JPH0565357A - 繊維強化熱可塑性樹脂シート - Google Patents

繊維強化熱可塑性樹脂シート

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JPH0565357A
JPH0565357A JP3225510A JP22551091A JPH0565357A JP H0565357 A JPH0565357 A JP H0565357A JP 3225510 A JP3225510 A JP 3225510A JP 22551091 A JP22551091 A JP 22551091A JP H0565357 A JPH0565357 A JP H0565357A
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JP
Japan
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sheet
fiber
resin
thermoplastic resin
reinforcing
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Application number
JP3225510A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Hayashi
仁司 林
Kiyoyasu Fujii
清康 藤井
Hiroshi Sugawara
宏 菅原
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成樹脂製の雨樋やパイプを押出成形する
際、芯材として用いるプリプレグ状の繊維強化熱可塑性
樹脂製シートに関し、機械的強度に方向性が無く、他部
材への融着性に優れたものを得ることを目的とする。 【構成】 図2において、熱可塑性樹脂に連続強化繊維
1が一方向に引き揃えられた状態で配されてなるシート
状繊維複合体15の片面もしくは両面に、上記と同種の
熱可塑性樹脂の含有率が高く、網状補強材8が配されて
なる網状補強材強化層16が、熱融着により積層一体化
されてなる繊維強化熱可塑性樹脂シート。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂
シートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在汎用されている合成樹脂製の雨樋や
管材等は、熱可塑性樹脂である硬質塩化ビニル樹脂を主
材として製造されているが、なお耐衝撃強度に劣るため
に、押出成形の際に、他の機械的強度に優れた素材を芯
材としてインサートすることが試みられている。
【0003】この芯材としては、熱可塑性樹脂を付着乃
至含浸させた長繊維の多数本を、シート状に一方向に引
き揃えて成形したプリプレグ状の繊維強化熱可塑性樹脂
シートを用いるのが、成形性、耐伸縮性等の点で好まし
く、このような構造を採った繊維強化熱可塑性樹脂複合
体が一般的であった。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】ところが、この繊維
強化熱可塑性樹脂複合体は、それに用いられる芯材の長
繊維が一方向に配向しているために、機械的強度に方向
性が具備され、繊維の方向に対して交差する方向に力が
働くと、簡単に繊維同士が剥離するので、十分な補強効
果が得られないという問題点を孕んでいた。
【0005】そこで、本発明者等はこの芯材の研究に取
組み、上記プリプレグ状の繊維強化熱可塑性樹脂シート
に網状体を挿入した状態で熱圧着し積層することにより
この問題を解決することを試みた。
【0006】しかしながら、この場合、熱圧着の際、表
層部に位置する繊維強化熱可塑性樹脂シートに付着乃至
含浸されていた熱可塑性樹脂が融け出し、いわば空洞部
となっている内部の網状体の目孔内に流入する結果、繊
維強化熱可塑性樹脂シートの表層部における樹脂が殆ど
無くなり、次工程において、強化用プリプレグ状芯材と
してこれを他の部材に積層等するときに、これらの部材
との融着性が劣り、得られる成形品の品質が劣るという
問題があった。
【0007】しかして、本発明は、機械的強度の方向性
