覆形成
一体化し、ペレット状に切断してなるマスターペレット
と、ペレット状の合成樹脂からなるナチュラルペレット
とを主成分とする導電性成形材料(特開昭60−192
762号公報)等が提案されている。
料には、充填材の種類によっては、長繊維状のものが入
手困難であったり、あるいは高価であったりするという
欠点がある。
しかも強いて混線処理を必要とせず、熱可塑性樹脂と充
填材及び場合により補強用繊維との混合割合を任意に定
量的に且つ均一に調整できると共に、容易に射出成形す
ることができて、導電性、摺動性、耐摩耗性、静電防止
性、電磁波遮閉性等の機能的物性及び機械的強度、寸法
安定性等の機械的物性に優れた成形品を得ることができ
る成形材料及びそれに使用する糸状中間材とその製造方
法を提供することを目的とする。
脂繊維束又は熱可塑性樹脂繊維/補強用繊維混合繊維束
を芯材とし、その周囲に熱可塑性樹脂からなる柔軟なス
リーブを設けたことを特徴とする熱可塑性樹脂成形材料
用の糸状中間材が提供され、また該糸状中間材を切断し
、これを熱可塑性樹脂と混合したことを特徴とする熱可
塑性樹脂成形材料が提供され、更にエアージェットで熱
可塑性樹脂繊維束又は熱可塑性樹脂繊維/補強用繊維混
合繊維束を解繊した後、該繊維束中に充填材粒子を包含
させ、得られた粒子包含繊維束を熱可塑性樹脂で被覆し
て該繊維束の周囲にスリーブを形成させることを特徴と
する熱可塑性樹脂成形材料用の糸状中間材の製造方法が
提供される。
材粒子を包含する熱可塑性樹脂繊維束又は熱可塑性樹脂
繊維/補強用繊維混合繊維束の周囲に熱可塑性樹脂から
なるスリーブを設けた構成としたことにより、熱可塑性
樹脂(繊維及びスリーブ)と充填材粒子及び場合により
補強用繊維との割合を広範囲に定量的に設定することが
でき、且つ均一性に優れたものである。また、この糸状
中間材を切断して、これを熱可塑性樹脂と混合すること
によって、強いて混練処理することなしに、所望の割合
で、熱可塑性樹脂中に充填材及び場合により補強用繊維
を均一に分散した、射出成形性の良好な本発明の成形材
料が得られ、該成形材料からは、射出成形によって、容
易に導電性、摺動性、耐摩耗性、静電防止性、電磁波遮
閉性等の機能的物性及び機械的強度、寸法安定性等の機
械的物性に優れた成形品が得られる。
含有量に基いて約0.Ol−約10容量%包含してなる
補強用繊維束を芯材とし、その周囲に熱可塑性樹脂から
なる柔軟なスリーブを設けたことを特徴とする熱可塑性
複合材料用のプリフォームヤーン(特願昭62−202
761号)を提案したが1本発明の糸状中間材は、熱可
塑性樹脂繊維束ないし該繊維を含有する混合繊維束を芯
材とする点において、補強用繊維束を芯材とする上記プ
リフォームヤーンとは異なったものである。
ついて、詳細に説明する。
可塑性樹脂繊維束又は熱可塑性樹脂繊維/補強用繊維混
合繊維束は、充填材粒子を包含するが、該粒子は上記繊
維間に浸透していて、該繊維をゆるく解繊した状態に保
持する。従って、該粒子は樹脂(繊維及びスリーブ)中
に均一に分散された形態を形成しており、該中間材から
成形材料を調製する際、該粒子は混合樹脂中に容易に均
゛−に分散される。
は、該粒子の粒径は約1mm以下であることが好ましく
、特に約0.01〜約15−の範囲が好ましい。
約5〜約90容量算の範囲内で任意に選択され、約10
−約80容量%の範囲が好ましい、該粒子の包含量が約
90容量%を超過すると、スリーブの被覆が困難になっ
たり、スリーブの破裂が発生したりすることがあり、ま
た逆に約5容量%未満では。
品が得られない。
、摺動性、耐摩耗性、静電防止性、電磁波連間性等の機
能及び機械的強度、寸法安定性等零の特性を成形体に付
与するためのものであり、その具体例としては、カーボ
ンブラック、黒鉛、活性炭等の炭素類の粉末5ガラス粉
末、タルク、ワラストナイト、カオリン、焼成カオリン
、炭酸カルシウム、硅酸カルシウム等の無機系化合物の
粉末;アルミナ、シリカアルミナ、酸化チタン等の酸化
物類の粉末;アルミニウム、鉄、綱、ニッケル、亜鉛、
錫若しくはそれらの合金等の金属類の粉末;ポリテトラ
フルオロエチレン等の有機系の粉末等が挙げられる。
成形材料の後加工における成形温度で完全に溶融する樹
脂繊維であり、例えばポリケミド。
チレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリアミドイミド、ポリ
イミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファ
イド等のポリマーの繊維が挙げられる。更に具体的には
、ポリアミド繊維としては、ナイロン66、ナイロン6
、ナイロン12゜ナイロン6/66/12ターポリマー
のようなホモ又はコポリマーから得られる繊維が用いら
れ、またポリエステル繊維としては、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、ポリエチレ
ン−2,6−ナフタレート、ポリオキシエトキシベンゾ
エート、全芳香族ポリエステル等のホモポリマー又はこ
れらのコポリマーから得られる繊維が用いられる。
のデニール数が、約0.1〜約2,000の範囲内で、
フィラメント数が約1〜約500のもの、特にフィラメ
ントのデニール数が約1〜約500で、フィラメント数
が約1〜約100のものが好ましい。
を得る場合には、糸状中間材の芯材として熱可塑性樹脂
繊維/補強用繊維混合繊維束が用いられるが、この場合
の補強用繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、ポリア
ミド繊維(アラミド繊維)、ボロン繊維、セラミック繊
維及び金属繊維等がある。
ッチを原料とし、紡糸用ピッチの調整、溶融紡糸、不融
化及び炭素化して得られるピッチ系炭素繊維並びにアク
リロニトリル(共)重合体繊維を耐炎化及び炭素化して
得られるPAN系炭素炭素繊維れも好適に用いられる。
、ストランド化ガラス繊維及びストランド化ガラス繊維
トウ等の何れも使用される。なお、セラミック繊維とし
ては、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維、窒化硼素繊維、ア
ルミナ繊維等が挙げられる。
トのデニール数が約0.05〜約600の範囲内で、フ
ィラメント数が約50〜300,000のもの、特にフ
ィラメントのデニール数が約0.25〜約16で、フィ
ラメント数が約100〜約48 、000のものが好ま
しい。
用繊維の使用割合(容量比)は、5:95〜95:5の
範囲内で任意に選択することができる。
脂からなる柔軟な被覆(即ちスリーブ)が設けられるが
、このスリーブの肉厚は一般的には、約5〜約1,00
0.cmとするのが良く、特に約lO〜約300−とす
るのが好ましい、スリーブの肉厚が約5/J1m未満で
は均一なスリーブの形成が困難となるので好ましくなく
、逆に約1,000pmを超えると該中間材の柔軟性が
損なわれる。
る熱可塑性樹脂は、成形材料の後加工における成形温度
で完全に溶解する樹脂であり1例えばポリアミド、ポリ
エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、ポリアミドイミド、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド
等のポリマーが挙げられる。更に具体的には、ポリアミ
ドとしては、ナイロン66、ナイロン6、ナイロン12
.ナイロン6/66/12ターポリマーのようなホモ又
はコポリマーが用いられ、またポリエステルとしては、
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、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリオキ
シエトキシベンゾエート、全芳香族ポリエステル等のホ
モポリマー又はこれらのコポリマーが用いられる。
は、熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂と同一の
ものであってもよいし、また、異種のものであってもよ
い。
製造方法について説明する。
可塑性樹脂繊維束又は熱可塑性樹脂繊維/補強用繊維混
合繊維束を解繊した後、該繊維束中に充填材粒子を包含
させ、得られた粒子包含繊維束を熱可塑性樹脂で被覆し
、該繊維束の周囲にスリーブを形成させることからなる
。
詳細に説明する。
せず)を解舒機2に、及び場合により補強用繊維束1′
が巻かれたボビン(図示せず)を解舒機2′に配置し、
該繊維束1及び場合により1′をネルソンタイプフィー
ドローラー15により一定速度で引き取りながら、[解
繊及び粒子付与装置」を通過させる。
に示されるが、該装置は解繊用エアージェットノズル3
、収束ローラー4、粒子用ホッパーフィダー5、粒子槽
6、撹拌機7.空気管8、排出空気管9、バッグフィル
ター10、吸引機II等から構成されていて、エアージ
