JP2989931B2 - 熱可塑性長繊維グラニュールから成形品を製造する方法 - Google Patents
熱可塑性長繊維グラニュールから成形品を製造する方法Info
- Publication number
- JP2989931B2 JP2989931B2 JP3121298A JP12129891A JP2989931B2 JP 2989931 B2 JP2989931 B2 JP 2989931B2 JP 3121298 A JP3121298 A JP 3121298A JP 12129891 A JP12129891 A JP 12129891A JP 2989931 B2 JP2989931 B2 JP 2989931B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- thermoplastic material
- reinforced
- molded article
- bar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
- B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
- B29B13/02—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
- B29B13/021—Heat treatment of powders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/006—Pressing and sintering powders, granules or fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性材料から長繊
維強化成形品を製造する方法に関するものである。
維強化成形品を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、熱可塑性材料の分野において、熱
可塑性材料を強化用繊維と組み合わせることによって、
工学的に有用な高性能熱可塑性材料を開発することが盛
んである。このような材料の開発の目的は、材料の強度
および剛度の向上を目指すことの他に、製造経費を削減
することにもある。製造経費を削減するためには、原材
料の経費を削減するよりも、材料の肉厚や強度を減じた
り、製造工程を簡素化したり、または金属材料を代用し
て経費を削減する方が重要である。そして、機械的強度
のみならず製造技術も、使用する強化用繊維の最大長さ
に依存することが知られている。強化物は強化用繊維の
長さによって以下のものに分けられる。
可塑性材料を強化用繊維と組み合わせることによって、
工学的に有用な高性能熱可塑性材料を開発することが盛
んである。このような材料の開発の目的は、材料の強度
および剛度の向上を目指すことの他に、製造経費を削減
することにもある。製造経費を削減するためには、原材
料の経費を削減するよりも、材料の肉厚や強度を減じた
り、製造工程を簡素化したり、または金属材料を代用し
て経費を削減する方が重要である。そして、機械的強度
のみならず製造技術も、使用する強化用繊維の最大長さ
に依存することが知られている。強化物は強化用繊維の
長さによって以下のものに分けられる。
【０００３】(a) 繊維長約０.２ｍｍの短繊維強化物 (b) 繊維長約４ｍｍの長繊維強化物 (c) 繊維長数ｃｍのマット強化物 上記繊維長は既製の成形品中の繊維の平均長である。
【０００４】短繊維強化熱可塑性材料(a)は、一般に衝
撃靭性および衝撃荷重特性が劣るものである。そして短
繊維強化熱可塑性材料をエラストマーで変性することで
これらの特性をある程度まで向上させることができる。
しかし、引張強度および曲げ強度ならびに弾性率の低下
は避けられない。
撃靭性および衝撃荷重特性が劣るものである。そして短
繊維強化熱可塑性材料をエラストマーで変性することで
これらの特性をある程度まで向上させることができる。
しかし、引張強度および曲げ強度ならびに弾性率の低下
は避けられない。
【０００５】長繊維強化熱可塑性材料(b)は、熱可塑性
材料のすべての機械的特性を直接向上させることが可能
である。長繊維強化熱可塑性材料では材料と繊維との付
着が助長されるからである。
材料のすべての機械的特性を直接向上させることが可能
である。長繊維強化熱可塑性材料では材料と繊維との付
着が助長されるからである。
【０００６】マット、ロービングおよび織物のような強
化物(c)とは対照的に、短繊維で強化した材料の繊維方
向に応力が加わると、その応力はマトリックス中の繊維
端に集中する。
化物(c)とは対照的に、短繊維で強化した材料の繊維方
向に応力が加わると、その応力はマトリックス中の繊維
端に集中する。
【０００７】長繊維強化成形品を製造するためにふさわ
しい方法が幾つかある。例えば広く用いられている方法
に射出成形法がある。該方法では繊維強化物中の繊維の
含有量が制限され、且つ、成形品の組成ならびに製造条
件および金型キャビティの形状が原因で、繊維長が短く
なってしまうという欠点がある。繊維長が短くなると、
成形品の強度が低下してしまう。
しい方法が幾つかある。例えば広く用いられている方法
に射出成形法がある。該方法では繊維強化物中の繊維の
含有量が制限され、且つ、成形品の組成ならびに製造条
件および金型キャビティの形状が原因で、繊維長が短く
なってしまうという欠点がある。繊維長が短くなると、
成形品の強度が低下してしまう。
【０００８】繊維が損傷を受ける原因として考えられる
ことは強化物製造における以下の工程である： ・グラニュール供給中に起こる機械的サイズの減少 ・グラニュール同士が相互に妨害することによる目詰ま
りとそれに続くサイズの減少 ・金属部分と繊維との摩擦 ・スクリューフライトのランドとシリンダー壁との剪断
