JPH04223105A - 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びその製造方法 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂シート及びその製造方法Info
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- JPH04223105A JPH04223105A JP2406643A JP40664390A JPH04223105A JP H04223105 A JPH04223105 A JP H04223105A JP 2406643 A JP2406643 A JP 2406643A JP 40664390 A JP40664390 A JP 40664390A JP H04223105 A JPH04223105 A JP H04223105A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばスタンピング成
形可能な一方向繊維強化熱可塑性樹脂シートとその製造
方法に関するもので、特に車輌等のバンパービームに用
いるに適した機械的強度と成形性に優れた樹脂シート及
びその製造方法に係る。
形可能な一方向繊維強化熱可塑性樹脂シートとその製造
方法に関するもので、特に車輌等のバンパービームに用
いるに適した機械的強度と成形性に優れた樹脂シート及
びその製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来、車輌等のバンパービームの如く特
定方向に高強度が要求される製品に使用される一方向繊
維強化熱可塑性樹脂シートとしては、特開昭６２−２４
０５１４号公報に開示された複合長繊維強化熱可塑性樹
脂スタンパブルシートが知られている。この従来例のシ
ートにおいては、一方向に引き揃えした補強長繊維と長
繊維マットとの積層体に熱可塑性樹脂を含浸せしめてな
り、且つこの積層体中の補強長繊維の割合は３０〜８０
％であり、シート中の積層体の割合は２０〜７０％、熱
可塑性樹脂は３０〜８０％含有されている。又、該従来
例には、積層体は、長繊維マットが最外層となるように
積層された構造を有すること、更に繊維の引き揃え方向
が、長手方向とほぼ平行となるようにしたバンパービー
ムも開示されている。
定方向に高強度が要求される製品に使用される一方向繊
維強化熱可塑性樹脂シートとしては、特開昭６２−２４
０５１４号公報に開示された複合長繊維強化熱可塑性樹
脂スタンパブルシートが知られている。この従来例のシ
ートにおいては、一方向に引き揃えした補強長繊維と長
繊維マットとの積層体に熱可塑性樹脂を含浸せしめてな
り、且つこの積層体中の補強長繊維の割合は３０〜８０
％であり、シート中の積層体の割合は２０〜７０％、熱
可塑性樹脂は３０〜８０％含有されている。又、該従来
例には、積層体は、長繊維マットが最外層となるように
積層された構造を有すること、更に繊維の引き揃え方向
が、長手方向とほぼ平行となるようにしたバンパービー
ムも開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の一方向繊維強化熱可塑性樹脂シートには下記のよう
な問題点がある。■積層体中の補強長繊維は長繊維マッ
トとニードリングにて機械的に結合することが好ましい
とされているが、このニードリング時に連続繊維が一部
切断され、シートの補強効果が低下すると共に、成形時
の補強長繊維の流動性も悪くなる。■また、補強長繊維
は４００フィラメント程度のストランドロービングで構
成するのが良いとされているが、これでは熱可塑性樹脂
を含浸するとき、長繊維マットに比べ含浸度が低下し、
補強効果が劣化する。本発明は、上述の従来技術の問題
点を改善するもので、より高強度で成形性に優れた一方
向繊維強化熱可塑性樹脂シートと、該シートを効率的に
製造する方法を提供することを目的とする。
来の一方向繊維強化熱可塑性樹脂シートには下記のよう
な問題点がある。■積層体中の補強長繊維は長繊維マッ
トとニードリングにて機械的に結合することが好ましい
とされているが、このニードリング時に連続繊維が一部
切断され、シートの補強効果が低下すると共に、成形時
の補強長繊維の流動性も悪くなる。■また、補強長繊維
は４００フィラメント程度のストランドロービングで構
成するのが良いとされているが、これでは熱可塑性樹脂
を含浸するとき、長繊維マットに比べ含浸度が低下し、
補強効果が劣化する。本発明は、上述の従来技術の問題
点を改善するもので、より高強度で成形性に優れた一方
