JP2000502623A - ガラスマット熱可塑性製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複合シート（４８）は成形可能な樹脂及び補強繊維から作られ、樹脂が熱可塑性樹脂、熱硬化制樹脂、又はその混合物であり、補強繊維が回転工程ファイバライザーから遠心紡糸され、複合シートが厚さ１mm当り補強繊維の少なくとも１０の別個の層を有する。複合シートは補強繊維の少なくとも１０の別個の層を有し、好ましくは少なくとも３０別個の層を有する。補強繊維の少なくとも８５パーセントはモノフィラメントであり、補強繊維はウールガラス繊維である。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラスマット熱可塑性製品 技術分野 本発明は、製品を成形するのに適した複合シートに関する。更に詳しくは、本 発明は成形可能な樹脂及び無機繊維補強材料の複合シートに関する。 発明の背景 非常に多くの商品は、成形可能な複合シートが成形工程を受けることにより製 造される。成形可能複合シートは通常、ガラス繊維マットのような補強繊維によ って補強されたポリプロピレン樹脂のような熱可塑性樹脂を有する。これらの複 合シートは普通ガラスマット熱可塑性物質あるいはＧＭＴと称される。これらの 複合シートは樹脂を軟化させるように加熱され、圧力下で成形されて、自動車用 の部品、コンピューターの及び他の電気器具用のキャビネット及び小さな器具及 び他の消費者及び工業商品用の構成部品のような種々の物品を作ることができる 。これらの複合シートのための典型的な成形工程は、成形可能な複合シートを加 熱し、これを型に圧入し、成形された部品を形成するために比較的冷たい型内で シートが圧力を受ける圧縮成形である。樹脂及び補強材料は型の全容積を満たす ように成形工程中流れる。 成形複合製品の重要な面は製品の機械的特性である。測定された特性は典型的 には曲げ強さ／弾性、引張強さ／弾性、及び衝撃強さを含む。複合体の中の補強 繊維の量及びタイプは、製品の機械的特性に大きく影響を及ぼす。一般に、ガラ ス繊維強化複合材料においては、ガラス／樹脂の割合が高ければ高いほど製品は 強い。しかしながら、繊維ガラス補強材が重量ベースでは樹脂よりも高価である ため、複合材料製造者は、目標の機械的特性を依然として満たしながら、ガラス 対樹脂の割合ができるだけ低い成形可能複合シートを設計するように求めてきた 。また、特定の繊維表面被覆又はサイズ剤がガラス繊維の強さ及び扱い易さを高 め、ガラス繊維補強材と樹脂母材との結合を強めるために開発されてきた。 広く使用された成形可能複合シートの１つは、ノースカロライナ州シェルビー のアズデルＩｎｃ．から入手可能である。アズデル（登録商標）成形可能複合シ ートはポリプロピレンと結合されたニードルド連続ストランドマットを使用する 。連続ストランドマットのガラス繊維ストランドは一般的には長く、ストランド の各々は多くのフィラメントを有し、一般的には、ストランド当たり少なくとも ５０本のフィラメントを有する。アズデル複合シートは樹脂に２つの連続ストラ ンドマットを散在させた３つの連続シートを押出すことにより形成される。工程 以前に形成された補強マットを使用することにより、樹脂による全てのフィラメ ントの含浸は非常に困難であり、補強繊維は２つの水平層に集中する傾向があり 、補強材は製品の垂直方向の断面図全体にわたってほぼ均一に分配されない。 英国Ｂａｓｉｎｇｓｔｏｋｅのウィギンス・ティープ・グループＬｔｄ．は、 ガラス及びポリプロピレンをスラリーにして混合し、それを鋳込んでシートにす る工程（”ラドライト”登録商標工程）を開発した。スラリー混合工程は必然的 に繊維の破壊を引き起こし、約５cm以下の平均繊維長さとなる。別の広く使用さ れた成形可能複合シートはテキサス州ヒューストンのエクソン株式会社によって 製造されたタッフェン（登録商標）シートである。エクソン社はガラス繊維湿式 法マットに熱可塑性ポリマー材料（ポリプロピレン）を加えることによってラド ライト工程に類似の工程でタッフェン（登録商標）シートを作った。 