JPH04193504A

JPH04193504A - 強化繊維複合熱可塑性樹脂ペレット

Info

Publication number: JPH04193504A
Application number: JP32745290A
Authority: JP
Inventors: Toshio Muraki; 村木　俊夫; Hideo Ito; 英男伊藤; Kazuo Kito; 和男鬼頭
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-13
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2827506B2

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〉この発明は、熱可塑性樹脂と強化繊維とを複合してなる
繊維強化熱可塑性樹脂（ＦＲＴＰ）成形品を製造すると
きに使用するペレットに関する。

〈従来の技術〉射出成形によってＦＲＴＰ成形品を製造するとき、熱可
塑性樹脂とガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維とを複合
してなるペレットがよく使用される。

このようなペレットの多くは、強化繊維の平均長がＱ、
３ｍｍ程度の、短繊維複合ペレットと呼ばれるもので、
強化繊維が短いことから成形時の流動性がよく、比較的
均質で物性むらの少ないＦＲＴＰ成形品を得ることがで
きる。しかしながら、得られる成形品の物性は、熱可塑
性樹脂のみからなるものにくらべれば優れるものの、そ
れほど高くはない。

一方、互いに並行する強化繊維を含み、しかも、強化繊
維の平均長（ペレットの長さに実質的に等しい）が２〜
７ｍｍ程度である長繊維複合ペレットも提案されている
（特公昭６３−３７６９４号公報）。このペレットを使
用して得られるＦＲＴＰ成形品は、強化繊維が平均長２
〜７ｍｍ程度と長いことから、上述した短繊維複合ペレ
ットによるものにくらべて一般的に物性が優れており、
注目されている。しかしながら、このペレットは、成形
機への噛み込み性が不安定で、単位時間当りの可塑化量
が変動しやすいという問題があって、物性むらの少ない
ＦＲＴＰ成形品を得ることは、なかなか難しい。

〈発明が解決しようとする課題〉この発明の目的は、従来のペレットの上述した問題点を
解決し、成形性に優れ、しかも、物性に優れたＦＲＴＰ
成形品を製造することができる強化繊維複合熱可塑性樹
脂ペレットを提供するにある。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するために、この発明は、熱可塑性樹脂
および強化繊維を含む芯体部と、この芯体部の外周にそ
の芯体部と一体に形成された熱可塑性樹脂製皮体部とを
有することを特徴とする強化繊維複合熱可塑性樹脂ペレ
ットを提供する。

また、この発明は、熱可塑性樹脂および互いに並行する
強化繊維を含む芯体部と、この芯体部の外周にその芯体
部と一体に形成された、平均厚みが０．１〜０．５ｍｍ
の範囲にある熱可塑性樹脂製皮体部とを有し、かつ、強
化繊維の含有率が３０〜５５重量％の範囲にあり、平均
長が５〜１．５ｎ＋ｍの範囲にあり、平均直径が２〜５
ｍｍの範囲にあることを特徴とする強化繊維複合熱可塑
性樹脂ペレットを提供する。

この発明のペレットは、これを溶融し、射出酸・形する
ことによって、ＦＲＴＰ成形品を製造することができる
ものである。

さて、芯体部および皮体部には、通常、同一種類の熱可
塑性樹脂を選択、使用する。そのような熱可塑性樹脂と
しては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナ
イロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミドや、これ
らの共重合ポリアミドを使用することかできる。また、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート等のポリエステルや、これらの共重合ポリエステル
を使用することができる。さらに、ポリカーボネート、
ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン
、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン
等を使用することができる。さらにまた、ポリウレタン
エラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミド
エラストマー等に代表される熱可塑性エラストマーを使
用することができる。

熱可塑性樹脂としては、また、上述した熱可塑性樹脂か
ら選択した少なくとも２種の熱可塑性樹脂の混合樹脂、
たとえば、ナイロン６とナイロン６６との混合樹脂、ポ
リエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレー
トとの混合樹脂を使用することもできる。同系のものの
混合樹脂であるのが好ましい。