による繊維長の減少 ・融体中での繊維の曲がりおよび剪断 ・流動経路が変化することによる剪断速度の増加に起因
する繊維の相互の妨害
ことは強化物製造における以下の工程である： ・グラニュール供給中に起こる機械的サイズの減少 ・グラニュール同士が相互に妨害することによる目詰ま
りとそれに続くサイズの減少 ・金属部分と繊維との摩擦 ・スクリューフライトのランドとシリンダー壁との剪断
による繊維長の減少 ・融体中での繊維の曲がりおよび剪断 ・流動経路が変化することによる剪断速度の増加に起因
する繊維の相互の妨害
【０００９】長繊維強化熱可塑性材料の射出成形の詳細
に関する資料には、例えばB.SchmidのKunststoffe 79,
(1989), 7, 624-630, Carl Hanser Verlagがある。
に関する資料には、例えばB.SchmidのKunststoffe 79,
(1989), 7, 624-630, Carl Hanser Verlagがある。
【００１０】長繊維強化成形品は、予備可塑化した材料
を圧縮成形することによっても製造できる。しかしなが
らこの方法には幾つかの欠点がある。まず第一に、可塑
化およびメータリングによって繊維長が短くなってしま
う。第二に、流動性が減少する結果、繊維が絡み合って
しまう。これは繊維の含有量が高い場合に特に著しい。
第三に、圧縮成形は、装置が大がかりなものになってし
まい、かつ時間のかかるものになる。これらの事項は例
えば、A.Youngsの"Thermoplastic Matrix BMC-Material
s and Processing", Polymer CompositesIncorporated
Winona, Minnesota, SPI Conference, 1986年2月，米国
オハイオ州シンシナティ, Proceedingsに記載されてい
る。
を圧縮成形することによっても製造できる。しかしなが
らこの方法には幾つかの欠点がある。まず第一に、可塑
化およびメータリングによって繊維長が短くなってしま
う。第二に、流動性が減少する結果、繊維が絡み合って
しまう。これは繊維の含有量が高い場合に特に著しい。
第三に、圧縮成形は、装置が大がかりなものになってし
まい、かつ時間のかかるものになる。これらの事項は例
えば、A.Youngsの"Thermoplastic Matrix BMC-Material
s and Processing", Polymer CompositesIncorporated
Winona, Minnesota, SPI Conference, 1986年2月，米国
オハイオ州シンシナティ, Proceedingsに記載されてい
る。
【００１１】熱可塑性組成物から成形品を製造する別法
は、German Standard Specification DIN 16770(パート
1、1989年2月)に記載されている。該方法によれば、グ
ラニュールを圧縮成形する場合に、グラニュールを金型
中に平坦に敷き詰めることが必要である。このグラニュ
ールには流動性がないからである。該方法によって繊維
強化熱可塑性材料から成形品を製造す場合には、簡単な
形状のもの、例えば矩形のシートのようなものしか製造
できない。
は、German Standard Specification DIN 16770(パート
1、1989年2月)に記載されている。該方法によれば、グ
ラニュールを圧縮成形する場合に、グラニュールを金型
中に平坦に敷き詰めることが必要である。このグラニュ
ールには流動性がないからである。該方法によって繊維
強化熱可塑性材料から成形品を製造す場合には、簡単な
形状のもの、例えば矩形のシートのようなものしか製造
できない。
【００１２】比較的長い繊維を含有する熱可塑性材料か
ら成形品を製造するには、ガラスマット強化材料を出発
原料としてもよい。この場合、ガラスマット強化熱可塑
性材料は、マトリックス材料の融点以上に加熱され次い
で雄型金型に流入されて所望の成形品となり、まず半製
品が得られる。この方法の欠点は、成形品中の複雑な部
材(小さなリブやステー等)を製造することが困難である
こと、および、そのような成形品中の複雑な部材と他の
(厚い)部分とでは組成が大きく異なることである。マッ
ト状強化用材料の成形性(の欠如)は、熱可塑性材料の流
動性を制限するものである(Kunststoffe 79 (1989),12,
1372、S.Kupperの"GMT-ガラスマット強化熱可塑性材
料",20th Open Annual Meeting of the German Symposi
um for Reinforced Plastics, Freudenstadt、1985年10
月1〜3日、および、J.Sixの"GMT-einWerkstoff und ein
e Verarbeitungstechnologie setzt sich durch" 21th
OpenAnnual Meeting of the German Symposium for Rei
nforced Plastics, マインツ、1987年11月)。
ら成形品を製造するには、ガラスマット強化材料を出発
原料としてもよい。この場合、ガラスマット強化熱可塑
性材料は、マトリックス材料の融点以上に加熱され次い
で雄型金型に流入されて所望の成形品となり、まず半製
品が得られる。この方法の欠点は、成形品中の複雑な部
材(小さなリブやステー等)を製造することが困難である
こと、および、そのような成形品中の複雑な部材と他の
(厚い)部分とでは組成が大きく異なることである。マッ
ト状強化用材料の成形性(の欠如)は、熱可塑性材料の流
動性を制限するものである(Kunststoffe 79 (1989),12,
1372、S.Kupperの"GMT-ガラスマット強化熱可塑性材