ミネソタ州ウィノナのコンポジト・プロダクツ社（ＣＰＩ）は、成形しうる複 合材料の素材を形成するのに長ガラス繊維（約３cmまで）を樹脂と均一に混合し かつ配合する二重スクリュー装置を使用する。ＣＰＩ製品野中のガラス繊維は、 配合工程中繊維に加えられる力により、約０．５cmまでの平均長さを有すること となる。 連続ストランドマットのような予備成形マットを使用する従来技術によるＧＭ Ｔシステムの問題の１つは、ガラス繊維の予備成形マットが後続のレジネート段 階において含浸しにくく、かつ浸しにくいことである。ＧＭＴ製造者のなかには マットの多孔度を減じ、あるいは繊維の長さを増大させることにより含浸を高め るように努めてきた者もいるが、最良の複合製品の機械的特性に必要なガラス添 加を維持する唯一の方法は、補強繊維を群にし或いは束ねてストランドにするこ とである。これは、ガラス繊維補強材の束が容易に分散されないため、樹脂母材 内に補強材の均一な分配を得る力を妨げる。 既存の成形可能複合製品と比較した時、高い機械的特性を有する成形可能複合 シートを提供するのが望ましい。また、もしかかる改良製品がガラス繊維補強材 料を最適に利用したら有益であるが、これは、補強繊維が２，３の特定な水平層 に集中しないで複合製品全体にわたって均一に分配されることを意味する。 発明の開示 今、補強繊維を樹脂母材全体にわたって大変均一に分配させた改良成形可能複 合シートを開発した。繊維は、複合材全体にわたって均一性を確保するために複 数の別々の層に配置される。複合材は少なくとも５つの補強層を有し、好ましく は複合材の厚さにして１mmにつき少なくとも７つの補強層を有する。本発明の複 合材料を作るための好ましい方法は、補強繊維及び樹脂材料を隣接したスピナー で同時に遠心紡糸する回転同時繊維化工程を使用することである。回転同時繊維 化工程は米国特許第５，４５８，８２２号に開示されている。該同時繊維化工程 は、補強繊維が樹脂と十分に混ざり合うようにする。回転同時繊維化工程は、補 強繊維が一般にモノフィラメントの形態にあるようにし、これは、繊維と樹脂母 材との間に非常に十分、かつ親密な接触を可能にし、それによって、複合シート の機械的特性を高める。好ましくは、繊維は、追加の機械的特性を理由に、長く 、団結に先立って約１０cm上の平均的長さを有する。 好ましくは、補強繊維の少なくとも８５パーセントがモノフィラメントである 。複合シートは、少なくとも５０パーセント、好ましくはそれ以上、領域を増大 させる程度まで圧縮成形中、流れることが可能である。 本発明の特定の実施形態では、無機繊維はウールガラスで構成され、これは、 無機繊維補強材料を回転同時繊維化工程によって製造することができることによ り、複合シートの製造価格を実質的に減じる。無機繊維は複合シートの平面にほ ぼランダムな配向を有し、引張強さ／弾性、曲げ強さ／弾性、及び衝撃強さを考 慮した時、非常に良い機械的特性を有する。 本発明の他の特定の実施形態では、複合材は約０．５cm以上の長さを有する束 の形態の追加の繊維を含み、追加の繊維は、平均束当たり少なくとも５０本の繊 維を含む。これらの追加の繊維の好ましい材料はＥガラスである。本発明の複合 シートは熱可塑性材料の表面シートと組合せて作られても良く、又、表面シート はその約５乃至２５重量パーセントの範囲内の量を含む補強繊維で補強されても 良い。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の複合シートを製造するためにポリマー材料とともに遠心紡糸 のガラス繊維を同時繊維化するためのガラス繊維スピナー及び有機繊維スピナー の立面概略図である。 図２は、圧縮型内に置かれている本発明の複合シートの概略斜視図である。 図３は、圧縮成形後の図２の複合シートの概略斜視図である。 図４は、樹脂母材全体にわたってランダムに間隔をへだてた個別の補強繊維を 有する従来技術による複合シートの概略立面図である。 図５は、樹脂母材全体にわたって分配された補強繊維のマットを有する従来技 術による複合シートの概略立面図である。 図６は、補強繊維が本発明による多数の別々の層の形態で存在する本発明の複 合シートの概略立面図である。 