JPH0330916A - 繊維強化プラスチック成形物の製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチック成形物の製造方法Info
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- JPH0330916A JPH0330916A JP16561689A JP16561689A JPH0330916A JP H0330916 A JPH0330916 A JP H0330916A JP 16561689 A JP16561689 A JP 16561689A JP 16561689 A JP16561689 A JP 16561689A JP H0330916 A JPH0330916 A JP H0330916A
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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。
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〕
本発明は繊維強化プラスチック成形物を製造する方法に
関する。
関する。
従来、繊維強化プラスチック材料の成形加工方法として
、成形サイクルが短く、成形能率がよいこと、複雑な形
状で、精度のよいものが成形できること等から、射出成
形法、トランスファー成形法が広く使われている。
、成形サイクルが短く、成形能率がよいこと、複雑な形
状で、精度のよいものが成形できること等から、射出成
形法、トランスファー成形法が広く使われている。
繊維強化プラスチック材料、すなわち強化用繊維と樹脂
とを混合してなるペレット等を製造する方法として次の
方法（イ）ないしくホ）等が知られている。
とを混合してなるペレット等を製造する方法として次の
方法（イ）ないしくホ）等が知られている。
（イ） 適当な長さに切断した繊維と粉末または粒状の
樹脂とを機械的に混合する方法。
樹脂とを機械的に混合する方法。
（ロ） 樹脂を溶剤に溶解または懸濁させ、得られた溶
液ま念は懸濁液に切断した繊維を添加して攪拌しながら
溶剤を除去する方法。
液ま念は懸濁液に切断した繊維を添加して攪拌しながら
溶剤を除去する方法。
（・→ 樹脂を溶剤に溶解または懸濁させ、得られ九ｌ
Ｗ液または懸濁液に長懺維を連続的に浸漬し。
Ｗ液または懸濁液に長懺維を連続的に浸漬し。
溶剤を乾燥除去したのち切断する方法。
に） 適当な長さに切断した繊維と粉末ま之は粒状の樹
脂とを溶融混合し、押出機により押し出し切断する方法
（特公昭４４−２５９１１号公報参照）。
脂とを溶融混合し、押出機により押し出し切断する方法
（特公昭４４−２５９１１号公報参照）。
（＠ 溶融した樹脂を長繊維に浸透させ、これを切断す
る方法（特公昭４３−７４４８号公報および特公昭４４
−１６７９３号公報参照）。
る方法（特公昭４３−７４４８号公報および特公昭４４
−１６７９３号公報参照）。
しかるに、ヒ記の方法（イ）および仲）の方法は、得ら
れる繊維強化プラスチック材料自体が嵩高くなリ、極端
な場合には繊維が凝集して、成形が困難となり、しかも
期待した性能を有する成形物が得られないという問題点
を有している。方法（ハ）は、溶剤を回収する必要があ
り、装置が巨大化するという問題点を有している。方法
に）にはＩｊ！維の凝集を防ぐ乏めに強い混線を必要と
し、繊維が折損するという問題点が存在する。方法（ホ
）には、繊維と樹脂の密着性に劣り、切断時に繊維と樹
脂が分離してしまうという問題点が存在する。また、こ
れらの方法により製造された繊維強化プラスチック材料
は、射出成形法またはトランスファー成形法による成形
に付する場合には、混練による。ｍｍの切断が起こり、
機械的強度の改良された成形物が得られにくいという問
題点も存在する。
れる繊維強化プラスチック材料自体が嵩高くなリ、極端
な場合には繊維が凝集して、成形が困難となり、しかも
期待した性能を有する成形物が得られないという問題点
を有している。方法（ハ）は、溶剤を回収する必要があ
り、装置が巨大化するという問題点を有している。方法
に）にはＩｊ！維の凝集を防ぐ乏めに強い混線を必要と
し、繊維が折損するという問題点が存在する。方法（ホ
）には、繊維と樹脂の密着性に劣り、切断時に繊維と樹
脂が分離してしまうという問題点が存在する。また、こ
れらの方法により製造された繊維強化プラスチック材料
