JP2902756B2 - 強化プラスチックの製法および製造用ダイス - Google Patents
強化プラスチックの製法および製造用ダイスInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、剛性、耐衝撃性に優れ、自動車部材、建
材、各種産業用資材として好適な強化プラスチックの製
法および製造用ダイスに関する。
材、各種産業用資材として好適な強化プラスチックの製
法および製造用ダイスに関する。
従来、剛性、耐衝撃性に優れた強化プラスチックの製
法としては、プルトルージョン法によって繊維に樹脂を
含浸させたり、或いはマット状の繊維に樹脂を含浸させ
る公知の方法が用いられている。
法としては、プルトルージョン法によって繊維に樹脂を
含浸させたり、或いはマット状の繊維に樹脂を含浸させ
る公知の方法が用いられている。
しかしながら、前者のプルトルージョン法において
は、各繊維の表面に樹脂を接着させ、かつ含浸させるた
め、繊維を束ねたものが使用される。その結果、樹脂の
含浸が充分に行なわれず、剛性や引張強度の発現が低
い。これを解決するため、マトリックスとなる樹脂の分
子量を下げ、溶融粘度を低くして含浸性をよくして問題
の解決が図られているが、使用される樹脂の分子量を下
げると、耐衝撃強度が低下する欠点を生じる。
は、各繊維の表面に樹脂を接着させ、かつ含浸させるた
め、繊維を束ねたものが使用される。その結果、樹脂の
含浸が充分に行なわれず、剛性や引張強度の発現が低
い。これを解決するため、マトリックスとなる樹脂の分
子量を下げ、溶融粘度を低くして含浸性をよくして問題
の解決が図られているが、使用される樹脂の分子量を下
げると、耐衝撃強度が低下する欠点を生じる。
また、後者においてマット状の繊維に樹脂を含浸させ
る場合にも、前者と同様、樹脂の溶融粘度を下げる必要
があり、耐衝撃強度低下の問題が発生する。さらにスタ
ンピングのような圧縮成形では、リブ構造にマット状繊
維が入りにくく、樹脂のみが流動する。したがって特に
薄肉成形品では、目的とする高強度のものは得られな
い。
る場合にも、前者と同様、樹脂の溶融粘度を下げる必要
があり、耐衝撃強度低下の問題が発生する。さらにスタ
ンピングのような圧縮成形では、リブ構造にマット状繊
維が入りにくく、樹脂のみが流動する。したがって特に
薄肉成形品では、目的とする高強度のものは得られな
い。
また、無機質繊維と有機質繊維を同時に用い、引張強
度向上等の機能の一部を無機質繊維に、耐衝撃性向上等
の機能を有機質繊維にそれぞれ分担させ、強化プラスチ
ックの機能を向上させることは可能であるが、樹脂本来
に起因する耐熱性、寸法安定性を左右する線膨張率、耐
衝撃性を充分改善することは困難であった。
度向上等の機能の一部を無機質繊維に、耐衝撃性向上等
の機能を有機質繊維にそれぞれ分担させ、強化プラスチ
ックの機能を向上させることは可能であるが、樹脂本来
に起因する耐熱性、寸法安定性を左右する線膨張率、耐
衝撃性を充分改善することは困難であった。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、剛性、
耐衝撃性のともに優れた強化プラスチックの製法および
製造用ダイスを提供することを目的とする。
耐衝撃性のともに優れた強化プラスチックの製法および
製造用ダイスを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の強化プラスチッ
クの製法は、 先端において合流する。中心通路および中心通路に対
して同心円状の通路に、それぞれ異種の熱可塑性樹脂を
圧入するとともに、上記中心通路および同心円状の通路
にそれぞれ異種または同種の繊維材料を導入し、上記合
流部の先端より、上記繊維材料および熱可塑性樹脂を引
出す。
クの製法は、 先端において合流する。中心通路および中心通路に対
して同心円状の通路に、それぞれ異種の熱可塑性樹脂を
圧入するとともに、上記中心通路および同心円状の通路
にそれぞれ異種または同種の繊維材料を導入し、上記合
流部の先端より、上記繊維材料および熱可塑性樹脂を引
出す。
また、製造用ダイスは、 長繊維に溶融した熱可塑性樹脂を付着させて引出す強
化プラスチック製造用ダイスにおいて、 ダイス表面に開口する導入口を有する中心通路と、ダ
イス表面に開口する導入口を有し、上記中心通路に対し
て同心円状の同心円通路と、上記中心通路および同心円
通路が合流し、外部に開口する合流部と、上記中心通路
の内面に対向して開口し、それぞれ外部と連通する上流
