JPS6038266B2 - ガラス繊維ストランドマツトで強化された熱可塑性樹脂シ−ト - Google Patents

ガラス繊維ストランドマツトで強化された熱可塑性樹脂シ−ト

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JPS6038266B2
JPS6038266B2 JP56035933A JP3593381A JPS6038266B2 JP S6038266 B2 JPS6038266 B2 JP S6038266B2 JP 56035933 A JP56035933 A JP 56035933A JP 3593381 A JP3593381 A JP 3593381A JP S6038266 B2 JPS6038266 B2 JP S6038266B2
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mat
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mats
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス繊維ストランドマットで強化された熱可
塑性樹脂シートに関する。
この種の複合材料は自動車のボディ、モーターのハウジ
ング、楽器のケースなどに用いるスタンピング成形され
た部材の製造に好結果をおさめている。ガラス繊維で強
化された熱可塑性樹脂複合材料を用いるスタンピング成
形部材は、一般に複合材料を加熱して樹脂を流動性にし
て型に入れ、冷間成形することによって製造される。そ
れらの成形法は米国特許第３６２１０９２号明細書およ
び第３６２６０５３号明細書に記載されている。複合材
料の補強材として用いるガラス繊維は、ニードリングさ
れた連続ガラス繊維ストランドマットの形で用いられて
おり、それらは一般的に連続ガラス繊維ストランドマッ
トを多数のカギ針で刺してストランドを絡ませ、一部を
短かく切ることによって製造されている。
通常エードリング操作によってマットには、ニードリン
グによって生ずるガラス繊維のけば（以下、スパイクと
いう）が表面から高密度に突き出ている第１表面（以下
、スパイクを有する第１表面という）とその裏側の比較
的低密度でスパイクが突き出ている第２表面（以下、ス
パイクを有しない第２表面という）が形成されている。
従来、複数のニードリングされたストランドマットを熱
可塑性樹脂積層物の強化に使用するぱあし、、各マット
はスパイクを有する第１表面を同じ方向に向けて重ね合
わされている。
このように配置することによってえられる積層物は、５
０本のフィラメントまたはそれ以下の本数のフィラメン
トからえられたストランドを使用しているマットについ
ては満足な性能を発揮している。しかしながら、フィラ
メントが５０本よりも多いストランドを使用した連続ス
トランドからニードリングしたマットをつくるぱあし、
、目的とする成形部品によっては、不満足な性能しか発
揮できない。とくにそのようなマットを用いて製造され
た積層物は、加熱の間に過度に膨張するため加熱された
複合材料が、適当な圧力でスタンプする間に型に充分行
き渡らないことがよくあること力ミ半Ｕ明した。本発明
者は種々検討を重ねた結果、スパイクを有する第１表面
および該第１表面の裏面でかつスパイクを有しない第２
表面を有しているニードリングされた少なくとも２枚の
連続ガラス繊維ストランドマットおよび該マットに含浸
される熱可塑性樹脂からなり、前記第１表面が積層物の
表面に隣接していることを特徴とする連続ガラス繊維ス
トランドマットで強化された熱可塑性樹脂シートが、叙
上の問題点を解消するものであることを見出し、本発明
を完成した。本発明のシートは５０本以上のガラスフィ
ラメントからなるストランドを用いたぱあし、でも、か
さ高くなりすぎることはなく、しかもまったくあるし、
は殆んど困難なくスタンピング成形に供することができ
る。
本発明のシートに用いられるニードリングされた連続ガ
ラス繊維ストランドマットはストランド１本あたり５０
本またはそれ以上のガラス繊維フィラメントを有する連
続ストランドからなるマットをニードリングすることに
よって製造される。
ニードリングに供される連続ストランドマットの製造に
用いられるストランドは、７５〜１２５本、とくに１０
０本のフィラメントを有しているものが好ましいが、１
２５〜２５０本またはそれ以上のフィラメントを有する
連続ストランドから製造されたマットを用いてもよい。
連続ストランドをつくるために使用するガラス繊維スト
ランドは、通常マットによって強化される熱可塑性樹脂
と相溶性であるサイズ成分を含有している。ポリプロピ
レン積層物に使用されるマットのストランドをサイズす
るサィジング組成物としては、たとえば米国特許第３８
