JPH01127321A - 強化熱可塑性樹脂シートおよびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばスタンパブルシートとして用いられる
強化熱可塑性樹脂シートおよびその製造法に係り、詳し
くは主としてポリエチレンテレフタレートから成る基材
シート中に、強化材を有する強化熱可塑性樹脂シートお
よびその製造法に関する。

（従来の技術） ガラス繊維などで強化された繊維強化プラスチツク成形
品の進歩に伴い、従来では金属のプレス成形加工により
製造されていた物品、例えば自動車のオイルトレー、ト
ランクカバー、フロントエンドリテーナ、フード、シー
トフレーム、車体パネルなどが、繊維強化プラスチック
の成形品でほとんど代替されるに至ってきた。

繊維強化プラスチン、りの成形法として、従来よ０８Ｍ
Ｃ法（シートモールデイングコンパウンド）、ＢＭＣ（
バルクモールディングコンパウンド）法オよびスタンピ
ング成形法などが提案されている。

ＳＭＣ法およびＢＭＣ法は、無機質繊維状物質、例えば
グラスファイバー、セラミックファイバー、アスベスト
ファイバー、各種金属繊維、各種針状結晶（ウィスカー
）などや、有機質繊維状物質、例えばカーボンファイバ
ー、全芳香族ポリアミド繊維、各種合繊、各種天然繊維
などの強化材を含有した熱硬化性樹脂に所望の形態を付
与した後、これを所定形状に硬化させる方法である。

これに対し、上記各種の強化材を含有した熱可塑性樹脂
をその軟化点以上に予熱し、これを加圧成形するスタン
ピング成形法は、短時間で成形が可能であり、生産性の
点で前記ＳＭＣ、ＢＭＣ法などに比較して大きく優れて
いるなどの利点がある。

スタンピング成形法の中でも、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）を用いた成形法は、その樹脂の融点（２
６０℃〜２６５℃）が自動車の車体パネル用に使用され
ている大部分の熱可塑性樹脂の融点よりもはるかに高く
、かつその樹脂の成形品は噴ｔｉ塗装作業のような高温
に充分耐え得ることから、最近特に注目されてきている
。

しかしながら、ポリエチレンテレフタレートは、その溶
融粘度が高いので、各種強化材との濡れ性が悪いという
欠点がある。つまり、ポリエチレンテレフタレートと強
化材との密着性に劣るため、作成されたスタンパブルシ
ートを用いて成形加工を行った場合には、得られた成形
品表面に強化材が浮き出して、該成形品の外観を低下さ
せる欠点がある。この成形品の表面に塗装を施す場合で
も、前記強化材が成形品表面に浮き出しているので、塗
装成形品の表面平滑性が得られない。成形品を深絞り成
形する場合には、特にこの強化材が成形品表面から浮き
出す問題が著しいので、深絞り成形することができない
。また、このようにポリエチレンテレフタレートと強化
材との密着性が充分でないので、耐衝撃性に劣るなどの
欠点がある。

このようなポリエチレンテレフタレートと強化材との濡
れ性を改良するために、例えば特開昭５６−８４９１７
号公報には、溶融したポリエチレンテレフタレート樹脂
と強化材とを複数枚重ね、この積層体を加熱加圧下に保
持することにより、溶融したポリエチレンテレフタレー
トを強化材に含浸させ、その後この積層体をポリエチレ
ンテレフタレートが結晶化を起こさない速さで冷却して
スタンパブルシートを得る方法が開示されている。

さらに、成形品表面への強化材の浮き出し防止方法とし
て、例えば特開昭５５−１３３９５２号公報が開示され
、さらに耐衝撃性の改良として例えば特開昭５５−１５
２０５８号公報が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の方法においては、いずれも強
化材としてポリエチレンテレフタレートとは異種の繊維
を用いているので、該強化材とポリエチレンテレフタレ
ートとの密着性を改良する上で限界があった。強化材と
樹脂との密着性を向上するために、強化材をカップリン
グ処理することも考えられるが、この場合での上記成形
の際の深絞り性、耐衝撃性および表面塗装性などについ
ては不充分である。

本発明者らは、深絞り性、耐衝撃性、表面塗装性の優れ
たスタンパブルシートを得ることを目的として鋭意検討
した結果５、強化材として高結晶でかつ高配向した主と
してポリエチレンテレフタレートから成る素材を使用す
ることにより、該強化材は基材シートとの親和性に優れ
ているとの知見を得、本発明を完成するに至ったのであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の強化熱可塑性樹脂シートは、主としてポリエチ
レンテレフタレートから成る基材シート中に、該基材シ
ートより高結晶でかつ高配向した主としてポリエチレン
テレフタレートから成る強化材が１０〜９０重景％の重
量で含有されていることを特徴としており、そのことに
より上記目的が達成される。

