JPH0811131A - 繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物およびその成形体 - Google Patents
繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物およびその成形体Info
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- JPH0811131A JPH0811131A JP14685194A JP14685194A JPH0811131A JP H0811131 A JPH0811131 A JP H0811131A JP 14685194 A JP14685194 A JP 14685194A JP 14685194 A JP14685194 A JP 14685194A JP H0811131 A JPH0811131 A JP H0811131A
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
- B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価な天然繊維を有効に利用し、かつ充分な
複合効果を発現し得る繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組
成物およびその製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 ２種以上の天然繊維か、もしくは１種以上の
天然繊維と１種以上の人工繊維と、熱可塑性樹脂粉末お
よび／または粒状物が均一に混合された原料組成物であ
る。
複合効果を発現し得る繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組
成物およびその製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 ２種以上の天然繊維か、もしくは１種以上の
天然繊維と１種以上の人工繊維と、熱可塑性樹脂粉末お
よび／または粒状物が均一に混合された原料組成物であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２種以上の天然繊維、
もしくは天然繊維と人工繊維の混合繊維を強化用繊維と
し、マトリックスとして粉末状あるいは粒状の熱可塑性
樹脂を使用した複合材料用原料組成物が均一に混合され
た形態の繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物およびそ
の成形体に関するものである。
もしくは天然繊維と人工繊維の混合繊維を強化用繊維と
し、マトリックスとして粉末状あるいは粒状の熱可塑性
樹脂を使用した複合材料用原料組成物が均一に混合され
た形態の繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物およびそ
の成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、繊維強化型熱可塑性プラスチック
（ＦＲＴＰ）の強化繊維として安価な天然繊維を利用す
る試みがなされている。特に、天然繊維の材料として古
紙を利用することはリサイクルおよび環境保護の両面か
ら重要である。しかし、古紙等のセルロース系繊維は綿
状になって絡まり易く、マトリックス樹脂が均一に含浸
された組成物あるいはその成形体を得ることが非常に難
しいという問題があった。例えば特開平５−２６９７３
６号には、解繊された古紙を造粒剤と共に造粒した後、
マトリックス樹脂と溶融混練して得られた複合材料ペレ
ットが開示されており、特開平５−３２０３６７号に
は、解繊された古紙をポリプロピレンと共にヘンシェル
ミキサー等で高剪断力をかけながら混合して得られた複
合材料が開示されている。
（ＦＲＴＰ）の強化繊維として安価な天然繊維を利用す
る試みがなされている。特に、天然繊維の材料として古
紙を利用することはリサイクルおよび環境保護の両面か
ら重要である。しかし、古紙等のセルロース系繊維は綿
状になって絡まり易く、マトリックス樹脂が均一に含浸
された組成物あるいはその成形体を得ることが非常に難
しいという問題があった。例えば特開平５−２６９７３
６号には、解繊された古紙を造粒剤と共に造粒した後、
マトリックス樹脂と溶融混練して得られた複合材料ペレ
ットが開示されており、特開平５−３２０３６７号に
は、解繊された古紙をポリプロピレンと共にヘンシェル
ミキサー等で高剪断力をかけながら混合して得られた複
合材料が開示されている。
【０００３】しかしながらこれらの従来の材料は、古紙
繊維と樹脂の含浸が充分に行われておらず、複合材料が
気体を含んだ状態であったり、古紙の分散性も悪く複合
強化効果が充分でない上に、マトリックス樹脂との混合
が剪断力による強制的混合で行われるため、古紙の繊維
がさらに機械的に細分されてしまい、混合が不均一であ
ることも加わって、複合材として満足し得る性能を有し
ていないのが現状である。
繊維と樹脂の含浸が充分に行われておらず、複合材料が