が小さく且つ強化用プリプレグ状芯材として他の部材と
の加熱融着性に優れた繊維強化熱可塑性樹脂シートを提
供することを目的としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明は、熱可塑性樹脂に
連続強化繊維が一方向に揃えられた状態で配されてなる
シート状繊維複合体の片面もしくは両面に、熱可塑性樹
脂に網状補強材が配されてなる網状補強材強化層が積層
一体化されたシートであって、網状補強材強化層の樹脂
分含有率がシート状繊維複合体の樹脂分含有率より高く
なされていることを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートをその要旨とするものである。
【0009】以下、図面を参照しながら本発明樹脂シー
トを更に詳しく説明する。図1には、本発明樹脂シート
の製造装置の一例が示されており、同図において、1は
連続した多数本の長繊維である。長繊維1は、ボビン2
から連続的に繰り出され、必要によりガイド板(図示し
ない)等によって長手方向に帯状に配列される。3は粉
末状の熱可塑性樹脂であって、タンク4内の床部に配置
された多数の通気孔を有する支承板5上に投入されると
共に、矢印方向から流入し、通気孔から吹き出る圧送気
体により流動床6が形成されている。また、長繊維1は
流動床6中のバー17に供給され、開繊されることとな
る。粉末状の熱可塑性樹脂3の粒子径は、一般に10〜
300μm程度とされる。
【0010】かくして、流動床6中に導入された多数本
の長繊維1に、浮遊状態にある粉末状の熱可塑性樹脂3
が付着・含浸せしめられ、樹脂付着繊維材7が得られ
る。8は、網状補強材であって、タンク4の下方に配置
されたボビン9から連続的に繰り出される。
【0011】10は一対のロールからなる第一の加熱ロ
ールであって、ここで、シート状の樹脂付着繊維材7の
下面に網状補強材8が加熱加圧され融着される。第一の
加熱ロール10は比較的低温とされているので、このと
き、樹脂付着繊維材7に付着・含浸せしめられている粉
末状の樹脂3は流動せず、従って第一の加熱ロール10
の挿入側に樹脂溜まり(バンク)を発生しないので、網
状補強材8はその網目を保ったままで熱圧着され積層シ
ート11となる。
【0012】引き続き、積層シート11は同じく一対の
ロールからなる第二の加熱ロール12に送り込まれる。
この第二の加熱ロール12は比較的高温に保持されてい
るので、樹脂付着繊維材7の樹脂が溶融して、網状補強
材8の目孔内に進入する。
【0013】引き続き、積層シート11は同じく一対の
ロールからなる冷却ロール13によって冷却され、所望
の繊維強化熱可塑性樹脂シート14が得られる。尚、繊
維強化熱可塑性樹脂シート14は、図1のように一旦巻
き取ってもよいが、巻き取らずに、直接次工程の、例え
ば管状体の成形工程に送り込んでもよい。
【0014】かくして得られる本発明繊維強化熱可塑性
樹脂シート14は、図2の(ロ)に示すような構造のも
のであって、シート状繊維複合体15と、その下側に積
層一体化された網状補強材強化層16とから形成され、
各層間は強固に融着一体化されている。また、図2の
(イ)及び(ロ)では、シート状繊維複合体15と網状
補強材強化層16との境界を便宜上明確に表している
が、実際は殆ど見分けが付かないようになっている。
【0015】本発明における長繊維からなる強化繊維と
しては、熱可塑性樹脂の強化用として用いられる従来公
知のものが全て使用でき、具体的には、ガラス繊維、炭
素繊維、ボロン繊維、微細な金属繊維等の無機繊維、ア
ラミド繊維、ビニロン繊維、エコノール繊維、ポリエス
テル繊維、ポリアミド繊維等の有機繊維が挙げられる。
通常、これらの繊維は、直径が1〜数10μmのものが
用いられる。
【0016】また、強化繊維に保持される熱可塑性樹脂
としては、特に限定されるものではなく、使用目的に対
応したものが選択使用される。例えば、ポリ塩化ビニ
ル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、
ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエー
テル・エーテルケトン等が挙げられる。これらの熱可塑
性樹脂は単独あるいは複数の混合物として用いてもよ
