JPH10323878A - ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成により成形後に樹脂の強化
用ガラス繊維の浮き上がりのない高強度、高剛性の異形
押出成形品を提供する。 【解決手段】 芯材として下記（I）を用いて芯材層２
を形成し、被覆材として下記（II）を用いて該芯材層２
の片側もしくは表面全体を覆う被覆層３を形成し、該被
覆層３の厚みｔ２が、0.5mm以上で、かつ前記芯材層２
の厚みｔ１の5%以上100%以下となるようにして被覆異形
押出成形にてガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成
形品１が成形された。 （I）ガラス繊維ロービングに熱可塑性樹脂を含浸させ
た後に引抜成形し、5mm以上30mm以下の長さに切断する
ことによって製造される円柱状のガラス長繊維強化熱可
塑性樹脂。 （II）ガラス繊維状強化材を含まない熱可塑性樹脂。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス繊維ロー
ビングで補強された芯材層が、ガラス繊維状強化材を含
まない熱可塑性樹脂の被覆層で覆われて形成されたガラ
ス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品に関する。

【０００２】詳しくは、ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂
の異形押出成形品を芯材層とし その芯材層と同一熱可
塑性樹脂又はその他の熱可塑性樹脂の被覆層で被覆成形
された中空パイプ、板状等の異形押出成形品に係り、と
りわけ被覆成形によって補強材としてのガラス繊維ロー
ビングが浮き出すことによる外観不良を抑止された高強
度、高剛性異形押出成形品に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来のこの種のものとしては、例えば特
開平４ー３０９６６６号公報、特公昭６３ー２７７２号
公報、及び特公平７ー１１２７０１号公報に記載された
ようなものがある。

【０００４】特開平４ー３０９６６６号公報 この公報には、断面の各外側辺部の長さがそれぞれ40〜
100mm、肉厚が5〜15mmに形成された四角筒状の端太材
（ばたざい）であって、熱可塑性樹脂20〜60重量%と平
均繊維長が0.5〜15mmのガラス繊維40〜80重量%とを含む
ガラス繊維強化樹脂からなることを特徴とする端太材が
提案されている。

【０００５】特公昭６３ー２７７２号公報 この公報には、補強繊維束に未硬化の熱硬化性樹脂を含
浸させてなる未硬化状補強芯部を、熱可塑性樹脂で被覆
した棒状物を加熱処理することによって熱硬化樹脂を硬
化するとともに、これに被覆熱可塑性樹脂を溶着させる
ことが開示されている。

【０００６】特公平７ー１１２７０１号公報 この公報には、多数の長繊維が熱可塑性樹脂で固定され
た芯材の間に繊維シート複合芯材に熱可塑性樹脂を被覆
一体化することにより、熱収縮による変形、剛性、耐衝
撃性及び層間剥離を改善し、耐久性を向上させることが
開示されている。

【０００７】上記の各方法によれば、剛性に優れた強化
樹脂成形品を得ることが出来る。

【０００８】しかしながら、検討の結果、上記ではガ
ラス長繊維を含んだ熱可塑性樹脂異形押出成形品は、ガ
ラス繊維が表面に浮き上がり成形品外観が著しく損なわ
れ表面を構成する部材としては好ましくないことが判っ
た。

【０００９】又、他の方法及びは、製品のコストア
ップが考えられるばかりか、製造時の作業性が著しく劣
ることが判明した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術では解決することできなかった不都合を経済的あるい
は技術的困難性のない、実用的な方法を鋭意検討して本
発明に到達したものであって、その目的とするところ
は、比較的簡単な構成により成形後に樹脂の強化用ガラ
ス繊維の浮き上がりのない高強度、高剛性の異形押出成
形品を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
検討の結果、ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂の押出品を
芯材層とし、ガラス繊維状強化材を含まない熱可塑性樹
脂を被覆層として被覆異形押出成形をする方法が本発明
の目的を達成させるに有効であることを見出した。

【００１２】すなわち、請求項１に記載の発明は、芯材
として下記（I）を用いて芯材層を形成し、被覆材とし
て下記（II）を用いて該芯材層の片側もしくは表面全体
を覆う被覆層を形成し、該被覆層の厚みが、0.5mm以上
で、かつ前記芯材層の厚みの5%以上100%以下となるよう
にして被覆異形押出成形にて形成されたガラス長繊維強
化熱可塑性樹脂異形押出成形品としたことを特徴とす
る。

【００１３】（I）ガラス繊維ロービングに熱可塑性樹
脂を含浸させた後に引抜成形し、5mm以上30mm以下の長
さに切断することによって製造される円柱状のガラス長
繊維強化熱可塑性樹脂。