４９１４８号明細書に記載されているものが好ましい。
ポリプロピレン以外の樹脂を使用する‘まあし、、スト
ランドを樹脂系と相溶性となる異なる化学組成を有する
サイジング組成物を用いればよい。マットを製造するた
めに使用されるガラス繊維ストランドーこは、種々の直
径のフィラメントからつくられたストランドを用いるこ
とができる。ストランドの製造に使用される代表的なフ
ィラメントはＧからＴの直径の範囲のものである。本発
明において使用するのに適当な代表的な熱可塑性樹脂と
しては、たとえばつぎの｛１）〜（１４）に示す樹脂の
ホモポリマーまたはコポリマーがあげられるが、これら
のみに限定されるものではない。
｛１｝ ハロゲン化ビニルのホモポリマーまたはハロゲ
ン化ビニルとたとえばビニルェステル、Ｑ，８−不飽和
酸、Ｑ，８−不飽和ェステル、Ｑ，３−不飽和ケトン、
Ｑ，８−不飽和ァルデヒドおよびプタジェンやスチレン
などの不飽和炭化水素などから選ばれた不飽和重合性化
合物との共重合により製造されるビニル樹脂；■ ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソプ
レンなどのポリーＱ−オレフインおよびＱーオレフイン
のコポリマー；（３｝ フェノール樹脂； （４） ポリへキサメチレンアジパミドなどのポリアミ
ド；【５１ポリスルフオン； ‘６｝ ポリカーボネート； 【７’ポリアセチル； 【８｝ ポリエチレンオキサイド； ■ ポリスチレンおよびスチレンとたとえばアクリロニ
トリルやブタジェンなどのモノマ−とのコポリマー；胤
メチルアクリレート、アクリルアミド、メタクリルア
ミド、アクリロニトリルのホモポリマーおよびそれらと
スチレン、ビニルピリジンなどとのコポリマーなどのア
クリル系樹脂；（１１）ネオプレン； （１２）ポリフェニレンオキサィド樹脂；（１３）ポリ
ブチレンテレフタレートやポリエチレンテレフタレート
などのホモポリマ−；（１心 硝酸塩、酢酸塩、プロピ
オン酸塩などを含むセルロースエステル所望ならば、熱
可塑性樹脂に充填剤を使用してもよい。
充填剤としてはこの技術分野において公知の通常の多種
多様の樹脂充填剤がいずれも使用でき、代表例としてた
とえばタルク、炭酸カルシウム、クレイ、珪漠土などが
あげられる。本発明のシートに使用される連続ガラス繊
維ストランドをニードリングしてえられるマットは、ボ
ンディングされていない連続ガラス繊維ストランドマッ
トをトゲを有する針（以下、有刺針という）を備えた通
常のフェルト織機あるいはニードラーを通すことによっ
て製造される。
ニードラーを通過する間にマットは数列の有刺針によっ
て突き刺されてガラス繊維が絡み合わされると共にスト
ランドが切断され、それによって短いストランドとフィ
ラメントを有する機械的なボンディングを付与されたマ
ットがえられる。すべての有刺針のトゲが同一方向に向
いているぱあし、、ニードリングによってマットは高密
度スパイクを有する第１表面とスパイクの密度が小さい
第２表面が形成されているボンヂィングしているマット
構造となる。パッケージとなっているガラス繊維ストラ
ンド製品またはガラス繊維製造ブッシングより直接えら
れるストランドを用いてニードリングしたマットを製造
する方法は、たとえば米国特許第４１５８５５７号明細
書中に記載されている。
ニードラ−またはフェルト織機としては、ニードリング
される連続ガラス繊維ストランドマットの幅が充分入る
寸法の市販の装置を用いることができる。そのような装
置としては、たとえばジェイ・ハンター・マシン・カン
パニー（Ｊ ．ＨｕｎｔｅｒＭａｃｈｉｎｅＣｏ．）（
マサチューセッツ州、ノースアダムズ）で製造されてい
るモデル４４−ファイバー・ロッカー（Ｆｉ戊ｒ山ｃｋ
ｅｒ）が好ましい。使用される有刺針としては、たとえ
ば針がマットに入るときにストランドを捕え、マットか
ら針が抜かれるときに捕えた材料をはなすように９つの
トゲが配置された三角形の鋼鉄製の針などがあげられ、
直径の範囲は、とくに０．６〜１．２側のものが用いら
れる。
マットは表面のｌｉ〆あたり１００〜４００回あるいは
それ以上の突刺し密度となるようにニードリソグされる
。ここに記載した方法でニードリングされた連続ガラス
繊維ストランドマツトは通常平らな状態を乱すことなく
取扱いうるようなボンディング状態および充分な機械的
一体性を備えてニードラーから出てくる。
ニードリングされたマットは前記のごとく、２つの表面
、２つの側端および先端を有しており、所望の長さに達
したときに切断される。通常、ボンディングされていな
い連続ストランドマットは、連続的にニードラーに供Ｖ
給されている。えられたボンディングされたマットはつ
ぎの工程に供されるべく箱に折りたたまれるか、または
同じ目的のために大きなロールに巻き取られる。つぎに
