JPH0788993A - Fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, its manufacturing and molding method - Google Patents

Fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, its manufacturing and molding method

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JPH0788993A
JPH0788993A JP24144693A JP24144693A JPH0788993A JP H0788993 A JPH0788993 A JP H0788993A JP 24144693 A JP24144693 A JP 24144693A JP 24144693 A JP24144693 A JP 24144693A JP H0788993 A JPH0788993 A JP H0788993A
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JP
Japan
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sheet
fiber
thermoplastic resin
reinforced thermoplastic
thermosetting resin
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JP24144693A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yoshida
博史 吉田
Kunitoshi Taniguchi
邦利 谷口
Hiroshi Kumagai
寛 熊谷
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve surface properties of a molded product of a stampable sheet (fiber-reinforced thermoplastic resin sheet) molded by an ordinary press molding machine without performing post-treatment. CONSTITUTION:At least one layer of a thermosetting resin layer is formed on at least one surface of a stampable sheet by coating and baking of a thermosetting resin coating. Hereby, since stamping molding can be performed similarly to a conventional method and neither exposure nor raising of a reinforcing fiber are generated during preheating, a molded product superior in surface properties can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プレス金型での圧縮成
形(スタンピング成形)が可能であることからスタンパ
ブルシートと呼ばれる、繊維強化熱可塑性樹脂シート
(以下、本明細書でもスタンパブルシートと呼ぶことが
ある)とその製造方法および成形方法に関する。より詳
しくは、表面性状が優れた繊維強化熱可塑性樹脂シート
とその製造および成形方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a fiber reinforced thermoplastic resin sheet called a stampable sheet because it can be compression-molded (stamping molding) with a press die (hereinafter also referred to as stampable sheet in this specification). And the manufacturing method and the molding method thereof. More specifically, the present invention relates to a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having excellent surface properties and a method for producing and molding the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】スタンパブルシートは、その優れた軽量
化効果、機械特性、さらにはスタンピング成形により複
雑な形状の成形品を短サイクルで製造できるといった特
徴から、自動車分野を始めとして、各種産業分野への需
要が年々増加の傾向にある。スタンピング成形(シート
成形とも呼ばれる)は、スタンパブルシートを適当な寸
法に切断(即ち、ブランクカット)し、得られたシート
断片 (ブランク) を予熱して樹脂を軟化させた後、直ち
にプレス金型内に所定枚数だけ投入し、プレスすること
により行われる。
2. Description of the Related Art Stampable sheets are excellent in weight saving, mechanical properties, and in addition to being capable of producing molded products of complicated shapes in a short cycle by stamping molding, they are used in various industrial fields such as the automobile field. Demand is increasing year by year. Stamping molding (also called sheet molding) is a technique that cuts a stampable sheet to an appropriate size (that is, blank cut), preheats the obtained sheet fragment (blank) to soften the resin, and then immediately presses the die. It is carried out by inserting a predetermined number of sheets and pressing.

【0003】しかし、一般にスタンパブルシート成形品
の表面には、強化繊維(一般にはガラス繊維)の露出や
予熱中の強化繊維の浮き出し等に起因する凹凸が多数存
在し、その表面性状は必ずしも良好とはいいがたい。そ
のため、スタンパブルシートは、自動車のバンパービー
ムやシートバック等の、さほど良好な表面性状が要求さ
れない用途への展開にとどまっているのが現状である。
このような状況から、スタンパブルシート成形品の表面
性状の改善は、自動車や家電製品の外板等の新規の用途
開拓のためにも強く望まれている。
However, on the surface of a stampable sheet molded product, there are generally many irregularities due to the exposure of reinforcing fibers (generally glass fibers) and the embossing of the reinforcing fibers during preheating, and the surface quality is not always good. Is hard to say. For this reason, the present situation is that stampable seats are used only for bumper beams of automobiles, seat backs, and the like, which are not required to have very good surface properties.
Under such circumstances, improvement of the surface properties of stampable sheet molded products is strongly desired to develop new applications such as outer panels of automobiles and home electric appliances.

【0004】この問題を解決する手段として、特開平3
−47740 号公報では、シート断面において強化繊維の集
束数を傾斜的に変化させたシート構成を採用し、表面に
は開繊されたモノフィラメントに近い状態の繊維を配し
ている。しかし、この方法による表面性状の改善は充分
とはいいがたい。
As a means for solving this problem, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In Japanese Patent Publication No. 47740, a sheet structure is adopted in which the number of bundles of reinforcing fibers is changed in an inclined manner in the sheet cross section, and fibers in a state close to an opened monofilament are arranged on the surface. However, the improvement of the surface properties by this method cannot be said to be sufficient.

【0005】また、表面性状に劣った成形品の表面に塗
装を施し、表面性状を改善することも公知である。一般
にポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂は塗料に対
する親和性が良好ではないが、プライマーを塗布する等
の方法で改善することが特開平4−185614号公報に記載
されている。しかし、成形後の塗装作業は、工程の追加
によるコストの上昇を招くばかりでなく、この方法で
は、スタンパブルシート成形品の表面に見られる、成形
過程で起こる繊維の浮き出し等に起因する多数の凹凸を
改善することは困難である。
It is also known to apply a coating to the surface of a molded article having poor surface properties to improve the surface properties. Generally, a polyolefin resin such as polypropylene does not have a good affinity for paints, but it is described in JP-A-4-185614 that it can be improved by applying a primer or the like. However, the coating work after molding not only causes an increase in cost due to the addition of a process, but this method also causes a large number of fibers due to the embossing of the fibers which occurs on the surface of the stampable sheet molded product during the molding process. It is difficult to improve the unevenness.

