JP4876377B2 - Method for producing flat glass fiber-containing pellets - Google Patents
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Description
本発明は、扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a flat glass fiber-containing pellets.
ガラス繊維で強化された熱可塑性樹脂成型物は、一般に、ガラス繊維フィラメントを複数束ねて所定の長さに切断したガラス繊維チョップドストランドを、熱可塑性樹脂ペレットとともに溶融混合し、これを射出成型して製造される。 Generally, a thermoplastic resin molding reinforced with glass fibers is obtained by melt-mixing glass fiber chopped strands obtained by bundling a plurality of glass fiber filaments and cutting them into a predetermined length together with thermoplastic resin pellets, and then subjecting the mixture to injection molding. Manufactured.
しかし、この製造方法では、射出成型時にガラス繊維が粉砕されてしまうことが多く、最終製品に残存するガラス繊維の繊維長が極端に短くなり、強度(引張強度等)や耐衝撃性が不十分となる。また、ガラス繊維フィラメントが射出成型時の樹脂の流れに伴い配向して、成型物に方向性が出てしまい、反りが発生することがある。 However, in this manufacturing method, the glass fiber is often crushed during injection molding, the fiber length of the glass fiber remaining in the final product becomes extremely short, and the strength (tensile strength, etc.) and impact resistance are insufficient. It becomes. Further, the glass fiber filament may be oriented with the flow of the resin at the time of injection molding, so that the molded product may have directionality and warp may occur.
このような問題を解決するために、円形断面のガラス繊維フィラメントを用いたガラス繊維チョップドストランドに代えて、断面が扁平な扁平ガラス繊維を用い、これを熱可塑性樹脂と混合溶融して射出成型する方法が提案されている(特許文献1)。また、長尺のガラス繊維に熱可塑性樹脂を含浸させた後に切断したペレットを用いることも検討されている(特許文献2)。
特許文献1記載の方法では、確かに、引張強度が向上し、成型物に方向性が生じてしまうことも防止され、表面平滑性や反り防止にも効果がある。しかしながら、耐衝撃性(衝撃強度)については、用いる熱可塑性樹脂の種類を変えると、円形断面のガラス繊維を用いた場合と同程度に低下する場合があり、熱可塑性樹脂をポリアミド樹脂にした場合この現象が顕著に生じる問題がある。この理由は定かではないが、熱可塑性樹脂の溶融粘度及び熱可塑性樹脂とガラス繊維フィラメントとの接着性の影響により、成型時の熱可塑性樹脂中での繊維束の流動性と分散性のバランスが崩れることがあるためと考えられる。 In the method described in Patent Document 1, it is true that the tensile strength is improved, the directionality of the molded product is prevented, and surface smoothness and warpage prevention are also effective. However, with regard to impact resistance (impact strength), if the type of thermoplastic resin used is changed, it may be reduced to the same extent as when glass fibers having a circular cross section are used. When the thermoplastic resin is a polyamide resin There is a problem that this phenomenon occurs remarkably. The reason for this is not clear, but due to the influence of the melt viscosity of the thermoplastic resin and the adhesiveness between the thermoplastic resin and the glass fiber filament, the balance between the fluidity and dispersibility of the fiber bundle in the thermoplastic resin at the time of molding. It is thought that it may collapse.
一方、特許文献2記載の方法では、引張強度、及び衝撃強度の向上は期待できるが、反りを防止して表面平滑性を向上させることが困難である。 On the other hand, the method described in Patent Document 2 can be expected to improve tensile strength and impact strength, but it is difficult to prevent warpage and improve surface smoothness.
そこで、本発明の目的は、熱可塑性樹脂としてポリアミド樹脂を用いた場合であっても、引張強度に優れるのみならず、衝撃強度に優れ、反りの発生が抑制されており、表面平滑性も向上したガラス繊維及び熱可塑性樹脂を含む扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法を提供することにある。 Therefore, even if a polyamide resin is used as a thermoplastic resin, the object of the present invention is not only excellent in tensile strength, but also excellent in impact strength, suppressed warpage, and improved surface smoothness. It is to provide a method for producing a flat glass fiber-containing pellet comprising the glass fibers and thermoplastic resin.