ェットノズル及び収束ローラーはエアーシールされてい
る。ホッパーフィダー5から粒子が粒子槽6に供給され
、撹拌機7により撹拌されて、粒子槽6内に粒子層が形
成される。
噴出し、繊維束1及び場合により1′を解繊した後、該
繊維束は粒子槽6内を通過し、該繊維束に粒子が付与さ
れる6粒子が付着した繊維束は収束ローラー4により解
繊の程度がコントロールされ、一方過剰の粒子は排出空
気管9を通り、バッグフィルター10を介して吸引機1
1により吸引され。
力が印加するように調整される。
繊維束は熱可塑性樹脂押出機12とスリーブ被覆クロス
ヘツド13とから構成されるスリーブ被覆装置に送られ
、該押出機12に供給された熱可塑性樹脂によってその
周囲が被覆される。なお、被覆の際には樹脂繊維が溶融
しないように注意が払われる。スリーブが設けられた糸
状中間材は、冷却装置14によって冷却固化され、ネル
ソンタイプフィードローラー15により一定速度で引き
取られ、ついで巻き取り装置16によって巻きとられる
。
。
れと熱可塑性樹脂とを混合することによって得られる。
ため、熱可塑性樹脂中に充填材粒子、更に場合により補
強用短繊維が均一に分散され、しかも強いて混線処理を
必要としない(混線処理を行なう場合でも混練の程度は
軽いものですむ)ため、多量の充填材粒子を熱可塑性樹
脂中に配合することができ、更に繊維強化熱可塑性樹脂
成形材料を得る場合には、混合工程における補強用短繊
維の切断が(殆ど)発生しない。
ンで約2〜約15mの長さにベレット状に切断され(マ
スターペレット)、これとベレット状の熱可塑性樹脂(
ナチュラルペレット)とをブレンダー等を用いて混合す
ることにより、射出成形用ペレットが得られる。もちろ
ん、糸状中間材の切断を射出成形機のホッパー上で行な
い、ナチュラルペレットとの混合を射出成形機のホッパ
ー内で行なうこともできる。また、マスターペレットと
ナチュラルペレットとを混合した後、混線機にて混線し
、ペレタイザー等で切断して、射出成形用ペレットを得
ることもできる。ただ、この場合も、通常の成形材料と
比べ、混線の程度は軽くそよい。
、通常マスターベレット1重量部に対して、ナチュラル
ペレット1〜15重量部である。
における成形温度で完全に溶解する樹脂であり、その具
体例としては、前記スリーブ形成材として用いる樹脂と
同様に1例えばポリアミド、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン。
、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスル
ホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサ
ルファイド等のポリマーが挙げられる。更に具体的には
、ポリアミドとしては。
/66/12ターポリマーのようなホモ又はコポリマー
が用いられ、またポリエステルとしては、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、ポリエ
チレン−2,6−ナフタレート、ポリオキシエトキシベ
ンゾエート、全芳香族ポリエステル等のホモポリマー又
はこれらのコポリマーが用いられる。
樹脂としては、糸状中間材におけるスリーブ形成材ない
し熱可塑樹脂繊維を構成する樹脂と、同一のものであっ
てもよいし、また異種のものであってもよい。
可塑性樹脂中に、所望量の充填材粒子を充分に均一に分
散させた、又は所望量の充填材粒子及び補強用短繊維を
充分に均一に分散させた、機能的物性及び機械的物性に
優れた成形品を得ることができる。
包含する熱可塑性樹脂繊維束又は熱可塑性樹脂繊維/補
強用繊維混合繊維束を芯材とし、その周囲に熱可塑性樹
脂からなる軟柔なスリーブを設けたことから、 (イ)充填材として繊維状のものを使用する必要がなく
、入手容易で且つ安価な粒子状のものが使用できる。
維との配合割合を、任意に定量的に設定できる、 (ハ)スリーブ中に均一に充填材粒子を分散させ且つ繊
維同志が密着せず離れた状態を保持できる。
中間材を切断して熱可塑性樹脂と混合したことから。
なう場合でも混線の程度が軽くてすむため。
維との混合割合を任意に特定することができる上に、前
記糸状中間材を使用したことから熱可塑性樹脂中に充填
材粒子、更に場合により補強用短繊維を均一に分散させ
ることができるので、導電性、摺動性、耐摩耗性。
度、寸法安定性等の機械的物性に優れた成形体を得こと
