JPH0618712B2 - スタンピング成形材料の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂とガラス
繊維からなるスタンピング成形材料の成形方法に関する
ものである。

更に詳しくは耐熱性のより優れたスタンピング成形品を
得るためのスタンピング成形材料の成形方法に関する。

（従来技術） スタンピング成形は、一対の金型間に加熱溶融したスタ
ンピング成形材料を供給し、急速に圧力を加えて賦形す
る方法でなされる。該成形法は鋼板等のプレス成形法と
類似の装置で成形することが可能であり、かつ鋼板に比
べ軽量であること、耐腐蝕性であること等の優れた材料
機能をもつことに加えて、生産性が高い、リブボス等の
一体成形が可能であり、部品数の低減につながる等のメ
リツトがあるために、自動車部品、電気部品、雑貨部品
等に大きな需要が期待されている。スタンピング成形に
供されるスタンピング成形材料は、ガラス長繊維からな
るマツト状物に熱可塑性樹脂を加熱加圧することにより
含浸一体化して得られるものである。

種々の熱可塑性樹脂からなるスタンピング成形材料の中
でも、特にポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと
略称する）からなるスタンピング成形材料は、耐熱性、
剛性、耐油性などに優れた性能を有するものである一
方、成形についてはいくつかの問題点がある。

スタンピング成形材料を成形するには、一対の金型の間
に供給する前に該材料を加熱して溶融せしめる必要があ
る。ＰＥＴからなるスタンピング成形材料を加熱して樹
脂を溶融せしめるには、約３００℃とかなりの高温雰囲
気下にさらさなければならず、このため樹脂の熱劣化が
生じやすい。従つて、該成形材料をスタンピング成形し
て得られた成形品は脆くなり、品質のよい成形品を得る
ことは困難であつた。

熱劣化に対する原因としては、熱可塑性樹脂としてＰＥ
Ｔ系樹脂を用いたスタンピング成形材料中に含有する水
分による加水分解が考えられる。該材料中の含有水分率
を測定する方法としてカールフイツシヤー法等によるも
のがあるが、該スタンピング成形材料に関しては、カー
ルフイツシヤー法により測定された水分率という因子の
みでは熱劣化を防ぐことはできなかつた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、ＰＥＴ系樹脂とガラス繊維よりなるス
タンピング成形材料の成形方法について、上述した欠点
を解決し、熱履歴を加えても表面にクラツクの発生しな
い、耐熱性の優れた成形品を確実に成形する方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らはＰＥＴ系樹脂からなるスタンピング成形材
料の成形方法について、上述した欠点を解決すべく、鋭
意検討を重ねた結果、該スタンピング成形材料を水分を
含む残存揮発成分という因子で管理することにより品質
の優れた成形品を成形し得ることを見い出し、本発明を
完成させるに至つた。

即ち、本発明は、ＰＥＴ系樹脂とガラス繊維を必須成分
とするスタンピング成形材料を加熱して樹脂を溶融せし
めた後スタンピング成形するに際して、該成形材料中の
残存揮発成分が0.05％未満であるスタンピング成形材料
を用いたスタンピング成形方法である。

本発明において用いられるスタンピング成形材料の必須
成分であるＰＥＴ系樹脂とは、酸成分としてテレフタル
酸またはそのエステル形成性誘導体を用い、グリコール
成分としてエチレングリコールまたはそのエステル形成
性誘導体を用いて得られるＰＥＴを主たる対象とする
が、ＰＥＴ樹脂の性能に影響を及ぼさない範囲でそのテ
レフタル酸成分及び／又はエチレングリコール成分の一
部を共重合成分で置き換えたものでもよい。かかる共重
合成分としては例えばイソフタル酸、フタル酸、２，６
−ナフタレンジカルボン酸、４，４′−ジフエニルジカ
ルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類、コハク酸、アジピ
ン酸、セバシン酸、アセライン酸、シクロヘキサンジカ
ルボン酸等の脂肪族または脂環族ジカルボン酸類、テト
ラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジ
エチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノ
ール等の脂肪族または脂環族ジオール類、ハイドロキノ
ン、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフエニル）スル
ホン等の芳香族ジオール類、ヒドロキシ安息香酸、ヒド
ロキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸等が挙げ
られる。これらの共重合成分は一種または二種以上用い
ることができる。

