JPS61112642A

JPS61112642A - スタンプ成形用繊維強化熱可塑性樹脂シ−トおよびその製造方法

Info

Publication number: JPS61112642A
Application number: JP23325284A
Authority: JP
Inventors: 森木　伸一; 昭下田; 奥井　一之
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1986-05-30

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】この発明は、スタンプ成形加工の素材となる繊維強化熱
可塑性樹脂シートおよびその製造方法に関する。

最近、スタンバプル樹脂シートと称されているスタンプ
成形用のプラスチック複合材料が開発された。これは熱
可塑性樹脂を主材とするシート材で、鋼板と同様な簡便
かつ高速なスタンプ成形加工が行なえるという大きな利
点を有している。この種のスタンバプル樹脂シートの１
つに、ガラ２１３２８強化材に熱可塑性樹脂を含浸させ
たシートがある。

以下、この繊維強化熱可塑性樹脂シートをＦＲＴＰシー
トと称する。

ＦＲＴＰシートに用いられるガラス繊維のマット状強化
材としては、良く知られているように、ガラスクロス、
チョツプドストランドマット、スワールマット、ニード
ルマット等の種類がある。

これらの中では、ニードルマットが、その繊維の殆どが
連続した長ａＩ雑であるため、耐衝撃、疲労を含め、強
化材としての物性が最も優れている。

また、ニードルマットを用いたＦＲＴＰシートは、ニー
ドルマットによるガラス繊維の三次元的な絡みがあるた
めに、スタンプ成形時にこれがほぐれ、樹脂の流動性が
良くなり、全体としての成形性が非常に良好である。一
方、ＦＲＰＴシートに用いられる熱可塑性樹脂としては
、ポリプロピレン。

ポリエステル、ポリアミドなどが物性、経済性などの点
から一般的である。

しかしながら、従来のスタンプ成形用ＦＲＴＰシートに
は、解決しなければならない重大な問題が残されている
。それは、スタンプ成形後の成形品の表面が美しい滑面
に仕上がらない点である。

成形品表面の仕上がりを悪くする主なものは、ガラス繊
維強化材のｍ維パターンが成形品表面に凹凸模様となっ
て現れる現象と（これをストランドパターンと称する）
、ガラス単繊維が樹脂に包まれずに成形品表面に露出す
る現象（これを表面欠陥と称する）とである。

上記ストランドパターンは、繊維強化材として上述のい
ずれの構成のマットを用いても生じる。

マットを構成するガラス繊維は均一に分布しておらず、
繊維の粗密が存在する。その粗密が成形品の表層近くに
あると、樹脂の収縮度合が部分的に異なり、繊維の粗密
パターンが樹脂表面の凹凸パターンとなって現れてしま
う。このようすを第１図に示している。

この図において、１は充分にほぐされていない密なｉ！
線維群２は十分にほぐされてた粗°な繊維群、３は成形
品表面に生じた母材樹脂５の凹凸をそれぞれ示している
。

もう１つの問題である上記表面欠陥は、ニードルマット
を用いたＦＲＴＰシートに特に多く見られる現象である
。第２図に表面欠陥が発生するようすを示している。ス
タンプ成形に際し、ＦＲＴＰシートは金型にセットされ
る前に加熱され、母材樹脂が溶融される。そのとき第２
図（Ａ）に示すように、ガラス繊維強化材（ニードルマ
ット）の一部の単繊維４が立ち上り、シート表面上に突
出する。その状態で金型にセットされてスタンプ成形さ
れると、突出した単繊維４が冷たい金型に触れ、第２図
（Ｂ）に示すように、その単繊維４が樹脂５に包まれず
に成形品表面に露出してしまう。また、露出した単繊維
４の周辺に樹脂５が充填されない空隙を生じることもあ
る。

この表面欠陥を少くするには、スタンプ成形の金型温度
を高くするのが有効ではある。しかしこれは、成形サイ
クルが長くなるため、高速性というスタンプ成形の基本
的利点を失うことになり、全く現実的でない。また、ニ
ードルマットのニードリングを減らし、前述のように加
熱時に立ち上る単繊維をなくすことも有効である。しか
し、ニードリングを減らすことは、前述したストランド
パターンの対策と全く逆であるし、マットとしての取扱
が困難になることや、成形性を低下させるといった不都
合をもたらす。

本発明は前述した従来の問題点に鑑みなされたものであ
り、その目的は、スタンプ成形時の上述したストランド
パターンや表面欠陥を発生することがなく、成形品表面
を美しい滑面に仕上げることができるスタンプ成形用Ｆ
ＲＴＰシートおよびその製造方法を提供することにある
。

