JP3060581B2 - 熱可塑性樹脂含浸型複合補強繊維材料 - Google Patents
熱可塑性樹脂含浸型複合補強繊維材料Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性樹脂をマトリッ
クスとするコンポジットの原材料および成形体に関する
ものである。
クスとするコンポジットの原材料および成形体に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂を補強繊維に含浸したプリ
プレグが市販されているが、これらは剛くて織物、組み
物あるいはシート状物を作ることは困難であり造形性に
劣る。またこれらは曲面へのいわゆるテープ・レーイン
グが困難である。一方、熱可塑性樹脂を繊維状、あるい
は粉体にしたりして補強繊維と組み合わせしたフレキシ
ブルな材料も開発されているが、組み合わせ段階で不均
一を生じやすい。このため、マトリックスを補強繊維中
に均一に含浸させ、ボイドのない成形品を確実に得るに
は、含浸成形工程において時間をかけた加圧が必要とな
り、工程コストが高くなるという欠点がある。
プレグが市販されているが、これらは剛くて織物、組み
物あるいはシート状物を作ることは困難であり造形性に
劣る。またこれらは曲面へのいわゆるテープ・レーイン
グが困難である。一方、熱可塑性樹脂を繊維状、あるい
は粉体にしたりして補強繊維と組み合わせしたフレキシ
ブルな材料も開発されているが、組み合わせ段階で不均
一を生じやすい。このため、マトリックスを補強繊維中
に均一に含浸させ、ボイドのない成形品を確実に得るに
は、含浸成形工程において時間をかけた加圧が必要とな
り、工程コストが高くなるという欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情を考
慮してなされたもので、その目的は、テープ・レーイン
グや製織等のテキスタイル加工ができるようなフレキシ
ビリティを有する、繊維強化熱可塑性樹脂コンポジット
原材料及び成形体用前駆体を提供し、優れた力学特性を
有する成形体の形成を可能にすることである。
慮してなされたもので、その目的は、テープ・レーイン
グや製織等のテキスタイル加工ができるようなフレキシ
ビリティを有する、繊維強化熱可塑性樹脂コンポジット
原材料及び成形体用前駆体を提供し、優れた力学特性を
有する成形体の形成を可能にすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、複数本の補強繊維モノフィラメント
を熱可塑性樹脂で含浸被覆せしめることによって得られ
る２〜１６００本の複合繊維単位から構成されてなる樹
脂含浸型複合補強繊維ロービングであり、Ｅ・Ｓ・ｍ・
ａ2≦５０の条件式を満たす樹脂含浸型複合補強繊維ロ
ービング又は該ロービングを集合化加工して得られる樹
脂含浸型複合補強繊維構造体、ただし、Ｅ：補強繊維モ
ノフィラメントの伸長弾性率（kgf/mm2） Ｓ：補強繊維モノフィラメントの断面積（mm2） ｍ：複合繊維単位中の補強繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：複合繊維単位の断面の短径（mm） および、前記樹脂含浸型複合補強繊維ロービング又は前
記樹脂含浸型複合補強繊維構造体を、熱可塑性樹脂の融
点以上に加熱又は加圧することによって得られる補強繊
維含有成形用前駆体又は補強繊維含有成形体である。
の本発明の構成は、複数本の補強繊維モノフィラメント
を熱可塑性樹脂で含浸被覆せしめることによって得られ
る２〜１６００本の複合繊維単位から構成されてなる樹
脂含浸型複合補強繊維ロービングであり、Ｅ・Ｓ・ｍ・
ａ2≦５０の条件式を満たす樹脂含浸型複合補強繊維ロ
ービング又は該ロービングを集合化加工して得られる樹
脂含浸型複合補強繊維構造体、ただし、Ｅ：補強繊維モ
ノフィラメントの伸長弾性率（kgf/mm2） Ｓ：補強繊維モノフィラメントの断面積（mm2） ｍ：複合繊維単位中の補強繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：複合繊維単位の断面の短径（mm） および、前記樹脂含浸型複合補強繊維ロービング又は前
記樹脂含浸型複合補強繊維構造体を、熱可塑性樹脂の融
