JP2001341190A - 繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料及びそれによる成形品製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空成形、圧空成形もしくはマッチモールド成
形により繊維強化樹脂成形品を製造するのに適した材料
を提供する。さらに繊維強化樹脂のもつ性能を十分に引
き出し、かつ反り変形のない、表面平滑性に優れた高強
度、高剛性を有する繊維強化樹脂成形品を安価に製造す
る技術を提供する。 【解決手段】内側に繊維強化樹脂からなる繊維強化部
分、外周辺に繊維強化材を含まない熱可塑性樹脂からな
る樹脂部分を有する繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状
材料を製作し、その繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状
材料における樹脂部分をクランプし、真空成形、圧空成
形またはマッチモールド成形を行い繊維強化熱可塑性樹
脂複合成形品を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は繊維強化熱可塑性樹脂複合シート
状材料及びその材料を用いた成形品製造法に関する。詳
しくは、新規な繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料
およびこれを用いて真空成形、圧空成形もしくはマッチ
モールド成形による繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品を
得る方法に関する。本発明においてシート状材料とは
板、シート、フイルムなどを意味する。

【０００２】

【従来の技術】従来の繊維強化熱可塑性樹脂シートによ
る成形品の製造法は、通常加熱されたシートを冷却プレ
スなどにより賦形を行う圧縮成形が一般的である。しか
しながら、この圧縮成形では、高い成形圧力が必要とさ
れるため、高価な成形機や金型が必要とされ、成形コス
トが非常に高いといった問題点がある。また、一方向に
連続繊維が並行してなる強化熱可塑性樹脂製シートの圧
縮成形では、賦形の際に強化繊維が極端に流動し、強化
繊維の補強効果が十分に得られないだけでなく、得られ
た成形品に反り変形が生じる等の問題点があった。特開
平４−１４４７３３などでは、強化繊維の流動を機械的
に制御する方法が開示されている。しかしながら、これ
らの方法で前記問題点は解決されるものの、高度な成形
技術及び高価な成形機が必要とされ汎用性に欠けるだけ
でなく、得られる成形品も高価なものとなっていた。一
方、上記の成形方法に比べ製造コストが安く、大型の成
形品の製造に適している成形方法としては真空成形や圧
空成形が知られている。しかしながら、これらの成形方
法において、強度や剛性への補強効果が高い連続繊維を
含有する強化樹脂を用いた場合、補強材である連続繊維
が成形時に伸張せず、金型に追随しないため、高強度、
高剛性を有した成形品の製造は困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記従来技術の問題を解決すことであり、
真空成形、圧空成形もしくはマッチモールド成形により
繊維強化樹脂成形品を製造するのに適した材料を提供す
ることである。さらに繊維強化樹脂のもつ性能を十分に
引き出し、かつ反り変形のない、表面平滑性に優れた高
強度、高剛性を有する繊維強化樹脂成形品を安価に製造
する技術を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するため鋭意検討した結果、繊維強化熱可塑性
樹脂複合層を形成する繊維強化樹脂からなる繊維強化部
分の周辺に繊維強化材の含有しない熱可塑性樹脂からな
る樹脂部分を有するシート状材料を真空成形や圧空成
形、マッチモールド成形に供することにより上記問題点
を解決することを見いだし本発明に至った。

【０００５】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート
状材料は、つぎの１〜５項で示される・ １． 内側に繊維強化樹脂からなる繊維強化部分を、外
周辺に繊維強化材を含まない熱可塑性樹脂からなる樹脂
部分を有する繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料。 ２． 前記繊維強化部分が繊維強化熱可塑性樹脂層およ
び熱可塑性樹脂層からなる群から選ばれた少なくとも一
種からなりかつ少なくとも一種の繊維強化熱可塑性樹脂
層を含む繊維強化熱可塑性樹脂複合材からなる前記１項
に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料。 ３． 前記樹脂部分の溶融張力が５×１０^-2Ｎ以上であ
る前記１および２項のいずれか１項に記載の繊維強化熱
可塑性樹脂複合シート状材料。 ４． 前記樹脂部分が繊維強化部分の全外周にわたり４
０ｍｍ以上の幅で形成されている前記１〜３項のいずれ
か１項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材
料。 ５． 前記繊維強化部分が連続繊維の並行してなる繊維
強化熱可塑性樹脂層の１もしくは２層以上からなる前記
１〜４項のいずれか１項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂
複合シート状材料。