料",20th Open Annual Meeting of the German Symposi
um for Reinforced Plastics, Freudenstadt、1985年10
月1〜3日、および、J.Sixの"GMT-einWerkstoff und ein
e Verarbeitungstechnologie setzt sich durch" 21th
OpenAnnual Meeting of the German Symposium for Rei
nforced Plastics, マインツ、1987年11月)。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記課題に鑑み、本発
明は熱可塑性材料から長繊維強化成形品を製造する方法
であって、多くの装置を必要としない経済的なもの、お
よび、実用的な好ましい機械的特性を有する欠点のない
成形品を製造できるものを提供することにある。
明は熱可塑性材料から長繊維強化成形品を製造する方法
であって、多くの装置を必要としない経済的なもの、お
よび、実用的な好ましい機械的特性を有する欠点のない
成形品を製造できるものを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は繊維強化熱可塑性材料から成る棒状のグラニュ
ールから成形品を製造する方法であって、該繊維強化熱
可塑性材料から成る棒状のグラニュールを、加熱位置に
所望の方向に配列し、特に不規則な方向に配列し、該繊
維強化熱可塑性材料から成る棒状のグラニュールを軟化
点以上の温度とし、該繊維強化熱可塑性材料から成る棒
状のグラニュールの融点以下の温度に加熱した金型キャ
ビティ中に、該繊維強化熱可塑性材料から成る棒状のグ
ラニュールを導入し、該繊維強化熱可塑性材料から成る
棒状のグラニュールが、該金型キャビティ全域に行き渡
たるように加圧し、そして、冷却後、該金型キャビティ
から該成形品を取り出すものである。
本発明は繊維強化熱可塑性材料から成る棒状のグラニュ
ールから成形品を製造する方法であって、該繊維強化熱
可塑性材料から成る棒状のグラニュールを、加熱位置に
所望の方向に配列し、特に不規則な方向に配列し、該繊
維強化熱可塑性材料から成る棒状のグラニュールを軟化
点以上の温度とし、該繊維強化熱可塑性材料から成る棒
状のグラニュールの融点以下の温度に加熱した金型キャ
ビティ中に、該繊維強化熱可塑性材料から成る棒状のグ
ラニュールを導入し、該繊維強化熱可塑性材料から成る
棒状のグラニュールが、該金型キャビティ全域に行き渡
たるように加圧し、そして、冷却後、該金型キャビティ
から該成形品を取り出すものである。
【００１５】本発明の製造方法に用いられるグラニュー
ルは、棒状のものから成り、その直径は好ましくは０.
１〜５０ｍｍ、特に０.１〜５ｍｍであり、そしてその
長さは、１０〜１００ｍｍ、好ましくは２０〜５５ｍ
ｍ、特に好ましくは２５〜５０ｍｍである。
ルは、棒状のものから成り、その直径は好ましくは０.
１〜５０ｍｍ、特に０.１〜５ｍｍであり、そしてその
長さは、１０〜１００ｍｍ、好ましくは２０〜５５ｍ
ｍ、特に好ましくは２５〜５０ｍｍである。
【００１６】熱可塑性材料としては種々のものが使用可
能である。特に、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
エステル、ナイロンのようなポリアミド、ポリカーボネ
ート、ポリウレタン、ポリオキシメチレン、ポリエーテ
ルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレ
ンサルファイドおよびアクリル−ブチレン−スチレンま
たはスチレン−無水マレイン酸のようなスチレン含有ポ
リマーが使用できる。また共重合高分子も使用すること
ができる(例えば上述の物質の種々の構造単位の組合
せ)。
能である。特に、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
エステル、ナイロンのようなポリアミド、ポリカーボネ
ート、ポリウレタン、ポリオキシメチレン、ポリエーテ
ルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレ
ンサルファイドおよびアクリル−ブチレン−スチレンま
たはスチレン−無水マレイン酸のようなスチレン含有ポ
リマーが使用できる。また共重合高分子も使用すること
ができる(例えば上述の物質の種々の構造単位の組合
せ)。
【００１７】熱可塑性材料を強化する繊維としては、通
常の強化用繊維を使用することが可能である。特にガラ
ス、カーボンおよびアラミド繊維を使用することができ
る。しかしながら、炭化ケイ素のようなセラミック繊維
または金属繊維を用いることもできる。また、繊維の混
成物(例えばカーボン繊維／アラミド繊維)を用いること
も可能である。
常の強化用繊維を使用することが可能である。特にガラ
ス、カーボンおよびアラミド繊維を使用することができ
る。しかしながら、炭化ケイ素のようなセラミック繊維
または金属繊維を用いることもできる。また、繊維の混
成物(例えばカーボン繊維／アラミド繊維)を用いること
も可能である。
【００１８】繊維強化熱可塑性材料中の繊維の重量割合
は、広い範囲にわたって変えてもよい。繊維材料を完全
に埋め込み、且つ、流動性を確実にするためには、熱可
塑性材料(マトリックス)は、十分な量存在することが必
要である。一方では、ある程度の最低量の繊維が含有さ
れていないと所望の機械的強度を発現できない。繊維含
有量の割合は、特に繊維材料の性質および熱可塑性マト
リックスに依存するものである。繊維強化熱可塑性材料
中の繊維材料の割合は、好ましくは３０〜８０重量％で
あり、特に好ましくは４０〜６０重量％であり、特に４
５〜５５重量％である。
は、広い範囲にわたって変えてもよい。繊維材料を完全
