JP2877052B2

JP2877052B2 - 繊維強化熱可塑性樹脂シ−ト

Info

Publication number: JP2877052B2
Application number: JP33817395A
Authority: JP
Inventors: 聡名合; 正睦山根; 修小野
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1999-03-31
Anticipated expiration: 2015-12-01
Also published as: JPH09155862A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は繊維強化熱可塑性樹
脂シ−トにおける強化繊維の重量含有率が高く、樹脂シ
−ト内の強化繊維の分散性が良好で、強化繊維同志が交
絡せず、シ−トの面内に強化繊維が均一に分散されてい
るため、すべての方向に対して強度、弾性率が均等であ
り、靭性に優れ、後加工時の強化繊維の流動性の良好な
繊維強化熱可塑性樹脂シ−トに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂をマトリックスとし
てガラス繊維を強化繊維とした繊維強化熱可塑性樹脂シ
−トには強化繊維の形態及びその配向性の面から次のよ
うなものが存在する。 (1) 強化繊維として連続繊維を使用し、繊維が任意の配
向性を持つものとして、一方向強化熱可塑性樹脂プリプ
レグシ−トを同一方向に又は強化繊維が直交又は斜交す
る方向に積層された繊維強化熱可塑性樹脂シ−トがあ
る。このような樹脂シ−トは繊維の体積含有率を高くす
ることができる利点があり、繊維軸方向では弾性率、強
度に優れた特性を有する。またシェル構造物への適用が
可能である。 (2) 強化繊維として連続繊維を使用し、これを織物など
の強化形態として使用したものも強化繊維の体積含有率
を高くすることが可能であり、(1) に記載した強化繊維
の直交積層品と同様に繊維軸方向では弾性率、強度にお
いて優れている。 (3) 強化繊維として連続繊維を使用する場合、一般にス
ワ−ルマットと称されている強化繊維を不織布状にした
ものがある。これは、上記(1),(2) の場合のように面内
異方性を有しない特徴を持っているが、この場合強化繊
維の繊維体積含有率がその製造方法に起因して高くする
ことができず、そのため弾性率や強度に限界がある。こ
のような不織布の強化形態を持つものはスタンピング成
形に供されることが主である。 (4) 強化繊維として非連続繊維を使用するものとしては
チョップドストランドマットを使用するものがある。こ
れは、例えば２５mmから５０mm程度の繊維長を持つスト
ランド（繊維束）が強化材として使用される。この場
合、成形時の流動性、例えばスタンピング成形時の流動
性が良好であり、シェル構造物のみならず複雑な形状へ
の適用も容易である。

【０００３】近年、従来の射出成形に代るものとして長
繊維ペレットを用いた成形品も開発されている。これに
は従来の射出成形品に使用される強化繊維の平均繊維長
が数百ミクロン程度であったのに対して数mmから十数mm
の平均繊維長を有するものも開発された。長繊維ペレッ
トを使用した場合、シェル構造物のみならず、複雑な形
状への適用も非常に容易であり、生産性に優れている利
点がある。また繊維の配向に関しても金型への樹脂の注
入の最適化などにより異方性を最小限にする努力が成さ
れている。しかしながら成形時に、強化繊維を樹脂によ
り流動化させる機構が必須であるため、強化繊維の体積
含有率を高くすることができない。強化繊維の体積含有
率が低いこと及び前記の他の繊維強化熱可塑性樹脂シ−
トと比較して、強化繊維の長さが短いために弾性率、強
度などの物性はスタンパブルシ−ト（スタンピング成形
に供する繊維強化樹脂シ−ト）と従来の射出成形品の中
間程度の大きさである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の繊維強化熱可塑
性樹脂シ−トとして、前記(1) の場合は、例えば曲面を
有する構造物の賦形性に関しては、繊維を拘束する要因
がないため繊維の配向に乱れを生じやすく、強度のバラ
ツキが生じやすい欠点がある。上記(2) の場合は、成形
を最適条件で行わないとよれやしわなどが生じたり、強
化繊維の配向が所望する角度をなさず、最弱断面を生ず
る恐れがある。また上記(3) の場合は、連続繊維が交絡
しているため、強化繊維の流動性が不足して成形品に体
積含有率の分布が生じやすい欠点がある。更に上記(4)
の場合、チョップドストランドマットを強化材として使
用したものは、面内異方性を有しないが、体積含有率を
高くできない欠点があり、弾性率、強度に限界がある。