は、射出成形法またはトランスファー成形法による成形
に付する場合には、混練による。ｍｍの切断が起こり、
機械的強度の改良された成形物が得られにくいという問
題点も存在する。
而して１本発明の目的は、機械的強度が十分に改良され
た繊維強化プラスチック成形物を製造するための方法を
提供することにある。
た繊維強化プラスチック成形物を製造するための方法を
提供することにある。
本発明によれば、上記の目的は、繊維よりなるマットに
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂（以下、これらの樹脂
を単に樹脂と記す場合がある）を含浸せしめ、得られた
複合体シートを切断してペレットとし、ついでベレット
を金型中に圧入して成形することを特徴とする繊維強化
プラスチック成形物の製造方法を提供することによって
達成される。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂（以下、これらの樹脂
を単に樹脂と記す場合がある）を含浸せしめ、得られた
複合体シートを切断してペレットとし、ついでベレット
を金型中に圧入して成形することを特徴とする繊維強化
プラスチック成形物の製造方法を提供することによって
達成される。
本発明においては熱可塑性樹脂として、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、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
リエステル系樹脂、ナイロン１２、ナイロン６６等のポ
リアミド系樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネ
ート等を使用することができ、また熱硬化性樹脂として
、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エリア樹脂、不飽和
ポリエステル等のポリエステル系樹脂等を使用すること
ができる。これらの樹脂は単独でまたは２種以上÷組合
わせで使用される。−またこれらの樹脂には一般的に用
いられる可塑剤、熱安定剤、光安定剤、核剤、充填剤等
を添加させることができる。
ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、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
リエステル系樹脂、ナイロン１２、ナイロン６６等のポ
リアミド系樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネ
ート等を使用することができ、また熱硬化性樹脂として
、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、エリア樹脂、不飽和
ポリエステル等のポリエステル系樹脂等を使用すること
ができる。これらの樹脂は単独でまたは２種以上÷組合
わせで使用される。−またこれらの樹脂には一般的に用
いられる可塑剤、熱安定剤、光安定剤、核剤、充填剤等
を添加させることができる。
本発明において用いるマットを形成する繊維は、ボリア
リレート繊維、ビニロン繊維等の有機化合物よυ彦る繊
維、ガラス繊維、炭素繊維等が好ましい。これらの繊維
の種類によシ得られる繊維強化プラスチック成形物の性
能は異なる。例えば炭素繊維強化プラスチック成形物は
機械的性質が優れる他に高い熱変形温度を有し、寸法安
定性、潤滑性、訓電性、電磁波遮蔽性にも優れるため、
寸法精度が要求されるものまたはベアリング、シールガ
スケット、パツキン類等の摺動特性が要求されるものに
利用される。また、ビニロン繊維強化プラスチック成形
物は耐′＠撃性が優れるため例えばヘルメット等に、ボ
リアリレート繊維強化プラスチック成形物は振動減衰特
性が優れるため例えばゴルフクラブヘッド等のスポーツ
用品に利用される。繊維の表面は樹脂との接着性を付与
するためにシランカップリング剤で処理されていてもよ
い。マットを形成する繊維の直径および長さに特に制限
はないが、繊維としては直径が２〜３０μ、長さが２ｍ
以上のものを用いるのが好ましい。繊維はフィラメント
、ストランドの形で用いられ。
リレート繊維、ビニロン繊維等の有機化合物よυ彦る繊
維、ガラス繊維、炭素繊維等が好ましい。これらの繊維
の種類によシ得られる繊維強化プラスチック成形物の性
能は異なる。例えば炭素繊維強化プラスチック成形物は
