JPH111841A - 繊維強化熱可塑性樹脂成形材料 - Google Patents
繊維強化熱可塑性樹脂成形材料Info
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- JPH111841A JPH111841A JP9167861A JP16786197A JPH111841A JP H111841 A JPH111841 A JP H111841A JP 9167861 A JP9167861 A JP 9167861A JP 16786197 A JP16786197 A JP 16786197A JP H111841 A JPH111841 A JP H111841A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱可塑性樹脂被覆補強繊維束からなるクロスは
組布は複雑形状、深絞り成型体を作る上で変形量が少な
く成型可能な形状の範囲が狭く、組布は繊維の移動量が
大きくて成型品に強度のむらが出来やすい。 【解決手段】被覆繊維束よりなるクロスあるいは組布の
繊維束のみを切断し、熱可塑性樹脂の被覆を残すことに
より、補強繊維が切断しているにもかかわらず成型作業
での取扱いを可能にした。そのため成型中の形状に対応
して繊維の移動が起き、複雑形状のものが成型可能にな
り、繊維の分布むらによる強度のむらが減少する。
組布は複雑形状、深絞り成型体を作る上で変形量が少な
く成型可能な形状の範囲が狭く、組布は繊維の移動量が
大きくて成型品に強度のむらが出来やすい。 【解決手段】被覆繊維束よりなるクロスあるいは組布の
繊維束のみを切断し、熱可塑性樹脂の被覆を残すことに
より、補強繊維が切断しているにもかかわらず成型作業
での取扱いを可能にした。そのため成型中の形状に対応
して繊維の移動が起き、複雑形状のものが成型可能にな
り、繊維の分布むらによる強度のむらが減少する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化熱可塑性
樹脂コンポジットの成型材料に関し、成形時の型なじみ
性特に深絞り成型する必要がある型や複雑形状の型を使
用して成形体を製造するための成形用樹脂含浸シ−ト、
あるいはその原料であるクロスあるいは組布に関するも
のである。
樹脂コンポジットの成型材料に関し、成形時の型なじみ
性特に深絞り成型する必要がある型や複雑形状の型を使
用して成形体を製造するための成形用樹脂含浸シ−ト、
あるいはその原料であるクロスあるいは組布に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化熱可塑性樹脂コンポジットの成
型材料として補強繊維と熱可塑性樹脂が組合わされた複
合材成形用材料には、繊維補強材がクロス、組布の形態
であるものとチョップドストランドの形態のものの２種
類に大別される。繊維補強材と熱可塑性樹脂を同時に金
型に入れ加熱、溶融、含浸し成型する方法があるが溶融
含浸に時間がかかるため、予め補強繊維のクロス、組
布、チョップドストランドマットに熱可塑性樹脂を含浸
させた含浸シ−トにしたものを加熱軟化させ金型でプレ
ス成型する方法が一般的に行われている。それらの材料
を用いて成型用含浸シ−ト材料を製造する方法には補強
繊維からなるクロス、または組布を熱可塑性樹脂フィル
ムとともに積層し、あるいは熱可塑性樹脂繊維と補強材
繊維とを交織、または混織したものを、加熱プレスによ
り熱可塑性樹脂を溶解し補強材に含浸させたものや、補
強材繊維のチョップをマット形態にしたものを熱可塑性
樹脂フイルムと積層し加熱含浸したもの、または、熱可
塑性樹脂繊維のチョップを補強材繊維のチョップといっ
しよに散布しマット形態にした後、加熱含浸したものに
大別できる。これらのシ−トを用いて成型体をつくるに
は、シ−トを加熱炉で樹脂の軟化点以上に加熱し軟化さ
せ、型に入れてプレスし、望む形状に成型する。
型材料として補強繊維と熱可塑性樹脂が組合わされた複
合材成形用材料には、繊維補強材がクロス、組布の形態
であるものとチョップドストランドの形態のものの２種
類に大別される。繊維補強材と熱可塑性樹脂を同時に金
型に入れ加熱、溶融、含浸し成型する方法があるが溶融
含浸に時間がかかるため、予め補強繊維のクロス、組
布、チョップドストランドマットに熱可塑性樹脂を含浸
させた含浸シ−トにしたものを加熱軟化させ金型でプレ
ス成型する方法が一般的に行われている。それらの材料
を用いて成型用含浸シ−ト材料を製造する方法には補強