【０００５】本発明は上記従来の繊維強化熱可塑性樹脂
シ−トの種々な欠点に鑑み、強化繊維の重量含有率が高
く、強化繊維の分散性が良好で、シ−トの面内に繊維が
ランダムに分散されているため、強度、弾性率が面内疑
似等方性であり、靭性に優れ、かつ後加工時の強化繊維
の流動性も良好な繊維強化熱可塑性樹脂シ−トを提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の第１は、熱可塑性樹脂と開繊された強化繊
維とを主成分とし、該開繊された強化繊維の重量含有
率、５０％から８５％、熱可塑性樹脂の重量含有率、１
５％から５０％、強化繊維の平均繊維長、５ｍｍから５
０ｍｍであり、該開繊された強化繊維が実質的に無方向
に分散されて熱可塑性樹脂と一体化されたランダム強化
タイプであることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートである。その第２は、ＪＩＳＫ７０５２に準じ
て得られた強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）に対して、任
意の場所から切り出した１０／（１００−Ｗｆ）ｇの繊
維強化熱可塑性樹脂シートの小片中に含まれる強化繊維
の重量含有率（Ｚｆ）が次式で表される範囲にあること
を特徴とする、上記第１発明記載の繊維強化熱可塑性樹
脂シートである。（Ｗｆ−２）＜Ｚｆ＜（Ｗｆ＋２）但し、Ｗｆ：２ｇ以上のサンプルから得られた強化繊維の重量含有率（％）Ｚｆ：１０／（１００−Ｗｆ）ｇのサンプルから得られた強化繊維の重量含有率（％）その第３は、繊維強化熱可塑性樹脂シートをＪＩＳＫ
７０５２に示される温度条件（６２５℃）で炭素質が
実質的に無くなるまで加熱した後の残渣が次式を満足す
ることを特徴とする、上記第１又は第２発明記載の繊維
強化熱可塑性樹脂シートである。０．９５＜（ｔ２／ｔ１）＜１．１０但し、ｔ１：長繊維強化熱可塑性樹脂シートの厚み（ｍｍ）ｔ２：残渣の厚み（ｍｍ）その第４は、繊維強化熱可塑性樹脂シートをＪＩＳＫ
７０５２に示される温度条件（６２５℃）で炭素質が
実質的に無くなるまで加熱した後の残渣中に含まれる強
化繊維が実質的に交絡していないことを特徴とする上記
第１、第２又は第３発明記載の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートである。更にその第５は、強化繊維がガラス繊維で
あり、熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂、ポリオレフ
ィン系樹脂及び／又はポリアミド系樹脂である上記第
１、第２、第３又は第４発明記載の繊維強化熱可塑性樹
脂シートである。

【０００７】本発明者等が種々研究した結果、平均繊維
長が５ｍｍから５０ｍｍの強化繊維を使用して強化繊維
の重量含有率が５０％から８５％、熱可塑性樹脂の重量
含有率が１５％から５０％で、かつ強化繊維が実質的に
無方向に分散されて熱可塑性樹脂と一体化されたランダ
ム強化タイプの強化繊維を使用した場合のみが本発明の
目的に合致した弾性率と強度に優れ、シート面内の異方
性が無く、疑似等方性の繊維強化熱可塑性樹脂シートが
得られることが判明した。それ以外の条件ではシート面
内の異方性に問題があり、疑似等方性の繊維強化熱可塑
性樹脂シートが得られず、弾性率と強度において劣るも
のであった。例えば平均繊維長５ｍｍから５０ｍｍの強
化繊維としてガラス繊維を使用して、強化繊維の重量含
有率が８５％を超過し、従って熱可塑性樹脂の重量含有
率が１５％未満の場合は製造された樹脂シートの表面に
強化繊維が出現して樹脂シートとしては使用することが
できない。また同様に強化繊維の重量含有率が５０％未
満であり、樹脂の含有率が５０％を超過した場合は得ら
れた樹脂シートの強度、弾性率が低く、本発明の目的と
するランダム強化タイプの樹脂シートが得られない。