機械的性質が優れる他に高い熱変形温度を有し、寸法安
定性、潤滑性、訓電性、電磁波遮蔽性にも優れるため、
寸法精度が要求されるものまたはベアリング、シールガ
スケット、パツキン類等の摺動特性が要求されるものに
利用される。また、ビニロン繊維強化プラスチック成形
物は耐′＠撃性が優れるため例えばヘルメット等に、ボ
リアリレート繊維強化プラスチック成形物は振動減衰特
性が優れるため例えばゴルフクラブヘッド等のスポーツ
用品に利用される。繊維の表面は樹脂との接着性を付与
するためにシランカップリング剤で処理されていてもよ
い。マットを形成する繊維の直径および長さに特に制限
はないが、繊維としては直径が２〜３０μ、長さが２ｍ
以上のものを用いるのが好ましい。繊維はフィラメント
、ストランドの形で用いられ。
コンティニュアスストランドマット、チョツ７’）スト
ランドマット等に成形され、バインダーによる接着また
はニードリングによる絡合により一体に保持されるか、
またはメルトブローン紡糸法により直接マット状に成形
される。
ランドマット等に成形され、バインダーによる接着また
はニードリングによる絡合により一体に保持されるか、
またはメルトブローン紡糸法により直接マット状に成形
される。
本発明における複合体シートは、繊維よりなるマット−
層以トに樹脂のシート状物−層以上を積層し、樹脂が流
動する温度に加熱して加圧または減圧することにより、
樹脂を繊維よシなるマットに含浸させることによって容
易に製造することができる。樹脂として、例えばエポキ
シ樹脂などの熱硬化性樹脂を使用する場合、含浸時に加
圧する必要がない。例えば繊維よシなるマットにかかる
樹脂を含浸させて複合体シートを製造し、樹脂が半硬化
状態の時にこの複合体シートを複数層積１偕することが
できる。
層以トに樹脂のシート状物−層以上を積層し、樹脂が流
動する温度に加熱して加圧または減圧することにより、
樹脂を繊維よシなるマットに含浸させることによって容
易に製造することができる。樹脂として、例えばエポキ
シ樹脂などの熱硬化性樹脂を使用する場合、含浸時に加
圧する必要がない。例えば繊維よシなるマットにかかる
樹脂を含浸させて複合体シートを製造し、樹脂が半硬化
状態の時にこの複合体シートを複数層積１偕することが
できる。
本発明では繊維よシなるマットを用いることにより、繊
維間に樹脂が入シ込み易く、樹脂に強い剪断を付与しな
くても加圧することにより繊維間に樹脂を流し込むこと
ができ、また減圧することによ多繊維間の空気を除去す
るだけで繊維と樹脂を均一に混合することができる。
維間に樹脂が入シ込み易く、樹脂に強い剪断を付与しな
くても加圧することにより繊維間に樹脂を流し込むこと
ができ、また減圧することによ多繊維間の空気を除去す
るだけで繊維と樹脂を均一に混合することができる。
複合体７−トに含まれる繊維よりなるマットの量は３〜
ｑｏＮｍ饅の範囲にあることが好ましく、５〜６０重ｆ
ｆｉ％の範囲にちることがより好ましい。
ｑｏＮｍ饅の範囲にあることが好ましく、５〜６０重ｆ
ｆｉ％の範囲にちることがより好ましい。
またマットの嵩督度は５０〜５ｏｏｙ７ｒＡの範囲にあ
ることが好壕しく、５０〜３０ｆｌ／ｙＡの範囲にある
ことがよシ好ましい。
ることが好壕しく、５０〜３０ｆｌ／ｙＡの範囲にある
ことがよシ好ましい。
本発明においては複合体シートの厚みに特に制限はない
が、複合体７−トは次工程である成形の際に成形機に投
入し易い厚みを有していることが好ましい。複合体シー
トの厚みは１〜５０−の範囲にあるのが好適である。
が、複合体７−トは次工程である成形の際に成形機に投
入し易い厚みを有していることが好ましい。複合体シー
トの厚みは１〜５０−の範囲にあるのが好適である。
本発明ではこのようにして得られた複合体シートを切断
してペレットとし、成形材料として用いる。ペレットは
立方体、長方形状、円筒形状、球状、偏平な球状等のい
ずれの形状であってもよいが、５０Ｘ５０Ｘ５０鵡〜Ｉ
ＸＩＸＩ鵡の範囲の大きさを有スるものが好ましい。ペ
レットの寸法が大きすぎる場合には各ペレットの間隙に
巻きこまれる空気量が多くカリ、また小さすき゛る場合
には加熱面に接触した部分だけが早く溶融し、溶融樹脂
膜ができるため、空気が内部に残り、気泡混入の原因に
なり、いずれの場合も好ｔＬ＜々い。！たペレットの大
きさが不均一の場合には、ペレットの加熱状態が不均一
になり、成形品の品質が不均一になり易いことから、ペ
レットとしては大きさが均一のものを使用することが好
ましい。
