JPS5845927A - 繊維強化樹脂シートの製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂シートの製造方法

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JPS5845927A
JPS5845927A JP57148481A JP14848182A JPS5845927A JP S5845927 A JPS5845927 A JP S5845927A JP 57148481 A JP57148481 A JP 57148481A JP 14848182 A JP14848182 A JP 14848182A JP S5845927 A JPS5845927 A JP S5845927A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維強化樹脂シートに関するものであり、更に
詳細には繊維強化シートの製造方法に関する。
熱硬化性及び熱可塑性の繊維強化シート及びその製造法
は公知である。本発明の目的に係わるシートには、成形
シートの長軸を横断する平面の断面が平面、波形、或い
はその他の形状の繊維強化マット及びパネルが包含され
る。斯かる繊維強化シート及びその製造法につlz”c
ti、米国特許第8.07L180号、同第8,072
,958号、同第8.291,878号、同第8.89
’4,184号及び同第4,255,217号に記載が
ある。
一般に繊維強化樹脂シーFは架橋性樹脂製であり、架橋
性ポリエステルが最も普通である。繊維強化はガラづ繊
維切断物にて行なうことができる。
樹脂は架橋剤と混合される。ガラス繊維切断物は支持体
ウェブ上に添加可能である。続いてこの組成物をシート
に成形し、シート内の組成物を架橋するのである。架橋
は通常、昇−温下で生起する。
トップフィルムは、シートに成形する前に、支持体☆ニ
ブ上の組成物上に配置される。斯くして繊維強化樹脂材
料は、片側上に支持体ウェブを外層として有し且つ反対
側上にトップフィルムを外層として有するシート形状物
となる。続いてこのシートは架橋され、所望の形状にプ
レスされる。
例えばその長軸に沿って波形にすることができる。
最終段階ではシートを所望の寸法に切断する以前に、支
持体ウェブ及′びトップフィルムを取り除いても或いは
取り除かなくとも良い。
繊維強化樹脂シートの架橋及び/又は成型の際の問題点
は1.加熱時のフィルム横断寸法の安定性を維持す′る
ことであった。現今使用されているフィルムは横断方向
が収縮し勝ちであり、フィルムのしわの原因となってい
る。このため樹脂シートにもしわがより、シート厚みに
も若干ばらつきが生じる。この困難は、加熱・架橋する
不飽和ポリエステル、或いは熱成形する溶融熱可塑性樹
脂等の液状樹脂を取扱う際に特に深刻であった。
本発明に依シ繊維強化樹脂シートの新規且つ改善された
製造方法が見出された。改善点は、−軸延伸ポリアミド
製の支持体ウェブ及び/又はトップフィルムを使用する
ことである。
簡単に述べると、本発明の方法は樹脂、好ましくはポリ
エステル等の熱硬化性樹脂、熱硬化性樹脂の架橋剤及び
繊維質強化材料を支持体ウェブ上に供給する工程からな
る。支持体ウェブ上の組成物を一軸延伸トツブフィルム
で被覆してもよい。
このフィルムの延伸方向はシートの縦方向に対応する。
支持体ウェブ上の組成物は繊維強化シートに成形される
。樹脂材料が熱硬化性材料である場合、引続き架橋して
所望の形状に成形する。樹脂材料が熱可塑性材料の場合
には、続いてすぐ所望の形状に成形する。
本発明の支持体ウニ′ブ及び/又はトップフィルム層は
一軸延伸ポリアミド製である。ポリアミドはポリイプシ
ロンカプロラクタム又はポリヘキサメチレンアジパミド
が好ましく、それを延伸比1.5:l乃至6:1及び厚