気体を含んだ状態であったり、古紙の分散性も悪く複合
強化効果が充分でない上に、マトリックス樹脂との混合
が剪断力による強制的混合で行われるため、古紙の繊維
がさらに機械的に細分されてしまい、混合が不均一であ
ることも加わって、複合材として満足し得る性能を有し
ていないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
に着目してなされたものであって、安価な天然繊維を有
効に利用し、かつ充分な複合効果を発現し得る繊維強化
型熱可塑性樹脂用原料組成物およびその成形体を提供す
ることを目的とする。
に着目してなされたものであって、安価な天然繊維を有
効に利用し、かつ充分な複合効果を発現し得る繊維強化
型熱可塑性樹脂用原料組成物およびその成形体を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化型熱可
塑性樹脂用原料組成物は、２種以上の天然繊維か、もし
くは１種以上の天然繊維と１種以上の人工繊維と、熱可
塑性樹脂粉末および／または粒状物が均一に混合された
ものであるところに要旨を有する。原料組成物中、２種
以上の天然繊維、または１種以上の天然繊維と１種以上
の人工繊維は、それぞれ総量が１〜７０重量％であるこ
とが好ましい。また必要により無機または有機系充填剤
を含むことはいずれも本発明組成物の好ましい実施態様
である。これらの原料組成物から成形される成形体も本
発明に含まれる。
塑性樹脂用原料組成物は、２種以上の天然繊維か、もし
くは１種以上の天然繊維と１種以上の人工繊維と、熱可
塑性樹脂粉末および／または粒状物が均一に混合された
ものであるところに要旨を有する。原料組成物中、２種
以上の天然繊維、または１種以上の天然繊維と１種以上
の人工繊維は、それぞれ総量が１〜７０重量％であるこ
とが好ましい。また必要により無機または有機系充填剤
を含むことはいずれも本発明組成物の好ましい実施態様
である。これらの原料組成物から成形される成形体も本
発明に含まれる。
【０００６】
【作用】本発明者等は、安価な天然繊維を有効に利用
し、充分な複合効果を発現し得る繊維強化型熱可塑性樹
脂用原料組成物を提供することを目的として種々検討し
た。その結果、例えば古紙を解繊して綿状になった天然
繊維であっても、他のの天然繊維と共に使用するか、あ
るいは１種以上の天然繊維と１種以上の人工繊維を併用
することによって、これらの強化繊維が容易に分散混合
できること、そして、マトリックス樹脂粉末および／ま
たは粒状物とも均一に混合でき、安価でしかも高性能な
複合材料を提供し得ることを見出し、本発明に到達した
ものである。以下、本発明を詳細に説明する。
し、充分な複合効果を発現し得る繊維強化型熱可塑性樹
脂用原料組成物を提供することを目的として種々検討し
た。その結果、例えば古紙を解繊して綿状になった天然
繊維であっても、他のの天然繊維と共に使用するか、あ
るいは１種以上の天然繊維と１種以上の人工繊維を併用
することによって、これらの強化繊維が容易に分散混合
できること、そして、マトリックス樹脂粉末および／ま
たは粒状物とも均一に混合でき、安価でしかも高性能な
複合材料を提供し得ることを見出し、本発明に到達した
ものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】本発明の繊維強化型熱可塑性樹脂用の原料
組成物は、２種以上の天然繊維と、マトリックス樹脂粉
末および／または粒状物（以下マトリックス樹脂粉末で
代表することがある）を主成分とする天然繊維単独系
（「単独」とは人工繊維との併用をせず、２種以上の天
然繊維のみを使用するという意味である）と、１種以上
の天然繊維と１種以上の人工繊維とマトリックス樹脂粉
末を主成分とした繊維併用系に大別できる。以下、前者
を天然繊維単独系原料組成物、後者を繊維併用系原料組
成物と省略することがある。
組成物は、２種以上の天然繊維と、マトリックス樹脂粉
末および／または粒状物（以下マトリックス樹脂粉末で
代表することがある）を主成分とする天然繊維単独系
（「単独」とは人工繊維との併用をせず、２種以上の天
然繊維のみを使用するという意味である）と、１種以上
の天然繊維と１種以上の人工繊維とマトリックス樹脂粉
末を主成分とした繊維併用系に大別できる。以下、前者
を天然繊維単独系原料組成物、後者を繊維併用系原料組
成物と省略することがある。
【０００８】本発明で用いられる天然繊維とは、新聞、
折込みチラシ等の広告紙、電話帳、雑誌、ＯＡ用紙等の
紙類を解繊したものの他に、サイザル麻、マニラ麻、大
麻、亜麻、ラミー、ジュート麻等の麻類、綿、パルプ、
竹、わら、バナナ繊維等の植物に由来する繊維類、羊、
牛、馬、カシミヤ等の獣毛類、絹等の天然に存在する繊
維等が挙げられ、天然繊維単独系ではこれらの繊維２種
以上を、繊維併用系では１種以上を用いる。これらの繊
維は未使用でも使用済みのものであってもよく、また、
実際の製造現場で出る屑材の様なものであってもよい。
天然繊維は絡まり易く開繊が非常に難しいが、複数の天
然繊維、あるいは人工繊維との併用によって簡単に開繊
することができる。特に後述の気流中混合法を採用すれ