【0006】さらに、成形後に金型を若干開き、熱硬化
性樹脂を型内に充填する方法、いわゆるインモールドコ
ート法も提案されている。しかし、この方法では、成形
機と金型の複雑化・大型化を招き、コストの上昇が避け
られないので、一般的とは言いがたい。
Further, a method of opening the mold slightly after molding and filling the mold with a thermosetting resin, a so-called in-mold coating method has been proposed. However, with this method, the molding machine and the mold are complicated and large, and an increase in cost cannot be avoided.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来法の難点が解消された、即ち、後加工を行わず
に、通常のプレス成形機で表面性状が改善された成形品
を安価に得ることができる、スタンパブルシート(即
ち、繊維強化熱可塑性樹脂シート)とその製造方法を提
供することである。本発明の別の目的は、既存のスタン
パブルシートを用いて表面性状に優れた成形品を得るた
めの成形方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a molded product in which the above-mentioned drawbacks of the conventional method are eliminated, that is, a surface property is improved by a normal press molding machine without post-processing. (EN) A stampable sheet (that is, a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet) that can be obtained at low cost and a method for producing the stampable sheet. Another object of the present invention is to provide a molding method for obtaining a molded product having excellent surface properties by using an existing stampable sheet.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、スタンパ
ブルシートの表面に熱硬化性樹脂の薄層を設けると、こ
の樹脂層が強化繊維を隠蔽して、予熱時のその浮き出し
を防ぐこと、しかも表面の薄い熱硬化性樹脂層はプレス
によるスタンビンプ成形に追従できるので、従来と同様
の手法で支障なくスタンピング成形でき、成形中に表面
性状が変化せず、表面性状に優れた成形品を得ることが
できることを見い出し、本発明に到達した。
When the present invention provides a thin layer of thermosetting resin on the surface of a stampable sheet, the resin layer conceals the reinforcing fibers and prevents the embossing during preheating. In addition, since the thermosetting resin layer with a thin surface can follow stamping molding by pressing, stamping molding can be performed without problems with the same method as before, and the surface quality does not change during molding, and the molded product with excellent surface quality The present invention has been achieved by finding that the above can be obtained.

【0009】ここに、本発明の要旨は、少なくとも1層
の熱硬化性樹脂層を表面に有することを特徴とするスタ
ンピング成形可能な繊維強化熱可塑性樹脂シートにあ
る。
Here, the gist of the present invention is a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet capable of stamping molding, which has at least one thermosetting resin layer on its surface.

【0010】この繊維強化熱可塑性樹脂シートは、繊維
強化熱可塑性樹脂シートの表面に熱硬化性樹脂塗料の塗
布と焼付けにより少なくとも1層の熱硬化性樹脂層を形
成することにより製造できる。
This fiber-reinforced thermoplastic resin sheet can be manufactured by forming at least one thermosetting resin layer on the surface of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet by applying and baking a thermosetting resin paint.

【0011】別の側面では、本発明は、繊維強化熱可塑
性樹脂シートの成形前に、その表面に熱硬化性樹脂塗料
の塗布と焼付けにより少なくとも1層の熱硬化性樹脂層
を形成することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シー
トの成形方法にも関する。
In another aspect, the present invention provides that at least one thermosetting resin layer is formed on the surface of a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet by molding and baking a thermosetting resin paint before molding. It also relates to a method for forming a characteristic fiber-reinforced thermoplastic resin sheet.

【0012】ここで、「熱硬化性樹脂層」とは、熱硬化
性樹脂のみからなる層でもよく、或いは顔料などの非繊
維型の添加材を含有する樹脂からなる層であってもよ
い。
Here, the "thermosetting resin layer" may be a layer made of only a thermosetting resin or a layer made of a resin containing a non-fiber type additive such as a pigment.

【0013】[0013]

【作用】以下、本発明の構成をその作用とともに詳述す
る。
The structure of the present invention will be described in detail below together with its operation.

【0014】本発明の特徴は、繊維強化熱可塑性樹脂シ
ート(スタンパブルシート)の表面に熱硬化性樹脂層を
形成する点にあり、本体の繊維強化熱可塑性樹脂シート
については特に制限されず、従来よりスタンパブルシー
トとして公知の各種のものを利用できる。
The feature of the present invention resides in that a thermosetting resin layer is formed on the surface of the fiber reinforced thermoplastic resin sheet (stampable sheet), and the fiber reinforced thermoplastic resin sheet of the main body is not particularly limited. Various conventionally known stampable sheets can be used.