繊維からなるクロス、または組布を熱可塑性樹脂フィル
ムとともに積層し、あるいは熱可塑性樹脂繊維と補強材
繊維とを交織、または混織したものを、加熱プレスによ
り熱可塑性樹脂を溶解し補強材に含浸させたものや、補
強材繊維のチョップをマット形態にしたものを熱可塑性
樹脂フイルムと積層し加熱含浸したもの、または、熱可
塑性樹脂繊維のチョップを補強材繊維のチョップといっ
しよに散布しマット形態にした後、加熱含浸したものに
大別できる。これらのシ−トを用いて成型体をつくるに
は、シ−トを加熱炉で樹脂の軟化点以上に加熱し軟化さ
せ、型に入れてプレスし、望む形状に成型する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの成形用シート
材料には補強繊維がクロスの形態で入っているものは成
型品中に含まれる繊維の含有量を高くすることが出来る
ので強度が強く、特に繊維方向の強度は優れている。し
かしながら、補強用繊維のみからなるクロスと熱可塑製
樹脂フィルムを用いて溶融含浸した成型用シ−トは織物
の経糸と緯糸の重なる織り目部分への樹脂含浸が不十分
になりやすい。また、織物の性質上、織り目のずれが許
される狭い範囲しか糸が移動することが出来ない。その
ため、成型用シ−トを加熱しマトリックス樹脂を軟化さ
せ立体形状に成型するには限度があり、深絞りや複雑形
状のものはしわが出来たり、型になじまないため所望の
形状が得られないという問題がある。
材料には補強繊維がクロスの形態で入っているものは成
型品中に含まれる繊維の含有量を高くすることが出来る
ので強度が強く、特に繊維方向の強度は優れている。し
かしながら、補強用繊維のみからなるクロスと熱可塑製
樹脂フィルムを用いて溶融含浸した成型用シ−トは織物
の経糸と緯糸の重なる織り目部分への樹脂含浸が不十分
になりやすい。また、織物の性質上、織り目のずれが許
される狭い範囲しか糸が移動することが出来ない。その
ため、成型用シ−トを加熱しマトリックス樹脂を軟化さ
せ立体形状に成型するには限度があり、深絞りや複雑形
状のものはしわが出来たり、型になじまないため所望の
形状が得られないという問題がある。
【０００４】一方補強繊維が短く切断されたチョップド
ストランドの形態で使用しているタイプの成型用シ−ト
は加熱してマトリックス樹脂を軟化させ立体形状に成型
する場合、軟化した成型用シ−ト中のチョップドストラ
ンドは繊維長が数ｍｍ−数１０ｍｍ程度で比較的短いの
で成型プレスの加圧による樹脂の流れに従って移動する
ことが出来るので深絞りや複雑形状の成型に適してい
る。しかしこのタイプの成型用シ−トは成型品中の補強
繊維の含有量を通常５０重量％以上に増加させることが
できないため、強度の必要な成型品には使用出来なかっ
た。
ストランドの形態で使用しているタイプの成型用シ−ト
は加熱してマトリックス樹脂を軟化させ立体形状に成型
する場合、軟化した成型用シ−ト中のチョップドストラ
ンドは繊維長が数ｍｍ−数１０ｍｍ程度で比較的短いの
で成型プレスの加圧による樹脂の流れに従って移動する
ことが出来るので深絞りや複雑形状の成型に適してい
る。しかしこのタイプの成型用シ−トは成型品中の補強
繊維の含有量を通常５０重量％以上に増加させることが
できないため、強度の必要な成型品には使用出来なかっ
た。
【０００５】そのため、クロスタイプの補強材を使用し
た成型材料は、材料中の繊維の含有量を高くすることが
出来るので、成型体の強度を上げる事ができるという特
長とチョップドストランドタイプの補強材を使用した成
型材料中の繊維が成型中樹脂の流れと共に移動すること
ができるため深絞りが出来る特長を合せ持った繊維補強
熱可塑性樹脂成型用シ−トの開発が望まれていた。この
課題を解決するため、特願平８−９４６９０号に熱可塑
性樹脂被覆強化繊維束の強化繊維の一部を切断したもの
を使用して、製織あるいは製紐した材料が公開されてい
る。しかしながら、この熱可塑性樹脂被覆し補強用繊維
束のみを部分的に切断した補強繊維束は補強用繊維束を
切断した部分の剛性がなく、その部分で折れ曲りやす
く、織機で製織するときトラブルが起きやすくなってい
た。
た成型材料は、材料中の繊維の含有量を高くすることが
出来るので、成型体の強度を上げる事ができるという特
長とチョップドストランドタイプの補強材を使用した成
型材料中の繊維が成型中樹脂の流れと共に移動すること
ができるため深絞りが出来る特長を合せ持った繊維補強
熱可塑性樹脂成型用シ−トの開発が望まれていた。この
