JPS62208908A

JPS62208908A - フイラ−を配合した合成樹脂粉末の加熱法

Info

Publication number: JPS62208908A
Application number: JP4020986A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Omori; 大森　克己; Yoshiaki Fujiwara; 藤原　芳明
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1987-09-14

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば真空成形などにより最終成形品の品質
、性能等を向上させた成形品とするために使用するシー
トを、フィラーを均−混きして得た合成樹脂粉末との素
材から成形際の加熱法に関するものである。

〔従来の技術〕

現在では、各種の合成樹脂成形品が、各種の利用場面で
極めて多く用いられている。

このような合成樹脂成形品の成形法のうち、真空成形方
法についてみると、原料シートを加熱された金型中にセ
ットしたのち金型を閉め、吸引することにより軟化して
いる素材を賦形することが行われている。

このような成形の際に使用するシー１−は、しばしばカ
レンダー成形法や圧縮成形法によって成形することによ
り供給されている。

ところで、合成樹脂粉末に比較的高の多いｍ雄状フィラ
ーを配合して得た素材を用いて、シート中に繊維状フィ
ラーが均一分散した状態の原料シートを形成させるため
には、オーブンに入れて溶融させ賦形するもの、熱源と
して赤外線を利用するものなどのほか、最近ではマイク
ロ波を照射して合成樹脂を局部的に溶融させるものなど
の方法が使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来の成形法を用いて、本発明が対象として
いるわた状の成形素材を処理しようとすると、次のよう
な不都合が表れやすくなる。

例えば、加熱法としてオーブン加熱あるいは赤外線加熱
を行うときには、対象となる素材がわた状であるために
非常に伝熱性がわるいために素材の表面と内部との温度
差が著しくなり、内部への熱の浸透に重点をおくと表面
部分の素材の熱劣化を起こすし、この劣化を避けること
に重点をおくと内部の素材の溶融が充分に行われないま
まとなる。

一方のマイクロ波加熱についてみると、素材が無極性の
ものであるときは、温度は上昇せず、この加熱法を利用
するときは材料に制限されるという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような周囲の状況のなかにあって種々検討を重ねた
結果、繊維状フィラーを配合した合成樹脂粉末からなる
わた状素材をシート状に成形するに際して、 ■　合成１ｍｍｍの溶融粘度が１０２〜１０′ボイズと
なる温度に加熱されている２枚の素材支持部材の間に素
材を置き、 ■　０．Ｏ１ｋｇｆ／ｃｄ以上で加圧しながら加熱を行
う、ことからなるフィラーを配合した合成樹脂粉末の加熱法
に到達したのである。

〔作　　用〕

本発明でいう合成樹脂とは、熱可塑性のものを指し、そ
の形態は対象となる繊維状フィラーとの均一混合がなさ
れやすいように混合しやすい形態のもの、例えば平均粒
径がおよそ１■φ以下の粉末状のものであることが好ま
しい。

本発明に使用する熱可塑性合成樹脂としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどで代表されるポリオレフィン
、ナイロンで代表されるポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレートで代表される熱可塑性ポリエステル、ポリス
チレンあるいはポリ塩化ビニルなどがある。

また、ｌｉＡ維状フィラーの材質としては、ガラス、炭
素、金属あるいは有機物質により形成されたものでよく
、その繊維長は、好ましくは１００閤以下のものを対象
とする。

より詳しくは、長さｌと直径ｄとの関係（アスペクト比
＝１／ｄ）が、およそ１００〜２００００の間のものを
使用したものであることが好ましい。

上述のような素材を成形するためには、素材を支持する
ための支持部材が必要であるが、この目的を果すものと
しては成形時に作用する圧力に耐えることのできる材質
で形成された２枚の板状物、ベルトあるいはこれらと同
じ機能を発揮するものであればいずれも使用することが
できる。

この支持部材は、合成樹脂粉末に熱を伝え樹脂を溶融さ
せる機能を行わせるものであり、具体的には２枚の板状
物、ベルトあるいはこれらと同じ機能を発揮するものに
よりわた状素材を挟持するのである。