【０００８】本発明に使用の強化繊維としては、炭化珪
素繊維、ガラス繊維などの無機繊維、ボロン繊維などの
金属繊維などがあるが、コストの面、組み合わせる熱可
塑性樹脂との弾性率、強度のバランスの点から、従来Ｆ
ＲＰに使用されているガラス繊維が好適に使用される。

【０００９】繊維強化熱可塑性樹脂シ−トが上記のよう
な構成であり、かつＪＩＳＫ７０５２に準じて得ら
れた強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）に対して任意の場所
から切り出した１０／（１００−Ｗｆ）ｇの小片中に含
まれる強化繊維の重量含有率（Ｚｆ）が次式で表される
範囲にあることが好ましい。（Ｗｆ−２）＜Ｚｆ＜（Ｗｆ＋２）但し、Ｗｆ：２ｇ以上のサンプルから得られた強化繊維
の重量含有率（％）Ｚｆ：１０／（１００−Ｗｆ）ｇのサンプルから得られ
た強化繊維の重量含有率（％）である。ＪＩＳＫ７０５２では強化繊維の重量含有
率測定の際には２ｇ以上の試料を用いることが規定され
ている。その理由に関してはＪＩＳ本文もしくは解説中
にも何等記載はないが、２ｇ未満の試料では繊維の重量
含有率にばらつきを生じ、正確な重量含有率が算出でき
ないことを前提としていると考えられる。この点よりし
て本発明においては１０／（１００−Ｗｆ）ｇの上記Ｊ
ＩＳＫ７０５２に規定する量よりもわずかな試料を使
用することによって、この小片中の繊維重量含有率が上
記の式で表される範囲内にあることより、始めて強化繊
維の分布が良好であり、特性値のばらつきが小さい繊維
強化熱可塑性樹脂シ−トを得ることができるのである。
この強化繊維の分散性の良さは過剰な樹脂の溜りや、繊
維が熱可塑性樹脂シ−ト内で繊維束状に遍在することに
よる最弱断面、即ち破壊の起点の存在確率が小さいので
ある。即ち本発明者等の研究結果によって、繊維強化熱
可塑性樹脂シ−トの２ｇ未満の極小範囲における任意の
個所からサンプルを採取して、Ｗｆ−２＜Ｚｆ＜Ｗｆ＋２の式を満足することによって、該樹脂シ−ト内における
すべての領域において強化繊維の分散性及び過剰な樹脂
の溜り、強化繊維の偏在が無く、本発明の樹脂シ−トの
破壊を惹き起す起点が無いか又は著しく小さいことが判
明して、本発明の樹脂シ−トの要件の一つとしたのであ
る。なお、この条件を満たすには試料から小片を切り出
す、もしくは削り出す際に強化繊維が熱可塑性樹脂と一
体化していることが必須であり、繊維と樹脂との間の接
着性や濡れ性及び含浸が良好であることが必要なことは
いうまでもない。