また、熱可塑性樹脂は、溶融粘度が５００〜５０００ボ
イズの範囲にあるものが好ましい。すなわち、Ｆ’　Ｒ
Ｔ　Ｐ成形品の物性をより向上させるためには、熱可塑
性樹脂は、溶融粘度が高いもの（分子量が高いもの）で
あるのが好ましく、溶融粘度が５００ボイズより低いよ
うな熱可塑性樹脂によっては、成形品の、特に耐衝撃性
が十分に向上しないことがある。また、５０００ポイズ
よりも高いような熱可塑性樹脂を使用すると、ガラス繊
維との濡れ性や接着性が低下して芯体部に気泡が発生す
ることがあり、その場合、得られる成形品の物性が低下
する。なお、溶融粘度は、成形または後加工に適用され
る温度下において、キャピラリー型粘度計を使用して、
剪断速度が零ｓｅｃ　−’か、その付近において測定す
る。

さて、芯体部における強化繊維は、無作為な方向に向い
ていてもよいが、芯体部の長さ方向に引き揃えられ、互
いに並行しているのが好ましい。

この場合、ペレットの長さは強化繊維の長さと実質的に
等しくなる。

強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維等の高強度、高弾性率繊維を使用する。

単繊維径は、５〜３０μｍ程度である。なお、これらの
強化繊維には、通常、ハンドリング性を改善するための
バインダを付与したり、複合される熱可塑性樹脂との接
着性を改善するための表面処理を施しておく。バインダ
の種類、付与量や、表面処理の方法等は、強化繊維の種
類や熱可塑性樹脂の種類等に応じて選択する。

強化繊維の平均長は、強化繊維が上述したように芯体部
の長さ方向において並行しているときは、５〜１５ｍｍ
の範囲にある。５ｍｍよりも短いと、ＦＲＴＰ成形品の
物性、特に耐衝撃性が低下する。

また、１５ｍｍよりも長いと、成形機への噛み込み性が
不安定になったり、成形品の均質性が低下したりする。

さて、皮体部は、芯体部の外周にそれと一体に形成され
ているが、その平均厚みは、好ましくは０．１〜０．５
ｍｍの範囲にある。０．１ｍｍよりも薄いと、成形機へ
の噛み込み性が低下したり、成形品の均質性が低下した
りすることがある。また、０．５ｍｍよりも厚いと、ペ
レットとしてみた強化繊維の含有率が低くなって、その
分、ＦＲＴＰ成形品の物性が低下するようになる。

ペレット中における強化繊維の含有率は、好ましくは３
０〜５５重量％の範囲にある。３０重量％未満でば、Ｆ
ＲＴＰ成形品の物性、特に耐衝撃性が低くなることがあ
る。また、５５重量％よりも高くなると、芯体部に気泡
が発生したり、溶融時の流動性が低下したり、成形機へ
の噛み込み性が不安定になったりすることがあり、その
場合、得られる成形品の物性や均質性が低下する。

ペレットの平均長は、強化繊維が上述したように芯体部
の長さ方向において並行しているときは、５〜１５ｍｍ
の範囲にする。その理由は、平均長５〜１５ｍｍの強化
繊維を使用する理由と同じである。

ペレットの平均直径は、好ましくは２〜５ｍｍの範囲に
ある。２ｍｍ未満であったり、５ｍｍを超えていたりす
ると、成形性が低下したり、得られるＦＲＴＰ成形品の
物性が低下したりすることがある。

この発明のペレットは、たとえば、次のようにして製造
することができる。

すなわち、よく知られた方法、たとえば特公昭６．３−
３７６９４号公報に記載される方法により、まず、強化
繊維のストランドを連続的に走行させながら溶融した熱
可塑性樹脂を含浸し、冷却して、芯体部を得る。次に、
この芯体部を溶融した熱可塑性樹脂中に通し、円形ダイ
を通して引き抜いて皮体部を形成した後、所望の長さに
切断してペレットとする。芯体部を、その熱可塑性樹脂
が固化しないうちに溶融熱可塑性樹脂中に通し、同様に
円形ダイを通して引き抜いて皮体部を形成した後、所望
の長さに切断する方法によることもできる。

〈実　施　例〉実施例１日本電気硝子社製ガラス繊維ストランド（単繊維径：１
７μｍ１単繊維数：　２０００本）を、４本束ねて、押
出機のヘッドに設けたダイ（温度：２８０℃）に導きな
がら、押出機から、ダイに、東し社製ナイロン６“アミ
ラン”ＣＭｌｏｏＩ　（２８０°Ｃにおける溶融粘度：
１０００ボイズ）を供給してガラス繊維に含浸し、さら
に、円形ダイを通して引き抜き、冷却して、平均直径が
２．　４ｍｍの芯体部を得た。この芯体部におけるガラ
ス繊維の含有率は、６０重量％であった。

