JPH08108483A - 熱可塑性コンポジットの連続成形品および連続成形方法 - Google Patents
熱可塑性コンポジットの連続成形品および連続成形方法Info
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- JPH08108483A JPH08108483A JP6247785A JP24778594A JPH08108483A JP H08108483 A JPH08108483 A JP H08108483A JP 6247785 A JP6247785 A JP 6247785A JP 24778594 A JP24778594 A JP 24778594A JP H08108483 A JPH08108483 A JP H08108483A
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- molding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フレキシブルで取扱性に優れる熱可塑性コン
ポジットテープ状成形材料を用いることにより、容易に
かつ物性の優れた連続成形品を成形する方法とその成形
品を提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジ
ット成形材料において、以下の（１）および（２）式を
満たすコンポジット成形材料を連続成形して得られた連
続成形品。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） 【効果】 本発明により得られる熱可塑性コンポジット
成形品は均一な性能を有し、後加工性やリサイクル性を
備え、かつ、補強繊維の長手方向以外にも必要強度を有
している。
ポジットテープ状成形材料を用いることにより、容易に
かつ物性の優れた連続成形品を成形する方法とその成形
品を提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジ
ット成形材料において、以下の（１）および（２）式を
満たすコンポジット成形材料を連続成形して得られた連
続成形品。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） 【効果】 本発明により得られる熱可塑性コンポジット
成形品は均一な性能を有し、後加工性やリサイクル性を
備え、かつ、補強繊維の長手方向以外にも必要強度を有
している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は優れた機械特性を有す
る、熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジットの
一定断面を有する連続成形品およびその成形方法に関す
る。
る、熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジットの
一定断面を有する連続成形品およびその成形方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンポジットはマトリックスに熱
硬化性樹脂を用いた物が主流であった。しかし、近年、
成形サイクル短縮の可能性、リサイクルの容易さ、後加
工の可能性、作業環境のクリーンさ、耐衝撃性に優れる
等の点から熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジ
ットが開発され、上市されて来ている。しかしながら、
一般に熱可塑性樹脂は溶融時の粘度が高く、強化繊維に
含浸するのが困難である。そこで、種々の工夫がなされ
ている。例えば、特公昭６３−３７６９４号公報に示
される直接溶融樹脂を強化繊維に含浸させ、固化させた
物、特公平３−３５１００号公報に示される樹脂を溶
媒溶液またはエマルジョンにし、強化繊維に含浸後、溶
媒、分散液を除去した物、特開昭５２−３９８５号公
報に示される樹脂の粉末を強化繊維間に担持させ、融
解、固着させた物、特開昭６０−２０９０３３号公
報、特開昭６０−２０９０３４号公報に示される樹脂を
繊維状にして強化繊維と混繊、または特開昭６０−２８
５４３号公報に示される樹脂と強化繊維を交織した物な
どが知られている。
硬化性樹脂を用いた物が主流であった。しかし、近年、
成形サイクル短縮の可能性、リサイクルの容易さ、後加
工の可能性、作業環境のクリーンさ、耐衝撃性に優れる
等の点から熱可塑性樹脂をマトリックスとするコンポジ
ットが開発され、上市されて来ている。しかしながら、
一般に熱可塑性樹脂は溶融時の粘度が高く、強化繊維に
含浸するのが困難である。そこで、種々の工夫がなされ
ている。例えば、特公昭６３−３７６９４号公報に示
される直接溶融樹脂を強化繊維に含浸させ、固化させた
物、特公平３−３５１００号公報に示される樹脂を溶
媒溶液またはエマルジョンにし、強化繊維に含浸後、溶
媒、分散液を除去した物、特開昭５２−３９８５号公
報に示される樹脂の粉末を強化繊維間に担持させ、融
解、固着させた物、特開昭６０−２０９０３３号公
報、特開昭６０−２０９０３４号公報に示される樹脂を
繊維状にして強化繊維と混繊、または特開昭６０−２８
５４３号公報に示される樹脂と強化繊維を交織した物な
どが知られている。
【０００３】一般に、一定断面形状を有する連続コンポ
ジット成形品を得るには、熱硬化性樹脂をマトリックス
とし、引き抜き成形をすることが公知である。しかしな
がら、熱硬化性樹脂を用いる場合には揮発成分による環
境の悪化が生じる。また、得られた成形品は耐衝撃特性
に劣り、また後加工や、リサイクルが困難である。その
ため、これらの点を改善すべく、マトリックスを熱可塑
性樹脂に置き換えた一定断面形状を有する連続コンポジ
ット成形品の開発が行われている。
ジット成形品を得るには、熱硬化性樹脂をマトリックス
とし、引き抜き成形をすることが公知である。しかしな
がら、熱硬化性樹脂を用いる場合には揮発成分による環
境の悪化が生じる。また、得られた成形品は耐衝撃特性
に劣り、また後加工や、リサイクルが困難である。その
ため、これらの点を改善すべく、マトリックスを熱可塑
性樹脂に置き換えた一定断面形状を有する連続コンポジ
ット成形品の開発が行われている。
【０００４】熱可塑性樹脂コンポジットを一定断面形状
を有する連続コンポジット成形品に成形するには、引き
抜き成形以外にも、成形材料を予熱し、結晶性樹脂の場
合は融点近傍、また非晶性樹脂の場合はガラス転移点温
度近傍に加熱後、凸凹ローラーを通過させ、一定断面形
状に成形するロールフォーミングも可能である。これら
成形に用いる材料は、樹脂粉末を強化繊維に付着させた
材料や、樹脂を繊維にし強化繊維に混繊または交織した
材料は取扱性は良好であるが、成形時に含浸させる必要
があり、そのためには十分な成形時間が必要となる。従
って、連続成形には生産性の点から問題であり、また物