上記目的を達成するため、本発明は、オレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂のいずれかを皮膜形成剤とする集束剤成分が付着しており、断面が楕円又は長径方向に直線部を有する長円形状であり、扁平率が3〜8の長尺扁平ガラス繊維フィラメントを500〜8000本引き揃えて配列させた繊維束を、熱溶融した熱可塑性樹脂とともに、貫通孔が形成されているダイスの当該貫通孔に通して引き抜いて、引き抜いて得られた、熱可塑性樹脂が付着した繊維束を切断する、扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention has a sizing agent component having any one of an olefin resin, a urethane resin, an acrylic resin, and an epoxy resin as a film-forming agent, and the cross section is an ellipse or a straight line in the major axis direction. A through hole is formed together with a heat-melted thermoplastic resin, a fiber bundle in which 500 to 8000 long flat glass fiber filaments having an oblateness of 3 to 8 are aligned and arranged. The present invention provides a method for producing a flat glass fiber-containing pellet, wherein a fiber bundle to which a thermoplastic resin is adhered is obtained by pulling through a through-hole of a die that has been pulled out.
このような扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法にて製造された扁平ガラス繊維含有ペレットを用いて射出成型によりガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物を製造すると、成型時のガラス繊維粉砕に伴うガラス繊維の短繊維化を抑制することができる。これにより、引張強度のみならず、衝撃強度も向上し、且つ成型物に方向性が生じてしまう現象も抑制され、反りが防止されて表面平滑性も向上する。更には、熱可塑性樹脂の種類によらず上記効果が発揮され、従来困難であったポリアミド樹脂についても安定した特性が得られる。 When a glass fiber-containing thermoplastic resin molding is produced by injection molding using the flat glass fiber-containing pellet produced by such a method for producing a flat glass fiber-containing pellet, Short fiber formation can be suppressed. As a result, not only the tensile strength but also the impact strength is improved, and the phenomenon that directionality occurs in the molded product is suppressed, warping is prevented, and the surface smoothness is also improved. Furthermore, the above effect is exhibited regardless of the type of thermoplastic resin, and stable characteristics can be obtained even for polyamide resins that have been difficult in the past.
扁平ガラス繊維フィラメントは繊維長2〜50mmであり、ペレット中に配列させる扁平ガラス繊維フィラメントの数は4000〜8000本であることが好ましい。このような構成を採用することにより、上記効果を顕著に発揮させることができる。 The flat glass fiber filament has a fiber length of 2 to 50 mm, and the number of flat glass fiber filaments arranged in the pellet is preferably 400 to 8000. By adopting such a configuration, the above effects can be remarkably exhibited.
また、上記の扁平ガラス繊維含有ペレットは、上記の扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法によって効率的に製造することが可能である。
また、貫通孔は円形であることが好ましい。
また、繊維束がダイスを直線的に進行することが好ましい。
Moreover, said flat glass fiber containing pellet can be efficiently manufactured with the manufacturing method of said flat glass fiber containing pellet .
The through hole is preferably circular.
Moreover, it is preferable that the fiber bundle advances linearly through the die.
熱可塑性樹脂としてポリアミド樹脂を用いた場合であっても、引張強度に優れるのみならず、衝撃強度に優れ、反りの発生が抑制されており、表面平滑性も向上したガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物及びその製造方法が提供される。また、このようなガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物を製造するために用いられる、ガラス繊維及び熱可塑性樹脂を含む原料、並びにその製造方法が提供される。 Even when a polyamide resin is used as a thermoplastic resin, it is not only excellent in tensile strength, but also excellent in impact strength, suppressed warpage, and improved surface smoothness. Articles and methods for making the same are provided. Moreover, the raw material containing glass fiber and a thermoplastic resin used in order to manufacture such a glass fiber containing thermoplastic resin molding, and its manufacturing method are provided.
以下、添付図面を参照して、扁平ガラス繊維含有ペレット、扁平ガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物及びこれらの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of flat glass fiber-containing pellets, flat glass fiber-containing thermoplastic resin moldings, and production methods thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol shall be used for the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は第1実施形態に係る扁平ガラス繊維含有ペレットの斜視図、図2(a)は当該実施形態に係る扁平ガラス繊維含有ペレットの正面図、(b)は同側面図、(c)は同平面図である。 FIG. 1 is a perspective view of a flat glass fiber-containing pellet according to the first embodiment, FIG. 2A is a front view of the flat glass fiber-containing pellet according to the embodiment, FIG. 1B is a side view thereof, and FIG. It is the same top view.