に埋め込み、且つ、流動性を確実にするためには、熱可
塑性材料(マトリックス)は、十分な量存在することが必
要である。一方では、ある程度の最低量の繊維が含有さ
れていないと所望の機械的強度を発現できない。繊維含
有量の割合は、特に繊維材料の性質および熱可塑性マト
リックスに依存するものである。繊維強化熱可塑性材料
中の繊維材料の割合は、好ましくは３０〜８０重量％で
あり、特に好ましくは４０〜６０重量％であり、特に４
５〜５５重量％である。
【００１９】本発明の繊維強化熱可塑性材料の製造方法
においては、繊維強化熱可塑性材料は棒状のグラニュー
ルの形状で導入される。グラニュールは加熱位置に導入
され、所望の配列状態で加熱される。加熱は繊維強化熱
可塑性材料の軟化点(融点)以上の温度で行われる。所望
の配列状態とは、例えば加熱位置にグラニュールを撒き
散らす不規則な配列、または、グラニュールを溝付きの
トレーまたは振盪トレーに入れて特定の方向に向かわせ
る配列などをいう。
においては、繊維強化熱可塑性材料は棒状のグラニュー
ルの形状で導入される。グラニュールは加熱位置に導入
され、所望の配列状態で加熱される。加熱は繊維強化熱
可塑性材料の軟化点(融点)以上の温度で行われる。所望
の配列状態とは、例えば加熱位置にグラニュールを撒き
散らす不規則な配列、または、グラニュールを溝付きの
トレーまたは振盪トレーに入れて特定の方向に向かわせ
る配列などをいう。
【００２０】一般に熱可塑性材料は、１００〜５００℃
の範囲で加熱される。加熱温度は使用される熱可塑性材
料の種類に特に依存する。次いで、熱せられた熱可塑性
材料は金型キャビティ中に導入される。金型への導入は
手動でもよく、または機械的であってもよい。金型キャ
ビティの温度を熱可塑性材料の融点以下にしておくこと
が特に重要である。熱可塑性材料は、金型キャビティ中
で、好ましくは圧力１０〜５００ｂａｒ、特に１００〜
３００ｂａｒにて圧縮成形される。この圧縮によって熱
可塑性材料は金型全域に満たされる。好ましい流動性に
よって、繊維強化熱可塑性材料は金型の各部に行き渡た
る。金型キャビティの閉じる速度は一般に５００ｍｍ／
ｓ以上であり、一方、成形速度は５ｍｍ／ｓ以上であ
り、好ましくは１０ｍｍ／ｓより大きい。
の範囲で加熱される。加熱温度は使用される熱可塑性材
料の種類に特に依存する。次いで、熱せられた熱可塑性
材料は金型キャビティ中に導入される。金型への導入は
手動でもよく、または機械的であってもよい。金型キャ
ビティの温度を熱可塑性材料の融点以下にしておくこと
が特に重要である。熱可塑性材料は、金型キャビティ中
で、好ましくは圧力１０〜５００ｂａｒ、特に１００〜
３００ｂａｒにて圧縮成形される。この圧縮によって熱
可塑性材料は金型全域に満たされる。好ましい流動性に
よって、繊維強化熱可塑性材料は金型の各部に行き渡た
る。金型キャビティの閉じる速度は一般に５００ｍｍ／
ｓ以上であり、一方、成形速度は５ｍｍ／ｓ以上であ
り、好ましくは１０ｍｍ／ｓより大きい。
【００２１】成形後、成形品をキャビティ中にて好まし
くは０.１〜５分間冷却する。更に長い時間冷却するこ
とも可能である。例えば、重量の大きな金型キャビティ
を用いて大きな成形品を製造する場合である。しかし、
長時間冷却することは経済的には有利ではない。成形品
の冷却温度は常に熱可塑性材料の融点以下であることが
必要である。一般に、成形品は、温度２０〜２５０℃ま
で冷却する。金型からの成形品の取り出しが容易になる
からである。成形品を取り出す温度が熱可塑性材料の固
化点よりもかなり低いことは、通常有利なことではな
い。冷却に要する時間が長くなってしまうからである。
くは０.１〜５分間冷却する。更に長い時間冷却するこ
とも可能である。例えば、重量の大きな金型キャビティ
を用いて大きな成形品を製造する場合である。しかし、
長時間冷却することは経済的には有利ではない。成形品
の冷却温度は常に熱可塑性材料の融点以下であることが
必要である。一般に、成形品は、温度２０〜２５０℃ま
で冷却する。金型からの成形品の取り出しが容易になる
からである。成形品を取り出す温度が熱可塑性材料の固
化点よりもかなり低いことは、通常有利なことではな
い。冷却に要する時間が長くなってしまうからである。
【００２２】上述のようにして製造された成形品は、特
に好ましい機械的特性を有するものである。上述したよ
うに、これら成形品のためにふさわしい材料は、幅広い
種類の熱可塑性マトリックス材料および強化用繊維材料
を包含する。ガラス繊維で強化された熱可塑性材料を用
いることが特に有利である。ガラス繊維の含有量は３０
〜８０重量％であり、好ましくは４０〜６０重量％であ
り、特に好ましくは４５〜５５重量％である。ガラス繊
維の繊度は一般に４００〜１５０００ｔｅｘであり、特
に５〜３０μｍであり、繊維長は１０〜１００ｍｍであ
り、好ましくは２０〜５５ｍｍである。
に好ましい機械的特性を有するものである。上述したよ
うに、これら成形品のためにふさわしい材料は、幅広い
種類の熱可塑性マトリックス材料および強化用繊維材料
を包含する。ガラス繊維で強化された熱可塑性材料を用
いることが特に有利である。ガラス繊維の含有量は３０
〜８０重量％であり、好ましくは４０〜６０重量％であ
り、特に好ましくは４５〜５５重量％である。ガラス繊
維の繊度は一般に４００〜１５０００ｔｅｘであり、特
に５〜３０μｍであり、繊維長は１０〜１００ｍｍであ
り、好ましくは２０〜５５ｍｍである。
【００２３】本発明において特に好ましくは、熱可塑性
マトリックス材料はポリエチレンまたはポリプロピレン
であり、強化用繊維は繊維長２５〜５０ｍｍのガラス繊
維である。
マトリックス材料はポリエチレンまたはポリプロピレン
であり、強化用繊維は繊維長２５〜５０ｍｍのガラス繊
維である。
【００２４】以下、実施例によって本発明を更に詳細に
説明する。
