JPH0225307A - 成型材料の製法 - 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〕 本発明は熱可塑性樹脂をマトリックスとする成型性にす
ぐれた成型材料の製法に関する。

〔従来の技術及び 発明が解決しようとする課題〕

熱可塑性樹脂をマトリックスとする繊維強化プラスチッ
クの代表的材料は強化繊維を数龍或は１關以下に切断し
熱可塑性樹脂中に分散せしめた射出成型用ペレットであ
る。また数ｍに切断したチョツプドファイバーを熱可塑
性樹脂中に分散せしめた板状のプレス成型用、連続した
強化繊維をループ状に平面に展開し熱可塑性樹脂を含浸
せしめた板状材料等が代表例としてこれまで存在したが
、これらの特徴は賦型性には優れているが、問題点とし
て強度利用率が低いこと、繊維含有率（以下Ｖｆと略記
）が上げられないことが指摘されている。これらの問題
点は何れも該材料に於て繊維の配向がランダムであるた
めである。

一方、連続状態にあるトウ状の強化繊維（以下トウと略
記）に熱可塑性樹脂を含浸せしめた材料も存在するか、
この場合、繊維配向は十分であり、Ｖｆを向上せしめる
ことは可能であるが繊維が連続しているため立体状に賦
型することが出来ず、平面板用の材料にその用途が限定
されていた。

従来の方法では前記２つの成型材料はそれぞれの欠点を
有しており、切断された強化繊維が配向された状態で熱
可塑性樹脂中に分散している時、前記問題点が解決され
ることが予想されたが、その有効な製造方法が見い出さ
れていないのが現状である。

本発明は切断された強化繊維がよ（配向された状態で熱
可塑性樹脂中に分散されている成型材料の新規な製法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは、熱可塑性樹脂をフィルム
化して得たフィルム状物又は紡糸して得たトウ状物と実
質的に無撚の無機質繊維トウ状物とからシート状集合体
を得、次いで該シート状集合体の緊張下に於て、無機質
繊維トウ状物を切断することにより、切断された無機質
繊維と連続状態にある熱可塑性樹脂から得たフィルム状
物又はトウ状物とから成るシート状成形材料を得ること
を特徴とする熱可塑性成形材料の製法にある。

以下本発明を図面に従って説明する。

第１図は本発明の方法の基本的な概念図を示す。実質的
に無撚の強化繊維トウ（１）及びマトリックス用熱可塑
性樹脂から得られた例えば熱可塑性繊維トウ（２）は第
１図に至る以前に例えば数本の固定ロッドを緊張下で擦
過尋により、張力の均一化、各繊維の分繊、及び好まし
くはトウ（１）及び（２）の混合を行いフィードロール
（３）に供給される。フィードロール（３）はトウ（１
）及び（２）から成るシート状集合体をよ（ニップしう
ることが必簀である。該シート状集合体はデリベリ−ロ
ール（４）によって引取られるが、その表面速度はフィ
ードロール（３）の表面速度より犬であり、該シート状
集合体は緊張される。

即ちフィードロール（３）とデリベリ−ロール（４）に
より、該シート状集合体にトラフトが与えられる。この
ドラフトを追白に選ぶことにより、強化繊維トウを連続
的に切断することが出来る。

これは無機質の強化用繊維トウ状物の破断伸度はマトリ
ックス用トウの破断伸度に比較しＩＸるかに低く、マト
リックス用トウを切断することなしに無機質の強化繊維
トウのミｔａ：　９Ｊ　断ｊ　’、１ことが出来るもの
である。

また記号（５）で示されたブレーカーノく−等の補助手
段を用いることにより、低いドラフト下で強化繊維トウ
を容易に切断することも可能である。

本発明に於ける強化繊維の切断はシート状集合体を緊張
下に於て、少なくとも強化繊維の切断を妨げるものでは
ない。

従来より無機質の強化用繊維トウを二対のロールにより
緊張し、連続的に切断することは知られていたか、強化
用繊維トウは捲縮を持たないため、切断された繊維から
成るシート状物（工連続体として取扱うことが不可能で
あり、実用技術として存在しなかった。

本発明の方法ではマトリックス用繊維トウの大部分は切
断されないでデリベリ−ロール（４）に到達し、マトリ
ックス用繊維トウ中に切断された無機質強化繊維がその
長平方向に配向し、分散されたシート構造を維持するこ
とが可能となる。換言すればマトリックス用トウは強化
繊維のキャリヤーとしての役割を持たせることによって
切断された強化繊維を含むシート状物を得ることが可能
となったものである。

本発明の方法で用いられる熱可塑性樹脂から得られたシ
ート状物としては、前記方法の説明で述べた如く、該樹
脂を紡糸して得た繊維を集束したトウ状物が最も代表的
なものであるか、第２図に示す如く、該樹脂から得られ
た複数枚のフィルム中に強化繊維トウを介在させて強化
繊維を切断することも可能であり、さらにフィルムをス
プリットして得たスプリットフィルムをフィルムに代替
して用いる時は繊維を用いた場合に近い工程で性能はは
ぼ等しくよりすぐれた経済性を得ることが出来る。

熱可塑性樹脂は低融点共重合ポリアミド、ポリブチレン
テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等適宜使
用可能であり、特に限定するものではない。

また本発明の方法で用いられる強化繊維トウは好ましく
は実質的に無撚のトウであり、トウの集束剤叫の表面処
理を工取除かれていることか好ましい。無機質の強化繊
維としてガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維等があり
、特にその種類を限定するものではないが、少な（とも
熱可塑性樹脂から得られたシート状物の破断伸度よりも
低い破断伸度を持つことが必要である。