み0.01016乃至0.127冨s+(0,0004
乃至0.005インチ)、更に好ましくは0.0127
 乃至0.0509mm(0,0005乃至0.002
4yチ)に延伸する。
−軸延伸ボリアミドの支持体ウェブ及び/又はトップフ
ィルム被覆は強靭で横方向の寸法が安定であり、成形シ
ートからの剥離性が卓越している。
第1図はフィルムの縦方向延伸装置の概要図である。
第2図は、支持体ウェブとトップフィルム被覆の両者を
使用すや本発明製造方法の一実施態様に使用可能な一装
置の概要図である。
本発明は繊維強化樹脂シートの新規且つ改善された製造
方法である。本発明の最も基本的な形態では、支持体ウ
ェブ及び/又はトップフィルム被覆層として一軸延伸ポ
リアミドフィルムを使用する。
本発明での使用に好適なポリアミドには、重合物骨格の
一部として繰返しアミド基を有する長鎖アミド重合物が
包含され、90パーセント蟻酸中9.2重量パーセント
濃度で測定した相対蟻酸濃度が約50乃至約200であ
るのが好ましい。
斯かるポリアミドの例を以下に説明するが、これらに制
限されるものではない。α)ラクタム類好ましくはイプ
シロン−カプロラクタムの重合で調製したもの(ナイロ
ン6)、 b)−ジアミンと二塩基酸の縮合、好ましくはへ  □
キサメチレンジアミンとアジピン酸の縮合(ナイロン6
.6)及びヘキサメチレンジアミンとセバシン酸の縮合
(ナイロン6.10)で調製したもの、 C)アミノ酸類の自己縮合、好ましくは11−アミノ−
ウンデカン酸の自己縮合(ナイロン11)で調製したも
の、及び d)植物油酸型合物、又は斯かるポリアミドを2種以上
含有するランダム、ブロック若しくはグラフ共重合物に
基くもの。好適ボ′リアミドはポリイプシロンカプロラ
クタム、ポリヘキサメチレンアジパミド及びボリイプシ
ロンカプロラクタ゛ムとポリヘキサメチレンアジパミド
の共重合物である。
ポリアミドと1種以上のコモノマーからなるポリアミド
共重合物も、本発明での使用に適当である。斯かるコモ
ノマーの例にはアクリル酸又はメタクリル酸及び/又は
それらの誘導体、例えばアクリロニトリル、アクリルア
ミド、アクリル酸又はメタクリル酸のメチル、エチル、
プロピル、ブチル、2−エチルヘキシル、デシル及びト
リデシルエステル、ビニルエステル類、例工ば酢酸ビニ
ル及びプロピオン酸ビニル、ビニル芳香族化合物、例え
ばスチレン、アルファーメチルスチレン及ヒビニルトル
エン類並びにビニルインブチルエーテル等のビニルエー
テル類がある。但し上記のものに制限されるものではな
い。
更には各′種末端官能基を含有する前記ポリアミド類も
、本発明での使用に適当である。好適物は、a)重合物
鎖の両端にカルボキシル基が一合したポリカプロラクタ
ム(ナイロン6)、b)  重合物鎖の一端に、カルボ
キシル基が結合し、その坤端にアセタミド基が結合した
ポリカプロラクタム、C)重合物鎖の両端にアミノ基が
結合したポリカプロラクタム及びd)重合物鎖の一端に
カルボキシル基が結合し、その他端にアミン基が結合し
たポリカプロラクタムである。重合物鎖の一端にカルボ
キシル基が結合し、その他端にアミノ基が結合した前記
d)のポリカプロラクタムが特に好適である。
本発明のナイロン&!、1種以上の通常添加物、例えば
酸化、熱分解及び紫外線分解に対する安定剤及び禁止剤
、潤滑剤、可塑剤並びに染料乃至顔料を含む離型剤で変
性されたものでもよい。
本発明のナイロン組成物は、押出及び流し込み等通常の
熟成−形法によシフイルムにすることができる。次にこ
のナイロンフィルムは当技術分野で既知の手段にて一軸
延伸される。本発明での使用に好適な延伸比は1.5 
: 1乃至6:1である。延伸比なる用語は、本発明の
目的に関しては、延伸方向に於ける寸法の増加を示すも
のである。従って延伸比2:1のナイロンフィルムとは
、延伸過程で長さが2倍になったものである。一般にポ