側繊維導入路と、上記同心円通路の外側内面に対向して
開口し、それぞれ外部と連通する下流側繊維導入路とを
有する。
化プラスチック製造用ダイスにおいて、 ダイス表面に開口する導入口を有する中心通路と、ダ
イス表面に開口する導入口を有し、上記中心通路に対し
て同心円状の同心円通路と、上記中心通路および同心円
通路が合流し、外部に開口する合流部と、上記中心通路
の内面に対向して開口し、それぞれ外部と連通する上流
側繊維導入路と、上記同心円通路の外側内面に対向して
開口し、それぞれ外部と連通する下流側繊維導入路とを
有する。
本発明は、上記の構成を有するため、同心円状に異種
の樹脂で構成され、それぞれの中の繊維が異種或いは同
種となるので、単一材料では得られない樹脂の機能と、
繊維の強化機能の両方が任意に調整可能となる。
の樹脂で構成され、それぞれの中の繊維が異種或いは同
種となるので、単一材料では得られない樹脂の機能と、
繊維の強化機能の両方が任意に調整可能となる。
本発明に用いられる無機質繊維としては例えばガラス
繊維（Ｇ・Ｆ）、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維等があ
げられる。
繊維（Ｇ・Ｆ）、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維等があ
げられる。
また、有機質繊維としては、例えばカーボン繊維（Ｃ
・Ｆ）、熱可塑性ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、
ポリアラミド繊維、麻、綿等のセルロース系天然繊維な
どがあげられる。
・Ｆ）、熱可塑性ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、
ポリアラミド繊維、麻、綿等のセルロース系天然繊維な
どがあげられる。
上記無機質繊維の直径は、５〜15μｍ、特に８〜13μ
ｍのものが好ましい。また有機質繊維の直径は、10〜25
μｍ、特に13〜20μｍが好ましい。
ｍのものが好ましい。また有機質繊維の直径は、10〜25
μｍ、特に13〜20μｍが好ましい。
また、本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポ
リアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等があげられ
る。
リアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等があげられ
る。
ポリアミド系樹脂としては６ナイロン（PA6）、66ナ
イロン（PA66）等の各種ナイロンがあげられる。
イロン（PA66）等の各種ナイロンがあげられる。
ポリオレフィン系樹脂としては、ホモポリプロピレン
（PP）、ハインンパクトポリプロピレン（HIPP）、ポリ
エチレン（PE）、PPとPEの共重合体で、エチレンの含有
量が１〜8wt％、分子量のサイズの指標として、JIS−K7
113に規定する230℃におけるメルトフローレイト（MF
R）が35g/10分以上のもの、PPとエチレンのブロック共
重合体で、重合体混合物中のエチレン−プロピレン共重
合体は、10〜30wt％で、そのエチレン−プロピレン共重
合体中に占めるプロピレンの含有量が10〜65wt％のもの
などがあげられる。
（PP）、ハインンパクトポリプロピレン（HIPP）、ポリ
エチレン（PE）、PPとPEの共重合体で、エチレンの含有
量が１〜8wt％、分子量のサイズの指標として、JIS−K7
113に規定する230℃におけるメルトフローレイト（MF
R）が35g/10分以上のもの、PPとエチレンのブロック共
重合体で、重合体混合物中のエチレン−プロピレン共重
合体は、10〜30wt％で、そのエチレン−プロピレン共重
合体中に占めるプロピレンの含有量が10〜65wt％のもの
などがあげられる。
第１図は、本発明に用いられる装置の一実施例を示す
もので、図中符号1,2はそれぞれ樹脂A,Bを押出す押出
機、３はダイスである。
もので、図中符号1,2はそれぞれ樹脂A,Bを押出す押出
機、３はダイスである。
ダイス３には、ダイス表面に開口する導入口４を有す
る中心通路５と、ダイス表面に開口する導入口６を有す
る、上記中心通路５に対して同心円状の同心円通路７と
が設けられている。この同心通路７は徐々に径が小さく
なり、上記中心通路５と合流し、中心通路５の延長にお
いて合流部８が形成されている。この合流部８の先端は
ダイス表面に開口し導出口９となっている。
