JP3356451B2 - 耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料およびその製造方法 - Google Patents
耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス繊維強化熱可塑
性樹脂複合材料、特に抄紙技術の応用による該複合材料
の製造方法に関する。
性樹脂複合材料、特に抄紙技術の応用による該複合材料
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂の成形上の特長を生かしつ
つ、高剛性および高強度という特性を付加する手段とし
て、高弾性率繊維の添加による複合化技術が知られてい
る。高弾性率繊維としては、通常安価なガラス繊維が使
用され、複合化された熱可塑性樹脂は、軽量性と高剛性
および高強度が要求される種々の構造部材用の素材とし
て使用される。これらの素材は通常、マトリックスであ
る熱可塑性樹脂の融点以上に熱せられた後に成形され、
形状を付与されるのであるが、特にプレス機を使用した
成形また大型部品の成形に適する板状あるいはシート状
の素材を製造する方法として、下記の２方法が公知であ
る。
つ、高剛性および高強度という特性を付加する手段とし
て、高弾性率繊維の添加による複合化技術が知られてい
る。高弾性率繊維としては、通常安価なガラス繊維が使
用され、複合化された熱可塑性樹脂は、軽量性と高剛性
および高強度が要求される種々の構造部材用の素材とし
て使用される。これらの素材は通常、マトリックスであ
る熱可塑性樹脂の融点以上に熱せられた後に成形され、
形状を付与されるのであるが、特にプレス機を使用した
成形また大型部品の成形に適する板状あるいはシート状
の素材を製造する方法として、下記の２方法が公知であ
る。
【０００３】一つは、マット状のガラス繊維に熱可塑性
樹脂を含浸させてガラス繊維強化複合体を製造する方法
（以下、乾式法と称する）であって、例えば特公平０２
−５１９２８号等にその改良技術が見られる。他方は抄
紙技術の応用によるもので、微小気泡を含む界面活性剤
含有水性媒体中で平均長さ７〜５０ｍｍのガラス繊維の
チョップと粒状の熱可塑性樹脂を分散させ、この分散液
を多孔性支持体上で抄くことによりシート状のウェブを
調製し、このウェブに熱と圧力を加えて、緻密な固化し
たガラス繊維強化複合体を製造する方法（以下、湿式法
と称する）であって、この技術は特公平０２−４８２４
３号や特開昭６０−１５８２２７号に開示されている。
樹脂を含浸させてガラス繊維強化複合体を製造する方法
（以下、乾式法と称する）であって、例えば特公平０２
−５１９２８号等にその改良技術が見られる。他方は抄
紙技術の応用によるもので、微小気泡を含む界面活性剤
含有水性媒体中で平均長さ７〜５０ｍｍのガラス繊維の
チョップと粒状の熱可塑性樹脂を分散させ、この分散液
を多孔性支持体上で抄くことによりシート状のウェブを
調製し、このウェブに熱と圧力を加えて、緻密な固化し
たガラス繊維強化複合体を製造する方法（以下、湿式法
と称する）であって、この技術は特公平０２−４８２４
３号や特開昭６０−１５８２２７号に開示されている。
【０００４】本発明は、上記２種の技術のうち、後者の
抄紙技術の応用によるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合
材の製造法の改良に関するものである。
抄紙技術の応用によるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合
材の製造法の改良に関するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】湿式法で得られるガラ
ス繊維強化複合材では、ガラス繊維の平均長さが７〜５
０ｍｍと比較的短く、かつモノフィラメントに完全に解
繊した状態で均一に分布しているため、マトリックスで
ある熱可塑性樹脂の融点以上に熱した該素材を下面に配
置された金型上に配置し、上方に配置された金型で閉
じ、プレス機で加圧成形するさいに、ガラス樹脂は樹脂
と共に均一に流動し、リブやボス等の端部にまで均一に
充填されるという特長がある。
ス繊維強化複合材では、ガラス繊維の平均長さが７〜５
０ｍｍと比較的短く、かつモノフィラメントに完全に解
繊した状態で均一に分布しているため、マトリックスで
ある熱可塑性樹脂の融点以上に熱した該素材を下面に配
置された金型上に配置し、上方に配置された金型で閉
じ、プレス機で加圧成形するさいに、ガラス樹脂は樹脂
と共に均一に流動し、リブやボス等の端部にまで均一に
充填されるという特長がある。
【０００６】一方、乾式法で製造されるガラス繊維強化
複合材ではマット状のガラス繊維を使用しているため
に、上述の成形時に、マット状ガラス繊維は樹脂と共に
均一流動し難く、特にリブやボス等の端部には充填が困
難であり、得られる成形品の端部にはほとんど樹脂のみ
が充填されているので補強効果がなく、リブ付けによる
剛性向上効果には有効ではない。
