JPH04353526A - 長繊維強化材料及びその製造方法 - Google Patents
長繊維強化材料及びその製造方法Info
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- JPH04353526A JPH04353526A JP15760291A JP15760291A JPH04353526A JP H04353526 A JPH04353526 A JP H04353526A JP 15760291 A JP15760291 A JP 15760291A JP 15760291 A JP15760291 A JP 15760291A JP H04353526 A JPH04353526 A JP H04353526A
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- fibers
- thermoplastic elastomer
- continuous
- reinforcing fibers
- molding material
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- Pending
Links
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
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、長繊維強化成形材料に
関し、さらに詳細には熱可塑性エラストマーをマトリッ
クスとする、柔軟性を有し耐衝撃性に優れる、成形材料
を提供する長繊維強化成形材料およびその製造方法に関
する。
関し、さらに詳細には熱可塑性エラストマーをマトリッ
クスとする、柔軟性を有し耐衝撃性に優れる、成形材料
を提供する長繊維強化成形材料およびその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の繊維強化成形材料は、チョップさ
れた補強繊維と熱可塑性樹脂を溶融混練して押し出し、
切断したペレット状物が用いられていた。しかしながら
、混練により、補強繊維が切断されるため、補強作用が
低下し、衝撃強度、曲げ強度等、機械物性が低下する。 上記問題点を解決するため、特公昭６３−３７６９４号
公報に連続的に連続補強繊維に樹脂を溶融含浸し、含浸
された棒状物を適当な長さに切断することにより成形材
料ペレットを得る製造方法および成形材料が開示されて
いる。得られたペレットは、ペレット長と同じ長さを有
した補強繊維がペレット中に長さ方向に平行に配列した
長繊維強化成形材料であり、射出成形等の供される。も
ともと補強繊維が長いため、成形品中でも補強繊維が長
く保たれ、機械物性が向上するものである。
れた補強繊維と熱可塑性樹脂を溶融混練して押し出し、
切断したペレット状物が用いられていた。しかしながら
、混練により、補強繊維が切断されるため、補強作用が
低下し、衝撃強度、曲げ強度等、機械物性が低下する。 上記問題点を解決するため、特公昭６３−３７６９４号
公報に連続的に連続補強繊維に樹脂を溶融含浸し、含浸
された棒状物を適当な長さに切断することにより成形材
料ペレットを得る製造方法および成形材料が開示されて
いる。得られたペレットは、ペレット長と同じ長さを有
した補強繊維がペレット中に長さ方向に平行に配列した
長繊維強化成形材料であり、射出成形等の供される。も
ともと補強繊維が長いため、成形品中でも補強繊維が長
く保たれ、機械物性が向上するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記長繊維強
化成形材料は、樹脂を含浸する際に補強繊維を棒状物で
しごきながら、樹脂を含浸したり、ダイで樹脂を圧入し
たりしなければならず、生産性を高めることは非常に困
難である。さらに、マトリックスとして一般的なエンプ
ラを用いた場合、剛性、衝撃強度は優れるが、柔軟性及
び衝撃エネルギー吸収性には劣り、柔軟性及び衝撃エネ
ルギー吸収性の要求に加えて、ある程度の剛性を有する
部品、例えば靴底、レガース等には使用できない。
化成形材料は、樹脂を含浸する際に補強繊維を棒状物で
しごきながら、樹脂を含浸したり、ダイで樹脂を圧入し
たりしなければならず、生産性を高めることは非常に困
難である。さらに、マトリックスとして一般的なエンプ
ラを用いた場合、剛性、衝撃強度は優れるが、柔軟性及
び衝撃エネルギー吸収性には劣り、柔軟性及び衝撃エネ
ルギー吸収性の要求に加えて、ある程度の剛性を有する
部品、例えば靴底、レガース等には使用できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、鋭意研究した結果、本発明に至った。すなわち本発
明は、長繊維強化成形材料において、マトリックスが、
バルク状態での引張モジュラスが１０ｋｇ／ｃｍ２ 以
上、４００ｋｇ／ｃｍ２ 以下、かつ、引張伸びが２０
０％以上、６５０％以下の熱可塑性エラストマー樹脂を
用い、該マトリックス中に実質的に平行に補強繊維が配
列しており、該補強繊維の長さがペレットの長さと実質
的に同じ長さであり、該ペレットの長さが３ｍｍ〜３０
０ｍｍであることを特徴とする長繊維強化成形材料およ
びバルク状態での引張モジュラスが１０ｋｇ／ｃｍ２
以上、４００ｋｇ／ｃｍ２ 以下、かつ、引張伸びが２
００％以上、６５０％以下の熱可塑性エラストマー樹脂
を紡糸した連続熱可塑性エラストマー繊維と連続補強繊
維とを混繊した混繊糸を、連続的に該連続熱可塑性エラ
ストマー繊維の融点以上の温度に加熱し、該連続熱可塑
性エラストマー繊維を溶融し連続的に加圧し該連続補強
繊維間に含浸させ、賦形し棒状物を得、該棒状物を３ｍ
ｍ〜３００ｍｍに切断することを長繊維強化成形材料の
製造方法である。
に、鋭意研究した結果、本発明に至った。すなわち本発
明は、長繊維強化成形材料において、マトリックスが、
バルク状態での引張モジュラスが１０ｋｇ／ｃｍ２ 以
上、４００ｋｇ／ｃｍ２ 以下、かつ、引張伸びが２０
０％以上、６５０％以下の熱可塑性エラストマー樹脂を
用い、該マトリックス中に実質的に平行に補強繊維が配
列しており、該補強繊維の長さがペレットの長さと実質
的に同じ長さであり、該ペレットの長さが３ｍｍ〜３０
０ｍｍであることを特徴とする長繊維強化成形材料およ
びバルク状態での引張モジュラスが１０ｋｇ／ｃｍ２
以上、４００ｋｇ／ｃｍ２ 以下、かつ、引張伸びが２
００％以上、６５０％以下の熱可塑性エラストマー樹脂
を紡糸した連続熱可塑性エラストマー繊維と連続補強繊
維とを混繊した混繊糸を、連続的に該連続熱可塑性エラ
ストマー繊維の融点以上の温度に加熱し、該連続熱可塑
性エラストマー繊維を溶融し連続的に加圧し該連続補強
繊維間に含浸させ、賦形し棒状物を得、該棒状物を３ｍ
ｍ〜３００ｍｍに切断することを長繊維強化成形材料の
製造方法である。
【０００５】すなわち本発明は、柔軟性を有し衝撃エネ
ルギー吸収性に優れる成形品を提供する成形材料および
その製造方法である。以下に本発明を詳細に説明する。 本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、バルク状態でＡＳ
ＴＭ Ｄ６３８によって測定した引張モジュラスが１
０ｋｇ／ｃｍ２ 以上、４００ｋｇ／ｃｍ２ 以下、か
つ、引張伸びが２００％以上、６５０％以下の熱可塑性
エラストマー樹脂である。本発明の製造方法に用いる場
合には、上記熱可塑性エラストマー樹脂を溶融紡糸した
連続マルチフィラメント繊維を用いる。上記樹脂の引張
モジュラスが１０ｋｇ／ｃｍ２ 以下になると繊維に成
らず、一方４００ｋｇ／ｃｍ２ 以上では柔軟性と耐衝
撃性を有する成形品が得られない。また、引張伸びが６
５０％以上では繊維状になってもよく伸びるため、形態
を保持することができない。一方２００％以下では成形
品において満足のいく性能が得られない。
ルギー吸収性に優れる成形品を提供する成形材料および
その製造方法である。以下に本発明を詳細に説明する。 本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、バルク状態でＡＳ
ＴＭ Ｄ６３８によって測定した引張モジュラスが１
０ｋｇ／ｃｍ２ 以上、４００ｋｇ／ｃｍ２ 以下、か
つ、引張伸びが２００％以上、６５０％以下の熱可塑性
エラストマー樹脂である。本発明の製造方法に用いる場
合には、上記熱可塑性エラストマー樹脂を溶融紡糸した
連続マルチフィラメント繊維を用いる。上記樹脂の引張
モジュラスが１０ｋｇ／ｃｍ２ 以下になると繊維に成
らず、一方４００ｋｇ／ｃｍ２ 以上では柔軟性と耐衝
撃性を有する成形品が得られない。また、引張伸びが６
５０％以上では繊維状になってもよく伸びるため、形態
を保持することができない。一方２００％以下では成形
品において満足のいく性能が得られない。
【０００６】熱可塑性エラストマー樹脂としては、熱可
塑性ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エ
ラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド
系エラストマーなどがあるが、目的に応じて選定すれば
よく、特に限定しない。これら樹脂を通常の方法によっ
て溶融紡糸したマルチフィラメント繊維を用いるのであ
る。上記繊維は延伸せずに巻き取るのが好ましく、巻き
取り速度は５０ｍ／分〜４０００ｍ／分、好ましくは５
００ｍ／分〜４０００ｍ／分である。一方、繊維として
の熱収縮は低いのが好ましく、融点より５０℃低い温度
での乾燥状態の収縮率が３０％以下、好ましくは１５％
以下が良い。上記繊維の単糸デニールは、１〜３０デニ
ール、フィラメント本数５〜１０００本程度であり特に
限定しない。必要に応じてこれらの繊維を組合せ、引き
揃えて所定の混率に合わせるのがよい。一方、連続補強
繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維な
どが挙げられるが、用いる熱可塑性エラストマー繊維の
融点以上の融点を有しているものであれば特に限定しな
い。これら補強繊維は連続のマルチフィラメントであり
、各々単独で用いてもよいが、二種以上組み合わせて用
いてもよい。これらの補強繊維には、熱可塑性エラスト
マーとの接着を良くする処理が施されているのが好まし
い。
塑性ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エ
ラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド
系エラストマーなどがあるが、目的に応じて選定すれば
よく、特に限定しない。これら樹脂を通常の方法によっ
て溶融紡糸したマルチフィラメント繊維を用いるのであ
る。上記繊維は延伸せずに巻き取るのが好ましく、巻き
取り速度は５０ｍ／分〜４０００ｍ／分、好ましくは５
００ｍ／分〜４０００ｍ／分である。一方、繊維として
の熱収縮は低いのが好ましく、融点より５０℃低い温度
での乾燥状態の収縮率が３０％以下、好ましくは１５％
以下が良い。上記繊維の単糸デニールは、１〜３０デニ
ール、フィラメント本数５〜１０００本程度であり特に
限定しない。必要に応じてこれらの繊維を組合せ、引き
揃えて所定の混率に合わせるのがよい。一方、連続補強
繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維な
どが挙げられるが、用いる熱可塑性エラストマー繊維の
融点以上の融点を有しているものであれば特に限定しな
い。これら補強繊維は連続のマルチフィラメントであり
、各々単独で用いてもよいが、二種以上組み合わせて用
いてもよい。これらの補強繊維には、熱可塑性エラスト
マーとの接着を良くする処理が施されているのが好まし
い。
【０００７】該連続熱可塑性エラストマー繊維と、該連
続補強繊維を混繊する方法としては、公知の空気による
乱流攪乱処理によるのが、簡易で効率的であるが、特に
これに限定されるものではない。一方、連続補強繊維と
連続熱可塑性エラストマーとの混率は、目的に応じて選
定すればよいが、補強繊維の混率を高くすることは、成
形品の柔軟性を損なうため、あまり高くするのは好まし
くない。好ましくは補強繊維の混率が、５〜６０重量％
がよい。このようにして得られた混繊糸を、図１に示す
ように連続的に加熱し、連続熱可塑性エラストマー繊維
の融点以上の温度まで混繊糸を加熱する。連続熱可塑性
エラストマー繊維が溶融したところを、連続的に加圧す
ることによって、連続補強繊維間に熱可塑性エラストマ
ーを含浸させ、賦形し連続の棒状物を得る。加圧、賦形
方法としては、図２の雄雌ローラーによる方法が効率的
であり、速度を高めることも可能であり生産性を高くす
ることが可能である。これはすなわち混繊糸を用いてい
るため、含浸性に優れているから可能となる。このよう
にして得られた棒状物を３ｍｍ〜３００ｍｍに切断して
成形材料とする。
続補強繊維を混繊する方法としては、公知の空気による
乱流攪乱処理によるのが、簡易で効率的であるが、特に
これに限定されるものではない。一方、連続補強繊維と
連続熱可塑性エラストマーとの混率は、目的に応じて選
定すればよいが、補強繊維の混率を高くすることは、成
形品の柔軟性を損なうため、あまり高くするのは好まし
くない。好ましくは補強繊維の混率が、５〜６０重量％
がよい。このようにして得られた混繊糸を、図１に示す
ように連続的に加熱し、連続熱可塑性エラストマー繊維
の融点以上の温度まで混繊糸を加熱する。連続熱可塑性
エラストマー繊維が溶融したところを、連続的に加圧す
ることによって、連続補強繊維間に熱可塑性エラストマ
ーを含浸させ、賦形し連続の棒状物を得る。加圧、賦形
方法としては、図２の雄雌ローラーによる方法が効率的
であり、速度を高めることも可能であり生産性を高くす
ることが可能である。これはすなわち混繊糸を用いてい
るため、含浸性に優れているから可能となる。このよう
にして得られた棒状物を３ｍｍ〜３００ｍｍに切断して
成形材料とする。
【０００８】例えば、射出成形材料として用いる場合は
、成形機の大きさにもよるが３ｍｍ〜１５ｍｍ程度が良
い。一方、上記成形材料を溶融後、プランジャーで押し
出し、マッチドダイ上に吐出した後、マッチドダイにて
圧縮成形することも可能である。この場合は、射出成形
よりも大型でかつ強度を有する成形品に適する。すなわ
ちスクリューではなくプランジャーにて押し出すので、
成形時の補強繊維の損傷がほとんどなく補強繊維の長い
ものを使用できるので、成形材料としては３ｍｍ〜３０
０ｍｍのものが使用でき、成形品の必要強度を考慮して
選定すればよい。このような成形材料を用いて得られた
成形品は、剛性と柔軟性を有しつつ、耐衝撃性にすぐれ
ている。また、補強繊維の効果で寸法安定性もよく、熱
変形温度も高くなる。
、成形機の大きさにもよるが３ｍｍ〜１５ｍｍ程度が良
い。一方、上記成形材料を溶融後、プランジャーで押し
出し、マッチドダイ上に吐出した後、マッチドダイにて
圧縮成形することも可能である。この場合は、射出成形
よりも大型でかつ強度を有する成形品に適する。すなわ
ちスクリューではなくプランジャーにて押し出すので、
成形時の補強繊維の損傷がほとんどなく補強繊維の長い
ものを使用できるので、成形材料としては３ｍｍ〜３０
０ｍｍのものが使用でき、成形品の必要強度を考慮して
選定すればよい。このような成形材料を用いて得られた
成形品は、剛性と柔軟性を有しつつ、耐衝撃性にすぐれ
ている。また、補強繊維の効果で寸法安定性もよく、熱
変形温度も高くなる。
【０００９】
（実施例１）連続熱可塑性繊維として、東洋紡績株式会
社製ポリエステル系エラストマーのペルプレンＰ−１５
０Ｂ、（バルク状態でのＡＳＴＭ Ｄ６３８によって
測定した引張モジュラスが１８１ｋｇ／ｃｍ２ 、引張
伸びが５００％）をノズル温度２３６℃で溶融紡糸した
。巻取り速度１０００ｍ／分で未延伸糸を得た。デニー
ルは３５０、フィラメント本数は４８本であった。この
熱可塑性エラストマー繊維１５本と、５７５テックスガ
ラス繊維のダイレクトロービング（単糸径１３μ）１本
を、インターレーサーを用いて混繊した。混率は、ガラ
ス繊維含有率が４９重量％であった。上記混繊糸を５本
引き揃えて赤外線ヒーターで熱可塑性エラストマー繊維
の融点以上に加熱後、雄雌ローラーにて含浸、賦形し棒
状物を得た。この棒状物を１０ｍｍの長さに切断し、型
締力１００ｔの射出成形機にて射出成形を行った。その
際に用いたスクリューの寸法は、スクリュー径３０ｍｍ
、Ｌ／Ｄ＝２１．６、溝深さ２．７ｍｍ、圧縮比（深さ
比）２．２６、圧縮比（断面積比）２．００であった。 物性を表１に示す。
社製ポリエステル系エラストマーのペルプレンＰ−１５
０Ｂ、（バルク状態でのＡＳＴＭ Ｄ６３８によって
測定した引張モジュラスが１８１ｋｇ／ｃｍ２ 、引張
伸びが５００％）をノズル温度２３６℃で溶融紡糸した
。巻取り速度１０００ｍ／分で未延伸糸を得た。デニー
ルは３５０、フィラメント本数は４８本であった。この
熱可塑性エラストマー繊維１５本と、５７５テックスガ
ラス繊維のダイレクトロービング（単糸径１３μ）１本
を、インターレーサーを用いて混繊した。混率は、ガラ
ス繊維含有率が４９重量％であった。上記混繊糸を５本
引き揃えて赤外線ヒーターで熱可塑性エラストマー繊維
の融点以上に加熱後、雄雌ローラーにて含浸、賦形し棒
状物を得た。この棒状物を１０ｍｍの長さに切断し、型
締力１００ｔの射出成形機にて射出成形を行った。その
際に用いたスクリューの寸法は、スクリュー径３０ｍｍ
、Ｌ／Ｄ＝２１．６、溝深さ２．７ｍｍ、圧縮比（深さ
比）２．２６、圧縮比（断面積比）２．００であった。 物性を表１に示す。
【００１０】（比較例１）実施例のペルプレンの代わり
にナイロン６を用いた。このナイロン６のバルク状態で
のＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定した引張モジュラ
スは３３０００ｋｇ／ｃｍ２ 、引張伸びは３０％であ
る。 このナイロン６をノズル温度２６０℃で溶融紡糸した。 巻取り速度１０００ｍ／分で未延伸糸を得た。デニール
は３５０デニール、フィラメント本数は４８本であった
。その後は実施例と同様にして成形品を得た。その物性
を表１に示す。
にナイロン６を用いた。このナイロン６のバルク状態で
のＡＳＴＭ Ｄ６３８によって測定した引張モジュラ
スは３３０００ｋｇ／ｃｍ２ 、引張伸びは３０％であ
る。 このナイロン６をノズル温度２６０℃で溶融紡糸した。 巻取り速度１０００ｍ／分で未延伸糸を得た。デニール
は３５０デニール、フィラメント本数は４８本であった
。その後は実施例と同様にして成形品を得た。その物性
を表１に示す。
【００１１】（比較例２）実施例のペルプレンのみを射
出成形した。得られた成形品の物性を表１に示す。
出成形した。得られた成形品の物性を表１に示す。
【００１２】（比較例３）実施例のペルプレンとチョプ
ドガラス繊維を１軸混練機で混練し押し出し、３ｍｍ長
さのペレットを得た。ガラス繊維含有率は１０重量％で
あった。射出成形品の物性を表１に示す。
ドガラス繊維を１軸混練機で混練し押し出し、３ｍｍ長
さのペレットを得た。ガラス繊維含有率は１０重量％で
あった。射出成形品の物性を表１に示す。
【００１３】
【発明の効果】本発明によるとき、柔軟性、耐衝撃性及
び耐振動性に優れる成形体を提供しうる。
び耐振動性に優れる成形体を提供しうる。
図１は連続熱可塑性エラストマー繊維と連続補強繊維と
の混繊糸を前者の融点以上の温度に連続的に加熱・加圧
して棒状物を製造する装置を示し、図２は図１における
雄雌ローラを用いて加圧賦形する部分を示す。 図１，２における ■ 混繊糸 ■ クリールスタンド ■ 赤外線ヒータ炉 ■ 雄ローラ ■ 雌ローラ ■ 樹脂含浸棒状物 ■ ペレット状成形材料 ■ カッター を示す。
の混繊糸を前者の融点以上の温度に連続的に加熱・加圧
して棒状物を製造する装置を示し、図２は図１における
雄雌ローラを用いて加圧賦形する部分を示す。 図１，２における ■ 混繊糸 ■ クリールスタンド ■ 赤外線ヒータ炉 ■ 雄ローラ ■ 雌ローラ ■ 樹脂含浸棒状物 ■ ペレット状成形材料 ■ カッター を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 長繊維強化成形材料において、マトリ
ックスがバルク状態での引張モジュラスが１０ｋｇ／ｃ
ｍ２ 以上、４００ｋｇ／ｃｍ２以下、かつ、引張伸び
が２００％以上、６５０％以下の熱可塑性エラストマー
樹脂を用い、該マトリックス中に実質的に平行に補強繊
維が配列しており、該補強繊維の長さがペレットの長さ
と実質的に同じ長さであり、該ペレットの長さが３ｍｍ
〜３００ｍｍであることを特徴とする長繊維強化成形材
料。 - 【請求項２】 バルク状態での引張モジュラスが１０
ｋｇ／ｃｍ２ 以上、４００ｋｇ／ｃｍ２ 以下、かつ
、引張伸びが２００％以上、６５０％以下の熱可塑性エ
ラストマー樹脂を紡糸した連続熱可塑性エラストマー繊
維と連続補強繊維とを混繊した混繊糸を、連続的に該連
続熱可塑性エラストマー繊維の融点以上の温度に加熱し
、該連続熱可塑性エラストマー繊維を溶融し連続的に加
圧し、該連続補強繊維間に含浸させ、賦形し棒状物を得
、該棒状物を３ｍｍ〜３００ｍｍに切断することを特徴
とする長繊維強化成形材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15760291A JPH04353526A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 長繊維強化材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15760291A JPH04353526A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 長繊維強化材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04353526A true JPH04353526A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=15653313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15760291A Pending JPH04353526A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 長繊維強化材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04353526A (ja) |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP15760291A patent/JPH04353526A/ja active Pending
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