JPH05318470A - シート状成形用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂 - Google Patents

シート状成形用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂

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JPH05318470A
JPH05318470A JP13075492A JP13075492A JPH05318470A JP H05318470 A JPH05318470 A JP H05318470A JP 13075492 A JP13075492 A JP 13075492A JP 13075492 A JP13075492 A JP 13075492A JP H05318470 A JPH05318470 A JP H05318470A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
glass fiber
sheet
web
molding
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Withdrawn
Application number
JP13075492A
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English (en)
Inventor
Masabumi Komatsu
松 正 文 小
Tomoshige Ono
野 友 重 尾
Yasuji Matsumoto
本 泰 次 松
Yoshio Kawamura
村 恵 生 河
Hidetaka Sugibe
辺 英 孝 杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】強化用ガラス繊維と熱可塑性樹脂粒子からなる
ウェブと熱可塑性樹脂フィルムを交互に積層した後、加
熱および加圧することにより一体化されたシート状成形
用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂。 【効果】本発明の成形用シート状ガラス繊維強化熱可塑
性樹脂(コンソリシート)は流動性に優れるので複雑な
構造をもつ大型成形品、例えばリブ付きのバンパービー
ムやコンクリートパネルなどを圧縮成形により容易に製
造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、成形時の流動性に優れ
るシート状成形用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂に関す
る。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂の成形上の特長を生かしつ
つ、高剛性および高強度という特性を付加する手段とし
て、高弾性率繊維の添加による複合化技術が知られてい
る。高弾性率繊維としては、安価なガラス繊維が使用さ
れ、複合化された熱可塑性樹脂は、軽量化と高剛性およ
び高強度が要求させる種々の構造部材用の素材として使
用される。これらの素材から成形品を製造する方法とし
て、例えば、マトリックスである熱可塑性樹脂の融点以
上に加熱した後に圧縮成形し、所望の形状を付与する圧
縮成形法がある。
【0003】これらの素材の製造方法として、抄紙技術
の応用による方法が知られている。すなわち、微小気泡
を含む界面活性剤含有水性溶媒中で長さ6〜50mmの
ガラス繊維チョップドストランドと粒状の熱可塑性樹脂
を分散させ、この分散液を多孔性支持体状で抄くことに
よりシート状のウェブを調整し、このウェブに熱と圧力
を加えて、緻密な固化したシート状のガラス繊維強化熱
可塑性樹脂を製造する方法(以下抄紙法と称する)であ
る。この技術は特公平2−48243号明細書や特開昭
60−158227号明細書に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の抄紙でえられる
ウェブおよびガラス繊維強化熱可塑性樹脂では、ガラス
繊維のチョップドストランドがモノフィラメントに開繊
し、モノフィラメント同志が厚み方法に絡み合った形態
を持っている。圧縮成形時に、樹脂と共に繊維を任意の
方向に流動させる際、モノフィラメント同志の絡み合い
のため、大きな流動抵抗を発生し、結果として、成形に
大きな圧力が必要となる。またはガラス繊維強化熱可塑
性樹脂が金型末端まで流動できず、充填不足となる場合
もある。
【0005】本発明は、前記問題点を解決し、圧縮成形
に適切に用いることのできる流動性に優れた、成形用シ
ート状ガラス繊維強化熱可塑性樹脂を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、強化用