【００１０】更に繊維強化熱可塑性樹脂シートがＪＩＳ
Ｋ７０５２に示される温度条件（６２５℃）で炭素
質が実質的に無くなるまで加熱した残渣が次式を満たす
ことが望ましい。加熱前の厚みと残渣の厚みとの比（ｔ２／ｔ１）が大き
い場合、強化繊維の弾性回復によるスプリングバック
（Ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ）がその原因として上げられ
る。このような現象は熱可塑性樹脂に埋め込まれている
強化繊維が、大きな弾性変形によるエネルギーを蓄積し
ている証拠であり、このエネルギーは残留応力として蓄
積されている。残留応力は長期使用には徐々に開放され
るか、もしくは熱可塑性樹脂の熱変形温度近辺における
使用中にシートの寸法安定性に悪影響を与えることがあ
り、問題である。しかしながら繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートが０．９５＜（ｔ２／ｔ１）＜１．１０の条件を満
足する場合には、強化繊維に大きな弾性エネルギーが蓄
積されていないのである。（ｔ２／ｔ１）の値が上記以
外の場合は強化繊維に大きな弾性エネルギーが蓄積され
ており、熱可塑性樹脂シートの寸法安定性に悪影響があ
り採用することができない。

【００１１】即ち、ｔ２／ｔ１≦０．９５の場合は６２
５℃で繊維強化熱可塑性樹脂成形品シート中の樹脂成分
を燃えつくした場合には残渣の形態がもとの樹脂シート
の形態よりも収縮、所謂へこみ（極端にはもとの形態を
とどめない）を生ずるし、また、ｔ２／ｔ１≧１．１０
の場合は、同様な処理によって残渣の形態が拡張され
て、成形品の寸法安定性を害し、本発明の目的を達成す
ることができないのである。しかもｔ２／ｔ１を測定す
ることによって始めて上記の現象が明らかになった。例
えばガラス繊維が不均一に樹脂シートの面内に分散され
ている場合は、上記のへこみや拡張が生じ、ｔ２／ｔ１
≦０．９５か又はｔ２／ｔ１≧１．１０となることが本
発明者等によって始めて見出されたのである。

【００１２】また、繊維強化熱可塑性樹脂シ−トが上記
の式を満たすもう一つの物理的な意味は、強化繊維がシ
−トの面内に良く分散しているということである。強化
繊維が面内に良く分散されており、面外へ配向する成分
が少ないことは、面内の応力伝達に寄与する強化繊維が
多いことを意味する。このことは繊維強化熱可塑性樹脂
シ−トがシェル構造を有する構造物に用いられる場合に
有利である。シェル構造において、面内、面外の変形を
問わず、面内に分散、配向している繊維が多いことは、
構造体に掛かる外力を速やかに面内に伝達、分散するこ
とが可能であることを示す。

【００１３】次いで、繊維強化熱可塑性樹脂シートをＪ
ＩＳＫ７０５２に示される温度条件（６２５℃）で
炭素質が実質的に無くなるまで加熱した後の残渣中に含
まれる強化繊維が実質的に交絡していないことが本発明
の望ましい要件の一つである。このような特徴を持つ繊
維強化熱可塑性樹脂シートは、連続した平面を持つシェ
ル構造において非常に有効である。シェル構造の変形に
よるひずみは、熱可塑性樹脂と熱可塑性樹脂−強化繊維
界面及び強化繊維への伝達を繰り返す。強化繊維が実質
的に交絡していない繊維強化熱可塑性樹脂シートは、強
化繊維の高い弾性率及び強度を活かし、しかも熱可塑性
樹脂の持つ延性を十分に発揮することができる。つまり
本発明の強化繊維と熱可塑性樹脂との組み合わされた繊
維強化熱可塑性樹脂シートは、その弾性率、強度が発現
されるのみならず、靭性も十分に発揮することができ
る。繊維強化熱可塑性樹脂シートにおいて、強化繊維が
実質的に交絡していないことにより、この繊維強化熱可
塑性樹脂シートを複雑形状を有する構造物に後成形加工
（例えばスタンピング成形やホットプレス成形）する
際、強化繊維の流動性が良好であり、構造物中での繊維
重量含有率のばらつきを最小限に押さえることができ
る。

