JPH0569504A - 熱可塑性繊維強化複合成形体 - Google Patents

熱可塑性繊維強化複合成形体

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JPH0569504A
JPH0569504A JP26102791A JP26102791A JPH0569504A JP H0569504 A JPH0569504 A JP H0569504A JP 26102791 A JP26102791 A JP 26102791A JP 26102791 A JP26102791 A JP 26102791A JP H0569504 A JPH0569504 A JP H0569504A
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JP
Japan
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fiber
layer
thermoplastic
reinforcing
molded
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JP26102791A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Kitahora
俊明 北洞
Mikiya Hayashibara
幹也 林原
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性樹脂の補強繊維への含浸が容易
で、得られる成形品が軽量かつ高物性を有する熱可塑性
繊維強化複合成形体を提供する。 【構成】 熱可塑性繊維(A)と方向性を有する補強
繊維(B)からなる層と、該熱可塑性繊維(A)と相溶
性のある熱可塑性樹脂(A1)と方向性を有しない補強
用繊維(C)からなる層を積層し成形した複合成形体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量で、強度、剛性に
優れた熱可塑性繊維強化複合成形体に関し、更に詳しく
は、用途に応じた製品の性能を満たすために、部分補強
的に成形体の一部分の性能を向上させることも可能な熱
可塑性繊維強化複合成形体に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、熱可塑性樹脂を用いた複合材料が
(1)貯蔵安定性の心配がない、(2)加工中のゲル化
の心配がない、(3)取扱いが容易、(4)熱硬化性樹
脂に比べてリサイクルが容易、(5)毒性がないなどの
特徴を活かして活発に開発されている。その中でも、熱
可塑性樹脂の中に補強用繊維をランダムに分散させた複
合材料は、スタンピング成形法により複雑な形状の製品
や大型の製品の成形が可能であることにくわえて、耐衝
撃性などの物性も優れているので、金属加工品やFRP
成形品の分野での応用が期待されている。しかしなが
ら、この複合材料は補強用繊維がランダムに配列されて
いるため、成形品の強度及び剛性が用途によっては不足
することがある。それを補うために複合材料の使用量を
多くすれば物性的にはほぼ解消されるが、反面成形品の
重量が大きくなり、軽量化の目的に反する。また、成形
品の肉厚が厚くなり目的とするところへ使用できないな
どの不具合も生じる。
【0003】一方、軽量化を目的に、補強用繊維を一軸
方向に引き揃えた状態で溶融ポリマーを含浸させた複合
材料が開発されてきている。しかしこの方式では、含浸
した成形体は剛いために複雑な形状の製品には不向きで
あり、かつ極端な異方性を持つためバランスのとれた物
性を有する成形品を得るためには種々の方向に積層させ
ることが必要である。したがって成形のさいの複雑さが
増し、用途によっては使用できないという欠点を有す
る。上記の2素材を組み合わせた素材も開発されている
が、補強用繊維の方向性を維持することが難しく、ま
た、やはり極端な異方性を持つため、その組み合わされ
た複合素材をさらに積層させる必要がある。また必要な
箇所のみを補強させることは、困難である。
【0004】また一方では、熱可塑性樹脂を繊維化し補
強用繊維とともに用いた材料も開発され、これらを製編
織した2次元物を用いることも検討されている。これら
の材料では成形方法も大きな検討項目であり種々の方法
が開発されており、あるいはされつつあり、得られる成
形品は優れた物性を有している。しかしながら取扱い性
や成形条件の点で課題があり、用途が限定される。この
ような状況から、数々の特徴を有する熱可塑性樹脂を用
いた複合材料からなり、より広い要求を満たし得る成形
体が望まれていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情を考
慮してなされたもので、その目的は熱可塑性樹脂の補強
用繊維への含浸が簡易(低圧力、短時間)に行なえ、か
つ得られる成形体が高物性、特に衝撃特性に優れ、しか
も軽量化に優れた適用範囲の広い熱可塑性繊維強化複合
成形体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、熱可塑性繊維(A)と方向性を有す
る補強用繊維(B)からなる層(層1)と、該熱可塑性
繊維(A)と相溶性のある樹脂(A1)と実質的に方向
性を有しない補強用繊維(C)からなる層(層2)を積
層したのち成形して得られる熱可塑性繊維強化複合成形
体である。
【0007】熱可塑性繊維(A)としてはポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプ
ロピレン、ナイロン6、ナイロン66、ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、
ポリエーテルエーテルケトン等から得られる繊維が挙げ
られるが特にこれらに限定されるわけではない。補強用
繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が
挙げられるが特にこれらに限定されるわけではない。
【0008】熱可塑性繊維(A)と方向性を有する補強
用繊維(B)からなる層(層1)とは、補強用繊維
(B)がある定められた方向に沿って配列していること
を意味し、具体的には、多軸多層積層布、織物、編物、
組物などを意味する。この層1は目的とする物性を得る
上で、重要な役割を担うものであり、補強用繊維(B)
がある定められた方向に沿って配列していることが重要
である。熱可塑性繊維(A)の方向性に関しては、補強
用繊維(B)と同様に配列していることが好ましいが、
補強用繊維に対して3次元的に配置されていても良い。
要は、成形工程において補強用繊維への樹脂の含浸が容
易に行なえる状態となっていることが必要である。
【0009】熱可塑性繊維(A)と補強用繊維(B)の
配置に関しては、個々に供給することも可能であるが、
同時供給が好ましい。同時供給とは、例えば熱可塑性繊
維(A)と補強用繊維(B)を引き揃えの状態にて供給
することを意味する。好ましい例としては、熱可塑性繊
維(A)と補強用繊維(B)を混繊し、混繊糸として供
給することがあげられる。また、アスペクト比(繊維長
÷繊維直径)が1000以上からなる熱可塑性繊維
(A)と補強用繊維(B)の無撚糸なども好ましい。そ
のような形態とすることで、含浸性が飛躍的に向上す
る。
【0010】熱可塑性繊維(A)と相溶性のある樹脂
(A1)とは、(A)と(A1)を溶融成形した際に層
間剥離などが生じないような樹脂を意味する。これは、
層1と層2を積層し、優れた物性を有する成形体を得る
ために重要である。また補強用繊維(C)は、実質的に
方向性を有しておらず、その素材は補強用繊維(B)と
同種であっても、異種であっても良く、使う目的に応じ
て任意に選択すればよい。ここで「実質的に方向性を有
していない」とは、意図的に方向を規制したものではな
いという意味であり、例えば、ランダムな形態に配置さ
れた連続繊維やカードなどの機械により紡出された短繊
維ウェッブなどの形態を意味する。層2は、そのような
形態の補強用繊維の表面および/または繊維間に樹脂ま
たは繊維が位置している構造から成っている。即ち、補
強用繊維(C)が樹脂(A1)で完全に含浸された構造
の層であってもよく、未含浸の構造を有する層であって
もよい。
【0011】本発明においては、層1と層2を積層した
のちこれを溶融成形し、補強用繊維に熱可塑性樹脂又は
繊維を含浸させるので、層1と層2で含浸の程度に差を
生じさせないことが大切である。たとえば、熱可塑性樹
脂(A1)及び補強用繊維(C)が、いずれも短繊維の
場合は非常に嵩が大きくなり、熱伝導が小さくなる為、
このような場合にはあらかじめ(A1)をある程度
(C)に含浸させた構造のものとすることが好ましい。
これらの層1と層2を積層する場合、各1層ずつを積層
しても良く、層1と層2を交互に積層しても良く、要
は、目的とする効果を得るように積層すればよい。層2
を基本層とし、その基本層の物性不足を補う目的で、部
分的に層1を積層することも有効である。この際も使用
目的に応じて、基本層の両面を層1で補強するか、ある
いは片面を補強するかなどを任意に選択すれば良いが、
層1を成形体の表層に位置させるのが有効である。
【0012】本発明においては積層したのち成形するこ
とが必要であるが、本発明で言う「成形する」とは、上
記積層品を(1)直接、含浸と成形を行なうという意味
と、(2)一旦、含浸のみを行ない、いわゆる含浸シー
ト(平板)を作り、その後、再度成形するという意味の
両方を含んでおり、その目的や用途などに応じて使い分
けることができる。
【0013】本発明の成形体中の補強用繊維の含有率は
10〜70vol%が好ましい。層1と層2中の補強用
繊維の含有率は、目的に応じて変化させれば良いが、層
1と層2の各々の含有率が10〜70vol%であるこ
とが好ましい。補強用繊維の含有率が10vol%以下
の場合、成形品にした場合の補強用繊維による補強効果
が有効に発揮できない。補強用繊維の含有率が70vo
l%以上の場合、成形品にする際の含浸が困難で、ボイ
ドが発生しやすく、又層1と層2との層間で剥離が生じ
やすい欠点も有する。本発明で、目的とする(1)軽量
化と(2)用途に応じた物性の双方の要求を満たすため
には、上記した構成が必要である。本発明の成形体の用
途例としては、鉄道車輌用、自動車用、スポーツ用品、
一般構造材、船舶用など、特に耐衝撃性が必要な用途が
挙げられる。それ以外にも上記した特徴を活かせる用途
への使用が可能である。
【0014】
【発明の効果】本発明の成形体では、熱硬化型のコンポ
ジット成形体に対して、熱可塑性マトリックスを用いる
ので、より強靱なコンポジット成形体を得ることができ
る。さらに、従来の熱可塑性型のコンポジット成形体に
比べ、軽量化と高物性(強度、剛性)の両面に優れてお
り要求に応じた物性を、比較的容易に得ることができ
る。本発明における層1の目的は、高物性、とくに剛性
と衝撃特性を得ることであり、一方層2の目的は、軽量
化と成形性の容易化などである。しかしながら層1も、
熱可塑性樹脂と補強用繊維からなる層であるので、勿論
軽量化の役割も担っている。また、本発明における層1
と層2の積層は、上記の目的の単なる和ではなく、積層
