JPH0890660A - 繊維強化複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維束への樹脂の含浸性を充分に保持すると
ともに、従来技術に比べて引抜き（引出し）速度が飛躍
的に改善され、極めて生産性よく繊維強化複合材料を製
造する方法を提供すること。 【構成】 予め有機過酸化物及び場合により発泡剤を付
着させた繊維束をダイス内に供給し、溶融熱可塑性樹脂
と接触させて、該繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させたの
ち、ダイスから引出し、冷却することにより、繊維強化
複合材料を製造する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維強化複合材料の製造
方法に関し、さらに詳しくは、繊維束への樹脂の含浸性
を充分に保持するとともに、従来技術に比べて引抜き
（引出し）速度が飛躍的に改善され、極めて生産性よく
繊維強化複合材料を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フィラメント（繊維束）に熱可塑
性樹脂を含浸させた繊維強化複合材料は、機械物性に優
れる成形物を与えることから、各種構造体の素材として
広く用いられている。このような繊維強化複合材料の製
造方法としては、例えば、フィラメントに熱可塑性樹脂
を、溶融引抜き（溶融引出し）法によって含浸させ、場
合によっては、３〜３００ｍｍ程度の長さのペレットに
切断することにより、繊維強化複合材料を製造する方法
が提案されており、そして、一般に、この方法により得
られた複合材料からなる成形物は、フィラメントが長く
保たれ、優れた機械的強度を示すことが知られている。

【０００３】しかしながら、この方法においては、熱可
塑性樹脂は、一般に粘度が高いために、フィラメントに
樹脂を充分に含浸させることが困難であり、その改善の
ために、これまで、様々な技術が提案されている。例え
ば、ダイスを工夫し、フィラメントに圧力を加えながら
樹脂を含浸させる方法（米国再発行特許第３２７７２号
明細書）、フィラメント束の側面に押圧し樹脂を含浸さ
せる方法（特開平１−１７８４１１号公報）、スプレダ
ーを設け、かつニップを形成させ、低分子化樹脂を含浸
させる方法（特公昭６３−３７６９４号公報）などが提
案されている。これらの方法においては、フィラメント
に樹脂が充分に含浸するものの、引抜き（引出し）抵抗
が大きくなり、特公昭６３−３７６９４号公報で記載さ
れているように引抜き（引出し）速度は、熱硬化性樹脂
の生産速度と同じ程度の数十ｃｍ／分程度にすぎず、生
産性が悪いという大きな問題があった。また、低分子化
した樹脂を用いた場合、長期耐熱性などが大幅に低下す
るのを免れないという問題もあった。

【０００４】

【解決しようとする課題】本発明は、このような従来技
術がもつ欠点を克服し、繊維束への樹脂の含浸性を充分
に保持するとともに、従来技術に比べて引抜き（引出
し）速度を飛躍的に向上させ、生産性よく繊維強化複合
材料を製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、繊維束に予め
特定の化合物を付着させたのち、ダイス内に供給し、溶
融熱可塑性樹脂を含浸させて、ダイスから引出し、冷却
することにより、その目的を達成しうることを見出し
た。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものであ
る。すなわち、本発明は、予め有機過酸化物、あるいは
有機過酸化物及び発泡剤を付着させた繊維束をダイス内
に供給し、溶融熱可塑性樹脂と接触させて、該繊維束に
熱可塑性樹脂を含浸させたのち、ダイスから引出し、冷
却することを特徴とする繊維強化複合材料の製造方法を
提供するものである。

【０００６】本発明の方法において用いられる繊維束に
ついては、特に制限はなく、例えば、ガラス繊維，炭素
繊維，硼素繊維，炭化ケイ素繊維、あるいはアルミニウ
ム繊維，ステンレス繊維，銅繊維，黄銅繊維，ニッケル
繊維などの金属繊維、ポリアミド繊維，ポリエステル繊
維，ポリアリレート繊維，ポリイミド繊維などの有機繊
維などからなるものを用いることができる。これらの繊
維は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いて
もよいが、特にガラス繊維が好適である。上記繊維の径
は、取扱い性及び得られる複合材料の機械物性などの面
から、３〜３０μｍ，好ましくは６〜２５μｍの範囲に
あるのが望ましい。