性の点からもばらつきが生じやすく問題である。一方、
予め樹脂を含浸した材料は、生産性の点でまた、物性の
均一性という点で好ましいが、含浸した材料は剛直であ
り取扱性が劣る。特に、連続成形では長丈の材料を供給
する必要があるため、それを置く場所が必要である。剛
直な材料であれば、巻くことも困難であり、置く場所が
必要以上に広くなり経費の点から好ましくない。また、
一般に十分含浸させた成形材料を得るには、製造上多大
な困難さを伴い、成形材料としてのコストの上昇を招
く。
を有する連続コンポジット成形品に成形するには、引き
抜き成形以外にも、成形材料を予熱し、結晶性樹脂の場
合は融点近傍、また非晶性樹脂の場合はガラス転移点温
度近傍に加熱後、凸凹ローラーを通過させ、一定断面形
状に成形するロールフォーミングも可能である。これら
成形に用いる材料は、樹脂粉末を強化繊維に付着させた
材料や、樹脂を繊維にし強化繊維に混繊または交織した
材料は取扱性は良好であるが、成形時に含浸させる必要
があり、そのためには十分な成形時間が必要となる。従
って、連続成形には生産性の点から問題であり、また物
性の点からもばらつきが生じやすく問題である。一方、
予め樹脂を含浸した材料は、生産性の点でまた、物性の
均一性という点で好ましいが、含浸した材料は剛直であ
り取扱性が劣る。特に、連続成形では長丈の材料を供給
する必要があるため、それを置く場所が必要である。剛
直な材料であれば、巻くことも困難であり、置く場所が
必要以上に広くなり経費の点から好ましくない。また、
一般に十分含浸させた成形材料を得るには、製造上多大
な困難さを伴い、成形材料としてのコストの上昇を招
く。
【０００５】さらに、連続成形品は一般に長手方向に主
に強化されるが、それと９０度方向には弱くなりやす
い。従って長手方向以外にも強化する場合が多々ある。
熱硬化性樹脂を用いる場合は含浸が容易であるので、強
化繊維のマットや織物、組物を成形と同時に用いること
は容易である。しかし、熱可塑性樹脂の場合には溶融粘
度が非常に高いため、強化繊維のマットや織物、組物を
同時に用いても含浸が十分できず所望の物性が得られな
い。上記のように、樹脂粉末を強化繊維に付着させた材
料や、樹脂を繊維にし強化繊維に混繊または交織した材
料をマットや織物、組物にし用いることもできるが、上
記と同じ含浸時間の問題や、物性のばらつきという点で
問題である。一方、予めマットや織物、組物に樹脂を含
浸させた材料は上記のような問題がないが、剛直で扱い
にくい問題や、マットや織物、組物に予め樹脂を含浸さ
せるには、製造上多大な困難さを伴い、成形材料として
はかなり高価なものになる。
に強化されるが、それと９０度方向には弱くなりやす
い。従って長手方向以外にも強化する場合が多々ある。
熱硬化性樹脂を用いる場合は含浸が容易であるので、強
化繊維のマットや織物、組物を成形と同時に用いること
は容易である。しかし、熱可塑性樹脂の場合には溶融粘
度が非常に高いため、強化繊維のマットや織物、組物を
同時に用いても含浸が十分できず所望の物性が得られな
い。上記のように、樹脂粉末を強化繊維に付着させた材
料や、樹脂を繊維にし強化繊維に混繊または交織した材
料をマットや織物、組物にし用いることもできるが、上
記と同じ含浸時間の問題や、物性のばらつきという点で
問題である。一方、予めマットや織物、組物に樹脂を含
浸させた材料は上記のような問題がないが、剛直で扱い
にくい問題や、マットや織物、組物に予め樹脂を含浸さ
せるには、製造上多大な困難さを伴い、成形材料として
はかなり高価なものになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】熱可塑性樹脂をマトリ
ックスとする一定断面形状を有するコンポジットの連続
成形品において、含浸の不均一性による物性の不均一性
の問題、耐衝撃性、後加工性、リサイクル性の問題、ま
た、成形環境の問題、さらには取扱難さ、コスト、長手
方向以外の強化の問題を解決する連続成形品とその製造
方法を提供する。
ックスとする一定断面形状を有するコンポジットの連続
成形品において、含浸の不均一性による物性の不均一性
の問題、耐衝撃性、後加工性、リサイクル性の問題、ま
た、成形環境の問題、さらには取扱難さ、コスト、長手
方向以外の強化の問題を解決する連続成形品とその製造
方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、鋭意研究した結果本発明に至った。すなわち本発明
は、下記式（１）および（２）を満たす、熱可塑性樹脂
をマトリックスとするテープ状コンポジット成形材料を
連続的に加熱、加圧して形状を付与し、その後、加圧下
で冷却して一定断面形状に成形された連続成形品であっ
て、そのボイド含有率が３％以下である連続成形品であ
る。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） また、本発明は下記式（３）を満たす、熱可塑性樹脂を
マトリックスとするテープ状コンポジット成形材料を織
物または組物にしたものを、少なくとも一部に用いて得
られた一定断面形状を有する連続成形品である。 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） ただし、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：成形材料中の強化繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：成形材料断面の厚さ（mm） さらには連続成形方法が引き抜き成形であるこれら連続
成形品である。また、下記式（１）および（２）を満た
す、熱可塑性樹脂をマトリックスとするテープ状コンポ
ジット成形材料を連続的に加熱、加圧して形状を付与
し、その後、加圧下で冷却して一定断面形状に成形する
ことにより、連続成形品のボイド率を３％以下に低下さ
せる連続成形方法である。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） 又、本発明は、式（３）を満たす熱可塑性樹脂をマトリ
ックスとするテープ状コンポジット成形材料を織物また
は組物にしたものを、少なくとも一部に用いて成形する
連続成形方法である。 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） ただし、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：成形材料中の強化繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：成形材料断面の厚さ（mm）
め、鋭意研究した結果本発明に至った。すなわち本発明
は、下記式（１）および（２）を満たす、熱可塑性樹脂
をマトリックスとするテープ状コンポジット成形材料を
連続的に加熱、加圧して形状を付与し、その後、加圧下
で冷却して一定断面形状に成形された連続成形品であっ