点以上に加熱又は加圧することによって得られる補強繊
維含有成形用前駆体又は補強繊維含有成形体である。
【０００５】
【作用】以下本発明を図面に基づいて詳細に説明する
が、下記図面は本発明を限定するものではなく、前・後
記の趣旨に徴して変更することは本発明の技術的範囲に
含まれるものである。
が、下記図面は本発明を限定するものではなく、前・後
記の趣旨に徴して変更することは本発明の技術的範囲に
含まれるものである。
【０００６】本発明で用いられる補強繊維としては、ガ
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の連続繊維が挙げ
られる。また熱可塑性樹脂としては、ナイロン６、ナイ
ロン６６、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、ポリカーボネート、ポリプロピレン、
ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリ
エーテルケトン等が挙げられる。補強繊維および熱可塑
性樹脂は特にこれらに限定されるわけではない。
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の連続繊維が挙げ
られる。また熱可塑性樹脂としては、ナイロン６、ナイ
ロン６６、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、ポリカーボネート、ポリプロピレン、
ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリ
エーテルケトン等が挙げられる。補強繊維および熱可塑
性樹脂は特にこれらに限定されるわけではない。
【０００７】図１（ａ），（ｂ）には本発明における複
合繊維単位１の代表例の断面図を示した。複合繊維単位
１はマトリックスとなる熱可塑性樹脂２中に補強繊維モ
ノフィラメント３が含浸被覆されたものである。補強繊
維モノフイラメント３は、複数本の補強繊維からなる繊
維束であり、紡糸工程で集束するのが一般的である。
合繊維単位１の代表例の断面図を示した。複合繊維単位
１はマトリックスとなる熱可塑性樹脂２中に補強繊維モ
ノフィラメント３が含浸被覆されたものである。補強繊
維モノフイラメント３は、複数本の補強繊維からなる繊
維束であり、紡糸工程で集束するのが一般的である。
【０００８】Ｌ1は複合繊維単位断面の長径であり、Ｌ2
は複合繊維単位断面の短径である。複合繊維単位は後述
のような含浸方法では、図１（ａ），（ｂ）のように帯
状、長方形、あるいは楕円形となることが多いが、その
形は特に限定されるものではない。
は複合繊維単位断面の短径である。複合繊維単位は後述
のような含浸方法では、図１（ａ），（ｂ）のように帯
状、長方形、あるいは楕円形となることが多いが、その
形は特に限定されるものではない。
【０００９】本発明においては補強繊維モノフィラメン
トの伸長弾性率をＥ、断面積をＳ、複合繊維単位中の補
強繊維モノフィラメントの本数をｍ、複合繊維単位断面
の短径（すなわちＬ2）を２ａとした時のＥ・Ｓ・ｍ・
ａ2で計算される値が５０以下であることが必要であ
る。Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2が５０を超える場合には、生成し
たロービングのフレキシビリティが損なわれ、テキスタ
イル加工が困難になる。
トの伸長弾性率をＥ、断面積をＳ、複合繊維単位中の補
強繊維モノフィラメントの本数をｍ、複合繊維単位断面
の短径（すなわちＬ2）を２ａとした時のＥ・Ｓ・ｍ・
ａ2で計算される値が５０以下であることが必要であ
る。Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2が５０を超える場合には、生成し
たロービングのフレキシビリティが損なわれ、テキスタ
イル加工が困難になる。
【００１０】ロービング中の補強繊維モノフィラメント
の体積含有率は、２０〜８０ vol％が好ましい。補強繊
維モノフィラメントが２０ vol％以下の場合には補強効
果が有効に発揮できず、また８０ vol％以上になると被
覆含浸の際にボイドが発生しやすくなる。なお、各複合