ガラス繊維と熱可塑性樹脂粒子からなるウェブと熱可塑
性樹脂フィルムを交互に積層した後、加熱および加圧す
ることにより一体化されたシート状成形用ガラス繊維強
化熱可塑性樹脂が提供され本発明の目的が達成される。
【0007】そして、本発明のより好ましい態様によれ
ば上記で用いられるガラス繊維の長さは6〜50mmで
あり、またシート状成形用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂
に於いて、ガラス繊維(GF)と熱可塑性樹脂の重量比
(GF/樹脂)は20/〜70/30である。
【0008】
【作用】成形に必要な分量のシート状のガラス繊維強化
熱可塑性樹脂(以下、コンソリシートと称する場合もあ
る)をマトリックス樹脂の融点以上の温度に加熱し、溶
融状態となったコンソリシートを所望の金型に投入し
て、圧縮成形を行う。本発明のガラス繊維強化熱可塑性
樹脂は、ウェブと熱可塑性樹脂フィルムを交互に積層し
それを一体化した構造となっているため、ウェブ間に樹
脂リッチな層ができ、厚み方向のガラス繊維間の絡み合
いが少い。したがって圧縮成形時に、流動抵抗が、小さ
くなり、成形性の優れたものになる。ウェブと熱可塑性
樹脂フィルムとの積層枚数が多いほど、厚み方向のガラ
ス繊維の絡み合いが少なくなり流動性に優れる。
【0009】
【構成】以下本発明の構成を詳述するが、本発明のより
好ましい種々の態様およびそれに基づく利点が明らかと
なろう。
【0010】ガラス繊維 ガラス繊維の充分な補強効果を得かつコンソリシートの
流動性を確保する上でガラス繊維の長さは6〜50mm
が好ましい。ガラス繊維長が短かすぎると、成形時の流
動性は向上するが、充分な補強効果が得られない。繊維
長が長すぎると、流動性が低下し、かつ成形品のリブ、
ボスなど複雑な部位にガラス繊維が、充填されにくくな
る。また、繊維径は、樹脂とガラス繊維の接着性及びガ
ラス繊維の補強効果を確保する上で5〜30μmである
ことが好ましい。
【0011】ガラス繊維はコンソリシート中に於いてガ
ラス繊維(GF)と熱可塑性樹脂の重量比(GF/樹
脂)が20/80〜70/30となるように用いること
が好ましい。ガラス繊維の過剰の使用は熱可塑性樹脂が
均一にGF中に含浸することが難がしくなると同時に流
動性が低下する傾向を示す。又、過少の配合は当然補強
効果が少ない。
【0012】なお、上記の熱可塑性樹脂の量は、後述す
るウェブの熱可塑性樹脂及び熱可塑性樹脂フィルムの合
計量である。
【0013】熱可塑性樹脂 熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン、飽和ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリアミド、熱可塑性ポリ
ウレタンなどがあげられる。ポリオレフィン樹脂におい
てはポリエチレン、ポリプロピレンおよびその変性物、
共重合物、その混合物など、すなわちマレイン酸変性ポ
リプロピレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、ア
クリル酸変性ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共
重合体、ポリプロピレンとプロピレン−エチレン共重合
体の混合物などがあげられる。
【0014】ウェブ用いられる熱可塑性樹脂の粒子は重
合後の粒子を用いてもよいし、ペレット状の樹脂を機械
粉砕あるいは溶媒へ一度溶解後、析出されるいわゆる化
学粉砕によって得られる粒子を用いても良い。
【0015】ウェブ ウェブはガラス繊維と熱可塑性樹脂の粒子とから構成さ
れる。
【0016】この熱可塑性樹脂の粒子は、径が50〜2
000μmであることが好ましい。径があまり大きいと
ガラス繊維に樹脂が均一に含浸したコンソリシートが得
にくいときがある。又、径が小さすぎると、後述する、
ウェブの製造の脱水工程に於いて圧損が大となり、製造
上のトラブルが生じる場合がある。
【0017】ウェブは、ガラス繊維と樹脂粒子の重量比
(GF/樹脂)が通常20/80〜70/30であるよ
うに構成され、ガラス繊維は単繊維に開繊され、開繊さ
れた繊維の中に熱可塑性樹脂の粒子が均一に分散してい
る。又、ウェブの厚さはほぼ0.5〜10mm程度であ
る。
【0018】熱可塑性樹脂フィルム ウェブ間に積層する熱可塑性樹脂のフィルムは、ウェブ
製作時に用いる熱可塑性樹脂と同種の物を用いることが
好ましい。異種の樹脂を用いると、圧縮成形後異種の樹
脂間の界面が接着せず、剥離することがある。用いるフ
ィルムの厚みは0.1〜3mmが好ましい。フィルムの
厚みがこの範囲であれば、コンソリシートの流動性が確
保される。厚みが過大であるとコンソリシート中のガラ
ス繊維含有率が低下して強度が低下する惧れがある。
【0019】コンソリシートの製法 まず、ガラス繊維チョップドストランドと熱可塑性樹脂