課題を解決するため、特願平８−９４６９０号に熱可塑
性樹脂被覆強化繊維束の強化繊維の一部を切断したもの
を使用して、製織あるいは製紐した材料が公開されてい
る。しかしながら、この熱可塑性樹脂被覆し補強用繊維
束のみを部分的に切断した補強繊維束は補強用繊維束を
切断した部分の剛性がなく、その部分で折れ曲りやす
く、織機で製織するときトラブルが起きやすくなってい
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々検討
の結果、熱可塑性樹脂被覆補強繊維束（以後、被覆繊維
束という）をクロス、あるいは組布の形態にした後、ク
ロスあるいは組布の樹脂の被覆は残し補強繊維束をのみ
を切断することによって、この課題を解決したものであ
る。本発明において、クロスは経糸と緯糸からなる織物
で織りあがったのち、ヒ−トセットしても良い。組布
（そふ）とは被覆繊維束を経糸層、緯糸層の２層、ある
いは経糸の層とこれに６０度の角度で交わる２層の３層
あるいは、経糸層、緯糸層とこれに４５度の角度で交わ
る２層の４層に分け経緯積層機により積層し加熱し交点
を融着させたものである。本発明において、被覆繊維束
とは、補強用繊維束の表面を熱可塑性樹脂で被覆したも
のである。
の結果、熱可塑性樹脂被覆補強繊維束（以後、被覆繊維
束という）をクロス、あるいは組布の形態にした後、ク
ロスあるいは組布の樹脂の被覆は残し補強繊維束をのみ
を切断することによって、この課題を解決したものであ
る。本発明において、クロスは経糸と緯糸からなる織物
で織りあがったのち、ヒ−トセットしても良い。組布
（そふ）とは被覆繊維束を経糸層、緯糸層の２層、ある
いは経糸の層とこれに６０度の角度で交わる２層の３層
あるいは、経糸層、緯糸層とこれに４５度の角度で交わ
る２層の４層に分け経緯積層機により積層し加熱し交点
を融着させたものである。本発明において、被覆繊維束
とは、補強用繊維束の表面を熱可塑性樹脂で被覆したも
のである。
【０００７】被覆とは、補強用繊維束に熱可塑性樹脂が
含浸すると剛性がでて取扱いに問題が起きるので、出来
るだけ含浸しないよう、また出来るだけ締まった形状に
なるよう表面を覆ったものであり、エアジェットル−
ム、ウオ−タ−ジエットル−ム、レピア織機、２軸、３
軸、４軸組布を製造する経緯積層機で織ることが出来る
程度の柔軟性を有する。その製造方法は、熱可塑性樹脂
押出し機の先端に付けたコ−ティングダイス中央部より
補強繊維束を供給しその繊維束を取巻くようにマトリッ
クス樹脂をチュ−ブ状に押出し補強繊維束を被覆するも
のである。
含浸すると剛性がでて取扱いに問題が起きるので、出来
るだけ含浸しないよう、また出来るだけ締まった形状に
なるよう表面を覆ったものであり、エアジェットル−
ム、ウオ−タ−ジエットル−ム、レピア織機、２軸、３
軸、４軸組布を製造する経緯積層機で織ることが出来る
程度の柔軟性を有する。その製造方法は、熱可塑性樹脂
押出し機の先端に付けたコ−ティングダイス中央部より
補強繊維束を供給しその繊維束を取巻くようにマトリッ
クス樹脂をチュ−ブ状に押出し補強繊維束を被覆するも
のである。
【０００８】樹脂の量は、被覆繊維束に完全含浸したと
きを基準として７５−３０体積％の範囲であることが望
ましいが成型体の用途に合わせて任意に選択することが
できる。樹脂の量が７５体積％より大きくなると樹脂の
含有率が多く、成型体の機械的強度が不十分となる。使
用出来ない、成型できないということではなく成型体の
強度が低く、使用する必要性が少ないということであ
る。また成型品中に含まれる補強繊維の含有量が多いほ
どその機械的物性は優れたものになるが、樹脂の量が３
０体積％未満になると均一なコ−ティングが困難である
と共に、形成された被膜が薄く、製織時に剥離などのト
ラブルが生じる恐れがある、また樹脂量が少ないので成
型体の完全含浸が出来なくなり、強度、製品の均一性な
どに問題がおきるためである。
きを基準として７５−３０体積％の範囲であることが望
ましいが成型体の用途に合わせて任意に選択することが
できる。樹脂の量が７５体積％より大きくなると樹脂の
含有率が多く、成型体の機械的強度が不十分となる。使
用出来ない、成型できないということではなく成型体の
強度が低く、使用する必要性が少ないということであ
る。また成型品中に含まれる補強繊維の含有量が多いほ
どその機械的物性は優れたものになるが、樹脂の量が３
０体積％未満になると均一なコ−ティングが困難である