【０００６】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品
の製造法は、つぎの６、７項で示される。 ６． 前記１〜５項のいずれか１項に記載の繊維強化熱
可塑性樹脂複合シート状材料が樹脂部分でクランプさ
れ、真空成形、圧空成形またはマッチモールド成形を行
うことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品の
製造法。 ７． 前記複合シート状材料がその繊維強化部分の外辺
から１０ｍｍ以上幅の樹脂部分がフリーな状態でクラン
プされる前記６項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合成
形品の製造法。

【０００７】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品
の製造法のさらに好ましい製造法は、つぎの８，９およ
び１０項で示される。 ８． 前記１〜５項のいずれか１項に記載の繊維強化熱
可塑性樹脂複合シート状材料における樹脂部分をクラン
プし、プラグアシストによる真空成形もしくは圧空成形
を行うことからなる繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品の
製造法。 ９． 成形型とプラグとのクリアランス（プラグと成形
型が突き当たって接した状態での両者の隙間最小間隔）
を繊維強化熱可塑性樹脂複合シート材料の繊維強化部分
の厚みの０．７〜５．０倍に設定し成形する前記８項に
記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品の製造法。、 １０． 繊前記複合シート材料がその繊維強化部分の外
辺から１０ｍｍ以上幅の樹脂部分がフリーな状態でクラ
ンプされる前記８および９項のいずれか１項に記載の繊
維強化熱可塑性樹脂複合成形品の製造法。

【０００８】

【発明の実施の形態】[繊維強化熱可塑性樹脂複合シー
ト状材料]本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状
材料は、その内側に繊維強化樹脂からなる繊維強化部分
を、その外周辺に繊維の存在しない熱可塑性樹脂からな
る樹脂部分を有するものである。そして、その繊維強化
部分は繊維強化熱可塑性樹脂層ならびに熱可塑性樹脂層
からなる群から選ばれた少なくとも一種の層からなりか
つ少なくとも一種の繊維強化熱可塑性樹脂層を含む繊維
強化熱可塑性樹脂複合材である。繊維強化熱可塑性樹脂
複合材としては、具体的につぎものが示される。繊維強
化熱可塑性樹脂の単層シート材または二層以上の積層
材、あるいはこれらの繊維強化熱可塑性樹脂シート材も
しくは積層材と熱可塑性樹脂シート材とからなる積層材
である。（本発明においてシート材とは、フイルム、シ
ート、板などの総称として用いる。） 並行連続繊維を含む繊維強化熱可塑性樹脂シート材を積
層して用いる場合は繊維方向が直行するように重ねるの
が好ましい。さらに該複合材の各シート材の繊維方向が
中心シート材に対して対称に並ぶように構成するのが好
ましい。繊維方向が直行に重なるのを(０°／９０°)ま
たは（９０°／０°)で示すと、複合材の構成は、たと
えばつぎのようなシート材の重なりで示される。 (０°／９０°／９０°／０°)； （０°／９０°／０°／０°／９０°／０°)； （０°／９０°／０°／９０°／０°)； （９０°／０°／９０°／０°／９０°)： また、熱可塑性樹脂層（シート材）｛Ｐと表す｝が含ま
れる場合は、複合材の構成は、たとえばつぎのようなシ
ート材の重なりで示される。 (Ｐ／０°／９０°／Ｐ／９０°／０°／Ｐ)； （０°／９０°／０°／Ｐ／Ｐ／０°／９０°／０
°)； （Ｐ／９０°／０°／９０°／０°／Ｐ／０°／９０°
／０°／９０°／Ｐ)； （Ｐ／０°／９０°／Ｐ／０°／９０°／０°／Ｐ／９
０°／０°／Ｐ)：

