JPH07195362A - 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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JPH07195362A
JPH07195362A JP33652893A JP33652893A JPH07195362A JP H07195362 A JPH07195362 A JP H07195362A JP 33652893 A JP33652893 A JP 33652893A JP 33652893 A JP33652893 A JP 33652893A JP H07195362 A JPH07195362 A JP H07195362A
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JP
Japan
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sheet
thermoplastic resin
film
resin
nylon
Prior art date
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JP33652893A
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English (en)
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Ryota Koyanagi
亮太 小柳
Shoichi Watanabe
正一 渡辺
Koichi Nakamura
幸一 中村
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Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 織物からなる補強材用繊維で強化された熱可
塑性樹脂シートを用いて圧縮成形する場合にも、表面平
滑性に優れた立体物を得ることができる繊維強化熱可塑
性樹脂シートを提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂マトリックスおよびその内部に
補強材用繊維を有する繊維強化熱可塑性樹脂シートであ
って、該シートの片面又は両面に、該熱可塑性樹脂より
高い融点を有する樹脂フィルムが密着されていることを
特徴とする、前記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、圧縮成形により深絞り
立体物を得るための熱可塑性樹脂を強化繊維に含浸させ
た成形材料に関し、特に表面平滑性が要求される深絞り
立体物の成形に好適な繊維強化熱可塑性樹脂シートに関
する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂を補強材用繊維によって強
化した繊維強化熱可塑性樹脂成形材料は、高強度、耐熱
性の点から、航空分野、スポーツ、レジャーなど様々な
分野で利用されている。そして、その深絞り立体物の成
形品は、一般的にはガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊
維などの補強材用繊維と、ポリプロピレン、ポリアミド
などの熱可塑性樹脂とからなるシート状の成形材料を加
熱加圧し、補強材用繊維を熱可塑性樹脂に含浸させて、
立体状に圧縮成形して得られる。最近では、補強材用繊
維に熱可塑性樹脂を予め完全に含浸させておき、その熱
可塑性樹脂を含浸させたシートを、オーブンなどで予備
加熱してから成形用金型で圧縮成形するという高速圧縮
成形が、深絞り立体物の成形に使用されるようになっ
た。しかもこの高速圧縮成形は成形品が短時間で多数得
られるため、注目され開発が進められている。
【0003】しかしながら、従来の熱可塑性樹脂シート
を用いて、深絞り立体物を圧縮成形により成形する場
合、図2に示すように成形材料が大きく引き伸ばされる
部分Aと、逆に成形材料が寄せ集まる部分Bがあり、同
時に成形材料の中の補強材の配向も大きく変化する。そ
の結果成形材料が寄せ集まる部分Bでは、圧縮成形中、
マトリックスである熱可塑性樹脂が押出されて盛り上が
る。また、成形材料が大きく引き伸ばされる部分Aで
は、成形材料がオス型により圧力を受け、成形材料中の
熱可塑性樹脂が押されて部分Cのように反対側に滲み出
して成形されることになる。その滲み出し部分Cは成形
後、細かな凹凸となって成形品の表面に残り、表面平滑
性がよくない。この表面平滑性が悪い部分は研磨などの
後加工が必要となり、生産性を悪くし、コストアップの
要因となった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題を解決して、深絞り立体物の圧縮成形の場合にも、