ば、開繊された繊維周辺にマトリックス樹脂粉末が付着
した状態の均一な原料組成物が得られる。
折込みチラシ等の広告紙、電話帳、雑誌、ＯＡ用紙等の
紙類を解繊したものの他に、サイザル麻、マニラ麻、大
麻、亜麻、ラミー、ジュート麻等の麻類、綿、パルプ、
竹、わら、バナナ繊維等の植物に由来する繊維類、羊、
牛、馬、カシミヤ等の獣毛類、絹等の天然に存在する繊
維等が挙げられ、天然繊維単独系ではこれらの繊維２種
以上を、繊維併用系では１種以上を用いる。これらの繊
維は未使用でも使用済みのものであってもよく、また、
実際の製造現場で出る屑材の様なものであってもよい。
天然繊維は絡まり易く開繊が非常に難しいが、複数の天
然繊維、あるいは人工繊維との併用によって簡単に開繊
することができる。特に後述の気流中混合法を採用すれ
ば、開繊された繊維周辺にマトリックス樹脂粉末が付着
した状態の均一な原料組成物が得られる。
【０００９】これらの天然繊維は、複合材料の低価格
化、軽量化に役立つと共に、断熱・吸音効果や、特有の
温かみ・質感を与えるものである。また着色された天然
繊維を用いることにより、様々な色の成形体を容易に得
ることもできる。これらの天然繊維のうち、リサイク
ル、低コストの観点からは古紙が好ましく利用できる。
また麻類は、強度、剛性を与え、しかも安価で入手が容
易である利点をもつ。綿類は非常に安価で汎用性があ
り、撚糸加工等によって使用形態を幅広く選択できる。
さらに、木粉、パルプ等は嵩高く、安価であり、かつリ
サイクル性が高く、軽量化材料として好ましい。
化、軽量化に役立つと共に、断熱・吸音効果や、特有の
温かみ・質感を与えるものである。また着色された天然
繊維を用いることにより、様々な色の成形体を容易に得
ることもできる。これらの天然繊維のうち、リサイク
ル、低コストの観点からは古紙が好ましく利用できる。
また麻類は、強度、剛性を与え、しかも安価で入手が容
易である利点をもつ。綿類は非常に安価で汎用性があ
り、撚糸加工等によって使用形態を幅広く選択できる。
さらに、木粉、パルプ等は嵩高く、安価であり、かつリ
サイクル性が高く、軽量化材料として好ましい。
【００１０】一方、繊維併用系の原料組成物において使
用される人工繊維とは、従来公知の強化用繊維であり、
ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミックス繊維、
アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ア
クリル繊維等が利用可能である。これらの繊維には表面
処理が行われていてもよい。これらの人工繊維のうち、
ガラス繊維は、安価で入手しやすく、強度、剛性が高い
というメリットを有する。また、軽量でしかも非常に強
度や弾性率が高い点では炭素繊維が好ましく利用でき
る。アラミド繊維や金属繊維は高強度、高伸度であり、
特に複合材料の破壊靭性値を向上させるときに有用であ
る。上記天然繊維および人工繊維は、開繊後の長さとし
て０．０１〜１００ｍｍ、直径１〜１００μｍであるこ
とが好ましい。より好ましくは長さ１〜２５ｍｍ、直径
５〜５０μｍである。
用される人工繊維とは、従来公知の強化用繊維であり、
ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミックス繊維、
アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ア
クリル繊維等が利用可能である。これらの繊維には表面
処理が行われていてもよい。これらの人工繊維のうち、
ガラス繊維は、安価で入手しやすく、強度、剛性が高い
というメリットを有する。また、軽量でしかも非常に強
度や弾性率が高い点では炭素繊維が好ましく利用でき
る。アラミド繊維や金属繊維は高強度、高伸度であり、
特に複合材料の破壊靭性値を向上させるときに有用であ
る。上記天然繊維および人工繊維は、開繊後の長さとし
て０．０１〜１００ｍｍ、直径１〜１００μｍであるこ
とが好ましい。より好ましくは長さ１〜２５ｍｍ、直径
５〜５０μｍである。
【００１１】本発明の組成物におけるマトリックス樹脂
としては、粉末状および／または粒子状熱可塑性樹脂が
利用され、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、Ａ
ＢＳ、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアクリレート
等の汎用樹脂の他、ポリスルホン、ポリフェニレンスル
フィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポ
リアミドイミド等の耐熱性に優れた熱可塑性樹脂を利用
することもできる。もちろんこれらの樹脂の一部が変性
された、例えば酸変性ポリプロピレンの様なグラフトポ
リマーの使用も好ましい。また、リサイクルポリマーを
利用してもよい。これらの熱可塑性樹脂は、その形状は
特に限定されないが、最大長さ（もしくは直径）が５ｍ
ｍ以下であることが、前記繊維との分散・混合状態が良
好となる点で好ましい。より好ましい大きさは、長さも
しくは直径が０．００１〜１ｍｍである。