【0015】繊維強化熱可塑性樹脂シートのマトリック
スである熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン系樹脂や、ポリエチレンテレフタレート等
の熱可塑性ポリエステル系樹脂が望ましいが、塩化ビニ
ル系、スチレン系、ポリカーボネート系、ポリアセター
ル系、ポリアミド系などの他の各種の熱可塑性樹脂も使
用できる。使用する熱可塑性樹脂のメルトインデックス
は、成形性、作業性、さらには成形品の機械特性等の観
点から、5〜500 g/10分、望ましくは80〜300g/10分の
範囲内が好ましい。
The thermoplastic resin which is the matrix of the fiber reinforced thermoplastic resin sheet is preferably a polyolefin resin such as polypropylene or a thermoplastic polyester resin such as polyethylene terephthalate, but is preferably vinyl chloride, styrene or polycarbonate. Various other thermoplastic resins such as polyacetal type and polyamide type can also be used. The melt index of the thermoplastic resin used is preferably in the range of 5 to 500 g / 10 minutes, and more preferably 80 to 300 g / 10 minutes, from the viewpoint of moldability, workability, and mechanical properties of the molded product.

【0016】熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを用い
る場合、プロピレンの単独重合体であっても、或いはエ
チレン等の他のオレフィンとの共重合体であってもよ
い。この場合、エチレン (または他のオレフィン) の共
重合度は0.05〜50重量%、特に1〜10重量%の範囲内が
好ましい。一般に、ポリプロピレンにエチレンを共重合
すると樹脂の靱性を向上させることができる。
When polypropylene is used as the thermoplastic resin, it may be a homopolymer of propylene or a copolymer with other olefins such as ethylene. In this case, the copolymerization degree of ethylene (or other olefin) is preferably 0.05 to 50% by weight, particularly preferably 1 to 10% by weight. Generally, copolymerizing ethylene with polypropylene can improve the toughness of the resin.

【0017】塗料との親和性があまり良好ではないポリ
プロピレンなどのポリオレフィン系樹脂をマトリックス
樹脂とする繊維強化熱可塑性樹脂シートの場合、熱硬化
性樹脂塗料との界面接着性を向上させるために、使用す
るポリプロピレン樹脂の一部(0.05〜20重量%) を、マ
レイン酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸、無
水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸や
その無水物等をグラフト重合させて変性しておくことが
望ましい。
In the case of a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having a matrix resin of a polyolefin resin such as polypropylene having a poor affinity with a coating material, it is used in order to improve the interfacial adhesion with the thermosetting resin coating material. Part of the polypropylene resin (0.05 to 20% by weight) is graft-polymerized with an unsaturated carboxylic acid such as maleic acid, itaconic acid, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, or itaconic anhydride, or an anhydride thereof. It is desirable to modify.

【0018】強化繊維としては、ガラス繊維以外にも、
アラミド繊維、炭素繊維等の有機繊維、金属繊維、セラ
ミック繊維等の無機繊維といった各種の繊維を使用でき
る。コストと軽量化効果の点からガラス繊維を用いるの
が一般的であるが、より軽量な材料が求められる場合に
は、炭素繊維等の有機繊維を用いることもできる。
As reinforcing fibers, in addition to glass fibers,
Various fibers such as organic fibers such as aramid fibers and carbon fibers, inorganic fibers such as metal fibers and ceramic fibers can be used. From the viewpoint of cost and weight reduction effect, glass fiber is generally used, but when a lighter material is required, organic fiber such as carbon fiber can be used.

【0019】強化繊維の形態としては、連続および切断
したモノフィラメント、またはモノフィラメントを結束
したストランドを切断したチョップドストランド等のい
ずれであってもよい。ただし、モノフィラメント繊維を
用いると、スタンピング成形時のブランクシートの予熱
過程において、シート自体が膨張し、熱硬化性樹脂層の
表面性状が悪化する傾向があるため、チョップドストラ
ンドを用いることが好ましい。
The reinforcing fibers may be in the form of continuous or cut monofilaments, chopped strands obtained by cutting monofilament bundles, or the like. However, when monofilament fiber is used, the sheet itself tends to expand in the preheating process of the blank sheet during stamping, and the surface quality of the thermosetting resin layer tends to deteriorate, so chopped strands are preferably used.

【0020】繊維の長さも制限されず、連続繊維であっ
てもよいが、好ましくは1〜100 mm、より好ましくは10
〜50 mm のものが、機械強度および成形時の流動性確保
の点から有利である。強化繊維は、マトリックスである
熱可塑性樹脂との界面接着強度を増すために、アミノシ
ランやエポキシシラン等のカップリング剤で処理してお
くことが一般に望ましい。
The length of the fibers is not limited and may be continuous fibers, but preferably 1 to 100 mm, more preferably 10 mm.
The one having a thickness of up to 50 mm is advantageous in terms of mechanical strength and ensuring fluidity during molding. It is generally desirable to treat the reinforcing fibers with a coupling agent such as aminosilane or epoxysilane in order to increase the interfacial adhesion strength with the thermoplastic resin that is the matrix.

【0021】上記の熱可塑性樹脂および強化繊維から、
公知の抄紙法または積層法により繊維強化熱可塑性樹脂
シートを作成することができる。抄紙法は、樹脂粉末と
短繊維とを水中やエマルジョン中で分散させてスラリー
化し、このスラリーから抄紙と同様の手法でシート化
し、得られたシートを熱プレスして樹脂を溶融し、繊維
と樹脂とを一体化することにより繊維強化樹脂シートを
得る方法である。
From the above thermoplastic resin and reinforcing fibers,
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet can be prepared by a known papermaking method or lamination method. In the papermaking method, resin powder and short fibers are dispersed in water or an emulsion to form a slurry, and a sheet is formed from this slurry in the same manner as papermaking, and the obtained sheet is hot-pressed to melt the resin to form fibers. This is a method of obtaining a fiber-reinforced resin sheet by integrating with a resin.