て、そのボイド含有率が３％以下である連続成形品であ
る。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） また、本発明は下記式（３）を満たす、熱可塑性樹脂を
マトリックスとするテープ状コンポジット成形材料を織
物または組物にしたものを、少なくとも一部に用いて得
られた一定断面形状を有する連続成形品である。 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） ただし、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：成形材料中の強化繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：成形材料断面の厚さ（mm） さらには連続成形方法が引き抜き成形であるこれら連続
成形品である。また、下記式（１）および（２）を満た
す、熱可塑性樹脂をマトリックスとするテープ状コンポ
ジット成形材料を連続的に加熱、加圧して形状を付与
し、その後、加圧下で冷却して一定断面形状に成形する
ことにより、連続成形品のボイド率を３％以下に低下さ
せる連続成形方法である。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） 又、本発明は、式（３）を満たす熱可塑性樹脂をマトリ
ックスとするテープ状コンポジット成形材料を織物また
は組物にしたものを、少なくとも一部に用いて成形する
連続成形方法である。 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） ただし、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：成形材料中の強化繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：成形材料断面の厚さ（mm）
【０００８】以下本発明を図面に基づいて詳細に説明す
るが、下記図面は本発明を限定するものではなく、前・
後記の趣旨に徴して変更することは本発明の技術的範囲
に含まれるものである。
るが、下記図面は本発明を限定するものではなく、前・
後記の趣旨に徴して変更することは本発明の技術的範囲
に含まれるものである。
【０００９】本発明に用いられる強化繊維としては、ガ
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミックス繊
維、金属繊維等の連続繊維が挙げられ、これらを、２種
以上併用して用いてもよく、さらには、用いる熱可塑性
樹脂との接着を良くするための表面処理がなされている
ことが好ましい。使用するモノフィラメント数は、５０
〜２４０００本、好ましくは２００〜１２０００本であ
り、また、モノフィラメントの直径は３〜５０μ、好ま
しくは６〜２４μであり、本発明の範囲を逸脱しないも
のであればよい。これら強化繊維は、できる限り実質的
に撚のない物が好ましいが、場合によっては、撚糸を用
いてもよい。一方、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、およびその共重合体や変性体を含
むポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６、ナイ
ロン１２、ナイロン１１等のポリアミド系、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等のポ
リエステル系、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタ
ン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルケトン等が挙げられる。特にポリオレ
フィンの場合には、強化繊維との接着性が低いので例え
ば、久保輝一郎他 「複合材料と界面」 総合技術出版
２３６（１９８６）に記載されている酸変性を用いるの
が好ましい。これら、強化繊維および熱可塑性樹脂は特
にこれらに限定されるわけではない。
ラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セラミックス繊
維、金属繊維等の連続繊維が挙げられ、これらを、２種
以上併用して用いてもよく、さらには、用いる熱可塑性
樹脂との接着を良くするための表面処理がなされている
ことが好ましい。使用するモノフィラメント数は、５０
〜２４０００本、好ましくは２００〜１２０００本であ
り、また、モノフィラメントの直径は３〜５０μ、好ま
しくは６〜２４μであり、本発明の範囲を逸脱しないも
のであればよい。これら強化繊維は、できる限り実質的
に撚のない物が好ましいが、場合によっては、撚糸を用
いてもよい。一方、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、およびその共重合体や変性体を含
むポリオレフィン系、ナイロン６、ナイロン６６、ナイ
ロン１２、ナイロン１１等のポリアミド系、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等のポ
リエステル系、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタ
ン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルケトン等が挙げられる。特にポリオレ
フィンの場合には、強化繊維との接着性が低いので例え
ば、久保輝一郎他 「複合材料と界面」 総合技術出版
２３６（１９８６）に記載されている酸変性を用いるの
が好ましい。これら、強化繊維および熱可塑性樹脂は特
にこれらに限定されるわけではない。
【００１０】本発明に用いられる熱可塑性樹脂には、目
的に応じて所望の特性を付与するために、各種添加剤を
用いることが可能である。例えば、紫外線吸収剤、酸化
防止剤、耐熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料
または染料、結晶核剤、結晶化促進剤等を混合し用いる
ことが可能である。特に引き抜き成形に用いる場合には
滑材が重要な役割を果たす。滑剤としては例えば、脂肪
酸のアルコール、脂肪酸の金属塩、脂肪酸アミド、脂肪
酸エステル等を０．０１〜０．３重量％マトリックス樹
脂に用いることが好ましい。これにより引き抜き成形品
の表面状態の改良と、引き抜き抵抗力の低下による工程
通過性の改善が図れる。また、他の無機強化剤として、
タルク、ワラストナイト、マイカ、ガラスビーズ、ガラ
ス短繊維、カーボンブラック、クレー等を用いることも
可能である。
的に応じて所望の特性を付与するために、各種添加剤を
用いることが可能である。例えば、紫外線吸収剤、酸化
防止剤、耐熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料