繊維単位中の補強繊維モノフィラメントの体積含有率
も、同様の理由により２０〜８０ vol％が好ましい。
の体積含有率は、２０〜８０ vol％が好ましい。補強繊
維モノフィラメントが２０ vol％以下の場合には補強効
果が有効に発揮できず、また８０ vol％以上になると被
覆含浸の際にボイドが発生しやすくなる。なお、各複合
繊維単位中の補強繊維モノフィラメントの体積含有率
も、同様の理由により２０〜８０ vol％が好ましい。
【００１１】複合繊維単位の製造方法、すなわち複数の
補強繊維モノフィラメントを熱可塑性樹脂で含浸被覆す
る方法は特に規定されないが、たとえば繊維紡糸後に図
２（ａ），図３（ａ）に示したようなダイを用いて行な
う方法が挙げられる。図２（ａ）には複数のノズル孔を
持つノズルダイの断面図を示した。ノズルダイ４は複数
のノズル孔５を持つが、その一つ一つのノズル孔５の中
に複数本の補強繊維モノフィラメント３を通し、同時に
ノズル孔５より溶融熱可塑性樹脂２を一定量押出す。図
２（ｂ）にはこうして得られた複合繊維単位１の断面の
典型例を示した。
補強繊維モノフィラメントを熱可塑性樹脂で含浸被覆す
る方法は特に規定されないが、たとえば繊維紡糸後に図
２（ａ），図３（ａ）に示したようなダイを用いて行な
う方法が挙げられる。図２（ａ）には複数のノズル孔を
持つノズルダイの断面図を示した。ノズルダイ４は複数
のノズル孔５を持つが、その一つ一つのノズル孔５の中
に複数本の補強繊維モノフィラメント３を通し、同時に
ノズル孔５より溶融熱可塑性樹脂２を一定量押出す。図
２（ｂ）にはこうして得られた複合繊維単位１の断面の
典型例を示した。
【００１２】図３（ａ）にはスリットダイ６の断面図を
示した。スリットダイ６から溶融熱可塑性樹脂２を定量
押出してそのスリット出口部で樹脂を補強繊維モノフィ
ラメント３の列に付与することにより含浸被覆するもの
である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面の一部を
示している。得られた複合繊維単位は、含浸度を上げる
ために加圧ロールを通してもよい。
示した。スリットダイ６から溶融熱可塑性樹脂２を定量
押出してそのスリット出口部で樹脂を補強繊維モノフィ
ラメント３の列に付与することにより含浸被覆するもの
である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面の一部を
示している。得られた複合繊維単位は、含浸度を上げる
ために加圧ロールを通してもよい。
【００１３】また、本発明における樹脂含浸型複合補強
繊維ロービングは、複数本の複合繊維単位からなってい
るが、該複合繊維単位の本数は２〜１６００でなければ
ならない。複合繊維単位が１本の場合は、複合ロービン
グの可撓性が劣る傾向が大きく、１６００本を超える場
合、ロービングが太くなりすぎてテキスタイル加工が困
難になる。前記複合繊維単位を構成する補強繊維モノフ
ィラメントの本数ｍは前記条件式で決定されるが、通常
は２〜５００本、好ましくは２〜２００本、さらに好ま
しくは２〜１００本である。
繊維ロービングは、複数本の複合繊維単位からなってい
るが、該複合繊維単位の本数は２〜１６００でなければ
ならない。複合繊維単位が１本の場合は、複合ロービン
グの可撓性が劣る傾向が大きく、１６００本を超える場
合、ロービングが太くなりすぎてテキスタイル加工が困
難になる。前記複合繊維単位を構成する補強繊維モノフ
ィラメントの本数ｍは前記条件式で決定されるが、通常
は２〜５００本、好ましくは２〜２００本、さらに好ま
しくは２〜１００本である。
【００１４】補強繊維モノフィラメントは熱可塑性マト
リックス樹脂との接着性を増強するため、該フィラメン
ト表面を予め表面処理剤で被覆しておくこともできる。
リックス樹脂との接着性を増強するため、該フィラメン
ト表面を予め表面処理剤で被覆しておくこともできる。
【００１５】樹脂含浸型複合補強繊維ロービングは、シ
ート化、すだれ化、織布化、編物化、組物化等の集合化
加工により樹脂含浸型複合補強繊維構造体にすることが
できる。
ート化、すだれ化、織布化、編物化、組物化等の集合化
加工により樹脂含浸型複合補強繊維構造体にすることが
できる。
【００１６】こうして得られる前記樹脂含浸型複合補強