と共に、形成された被膜が薄く、製織時に剥離などのト
ラブルが生じる恐れがある、また樹脂量が少ないので成
型体の完全含浸が出来なくなり、強度、製品の均一性な
どに問題がおきるためである。
【０００９】被覆用の熱可塑性樹脂としては、ナイロン
６、ナイロン１２、ナイロン６６、芳香族ナイロンなど
のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリ
ブチレンテレフタレ−トなどのポリエステル樹脂、ポリ
プロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、
ボリカーボネート樹脂、ボリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等があげられるが
とくに限定されるものではなく、被覆繊維束が織機にか
けることが出来る程度の柔軟性を持てば良いまたこれら
熱可塑性樹脂を２種類以上併用して用いても良い。補強
繊維束とは、通常熱可塑性樹脂の補強に用いられるＥガ
ラス、Ａガラス、Ｔガラス、Ｃガラスなどのガラス繊
維、炭素繊維など被覆樹脂の伸びより小さい伸びの繊維
が使用される。繊維束を構成する繊維はフィラメント数
が１００−１５０００本、好ましくは１０００−１２０
００本、繊維径が３−２７μｍ、好ましくは７−２０μ
ｍの範囲のものが用いられる。また、上記補強繊維は、
一種類の繊維のみを使用するもの、または、これらを組
み合わせたもの、例えば、ガラス繊維でのＥ−ガラスと
Ｔ−ガラスとの組み合わせや、Ｅガラスと炭素繊維の組
み合わせ等複数種の補強繊維を組み合わせたものでもよ
い。このように強度、物性の違う繊維を別々の方向に揃
えてクロスあるいは組布とすることにより強度に方向性
を持たせることも可能である。クロスの織り方は必要に
応じ平織り、朱子織りなど公知の織り組織を用途にあわ
せて選択する。
６、ナイロン１２、ナイロン６６、芳香族ナイロンなど
のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリ
ブチレンテレフタレ−トなどのポリエステル樹脂、ポリ
プロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、
ボリカーボネート樹脂、ボリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等があげられるが
とくに限定されるものではなく、被覆繊維束が織機にか
けることが出来る程度の柔軟性を持てば良いまたこれら
熱可塑性樹脂を２種類以上併用して用いても良い。補強
繊維束とは、通常熱可塑性樹脂の補強に用いられるＥガ
ラス、Ａガラス、Ｔガラス、Ｃガラスなどのガラス繊
維、炭素繊維など被覆樹脂の伸びより小さい伸びの繊維
が使用される。繊維束を構成する繊維はフィラメント数
が１００−１５０００本、好ましくは１０００−１２０
００本、繊維径が３−２７μｍ、好ましくは７−２０μ
ｍの範囲のものが用いられる。また、上記補強繊維は、
一種類の繊維のみを使用するもの、または、これらを組
み合わせたもの、例えば、ガラス繊維でのＥ−ガラスと
Ｔ−ガラスとの組み合わせや、Ｅガラスと炭素繊維の組
み合わせ等複数種の補強繊維を組み合わせたものでもよ
い。このように強度、物性の違う繊維を別々の方向に揃
えてクロスあるいは組布とすることにより強度に方向性
を持たせることも可能である。クロスの織り方は必要に
応じ平織り、朱子織りなど公知の織り組織を用途にあわ
せて選択する。
【００１０】このような、材料から製造したクロスある
いは組布を本発明の目的である成形時に繊維が移動する
ことができるようにするには、成型する前に補強繊維を
切断することが必要である。主として補強用繊維束のみ
からなる従来のクロス、組布は繊維を図１のように２０
−５０ｍｍに切断するとばらばらになり、切断したもの
は取扱い出来なかった。しかしながら、本発明によれば
補強繊維は切断されるが被覆樹脂層は切断されていない
のでクロスあるいは組布の形状を保ち取扱いが可能であ
る。取扱いが可能となったため、補強繊維を切断したク
ロスあるいは組布はそのまま型に入れて加熱しプレス成
型することも、切断した複数のクロスあるいは組布ある
いはクロスと組布を組み合わせて積層したものを加熱プ
レス成型し成形用シ−ト、あるいは成形用含浸シ−トと
することも出来るようになった。
いは組布を本発明の目的である成形時に繊維が移動する
ことができるようにするには、成型する前に補強繊維を