図1及び図2(a)〜(c)に示すように、第1実施形態に係る扁平ガラス繊維含有ペレット100は、熱可塑性樹脂からなるペレット10中に扁平ガラス繊維フィラメント20を複数一方向に配列させたものである。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2A to 2C, the flat glass fiber-containing
図2(b)の側面図から明らかなように、扁平ガラス繊維フィラメント20の断面は扁平(非円形)であり、扁平ガラス繊維フィラメント20の端面はペレット10の表面に達している。なお、図2(b)では一方の側面(端面)しか示されていないが、図2(a)及び(c)から分かるように他方の側面(端面)の表面にも扁平ガラス繊維フィラメント20が到達している。
As apparent from the side view of FIG. 2B, the cross section of the flat
第1実施形態の扁平ガラス繊維含有ペレット100は楕円柱状であり、両端面が存在し、断面形状は長手方向に沿ってほぼ同様である。しかし、本発明の扁平ガラス繊維含有ペレットはこのような形状に限定されるものではなく、円柱状など種々の形状のものが採用可能である。
The flat glass fiber-containing
図3は、第1実施形態とは形状の異なる形状の扁平ガラス繊維含有ペレット(第2実施形態に係る扁平ガラス繊維含有ペレット)を示すものであり、図3(a)、(b)及び(c)はそれぞれ正面図、側面図及び平面図である。 FIG. 3 shows flat glass fiber-containing pellets (flat glass fiber-containing pellets according to the second embodiment) having a shape different from that of the first embodiment, and FIGS. 3 (a), 3 (b) and ( c) are a front view, a side view and a plan view, respectively.
図3(a)〜(c)に示す第2実施形態に係る扁平ガラス繊維含有ペレット110は、熱可塑性樹脂からなるペレット10中に扁平ガラス繊維フィラメント20を複数一方向に配列させたものであり、扁平ガラス繊維フィラメント20の両端面はペレット10の表面に達している。図に示されるように、扁平ガラス繊維含有ペレット110において、長手方向に垂直な面で切断した断面は、円形又は楕円形とは異なった異型断面形状を呈している。また、長手方向に沿って切断した断面形状は切断部位により異なっている。
A flat glass fiber-containing
このように本発明の扁平ガラス繊維含有ペレットはその外観形状は任意であるが、射出成型に用いることで、引張強度及び衝撃強度並びに表面平滑性により優れるガラス繊維含有熱可塑性樹脂を得るためには、以下の好適条件を採用することが好ましい。 As described above, the flat glass fiber-containing pellets of the present invention can have any external shape, but by using them for injection molding, in order to obtain a glass fiber-containing thermoplastic resin that is superior in tensile strength, impact strength, and surface smoothness. The following preferred conditions are preferably employed.
扁平ガラス繊維フィラメントについては、短径が3〜20μm(更には4〜15μm)で、長径が6〜100μm(更には15〜80μm)で、且つ扁平率が2〜10(更には3〜8)の範囲のものが好適である。ここで、図4を参照して「短径」、「長径」及び「扁平率」を説明する。図4に示すように、「長径」及び「短径」は、扁平ガラス繊維フィラメント20に外接する最小面積の長方形Rを想定したときに、その長方形Rの長辺Raの長さA(繊維断面の最長寸法に相当)、及び、短辺Rbの長さBにそれぞれ相当する。また、「扁平率」は、長辺の長さと短辺の長さの比(A/B)で示される。
For flat glass fiber filaments, the minor axis is 3 to 20 μm (further 4 to 15 μm), the major axis is 6 to 100 μm (further 15 to 80 μm), and the flatness is 2 to 10 (further 3 to 8). The thing of the range is suitable. Here, the “minor axis”, “major axis”, and “flatness” will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the “major axis” and “minor axis” are the length A (fiber cross section) of the long side Ra of the rectangle R assuming a rectangle R of the minimum area circumscribing the flat