説明する。
【００２５】
【実施例】実施例１ 成形品の製造 ガラス繊維強化熱可塑性材料(Polymer Composites Inco
rporated製、5152 West Sixth Street、P.O.Box 3001
0、Winona、Minnesota 55987)を出発原料として用い
た。該材料は「TM Compel 2" Pellets」と称される棒状の
グラニュール材料であり、長さ約５０ｍｍ、直径約２ミ
リである。またガラス繊維の含有量は５０重量％、マト
リックス材料は５０重量％のポリプロピレンである。
rporated製、5152 West Sixth Street、P.O.Box 3001
0、Winona、Minnesota 55987)を出発原料として用い
た。該材料は「TM Compel 2" Pellets」と称される棒状の
グラニュール材料であり、長さ約５０ｍｍ、直径約２ミ
リである。またガラス繊維の含有量は５０重量％、マト
リックス材料は５０重量％のポリプロピレンである。
【００２６】このグラニュール材料の１１５０ｇを循環
オーブンに入れ、熱空気によって対流加熱した。熱空気
の温度は１９０〜２２０℃であった。加熱は、グラニュ
ール材料のすべてが温度１７０〜２１０℃(融点以上)に
なるまで続けた。グラニュール材料中のポリプロピレン
の融点は１６５℃である。
オーブンに入れ、熱空気によって対流加熱した。熱空気
の温度は１９０〜２２０℃であった。加熱は、グラニュ
ール材料のすべてが温度１７０〜２１０℃(融点以上)に
なるまで続けた。グラニュール材料中のポリプロピレン
の融点は１６５℃である。
【００２７】このように加熱されたグラニュール材料を
手作業で雄型金型に導入した。雄型金型は温度１２０℃
に調節されていた。そして、金型の閉じる速度を８００
ｍｍ／ｓ、成形速度を１５ｍｍ／ｓとして圧縮成形を行
った。圧力は２２０ｂａｒであった(金型の投影面に対
する圧力)。金型に導入される前のグラニュール材料の
表面積は約２５０ｍｍ×４５０ｍｍであるため、圧縮成
形によってキャビティ全域が完全にグラニュール材料で
満たされた。
手作業で雄型金型に導入した。雄型金型は温度１２０℃
に調節されていた。そして、金型の閉じる速度を８００
ｍｍ／ｓ、成形速度を１５ｍｍ／ｓとして圧縮成形を行
った。圧力は２２０ｂａｒであった(金型の投影面に対
する圧力)。金型に導入される前のグラニュール材料の
表面積は約２５０ｍｍ×４５０ｍｍであるため、圧縮成
形によってキャビティ全域が完全にグラニュール材料で
満たされた。
【００２８】図１は、このように製造された成形品の形
状および寸法を表した図である。長さＬは５３０ｍｍ、
幅Ｗは３００ｍｍ、高さＨは８０ｍｍであった。温度が
１２０℃になるまでキャビティ中で冷却し(冷却時間６
０秒)、キャビティを開け、突出ピンを用いて成形品を
取り出した。図１に示すように、成形品は完全に成形さ
れた。成形品中の繊維の分布は均一であり、その機械的
強度は以下の通りであった： 衝撃曲げ強度(DIN 53453にて測定) ８５kg/m2 曲げ強度(ISO 178にて測定、ガラス繊維の 長さのため試料の幅は10mmの代わりに50mm を用い、試料の厚さは4±0.2mmの代わりに 2.4〜5.3mmを用いた) １９２N/mm2
状および寸法を表した図である。長さＬは５３０ｍｍ、
幅Ｗは３００ｍｍ、高さＨは８０ｍｍであった。温度が
１２０℃になるまでキャビティ中で冷却し(冷却時間６
０秒)、キャビティを開け、突出ピンを用いて成形品を
取り出した。図１に示すように、成形品は完全に成形さ
れた。成形品中の繊維の分布は均一であり、その機械的
強度は以下の通りであった： 衝撃曲げ強度(DIN 53453にて測定) ８５kg/m2 曲げ強度(ISO 178にて測定、ガラス繊維の 長さのため試料の幅は10mmの代わりに50mm を用い、試料の厚さは4±0.2mmの代わりに 2.4〜5.3mmを用いた) １９２N/mm2
【００２９】比較例１ 成形品の製造 実施例１に記載のグラニュールの１１５０ｇを出発原料
として用いた。スクリュー装置を用いてグラニュールを
予備可塑化した後、実施例１と同様のキャビティに満た
した。キャビティ中の溶融したグラニュール(温度１９
０℃)を圧縮成形した。
として用いた。スクリュー装置を用いてグラニュールを
予備可塑化した後、実施例１と同様のキャビティに満た
した。キャビティ中の溶融したグラニュール(温度１９
０℃)を圧縮成形した。
【００３０】スクリュー装置中において激しく混合さ
れ、繊維のかみ合いが起こるために、そして繊維長が長
いために、グラニュールの流動性は実施例１に比して非
常に小さい。したがって実施例１と同様の圧縮条件、ま
たは実施例１の圧縮条件よりも非常に高い条件でさえ
も、製造された成形品は完全に成形されたものとはなら
ない。本比較例(スクリュー可塑化)によって製造された
成形品は以下の特性を有するものであった(実施例１と
同様に測定)。 衝撃曲げ強度 ７８kg/m2 曲げ強度 １６８N/mm2
れ、繊維のかみ合いが起こるために、そして繊維長が長
いために、グラニュールの流動性は実施例１に比して非
常に小さい。したがって実施例１と同様の圧縮条件、ま
たは実施例１の圧縮条件よりも非常に高い条件でさえ
も、製造された成形品は完全に成形されたものとはなら
ない。本比較例(スクリュー可塑化)によって製造された
成形品は以下の特性を有するものであった(実施例１と
同様に測定)。 衝撃曲げ強度 ７８kg/m2 曲げ強度 １６８N/mm2
【００３１】図２は、本比較例によって製造された成形
品を示す図である。中央の薄いリブ１(直径約１ｍｍ)お
よび成形品周縁部２にはグラニュールが完全に満たされ
ていない。
品を示す図である。中央の薄いリブ１(直径約１ｍｍ)お
よび成形品周縁部２にはグラニュールが完全に満たされ
ていない。