【００１４】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シ−トに用
いられる熱可塑性樹脂としては、ナイロン６、ナイロン
１２、ナイロン６６、ナイロン４６に代表されるポリア
ミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレ−トやポリブチレ
ンテレフタレ−トなどのポリエステル系樹脂、ポリエチ
レンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポ
リエ−テルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエ−テルイミド樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂な
どが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではな
い。しかしながら耐熱性が要求される分野においては、
熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂であることが好まし
い。特に耐熱性や機械的強度、クリ−プ特性、耐薬品
性、耐油性が要求される分野では、ポリエチレンテレフ
タレ−トがより好ましい。また加水分解防止剤、熱劣化
防止剤等の添加剤を目的に応じて添加することができ
る。

【００１５】更にコストや賦形時の流動性、耐水性、耐
熱水性、耐化学薬品性が要求される分野には、熱可塑性
樹脂がポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。更
に好ましくは経済的に優れることから、ポリプロピレン
であることが望ましい。ポリプロピレンは、その本来持
つ特性から強化繊維との接着性に乏しいことが欠点とし
て挙げられていたが、近年、酸変性することにより接着
性が改良された。そのため本発明の繊維強化熱可塑性樹
脂シ−トにポリプロピレンを用いる場合は、このような
変性が成されていることが好ましい。

【００１６】そして摩耗性、耐油性、長期耐熱特性が必
要な場合には、熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂である
ことが好ましい。更に好ましくはナイロン６であること
が望ましい。この場合、例えば酸素雰囲気下で、加熱さ
れると酸化劣化を起こすことがあるが、これを防止する
ために酸化劣化防止剤等を目的に応じて添加することが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の特徴を有する繊維強化熱
可塑性樹脂シ−トを製造するには、１．連続ガラス繊維束を引き揃え、これを良く開繊させ
る工程２．引き揃え、開繊された連続ガラス繊維束に熱可塑性
樹脂を付与する工程３．一体化されたガラス連続繊維強化熱可塑性樹脂を長
手方向に対し、所望の幅及び長さに裁断する工程４．裁断された薄片を無配向に、均一に堆積させる工程５．堆積した薄片を加熱溶融し、ガラス繊維強化熱可塑
性樹脂シ−トに成形する工程が必須である。以下にこれらの工程について詳細に説明
する。

【００１８】第１には、多数本の連続ガラス繊維束を引
き揃え、これらを十分に開繊させる。この場合、引き揃
える連続ガラス繊維の本数は特に限定されるものではな
い。この第１工程において重要なことは、連続ガラスの
繊維が十分に開繊されていることである。これらの開繊
が不十分であると、繊維束と繊維束の間隙が広くなり、
最終的には熱可塑性樹脂の余剰な部分が生じたりするこ
とがある。

【００１９】第２には、開繊された繊維に熱可塑性樹脂
を付与する工程である。熱可塑性樹脂の付与方法は直接
溶融した熱可塑性樹脂を含浸する方法、フィルム状の熱
可塑性樹脂を溶融して含浸させる方法、粉体状の熱可塑
性樹脂を溶融して含浸させる方法などがあるが、特にこ
れらに限定されるものではない。連続ガラス繊維に熱可
塑性樹脂を付与する工程において重要なことは、連続ガ
ラス繊維と熱可塑性樹脂とが十分に一体化されているこ
とである。例えば前工程で、繊維の開繊性が不良である
と熱可塑性樹脂の含浸が困難になり、連続ガラス繊維と
熱可塑性樹脂の濡れ性が得られず、界面の接着性が不良
になったり、空洞が残るなどの不具合が生じる。この工
程で生じた不具合は、最終の繊維強化熱可塑性樹脂シ−
トの物性に大きな影響を及ぼすため、最も注意が必要で
ある。