向繊維強化熱可塑性樹脂シートと、該シートを効率的に
製造する方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂シートは、モノフ
ィラメント状で均一に分散したチョップドストランドの
強化繊維に、モノフィラメント状の連続強化繊維を一方
向に分布するように加えたことを特徴とする。また、こ
のシートにおいては、強化繊維を１０〜７０重量％含有
させてなること、及び強化繊維中の一方向強化連続繊維
の比率が４〜３０％であることが好ましい。また、この
樹脂シートを製造するための本発明方法は、抄造ワイヤ
の移動ラインに沿って熱可塑性樹脂と強化繊維の均一分
散溶液供給ヘッドボックスを複数個間隔をおいて設け、
該ヘッドボックスにチョップドストランド強化層を形成
するための均一分散溶液を供給すると共に、該ヘッドボ
ックスの少なくとも１つにモノフィラメント状の連続強
化繊維を供給し、少なくとも一層の一方向に連続強化繊
維を分布した連続繊維強化層を有するシートを得ること
を特徴とする。
の本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂シートは、モノフ
ィラメント状で均一に分散したチョップドストランドの
強化繊維に、モノフィラメント状の連続強化繊維を一方
向に分布するように加えたことを特徴とする。また、こ
のシートにおいては、強化繊維を１０〜７０重量％含有
させてなること、及び強化繊維中の一方向強化連続繊維
の比率が４〜３０％であることが好ましい。また、この
樹脂シートを製造するための本発明方法は、抄造ワイヤ
の移動ラインに沿って熱可塑性樹脂と強化繊維の均一分
散溶液供給ヘッドボックスを複数個間隔をおいて設け、
該ヘッドボックスにチョップドストランド強化層を形成
するための均一分散溶液を供給すると共に、該ヘッドボ
ックスの少なくとも１つにモノフィラメント状の連続強
化繊維を供給し、少なくとも一層の一方向に連続強化繊
維を分布した連続繊維強化層を有するシートを得ること
を特徴とする。
【０００５】
【作用】一方向強化繊維としてモノフィラメント状の連
続強化繊維を用いているため、熱可塑性樹脂と強化繊維
の含浸度が良好となり、補強効果が向上するのみならず
ニードリングする必要がないので、成形性も向上する。
続強化繊維を用いているため、熱可塑性樹脂と強化繊維
の含浸度が良好となり、補強効果が向上するのみならず
ニードリングする必要がないので、成形性も向上する。
【０００６】以下本発明の詳細を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂シートの
一例を示す断面図で、中央部に連続繊維強化層２を上下
のチョップドストランド強化層１で挟んだ構造のものを
示す。また、図２は本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シー
トの他の例を示すもので、３層のチョップドストランド
強化層１の間に、２層の連続繊維強化層２を有する構造
のものを示す。シートの厚みや用途等に応じて適宜の構
造のものを選択すればよい。
る。図１は本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂シートの
一例を示す断面図で、中央部に連続繊維強化層２を上下
のチョップドストランド強化層１で挟んだ構造のものを
示す。また、図２は本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シー
トの他の例を示すもので、３層のチョップドストランド
強化層１の間に、２層の連続繊維強化層２を有する構造
のものを示す。シートの厚みや用途等に応じて適宜の構
造のものを選択すればよい。
【０００７】上記の連続繊維としては、例えばガラス繊
維、ステンレス長繊維、Ａｌ繊維等が用いられるが、そ
の繊維の形態としては、水中でモノフイラメント状に解
繊するように表面処理したものが適切である。この補強
に用いる連続繊維をモノフイラメント化しているため、
熱可塑性樹脂の含浸が良好となり、これが成形品の強度
を高めることとなる。また、加えて連続繊維の流動性も
増し、これが成形性の向上をもたらすことにもなる。
維、ステンレス長繊維、Ａｌ繊維等が用いられるが、そ
の繊維の形態としては、水中でモノフイラメント状に解
繊するように表面処理したものが適切である。この補強
に用いる連続繊維をモノフイラメント化しているため、
熱可塑性樹脂の含浸が良好となり、これが成形品の強度
を高めることとなる。また、加えて連続繊維の流動性も
増し、これが成形性の向上をもたらすことにもなる。