【００１４】（II）ガラス繊維状強化材を含まない熱可
塑性樹脂。

【００１５】以下に、この発明の各構成要件について説
明する。

【００１６】上記（I）のガラス長繊維強化熱可塑性樹
脂とは、ガラス繊維ロービングを用い、これに熱可塑性
樹脂を含浸させた後に、引抜成形して上記所望の長さに
切断することにより製造される円柱状のペレット（以下
「ＬＰＴ」と省略することがある）を意味する。

【００１７】この含浸方法については、特に制限はな
く、ガラス繊維ロービングを樹脂粉体流動層中に通し
て、これに樹脂粉体を付着させた後、樹脂の融点以上に
加熱して樹脂を含浸させる方法（特公昭52-3985号公
報）、クロスヘッドダイを用いてロービングに溶融樹脂
を含浸させる方法（特開昭62-60625号公報，特開昭63-4
32036号公報，特開昭63-264326号公報，特開平1-208118
号公報）、樹脂繊維を用い、これとガラス繊維ロービン
グとを混繊した後樹脂の融点以上に加熱して樹脂を含浸
させる方法（特開昭61-118235）等、何れの方法も用い
ることができる。

【００１８】本来、ＬＰＴは射出成形用として開発され
たものであり、ガラス繊維長は15mm以下が一般的であっ
た。これは、射出成形では溶融樹脂を高速で流動させる
ため、金型のコーナー部等での接触、衝突によるガラス
繊維の折れが著しく、15mmを越える長繊維のＬＰＴを用
いても無意味だからである。

【００１９】本発明者らは、このＬＰＴを押出成形に用
いたところ、ガラス繊維の折れが意外にも少なく、10mm
を越える繊維長のものでも有効に使用でき、しかも繊維
同志が絡み合いも良好な押出成形品を作製できることを
見出した。

【００２０】更に、前記のごとく、ＬＰＴの押出品を芯
材層とし、ガラス繊維状強化材を含まない熱可塑樹脂を
被覆層として被覆押出成形を行うことにより、ガラス繊
維の浮き上がりのない良好な外観及び衝撃強度や剛性に
優れたガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出品が容易
に得られることを見出し、本発明に達した。

【００２１】即ち、本発明の（I）として用いられるＬ
ＰＴの含まれるガラス繊維長、つまり、ペレット長さ
は、5〜30mmであることが望ましく、5mm以下では、耐衝
撃特性が低下するので避けるべきである。逆に30mmを越
えると、押出成形機へのフィードが困難となるため実用
的でない。

【００２２】本発明の（I）として用いられるＬＰＴのマ
トリックス樹脂は、通常ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂押出
成形のマトリックス樹脂として使用されるホ゜リフ゜ロヒ゜レン、ホ゜リエチレ
ンなどのホ゜リオレフィン、ホ゜リエチレンテレフタレ-ト、PBT、などのホ゜リエステ
ル、6ナイロン、66ナイロンなどのホ゜リアミト゛及びホ゜リ塩化ヒ゛ニ-ルな
ど、なんら制限なく使用できる。

【００２３】本発明における（II）の熱可塑性樹脂とし
ても、上述のものが制限なく使用可能である。（II）の
熱可塑性樹脂としては、（I）からなるガラス長繊維強
化熱可塑性樹脂成形品の外観を改良するための表層とし
て使用するものであるから、ガラス繊維状強化材を実質
的に含まないものでなければならない。又（I）のＬＰ
Ｔと多層異形押出成形を行った際、十分な接着強度が得
られるものでなければならない。十分な接着強度が得ら
れない場合、剥離し押出成形品の組立等に支障を来す事
が起きる恐れがある。従って、（II）の熱可塑性樹脂と
しては、（I）のマトリックス樹脂と同一か若しくは、相溶性
のあるものが好適に用いられる。

【００２４】（I）のＬＰＴと（II）の熱可塑性樹脂に
よる多層異形押出成形については、２台の押出成形機と
被覆ダイスを用いた従来公知の方法でなんら制限なく用
いることができる。ただし、ＬＰＴの可塑化に関して
は、ガラス繊維の折れと開繊性のバランスを考えスクリ
ューのデザイン、圧縮比、及び押出条件（温度・回転
数）を決定すべきである。被覆タ゛イスは、従来公知のもの
でかまわず、要求される製品性能で決定し製作される。

