JPH08150666A - 短繊維強化熱可塑性樹脂シ−ト用マットの製造方法及び装置 - Google Patents

短繊維強化熱可塑性樹脂シ−ト用マットの製造方法及び装置

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JPH08150666A
JPH08150666A JP6319389A JP31938994A JPH08150666A JP H08150666 A JPH08150666 A JP H08150666A JP 6319389 A JP6319389 A JP 6319389A JP 31938994 A JP31938994 A JP 31938994A JP H08150666 A JPH08150666 A JP H08150666A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
mat
reinforcing material
long fibers
fibers
Prior art date
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Pending
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JP6319389A
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English (en)
Inventor
Yutaka Kawaguchi
裕 川口
Arata Kasai
新 河西
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Nitto Boseki Co Ltd
Original Assignee
Nitto Boseki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 補強材7の長繊維を切断装置1により切断し
てチョップドストランドとし、一方熱可塑性樹脂8の長
繊維をエアーエジェクター2により開繊させ、補強材7
のチョップドストランドと、開繊した熱可塑性樹脂8の
長繊維をコンベアベルト3上に落下堆積させて、補強材
7のチョップドスとランドと開繊した熱可塑性樹脂8の
長繊維からなるマットとすることで、短繊維強化熱可塑
性樹脂シート用マットを得る。 【効果】 補強材7の繊維は短繊維であり、熱可塑性樹
脂8の繊維は長繊維であるマットが得られるので、マッ
トは嵩高にならず、マットを容易にシート化することが
容易となる。更に熱可塑性樹脂8の繊維は開繊している
ので、得られるシートは含浸性の良いものが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、短繊維強化熱可塑性樹
脂シート用マットの製造方法及び装置に関し、特に、シ
ートへの成形加工が容易であり、また熱可塑性樹脂が補
強材へ十分に含浸したシートを得ることができる、嵩高
性の小さい短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マットの製
造方法及び装置に関する。
【従来の技術】
【0002】繊維強化熱可塑性樹脂シートは、特に耐衝
撃性、耐高温特性等に優れていることから、近年、機械
部品を初めとして一般産業分野における成形材料とし
て、広く使用されつつある。しかし、更に成形品の機械
的強度、耐高温特性などの性能向上が求められており、
そのためには、繊維強化熱可塑性樹脂シートを構成する
補強材の繊維が、マトリックスである熱可塑性樹脂に均
一に分散し、また熱可塑性樹脂が補強材の繊維に十分に
含浸していることが必要である。一般に、繊維強化熱可
塑性樹脂シートは、補強材のチョップドストランドと、
熱可塑性樹脂のチョップドストランドまたはパウダーな
どからなるマットを加熱圧延して、熱可塑性樹脂を補強
材に含浸させ、シート状にすることで得られるが、補強
材が均一に分散し、また熱可塑性樹脂が十分に含浸した
繊維強化熱可塑性樹脂シートにさせるには、予めマット
の段階で補強材を均一に分散し、熱可塑性樹脂は含浸し
やすい状態にしておくことが必要である。
【0003】補強材が均一に分散し熱可塑性樹脂が含浸
しやすい状態にさせた短繊維強化熱可塑性樹脂マットと
して、例えば特開平5−309679号による方法が開
示されている。この方法は、長繊維である補強材と熱可
塑性樹脂を、共にチョップドストランドとしながら混合
した後、開繊させることで、補強材を均一に分散し熱可
塑性樹脂が含浸しやすい状態にさせている。しかし、補
強材と熱可塑性樹脂は、いずれもチョップドストランド
状態でマットとさせるので、マットは嵩高となって熱伝
導率が悪くなり、その結果、その後の加熱圧延成形によ
るシート化の工程において成形処理時間がかかり、成形
サイクルが悪くなるという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題を解決して、補強材の繊維が均一に分散し、熱可塑
性樹脂が十分に含浸した短繊維強化熱可塑性樹脂シート
が、効率良く得られる短繊維強化熱可塑性樹脂シート用
マットの製造方法及び装置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、補強材繊維及び熱可塑
性樹脂繊維のいずれをもチョップドストランドとするの
ではなく、補強材繊維のみをチョップドストランドとす
ることにより、嵩高性の小さい短繊維強化熱可塑性樹脂
シート用マットが得られることを見出だし、本発明を完
成するに至った。
【0006】即ち、本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シ
ート用マットの製造方法は、補強材の長繊維を切断装置
により切断してチョップドストランドとし、一方熱可塑
性樹脂の長繊維をエアーエジェクターの空気流により開
繊させ、該補強材のチョップドストランドと該開繊した
熱可塑性樹脂の長繊維を、夫々コンベアベルト上に落下
堆積させて、補強材のチョップドストランドと開繊した
熱可塑性樹脂の長繊維からなるマットとすることを特徴
とする。
【0007】また本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト用マットの製造装置は、少なくともA)補強材の長繊
維を切断してチョップドストランドとする複数個の切断
装置、B)熱可塑性樹脂の長繊維を空気流によって開繊
させる複数個のエアーエジェクター、C)落下する補強
材のチョップドストランドと開繊させた熱可塑性樹脂の
長繊維を堆積させるコンベアベルトからなることを特徴
とする。
【0008】前記製造装置においては、複数個の切断装
置とエアーエジェクターを、コンベアベルトの幅方向の
上部空間に、交互に配置するとよい。
【0009】
【作用】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マッ
トの製造方法は、補強材の長繊維を切断装置により切断
して短繊維とし、一方熱可塑性樹脂の長繊維はエアーエ
ジェクターの空気流により開繊させるが、切断はしない
ので、マットを構成する補強材繊維と熱可塑性樹脂繊維
のうち、補強材繊維のみがチョップドストランドとする
マットが得られる。従って補強材繊維と熱可塑性樹脂繊
維のいずれをもチョップドストランドとしたマットと比
べ嵩高性の小さいマットが得られ、その後の圧熱成形に
よるシート化の工程における成形サイクルが短くなる。
また熱可塑性樹脂の繊維は開繊しているので、加熱圧延
工程で成形されたシートは熱可塑性樹脂の補強材繊維へ
の含浸が良好なものとなる。更に、補強材の長繊維を切
断する切断装置と熱可塑性樹脂の長繊維を開繊させるエ
アーエジェクターを、ベルトコンベアーの幅方向に交互
に配置すれば、補強材のチョップドストランドと開繊し
た熱可塑性樹脂の長繊維が、より均一に混合されたマッ
トが得られるので、このマットを成形して得られるシー
ト補強材が均一に分散したものとなる。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説
明する。図1は、本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト用マットの製造装置を示す説明図である。本発明の製
造装置は、補強材7の長繊維を所定長に切断してチョッ
プドストランドとするための複数個の切断装置1と、熱
可塑性樹脂8の長繊維を開繊させる、複数個のエアーエ
ジェクター2と、切断した補強材7のチョップドストラ
ンドと開繊した熱可塑性樹脂8の長繊維を受けて、混合
して堆積しマットとするコンベアベルト3からなる。
【0011】切断装置1は、図4に示すように、外周面
上に多数の切断刃4を有するカッターローラ5と、カッ
ターローラ5を圧接して回転するウレタン樹脂などの弾
性体からなる弾性体ローラ6とから構成されており、カ
ッターローラ5と弾性体ローラ6の間に補強材7の長繊
維を挟んで所定の長さに切断する。
【0012】エアーエジェクター2は、図5のように高
速の空気流を発生させて、熱可塑性樹脂8の長繊維を開
繊させる装置であり、エアーコンプレッサー(図示せ
ず)などから空気を取り入れ、エアーエジェクター2内
に高速の空気流を作ることができる。高速の空気流は、
熱可塑性樹脂8の長繊維に作用し、多数のフィラメント
が接着しあって1本のまとまったストランドからなる長
繊維を、個々のフィラメントに部分的に分離させるよう
に開繊させる。
【0013】これらの切断装置1とエアーエジェクター
2の下方には、切断装置1から落下する補強材7のチョ
ップドストランドと、エアーエジェクター2から落下す
る開繊した熱可塑性樹脂8の長繊維を受け取って堆積
し、両繊維が混ざり合ったマットとするコンベアーベル
ト3が配置される。
【0014】本実施例では、切断装置1とエアーエジェ
クター2の複数個を、マットの幅方向、即ちコンベアベ
ルト3の幅方向上部に、一列に交互に配置してあるが、
切断装置1とエアーエジェクター2の複数個を、切断装
置1の群とエアーエジェクター2の群に分け、夫々コン
ベアベルト3の長手方向に離して配置してもよい。即ち
切断装置1の複数個をコンベアベルト3の幅方向と平行
に配置し、そのコンベアベルト3の位置から離して、エ
アーエジェクター2の複数個をコンベアベルト3の幅方
向と平行になるように配置することもできる。
【0015】前記実施例には、図2及び図3に示すよう
に、補強材7の長繊維を切断装置1に、熱可塑性樹脂8
の長繊維をエアーエジェクター2に供給する一対のフィ
ードローラー9a、9bを設けることもできる。図2は
切断装置1の上方部に一対のフィードローラー9a、9
bを設けてあり、また図3は切断装置1の弾性体ローラ
6に接して、一対のフィードローラー9a、9bを設け
てある。一対のフィードローラー9a、9bは、互いに
接して逆回転をし、フィードローラー9a、9bから送
り出された補強材7の長繊維を切断装置5に、また熱可
塑性樹脂8の長繊維をエアーエジェクター2に供給され
る。
【0016】一対のフィードローラー9a、9bの材質
は任意であり、補強材繊維7、熱可塑性樹脂8の繊維を
定量的に送り出すことができる、例えば金属或いはプラ
スチックス、ゴム等の弾性体でよい。
【0017】また切断装置1の弾性体ローラ6は、図2
及び図3に示すように、複数のカッターローラ5に対し
て、1本の長い弾性体ローラ6として共有させるように
してもよい。
【0018】切断装置1とエアーエジェクター2の個数
は複数であればよいが、補強材7と熱可塑性樹脂8がよ
り均一に混合したマットとするためには、夫々4個以上
が好ましい。切断装置1とエアーエジェクター2の個数
は同じであっても異なってもよい。
【0019】本発明の補強材7をチョップストランドと
するときの繊維長は、繊維強化熱可塑性樹脂シートの種
類、目的に応じて適宜選択できるが、25mm〜100
mmの範囲とすることが好ましい。25mm未満である
と、マットとしたときの嵩高性が大きすぎ、100mm
を超えると補強材の均一分散がとれない場合があるから
である。
【0020】本発明における短繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートを構成する補強材7の繊維は種類は、熱可塑性樹脂
シートの繊維強化用として用いられるものであればよ
く、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、シリコン繊
維、チタン繊維、ボロン繊維、微細な金属繊維等の無機
繊維、或いはポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテ
ルケトン等の有機繊維など公知のものが使用でき、特に
制限はないが、切断のしやすさ、補強効果などからガラ
ス繊維を好ましく用いることができる。
【0021】また同じく本発明で用いられる短繊維強化
熱可塑性樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂8の種類
は、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
フェニレンサルファイド、、ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レン、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、ポリカーボネート等の各種のものが使用で
き、特に制限はない。
【0022】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート用
マットを製造するには、まず補強材7の長繊維を、切断
装置1のカッターローラ5と弾性体ローラー6の間に挿
入し、所定長に切断して、チョップドストランドとして
下方に散布させる一方、熱可塑性樹脂8の長繊維をエア
ーエジェクター2に挿入し、エアーエジェクター2内の
空気流の力によって開繊させ、下方に落下させる。次に
補強材7のチョップドストランドと、熱可塑性樹脂8の
開繊した長繊維は、落下する間に混ざりあうので、これ
らの混合した両繊維を、切断装置1とエアーエジェクタ
ー2の下方に位置するコンベアベルト3上に受け、堆積
させて、短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マットを得
る。
【0023】(実験例1)以下、図1に示す装置に準じ
て短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マットの実験例を更
に具体的に示す。補強材としてガラス繊維(135TE
X×8本)、熱可塑性樹脂として、ポリアミド6繊維
(160TEX×10本)のロービングを用いた。装置
の設定条件は以下の通りである。 切断装置:4台(1台にガラス繊維を2本ずつ供給) 補強材のチョップドストランドの長さ:25mm エアーエジェクター:5台(1台にポリアミド6繊維を
2本ずつ供給) エアーエジェクターのエアー圧:7kg/cm2 コンベアベルト上の混合物の堆積幅:300mm コンベアベルトの速度:0.5m/min. コンベアベルト上の両繊維の供給量:80g/min.
【0024】得られたマットのガラス繊維の分散状態は
良好であり、またマットの厚みを測定した結果、2.5
cmであった。得られたマットをその後工程で加熱圧延
処理(245℃、6kg/cm2 )してシ−ト成形した
ところ、ポリアミド樹脂がガラス繊維に十分に含浸した
シートが得られた。
【0025】(比較例1)実験例1においてエアーエジ
ェクター5台を全て切断装置とし、即ち従って切断装置
を9台にして、ガラス繊維、熱可塑性樹脂繊維とも切断
長25mmのチョップドストランドとしたことの外は同
じにして、マットを得た。得られたマットは、ガラス繊
維の分散状態は良好であったが、マットの厚みを測定し
た結果、6.0cmであった。得られたマットを後工程
で加熱圧延処理(245℃、6kg/cm2 )してシ−
ト成形したところ、ポリアミド6樹脂のガラス繊維に対
する含浸性において、一部含浸不良が見られた。
【0026】
【発明の効果】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート
用マットの製造方法及び装置によれば、マットは補強材
の繊維のみをチョップドストランドとし、熱可塑性樹脂
の繊維は長繊維のままであるため、嵩高にならず、また
熱可塑性樹脂の繊維は開繊しているので、得られたマッ
トを加熱圧延処理によりシート成形する場合に、従来の
ように補強材の繊維と熱可塑性樹脂の繊維のいずれをも
チョップドストランドとしたマットに比べて、熱可塑性
樹脂の補強材繊維への含浸性が良好なシートを、20−
30%短い成形サイクルで得ることができる。また補強
材の長繊維を切断する切断装置と熱可塑性樹脂の長繊維
を開繊させるエアーエジェクターをベルトコンベアーの
幅方向に交互に配置するので、補強材のチョップドスト
ランドと開繊した熱可塑性樹脂の長繊維が均一に混合さ
れたマットとなり、従って加熱圧延処理されたシートに
おいても補強材の繊維が均一に分散している。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マッ
トの装置の一実施例を示す説明図である。
【図2】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マッ
トの装置の別な一実施例を示す説明図である。
【図3】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マッ
トの装置の別な一実施例を示す説明図である。
【図4】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マッ
トの製造装置の切断装置を示す説明図である。
【図5】本発明の短繊維強化熱可塑性樹脂シート用マッ
トの製造装置のエアーエジェクターを示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1 切断装置 2 エアーエジェクター 3 コンベアーベルト 4 切断刃 5 カッターローラ 6 弾性体ローラ 7 補強材 8 熱可塑性樹脂 9a、9b フィードローラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補強材の長繊維を切断装置により切断し
    てチョップドストランドとし、一方熱可塑性樹脂の長繊
    維をエアーエジェクターの空気流により開繊させ、該補
    強材のチョップドストランドと該開繊した熱可塑性樹脂
    の長繊維を、夫々コンベアベルト上に落下堆積させて、
    補強材のチョップドストランドと開繊した熱可塑性樹脂
    の長繊維からなるマットとすることを特徴とする短繊維
    強化熱可塑性樹脂シート用マットの製造方法。
  2. 【請求項2】 少なくともA)補強材の長繊維を切断し
    てチョップドストランドとする複数個の切断装置、B)
    熱可塑性樹脂の長繊維を空気流によって開繊させる複数
    個のエアーエジェクター、C)落下する補強材のチョッ
    プドストランドと開繊させた熱可塑性樹脂の長繊維を堆
    積させるコンベアベルトからなることを特徴とする短繊
    維強化熱可塑性樹脂シート用マットの製造装置。
  3. 【請求項3】 前記複数個の切断装置と複数個のエアー
    エジェクターを、コンベアベルトの幅方向の上部空間
    に、交互に配置した請求項2に記載の短繊維強化熱可塑
    性樹脂シート用マットの製造装置。
JP6319389A 1994-11-30 1994-11-30 短繊維強化熱可塑性樹脂シ−ト用マットの製造方法及び装置 Pending JPH08150666A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011105133A1 (ja) * 2010-02-24 2011-09-01 コニカミノルタオプト株式会社 表面改質樹脂フィルム、その製造方法、それを用いた偏光板、及び液晶表示装置
JP2016182700A (ja) * 2015-03-25 2016-10-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 フィルム材の製造方法および製造装置

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