【０００９】その作製法は特に限定するものでないが、
たとえば、繊維強化樹脂シート材と熱可塑性樹脂シート
材との積層により得ることができる。それらの構成は特
に制限がないが、熱可塑性樹脂シート材が繊維強化樹脂
シート材より広く大きいものからなる。本発明の繊維強
化熱可塑性樹脂複合シート状材料は、外周部分が繊維の
存在しない熱可塑性樹脂部分になるようにこれらのシー
ト材を重ね合わせてのプレス成形などで作製される。繊
維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料の外周部分すなわ
ち樹脂部分は、繊維強化部分の外辺より４０ｍｍ以上の
幅を有することが好ましい。４０ｍｍより小さい場合、
後述の成形品の製造において該シート状材料をクランプ
して成形する際にシート状材料がクランプから外れた
り、成形が困難となる場合がある。本発明の繊維強化熱
可塑性樹脂複合シート状材料を構成する繊維強化熱可塑
性樹脂シート材と熱可塑性樹脂シート材に用いられる熱
可塑性樹脂は、両層の接着の面から、同種の材料が好ま
しいが、異種材料の場合、特開昭５８−１０２７５３、
特公平８−１３４７４や特開平８−１５５６３などに記
載の方法を用いて連結させて用いてもかまわない。

【００１０】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート
状材料における熱可塑性樹脂層の構成材料となる熱可塑
性樹脂シート材および繊維強化樹脂層を構成する材料と
なる繊維強化樹脂シート材について述べる。

【００１１】［熱可塑性樹脂シート材］本発明の成形品
の製造法に用いる繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材
料を構成する熱可塑性樹脂シート材は、成形時の溶融張
力が５×１０^-2Ｎ以上であるものが好ましい。溶融張力
が５×１０^-2Ｎ未満の場合、成形のために複合シート状
材料を加熱する際にドローダウンを起こし、成形時に支
障を来す場合がある。成形時の溶融張力とは、各種の熱
可塑性樹脂シート材の適正な成形温度範囲において、後
述の実施例の条件下で予め測定された数値を指す。ま
た、熱可塑性樹脂シート材の種類は、上記の溶融張力を
有する熱可塑性樹脂であれば如何なる種類をも包含し、
発泡体であってもかまわない。その熱可塑性樹脂として
は、下記のものを例示できる。ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペ
ンテン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−
１−ブテン共重合体などのポリ−α−オレフィン樹脂の
１種または２種以上の混合ポリ−α−オレフィン樹脂；
ポリスチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリメチル
メタクリレート（アクリル樹脂）、塩化ビニール樹脂；
アクリロニトリル―ブタジエン―スチレン共重合体（Ａ
ＢＳ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、ポリエチレンテレフタレートイソフ
タレートなどポリエステル樹脂の１種またはこれら２種
以上混合ポリエステル樹脂；ポリアミド−６、ポリアミ
ド−７、ポリアミド−６６、ポリアミド−６１０、ポリ
アミド−１１、ポリアミド−１２などのポリアミド樹脂
（ナイロン）１種または２種以上の混合ポリアミド樹
脂；ポリアセタール樹脂；ポリウレタン樹脂；などをあ
げることができる。さらに上記の２種以上の樹脂からな
る組成物および２種以上からなるポリマーアロイが示さ
れる。。

【００１２】また、熱可塑性樹脂には、必要に応じて、
酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、樹脂状破壊防
止剤、帯電防止剤、潤滑剤、可塑剤、離型剤、難燃剤
（耐炎剤）、難燃助剤、結晶化促進剤（造核剤；結晶化
剤）、染料、顔料などの添加剤を１種以上配合すること
ができる。これらの添加剤は、熱可塑性樹脂に直接配合
してもよく、マスターバッチとしたものを用いてもよ
い。また、これらの熱可塑性樹脂に無機充填剤もしくは
有機充填剤を配合してもちいることができる。無機充填
剤としては、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウムな
どが例示できる。

【００１３】［繊維強化熱可塑性樹脂シート材］本発明
の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料を構成する繊
維強化熱可塑性樹脂シート材には、特に制限はなく、熱
可塑性樹脂中に強化繊維が配されたシート、板もしくは
フイルムであればよい。たとえば、熱可塑性樹脂中に一
定の長さに切断された強化繊維がランダムに配されたシ
ート状のもの、連続強化繊維がランダムに配されたシー
ト状のものが示されるが、補強効果の点から、連続強化
繊維が一方向に引き揃えられシート状のものが好まし
い。連続繊維が並行してなる強化熱可塑性樹脂シート材
の場合、１枚単独または複数積層で用いてよいが、複数
積層させる場合は連続強化繊維の方向が直交するように
積層するのが好ましい。しかし、本発明の複合材では、
このシート材は前記のように中心層に対して繊維方向対
称となるように配置して積層するのが好ましい。