としては、粉末状および／または粒子状熱可塑性樹脂が
利用され、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、Ａ
ＢＳ、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリアクリレート
等の汎用樹脂の他、ポリスルホン、ポリフェニレンスル
フィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポ
リアミドイミド等の耐熱性に優れた熱可塑性樹脂を利用
することもできる。もちろんこれらの樹脂の一部が変性
された、例えば酸変性ポリプロピレンの様なグラフトポ
リマーの使用も好ましい。また、リサイクルポリマーを
利用してもよい。これらの熱可塑性樹脂は、その形状は
特に限定されないが、最大長さ（もしくは直径）が５ｍ
ｍ以下であることが、前記繊維との分散・混合状態が良
好となる点で好ましい。より好ましい大きさは、長さも
しくは直径が０．００１〜１ｍｍである。
【００１２】本発明の原料組成物中、上記天然繊維、人
工繊維、熱可塑性樹脂粉末の配合比は、天然繊維単独
系、繊維併用系のいずれにおいても、繊維総重量を原料
組成物中１〜７０重量％とすることが好ましい。１重量
％より少ないと繊維複合による機械的特性に対する強化
効果が発現せず、７０重量％を超えると樹脂量が相対的
に減少することになるので、流動性が悪化して複合材料
の成形が難しく、また成形体の表面性状が極めて悪いも
のとなるため好ましくない。
工繊維、熱可塑性樹脂粉末の配合比は、天然繊維単独
系、繊維併用系のいずれにおいても、繊維総重量を原料
組成物中１〜７０重量％とすることが好ましい。１重量
％より少ないと繊維複合による機械的特性に対する強化
効果が発現せず、７０重量％を超えると樹脂量が相対的
に減少することになるので、流動性が悪化して複合材料
の成形が難しく、また成形体の表面性状が極めて悪いも
のとなるため好ましくない。
【００１３】なお、繊維併用系の場合、繊維全重量中天
然繊維を１重量％以上用いることが好ましい。このとき
天然繊維が１重量％以下では、強化繊維として天然繊維
を利用することによる低価格化や軽量化等のメリットが
失われる。また、天然繊維を用いることによって発現す
る新たな効果である複合材料中の断熱・吸音効果や、特
有の温かみ・質感が少なくなる。
然繊維を１重量％以上用いることが好ましい。このとき
天然繊維が１重量％以下では、強化繊維として天然繊維
を利用することによる低価格化や軽量化等のメリットが
失われる。また、天然繊維を用いることによって発現す
る新たな効果である複合材料中の断熱・吸音効果や、特
有の温かみ・質感が少なくなる。
【００１４】本発明の原料組成物には、必要に応じて、
無機または有機系の充填剤あるいは着色剤を添加すして
もよい。これらの充填剤は複合材料成形体に機能性を付
与する目的や、軽量化およびコスト低下のための増容剤
として配合される。例えば、カーボンブラック、炭酸カ
ルシウム、二酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ムや、カオリンクレー、石英粉といった粘土鉱物等の無
機系粉末状充填剤や、シラスバルーン、ガラスバルー
ン、フライアッシュバルーン等の無機系中空微粒子状充
填剤、木粉、竹粉、ヤシ殻粉等の有機系粉末状充填剤、
ポリスチレン系やポリエステル系等の有機系架橋ビーズ
等が利用可能であり、１種以上混合して使用することも
できる。これらの充填剤を用いる場合は、大きさまたは
直径５ｍｍ以下、好ましくは１〜１００μｍの大きさの
ものが他の材料と混合し易い。原料組成物中６０重量％
以内に抑えることが得られる成形体の物性上好ましい。
無機または有機系の充填剤あるいは着色剤を添加すして
もよい。これらの充填剤は複合材料成形体に機能性を付
与する目的や、軽量化およびコスト低下のための増容剤
として配合される。例えば、カーボンブラック、炭酸カ
ルシウム、二酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ムや、カオリンクレー、石英粉といった粘土鉱物等の無
機系粉末状充填剤や、シラスバルーン、ガラスバルー
ン、フライアッシュバルーン等の無機系中空微粒子状充
填剤、木粉、竹粉、ヤシ殻粉等の有機系粉末状充填剤、
ポリスチレン系やポリエステル系等の有機系架橋ビーズ
等が利用可能であり、１種以上混合して使用することも
できる。これらの充填剤を用いる場合は、大きさまたは
直径５ｍｍ以下、好ましくは１〜１００μｍの大きさの
ものが他の材料と混合し易い。原料組成物中６０重量％
以内に抑えることが得られる成形体の物性上好ましい。
【００１５】本発明における上記原料組成物の最大の特
徴は、２種以上の天然繊維、もしくは１種以上の天然繊
維と１種以上の人工繊維を強化用繊維として用いる点に
ある。これは、天然繊維単独では、繊維が絡まるのみで
あって非常に開繊しにくいのであるが、異種天然繊維の
混合系、あるいは天然繊維と人工繊維の混合系とすれ
ば、その開繊性が非常に向上するという新たな知見に基
づくものである。異種繊維が共存するということは、剛
性の異なる繊維が共存することであり、このため混合時
に剛性の高い繊維がより低剛性の繊維束に突き刺さった
り、積極的に両者が絡まりあったりする作用によって、
束状あるいは綿状の集合繊維を引き離すものと考えられ
る。そして優れた開繊性と、マトリックス樹脂との均一
な混合状態がもたらされるのである。
徴は、２種以上の天然繊維、もしくは１種以上の天然繊
維と１種以上の人工繊維を強化用繊維として用いる点に
ある。これは、天然繊維単独では、繊維が絡まるのみで
あって非常に開繊しにくいのであるが、異種天然繊維の
混合系、あるいは天然繊維と人工繊維の混合系とすれ
ば、その開繊性が非常に向上するという新たな知見に基
づくものである。異種繊維が共存するということは、剛
性の異なる繊維が共存することであり、このため混合時
に剛性の高い繊維がより低剛性の繊維束に突き刺さった
り、積極的に両者が絡まりあったりする作用によって、
束状あるいは綿状の集合繊維を引き離すものと考えられ
る。そして優れた開繊性と、マトリックス樹脂との均一
な混合状態がもたらされるのである。
【００１６】この様な作用効果は異種繊維を使用すれば
必ず得られるため、本願発明では、天然繊維単独系や繊
維併用系において使用される繊維の組合わせを特に限定
するものではなく、複合材料の用途に応じて繊維種を選
択すればよいが、上記作用効果を最も効果的に発揮し得
るのは低剛性の古紙やパルプあるいは綿と、高剛性の麻
や炭素繊維のそれぞれ単独または複数の組合せである。
必ず得られるため、本願発明では、天然繊維単独系や繊
維併用系において使用される繊維の組合わせを特に限定
するものではなく、複合材料の用途に応じて繊維種を選
択すればよいが、上記作用効果を最も効果的に発揮し得
るのは低剛性の古紙やパルプあるいは綿と、高剛性の麻
や炭素繊維のそれぞれ単独または複数の組合せである。
【００１７】本発明の原料組成物は特にその製造方法は
限定されないが、繊維にダメージを与え易い、高剪断力
で溶融状態のマトリックスと強化繊維を混合する機械的
混合法よりも、例えば気流中で混合する気流混合法が好
ましい。気流混合法を具体的に行うには、例えば、図１
に示した様な気流混合装置１を用いる方法がある。横円
筒状の容器１０の上部にとりつけられた複数のホッパー
４ａ、４ｂから、天然繊維および／または人工繊維、マ
トリックス樹脂粉末、必要に応じて無機または有機充填
剤を、容器１０内に所定量、別々もしくは同時に供給
し、容器壁面にとりつけられたノズル５ａ、５ｂから圧
縮空気を送り込んで乱気流中で原料を混合する。
限定されないが、繊維にダメージを与え易い、高剪断力
で溶融状態のマトリックスと強化繊維を混合する機械的
混合法よりも、例えば気流中で混合する気流混合法が好
ましい。気流混合法を具体的に行うには、例えば、図１
に示した様な気流混合装置１を用いる方法がある。横円
筒状の容器１０の上部にとりつけられた複数のホッパー
４ａ、４ｂから、天然繊維および／または人工繊維、マ
トリックス樹脂粉末、必要に応じて無機または有機充填
剤を、容器１０内に所定量、別々もしくは同時に供給
し、容器壁面にとりつけられたノズル５ａ、５ｂから圧
縮空気を送り込んで乱気流中で原料を混合する。
【００１８】先に強化用繊維のみを容器内に供給して気
流中で充分開繊させた後、マトリックス樹脂粉末（必要
により無機または有機系充填剤）を容器内に添加して混
合することもできる。なお、圧縮空気は図示しないフィ
ルタを通って外気側へ放出される。混合後の原料組成物
は、排出口からバッチ的に取り出すか、または、バルク
状予備成形体の製造装置、あるいは成形装置へ輸送用空
気と共に連続的に供給してもよい。圧縮空気のかわり
に、不活性ガス、水蒸気を利用すること、また帯電させ
て繊維と樹脂粉末の付着を確実に行うこと等の変更は本
発明に含まれるものとする。
流中で充分開繊させた後、マトリックス樹脂粉末（必要
により無機または有機系充填剤）を容器内に添加して混
合することもできる。なお、圧縮空気は図示しないフィ
ルタを通って外気側へ放出される。混合後の原料組成物
は、排出口からバッチ的に取り出すか、または、バルク
状予備成形体の製造装置、あるいは成形装置へ輸送用空
気と共に連続的に供給してもよい。圧縮空気のかわり
に、不活性ガス、水蒸気を利用すること、また帯電させ
て繊維と樹脂粉末の付着を確実に行うこと等の変更は本
発明に含まれるものとする。
【００１９】また別のパターンとして、天然繊維または
人工繊維の長繊維ストランドをロールに通す等して予備
開繊させながら、マトリックス樹脂粉末（必要により無
機または有機系充填剤）を散布することによって、予め
樹脂粉末等を付着させた強化用繊維ストランドを製造し
ておき、これを気流混合装置内にカッターで切断しなが
ら投入して開繊させる方法も採用できる。もちろん混合
中さらに繊維、樹脂粉末、充填剤等の原料を補充しても
よい。上記気流混合の他には、水等の溶液媒体中での混
合や、繊維にダメージを与えない程度の機械的混合方法
が採用できる。
人工繊維の長繊維ストランドをロールに通す等して予備
開繊させながら、マトリックス樹脂粉末（必要により無
機または有機系充填剤）を散布することによって、予め