【０００７】本発明においては、上記繊維を、樹脂との
濡れ性や接着性などを良好なものとするために、表面処
理剤で予め処理しておいてもよい。この表面処理剤とし
ては、例えば、シラン系，チタネート系，アルミニウム
系，クロム系，ジルコニウム系，ボラン系カップリング
剤などが挙げられるが、これらの中でシラン系カップリ
ング剤及びチタネート系カップリング剤が好ましく、特
に、シラン系カップリング剤が好適である。

【０００８】このシラン系カップリング剤としては、例
えば、トリエトキシシラン，ビニルトリス（β−メトキ
シエトキシ）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，β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン，Ｎ−β−（アミノエチル）−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−β−（ア
ミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン，γ−アミノプロピルトリエトキシシラン，Ｎ−フ
ェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，γ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン，γ−クロロプ
ロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらの
中でもγ−アミノプロピルトリエトキシシラン，Ｎ−β
−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シランなどのアミノシラン類が好適である。

【０００９】該繊維を、前記表面処理剤で処理する方法
については、特に制限はなく、従来慣用されている方
法、例えば、水溶液法，有機溶媒法，スプレー法など、
任意の方法を用いることができる。このようにして、表
面処理剤で予め処理された繊維を、適当な収束剤を用い
て、好ましくは１００〜１００００本、より好ましくは
３００〜５０００本の範囲で収束した繊維束を用いるの
が望ましい。該収束剤としては、例えば、ウレタン系，
アクリル系，ブタジエン系，エポキシ系などがあり、い
ずれも用いることができるが、これらの中でウレタン系
が好ましい。このウレタン系収束剤は、通常ジイソシア
ネート化合物と多価アルコールとの重付加反応により得
られるポリイソシアネートを５０重量％以上の割合で含
有するものであって、油変性型，湿気硬化型，ブロック
型などの１液タイプ、及び触媒硬化型，ポリオール硬化
型などの２液タイプがあるが、いずれも用いることがで
きる。

【００１０】本発明においては、この繊維束として、樹
脂の含浸性，樹脂との濡れ性や接着性，得られる複合材
料の機械物性、コスト、取扱い性などの点から、繊維径
３〜３０μｍのガラス繊維が好ましく、特に、アミノシ
ラン系カップリング剤で表面処理したものが好適であ
る。本発明においては、繊維束に対する樹脂の含浸性を
向上させるために、該繊維束に、予め有機過酸化物，及
び場合により発泡剤を付着させておくことが必要であ
る。

【００１１】ここで、有機過酸化物としては、１００℃
での半減期が１０秒以上，好ましくは１５０℃での半減
期が１０秒以上、より好ましくは１５０℃での半減期が
３０秒以上であるものが好適である。１００℃での半減
期が１０秒未満のものでは、ダイス内で有機過酸化物が
早く消失してしまい、繊維束に接する樹脂を低分子化す
ることができず、含浸性を向上させることができないお
それがある。このような有機過酸化物は、例えば、ケト
ンパーオキシド類，ハイドロパーオキシド類，ジアシル
パーオキシド類，ジアルキルパーオキシド類，パーオキ
シケタール類，アルキルパーエステル類，パーカーボネ
ート類などであり、代表例としては、ケトンパーオキシ
ド類として、メチルエチルケトンパーオキシド，メチル
イソブチルケトンパーオキシドなどが、ハイドロパーオ
キシド類として、ジイソプロピルベンゼンハイドロパー
オキシドなどが、ジアシルパーオキシド類として、イソ
ブチルパーオキシド，アセチルパーオキシドなどが、ジ
アルキルパーオキシド類として、２，５−ジメチル−
２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン，１，
３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼ
ンなどが、パーオキシケタール類として、１，１−ジ−
ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサンなどが、アルキル
パーエステル類として、ｔ−ブチルパーオキシアセテー
ト，ｔ−ブチルパーオキシベンゾエートなどが、パーカ
ーボネート類として、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピ
ルカーボネートなどが挙げられる。