る中心通路５と、ダイス表面に開口する導入口６を有す
る、上記中心通路５に対して同心円状の同心円通路７と
が設けられている。この同心通路７は徐々に径が小さく
なり、上記中心通路５と合流し、中心通路５の延長にお
いて合流部８が形成されている。この合流部８の先端は
ダイス表面に開口し導出口９となっている。
上記中心通路５の内面には、対向して開口し、それぞ
れ離れる方向に延びて、外部と連通する上流側繊維導入
路10が形成されている。また、上記同心円通路７の外側
内面には、対向して開口しそれぞれ離れる方向に延び
て、外部と連通する下流側繊維導入路11が形成されてい
る。
れ離れる方向に延びて、外部と連通する上流側繊維導入
路10が形成されている。また、上記同心円通路７の外側
内面には、対向して開口しそれぞれ離れる方向に延び
て、外部と連通する下流側繊維導入路11が形成されてい
る。
上記上流側繊維導入路10および下流側繊維導入路11か
らは、それぞれ繊維C,Dの束が巻回されたロール12,13よ
り引出された繊維束12a,13aが導入され、樹脂が含浸さ
れた繊維束12a,13aは導出口９から引出される。
らは、それぞれ繊維C,Dの束が巻回されたロール12,13よ
り引出された繊維束12a,13aが導入され、樹脂が含浸さ
れた繊維束12a,13aは導出口９から引出される。
また、上記ダイス３の下流側には、引出された、樹脂
が含浸されている繊維14を冷却固化す冷却機15、上記冷
却固化された繊維束（ストランド）16を引出す引出機1
7、引出した繊維束を10〜25mmの長さのペレット19に切
断するカッター18が順次配設されている。
が含浸されている繊維14を冷却固化す冷却機15、上記冷
却固化された繊維束（ストランド）16を引出す引出機1
7、引出した繊維束を10〜25mmの長さのペレット19に切
断するカッター18が順次配設されている。
上記装置を用いてペレット19をつくるには、押出機1,
2から樹脂A,Bを押出し、それぞれ導入口4,6より中心通
路５、同心円通路７に圧入するとともに、ロール12,13
から繊維C,Dの繊維束12a,13aをそれぞれ上流側繊維通路
10、下流側繊維通路11より導入する。これらは引出機17
によって駆動され、合流部８、および冷却機15を通って
カッター18に送られ、切断されペレット19が得られる。
2から樹脂A,Bを押出し、それぞれ導入口4,6より中心通
路５、同心円通路７に圧入するとともに、ロール12,13
から繊維C,Dの繊維束12a,13aをそれぞれ上流側繊維通路
10、下流側繊維通路11より導入する。これらは引出機17
によって駆動され、合流部８、および冷却機15を通って
カッター18に送られ、切断されペレット19が得られる。
このペレット19は、スタンピング成形等の原料として
使用に供される。
使用に供される。
上記押出機1,2の押出速度および引出機17の引出速度
は、数値制御され、上流側および下流側の繊維通路10,1
1から溶融した樹脂が漏ることがないようになってい
る。
は、数値制御され、上流側および下流側の繊維通路10,1
1から溶融した樹脂が漏ることがないようになってい
る。
実施例１ 第１図に示すダイスを用い、押出機１からMFR（230
℃）が40g/10分のPP（Ａ）をダイス３の中心通路５に圧
入し、押出機２からポリアミド樹脂として分子量10000
のPA6（Ｂ）をダイス３の同心円通路７に圧入した。圧
入したPP/PA6の重量比は40/60であった。
℃）が40g/10分のPP（Ａ）をダイス３の中心通路５に圧
入し、押出機２からポリアミド樹脂として分子量10000
のPA6（Ｂ）をダイス３の同心円通路７に圧入した。圧
入したPP/PA6の重量比は40/60であった。
また上流側繊維通路10からは、直径10μｍのガラス繊
維（Ｃ）を2000本集束した繊維束12aを導入し、下流側
繊維通路11には直径20μｍのポリエチレンテレフタレー
ト（PET）繊維（Ｄ）を1000本集束した繊維束13aを導入
した。両繊維の使用量の割合はC/D＝0.5とした。
維（Ｃ）を2000本集束した繊維束12aを導入し、下流側
繊維通路11には直径20μｍのポリエチレンテレフタレー
ト（PET）繊維（Ｄ）を1000本集束した繊維束13aを導入
した。両繊維の使用量の割合はC/D＝0.5とした。
また、樹脂と繊維の合計量に対する繊維の割合は30wt
％とした。
％とした。
ダイス３の導出口９より引出され、冷却固化されたス
トランド16は、はカッタ18によって切断され長さ13mmの