この様にして得た長手方向に切断されていない熱可塑性
樹脂から得られたシート状物中に切断された無機質の強
化繊維が存在する構造は、デリベリ−ロール（４）を通
過したのち（１）そのままレリーズペーパーを介在して
巻取り高配向、高Ｖｆ　の大変形可能な一方向熱可塑性
マトリックス成型材料として利用することが可能である
。

（２）直ちに熱可塑性樹脂の一部又は全体を溶融せしめ
ることによって一方向熱可塑性マトリックス成型材料と
して利用される。その固定方法は特に限定するものでは
ないが、最も簡便な手段は熱パターンロールにより部分
的熱溶着法である。部分的に溶着された材料は屈撓性に
すぐれ、さらに積層間のズレを防ぐことが出来る％徴が
ある。全体溶融のためには熱ベルト法が簡便であるが、
小型成型物では積層間ズレを住じやすく長尺成型物に利
用出来る。この材料に於てはレリーズペーパーなしにそ
のまま巻取ることが可能であり、大変形が前提となる成
型には向かないが、小変形用には取扱い性にすぐれた材
料である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１ よく洗浄された１２にの実質的に無撚の炭素繊維トウ８
本を１５關間隔で配列し、梨地メツキロール上を擦過さ
せながら割れ目のないシート状とした。

一方１１０〜１２０℃の融点を持つ厚さ３０ミクロンの
共重合ポリアミドをスプリント巾０．５關となる様に通
常の方法でスプリットし、スプリットフィルムを得た。

炭素繊維シートが中間層となる様にシート状の炭素繊維
シートの上下にスプリットフィルムを積層し、積層した
ままで回転する梨地メツキロールを通過せしめ、フィー
ドロールに導いた。フィードロールとデリベリ−ロール
の間隔は３００ｍｍとし、アルミナ磁器製のブレーカ−
バーとデリベリ−ロールの間隔は５０ｍｍとし、フィー
ドロールとデリベリ−ロールで与えられるドラフトは約
５％とし、デリベリ−速度は６０ｍ／分とした。

この様な条件下で前記スプリットフィルム及び炭素繊維
シートを通過せしめた時、スプリットフィルムは切断せ
ず連続状態を示すが、炭素繊維は約７０〜８０ｍに切断
され、その長手方向に完全に配向した炭素繊維がスプリ
ットフィルムシート中に分散した巾約１０ｔＭの一方向
成形材料を得た。

この成型材料は組織が不安定であるので、さらにハンド
リング性能を向上させるため、周方向に１０關のピッチ
で筋を有する加熱筋ロールを通過せしめ、共１合ポリア
ミドの一部を溶解し、シートを中方向に融矯固定した。

か＜シ又得た一方向の成型材料は屈撓性を有しており、
成形品に必要な繊維配向にしたがって必要枚数積層し、
立体形状のプレス成形に用いることが可能である。

実施例２ 実施例１に於て共１合ポリアミド・スプリットフィルム
の代りに融点が２２０℃近傍のポリブチレンテレフタレ
ートを５００デニール９゜フィラメントの無撚のフィラ
メントヤーンに紡糸し、紡糸油剤を洗浄したのち２０本
を８ｍｌピッチで配列し、割れ目のないシート状とした
フィルム状物を用い、両フィルム状物を出来る丈混合、
分散させた上で実施例１と同様条件で炭素繊維の切断を
行い、７０〜８０ｍに切断された炭素繊維を含みポリブ
チレンテレフタレートが連続糸であるシート状集合体を
得た。このシ−ト状集合体は、直ちに点接着用の熱エン
ボスロールに通し、融着点が点状に存在する一方向成形
材料を得た。この材料は実施例１と同様屈撓性を有し、
かつ混合状態は実施例１より優れたものであったが、積
層及び成型の性能は実施例１と同様満足されるものであ
った。

〔発明の効果〕

本発明の方法を用いることにより、立体状物の成型に必
須の切断された繊維かはＶ１１００％配向してマトリッ
クス中に存在する成型用材料を能率よく製造することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明で利用される強化繊維の切断
プロセスの概念−図である。 １．２．２’・・・・・トウ ３・・・・・フィードロール ４・・・・・デリベリ−ロール ５・・・・・プレーカーバー 第７図 手続 補 正 書 （自発） １、事件の表示 特願昭６３−１７６５ ２、発明の名称 成型材料の製法 五補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ２８号 東京都中央区京橋二丁目３番１９号 （６０６）三菱レイヨン株式会社 取締役社長　永　井　彌太部 ４、代 堆入 〒１０４東京都中央区京橋二丁目３番１９号 明細書を次の通り補正する。 ５頁１０行、１強化繊維」の次に 「を切断するもので若干のマ）　ＩＪツクス拐料」を追
加する。 ２）９頁１６行、「繊維は」の次に 「平均繊維長」を追加する。 明細書「発明の詳細な説明」 欄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．熱可塑性樹脂をフイルム化して得たフイルム状物又
   は紡糸して得たトウ状物と実質的に無撚の無機質繊維ト
   ウ状物とからシート状集合体を得、次いで該シート状集
   合体の緊張下に於て、無機質繊維トウ状物を切断するこ
   とにより、切断された無機質繊維と連続状態にある熱可
   塑性樹脂から得たフイルム状物又はトウ状物とから成る
   シート状成形材料を得ることを特徴とする熱可塑性成形
   材料の製法。