【００１２】これらの有機過酸化物は、それぞれ単独で
用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、その付着量は、繊維束に対して、0.０１〜５重量
％の範囲にあるのが望ましい。この量が0.０１重量％未
満では、接触した樹脂が充分に低分子化せず、含浸が不
充分になり、引出し速度を大きくした場合、所望の複合
材料が得られにくい。また、５重量％を超えると、その
量の割には効果の向上がみられず、むしろ経済的に不利
となる。樹脂の低分子化の効果及び経済性の面から、よ
り好ましい付着量は0.０５〜３重量％の範囲であり、特
に0.１〜１重量％の範囲が好ましい。

【００１３】また、本発明において、前記有機過酸化物
とともに、場合により繊維束に付着させる発泡剤として
は、例えば、アゾビスホルムアルデヒド，アゾジカルボ
ンアミド，Ｎ，Ｎ−ジニトロンペンタメチレンテトラミ
ン，アゾビスイソブチロニトリル，ｐ，ｐ^, −オキシビ
ス（ベンゼンスルホニルヒドラジド），トリヒドラゾト
リアジン，ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド，ｐ−ト
ルエンスルホニルセミカルバジドなどが挙げられる。こ
れらの発泡剤は、それぞれ単独で用いてもよく、二種以
上を組み合わせて用いてもよい。また、その付着量は、
繊維束に対して、１〜２０重量％の範囲にあるのが望ま
しい。この付着量が１重量％未満では、接触した樹脂中
での発泡が少なく、樹脂の含浸性を充分に向上させるこ
とができないし、２０重量％を超えると、その量の割に
は効果の向上がみられず、むしろ経済的に不利となると
ともに、ストランド中に気泡が入り、安定してストラン
ドが得られなくなる場合がある。含浸性の向上，経済性
及びストランドの安定な作成などの面から、好ましい付
着量は２〜１８重量％の範囲であり、特に３〜１５重量
％の範囲が好ましい。

【００１４】本発明においては、このようにして、予め
有機過酸化物、及び場合により発泡剤を付着させた繊維
束をダイス内に供給し、押出機より供給される溶融熱可
塑性樹脂中に引き入れ、該繊維束に熱可塑性樹脂を含浸
させたのち、ダイスから引出し、冷却することにより、
繊維強化複合材料を製造する。この際、溶融熱可塑性樹
脂の温度は、樹脂の種類により異なるが、一般に２００
〜３００℃程度である。上記熱可塑性樹脂については、
特に制限はなく、従来繊維強化複合材料に使用されてい
るものの中から任意のものを選択して用いることができ
る。この熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィ
ン系樹脂，ポリ塩化ビニル系樹脂，ポリアミド系樹脂，
ポリエステル系樹脂，ポリアセタール系樹脂，ポリカー
ボネート系樹脂，ポリ芳香族エーテル又はチオエーテル
系樹脂，ポリ芳香族エステル系樹脂，ポリスルホン系樹
脂，スチレン系樹脂，アクリレート系樹脂などが挙げら
れる。

【００１５】該ポリオレフィン系樹脂としては、例え
ば、エチレン；プロピレン；ブテン−１；３−メチルブ
テン−１；３−メチルペンテン−１；４−メチルペンテ
ン−１などのα−オレフィンの単独重合体やこれらの共
重合体、あるいはこれらと他の共重合可能な不飽和単量
体との共重合体などが挙げられる。代表例としては、高
密度，中密度，低密度ポリエチレンや、直鎖状ポリエチ
レン，超高分子量ポリエチレン，エチレン−酢酸ビニル
共重合体，エチレン−アクリル酸エチル共重合体などの
ポリエチレン樹脂、アタクチック，シンジオタクチッ
ク，アイソタクチックポリプロピレンや、プロピレン−
エチレンブロック共重合体又はランダム共重合体などの
ポリプロピレン樹脂、ポリ４−メチルペンテン−１など
を挙げることができる。

【００１６】ポリ塩化ビニル系樹脂としては、例えば、
塩化ビニル単独重合体や塩化ビニルと共重合可能な不飽
和単量体との共重合体などが挙げられる。該共重合体と
しては、例えば塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合
体，塩化ビニル−メタクリル酸エステル共重合体，塩化
ビニル−エチレン共重合体，塩化ビニル−プロピレン共
重合体，塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体，塩化ビニル
−塩化ビニリデン共重合体などが挙げられる。さらに、
これらのポリ塩化ビニル系樹脂を後塩素化して、塩素含
量を高めたものを用いることができる。