してペレットとし、成形材料として用いる。ペレットは
立方体、長方形状、円筒形状、球状、偏平な球状等のい
ずれの形状であってもよいが、５０Ｘ５０Ｘ５０鵡〜Ｉ
ＸＩＸＩ鵡の範囲の大きさを有スるものが好ましい。ペ
レットの寸法が大きすぎる場合には各ペレットの間隙に
巻きこまれる空気量が多くカリ、また小さすき゛る場合
には加熱面に接触した部分だけが早く溶融し、溶融樹脂
膜ができるため、空気が内部に残り、気泡混入の原因に
なり、いずれの場合も好ｔＬ＜々い。！たペレットの大
きさが不均一の場合には、ペレットの加熱状態が不均一
になり、成形品の品質が不均一になり易いことから、ペ
レットとしては大きさが均一のものを使用することが好
ましい。
このようにして得られたペレットを、射出成形法、トラ
ンスファー成形法等のように金型中に圧入して成形する
ことにより、機械的強度が十分に改良され九成形物を得
ることができる。
ンスファー成形法等のように金型中に圧入して成形する
ことにより、機械的強度が十分に改良され九成形物を得
ることができる。
通常、射出成形法、トランスファー成形法を利用して繊
維強化プラスチックを製造する場合、成形用ベレットの
製造時および成形物の製造時の２度にわたる繊維と樹脂
の溶融混線により繊維の折損が激しく、繊維による補強
効果が低減することがあるが、本発明の方法によれば、
成形用ペレットを製造する際の樹脂と＠維の溶融混練段
階が省略されるために繊維の折損が少なく、得られた成
形物は優れた機械的強度を有する。
維強化プラスチックを製造する場合、成形用ベレットの
製造時および成形物の製造時の２度にわたる繊維と樹脂
の溶融混線により繊維の折損が激しく、繊維による補強
効果が低減することがあるが、本発明の方法によれば、
成形用ペレットを製造する際の樹脂と＠維の溶融混練段
階が省略されるために繊維の折損が少なく、得られた成
形物は優れた機械的強度を有する。
以下、実施例により本発明の詳細な説明するが、本発明
はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない
。なお、実施例中の物性値は次の方法によ〕測定し求め
念。
はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない
。なお、実施例中の物性値は次の方法によ〕測定し求め
念。
成形中の繊維長：成形品から試験片を切シ出し焼却して
、残存成分を写真に撮り、繊維の長さを測定してその平
均値を求めた。
、残存成分を写真に撮り、繊維の長さを測定してその平
均値を求めた。
引張強さ（１４７’ｊ）： ＪＩＳ Ｋ８９１１に準
拠して測定し求めた。
拠して測定し求めた。
引張弾性率（ｋｆ／＋＋ｊ）： 、ｒＩｓ Ｋ６９１
１に準拠して測定し求めた。
１に準拠して測定し求めた。
曲げ強さ（ｋｆ、／ｊ）： ＪＩＳ Ｋ６９１１に準
拠して測定し求めた。
拠して測定し求めた。
曲げ弾性率（ｋｆ／Ｊ）： ＪＩＳ Ｋ６９１１に準
拠して測定し求め念。
拠して測定し求め念。
実施例１
を原料としてメルトプローン法により製造した。
このマットの嵩高さは７０ ？／ｒｒｌであった。この
マツ）１０枚と厚さ１２μのポリブチレンテレフタレー
トフィルム１１枚を交互に積層し、積層物を２７０℃に
加熱したプレス間に挿入し、８分間予熱後１００′に９
／ｃｒＡの圧力で２分間加圧して厚さ１、８１ＥＩＩの
シートを得な。このシート中の繊維含有率は３０重ｉ％
であった。
マツ）１０枚と厚さ１２μのポリブチレンテレフタレー
トフィルム１１枚を交互に積層し、積層物を２７０℃に
加熱したプレス間に挿入し、８分間予熱後１００′に９
／ｃｒＡの圧力で２分間加圧して厚さ１、８１ＥＩＩの
シートを得な。このシート中の繊維含有率は３０重ｉ％
であった。
得られた７−トを切断して４Ｘ４Ｘｌ、５ｆｌサイズの
ペレットを作製した。
ペレットを作製した。
一方比較のため、ポリブチレンテレフタレートを溶融し
、押出してペレタイズし％またポリブチレンチレフクレ
ートに炭素短繊ｍ（長さ３鱈のチョップトストランド）
を３０１：量チ添加し、２６０℃で溶融混合後押し出し
てペレタイズした。
、押出してペレタイズし％またポリブチレンチレフクレ
ートに炭素短繊ｍ（長さ３鱈のチョップトストランド）
を３０１：量チ添加し、２６０℃で溶融混合後押し出し
てペレタイズした。
各ペレットを水分率が０．０３１Ｅｆｔ％になるまで乾
燥シフ、次いで２６０℃に設定したスクリューインライ
ン型射出成形機に供し、金型温度８０℃の条件でＪＩＳ