または染料、結晶核剤、結晶化促進剤等を混合し用いる
ことが可能である。特に引き抜き成形に用いる場合には
滑材が重要な役割を果たす。滑剤としては例えば、脂肪
酸のアルコール、脂肪酸の金属塩、脂肪酸アミド、脂肪
酸エステル等を０．０１〜０．３重量％マトリックス樹
脂に用いることが好ましい。これにより引き抜き成形品
の表面状態の改良と、引き抜き抵抗力の低下による工程
通過性の改善が図れる。また、他の無機強化剤として、
タルク、ワラストナイト、マイカ、ガラスビーズ、ガラ
ス短繊維、カーボンブラック、クレー等を用いることも
可能である。
【００１１】図１には、本発明における成形材料１の代
表例の断面図を模式的に示した。成形材料１はマトリッ
クスである熱可塑性樹脂２中に強化繊維３が含浸された
テープ状のものであり、４はボイド（気泡）を示す。Ｌ
1 は成形材料断面の幅であり、Ｌ2 は成形材料断面の厚
さである。成形材料の断面形状は必ずしも長方形でなく
てもよく、楕円形状であってもよいが、その形状は本発
明の趣旨内容から外れない範囲でとくに限定されるもの
ではない。惰円形状の場合、長径がＬ1 、短径がＬ2 と
なる。
表例の断面図を模式的に示した。成形材料１はマトリッ
クスである熱可塑性樹脂２中に強化繊維３が含浸された
テープ状のものであり、４はボイド（気泡）を示す。Ｌ
1 は成形材料断面の幅であり、Ｌ2 は成形材料断面の厚
さである。成形材料の断面形状は必ずしも長方形でなく
てもよく、楕円形状であってもよいが、その形状は本発
明の趣旨内容から外れない範囲でとくに限定されるもの
ではない。惰円形状の場合、長径がＬ1 、短径がＬ2 と
なる。
【００１２】本発明においては、強化繊維のモノフィラ
メントの円周がマトリックスによって半周以上濡れてい
る本数の、全強化繊維本数に対する割合（−）をα、強
化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックスによっ
て全周が濡れている本数の、全強化繊維本数に対する割
合（−）をβとするとき、αとβの関係が以下の（１）
および（２）式を満たす必要がある。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） このことは、即ち、強化繊維は全てのモノフィラメント
が、マトリックスによって完全にその全周が濡れていて
はいけないことを意味する。なぜならば、それによって
成形材料が非常に剛直になるからである。しかしなが
ら、全くマトリックスで濡れていないと、所望の機械物
性を発揮できないか、または成形時に高圧力、長時間等
が必要になり、連続成形には生産性の点で問題となる。
さらに、含浸が不均一になり易く物性にばらつきを生じ
る結果となる。そこで、成形材料は後の連続成形時に加
熱を受け、軟化点以上の温度になることによりマトリッ
クスが流動し形態を変え、さらに圧力も加わるという点
に着目をした。即ち、完全に強化繊維が濡れていなくと
も、成形時のマトリックスの流動で含浸が進行し、所望
の機械物性を発揮できるようになる。そこで、成形材料
としての取扱性のためのフレキシビリティーと、成形材
料の成形後の機械物性を補償できる材料としての含浸状
態に関し、検討を行った。その必要条件として、上記式
（１）と（２）を共に満たす必要があり、この範囲をは
ずれると、成形材料として非常に剛直になるか、また
は、所望の機械物性を発揮することが非常に困難となる
ことを見いだした。さらにこのことは、材料段階で完全
含浸を達成する必要がないので、材料の製造としてはよ
り簡易な方法で可能であり、製造速度の向上、ひいては
製造コストの低下を招き、より安価な材料を提供でき
る。
メントの円周がマトリックスによって半周以上濡れてい
る本数の、全強化繊維本数に対する割合（−）をα、強
化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックスによっ
て全周が濡れている本数の、全強化繊維本数に対する割
合（−）をβとするとき、αとβの関係が以下の（１）
および（２）式を満たす必要がある。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） このことは、即ち、強化繊維は全てのモノフィラメント
が、マトリックスによって完全にその全周が濡れていて
はいけないことを意味する。なぜならば、それによって
成形材料が非常に剛直になるからである。しかしなが
ら、全くマトリックスで濡れていないと、所望の機械物
性を発揮できないか、または成形時に高圧力、長時間等
が必要になり、連続成形には生産性の点で問題となる。
さらに、含浸が不均一になり易く物性にばらつきを生じ
る結果となる。そこで、成形材料は後の連続成形時に加
熱を受け、軟化点以上の温度になることによりマトリッ
クスが流動し形態を変え、さらに圧力も加わるという点
に着目をした。即ち、完全に強化繊維が濡れていなくと
も、成形時のマトリックスの流動で含浸が進行し、所望
の機械物性を発揮できるようになる。そこで、成形材料
としての取扱性のためのフレキシビリティーと、成形材
料の成形後の機械物性を補償できる材料としての含浸状
態に関し、検討を行った。その必要条件として、上記式
（１）と（２）を共に満たす必要があり、この範囲をは
ずれると、成形材料として非常に剛直になるか、また
は、所望の機械物性を発揮することが非常に困難となる
ことを見いだした。さらにこのことは、材料段階で完全
含浸を達成する必要がないので、材料の製造としてはよ
り簡易な方法で可能であり、製造速度の向上、ひいては
製造コストの低下を招き、より安価な材料を提供でき
る。
【００１３】さらに本発明においては、連続成形品にテ
ープ状成形材料を織物、または組物にした材料を少なく
とも一部に用いることが望ましい。この場合、テープ状
成形材料の強化繊維のモノフィラメントの伸張弾性率を
Ｅ（kgf ／mm2 ）、強化繊維モノフィラメントの断面積
をＳ（mm2 ）、成形材料中の強化繊維モノフィラメント
の本数をｍ（−）、テープ状成形材料断面の厚さ（すな
わちＬ2）を２ａ（mm）としたときの以下の式（３） Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） をテープ状成形材料が満たすことが望ましく、さらに望
ましくは４０以下を満たすことである。Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ
2 ・α／２が６０を超える場合には、生成した成形材料
のフレキシビリティーが損なわれ、織物、紐物を作製す
ることが不可能となる。上記（１）、（２）、（３）式
は成形材料の濡れによる剛直さと、成形材料の形状によ
る剛直さの２点を考慮した式であり、上記範囲は成形材
料として製織、製紐性の良い成形材料を与える範囲であ
ることを見いだした。
ープ状成形材料を織物、または組物にした材料を少なく
とも一部に用いることが望ましい。この場合、テープ状