複合材ではマット状のガラス繊維を使用しているため
に、上述の成形時に、マット状ガラス繊維は樹脂と共に
均一流動し難く、特にリブやボス等の端部には充填が困
難であり、得られる成形品の端部にはほとんど樹脂のみ
が充填されているので補強効果がなく、リブ付けによる
剛性向上効果には有効ではない。
【０００７】このように、湿式法で得られるガラス繊維
強化複合材は、成形品としての剛性向上効果、特にリ
ブ、ボス付き成形品に対する剛性向上効果が大であると
いう特長を有する。しかしながら、比較的短いガラス繊
維を使用するために乾式法のマット状ガラス繊維を使用
したものに比べて、耐衝撃性に劣るという欠点があり、
耐衝撃性の要求される部品の素材としては問題があっ
た。
強化複合材は、成形品としての剛性向上効果、特にリ
ブ、ボス付き成形品に対する剛性向上効果が大であると
いう特長を有する。しかしながら、比較的短いガラス繊
維を使用するために乾式法のマット状ガラス繊維を使用
したものに比べて、耐衝撃性に劣るという欠点があり、
耐衝撃性の要求される部品の素材としては問題があっ
た。
【０００８】
【課題を解決するための手段】一般に耐衝撃性は衝撃破
壊時の吸収エネルギーの大小によって決定される。特に
ガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材の場合、樹脂の破断
および変形エネルギーに比べてガラス繊維の破断および
変形エネルギーの方が圧倒的に大きいため、該複合材の
耐衝撃性はガラス繊維の受容可能な破断および変形エネ
ルギーによって支配される。
壊時の吸収エネルギーの大小によって決定される。特に
ガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材の場合、樹脂の破断
および変形エネルギーに比べてガラス繊維の破断および
変形エネルギーの方が圧倒的に大きいため、該複合材の
耐衝撃性はガラス繊維の受容可能な破断および変形エネ
ルギーによって支配される。
【０００９】乾式法のガラス繊維強化複合材の場合、ガ
ラス繊維はマット状でガラス繊維あるいはガラス繊維束
が実質的に相互に物理的に結束されているために、衝撃
を受けた時に破断面からガラス繊維あるいはガラス繊維
束がすべり抜け出ることはなく、衝撃エネルギーはガラ
ス繊維の変形エネルギーに一部変換され、変形がある臨
界値を越えた時に破壊が生じて破断エネルギーとして吸
収される。この繊維がすべり抜けないという特長のため
に、乾式法による複合材では、実質的に全てのガラス繊
維の変形と破断エネルギーで衝撃を吸収する。
ラス繊維はマット状でガラス繊維あるいはガラス繊維束
が実質的に相互に物理的に結束されているために、衝撃
を受けた時に破断面からガラス繊維あるいはガラス繊維
束がすべり抜け出ることはなく、衝撃エネルギーはガラ
ス繊維の変形エネルギーに一部変換され、変形がある臨
界値を越えた時に破壊が生じて破断エネルギーとして吸
収される。この繊維がすべり抜けないという特長のため
に、乾式法による複合材では、実質的に全てのガラス繊
維の変形と破断エネルギーで衝撃を吸収する。
【００１０】一方、湿式法の場合には、ガラス繊維平均
長さが７〜５０ｍｍと比較的短いために、破断面近傍に
その繊維の一端が位置するものが確率的に存在し、これ
らの繊維は衝撃を受けた時に変形破断することなく複合
材破断面からすべり抜けてしまうため、吸収エネルギー
は小となる。湿式法の耐衝撃性を向上するための一つの
方策は、上述の説明から明らかな如く、ガラス繊維長さ
を大とすることですべり抜けを防止することであるが、
前述したように、ガラス繊維が比較的短いために成形品
の端部、特にリブ、ボス等の末端にまでガラス繊維が充
填されるという、湿式法の特長を低下せしめるものであ
る。したがって、ガラス繊維の長繊維化をもたらすこと
なく、耐衝撃性の向上をもたらす技術が望まれていた。
長さが７〜５０ｍｍと比較的短いために、破断面近傍に
その繊維の一端が位置するものが確率的に存在し、これ
らの繊維は衝撃を受けた時に変形破断することなく複合
材破断面からすべり抜けてしまうため、吸収エネルギー
は小となる。湿式法の耐衝撃性を向上するための一つの
方策は、上述の説明から明らかな如く、ガラス繊維長さ
を大とすることですべり抜けを防止することであるが、
前述したように、ガラス繊維が比較的短いために成形品
の端部、特にリブ、ボス等の末端にまでガラス繊維が充
填されるという、湿式法の特長を低下せしめるものであ
る。したがって、ガラス繊維の長繊維化をもたらすこと
なく、耐衝撃性の向上をもたらす技術が望まれていた。
【００１１】本発明者らは、鋭意研究の結果、モノフィ
ラメント化していない集束した状態で平均長さ７〜５０
ｍｍのガラス繊維のチョップ（未解繊のガラス繊維束）
を存在せしめることにより、衝撃強度の向上が可能なこ
とを見い出した。すなわち、湿式法では均一に分散した
モノフィラメント化した状態でガラス繊維は複合材中に
分布しているので、衝撃に対してモノフィラメントが耐
えることなく破断あるいはすべり抜けを起こし、破断面