【００１７】ポリアミド系樹脂としては、例えば、６−
ナイロンや１２−ナイロンなど、環状脂肪族ラクタムを
開環重合したもの、６，６−ナイロン；６，１０−ナイ
ロン；６，１２−ナイロンなど、脂肪族ジアミンと脂肪
族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、ｍ−キシレンジ
アミンとアジピン酸との縮重合物など、芳香族ジアミン
と脂肪族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、ｐ−フェ
ニレンジアミンとテレフタル酸との縮重合物やｍ−フェ
ニレンジアミンとイソフタル酸との縮重合物など、芳香
族ジアミンと芳香族ジカルボン酸とを縮重合させたも
の、１１−ナイロンなど、アミノ酸を縮重合させたもの
などを挙げることができる。

【００１８】ポリエステル系樹脂としては、芳香族ジカ
ルボン酸とアルキレングリコールとを縮重合させたもの
が挙げられ、具体例としては、ポリエチレンテレフタレ
ートやポリブチレンテレフタレートなどがある。ポリア
セタール系樹脂としては、例えば、単独重合体のポリオ
キシメチレン及びトリオキサンとエチレンオキシドから
得られるホルムアルデヒド−エチレンオキシド共重合体
などが挙げられる。

【００１９】ポリカーボネート系樹脂としては、４，
４’−ジヒドロキシジアリールアルカン系ポリカーボネ
ート、特にビスフェノールＡとホスゲンとを反応させる
ホスゲン法や、ビスフェノールＡとジフェニルカーボネ
ートなどの炭酸ジエステルとを反応させるエステル交換
法などにより得られるビスフェノールＡ系ポリカーボネ
ートが好ましく用いられる。また、ビスフェノールＡの
一部を２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチ
ルフェニル）プロパンや２，２−ビス（４−ヒドロキシ
−３，５−ジブロモフェニル）プロパンなどで置換した
変性ビスフェノールＡ系ポリカーボネートや難燃化ビス
フェノールＡ系ポリカーボネートなども用いることがで
きる。

【００２０】ポリ芳香族エーテル又はチオエーテル系樹
脂は、分子鎖中にエーテル結合又はチオエーテル結合を
有するもので、このような樹脂としては、例えば、ポリ
フェニレンエーテル，スチレンでグラフト化されたポリ
フェニレンエーテル，ポリエーテルエーテルケトン，ポ
リフェニレンサルファイドなどが挙げられる。ポリ芳香
族エステル系樹脂としては、例えば、ｐ−ヒドロキシ安
息香酸の縮重合で得られるポリオキシベンゾイル，ビス
フェノールＡとテレフタル酸やイソフタル酸などの芳香
族ジカルボン酸との縮重合で得られるポリアリレートな
どが挙げられる。

【００２１】ポリスルホン系樹脂は、分子鎖中にスルホ
ン基に有するもので、このようなものとしては、例え
ば、ビスフェノールＡと４，４’−ジクロロジフェニル
スルホンとの縮重合で得られるポリスルホン、フェニレ
ン基がエーテル基とスルホン基を介してｐ−位に連結さ
れた構造のポリエーテルスルホン、ジフェニレン基とジ
フェニレンエーテル基とがスルホン基を介して交互に連
結した構造のポリアリールスルホンなどを挙げることが
できる。

【００２２】スチレン系樹脂としては、例えば、スチレ
ン，α−メチルスチレンなどの単独重合体やこれらの共
重合体、あるいはこれらと共重合可能な不飽和単量体と
の共重合体が挙げられる。代表例としては、一般用ポリ
スチレン，耐衝撃用ポリスチレン，耐熱用ポリスチレン
（α−メチルスチレン重合体），アクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ），アクリロニト
リル−スチレン共重合体（ＡＳ），アクリロニトリル−
塩素化ポリエチレン−スチレン共重合体（ＡＣＳ），ア
クリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共
重合体（ＡＥＳ），アクリルゴム−アクリロニトリル−
スチレン共重合体（ＡＡＳ）などが挙げられる。

【００２３】アクリレート系樹脂としては、例えば、メ
タクリル酸エステル重合体やアクリル酸エステル重合体
などが挙げられ、これらの単量体としては、メタクリル
酸及びアクリル酸のメチル，エチル，ｎ−プロピル，イ
ソプロピル，ブチルエステルなどが用いられるが、工業
的成形材料としてはメチルメタクリレート樹脂を代表的
なものとして挙げることができる。