図７は、樹脂が燃え尽きた図６による複合シートの補強繊維の層の概略立面図 である。 図８は、追加の補強マットが複合シートに加えられている本発明の複合シート の概略立面図である。 発明を実施するための最良の形態 ガラス繊維での複合シートの補強を例示して本発明を説明するが、ロック、ス ラグ、玄武岩のような他の熱軟化性無機材料の補強材を使用して本発明を実施し ても良いことを理解すべきである。また有機補強材料を使用して本発明を実施す ることができ、その例はポリプロピレンのようなポリマーを含む。 図１に示すように、ガラス繊維スピナー１０のような回転無機繊維スピナーが コンベヤー１２のような収集面の上に配置される。ガラス繊維スピナーは溶融ガ ラスからのガラス繊維の回転遠心紡糸に適したどんな装置でも良い。回転ファイ バライザーの例は当業者に周知である。溶融ガラス１４の流れがガラス繊維スピ ナーの底部に落ち、溶融ガラスは開オリフィス付スピナー周壁を通して遠心紡糸 されてガラス繊維１６を形成する。ガラスは好ましくは、しばしばナトリウム− アルミニウムホウケイ酸塩ガラスと称される、回転工程に典型的に使用されるタ イプのウールガラスであるが好ましい。普通の組成物は、重量部でＣａＯを約６ パーセント、Ｂ₂Ｏ₃を約５パーセント、ＭｇＯを約４パーセント、Ｎａ₂Ｏを約 １５パーセント含み、組成物の残りは主にアルミナとシリカである。ソーダ（Ｎ ａ₂Ｏ）の量は好ましくは少なくとも１０重量パーセントであり、より好ましく は少なくとも１２重量パーセントである。サイズ剤は、スピナーから直ぐ半径方 向外方に位置した環状アプリケータリング１７を介してガラス繊維に加えられる 。好ましいサイズ剤は、ブラック氏等に付与された米国特許第４、４４８，９１ ７号に記載されているように、ポリオレフィンエマルジョン、シランカップリン グ剤、及び有機酸からなる。 ガラス繊維ファイバライザーは、繊維化工程を容易にする環状バーナー１８を 備えるのが良いが、或るガラス繊維作業では、外部バーナーを必要としない。ガ ラス繊維ベール２２のようなガラス繊維及び熱風の下方に移動するコラムを形成 するためにガラス繊維を下方に向ける環状ブロワー２０をも使用するのが良い。 ポリマー繊維スピナー２４のような有機繊維スピナーがガラススピナーとほぼ 同軸に設ける。スピナーは、ガラスを繊維化するための従来使用されたスピナー に類似しても良いし、あるいは変形例として、ノズル２６のような複数の回転ポ リマー分配装置で構成されても良い。ノズルは、パイプ２８のような複数の送出 導管の端に配置されるのが良い。ポリマー繊維スピナーをスピンドル３０のよう な任意適当な装置によって回転させるのが良い。ポリマー材料のような溶融有機 材料は、導管３２のような任意適当な手段によってポリマー繊維スピナーに送出 される。溶融ポリマー材料はパイプからノズルに送られ、そしてポリマー繊維３ ４に遠心される。各ノズルにはポリマー材料の細い流れを遠心紡糸するためのオ リフィスを１，０００まで又はそれ以上適合しても良い。ポリマー繊維が形成さ れた後、ポリマー繊維はその下方に移動するベール３８となる。 好ましい有機材料は熱可塑性樹脂であるが、同時繊維化工程において分配させ ることができるどんな有機材料も本発明の樹脂として使用することができること を理解すべきである。ポリマーの特に有用な例は、ポリ（エチレンテレフタレー ト）（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、又はポリ（フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ ） のような材料を含む。おそらく繊維化に適した他の有機材料は熱可塑性樹脂を含 み、これは、特に、本質的に他のポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、 ポリサルファイド、ポリカーボネート、ウレタン、及びアスファルト、又はその 組み合わせからなる群からのものである。熱硬化性樹脂、特に本質的に、エポキ シ、ポリエステル、フェノール樹脂、ウレタン、又はその組み合わせからなる群 からのものが本発明について潜在的に有用である。 