扁平ガラス繊維フィラメント20の断面の好適な短径が3〜20μmであり、好適な長径が6〜100μmであるのは、次の理由による。すなわち、短径が3μmより細い扁平ガラス繊維フィラメントや短径が20μmを超える扁平ガラス繊維フィラメントを用いた場合、紡糸が困難であったり、紡糸効率が低下する。特に短径が20μmを超える扁平ガラス繊維フィラメントを含有するペレットを射出成型した成型物は強度が低下することがある。また、長径が6μm未満の扁平ガラス繊維フィラメントや長径が100μmを越える扁平ガラス繊維フィラメントは、ガラス繊維フィラメントの紡糸が困難になったり、紡糸効率が低下しやすい。特に長径が100μmを越えるものは、扁平化効率が悪く、剛性が高くなってしまう。
The preferred short diameter of the cross section of the flat
なお、「扁平」には非円形状のものが含まれ、例えば、扁平ガラス繊維フィラメント20には、断面形状が楕円形状、長径方向に直線部を有する長円形状、図5の断面図に示すような繭型のガラス繊維フィラメントなどが含まれる。本発明では、扁平ガラス繊維フィラメントがペレット中に複数配列されるときに、それぞれの扁平ガラス繊維フィラメントの長径がほぼ同一方向に向くように重なり合って配列しやすい。断面が繭型の扁平ガラス繊維フィラメント20についても同様であり、図6の断面図に示すように、へこみ部とふくらみ部とが組み合わされた集合状態になりやすい。扁平ガラス繊維フィラメントの断面形状は成型品の熱可塑性樹脂の種類や要求特性により適宜選定することができる。
The “flat” includes non-circular ones. For example, the flat
扁平ガラス繊維フィラメント20の繊維長は2〜50mmが好ましく、5〜30mmがより好ましい。扁平ガラス繊維フィラメント20の繊維長が2mm未満である場合は、製造する扁平ガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物がガラス繊維により強化される程度が低くなる場合があり、50mmを超す場合は繊維長が長すぎて、射出成型機の供給ホッパーでブリッジを起こしやすく、成型時の熱可塑性樹脂中における流動性が不均一になり、成型不良を起こす場合がある。なお、扁平ガラス繊維フィラメント20はその両端がペレット10の表面に達しているために、扁平ガラス繊維フィラメント20の繊維長と扁平ガラス繊維含有ペレットのペレット長は略等しくなる。例えば、扁平ガラス繊維フィラメント20の繊維長が10mmである場合は、扁平ガラス繊維含有ペレットのペレット長は略10mmとなる。
The fiber length of the flat
扁平ガラス繊維フィラメント20を構成するガラスの種類としては、Eガラス、Sガラス、低誘電ガラス、Cガラスが挙げられ、繊維化が容易であるという点からEガラスが好適である。
Examples of the glass constituting the flat
扁平ガラス繊維含有ペレットに含有される扁平ガラス繊維フィラメント20の本数は500〜8000本が好ましく、600〜5000本が更に好ましい。扁平ガラス繊維フィラメント20の本数が500本未満である場合は、ペレットの製造効率が低下してしまい、扁平ガラス繊維フィラメント20の本数が8000本を超す場合は、ペレットが太くなりすぎ、ペレットの作製時、トラブルが発生しやすくなり、樹脂含浸性が低下することがある。
The number of flat
扁平ガラス繊維含有ペレットには好適な扁平ガラス繊維フィラメントの含有量(以下「ガラス含有量」という。)が存在する。このガラス含有量は扁平ガラス繊維含有ペレットの全重量を基準として、好適には10〜60質量%であり、更には30〜50質量%である。ガラス含有量が10質量%未満ではガラス繊維による補強効果が充分でなく成型品の強度が低下することがある。ガラス含有量が60質量%を超える場合は、樹脂含浸性が低下し、成型品の強度が低下することがある。 The flat glass fiber-containing pellet has a suitable flat glass fiber filament content (hereinafter referred to as “glass content”). The glass content is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass, based on the total weight of the flat glass fiber-containing pellets. If the glass content is less than 10% by mass, the reinforcing effect by the glass fiber is not sufficient, and the strength of the molded product may be lowered. When glass content exceeds 60 mass%, resin impregnation property may fall and the intensity | strength of a molded product may fall.
