JPH0530783B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維補強熱可塑性樹脂体（FRTP）
の製造に有用な成型材料の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

FRTPはガラス繊維のような補強繊維と熱可塑
性樹脂を含むペレツト（繊維含有ペレツト）を原
料とし、射出成型法によつて製造される。

繊維含有ペレツトは通常補強繊維切断物（例え
ばチヨツプドストランド、CSと略称）と熱可塑
性樹脂を加熱下に混練することによつて製造され
るが、混練操作中に補強繊維が寸断され易く、こ
のため、このペレツトを使用して得られたFRTP
の強度が低下する難点がある。

上記難点を解消するため、ストランド、ロービ
ングのような連続したガラス繊維束に熱可塑性樹
脂を被着させた後、切断して繊維含有ペレツトを
製造する方法（長尺法と呼ぶ）が提案されて長尺
法においては連続したガラス繊維束が使用される
が、工業的にはガラス繊維束を円筒状に回巻した
回巻体（円筒状回巻体）が使用され、ガラス繊維
束は円筒状回巻体から引出され、熱可塑性樹脂被
着装置に連続して供給される。

ガラス繊維束が水分を含有していると、この水
分がFRTP成型の際気化しFRTPの性能が低下す
るので、円筒状回巻体としては予め乾燥したも
の、例えばタイプ３０のような直捲ロービング回
巻体が使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の長尺法は、次のような問題点を有する。

乾燥した円筒状回巻体からガラス繊維束を引出
し、熱可塑性樹脂被着装置へ送る間に、ガラス繊
維にも毛羽立ちを生じて、樹脂のガラス繊維束に
対する被着が不均一となり、FRTPの品質にバラ
ツキを生じ易く、又ガラス繊維束が切断してしま
うことがある。特にこの傾向は集束剤として、ア
クリル樹脂、ウレタン樹脂、AS樹脂を含むもの
を使用した場合著しい。又ガラス繊維束を引出す
際、ガラス繊維束が完全に直線状とならず、撚
れ、弯曲等の歪が残存し、このため熱可塑性樹脂
の被着が不均一となり、FRTPの品質にバラツキ
を生ずる原因となる。このような歪は円筒状回巻
体からガラス繊維束を引出す際、回巻体の長手方
向に引出すと引出されたガラス繊維束に発生す
る、円筒状回巻体の周長当り１回の撚れによるも
のと考えられ、円筒状回巻体を円筒の軸を中心と
して回転自在に支持して引出しを行なうことによ
り、上述した引出しによつて生ずる撚れの発生を
防止することも試みられるが、残存歪を完全に除
去し、均質なFRTPを得ることは困難である。

更に又従来技術は次のような問題点を有する。

ガラス繊維束の集束本数を増加し、ガラス繊維
束を太く（1000m当りの重量を大と）する程、生
産性が向上するが、繊維束を太くすると、繊維束
に被着した熱可塑性樹脂が繊維束の内部に滲透し
難くなり、この繊維束を使用して得られたFRTP
の品質にバラツキを生ずる。

このため集束剤を附与したガラス繊維を複数の
群に分割して集束して複数の細い繊維束となし、
この複数の繊維束を同時に巻取つて回巻体とする
ことも提案されているが、この方法によるときは
繊維束の長さを完全に同一とすることはできず、
ループが生じ、繊維束の回巻体からの引出しが円
滑に行なわれ難くなり、又繊維束を次の工程へ送
る際使用されるガイドに繊維束が引懸つて切断し
たり、毛羽立ちを生じたりし易い。

太い繊維束を引出し、ついで複数の繊維束に分
割することも試みられたが、分割の際毛羽立ちが
生じて良好な結果をうることができなかつた。

本発明は、ガラス繊維束を引出すときの毛羽立
ち、切断を生ずることなく、且つ生産性を阻害す
ることもなく熱可塑性樹脂が内部迄均一に滲透し
ており、均質なFRTPがえられるような熱可塑性
樹脂を被着したFRTP用成型材の製造方法を提供
することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するこめに、本発明において
は、ブツシングから引出された多数のガラス繊維
に集束剤を附与集束してガラス繊維束とする工
程、ガラス繊維束を回転する軸に沿つて往復動す
る案内部材に係合せしめて上記軸に巻取つて円筒
状回巻体とする工程、上記回巻体の水分含有量が
0.5〜13wt％の状態において回巻体からガラス繊
維束を引出す工程、引出されたガラス繊維束を複
数の繊維束に分割する工程、分割されたガラス繊
維束を走行状態において乾燥し、ついで熱可塑性
樹脂を被着させる工程とにより成型材料を製造す
る。