ガラス繊維ベール２２及びポリマー繊維ベール３８は重なり合い、それによっ てガラス繊維１６とポリマー繊維３４を同時繊維化させ又は集結させる。ポリマ ー繊維は任意のサイズのもので良い。集結ガラス繊維及びポリマー繊維は、ポリ マー材料及びガラス繊維の集結又は同時繊維化素材４４としてコンベヤーに集め られる。好ましくは、無機繊維は複合材の約２０乃至約５５重量パーセントの範 囲内の量を有する。フィルター、難燃剤、酸化防止剤、及び電気伝導性粒子又は 繊維のような追加の材料を加えても良い。引き続く段階において、ガラス繊維及 びポリマー材料の集結素材は、圧縮された複合シート４８のような圧密製品を生 産するために加熱二重ベルトプレス４６のような加熱装置で選択的に処理される 。変形例として、二重ベルトプレスを受ける時に、集結素材４４を加熱しても良 い。圧密のための他の直列工程を利用しても良い。圧密段階は典型的には複合シ ートを圧縮し、材料内の空隙を除去する。典型的に、圧密により、約０．４乃至 約２．０ｇ／cm³の範囲内の密度の複合シートがつくられ、ポリプロピレンにつ いては好ましくは約０．９６乃至約１．２８ｇ／cm³の範囲内の密度になる。当 業者によって理解されるように、ＰＥＴについての好ましい密度はより高い。圧 密段階は直列作業として示されているが、圧密は後続の作業で起っても良い。ま た、２以上の圧密段階を行っても良く、再圧密段階は複合シート内の空隙を更に 押し出すのに役立つ。 集結素材４４に同時繊維化工程中に導入されたガラス繊維の長さは、当該技術 においては周知のごとく、ブロワーの作用、繊維形成環境の温度、ガラス組成、 及び形成直後発生期のガラス繊維によって経験される繊維対繊維の干渉量のよう ないくつかの要因によって利用することができる。好ましくは、繊維は、樹脂の 添加に先立って繊維形成工程で捕捉されたむき出しのガラス繊維の長さを測るこ とにより決定されるように、約１０cmより長く、もっと好ましくは、約１５cmよ り長い平均長さを有する。 熱風の熱により、ベールと接触するポリマー繊維のいくつかを繊維の形態を失 う程度まで軟化させるようになり、そして無機繊維に付着されるようになる。ガ ラス繊維スピナーは普通１，７００゜Ｆ以上の温度で作動するため、ポリマー繊 維は高温領域に急速に押し込まれ、ポリマー繊維を軟化させる。或るの状況の下 では、ポリマー繊維のいくらかが溶けて、無機繊維のいくらかにそれ自身で付着 する滴又は他の粒子を形成する。ポリマー繊維のその他の繊維は繊維形状を保持 し、コンベヤー上にポリマー繊維が存在することとなる。ポリマー繊維の全てが もはや繊維形態でないように、ポリマー繊維の全てが溶け、或いは変形すること が可能である。従って、コンベヤー上に集められたものはガラス繊維とポリマー 繊維だけでなく、むしろガラス繊維と非繊維形態のポリマー材料である。 図２及び３に示すように、本発明の圧密シート４８は、型底又はベース５２及 び型トップ５４を有する圧縮型５０のような適当な型で熱可塑性圧縮成形工程を 使用して成形することができる。成形工程の結果は複合製品５６である。典型的 な圧縮成形工程では、複合シートを、樹脂を著しく軟化させるのに十分な温度ま で赤外線オーブンで加熱する。ポリプロピレンについては、これは約２００乃至 約２６０℃の範囲である。樹脂を十分に軟化させた後、軟化した複合シートを比 較的低温の型の中に置き、成形のために型を閉じる。型の温度は典型的には樹脂 の軟化点又は融点以下の約７５乃至１５０℃の温度である。ポリプロピレンにつ いては、型の温度は約３０℃乃至ｙ買う１００℃の温度範囲である。約４５乃至 ９０秒間圧力下で型内にあった後、成形複合製品を取り出す。軟化段階中に達し た温度、及び成形段階の温度、圧縮、成形時間は、使用される材料及び成形され る物品の寸法や形状に依存する。 本発明のＧＭＴ複合シートを、全て当該技術において周知である流し成形、真 空成形、射出成形、及び吹き込み成形のような他のタイプの成形工程に使用する ことができることを理解すべきである。 図４に示すように、従来技術による複合シート５８の１つのタイプは樹脂母材 全体にわあってランダムに間隔をへだてた個々の補強繊維６０を有する。