切断することが必要である。主として補強用繊維束のみ
からなる従来のクロス、組布は繊維を図１のように２０
−５０ｍｍに切断するとばらばらになり、切断したもの
は取扱い出来なかった。しかしながら、本発明によれば
補強繊維は切断されるが被覆樹脂層は切断されていない
のでクロスあるいは組布の形状を保ち取扱いが可能であ
る。取扱いが可能となったため、補強繊維を切断したク
ロスあるいは組布はそのまま型に入れて加熱しプレス成
型することも、切断した複数のクロスあるいは組布ある
いはクロスと組布を組み合わせて積層したものを加熱プ
レス成型し成形用シ−ト、あるいは成形用含浸シ−トと
することも出来るようになった。
【００１１】被覆繊維束の被覆を切断しないで、補強繊
維束のみを切断するには、平滑な台の上に被覆補強繊維
束からなるクロス、組布を置き、刃物を植えた平板で加
圧することにより切断する、あるいは刃物を植えた平板
の上にクロスなどを置き鉄ロ−ルの間を通すなどの周知
の打ち抜き技術あるいは多数の円盤状刃物で加圧しなが
ら連続的に補強繊維を切断する。 しかしながらその製
造条件は補強繊維の種類、構成するフィラメント数、被
覆樹脂の種類、厚みなどにより刃物尖端の形状、及び刃
にかける圧力、刃の当る下板の種類で変わるので基準と
なる範囲の限定は困難で、試行錯誤により適当な圧力、
下板の弾力性を選定している。カットダイスタンプ法に
よる一例をあげれば、鉄製の平滑な台上に置いたロック
ウエル硬度１２０、厚さ２ｍｍのＰＥＴ樹脂シ−トの下
板の上にクロスあるいは組布を置き、刃物用炭素鋼の刃
先の角度が４３度の両刃の刃物で、先端部の鋭い刃をや
や丸く研磨したものを使用し、カット時の圧力は刃物の
線圧として０．０５−３．０ｋｇ／ｃｍ、好ましくは
０．１−２．０ｋｇ／ｃｍ程度の力をかけることにより
補強繊維束を切断した。このようにして、切断したクロ
スあるいは組布を順次位置をずらし補強繊維のみを切断
する。また、賦形する形状に応じて変形量の多いことが
要求される部分の繊維長を調節したり、変形する部分だ
け繊維をカットするなど、カット刃の配列を変更して対
応することも可能である。またカットするパタ−ン形状
も直線の千鳥配列、３角、４角、長方形、６角形、ジグ
ザグ形などあるいは、これらの組合わせの繰返しにより
クロスなどを構成する補強繊維束が通常１０−１００ｍ
ｍぐらいの間隔で切断される。
維束のみを切断するには、平滑な台の上に被覆補強繊維
束からなるクロス、組布を置き、刃物を植えた平板で加
圧することにより切断する、あるいは刃物を植えた平板
の上にクロスなどを置き鉄ロ−ルの間を通すなどの周知
の打ち抜き技術あるいは多数の円盤状刃物で加圧しなが
ら連続的に補強繊維を切断する。 しかしながらその製
造条件は補強繊維の種類、構成するフィラメント数、被
覆樹脂の種類、厚みなどにより刃物尖端の形状、及び刃
にかける圧力、刃の当る下板の種類で変わるので基準と
なる範囲の限定は困難で、試行錯誤により適当な圧力、
下板の弾力性を選定している。カットダイスタンプ法に
よる一例をあげれば、鉄製の平滑な台上に置いたロック
ウエル硬度１２０、厚さ２ｍｍのＰＥＴ樹脂シ−トの下
板の上にクロスあるいは組布を置き、刃物用炭素鋼の刃
先の角度が４３度の両刃の刃物で、先端部の鋭い刃をや
や丸く研磨したものを使用し、カット時の圧力は刃物の
線圧として０．０５−３．０ｋｇ／ｃｍ、好ましくは
０．１−２．０ｋｇ／ｃｍ程度の力をかけることにより
補強繊維束を切断した。このようにして、切断したクロ
スあるいは組布を順次位置をずらし補強繊維のみを切断
する。また、賦形する形状に応じて変形量の多いことが
要求される部分の繊維長を調節したり、変形する部分だ
け繊維をカットするなど、カット刃の配列を変更して対
応することも可能である。またカットするパタ−ン形状
も直線の千鳥配列、３角、４角、長方形、６角形、ジグ
ザグ形などあるいは、これらの組合わせの繰返しにより
クロスなどを構成する補強繊維束が通常１０−１００ｍ
ｍぐらいの間隔で切断される。
【００１２】この様に補強繊維束が切断された材料を使
用して、成型品にする方法は、従来から行われている公
知の繊維補強した熱可塑性樹脂の成形方法を使用するこ
とができる。たとえば、クロスあるいは組布を数枚重
ね、加熱し樹脂を溶解して、プレスにより樹脂を補強繊
維束の内部に含浸させたシ−トにして、成型するときは
シ−トを再加熱し柔軟にした後、プレスの金型により望
む形状に成型する。あるいは加熱した金型に積層したク
ロスあるいは組布を予熱して入れ、金型によりプレス成