【００２０】第３には、連続ガラス繊維強化熱可塑性樹
脂複合材料を所望の寸法に裁断する工程が必要である。
この際、繊維軸に垂直な方向の幅や繊維軸方向の長さ
は、慎重に選択することが必要である。裁断の方法は特
に限定されないが、ペレタイザ−、ギロチン方式、コダ
ック方式等のカッタ−が利用できる。

【００２１】第４には、裁断された薄片を無配向に、均
一に堆積させる工程である。この工程で重要なことは薄
片を面内に良く分散させることである。薄片などを分
散、堆積させる方法としては、チョップドストランドマ
ットの製造に用いられるような方法が利用できる。例え
ば連続的に生産する場合は前記工程の長手方向の裁断し
た薄片を直接高い位置から自然落下させ、ベルトコンベ
ア−上に堆積させる方法や、落下経路にエア−を吹き込
むか、もしくは邪魔板を取り付ける方法などが考えられ
る。バッチ式の製造の場合は、予め裁断した薄片を容器
に蓄積しておき、この容器の下面に搬送装置を取り付け
金型へ分散させる方法などが考えられる。

【００２２】最後に堆積した薄片を溶融する第５工程で
は、ベルトプレスにより加熱冷却を連続して行う方法
や、加熱冷却プレスを用いるバッチ方式などが考えられ
る。分散された薄片は上記の工程において既に樹脂がガ
ラス繊維間へ含浸しているため、シ−トへの成形は比較
的低圧で行うことができる。即ち、堆積させた薄片と薄
片との間にある空気を押し出すだけの圧力があれば、優
れた含浸状態のシ−トを得ることができる。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお各評価については以下の通りに行った。強化繊維の
重量含有率（Ｗｆ）は、ＪＩＳＫ７０５２に準じ、
厚さ２mm、２５０mm角の熱可塑性樹脂シ−トの任意の位
置から切り出した２ｇ以上を電子天秤を使用して、１mg
まで正確に測定し、これを電気炉中で雰囲気温度６２５
℃で、４時間加熱した。炭素質が完全になくなってから
デシケ−タに移して室温になるまで冷し、焼成後の質量
を１mgまで測定した。焼成前後の質量からガラス繊維の
重量含有率を算出した。

【００２４】次いで重量含有率を求めた同一の平板よ
り、１０／（１００−Ｗｆ）ｇの試料をニッパ−を用い
て削り出し、これを予乾燥したルツボ（乾燥後の重量を
Ｍ１ｇとする）に入れ、電子天秤で０．１mgの単位まで
秤量し（これをＭ２ｇとする）、ＪＩＳＫ７０５２
に準じる温度（６２５℃）で４時間焼成して樹脂分を取
り除いた後、デシケ−タ中で十分に放冷し、サンプルを
含むルツボを電子天秤で０．１mgの単位まで秤量した
（これをＭ３ｇとする）。これらの値を用いて、次式に
より繊維重量含有率（Ｚｆ）を算出した。Ｚｆ＝（Ｍ３−Ｍ１）／（Ｍ２−Ｍ１）×１００但し、Ｚｆ：繊維の重量含有率（％）Ｍ１：ルツボの乾燥質量Ｍ２：焼成前のルツボとサンプルの質量Ｍ３：焼成後のルツボとサンプルの質量である。

【００２５】繊維の平均繊維長は、厚さ２mm、１００mm
角の試料をＪＩＳＫ７０５２に準じる温度（６２５
℃）で４時間焼成して樹脂分を取り除いた後、この残渣
中に含まれる任意の強化繊維１００本を取り出し、これ
らの長さを０．５mmの精度を持つ金尺で測定し、これら
の平均値を求めた。繊維の交絡の度合いは、上述の平均
繊維長を求めるために任意の１本の繊維を引き抜く際の
引き抜き易さで求め、引き抜きが容易な場合は○、引き
抜きが困難な場合は×で表した。更に、焼成前の繊維強
化熱可塑性樹脂シ−トの厚みと、焼成後の残渣の厚みを
ノギスで測定し、この厚みの比を計算し、この比が０．
９５から１．１０の範囲に入るものを○、これを越える
ものを×として示した。