本発明の強化熱可塑性樹脂シートの製造法は、高結晶で
かつ高配向した主としてポリエチレンテレフタレートか
ら成る強化材と、主としてポリエチレンテレフタレート
から成る基材シートの溶融物とを重ね合わせ、この積層
物を１９０℃〜２５０℃で加圧下に保持して、該強化材
と溶融物とを一体化させた後、ポリエチレンテレフタレ
ートのガラス転移点より低い温度まで、結晶化を防ぐに
充分な速度で冷却することを特徴としており、そのこと
により上記目的が達成される。

ここで、本発明に使用される基材シートは、主としてポ
リエチレンテレフタレートから成り、このポリエチレン
テレフタレートは、実質的にテレフタル酸とエチレング
リコールから成る重合体、またはこれらを主成分とする
共重合体、ないしは縮合物を意味する。ボリエ°チレン
テレフタレートの固有粘度は、０．４〜１．２、より好
ましくは０．４５〜．０８０の範囲が適当である。固有
粘度が０．４未満では、充分な機械的強度、特に耐衝撃
性が得られず、また１、２を越える場合には、ポリエチ
レンテレフタレートの溶融粘度が高過ぎるため、強化材
との一体化に高温、高圧を要するばかりでなく、該強化
材への樹脂の含浸が不十分となり、機械的強度の低下を
招くため好ましくない。なお、ここでいう固有粘度とは
、該ポリエチレンテレフタレートをオルソクロルフェノ
ールに溶解し、２５℃で測定した値である。

前記基材シートには、ポリエチレンテレフタレートだけ
で作成しても良く、あるいは主としてポリエチレンテレ
フタレートを用い、添加剤を含有することもできる。添
加剤としては、例えば結晶核剤、耐熱剤、耐候剤、滑剤
、離型剤、顔料、染料、充填剤、繊維状補強剤、難燃剤
、耐電防止剤、カップリング剤などが挙げられる。

本発明で使用する強化材は、前記基材シートより高結晶
でかつ高配向した主としてポリエチレンテレフタレート
から成る。強化材の形状は、例えばフィラメント、ステ
ープル、ヤーン、不織布、織布、編物、マット状物、ス
リットヤーン、ローブなどの繊維や、例えば−軸延伸フ
ィルム、二軸延伸フィルム、シート、スリットテープな
どのシートもしくはフィルム状であり得る。また、強化
材は、繊維状、フィルム状等の形態にかかわらず、目的
により２種以上を組み合わせることができる。

さらに、強化材はカップリング剤処理が成されても良い
。

該強化材の上記基材シートに対する割合は、１０〜９０
重量％、より好ましくは２０〜８０重量％の範囲が適当
である。１０重量％未満では、強化材による耐衝撃性の
改良効果が小さり、９０重重量を越える場合には、強化
材間の接着性が不十分となり、層間剥離等を生じるため
、スタンピング成形時の賦形性低下、表面平滑性の低下
を躍起し好ましくない。

上記、強化材および基材シートを用いて、本発明の強化
熱可塑性樹脂シートは、次のようにして製造される。

高結晶でかつ高配向した主としてポリエチレンテレフタ
レートから成る強化材と、主としてポリエチレンテレフ
タレートから成る基材シートの溶融物とを重ね合わせる
。該強化材は基材シートの熔融物に直接重ね合わせても
良く、あるいは予め押し出し成形された未延伸ポリエチ
レンテレフタレートの基材シートと強化材とを積層し、
この積層物を加熱、加圧することにより、未延伸ポリエ
チレンテレフタレートの基材シートを溶融させるように
しても良い。

該溶融物と、強化材とを重ね合わき、この積層物を１９
０℃〜２５０℃１好ましくは２００℃〜２４０℃で加圧
下に保持すると、上記強化材に溶融物が含浸一体化され
る。この保持温度が１９０℃を下まわる場合には、溶融
物の溶融粘度が高く、強化材への含浸が良好に行われな
い。また、保持温度が２５０℃を上まわる場合には、強
化材が溶融されて結晶化度が低下することにより、耐衝
撃性が低下する。

る。

次に、溶融物が強化材に含浸されたものを、ポリエチレ
ンテレフタレートのガラス転移点より低い温度まで、結
晶化を防ぐに充分な速度で冷却する。この冷却速度が結
晶化を防ぐに充分な速度でない場合には、冷却時に溶融
ポリエチレンテレフタレートの結晶化が促進される結果
、強化材との密着性が悪くなると共に、得られる強化熱
可塑性樹脂シートの軟化点が高くなり、成形時の変形温
度が高くなる。このようにして形成される本発明の強化
熱可塑性樹脂シート、すなわちスタンパブルシートの厚
みは特に限定するものではないが、通常は０．３〜６　
ｍｍが適当である。