リアミドは、一連の予熱及び加熱ロール上を通過させる
ことにより延伸される。加熱されたポリアミドは一組の
ニップロールを経て下流に移動するが、その速度はフィ
ルムがニップロールの上流位置に入る速度よシ大である
。この速度差はポリアミドフィルムの延伸により相殺さ
れる。第1図はナイロンフィルムの一軸延伸に使用され
る一連のローラーによる延伸の概要を示すものである。
第1図につき説明すると、先ず巻出しステ=VヨンlO
に未延伸ナイロンフィルムのロールがある。ナイロンフ
ィルムは一軸延伸ロールセットを通過する。ナイロンフ
ィルム11は巻き出され、予熱ロール12と予熱ニップ
ロール13の間を、続いて第2予熱ロール14と第2予
熱ニツプロール15の間を通過する。ナイロンフィルム
は最初、低速延伸ロール16とそれに対応する低速延伸
ニップロール17で延伸される。ナイロンフィルムは次
に高速延伸ロール28と高速延伸ニップロール24の間
を通過する。次にこのナイロンフィルムはヒートセット
ロール18J二及びヒートセットロール18とヒートセ
ットニップロール19(7)間を通過し、続いて冷却ロ
ール2θ上及び冷却ロール20と冷却ニップロール21
の間を通過し、最後は巻取りステーション22に至る。
ポリアミドは予熱ロール上を通過の際予熱される。予熱
ロールは2個あることが好ましい。ポリアミドは121
 ℃(250°F)乃至163℃(325°F)に予熱
される。予熱ロールは、延伸が生じないように、同一速
度で回転する。ヒートセットロール18は168℃(8
25”F)乃至約204℃(400°F)の温度に加熱
される。低速ロール−予熱ロール間で延伸が生じないよ
うK、低速延伸ロールは予熱ロールと同一の速度で回転
する。次にフィルムは高速延伸ロール28上を通過し、
該ロール28で延伸される。例えば延伸比4:lの場合
、高速延伸ロール23は低速延伸ロール16の4倍の速
度で回転する。重合物分子が配向してフィルムが延伸さ
れるのは、高速延伸ロール28及び低速延伸ロール16
と低速延伸ニップロール17のニップの間である。ヒー
トセットロール18は、高速延伸ロール28よシ若干遅
目の速度で回転し、その速度は所望延伸比に依る。
フィルムはヒートセットロール18上を通過の際に、ヒ
ートセットされ緩和する。(アニール)次冷却ロール2
0上及び冷却ロール20と冷却ニップロール21の間を
通過する。冷却ロールは88’C(100°F)乃至1
21℃(250°F)に加熱される。冷μロールは、フ
ィルム内〆低温応力が発生しないように、徐々に冷却す
る。斯く製造された一軸延伸ポリアミドフィルムは、横
方向寸法が安定である。好適な一軸延伸ナイロンフィル
ムの延伸比は1.5 : 1乃至6:lであシ、8:1
乃至5:1が更に好ましい。本発明に使用される一軸延
伸フイルムの厚みは0.01016gm(0,0004
インチ)乃至0127龍(0005インチ)であり、0
.0127龍乃至0.0508mg(0,0005乃至
0.002インチ)が好ましい。
本発明の一軸延伸ボリアミドフィルムは、ガラス繊維強
化樹脂シートの製造方法改善のために使用可能である。
本発明の一軸延伸ナイロンフィル、ムの使用ビて改善可
能な代表的方法は、米国特許第4,255,217号、
同第8,984,134号、同第8,291,878号
及び同第8,072,958号に記載されている。第2
図は、本発明の方法にて繊維強化樹脂シートを製造の際
に使用する一装置の概要を示すものである。第2図の装
置の使用及びそれに関連して説明する方法は説明目的の
ためのみであって、搦明の範囲を制限するものでは31
゜第2図は、強化熱硬化樹脂シートの製造に使用される
方式の一装置である。しかしながら、商業者は本発明め
方法を繊維強化熱可塑性樹脂シートに容易に適用できる
であろう。
第2図に示す装置を説明する。支持体ウェブ51を支持