Ｋ６９１１に定められた大きさの試験片を作製した
。これらの試験片の各物性を測定し、結果を表１に示す
。
燥シフ、次いで２６０℃に設定したスクリューインライ
ン型射出成形機に供し、金型温度８０℃の条件でＪＩＳ
Ｋ６９１１に定められた大きさの試験片を作製した
。これらの試験片の各物性を測定し、結果を表１に示す
。
表
以下余白
実施例２
平均繊維径２０μ、最小繊維長２０圏の不定長ボリアリ
レート繊維よりなる目付７０ ’ｉ／ｒ１１１のマット
５枚と厚み２５０μのナイロン６−フィルム６枚を交互
に積層し、積層物を２７０″Ｃに加熱し九プレス間に挿
入し、８分間予熱後１００ｋｔ／−の圧力で２分間加圧
して厚さ１．８■のシートを得た。
レート繊維よりなる目付７０ ’ｉ／ｒ１１１のマット
５枚と厚み２５０μのナイロン６−フィルム６枚を交互
に積層し、積層物を２７０″Ｃに加熱し九プレス間に挿
入し、８分間予熱後１００ｋｔ／−の圧力で２分間加圧
して厚さ１．８■のシートを得た。
このシート中の繊維含有率は１２重景チであった。
得られたシートを切断して４Ｘ４Ｘ１．８ｍサイズのベ
レットを作製した。
レットを作製した。
このベレットを水分率が０．０３重ｔＳになるまで乾燥
し、次いで２６０℃で実施例１と同様に成形し、引張強
さ１１．０ ｋｇ ／ ａＪ ｂ曲げ弾性率４２０ｋｆ
／−の成形物を得た。
し、次いで２６０℃で実施例１と同様に成形し、引張強
さ１１．０ ｋｇ ／ ａＪ ｂ曲げ弾性率４２０ｋｆ
／−の成形物を得た。
一方比牧のため、ナイロン６を溶融し押１．出してペレ
タイズし、ｆたナイロン６にボリアりレート繊維（長さ
６簡のチョップトストランド）を１２ｔｔ％添加１２．
２６０°Ｃで溶融混合後押し出してペレタイズし虎。こ
れらのベレットを用いて実施例１と同様にして射出成形
し、それぞれの成形物を得た。成形物の引張強さはそれ
ぞれ７．５神／、ｊ（ナイロン６のみ）であり、９．８
吟／−（ナイロン６およびチョップトストランド）であ
った。
タイズし、ｆたナイロン６にボリアりレート繊維（長さ
６簡のチョップトストランド）を１２ｔｔ％添加１２．
２６０°Ｃで溶融混合後押し出してペレタイズし虎。こ
れらのベレットを用いて実施例１と同様にして射出成形
し、それぞれの成形物を得た。成形物の引張強さはそれ
ぞれ７．５神／、ｊ（ナイロン６のみ）であり、９．８
吟／−（ナイロン６およびチョップトストランド）であ
った。
また曲げ弾性率はそれぞれ２ｓｏｋり／−（ナイロン６
のみ）であり、３６０ｋｐ／ａＪ（ナイロン６およびチ
ョップトストランド）であった。
のみ）であり、３６０ｋｐ／ａＪ（ナイロン６およびチ
ョップトストランド）であった。
本発明によれば、機械的強度が十分圧改良された繊維強
化プラスチック成形物を製造する方法が提供される。
化プラスチック成形物を製造する方法が提供される。
Claims (1)
- １、繊維よりなるマットに熱可塑性樹脂または熱硬化性
樹脂を含浸せしめ、得られた複合体シートを切断してペ
レットとし、ついでペレットを金型中に圧入して成形す
ることを特徴とする繊維強化プラスチック成形物の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16561689A JPH0330916A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 繊維強化プラスチック成形物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16561689A JPH0330916A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 繊維強化プラスチック成形物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330916A true JPH0330916A (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=15815751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16561689A Pending JPH0330916A (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 