【０００８】さらに、強化繊維のシートに対する総含有
量は、１０〜７０重量％の範囲とすることが望ましい。 しかも強化繊維中における一方向強化連続繊維は、４〜
３０％の含有比率とすることが好ましい。強化繊維の総
含有量が１０％未満では補強効果が出ないし、又逆に７
０％を超えると、成形性が悪化するという不都合がある
。
量は、１０〜７０重量％の範囲とすることが望ましい。 しかも強化繊維中における一方向強化連続繊維は、４〜
３０％の含有比率とすることが好ましい。強化繊維の総
含有量が１０％未満では補強効果が出ないし、又逆に７
０％を超えると、成形性が悪化するという不都合がある
。
【０００９】また、強化繊維層における一方向強化連続
繊維の比率（重量比）が４％未満では、狙いとする方向
の強度が得られず、逆に比率が３０％超では熱可塑性樹
脂の含浸がうまくいかない。従って、一方向強化連続繊
維の比率は４〜３０％の範囲とし、特に１０％程度が好
適である。なお、チョップドストランド強化層としては
、通常はガラス繊維の直径５μｍ 以上３０μｍ 以下
、長さ１００ｍｍ以下のものが好ましい。
繊維の比率（重量比）が４％未満では、狙いとする方向
の強度が得られず、逆に比率が３０％超では熱可塑性樹
脂の含浸がうまくいかない。従って、一方向強化連続繊
維の比率は４〜３０％の範囲とし、特に１０％程度が好
適である。なお、チョップドストランド強化層としては
、通常はガラス繊維の直径５μｍ 以上３０μｍ 以下
、長さ１００ｍｍ以下のものが好ましい。
【００１０】次に、本発明の製造方法について図１に示
す樹脂シートの製造設備を例にして図３に基づいて説明
する。図３に示すように、基本的な個々の製造設備自体
は公知の繊維強化熱可塑性樹脂シート抄造方式を採用し
ているが、本発明では一つの抄造ライン中に複数の分散
液供給部を備えた形式を採る。
す樹脂シートの製造設備を例にして図３に基づいて説明
する。図３に示すように、基本的な個々の製造設備自体
は公知の繊維強化熱可塑性樹脂シート抄造方式を採用し
ているが、本発明では一つの抄造ライン中に複数の分散
液供給部を備えた形式を採る。
【００１１】すなわち、図において３はベースとなる第
１層目のチョップドストランド強化層を形成するための
第１撹拌槽であり、該撹拌槽３には水が収容され、これ
に所要の配合割合の強化チョップドストランド及び熱可
塑性樹脂が供給され、底部に設けた撹拌翼により撹拌さ
れ、均一に水中にチョップドストランドと樹脂が分散さ
れる。４は前記第１撹拌槽３からポンプ５を介して分散
液をメッシュ状の抄造ワイヤ６の一端上に供給するため
の第１ヘッドボックスであり、抄造ワイヤ６は図示の如
く複数個のローラによりエンドレス状に構成され、その
ほぼ水平な上面は前記第１ヘッドボックス４の位置から
後述する第３ヘッドボックスを越えた位置まで移動可能
となっている。
１層目のチョップドストランド強化層を形成するための
第１撹拌槽であり、該撹拌槽３には水が収容され、これ
に所要の配合割合の強化チョップドストランド及び熱可
塑性樹脂が供給され、底部に設けた撹拌翼により撹拌さ
れ、均一に水中にチョップドストランドと樹脂が分散さ
れる。４は前記第１撹拌槽３からポンプ５を介して分散
液をメッシュ状の抄造ワイヤ６の一端上に供給するため
の第１ヘッドボックスであり、抄造ワイヤ６は図示の如
く複数個のローラによりエンドレス状に構成され、その
ほぼ水平な上面は前記第１ヘッドボックス４の位置から
後述する第３ヘッドボックスを越えた位置まで移動可能
となっている。
【００１２】また、７は前記のチョップドストランド強
化層上に積層される連続繊維層を形成するための第２撹
拌槽であり、該槽中には第１撹拌槽と同様な配合割合の
強化繊維と熱可塑性樹脂が水中に均一に分散されて収容
されている。８は前記第２撹拌槽７からポンプ９を介し
て分散液を抄造ワイヤ６の中間位置に供給するための第
２ヘッドボックスであり、該第２ヘッドボックス８は前
記第１ヘッドボックス４の後方の抄造ワイヤ６の移動ラ
インに沿った位置に配置されている。しかも、前記第２
ヘッドボックス８の近傍には、モノフィラメント状の連
続強化繊維１０を該第２ヘッドボックス８内に供給する
ための供給装置（例えば、巻き戻し装置のような）１１
が設置されている。
化層上に積層される連続繊維層を形成するための第２撹
拌槽であり、該槽中には第１撹拌槽と同様な配合割合の
強化繊維と熱可塑性樹脂が水中に均一に分散されて収容
されている。８は前記第２撹拌槽７からポンプ９を介し
て分散液を抄造ワイヤ６の中間位置に供給するための第
２ヘッドボックスであり、該第２ヘッドボックス８は前
記第１ヘッドボックス４の後方の抄造ワイヤ６の移動ラ
