JPH03146441A - 成型材料の製造法 - 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、繊維補強熱可塑性樹脂体（ＦＲＴＰ）の製造
に有用な成型材料の製造法に関する。

〔従来の技術〕

ＦＲＴＰはガラス繊維のような補強繊維と熱可塑性樹脂
を含むペレット（繊維含有ペレット）を原料とし、射出
成型法によって製造される。

繊維含有ペレットは通常補強繊維切断物（例えばチョツ
プドストランド、Ｃ８と略称）と熱可塑性樹脂を加熱下
に混練することによって製造されるが、混練操作中に補
強繊維が寸断され易く、このため、このペレットを使用
して得られたＦＲＴＰの強度が低下する難点がある。

上記難点を解消するため、ストランド、ロービングのよ
うな連続したガラス繊維束に熱可塑性樹脂を被着させた
後、切断して繊維含有ペレットを製造する方法（長尺法
と呼ぶ）が提案されている。

長尺法においては連続したガラス繊維束が使用されるが
、工業的にはガラス繊維束を円筒状に回巻した回巻体（
円筒状回巻体）が使用され、ガラス繊維束は円筒状回巻
体から引出され、熱可塑性樹脂被着装置に連続して供給
される。

ガラス繊維束が水分を含有していると、この水分がＦＲ
ＴＰ成型の際気化しＦＲＴＰＯ性能が低下するので、円
筒状回巻体としては予め乾燥したもの、例えばタイプ３
０のような直径ロービング回巻体が使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の長尺法は、次のような問題点を有する。

乾燥した円筒状回巻体からガラス繊維束を引出し、熱可
塑性樹脂被着装置へ送る間に、ガラス繊維束にも毛羽立
ちを生じて、樹脂のガラス繊維束に対する被着が不均一
となり、ＦＲＴＰの品質にバラツキを生し易く、又ガラ
ス繊維束が切断してしまうことがある。特にこの傾向は
集束剤として、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ＡＳ樹脂
を含むものを使用した場合著しい。又ガラス繊維束を引
出す際、ガラス繊維束が完全に直線状とならず、撚れ、
弯曲等の歪が残存し、このため熱可塑性樹脂の被着が不
均一となり、ＦＲＴＰの品質にバラツキを生ずる原因と
なる。このような歪は円筒状回巻体からガラス繊維束を
引出す際、回巻体の長手方向に引出すと引出されたガラ
ス繊維束に発生する、円筒状回巻体の周長当り１回の撚
れによるものと考えられ、円筒状四巻体を円筒の軸を中
心として回転自在に支持して引出しを行なうことにより
、上述した引出しによって生ずる撚れの発生を防止する
ことも試みられるが、残存歪を完全に除去し、均質なＦ
ＲＴＰを得ることは困難である。

本発明は、ガラス繊維束を引出すときの毛羽立ち、切断
を生ずることなく、均質なＦＲＴＰが得られるような、
熱可塑性樹脂を被着したＦＲＴＰ用威型材の製造法を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては、ブッシ
ングから引出された多数のガラス繊維に集束剤を附与集
束してガラス繊維束とする工程、ガラス繊維束を回転す
る軸に沿って往復動する案内部材に係合せしめて上記軸
に巻取って円筒状四巻体とする工程、上記回巻体の水分
含有量が０．５〜１３ｗｔ％の状態において回巻体から
ガラス繊維束を引出す工程、引出されたガラス繊維束を
走行状態において乾燥し、ついで熱可塑性樹脂を被着さ
せる工程とにより成型材料を製造する。

又ガラス繊維束として乾燥状態における１、０００ｍ当
りの重量が３００〜１０，０００ｇｒ望ましくは５００
〜５．０００　ｇｒのものを使用する。

次に本発明を更に具体的に説明する。

ブッシングから引出した多数のガラス繊維に集束剤を附
与し、集束部材で集束する。

ガラス繊維としては直径３〜２３μ、望ましくは９〜１
６μのものが好適に使用できる。

ガラス繊維束を製造する際、或は回巻体からガラス繊維
束を引出して使用する際の毛羽立ち、糸切れを防止して
作業性を良好ならしめ、又ガラス繊維と熱可塑性樹脂の
馴染みを良好ならしめてＦＲＴＰの強度を向上させる為
、集束剤としてカップリング剤、潤滑剤、被膜形成剤を
含むものを使用する。

カップリング剤としてはアごフシラン。エポキシシラン
、ビニルシランのようなシランカップリング剤或はチタ
ン系カップリング剤、特にシランカフプリング剤が好適
に用いられる。

潤滑剤としては、脂肪酸アミド、非イオン系界面活性剤
等が好適に使用できる。又被膜形成剤としてウレタン樹
脂、アクリル樹脂、ＡＳ樹脂を用いた場合特に著しい効
果をうろことができる。

集束剤中のカンプリング剤、潤滑剤、被膜形成剤の濃度
は、夫々０．０５〜０．８　ｗｔ％、　０．０５〜０．
５　ｗｔ％、０．５〜１０ｗｔ％とし、又ガラス繊維に
集束剤を固型分として０．０１〜２ｗｔ％、望ましくは
０．１〜０．８　ｗｔ％附与するのが適当である。集束
剤を附与したガラス繊維は、常法に従って、集束してガ
ラス繊維束となし、案内部材に導く。