成形材料の強化繊維のモノフィラメントの伸張弾性率を
Ｅ（kgf ／mm2 ）、強化繊維モノフィラメントの断面積
をＳ（mm2 ）、成形材料中の強化繊維モノフィラメント
の本数をｍ（−）、テープ状成形材料断面の厚さ（すな
わちＬ2）を２ａ（mm）としたときの以下の式（３） Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） をテープ状成形材料が満たすことが望ましく、さらに望
ましくは４０以下を満たすことである。Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ
2 ・α／２が６０を超える場合には、生成した成形材料
のフレキシビリティーが損なわれ、織物、紐物を作製す
ることが不可能となる。上記（１）、（２）、（３）式
は成形材料の濡れによる剛直さと、成形材料の形状によ
る剛直さの２点を考慮した式であり、上記範囲は成形材
料として製織、製紐性の良い成形材料を与える範囲であ
ることを見いだした。
【００１４】ここで、αとβの測定方法としては、測定
材料を樹脂で包埋後、断面を研磨し、鏡面に仕上げ、断
面の観察を行う。断面を任意の倍率の写真等に撮り、上
記定義に従って強化繊維の本数を測定し、全強化繊維の
本数で除し割合を求める。
材料を樹脂で包埋後、断面を研磨し、鏡面に仕上げ、断
面の観察を行う。断面を任意の倍率の写真等に撮り、上
記定義に従って強化繊維の本数を測定し、全強化繊維の
本数で除し割合を求める。
【００１５】成形材料中の強化繊維の体積含有率は、３
０〜７０vol%が好ましい。強化繊維が３０vol%以下の場
合には強化効果が有効に発揮できず、また、７０vol%以
上になると含浸の際にボイドが発生しやすくなる。
０〜７０vol%が好ましい。強化繊維が３０vol%以下の場
合には強化効果が有効に発揮できず、また、７０vol%以
上になると含浸の際にボイドが発生しやすくなる。
【００１６】成形材料の製造方法、すなわち複数の強化
繊維モノフィラメントを熱可塑性樹脂で含浸被覆する方
法は特に規定されないが、例えば、本発明者らの出願に
よる特開平５−１７７６３３号公報に示すように凸型ダ
イとクロスヘッドダイを用いる方法が挙げられる。ま
た、形状をテープ状に一定に保つため、及びさらに含浸
を所定の状態にさせるために加圧賦形ロールを用いるこ
とが好ましい。
繊維モノフィラメントを熱可塑性樹脂で含浸被覆する方
法は特に規定されないが、例えば、本発明者らの出願に
よる特開平５−１７７６３３号公報に示すように凸型ダ
イとクロスヘッドダイを用いる方法が挙げられる。ま
た、形状をテープ状に一定に保つため、及びさらに含浸
を所定の状態にさせるために加圧賦形ロールを用いるこ
とが好ましい。
【００１７】成形材料としては、前述の様にテープ状、
楕円断面形状等が好ましく、使用の目的によって最適な
形状が選択され、場合によっては円形状でもよい。また
成形材料の厚さは、式（３）によってその範囲が定ま
る。一方、幅は特に限定されず使用の目的によって選択
されればよい。特に製織に用いる場合にはその幅は２mm
から２０mmが好ましい。また製紐に用いる場合は２mmか
ら１５mmが好ましい。
楕円断面形状等が好ましく、使用の目的によって最適な
形状が選択され、場合によっては円形状でもよい。また
成形材料の厚さは、式（３）によってその範囲が定ま
る。一方、幅は特に限定されず使用の目的によって選択
されればよい。特に製織に用いる場合にはその幅は２mm
から２０mmが好ましい。また製紐に用いる場合は２mmか
ら１５mmが好ましい。
【００１８】製織する方法としては、レピア、エアージ
ェット、ウォータージェット、円筒織機等を用いること
が可能であり、成形材料の幅等によって選定するのが好
ましい。この中で最も好ましく、かつ使いやすいのはレ
ピア織機である。製織時の注意点としては、緯糸に捻れ
が入らないように緯糸を解舒、供給し、製織することで
ある。織り組織としてはその使用目的により選定される
べきであり、とくに規定はされない。例えば、より硬い
状態で、経緯で同等の物性を必要とするのであれば平織
りがよい。一方、より柔軟さや、経方向の物性を重視す
る必要があれば朱子織りを用いればよい。この様に、製
織することによって、二方向強化が可能であり、またフ
レキシビリティーを織り組織により設定でき、かつ二方
向の強化の割合も設定可能である。
ェット、ウォータージェット、円筒織機等を用いること
が可能であり、成形材料の幅等によって選定するのが好
ましい。この中で最も好ましく、かつ使いやすいのはレ
ピア織機である。製織時の注意点としては、緯糸に捻れ
が入らないように緯糸を解舒、供給し、製織することで
ある。織り組織としてはその使用目的により選定される
べきであり、とくに規定はされない。例えば、より硬い
状態で、経緯で同等の物性を必要とするのであれば平織
りがよい。一方、より柔軟さや、経方向の物性を重視す
る必要があれば朱子織りを用いればよい。この様に、製
織することによって、二方向強化が可能であり、またフ
レキシビリティーを織り組織により設定でき、かつ二方
向の強化の割合も設定可能である。
【００１９】一方、製紐方法としては一般の組機を用い
て作製することが最も容易である。ただし、ガイド類を
使用するテープ状成形材料に適したものに変更する必要
がある。また、特殊な装置では、コンピューターによる
軌道の制御によって種々の形状に組み上げることも可能
である。組紐の組織としては、打ち数、平打ち、丸打
ち、組角度等は使用する目的に応じて設計、選択すれば
良い。
て作製することが最も容易である。ただし、ガイド類を
使用するテープ状成形材料に適したものに変更する必要
がある。また、特殊な装置では、コンピューターによる
軌道の制御によって種々の形状に組み上げることも可能
である。組紐の組織としては、打ち数、平打ち、丸打
ち、組角度等は使用する目的に応じて設計、選択すれば
良い。
【００２０】本発明に用いられる成形方法としては、引
き抜き成形、またはロールフォーミングである。引き抜
き成形は、図２に示すように、成形に必要な本数のテー
プ状成形材料を予熱しながら、加熱成形ダイに導きこの
ダイ中で加熱溶融し、加圧し成形を行う。この場合多段
で徐々に成形するのが好ましく、またダイ内の仕上げは
樹脂の滞留を防止するため、また、成形品の表面状態を
良くするために、鏡面仕上げが好ましい。ダイの温度
は、半結晶性ポリマーの場合は樹脂の溶融温度より２０
〜１００℃高い温度、非晶性ポリマーの場合はガラス転
移点の２０〜１００℃高い温度が好ましい。これは樹脂
の溶融粘度、熱劣化の問題、引き抜き速度等によって異
なり、適切な条件を選定しなければならない。加熱成形
ダイを出た後に冷却賦形ダイを用いる。冷却賦形ダイは
樹脂の融点、またはガラス転移点より低く常温に近いの
が好ましいが、結晶化等の点から冷却速度を考慮し、温
度を設定するのが好ましい。冷却賦形ダイは、文字通り
水、冷媒等で一定の温度に保たれなければならない。ま