体ウェブロール50から巻き出し、ベルトコンベアシス
テム55等の運搬手段上に連続供給する。架橋剤及びガ
ラス繊維切断物等の繊維質強化材料を含有するポリエス
テル組成物等の熱硬化性樹脂組成物58を、適当な混合
・分散手段5zから支持体ウェブ51上へ連続供給する
。別法として、繊維質強化材料を、樹脂組成物と離れた
位置から支持体ウェブ51上に供給することもできる。
支持体ウェブ51上に沈積した繊維強化樹脂組成物は、
ドクターブレード54の下部を通過する際、その上で均
一に分散される。
繊維質強化材料を含有する樹脂配合物を、次にトラフフ
ィルムロール56からのトップフィルム57で被覆する
。トップフィルム57は、支持体ウェブ51で支持され
る樹脂組成物を被覆する。
それにより′、繊維強化樹脂シートのサンドウィンチ体
が、トップフィルム57と支持体ウェブ51の間で形成
される。このサンドウィッチ体は緊密化ロール58の間
を通過し、該緊密化ロールはトップフィルムと支持体ウ
ェブの間の繊維強化樹脂材料を所望の厚みに緊密化する
。次に緊密化シート59は炉60へ移動し、そこで架橋
される。米国特許第8,071,180号に説明のよう
な波形等の形状への更なる成形は、熱OT塑性樹脂の場
合も熱硬化性樹脂の場合と同様に、緊密化シート59が
炉60に入る前又は炉60内で行なうことができる。緊
密化シートは炉60内で架橋温度に加熱される。トップ
シート57及び支持体ウェブ51として一軸延伸ナイロ
ンを使用すると、横方向の寸法安定性は確実となシ、シ
ート内の表面欠陥を防止し、一定厚みの維持に役立つ。
厚みが均一で表面欠陥の無いシートは、均質で物性値が
高いのみならず外観良好なる利点を有する。更には、こ
のシートを前記のような波形板等の形状に成形すれば、
均一でばらつきのない成形方法となる。この架橋され飾
されたシー)61は続いて炉60を出る。支持体ウェブ
51は成形シートから剥がされて支持体ウェブ巻取りロ
ール62に巻き取られ1.トップフィルム52Fi成形
シート61の頂部から剥ぎ取られてトップフィルム巻取
ジロールー68に巻き取られる。別法として、支持体ウ
ェブ51及びトップフィルム57を成形シート61に留
めたまま次工程に移動することもできる。次に成形シー
ト61はカッター64で所望の寸法に切断される。カッ
ターは鋸、その他適当な切断手段である。切断シート6
5Fi集められる。別法として、緊密化シートを部分架
橋し、あとで使用するためにロールに巻き取ってもよい
プロセスによっては、本発明の一軸延伸ナイロン製のト
ップフィルムのみを使用するときができる場合もあシ、
トップフィルム、支持体ウェブ共に一軸延伸ナイロン製
である場合、また支持体ウェブだけが一軸延伸ナイロン
製である場合もある。
例えば炉内でのシー、ト底部の温度が高過ぎる場合、ト
ップフィルムのみが一軸延伸ナイロン製なることが望ま
しいであろう。その際樹脂及び繊維をベルトコンベアー
等の運搬手段上、又は−軸延伸ナイロンフィルム以外の
支持体ウェブ上に供給する。シート頂部が別の装飾工程
支は処理工程にかけられる場合には、底部すなわち支持
体ウェブのみ一軸延伸ナイロンが使用される。
前述のように、本発明の方法は、発明の背景説明にて列
記の諸特許に開示された組成物で調製の繊維強化樹脂シ
ートの製造に使用可能である。使用可能な材料には、ポ
リ塩化ビニル組成物、エポキシ、ポリウレタン、ポリエ
ステル及びその他の熱可塑性並びに熱硬化性材料が包含
される。しかしながら、本発明の最も通常且つ好適な使
用は、繊維強化ポリエステルシートへの使用である。ポ
リエステルは熱可塑性であっても、或いは米国特許第3
,894,184号に記載のような熱硬化性のボIJ 
xxチルであってもよい。処理中の炉60け98℃(2
00”F)々至204℃(400°F)に加熱される。
この温度で支持体ウェブが変形成いは熱的に不安定とな