インに沿った位置に配置されている。しかも、前記第２
ヘッドボックス８の近傍には、モノフィラメント状の連
続強化繊維１０を該第２ヘッドボックス８内に供給する
ための供給装置（例えば、巻き戻し装置のような）１１
が設置されている。
【００１３】さらに、１２は前記第２ヘッドボックス８
の後方位置に配置し且つ前記第１撹拌槽３から分散液を
分岐して送給される第３ヘッドボックスで、該ヘッドボ
ックス１２により連続繊維強化層上にチョップドストラ
ンド強化層を積層する。
の後方位置に配置し且つ前記第１撹拌槽３から分散液を
分岐して送給される第３ヘッドボックスで、該ヘッドボ
ックス１２により連続繊維強化層上にチョップドストラ
ンド強化層を積層する。
【００１４】図３の設備においては、第１ヘッドボック
ス４から移動する抄造ワイヤ６の入側に供給された分散
液はワイヤ上にて吸引脱水されて繊維と熱可塑性樹脂の
複合体であるウェブ１３を形成する。該ウェブ１３はワ
イヤ上をさらに移動され、その表面に次の第２ヘッドボ
ックス８からモノフィラメント状の連続強化繊維１０を
含んだ分散液の供給を受ける。この第２ヘッドボックス
８からの分散液も脱水されると連続繊維強化層となり、
ウェブ上に積層される。次いで、２層となったワイヤ上
のウェブ１４は第３ヘッドボックス１２によりさらにチ
ョップドストランド強化層が被覆される。従って、第３
ヘッドボックス１２以後のワイヤ６上には図１に示すよ
うな、連続繊維強化層を中心にした表裏層にチョップド
ストランド強化層を一体的に有するシートが得られる。 抄造後のシートウェブは図示していないが適宜乾燥工程
に送られて乾燥され、さらに加熱・加圧工程にてプレス
された後冷却されて成形され、所望の厚みの繊維強化熱
可塑性樹脂シートが製造される。
ス４から移動する抄造ワイヤ６の入側に供給された分散
液はワイヤ上にて吸引脱水されて繊維と熱可塑性樹脂の
複合体であるウェブ１３を形成する。該ウェブ１３はワ
イヤ上をさらに移動され、その表面に次の第２ヘッドボ
ックス８からモノフィラメント状の連続強化繊維１０を
含んだ分散液の供給を受ける。この第２ヘッドボックス
８からの分散液も脱水されると連続繊維強化層となり、
ウェブ上に積層される。次いで、２層となったワイヤ上
のウェブ１４は第３ヘッドボックス１２によりさらにチ
ョップドストランド強化層が被覆される。従って、第３
ヘッドボックス１２以後のワイヤ６上には図１に示すよ
うな、連続繊維強化層を中心にした表裏層にチョップド
ストランド強化層を一体的に有するシートが得られる。 抄造後のシートウェブは図示していないが適宜乾燥工程
に送られて乾燥され、さらに加熱・加圧工程にてプレス
された後冷却されて成形され、所望の厚みの繊維強化熱
可塑性樹脂シートが製造される。
【００１５】
【実施例】次に、本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートの材料特性について、連続繊維強化層の引き揃え方
向と該方向に垂直な方向に分けて表１に示す。なお、併
せて連続繊維を含有しないシートを比較例として示す。 表から本発明のシートが引き揃え方向において比較例に
比し格段に優れた機械的強度を有していることが分かる
。
ートの材料特性について、連続繊維強化層の引き揃え方
向と該方向に垂直な方向に分けて表１に示す。なお、併
せて連続繊維を含有しないシートを比較例として示す。 表から本発明のシートが引き揃え方向において比較例に
比し格段に優れた機械的強度を有していることが分かる
。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の一方向繊維
強化熱可塑性樹脂シートは、熱可塑性樹脂の含浸度が良
く、機械的強度に優れ、成形品とした場合の高強度と軽
量化を実現できると共に、さらには連続繊維の流動性向
上により、複雑成形を可能とし、各種部品設計の自由度
が拡大する。また、本発明の製造方法によれば、前記の
優れた樹脂シートを効率的に製造することができ、その
産業上寄与するところは非常に大きい。
強化熱可塑性樹脂シートは、熱可塑性樹脂の含浸度が良
く、機械的強度に優れ、成形品とした場合の高強度と軽
量化を実現できると共に、さらには連続繊維の流動性向
上により、複雑成形を可能とし、各種部品設計の自由度
が拡大する。また、本発明の製造方法によれば、前記の
優れた樹脂シートを効率的に製造することができ、その
産業上寄与するところは非常に大きい。
【図１】本発明に係る一方向繊維強化熱可塑性樹脂シー
トの例を示す断面図。
トの例を示す断面図。
【図２】本発明に係る一方向繊維強化熱可塑性樹脂シー
トの他の例を示す断面図。