又分割されたガラス繊維束の太さを乾燥状態に
おける1000m当りの重量が10〜500gr望ましくは
50〜300grたらしめる。

次に本発明を更に具体的に説明する。

ブツシングから引出した多数のガラス繊維に集
束剤を附与し、集束部材で集束する。

ガラス繊維としては直径３〜23μ、望ましくは
９〜16μのものが好適に使用できる。

ガラス繊維束を製造する際、或は回巻体からガ
ラス繊維束を引出して使用する際の毛羽立ち、糸
切れを防止して作業性を良好ならしめ、又ガラス
繊維と熱可塑性樹脂の馴染みを良好ならしめて
FRTPの強度を向上させる為、集束剤としてカツ
プリング剤、潤滑剤、被膜形成剤を含むものを使
用する。

カツプリング剤としてはアミノシラン、エポキ
シシラン、ビニルシランのようなシランカツプリ
ング剤或はチタン系カツプリング剤、特にシラン
カツプリング剤が好適に用いられる。

潤滑剤としては、脂肪酸アミド、非イオン系界
面活性剤等が、又被膜形成剤としてはウレタン樹
脂、アクリル樹脂、AS樹脂を用いるのが好まし
い。

集束剤中のカツプリング剤、潤滑剤、被膜形成
剤の濃度は、夫々0.05〜0.8wt％、0.05〜5wt％、
0.5〜10wt％としガラス繊維に集束剤を固型分と
して0.01〜2wt％、望ましくは0.1〜0.8wt％附与
するのが適当である。集束剤を附与したガラス繊
維は、常法に従つて、集束してガラス繊維束とな
し、案内部材に導く。

案内部材を回転する軸に沿つて往復動させ、ガ
ラス繊維束を円筒状に巻取つて回巻体とし、つい
でこの回巻体からガラス繊維束を引出して次の工
程に送る。

回巻体が多量の水分を含んでいる場合、引出し
に先立ち予備乾燥して水分含有量を0.5〜13wt％、
望ましくは３〜8wt％とする。

この水分含有量があまり多いと、後述する乾燥
工程での乾燥が不充分となつてFRTPの品質不良
を生じ易く、又この水分があまり少ないと毛羽立
ち防止等の効果が不充分となり、又マイグレーシ
ヨンが大となり易い。

ついで、引出されたガラス繊維束を分割する。

分割の手段に特に限定はないがガラス繊維束の
先端を手で複数個に分割し、複数の溝を有する櫛
歯状の分割部材を使用し、分割されたガラス繊維
束を上記溝中を通して引張ることにより毛羽立ち
を生ずることなく、分割をスムースに行ない、長
さが等しく、ループのない繊維束群をうることが
できる。

なお、分割数は、分割された個々の繊維束の乾
燥状態における1000m当りの重量が10〜500gr、
望ましくは50〜300grとなるよう定めるのが適当
である。分割されたガラス繊維束を走行状態にお
いて乾燥することにより乾燥を均一に行ない、歪
等のないガラス繊維束をうることができる。

乾燥は、100〜300℃望ましくは120〜200℃に保
たれたオーブン中を５〜200m／min望ましくは
10〜100m／min程度の速さで繊維束を走行せし
めつつ行なうのが好ましいが、高周波加熱等によ
つて乾燥することもできる。

ついで、ガラス繊維束に熱可塑性樹脂を被着さ
せる。

被着の方法に特に限定はないが、熱可塑性樹脂
溶融物中をガラス繊維束を走行させて該溶融物を
繊維束表面に被着し、過剰の樹脂をスクイズする
ことによつて好適に被着を行なうことができる。
樹脂被着量は、樹脂の種類、上記方法で製造され
た本成型材料の用途に応じて定められるが、ガラ
ス繊維含有量が20〜80wt％望ましくは30〜60wt
％となるよう定めるのが適当である。

〔作用〕

本発明の作用に就いて充分明らかでないが、お
よそ次のように考えられる。ブツシングから引出
された多数のガラス繊維に集束剤を附与して集束
し、ガラス繊維束とすると、該繊維束内のガラス
繊維同志は互いに平行に一体的に強く密着せしめ
られる。