【0022】積層法は、予め成形した熱可塑性樹脂シー
トと繊維マットとを積層し、ベルトプレスまたはロール
プレスにより樹脂の融点以上で加熱・加圧し、一体化し
たシートを得る方法である。
The laminating method is a method in which a thermoplastic resin sheet formed in advance and a fiber mat are laminated and heated and pressed at a temperature not lower than the melting point of the resin by a belt press or a roll press to obtain an integrated sheet.

【0023】抄紙法で得た繊維強化熱可塑性樹脂シート
は、強化繊維の分散性がよく、成形性には優れている
が、シートの引張強度などの強度特性は積層法に比べて
低くなる傾向がある。従って、用途や成形品の形状に応
じて、適当なシート作成方法を選択すればよい。成形品
の表面性状は、一般に抄紙法で得たシートを用いた方が
悪くなることが知られている。その意味では、抄紙法に
より作成した繊維強化熱可塑性樹脂シートに対して本発
明を適用する方が、効果がより顕著であるといえる。た
だし、積層法で得たシートでも、前述の予熱中の浮き出
しにより成形品の表面性状は悪化するので、本発明は積
層法で得た繊維強化熱可塑性樹脂シートに対しても十分
に有効である。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet obtained by the papermaking method has good dispersibility of reinforcing fibers and excellent moldability, but the strength characteristics such as tensile strength of the sheet tend to be lower than those of the lamination method. There is. Therefore, an appropriate sheet forming method may be selected according to the application and the shape of the molded product. It is known that the surface properties of molded articles are generally worse when a sheet obtained by a papermaking method is used. In that sense, it can be said that the effect is more remarkable when the present invention is applied to the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet produced by the papermaking method. However, even with the sheet obtained by the lamination method, the surface property of the molded product is deteriorated by the above-mentioned embossing during the preheating, so the present invention is sufficiently effective even for the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet obtained by the lamination method. .

【0024】本発明によれば、表面性状を改善するため
に、繊維強化熱可塑性樹脂シートの表面に熱硬化性樹脂
層を少なくとも1層設ける。この熱硬化性樹脂層は、熱
硬化性樹脂塗料の塗布と焼付けにより形成することが好
都合である。その際、塗料とシートとの界面接着性を向
上させるために、塗料を塗布する前に、繊維強化熱可塑
性樹脂シートの表面に紫外線を照射することが望まし
い。
According to the present invention, in order to improve the surface texture, at least one thermosetting resin layer is provided on the surface of the fiber reinforced thermoplastic resin sheet. This thermosetting resin layer is conveniently formed by applying and baking a thermosetting resin coating material. At that time, in order to improve the interfacial adhesion between the paint and the sheet, it is desirable to irradiate the surface of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet with ultraviolet rays before applying the paint.

【0025】さらに、特に繊維強化熱可塑性樹脂シート
のマトリックス樹脂がポリプロピレン等のポリオレフィ
ン系樹脂である場合、塗料を塗布する前に、シート表面
にプライマーを塗布してもよい。ここで用いるプライマ
ーとしては、塩化ポリプロピレンやエチレン−ポリプロ
ピレン共重合体の無水マレイン酸変性体等、少なくとも
1種以上の極性基を有するポリオレフィン系高分子化合
物をトルエン等の芳香族炭化水素系溶剤等に溶解したも
のが一般的である。
Further, particularly when the matrix resin of the fiber reinforced thermoplastic resin sheet is a polyolefin resin such as polypropylene, a primer may be applied to the surface of the sheet before applying the paint. As the primer used here, a polyolefin polymer compound having at least one polar group such as polypropylene chloride or a maleic anhydride modified product of an ethylene-polypropylene copolymer is used as an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene. It is generally dissolved.

【0026】必要に応じて以上の方法で表面に前処理を
施しておいた繊維強化熱可塑性樹脂シートの表面に熱硬
化性樹脂塗料 (焼付け型塗料) を塗布する。ここで用い
る熱硬化性樹脂塗料としては、エポキシ系、ポリエステ
ル系、アクリル系、ウレタン系塗料等が使用できる。こ
れらの塗料は、成形時の予熱に耐えうる耐熱性を有する
ものが望ましい。特に、熱可塑性樹脂がポリエチレンテ
レフタレートなどのポリエステル系樹脂である場合、成
形工程での予熱温度は 200〜300 ℃に達するため、塗料
の選択には充分な配慮が必要である。このような温度に
耐える耐熱性に優れた熱硬化性樹脂塗料の例としては、
ポリエチレンテルサルフォン系塗料等が挙げられる。
If necessary, a thermosetting resin coating material (baking type coating material) is applied to the surface of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet whose surface has been pretreated by the above method. As the thermosetting resin coating used here, epoxy-based, polyester-based, acrylic-based, urethane-based coating, etc. can be used. It is desirable that these paints have heat resistance that can withstand preheating during molding. In particular, when the thermoplastic resin is a polyester resin such as polyethylene terephthalate, the preheating temperature in the molding process reaches 200 to 300 ° C., so careful consideration must be given to the selection of the paint. Examples of thermosetting resin coatings with excellent heat resistance that can withstand such temperatures include:
Examples thereof include polyethylene tersulphone-based paint.