扁平ガラス繊維含有ペレットの扁平ガラス繊維フィラメント20の周囲(すなわち、扁平ガラス繊維フィラメントと熱可塑性樹脂との界面)には、集束剤成分が付着していてもよい。この集束剤は、扁平ガラス繊維フィラメント20を複数束ねた繊維束を製造するときに用いられ、この繊維束は、以下に詳述する本発明の扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法において用いられる。集束剤成分の典型例としては、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの皮膜形成剤、及び油脂、界面活性剤、シランカップリング剤、帯電防止剤等である。
A sizing agent component may adhere to the periphery of the flat
扁平ガラス繊維含有ペレットに含まれる熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶ポリマー、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリルスチレン樹脂、ABS樹脂等が挙げられ、なかでもポリアミド樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂としては、ナイロン(登録商標)6;ナイロン(登録商標)6,6;ナイロン(登録商標)6,10;ナイロン(登録商標)6,12;芳香族ポリアミド樹脂等が好適である。なお、扁平ガラス繊維含有ペレットに用いられる熱可塑性樹脂は、単一成分からなるのもでも、複数成分からなるものでもよい。 The thermoplastic resin contained in the flat glass fiber-containing pellet includes polyamide resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyphenylene sulfide resin, liquid crystal polymer, polystyrene resin, polypropylene resin, polyethylene resin, polyethylene terephthalate resin, acrylic styrene resin, ABS. Examples thereof include a resin, and a polyamide resin is particularly preferable. As the polyamide resin, nylon (registered trademark) 6; nylon (registered trademark) 6, 6; nylon (registered trademark) 6, 10; nylon (registered trademark) 6, 12; The thermoplastic resin used for the flat glass fiber-containing pellet may be composed of a single component or a plurality of components.
扁平ガラス繊維含有ペレットのペレット長は、上述したように2〜50mmが好ましい。ペレット長は、より好適には5〜30mmである。 The pellet length of the flat glass fiber-containing pellet is preferably 2 to 50 mm as described above. The pellet length is more preferably 5 to 30 mm.
扁平ガラス繊維含有ペレットは、断面が扁平な長尺扁平ガラス繊維フィラメントを複数引き揃えて配列させた扁平ガラス繊維束を、熱溶融した熱可塑性樹脂とともに、貫通孔が形成されているダイスの当該貫通孔に通して引き抜いて、引き抜いて得られた、熱可塑性樹脂が付着した繊維束を切断することにより得ることができる。 A flat glass fiber-containing pellet is formed by passing a flat glass fiber bundle in which a plurality of long flat glass fiber filaments having a flat cross section are arranged and arranged together with a hot melted thermoplastic resin and a through hole formed in the die. It can be obtained by cutting through a fiber bundle to which a thermoplastic resin is adhered, which is obtained by pulling through a hole and pulling out.
この製造方法では扁平ガラス繊維束を用いるが、この扁平ガラス繊維束は、扁平ガラス繊維用ブッシングから引き出された溶融状態の複数の扁平ガラス繊維フィラメントを冷却しながら集束剤で束ねる公知のガラス繊維ストランドの製造方法により製造できる。このガラス繊維ストランドは巻芯に巻き取って巻糸体として保管でき、この巻糸体を用いて、例えば図7に示す連続製造装置を適用して、扁平ガラス繊維含有ペレットを製造することができる。 In this production method, a flat glass fiber bundle is used, and this flat glass fiber bundle is a known glass fiber strand that is bundled with a sizing agent while cooling a plurality of molten flat glass fiber filaments drawn from a flat glass fiber bushing. It can manufacture with the manufacturing method of. This glass fiber strand can be wound around a winding core and stored as a wound body. By using this wound body, a flat glass fiber-containing pellet can be manufactured by applying the continuous production apparatus shown in FIG. 7, for example. .
図7は本発明の方法により扁平ガラス含有ペレットを連続製造するための連続製造装置200の概略構成図である。図7に示すように、連続製造装置200は、加熱により溶融した熱可塑性樹脂10aを収容した熱可塑性樹脂槽34と、扁平ガラス繊維束21(複数の扁平ガラス繊維フィラメント20が集束してなる)を熱溶融した熱可塑性樹脂10aとともに通過させる貫通孔31が形成されたダイス30と、熱可塑性樹脂が付着した長尺扁平ガラス繊維束をダイス30から引抜くプーラー40と、熱可塑性樹脂が付着した長尺扁平ガラス繊維束を所望の長さに切断して、扁平ガラス繊維含有ペレット100を得る切断機50とを備えている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a
なお、ダイス30の上流側には、ダイス30に導入すべき扁平ガラス繊維束21が巻きつけられた巻糸体22が配置されている。ダイス30の下流側に位置するプーラー40は、熱可塑性樹脂が付着した長尺扁平ガラス繊維束を、回転するローラで上下から挟み込むいわゆるキャタピラ方式のプーラーである。また、切断機50はブレードをモータMの駆動力で回転させて熱可塑性樹脂が付着した長尺扁平ガラス繊維束を切断し、扁平ガラス繊維含有ペレット100とする切断機である。
A