【００３２】流動特性が劣るため、本比較例では繊維強
化熱可塑性材料を金型キャビティ中において均一に保つ
ことが必要である。実際に均一に保とうとすると、基本
的な形状の金型のみしか使用できなくなってしまう。さ
らに、欠陥のある成形品が発生する割合も高くなる。
化熱可塑性材料を金型キャビティ中において均一に保つ
ことが必要である。実際に均一に保とうとすると、基本
的な形状の金型のみしか使用できなくなってしまう。さ
らに、欠陥のある成形品が発生する割合も高くなる。
【００３３】本発明の方法は、欠点の少ない、または、
欠点の全くない成形品を製造するために更にふさわしい
方法である。更に本発明の方法によって製造された成形
品は機械的特性が更に好ましく、製造方法自体も簡素な
ものであり、経費のかからないものである。
欠点の全くない成形品を製造するために更にふさわしい
方法である。更に本発明の方法によって製造された成形
品は機械的特性が更に好ましく、製造方法自体も簡素な
ものであり、経費のかからないものである。
【図１】本発明の方法によって製造された成形品を示す
図である。
図である。
【図２】比較例の方法によって製造された成形品を示す
図である。
図である。
１ リブ ２ 周縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 欧州特許出願公開170245（ＥＰ，Ａ １) 英国特許出願公開1439327（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 43/00 - 43/58 B29C 70/00 - 70/88 ＥＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ) ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (14)
- 【請求項１】 繊維強化熱可塑性材料から成る棒状のグ
ラニュールから成形品を製造する方法であって、 該繊維強化熱可塑性材料から成る棒状のグラニュール
を、加熱位置に所望の方向に配列し、特に不規則な方向
に配列し、 該繊維強化材料を軟化点以上の温度とし、 該繊維強化材料の融点以下の温度に加熱した金型キャビ
ティ中に、該材料を導入し、 該キャビティの完全な充填を達成するように加圧し、そ
して、 冷却後、該金型キャビティから該成形品を取り出す方
法。 - 【請求項２】 棒状のグラニュール材料が、繊維の含有
量が３０〜８０重量％である繊維強化熱可塑性材料から
成り、且つ該棒状のグラニュールの長さが１０〜１００
ｍｍである請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 棒状のグラニュール材料が、繊維の含有
量が４０〜６０重量％である繊維強化熱可塑性材料から
成り、且つ該棒状のグラニュールの長さが２０〜５５ｍ
ｍである請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 棒状のグラニュール材料が、繊維の含有
量が４５〜５５重量％である繊維強化熱可塑性材料から
成り、且つ該棒状のグラニュールの直径が０．１〜５０
ｍｍであり、長さが２５〜５０ｍｍである請求項１に記
載の方法。 - 【請求項５】 棒状のグラニュールが加熱位置に不規則
な方向に配列され、そして該加熱位置において繊維強化
材料がその軟化点以上の温度である１００〜５００℃に
加熱される請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 棒状のグラニュールが加熱位置に一定方
向に配列され、そして該加熱位置において繊維強化材料
がその軟化点以上の温度である１００〜５００℃に加熱
される請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 熱せられた繊維強化材料が、１０〜５０
０ｂａｒの圧力下で金型キャビティ中に導入される請求
項１に記載の方法。 - 【請求項８】 熱せられた繊維強化材料が、１００〜３
００ｂａｒの圧力下で金型キャビティ中に導入される請
求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 成形品は金型キャビティ中で０．１〜５
分間、２０〜２５０℃にまで冷却され、次いで該金型キ
ャビティから取り出される請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の方法で製造された、
繊維強化熱可塑性材料から成る成形品。 - 【請求項１１】 繊維の含有量が３０〜８０重量％であ
る繊維強化熱可塑性材料から成り、該繊維の平均繊維長
が１０〜１００ｍｍである請求項１０に記載の成形品。 - 【請求項１２】 使用する熱可塑性材料が、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリオ
キシメチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルケト
ン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル−ブチレン
−スチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリプロピレ
ンおよびポリスチレンから成る群から選択される繊維強
化熱可塑性材料である請求項１０に記載の成形品。 - 【請求項１３】 使用する熱可塑性材料が、繊維強化熱
可塑性共重合高分子である請求項１０に記載の成形品。 - 【請求項１４】 熱可塑性材料の強化用繊維が、ガラ
ス、カーボン、アラミド、金属またはこれらの繊維の混