【0027】使用する熱硬化性樹脂塗料は、顔料を含有
しないクリアー塗料でもよいし、顔料を含有するもので
もよいが、繊維の隠蔽性の観点から顔料を含有するもの
が望ましい。塗布は、ロール塗装、バーコート、スプレ
ー、浸漬等の一般的な手法により行うことができる。
The thermosetting resin coating used may be a clear coating containing no pigment or may contain a pigment, but a coating containing a pigment is preferable from the viewpoint of hiding power of the fiber. The application can be performed by a general method such as roll coating, bar coating, spraying, dipping and the like.

【0028】塗装後に塗布したシートを加熱して、塗料
の焼付けを行い、硬化皮膜を表面に形成する。こうして
繊維強化熱可塑性樹脂シート表面に形成された硬化皮膜
は、成形時の繊維の浮き出しや露出を防止するため、表
面性状に優れた成形品が得られる。焼付けは、熱可塑性
樹脂の融点以下の温度で行うのがよい。具体的には、ポ
リプロピレン系シートの場合、塗料やエチレン共重合度
にもよるが、一般に、140 〜170 ℃で焼付けを行なうこ
とが望ましい。
The sheet applied after coating is heated to bake the paint to form a cured film on the surface. The cured film formed on the surface of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet in this way prevents the fibers from protruding or being exposed during molding, so that a molded product having excellent surface properties can be obtained. The baking is preferably performed at a temperature below the melting point of the thermoplastic resin. Specifically, in the case of a polypropylene-based sheet, it is generally desirable to perform baking at 140 to 170 ° C, although it depends on the paint and the degree of ethylene copolymerization.

【0029】熱硬化性樹脂皮膜の厚みは、この熱硬化し
た皮膜が成形による変形に追随でき、かつ予熱中の繊維
の浮き出しを防止するのに充分な厚さであればよいが、
一般には30〜200 μmの範囲内とすることが望ましい。
薄すぎると表面性状の改善効果がほとんど得られず、厚
すぎると成形が困難となる。一回の塗布と焼付で必要な
熱硬化性樹脂皮膜の厚みが得られない場合には、塗布と
焼付けを数回繰り返して、2層以上の熱硬化性樹脂層を
形成してもよい。その際、塗布する塗料の種類を変化さ
せてもよい。
The thickness of the thermosetting resin film may be such that this thermosetting film can follow the deformation caused by molding and prevent the fibers from rising during preheating.
Generally, it is desirable that the thickness is in the range of 30 to 200 μm.
If it is too thin, the effect of improving the surface properties is hardly obtained, and if it is too thick, molding becomes difficult. When the required thickness of the thermosetting resin film cannot be obtained by one-time application and baking, the application and baking may be repeated several times to form two or more thermosetting resin layers. At that time, the type of coating material to be applied may be changed.

【0030】以上の方法で、表面性状に優れた熱硬化性
樹脂層を表面に有する、繊維強化熱可塑性樹脂シートを
得ることができる。表面の熱硬化性樹脂層は、シートの
片面のみに設けても、或いは両面ともに設けてもよい。
上述した熱硬化性塗料の塗装は、繊維強化熱可塑性樹脂
シートの製造時に行うことが、作業能率の点から有利で
ある。しかし、既存の繊維強化熱可塑性樹脂シートに対
して、ユーザーが成形前に熱硬化性塗料の塗布と焼付け
を行い、スタンピング成形することも可能である。この
場合の塗料の塗布は、ブランクカット前およびカット後
のいずれのシートに対して行ってもよい。また、焼付け
は、塗布後に直ちに行ってもよいが、成形時のブランク
の予熱工程での加熱を利用して、予熱と同時に塗料を焼
付けることもできる。
By the above method, a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having a thermosetting resin layer having excellent surface properties on its surface can be obtained. The thermosetting resin layer on the surface may be provided on only one side of the sheet or on both sides.
It is advantageous in terms of work efficiency to apply the above-mentioned thermosetting paint at the time of manufacturing the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet. However, the existing fiber-reinforced thermoplastic resin sheet can be stamped and molded by the user by applying and baking a thermosetting paint before molding. In this case, the coating material may be applied to either the blank-cut sheet or the blank-cut sheet. The baking may be carried out immediately after coating, but the coating can be baked simultaneously with the preheating by utilizing the heating in the preheating step of the blank during molding.

【0031】以下、本発明で得られたシートを用いて、
プレスによるスタンピング成形により成形品を得る方法
について詳述する。
Hereinafter, using the sheet obtained in the present invention,
A method for obtaining a molded product by stamping molding by a press will be described in detail.

【0032】本発明の熱硬化性樹脂表面層を有する繊維
強化熱可塑性樹脂シートは、従来のスタンパブルシート
と同様にスタンピング成形することができる。すなわ
ち、シートを所定の大きさにブランクカットした後、熱
可塑性樹脂の融点以上に予熱し、直ちにプレス金型内に
投入し、プレス成形する。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having the thermosetting resin surface layer of the present invention can be stamped and molded similarly to the conventional stampable sheet. That is, after blank-cutting a sheet into a predetermined size, it is preheated to a temperature not lower than the melting point of the thermoplastic resin and immediately put into a press die for press molding.