ができる。
なう場合でも混線の程度が軽くてすむため。
繊維の混合工程における切断が(殆ど)なく、充分な繊
維補強効果を有する強固な機能的物性及び機械的物性に
優れた成形体を得ることができる。
トで(混合)繊維束を解繊した後、該繊維束中に充填材
粒子を包含させ、得られた粒子包含繊維束を熱可塑性樹
脂で被覆して該繊維の周囲にスリーブを形成させるとい
う構成にしたことから。
とができる。
用いた。この繊維束はフィラメント数96本、デニール
数450daであって、密度1.14g/ad、引張強
度5.6g/do、伸度40%であった。スリーブ用熱
可塑性樹脂としては、ナイロン6樹脂を用いた。この樹
脂の密度は1.14g/cd、曲げ強度は10.4kg
f/m、曲げ弾性率は286kgf/am”であった、
また、充填材粒子としては炭酸カルシウム粉末を用いた
。
均粒径は約15声であった。
置し、ネルソンタイプフィードローラー15により一定
速度で引き取りながら、「解繊及び粒子付与装置」を通
過させた。この「解繊及び粒子付与装置」において、ホ
ッパーフィーダー5から炭酸カルシウム粉末を粒子槽6
に供給し、撹拌機7で撹拌して粒子層を形成させておく
、空気管8中の圧縮空気流がエアージェットノズル3か
ら噴出し、そのジェット流により前記ナイロン6繊維束
を解繊した後1粒子槽6内を通過させ、該繊維束に炭酸
カルシウム粉末を付与した。炭酸カルシウム粉末が付着
した繊維束は、収束ローラー4により解繊の程度をコン
トロールし、一方過剰の炭酸カルシウム粉末は排出空気
管9を通り、バッグフィルターIOを介して吸引機】■
により吸引され、バッグフィルターlOで捕集した後、
再使用した。この間。
調整した。
性樹脂押出機12とスリーブ被覆クロスヘツド13より
構成されるスリーブ被覆装置に送り、ここで上記のナイ
ロン6樹脂のベレットを押出機に供給して、該繊維束に
スリーブを形成し、冷却装置14によって冷却固化して
、ネルソンタイプブイードローラー15により一定速度
で引き取り、巻き取り装置16により巻き取った。押出
機はスクリュー径25mmで押出し速度を0.79 Q
/hrとし、クロスへラドダイの温度は260℃、引
取り速度は100m/鵬jnに!I!Iした。
1μ−であり、充填材とナイロン6(繊維及びスリーブ
)の容量比は60:40であった。
長さにカットし、マスターベレットを得た。
チュラルベレット(前記のスリーブ形成材として用いた
ものと同じもの)2容を機械的に混合して、ホッパーに
供給し、押出機内でスクリューの回転により混合し、押
出した。該押出物をペレタイザーで切断して、射出成形
用のベレットを得た。
た。
比べて、剛性、寸法安定性、耐熱性が向上した。また、
該成形品は表面品質も良好で、塗装密着性に優れており
、メツキも可能であった。
イド(以下PPSと記す)la維束とアクリロニトリル
共重合体から製造された炭素繊維束の両者を用いた。こ
のPPS繊維束はフィラメント数72本、デニール数6
00deであり、また炭素繊維束はフィラメント数12
,000本、密度1.76g/cd、引張強度360k
gf/鳳鵬2.強弾性率23.5 X 103kgf/
in”、伸度1.5%であった。スリーブ用熱可塑性樹
脂としてはPPS樹脂を用いた。このPPS樹脂の密度
は1.37g/aJで1曲げ強度は12 、7 kg
f / va ”、曲げ弾性は350kgf/■2であ
った。また、充填材粒子としては黒鉛粉末を用いた。こ
の黒鉛粉末の密度は2.17g/a&、平均粒径は約5
pであった。
上記炭素繊維束の巻かれたボビンを解舒@2’に配置し
、実施例1と同様にして、上記両繊維束の混合繊維東上
に黒鉛粉末を含浸させ、その周囲にPPS樹脂のスリー
ブを形成させた。なお、このときの上記混合繊維束のP
PS繊維は10容量2、炭素繊維は90容量%であった
。
さ16【であり、充填材、pps (繊維及びスリーブ
)及び炭素繊維の容量比は20:20:60であった。
さにカットし、マスターベレットを得た。
ラルベレット(前記のスリーブ形成材として用いたもの
と同じもの)2容を混合し、得られた混合ベレットを直
接射出成形して成形品を得た。得られた成形品中の炭素
繊維含有量は20容量2、黒鉛含有量は7容量2であっ
た。
擦係数が低い)と耐摩耗性を兼備していた。
り、第2図はその製造で使用される「解繊及び粒子付与
装置」に関する説明図である。 1;樹脂繊維束、1′補強用繊維束、2.2’;解舒機
、3;解繊用エアージェットノズル、4;収束ローラー