表面平滑性に優れた成形品を得ることができる繊維強化
熱可塑性樹脂シートを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意検討を重ねた結果、従来の深絞り圧縮成形
用シートの表面に成形材料のマトリックス樹脂より高い
融点を有する樹脂フィルムを密着させることにより、極
めて優れた表面平滑性を得ることができることを見出だ
し本発明を達成した。
【0006】即ち、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シー
トは、熱可塑性樹脂マトリックスおよびその内部に補強
材用繊維を有する繊維強化熱可塑性樹脂シートであっ
て、該シートの片面又は両面に、該熱可塑性樹脂より高
い融点を有する樹脂フィルムが密着されていることを特
徴とする。
【0007】本発明のシートに用いられる補強材用繊維
の種類は、織物として熱可塑性樹脂を強化するものであ
ればよく、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維など
が、単独あるいは組み合わせて用いられる。なかでもガ
ラス繊維は、比較的硬い材料であり変形しにくいので、
より好ましく使用できる。また、補強材用繊維は、使用
される熱可塑性樹脂とよくなじむように適した処理が施
すことができ、公知の方法であるカップリング剤処理、
酸化処理、またはプラズマ処理などを行うことが可能で
ある。例えばガラス繊維の場合は、シランカップリング
剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−
ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン・塩酸塩などの公知のシランカップリ
ング剤による表面処理をすることができる。
【0008】本発明に使用可能な樹脂フィルム及びマト
リックスに用いる熱可塑性樹脂の種類は、例えばポリプ
ロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リフェニレンスルファイドなど公知の熱可塑性樹脂か
ら、樹脂フィルムの融点がマトリックス樹脂の融点より
高くなるように、樹脂フィルムの種類を選び出せば良
い。例えば、表1に示すような熱可塑性樹脂の融点を参
考にしながら、マトリックス樹脂と樹脂フィルムの組み
合わせとして、例えば、ナイロン12(融点200℃以
下)とナイロン6(融点201〜240℃)、ナイロン
6(融点201〜240℃)とナイロン66(融点24
1〜280℃)、ポリエチレンテレフタレート(融点2
41〜280℃)とポリフェニレンスルファイド(融点
281〜320℃)、ポリフェニレンスルファイド(融
点281〜320℃)とポリエ−テルエーテルケトン
(融点321℃以上)などを挙げることができる。
【0009】
【表1】
【0010】樹脂フィルムを、繊維強化熱可塑性樹脂に
密着させるには、熱融着すればよいが、例えばフェノー
ル樹脂系などの公知の接着剤により接着してもよい。
【0011】補強材の構成組織は特に制限はないが、織
物、編物、不織布等、または補強材がチョップドストラ
ンド状マット、あるいはスワールマット状でもよいが、
織物は、連続繊維の配向が縦横に定まっているので、補
強効果が大きく、好ましい。
【0012】樹脂フィルムの厚さは、5〜200μmが
好ましい。特に好ましい厚さは20〜50μmである。
樹脂フィルムの厚さが、200μmを超えると、樹脂フ
ィルム自体の剛性が大きくなるので、深絞り成形時、含
浸シートの変形に追随することができず、コア層の繊維
強化熱可塑樹脂と樹脂フィルムが剥離したり、樹脂フィ
ルムのしわの発生が起きることがある。5μm未満であ
ると、樹脂フィルムの強度が弱くなり、深絞り成形時
時、樹脂フィルムが破壊することがある。
【0013】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シート材料
を得るには、補強材用繊維に熱可塑性樹脂維が含浸して
いる繊維強化熱可塑性樹脂シートを作成した後に、その
シートの片面又は両面に、該熱可塑性樹脂より高い融点
を有する樹脂フィルムを張合わせてもよく、また、例え
ば補強材織物に熱可塑性樹脂のフィルムを適当に重ね、
更に熱可塑性樹脂より高い融点を持つ樹脂フィルムを、
その片面又は両面に重ねたものを、加熱加圧することに
より、補強材用繊維に熱可塑性樹脂維を含浸させ、同時
に樹脂フィルムを、補強材用繊維と熱可塑性樹脂からな
るシートに接着または融着するなどでもよい。
【0014】
【作用】繊維強化熱可塑性樹脂シートを、深絞り成形前
に遠赤外線ヒーター等により、前記シート材料を構成す
る熱可塑性樹脂の融点以上であるが、その表面に密着さ
れた樹脂フィルムの融点未満の温度で予熱する。予熱し
た該シートの熱可塑性樹脂は溶融状態となり容易に変形