【００１４】繊維強化熱可塑性樹脂シート材を形成する
熱可塑性樹脂は、繊維強化材を少なくとも相互に接着さ
せる性能を有する樹脂からなる。その熱可塑性樹脂は、
特に限定するものでなく、繊維強化材に含浸できるもの
であればよく、前述の熱可塑性樹脂など同様に例示でき
る。また、熱可塑性樹脂には、必要に応じて各種の添加
剤を１種以上配合することができて、前記同様に例示す
ことができる。

【００１５】熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン（ポリ−
α−オレフィン）のように分子末端に反応性官能基また
は極性官能基をもたない場合には、強化用繊維特にガラ
ス繊維に対する界面接着性を付与するため、熱可塑性樹
脂を不飽和酸もしくは不飽和酸無水物の誘導体で変性す
る方策および／または不飽和酸もしくは不飽和酸無水物
で変性された樹脂を未変性樹脂に必要量配合する方策な
どを施すことが有用である。これらの中では、汎用性お
よび機械的強度などの観点から、結晶性ポリオレフィ
ン、特に結晶性ポリプロピレンが好ましく用いられる。
通常、上記の樹脂変性剤としては、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、マレイン酸、シトラコン酸、メサコン酸
などの脂肪族不飽和酸、無水マレイン酸、無水イタコン
酸などの脂肪族不飽和酸無水物があげられる。好ましく
はマレイン酸、無水マレイン酸（マレイン酸無水物）が
示される。本発明においては、このような樹脂変性剤を
用いる際に、必要に応じて有機過酸化物を組み合わせて
用いてもよい。有機過酸化物の例としては、例えば、
２，５−ジメチル−２，５−（ｔ−ブチルパーオキシ)
ヘキサン、１，３−ビス(ｔ−ブチルパ−オキシイソプ
ロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイドなどを挙げることができる。

【００１６】繊維強化熱可塑性樹脂シート材を形成する
熱可塑性樹脂としては、上記のような未変性樹脂および
変性樹脂を単独もしくはこれらから選ばれた少なくとも
２種の樹脂からなる樹脂組成物を用いてもよい。しか
し、繊維強化熱可塑性樹脂シート材における熱可塑性樹
脂とガラス繊維などの強化用繊維との強固な結合を実現
するためには、十分な量の変性樹脂が存在する熱可塑性
樹脂を用いることが重要である。このような変性樹脂ま
たは変性樹脂組成物は、例えば、ベースの熱可塑性樹脂
に樹脂変性剤および有機過酸化物を添加し、ヘンシェル
ミキサー(商品名)などで混合した後、押出機に供給して
溶融混練し、つぎにこの溶融混練物を押出成形すること
により得ることができる。また、本発明の製繊維強化熱
可塑性樹脂複合シート状材料における繊維強化熱可塑性
樹脂シート材を形成する熱可塑性樹脂は、そのＭＦＲ
（２３０℃、２１．２Ｎ）が８０ｇ／１０ｍｉｎ以上好
ましくは１００〜３００ｇ／１０ｍｉｎである。ＭＦＲ
が５０ｇ／１０ｍｉｎ以下の場合、成形時、強化繊維の
移動が拘束されるため良好な成形品が得られない場合が
ある。