繊維ロービング又は該ロービングを集合化加工した樹脂
含浸型複合補強繊維構造体（織物、編物、組物等）を、
被覆した熱可塑性樹脂が溶融する温度まで加熱し、加圧
することによってコンポジットとして成形することがで
きる。成形方法としては、一切制限されないが、例えば
加熱した複合補強繊維ロービングを加圧ロール間又は加
圧ベルト間を通すことによりロッドテープが連続的に成
形される。
繊維ロービング又は該ロービングを集合化加工した樹脂
含浸型複合補強繊維構造体（織物、編物、組物等）を、
被覆した熱可塑性樹脂が溶融する温度まで加熱し、加圧
することによってコンポジットとして成形することがで
きる。成形方法としては、一切制限されないが、例えば
加熱した複合補強繊維ロービングを加圧ロール間又は加
圧ベルト間を通すことによりロッドテープが連続的に成
形される。
【００１７】また適当な太さのロッドやテープを、例え
ば１０mmピッチに切断すれば射出成形や圧縮成形用のペ
レットを作ることができる。前記ロービングをそのまま
振り落すか又は所定の長さに切断しつつシートを形成し
て、該シートを加熱加圧すればいわゆる平板状固形状の
スタンバブルシートを作ることを作ることができる。ま
た前記ロービングから得られた織布、編布、組物等の布
状物を加熱圧縮すれば平板状の固形シートを作ることが
できる。さらに、本発明によるロービング又はロービン
グから得られたテープは、これを連続的に加熱しながら
マンドレルに巻きつけつつ加圧することによっていわゆ
るフィラメントワインディング成形を行なうことができ
る。また加熱した多数のロービングを所定形状のダイを
通しつつ引き抜くことにより、いわゆるプルトルージョ
ン成形を行なうことができる。
ば１０mmピッチに切断すれば射出成形や圧縮成形用のペ
レットを作ることができる。前記ロービングをそのまま
振り落すか又は所定の長さに切断しつつシートを形成し
て、該シートを加熱加圧すればいわゆる平板状固形状の
スタンバブルシートを作ることを作ることができる。ま
た前記ロービングから得られた織布、編布、組物等の布
状物を加熱圧縮すれば平板状の固形シートを作ることが
できる。さらに、本発明によるロービング又はロービン
グから得られたテープは、これを連続的に加熱しながら
マンドレルに巻きつけつつ加圧することによっていわゆ
るフィラメントワインディング成形を行なうことができ
る。また加熱した多数のロービングを所定形状のダイを
通しつつ引き抜くことにより、いわゆるプルトルージョ
ン成形を行なうことができる。
【００１８】また他の有力な成形法として、ロービング
またはその切断物をそのまま型上に配置するか、ロービ
ングから得られた布状物を型上に配置し、開放型を用い
て圧縮成形する方法が挙げられる。成形法の一つの変形
として、いわゆる内圧成形の原理を利用して成形するこ
ともできる。例えば図４に示すような中空（管状）の加
熱型７を用い（型７はヒーター８で加熱する）、該ロー
ビング布状物９を型７内に図のように配置し中心部に挿
入したエラストマーチューブ１０（風船）をふくらまし
て加圧する。こうした内圧成形の原理を適用することに
よって円管体のみならず、例えば図５のような繊維強化
樹脂成形体１１の内側に中空部１２を有するＴ字型ステ
イフナーを成形することもできる。
またはその切断物をそのまま型上に配置するか、ロービ
ングから得られた布状物を型上に配置し、開放型を用い
て圧縮成形する方法が挙げられる。成形法の一つの変形
として、いわゆる内圧成形の原理を利用して成形するこ
ともできる。例えば図４に示すような中空（管状）の加
熱型７を用い（型７はヒーター８で加熱する）、該ロー
ビング布状物９を型７内に図のように配置し中心部に挿
入したエラストマーチューブ１０（風船）をふくらまし
て加圧する。こうした内圧成形の原理を適用することに
よって円管体のみならず、例えば図５のような繊維強化
樹脂成形体１１の内側に中空部１２を有するＴ字型ステ
イフナーを成形することもできる。
【００１９】本発明によるロービングはコンクリート補
強用として有用である。熱可塑性樹脂が含浸被覆されて
いるので、例えば補強繊維としてガラス繊維を用いる場
合でも、コンクリート中のアルカリ性物質によってガラ
ス繊維の劣化が生じる度合いが著しく改善される。また