【0033】一般に、スタンピング成形には、成形品投
影面積より小さな面積に切断したシートを型内に投入
し、材料を流動、充填させて成形品を得る方法と、成形
品投影面積と同等の面積のシートを型内に投入し、プレ
ス成形によりシートを変形させ成形品を得る方法とがあ
る。本発明の成形方法の場合、シート表面の熱硬化性樹
脂層が流動成形に適していないので、後者の成形法を適
用することが望ましい。シートの厚さ以上の厚みを有す
る成形品を得たい場合や、リブ等の複雑な形状の成形品
を得たい場合には、本発明による表面熱硬化性樹脂層を
有するシートとこの表面層を有していないシートとを重
ねて金型内に投入し、成形するとよい。
Generally, in stamping molding, a method in which a sheet cut into an area smaller than the projected area of the molded product is put into a mold to flow and fill the material to obtain a molded product, and an area equivalent to the projected area of the molded product There is a method in which the sheet is put into a mold and the sheet is deformed by press molding to obtain a molded product. In the case of the molding method of the present invention, since the thermosetting resin layer on the surface of the sheet is not suitable for flow molding, it is desirable to apply the latter molding method. In order to obtain a molded product having a thickness equal to or greater than the thickness of the sheet, or to obtain a molded product having a complicated shape such as ribs, a sheet having a surface thermosetting resin layer according to the present invention It is advisable to stack a sheet that does not have it and put it in a mold to mold it.

【0034】得られる成形品の表面性状は、金型の表面
粗さにも大きく影響される。そのため、表面の熱硬化性
樹脂層が接触する金型面は、クロムメッキ等を施し、鏡
面に仕上げておくことが好ましい。シートの予熱温度
は、熱可塑性樹脂の溶融温度に依存するが、ポリプロピ
レン系の場合で150 〜220 ℃、ポリエチレンテレフタレ
ートの場合で 200〜300 ℃である。なお、熱硬化性樹脂
層が劣化しないように温度を選択することが望ましい。
金型の温度は一般に常温〜200 ℃の範囲であり、用いる
熱可塑性樹脂の結晶化温度に合わせて設定すればよい。
具体的にはポリプロピレン系の場合で40〜80℃、ポリエ
チレンテレフタレートの場合は 130〜180℃が好まし
い。
The surface properties of the obtained molded product are greatly affected by the surface roughness of the mold. For this reason, it is preferable that the mold surface, which is in contact with the thermosetting resin layer on the surface, be plated with chrome or the like to be mirror-finished. The preheating temperature of the sheet depends on the melting temperature of the thermoplastic resin, but is 150 to 220 ° C. in the case of polypropylene type and 200 to 300 ° C. in the case of polyethylene terephthalate. It is desirable to select the temperature so that the thermosetting resin layer does not deteriorate.
The mold temperature is generally in the range of normal temperature to 200 ° C., and may be set according to the crystallization temperature of the thermoplastic resin used.
Specifically, the temperature is preferably 40 to 80 ° C in the case of polypropylene, and 130 to 180 ° C in the case of polyethylene terephthalate.

【0035】[0035]

【実施例】【Example】

(実施例1)まず、下記の方法で繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートを作成した。熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレ
ンの 0.5重量%を無水マレイン酸でグラフト変性した、
エチレン含有率 1.0重量%のポリプロピレン−エチレン
ブロック共重合体 (メルトインデックス=100 g/10分)
を用いた。この樹脂を、冷熱プレスを用いて、温度 190
℃、圧力100 kgf/cm2 で厚さ0.7 mmのシート状に成形し
た。こうして得たポリプロピレン系樹脂シート4枚と、
ガラス繊維長50 mm 、繊維径13μm、結束数80本、目付
量460 g/m2のチョップドストランドガラスマット3枚と
を交互に積層し、冷熱プレスを用い、温度190 ℃、圧力
100kgf/cm2で熱ラミネートし、厚さ3.3 mm、比重1.2 、
繊維含有率40重量%の繊維強化熱可塑性樹脂シートを得
た。
(Example 1) First, a fiber reinforced thermoplastic resin sheet was prepared by the following method. As the thermoplastic resin, 0.5% by weight of polypropylene is graft-modified with maleic anhydride,
Polypropylene-ethylene block copolymer with an ethylene content of 1.0% by weight (melt index = 100 g / 10 minutes)
Was used. This resin was heated to 190 ° C using a cold press.
A sheet having a thickness of 0.7 mm was formed at 100 ° C and a pressure of 100 kgf / cm 2 . Four polypropylene resin sheets thus obtained,
Glass fiber length 50 mm, fiber diameter 13 μm, bundling number 80, and 3 chopped strand glass mats with a basis weight of 460 g / m 2 are laminated alternately, using a cold heat press, temperature 190 ℃, pressure
Thermally laminated at 100 kgf / cm 2, a thickness of 3.3 mm, a specific gravity 1.2,
A fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having a fiber content of 40% by weight was obtained.