【００１７】［強化用繊維］本発明の繊維強化熱可塑性
樹脂複合シート状材料に用いられる繊維強化熱可塑性樹
脂シート材に含有される強化用繊維は、繊維長が２０ｍ
ｍ以上あることが好ましい。２０ｍｍ未満の場合、成形
時に、繊維強化熱可塑性樹脂シート材も伸張し、成形品
の部位により強度や肉厚のバラツキが発生したりする場
合がある。この強化用繊維は、フィラメントの集束体を
開繊して用いる。通常連続繊維強化材いわゆるロービン
グ状のものが好ましく用いられる。その他もヤーンやト
ウなどを利用することができる。その材質からみれば、
この強化用繊維は無機繊維および有機繊維に大別され
る。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、岩綿（ロ
ックウール）、石綿、石英繊維、金属繊維、ウィスカー
（ホイスカー）および炭素繊維であってもよい。それら
の中で、その性状および入手容易性などの点で通常ガラ
ス繊維が好ましく用いられる。ガラス繊維としては、硬
質ガラスが好ましく、特に無アルカリガラスであるＥガ
ラスが好ましく用いられる。このガラス繊維は樹脂強化
用として市販されているガラスロービングであって、通
常その平均フィラメント径４〜３０μｍ、フィラメント
集束本数４００〜１００００本およびＴｅｘ番手３００
〜２００００のものであるが、好ましくは平均フィラメ
ント径９〜２３μｍのものである。必要に応じて、これ
らのガラスロービングを合糸して用いることもできる。
また、この無機繊維強化材は、例えば、シラン系カップ
リング剤、チタネート系カップリング剤、ボロン系カッ
プリング剤、アルミネート系カップリング剤などの表面
処理剤で表面処理して用いてもよい。この無機繊維強化
材に表面処理が施されると、ポリプロピレンなどの疎水
性樹脂に対する親和性が高められ、開繊された長繊維強
化材の間にポリプロピレンなどの樹脂が含浸され易くな
る。上記の無機繊維強化材は、単独で用いてもよく、ま
た２種以上を組み合わせて用いてもよい。有機繊維とし
ては通常、アラミド繊維などが例示できる。

【００１８】［繊維強化熱可塑性樹脂シート材の製造］
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料に用い
る繊維強化熱可塑性樹脂シート材は、いかなる製造方法
によるものでも使用できる。以下にその製造方法を例示
する。ランダム繊維強化熱可塑性樹脂シート材は、水中
で熱可塑性樹脂粉末と一定長さ以上の強化繊維を混合、
分散させた後、抄紙法により中間製品であるウェブを作
製しさらに加熱、加圧、冷却する方法などで製造する。
並行連続繊維による強化繊維熱可塑性樹脂シート材は、
シート材の長さ方向に略平行に配列された連続繊維強化
材の内部に上記の溶融状態の熱可塑性樹脂を含浸させる
ことにより製造する。連続繊維強化材に樹脂を含浸させ
る際には、連続繊維強化材を平面上に可能な限り均一に
開繊し、その開繊された連続繊維強化材に樹脂を均一に
含浸させると、得られるシート材の機械的強度を向上さ
せることができる。連続繊維強化材に樹脂を含浸させる
方法は連続繊維強化材に樹脂を含浸させ得る方法であれ
ば如何なる方法であってもよい。例えば、この含浸方法
として特公昭６３−３７６９４号公報、特公平４−４１
８８６号公報および特開昭６１−２２９５３４号公報な
どに開示されている方法を挙げることができる。この種
の一方向連続繊維強化熱可塑性樹脂シート材は、例え
ば、ロービングなどの連続繊維強化材を平面上に均一に
開繊した後に、押出機内で溶融混練されている樹脂をこ
の連続繊維強化材に均一に含浸させて形成させることが
できる。繊維強化熱可塑性樹脂シート材の肉厚は、２．
０ｍｍ以下が好ましい。２．０ｍｍより厚い場合は、繊
維強化熱可塑性樹脂シート材の生産性が低下する場合が
ある。

【００１９】繊維強化熱可塑性樹脂シート材中の強化用
繊維の含有量は、３５〜７５重量％、好ましくは４０〜
７０重量％である。この量で強化用繊維に樹脂が充分に
含浸される。強化用繊維が樹脂によって相互に一体的に
結合される。そして、強化用繊維の含有量が３０重量％
以下であると、目的とする補強の効果が充分には発現し
ない場合がある。他方、強化用繊維の含有量が８０重量
％以上に達すると、成形品の外観が悪化する場合があ
る。