た、成形品の表面状態を良くするために、ダイ内部は鏡
面仕上げが好ましい。また、冷却ダイは樹脂の固化収縮
を見積り、ダイ内の寸法を決定し、圧力が掛かりながら
冷却されるようにする必要がある。冷却固化され、賦形
された成形品は必要に応じて、一定長さで切断される。
この様にして、一定断面形状を有する長丈熱可塑性コン
ポジット成形品が得られる。
き抜き成形、またはロールフォーミングである。引き抜
き成形は、図２に示すように、成形に必要な本数のテー
プ状成形材料を予熱しながら、加熱成形ダイに導きこの
ダイ中で加熱溶融し、加圧し成形を行う。この場合多段
で徐々に成形するのが好ましく、またダイ内の仕上げは
樹脂の滞留を防止するため、また、成形品の表面状態を
良くするために、鏡面仕上げが好ましい。ダイの温度
は、半結晶性ポリマーの場合は樹脂の溶融温度より２０
〜１００℃高い温度、非晶性ポリマーの場合はガラス転
移点の２０〜１００℃高い温度が好ましい。これは樹脂
の溶融粘度、熱劣化の問題、引き抜き速度等によって異
なり、適切な条件を選定しなければならない。加熱成形
ダイを出た後に冷却賦形ダイを用いる。冷却賦形ダイは
樹脂の融点、またはガラス転移点より低く常温に近いの
が好ましいが、結晶化等の点から冷却速度を考慮し、温
度を設定するのが好ましい。冷却賦形ダイは、文字通り
水、冷媒等で一定の温度に保たれなければならない。ま
た、成形品の表面状態を良くするために、ダイ内部は鏡
面仕上げが好ましい。また、冷却ダイは樹脂の固化収縮
を見積り、ダイ内の寸法を決定し、圧力が掛かりながら
冷却されるようにする必要がある。冷却固化され、賦形
された成形品は必要に応じて、一定長さで切断される。
この様にして、一定断面形状を有する長丈熱可塑性コン
ポジット成形品が得られる。
【００２１】一方、ロールフォーミングは、所望形状を
有するローラーにて圧力を加え成形するものである。こ
れも引き抜き成形同様に成形に必要な本数のテープ状成
形材料を予熱し、半結晶性ポリマーの場合は樹脂の溶融
温度〜１００℃高い温度まで、非晶性ポリマーの場合は
ガラス転移点〜１００℃高い温度までが好ましい。これ
は樹脂の溶融粘度、熱劣化の問題、成形速度を考慮して
条件を決定するのが好ましい。予熱された材料は、融点
またはガラス転移点に近い温度の加熱ローラーによって
圧縮賦形される。加熱ローラーは、樹脂が付着しにくい
様に表面をテフロン、セラミック等でコーティングして
あるものが好ましい。加熱ローラーは必ずしも一対のみ
でなく、数対でも良い、場合によっては加熱ローラーを
必要とせず、冷却ローラーのみでもかまわない。また、
上下のローラーは同位置で上下同時に圧縮してもよい
し、千鳥に配置して順にローラーに接触して圧縮しても
良い。その後、冷却ローラーにより、圧縮しながら冷却
固化を行う。この場合のローラー温度は、常温近くで一
定に保たれなければならない。冷却ローラーも複数対用
いることが好ましく、その上下の配置は同位置でも良
く、千鳥に配置してもよい。この様にして、一定断面形
状の長丈成形品が得られる。
有するローラーにて圧力を加え成形するものである。こ
れも引き抜き成形同様に成形に必要な本数のテープ状成
形材料を予熱し、半結晶性ポリマーの場合は樹脂の溶融
温度〜１００℃高い温度まで、非晶性ポリマーの場合は
ガラス転移点〜１００℃高い温度までが好ましい。これ
は樹脂の溶融粘度、熱劣化の問題、成形速度を考慮して
条件を決定するのが好ましい。予熱された材料は、融点
またはガラス転移点に近い温度の加熱ローラーによって
圧縮賦形される。加熱ローラーは、樹脂が付着しにくい
様に表面をテフロン、セラミック等でコーティングして
あるものが好ましい。加熱ローラーは必ずしも一対のみ
でなく、数対でも良い、場合によっては加熱ローラーを
必要とせず、冷却ローラーのみでもかまわない。また、
上下のローラーは同位置で上下同時に圧縮してもよい
し、千鳥に配置して順にローラーに接触して圧縮しても
良い。その後、冷却ローラーにより、圧縮しながら冷却
固化を行う。この場合のローラー温度は、常温近くで一
定に保たれなければならない。冷却ローラーも複数対用
いることが好ましく、その上下の配置は同位置でも良
く、千鳥に配置してもよい。この様にして、一定断面形
状の長丈成形品が得られる。
【００２２】この様にして、一定断面形状の長丈成形品
が得られる。引き抜き成形はより複雑な断面形状に適す
るが、引き抜き抵抗が大きく、生産性はロールフォーミ
ング程高くない。一方ロールフォーミングは製造速度を
高速にできるが、複雑な断面形状を成形するのは非常に
困難である。さらに、これらの成形において長さ方向の
強化だけでなく、テープ状成形材料を織物や組物にした
ものを、表層、または中層などの少なくとも一部に用い
ることによって、または場合によっては全てに用いるこ
とにより、長さ方向に垂直な方向の強化も可能となる。
この場合、織物、組物のいずれか一方、または両方を用
いてもよい。どちらか一方を用いるか、または両方用い
るか、一方向のテープ状成形材料との量の比率等は、所
望する成形品の物性に応じて決定すれば良い。ここで、
一方向のテープ状成形材料は式（１）および（２）を満
たしていれば良い。しかし、織物、組物に用いるテープ
は式（１）、（２）および（３）を満たしていなければ
ならない。もちろん、一方向のテープ状成形材料も
（３）を満たしていても良い。
が得られる。引き抜き成形はより複雑な断面形状に適す
るが、引き抜き抵抗が大きく、生産性はロールフォーミ
ング程高くない。一方ロールフォーミングは製造速度を
高速にできるが、複雑な断面形状を成形するのは非常に
困難である。さらに、これらの成形において長さ方向の
強化だけでなく、テープ状成形材料を織物や組物にした
ものを、表層、または中層などの少なくとも一部に用い
ることによって、または場合によっては全てに用いるこ
とにより、長さ方向に垂直な方向の強化も可能となる。
この場合、織物、組物のいずれか一方、または両方を用
いてもよい。どちらか一方を用いるか、または両方用い
るか、一方向のテープ状成形材料との量の比率等は、所
望する成形品の物性に応じて決定すれば良い。ここで、
一方向のテープ状成形材料は式（１）および（２）を満
たしていれば良い。しかし、織物、組物に用いるテープ
は式（１）、（２）および（３）を満たしていなければ
ならない。もちろん、一方向のテープ状成形材料も
（３）を満たしていても良い。
【００２３】この様にして得られた一定断面形状成形品
は、後に加熱し軟化温度すなわち、半結晶性樹脂の場合
には、融点の近傍±５０℃、また非晶性樹脂の場合は、
ガラス転移点の近傍±５０℃に加熱し、曲げたり、部分
的に断面形状を変形させたりすることが可能である。こ
れは、熱可塑性樹脂をマトリックスとする特徴である。
また、得られた成形品のボイド立は３％以下が好まし
い。３％を超えると成形品で十分な機械物性を発揮でき
ないからである。ボイドの測定法はＪＩＳ７０５３に準
拠して行う。
は、後に加熱し軟化温度すなわち、半結晶性樹脂の場合