粒子を、空気の微小気泡が分散した界面活性剤含有水溶
液中に分散させ、この分散液を多孔性支持体を介して脱
水することにより、均一なウェブを得ることができる。
この方法の詳細な前記の特開昭60−158227号な
どに開示されている。このウェブをオーブン中で乾燥し
た後、通常2枚以上、好ましくは4枚以上、さらに好ま
しくは6枚以上のウェブとウェブよりも一枚少ない数の
熱可塑性樹脂フィルムを交互に積層する。積層物の最外
層はウェブである。次に熱可塑性樹脂の融点以上にウェ
ブを加熱し樹脂を溶融させ、冷却盤間で圧力を加え緻密
な固化したコンソリシートを得る。コンソリシートの厚
さは通常0.1〜10mm程度である。
【0020】ウェブを加熱、加圧し、コンソリシートを
製造する際の加熱温度は熱可塑性樹脂の融点以上分解温
度以下である。樹脂がポリプロピレンの場合、加熱温度
は170〜230℃が好ましく、特には190〜210
℃である。
【0021】ウェブを加圧する際の圧力は緻密なコンソ
リシートを得る目的で3kgf/cm2 〜500kgf/cm2 とす
るのが好ましい。過剰の圧力はガラス繊維の破損が生じ
る可能性がある。
【0022】なお、コンソリシートは酸化防止剤、耐候
安定剤、銅害防止剤、難燃剤、カーボンブラックなどの
添加剤や着色剤などを含有することができる。これらの
添加剤、着色剤は、例えば粒状の熱可塑性樹脂にあらか
じめ配合するこによりコンソリシートに含有させること
ができる。
【0023】成形方法 以上のようにして製造された成形用シート状ガラス繊維
強化熱可塑性樹脂はそれ自体公知の方法で成形される。
すなわちコンソリシートを樹脂の融点以上に加熱後、成
形金型上に置き、加圧して賦形させる。コンソリシート
の成形時の加熱温度は熱可塑性樹脂の融点以上分解温度
以下である。熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合、加
熱温度は170〜230℃、特には190〜210℃が
好ましい。
【0024】金型温度は熱可塑性樹脂の凝固点以下一般
には融点以下の温度であればよい。流動性の点から、金
型温度は高いほうが良いが、ハンドリング性、生産性の
点から通常室温〜60℃である。成形圧力は製品形状な
どにより異なるが、通常50〜300kgf/cm2 である。
【0025】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
【0026】(実施例1)特開昭60−158227号
に記載の公知の抄紙法に準じて、実験室用抄紙器(抄紙
面積250×250mm)を用いてウェブの調製を行っ
た。すなわち繊維径11μm、長さ13mmのガラス繊
維チョップドストランド360gおよび粒状ポリプロピ
レン(平均粒径300μm)540gをドデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム0.8重量%水溶液10リット
ル中で、攪拌、起泡して調製した分散液を抄紙して目付
900g/m2のウェブを作成した。同様にして目付900
g/m2のウェブをさらに2枚作成した。ウェブは100℃
で乾燥した。以上のように作製したウェブ3枚と目付4
50g/m2(厚み0.5mm)のポリプロピレンフィルム
2枚を、ウェブが最外層になるよう交互に積層した。次
に210℃で予熱後、室温の冷却盤間に配置し、5kgf/
cm2 の圧力でプレスして、固化した緻密なガラス繊維強
化ポリプロピレンシートを得た。シートのガラス繊維含
有量は30重量%、目付は3600g/m2である。
【0027】得られたシートから半径50mmの円盤を
切り出した。円盤を210℃で予熱後、室温プレス板間
に配置し、圧力120kgf/cm2 、圧縮速度10mm/sで圧
縮した。得られた圧縮成形品は平均半径82mmの円形
であった。圧縮前のシートの半径(ro)と圧縮後の成
形品の平均半径(r)の比(r/ro)を流動性の指標
とした。r/roは1.64であった。
【0028】(実施例2)特開昭60−158227号
に記載の公知の抄紙法に準じて、実験室用抄紙器(抄紙
面積250×250mm)を用いてウェブの調製を行っ
た。すなわち繊維径11μm、長さ13mmのガラス繊
維チョップドストランド180gおよび粒状ポリプロピ
レン(平均粒径300μm)270gをドデシルベンゼ
ルスルホン酸ナトリウム0.8重量%水溶液10リット
ル中で、攪拌、起泡して調製した分散液を抄紙して目付
450g/m2のウェブを作成した。同様にして目付450
g/m2のウェブをさらに5枚作成した。ウェブは100℃
で乾燥した。以上のように作製したウェブ6枚と目付2
25g/m2(厚み0.25mm)のポリプロピレンフィル
ム5枚を、ウェブが最外層になるよう交互に積層した。
次に210℃で予熱後、室温の冷却盤間に配置し、5kg
f/cm2 の圧力でプレスして、固化した緻密なガラス繊維
強化ポリプロピレンシートを得た。シートのガラス繊維
含有量は30重量%、目付は3600g/m2である。
【0029】得られたシートから半径50mmの円盤を
切り出した。円盤を210℃で予熱後、室温プレス板間
に配置し、圧力120kgf/cm2 、圧縮速度10mm/sで圧
縮した。圧縮前のシートの半径(ro)と圧縮後の成形
品の平均半径(r)の比(r/ro)を流動性の指標と
した。r/roは1.81であった。
【0030】(実施例3)特開昭60−158227号
に記載の公知の抄紙法に準じて、実験室用抄紙器(抄紙
面積250×250mm)を用いてウェブの調製を行っ
た。すなわち繊維径11μm、長さ13mmのガラス繊
維チョップドストランド120gおよび粒状ポリプロピ
レン(平均粒径300μm)180gをドデシルベンゼ
ルスルホン酸ナトリウム0.8重量%水溶液10リット
ル中で、攪拌、起泡して調製した分散液を抄紙して目付
300g/m2のウェブを作成した。同様にして目付300
g/m2のウェブをさらに8枚作成した。ウェブは100℃
で乾燥した。以上のように作製したウェブ9枚と目付1
50g/m2(厚み0.167mm)のポリプロピレンフィ
ルム8枚を、ウェブが最外層になるよう交互に積層し
た。次に210℃で予熱後、室温の冷却盤間に配置し、
5kgf/cm2 の圧力でプレスして、固化した緻密なガラス
繊維強化ポリプロピレンシートを得た。シートのガラス
繊維含有量は30重量%、目付は3600g/m2である。
【0031】得られたシートから半径50mmの円盤を
切り出した。円盤を210℃で予熱後、室温プレス板間
に配置し、圧力120kgf/cm2 、圧縮速度10mm/sで圧
縮した。得られた圧縮成形品は平均半径105mmの円
形であった。圧縮前のシートの半径(ro)と圧縮後の
成形品の平均半径(r)の比(r/ro)を流動性の指
標とした。r/roは2.01であった。
【0032】(比較例1)ガラス繊維とポリプロピレン
の重量を変える以外は実施例1と同じ方法で、ガラス繊
維含有量が30重量%、目付が1200g/m2のウェブを
3枚製作した。ポリプロピレンフィルムは用いず、直接
3枚のウェブを積層し、実施例1と同じ方法でシートを
製作した。半径50mmの円盤を切り出し、実施例1と
同じ方法で流動性の評価を行った。r/roは1.32
で実施例1よりも流動性が悪かった。
【0033】(比較例2)同様にガラス繊維含有量が4
0重量%、目付が1200g/m2のウェブを3枚製作し
た。ポリプロピレンフィルムは用いず、直接3枚のウェ
ブを積層し、実施例1と同じ方法でシートを製作した。
半径50mmの円盤を切り出し、実施例1と同じ方法で
流動性の評価を行った。r/roは1.08で実施例1
よりも流動性が悪かった。
【0034】
【発明の効果】本発明の成形用シート状ガラス繊維強化
熱可塑性樹脂(コンソリシート)は流動性に優れるので
複雑な構造をもつ大型成形品、例えばリブ付きのバンパ
ービームやコンクリートパネルなどを圧縮成形により容
易に製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松 本 泰 次 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 河 村 恵 生 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 杉 辺 英 孝 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】強化用ガラス繊維と熱可塑性樹脂粒子から
    なるウェブと熱可塑性樹脂フィルムを交互に積層した
    後、加熱および加圧することにより一体化されたシート
    状成形用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂。
  2. 【請求項2】ガラス繊維の長さが6〜50mmであり、
    ガラス繊維(GF)と熱可塑性樹脂との重量比(GF/
    樹脂)が20/80〜70/30である請求項1のシー
    ト状成形用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂。
JP13075492A 1992-05-22 1992-05-22 シート状成形用ガラス繊維強化熱可塑性樹脂 Withdrawn JPH05318470A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103660002A (zh) * 2013-11-28 2014-03-26 湖州立方塑木新材料有限公司 一种刨花板制作工艺
CN107984854A (zh) * 2015-11-26 2018-05-04 李英 用于边坡或河渠的土工格栅及其制备方法

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