い。又、必要に応じて、熱安定剤、可塑剤、滑剤、酸化
防止剤、紫外線吸収剤、顔料、無機充填材、強化繊維等
の添加材、加工助剤、改質剤等が加えられる。
【0017】熱可塑性樹脂に連続強化繊維が一方向に揃
えられた状態で配されてなるシート状繊維複合体を得る
には、公知の方法がすべて採用可能であるが、上記例の
ように多数本の強化繊維を、長手方向に帯状に配列させ
て粉体状熱可塑性樹脂の流動床中に送り込み、粉体状熱
可塑性樹脂を繊維フィラメントに付着させた後加熱し、
繊維と樹脂とを一体化してシート状にする方法が一般的
である。
【0018】本発明において、網状補強材としては、ガ
ラス繊維をはじめ、炭素繊維、アルミナ繊維、アラミド
繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等からなる網
状物が挙げられ、必ずしも経糸と緯糸とを交差させて網
成したもののみに限られず、並列された経糸と緯糸とを
上下に位置せしめ、接着剤等により積層して網状にした
ものも含まれる。
【0019】ネットの目付けピッチは通常1〜10mm
程度が好ましく、開口率は60%以上であることが好ま
しい。本発明においては、網状補強材は、シート状繊維
複合体の片面のみならず、両面に位置するようにしても
よく、前述のように芯材として使用する場合は、両面に
配置するのが好ましい。この場合、例えば、図1におい
てボビン9を上側にも設置し、樹脂付着繊維材7をサン
ドイッチして加熱加圧工程に送れば、図2の(イ)に示
すようにシート状繊維複合体15の両面に網状補強材強
化層16を積層一体化したものが容易に得られる。
【0020】また、本発明樹脂シートの上述の如き製造
方法に起因して、網状補強材強化層16を構成する熱可
塑性樹脂は、通常、シート状繊維複合体15を構成する
樹脂に一致するが、相溶性の良好な樹脂同士であれば、
両者は異種の樹脂であっても構わない。
【0021】網状補強材強化層における樹脂分(熱可塑
性樹脂及び該樹脂溶融時に溶融する各種配合成分を意味
するものとする。)の含有率は、シート状繊維複合体の
樹脂分含有率も高く、前者の含有率は一般に75〜9
9.9%、後者の含有率は一般に30〜75重量%とさ
れる。
【0022】また網状補強材強化層16とシート状繊維
複合体15との厚さの比は、一般に1:2〜1:6好ま
しくは1:3〜1:4とされる。
【0023】
【作用】本発明樹脂シートは、シート状繊維複合体の片
面もしくは両面に、該シートの樹脂分含有率よりも高い
樹脂分含有率を有する網状補強材強化層が積層一体化さ
れているので、更に他の樹脂シート等と積層する際の加
熱融着性が高い。
【0024】
【実施例】 .各素材の準備 長繊維1─────ガラスロービング(日本電気ガラス
社製#4400)を24本用い、流動床6内で解繊し
た。
【0025】網状補強材8───目付けピッチ5.0m
m、厚さ0.1mmの絡み織りタイプのガラスネット
(ユニチカ社製ユーエムガラスL30、開口率96%) 流動床6─────ポリ塩化ビニル樹脂(信越化学社
製、TK600)100重量部に、錫系安定剤6重量部
を混合したもの。
【0026】.装置の条件 第一加熱ロール──表面温度=170℃ 第二加熱ロール──表面温度=200℃ 図1に示す装置により、上記の素材と装置の条件にもと
づいて本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートを製造し
た。得られたものは図2(ロ)に示すように、シート状
繊維複合体15の片面に、網状補強材強化層16が積層
された構造のものであり、前者の樹脂含有率は53重量
%、厚さは0.35〜0.40mm、幅は80mm、長
さは50mであり、後者の樹脂含有率は90重量%、厚
さは約0.1mmであった。
【0027】.性能試験の1. 上記実施例で得られたシートの2mを、直径25mmの
円柱状のコアに網状補強材を外側にして被覆し、管状に
賦形して試験資料を作成した。この試験資料に対して、
幅2cmのテープ状の繊維強化熱可塑性樹脂を、熱風発
生機による高温雰囲気下で、試験資料の軸方向に対して
約75度の角度で連続的に巻回し、冷却後コアを抜き取
り複合管を作成した。
【0028】次に、この複合管を長さ20cmに切断し
て試験片とし、この試験片を基台上に倒置し、その上