更に、上述のＰＥＴにトリメシン酸、トリメリツト酸、
ピロメリツト酸等の多官能のエステル形成能を有する
酸、グリセリン、トリメチロールプロパン等の多官能の
エステル形成能を有するアルコールを共重合せしめても
よい。

上述のＰＥＴ系樹脂は通常の製造方法、例えば溶融重合
法、固相重合法等によつて製造することができる。

本発明において用いられるスタンピング成形材料の他の
必須成分であるガラス繊維は、その表面に樹脂との接着
性を与えるために例えばシランカツプリング剤などの処
理剤で処理されていることが好ましい。

該ガラス繊維のスタンピング成形材料中の形態としては
特に制限はなく、一定の長さに切断されたストランドが
不定方向に分散しているもの、連続ストランドが機械的
または化学的な結合により結合または絡合されてマツト
状となつているもの、連続ストランドが引きそろえら
れ、一定方向に並んで配向しているもの等、あるいはこ
れらを組み合わせてなるものが挙げられる。

なお、ストランドにはフイラメントを集束させるため
に、柔軟化剤、帯電防止剤などを含有した集束剤を塗布
してもよい。

また本発明において用いられるスタンピング成形材料中
のガラス繊維の含有量は１０〜７０重量％、更には２０
〜６０重量％が好ましい。

本発明において用いられるスタンピング成形材料中には
過酸化物分解剤、ラジカル捕捉剤などの酸化防止剤、着
色剤、内部離型剤、滑剤、帯電防止剤などが適宜特性付
与のため添加されていてもよい。

本発明のスタンピング成形方法においては、スタンピン
グ成形材料中の残存揮発成分を管理することに特徴があ
る。本発明においては、スタンピング成形材料を熱風乾
燥機などの加熱装置を用いて、下記の式(1)で示される
残存揮発成分が、0.05％未満であることが必要である。

Ｗ₁：熱処理前のスタンピング成形材料の重量〔ｇ〕 Ｗ₂： 〃 〃 〔ｇ〕 本発明によつて示される残存揮発成分の詳細については
明らかではないＰＥＴ系樹脂、ガラス繊維に付着した集
束剤、酸化防止剤等の各種添加剤の低沸点物等が考えら
れる。

本発明において品質の優れた成形品を得るために管理す
べきスタンピング成形材料の残存揮発成分は、１６０
℃、８時間の条件で熱処理した値を用いる。１６０℃に
満たない低い温度で熱処理した場合、熱処理時間の経過
と共に徐々にスタンピング成形材料の重量は減少してい
き平衝点に達するまでにかなりの時間を要し、正確な残
存揮発成分量をつかみにくい。また、１６０℃を越えて
更に高い温度で熱処理をすると、スタンピング成形材料
の表面が黄変し成形材料として好ましくない。また、８
時間の熱処理時間とは、どのような環境におかれたスタ
ンピング成形材料においても十分に平衡点に達する時間
であり、本発明における正確な残存揮発成分が測定でき
る条件である。

本発明において、スタンピング成形品の評価の優劣はマ
トリツクス樹脂の熱劣化に伴う成形品の耐熱性にある。
即ち、熱劣化の激しい成形品は、該成形品に熱履歴を与
えたときにその表面にクラツクの発生が認められ、必ず
しも耐熱性に優れたものとはいえない。

本発明においては、成形品の耐熱性を推測する簡易的な
手法として、スタンピング成形材料をスタンピング成形
して得られる平板状成形品のクラツクの発生の度合、該
成形品に一定の曲げ変形を加えた際のキシミ音の発生の
有無を評価することで対応がつく。

本発明における残存揮発成分は、上述した如く、各種の
低沸点物等が考えられる。耐熱性に優れたスタンピング
成形品を得るためには該残存揮発成分が0.05％未満であ
ることが重要である。0.05％以上の揮発成分を含んだス
タンピング成形材料から得られるスタンピング成形品
は、耐熱性に劣り品質に問題が生じる。

本発明においてスタンピング成形に供されるスタンピン
グ成形材料は、その製造時に本材料に含有させる様々な
添加剤の種類と配合量をコントロールすること、また製
造前原材料の水分を管理して加水分解による低沸点の分
解物発生を防止すること、更には、スタンピング成形前
に揮発物処理をすること等によつて得ることができる。