【００２０】[繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品の製造]
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品の製造法は、
前述の本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料
を用いて真空成形法、圧空成形法、マッチモールド成形
法などにより成形することからなる。特にプラグアシス
ト成形が好ましく用いられる（図１）。そのプラグアシ
スト成形について、図１−３により説明する。本発明の
樹脂複合シート状材料２５の樹脂部分２４をクランプし
て成形される。通常クランプ枠１５により樹脂部分２４
を挟んで固定する。複合シート状材料をヒーター１６で
成形前に加熱する時には、繊維強化部分２３の外辺から
１０ｍｍ以上の樹脂部分２４がフリーな状態になるよう
クランプ枠１５を固定してクランプ１７することが好ま
しい。１０ｍｍ未満の場合は賦形時に樹脂部分が切れて
成形できない場合がある。成形品の内面に表面平滑性が
求められる場合は凸成形型として、成形品の外面に表面
平滑性が求められる場合は凹成形型を用いることが好ま
しい。また、真空成形、圧空成形のいずれでもよいが好
ましくは真空成形である。プラグアシスト成形におい
て、その成形型１２とプラグ１１とのクリアランスｔ
（プラグと成形型が接した時の両者の隙間最小間隔）を
本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複複合シート状材料２５
における繊維強化部分２３の厚みの０．７〜５．０倍好
ましくは０．８〜３．０倍に設定するのが好ましい。
０．７倍未満の場合、成形時に成形型とプラグとの間に
挟まれる複合材の移動が拘束され、良好な成形品が得ら
れない場合がある。５．０倍を越える場合、絞り成形に
より生じた余剰の樹脂がしわとなって成形品表面に発現
する場合がある。そのクリアランスとは、凸成形型とプ
ラグとが突き当たって接触した際（当接した際）のプラ
グの内側角と成形型の裾角との間隔ｔ、または凹成形型
とプラグとの当接した際のプラグの角と成形型の底縁と
の間隔を意味する。

【００２１】成形品の内面に表面平滑性が求められる場
合は凸成形型として、成形品の外面に表面平滑性が求め
られる場合は凹成形型を用いることが好ましい。また、
真空成形、圧空成形のいずれでもよいが好ましくは真空
成形である。成形型は、雄型でも雌型でも差し支えはな
いが、成形型が雄型の場合、賦形前に凸成形型の突き上
げにより、予め繊維強化熱可塑性樹脂複合材を凸成形型
の表面に沿わせることができる。また、成形型が雌型の
場合、凹成形型の底面および開口面へのアシストをプラ
グにより行う。また、繊維強化熱可塑性樹脂複合シート
状材料のクランプ高さは、絞りの程度を軽減させるため
成形型とプラグとの当接面であることが好ましい。成形
型の材質には特に制限はないが、耐久性とコストの面か
らアルミニウム製が好ましい。本発明より得られる成形
品の用途は特に限定されず、任意の用途に使用可能であ
り、特に、高強度、高剛性、耐衝撃性、耐熱性が要求さ
れる用途に極めて有効である。具体的用途例として浴
槽、シートシェル、アンダーカバー、ドアトリム、自動
車天井材、工業部品ハウジング、家電製品ハウジングな
どを挙げることができる。

【００２２】

【実施例】つぎに、本発明を実施例により説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。ま
た、実施例、および比較例において用いられている用語
の定義および測定方法は以下のとおりである。 ＭＦＲ（メルトフローレート）： ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ測定した。 ガラス繊維含有量： ＪＩＳ Ｋ７０５２に準じ測定した。 溶融張力：Ｌ＝４０ｍｍ、Ｄ＝２ｍｍのオリフィスを装
着し、かつ所定の温度に設定されたメルトインデクサー
内に試料５ｇを５分間投入後、２０ｍｍ／分の押し出し
速度で溶融した試料を押し出し、押し出された試料を一
定の径まで延伸した時の荷重を溶融張力とした。 圧縮強度：成形品に荷重をかけ、降伏または破断点に達
した時の荷重を圧縮強度とした。 伸張率：成形前の複合板厚み／成形品の側壁部の最小厚
みを伸張率とした。