型するなどの方法がある。
用して、成型品にする方法は、従来から行われている公
知の繊維補強した熱可塑性樹脂の成形方法を使用するこ
とができる。たとえば、クロスあるいは組布を数枚重
ね、加熱し樹脂を溶解して、プレスにより樹脂を補強繊
維束の内部に含浸させたシ−トにして、成型するときは
シ−トを再加熱し柔軟にした後、プレスの金型により望
む形状に成型する。あるいは加熱した金型に積層したク
ロスあるいは組布を予熱して入れ、金型によりプレス成
型するなどの方法がある。
【００１３】
【作用】被覆繊維束は、繊維束の周囲を熱可塑性樹脂で
被覆しているため被覆繊維束を使用したクロスや組布を
使用した熱可塑性樹脂成型体は、織交点の含浸不良によ
る欠陥が少ない事が知られている。しかしながら、クロ
スは織り目により繊維束の移動が制約され従来のクロス
を使用した含浸シ−ト同様、半球程度の深絞りが限度で
あった。また組布は織り目が存在しないのでクロスより
はるかに複雑で深絞り成型のものに対応できる。しかし
ながら、構成する繊維束の周囲の熱可塑性樹脂が加熱に
より溶融したとき繊維束は自由に移動できるため移動量
が大きいところと小さいところが集中して現れ、繊維の
成型体形状によっては強度むらが大きくなる事がある。
また繊維束自体は伸びないので自ずから成型品の形状に
は制約があった。この被覆繊維束からなるクロスや組布
の補強繊維束を部分的に切断することにより、加熱溶融
しプレス成型するときクロスや組布を構成する繊維の移
動が、小さいブロック単位で行わる。連続繊維のみから
なるものに比べて、繊維束が切断部分から移動すること
ができるので、深絞り成型、複雑形状の成型が可能にな
り、連続繊維の様に歪みが集中しないので強度のむらも
減少する。例えば波板状の成型体で、波板の溝に平行に
１−３ｃｍ幅に２−５ｃｍピッチで千鳥状に切断すると
切断方向と直角方向のみに部分的に伸び全体の伸びを吸
収するので、切断部分の強度低下が一か所に集中しな
い、また複数の材料を積層するため繊維の非連続部分も
一か所に集中しないようにすることができるため全体の
強度低下はほとんど無いという利点を持つことが容易に
理解できる。また組布においては繊維束が切断されてい
るため、繊維の移動量が分散し深絞りしたときの強度む
らを最小限に押さえることができる。
被覆しているため被覆繊維束を使用したクロスや組布を
使用した熱可塑性樹脂成型体は、織交点の含浸不良によ
る欠陥が少ない事が知られている。しかしながら、クロ
スは織り目により繊維束の移動が制約され従来のクロス
を使用した含浸シ−ト同様、半球程度の深絞りが限度で
あった。また組布は織り目が存在しないのでクロスより
はるかに複雑で深絞り成型のものに対応できる。しかし
ながら、構成する繊維束の周囲の熱可塑性樹脂が加熱に
より溶融したとき繊維束は自由に移動できるため移動量
が大きいところと小さいところが集中して現れ、繊維の
成型体形状によっては強度むらが大きくなる事がある。
また繊維束自体は伸びないので自ずから成型品の形状に
は制約があった。この被覆繊維束からなるクロスや組布
の補強繊維束を部分的に切断することにより、加熱溶融
しプレス成型するときクロスや組布を構成する繊維の移
動が、小さいブロック単位で行わる。連続繊維のみから
なるものに比べて、繊維束が切断部分から移動すること
ができるので、深絞り成型、複雑形状の成型が可能にな
り、連続繊維の様に歪みが集中しないので強度のむらも
減少する。例えば波板状の成型体で、波板の溝に平行に
１−３ｃｍ幅に２−５ｃｍピッチで千鳥状に切断すると
切断方向と直角方向のみに部分的に伸び全体の伸びを吸
収するので、切断部分の強度低下が一か所に集中しな
い、また複数の材料を積層するため繊維の非連続部分も
一か所に集中しないようにすることができるため全体の
強度低下はほとんど無いという利点を持つことが容易に
理解できる。また組布においては繊維束が切断されてい
るため、繊維の移動量が分散し深絞りしたときの強度む
らを最小限に押さえることができる。
【００１４】
実施例１ ＧＦロービング（Ｅ−ＧＦ）ＲＳ５７ＰＲ４８１（日東
紡績製）繊維径 １４μｍ、フィラメント本数１４６０
本、５７０ＴＥＸを使用し、ポリアミド樹脂アミランＣ
Ｍ１０１７（東レ製）を被覆樹脂として使用した。押出
機先端に図１に示すダイスを取り付け、その中心にロ−
ビングを通し、ダイスの出口端部から樹脂を吐出し、樹
脂を被覆した。押出機温度２８０℃、ＧＦ体積含有率
５０体積％の被覆繊維束を巻き取った。巻き取られた被