次に、この芯体部を、別の押出機のヘッドに設けたクロ
スへラドダイ（温度２８０℃）に導きながら、押出機か
らダイに上記ナイロン６を供給して芯体部を濡らした後
、直径３．１ｍｍの円形ダイを通して引き抜いて芯体部
の外周に皮体部を形成し、さらに、１０ｍｍの長さに切
断してペレットを得た。このペレットにおける皮体部の
平均厚みは、０．２５ｍｍであった。また、ペレットの
平均直径は２゜９ｍｍで、ガラス繊維の含有率は４５重
量％であった。

次に、上記ペレットを、東芝社製ｌ５１００Ｆ１−５Ａ
型射出成形機を使用して、シリンダー設定温度を２９０
℃、金型温度を８０℃、射出／冷却時間を１３／２０秒
として射出成形し、厚みが１／８インチの試験片を得た
。このとき、成形機への噛み込み性は極めて良好で、可
塑化時間も３゜０〜３．５秒とよく安定していた。

次に、上記試験片について、曲げ試験とノツチ付アイゾ
ツト衝撃試験を行なったところ、曲げ強度は３８　ｋｇ
ｆ　７ｍｍ２、曲げ弾性率は１４５０ｋｇｆ／ｍｍ２、
衝撃強さは３５　ｋｇ［・ｃｍ／　ｃｍ２であった。

なお、曲げ試験はＡＳＴＭ　　Ｄ７９０により、また、
衝撃試験はＡＳＴＭ　　Ｄ２５６によった。

実施例２実施例１と同様にして、しかしながら、異なる口径の円
形ダイを使用して、皮体部の平均厚みが０．１ｍｍであ
るペレットを得た。このペレットの平均直径は２．６ｍ
ｍであり、ガラス繊維の含有率は５４重量％であった。

次に、実施例１と全く同様にして試験片を成形し、試験
したところ、曲げ強度は４０　ｋｇｆ　７ｍｍ２、曲げ
弾性率は１６５０　ｋｇｆ　７ｍｍ２、衝撃強さは３８
ｋｇｔ−０１１１７０ｍ２であった。なお、成形時にお
ける成形機への噛み込み性は良好で、可塑化時間もやは
り３．０〜３．５秒と極めて安定していた。

く比　較　例〉実施例１と同様にして、しかしながら、口径の異なる円
形ダイを使用して、平均直径が２．７ｍｍの芯体部を得
た後、この芯体部を長さ１０ｍｍに切断し、皮体部を有
しないペレットとした。このペレットのガラス繊維含有
率は、５０重量％であった。

次に、実施例１と全く同様にして試験片を成形し、試験
したところ、曲げ強度は３７　ｋｇｌ　７ｍｍ２、曲げ
弾性率は１６００　ｋｇｆ　７ｍｍ２、衝撃強さは３６
　ｋｇ［・ｃｍ／ｃｍ２であり、実施例のものとあまり
変わらなかった。しかしながら、成形時における成形機
への噛み込み性にやや難があり、また、可塑化時間が５
．０〜８．０秒と極めて不安定であった。

〈発明の効果〉この発明の強化繊維複合熱可塑性樹脂ペレットは、芯体
部の外周にその芯体部と一体に形成された熱可塑性樹脂
製皮体部を有するので、実施例と比較例との対比からも
明らかなように、成形性に優れ、しかも、力学的物性に
優れたＦＲＴＰ成形品を得ることができるようになる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性樹脂および強化繊維を含む芯体部と、こ
の芯体部の外周にその芯体部と一体に形成された熱可塑
性樹脂製皮体部とを有することを特徴とする強化繊維複
合熱可塑性樹脂ペレット。
（２）熱可塑性樹脂および互いに並行する強化繊維を含
む芯体部と、この芯体部の外周にその芯体部と一体に形
成された、平均厚みが０．１〜０．５ｍｍの範囲にある
熱可塑性樹脂製皮体部とを有し、かつ、強化繊維の含有
率が３０〜５５重量％の範囲にあり、平均長が５〜１５
ｍｍの範囲にあり、平均直径が２〜５ｍｍの範囲にある
ことを特徴とする強化繊維複合熱可塑性樹脂ペレット。
（３）請求項（１）または（２）のペレットを溶融し、
射出成形することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成
形品の製造方法。