トの他の例を示す断面図。
【図３】本発明の樹脂シート製造方法を説明するための
概略図。
概略図。
１ チョップドストランド強化層
２ 連続繊維強化層
３，７ 撹拌槽
４，８，１２ ヘッドボックス
５，９ ポンプ
６ 抄造ワイヤ
１０ モノフィラメント状の連続強化繊維１１ モ
ノフィラメント状の連続強化繊維供給装置１３，１４
ウェブ
ノフィラメント状の連続強化繊維供給装置１３，１４
ウェブ
Claims (4)
- 【請求項１】 モノフィラメント状で均一に分散した
チョップドストランドの強化繊維に、モノフィラメント
状の連続強化繊維を一方向に分布するように加えたこと
を特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シート。 - 【請求項２】 強化繊維の総含有量が１０〜７０重量
％である請求項１記載のシート。 - 【請求項３】 強化繊維中の一方向強化連続繊維の比
率が４〜３０％である請求項１又は２記載のシート。 - 【請求項４】 抄造ワイヤの移動ラインに沿って熱可
塑性樹脂と強化繊維の均一分散溶液供給ヘッドボックス
を複数個間隔をおいて設け、該ヘッドボックスにチョッ
プドストランド強化層を形成するための均一分散溶液を
供給すると共に、該ヘッドボックスの少なくとも１つに
モノフィラメント状の連続強化繊維を供給し、少なくと
も一層の一方向に連続強化繊維を分布した連続繊維強化
層を有するシートを得ることを特徴とする繊維強化熱可
塑性樹脂シートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2406643A JPH04223105A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2406643A JPH04223105A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04223105A true JPH04223105A (ja) | 1992-08-13 |
Family
ID=18516265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2406643A Withdrawn JPH04223105A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 繊維強化熱可塑性樹脂シート及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04223105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013531717A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-08 | ティコナ・エルエルシー | 連続繊維と長い繊維を含む熱可塑性プリプレグ |
| WO2014136858A1 (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-12 | 東レ・カーボンマジック株式会社 | 自動車用バンパー装置 |
-
1990
- 1990-12-26 JP JP2406643A patent/JPH04223105A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013531717A (ja) * | 2010-06-22 | 2013-08-08 | ティコナ・エルエルシー | 連続繊維と長い繊維を含む熱可塑性プリプレグ |
| US9096000B2 (en) | 2010-06-22 | 2015-08-04 | Ticona Llc | Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers |
| WO2014136858A1 (ja) * | 2013-03-07 | 2014-09-12 | 東レ・カーボンマジック株式会社 | 自動車用バンパー装置 |
| JPWO2014136858A1 (ja) * | 2013-03-07 | 2017-02-16 | 東レ・カーボンマジック株式会社 | 自動車用バンパー装置 |
| US9815424B2 (en) | 2013-03-07 | 2017-11-14 | Toray Carbon Magic Co., Ltd. | Bumper device for automobile |
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