繊維強化プラスチック成形物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0330916A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2740149A1 (fr) * | 1995-10-20 | 1997-04-25 | Ykk Corp | Procede de production d'un materiau de moulage en feuille, materiau de moulage en feuille renforce par des fibres ainsi produit et coquille de protection des orteils pour chaussure de securite realisee avec ce materiau |
| FR2770802A1 (fr) * | 1997-11-13 | 1999-05-14 | Duqueine | Procede de moulage d'une piece composite, structure composite employee dans ce procede et manivelle obtenue selon ce procede |
| WO2008133214A1 (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | 熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法並びに成形体の製造方法 |
| JP2009148618A (ja) * | 2009-04-03 | 2009-07-09 | Kose Corp | コンパクト容器 |
| US20130309435A1 (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-21 | Hexcel Corporation | Over-molding of load-bearing composite structures |
| JP2018523599A (ja) * | 2015-08-11 | 2018-08-23 | サウス ダコタ ボード オブ リージェンツ | 不連続繊維複合材及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16561689A patent/JPH0330916A/ja active Pending
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| EP0916477A1 (fr) * | 1997-11-13 | 1999-05-19 | Gilles Duqueine | Procédé de moulage d'une pièce composite, structure composite employée dans ce procédé et dispositif permettant l'obtention de cette structure composite. |
| WO1999025540A1 (fr) * | 1997-11-13 | 1999-05-27 | Gilles Duqueine | Procede de moulage d'une piece composite, structure composite employee dans ce procede et dispositif permettant l'obtention de cette structure composite |
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| US10920041B2 (en) | 2015-08-11 | 2021-02-16 | South Dakota Board Of Regents | Discontinuous-fiber composites and methods of making the same |
| US11306195B2 (en) | 2015-08-11 | 2022-04-19 | South Dakota Board Of Regents | Discontinuous-fiber composites and methods of making the same |
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