【００２３】実施例１ 無水マレイン酸変性ポリプロピレン｛結晶融点Ｔｍ（Ｄ
ＳＣ測定）１６０℃；ＭＦＲ（２１．１８Ｎ：２３０
℃）１３０ｇ／１０ｍｉｎ｝を溶融した２７０℃の溶融
樹脂槽に４０００本のフィラメントを集束したガラスロ
−ビング１０本を通し、該樹脂槽の出口に設けられた９
０ｍｍ×０．３５ｍのダイスから引き出された溶融樹脂
の含浸されたガラスロ−ビングをニップロ−ルを通して
冷却固化させ一方向連続ガラス繊維強化ポリプロピレン
シート（以下強化ＰＰシートという）を得た。この強化
ＰＰシートのガラス含有率は６０ｗｔ％であった。つぎ
に、上記で得られた強化ＰＰシートを繊維方向が直交す
るように２枚重ねのもの（４４０×３６０×０．３ｔｍ
ｍ）を、ポリプロピレン｛２３０℃溶融張力：１０×１
０^-2Ｎ｝のシート（５６０×４８０×２．５ｔｍｍ）の
両面に、強化繊維ＰＰシートの繊維方向がポリプロピレ
ンシートに対して対称となるように重ね、最外層にそれ
ぞれランダムポリプロピレン｛結晶融点（Ｔｍ：ＤＳＣ
測定）1４５℃:ＭＦＲ（２１．１８Ｎ：２３０℃）５ｇ
／１０ｍｉｎ｝のシート（４４０×３６０×０．５ｔｍ
ｍ）を積層し、１００ｔプレス機（プレス温度：１６０
℃、プレス圧力：０．５ＭＰaの条件下）で加圧して
後、温度２３℃、圧力：０．５ＭＰaの加圧条件下で冷
却し繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料を得た。得
られた繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料は５６０
×４８０ｍｍ大きさであり、中側に４４０×３６０ｍｍ
の繊維強化樹脂部部分があり、その外周に熱可塑性樹脂
部分（幅６０ｍｍ）を有するものである。

【００２４】実施例２ 強化ＰＰシートを３枚重ねとし、その両側にポリプロピ
レン｛２３０℃溶融張力：１０×１０^-2Ｎ｝のシート
（５６０×４８０×２．５ｔｍｍ）重ねる以外は実施例
１と同様にして繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料
を得た。得られた繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材
料は５６０×４８０ｍｍの大きさであり、中側に４４０
×３６０ｍｍの繊維強化部分があり、その外周に熱可塑
性樹脂部分（幅６０ｍｍ）を有するものである。

【００２５】実施例３ 実施例１で得られた繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状
材料２５は、繊維強化部分２３の外辺から３０ｍｍの樹
脂部分２４をクランプ枠１５で固定して、真空圧空成形
機｛（株）布施真空製｝にクランプ１７した。複合シー
ト状材料の表面温度が１９０℃になるようにヒーター１
６で加熱後、真空圧０．１ＭＰａにてプラグアシスト真
空成形を行った。成形型１２は、アルミニウム製の真空
凸成形型｛裾部形状（長さ２３０×幅１５０、短辺部７
５Ｒ、深さ１００ｍｍ）、側壁傾斜角α（７５度）｝を
用いた。得られた成形品の側壁部最小厚みは３．４ｍｍ
であった。伸長率、圧縮強度、成形性を表１に示す。

【００２６】実施例４ 実施例２で得られた繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状
材料を使用する以外は実施例３と同様にして成形品を得
た。成形品の側壁部最小厚みは５．５ｍｍであった。結
果を表１に示す。

【００２７】比較例１ 強化ＰＰシートを繊維方向が直交するように２枚重ねの
もの（４４０×３６０×０．３ｔｍｍ）を、（５６０×
４８０×０．３ｔｍｍ）に代える以外は実施例１と同様
にして繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料を得た。
得られた繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料は５６
０×４８０ｍｍの大きさであり、すべて繊維強化樹脂部
部分で、その外周に熱可塑性樹脂部分がないものであ
る。

【００２８】比較例２ 強化ＰＰシートをまったく使用しない以外、実施例１と
同様にして樹脂シート状材料を得た。得られた樹脂シー
ト状材料は５６０×４８０ｍｍの大きさであり、すべて
熱可塑性樹脂部分のものである。

【００２９】比較例３ 比較例１で得られた繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状
材料を用い繊維強化樹脂部部分にクランプしたこと以外
は、実施例１と同様にして成形した。ガラス繊維と熱可
塑性樹脂が剥離し、良好な成形品は得られなかった。

【００３０】比較例４ 比較例２で得られた樹脂シート状材料を用いる以外は実
施例１と同様にして成形した。成形品の側壁部最小厚み
は１．７ｍｍであった。結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合シー
ト状材料を、真空成形、圧空成形またはマッチモールド
成形に用いた場合、強化繊維で補強された部位は殆ど伸
張しない状態で金型に追随するために、成形品の各部位
における肉厚や強度の変動が少ないばかりでなく、肉厚
の成形品を得ることができる。そのため本発明の成形品
製造法は、強度、剛性、衝撃性に優れた成形品を安価に
提供できる実用性の高い技術である。更に、大型部品へ
の適用も期待される。本発明の製造法により得られる成
形品の用途は特に限定されず、任意の用途に使用可能で
あり、特に、高強度、高剛性、耐衝撃性、耐熱性が要求
される用途に極めて有効である。具体的用途例として浴
槽、シートシェル、アンダーカバー、ドアトリム、自動
車天井材、工業部品ハウジング、家電製品ハウジングな
どを挙げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維強化樹脂複合シート状材料によるプラグア
シスト成形の工程（ａ．加熱、ｂ．予張、ｃ．成形）を
示す図である。