【0036】こうして作成した繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートを300 mm角に切断し、紫外線を照射することによ
り、その表面の改質を行った。紫外線の照射は10 cm 間
隔で配置した120 W/cmの高圧水銀灯2本の下80 cm の所
を、シートをラインスピード5m/min の速さで5回通過
させることにより行った。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet thus prepared was cut into 300 mm square pieces and irradiated with ultraviolet rays to modify the surface thereof. Ultraviolet irradiation was carried out by passing the sheet 5 times at a line speed of 5 m / min under 80 cm under two 120 W / cm high pressure mercury lamps arranged at 10 cm intervals.

【0037】次に、シートの表面改質を行った面に、熱
硬化性ポリエステル系塗料である日本ペイント製フレキ
コート 1000 を26番のバーコーターで塗布し、150 ℃で
10分間加熱し、塗料を硬化させた。この塗布と焼付け処
理により、繊維強化熱可塑性樹脂シートの片面に厚さ約
100 μmの熱硬化性樹脂層が形成された。
Next, the surface-modified surface of the sheet was coated with Nippon Paint Flex Coat 1000, which is a thermosetting polyester-based paint, with a No. 26 bar coater, and at 150 ° C.
The paint was cured by heating for 10 minutes. By this coating and baking process, the thickness of one side of the fiber reinforced thermoplastic resin sheet is about
A 100 μm thermosetting resin layer was formed.

【0038】この熱硬化性樹脂層を有する繊維強化熱可
塑性樹脂シートを、幅250 mm、奥行き200 mmに切断し、
表面に熱硬化性樹脂層を設けていないシート(150mm角)
とともに日本碍子製の遠赤外炉 H7GS-71234 を用いて、
180 ℃に予熱した。その後、表面をクロームメッキして
鏡面に仕上げた金型内に、下型に熱硬化性樹脂層が接触
するように予熱後のシートを投入し、川崎油工製の300
トンプレス TFMP2-300を用い、プレス速度100 mm/sec、
プレス圧力200 kgf/cm2 、型表面温度60℃で成形し、幅
300 mm、奥行き250 mm、深さ40mmの縁付き皿状の成形品
を得た。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having this thermosetting resin layer is cut into a width of 250 mm and a depth of 200 mm,
Sheet without surface thermosetting resin layer (150mm square)
Together with a far infrared furnace H7GS-71234 made by Nippon Insulator,
Preheated to 180 ° C. After that, put the preheated sheet into the mold whose surface is chrome-plated to give a mirror finish so that the thermosetting resin layer contacts the lower mold.
Using Tonpress TFMP2-300, press speed 100 mm / sec,
Molded at a pressing pressure of 200 kgf / cm 2 and a mold surface temperature of 60 ° C
A dish-shaped molded product with an edge of 300 mm, a depth of 250 mm, and a depth of 40 mm was obtained.

【0039】このようにして得た成形品の下型接触面
(皿状成形品の底部) は、熱硬化性樹脂層で被覆されて
おり、ガラスの浮き出しその他の原因による表面性状の
悪化は認められなかった。
Lower mold contact surface of the thus obtained molded product
The (bottom part of the dish-shaped molded product) was covered with a thermosetting resin layer, and no deterioration of the surface quality due to embossing of the glass or other causes was observed.

【0040】比較例として、熱硬化性樹脂層を有してい
ない繊維強化樹脂シートのみを用いて同様の成形を行っ
たところ、その表面性状はガラスの露出、浮き出しによ
る凹凸が多数認められ、平滑性に乏しい成形品が得ら
れ、本発明品の有効性が確認された。
As a comparative example, when the same molding was carried out using only the fiber reinforced resin sheet having no thermosetting resin layer, the surface texture was found to have a large number of irregularities due to the glass being exposed and raised, and the surface was smooth. A molded product having poor properties was obtained, and the effectiveness of the product of the present invention was confirmed.

【0041】(実施例2)熱可塑性樹脂として、メルトイ
ンデックス130 g/10分のポリエチレンテレフタレートを
用い、実施例1と同様の試作試験を行った。まず、樹脂
ペレットを、冷熱プレスを用いて、温度 280℃、圧力10
0 kgf/cm2 で厚さ0.7 mmのシート状に成形した。こうし
て得た樹脂シート4枚と実施例1で用いたのと同じチョ
ップドストランドガラスマット3枚とを交互に積層し、
冷熱プレスを用い、温度280 ℃、圧力100 kgf/cm2 で熱
ラミネートし、厚さ3.3 mm、比重1.7 、繊維含有率40重
量%の繊維強化熱可塑性樹脂シートを得た。
Example 2 As a thermoplastic resin, polyethylene terephthalate having a melt index of 130 g / 10 min was used, and the same trial production test as in Example 1 was conducted. First, the resin pellets were placed in a cold press at a temperature of 280 ° C and a pressure of 10
It was formed into a sheet having a thickness of 0 mmf / cm 2 and a thickness of 0.7 mm. Four resin sheets thus obtained and three chopped strand glass mats used in Example 1 were alternately laminated,
Using a cold press, heat lamination was performed at a temperature of 280 ° C. and a pressure of 100 kgf / cm 2 to obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having a thickness of 3.3 mm, a specific gravity of 1.7 and a fiber content of 40% by weight.