ペレット19とした。このペレット19をスタンピング成形
機により、500×500×5mmの平板を成形し、これから130
×130×5mmの板を切出して落球衝撃試験に供した。
トランド16は、はカッタ18によって切断され長さ13mmの
ペレット19とした。このペレット19をスタンピング成形
機により、500×500×5mmの平板を成形し、これから130
×130×5mmの板を切出して落球衝撃試験に供した。
上記落球衝撃試験には先端の曲率半径6.35mmの衝撃ヘ
ッドを用い、荷重を次第に重くして、破壊が始まる時点
のエネルギーをもとめ、試験片の厚みでもとめた値を割
って材料の衝撃強度とした。
ッドを用い、荷重を次第に重くして、破壊が始まる時点
のエネルギーをもとめ、試験片の厚みでもとめた値を割
って材料の衝撃強度とした。
また荷重18.5kgf/cm2でのHDT（熱変形温度）を測定し
た。
た。
実施例２ PPの代りにブロック共重合体（HIPP）を用いた以外
は、実施例１と同じにした。
は、実施例１と同じにした。
実施例３ HIPPの代りにHIPPに5wt％の無水マレイン酸（MHA）を
添加したものを用いた以外は実施例２と同じにした。
添加したものを用いた以外は実施例２と同じにした。
実施例４ PET繊維の代りにアラミド繊維を用いた以外は実施例
１と同じにした。
１と同じにした。
実施例5,6 A/Bの比を、それぞれ60/40,30/70とした以外は実施例
１と同じにした。
１と同じにした。
比較例１ PA6樹脂を用いず、PP樹脂のみを用いた以外は実施例
１と同じにした。
１と同じにした。
比較例２ PP樹脂を用いないでPA6のみを用いた以外は実施例１
と同じにした。
と同じにした。
比較例３ 使用する繊維をとしてＧ・Ｆを用い、上流側繊維通路
のみから導入した。
のみから導入した。
比較例４ 試用する繊維としてPETを用い、下流側繊維通路のみ
から導入した。
から導入した。
実施例１〜６、比較例１〜４の結果を一括して第１表
に示す。
に示す。
〔発明の効果〕 以上述べたように、異種の熱可能性樹脂が、同心円状
に形成され、それぞれの樹脂層に、異種または同種の繊
維を存在させたストランドは、これをペレット化し、成
形することによって得られる強化プラスチックの耐衝撃
性が向上し、また、使用する樹脂、繊維種類、配合等を
調整することにより、成形体の物性が選択できる。
に形成され、それぞれの樹脂層に、異種または同種の繊
維を存在させたストランドは、これをペレット化し、成
形することによって得られる強化プラスチックの耐衝撃
性が向上し、また、使用する樹脂、繊維種類、配合等を
調整することにより、成形体の物性が選択できる。
第１図は、本発明に係る製法において使用される装置の
一例、およびダイスの構造を示す図である。 1,2……押出機、３……ダイス、４……導入口、５……
中心通路、６……導入口、７……同心円通路、８……合
流部、９……導出口、10……上流側繊維通路、11……下
流側繊維通路、12……ロール、12a……繊維Ｃの束、13
……ロール、13a……繊維Ｄの束、14……樹脂が含浸さ
れた繊維束、15……冷却槽、16……含浸した樹脂が冷却
固化された繊維束（ストランド）、17……引出機、18…
…カッタ、19……ペレット、A,B……樹脂、C,D……繊
維。
一例、およびダイスの構造を示す図である。 1,2……押出機、３……ダイス、４……導入口、５……
中心通路、６……導入口、７……同心円通路、８……合
流部、９……導出口、10……上流側繊維通路、11……下
流側繊維通路、12……ロール、12a……繊維Ｃの束、13
……ロール、13a……繊維Ｄの束、14……樹脂が含浸さ
れた繊維束、15……冷却槽、16……含浸した樹脂が冷却
固化された繊維束（ストランド）、17……引出機、18…
…カッタ、19……ペレット、A,B……樹脂、C,D……繊
維。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−50279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−139920（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−56661（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29B 9/14 B29C 31/10
Claims (2)
- 【請求項１】先端において合流する、中心通路および中
心通路に対して同心円状の通路に、それぞれ異種の熱可
