JPH1177676A - 長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 - Google Patents
長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 移送時等に毛羽が発生しにくく、熱可塑性樹
脂への無機繊維の分散性に優れた長繊維強化熱可塑性樹
脂成形材料を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなるマトリックス中
に、無機単繊維が実質的に同一長さでかつ同一方向に並
列して配列されたペレット状物からなる長繊維強化熱可
塑性樹脂成形材料において、前記ペレット状物の繊維方
向の少なくとも一方の端面における、下記数式１によっ
て定義される無機単繊維の露出率Ｅが６０％以下となる
ようにする。 【数１】Ｅ＝（ｅ／Ｎ）×１００ （但し、式中、Ｅ：露出率（％）、ｅ：ペレット状物の
繊維方向の少なくとも一方の端面における、断面が露出
している無機単繊維の本数（本）、Ｎ：ペレット状物中
に配列された無機単繊維の総本数（本）である。）
脂への無機繊維の分散性に優れた長繊維強化熱可塑性樹
脂成形材料を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなるマトリックス中
に、無機単繊維が実質的に同一長さでかつ同一方向に並
列して配列されたペレット状物からなる長繊維強化熱可
塑性樹脂成形材料において、前記ペレット状物の繊維方
向の少なくとも一方の端面における、下記数式１によっ
て定義される無機単繊維の露出率Ｅが６０％以下となる
ようにする。 【数１】Ｅ＝（ｅ／Ｎ）×１００ （但し、式中、Ｅ：露出率（％）、ｅ：ペレット状物の
繊維方向の少なくとも一方の端面における、断面が露出
している無機単繊維の本数（本）、Ｎ：ペレット状物中
に配列された無機単繊維の総本数（本）である。）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂から
なるマトリックス中に、無機単繊維が実質的に同一長さ
でかつ同一方向に並列して配列されたペレット状物から
なる長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料に関するものであ
る。
なるマトリックス中に、無機単繊維が実質的に同一長さ
でかつ同一方向に並列して配列されたペレット状物から
なる長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、無機繊維で強化された熱可塑
性樹脂成形品の機械的物性、特に耐衝撃性や耐熱性を向
上させることを目的として、長繊維強化熱可塑性樹脂成
形材料が提案されている。これらは、一般的に、例えば
特公昭５２−１０１４０号公報等に開示されているよう
に、連続した無機繊維束を含浸ダイ（溶融樹脂槽）に供
給して、溶融した熱可塑性樹脂を塗布、又は含浸させた
後、含浸ダイの出口に設けられた所定の口径のノズル、
スリット、又はダイスを通して余分な熱可塑性樹脂を取
り除いて所定の繊維含有率にすると共に所定の断面形状
に賦形し、冷却した後、所定の長さに切断してペレット
状等の形状の切断物とすることにより製造されている。
このペレット状等の形状の切断物、すなわち長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料は、熱可塑性樹脂のマトリックス
中に無機単繊維が実質的に同一長さでかつ同一方向に並
列して配列されたものである。
性樹脂成形品の機械的物性、特に耐衝撃性や耐熱性を向
上させることを目的として、長繊維強化熱可塑性樹脂成
形材料が提案されている。これらは、一般的に、例えば
特公昭５２−１０１４０号公報等に開示されているよう
に、連続した無機繊維束を含浸ダイ（溶融樹脂槽）に供
給して、溶融した熱可塑性樹脂を塗布、又は含浸させた
後、含浸ダイの出口に設けられた所定の口径のノズル、
スリット、又はダイスを通して余分な熱可塑性樹脂を取
り除いて所定の繊維含有率にすると共に所定の断面形状
に賦形し、冷却した後、所定の長さに切断してペレット
状等の形状の切断物とすることにより製造されている。
このペレット状等の形状の切断物、すなわち長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料は、熱可塑性樹脂のマトリックス
中に無機単繊維が実質的に同一長さでかつ同一方向に並
列して配列されたものである。
【０００３】こうして得られた長繊維強化熱可塑性樹脂
成形材料は、その成形法や得られる成形品の用途によ
り、そのまま単独で、あるいは所望の繊維含有率になる
ように無機繊維を含有しない熱可塑性樹脂と混合し、必
要に応じて着色剤その他の添加剤等を添加した後、射出
成形等の方法により所望の形状に成形して成形品とされ
る。なお、成形時における長繊維強化熱可塑性樹脂成形
材料を含む成形材料の移送には、空気流等による搬送手
段（空気輸送等）が用いられることが多い。
成形材料は、その成形法や得られる成形品の用途によ
り、そのまま単独で、あるいは所望の繊維含有率になる
ように無機繊維を含有しない熱可塑性樹脂と混合し、必
要に応じて着色剤その他の添加剤等を添加した後、射出
成形等の方法により所望の形状に成形して成形品とされ
る。なお、成形時における長繊維強化熱可塑性樹脂成形
材料を含む成形材料の移送には、空気流等による搬送手
段（空気輸送等）が用いられることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法で製造された長繊維強化熱可塑性樹脂
成形材料では、切断によって端面の無機繊維が露出し、
それにともなって、端面に近接した部分では繊維に沿っ
た微細なクラックが発生していた。また、無機繊維束の
内部に熱可塑性樹脂が充分には含浸されにくく、繊維束
を構成する単繊維の間に空隙が生じたり、成形材料の外
周面にも無機繊維が露出することが多かった。したがっ
て、このような長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料を、空
気流等の流体にのせて移送すると、成形材料の端面の繊
維が露出した部分を起点にして、成形材料が繊維に沿っ
て割れたり、繊維が剥離したりすることにより、単繊維
が脱落して毛羽となりやすい。このように毛羽が発生す
ると、移送に支障をきたしたり、成形機への成形材料の
供給に支障をきたすという問題があった。また、移送に
より毛羽が発生してしまう成形材料では、移送時に発生
した毛羽によって成形品の外観が悪くなるという問題が
あり、更に、無機繊維束に熱可塑性樹脂が充分に含浸さ
れていない成形材料では、成形時に熱可塑性樹脂中に無
機繊維が均一に分散しにくく、得られた成形品の機械的
物性が低下し、成形品の外観も悪くなるといった問題も
あった。
ような従来の方法で製造された長繊維強化熱可塑性樹脂
成形材料では、切断によって端面の無機繊維が露出し、
それにともなって、端面に近接した部分では繊維に沿っ
た微細なクラックが発生していた。また、無機繊維束の
内部に熱可塑性樹脂が充分には含浸されにくく、繊維束
を構成する単繊維の間に空隙が生じたり、成形材料の外
周面にも無機繊維が露出することが多かった。したがっ
て、このような長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料を、空
気流等の流体にのせて移送すると、成形材料の端面の繊
維が露出した部分を起点にして、成形材料が繊維に沿っ
て割れたり、繊維が剥離したりすることにより、単繊維
が脱落して毛羽となりやすい。このように毛羽が発生す
ると、移送に支障をきたしたり、成形機への成形材料の
供給に支障をきたすという問題があった。また、移送に
より毛羽が発生してしまう成形材料では、移送時に発生
した毛羽によって成形品の外観が悪くなるという問題が
あり、更に、無機繊維束に熱可塑性樹脂が充分に含浸さ
れていない成形材料では、成形時に熱可塑性樹脂中に無
機繊維が均一に分散しにくく、得られた成形品の機械的
物性が低下し、成形品の外観も悪くなるといった問題も
あった。
【０００５】このような問題を解決するために、特に、
無機繊維束への熱可塑性樹脂の含浸を向上させ、単繊維
間に空隙を生じさせないことを主目的として、例えばＵ
ＳＰ４，４３９，３８７、特開昭６３−２６４３２６号
公報、特開平６−２５４８５６号公報等には、含浸ダイ
に導入された無機繊維束を、含浸ダイ内部に設けた突
起、ローラ等に接触させて、張力をかけることにより開
繊して、無機繊維束への熱可塑性樹脂の含浸性を向上さ
せるようにした長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造
法が開示されている。
無機繊維束への熱可塑性樹脂の含浸を向上させ、単繊維
間に空隙を生じさせないことを主目的として、例えばＵ
ＳＰ４，４３９，３８７、特開昭６３−２６４３２６号
公報、特開平６−２５４８５６号公報等には、含浸ダイ
に導入された無機繊維束を、含浸ダイ内部に設けた突
起、ローラ等に接触させて、張力をかけることにより開
繊して、無機繊維束への熱可塑性樹脂の含浸性を向上さ
せるようにした長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造
法が開示されている。
【０００６】しかしながら、ＵＳＰ４，４３９，３８
７、特開昭６３−２６４３２６号公報、特開平６−２５
４８５６号公報等に開示された方法は、無機繊維束を突
起、ローラ等に接触させて張力をかけて開繊するので、
摩擦によって無機繊維束を構成する単繊維の一部が切れ
て毛羽となり、この毛羽が含浸ダイのノズル等につま
り、ひいてはノズル等を塞いでしまい、無機繊維束の引
張抵抗が増大して、無機繊維束が破断し、生産が停止し
てしまうという問題があった。また、突起、ローラ等に
接触させた際の張力が弱い場合には充分には開繊せず、
したがって、熱可塑性樹脂の含浸性が充分に向上しない
という問題があった。なお、無機繊維としてガラス長繊
維を用いたガラス長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料のガ
ラス繊維含有率は、一般的には２０〜８０重量％である
が、上記のような製造時、移送時及び成形時の毛羽の発
生による問題は、特にガラス繊維を５０重量％以上の高
い割合で含有する場合に起こりやすい。
７、特開昭６３−２６４３２６号公報、特開平６−２５
４８５６号公報等に開示された方法は、無機繊維束を突
起、ローラ等に接触させて張力をかけて開繊するので、
摩擦によって無機繊維束を構成する単繊維の一部が切れ
て毛羽となり、この毛羽が含浸ダイのノズル等につま
り、ひいてはノズル等を塞いでしまい、無機繊維束の引
張抵抗が増大して、無機繊維束が破断し、生産が停止し
てしまうという問題があった。また、突起、ローラ等に
接触させた際の張力が弱い場合には充分には開繊せず、
したがって、熱可塑性樹脂の含浸性が充分に向上しない
という問題があった。なお、無機繊維としてガラス長繊
維を用いたガラス長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料のガ
ラス繊維含有率は、一般的には２０〜８０重量％である
が、上記のような製造時、移送時及び成形時の毛羽の発
生による問題は、特にガラス繊維を５０重量％以上の高
い割合で含有する場合に起こりやすい。
【０００７】更に、長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
を、上記のような製造方法ではない方法、例えば、無機
繊維束を所定長さに切断してチョップドストランドとし
た後、このチョップドストランドに熱可塑性樹脂のエマ
ルジョン又は懸濁液をスプレー等の手段によって塗布す
る方法によって得る場合においても、熱可塑性樹脂の塗
布が不均一になりやすく、上記のような毛羽の発生や繊
維の分散不良という問題が発生する場合があった。
を、上記のような製造方法ではない方法、例えば、無機
繊維束を所定長さに切断してチョップドストランドとし
た後、このチョップドストランドに熱可塑性樹脂のエマ
ルジョン又は懸濁液をスプレー等の手段によって塗布す
る方法によって得る場合においても、熱可塑性樹脂の塗
布が不均一になりやすく、上記のような毛羽の発生や繊
維の分散不良という問題が発生する場合があった。
【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、製造時及び移送時等に毛羽が発生し
にくく、熱可塑性樹脂成形品を射出成形等の方法により
成形した際に、マトリックスとしての熱可塑性樹脂への
無機繊維の分散性に優れ、得られる熱可塑性樹脂成形品
の機械物性及び外観を向上させることができる長繊維強
化熱可塑性樹脂成形材料を提供することにある。
ので、その目的は、製造時及び移送時等に毛羽が発生し
にくく、熱可塑性樹脂成形品を射出成形等の方法により
成形した際に、マトリックスとしての熱可塑性樹脂への
無機繊維の分散性に優れ、得られる熱可塑性樹脂成形品
の機械物性及び外観を向上させることができる長繊維強
化熱可塑性樹脂成形材料を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究した結果、長繊維強化熱可塑性
樹脂成形材料の端面における無機単繊維の断面の露出率
を小さくすることにより、移送時に毛羽が発生しにくく
なり、かつ得られる熱可塑性樹脂成形品中における無機
繊維の分散が良好となり、成形品の機械的物性及び外観
が向上することを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
達成するために鋭意研究した結果、長繊維強化熱可塑性
樹脂成形材料の端面における無機単繊維の断面の露出率
を小さくすることにより、移送時に毛羽が発生しにくく
なり、かつ得られる熱可塑性樹脂成形品中における無機
繊維の分散が良好となり、成形品の機械的物性及び外観
が向上することを見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
【００１０】すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂からな
るマトリックス中に、無機単繊維が実質的に同一長さで
かつ同一方向に並列して配列されたペレット状物からな
り、前記ペレット状物の繊維方向の少なくとも一方の端
面における、下記数式２によって定義される無機単繊維
の露出率Ｅが６０％以下であることを特徴とする長繊維
強化熱可塑性樹脂成形材料を提供するものである。
るマトリックス中に、無機単繊維が実質的に同一長さで
かつ同一方向に並列して配列されたペレット状物からな
り、前記ペレット状物の繊維方向の少なくとも一方の端
面における、下記数式２によって定義される無機単繊維
の露出率Ｅが６０％以下であることを特徴とする長繊維
強化熱可塑性樹脂成形材料を提供するものである。
【００１１】
【数２】Ｅ＝（ｅ／Ｎ）×１００ （但し、式中、Ｅ：露出率（％）、ｅ：ペレット状物の
繊維方向の少なくとも一方の端面における、断面が露出
している無機単繊維の本数（本）、Ｎ：ペレット状物中
に配列された無機単繊維の総本数（本）である。）
繊維方向の少なくとも一方の端面における、断面が露出
している無機単繊維の本数（本）、Ｎ：ペレット状物中
に配列された無機単繊維の総本数（本）である。）
【００１２】本発明における露出率Ｅとは、上記数式２
で定義されるものであり、ペレット状物である長繊維強
化熱可塑性樹脂成形材料の繊維方向の少なくとも一方の
端面において、ペレット状物中に配列された無機単繊維
の総本数Ｎに対する、断面が露出している無機単繊維の
本数ｅの割合を示すものである。
で定義されるものであり、ペレット状物である長繊維強
化熱可塑性樹脂成形材料の繊維方向の少なくとも一方の
端面において、ペレット状物中に配列された無機単繊維
の総本数Ｎに対する、断面が露出している無機単繊維の
本数ｅの割合を示すものである。
【００１３】ここで、無機単繊維の断面が露出している
状態とは、単繊維の断面が樹脂に被覆されずに完全に露
出している状態、或は、単繊維の断面の一部のみに樹脂
が付着していて単繊維の周縁部分は被覆されずに露出し
ている状態をいう。また、ペレット状物の端面における
単繊維の状態は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて
観察することができる。このＳＥＭによる観察におい
て、単繊維の断面が樹脂に被覆されずに完全に露出して
いる状態、或は、単繊維の断面の一部のみに樹脂が付着
していて単繊維の周縁部分は被覆されずに露出している
状態では、単繊維の断面付近が円形状又は円柱状に観察
される。一方、無機単繊維の断面が熱可塑性樹脂に被覆
されて露出していない状態では、ＳＥＭによる観察にお
いて無機単繊維の断面は見えない。因みに、図２は本発
明による長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の端面を示す
２００倍の走査型電子顕微鏡写真であり、図３は従来の
長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の端面を示す２００倍
の走査型電子顕微鏡写真である。
状態とは、単繊維の断面が樹脂に被覆されずに完全に露
出している状態、或は、単繊維の断面の一部のみに樹脂
が付着していて単繊維の周縁部分は被覆されずに露出し
ている状態をいう。また、ペレット状物の端面における
単繊維の状態は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて
観察することができる。このＳＥＭによる観察におい
て、単繊維の断面が樹脂に被覆されずに完全に露出して
いる状態、或は、単繊維の断面の一部のみに樹脂が付着
していて単繊維の周縁部分は被覆されずに露出している
状態では、単繊維の断面付近が円形状又は円柱状に観察
される。一方、無機単繊維の断面が熱可塑性樹脂に被覆
されて露出していない状態では、ＳＥＭによる観察にお
いて無機単繊維の断面は見えない。因みに、図２は本発
明による長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の端面を示す
２００倍の走査型電子顕微鏡写真であり、図３は従来の
長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の端面を示す２００倍
の走査型電子顕微鏡写真である。
【００１４】本発明における長繊維強化熱可塑性樹脂成
形材料は、少なくとも一方の端面において、無機単繊維
の断面の露出率Ｅが６０％以下となるように無機単繊維
が樹脂で被覆されており、それによって微細なクラック
も被覆されてクラックが減少しているため、端面の繊維
が露出した部分を起点にして繊維に沿って成形材料が割
れたりすることが少なく、そこからの繊維の剥離も少な
いため、空気流等の手段による移送の際にも無機単繊維
が脱落せず毛羽の発生が少ない。また、無機繊維束を構
成する単繊維の間にも樹脂が充分に含浸されて空隙が少
ないため、射出成形等の方法によって長繊維強化熱可塑
性樹脂成形品を製造するときに、無機単繊維が、マトリ
ックスである熱可塑性樹脂に均一に分散するので、成形
品の機械的物性が向上し、外観も良好となる。
形材料は、少なくとも一方の端面において、無機単繊維
の断面の露出率Ｅが６０％以下となるように無機単繊維
が樹脂で被覆されており、それによって微細なクラック
も被覆されてクラックが減少しているため、端面の繊維
が露出した部分を起点にして繊維に沿って成形材料が割
れたりすることが少なく、そこからの繊維の剥離も少な
いため、空気流等の手段による移送の際にも無機単繊維
が脱落せず毛羽の発生が少ない。また、無機繊維束を構
成する単繊維の間にも樹脂が充分に含浸されて空隙が少
ないため、射出成形等の方法によって長繊維強化熱可塑
性樹脂成形品を製造するときに、無機単繊維が、マトリ
ックスである熱可塑性樹脂に均一に分散するので、成形
品の機械的物性が向上し、外観も良好となる。
【００１５】なお、本発明の実施に際しては、前記露出
率Ｅが３０％以下であることが好ましい。また、前記無
機単繊維がガラス単繊維であり、繊維含有率が５０〜９
０重量％であることが好ましい。更に、前記ペレット状
物が、連続した無機繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を塗
布又は含浸させ、所定長さに切断して切断物とし、この
切断物を分散させた状態で前記熱可塑性樹脂の溶融温度
以上に加熱し、前記切断物に塗布又は含浸させた前記熱
可塑性樹脂を溶融させ、次いで冷却することによって得
られたものであることが好ましい。
率Ｅが３０％以下であることが好ましい。また、前記無
機単繊維がガラス単繊維であり、繊維含有率が５０〜９
０重量％であることが好ましい。更に、前記ペレット状
物が、連続した無機繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を塗
布又は含浸させ、所定長さに切断して切断物とし、この
切断物を分散させた状態で前記熱可塑性樹脂の溶融温度
以上に加熱し、前記切断物に塗布又は含浸させた前記熱
可塑性樹脂を溶融させ、次いで冷却することによって得
られたものであることが好ましい。
【００１６】上記において、無機単繊維としてガラス単
繊維を用い、繊維含有率を５０〜９０重量％とした場合
には、成形時のマトリックス樹脂中の繊維の分散性の向
上、毛羽発生の低減等の効果をより顕著に得ることがで
きる。
繊維を用い、繊維含有率を５０〜９０重量％とした場合
には、成形時のマトリックス樹脂中の繊維の分散性の向
上、毛羽発生の低減等の効果をより顕著に得ることがで
きる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的態様につい
て更に詳細に説明する。本発明において、強化材として
は、無機単繊維の所定本数を集束させた無機繊維束が好
ましく用いられる。この無機繊維束は、長繊維強化熱可
塑性樹脂成形材料に通常使用されているものを用いるこ
とができ、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機
繊維束を、所定の形状、例えば、太鼓状や円筒状に巻き
取った回巻体から引き出されたものが好ましく用いられ
る。これらのうち、ガラス繊維を用いると、コスト的に
有利であるのでより好ましい。
て更に詳細に説明する。本発明において、強化材として
は、無機単繊維の所定本数を集束させた無機繊維束が好
ましく用いられる。この無機繊維束は、長繊維強化熱可
塑性樹脂成形材料に通常使用されているものを用いるこ
とができ、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機
繊維束を、所定の形状、例えば、太鼓状や円筒状に巻き
取った回巻体から引き出されたものが好ましく用いられ
る。これらのうち、ガラス繊維を用いると、コスト的に
有利であるのでより好ましい。
【００１８】また、無機繊維束を構成する無機単繊維
は、単繊維径が４〜３０μｍのものが好ましく用いら
れ、その集束本数は、１００〜２００００本程度である
ことが熱可塑性樹脂を繊維束に塗布又は含浸させ易いの
で好ましい。なお、比較的集束本数の少ない無機繊維束
を、複数本引き揃えて使用してもよい。
は、単繊維径が４〜３０μｍのものが好ましく用いら
れ、その集束本数は、１００〜２００００本程度である
ことが熱可塑性樹脂を繊維束に塗布又は含浸させ易いの
で好ましい。なお、比較的集束本数の少ない無機繊維束
を、複数本引き揃えて使用してもよい。
【００１９】なお、一般的に、ガラス繊維には、使用時
の毛羽や静電気の発生を抑えてハンドリング性を改善す
るためや、マトリックスである熱可塑性樹脂へのガラス
繊維の接着性を改善するために種々のバインダーが付与
されているが、これらのバインダーの種類はマトリック
スである熱可塑性樹脂の種類に応じて選択すればよい。
また、そのガラス繊維への付与量は、ガラス繊維に対し
て０．１〜３．０重量％が好ましく、付与量が０．１重
量％より少ないと前記のハンドリング性及び接着性を十
分に改善することが難しく、３．０重量％より多いとバ
インダーが熱可塑性樹脂の単繊維の間への含浸を妨げる
ことになる。このバインダーは一般的に例えば、アミノ
シラン、エポキシシラン、アクリルシラン等のシラン系
カップリング剤に代表されるカップリング剤、及び、酢
酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリア
ミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂等のポリ
マー又はその変性物、あるいは、ポリオレフィン系ワッ
クスに代表されるワックス類等のオリゴマーを含むもの
である。但し、上記のポリマーやオリゴマーは、通常、
界面活性剤による水分散化によって得られた水分散体、
あるいは、ポリマーやオリゴマーの骨格中に存在するカ
ルボキシル基やアミド基の中和や水和による水溶化によ
って得られる水溶液といった形態で使用されるのが一般
的である。
の毛羽や静電気の発生を抑えてハンドリング性を改善す
るためや、マトリックスである熱可塑性樹脂へのガラス
繊維の接着性を改善するために種々のバインダーが付与
されているが、これらのバインダーの種類はマトリック
スである熱可塑性樹脂の種類に応じて選択すればよい。
また、そのガラス繊維への付与量は、ガラス繊維に対し
て０．１〜３．０重量％が好ましく、付与量が０．１重
量％より少ないと前記のハンドリング性及び接着性を十
分に改善することが難しく、３．０重量％より多いとバ
インダーが熱可塑性樹脂の単繊維の間への含浸を妨げる
ことになる。このバインダーは一般的に例えば、アミノ
シラン、エポキシシラン、アクリルシラン等のシラン系
カップリング剤に代表されるカップリング剤、及び、酢
酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリア
ミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂等のポリ
マー又はその変性物、あるいは、ポリオレフィン系ワッ
クスに代表されるワックス類等のオリゴマーを含むもの
である。但し、上記のポリマーやオリゴマーは、通常、
界面活性剤による水分散化によって得られた水分散体、
あるいは、ポリマーやオリゴマーの骨格中に存在するカ
ルボキシル基やアミド基の中和や水和による水溶化によ
って得られる水溶液といった形態で使用されるのが一般
的である。
【００２０】更に、上記バインダーは、上記の成分以外
に、塩化リチウム、ヨウ化カリウム等の無機塩や、アン
モニウムクロライド型やアンモニウムエトサルフェート
型等の４級アンモニウム塩に代表される帯電防止剤、あ
るいは、脂肪族エステル系、脂肪族エーテル系、芳香族
エステル系、芳香族エーテル系の界面活性剤に代表され
る潤滑剤などを含んでいてもよい。
に、塩化リチウム、ヨウ化カリウム等の無機塩や、アン
モニウムクロライド型やアンモニウムエトサルフェート
型等の４級アンモニウム塩に代表される帯電防止剤、あ
るいは、脂肪族エステル系、脂肪族エーテル系、芳香族
エステル系、芳香族エーテル系の界面活性剤に代表され
る潤滑剤などを含んでいてもよい。
【００２１】本発明においてマトリックスとなる熱可塑
性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリアミド、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、ポリスチ
レン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアセタ
ール、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート等を用い