【００２６】これらの同一の熱可塑性樹脂シートから、
ＪＩＳＫ７０５５に規定される曲げ試験方法のＡ法
により、曲げ弾性率、曲げ強度を測定し、〔表１〕に示
した。（測定値は５個のサンプルの平均値である）。こ
の場合、比較例１及び２については面内の異方性を持つ
ため、繊維軸方向（０゜）と、繊維軸と４５゜の角度を
成す方向についても検討を行った。賦形性の評価に関し
ては、溝加工を施した金型に材料を投入し、この溝部分
への材料の流れ込みを断面観察により評価を行った。強
化繊維の流動性が良好なものについては○、殆ど強化繊
維が流れ込んでいないものについては×で示した。

【００２７】

【実施例１】まず繊維軸に垂直な方向に幅１５mm以上に
開繊したガラス繊維束に、溶融したポリエチレンテレフ
タレ−トをダイ内にて含浸して幅１０mmの連続ガラス繊
維強化ポリエチレンテレフタレ−トを作製した。これを
ギロチン方式の裁断機を用いて、長さ２０mmに裁断し、
高さ１．５ｍの位置より金型に自然落下させ、無方向的
に堆積させた。このガラス繊維とポリエチレンテレフタ
レ−ト樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂薄片の堆積物
を、加熱冷却プレスを用いて、成形温度２８５℃、成形
圧力１０kgｆ／cm² 、成形時間１０分の条件で加熱溶融
し、厚み２mmのシ−ト状成形物を得た。評価結果を〔表
１〕に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【実施例２】熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂からな
ることが、実施例１と異なる繊維強化熱可塑性樹脂薄片
の堆積物を、成形温度２２０℃、成形圧力１０kgｆ／cm
² 、成形時間１０分の条件で加熱冷却プレス成形し、厚
さ２mmのシ−ト状成形物を作製した。評価結果を〔表
１〕に示す。

【００３０】

【実施例３】裁断した繊維強化熱可塑性樹脂薄片の長さ
が５０mmであることのみが実施例２と異なる堆積物を、
成形温度２２０℃、成形圧力１０kgｆ／cm² 、成形時間
１０分の条件でプレス成形し、厚さ２mmのシ−ト状成形
物を作製した。評価結果を〔表１〕に示す。

【００３１】

【実施例４】実施例２とはガラス繊維とポリプロピレン
樹脂の配合比が異なる繊維強化熱可塑性樹脂を、成形温
度２２０℃、成形圧力１０kgｆ／cm² 、成形時間１０分
の条件でプレス成形し、厚さ２mmのシ−ト状成形物を作
製した。評価結果を〔表１〕に示す。

【００３２】

【実施例５】実施例２とはガラス繊維とポリプロピレン
樹脂の配合比が異なる繊維強化熱可塑性樹脂を、成形温
度２２０℃、成形圧力１０kgｆ／cm² 、成形時間１０分
の条件でプレス成形し、厚さ２mmのシ−ト状成形物を作
製した。評価結果を〔表１〕に示す。

【００３３】

【実施例６】ガラス繊維とナイロン６樹脂からなる繊維
強化熱可塑性樹脂を、成形温度２５０℃、成形圧力１０
kgｆ／cm² 、成形時間１０分の条件でプレス成形し、厚
さ２mmのシ−ト状成形物を作製した。評価結果を〔表
１〕に示す。

【００３４】

【比較例１】ガラス繊維とポリプロピレン樹脂からなる
一方向連続繊維強化プリプレグシ−トを積層し、これを
成形温度２２０℃、成形圧力１０kgｆ／cm² 、成形時間
１０分の条件でプレス成形し、厚さ２mmのシ−ト状成形
物を作製した。評価結果を〔表１〕に示す。