が進行して行くのに対し、集束したガラス繊維のチョッ
プが破断面途中に存在すれば、衝撃を集束したチョップ
全体で受けるため、結果としてガラス繊維一本当たりの
受ける衝撃は小さくなり、この部分で衝撃が緩和される
ので破断進行の障壁となるのである。
ラメント化していない集束した状態で平均長さ７〜５０
ｍｍのガラス繊維のチョップ（未解繊のガラス繊維束）
を存在せしめることにより、衝撃強度の向上が可能なこ
とを見い出した。すなわち、湿式法では均一に分散した
モノフィラメント化した状態でガラス繊維は複合材中に
分布しているので、衝撃に対してモノフィラメントが耐
えることなく破断あるいはすべり抜けを起こし、破断面
が進行して行くのに対し、集束したガラス繊維のチョッ
プが破断面途中に存在すれば、衝撃を集束したチョップ
全体で受けるため、結果としてガラス繊維一本当たりの
受ける衝撃は小さくなり、この部分で衝撃が緩和される
ので破断進行の障壁となるのである。
【００１２】本発明は、この知見に基づきなされたもの
で、平均長さ７ｍｍ〜５０ｍｍの強化用ガラス繊維２０
〜７０重量％と熱可塑性樹脂３０〜８０重量％からな
り、該強化用ガラス繊維のうち１０〜６０重量％がエポ
キシ系エマルジョン、メラミン系エマルジョンおよびポ
リオレフィン系エマルジョンから選ばれる集束剤の処理
により未解繊チョップドストランド形態を維持したもの
であり、残余はモノフィラメントであることを特徴とす
る耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材
料を提供するものである。さらに本発明では、このガラ
ス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料プレス成形品も提供さ
れる。また、本発明は、平均長さ７ｍｍ〜５０ｍｍの強
化用ガラス繊維２０〜７０重量％と粒状の熱可塑性樹脂
３０〜８０重量％とを空気の微小気泡が分散した界面活
性剤含有水性媒体に分散させて分散液を調整し、この分
散液を多孔性支持体で抄くことによりシート状のウェブ
を調整し、このシートに熱と圧力を加えてシートを固化
させ、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を製造する
方法において、前記強化用ガラス繊維のうち１０〜６０
重量％を前記界面活性剤含有水性媒体に実質的に不溶の
集束剤であるエポキシ系エマルジョン、メラミン系エマ
ルジョンおよびポリオレフィン系エマルジョンから選ば
れる集束剤で処理したガラス繊維集合束を用いることを
特徴とする耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹
脂複合材料の製造方法を提供するものである。
で、平均長さ７ｍｍ〜５０ｍｍの強化用ガラス繊維２０
〜７０重量％と熱可塑性樹脂３０〜８０重量％からな
り、該強化用ガラス繊維のうち１０〜６０重量％がエポ
キシ系エマルジョン、メラミン系エマルジョンおよびポ
リオレフィン系エマルジョンから選ばれる集束剤の処理
により未解繊チョップドストランド形態を維持したもの
であり、残余はモノフィラメントであることを特徴とす
る耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材
料を提供するものである。さらに本発明では、このガラ
ス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料プレス成形品も提供さ
れる。また、本発明は、平均長さ７ｍｍ〜５０ｍｍの強
化用ガラス繊維２０〜７０重量％と粒状の熱可塑性樹脂
３０〜８０重量％とを空気の微小気泡が分散した界面活
性剤含有水性媒体に分散させて分散液を調整し、この分
散液を多孔性支持体で抄くことによりシート状のウェブ
を調整し、このシートに熱と圧力を加えてシートを固化
させ、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を製造する
方法において、前記強化用ガラス繊維のうち１０〜６０
重量％を前記界面活性剤含有水性媒体に実質的に不溶の
集束剤であるエポキシ系エマルジョン、メラミン系エマ
ルジョンおよびポリオレフィン系エマルジョンから選ば
れる集束剤で処理したガラス繊維集合束を用いることを
特徴とする耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹
脂複合材料の製造方法を提供するものである。
【００１３】
【作用】以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明
は、以上に詳述した湿式法において、強化用ガラス繊維
の一部、即ち、１０〜６０重量％を、未解繊チョップド
ストランド形態に維持する。その維持方法は任意である
が次の方法によるがのよい。すなわち、強化用ガラス繊
維の一部を界面活性剤含有水性媒体に実質的に不溶性の
集束剤を塗布したガラス繊維集合束を用いるのが特長で
ある。このように集束剤で処理したガラス繊維集合束は