ることができる。本発明では上記のような樹脂を単独で
用いてもよく、また、２種以上の混合物、あるいは予め
２種以上を共重合させた共重合体を用いてもよい。ま
た、熱可塑性樹脂には、用途や成形条件に応じて、着色
剤、改質剤、無機繊維以外の充填剤等、公知の添加剤を
適宜配合させることができ、これらは常法に従い樹脂と
混練して、使用することができる。
性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリアミド、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、ポリスチ
レン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロ
ニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアセタ
ール、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート等を用い
ることができる。本発明では上記のような樹脂を単独で
用いてもよく、また、２種以上の混合物、あるいは予め
２種以上を共重合させた共重合体を用いてもよい。ま
た、熱可塑性樹脂には、用途や成形条件に応じて、着色
剤、改質剤、無機繊維以外の充填剤等、公知の添加剤を
適宜配合させることができ、これらは常法に従い樹脂と
混練して、使用することができる。
【００２２】本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
は、熱可塑性樹脂からなるマトリックス中に無機単繊維
が実質的に同一長さでかつ同一方向に並列して配列され
たペレット状物からなる。この場合、実質的に同一長さ
でかつ同一方向に並列して配列されたとは、無機単繊維
の大部分が同一方向に並列してほぼ平行に配列されてい
るが、一部の単繊維は部分的に湾曲していたり、お互い
に絡み合っていたりしてもよい状態を意味する。また、
無機単繊維が実質的に同一長さであるために、ペレット
状物の繊維方向の端面に、無機単繊維の切断された断面
がほぼ揃えられて、無機単繊維が配列されている。
は、熱可塑性樹脂からなるマトリックス中に無機単繊維
が実質的に同一長さでかつ同一方向に並列して配列され
たペレット状物からなる。この場合、実質的に同一長さ
でかつ同一方向に並列して配列されたとは、無機単繊維
の大部分が同一方向に並列してほぼ平行に配列されてい
るが、一部の単繊維は部分的に湾曲していたり、お互い
に絡み合っていたりしてもよい状態を意味する。また、
無機単繊維が実質的に同一長さであるために、ペレット
状物の繊維方向の端面に、無機単繊維の切断された断面
がほぼ揃えられて、無機単繊維が配列されている。
【００２３】従来の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の
繊維方向の端面では、含有される殆どの無機単繊維の断
面が露出していたのに対して、本発明の長繊維強化熱可
塑性樹脂成形材料の繊維方向の少なくとも一方の端面
は、前記定義による露出率Ｅが６０％以下であるため、
断面が露出している単繊維が少ないので、繊維が露出し
ている部分を起点にして成形材料が繊維に沿って割れに
くく、また単繊維が剥離しにくいため、繊維含有率５０
重量％以上といった繊維含有率が高い成形材料であって
も、単繊維が脱落せず毛羽が発生しにくい。なお、移送
時等の毛羽の発生量を極めて少なくし、成形品を成形す
る際の無機単繊維の分散を良好にする上で、露出率Ｅは
３０％以下であることが好ましい。
繊維方向の端面では、含有される殆どの無機単繊維の断
面が露出していたのに対して、本発明の長繊維強化熱可
塑性樹脂成形材料の繊維方向の少なくとも一方の端面
は、前記定義による露出率Ｅが６０％以下であるため、
断面が露出している単繊維が少ないので、繊維が露出し
ている部分を起点にして成形材料が繊維に沿って割れに
くく、また単繊維が剥離しにくいため、繊維含有率５０
重量％以上といった繊維含有率が高い成形材料であって
も、単繊維が脱落せず毛羽が発生しにくい。なお、移送
時等の毛羽の発生量を極めて少なくし、成形品を成形す
る際の無機単繊維の分散を良好にする上で、露出率Ｅは
３０％以下であることが好ましい。
【００２４】また、本発明の成形材料では、ペレット状
物中の単繊維の間にも熱可塑性樹脂が含浸しているた
め、成形時において高い繊維の分散性を示すと共に、成
形品の優れた機械的物性を得ることができる。
物中の単繊維の間にも熱可塑性樹脂が含浸しているた
め、成形時において高い繊維の分散性を示すと共に、成
形品の優れた機械的物性を得ることができる。
【００２５】また、本発明において、長繊維強化熱可塑
性樹脂成形材料の繊維含有率は、特に限定されないが、
本発明の効果を顕著に出すには、繊維含有率を５０重量
％以上とすることが好ましい。すなわち、繊維含有率が
５０重量％以上の場合、無機繊維束への熱可塑性樹脂の
含浸性の低下、移送時等の毛羽の発生という問題が起こ
りやすいが、本発明によれば、繊維含有率が５０重量％
以上の場合でも、無機繊維束への熱可塑性樹脂の含浸性
を向上させ、移送時等の毛羽の発生を低減できるからで
ある。一方、上記繊維含有率は９０重量％以下であるこ
とが好ましく、繊維含有率が９０重量％を超える場合に
は無機繊維に対して熱可塑性樹脂成分が少なく、露出率
Ｅを６０％以下にすることが困難となる可能性がある。
性樹脂成形材料の繊維含有率は、特に限定されないが、
本発明の効果を顕著に出すには、繊維含有率を５０重量
％以上とすることが好ましい。すなわち、繊維含有率が
５０重量％以上の場合、無機繊維束への熱可塑性樹脂の
含浸性の低下、移送時等の毛羽の発生という問題が起こ
りやすいが、本発明によれば、繊維含有率が５０重量％
以上の場合でも、無機繊維束への熱可塑性樹脂の含浸性
を向上させ、移送時等の毛羽の発生を低減できるからで
ある。一方、上記繊維含有率は９０重量％以下であるこ
とが好ましく、繊維含有率が９０重量％を超える場合に
は無機繊維に対して熱可塑性樹脂成分が少なく、露出率
Ｅを６０％以下にすることが困難となる可能性がある。
【００２６】更に、本発明において、長繊維強化熱可塑
性樹脂成形材料の長さは、特に限定されないが、３〜３
０ｍｍであることが好ましい。長さが３ｍｍ未満の場合
は、長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料のペレット状物の
製造時に毛羽が発生しやすくなる場合があり、長さが３
０ｍｍを超える場合には射出成形法等の方法によって成
形した際に繊維の分散が悪くなる場合がある。
性樹脂成形材料の長さは、特に限定されないが、３〜３
０ｍｍであることが好ましい。長さが３ｍｍ未満の場合
は、長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料のペレット状物の
製造時に毛羽が発生しやすくなる場合があり、長さが３
０ｍｍを超える場合には射出成形法等の方法によって成
形した際に繊維の分散が悪くなる場合がある。
【００２７】本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
は、例えば図１に示すような工程によって製造すること
ができる。すなわち、図示しない回巻体から引き出した
連続した無機繊維束１を含浸ダイ４に導入する。含浸ダ
イ４には、押出機３から溶融した熱可塑性樹脂２が供給
され、無機繊維束１に熱可塑性樹脂が含浸される。熱可
塑性樹脂を含浸された無機繊維束１は、ダイス５を通し
て引き出され、それによって余分な熱可塑性樹脂２を除
去されて所定の繊維含有率とされると共に、所定形状に
賦形されて、長繊維強化熱可塑性樹脂６となる。
は、例えば図１に示すような工程によって製造すること
ができる。すなわち、図示しない回巻体から引き出した
連続した無機繊維束１を含浸ダイ４に導入する。含浸ダ
イ４には、押出機３から溶融した熱可塑性樹脂２が供給
され、無機繊維束１に熱可塑性樹脂が含浸される。熱可
塑性樹脂を含浸された無機繊維束１は、ダイス５を通し
て引き出され、それによって余分な熱可塑性樹脂２を除
去されて所定の繊維含有率とされると共に、所定形状に
賦形されて、長繊維強化熱可塑性樹脂６となる。
【００２８】次いで、こうして得られた長繊維強化熱可
塑性樹脂６を、冷却槽７で冷却し、引き取り機８で引き
取った後、ペレタイザー９でペレット状に切断して切断
物１０ａを得る。なお、ここまでの工程は、従来の一般
的な長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造工程と同様
で溶融含浸法と呼ばれる製造方法であり、この切断物１
０ａが、従来の一般的な長繊維強化熱可塑性樹脂成形材
料に相当する。この時、切断物１０ａの端面には、ペレ
タイザー９による切断によって無機単繊維の断面の殆ど
が露出しており、また切断の際の衝撃によって、端面に
近接した部分では繊維に沿った微細なクラックが発生し
ている。
塑性樹脂６を、冷却槽７で冷却し、引き取り機８で引き
取った後、ペレタイザー９でペレット状に切断して切断
物１０ａを得る。なお、ここまでの工程は、従来の一般
的な長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料の製造工程と同様
で溶融含浸法と呼ばれる製造方法であり、この切断物１
０ａが、従来の一般的な長繊維強化熱可塑性樹脂成形材
料に相当する。この時、切断物１０ａの端面には、ペレ
タイザー９による切断によって無機単繊維の断面の殆ど
が露出しており、また切断の際の衝撃によって、端面に
近接した部分では繊維に沿った微細なクラックが発生し
ている。
【００２９】本発明においては、続いて、上記のように
して得られた切断物１０ａを、ペレタイザー９と連設さ
れたベルトコンベア１１上に送り、図示しない振動機に
よりベルトコンベア１１を振動させて、切断物１０ａが
ベルトコンベア１１上で互いにおおむね接触しないよう
に分散した状態とし、加熱器１２を備えた加熱槽１３に
通して、熱可塑性樹脂２の溶融温度以上に加熱する。そ
の結果、切断物１０ａに含浸された熱可塑性樹脂２が溶
融し、切断物１０ａの端面や外周に浸出して露出してい
る無機繊維の少なくとも一部を被覆すると共に、切断物
１０ａ中の無機繊維束を構成する単繊維の間に浸透す
る。その後、切断物１０ａを冷却器１４により冷却し、
スクレーパー１５によりベルトコンベア１１から掻き取
って長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料１０ｂを得る。こ
の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料１０ｂは、端面の少
なくとも一部が熱可塑性樹脂２で覆われて無機単繊維の
断面の露出率Ｅが６０％以下になっており、なおかつ、
切断の際に発生した微細なクラックも殆ど無くなってい
る。
して得られた切断物１０ａを、ペレタイザー９と連設さ
れたベルトコンベア１１上に送り、図示しない振動機に
よりベルトコンベア１１を振動させて、切断物１０ａが
ベルトコンベア１１上で互いにおおむね接触しないよう
に分散した状態とし、加熱器１２を備えた加熱槽１３に
通して、熱可塑性樹脂２の溶融温度以上に加熱する。そ
の結果、切断物１０ａに含浸された熱可塑性樹脂２が溶
融し、切断物１０ａの端面や外周に浸出して露出してい
る無機繊維の少なくとも一部を被覆すると共に、切断物
１０ａ中の無機繊維束を構成する単繊維の間に浸透す
る。その後、切断物１０ａを冷却器１４により冷却し、
スクレーパー１５によりベルトコンベア１１から掻き取
って長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料１０ｂを得る。こ
の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料１０ｂは、端面の少
なくとも一部が熱可塑性樹脂２で覆われて無機単繊維の
断面の露出率Ｅが６０％以下になっており、なおかつ、
切断の際に発生した微細なクラックも殆ど無くなってい
る。
【００３０】なお、ペレタイザー９とベルトコンベア１
１との間、又はベルトコンベア１１の後方には、切断の
際に発生する切断不良物、脱落した単繊維及び粉状ダス
ト等を除去するための篩や、その他の除去装置を配置し
てもよい。
１との間、又はベルトコンベア１１の後方には、切断の
際に発生する切断不良物、脱落した単繊維及び粉状ダス
ト等を除去するための篩や、その他の除去装置を配置し
てもよい。
【００３１】また、上記の方法において、ベルトコンベ
ア１１上で切断物１０ａが互いにおおむね接触しないよ
うに分散した状態とは、切断物に塗布又は含浸された熱
可塑性樹脂を溶融させ、次いで冷却したとき、大部分の
切断物が互いにくっつくことなく、個々に分離した状態
を維持できるように分散させた状態を意味する。
ア１１上で切断物１０ａが互いにおおむね接触しないよ
うに分散した状態とは、切断物に塗布又は含浸された熱
可塑性樹脂を溶融させ、次いで冷却したとき、大部分の
切断物が互いにくっつくことなく、個々に分離した状態
を維持できるように分散させた状態を意味する。
【００３２】切断物１０ａを加熱槽１３に運搬する方法
としては、ベルトコンベア１１による方法以外でもよ
く、例えば空気流等の流体に乗せて運搬する方法や自由
落下による方法であってもよい。なおベルトコンベア１
１を用いる方法を採用する場合には、ベルトコンベア１
１の表面を、シリコン樹脂、フッ素樹脂等で処理してお
くと、切断物１０ａの熱可塑性樹脂２を加熱溶融させた
後、冷却して長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料１０ｂと
した際に、ベルトコンベア１１上から掻き取りやすくな
るので好ましい。
としては、ベルトコンベア１１による方法以外でもよ
く、例えば空気流等の流体に乗せて運搬する方法や自由
落下による方法であってもよい。なおベルトコンベア１
１を用いる方法を採用する場合には、ベルトコンベア１
１の表面を、シリコン樹脂、フッ素樹脂等で処理してお
くと、切断物１０ａの熱可塑性樹脂２を加熱溶融させた
後、冷却して長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料１０ｂと
した際に、ベルトコンベア１１上から掻き取りやすくな
るので好ましい。
【００３３】加熱槽１３の加熱器１２としては、特に限
定されないが、例えば熱風発生器、赤外線ヒーター等が
好ましく用いられる。加熱温度及び加熱時間は、切断物
１０ａに含浸された熱可塑性樹脂２が、溶融して切断物
１０ａの端面や外周を被覆すると共に、内部の単繊維の
間に浸透するのに十分な温度及び時間であって、かつ、
熱可塑性樹脂２が劣化しない程度の温度及び時間とする
のが好ましい。なお、加熱槽１３内は、空気雰囲気でも
よいが、熱可塑性樹脂２の劣化を防止するため、窒素ガ
ス等の不活性ガス雰囲気としてもよい。
定されないが、例えば熱風発生器、赤外線ヒーター等が
好ましく用いられる。加熱温度及び加熱時間は、切断物
１０ａに含浸された熱可塑性樹脂２が、溶融して切断物
１０ａの端面や外周を被覆すると共に、内部の単繊維の
間に浸透するのに十分な温度及び時間であって、かつ、
熱可塑性樹脂２が劣化しない程度の温度及び時間とする
のが好ましい。なお、加熱槽１３内は、空気雰囲気でも
よいが、熱可塑性樹脂２の劣化を防止するため、窒素ガ
ス等の不活性ガス雰囲気としてもよい。
【００３４】また、冷却器１４による冷却方法は、回収
したときに少なくとも長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
１０ｂ同士が融着しない温度以下にまで冷却できる方法
であればよく、例えば、冷風、冷水を用いる方法が用い
られる。但し、冷却槽７として水槽による冷却を採用し
た場合、加熱槽１３によって水分の除去（乾燥）工程を
兼ねさせるため、その後の冷却器１４には冷風を用いる
のが、再び乾燥工程を必要としない点でより好ましい。
また、冷却器１４での強制冷却によらず、常温にて放冷
する方法でもよい。
したときに少なくとも長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
１０ｂ同士が融着しない温度以下にまで冷却できる方法
であればよく、例えば、冷風、冷水を用いる方法が用い
られる。但し、冷却槽７として水槽による冷却を採用し
た場合、加熱槽１３によって水分の除去（乾燥）工程を
兼ねさせるため、その後の冷却器１４には冷風を用いる
のが、再び乾燥工程を必要としない点でより好ましい。
また、冷却器１４での強制冷却によらず、常温にて放冷
する方法でもよい。
【００３５】なお、上記の例では、連続した無機繊維束
１に熱可塑性樹脂を塗布又は含浸する方法として、無機
繊維束１に溶融した熱可塑性樹脂２を含浸させる溶融含
浸法を採用したが、その他の方法を採用することもでき
る。例えば、熱可塑性樹脂のエマルジョン、熱可塑性樹
脂粉末を水又はその他の液体中に分散させた懸濁液、あ
るいは熱可塑性樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液等を、
無機繊維束に塗布又は含浸させた後、分散媒又は溶媒を
除去させる方法を採用することもでき、またその塗布又
は含浸させる方法としても、含浸ダイを用いる方法以外
に、ロールコーターやカーテンコーター等の方法を採用
することもできる。更に、熱可塑性樹脂粉末を無機繊維
束に付着させた後、必要に応じて加熱溶融し、次いで冷
却する方法を採用することもできる。但し、乾燥や脱溶
媒の工程が不要なことやコスト面から、溶融含浸法を採
用することが好ましい。また、上記の製造方法によれ
ば、従来技術のように、含浸ダイ内において無機繊維束
を突起、ローラー等に接触させ、張力をかけて開繊し、
樹脂を含浸させなくても、切断物１０ａの加熱工程によ
り無機繊維束への樹脂の含浸を促すことができる。
１に熱可塑性樹脂を塗布又は含浸する方法として、無機
繊維束１に溶融した熱可塑性樹脂２を含浸させる溶融含
浸法を採用したが、その他の方法を採用することもでき
る。例えば、熱可塑性樹脂のエマルジョン、熱可塑性樹
脂粉末を水又はその他の液体中に分散させた懸濁液、あ
るいは熱可塑性樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液等を、
無機繊維束に塗布又は含浸させた後、分散媒又は溶媒を
除去させる方法を採用することもでき、またその塗布又
は含浸させる方法としても、含浸ダイを用いる方法以外
に、ロールコーターやカーテンコーター等の方法を採用
することもできる。更に、熱可塑性樹脂粉末を無機繊維