には、融点の近傍±５０℃、また非晶性樹脂の場合は、
ガラス転移点の近傍±５０℃に加熱し、曲げたり、部分
的に断面形状を変形させたりすることが可能である。こ
れは、熱可塑性樹脂をマトリックスとする特徴である。
また、得られた成形品のボイド立は３％以下が好まし
い。３％を超えると成形品で十分な機械物性を発揮でき
ないからである。ボイドの測定法はＪＩＳ７０５３に準
拠して行う。
【００２４】
【実施例】以下に本発明を実施例を用いて説明する。
【００２５】強化繊維として、単糸径１３μ、１６００
フィラメント、５７５ＴＥＸのガラス繊維を２ストラン
ド用いた。ガラス繊維には予めシランカップリング材と
変性オレフィンで接着性向上処理を施した物を用いた。
マトリックスとしては、無水マレイン酸を０．１％グラ
フトしたポリプロピレン（ＭＦＩ＝６０ｇ／１０分）を
用いた。含浸方法は、特開平５−１７７６３３に従った
ダイを用いて行った。製造速度は７０ｍ／分で行った。
ダイを出た後に４０℃に保温した金属のニップロールで
圧縮し、テープ状の成形材料を得た。得られた、成形材
料は幅１１mm、厚さ０．１mm、強化繊維の体積含有率で
４９％であり、断面の５点の観察によりα＝０．８２、
β＝０．５６であった。これにより、式（１）、（２）
は満足する。一方、ガラス繊維の伸張弾性率は７４００
kgf/mm2 であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ 2 ・α／２＝３．２で
あり式（３）を満足する。このテープを（Ａ）とする。
以下同様にして、製造条件を変更し（Ｂ）〜（Ｆ）のテ
ープを得た。各々を表１に示す。
フィラメント、５７５ＴＥＸのガラス繊維を２ストラン
ド用いた。ガラス繊維には予めシランカップリング材と
変性オレフィンで接着性向上処理を施した物を用いた。
マトリックスとしては、無水マレイン酸を０．１％グラ
フトしたポリプロピレン（ＭＦＩ＝６０ｇ／１０分）を
用いた。含浸方法は、特開平５−１７７６３３に従った
ダイを用いて行った。製造速度は７０ｍ／分で行った。
ダイを出た後に４０℃に保温した金属のニップロールで
圧縮し、テープ状の成形材料を得た。得られた、成形材
料は幅１１mm、厚さ０．１mm、強化繊維の体積含有率で
４９％であり、断面の５点の観察によりα＝０．８２、
β＝０．５６であった。これにより、式（１）、（２）
は満足する。一方、ガラス繊維の伸張弾性率は７４００
kgf/mm2 であり、Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ 2 ・α／２＝３．２で
あり式（３）を満足する。このテープを（Ａ）とする。
以下同様にして、製造条件を変更し（Ｂ）〜（Ｆ）のテ
ープを得た。各々を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】各々のテープを用いて図２と同様の引き抜
き成形を行った。条件は、赤外線ヒーターでの予熱温度
２２０℃、加熱ダイ温度２５０℃、冷却ダイ温度３０
℃、速度 0.8ｍ／分、ダイ形状は矩形で、幅８０mm、厚
さ３mmであった。また、織物はレピア織機を用い、２本
／インチ の平織物とし、組紐は、１１打ち、角度３０°、
幅８０mmの平打ちとした。ただし、テープ（Ａ）以外
は、製織、製紐共、工程通過が不可能であり、織物、組
紐は得られなかった。このような材料を用いて引き抜き
成形を行った結果を実施例、比較例として表２に示す。
なお、曲げ試験はＪＩＳＫ７０５５に従い行い、９０°
曲げ試験は、長さ方向に垂直な方向に曲げ試験を行った
ものである。さらに、操業性は、各種ガイド通過時の損
傷、クリル解舒不良による巻き付き等のトラブルにより
一時間操業するのに停台した回数を示す。
き成形を行った。条件は、赤外線ヒーターでの予熱温度
２２０℃、加熱ダイ温度２５０℃、冷却ダイ温度３０
℃、速度 0.8ｍ／分、ダイ形状は矩形で、幅８０mm、厚
さ３mmであった。また、織物はレピア織機を用い、２本
／インチ の平織物とし、組紐は、１１打ち、角度３０°、
幅８０mmの平打ちとした。ただし、テープ（Ａ）以外
は、製織、製紐共、工程通過が不可能であり、織物、組
紐は得られなかった。このような材料を用いて引き抜き
成形を行った結果を実施例、比較例として表２に示す。
なお、曲げ試験はＪＩＳＫ７０５５に従い行い、９０°
曲げ試験は、長さ方向に垂直な方向に曲げ試験を行った
ものである。さらに、操業性は、各種ガイド通過時の損
傷、クリル解舒不良による巻き付き等のトラブルにより
一時間操業するのに停台した回数を示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【比較例５】テープ状成形材料の代わりに、ガラス繊維
として実施例のものと同じ物を１ストランド用い、マト
リックスは実施例のポリプロピレン樹脂を紡糸した、マ
ルチフィラメント２０００デニール、１０００フィラメ
ントを用いた。これを、インターレーサーを用い３０ｍ
／分の速度、空気圧４kg/cm2で加工し、混繊糸を得た。
この混繊糸を５４８本、図１の引き抜き成形に実施例と
同一条件で供給し矩形の成形品を得たが、含浸が不十分
であり部分的にガラス繊維が浮きだしていた。ボイド率
は２３％、曲げ強度は３８kg/mm2であった。
として実施例のものと同じ物を１ストランド用い、マト
リックスは実施例のポリプロピレン樹脂を紡糸した、マ
ルチフィラメント２０００デニール、１０００フィラメ
ントを用いた。これを、インターレーサーを用い３０ｍ
／分の速度、空気圧４kg/cm2で加工し、混繊糸を得た。
この混繊糸を５４８本、図１の引き抜き成形に実施例と
同一条件で供給し矩形の成形品を得たが、含浸が不十分
であり部分的にガラス繊維が浮きだしていた。ボイド率
は２３％、曲げ強度は３８kg/mm2であった。
【００３０】
【比較例６】テープ状成形材料の代わりに、ガラス繊維
として実施例のものと同じ物を１ストランド用い、マト
リックスは実施例のポリプロピレン樹脂を２０から８０
μ位の径に粉砕した物を用いた。樹脂を空気で流動状態
にした流動床中を、ガラス繊維をしんちゅうのバー５本
でこすり開繊させ通過させた。樹脂粉末が５０体積分率
付着するよう、速度の調整と、繰り返しの付着を行っ
た。この様に樹脂粉末が担持されたストランドを、赤外
線ヒーター中を通過させ約２２０℃で樹脂を溶融固着さ
せた。この材料を実施例と同様引き抜き成形を行った。
成形中樹脂の付着むらによる、引き抜き抵抗の変動がみ
られ、成形品も含浸良部と不良部がみられた。比較的良
い部分のボイド率は１９％、曲げ強度は４１kg/mm2であ
った。
として実施例のものと同じ物を１ストランド用い、マト
リックスは実施例のポリプロピレン樹脂を２０から８０
μ位の径に粉砕した物を用いた。樹脂を空気で流動状態
にした流動床中を、ガラス繊維をしんちゅうのバー５本
でこすり開繊させ通過させた。樹脂粉末が５０体積分率
付着するよう、速度の調整と、繰り返しの付着を行っ