本発明のロービングは熱硬化型コンポジット（ＦＲＰ）
の強化材としても有用である。例えば本発明のロービン
グを使用してマット状物を作り、いわゆるレジントラン
スファー成形のプリフォームとして用いることができ
る。この場合加熱加圧することによって容易にプリフォ
ームが加工できる。
強用として有用である。熱可塑性樹脂が含浸被覆されて
いるので、例えば補強繊維としてガラス繊維を用いる場
合でも、コンクリート中のアルカリ性物質によってガラ
ス繊維の劣化が生じる度合いが著しく改善される。また
本発明のロービングは熱硬化型コンポジット（ＦＲＰ）
の強化材としても有用である。例えば本発明のロービン
グを使用してマット状物を作り、いわゆるレジントラン
スファー成形のプリフォームとして用いることができ
る。この場合加熱加圧することによって容易にプリフォ
ームが加工できる。
【００２０】また、ＢＭＣ成形において本発明のロービ
ングを強化材として用いた場合は成形時のガラス繊維等
の補強繊維の切断の度合いが減少し、より強靭な成形品
を得ることができる。また本発明によるロービングの織
物は印刷回路基板としても有用である。例えばポリエー
テルイミドをマトリックス成分とし、低誘電率タイプの
ガラス繊維を使用した本発明ロービングの織物を加熱加
圧して得られる含浸シートはガラス・エポキシ基板より
誘電損失が少ない上に、立体成形ができるというメリッ
トがある。本発明のロービングから得られるチョップド
品は熱可塑性強化型エンプラにおける補強繊維チョップ
ド・ファイバーとして用いることもできる。
ングを強化材として用いた場合は成形時のガラス繊維等
の補強繊維の切断の度合いが減少し、より強靭な成形品
を得ることができる。また本発明によるロービングの織
物は印刷回路基板としても有用である。例えばポリエー
テルイミドをマトリックス成分とし、低誘電率タイプの
ガラス繊維を使用した本発明ロービングの織物を加熱加
圧して得られる含浸シートはガラス・エポキシ基板より
誘電損失が少ない上に、立体成形ができるというメリッ
トがある。本発明のロービングから得られるチョップド
品は熱可塑性強化型エンプラにおける補強繊維チョップ
ド・ファイバーとして用いることもできる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、マ
トリックスとして熱可塑性樹脂を用いるため、熱硬化型
コンポジット材の場合とは異なって、キュアリング処
理が不要である得られた成形物がより強靭である（脆
くない）材料としてのシェルフライフが極めて長い
硬化剤やマトリックス液の毒性がなく、さらにこうした
液状物から来る汚れがないという長所を有するので、取
扱の容易な、フレキシビリティに富む樹脂含浸型複合補
強繊維ロービング、樹脂含浸型複合補強繊維構造体およ
び補強繊維含有成形用前駆体を得ることができる。
トリックスとして熱可塑性樹脂を用いるため、熱硬化型
コンポジット材の場合とは異なって、キュアリング処
理が不要である得られた成形物がより強靭である（脆
くない）材料としてのシェルフライフが極めて長い
硬化剤やマトリックス液の毒性がなく、さらにこうした
液状物から来る汚れがないという長所を有するので、取
扱の容易な、フレキシビリティに富む樹脂含浸型複合補
強繊維ロービング、樹脂含浸型複合補強繊維構造体およ
び補強繊維含有成形用前駆体を得ることができる。
【００２２】そしてこれらから強靭な補強繊維含有樹脂
成形体を簡単に得ることができるため、種々の用途展開
が可能となった。
成形体を簡単に得ることができるため、種々の用途展開
が可能となった。
【００２３】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明するが本発
明はこれらに何ら限定されるものではない。
明はこれらに何ら限定されるものではない。
【００２４】複合繊維単位の製造例 ノズル孔数３２０の白金製ノズルを用いて引き取り速度
２０００m/分でＥガラス繊維を溶融紡糸した。得られた
ガラス繊維の単糸の直径は９μｍであった。こうした紡
糸工程においてノズル下３０cmの糸道の点で８０℃に加
熱した熱硬化型２液型のウレタン混合液をガラス繊維に
0.5 ％付与した。さらにその下１ｍの位置で、スリット
ダイにて溶融したナイロン６をガラス繊維に付与し含浸
被覆した。ガラス繊維は８本ずつ図３（ｂ）のように一
列に並べ、スリット孔出口に接触させながらナイロン６
を付与した。このような複合繊維単位を複数本例えば４
０本集めれば複合ガラス繊維ロービングが得られる。
２０００m/分でＥガラス繊維を溶融紡糸した。得られた
ガラス繊維の単糸の直径は９μｍであった。こうした紡
糸工程においてノズル下３０cmの糸道の点で８０℃に加
熱した熱硬化型２液型のウレタン混合液をガラス繊維に
0.5 ％付与した。さらにその下１ｍの位置で、スリット
ダイにて溶融したナイロン６をガラス繊維に付与し含浸
被覆した。ガラス繊維は８本ずつ図３（ｂ）のように一
列に並べ、スリット孔出口に接触させながらナイロン６
を付与した。このような複合繊維単位を複数本例えば４
０本集めれば複合ガラス繊維ロービングが得られる。
【００２５】実施例１ 直径１３μｍ、伸長弾性率７２００kgf/mm2のＥガラス
繊維モノフィラメント８本ずつをポリプロピレン樹脂で
製造例と同様にして含浸被覆して得られた複合繊維単位
１２０本から構成されたガラス繊維の組成比５５vol ％
の複合ガラス繊維ロービングを製造した。複合繊維単位
の長径は0.052 mm、短径は0.048 mmであり、Ｅ・Ｓ・ｍ
・ａ2は0.0176であった。
繊維モノフィラメント８本ずつをポリプロピレン樹脂で
製造例と同様にして含浸被覆して得られた複合繊維単位
１２０本から構成されたガラス繊維の組成比５５vol ％
の複合ガラス繊維ロービングを製造した。複合繊維単位
の長径は0.052 mm、短径は0.048 mmであり、Ｅ・Ｓ・ｍ
・ａ2は0.0176であった。
【００２６】本ロービングを２０本引き揃え、これを２
２０℃にまで加熱しつつ溝嵌合型の一対の加圧ロール間
を１０m/分の速度で通すことによって圧縮し固化された
含浸ロッドを１０mmの長さに切断し、ペレット状の成形
材いわゆるロングファイバーエンプラを得ることができ
た。
２０℃にまで加熱しつつ溝嵌合型の一対の加圧ロール間
を１０m/分の速度で通すことによって圧縮し固化された
含浸ロッドを１０mmの長さに切断し、ペレット状の成形
材いわゆるロングファイバーエンプラを得ることができ
た。
【００２７】実施例２ 直径１３μｍ、伸長弾性率７２００kgf/mm2のＥガラス
繊維モノフィラメント２００本ずつをポリプロピレン樹
脂で製造例と同様にして含浸被覆して得られた複合繊維
単位８本から構成されたガラス繊維の組成比５５vol ％
の複合ガラス繊維ロービングを製造した。複合繊維単位
の長径は0.48mm、短径は0.10mmであり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ
2は0.48であった。このロービングを実施例１と同様に
して、ロングファイバーエンプラを得ることができた。
繊維モノフィラメント２００本ずつをポリプロピレン樹
脂で製造例と同様にして含浸被覆して得られた複合繊維
単位８本から構成されたガラス繊維の組成比５５vol ％
の複合ガラス繊維ロービングを製造した。複合繊維単位
の長径は0.48mm、短径は0.10mmであり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ
2は0.48であった。このロービングを実施例１と同様に
して、ロングファイバーエンプラを得ることができた。
【００２８】実施例３ 実施例２のロービングを用い、経糸密度２０本／cm、緯
糸密度１２本／cmの平織物を作った。これを積み重ねて
２１０℃まで加熱した後プレス機を用いて２kg/cm2の圧
力で圧縮し冷却した。こうして５０cm平方の厚み1.2 mm
の平板を得た。本平板はいわゆる深絞り成形に供するこ
とができる。
糸密度１２本／cmの平織物を作った。これを積み重ねて
２１０℃まで加熱した後プレス機を用いて２kg/cm2の圧
力で圧縮し冷却した。こうして５０cm平方の厚み1.2 mm
の平板を得た。本平板はいわゆる深絞り成形に供するこ
とができる。
【００２９】実施例４ 実施例２のロービングを用い、１５mmの長さに切断して
均一に面上に分布させ１８００g/m2のシートを得た。該
シートを２１０℃まで加熱した後プレス機にて２kg/cm2
の圧力で圧縮し冷却した。こうして５０cm平方の厚さ1.
0 mmの平板を得た。本平板はフロースタンビング成形に
有用に適用できる。
均一に面上に分布させ１８００g/m2のシートを得た。該
シートを２１０℃まで加熱した後プレス機にて２kg/cm2
の圧力で圧縮し冷却した。こうして５０cm平方の厚さ1.
0 mmの平板を得た。本平板はフロースタンビング成形に
有用に適用できる。
【００３０】実施例５ 図６に模式的に示すフィラメントワインディング装置１
３を用いて実施例２のロービング１４のフープワインデ
ィングを行ない５m/分の速度で巻き取った。加熱空気１
５の温度は２８０℃のマンドレル１６および圧力ローラ
１７に最初に接触する部分の表面材料温度は２１０℃で
あった。なおマンドレル１６は１６０℃に加熱されてい
る。こうして表面が平坦なマトリックスがよく含浸され
た外径２０mm、厚み３mm、長さ１０cmの直管を得ること
ができた。
３を用いて実施例２のロービング１４のフープワインデ
ィングを行ない５m/分の速度で巻き取った。加熱空気１
５の温度は２８０℃のマンドレル１６および圧力ローラ
１７に最初に接触する部分の表面材料温度は２１０℃で
あった。なおマンドレル１６は１６０℃に加熱されてい
る。こうして表面が平坦なマトリックスがよく含浸され
た外径２０mm、厚み３mm、長さ１０cmの直管を得ること
ができた。
【００３１】実施例６ 図７に模式的に示すシリーズに設置された加熱ダイ１
８、冷却ダイ１９中を２２０℃に加熱した実施例２のロ
ービング６９０本を５m/分の速度で通過させた。加熱ダ
イ１８のブロックの温度は１１０℃、冷却ダイ１９のブ
ロック温度は５０℃に設定されている。かくして５mm×
１０mmの短形断面の含浸ロッドを得ることができた。
８、冷却ダイ１９中を２２０℃に加熱した実施例２のロ
ービング６９０本を５m/分の速度で通過させた。加熱ダ
イ１８のブロックの温度は１１０℃、冷却ダイ１９のブ
ロック温度は５０℃に設定されている。かくして５mm×
１０mmの短形断面の含浸ロッドを得ることができた。
【００３２】実施例７ 図８に模式的に示す開放型２０の溝２１中に実施例２の
ロービングを挿入し、該ロービングを２１０℃の温度に
加熱して３kg/cm2の圧力をかけて冷却することにより、
厚み５mm、一辺の長さ１００mmの格子の正方形板状の成
形品を得た。図８における溝２１の溝幅は５mm、溝深さ
は２０mmである。
ロービングを挿入し、該ロービングを２１０℃の温度に
加熱して３kg/cm2の圧力をかけて冷却することにより、
厚み５mm、一辺の長さ１００mmの格子の正方形板状の成
形品を得た。図８における溝２１の溝幅は５mm、溝深さ
は２０mmである。
【００３３】実施例８ 伸長弾性率７２００kgf/mm2、直径１３μｍのＥガラス
繊維を用いて表１に示す３種類の複合ロービングを作成
した。
繊維を用いて表１に示す３種類の複合ロービングを作成
した。
【００３４】
【表１】
【００３５】これらを４８スピンドルの丸打ち組機で製
組テストを行なった。その結果、本発明に当たる No.１
は全くのトラブルなしに製組できたが、本発明外の No.
２では可撓性がないため、また No.３は複合繊維単位の
幅（長径）が大きすぎるため製組が困難であった。
組テストを行なった。その結果、本発明に当たる No.１
は全くのトラブルなしに製組できたが、本発明外の No.
２では可撓性がないため、また No.３は複合繊維単位の
幅（長径）が大きすぎるため製組が困難であった。
【図１】（ａ），（ｂ）は代表的な複合繊維単位の断面
図である。
図である。
【図２】（ａ）はノズルダイ断面図を示し、（ｂ）はノ
ズルダイによって得られる複合繊維単位断面図を示す。
ズルダイによって得られる複合繊維単位断面図を示す。
【図３】（ａ）はスリットダイ断面図を示し、（ｂ）は
（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図を示す。
（ａ）におけるＢ−Ｂ線矢視断面図を示す。
【図４】成形用中空加熱型断面図である。
【図５】中空成形体斜視図である。
【図６】フィラメントワインデイング装置概略説明図で
ある。
ある。
【図７】成形装置断面図である。
【図８】成形用開放型平面図である。
１ 複合繊維単位 ２ 熱可塑性樹脂 ３ 補強繊維モノフィラメント Ｌ1 複合繊維単位の長径 Ｌ2 複合繊維単位の短径 ４ ノズルダイ ５ ノズル孔 ６ スリットダイ ７ 型 ８ ヒーター ９ ロービング布状物 １０ エラストマーチューブ １１ 補強繊維含有成形体 １２ 中空部 １３ フィラメントワインディング装置 １４ ロービング １５ 加熱空気 １６ マンドレル １７ 圧力ローラ １８ 加熱ダイ １９ 冷却ダイ ２０ 開放型 ２１ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−119034（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−157982（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−146794（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D02G 3/18 C08J 5/04 D02G 3/36
Claims (2)
- 【請求項１】 複数本の補強繊維モノフィラメントを熱
可塑性樹脂で含浸被覆せしめることによって得られる２
〜１６００本の複合繊維単位から構成されてなる樹脂含
浸型複合補強繊維ロービングであり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2
≦５０の条件式を満たす樹脂含浸型複合補強繊維ロービ
ング又は該ロービングを集合化加工して得られる樹脂含
浸型複合補強繊維構造体。 ただし、Ｅ：補強繊維モノフィラメントの伸長弾性率
（kgf/mm2） Ｓ：補強繊維モノフィラメントの断面積（mm2） ｍ：複合繊維単位中の補強繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：複合繊維単位の断面の短径（mm） - 【請求項２】 請求項１に記載された樹脂含浸型複合補
強繊維ロービング又は樹脂含浸型複合補強繊維構造体を
熱可塑性樹脂の融点以上に加熱又は加圧することによっ
て得られる補強繊維含有成形用前駆体又は補強繊維含有
成形体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9317391A JP3060581B2 (ja) | 1990-05-08 | 1991-03-30 | 熱可塑性樹脂含浸型複合補強繊維材料 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-119589 | 1990-05-08 | ||
| JP11958990 | 1990-05-08 | ||
| JP14937990 | 1990-06-06 | ||
| JP2-149379 | 1990-06-06 | ||
| JP9317391A JP3060581B2 (ja) | 1990-05-08 | 1991-03-30 | 熱可塑性樹脂含浸型複合補強繊維材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04222243A JPH04222243A (ja) | 1992-08-12 |
| JP3060581B2 true JP3060581B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=27307239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9317391A Expired - Fee Related JP3060581B2 (ja) | 1990-05-08 | 1991-03-30 | 熱可塑性樹脂含浸型複合補強繊維材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3060581B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3333464B2 (ja) | 1998-04-15 | 2002-10-15 | 旭ファイバーグラス株式会社 | 熱可塑性樹脂複合ガラス繊維基材及びその製造方法 |
| US9114589B2 (en) * | 2012-06-14 | 2015-08-25 | The Boeing Company | Bicomponent fibers containing nano-filaments for use in optically transparent composites |
-
1991
- 1991-03-30 JP JP9317391A patent/JP3060581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04222243A (ja) | 1992-08-12 |
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