することによって初めて種々の要求を満たしうることを
見出したものである。
【0015】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれらに何ら限定されるものではない。尚、実施
例における成形体物性に関して、曲げ特性の測定はJI
S K7055により測定し、衝撃エネルギー値及び吸
収エネルギー値は、ASTM D3029のMetho
d F、Geometry Bにてダイナタップ試験装
置を用いて測定した。
【0016】実施例1 単繊維径13μmのEガラス繊維束(575TE X )と
ポリプロピレン繊維束(374TE X )からなる混繊糸
を用いて、平織物を製造した。織物の目付けは780g
/m2 であった。この織物を2枚重ねたものを層1とし
た。次に、上記ポリプロピレン繊維束に用いたポリプロ
ピレン樹脂と同じ樹脂を用いてこれをフィルム化(50
0g/m2 )し、Eガラス繊維からなるマット(600
g/m2 )を積層(フィルム/マット/フィルム/マッ
ト/フィルム)したものを層2とし、層1と層2を積層
した。この際の積層順序は層1/層2/層1とした。こ
の積層品をマッチドダイ方式にて成形し、厚さ3.2m
mの成形体とした。得られた成形体の表面状態は美しい
ものであった。得られた成形体の物性を表1に示す。成
形条件は、金型温度250℃、加圧圧力2kg・f/c
2 、加圧時間3分で行なった。
【0017】
【表1】
【0018】実施例2 実施例1に使用したEガラス繊維束とポリプロピレン繊
維束からなる平織物1枚を層1とした。一方、層2は実
施例1と同じものを使用した。これらの層を、次のよう
に積層し、実施例1と同じ成形条件にて成形体を得た。 積層順序:層1/層2/層1/層1/層2/層1 得られた成形体の物性を表1に示す。実施例1と同様、
成形体の表面状態は美しいものであった。
【0019】比較例1 実施例1で用いた層1を2枚積層し、実施例1と同じ成
形条件にて成形体を作った。得られた成形体の物性を表
1に示す。比較例1に比べ、実施例1、2は特に衝撃特
性に優れる。又、表層にのみ補強用繊維が方向性を有し
ている層を配置させた実施例1が実施例2よりも優れ
る。
【0020】実施例3 単繊維径13μmのEガラス繊維束(280TE X )と
ポリエチレンテレフタレート繊維束(187TE X )か
らなる引き揃え糸を用いて4軸強化の積層布を製造し
た。目付けは1260g/m2 であった。該Eガラス繊
維束は、ポリエチレンテレフタレート繊維束と引き揃え
る前に、エアーノズルにて、開繊処理を施し、各々の単
繊維が比較的自由に動ける状態とした。この4軸積層布
を層1とした。ここで言う4軸とは0°/−45°/+
45°/90°である。
【0021】一方層2は、以下のようにして製造した。
ポリエチレンテレフタレートフィルム(300g/
2 )とEガラス繊維からなるマットを積層し、Eガラ
ス繊維の重量比が40%であるシートを成形した。この
際の成形条件は、温度290℃、加圧圧力4kg・f/
cm2 、加圧時間5分とした。次に、これらの層1と層
2を別々に遠赤外線ヒーターを有する加熱炉に入れ、加
熱した後、手ばやく層1と層2を温度85℃の金型上に
移動し、プレス成形して成形体を得た。このときの成形
条件は、加圧圧力150kg・f/cm2 、加圧時間5
分とした。得られた成形体の物性を表2に示す。
【0022】
【表2】
【0023】比較例2 実施例3に使用した層2のみを2枚積層し、実施例3と
同じ成形条件にて成形した。得られた成形体の物性を表
2に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性繊維(A)と方向性を有する補
    強用繊維(B)からなる層(層1)と、該熱可塑性繊維
    (A)と相溶性のある樹脂(A1)と実質的に方向性を
    有しない補強用繊維(C)からなる層(層2)を積層し
    たのち成形して得られる熱可塑性繊維強化複合成形体。
JP26102791A 1991-09-11 1991-09-11 熱可塑性繊維強化複合成形体 Pending JPH0569504A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0645416A1 (en) * 1993-03-31 1995-03-29 Toray Industries, Inc. Resin-impregnated fiber sheet
CN1298925C (zh) * 2004-05-12 2007-02-07 陶世毅 一种碳纤维芳纶纤维合成纸及湿法抄造

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0645416A1 (en) * 1993-03-31 1995-03-29 Toray Industries, Inc. Resin-impregnated fiber sheet
EP0645416A4 (en) * 1993-03-31 1996-02-21 Toray Industries RESIN IMPREGNATED FIBER SHEET.
US5639544A (en) * 1993-03-31 1997-06-17 Toray Industries, Inc. Resin-impregnated fabric sheet
CN1298925C (zh) * 2004-05-12 2007-02-07 陶世毅 一种碳纤维芳纶纤维合成纸及湿法抄造

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