案内部材を回転する軸に沿って往復動させ、ガラス繊維
束を円筒状に巻取って回巻体とし、ついでこの回巻体か
らガラス繊維束を引出して次の工程に送る。

回巻体が多量の水分を含んでいる場合、引出しに先立ち
予備乾燥して水分含有量を０．５〜１３−ｔ％、望まし
くは３〜８ｗｔ％とする。

この水分含有量があまり多いと、後述する乾燥工程での
乾燥が不充分となってＦＲＴＰＯ品質不良を生じ易く、
又この水分があまり少ないと毛羽立ち防止等の効果が不
充分となり、又マイグレーションが大となり易い。引出
したガラス繊維束を走行状態において乾燥することによ
り乾燥を均一に行ない、歪等のないガラス繊維束をうろ
ことができる。

乾燥は、１００〜３００℃望ましくは１２０〜２００℃
に保たれたオーブン中を５〜２００　ｍ／ｍｉｎ望まし
くは１０〜１００ｍ／ｗｉｎ程度の速さで繊維束を走行
せしめつつ行なうのが好ましいが、高周波加熱等によっ
て乾燥することもできる。

ついで、ガラス繊維束に熱可塑性樹脂を被着させる。

被着の方法に特に限定はないが、熱可塑性樹脂溶融物中
をガラス繊維束を走行させて該溶融物を繊維束表面に被
着し、過剰の樹脂をスクイズすることによって好適に被
着を行なうことができる。

樹脂被着量は、樹脂の種類、上記方法で製造された本成
型材料の用途に応して定められるのが、ガラス繊維含有
量が２０〜８０−ｔ％望ましくは３０〜６０ｗｔ％とな
るよう定めるのが適当である。

〔作用〕

本発明の作用に就いて充分明らかでないが、およそ次の
ように考えられる。ブッシングから引出された多数のガ
ラス繊維に集束剤を附与して集束し、ガラス繊維束とす
ると、該繊維束内のガラス繊維同志は互いに平行に一体
的に強く密着せしめられる。

このガラス繊維束を回転する軸に沿って往復動する案内
部材に係合せしめて上記軸に巻取って円筒状回巻体とす
ると、ガラス繊維同志が互いに密着した状態で巻取られ
る。

この状態で回巻体を従来技術のように乾燥すると、水分
の蒸発に伴って集束剤が表面に移行するマイグレーショ
ン現象が発生する。

マイグレーションにより、マクロ的には回巻体の表面に
近い部分程集束剤の含有量が多くなる。

又、水分は毛細管現象等により移動するが、回巻体中の
繊維の分布は均一でないため、水分の移動し易い通路と
、水分の移動し難い部分が、回巻体中に不規則に混在す
るため、この水分と共に移動する集束の分布がミクロ的
に不均一となる。

このような状態でガラス繊維束は弯曲した形状で円筒状
に回巻され、互に密着した状態で乾燥され、集束剤で互
に固着する。

このため、回巻体力ζら引出されたガラス繊維束は長さ
方向に沿って集束剤の含有量にバラツキを有し、又弯曲
した形状のまま集束剤が乾燥固化しているため、撚れ、
弯曲が残存し、又引出しに際し局部的に大きい応力を受
け、又集束剤の多い部分は剥れ難いため、部分的な繊維
の切断が発生し、又弯曲した部分がガイド等で擦られる
ため、毛羽立ちを生ずるものと考えられる。

これに対し、本発明の方法によるときは、ガラス繊維束
は水分の含有率が０．５〜１３ｗｔ％の状態で引出され
、集束剤は乾燥固化していないので、引出されたガラス
繊維束は容易に変形して直線状となり、繊維の切断も生
ずることなく、乾燥工程に伴う集束剤分布のバラツキも
小さく、均一な繊維束が得られるものと考えられる。

〔実施例〕

ブッシングから引出した太さ１３μのガラス繊維にＰＰ
エマルジョンを４ｗｔ％、潤滑剤を０．５ｗｔ％、アミ
ノシランを０．６ｗｔ％含む集束剤を固型分として０．
４ｗｔ％附与して３．２００本集束し、ガラス繊維束と
した。

このガラス繊維束を内径１６ｃｍ、外径２６ｃｍ、高さ
２６備の円筒状に回巻し、水分の含有１８ｗｔ％の状態
で３０ｍ／ｌ１ｌｉｎの速さで引出した。

ついで２００℃に保たれたオーブン中を通過させて乾燥
し、ＰＰをガラス繊維に対し１５０ｗｔ％被着させ、ｌ
　ｃｍに切断し、成型材料とした。

成型材料製造中に毛羽立ち、糸切れを生ずることがなか
った。又この成型材料を使用しＡＳＴＭ。

Ｄ−２５６号の試験片を製造し、測定した衝撃強度は４
５にｇ　　ｃｍ／（ｍであった。

〔比較例〕

実施例と同一の回巻体を水分０．１ｗｔ％以下となる迄
乾燥し、引出したガラス繊維束にそのまま樹脂を附与し
、実施例と同一の実験を行なった。

毛羽立ちが屡々発生し、又得られた試験片の衝撃強度は
４０　ＫＢ　−ｃａ＋／ｃｍであった。

〔発明の効果〕

成型材料製造時の毛羽立ち、糸切れの発生がなく、均質
な成型材料が得られ、この成型材料を使用し、高強度の
ＦＲＴＰが得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブッシングから引出された多数のガラス繊維に集
   束剤を附与集束してガラス繊維束とする工程、ガラス繊
   維束を回転する軸に沿って往復動する案内部材に係合せ
   しめて上記軸に巻取って円筒状回巻体とする工程、上記
   回巻体の水分含有量が０．５〜１３ｗｔ％の状態におい
   て回巻体からガラス繊維束を引出す工程、引出されたガ
   ラス繊維束を走行状態において乾燥し、ついで熱可塑性
   樹脂被着させる工程とを含む成型材料の製造法。
2. （２）ガラス繊維束の乾燥状態における重量は３００〜
   １０，０００ｇｒ／１，０００ｍである請求項１記載の
   成型材料の製造法。