覆繊維束は約３ｍｍの幅を持っていた。この被覆繊維束
をレピア織機で製織し、織密度（２５ｍｍ）タテ×ヨコ
８．０×８．０本の平織りクロスを得た。２５ｍｍ×２
５ｍｍの格子状に刃を配列したダイを用いて、圧力０．
５ｋｇ／ｃｍ2 で押圧し、ガラス繊維をカットしたが被
覆樹脂は切断されていない。以上のようにして、本発明
の熱可塑性樹脂被覆した不連続ガラス繊維補強クロスを
得た。このガラスクロスを切断箇所が重ならないようず
らして４枚重ね、温度２７０℃に加熱したプレスで２０
ｋｇ／ｃｍ2 で加圧し、厚さ１．２ｍｍのナイロン樹脂
含浸シ−トを得た。この含浸シ−トを遠赤外線オ−ブン
で２８０℃に加熱し、予め１５０℃に予熱した、高さ６
ｃｍ、内径のＲ＝６０ｍｍ、波のピッチ１２２．４ｍｍ
の波型の金型に入れてプレスし、厚さ１．２ｍｍの成型
体を製造した。含浸状態は良好で、外観、強度ともに問
題はなかった。
紡績製）繊維径 １４μｍ、フィラメント本数１４６０
本、５７０ＴＥＸを使用し、ポリアミド樹脂アミランＣ
Ｍ１０１７（東レ製）を被覆樹脂として使用した。押出
機先端に図１に示すダイスを取り付け、その中心にロ−
ビングを通し、ダイスの出口端部から樹脂を吐出し、樹
脂を被覆した。押出機温度２８０℃、ＧＦ体積含有率
５０体積％の被覆繊維束を巻き取った。巻き取られた被
覆繊維束は約３ｍｍの幅を持っていた。この被覆繊維束
をレピア織機で製織し、織密度（２５ｍｍ）タテ×ヨコ
８．０×８．０本の平織りクロスを得た。２５ｍｍ×２
５ｍｍの格子状に刃を配列したダイを用いて、圧力０．
５ｋｇ／ｃｍ2 で押圧し、ガラス繊維をカットしたが被
覆樹脂は切断されていない。以上のようにして、本発明
の熱可塑性樹脂被覆した不連続ガラス繊維補強クロスを
得た。このガラスクロスを切断箇所が重ならないようず
らして４枚重ね、温度２７０℃に加熱したプレスで２０
ｋｇ／ｃｍ2 で加圧し、厚さ１．２ｍｍのナイロン樹脂
含浸シ−トを得た。この含浸シ−トを遠赤外線オ−ブン
で２８０℃に加熱し、予め１５０℃に予熱した、高さ６
ｃｍ、内径のＲ＝６０ｍｍ、波のピッチ１２２．４ｍｍ
の波型の金型に入れてプレスし、厚さ１．２ｍｍの成型
体を製造した。含浸状態は良好で、外観、強度ともに問
題はなかった。
【００１５】
【比較例１】実施例１において、被覆繊維束の補強繊維
束を切断しないで、その他は実施例１と同様にして波型
成型体を製造した。繊維が金型に沿って移動しにくいの
で、高さが５ｃｍの成型体となり所定の形状に成型でき
なかった。
束を切断しないで、その他は実施例１と同様にして波型
成型体を製造した。繊維が金型に沿って移動しにくいの
で、高さが５ｃｍの成型体となり所定の形状に成型でき
なかった。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、樹脂被覆繊維束のクロス
あるいは組布の補強繊維束を切断することが出来るよう
になったので、含浸性に優れ、しかも強度があり、複雑
な形状や深絞りの必要な形状の成型体を製造することが
できる熱可塑性樹脂成形材料を提供することができる。
あるいは組布の補強繊維束を切断することが出来るよう
になったので、含浸性に優れ、しかも強度があり、複雑
な形状や深絞りの必要な形状の成型体を製造することが
できる熱可塑性樹脂成形材料を提供することができる。
【００１６】
【図１】樹脂被覆繊維束クロスの切断例。
【図２】繊維束を被覆する装置の例。
１、熱可塑性樹脂被覆補強繊維束 ２、補強繊維束切断位置 ３、被覆用熱可塑性樹脂 ４、繊維束ガイド ５、押出機よりの樹脂入り口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｄ０３Ｄ 15/12 Ｄ０３Ｄ 15/12 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 補強繊維束の周囲を熱可塑性樹脂で被覆
した繊維束からなるクロスあるいは組布において、内部
の補強繊維束が間隔をおいて切断されており、熱可塑性
樹脂被覆は切断されていないことを特徴とする繊維補強
熱可塑性樹脂成形材用クロスあるいは組布。 - 【請求項２】 補強繊維束がガラス繊維、炭素繊維であ
ることを特徴とする請求項１のクロスあるいは組布。 - 【請求項３】 請求項１記載のクロスあるいは組布を積
層し、溶融含浸したことを特徴とする繊維維強化熱可塑
性樹脂成形用シ−ト。 - 【請求項４】 請求項１のクロスあるいは組布、請求項
３の繊維強化熱可塑性樹脂成形用シ−トを用いて製造し