なお、強化材と基材シートの溶融物とを一体化させるに
あたって、シート状もしくはフィルム状の強化材を用い
る場合には、強化材と基材シートとを積層接着させる。

また、基材シート中に強化材が完全に埋設されている必
要はなく、基材シートの溶融物の粘度、加圧条件などに
よって基材シートの片面側あるいは両面側に強化材が付
着されていても良い。

（作用） このようにして得られる強化熱可塑性樹脂シートをスタ
ンピング成形に供すると、基材シートが高結晶化してい
ないので、ポリエチレンテレフタレートの融点以下の温
度で容易に成形することができ、良好な成形性（深絞り
性良好、短い成形サイクル等　）を示す。しかも、この
弓莞化材はポリエチレンテレフタレートを主成分として
いるので、強化材と基材シートとの親和性が極めて優れ
ており、非常に良好な耐衝撃性を示すのみならず、強化
材の浮き出し等が全く見られず、非常に良好な表面平滑
性を示し、表面塗装性が大幅に改良された成形品を得る
ことができる。

（実施例） 次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

実施■ 強化材として、ポリエステル製織布（東洋紡■製）を使
用し、基材シートとして、ポリエチレンテレフタレート
（東洋紡■製ＲＴ−５３３）をキャスティングした未延
伸フィルム（厚さ５００　μｍ）を用いた。ポリエステ
ル製不織布は、予め温水（８０’Ｃ）で３０分間水洗、
糊抜きした後、熱風乾燥したものを用いた。

該織布５枚と未延伸フィルム６枚を交互に重ね、この積
層物を予め２４０℃に加熱された金型に投入し、次のよ
うにしてプレス、成形した。まず、軽荷重で３分間予熱
し、ポリエチレンテレフタレート未延伸シートを平衡温
度に到達させた後、次いで１００　ｋｇｆ／ｃ＋ａの圧
力下で３分間保持し、その後加圧下で６０℃まで冷却し
た。冷却時間は約１ｏ分であった。

次に、得られた成形体から短冊型試験片を切り出し、こ
の試験片の引っ張り試験をＡＳＴＭ　Ｄ　３０３９に準
拠して行った。その結果、５０ｋｇｆ／ｍｍ２〜７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ”の引っ張り強度が得られた。また、この試
験片の衝撃強度を測定すると共に、衝撃試験後における
試験片の破損状態を目視にて観察した。その結果を第１
表に示す。

第１表 比較■ 強化材として、ポリエステル製織布の代わりにガラスク
ロス（日東紡（株）製　−Ｆ１１０〜Ｄ　１００ＢＳ６
）を使用した他は、実施例と同様にして成形体を得、こ
の成形体から実施例と同様にして試験片を作成した。

この試験片の引っ張り強度を測定したところ、３０〜５
０ｋｇｆ／ｍｍ２であった。また、実施例と同様にして
行った衝撃強度と、ｉＪｉ　撃試験後における試験片の
破片の有無の結果とを第１表に示す。

上記結果から、引っ張り強度およびｊＩｉ撃強度は、強
化材としてポリエステル製織布を使用した実施例のもの
がやや優れていることが確認された。しかも、衝撃試験
後における試験片の破損の状態を比較すると、強化材と
してポリエチレンテレフタレート製織布を用いた実施例
の試験片には破片が全く生じないのに対し、強化材とし
てＥガラスを用いた比較例の試験片のほとんどは破片を
生じていた。これらのことから、強化材としてポリエチ
レンテレフタレート製織布を用いることにより、強化材
と樹脂との密着性が優れていることが確認された。

（発明の効果） このように、本発明によれば、強化材とシートとの密着
性が極めて優れたスタンパブルシートが提供される。こ
のスタンパブルシートを用いると、深絞り性、耐衝撃性
および表面塗装性に優れた成形品を得ることができる。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主としてポリエチレンテレフタレートから成る基材
   シート中に、該基材シートより高結晶でかつ高配向した
   主としてポリエチレンテレフタレートから成る強化材が
   １０〜９０重量％の割合で含有されていることを特徴と
   する強化熱可塑性樹脂シート。 ２、前記強化材が、フィラメント、織物、編物、マット
   、フィルム、または、それらを組み合わせたものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の強化熱
   可塑性樹脂シート。 ３、高結晶でかつ高配向した主としてポリエチレンテレ
   フタレートから成る強化材と、主としてポリエチレンテ
   レフタレートから成る基材シートの溶融物とを重ね合わ
   せ、この積層物を１９０℃〜２５０℃で加圧下に保持し
   て、該強化材と溶融物とを一体化させた後、ポリエチレ
   ンテレフタレートのガラス転移点より低い温度まで、結
   晶化を防ぐに充分な速度で冷却することを特徴とする強
   化熱可塑性樹脂シートの製造法。