塑性樹脂を圧入するとともに上記中心通路および同心円
状の通路に、それぞれ異種または同種の繊維材料を導入
し、上記合流部の先端より、上記繊維材料および熱可塑
性樹脂を引出す工程を有することを特徴とする強化プラ
スチックの製法。 - 【請求項２】長繊維に、溶融した熱可塑性樹脂を付着さ
せて引出す強化プラスチック製造用ダイスにおいて、 ダイス表面に開口する導入口を有する中心通路と、ダイ
ス表面に開口する導入口を有し、上記中心通路に対して
同心円状の同心円通路と、上記中心通路および同心円通
路が合流し、外部に開口する合流部と、上記中心通路の
内面に対向して開口し、それぞれ外部と連通する上流側
繊維導入路と、上記同心円通路の外側内面に対向して開
口し、それぞれ外部と連通する下流側繊維導入路とを有
することを特徴とする強化プラスチック製造用ダイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24206990A JP2902756B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 強化プラスチックの製法および製造用ダイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24206990A JP2902756B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 強化プラスチックの製法および製造用ダイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119807A JPH04119807A (ja) | 1992-04-21 |
| JP2902756B2 true JP2902756B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=17083823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24206990A Expired - Lifetime JP2902756B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | 強化プラスチックの製法および製造用ダイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2902756B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3073988B1 (ja) | 1999-08-12 | 2000-08-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 有機繊維強化樹脂ペレットの製法 |
| KR102148571B1 (ko) * | 2018-11-22 | 2020-08-26 | 손근수 | 축소 노즐 가열 지그를 이용한 사출 성형용 천연 섬유 복합 소재의 제조 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606764B2 (ja) * | 1976-10-19 | 1985-02-20 | 旭化成株式会社 | 成形材料の製造方法 |
| ATE4100T1 (de) * | 1980-03-10 | 1983-07-15 | Ciba-Geigy Ag | Vorrichtung zur herstellung eines faserverstaerkten kunststoffgranulats. |
| DE3175467D1 (en) * | 1981-07-24 | 1986-11-20 | Hoechst Ceram Tec Ag | Method of continuously making plastic sections reinforced with fibres in parallel to the axis, and their application to high-tension technics |
-
1990
- 1990-09-12 JP JP24206990A patent/JP2902756B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04119807A (ja) | 1992-04-21 |
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