樹脂粉末等を付着させた強化用繊維ストランドを製造し
ておき、これを気流混合装置内にカッターで切断しなが
ら投入して開繊させる方法も採用できる。もちろん混合
中さらに繊維、樹脂粉末、充填剤等の原料を補充しても
よい。上記気流混合の他には、水等の溶液媒体中での混
合や、繊維にダメージを与えない程度の機械的混合方法
が採用できる。
【００２０】本発明の原料組成物は、２種以上の強化用
繊維とマトリックス樹脂粉末が均一に混合されているの
で、長期間、この組成物のままの状態で保存しても、樹
脂粉末のみが例えば保存容器底部にたまってくるような
ことはない。また本発明の原料組成物は、原料段階で均
一に混合されているので、溶融成形段階で高剪断力を与
える必要はない。
繊維とマトリックス樹脂粉末が均一に混合されているの
で、長期間、この組成物のままの状態で保存しても、樹
脂粉末のみが例えば保存容器底部にたまってくるような
ことはない。また本発明の原料組成物は、原料段階で均
一に混合されているので、溶融成形段階で高剪断力を与
える必要はない。
【００２１】本発明には、上記原料組成物から成形され
る成形体も含まれる。成形方法としては特に限定され
ず、従来公知の圧縮成形機、射出圧縮成形機等の使用が
可能である。なお、スクリューレスの溶融押出装置等
で、強化用繊維になるべくダメージを与えない様な成形
方法で成形されることが望ましい。
る成形体も含まれる。成形方法としては特に限定され
ず、従来公知の圧縮成形機、射出圧縮成形機等の使用が
可能である。なお、スクリューレスの溶融押出装置等
で、強化用繊維になるべくダメージを与えない様な成形
方法で成形されることが望ましい。
【００２２】
【実施例】以下実施例によって本発明をさらに詳述する
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・
後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・
後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。
【００２３】実施例１〜２および比較例１〜２ 新聞紙を解繊した古紙（神戸製鋼所内で回収し解繊した
もの）、繊維長１３ｍｍのガラス繊維（旭ファイバーグ
ラス社製ＦＴ５９９）およびポリプロピレン粉末（昭和
電工社製ポリプロピレンＭＡ８１０Ｂ）を原料として用
い、表１に示した組成の原料を気流中で３０秒間混合し
た。ただし、比較例２はポリプロピレンのみなので気流
混合は行っていない。得られた原料組成物の混合状態を
目視で評価し、表１に併記した。また、原料組成物を加
熱溶融し圧縮成形加工した成形加工品について、表面平
滑性の評価結果および曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾッ
ト衝撃強度の測定結果を表１に併記した。なお、原料組
成物の混合状態および成形品表面平滑性は以下の基準で
評価した。
もの）、繊維長１３ｍｍのガラス繊維（旭ファイバーグ
ラス社製ＦＴ５９９）およびポリプロピレン粉末（昭和
電工社製ポリプロピレンＭＡ８１０Ｂ）を原料として用
い、表１に示した組成の原料を気流中で３０秒間混合し
た。ただし、比較例２はポリプロピレンのみなので気流
混合は行っていない。得られた原料組成物の混合状態を
目視で評価し、表１に併記した。また、原料組成物を加
熱溶融し圧縮成形加工した成形加工品について、表面平
滑性の評価結果および曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾッ
ト衝撃強度の測定結果を表１に併記した。なお、原料組
成物の混合状態および成形品表面平滑性は以下の基準で
評価した。
【００２４】［原料組成物の混合状態］ ○：繊維束が開繊されており、しかも樹脂粉末と繊維が
分離していない。 △：繊維束のまま残存したり、同種繊維のみで絡まって
いて樹脂粉末と均一に混合されていない部分がある。 ×：繊維が開繊されておらず、樹脂と分離している。 ［表面平滑性］ ○：繊維が成形品表面から突出していない。 △：繊維が成形品表面から若干突出している。 ×：繊維のみが露出している部分がある。 以下の表ではポリプロピレンをＰＰと、ガラス繊維をＧ
Ｆと省略して示した。
分離していない。 △：繊維束のまま残存したり、同種繊維のみで絡まって
いて樹脂粉末と均一に混合されていない部分がある。 ×：繊維が開繊されておらず、樹脂と分離している。 ［表面平滑性］ ○：繊維が成形品表面から突出していない。 △：繊維が成形品表面から若干突出している。 ×：繊維のみが露出している部分がある。 以下の表ではポリプロピレンをＰＰと、ガラス繊維をＧ
Ｆと省略して示した。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１から、古紙とガラス繊維を用いた実施
例１、２はいずれも良好な混合状態の原料組成物が得ら
れ、成形品の強度もポリプロピレン単独の比較例２に比
べ優れていたことから、充分な複合強化効果が発現した
ことがわかる。得られた成形品は、一般的なＦＲＰに比
べ軽量であり、手で触れた時に温かいものであった。ま
た実施例１および２から、古紙量の増加が衝撃性の向上
に効果的であることがわかる。
例１、２はいずれも良好な混合状態の原料組成物が得ら
れ、成形品の強度もポリプロピレン単独の比較例２に比
べ優れていたことから、充分な複合強化効果が発現した
ことがわかる。得られた成形品は、一般的なＦＲＰに比
べ軽量であり、手で触れた時に温かいものであった。ま
た実施例１および２から、古紙量の増加が衝撃性の向上
に効果的であることがわかる。
【００２７】一方、古紙のみを強化繊維として用いた比
較例１では、開繊や樹脂粉末との混合が充分に行われ
ず、繊維が丸まって綿状になっている部分が残存してお
り、成形品表面にもこの綿状部分が露出していた。この
比較例１は機械的特性も低く、実用品としての使用に堪
えないものであった。
較例１では、開繊や樹脂粉末との混合が充分に行われ
ず、繊維が丸まって綿状になっている部分が残存してお
り、成形品表面にもこの綿状部分が露出していた。この
比較例１は機械的特性も低く、実用品としての使用に堪
えないものであった。
【００２８】実施例３〜６ 実施例１で用いたものと同じ原料と、さらに麻繊維（ト
スコ社製ラミー繊維）、およびＯＡ古紙（神戸製鋼所内
で回収し解繊したもの）を用い、表２に示した組成の原
料について気流混合実験を行った。実施例１と同様の評
価基準で、混合状態を評価し、表２に併記した。
スコ社製ラミー繊維）、およびＯＡ古紙（神戸製鋼所内
で回収し解繊したもの）を用い、表２に示した組成の原
料について気流混合実験を行った。実施例１と同様の評
価基準で、混合状態を評価し、表２に併記した。
【００２９】
【表２】
【００３０】表２から明らかな様に、古紙とガラス繊
維、古紙と麻、古紙と麻とガラス繊維の組合わせは、い
ずれも繊維の剛性に差があるため、短時間の気流混合で
充分に開繊し、樹脂との均一な原料組成物が得られたこ
とがわかる。
維、古紙と麻、古紙と麻とガラス繊維の組合わせは、い
ずれも繊維の剛性に差があるため、短時間の気流混合で
充分に開繊し、樹脂との均一な原料組成物が得られたこ
とがわかる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の原料組成物は以上の様に構成さ
れており、例えば古紙を解繊した絡まり易い天然繊維で
あっても他の繊維と組み合わせることによって、繊維に
ダメージを与えることなく開繊できるため、マトリック
ス樹脂粉末と均一な混合状態を有し、しかも充分な複合
強化効果を与える繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物
を提供することができた。本発明の原料組成物を用いた
成形体は、実用品として充分な強度を有しており、しか
も天然繊維を使用しているため低価格、軽量といったメ
リットも持つ。さらに、断熱・吸音効果があり、従来の
ＦＲＰに比べ特有の温かみ・質感を有する。
れており、例えば古紙を解繊した絡まり易い天然繊維で
あっても他の繊維と組み合わせることによって、繊維に
ダメージを与えることなく開繊できるため、マトリック
ス樹脂粉末と均一な混合状態を有し、しかも充分な複合
強化効果を与える繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物
を提供することができた。本発明の原料組成物を用いた
成形体は、実用品として充分な強度を有しており、しか
も天然繊維を使用しているため低価格、軽量といったメ
リットも持つ。さらに、断熱・吸音効果があり、従来の
ＦＲＰに比べ特有の温かみ・質感を有する。
【図１】気流混合装置の断面説明図である。
１ 気流混合装置 ４ａ、４ｂ ホッパー ５ａ、５ｂ ノズル
───────────────────────────────────────────────────── 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 311:10 503:00 (72)発明者 奥村 俊明 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 斉藤 海三郎 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 ２種以上の天然繊維と熱可塑性樹脂粉末
および／または粒状物が均一に混合されたものであるこ
とを特徴とする繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物。 - 【請求項２】 天然繊維が１〜７０重量％含まれている
請求項１に記載の原料組成物。 - 【請求項３】 １種以上の天然繊維と１種以上の人工繊
維および熱可塑性樹脂粉末および／または粒状物が均一
に混合されたものであることを特徴とする繊維強化型熱
可塑性樹脂用原料組成物。 - 【請求項４】 天然繊維と人工繊維の総量が１〜７０重
量％である請求項３に記載の原料組成物。 - 【請求項５】 さらに無機または有機系充填剤を含む請
求項１〜４のいずれかに記載の原料組成物。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の原料組
成物から成形されたものであることを特徴とする成形