【００３５】

【比較例２】ガラス繊維織物とポリプロピレン樹脂から
なる連続繊維強化プリプレグシ−トを積層し、これを成
形温度２２０℃、成形圧力１０kgｆ／cm² 、成形時間１
０分の条件でプレス成形し、厚さ２mmのシ−ト状成形物
を作製した。評価結果を〔表１〕に示す。

【００３６】

【比較例３】連続ガラス繊維スワ−ルマットとポリプロ
ピレン樹脂からなる繊維強化熱可塑性樹脂を、成形温度
２２０℃、成形圧力１０kgｆ／cm² 、成形時間１０分の
条件でプレス成形し、厚さ２mmのシ−ト状成形物を作製
した。評価結果を〔表１〕に示す。

【００３７】

【比較例４】ガラスのチョップドストランドマットとポ
リエチレンテレフタレート樹脂からなる繊維強化熱可塑
性樹脂を、成形温度２８５℃、成形圧力１０ｋｇｆ／ｃ
ｍ^２、成形時間１０分の条件でプレス成形し、厚さ２ｍ
ｍのシート状成形物を作製した。評価結果を〔表１〕に
示す。

【００３８】

【発明の効果】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シ−ト
は、従来の繊維強化熱可塑性樹脂シ−トと比較して、強
化繊維の重量含有率が高く、分散性が良好で、面内に強
化繊維がランダムに分散されているため、強度、弾性率
等の物性に優れ、ほぼ面内等方性であり、かつ後加工時
の強化繊維の流動性も良好な優れた成形材料である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29B 11/16 B29B 15/08 - 15/14 B29C 70/00 - 70/88 C08J 5/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂と開繊された強化繊維とを
主成分とし、該開繊された強化繊維の重量含有率、５０
％から８５％、熱可塑性樹脂の重量含有率、１５％から
５０％、強化繊維の平均繊維長、５ｍｍから５０ｍｍで
あり、該開繊された強化繊維が実質的に無方向に分散さ
れて熱可塑性樹脂と一体化されたランダム強化タイプで
あることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シート。
【請求項２】ＪＩＳＫ７０５２に準じて得られた
強化繊維の重量含有率（Ｗｆ）に対して、任意の場所か
ら切り出した１０／（１００−Ｗｆ）ｇの繊維強化熱可
塑性樹脂シートの小片中に含まれる強化繊維の重量含有
率（Ｚｆ）が次式で表される範囲にあることを特徴とす
る、請求項１記載の繊維強化熱可塑性樹脂シート。（Ｗｆ−２）＜Ｚｆ＜（Ｗｆ＋２）但し、Ｗｆ：２ｇ以上のサンプルから得られた強化繊維の重量含有率（％）Ｚｆ：１０／（１００−Ｗｆ）ｇのサンプルから得られた強化繊維の重量含有率（％）
【請求項３】繊維強化熱可塑性樹脂シートをＪＩＳ
Ｋ７０５２に示される温度条件（６２５℃）で炭素質
が実質的に無くなるまで加熱した後の残渣が次式を満足
することを特徴とする、請求項１又は２記載の繊維強化
熱可塑性樹脂シート。０．９５＜（ｔ２／ｔ１）＜１．１０但し、ｔ１：長繊維強化熱可塑性樹脂シートの厚み（ｍｍ）ｔ２：残渣の厚み（ｍｍ）
【請求項４】繊維強化熱可塑性樹脂シートをＪＩＳ
Ｋ７０５２に示される温度条件（６２５℃）で炭素質
が実質的に無くなるまで加熱した後の残渣中に含まれる
強化繊維が実質的に交絡していないことを特徴とする請
求項１又は２又は３記載の繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト。
【請求項５】強化繊維がガラス繊維であり、熱可塑性
樹脂がポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂及び
／又はポリアミド系樹脂であることを特徴とする請求項
１又は２又は３又は４記載の繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト。