JPS6047104B2 - スタンピング成形用シ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、スタンピング成形に使用するシートに関す
る。

従来技術 スタンピング成形は、加熱された一対の型の間に熱可塑
性シートを供給し、そのシートを加圧して所望の形状に
賦型するもので、生産性が高いことから、いろいろな分
野で利用されている。

そのようなスタンピング成形に使用する熱可塑性シート
としては、従来、ポリエチレンテレフタレートとガラス
繊維の短繊維とを複合してなるようなものが知られてい
る。すなわち、この従来のシートは、短いガラス繊維を
使用することによつて、成形性を損うことなくそのガラ
ス繊維によるポリエチレンテレフタレートの補強効果を
利用して成形品（ＦＲＴＰ：繊維強化熱可塑性プラスチ
ッ・、−↓−、Ｖ、ＬＬＬＷ隣Ｊ−ＩＬ ｉＪＩ、４−
フネ＾プセ１しかしながら、このシートによる成形品は
、衝撃強度がそれほど高くない。その理由は明確でない
が、ガラス繊維が短く、しかも分散しているために接触
点の数が少なく、成形品に加わつた衝撃的なりが伝播、
分散しにくいためではないかと推定される。事実、衝撃
強度は、より長いガラス繊維を使用すると向上する。し
カルながら、そうすると成形品の表面が粗くなり、成形
品の商品価値が低下してしまうはかりか、その用途か著
しく制限されてしまう。発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、従来のスタンピング成形用シートの
上記欠点を解決し、成形性が良好で、しかも力学的性質
、特に衝撃強度が高く、かつ表面平滑性に優れた成形品
を得ることができるスタンピング成形用シートを提供す
るにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するためのこの発明は、ポリエチレンテ
レフタレート （以下、ＰＥＴという）とｌ補強用繊維
材料とを複合してなり、前記繊維材料の含有率は１０〜
６５重量％であり、前記繊維材料はマットと短繊維とか
らなり、かつ前記マットは前記繊維材料の少なくとも２
喧量％を占めているスタンピング成形用シートを特徴と
するものであゝる。

なお、以下においては、スタンピング成形用シートを成
形用シートと略称することにする。この発明の成形用シ
ートの一実施態様を説明するに、図面（概略縦断面図）
において、成形用シートは、ＰＥＴｌと、マット２と、
短繊維３とを複合してなる。上記マット２と短繊維３が
補強用繊維材料を構成している。しかして、短繊維３は
その一部がマット２中にめり込むように入り込み、残り
がマット２の表層部に存在している。補強用繊維材料は
、成形用シートの厚み方向全体にわたつて存在している
。上記において、ＰＥＴは、実質的にテレフタル酸とエ
チレングリコールとからなる重合体である。

しかしながら、ＰＥＴは、上記重合体を主成分とし、そ
の重合体に他の成分が共重合している重合体であつても
よいし、上記重合体を主成分とし、その重合体と他の重
合体との混合物であつてもよい。そのようなＰＥＴは、
比較的成形性に富んでおり、また成形品に比較的高い表
面硬度を与える。また、補強用繊維材料、つまりマット
および短繊維との組み合せにおいて、成形品の力学的特
性、特に衝撃強度を著しく向上させる。なお、上記ＰＥ
Ｔは、離型剤、滑剤、耐熱剤、耐候剤、顔料、染料、帯
電防止剤、難燃剤などの、いわゆる改質剤や充てん剤の
ようなものを含んていてもよい。また、補強用繊維材料
は、ガラス繊維、セラミックス繊維、アスベスト繊維、
炭素線維、全芳香族ポリアミド繊維、ＰＥＴよりも融点
の高いその他の合成繊維、金属繊維（たとえば、鋼繊維
、アルミニウム繊維、銅繊維など）などの、いわゆるｊ
高強度、高弾性補強用繊維のマットおよび短繊維からな
つている。

すなわち、この発明においては、マットと短繊維を併用
する。上記マットは、従来公知のチヨツプドストランド
マツトやコンティニュアスストランドマットの５ような
ものである。

すなわち、マットは短繊維マットであつてもよく、長繊
維マットであつてもよい。また、短繊維は、上記補強用
繊維を数ミリメートル以下の長さに切断して得られたも
のである。もつとも、この発明においては、そのような
４短繊維に代えて、ボロン、アルミナ、シリカ、炭化ケ
イ素などの針状結晶（ウィスカ）を使用することもでき
る。上述したような補強用繊維材料、つまりマットおよ
び短繊維は、成形用シート中に１０〜６５重量％含まれ
ていなければならない。

すなわち、後述する実施例にも示すように、１鍾量％未
満ては衝撃強度の高い成形品が得られない。また、６５
重量％を越えると、成形性が損われるばかりか、表面平
滑性に優れた成形品が得られない。また、上記マットは
、補強用繊維材料の少なくとも加重量％を占めていなけ
ればならない。すなわち、２鍾量％未満では、実施例に
も示すよう川こ、衝撃強度の高い成形品が得られない。
上述したようなこの発明の成形用シートは、好ましくは
次のようにして製造する。すなわち、まずＰＥＴのペレ
ットと短繊維とを短繊維が所望の割合になるように混合
した後、その混合物を溶融押出機を使用して押出し、Ｐ
ＥＴと短繊維との複合ペレットを得る。

次に、上記複合ペレットをやはり溶融押出機を使用して
シートの形に押出し、ＰＥＴと短繊維との複合シートを
得る。

この複合シートの厚みは、０．５〜５Ｔｎｍ程度である
のが好ましい。次に、別途用意したマットと上記複合シ
ートとを、たとえば交互に重ね合わせ、加熱、加圧する
。このときの加熱温度は、２６０〜３５０゜Ｃ程度てあ
る。また、加圧力は、加熱温度や、得たい成形用シート
の厚みなどに応じて決める。かかる加熱、加圧により、
ＰＥＴｌマットおよび短繊維が複合、一体化され、図面
に示したような成形用シートが得られる。上記において
、マット上に押上機から直接複合シートを押出し、加熱
、加圧して複合、一体化するようにしてもよい。

この発明の成形用シートを使用したスタンピング成形は
、次のようにして行うのが好ましい。

すなわち、まず、成形用シートをオープンなどを用いて
２６０〜３２０℃、好ましくは２７５〜２９５℃に予熱
する。次に、予熱した成形用シートを型に供給する。

この型は、得たい成形品の形状に応じた雄型および雌型
からなり、かつ１００〜１８０℃の温度に加熱されてい
る。次に、上記型を閉じ、所望の形状への賦型を行う。

賦型時の加圧力は、５０〜３００ｋ９１ｄ程度である。
また、型を閉じている時間、つまり賦型時間は、１〜１
００８′程度である。次に、実施例を用いてこの発明を
さらに詳細に説明する。

実施例１ 成形用シート中における補強用繊維材料の含有率が、成
形品の衝撃強度や表面平滑性などに与える影響を調べる
ため、ＰＥＴのペレットに、ガラス繊維の短繊維（繊維
長：約３ＴｎＩｎ）をその含有率が５重量％になるよう
に混合した後、その混合物を溶融押出機を用いて押出し
、ＰＥＴとガラス繊維短繊維との複合ペレットを得た。

次に、上記複傘ペレットを別の溶融押出機を使用して押
出し、厚みが約１．２ｗｔてある複合シートを得た。一
方、ガラス繊維の長繊維マット（目付：約１５０ｙＩｄ
）を用意し、このマットと上記複合シートとを重ね合や
せた後、その重ね合せ体を一対の平板状金型に供給し、
約２９５℃の温度で加熱、加圧して図面に示したような
成形用シートを得た。

このとき、マットと複合シートの重ね合せ枚数をいろい
ろ変更し、第１表に示すように、マットと短繊維、つま
り補強用繊維材料の含有率が異なる合計５種類の成形用
シートを得た。次に、上記各成形用シートについて、こ
れを赤外線オープン中で約２８５℃に予熱した後、約１
５０℃に加熱された平板状金型に供給し、約６叱間加圧
して合計５種類の成形品を得た。

マットと複合シートの使用枚数に応じて加圧力を変更し
た結果、得られた成形品の厚みは、いずれも約３Ｔ０ｆ
Ｌであつた。次に、上記各成形品について、アイゾツト
衝撃強度（ノッチあり）を測定した。

また、表面の平滑性を目視により調べた。試験結果を第
１表に示す。なお、補強用繊維材料の含有率は、成形用
シートをオルソクロロフェノールで溶解し、マットと短
繊維とを取り出すことにより求めた。第１表から、補強
用繊維材料の含有率が９．０重量％である成形用シート
を使用して得た成形品１は、表面の平滑性は良好である
ものの衝撃強度が著しく劣つている。

また、含有率が６７．５重量％である成形用シートを使
用して得た成形品５は、衝撃強度は高いものの表面の平
滑性が失われてしまつている。補強用繊維材料の含有率
がこの発明で規定する１０〜６５重量％の範囲にある成
形用シートを使用して得た成形品２〜４は、衝撃強度と
表面平滑性のバランスがとれている。結局、補強用繊維
材料を含有率が１鍾量％未満であるような成形用シート
を使用したのでは、表面平滑性においては問題ないもの
の、衝撃強度の高い成形品を得ることができない。また
、成形用シート中の補強用繊維材料の含有率が高くなる
と、それにほぼ比例して成形品の衝撃強度も高くなるが
、６５重量％を越えると表面平滑性が急激に失われてく
る。実施例２成形用シート中における、補強用繊維材料
中にノ占めるマットの割合が成形品の衝撃強度や表面平
滑性に与える影響を調べるため、実施例１と同様にして
、マットの割合が異なる、第２表に示す合計８種類の成
形用シートを作り、これら各成形用シートを使用して成
形品を作り、各成形品につい７て実施例１と同様の試験
をした。

ただし、マットは目付が約３００ｙＩｄであるものを使
用し、マットと複合シートとの複合、一体化には約９０
℃に加熱した一対の金属ロールを使用し、マットの使用
枚数を変更することによつてその含有量を変えた。つ試
験結果を第２表に示す。上記のように、補強用繊維材料
中に占めるマットの割合が２鍾量％以上である成形用シ
ートを使用した成形品９〜１３は、そうでない成形用シ
ートを使用した成形品６〜８にくらべて衝撃強度が大変
高い。

しかしながら、マットのみの使用は成形品の表面平滑性
を悪くしている。結局、マットと短繊維を併用し、かつ
補強用繊維材料中に占めるマットの量が２唾量％以上で
ある成形用シートによらなければ、衝撃強度が高く、か
つ表面平滑性の優れた成形品を得ることができない。実
施例３ 成形用シートの、いわゆる母材が成形品の衝撃強度や表
面平滑性に与える影響を調べるため、実施例１と同様に
して、しかし母材をいろいろ変えて第３表に示す合計５
種類の成形用シートを作り、それら各成形用シートを使
用して成形品を作り、各成形品について実施例１と同様
の試験をした。

ただし、成形（１、成形用シートをその母材の軟化点温
度よりも約３０℃高い温度に予熱した後、上記軟化点温
度よりも約８０℃低い温度下て加圧す−ることによつて
行つた。なお、各成形用シート中における補強用繊維材
料の含有率はいずれも約４３重量％であり、またマット
の含有率は約７踵量％であつた。試験結果を第３表に示
す。上記から、成形品の衝撃強度は、成形用シートｌの
、いわゆる母材がＰＥＴである場合に最も高くなること
がわかる。

もつとも、表面の平滑性は母材のの種類にほとんど依存
しない。発明の効果 この発明の成形用シートは、ポリエチレンテレフタレー
トと補強用繊維材料とを複合してなり、上記繊維材料の
含有率は１０〜６５重量％であり、上記繊維材料はマッ
トと短繊維からなり、かつマットが繊維材料の少なくと
も２鍾量％を占めているＩ）らして、これをスタンピン
グ成形に使用すると、実施例にも示したように、衝撃強
度が高く、かつ表面平滑性に優れた成形品を得ることが
でき、また成形品の用途が拡がる。

しかも、成形性は何ら損われることがない。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明のスタンピング成形用シートの一実施
態様を示す概略縦断面図てある。 １・・・ポリエチレンテレフタレート、２・・・マット
、３・・・短繊維。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエチレンテレフタレートと補強用繊維材料とを
   複合してなり、前記繊維材料の含有率は１０〜６５重量
   ％であり、前記繊維材料はマットと短繊維とからなり、
   かつ前記マットは前記繊維材料の少なくとも２０重量％
   を占めていることを特徴とするスタンピング成形用シー
   ト。