た。この様に樹脂粉末が担持されたストランドを、赤外
線ヒーター中を通過させ約２２０℃で樹脂を溶融固着さ
せた。この材料を実施例と同様引き抜き成形を行った。
成形中樹脂の付着むらによる、引き抜き抵抗の変動がみ
られ、成形品も含浸良部と不良部がみられた。比較的良
い部分のボイド率は１９％、曲げ強度は４１kg/mm2であ
った。
【００３１】
【発明の効果】上記のような材料を用いることにより、
一定断面形状を有する連続熱可塑性コンポジット成形品
が、成形環境問題が少なく、取扱も容易に得られる。し
かも得られた成形品は、均一な性能を有し、後加工性や
リサイクル性をそなえ、かつ、補強繊維の長手方向以外
にも必要強度を有している。また、熱可塑性樹脂を用い
ていることにより、熱硬化性樹脂性コンポジットに比較
して耐衝撃性にも優れる。
一定断面形状を有する連続熱可塑性コンポジット成形品
が、成形環境問題が少なく、取扱も容易に得られる。し
かも得られた成形品は、均一な性能を有し、後加工性や
リサイクル性をそなえ、かつ、補強繊維の長手方向以外
にも必要強度を有している。また、熱可塑性樹脂を用い
ていることにより、熱硬化性樹脂性コンポジットに比較
して耐衝撃性にも優れる。
【図１】 本発明に用いられるテープ状コンポジット成
形材料の一例の概略図を示す。
形材料の一例の概略図を示す。
【図２】 本発明の引き抜き成形の一例の概略図を示
す。
す。
【図３】 本発明の引き抜き成形のダイの断面の一例の
概略図を示す。
概略図を示す。
【図４】 本発明の引き抜き成形のダイの断面の他の一
例の概略図を示す。
例の概略図を示す。
【図５】 図２−２のダイを用いて得られた成形品の斜
視図を示す。
視図を示す。
【図６】 図２−３のダイを用いて得られた成形品の斜
視図を示す。
視図を示す。
【図７】 本発明のロールフォーミングの一例の略図を
示す。
示す。
【図８】 ロールフォーミングのロールの断面略図を示
す。
す。
【図９】 図３−２のロールを用いて得られた成形品の
斜視図を示す。
斜視図を示す。
【図１０】 実施例１の成形品の概略断面図を示す。
【図１１】 実施例５の成形品の概略断面図を示す。
【図１２】 実施例６の成形品の概略断面図を示す。
１：本発明に用いられるテープ状コンポジット成形材料 ２：熱可塑性マトリックス樹脂 ３：強化繊維 ４：ボイド ５：テープクリール ６：熱可塑性コンポジットテープ状成形材料 ７：予熱された熱可塑性コンポジットテープ状成形材料 ８、８' 、８''、８''' ：熱可塑性コンポジット連続成
形品 ９：織物または組物用クリール １０：織物または組物 １１：予熱炉 １２、１３、１４：加熱加圧ダイ １５、１５’、１５''：冷却賦形ダイ １６：冷却装置 １７：引き取り機 １８：カッター １９、１９’：賦形ダイ ２０：予熱炉 ２１：加熱凸ローラー ２２：加熱凹ローラー ２３：冷却凸ローラー ２４：冷却凹ローラー ２５：引き取り機 ２６：カッター ２７、２８、２９：引き抜き成形品 ３０：一方向成分 ３１：組紐成分 ３２：織物成分 Ｌ1 ：本発明に用いられるテープ状コンポジット成形材
料の断面の長径 Ｌ2 ：本発明に用いられるテープ状コンポジット成形材
料の断面の短径
形品 ９：織物または組物用クリール １０：織物または組物 １１：予熱炉 １２、１３、１４：加熱加圧ダイ １５、１５’、１５''：冷却賦形ダイ １６：冷却装置 １７：引き取り機 １８：カッター １９、１９’：賦形ダイ ２０：予熱炉 ２１：加熱凸ローラー ２２：加熱凹ローラー ２３：冷却凸ローラー ２４：冷却凹ローラー ２５：引き取り機 ２６：カッター ２７、２８、２９：引き抜き成形品 ３０：一方向成分 ３１：組紐成分 ３２：織物成分 Ｌ1 ：本発明に用いられるテープ状コンポジット成形材
料の断面の長径 Ｌ2 ：本発明に用いられるテープ状コンポジット成形材
料の断面の短径
───────────────────────────────────────────────────── 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 105:08
Claims (5)
- 【請求項１】 下記式（１）および（２）を満たす、熱
可塑性樹脂をマトリックスとするテープ状コンポジット
成形材料を連続的に加熱、加圧して形状を付与し、その
後、加圧下で冷却して一定断面形状に成形された連続成
形品であって、そのボイド含有率が３％以下である連続
成形品。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） - 【請求項２】 下記式（３）を満たす、熱可塑性樹脂を
マトリックスとするテープ状コンポジット成形材料を織
物または組物にしたものを、少なくとも一部に用いて得
られた請求項１記載の一定断面形状を有する連続成形
品。 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） ただし、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：成形材料中の強化繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：成形材料断面の厚さ（mm） - 【請求項３】 連続成形方法が引き抜き成形である請求
項１または請求項２記載の連続成形品。 - 【請求項４】 下記式（１）および（２）を満たす、熱
可塑性樹脂をマトリックスとするテープ状コンポジット
成形材料を連続的に加熱、加圧して形状を付与し、その
後、加圧下で冷却して一定断面形状に成形することによ
り、連続成形品のボイド率を３％以下に低下させる連続
成形方法。 ０．８４α−０．２４≦β≦０．８４α＋０．０６ （１） ０．４５≦α≦０．９５ （２） ただし、α：強化繊維のモノフィラメントの円周がマト
リックスによって半周以上濡れている本数の、全強化繊
維本数に対する割合（−） β：強化繊維のモノフィラメントの円周がマトリックス
によって全周濡れている本数の、全強化繊維本数に対す
る割合（−） - 【請求項５】 下記式（３）を満たす、熱可塑性樹脂を
マトリックスとするテープ状コンポジット成形材料を織
物または組物にしたものを、少なくとも一部に用いて成
形する請求項４記載の連続成形方法。 Ｅ・Ｓ・ｍ・ａ2 ・α／２≦６０ （３） ただし、Ｅ：強化繊維モノフィラメントの伸張弾性率
（kgf/mm2 ） Ｓ：強化繊維モノフィラメントの断面積（mm2 ） ｍ：成形材料中の強化繊維モノフィラメントの本数
（−） ２ａ：成形材料断面の厚さ（mm）
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-
1994
- 1994-10-13 JP JP24778594A patent/JP3672043B2/ja not_active Expired - Fee Related
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