【0042】作成された繊維強化熱可塑性樹脂シートを
300 mm角に切断し、実施例1と同様の方法で紫外線によ
り表面改質した。次に、シートの表面改質を行った面
に、ポリエーテルサルフォン系塗料を26番のバーコータ
ーで塗布し、150 ℃で20分間加熱し塗料を硬化させた。
こうして繊維強化熱可塑性樹脂シートの片面に厚さ約10
0 μmの熱硬化性樹脂層が形成された。
The produced fiber-reinforced thermoplastic resin sheet
It was cut into 300 mm square and surface-modified with ultraviolet rays in the same manner as in Example 1. Then, the surface-modified surface of the sheet was coated with a polyether sulfone-based paint using a No. 26 bar coater and heated at 150 ° C. for 20 minutes to cure the paint.
In this way, the thickness of about 10
A thermosetting resin layer of 0 μm was formed.

【0043】この表面熱硬化性樹脂層を有する繊維強化
熱可塑性樹脂シートを、実施例1と同様な方法でスタン
ピング成形したところ (予熱温度は230 ℃) 、熱硬化性
樹脂層で被覆された部分にガラスの浮き出しその他の原
因による表面性状の悪化は認められなかった。
The fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having the surface thermosetting resin layer was stamped and molded in the same manner as in Example 1 (preheating temperature was 230 ° C.), and the portion covered with the thermosetting resin layer was obtained. No deterioration of the surface quality due to the swelling of the glass or other causes was observed.

【0044】比較例として、熱硬化性樹脂層を有してい
ない繊維強化樹脂シートのみを用いて同様の成形を行っ
たところ、その表面性状はガラスの露出、浮き出しによ
る凹凸が多数認められ、平滑性に乏しい成形品が得ら
れ、本発明品の有効性が再度確認された。
As a comparative example, when the same molding was carried out using only a fiber reinforced resin sheet having no thermosetting resin layer, the surface texture was smooth and smooth, with many irregularities due to the exposure and protrusion of the glass. A molded product having poor properties was obtained, and the effectiveness of the product of the present invention was confirmed again.

【0045】(実施例3)市販のポリプロピレン系スタン
パブルシート (繊維長50mm、ラミネート法) に対して、
実施例1と同様に紫外線による表面改質および熱硬化性
樹脂塗料の塗布と焼付けを行い、その後に同様に切断お
よび成形したところ、実施例1と同程度に表面性状が改
善された成形品が得られた。比較例として、塗装工程な
しで同様に成形したところ、その表面はガラスの露出、
浮き出しによる多数の凹凸が認められた。
Example 3 A commercially available polypropylene stampable sheet (fiber length 50 mm, laminating method) was used.
When surface modification by ultraviolet rays and application and baking of a thermosetting resin coating material were carried out in the same manner as in Example 1, and then cutting and molding were carried out in the same manner as described in Example 1, a molded product having a surface property improved to the same extent as in Example 1 was obtained. Was obtained. As a comparative example, when molded in the same manner without a coating process, the surface of the glass is exposed,
Many irregularities due to embossing were observed.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、成形工
程においてマトリックス樹脂の溶融温度より高温に予熱
されても、強化繊維の露出や浮き出しが起こらないの
で、表面性状に優れた成形品を得ることができる。その
結果、スタンパブルシートを、例えば、自動車外板とい
った人目につく部品に対しても適用することが可能とな
り、その利用分野の拡大に寄与する。
As described above, according to the present invention, even when preheated to a temperature higher than the melting temperature of the matrix resin in the molding step, the reinforcing fibers are not exposed or raised, so that a molded article having excellent surface properties is obtained. Can be obtained. As a result, it becomes possible to apply the stampable sheet to, for example, visible parts such as an automobile outer panel, which contributes to the expansion of the field of use thereof.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1層の熱硬化性樹脂層を表面
に有することを特徴とする、スタンピング成形可能な繊
維強化熱可塑性樹脂シート。
1. A stamping-moldable fiber-reinforced thermoplastic resin sheet having at least one thermosetting resin layer on its surface.
【請求項2】 繊維強化熱可塑性樹脂シートの表面に、
熱硬化性樹脂塗料の塗布・焼付けにより少なくとも1層
の熱硬化性樹脂層を形成することからなる、請求項1記
載の繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法。
2. The surface of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet,
The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1, which comprises forming at least one thermosetting resin layer by applying and baking a thermosetting resin coating material.
【請求項3】 繊維強化熱可塑性樹脂シートの成形前
に、その表面に熱硬化性樹脂塗料の塗布・焼付けにより
少なくとも1層の熱硬化性樹脂層を形成することを特徴
とする、繊維強化熱可塑性樹脂シートの成形方法。
3. A fiber-reinforced thermoplastic resin sheet characterized by forming at least one thermosetting resin layer on the surface of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet by molding and baking a thermosetting resin coating before molding. Molding method for plastic resin sheet.
JP24144693A 1993-09-28 1993-09-28 Fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, its manufacturing and molding method Withdrawn JPH0788993A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011084038A (en) * 2009-10-19 2011-04-28 Teijin Ltd Method for manufacturing fiber-reinforced composite material
CN102922833A (en) * 2011-08-12 2013-02-13 明安国际企业股份有限公司 Fiber reinforced shell manufacturing method
WO2013168572A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-14 株式会社泉の台開発 Traffic signal housing and road sign obtained using high-strength fibre composite

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