分散工程において、実質的に解繊することなくウェブ中
に集合束のまま均一に存在するので、この結果、得られ
るガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の耐衝撃性は向
上するのである。
は、以上に詳述した湿式法において、強化用ガラス繊維
の一部、即ち、１０〜６０重量％を、未解繊チョップド
ストランド形態に維持する。その維持方法は任意である
が次の方法によるがのよい。すなわち、強化用ガラス繊
維の一部を界面活性剤含有水性媒体に実質的に不溶性の
集束剤を塗布したガラス繊維集合束を用いるのが特長で
ある。このように集束剤で処理したガラス繊維集合束は
分散工程において、実質的に解繊することなくウェブ中
に集合束のまま均一に存在するので、この結果、得られ
るガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の耐衝撃性は向
上するのである。
【００１４】界面活性剤含有水性媒体に実質的に不溶性
の集束剤としては、通常使用されるエポキシ系、メラミ
ン系、ポリオレフィン系エマルジョン等の公知のものが
用いられる。これらの集束剤があらかじめ塗布されたガ
ラス繊維集合束を使用する。エポキシ系エマルジョンと
しては、ビスフェノールＡ型、エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック樹脂グリシジルエ
ーテル、脂環族エポキシ樹脂、および脂肪族系グリシジ
ルエーテルなどが、メラミン系エマルジョンとしては、
メラミン樹脂、変性メラミン樹脂などが、またポリオレ
フィン系エマルジョンとしては、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、ポリスチ
レン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂やポリアクリル酸メチ
ル、ポリアクリル酸エチル、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリルなどの
アクリル樹脂などが代表的に挙げられる。
の集束剤としては、通常使用されるエポキシ系、メラミ
ン系、ポリオレフィン系エマルジョン等の公知のものが
用いられる。これらの集束剤があらかじめ塗布されたガ
ラス繊維集合束を使用する。エポキシ系エマルジョンと
しては、ビスフェノールＡ型、エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック樹脂グリシジルエ
ーテル、脂環族エポキシ樹脂、および脂肪族系グリシジ
ルエーテルなどが、メラミン系エマルジョンとしては、
メラミン樹脂、変性メラミン樹脂などが、またポリオレ
フィン系エマルジョンとしては、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、ポリスチ
レン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂やポリアクリル酸メチ
ル、ポリアクリル酸エチル、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリルなどの
アクリル樹脂などが代表的に挙げられる。
【００１５】このマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂
は、熱可塑性であればよく、例えばポリオレフィン系の
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ尿素系樹脂
等があげられる。ポリオレフィン系樹脂においては例え
ば、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびその変性物、
共重合体、その混合物など、すなわちマレイン酸変性ポ
リプロピレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、ア
クリル酸変性ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共
重合体、ポリプロピレンとプロピレン−エチレン共重合
体の混合物などがあげられらる。
は、熱可塑性であればよく、例えばポリオレフィン系の
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ尿素系樹脂
等があげられる。ポリオレフィン系樹脂においては例え
ば、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびその変性物、
共重合体、その混合物など、すなわちマレイン酸変性ポ
リプロピレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、ア
クリル酸変性ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共
重合体、ポリプロピレンとプロピレン−エチレン共重合
体の混合物などがあげられらる。