できる状態になるが、その表面に密着された樹脂フィル
ムは融点が高いため、変形可能であるが不溶状態とな
る。そのシートを金型にセットし、深絞り成形を行う
と、オス型によって押されたシート中の溶融した熱可塑
性樹脂は、補強材用繊維間を通りぬけ、反対側表面に流
れ出ようとするが、表面に貼られた不溶状態の樹脂フィ
ルムによって流れを止められる。又、表面に密着された
樹脂フィルムは、大きく引き伸ばされるが、樹脂フィル
ム自体の剛性は非常に小さいので、シート材料からの剥
離及び皺の発生は起きることはない。よって表面平滑性
が良好な深絞り成形物が得られる。
【0015】
【実施例】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートを、実
施例により、さらに具体的に説明する。
【0016】(1)シート作成用材料 まず本発明の実施例に使用した補強材用織物としては、
下記の朱子織りガラスクロスを、またマトリクス用熱可
塑性樹脂としては、ナイロン6フィルムを準備した。 朱子織りガラスクロス 使用糸 ECG75 1/0 0.7Z(繊径9
μm) 打込み密度 経糸 44本/25mm 緯糸 33本/25mm 織り組織 4枚朱子織り(トルコ朱子織) 質量 209g/m2 表面処理 γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 厚み 200μm
【0017】ナイロン66フィルム 厚み 100μm、50μm、20μm 融点 241〜280℃ ナイロン6フィルム 厚み 100μm 融点 201〜240℃ ポリフェニレンサルファイドフィルム 厚み 25μm 融点 281〜320℃ ポリエチレンテレフタレートフィルム 厚み 25μm 融点 241〜280℃
【0018】(2)深絞り成形の実験、得られた成形物
の評価測定を下記のように行ない、その結果を後述の表
2に示した。含浸シートを遠赤外線オーブン(いすず製
作所製、PRO−111S)に入れ、温度300℃、加
熱時間70秒の条件で加熱軟化させる。このシートを1
50℃に加熱した半球型オス型とメス型を持つ成形装置
(小平製作所製、PY−30EA)によって表面が平織
クロス面になるように深絞り成形を行った。成形条件は
圧力1kgf、圧力保持時間10秒とした。得られた成
形物の外観は、図2における部分Aのなめらかさを、目
視により、全くなめらかなものを5として、1〜5の5
段階評価をした。表面粗さは、図2における部分Aを表
面あらさ測定機(ミツトヨ製SURFTEST201)
により測定し、表面あらさの最も大きい値Rmaxで表
した。
【0019】[実施例1]補強材用繊維としてガラスク
ロスを、またマトリクス用熱可塑性樹脂としてナイロン
6フィルムを使用し、これに、表面用の樹脂フィルムと
してナイロン66フィルム(厚み100μm)を、下記
の順に重ね、加圧機(名機製作用製、MHPC−100
−500−1)を用いて255℃、10kg/cm2 で加
熱加圧して、ナイロン66フィルムを張り付けるととも
に、ナイロン6をガラスクロスに含浸させ、シート状に
成形することにより、繊維強化熱可塑性樹脂シートを得
た。得られたシートを用いて、深絞り成形を行った。 (材料構成)ナイロン66フィルム(厚み100μm)
/ナイロン6フィルム/ガラスクロス/ナイロン6フィ
ルム/ガラスクロス/ナイロン6フィルム/ガラスクロ
ス/ナイロン6フィルム/ナイロン66フィルム(厚み
100μm)
【0020】[実施例2]補強材用織物として、ガラス
クロスを、またマトリクス用熱可塑性樹脂としては、ナ
イロン6フィルムを使用して、これらを下記の順に重
ね、実施例1と同様に加熱加圧して、ナイロン6をガラ
スクロスに含浸させ、シート状に成形することにより、
繊維強化熱可塑性樹脂シートを得た。得られたシートを
用いて、深絞り成形を行った。 (材料構成)ナイロン66フィルム(厚み50μm)/
ナイロン6フィルム/ガラスクロス/ナイロン6フィル
ム/ガラスクロス/ナイロン6フィルム/ガラスクロス
/ナイロン6フィルム/ナイロン66フィルム(厚み5
0μm)
【0021】[実施例3]補強材用織物として、ガラス
クロスを、またマトリクス用熱可塑性樹脂としては、ナ
イロン6フィルムを使用して、これらを下記の順に重
ね、実施例1と同様にして加熱加圧して、ナイロン6を
ガラスクロスに含浸させ、シート状に成形することによ
り、繊維強化熱可塑性樹脂シートを得た。得られたシー
トを用いて、深絞り成形を行った。 (材料構成)ナイロン66フィルム(厚み20μm)/
ナイロン6フィルム/ガラスクロス/ナイロン6フィル
ム/ガラスクロス/ナイロン6フィルム/ガラスクロス
/ナイロン6フィルム/ナイロン66フィルム(厚み2
0μm)
【0022】[実施例4]補強材用織物として、ガラス
クロスを、またマトリクス用熱可塑性樹脂としては、ナ
イロン6フィルムを使用して、これらを下記の順に重