【００２４】これらの熱可塑性樹脂の中で、ポリオレフ
ィン系樹脂及びスチレン系樹脂が好適であり、より好ま
しくはポリオレフィン系樹脂、特に好ましくはポリプロ
ピレン樹脂である。また、本発明においては、この熱可
塑性樹脂は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わ
せて用いてもよい。

【００２５】本発明において用いられるダイスについて
は、特に制限はないが、繊維束に対する樹脂の含浸性を
向上させるために、引出し抵抗が大幅に向上しない程度
に、先端部を細くしたノズル部を設け、圧力がかかるよ
うに工夫したもの、あるいは繊維束を広げる作用を示す
スプレダーを設置したものなどが好ましい。図１は、ノ
ズル部を設けたダイスの一例の概略図、図２はスプレダ
ーを設置したダイスの一例の概略図である。図におい
て、Ａは有機過酸化物，及び場合により発泡剤が付着し
た繊維束、Ｂは溶融熱可塑性樹脂、１はスプレダーであ
る。本発明においては、ダイスから引出したストランド
は冷却後、引取り機にて引き取ったのち、カッターによ
り３〜３００ｍｍ程度の長さに切断してペレット化する
のが好ましい。

【００２６】このようにして得られた繊維強化複合材料
における繊維と樹脂成分との含有割合は、繊維が３０〜
８０重量％で、樹脂成分が７０〜２０重量％の範囲にあ
るのが好ましい。繊維の含有量が３０重量％未満では、
繊維量が不足し、定量的に引出すことが困難であるし、
８０重量％を超えると、樹脂の含浸が困難となる。樹脂
の含浸性及び引出し性の面から、特に繊維が４０〜７０
重量％で、樹脂成分が６０〜３０重量％の範囲にあるの
が好ましい。

【００２７】本発明においては、本発明の目的が損なわ
れない範囲で、所望に応じ、溶融熱可塑性樹脂Ｂに公知
の各種添加剤、例えば、酸化防止剤，熱安定剤，紫外線
吸収剤，光安定剤，滑剤，難燃剤，離型剤，無機又は有
機充填剤，帯電防止剤，着色剤などを供給し、得られる
繊維強化複合材料にこれらの添加剤を含有させてもよ
い。このようにして得られた繊維強化複合材料は、その
まま成形してもよく、また他の樹脂とブレンドして成形
してもよい。

【００２８】次に、図３は、本発明の方法を説明するた
めの一例の工程概略図である。まず、予め有機過酸化
物，及び場合により発泡剤を付着させた繊維束Ａをダイ
ス２内に供給し、押出機３から供給される溶融熱可塑性
樹脂中に引き入れ、繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させた
のち、ダイス２から引出し、ストランドを冷却水槽４で
冷却後、引取り機５にて引取り、さらに、カッター６で
所望の長さに切断する。

【００２９】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、繊維強化複合材料とポリプロ
ピレンとのブレンド後の状況及び成形品の外観、機械的
特性、耐熱老化性を以下に示す要領で調べた。

【００３０】（１）ブレンド後の状況 タンブラーにて所定の時間ブレンドしたのち、蓋を開
け、上部よりサンプルを取り出し、目視により、次の判
定基準に従って評価した。 ○：ペレット割れ、ガラス繊維抜け、毛玉などが認めら
れず、問題なし △：ペレット割れ、ガラス繊維抜けが見られるが、毛玉
までには到らず ×：ペレット割れ、ガラス繊維抜けが激しく、毛玉が発
生 （２）成形品の外観 射出成形にて、１４０×１４０×２ｍｍの平板を成形
し、平板の表面を目視により観察し、ガラス繊維の未開
繊繊維や分散不良の状況を調べた。 （３）成形品の機械的特性 （イ）引張強さ ＪＩＳ Ｋ−７１１３に準拠して測定した。 （ロ）曲げ弾性率 ＪＩＳ Ｋ−７２０３に準拠して測定した。 （ハ）アイゾット衝撃強さ（ノッチ付） ＪＩＳ Ｋ−７１１０に準拠して測定した。 （４）耐熱老化性 ７５×７５×３ｍｍの平板（カーボンブラック0.５重量
％添加）を、１５０℃のギヤーオーブン中に曝露し、目
視により劣化時間を求めた。