典型的 には、繊維はチョップトストランドであり、各ストランドは最初数百以上のフィ ラメントを有する。補強繊維の間隔の望ましい無秩序性は、樹脂と補強繊維の相 当な混合後にのみ達成され、それによって、繊維が著しく短くなる。かかる複合 シートの繊維長さは典型的には約１cmより大変短い。混合は繊維の束を個々のフ ィラメントに分解あるいは部分的に脱フィラメント化するのにも有用である。不 幸にして、短繊維は複合シートにとって可能な最良の補強材をもたらさず、かつ 長繊維と比べた時重量基準で同一の機械的特性をもたらさない。 図５に示す従来技術による複合シート６４は、ガラス繊維補強マット６６に樹 脂母材６８を含浸させることによって作られる。補強マット６６は典型的には連 続ストランドマットタイプ又は湿式堆積マットタイプのいずれかの１以上の薄い マットである。これら２つのタイプのマットの各々は定置式連続繊維フィーダ又 はブッシングから生産される繊維を使用する。典型的には、かかるブッシングは 約７０kg．／hr．以上までの処理量でブッシング当たり約２，０００本程度の連 続繊維あるいはフィラメントを生産する。繊維は回転コレットあるいは引取りホ イールによって機械的に繊細化される。 繊維形成工程中、繊維には、繊維を磨耗から護るサイズ剤が被覆され、サイズ 剤は補強繊維と樹脂母材との間の結合を高めるカップリング剤をなす。マットに 流し、かつ液体の樹脂を含浸させることによって樹脂６８をガラス繊維マット６ ６に加えても良いし、あるいは樹脂を粉末形態で加えても良い。複合シート６４ が予備成形マットを使用して作られるため、補強繊維がほとんど又は全くない樹 脂の領域があり、複合シートの補強繊維は型の小さな凹形領域に流れ込む困難性 を有する。 図６に示す本発明の複合シート４８はガラス繊維７０及びポリプロピレン樹脂 母材７２を含む。ガラス繊維が回転繊維形成及び収集工程中、樹脂に導入される ため、繊維は母材全体にわたってほぼ均一に分配され、その結果、実質的に補強 繊維の不足した複合シートの領域はない。更に、繊維は回転工程で形成されるた め、繊維は主にモノフィラメントである。好ましくは、繊維の少なくとも８５パ ーセント（圧密に先立って集結素材の視覚検査によって決定されるように）はモ ノフィラメントであり、それによって、最も効率的なタイプの補強を可能にする 。 繊維が連続ストランドマット、湿式堆積マット、又はガラスウールブランケット をものような予備成形マットの形態で結合されていない事実は、補強繊維が型の 凹形部分へ樹脂と一緒にもっと効果的に流入することができることを意味する。 繊維が回転工程で作られる事実により、繊維の製造コストが減じ、繊維がモノフ ィラメントの形態にあるようにする。繊維化工程の特性により、樹脂と補強繊維 の混ぜ合わせを親密にする。 ポリカーボネート表面シート７４のような表面シートを、成形工程を容易にし 、或いは仕上げ成形複合シート製品５６に望ましい表面特徴を与えるために複合 シート４８に付けても良い。表面シートは圧密段階の前か後のいずれかで付ける ことができる。好ましくは、表面シートは、表面シートの約５乃至約２５重量パ ーセントの範囲内の量含まれる補強繊維で強化される。 実施例Ｉ 図６に示すものと類似のサンプル複合シートを回転繊維化工程を使用して製造 した。サンプル複合材は、約重量６８パーセントのモンテル３５ＭＦＲポリプロ ピレン樹脂、及び重量にして約３２パーセントの回転ウールガラス繊維で構成さ れた。樹脂及びガラス繊維を、３８cm直径のガラススピナー及び２５cm直径のポ リマースピナーを使用して同時繊維化した。ガラス繊維は約１０乃至約１５ミク ロンの範囲内の直径を有していた。サンプル複合シートを、先ず、窒素でパージ したオーブンで約２３２℃の温度まで加熱して該シートを圧密させた。次いで、 加熱シート約１００℃の温度で３０×３０cm平方シート型で８．６ＭＰａで圧縮 成形して圧密複合シートを形成した。機械的特性を表Ｉに示す。 実施例II 実施例Ｉの複合シートを成形して試験トレイにした。成形工程では、３０cm× ３０cmのシートを３片に分割し、圧縮段階で型充填を容易にするために２つは８ cm×２２cmであり、１つは２２cm×２２cmであった。複合材料を窒素でパージし たオーブンで２３８℃で６分間加熱し、８．６ＭＰａで圧縮してトレイを形成し た。トレイは２６cm×２７cmのベースと、各々高さ２．５cm×長さ２６．３cm× 厚さ０．３cmの一対の中央リブと、４つの側壁とからなり、その２つは高さ２cm 、あとの２つは高さ２cmから高さ５cmまでテーパした。成形工程中、複合シート は 少なくとも５０パーセントだけその領域を増す程度まで流れた。圧縮成形後、溶 融シートがリブ及び側壁の中へ流れ込み、各々を樹脂及びガラスで完全に充たし たことがわかった。トレイの更なる特徴は、リブ、ベース、及び側壁内の樹脂の 量が平均から約１パーセント以上だけ変化せず、トレイ全体にわたって樹脂及び ガラスの良好かつ均一な流れを示した。機械的特性をトレイの平らなベース部分 から決定し、これを表Ｉに示す。表Ｉによるデータは、本発明のＧＭＴ複合シー トの機械的特性が既存の市販の複合シートの機械的特性に匹敵することを示す。 表Ｉ 引張 引張 曲げ 曲げ ノッチ付 サンプル 強さ 弾性 強さ 弾性 アイゾッド衝撃 （ＭＰａ） （ＧＰａ） （ＭＰａ） （ＧＰａ） （Ｊ／Ｍ） 実施例Ｉ ９５．８ ５．４８ １２８．９ ４．９６ ３３２ 実施例II ９５．２ ５．１７ １６８．９ ７．２４ ４１８ ASTM法 Ｄ６３８ Ｄ６３８ Ｄ７９０ Ｄ７９０ Ｄ２５６ 複合シート４８の中のガラス繊維補強材７０は、回転同時繊維化工程がガラス 繊維のほぼ水平な層を形成する仕方でガラス繊維を堆積させる点で特徴づけられ る。繊維構造を検査するために、複合シートを燃してガラス繊維補強材から樹脂 を取り除くことができる。複合製品（あるいは複合シート）を樹脂の分解温度以 上でガラスの溶融温度以下の温度に加熱する。図７に示すように、ガラス繊維を 一般的には層７６に配列する。水平な層はほぼ別個の層にして１度に１つずつ剥 がすことができる。層はドイリの層を引き剥がすのと似た仕方で引き剥がすこと ができる。本発明の４mmの厚さの複合シートは、補強繊維の少なくとも１０層、 好ましくは少なくとも２０層、もっと好ましくは、少なくとも３０層７６を有す る。殆どの場合、厚さ１mm当たり少なくとも３層ある。好ましくは、燃した複合 シートは厚さ１mm当たり少なくとも５層、もっと好ましくは少なくとも７層を有 する。 実施例III 実施例Ｉで説明した複合シートと同様な複合シートから断片を切り取った。断 片は４cm×４cmの寸法を有し、厚さ約４mmであった。断片を、１時間約４８０℃ の温度でオーブンの中に置いてポリプロピレン樹脂を燃した。できた補強繊維は 数多くの層で現われた。層をピンセットや小さい平らなスパチュラを使用して手 で取り除き、少なくとも３０の別個に識別可能な層をサンプルから１度に１つず つ取り除いた。各層はオリジナルのサンプルとしてほぼ同じ寸法の領域（４cm× ４cm）を有し、補強繊維の長い特性のために集結性を示した。 実施例IV 実施例IIIに説明した燃焼テストと同様な燃焼テストを、実施例Ｉに説明した 成形工程を使用して３０cm×３０cmのシートを加熱して再び圧密にした後、市販 の従来技術による複合シート材料の４cm×４cmサンプルについて行った。樹脂を 燃焼させた後、再圧密のＡｚｄｅ１（登録商標）複合製品はサンプルに依存して 補強繊維の４乃至６の別個の層を示した。樹脂を燃焼させた後、Ｔａｆｆｅｎ（ 登録商標）複合製品は補強繊維の多くても１４の別個の層を示したが、補強繊維 （長さが３cm以下）の短い特性のために、層は容易に分離されず、多数の層間結 合を示した。Ｔａｆｆｅｎ複合は、大きな製品集結性を有していなかった。 図１に示すように、追加の繊維の束をノズル７８のような任意適当な手段を通 して複合シートに導入しても良い。これらの追加の繊維は複合シートを強めるの に適したどんなタイプの補強材であっても良い。好ましい追加の補強材はＥガラ ス繊維の束であり、その束は少なくとも５０本、好ましくは１００本以上のフィ ラメントを最初から有する。典型的には、追加のガラス繊維は約０．５cmより大 きい長さを有する。 実施例Ｖ 複合シートを、実施例Ｉにおける複合シートと同様な仕方で準備し、ただし、 複合シートがその中の全ガラスのうち約３３重量パーセントのＥガラスを有する ようにするのに十分な割合でＥガラスフィラメントのチョップト束を繊維化工程 に導入した。Ｅガラス束は各々最初約１００本のフィラメントを有し、束は最初 長さが約１．５cm乃至３cmであった。加えた束を有しない実質的に同じ複合製品 と比べた時、ノッチ付アイゾッド衝撃強さは約２００パーセント増大した。 図６に示す複合シートの変形として、追加の補強層を圧密前に同時繊維化材料 に加えて成形複合シートの機械的特性を高めることができる。この追加の補強層 は複合材の特性を増大させるのに適したどんな材料でも良い。また、任意の数の マット又は層を追加の補強材として使用し、かかる追加の補強層を、複合材の表 面を含めて、複合材内の任意のパターンあるいは位置に位置決めすることができ る。好ましい追加の補強層はＥガラス繊維のマットであり、湿式堆積マット、あ るいは連続ストランドマットのいずれかである。このマットは、特に各々がガラ ススピナー及びポリマースピナーを有する２つの同時繊維化ユニットが使用され た場合、同時繊維化工程に容易に導入することができる。図８に示すように、補 強複合シート８０は回転ガラス繊維８２、樹脂８４、及び湿式堆積Ｅガラスマッ ト８６を有する。 本発明に対して種々の修正をすることができることは前に述べたことから明ら かであろう。しかしながら、これは本発明の範囲内にあると考えられる。 産業上の利用分野 本発明は、自動車用に部品、コンピューターや他の電気器具用キャビネット、 及び小器具や他の消費財及び工業製品用部品に成形するのに適した熱可塑性物品 の製造に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＨＵ， ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｔ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 オールト パトリック ルイス アメリカ合衆国 オハイオ州 43055 ニ ューアーク リッチー ロード 2795 (72)発明者 ヘインズ ランダル マーヴィン アメリカ合衆国 オハイオ州 43822 フ レイジースバーグ チャーチ ロード 9001 (72)発明者 モーリス ヴァージル グレン アメリカ合衆国 オハイオ州 43055 ニ ューアーク イースト チャンル ストリ ート 70

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又はその混合物からなる成形可能な樹脂、及 び回転工程ファイバライザーで遠心紡糸された繊維である補強繊維を有し、厚さ １mm当り補強繊維の少なくとも５つの別個の層を有する、複合シート（４８）。 ２．熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又はその混合物からなる成形可能な樹脂、及 び回転工程ファイバライザーで遠心紡糸された繊維である補強繊維を有し、補強 繊維の少なくとも３０の別個の層を有する、複合シート（４８）。 ３．熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又はその混合物からなる成形可能な樹脂、及 び回転工程ファイバライザーで遠心紡糸され、約１０cmより大きい平均の長さを 有する繊維である補強繊維を有し、厚さの１mm当り補強繊維の少なくとも３つの 別個の層を有し、補強繊維の少なくとも８５パーセントがモノフィラメントであ る、複合シート（４８）。 ４．熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又はその混合物からなる成形可能な樹脂、及び 回転工程ファイバライザーでウールガラスから遠心紡糸された無機繊維である補 強繊維を有し、１mm当り補強繊維の少なくとも５つの別個の層を有し、補強繊維 の少なくとも８５パーセントがモノフィラメントであり、少なくとも５０パーセ ントだけ領域を増大させる程度まで圧縮成形中流れることのできる、複合シート （４８）。