【００１６】耐衝撃性の向上は、この未解繊の集合束に
よってもたらされるものであり、実質的に耐衝撃性を向
上させるには、全ガラス繊維の１０重量％以上が必要で
ある。しかしながら、未解繊集合束の比率を過度に上昇
させると、熱可塑性樹脂と接触が不十分なガラス繊維の
比率が増すので、結果的に曲げ強度等の静的強度特性が
低下する。この理由から未解繊集合束の全ガラス繊維に
占める割合は６０重量％以下とする必要がある。
よってもたらされるものであり、実質的に耐衝撃性を向
上させるには、全ガラス繊維の１０重量％以上が必要で
ある。しかしながら、未解繊集合束の比率を過度に上昇
させると、熱可塑性樹脂と接触が不十分なガラス繊維の
比率が増すので、結果的に曲げ強度等の静的強度特性が
低下する。この理由から未解繊集合束の全ガラス繊維に
占める割合は６０重量％以下とする必要がある。
【００１７】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
明する。
【００１８】（実施例１）特開昭６０−１５８２２７号
に記載の公知の湿式製造法にならい、しかし、連続的に
ではなく、実験室用抄紙機（３０×３０ｃｍ抄紙面積）
を用いて、本発明の実施を行なった。即ち、水溶性集束
剤ポリビニルアルコール塗布処理された径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維からなるチョップ３０重量
％、非水溶性のビスフェノールＡ型エポキシエマルジョ
ンで塗布処理された、径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍの
ガラス繊維からなるチョップ１０重量％および粒状ポリ
プロピレン（平均径約５５０μｍ）６０重量％を、界面
活性剤ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．８重
量％水溶液中で撹拌、起泡して調製した分散液を抄紙し
て目付け１０００g/m2のウェブを作製した。ウェブは乾
燥後、３枚重ね、２２０℃の温度まで予熱した後、冷却
盤間に配置し、３kg/cm2の圧力でプレスして、固化した
緻密なガラス繊維強化複合材を得た。この材料をＪＩＳ
Ｋ７１１０、Ｋ７２０３に定める方法により曲げ強度
とＩＺＯＤ衝撃強度を測定した。その結果を表１に示
す。これから本発明のものは優れた特性を有することが
明らかである。
に記載の公知の湿式製造法にならい、しかし、連続的に
ではなく、実験室用抄紙機（３０×３０ｃｍ抄紙面積）
を用いて、本発明の実施を行なった。即ち、水溶性集束
剤ポリビニルアルコール塗布処理された径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維からなるチョップ３０重量
％、非水溶性のビスフェノールＡ型エポキシエマルジョ
ンで塗布処理された、径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍの
ガラス繊維からなるチョップ１０重量％および粒状ポリ
プロピレン（平均径約５５０μｍ）６０重量％を、界面
活性剤ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．８重
量％水溶液中で撹拌、起泡して調製した分散液を抄紙し
て目付け１０００g/m2のウェブを作製した。ウェブは乾
燥後、３枚重ね、２２０℃の温度まで予熱した後、冷却
盤間に配置し、３kg/cm2の圧力でプレスして、固化した
緻密なガラス繊維強化複合材を得た。この材料をＪＩＳ
Ｋ７１１０、Ｋ７２０３に定める方法により曲げ強度
とＩＺＯＤ衝撃強度を測定した。その結果を表１に示
す。これから本発明のものは優れた特性を有することが
明らかである。
【００１９】（実施例２）特開昭６０−１５８２２７号
に記載の公知の湿式製造法にならい、しかし、連続的に
ではなく、実験室用抄紙機（３０×３０ｃｍ抄紙面積）
を用いて、本発明の実施を行なった。即ち、水溶性集束
剤ポリビニルアルコール塗布処理された径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維からなるチョップ３０重量
％、非水溶性のメラミン樹脂エマルジョンで塗布処理さ
れた、径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍのガラス繊維から
なるチョップ１０重量％および粒状ポリプロピレン（平
均径約５５０μｍ）６０重量％を、界面活性剤ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム０．８重量％水溶液中で
撹拌、起泡して調製した分散液を抄紙して目付け１００
０g/m2のウェブを作製した。ウェブは乾燥後、３枚重
ね、２２０℃の温度まで予熱した後、冷却盤間に配置
し、３kg/cm2の圧力でプレスして、固化した緻密なガラ
ス繊維強化複合材を得た。この材料をＪＩＳ Ｋ７１１
０、Ｋ７２０３に定める方法により曲げ強度とＩＺＯＤ
衝撃強度を測定した。その結果を表１に示す。これから