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14685194A JPH0811131A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物およびその成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14685194A JPH0811131A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物およびその成形体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811131A true JPH0811131A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15416985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14685194A Withdrawn JPH0811131A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 繊維強化型熱可塑性樹脂用原料組成物およびその成形体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811131A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100741621B1 (ko) * | 2005-08-01 | 2007-07-23 | 닛신보세키 가부시키 가이샤 | 마찰재 원료 조립물의 제조방법 및 마찰재 원료 조립물을이용하여 제조된 마찰재 |
| JP2009177843A (ja) * | 2009-05-11 | 2009-08-06 | Panasonic Corp | スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および装置 |
| JP2010059263A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 有機繊維含有ポリオレフィン樹脂組成物の製造方法 |
| CN109867814A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 丰田纺织株式会社 | 纤维复合材料及其生产方法 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP14685194A patent/JPH0811131A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100741621B1 (ko) * | 2005-08-01 | 2007-07-23 | 닛신보세키 가부시키 가이샤 | 마찰재 원료 조립물의 제조방법 및 마찰재 원료 조립물을이용하여 제조된 마찰재 |
| JP2010059263A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 有機繊維含有ポリオレフィン樹脂組成物の製造方法 |
| DE102009038274A1 (de) | 2008-09-02 | 2010-04-08 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Verfahren zur Herstellung einer organische Fasern enthaltenden Polyolefinharz-Zusammensetzung |
| US8674016B2 (en) | 2008-09-02 | 2014-03-18 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Process for producing organic fiber-containing polyolefin resin composition |
| JP2009177843A (ja) * | 2009-05-11 | 2009-08-06 | Panasonic Corp | スピーカ用振動板およびこれを用いたスピーカならびにこのスピーカを用いた電子機器および装置 |
| CN109867814A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 丰田纺织株式会社 | 纤维复合材料及其生产方法 |
| JP2019099940A (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-24 | トヨタ紡織株式会社 | 繊維複合材及び繊維複合材の製造方法 |
| CN109867814B (zh) * | 2017-12-01 | 2021-04-27 | 丰田纺织株式会社 | 纤维复合材料及其生产方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |