JPH03146444A - 成型材料製造方法 - 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
に有用な成型材料製造方法に関する。

〔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、Ｃ３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き出し、熱
可塑性樹脂被着装置へ送る間に、ガラス繊維にも毛羽立
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に著しい。

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、回巻体の長平方向に引出
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用の戒型材製造方法を
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こめに、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、上記回巻体を乾燥する工程、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、この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のものを使用し、又被膜形成剤
は有機溶剤溶液として附与する。

次に本発明を更に具体的に説明する。

プ・ノシングから引出した多数のガラス繊維に集剤を附
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で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
９ビニルシランのようなシランカフプリング剤或はチタ
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、脂肪酸アミド、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０，０５〜０．８　ｗｔ％、　
０．０５〜０．５　ｗｔ％とし、集束剤を固型分として
０．０５〜０．５　ｗｔ％附与附与のが適当である。

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、ついで常法に従って
乾燥した後、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。

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、つレタン樹脂、Ａ
Ｓ樹脂等が適当である。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〜ｌｏｗｔ％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。

なお、被膜形成剤は有機溶媒に溶解した状態で附与する
のが望ましく、水溶液を使用した場合のように乾燥を行
なわず、そのまま熱可塑性樹脂を附与することができ、
熱可塑性樹脂の馴染みを一層良好ならしめることが判明
した。

有機溶剤としては、ジビニルベンゼン、スチレン、メタ
クリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリロニトリル
のようなラジカル重合可能な単量体を用いるのが特に好
ましい。この際、重合触媒、例えば、ベンゾイルパーオ
キサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジクミルパーオ
キサイドのような過酸化物触媒を添加するのが適当であ
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０．１−１ｗｔ％とするのが
適当である。被膜形成剤を水溶液として附与した場合に
は、このガラス繊維束を走行状態において乾燥する。

乾燥は、１００〜３００℃望ましくは１２０〜２００℃
に保たれたオープン中を５〜２００　ｍ／ｍｉｎ望まし
くは１０〜１００ｍ／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
型材料の用途に応じて定められるが、ガラス繊維含有量
が２０〜８０−１％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
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、固化に伴なう、この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
ることができるものと考えられる。

又被膜形成剤を有機溶媒溶液として附与することにより
、その後の乾燥工程を不要とし、熱可塑性樹脂との馴染
みを良好ならしめる。

〔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０．６　ｈＬ％、潤滑剤を０．５ｗｔ％を含
む集束剤を固型分としてＯ，１ｗｔ％附与し附与、２０
０本集束しガラス繊維束とした。

このガラス繊維束を内径１６ｃ＋ｍ、外径２６ｃ＋＋＋
、高さ２６ａｏの円筒状に回巻し、常法に従い乾燥した
。

ついで水溶性ナイロンを１０ｗｔ％含むアルコール溶液
中を通過させナイロン樹脂を固型分として０．５　ｗｔ
％附与附与２００℃に保たれたオープン中を通過させて
乾燥した。

このようにして得られたガラス繊維束にナイロン６をガ
ラス繊維に対し１５０ｗｔ％被着させ、１個に切断し、
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ＡＳＴＭＤ−２５６号の
試験片を製造し、測定した衝撃強度は３５　Ｋｇ−ｃｍ
／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％、
潤滑剤を０．５ｗｔ％、水溶性ナイロンを５ｗｔ％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水分
０．１ｗｔ％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
。

毛立ちが屡々発生し、又得られた試験片の衝撃強度は３
０　Ｋｇ−ｃｍ／ｃｎ＋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、上記回巻体を乾燥する工程、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、このガラス繊維束に熱可
   塑性樹脂を被着させる工程とを含む成型材料製造方法。
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
   成型材料の製造方法。
3. （３）被膜形成剤は有機溶剤の溶液として附与する請求
   項１又は２記載の成型材料製造方法。