JPH03146443A - 成型材料を製造する方法 - 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
に有用な成型材料を製造する方法に関する。

〔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
を含むベレット（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。

繊維含有ベ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ＦＲＴＰＯ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ＦＲＴＰの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３０
のような直棒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、ガラス繊維に毛羽立ちを
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じ易く、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は発生する、円筒状四巻
体の周長当り１回の撚れによるものと考えられ、円筒状
回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ＦＲＴＰ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用成型材を製造する方
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被膜形成剤を含
まない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
れたガラス繊維束に被膜形成剤を附与する工程、上記ガ
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　、　０００
ｍ当りの重量が３００〜１０，０００ｇｒ望ましくは５
００〜５．０００　ｇｒのものを使用する。

又ブッシングから引出された多数のガラス繊維に被膜形
成剤を含まない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０．５〜１３−
１％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に被膜形成剤を附与する工
程、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により成型材料を製造する
。

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
、集束剤としてカノプリン剤、潤滑剤を含み、被膜形成
剤を含まないものを使用する。

カップリング剤としてはアミノシラン、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いはチ
タン系カップリング剤、特にシランカップリング剤が好
適に用いられる。

潤滑剤としては、脂肪酸アごド、非イオン系界面活性剤
等を用いるのが好ましい。又集束剤中のカップリング剤
、潤滑剤の濃度は夫々は０．０５〜０．８ｗｔ％、　０
．０５〜０．５　ｗｔ％とし、集束剤を固形分として０
．０５〜０．５　ｗｔ％附与附与のが適当である。

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。

引出しは回巻体を完全に乾燥してから行うこともできる
が、引出しに先立ち要すれば予備乾燥して水分含有量を
０．５〜１３ｗｔ％、好ましくは３〜８ｗｔ％とし、こ
の状態で引出しを行なうのが望ましい。

この水分含有量を上記範囲とすることにより後述する乾
燥工程での乾燥を充分ならしめ且つ、本発明の効果を一
層大とすることができる。

ついで引出されたガラス繊維−束に被膜形成剤を附与す
る。被膜形成剤としてはアクリル樹脂、ウレタン樹脂、
ＡＳ樹脂を用いた場合、著しい効果をうろことができる
。被膜形成剤の附与方法に特に限定はないが被膜形成剤
を０．１〜２０−ｔ％、望ましくは０．５〜１０ｗｔ％
含む溶液を使用し、この溶液をガラス繊維束にスプレー
し、或はこの溶液中をガラス繊維束を走行させ、要すれ
ばスクイズして被膜形成剤を附与するのが適当である。

被膜形成剤の附与量は固型分としてガラス繊維の０．０
５〜５ｗｔ％、望ましくは０．１〜ｌ圓ｔ％とするのが
適当である。ついで、このガラス繊維束が水分を含有し
ている場合には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巾を５〜２００ＩＩｌ／ｌｌ１ｉｎ
望ましくはｌ　Ｏ＝　１００ｓ／ｍｉｎ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、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が、ガラス繊維含有量
が２０〜８０ｗｔ％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は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
の蒸発に伴な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
いに固着する。

このため、回巻体か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はバラツキを有し、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。

集束剤の固化に伴なうような作用は、集束剤中に含まれ
る被膜形成剤に主として起因するものであり、被膜形成
剤を含まない集束剤を使用することにより、毛羽立ち、
撚れ、弯曲の残存、繊維の切断の発生を大巾に減少する
ことができる。

更に上記ガラス繊維束を水分の含有率が０．５〜１３ｗ
ｔ％の状態で引出すと、集束剤が乾燥固化していないた
め、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、又乾燥工程に伴なう集束剤分布のバラツキもなく
、−層良好な効果をうろことができる。

〔実施例〕

ブッシングから引出した太さ１３μのガラス繊維にアミ
ノシランを０．６ｗｔ％、潤滑剤を０．５ｗｔ％を含む
集束剤を固型分として０．１ｗｔ％附与し附与、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１６ｃｏ＋、外径２６ｃｍ、高
さ２６ｃｍ円筒状に回巻し、水分の含有量８ｗｔ％の状
態で３０Ｉｌ／ｓｉｎの速さで引出した。ついでこのガ
ラス繊維束をエポキシエマルションを固型分として１０
ｗｔ％含む溶液中を通過させてエポキシエマルションを
固型分として４ｗｔ％附与し附与００℃に保たれたオー
プン中を通過させて乾燥し、ＰＢＴをガラス繊維に対し
１５０ｗｔ％被着させ、ｌ口に切断し、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３
６にｇ　−ｃｎ／ｃｍであった。

〔比較例〕

実施例の集束剤に代え、アミノシランを０．６ｗｔ％、
潤［ＩＪを０．５ｗｔ％、エポキシエマルションを３ｗ
ｔ％含む集束剤を使用して得られた実施例と同一の回巻
体を使用し、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
２８　Ｋｇ　−ｃｍ／ｃｔａ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 (3)

【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被
   膜形成剤を含まない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に被膜形成剤を附与する
   工程、ついで上記ガラス繊維束を走行状態において乾燥
   し熱可塑性樹脂被着させる工程とを含む成型材料を製造
   する方法。
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
   成型材料を製造する方法。
3. （３）ブッシングから引出された多数のガラス繊維に被
   膜形成剤を含まない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０．５〜１
   ３ｗｔ％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に被膜形成剤を附与す
   る工程、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を含む成型材料を製
   造する方法。