本発明のシートを製造する方法の一実施例を図面に基づ
いて説明するが、本発明はそれのみに限定されるもので
はない。
第１図にニードリングされた連続ガラスストラソドマツ
トの概略断面図を示す。
第１図に示すごとく、マット１には高密度のスパイクを
有する第１表面２と第１表面に比較して低密度のスパイ
クを有する第２表面３が形成されている。
第２表面３のスパイクの数は第１表面２にあるスパイク
の数よる約２５〜５０％少ない。第２図は第１図に示す
ものと同じマット２枚を熱可塑性樹脂シートの強化に供
するときの配置を示す。さらに第４図に示すごとく、２
枚のマット１はそれぞれローラー１２，１１によって駆
動する２枚のベルト１０，９の間の積層工程に供孫台さ
れる。２枚の熱可塑性樹脂被覆層４，５はそれぞれベル
ト１０，９と２枚のマット１との間に供給される。
マツトーが２枚のベルト１０，９によって圧縮されるま
えに下方のマットの上に樹脂押出層７がのせられる。こ
の押出層７はたとえばマットーの幅いっぱいにひろがっ
て樹脂の層をつくりあげ、押出機６およびその付属ダイ
ス８からマットに一定速度で供給される。第４図に明示
したように、２枚のマット１のそれぞれの第１表面は互
いに反対向きでそれぞれマット１とベルト１０，９のあ
いだにある熱可塑性樹脂被覆層４．５に面してする。
マットの第２表面は互いに向い合っており、押出層７を
そのあいだた挟んでベルト９，１０１こより積層機（図
示されていない）に送られる。熱可塑性樹脂被覆層４，
５、マツトーおよび押出層７はたとえば２枚のベルト１
０，９の間で圧力をかけられて積層される。
積層工程の温度は熱可塑性樹脂被覆層４，５が溶融する
に充分な程度の高さに保たれる。滞留時間には制限はな
いが、樹脂がマットーに完全に含浸するのに充分な時間
が必要である。完全に含浸された樹脂−ガラス繊維複合
材料は、つぎに複合材料に対する圧力を保ちながら樹脂
が固化するまで冷間成形する。えられる積層物は、その
内部にスパイクを有する表面を備えたニードリングされ
た連続ガラス繊維ストランドマットを有する樹脂のシー
トである。第４図において、熱可塑性樹脂被覆層４，５
をもちいて製造された積層物あるいは複合材料が示され
ているが、熱可遡’性樹脂の積層物または複合材料は押
出層７のみを使用しても製造することができる。また複
式ダイスを備えた押出機を使用して３層の押出層をつく
り、マットの各外面に１層ずつを形成し、残りの１層を
両方のマットの中間に形成することにより積層物または
複合材料を製造することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図はニードリングされた連続繊維ストランドマット
の概略断面図、第２図は本発明のシートに用いる２枚の
補強マットの重ね配置の概略断面図、第３図は２枚の補
強マットの従来の重ね配置の概略断面図、第４図は本発
明のシートを製造する方法の概略説明図である。 図面の主要符号、１・・・・・・ガラス繊維ストランド
マット、２・・・・・・第１表面、３……第２表面、４
，５・・・…熱可塑性樹脂被覆層。 ＦＩＧ．１ ＦＩＧ．２ ＦＩ；．３ ＦＩ二．４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ スパイクを有する第１表面および該第１表面の裏面
    でかつスパイクを有しない第２表面を有しているニード
    リングされた少なくとも２枚の連続ガラス繊維ストラン
    ドマツトおよび該マツトに含浸される熱可塑性樹脂から
    なり、前記第１表面が積層物の表面に隣接していること
    を特徴とする連続ガラス繊維ストランドマツトで強化さ
    れた熱可塑性樹脂シート。 ２ 前記少なくとも２枚の連続ガラス繊維ストランドマ
    ツトのうち第１のマツトのスパイクを有する第１表面に
    隣接して熱可塑性樹脂被覆層が配置されており、該第１
    のマツトのスパイクを有しない第２表面と第１のマツト
    に隣接する第２のマツトのスパイクを有しない第２表面
    が対面しているように配置されている特許請求の範囲第
    １項記載のシート。 ３ 前記連続ガラス繊維ストランドマツトの枚数が２枚
    であり、該２枚のマツトのそれぞれのスパイクを有する
    第１表面が積層物の２つの表面を形成するように２枚の
    マツトを配置してなる特許請求の範囲第１項記載のシー
    ト。 ４ 前記熱可塑性樹脂がポリアミド、ポリプロピレン、
    ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレ
    ートおよびポリエチレンよりなる群から選ばれたもので
    ある特許請求の範囲第１項記載のシート。
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