（実施例） 本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。

本発明における種々の特性は以下の方法により測定し
た。

(1) 残存揮発成分 スタンピング成形材料の重量（Ｗ₁）を精密天びんによ
り測定した後、１６０℃に保つた熱風乾燥機中へ該スタ
ンピング成形材料を投入し８時間熱処理をした。熱処理
終了後のスタンピング成形材料をデシケーター中で室温
まで放冷した後、重量（Ｗ₂）を測定した。残存揮発成
分は下記の式により求めた。

(2) 水分率 電量法水分測定用カールフイツシヤー試薬（三菱化成
（株））を用いて、水分気化装置（三菱化成（株）ＶＡ
−０５型）微量水分測定装置（三菱化成（株）ＣＡ−０
５型）からなる水分測定装置により測定した。

(3) 曲げ軋み音 支点間距離を１６０mmに設定した支持台の上に長さ２０
０mm×巾１００mm×厚さ３mmのスタンピング成形した平
板成形品を置き、本成形品の中央部が６mmまで曲げ変形
（たわみ）が生じる程度の荷重を加えたときの軋み音の
有無を判定した。

(4) 表面クラツク スタンピング成形した２００×１００×３mmの平板成形
品を１８０℃×５hr熱風乾燥機中で熱履歴を与えた後常
温まで放冷し、該平板成形品の表面を肉眼にて或いは倍
率５倍の拡大鏡にてクラツク発生の有無を観察した（視
野約５mm）。

実施例１ ポリエチレンテレフタレート（（株）クラレ製）１００
重量部当り酸化防止剤としてＩｒｇａｎｏｘ１０１０
（チバガイギー社製）0.4部、Ｉｒｇａｐｈｏｓ１６８
（チバガイギー社製）0.8部、カーボンブラツク0.2部及
び粉状内部離型剤0.3部の割合で混合したものをシリン
ダー温度２７０℃に保つた押出機を用いて混練した後、
シートを得た。

次いで、ガラスマツト（チヨツプドストランドマツト、
目付４５０ｇ／ｍ₂）と該シートを交互に重ね合せた後
約３００℃で加熱加圧することにより含浸一体化せし
め、ガラス含有率が４０重量％である約４mm厚さのスタ
ンピング成形材料を得た。該スタンピング成形材料は室
内で２週間暴露した後１２０℃で２４時間熱風乾燥機中
で揮発成分を処理した。該スタンピング成形材料の残存
揮発成分量は第１表に示した如くである。次いで該スタ
ンピング成形材料を８５×１７５mmに切断し、３００℃
に加熱して樹脂を溶融せしめた後内寸が１００×２００
mmであって、１６０℃に保たれた金型内へすみやかに移
しスタンピング成形を行い、３mm厚さの平板成形品を得
た。該平板成形品は耐熱性に優れていた。

比較例１ スタンピング成形材料の揮発物処理条件が１２０℃で１
０時間である他は実施例１と同一の方法で得た平板成形
品は、スタンピング成形材料の水分率としては実施例１
とほぼ同一であるものの、スタンピング成形後の平板成
形品にはクラツクが発生した。

実施例２、３および比較例２ スタンピング成形材料の揮発物処理条件を１４０℃で８
時間（実施例２）、２４時間（実施例３）および４時間
（比較例２）に変更した他は実施例１と同一の方法で平
板成形品を得た。該処理条件下での水分率の差異はほと
んど見られないが、残存揮発生分として見た場合、明ら
かに差が現われており、成形品の品質ともよく対応がつ
いていた。

〔発明の効果〕 以上の如くポリエチレンテレフタレート系樹脂とガラス
繊維を必須成分とするスタンピング成形材料を該成形材
料中に含まれる低沸点物等を総合した残存揮発成分とい
う因子で管理することにより耐熱性に優れた、品質のよ
いスタンピング成形品が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエチレンテレフタレート系樹脂とガラ
   ス繊維と必須成分とするスタンピング成形材料を加熱し
   て樹脂を溶融せしめた後スタンピング成形するに際し
   て、該成形材料中の残存揮発成分が0.05％未満であるス
   タンピング成形材料を用いることを特徴とするスタンピ
   ング成形材料の成形方法。