このガラス繊維束を回転する軸に沿つて往復動
する案内部材に係合せしめて上記軸に巻取つて円
筒状回巻体とすると、ガラス繊維同志が互いに密
着した状態で巻取られる。

この状態で回巻体を従来技術のように乾燥する
と、水分の蒸発に伴なつて集束剤が表面に移行す
るマイグレーシヨン現象が発生する。

マイグレーシヨンにより、マクロ的には回巻体
の表面に近い部分程集束剤の含有量が多くなる。

又、水分は毛細管現象等により移動するが、回
巻体中の繊維の分布は均一でないため、水分の移
動し易い通路と、水分の移動し難い部分が、回巻
体中に不規則に混在するため、この水分と共に移
動する集束の分布がミクロ的に不均一となる。

このような状態でガラス繊維束は弯曲した形状
で円筒状に回巻され、互いに密着した状態で乾燥
され、集束剤で互に固着する。

このため、回巻体から引出されたガラス繊維束
は長さ方向に沿つて集束剤の含有量にバラツキを
有し、又弯曲した形状のまま集束剤が乾燥固化し
ているため、撚れ、弯曲が残存し、又引出した際
し局部的に大きい応力を受け、又集束剤の多い部
分は剥れ難いため、部分的な繊維の切断が発生
し、又弯曲した部分がガイド等で擦られるため、
毛羽立ちを生ずるものと考えられる。

これに対し、本発明の方法によるときは、ガラ
ス繊維束は水分の含有率が0.5〜13wt％の状態で
引出され、集束剤は乾燥固化していないので、引
出されたガラス繊維束は容易に変形して直線状と
なり、繊維の切断も生ずることなく、乾燥工程に
伴なう集束剤分布のバラツキも小さく、均一な繊
維束が得られるものと考えられる。

又ガラス繊維束の分割を、上述したような湿つ
た、集束剤が乾燥固化していない状態で行なうこ
とにより、分割に際しての毛羽立ちを防止し、生
産性を阻害することなく、長さが等しく、ループ
を有しない、細いガラス繊維束を製造することが
できる。

〔実施例〕

ブツシングから引出した太さ13μのガラス繊維
にPPエマルジヨンを4wt％、潤滑剤を0.5wt％、
アミノシランを0.6wt％含む集束剤を固型分とし
て0.4wt％附与して3200本集束しガラス繊維束と
した。

このガラス繊維束を内径16cm、外径26cm、高さ
26cmの円筒状に回巻し、水分の含有量8wt％の状
態で30m／minの速さで引出し、櫛歯状ガイドに
導き1000当りの重量100grのガラス繊維束22個に
分割した。ついで200℃に保たれたオーブン中を
通過させて乾燥し、PPをガラス繊維に対し
150wt％被着させ、１cmに切断し、成型材料とし
た。

成型材料製造中に毛羽立ち、糸切れを生ずるこ
とがなかつた。又この成型材料を使用しASTM.
D−256号の試験片を製造し、測定した衝撃強度
は50Kg−cm／cmであつた。

〔比較例〕

実施例と同一の回巻体を水分0.1wt％以下とな
る迄乾燥し、引出したガラス繊維束にそのまま樹
脂を附与し、実施例と同一の実験を行なつた。

毛羽立ちが屡々発生し、又得られた試験片の衝
撃強度は40Kg−cm／cmであつた。

〔発明の効果〕

成型材料製造時の毛羽立ち、糸切れの発生がな
く、均質な成型材料が得られ、この成型材料を使
用し、高強度のFRTPが得られる。

又生産性を阻害することなく長さが等しく、ル
ープのない細いガラス繊維束をうることができ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブツシングから引出された多数のガラス繊維
   に集束剤を附与集束してガラス繊維束とする工
   程、ガラス繊維束を回転する軸に沿つて往復動す
   る案内部材に係合せしめて上記軸に巻取つて円筒
   状回巻体とする工程、上記回巻体の水分含有量が
   0.5〜13wt％の状態において回巻体からガラス繊
   維束を引出す工程、引出されたガラス繊維束を複
   数の繊維束に分割する工程、分割された繊維束を
   走行状態において乾燥し、ついで熱可塑性樹脂被
   着させる工程とを含む成型材料の製造方法。 ２ 分割されたガラス繊維束の乾燥状態における
   重量は10〜500gr／1000mである請求項１記載の
   成型材料の製造方法。