【００２５】本発明者らは、被覆層の厚みが、被覆押出
成形後固化した状態で、0.5mm以上で、かつ芯材層の厚
みの5%以上、100%以下のときに、外観ばかりでなく驚く
べきことに衝撃強度も大きく改良されることを見出し
た。ここでいう厚みの範囲は、被覆層に関するものであ
り、0.5mm未満もしくは芯材層の厚みの20%未満である場
合には、成形時にガラス繊維が露出して、外観や衝撃に
対するクラックの改善がされないため避けるべきであ
る。逆に、100%を越える場合には、繊維強化の効果が薄
れ、剛性が大きく低下する一方で衝撃に対しても脆性破
壊を起こしやすくなるため好ましくない。更に特記すべ
きは、本発明製造方法によるガラス長繊維強化熱可塑性
樹脂異形押出成形品は、同一成形品で同じ厚みを有する
被覆層なしのガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成
形品と比較しても、芯材層厚みとしては若干薄いにもか
かわらず衝撃に対するクラックの入り難さは改善されて
いるということである。

【００２６】本発明により得られたガラス長繊維強化熱
可塑性樹脂異形押出成形品の製造に関して重要なこと
は、最終成形品でも、ある程度の被覆層厚みを保持する
ように異形押出成形することである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００２８】［発明の実施の形態１］図１には、この発
明の実施の形態１を示す。

【００２９】この図１は、ガラス長繊維強化熱可塑性樹
脂異形押出成形品１の断面を示し、この押出成形品１
は、四角筒状の芯材層２と、この芯材層２の表面全体を
覆う被覆層３とから構成されている。

【００３０】その芯材層２は、芯材としてのガラス長繊
維強化熱可塑性樹脂を用いて押出成形により厚みｔ１に
形成されている。このガラス長繊維強化熱可塑性樹脂
は、円柱状を呈し、ガラス繊維ロービングに熱可塑性樹
脂を含浸させた後に引抜成形し、5mm以上30mm以下の長
さに切断することによって製造されている。

【００３１】また、被覆層３は、被覆材としての、ガラ
ス繊維状強化材を含まない熱可塑性樹脂を用いて表面全
体（片側のみでも良い）を覆っており、この被覆層３の
厚みｔ２は、0.5mm以上で、かつ前記芯材層２の厚みｔ
１の5%以上100%以下となるように設定されている。

【００３２】そして、その芯材層２と被覆層３とが、被
覆異形押出成形されることにより、この実施の形態１の
ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品１が形成
されている。

【００３３】［発明の実施の形態２］この図２には、こ
の発明の実施の形態２を示す。

【００３４】この発明の実施の形態２は、実施の形態１
と比較すると、ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出
成形品１の断面形状が異なっている。

【００３５】すなわち、この実施の形態２の芯材層２
は、その断面形状がＬ字形の板状を呈し、厚みｔ１に形
成されている。また、その芯材層２の表面全体が被覆層
３で覆われている。この被覆層３の厚みはｔ２である。

【００３６】他の構成は実施の形態１と同様である。

【００３７】

【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を具
体的に説明するが、本発明は、これによって限定される
ものではない。

【００３８】尚、評価方法は以下の通りである。

【００３９】（ａ）外観 ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品を目視観
察にて次の２段階で判定した。

【００４０】ガラス繊維ロービングの露出がなく外観に
優れている ：○ ガラス繊維ロービングの露出がきわめて多く外観に劣
る：× （ｂ）衝撃強度 長さ2ｍのガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形
品を用い、これを高さ5m,4m,3m,2m,1mの位置からコンクリート
製の地面に垂直に落下させて衝撃を与え、強度を測定し
た。破壊の判定については、その異形押出成形品にクラ
ックが生じた時点を破壊とみなし×、クラック等が発生
しない無傷のものを○、とした。

【００４１】（ｃ）剛性 JIS Kー7203（硬質プラスチックの曲げ試験方法）に準拠
した。

【００４２】ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成
形品の平らな部分より10mm×100mmの試験片を切り出し
て測定した。

【００４３】［実施例１］この実施例１は、図１に示す
実施の形態１のガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出
成形品１を具体的に示すものである。

【００４４】これは、テックス番手2200g/km、平均繊維
径23μのガラス繊維ロービングにポリプロピレン樹脂を
溶融含浸させた後、線状に引抜成形されたものを、長10
mmに切断した繊維含有量40wt%のガラス長繊維強化熱可
塑性樹脂ペレットを用いて成形されたものを芯材として
芯材層２を形成し、又、ガラス繊維状強化材を含まない
非強化の「熱可塑性樹脂」としてのポリプロピレン樹脂
を被覆材として被覆層３を形成し、角パイプの異形押出
成形を行った。芯材層２の厚みｔ１を4.5mm、被覆層３
の厚みｔ２を0.5mmとし、成形品１の厚みは、５mmとな
るように調整した。得られたガラス長繊維強化熱可塑性
樹脂異形押出成形品１の角パイプは、ガラス繊維ロービ
ングで強化された芯材層２が、被覆層３で均一に覆わ
れ、外観の良好なものであった。