本発明のものは優れた特性を有することが明らかであ
る。
に記載の公知の湿式製造法にならい、しかし、連続的に
ではなく、実験室用抄紙機（３０×３０ｃｍ抄紙面積）
を用いて、本発明の実施を行なった。即ち、水溶性集束
剤ポリビニルアルコール塗布処理された径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維からなるチョップ３０重量
％、非水溶性のメラミン樹脂エマルジョンで塗布処理さ
れた、径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍのガラス繊維から
なるチョップ１０重量％および粒状ポリプロピレン（平
均径約５５０μｍ）６０重量％を、界面活性剤ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム０．８重量％水溶液中で
撹拌、起泡して調製した分散液を抄紙して目付け１００
０g/m2のウェブを作製した。ウェブは乾燥後、３枚重
ね、２２０℃の温度まで予熱した後、冷却盤間に配置
し、３kg/cm2の圧力でプレスして、固化した緻密なガラ
ス繊維強化複合材を得た。この材料をＪＩＳ Ｋ７１１
０、Ｋ７２０３に定める方法により曲げ強度とＩＺＯＤ
衝撃強度を測定した。その結果を表１に示す。これから
本発明のものは優れた特性を有することが明らかであ
る。
【００２０】（実施例３）特開昭６０−１５８２２７号
に記載の公知の湿式製造法にならい、しかし、連続的に
ではなく、実験室用抄紙機（３０×３０ｃｍ抄紙面積）
を用いて、本発明の実施を行なった。即ち、水溶性集束
剤ポリビニルアルコール塗布処理された径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維からなるチョップ３０重量
％、非水溶性のポリスチレンエマルジョンで塗布処理さ
れた、径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍのガラス繊維から
なるチョップ１０重量％および粒状ポリプロピレン（平
均径約５５０μｍ）６０重量％を、界面活性剤ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム０．８重量％水溶液中で
撹拌、起泡して調製した分散液を抄紙して目付け１００
０g/m2のウェブを作製した。ウェブは乾燥後、３枚重
ね、２２０℃の温度まで予熱した後、冷却盤間に配置
し、３kg/cm2の圧力でプレスして、固化した緻密なガラ
ス繊維強化複合材を得た。この材料をＪＩＳ Ｋ７１１
０、Ｋ７２０３に定める方法により曲げ強度とＩＺＯＤ
衝撃強度を測定した。その結果を表１に示す。これから
本発明のものは優れた特性を有することが明らかであ
る。
に記載の公知の湿式製造法にならい、しかし、連続的に
ではなく、実験室用抄紙機（３０×３０ｃｍ抄紙面積）
を用いて、本発明の実施を行なった。即ち、水溶性集束
剤ポリビニルアルコール塗布処理された径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維からなるチョップ３０重量
％、非水溶性のポリスチレンエマルジョンで塗布処理さ
れた、径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍのガラス繊維から
なるチョップ１０重量％および粒状ポリプロピレン（平
均径約５５０μｍ）６０重量％を、界面活性剤ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム０．８重量％水溶液中で
撹拌、起泡して調製した分散液を抄紙して目付け１００
０g/m2のウェブを作製した。ウェブは乾燥後、３枚重
ね、２２０℃の温度まで予熱した後、冷却盤間に配置
し、３kg/cm2の圧力でプレスして、固化した緻密なガラ
ス繊維強化複合材を得た。この材料をＪＩＳ Ｋ７１１
０、Ｋ７２０３に定める方法により曲げ強度とＩＺＯＤ
衝撃強度を測定した。その結果を表１に示す。これから
本発明のものは優れた特性を有することが明らかであ
る。
【００２１】（比較例１）比較のために、ガラス繊維が
全量モノフィラメントに解繊した複合材を試作した。即
ち、ガラス繊維４０重量％を全量水溶性集束剤ポリビニ
ルアルコール塗布処理の径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍ
のガラス繊維からなるチョップとし、他は実施例１と同
じ条件でガラス繊維複合材を試作し、その特性を評価し
た。表１からわかるように、実施例１に比べ、約２／３
の衝撃強度しか得られなかった。目視観察でガラス繊維
はほぼ完全にモノフィラメントとなっていることが確認
された。
全量モノフィラメントに解繊した複合材を試作した。即
ち、ガラス繊維４０重量％を全量水溶性集束剤ポリビニ
ルアルコール塗布処理の径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍ
のガラス繊維からなるチョップとし、他は実施例１と同