連続製造装置200を用いて扁平ガラス繊維含有ペレット100を製造するためには、先ず、プーラー40を回転駆動させ、巻糸体22から扁平ガラス繊維束21を解舒して引き出す。そして、引き出された扁平ガラス繊維束21をダイス30の貫通孔31に導入するとともに、ポンプ等を使って熱溶融させた熱可塑性樹脂10aを貫通孔31に導く。ダイス30中では扁平ガラス繊維束21の周囲及び内部に熱溶融した熱可塑性樹脂10aが付着し、プーラー40の巻取りにより、貫通孔31の出口側断面形状に対応した形状に成型されながら、熱可塑性樹脂が付着した長尺扁平ガラス繊維束が断面形状ダイス30から引き抜かれる。その後、切断に適した状態に熱可塑性樹脂を固化させて、切断機50により切断し、扁平ガラス繊維含有ペレット100を得る。
In order to manufacture the flat glass fiber-containing
図7では巻糸体22を1つ用いたが、これを複数用い扁平ガラス繊維束21を複数ダイス30に導入してもよい。また、ダイス30の下工程側に、熱溶融した熱可塑性樹脂の固化を促進するための冷却手段を設置してもよい。更に、ダイス30とプーラー40との間に、熱可塑性樹脂が付着した長尺扁平ガラス繊維束の断面形状を整える成型手段を設置してもよい。
Although one
このようにして得られた扁平ガラス繊維含有ペレットは、公知の射出成型機のフィーダに投入して、用いた熱可塑性樹脂の種類に応じて加熱溶融させて所望の形状に射出成型することができる。射出成型機のフィーダには扁平ガラス繊維含有ペレットの他、当該ペレットに用いたのと同種又は異種の熱可塑性樹脂ペレットを添加することができ、その他射出成型に一般に用いられる添加剤(帯電防止剤、離形剤等)を添加することもできる。 The flat glass fiber-containing pellets thus obtained can be put into a feeder of a known injection molding machine, heated and melted according to the type of thermoplastic resin used, and injection molded into a desired shape. . In addition to flat glass fiber-containing pellets, the same or different types of thermoplastic resin pellets used for the pellets can be added to the feeder of the injection molding machine, and other additives commonly used for injection molding (antistatic agents) , Mold release agents, etc.) can also be added.
得られた扁平ガラス繊維含有熱可塑性樹脂成型物は、本発明の扁平ガラス繊維含有ペレットを用いて製造されるものであるために、引張強度のみならず、衝撃強度も向上し、成型物に方向性が生じてしまう現象も抑制される。また、反りが防止され表面平滑性も向上する。更には、熱可塑性樹脂の種類によらず上記効果が発揮され、従来困難であったポリアミド樹脂についても安定した特性が得られる。 The obtained flat glass fiber-containing thermoplastic resin molded product is manufactured using the flat glass fiber-containing pellet of the present invention, so that not only the tensile strength but also the impact strength is improved and the direction to the molded product is improved. The phenomenon that the sexuality occurs is also suppressed. Further, warpage is prevented and surface smoothness is improved. Furthermore, the above effect is exhibited regardless of the type of thermoplastic resin, and stable characteristics can be obtained even for polyamide resins that have been difficult in the past.
以下、本発明の好適な実施例を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although the suitable Example of this invention is described in detail, this invention is not limited to a following example.
(実施例1)
<ペレットの作製>
短径8μm、長径31μm(扁平率3.8、換算繊維径17μm)のEガラス組成の扁平ガラス長繊維(長尺扁平ガラス繊維フィラメント)を、ウレタン系集束剤で被覆処理し、4000本集束して、扁平ガラス繊維束を得た。この扁平ガラス繊維束を、熱溶融したナイロン(登録商標)6,6(旭化成(株)製 レオナ1300S)中に導入し溶融含浸して、円形の貫通孔を有するダイスを通過させた後、長さ10mmに切断し、ガラス含有率40質量%の実施例1のペレットを作製した。ここで、「換算繊維径」とは扁平ガラス繊維と同等の断面積を有する丸断面繊維の直径をいう。
<射出成型品の作製>
実施例1のペレットを、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、射出圧4MPaで射出成型し、実施例1の試験片A及び試験片Bを作製した。試験片Aは長さ方向の両側につかみしろ部を有する長さ100mm、幅12mm、厚さ3mmの試験片であり、試験片Bは厚さ1mmの80mm角の平板の試験片である。
Example 1
<Preparation of pellet>
A flat glass long fiber (long flat glass fiber filament) having an E glass composition having a short diameter of 8 μm and a long diameter of 31 μm (flat rate of 3.8, converted fiber diameter of 17 μm) is coated with a urethane-based sizing agent, and 4000 pieces are bundled. Thus, a flat glass fiber bundle was obtained. This flat glass fiber bundle is introduced into hot-melted nylon (registered trademark) 6,6 (Leona 1300S manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), melted and impregnated, and passed through a die having a circular through hole. The pellet of Example 1 whose glass content rate is 40 mass% was produced. Here, the “converted fiber diameter” refers to the diameter of a round cross-section fiber having a cross-sectional area equivalent to that of a flat glass fiber.