【図２】繊維強化樹脂複合シート状材料の樹脂部分をク
ランプ枠にセットした図である。

【図３】プラグと成形型のクリアランスを示す図であ
る。

【図４】成形品の圧縮試験法を示す図である。

【符号の説明】

１１．プラグ １２．成形型 １５．クランプ枠 １６．ヒーター １７．クランプ ２３．繊維強化部分 ２４．樹脂部分 ２５．繊維強化樹脂複合シート状材料 α. 側壁傾斜角 ３１．荷重 ３２．圧子 ３３．成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4F072 AA02 AA04 AA08 AB06 AB08 AB09 AB10 AB11 AC06 AD03 AD04 AD05 AD06 AD09 AD12 AD37 AD41 AD43 AD44 AG02 AG03 AG12 AG15 AK05 AK14 AK20 AL01 AL17 4F100 AK01A AK01B AK01C BA03 BA06 BA10B BA10C BA13 DD31 DG01A DG04A DH02A JA20A JB16A JB16B JB16C JK01 JK10 4F208 AB25 AC03 AG03 AH56 AR12 MA01 MA02 MA05 MB01 MB22 MC01 MC03 MG01 MG11 MJ14 MJ22 MK02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側に繊維強化樹脂からなる繊維強化部
   分を、外周辺に繊維強化材を含まない熱可塑性樹脂から
   なる樹脂部分を有する繊維強化熱可塑性樹脂複合シート
   状材料。
2. 【請求項２】 前記繊維強化部分が繊維強化熱可塑性樹
   脂層および熱可塑性樹脂層からなる群から選ばれた少な
   くとも一種からなりかつ少なくとも一種の繊維強化熱可
   塑性樹脂層を含む繊維強化熱可塑性樹脂複合材からなる
   請求項１に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合シート状材
   料。
3. 【請求項３】 前記樹脂部分の溶融張力が５×１０^-2Ｎ
   以上である請求項１および２のいずれか１項に記載の繊
   維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料。
4. 【請求項４】 前記樹脂部分が繊維強化部分の全外周に
   わたり４０ｍｍ以上の幅で形成されている請求項１〜３
   のいずれか１項に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合シー
   ト状材料。
5. 【請求項５】 前記繊維強化部分が連続繊維の並行して
   なる繊維強化熱可塑性樹脂層の１もしくは２層以上から
   なる請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維強化熱可
   塑性樹脂複合シート状材料。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊
   維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料が樹脂部分でクラ
   ンプされ、真空成形、圧空成形またはマッチモールド成
   形を行うことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂複合成
   形品の製造法。
7. 【請求項７】 前記複合シート状材料がその繊維強化部
   分の外辺から１０ｍｍ以上幅の樹脂部分がフリーな状態
   でクランプされる請求項６に記載の繊維強化熱可塑性樹
   脂複合成形品の製造法。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊
   維強化熱可塑性樹脂複合シート状材料における樹脂部分
   をクランプし、プラグアシストによる真空成形もしくは
   圧空成形を行うことからなる繊維強化熱可塑性樹脂複合
   成形品の製造法。
9. 【請求項９】 成形型とプラグとのクリアランス（プラ
   グと成形型が突き当たって接した状態での両者の隙間最
   小間隔）を繊維強化熱可塑性樹脂複合シート材料の繊維
   強化部分の厚みの０．７〜５．０倍に設定し成形する請
   求項８に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品の製造
   法。、
10. 【請求項１０】 繊前記複合シート状材料がその繊維強
    化部分の外辺から１０ｍｍ以上幅の樹脂部分がフリーな
    状態でクランプされる請求項８および９のいずれか１項
    に記載の繊維強化熱可塑性樹脂複合成形品の製造法。