ね、実施例1と同様にして加熱加圧して、ナイロン6を
ガラスクロスに含浸させ、シート状に成形することによ
り、繊維強化熱可塑性樹脂シートを得た。得られたシー
トを用いて、深絞り成形を行った。 (材料構成)ナイロン66フィルム(厚み20μm)/
ナイロン6フィルム/ガラスクロス/ナイロン6フィル
ム/ガラスクロス/ナイロン6フィルム/ガラスクロス
/ナイロン6フィルム
【0023】[実施例5]表面用の樹脂フィルムとして
ポリフェニルサルファイド(厚み25μm)を使用した
以外は、実施例1と同様にして繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートを得た。得られたシートを用いて深絞り成形を行っ
た。
【0024】[実施例6]表面用の樹脂フィルムとして
ポリエチレンテレフタレート(厚み25μm)を使用し
た以外は実施例1と同様にして繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートを得た。得られたシートを用いて深絞り成形を行っ
た。
【0025】[比較例1]表面張り用のナイロン66フ
ィルム(厚み100μm)を使用しなかった他は、実施
例1と同じにして、下記の順に重ね、繊維強化熱可塑性
樹脂シートを得た。得られたシートを用いて、深絞り成
形を行った。 (材料構成)ナイロン6フィルム/ガラスクロス/ナイ
ロン6フィルム/ガラスクロス/ナイロン6フィルム/
ガラスクロス/ナイロン6フィルム
【0026】[比較例2]マトリクス用熱可塑性樹脂と
してナイロン6フィルムの代わりに、ナイロン66フィ
ルムを使用し、また表面張り用の樹脂フィルムを使用し
なかった他は、実施例1と同じにして、下記の順に重
ね、繊維強化熱可塑性樹脂シートを得た。得られたシー
トを用いて、深絞り成形を行った。 (材料構成)ナイロン66フィルム/ガラスクロス/ナ
イロン66フィルム/ガラスクロス/ナイロン66フィ
ルム/ガラスクロス/ナイロン66フィルム
【0027】前記実施例1〜6および比較例1〜2の外
観および表面粗さの測定結果を表2に示した。
【表2】
【0028】
【発明の効果】本発明の補強材繊維に樹脂を含浸させた
シートは、従来の樹脂を含浸させたシートの表面に、そ
のシートの熱可塑性樹脂の融点より高い融点を有する樹
脂フィルムを密着させることにより、それを用いて深絞
り成形された成形物は、表面平滑性に優れた商品価値の
高いものが容易に得られる。また本発明の樹脂を含浸さ
せたシートにより得られる深絞り立体物は、機械的強
度、耐熱性などの特性にも優れるので、様々な分野に使
用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートの1つの
例を示す断面説明図である。
【図2】従来の深絞り成形時における繊維強化熱可塑性
樹脂シートの熱可塑性樹脂の滲み出しの状況を示す説明
図である。
【符号の説明】
1 繊維強化熱可塑性樹脂シート 2 金型(オス型) 3 金型(メス型) 4 樹脂フィルム 5 熱可塑性樹脂 6 経糸 7 緯糸
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 101:12 105:06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性性樹脂マトリックスおよびその
    内部に補強材用繊維を有する繊維強化熱可塑性樹脂シー
    トであって、該シートの片面又は両面に、該熱可塑性性
    樹脂より高い融点を有する樹脂フィルムが密着されてい
    ることを特徴とする、前記繊維強化熱可塑性樹脂シー
    ト。
  2. 【請求項2】 樹脂フィルムの厚さが5〜200μmで
    ある、請求項1に記載の熱可塑性樹脂シート。
  3. 【請求項3】 補強材用繊維がガラス繊維である、請求
    項1に記載の繊維強化熱可塑性樹脂シート。
JP33652893A 1993-12-28 1993-12-28 繊維強化熱可塑性樹脂シート Pending JPH07195362A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015532224A (ja) * 2012-10-04 2015-11-09 エルジー・ハウシス・リミテッドLg Hausys,Ltd. 複合材料の含浸性向上のための機能性フィルムおよびそれを用いた複合材料の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015532224A (ja) * 2012-10-04 2015-11-09 エルジー・ハウシス・リミテッドLg Hausys,Ltd. 複合材料の含浸性向上のための機能性フィルムおよびそれを用いた複合材料の製造方法
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