【００４５】また、その成形品１の衝撃強度及び成形品
１から試験片を切り出し剛性を測定したが、良好であっ
た。

【００４６】以上の結果は表１に示した。

【００４７】［実施例２］この実施例２は、図２に示す
実施の形態２のガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出
成形品１を具体的に示すものである。

【００４８】これは、芯材層２のＬＰＴ及び被覆層３の
熱可塑性樹脂は、実施例１と同じものを用いアングル材
の異形押出成形を行った。芯材層２の厚みｔ１を3mm、
被覆層３（両面）の厚みｔ２をそれぞれ0.5mmとし、成
形品１の厚みは、4mmとなるように調整した。得られた
ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品１のアン
グル材は、両面及び側面が被覆層３で均一に覆われた外
観の良好なものであった。

【００４９】また、その成形品１の衝撃強度及び成形品
１から試験片を切り出し剛性を測定したが、良好であっ
た。

【００５０】以上の結果は表２に示した。

【００５１】［比較例１］この比較例１は、ＬＰＴは実
施例１と同じものを用いて角パイプの異形押出成形を行
った。成形品の厚みは5mmとなるように調整した。実施
例１のような被覆層３は形成されていない。得られたガ
ラス長繊維強化熱可塑性樹脂の角パイプは、表面にガラ
ス繊維が露出し外観は不良であった。

【００５２】また、実施例１と同様に評価を行ったが、
衝撃に対して表面クラックが入りやすいものであった。
従って衝撃強度は劣る。剛性については良好であった。

【００５３】以上の結果は表１に示した。

【００５４】［比較例２］この比較例２は、ＬＰＴは実
施例１と同じものを用いてアングル材の異形押出成形を
行った。成形品の厚みは、4mmとなるように調整した。
実施例２のような被覆層３は形成されていない。得られ
たガラス長繊維強化熱可塑性樹脂のアングル材は、表面
にガラス繊維が露出し外観は不良であった。

【００５５】また、実施例２と同様に評価を行ったが、
衝撃に対しては比較例１と同様に表面クラックが入りや
すいものであった。従って衝撃強度は劣る。剛性につい
ては良好であった。

【００５６】以上の結果は表２に示した。

【００５７】

【表１】

【表２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂の異形押出成形物
を芯材層とし、ガラス繊維状強化材を含まない熱可塑性
樹脂を被覆層として異形押出成形を行うと共に、この際
「ガラス繊維ロービングの長さ」「被覆層の厚み」及び
「被覆層と芯材層の厚みの比」を特定化することによっ
て、良好な外観を有し、衝撃に対してもクラックが入り
難い為、衝撃強度は良好で、かつ剛性にも優れたガラス
長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品を経済的あるい
は技術的困難性のない実用的な工程で容易に製造するこ
とが可能となった。

【００５８】しかも、本発明によるガラス長繊維強化熱
可塑性樹脂異形押出成形品の芯材層は、ガラス長繊維強
化熱可塑性樹脂ペレット、即ち予めガラス繊維ロービン
グ間に樹脂が含浸された状態のものを押出成形したもの
であってガラス繊維ロービングに残留する応力が小さ
い。従って、樹脂の融点付近は勿論、融点以上に加熱し
てもガラス繊維ロービングの突き出しがみられない。よ
って、本発明の製造方法によればガラス長繊維強化熱可
塑性樹脂異形押出成形品生産性の向上を図れる他、得ら
れたガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品は、
各種構造部品として巾広く使用することが可能である。
特に、比較的良好な外観や衝撃強度及び剛性を生かし、
表面を構成する部品としても使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示すガラス長繊維強
化熱可塑性樹脂異形押出成形品の概略断面図である。

【図２】この発明の実施の形態２を示すガラス長繊維強
化熱可塑性樹脂異形押出成形品の概略断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異形押出成形品 ２ 芯材層 ３ 被覆層 t1 芯材層の厚み t2 被覆層の厚み

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 101:12 105:12 309:08 Ｂ２９Ｌ 9:00 23:00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材として下記（I）を用いて芯材層を
   形成し、被覆材として下記（II）を用いて該芯材層の片
   側もしくは表面全体を覆う被覆層を形成し、該被覆層の
   厚みが、0.5mm以上で、かつ前記芯材層の厚みの5%以上1
   00%以下となるようにして被覆異形押出成形にて形成さ
   れたことを特徴とするガラス長繊維強化熱可塑性樹脂異
   形押出成形品。 （I）ガラス繊維ロービングに熱可塑性樹脂を含浸させ
   た後に引抜成形し、5mm以上30mm以下の長さに切断する
   ことによって製造される円柱状のガラス長繊維強化熱可
   塑性樹脂。 （II）ガラス繊維状強化材を含まない熱可塑性樹脂。