束に付着させた後、必要に応じて加熱溶融し、次いで冷
却する方法を採用することもできる。但し、乾燥や脱溶
媒の工程が不要なことやコスト面から、溶融含浸法を採
用することが好ましい。また、上記の製造方法によれ
ば、従来技術のように、含浸ダイ内において無機繊維束
を突起、ローラー等に接触させ、張力をかけて開繊し、
樹脂を含浸させなくても、切断物１０ａの加熱工程によ
り無機繊維束への樹脂の含浸を促すことができる。
【００３６】なお、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂成
形材料を製造する方法としては、上記に例示した以外の
方法を採用してもよい。例えば、無機繊維束を所定の長
さに切断してチョップドストランドとした後、このチョ
ップドストランドに熱可塑性樹脂のエマルジョン又は懸
濁液等をスプレー等の手段によって塗布した後、乾燥し
て得たペレット状物、あるいは無機繊維束と熱可塑性樹
脂繊維束とを混合させた複合繊維束を切断したチョップ
ドストランドを、上記の切断物１０ａに代えて用いるこ
ともできる。
形材料を製造する方法としては、上記に例示した以外の
方法を採用してもよい。例えば、無機繊維束を所定の長
さに切断してチョップドストランドとした後、このチョ
ップドストランドに熱可塑性樹脂のエマルジョン又は懸
濁液等をスプレー等の手段によって塗布した後、乾燥し
て得たペレット状物、あるいは無機繊維束と熱可塑性樹
脂繊維束とを混合させた複合繊維束を切断したチョップ
ドストランドを、上記の切断物１０ａに代えて用いるこ
ともできる。
【００３７】また、上記の切断物１０ａやペレット状物
の端面を熱可塑性樹脂によって被覆して、無機単繊維の
断面の露出率Ｅを６０％以下とする方法としては、熱可
塑性樹脂のエマルジョン又は懸濁液等をスプレー等の手
段によって切断物１０ａやペレット状物に付与した後に
乾燥する方法、熱可塑性樹脂のエマルジョン又は懸濁液
等に切断物１０ａやペレット状物を浸漬した後に乾燥す
る方法、あるいは、熱可塑性樹脂の粉末を切断物１０ａ
やペレット状物に散布、付与した後に加熱して粉末を融
着させる方法等を採用することもできる。なお、これら
の場合には、切断物１０ａやペレット状物のマトリック
スを構成する熱可塑性樹脂、すなわち無機繊維束に含浸
された熱可塑性樹脂と、端面を被覆するために後から付
与する熱可塑性樹脂とは、同一の樹脂であってもよいし
別種の樹脂であってもよい。
の端面を熱可塑性樹脂によって被覆して、無機単繊維の
断面の露出率Ｅを６０％以下とする方法としては、熱可
塑性樹脂のエマルジョン又は懸濁液等をスプレー等の手
段によって切断物１０ａやペレット状物に付与した後に
乾燥する方法、熱可塑性樹脂のエマルジョン又は懸濁液
等に切断物１０ａやペレット状物を浸漬した後に乾燥す
る方法、あるいは、熱可塑性樹脂の粉末を切断物１０ａ
やペレット状物に散布、付与した後に加熱して粉末を融
着させる方法等を採用することもできる。なお、これら
の場合には、切断物１０ａやペレット状物のマトリック
スを構成する熱可塑性樹脂、すなわち無機繊維束に含浸
された熱可塑性樹脂と、端面を被覆するために後から付
与する熱可塑性樹脂とは、同一の樹脂であってもよいし
別種の樹脂であってもよい。
【００３８】しかしながら、熱可塑性樹脂を無機繊維束
に塗布又は含浸させた後に乾燥あるいは脱溶媒させる工
程が不要なこと、生産性が比較的高いこと、及び樹脂等
のコストが比較的低いことから、図１に例示したような
溶融含浸法によって得た切断物をベルトコンベア上で互
いにおおむね接触しないように分散した状態で加熱、冷
却する方法を採用することが最も好ましい。
に塗布又は含浸させた後に乾燥あるいは脱溶媒させる工
程が不要なこと、生産性が比較的高いこと、及び樹脂等
のコストが比較的低いことから、図１に例示したような
溶融含浸法によって得た切断物をベルトコンベア上で互
いにおおむね接触しないように分散した状態で加熱、冷
却する方法を採用することが最も好ましい。
【００３９】
実施例１ 図１に示した製造工程による前述した方法に従って、長
繊維強化熱可塑性樹脂成形材料を製造した。単繊維径１
３μｍのＥガラス単繊維を８００本集束させ、アミノシ
ランカップリング剤と変性ポリプロピレンとを主成分と
したバインダーを繊維束全体に対して固形分で０．５重
量％となるように付与し、円筒状に巻き取った後、乾燥
させた回巻体から引き出した繊維束を８本引き揃えたも
のを連続した無機繊維束１として用い、熱可塑性樹脂２
としてポリプロピレン樹脂を用い、含浸ダイ４、冷却槽
７、引き取り機８、ペレタイザー９は、従来から用いら
れている通常のものを用いて、含浸ダイ４の出口のダイ
ス５の口径は２．２ｍｍ、引き取り速度は３０ｍ／ｍｉ
ｎとし、ペレタイザー９での切断長さは６ｍｍとして、
切断物１０ａを得た。
繊維強化熱可塑性樹脂成形材料を製造した。単繊維径１
３μｍのＥガラス単繊維を８００本集束させ、アミノシ
ランカップリング剤と変性ポリプロピレンとを主成分と
したバインダーを繊維束全体に対して固形分で０．５重
量％となるように付与し、円筒状に巻き取った後、乾燥
させた回巻体から引き出した繊維束を８本引き揃えたも
のを連続した無機繊維束１として用い、熱可塑性樹脂２
としてポリプロピレン樹脂を用い、含浸ダイ４、冷却槽
７、引き取り機８、ペレタイザー９は、従来から用いら
れている通常のものを用いて、含浸ダイ４の出口のダイ
ス５の口径は２．２ｍｍ、引き取り速度は３０ｍ／ｍｉ
ｎとし、ペレタイザー９での切断長さは６ｍｍとして、
切断物１０ａを得た。
【００４０】次に、得られた切断物１０ａを、表面にフ
ッ素樹脂加工を施したベルトコンベア１１上に載置し、
ベルトコンベア１１を振動させて切断物１０ａが互いに
おおむね接触しないように分散させた。この状態で、赤
外線式ヒーターからなる加熱器１２を設けた雰囲気温度
２００℃の加熱槽１３中に、切断物１０ａを導入し、１
分間滞留させて加熱した後、エアーコンプレッサーから
圧縮空気が供給される冷却器１４から冷風を吹き付け
て、約４０℃まで冷却した後、スクレーパー１５により
ベルトコンベア１１から掻き取って、長繊維強化熱可塑
性樹脂成形材料１０ｂを得た。この長繊維強化熱可塑性
樹脂成形材料１０ｂのガラス繊維含有率は、５１重量％
であった。
ッ素樹脂加工を施したベルトコンベア１１上に載置し、
ベルトコンベア１１を振動させて切断物１０ａが互いに
おおむね接触しないように分散させた。この状態で、赤
外線式ヒーターからなる加熱器１２を設けた雰囲気温度
２００℃の加熱槽１３中に、切断物１０ａを導入し、１
分間滞留させて加熱した後、エアーコンプレッサーから
圧縮空気が供給される冷却器１４から冷風を吹き付け
て、約４０℃まで冷却した後、スクレーパー１５により
ベルトコンベア１１から掻き取って、長繊維強化熱可塑
性樹脂成形材料１０ｂを得た。この長繊維強化熱可塑性
樹脂成形材料１０ｂのガラス繊維含有率は、５１重量％
であった。
【００４１】実施例２ 実施例１において、連続した無機繊維束１として、同様
のバインダーを付与した、単繊維径１３μｍ、８００本
のＥガラス単繊維を集束させたガラス繊維束１０本を引
き揃えたものを使用し、あとは実施例１と同様の装置、
条件により、ガラス繊維含有率６０重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
のバインダーを付与した、単繊維径１３μｍ、８００本
のＥガラス単繊維を集束させたガラス繊維束１０本を引
き揃えたものを使用し、あとは実施例１と同様の装置、
条件により、ガラス繊維含有率６０重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
【００４２】実施例３ 実施例１において、連続した無機繊維束１として、同様
のバインダーを付与した、単繊維径１３μｍ、８００本
のＥガラス単繊維を集束させたガラス繊維束１３本を引
き揃えたものを使用し、あとは実施例１と同様の装置、
条件により、ガラス繊維含有率７３重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
のバインダーを付与した、単繊維径１３μｍ、８００本
のＥガラス単繊維を集束させたガラス繊維束１３本を引
き揃えたものを使用し、あとは実施例１と同様の装置、
条件により、ガラス繊維含有率７３重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
【００４３】比較例１ 実施例１において、切断物１０ａを得る工程までを同様
に行い、切断物１０ａを加熱する工程以降は行わずに、
あとは実施例１と同様の繊維束、熱可塑性樹脂、装置、
条件により、ガラス繊維含有率５１重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
に行い、切断物１０ａを加熱する工程以降は行わずに、
あとは実施例１と同様の繊維束、熱可塑性樹脂、装置、
条件により、ガラス繊維含有率５１重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
【００４４】比較例２ 実施例２において、切断物１０ａを得る工程までを同様
に行い、切断物１０ａを加熱する工程以降は行わずに、
あとは実施例２と同様の繊維束、熱可塑性樹脂、装置、
条件により、ガラス繊維含有率６０重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
に行い、切断物１０ａを加熱する工程以降は行わずに、
あとは実施例２と同様の繊維束、熱可塑性樹脂、装置、
条件により、ガラス繊維含有率６０重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
【００４５】比較例３ 実施例３において、切断物１０ａを得る工程までを同様
に行い、切断物１０ａを加熱する工程以降は行わずに、
あとは実施例３と同様の繊維束、熱可塑性樹脂、装置、
条件により、ガラス繊維含有率７３重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
に行い、切断物１０ａを加熱する工程以降は行わずに、
あとは実施例３と同様の繊維束、熱可塑性樹脂、装置、
条件により、ガラス繊維含有率７３重量％の長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を得た。
【００４６】試験例 実施例１〜３、及び比較例１〜３で得られた長繊維強化
熱可塑性樹脂成形材料を、それぞれ所定量のポリプロピ
レンと混合した後、射出成形して、試験片を得た。
熱可塑性樹脂成形材料を、それぞれ所定量のポリプロピ
レンと混合した後、射出成形して、試験片を得た。
【００４７】得られた試験片について、ガラス繊維の分
散状態を目視により観察し、束状に見えるガラス繊維束
を未分散、すなわち分散が悪い部分とみなしてその個数
を数え、試験片の大きさから１００cm2 当りの個数に換
算した。また、それぞれの試験片の機械的物性として、
引張り強さと曲げ強さとをＡＳＴＭ Ｄ ６３８及びＡ
ＳＴＭ Ｄ ７９０に従って測定した。
散状態を目視により観察し、束状に見えるガラス繊維束
を未分散、すなわち分散が悪い部分とみなしてその個数
を数え、試験片の大きさから１００cm2 当りの個数に換
算した。また、それぞれの試験片の機械的物性として、
引張り強さと曲げ強さとをＡＳＴＭ Ｄ ６３８及びＡ
ＳＴＭ Ｄ ７９０に従って測定した。
【００４８】また、実施例１〜３、及び比較例１〜３で
得られた長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料について、そ
れぞれ１０ｋｇをホッパーローダー（加藤理機社製、商
品名「ＢＳ−７００」）により、内径５０ｍｍφの塩化
ビニル製チューブ中で３ｍの距離を移送し、移送中に発
生した毛羽をホッパーローダーの吸引口に設けた１００
メッシュの金網にて捕集し、その重量を測定した。
得られた長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料について、そ
れぞれ１０ｋｇをホッパーローダー（加藤理機社製、商
品名「ＢＳ−７００」）により、内径５０ｍｍφの塩化
ビニル製チューブ中で３ｍの距離を移送し、移送中に発
生した毛羽をホッパーローダーの吸引口に設けた１００
メッシュの金網にて捕集し、その重量を測定した。
【００４９】更に、実施例１〜３及び比較例１〜３で得
られた長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料のそれぞれから
任意に１０個ずつ選んだペレットについて、それぞれの
一方の端面及び外周面を、洗浄による単繊維の脱落やペ
レットの形態変化を防ぐために熱硬化型不飽和ポリエス
テル樹脂で被覆して該樹脂を硬化させた後、超音波洗浄
器により３０分間洗浄し、不飽和ポリエステル樹脂で被
覆していない方の端面の切断屑及び異物等を取り除いた
後、乾燥させ、成形材料の端面観察用の評価サンプルと
した。
られた長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料のそれぞれから
任意に１０個ずつ選んだペレットについて、それぞれの
一方の端面及び外周面を、洗浄による単繊維の脱落やペ
レットの形態変化を防ぐために熱硬化型不飽和ポリエス
テル樹脂で被覆して該樹脂を硬化させた後、超音波洗浄
器により３０分間洗浄し、不飽和ポリエステル樹脂で被
覆していない方の端面の切断屑及び異物等を取り除いた
後、乾燥させ、成形材料の端面観察用の評価サンプルと
した。
【００５０】この評価サンプルを用い、不飽和ポリエス
テル樹脂で被覆されていない方の端面を走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）で観察し、熱可塑性樹脂で被覆されずに断
面が露出しているガラス単繊維の数（ｅ）を数え、その
成形材料中に含有されるガラス単繊維の総本数（Ｎ）に
対する割合、すなわち露出率Ｅを算出した。そして、１
０個のペレットの露出率Ｅの平均値を求めた。
テル樹脂で被覆されていない方の端面を走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）で観察し、熱可塑性樹脂で被覆されずに断
面が露出しているガラス単繊維の数（ｅ）を数え、その
成形材料中に含有されるガラス単繊維の総本数（Ｎ）に
対する割合、すなわち露出率Ｅを算出した。そして、１
０個のペレットの露出率Ｅの平均値を求めた。
【００５１】以上の実験結果を表１に示した。また、実
施例３のペレットの端面の２００倍の走査型電子顕微鏡
写真を図２、比較例３のペレットの端面の２００倍の走
査型電子顕微鏡写真を図３に示した。
施例３のペレットの端面の２００倍の走査型電子顕微鏡
写真を図２、比較例３のペレットの端面の２００倍の走
査型電子顕微鏡写真を図３に示した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱可塑性樹脂からなるマトリックス中に、無機単繊維が
実質的に同一長さでかつ同一方向に並列して配列された
ペレット状物からなる長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
において、このペレット状物の繊維方向の少なくとも一
方の端面における無機単繊維の露出率Ｅを６０％以下と
したことにより、移送時等における該材料からの単繊維
の脱落を抑え、毛羽が発生しにくくすると共に、成形品
中において良好な繊維の分散をもたらし、また、成形品
の優れた機械的物性を得ることができる。
熱可塑性樹脂からなるマトリックス中に、無機単繊維が
実質的に同一長さでかつ同一方向に並列して配列された
ペレット状物からなる長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
において、このペレット状物の繊維方向の少なくとも一
方の端面における無機単繊維の露出率Ｅを６０％以下と
したことにより、移送時等における該材料からの単繊維
の脱落を抑え、毛羽が発生しにくくすると共に、成形品
中において良好な繊維の分散をもたらし、また、成形品
の優れた機械的物性を得ることができる。
【図１】本発明による長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料
の製造方法の一例を示す概略工程図である。
の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図２】本発明の一実施例による長繊維強化熱可塑性樹
脂成形材料の端面の２００倍の走査型電子顕微鏡写真で
ある。
脂成形材料の端面の２００倍の走査型電子顕微鏡写真で
ある。
【図３】従来の一例による長繊維強化熱可塑性樹脂成形
材料の端面の２００倍の走査型電子顕微鏡写真である。
材料の端面の２００倍の走査型電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】 １・・・ 無機繊維束 ２・・・ 熱可塑性樹脂 ３・・・ 押出し機 ４・・・ 含浸ダイ ５・・・ ダイス ６・・・ 長繊維強化熱可塑性樹脂 ７・・・ 冷却槽 ８・・・ 引き取り機 ９・・・ ペレタイザー １０ａ・・・ 切断物 １０ｂ・・・ 長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 １１・・・ ベルトコンベア １２・・・ 加熱器 １３・・・ 加熱槽 １４・・・ 冷却器 １５・・・ スクレーパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:14 309:08
Claims (4)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなるマトリックス中
に、無機単繊維が実質的に同一長さでかつ同一方向に並
列して配列されたペレット状物からなり、前記ペレット
状物の繊維方向の少なくとも一方の端面における、下記
数式１によって定義される無機単繊維の露出率Ｅが６０
％以下であることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂
成形材料。 【数１】Ｅ＝（ｅ／Ｎ）×１００ （但し、式中、Ｅ：露出率（％）、ｅ：ペレット状物の
繊維方向の少なくとも一方の端面における、断面が露出
している無機単繊維の本数（本）、Ｎ：ペレット状物中
に配列された無機単繊維の総本数（本）である。） - 【請求項２】 前記露出率Ｅが３０％以下である請求項
１記載の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。 - 【請求項３】 前記無機単繊維がガラス単繊維であり、