らぬことが重要である。
以下の実施例は本発明の本質及びその遂行方法を説明す
るものであシ、本発明がその詳部にわた。
つてこれに制限されるものと解されてはならない。
実施例1 本実施例は、前記明細書に記載のような方法で繊維強化
熱硬化性ポリエステルを製造するプロセスに於て、支持
体ウェブ及び/又はトップフィルムとして両用な一軸配
向フイルムを調製する方法を説明するものである。
A11ied Corporation製CAPRON
■8207ナイロン6ペレツトを使用した。90パーセ
ント蟻酸中9.2重量パーセント濃度で測定した相対蟻
酸粘度は7Bであった。22B、6cIn(90インチ
)の広幅フラットフィルム押出ダイ、スを備えた口径1
1.4cm(43インチ)、LlD比80:1の一軸ス
クリユー押出機にナイロン6ペレットを供給した。押出
し条件は以下の通りであった。バレル帯域1−270℃
(520’F)、帯域2−277”C(580°F)、
帯域3−268℃(505°F)、帯域4−260°C
(500″F)、帯域5−257℃(495°F);ア
ダプター−260℃(500”F)、ダイス帯域1−2
66℃(510″F)、帯域2−268℃(505°F
)、帯域8−268℃(505°F)、帯域4−263
℃(505°F)、帯域5−266℃(51O°F)。
スクリュー速度#iSO回転/分、吐出量は約227k
g(500ボンド)7時間であった。    ′ 約82℃(180°F)に維持された冷却ロール1′に
フィルムを押出し、そこで0.0762mi+(8ミル
(0,003インチ))厚みまで延伸して巻き取った。
このフィルムの特性は非配向性である。
本発明の一軸配向フイルムの製造に使用するため、この
厚み0.0762ms+(8ミル)のナイロン6フィル
ムを幅20’8.2 cm (80インチ)に耳切りし
た。
第1図に説明した型の装置を用いて、このフィルムを一
軸配向した。
フィルム(0,0762寵(0,008インチ)厚)を
、149℃(800°F)に加熱した2個の予熱ロール
1B、14上に通した。次に加熱されたフィルムを、1
8°5℃に加熱された第1低速延伸ロール16上に通し
た。低速延伸ロール16と予熱ロールの回転速度は等し
く、7.62m(25フイート)フィルム7分であった
。次に加熱されたフィルムを、177℃(850″F)
K加熱された高速延伸ロール82上に通した。該ロール
28の速度は低速延伸ロール16の速度の4倍で、80
.48m(100フイート)フ鴨ルム/分であった。高
速延伸ロールと低速延伸ロール16の間で延伸及び配向
が起った。次にこのフィルムを、同じく177’C(8
50°F)に加熱されたヒートセットロール18上に通
した。該ロール18の速度は高速延伸ロールのほぼ5チ
遅目であった。フィルムをヒートセットし緩和した。(
アニール)次に、98.8℃(200’F)K加熱し、
フィルム内に低温応力\ が発生しないような高温アニーリングに固定した冷却ロ
ール上にフィルムを通した。−軸配向フィルムの幅は約
190.5cm(75インチ)であったが、以降の使用
のため耳取シして幅177.8cm(70インチ)とし
た。
得られたフィルムは厚み0.019mm (q、75 
ミル(0,00075インチ))の寸法安定な一軸配向
フイルムであシ、平面剥ぎ数多可能な支持体ウェブとし
て、ガラス線維強化ポリエステルシートプロセス用に適
正である。
実施例?。
実施例1で製造した厚み0.0191 mg+(000
075インチ)のフィルムの寸法安定性を含む物理的性
質の試験を行なった。このフィルムを、実施例1の未配
向フィルムと同様に調製したCAPRON■8207製
未配向フィルムと比較した。比較例1の未配向フィルム
の厚みは0.0254i+w(1ミル(0,001−イ
7チ))であ4・5比較例2竺・日本のユニチカ社製二
軸配向ナイロン6フィルムEMBLEMTM、厚み0.