5;粒子用ホッパーフィーダー、6;粒子槽、7;撹拌
機、8;空気管、9;排出空気管、10;バッグフィル
ター、11;吸引機、12;熱可塑性樹脂押出機、13
ニスリーブ被覆クロスヘツド、I4;冷却装置、15;
ネルソンタイプフィードローラー、16;巻き取り装置
。 特許出願人 株式会社 アクロス
Claims (3)
- (1)充填材粒子を包含してなる熱可塑性樹脂繊維束又
は熱可塑性樹脂繊維/補強用繊維混合繊維束を芯材とし
、その周囲に熱可塑性樹脂からなる柔軟なスリーブを設
けたことを特徴とする熱可塑性樹脂成形材料用の糸状中
間材。 - (2)請求項(1)記載の糸状中間材を切断し、これを
熱可塑性樹脂と混合したことを特徴とする熱可塑性樹脂
成形材料。 - (3)エアージェットで熱可塑性樹脂繊維束又は熱可塑
性樹脂繊維/補強用繊維混合繊維束を解繊した後、該繊
維束中に充填材粒子を包含させ、得られた粒子包含繊維
束を熱可塑性樹脂で被覆して該繊維束の周囲にスリーブ
を形成させることを特徴とする熱可塑性樹脂成形材料用
の糸状中間材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032222A JP2832206B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 熱可塑性樹脂成形材料用の糸状複合材料及び該複合材料からの成形材料並びに該複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1032222A JP2832206B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 熱可塑性樹脂成形材料用の糸状複合材料及び該複合材料からの成形材料並びに該複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02212558A true JPH02212558A (ja) | 1990-08-23 |
| JP2832206B2 JP2832206B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=12352923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1032222A Expired - Lifetime JP2832206B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | 熱可塑性樹脂成形材料用の糸状複合材料及び該複合材料からの成形材料並びに該複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2832206B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017105153A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | ユニチカ株式会社 | 造形材料 |
| WO2020203821A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 積水化学工業株式会社 | 開繊炭素繊維束、繊維強化複合材料、および開繊炭素繊維束の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1032222A patent/JP2832206B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017105153A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | ユニチカ株式会社 | 造形材料 |
| WO2020203821A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 積水化学工業株式会社 | 開繊炭素繊維束、繊維強化複合材料、および開繊炭素繊維束の製造方法 |
| JPWO2020203821A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2832206B2 (ja) | 1998-12-09 |
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