じ条件でガラス繊維複合材を試作し、その特性を評価し
た。表１からわかるように、実施例１に比べ、約２／３
の衝撃強度しか得られなかった。目視観察でガラス繊維
はほぼ完全にモノフィラメントとなっていることが確認
された。
【００２２】（比較例２）比較のために、未解繊集合束
の比率を５重量％とした複合材を試作した。即ち、３８
重量％のポリビニルアルコール塗布処理の径１１μｍ、
平均長さ１３ｍｍのガラス繊維チョップ、および２重量
％のビスフェノールＡ型エポキシエマルジョン塗布処理
の径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍのガラス繊維チョップ
を用い、他は実施例１と同一条件で複合材を比較し、そ
の特性を評価した。その結果を示す表１から明らかなよ
うに、これは実施例１に比べ約２／３の衝撃強度しかな
く、比較例１とほぼ同一特性であり、未解繊集合束の効
果は認められない。
の比率を５重量％とした複合材を試作した。即ち、３８
重量％のポリビニルアルコール塗布処理の径１１μｍ、
平均長さ１３ｍｍのガラス繊維チョップ、および２重量
％のビスフェノールＡ型エポキシエマルジョン塗布処理
の径１１μｍ、平均長さ１３ｍｍのガラス繊維チョップ
を用い、他は実施例１と同一条件で複合材を比較し、そ
の特性を評価した。その結果を示す表１から明らかなよ
うに、これは実施例１に比べ約２／３の衝撃強度しかな
く、比較例１とほぼ同一特性であり、未解繊集合束の効
果は認められない。
【００２３】（比較例３）比較のために、未解繊集合束
の比率を７０％とした複合材を試作した。即ち、１２重
量％のポリビニルアルコール塗布処理の径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維チョップと２８重量％のビ
スフェノールＡ型エポキシエマルジョン塗布処理の径１
１μｍ、平均長さ１３μｍのガラス繊維チョップを用
い、他は実施例１と同一条件で複合材を比較し、その特
性を評価した。その結果を示す表１から、曲げ強度は、
実施例１および比較例１、２よりも低下しており、衝撃
強度も実施例の７５％であることがわかる。
の比率を７０％とした複合材を試作した。即ち、１２重
量％のポリビニルアルコール塗布処理の径１１μｍ、平
均長さ１３ｍｍのガラス繊維チョップと２８重量％のビ
スフェノールＡ型エポキシエマルジョン塗布処理の径１
１μｍ、平均長さ１３μｍのガラス繊維チョップを用
い、他は実施例１と同一条件で複合材を比較し、その特
性を評価した。その結果を示す表１から、曲げ強度は、
実施例１および比較例１、２よりも低下しており、衝撃
強度も実施例の７５％であることがわかる。
【００２４】
【００２５】
【発明の効果】本発明により、湿式法ガラス繊維強化熱
可塑性樹脂複合材の欠点である耐衝撃性の向上がはから
れ、この結果、従来は適用が困難であった耐衝撃性の要
求される部品への応用が可能となった。このことは、軽
量化用素材としての使用可能部位が増加したことであ
り、軽量化による移動機械類のエネルギー削減にも効果
を与えるものである。
可塑性樹脂複合材の欠点である耐衝撃性の向上がはから
れ、この結果、従来は適用が困難であった耐衝撃性の要
求される部品への応用が可能となった。このことは、軽
量化用素材としての使用可能部位が増加したことであ
り、軽量化による移動機械類のエネルギー削減にも効果
を与えるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−163109（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−243543（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−225533（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−319555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−36638（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−35908（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−140336（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−41856（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−208405（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−47740（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 5/04 B29B 11/16 B29B 15/08 D21H 13/40
Claims (3)
- 【請求項１】平均長さ７ｍｍ〜５０ｍｍの強化用ガラス