<Production of injection molded products>
The pellets of Example 1 were injection-molded at a cylinder temperature of 280 ° C., a mold temperature of 80 ° C., and an injection pressure of 4 MPa to prepare Test A and Test B of Example 1. The test piece A is a test piece having a length of 100 mm, a width of 12 mm, and a thickness of 3 mm having gripping portions on both sides in the length direction, and the test piece B is an 80 mm square flat test piece having a thickness of 1 mm.
(比較例1)
<ペレットの作製>
短径7μm、長径27μm(扁平率3.8、換算繊維径15μm)のEガラス組成の扁平ガラス長繊維を、ウレタン系集束剤で被覆処理し、1600本集束して、扁平ガラス繊維束を得た。この扁平ガラス繊維束を、長さ3mmに切断し、扁平ガラス繊維チョップドストランドを得た。得られた扁平ガラス繊維チョップドストランドを実施例1と同様のナイロン6,6と温度280℃で溶融混練し、直径5mmの円形の貫通孔を有するダイスから押し出し、長さ4mmに切断し、ガラス含有率40質量%の比較例1のペレットを作製した。比較例1のペレットにおいては、扁平ガラス繊維フィラメントが一方向に配列していなかった。なお、長さ10mmの扁平ガラス繊維チョップドストランドを用いてペレットを作製しようとしたが、チョップドストランドがスクリューに投入できず溶融混練できなかった。
<射出成型品の作製>
比較例1のペレットを用いた他は実施例1と同様の方法で、比較例1の試験片A及び試験片Bを作製した。
(Comparative Example 1)
<Preparation of pellet>
E glass composition flat glass long fibers having a short diameter of 7 μm and a long diameter of 27 μm (flat rate: 3.8, converted fiber diameter: 15 μm) are coated with a urethane-based sizing agent, and 1600 fibers are bundled to obtain a flat glass fiber bundle. It was. This flat glass fiber bundle was cut into a length of 3 mm to obtain flat glass fiber chopped strands. The obtained flat glass fiber chopped strand was melt-kneaded with nylon 6 and 6 as in Example 1 at a temperature of 280 ° C., extruded from a die having a circular through hole with a diameter of 5 mm, cut into a length of 4 mm, and containing glass. A pellet of Comparative Example 1 having a rate of 40% by mass was produced. In the pellet of Comparative Example 1, flat glass fiber filaments were not arranged in one direction. In addition, although it tried to produce a pellet using the flat glass fiber chopped strand of length 10mm, the chopped strand could not be thrown into a screw but could not be melt-kneaded.
<Production of injection molded products>
A test piece A and a test piece B of Comparative Example 1 were produced in the same manner as in Example 1 except that the pellets of Comparative Example 1 were used.
(比較例2)
直径17μmの円形断面のガラス繊維を用いた他は実施例1と同様の方法で、比較例2のペレット、試験片A、試験片Bを作製した。
(Comparative Example 2)
A pellet, test piece A, and test piece B of Comparative Example 2 were prepared in the same manner as in Example 1 except that a glass fiber having a circular cross section with a diameter of 17 μm was used.
(比較例3)
直径11μmの円形断面のガラス繊維を用いた他は比較例1と同様の方法で、比較例3のペレット、試験片A、試験片Bを作製した。
(Comparative Example 3)
A pellet, test piece A, and test piece B of Comparative Example 3 were prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that glass fibers having a circular cross section with a diameter of 11 μm were used.