繊維含有率が５０〜９０重量％である請求項１又は２記
載の長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料。 - 【請求項４】 前記ペレット状物が、連続した無機繊維
束に溶融した熱可塑性樹脂を塗布又は含浸させ、所定長
さに切断して切断物とし、この切断物を分散させた状態
で前記熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱し、前記切断
物に塗布又は含浸させた前記熱可塑性樹脂を溶融させ、
次いで冷却することによって得られたものである請求項
１〜３のいずれか一つに記載の長繊維強化熱可塑性樹脂
成形材料。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09259300A JP3100567B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
| US09/145,614 US6045912A (en) | 1997-09-08 | 1998-09-02 | Long fiber-reinforced thermoplastic resin molding material |
| EP98116662A EP0900638B1 (en) | 1997-09-08 | 1998-09-03 | Long fiber-reinforced thermoplastic resin molding material |
| DE69802759T DE69802759T2 (de) | 1997-09-08 | 1998-09-03 | Langfaserverstärkte, thermoplastische Formmasse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09259300A JP3100567B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177676A true JPH1177676A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3100567B2 JP3100567B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=17332170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09259300A Expired - Fee Related JP3100567B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6045912A (ja) |
| EP (1) | EP0900638B1 (ja) |
| JP (1) | JP3100567B2 (ja) |
| DE (1) | DE69802759T2 (ja) |
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| CN103847109A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-11 | 苏州荣昌复合材料有限公司 | 连续纤维增强热塑性复合材料的制备方法及装置 |
| JP2016508902A (ja) * | 2013-02-01 | 2016-03-24 | サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション | ペレットの処理方法と製造方法 |
| KR20160085384A (ko) * | 2015-01-07 | 2016-07-18 | (주)엘지하우시스 | 섬유 강화 복합재 및 이의 제조방법 |
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| DE19929301A1 (de) * | 1999-06-25 | 2000-12-28 | Basf Ag | Aus mit Epoxypolymeren vorbehandelten glasfaserverstärkten Formteilen geschweißte Verbunde |
| US7000932B2 (en) | 2001-11-02 | 2006-02-21 | Ventra Group Inc. | Automotive vehicle polymeric running board |
| JP3777145B2 (ja) * | 2002-06-21 | 2006-05-24 | 旭ファイバーグラス株式会社 | ガラス繊維強化熱可塑性樹脂ペレット及びその製造方法 |
| US7060155B2 (en) | 2002-12-24 | 2006-06-13 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Method and apparatus for soft skin encapsulation |
| DE102004026493A1 (de) * | 2004-05-27 | 2006-04-13 | Pavlinec, Jan O. P. | Verfahren zur Herstellung von faserhaltigen Kunststoffgranulaten |
| US20090202829A1 (en) * | 2005-07-07 | 2009-08-13 | Fox Richard T | Long Fiber-Reinforced Thermoplastic Concentrate and Method for Its Preparation |
| US20080118728A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-05-22 | Dow Global Technologies Inc. | Aqueous dispersions disposed on glass-based fibers and glass-containing substrates |
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| FR3027546B1 (fr) * | 2014-10-24 | 2017-07-21 | Porcher Ind | Meches poudrees par procede electrostatique |
| US10486335B2 (en) | 2014-12-08 | 2019-11-26 | Sabic Global Technologies B.V. | Process for the manufacture of glass fibre reinforced pellets |
| EP4612103A1 (en) * | 2022-10-31 | 2025-09-10 | SABIC Global Technologies B.V. | Coated glass filament |
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| US4067942A (en) * | 1976-02-23 | 1978-01-10 | Phillips Petroleum Company | Heat treatment of resinous block copolymer to improve clarity |
| US4439387A (en) * | 1979-09-13 | 1984-03-27 | Polymer Composites, Inc. | Method of manufacturing a composite reinforcing structure |
| FR2613661B1 (fr) * | 1987-04-09 | 1989-10-06 | Atochem | Procede de fabrication de profiles de resine thermoplastique renforces de fibres continues, appareillage pour leur obtention |
| JPH06254856A (ja) * | 1993-03-02 | 1994-09-13 | Kobe Steel Ltd | 長繊維強化合成樹脂ストランドの製造方法 |
| JP3437651B2 (ja) * | 1994-08-03 | 2003-08-18 | 住友化学工業株式会社 | ペレット状長繊維強化樹脂構造物の製造方法 |
| JP3584065B2 (ja) * | 1994-09-12 | 2004-11-04 | 住友化学工業株式会社 | 長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP09259300A patent/JP3100567B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
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