成物である請求項１０に記載の成型品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904017081 DE4017081A1 (de) | 1990-05-26 | 1990-05-26 | Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus einem thermoplastischen langfasergranulat |
| DE4017081:0 | 1990-05-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232006A JPH04232006A (ja) | 1992-08-20 |
| JP2989931B2 true JP2989931B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=6407303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3121298A Expired - Lifetime JP2989931B2 (ja) | 1990-05-26 | 1991-05-27 | 熱可塑性長繊維グラニュールから成形品を製造する方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0459321B1 (ja) |
| JP (1) | JP2989931B2 (ja) |
| DE (2) | DE4017081A1 (ja) |
| DK (1) | DK0459321T3 (ja) |
| ES (1) | ES2077715T3 (ja) |
| GR (1) | GR3018186T3 (ja) |
| IE (1) | IE68438B1 (ja) |
| PT (1) | PT97759B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4306973A1 (de) * | 1993-03-05 | 1994-09-08 | Kautex Werke Gmbh | Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff |
| DE9311731U1 (de) * | 1993-08-06 | 1993-10-14 | Hoechst Ag, 65929 Frankfurt | Spritzgußformteil aus Thermoplastwerkstoff |
| ES2146499B1 (es) * | 1996-10-07 | 2001-03-16 | Chacon Jose Mauri | Proceso para reciclar los desechos de los plasticos utilizados en labores agricolas. |
| JP2002187150A (ja) * | 2000-12-20 | 2002-07-02 | Asahi Fiber Glass Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法 |
| JP6020826B2 (ja) * | 2013-07-12 | 2016-11-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 繊維強化複合材の成形方法および繊維強化複合材の成形装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1439327A (en) * | 1972-06-28 | 1976-06-16 | Nat Res Dev | Pelletised fibres |
| ATE25832T1 (de) * | 1981-01-21 | 1987-03-15 | Ici Plc | Faserverstaerkte verbundstoffe und deren herstellungsverfahren. |
| FR2504446A1 (fr) * | 1981-04-24 | 1982-10-29 | Varteressian Gerard | Presse pour matieres thermoplastiques |
| CH667842A5 (en) * | 1985-09-27 | 1988-11-15 | Bucher Guyer Ag Masch | Moulding FRP materials - by extruding material as strip into open mould cavity and then closing mould with other tool to mould it accordingly |
| DE3637905A1 (de) * | 1986-11-06 | 1988-05-19 | Werner Dipl Ing Dr Neu | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gegenstaenden aus thermoplastischem kunststoff |
| DE3833547A1 (de) * | 1988-10-01 | 1990-04-05 | Neu Werner | Vorrichtung zur herstellung von kunststofformteilen |
-
1990
- 1990-05-26 DE DE19904017081 patent/DE4017081A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-05-24 DK DK91108477T patent/DK0459321T3/da active
- 1991-05-24 IE IE178691A patent/IE68438B1/en not_active IP Right Cessation
- 1991-05-24 ES ES91108477T patent/ES2077715T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-24 EP EP19910108477 patent/EP0459321B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-24 DE DE59106346T patent/DE59106346D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-24 PT PT9775991A patent/PT97759B/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-05-27 JP JP3121298A patent/JP2989931B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-11-22 GR GR950403312T patent/GR3018186T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT97759A (pt) | 1993-06-30 |
| DK0459321T3 (da) | 1996-01-15 |
| GR3018186T3 (en) | 1996-02-29 |
| EP0459321B1 (de) | 1995-08-30 |
| ES2077715T3 (es) | 1995-12-01 |
| DE59106346D1 (de) | 1995-10-05 |
| EP0459321A1 (de) | 1991-12-04 |
| JPH04232006A (ja) | 1992-08-20 |
| IE68438B1 (en) | 1996-06-12 |
| IE911786A1 (en) | 1991-12-04 |
| DE4017081A1 (de) | 1991-11-28 |
| PT97759B (pt) | 1998-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1007309B1 (en) | Method and apparatus of prepregging with resin | |
| KR100679373B1 (ko) | 구조 및 비구조 섬유를 포함하는 복합재 | |
| US5595696A (en) | Plastic material, and process for the preparation thereof | |
| US4037011A (en) | Glass fiber reinforced thermoplastic composition and process for its preparation | |
| JPH08336832A (ja) | 熱成形用繊維強化ペレット構造物 | |
| KR20140006952A (ko) | 사출 성형체 및 그의 제조 방법 | |
| EP3475346A1 (en) | Composition comprising a fibrous material, a multistage polymer and a (meth) acrylic polymer, its method of preparation and its use | |
| JP2989931B2 (ja) | 熱可塑性長繊維グラニュールから成形品を製造する方法 | |
| US20040012121A1 (en) | Fiber-reinforced thermoplastically molded articles | |
| CZ370596A3 (en) | Process for producing articles of fiber-reinforced thermoplastics | |
| JPH0365311A (ja) | 炭素繊維チョップ | |
| CN110423462B (zh) | 碳纤维增强聚酰胺复合材料制品及其制备方法 | |
| JP7198454B2 (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂の成形物の製造方法 | |
| JPS5816820A (ja) | 強化成型品およびその製造方法 | |
| GB2229392A (en) | Forming a fibre reinforced thermoplastic article | |
| KR100438037B1 (ko) | 사출성형을 이용한 시트백 프레임의 제조 공정 및 이공정으로 만들어진 시트백 프레임 | |
| JP2002086509A (ja) | 繊維状充填材を含有する樹脂組成物の成形用金型とそれを用いる成形方法、樹脂成形品 | |
| JPH0762246A (ja) | 長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法およびその装置 | |
| JP3217092B2 (ja) | 液晶ポリマーを含有する再成形品 | |
| JP3162124B2 (ja) | 液晶性ポリマーを含有する再成形品の製造方法 | |
| JPH06198753A (ja) | 繊維強化熱可塑性樹脂成形体 | |
| KR102109478B1 (ko) | 복합 재료의 제조 방법 | |
| JPH0745127B2 (ja) | 熱可塑性樹脂補強用複合繊維束切断物 | |
| JPH0586288A (ja) | 成形用樹脂組成物 | |
| JPH02292009A (ja) | 長繊維を含有する熱可塑性樹脂組成物の射出成形法及び成形品 |