0254io+(1ミル)のものものであった。EMB
LEM の諸性質は公刊データからのものである。物理
的諸性質を以下の物性衣に要約する。結果はフィルム厚
み0.02541!I(ミル、0.001インチ)当り
の値と1、相互比−を可能とした。また結果の報告は機
械方向CMD)すなわち延伸方向及び横方向(TD)に
関してである。寸法安定性は、25.4CIll X 
25.4cm(10インチXlOインチ)の正方形フィ
ルムを所与温度で10分間加熱したときの寸法の変化を
測定しパーセントで表わしたものである。
物    性 性 質       方向    実施例2最大伸び 
(%)     MD       89TD    
    290 (8,000) 比較例1    比較例2    試験方法0.025
4      0.0254(0,001)     
(0,001)     −(100,000)   
250,00096.5       198.1 (14,000)   (28,000)   AST
M850−400    1.200    DB S
 2(5,500)      − 降伏点伸び %       MD        1
8TD         9 エルメンドルフ引裂き試験    MD       
 180(ダラム/層)          TD  
        60グレーブス引裂き試験    M
D     、  58.5に9m1mm      
−(1,860)(グラム/ミル)         
 TD        26.7(・678) 水蒸気透過速度                80
グラム/100印/24時間 (88℃、相対湿度97%) 100°F 寸法安定性(%) 10分間、177℃(850°p)  MD     
   +5.QTD       −0,8 10分間、149℃(800°F)   TD    
    −0,810分間、204℃(400°F) 
  TD         O,J310      
            ASTMlo       
          D88265        2
0      ASTM65        80  
    Dl 9227.6      11.8  
      A S T M(700)    (80
0)     7.)10025.6       1
9.7 (650)    (500) 12        17       ASTM96
− 6 10           5 10           4 2.0− 10.0          − 物性表中に要約した諸性質は、本発明の一軸配向フイル
ムが横方向の寸法安定性を維持することを示している。
この−軸配向フィルムの横方向の寸法安定性は、未配向
ナイロンフィルムや二軸配向ナイロンフィルムのそれよ
りも大であシ、従って本発明の改善された方法に特に有
用である。
【図面の簡単な説明】
第1図はフィルムの縦方向延伸装置の概要図である。 第2図は、支持体ウェブとトップフィルム被覆の両者を
使用する本発明製造方法の一実施一態様に使用可能な一
装置の概要図である。 特許出願人  アライド・コーポレーション(外2名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、樹脂及び繊維質強化材料からなる組成物を支持体ウ
    ェブ上に供給し、該組成物をシートに成形する方式の繊
    維強化シートの製造方法に於て、支持一体ウェブが一軸
    延伸ポリアミドフィルムであることを特徴とする方法。 2、支持体ウェブ上の組成物を一軸延伸ポリアミドのト
    ップフィルムで被覆する工程を更なる特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 8、樹脂が硬化可能なポリエステル樹脂であ)、配合物
    が、更に架橋剤を含有し且つ樹脂の架橋工程を更に包含
    することを特徴とする特許請求の範囲、第1項又は第2
    項に記載の方法。 4、繊維質強化材料がチヨごブトガラス繊維である特許
    請求の範囲第8項に、記載の方法。 5、−軸延伸ナイロンの延伸比が1.5 : 1乃至6
    :1でやる特許請求の範囲第8項に記載の方法。 6、−軸延伸フィルムの厚みが0.0101 fs+m
    (’0.0004インチ)乃至0.127m(0,00
    5インチ)である特許請求の範囲第5項に記載の方法。                −?6組成物を98℃
    (200°F)乃至204℃(400°F)にて架橋す
    る特許請求の範囲第8項に記載の方法。 8、型押し一軸延伸ボリアミドフィルムの使用を更なる
    改善点とする特許請求の範囲第8項に記載の方法。・ 9、ポリイプシロンカプロラクタム及びポリヘキサメチ
    レンアジベミドからなる群からポリアミドを選択する特
    許請求の範囲第8項に記載の方法。 ]、樹脂及び繊維質強化材料からなる組成物を支持体手
    段上に供給し、該組成物をトップフィルムで被覆し、該
    組成物をシートに晟形する方式の繊維掲化樹脂シートの
    製造方法に於て、−トップフィルムが一゛軸延伸ポリア
    ミドフィルムであることを改善点とする方法。
JP57148481A 1981-08-31 1982-08-26 繊維強化樹脂シートの製造方法 Granted JPS5845927A (ja)

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US297647 1981-08-31

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