【００３１】実施例１ アミノシラン系カップリング剤で表面処理された繊維径
１０μｍのガラス繊維１７００本を、ウレタン系収束剤
で収束する際に、該ガラス繊維１００重量部に対し、有
機過酸化物として、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブ
チルパーオキシシクロヘキシル）プロパン0.３重量部を
付着させたガラスロービングＡを作成した。 このガラ
スロービングＡを用い、図３に示す工程概略図に従っ
て、２３０℃，2.１６ｋｇｆのメルトインデックス（Ｍ
Ｉ）が１０ｇ／１０分の溶融ポリプロピレン〔出光石油
化学（株）製、商品名Ｊ−７５０Ｈ〕をロービング中に
含浸させ、引出し、冷却することにより、繊維強化複合
材料のストランドを得た。この際の引出し速度は１０ｍ
／分であった。なお、ダイスとして、図１に示すノズル
部を設けたものを用いた。さらに、この繊維強化複合材
料のストランドを１０ｍｍの長さに切断してペレットを
得た。ペレット中のガラス繊維の含有量は６１重量％で
あった。このペレット５０重量％と、マレイン酸付加量
が0.１重量％のマレイン酸付加ポリプロピレン〔メルト
インデックス（ＭＩ）２０ｇ／１０分〕５０重量％とを
１５分間ブレンドし、ブレンド後の状況を調べるととも
に、射出成形にて試験片を作成し、その物性を調べた。
結果を第１表に示す。

【００３２】比較例１ 実施例１において、有機過酸化物を付着させなかったこ
と以外は、同様にして収束したガラスロービングを用
い、実施例１と同様な方法にて繊維強化複合材料のスト
ランドの製造を、引出し速度１２ｃｍ／分及び５ｍ／分
で行った。それぞれガラス繊維量は５８重量％及び５７
重量％であった。さらに、この繊維強化複合材料のスト
ランドを１０ｍｍの長さに切断してペレットにすること
を試みた。その結果、５ｍ／分の引出し速度のものは樹
脂含浸がほとんどなく、切断と同時にガラス繊維がバラ
バラに抜け出し、満足なペレットが得られなかった。１
２ｃｍ／分の引出し速度のものは、ガラス繊維抜け、ペ
レット縦割れなどが多く認められ、不満足であるがペレ
ットは得ることが可能であった。上記１２ｃｍ／分の引
出し速度で生産されたペレット５０重量％と、マレイン
酸付加量0.１重量％のマレイン酸付加ポリプロピレン
（前出）５０重量％とをゆっくりと３分間ブレンドし、
ブレンド後の状況を調べるとともに、射出成形にて試験
片を作成し、その物性を調べた。結果を第１表に示す。

【００３３】比較例２ 実施例１において、有機過酸化物を付着させなかったこ
と以外は同様にして収束したガラスロービングを用い、
かつ溶融ポリプロピレンとして、ポリプロピレン（前
出）１００重量部に対し、有機過酸化物〔２，２−ビス
（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）
プロパン〕0.５重量部を添加し、押出機で低分子化を図
ったものをダイス内に供給した以外は、実施例１と同様
な方法にて、繊維強化複合材料のストランドの製造を、
引出し速度３１ｃｍ／分及び９ｍ／分で行った。さら
に、上記ストランドを１０ｍｍの長さに切断してペレッ
トにすることを試みた。その結果、引出し速度３１ｃｍ
／分のものは、ガラス繊維抜けが認められたものの、ペ
レットを得ることが可能であった。このペレットのガラ
ス繊維量は６２重量％であった。一方、９ｍ／分のもの
は、含浸が悪く、切断時にガラス繊維がバラバラにな
り、満足なペレットが得られなかった。これは、実施例
１のように、ガラスロービングに有機過酸化物を付着し
たものは、ロービングに接触し、含浸に必要な樹脂のみ
が低分子化するため、全体的には含浸に必要な圧力が加
わるのに対し、樹脂全体を低分子化した場合は、圧力が
立ち上がらないためと考えられる。上記３１ｃｍ／分の
引出し速度で生産されたペレット５０重量％とポリプロ
ピレン〔出光石油化学（株）製、商品名Ｊ−２０００Ｇ
メルトインデックス２１ｇ／１０分〕５０重量％とを
１５分間ブレンドし、ブレンド後の状況を調べるととも
に、射出成形にて試験片を作成し、その物性を調べた。
結果を第１表に示す。