繊維２０〜７０重量％と熱可塑性樹脂３０〜８０重量％
からなり、該強化用ガラス繊維のうち１０〜６０重量％
がエポキシ系エマルジョン、メラミン系エマルジョンお
よびポリオレフィン系エマルジョンから選ばれる集束剤
の処理により未解繊チョップドストランド形態を維持し
たものであり、残余はモノフィラメントであることを特
徴とする耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂
複合材料。 - 【請求項２】平均長さ７ｍｍ〜５０ｍｍの強化用ガラス
繊維２０〜７０重量％と粒状の熱可塑性樹脂３０〜８０
重量％とを空気の微小気泡が分散した界面活性剤含有水
性媒体に分散させて分散液を調整し、この分散液を多孔
性支持体で抄くことによりシート状のウェブを調整し、
このシートに熱と圧力を加えてシートを固化させ、ガラ
ス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料を製造する方法におい
て、前記強化用ガラス繊維のうち１０〜６０重量％を前
記界面活性剤含有水性媒体に不溶のエポキシ系エマルジ
ョン、メラミン系エマルジョンおよびポリオレフィン系
エマルジョンから選ばれる集束剤で処理したガラス繊維
集合束を用いることを特徴とする耐衝撃性に優れるガラ
ス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料の製造方法。 - 【請求項３】請求項１に記載のガラス繊維強化熱可塑性
樹脂複合材料からなるプレス成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30292091A JP3356451B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30292091A JP3356451B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140335A JPH05140335A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3356451B2 true JP3356451B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=17914714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30292091A Expired - Fee Related JP3356451B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 耐衝撃性に優れるガラス繊維強化熱可塑性樹脂複合材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3356451B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017110532A1 (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 東レ株式会社 | 構造体 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3279243B1 (en) * | 2015-03-30 | 2019-11-06 | Toray Industries, Inc. | Fiber-reinforced resin molding material and method for producing same |
| JP6724757B2 (ja) * | 2016-12-08 | 2020-07-15 | 王子ホールディングス株式会社 | ガラス繊維不織布、複合体、繊維強化熱可塑性樹脂シート、金属張積層シート、ガラス繊維不織布の製造方法および繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30292091A patent/JP3356451B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017110532A1 (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 東レ株式会社 | 構造体 |
| KR20180084915A (ko) | 2015-12-25 | 2018-07-25 | 도레이 카부시키가이샤 | 구조체 |
| US10787548B2 (en) | 2015-12-25 | 2020-09-29 | Toray Industries, Inc. | Structure material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05140335A (ja) | 1993-06-08 |
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