実施例1及び比較例1〜3で得られた試験片Aについて、JIS K 7054 「ガラス繊維強化プラスチックの引張強度試験方法」に準じ、引張強度を測定した。また、JIS K7061 「ガラス繊維強化プラスチックのシャルピー衝撃試験方法」に準じ、厚み方向を衝撃方向としシャルピー衝撃強度を測定した。 About the test piece A obtained in Example 1 and Comparative Examples 1-3, tensile strength was measured according to JISK7054 "Tensile strength test method of glass fiber reinforced plastics". Further, according to JIS K7061 “Charpy impact test method for glass fiber reinforced plastic”, the Charpy impact strength was measured with the thickness direction as the impact direction.
また、試験片Aを625℃で1時間加熱し、熱可塑性樹脂を燃焼させ、残留したガラス繊維の長さを(株)ニレコ LUZEX FSのリアルタイム画像処理解析装置にて画像解析し、残存繊維長(ガラス繊維含有成型物中のガラス繊維フィラメントの長さ)を求めた。 In addition, the test piece A was heated at 625 ° C. for 1 hour to burn the thermoplastic resin, and the length of the remaining glass fiber was subjected to image analysis using a real-time image processing analyzer of Nireco LUZEX FS, and the remaining fiber length was analyzed. (The length of the glass fiber filament in the glass fiber-containing molded product) was determined.
更に、実施例1及び比較例1〜3で得られた試験片Bについて、平坦面上に置き最も浮き上がった箇所の高さを測定し反りの評価をした。また、(株)ミツトヨ製 サーフテスト501の粗さ測定器で、長さ0.8mmの基準長さにおける最高点、最低点の高さの差を5箇所求め、その平均値を算出し、表面平滑性を評価した。以上の評価結果をまとめて以下の表1に示す。 Furthermore, about the test piece B obtained in Example 1 and Comparative Examples 1-3, the height of the place which floated most on the flat surface was measured, and curvature was evaluated. In addition, with a roughness tester manufactured by Mitutoyo Corp. Surf Test 501, the difference between the height of the highest point and the lowest point in the reference length of 0.8 mm was obtained, and the average value was calculated. Smoothness was evaluated. The above evaluation results are summarized in Table 1 below.
ここで、実施例1のガラス繊維フィラメントは比較例1のガラス繊維フィラメントより換算繊維径が小さく、比較例2のガラス繊維フィラメントは比較例3のガラス繊維フィラメントより直径が小さい。仮に実施例1と比較例1の扁平ガラス繊維フィラメントの換算繊維径が同じであった場合や、比較例2と比較例3の円形断面ガラス繊維フィラメントの直径が同じであった場合は、実施例1は比較例1に対し、また比較例2は比較例3に対し、更に引張強度、衝撃強度において優位になることは容易に想像できる。 Here, the glass fiber filament of Example 1 has a smaller converted fiber diameter than the glass fiber filament of Comparative Example 1, and the glass fiber filament of Comparative Example 2 has a smaller diameter than the glass fiber filament of Comparative Example 3. If the converted fiber diameters of the flat glass fiber filaments of Example 1 and Comparative Example 1 are the same, or if the diameters of the circular cross-section glass fiber filaments of Comparative Example 2 and Comparative Example 3 are the same, Example It can be easily imagined that 1 is superior to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is superior to Comparative Example 3 in terms of tensile strength and impact strength.
10…熱可塑性樹脂からなるペレット、10a…熱溶融した熱可塑性樹脂、20…扁平ガラス繊維フィラメント、21…扁平ガラス繊維束、22…巻糸体、30…ダイス、31…貫通孔、40…プーラー、50…切断機、100…第1実施形態に係る扁平ガラス繊維含有ペレット、110…第2実施形態に係る扁平ガラス繊維含有ペレット、200…連続製造装置。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
熱溶融した熱可塑性樹脂とともに、貫通孔が形成されているダイスの当該貫通孔に通して引き抜いて、
引き抜いて得られた、熱可塑性樹脂が付着した繊維束を切断する、扁平ガラス繊維含有ペレットの製造方法。 A sizing agent component using any one of olefin resin, urethane resin, acrylic resin and epoxy resin as a film forming agent is attached, and the cross section is an ellipse or an oval shape having a straight portion in the major axis direction, and the flatness is A fiber bundle in which 500 to 8000 long flat glass fiber filaments of 3 to 8 are aligned and arranged,
Along with the hot-melt thermoplastic resin, pull through the through-hole of the die in which the through-hole is formed,
A method for producing flat glass fiber-containing pellets, which is obtained by cutting a fiber bundle to which a thermoplastic resin is adhered, which is obtained by drawing.
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