【００３４】比較例３ 比較例１において、ダイスとして、図２に示すようなス
プレダーを設置したものを用い、かつ引出し速度１８ｃ
ｍ／分及び１１ｍ／分で引出した以外は、比較例１と同
様な方法により実施した。引出し速度が１１ｍ／分で
は、引出し抵抗が大きすぎ、満足に連続して引出すこと
ができなかった。一方、１８ｃｍ／分では、良好なペレ
ットが得られた。このペレット中のガラス繊維量は６０
重量％であった。上記１８ｃｍ／分の引出し速度で生産
されたペレット５０重量％と、マレイン酸付加量0.１重
量％のマレイン酸付加ポリプロピレン（前出）５０重量
％とをゆっくりと１５分間ブレンドし、ブレンド後の状
況を調べるとともに、射出成形にて試験片を作成し、そ
の物性を調べた。結果を第１表に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】第１表から分かるように、実施例１は、引
出し速度が１０ｍ／分と大きいにもかかわらず、良好な
ペレットが得られ、ブレンド後の状況及び成形品の外
観、機械的物性、耐熱劣化性がいずれも良好であった。

【００３８】実施例２ アミノシラン系カップリング剤で表面処理された繊維径
１０μｍのガラス繊維１７００本を、ウレタン系収束剤
で収束する際に、該ガラス繊維１００重量に対し、有機
過酸化物として、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔ−ブチ
ルパーオキシシクロヘキシル）プロパンを0.３重量部及
び発泡剤として、アゾジカルボンアミドを５重量部付着
させたガラスロービングＢを作成した。このガラスロー
ビングＢを用い、実施例１と同様な方法により、引出し
速度１０ｍ／分，３０ｍ／分，５０ｍ／分で繊維強化複
合材料のストランドを得たのち、１０ｍｍの長さに切断
してペレットを作成した。ペレット中のガラス繊維量
は、それぞれ６０重量％，６２重量％，５９重量％であ
った。得られた各ペレット５０重量％と、マレイン酸付
加量が0.１重量％のマレイン酸付加ポリプロピレン（前
出）５０重量％とを１５分間ブレンドし、ブレンド後の
状況を調べるとともに、射出成形にて試験片を作成し、
その物性を調べた。結果を第２表に示す。

【００３９】比較例４ 実施例２において、有機過酸化物を付着させず、発泡剤
のみを付着させたこと以外は、同様にして収束したガラ
スロービングを用い、実施例２と同様な方法で実施し
た。なお、引出し速度は４２ｃｍ／分及び１２ｍ／分で
実施した。４２ｃｍ／分の引出し速度のものは、良好な
ペレットを得ることが可能であった。このペレット中の
ガラス繊維量は６３重量％であった。一方、１２ｍ／分
の引出し速度のものは、含浸が悪く、切断時にガラス繊
維がバラバラになり、満足なペレットが得られなかっ
た。上記４２ｃｍ／分の引出し速度で生産されたペレッ
ト５０重量％と、マレイン酸付加量が0.１重量％のマレ
イン酸付加ポリプロピレン（前出）５０重量％とを１５
分間ブレンドし、ブレンド後の状況を調べるとともに、
射出成形にて試験片を作成し、その物性を調べた。結果
を第２表に示す。

【００４０】実施例３ 実施例２において、発泡剤を付着させず、有機過酸化物
のみを付着させたこと以外は、同様にして収束したガラ
スロービングを用い、実施例２と同様な方法で実施し
た。なお、引出し速度も同様に、１０ｍ／分，３０ｍ／
分，５０ｍ／分で実施した。１０ｍ／分の引出し速度の
ものは、良好なペレットを得ることが可能であった。ま
た、３０ｍ／分の引出し速度のものは、ガラス繊維抜け
がかなり認められたものの、ペレットを得ることが可能
であった。得られたペレット中のガラス繊維量は、それ
ぞれ６１重量％と５８重量％であった。一方、５０ｍ／
分の引出し速度のものは、含浸が悪く、切断時にガラス
繊維がバラバラになり、満足なペレットが得られなかっ
た。上記１０ｍ／分及び３０ｍ／分の引出し速度で生産
されたペレット５０重量％と、マレイン酸付加量が0.１
重量％のマレイン酸付加ポリプロピレン（前出）５０重
量％とを１５分間ブレンドし、ブレンド後の状況を調べ
るとともに、射出成形にて試験片を作成し、その物性を
調べた。結果を第２表に示す。

【００４１】

【表３】

【００４２】

【表４】

【００４３】第２表から分かるように、有機過酸化物及
び発泡剤の両方を付着させたガラスロービングを用いた
実施例２では、引出し速度が５０ｍ／分と極めて大きく
ても、良好なペレットが得られ、ブレンド後の状況及び
成形品の外観、機械物性のいずれも良好であった。これ
に対し、発泡剤のみを付着させたガラスロービングを用
いた比較例４では、１２ｍ／分の引出し速度で満足なペ
レットが得られず、評価できなかった。また、有機過酸
化物のみを付着させたガラスロービングを用いた実施例
３では、引出し速度が１０ｍ／分の場合、良好なペレッ
トが得られ、ブレンド後の状況及び成形品の外観、機械
物性のいずれも良好であったが、引出し速度が３０ｍ／
分の場合は、ペレットが得られるものの、不充分なもの
であった。さらに、引出し速度が５０ｍ／分の場合は、
満足なペレットが得られず、評価できなかった。

【００４４】

【発明の効果】本発明の方法によると、繊維束への樹脂
の含浸性を充分に保持するとともに、従来技術に比べて
引抜き（引出し）速度が飛躍的に向上し、極めて生産性
よく繊維強化複合材料を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の方法で用いることのできるノズルを
設けたダイスの一例の概略図である。

【図２】 本発明の方法で用いることのできるスプレダ
ーを設置したダイスの一例の概略図である。

【図３】 本発明の方法を説明するための一例の工程概
略図である。

【符号の説明】 １：スプレダー ２：ダイス ３：押出機 ４：冷却水槽 ５：引取り機 ６：カッター Ａ：有機過酸化物及び場合により発泡剤が付着した繊維
束 Ｂ：溶融熱可塑性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ２９Ｂ 11/16 9268−4Ｆ 15/14 9268−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 70/06 // Ｂ２９Ｋ 23:00 25:00 105:08 309:08 (72)発明者 西本 敬 神奈川県相模原市宮下１丁目２番27号 旭 硝子マテックス株式会社内 (72)発明者 二川 稔 神奈川県相模原市宮下１丁目２番27号 旭 硝子マテックス株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め有機過酸化物を付着させた繊維束を
   ダイス内に供給し、溶融熱可塑性樹脂と接触させて、該
   繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させたのち、ダイスから引
   出し、冷却することを特徴とする繊維強化複合材料の製
   造方法。
2. 【請求項２】 予め有機過酸化物及び発泡剤を付着させ
   た繊維束をダイス内に供給し、溶融熱可塑性樹脂と接触
   させて、該繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させたのち、ダ
   イスから引出し、冷却することを特徴とする繊維強化複
   合材料の製造方法。
3. 【請求項３】 繊維束が、繊維径３〜３０μｍのガラス
   繊維からなるものである請求項１又は２記載の繊維強化
   複合材料の製造方法。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂
   又はスチレン系樹脂である請求項１又は２記載の繊維強
   化複合材料の製造方法。
5. 【請求項５】 ダイスが、先端部を細くしたノズルを設
   けたもの又はスプレダーを設置したものである請求項１
   又は２記載の繊維強化複合材料の製造方法。
6. 【請求項６】 繊維強化複合材料が、繊維３０〜８０重
   量％と熱可塑性樹脂７０〜２０重量％とを含有するもの
   である請求項１又は２記載の繊維強化複合材料の製造方
   法。
7. 【請求項７】 ダイスから引出され、冷却されたストラ
   ンドを切断し、長さ３〜３００ｍｍのペレットを得る請
   求項１又は２記載の繊維強化複合材料の製造方法。