に、直径が50mmの円筒状の鉄製錘(重量約1Kg)
を、200cmの高さから落下させたが、試験片は破壊
されなかった。更に、衝撃を受けた部分を目視観察した
ところ、軸方向(試験資料層)と、周方向(テープ状の
繊維強化熱可塑性樹脂層)の各強化層は相互に結合した
状態にあり層間の剥離は認められなかった。
【0029】.性能試験の2. 上記実施例で得られたシートの1mを、網状シートが融
着面となるようにして押出機から押し出されるポリ塩化
ビニル樹脂と金型内で積層し、強化繊維層の厚が0.4
mm、樹脂層の厚さが0.6mm、全体で1.0mmの
厚さの複合シートを得、試験資料を作成した。
【0030】次に、この複合シートから幅5cm、長さ
20cmの寸法のものを切り取って試験片とし、この試
験片上に、性能試験の1と同じ鉄製錘を、50cmの高
さから落下させたが、試験片は破壊されなかった。更
に、衝撃を受けた部分を目視観察したところ、強化繊維
層と樹脂層とは強固に結合しており、層間の剥離は認め
られなかった。
【0031】
【比較例】ガラス繊維製網状体を芯材とし、その両面に
ポリ塩化ビニル樹脂混和物を含浸させたガラスロービン
グ12本づつからなるシート状繊維複合体でサンドイッ
チ状に積層して繊維強化熱可塑性樹脂シートを作成し
た。
【0032】.性能試験の1. 上記繊維強化熱可塑性樹脂シートから、実施例の性能試
験の1と同様にして複合管からなる長さ20cmの試験
片をつくり、実施例と同じ落錘試験を行った。その結
果、試験片は破壊しなかったが、衝撃を受けた部分を目
視観察したところ、軸方向と周方向の強化層との間で層
間剥離が認められた。
【0033】.性能試験の2. 上記繊維強化熱可塑性樹脂シートから、実施例の性能試
験の2と同様にして幅5cm、長さ20cmの寸法のも
のを切り取って試験片とし、この試験片に対して、実施
例の性能試験の2と同様にして落錘試験を行った。その
結果、試験片は破壊しなかったが、更に、衝撃を受けた
部分を目視観察したところ、強化繊維層と樹脂層との間
で層間剥離が認められた。
【0034】
【発明の効果】本発明樹脂シートは、シート状繊維複合
体の片面もしくは両面に、該シートの樹脂分含有率より
も高い樹脂分含有率を有する網状補強材強化層が積層一
体化されている。
【0035】従って、強度の方向性が改善されるととも
に、他の部材への加熱融着性に優れており、強化用プリ
プレグ状芯材等の強化用中間素材としての有用性が大な
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法に用いて好適な製造装置の一
例を示す正面図である。
【図2】同上の製造装置により得られた繊維強化熱可塑
性樹脂シートの例を示す図であって、同図(イ)はシー
ト状繊維複合体15の両面に網状補強材強化層16が積
層された例を示す拡大断面図であり、同図(ロ)は同じ
く片面にのみ網状補強材強化層16が積層された例を示
す斜視図である。
【符号の説明】
1 連続した多数本の長繊維 3 粉末状の熱可塑性樹脂 4 タンク 6 流動床 7 樹脂付着繊維材 8 網状補強材 10 第一の加熱ロール 11 積層シート 12 第二の加熱ロール 13 冷却ロール 14 繊維強化熱可塑性樹脂シート 15 シート状繊維複合体 16 網状補強材強化層
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 7:00 4F 9:00 4F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂に連続強化繊維が一方向に
    揃えられた状態で配されてなるシート状繊維複合体の片
    面もしくは両面に、熱可塑性樹脂に網状補強材が配され
    てなる網状補強材強化層が積層一体化されたシートであ
    って、網状補強材強化層の樹脂分含有率がシート状繊維
    複合体の樹脂分含有率より高くなされていることを特徴
    とする繊維強化熱可塑性樹脂シート。
JP3225510A 1991-09-05 1991-09-05 繊維強化熱可塑性樹脂シート Pending JPH0565357A (ja)

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