上記の目的を達成するために、本発明は、ＦＲＴＰシー
トの母材樹脂にガラスご−ズ等の微小な球状フィラーを
混入したことを特徴とする。

以下、本発明の実施例を図面を参考にして詳細に説明す
る。

本発明者は、前述した技術課題を達成するために、ＦＲ
ＴＰシートの母材樹脂にフィラーを混入することを考え
た。そして、フィラーの種類、形状、大きさ、量を様々
に変えて、スタンプ成形後の上記ストランドパターンお
よび表面欠陥の発生程度を調べた。その試験結果の一例
を次の第１表に示す。この試験例は、単糸径１０μｌ・
収束本数５０本のストランドからなるガラスケーキより
２０パンｆ　／　ｃｄの条件で２回ニードリングしたニ
ードルマットを１Ｉｔ４強化材とし、ナイロン６を母材
樹脂とし、各種フィラーの混入量を一定としている。

第１表これらの試験により、スタンプ成形後のストランドパタ
ーンを防止する面でガラスビーズのような球状フィラー
が最も効果的であることと、上記表面欠陥を防止する面
では、直径１００μ屯程度のガラスビーズ、アスペクト
比の大きな板状マイカ、円柱状のガラスチョップをフィ
ラーとするのが効果的であることがわかった。

第３図は母材樹脂に球状フィラーが混入されたＦＲＴＰ
シートによるスタンプ成形品の断面を示している。同図
にＪ５いて、１は密な繊維群、２は粗な繊Ｎ群、６は母
材樹脂５に混入された球状フィラー（ガラスビーズ）で
ある。

球状フィラー６が混入された熱可塑性樹脂をニードルマ
ットに含浸させると、球状フィラーはマットを構成して
いるガラスＷＡＨの中へ進入していく。特にガラスＪ、
Ｉ　Ｉｆｆが粗な部分により多く入り込み、ガラス繊維
の粗密分布が球状フィラーで補われ、ガラス繊維の粗密
の差による樹脂５の収縮率の差が小さくなり、表面の凹
凸模様は殆ど発生しなくなる。つまり、第１図のような
凹凸によるストランドパターンが生じない。

また、球状フィラー６のうち比較的径の大きなものはニ
ードルマットのガラス繊維の間に進入しにくく、マット
の上で層をなす。このことが前述した表面欠陥を防止す
る。表面欠陥は、１−ＲＴＰマットをスタンプ成形前に
加熱したとき、溶融した樹脂中からニードルマットの単
繊維が立ち上ることが・原因で起こる。上述のように球
状フィラーがニードルマットの表面上に層をなして分布
してルすると、これが立ち上ろうとするガラス単繊維の
障害物となり、樹脂表面に起立・突出するガラス単繊維
は殆どなくなる。従って、成形後の表面欠陥がなくなる
。この効果は、アスペクト比の大ぎなマイカやガラスチ
ョップをフィラーとした場合も得られる。

次に、本発明によるＦＲＴＰシートのより具体的実施例
をその製造方法とともに説明する。

第４図は本発明のＦＲＴＰシートの製造工程を示してい
る。フィラーを混入した半溶融状態の熱可塑性樹脂から
なる芯層１１が押出機１０から連続的に押出される。こ
の芯層１１の両面にマット状の繊維強化材１２が積層さ
れ、さらにその両面にフィラーを混入した熱可塑性樹脂
からなる表層フィルム１３が、積層される。これら積層
体は２枚のスチールベルト１４・１５に挾まれて移送さ
れ、加熱ゾーン１６および冷却ゾーン１７を順番に通過
する。加熱ゾーン１６では、芯層１１および表層フィル
ム１３が溶融してガラス繊維強化材１２に含浸していく
。その後、全体が一定厚みに調整され、冷却ゾーン１７
にて母材樹脂が固化し、ＦＲＴＰシートが完成する。

次の第２表は、上記芯層１トガラス繊維強化材１２・表
層フィルム１３の構成の具体例を示している。これを実
施例工とする。

第２表　（実浦例工）この表において、「樹脂」はナイロン６である。

ｒＧＢＪはガラスビーズで、平均粒子径３０μｍの東芝
バロティー二ＭＧＢ７３１Ａである。「ＧＣ」はガラメ
チ３’／ブで、ＩＪＢＥＮｙｌｏｎｌ　０１５ＧＣ９に
配合されているものである。「ニードルマット」は単糸
径１０μｍ・収束本数５０本のストランドからなるガラ
スケーキより２０パンチ／ｃｊの条件で２回ニードリン
グしたマットである。

実施例■では、芯層１１にガラスビーズがフィラーとし
て混入され、表層フィルム１３にガラスビーズとガラス
チョップがフィラーとして混入されている。

次の第３表および第４表は、それぞれ実施例■および実
施例■の構成を示している。

第３表　（実施例旧第４表　（実施例［［）第３表において「樹脂」および「ニードルマット」は実
施例工と同じである。また、フィラーとしてのｒＧＢＪ
は、実施例■と同じ平均粒径３０μｍのガラスビーズと
、平均粒径１０ＣＩＩのガラスビーズとを１対１の割合
で混ぜたものである。

平均粒径１００μｍのガラスビーズは、東芝バロティー
二ＦｊＧＢ７３５を日本ユニカー製アミン・シランＡ−
１１００で処理したものを用いた。

一方、第４表に示した実施例■において「樹脂」、「ニ
ードルマット」およびｒＧ、ＢＪは実施例工と同じで、
表層フィルム１３に平均粒径３５μのガラスご一ズと平
均大きざ１０〜９０μでアスペクト比的３０のマイカを
フィラーとして混入した。

次に、実施例Ｉ、Ｉｔおよび■の効果について具体的に
説明する。比較例としてナイロン６／ニードルマット（
８０，５／１９．５体積％）からなるＦＲＴＰシートを
作成し、実施例１．ＩＩ、Ｉ［Ｉと物性および表面状態
を比較した。第５表はそれらの結果をまとめたものであ
る。

比較の条件は次のとおりである。ＦＲＴＰシートを２８
０℃に加熱して軟化させ、１２０℃に保った金型でスタ
ンプ成形を行なった。金型表面ｔまメッキして鏡面仕上
げしである。なお、第６表は比較例・実施例■・実施例
■・実施例■の構成の対照表である。

第５表第６表表面欠陥は、フィラーが混入されていない比較例ではほ
ぼ全面に無数に存在する。特にホットブランクを置いた
部分は非常に多い。一方、実施例１、　Ｉｌ、　Ｉ［［
では表面欠陥は殆ど認められなかった。

チャージパターンは比較例では明瞭に出るが、実施例工
ではチャージ部と流動部との光沢に少し差ができ識別で
きる程度であり、実施例■ではチャージ部のマイカの色
が残るが実施例■では殆どわからない。ストランドパタ
ーンは、比較例では明瞭であるが、実施例工では僅かに
残るが、実施例■および■では殆ど残らない。

以上詳細に説明したように、本発明に係るスタンプ成形
用ＦＲＴＰシートでは、スタンプ成形品の表面状態をス
トランドパターンや表面欠陥のない美しい滑面にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＦＲＴＰシート成形品のストランドパタ
ーンの説明図、第２図（Ａ）（Ｂ）は同じく表面欠陥の
説明図、第３図は本発明のＦＲＴＰシート成形品の一例
の断面図、第４図は本発明のＦＲＴＰシートの製造工程
の一例を示す図である。１・・・・・・・・・密な繊維群　　２・・・・・・・
・・粗な繊維群４・・・・・・・・・単繊維　　　　５
・・・・・・・・・樹　脂６・・・・・・・・・球状フ
ィラー　１０・・・・・・押出機１１・・・・・・芯　
層　　　１２・・・・・・ガラス繊維強化材１３・・・
・・・表層フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

（１）微小な球状フィラーを含んだ熱可塑性樹脂を母材
とし、マット状の繊維強化材とともにシート状に成形さ
れたスタンプ成形用繊維強化熱可塑性樹脂シート。
（２）上記球状フィラーはガラスビーズであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のスタンプ成形用繊
維強化熱可塑性樹脂シート。
（３）繊維強化材はガラス繊維のニールドマットである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスタンプ
成形用繊維強化熱可塑性樹脂シート。
（４）上記熱可塑性樹脂の表層部分には上記球状フィラ
ーとともに板状または円柱状のフィラーが含まれている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスタンプ
成形用繊維強化熱可塑性樹脂シート。
（５）微小な球状フィラーを混入した熱可塑性樹脂の芯
層の両面にマット状の繊維強化材を積層するとともに、
さらにその両面に微小な球状フィラーを混入した熱可塑
性樹脂の表層フィルムを積層し、これら全体を加熱して
上記樹脂を溶融させて上記繊維強化材に含浸させ、全体
を所定厚みのシート状に成形することを特徴とするスタ
ンプ成形用繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法。