た繊維強化熱可塑性樹脂成形体。 - 【請求項５】 補強繊維束の周囲を熱可塑性樹脂で被覆
した繊維束からなるクロスあるいは組布を表面平滑なロ
−ルあるいは平滑な台と刃物の間に挟み、加圧すること
を特徴とする、熱可塑性樹脂被覆内部の補強繊維束が間
隔をおいて切断されており、熱可塑性樹脂被覆は切断し
ていない状態の繊維補強熱可塑性樹脂成形材用クロスあ
るいは組布の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16786197A JP3882274B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 繊維強化熱可塑性樹脂コンポジット用の成形材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16786197A JP3882274B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 繊維強化熱可塑性樹脂コンポジット用の成形材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111841A true JPH111841A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3882274B2 JP3882274B2 (ja) | 2007-02-14 |
Family
ID=15857453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16786197A Expired - Fee Related JP3882274B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 繊維強化熱可塑性樹脂コンポジット用の成形材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3882274B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015504984A (ja) * | 2011-12-21 | 2015-02-16 | ジーケーエヌ エアロスペース サーヴィシーズ ストラクチャーズ、コーポレイション | 複合部材のための織物プリフォームのフープ・トウ加工 |
| JP2017531706A (ja) * | 2014-10-24 | 2017-10-26 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． | 強化ポリマー成形組成物 |
| US10322568B2 (en) | 2015-08-28 | 2019-06-18 | Teijin Limited | Shaped product of fiber-reinforced composite material and method of manufacturing the same |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP16786197A patent/JP3882274B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015504984A (ja) * | 2011-12-21 | 2015-02-16 | ジーケーエヌ エアロスペース サーヴィシーズ ストラクチャーズ、コーポレイション | 複合部材のための織物プリフォームのフープ・トウ加工 |
| JP2017531706A (ja) * | 2014-10-24 | 2017-10-26 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． | 強化ポリマー成形組成物 |
| US10322568B2 (en) | 2015-08-28 | 2019-06-18 | Teijin Limited | Shaped product of fiber-reinforced composite material and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3882274B2 (ja) | 2007-02-14 |
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