支持部材の形態が上述のようなものであることから、ベ
ルトを利用するときにエンドレスベルトとすれば連続製
造装置に組込むことができる。

支持部材によりわた状素材を挾持させるに当たっては、
接触面に作用する圧力をおよそ０．０１ｋｇｆ　／ｄ以
上として加熱する。

このときの加熱温度は、使用する合成樹脂の種類、平均
重合度、他の物質による変成の程度などにより一律とは
ならないが、いずれにしても合成樹脂の溶融粘度が１０
２〜１０５ボイズ以下となるように設定する。

例えば、具体例を示すと、未変成の高密度ポリエチレン
の場合にあってはおよそ１４０℃、ポリエチレンテレツ
クレートの場合ではおよそ２４０℃程度に加熱すること
により希望する溶融粘度領域とすることができる。

素材支持部材を挟持する際に接触面に圧力を作用させて
おくことにより、素材中の合成樹脂が溶融して繊維状フ
ィラーの表面を完全に濡らすようになるのである。

なお、素材支持部材は、水平方向に延在しているもの、
垂直方向に移動するものあるいは適当に傾斜を与えたも
のであってもよいが、最も一般的でかつシートの厚さ方
向に不均一性を形成しないものとしては垂直方向に移動
するものであるものが好ましい。

〔実施例〕

以下、具体的に実施例および比較例を示して本発明の構
成および効果を説明する。

なお、基本的な諸元は次のようなものにより従い行った
。

素材 ■　樹脂粉末：市販のポリプロピレン（ｐｐ）粉末、平
均粒径３００μｍ ■　繊維状フィラー：市販グラスファイバー（ＧＦ）１
３μｍφＸ１３ｍ（８００本を集束）混合機 ■　三井三池化工機■製ＦＭＩＯＢ型ヘンシェルミキサ
ー、容量９１ ■　ミキサー用羽根ニステンレス混合ＰＰ粉末７０ｇ５ＧＦ力ツト品３０ｇをミキサーに投入
し、３９００ｒｐｍで１ｏ分間混合したが、このときに
はＧＦは、ｗＡＩ１束からほとんどが単繊維に解離して
一見「わた状」になっていた。

そして、ＰＰ粉末は、それぞれの単繊維の表面にほぼ均
一に付着していた。

この「わた状」混合物の真の容！ｊｉＶ（ｃｆｆｌ）は
、見掛けの容積ｖ（ｅ、、’）に対して約９％に相当す
るものであった。

なお、計算は以下の式により行った。

ｖ４１０００（容量計で測定）割合＝Ｖ／ｖＸ１００叉呈互蒸ＰＰとからなる「わな」状混合物１００ｇ　（容積約１
０００ｅｊ）を、１６０Ｘ１６０Ｘ４０■の寸法とし、
遠赤外線ヒーターを上下にもつ第４図に示したようなボ
ックス内に収容し、この「ゎた」状混合物の表面付近と
中央部に熱電対を押入して各加熱条件において温度の測
定を行う。

なお、この加熱を行う際に、「ゎな」状混合物に若干の
加圧を行うことも平行して行った（第１図）。

中央部が、２００℃に達したとき（１混合物をボックス
から２０℃のプレス板に移しく第５図）、プレス圧１０
ｋｇｆ／ｃ１ｊで３１ｍｍＩ１ｍｍの厚さのスペーサの
存在下で加圧し、シート厚さを調節した。

図中、１は「わな」状混合物、２は金網、３は遠赤外線
ヒーター、４はボックス、５はプレス板６はスペーサ、
７はセンサー、８はシートである。

実施例　１、比較例　１．２前述した実験方法に準じてプレスを行い、その温度挙動
につき表示したような結果を得た。

０．５　　　１０５　２０　１９０　２５　　３０　２
０１．０　　　１４５　３０　２４０　３５　　　Ｂ５
　５０１．５　　　１７０　５０　２９０　６０　　１
２０　１００２、Ｑ　　　　１８５　７０　　＊　　　
＊　　　１７０　１４０２．５　　　２００　８０　　
＊　　　＊　　　２００　１７０３．０　　　２０５　
　！３０　　＊　　　＊　　　２００　２００＊：表面
部の熱劣化が明らかに認められｔ：ので実験を中止した
。

また、比較例１の際には、ヒーター出力１．５ｋＷのも
のを、比較例２のときには５．ＯｋＷ。

実施例１の際には１．４ｋＷのものを使用した。

遠赤外線ヒーターで加熱した場合、表面部と中央部とで
の；温度差が著しい。

特に、出力を大きくした比較例２の場合、表面だけが極
端に昇温して熱劣化が発生することが確認できた。

一方、出力が小さい場合では、温度差は小さくなるが中
央部の昇温速度は非常に遅くなり、当然のことながら加
熱効率は悪くなる。

「わな」状混合物に加熱を行う際に、若干の加圧状態を
維持することにより、表面と中央部との温度差は、比較
例の場合に対して非常に小さくなり、かつ小さなヒータ
ー出力で速やかに対象物全体を所定温度に加熱し得るこ
とができた。

実施例　２第３図に示したごとき搬送部、加熱、加圧ベル！・を組
み合わせた辻続加熱装置を用いて「わな」状混合物の加
熱を行った。

図中、１ｍｍは搬送部、１２は搬送ベル！・、１３は上
下に配したポリフッ化エチレンコーティングステンレス
ベルｌ−１ｍｍ４はテンションバー、１５はバックアッ
プロール、１６は赤外線ヒーターである。

上下に配したポリフッ化エチレンコーティングステンレ
スベルト１３は、入口から出口に向かい厚さ方向におい
て加圧するように勾配をつけであることから、ここに供
給された「わな」状混合物１は熱を受けながら徐々に圧
縮されるようになっている。

このような装置によるときの加熱条件は、ヒーター１６
のＲ定温度、バックアップロール１５の部分の長さおよ
びステンレスベルト１３の移動速度などにより自由に組
合せ変更することが可能であり、その融通性は極めて高
いものである。

−例として、圧力を０．０５ｋｇ／ｃｍ’で運転を行っ
たが、何の支障もなく加熱を行うことができ、次の冷却
ベルトへの移送をトラブルな〈実施することができた。

〔発明の効果〕

本発明を実施することにより、次のような効果を享受す
ることができる。

（１）熱伝導性の非常に悪いわた状の混合物を均一にか
つ短時間でシート状にすることができる。

（２）素材に対する加熱は、素材挟持部材と接触するこ
とにより熱を伝える方法による加熱であるため、熱ロス
が少なく経済的である。

（３）短時間で加熱が完了するため設備がコンパクトで
安価となり、従って製品コストを低くすることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパッチ式の成形時における予熱方
法を示した側面図、第２図は本成形を示した側面図、第
３図は本発明による連続成形の一実施例を示した側面図
、第４図は従来法による予熱方法を示した側面図、第５
図は従来法による本成形を示した側面図である。１・・・「ねた」状混合物、２・・金網、３・・遠赤外
線ヒーター、４・・ボックス、５・・・プレス板、６・
・・スペーサ、７・・・シー１−１ｍｍ１・・・搬送部
、１２・・搬送ベルｌ−１ｍｍ３・・・上下に配したポ
リフッ化エチレンコーティングステンレスベルト、１４
・・・テンションバー、１５・・・バックアップロール
、１６・・・赤外線ヒーター。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）繊維状フィラーを配合した合成樹脂粉末からなる
（真の容積／見掛けの容積）×１００が５０％異常のわ
た状素材をシート状に成形するに際して、［１］合成樹脂の溶融粘度が１０＾２〜１０＾５ポイズ
となる温度に加熱されている２枚の素材支持部材の間に
素材を置き、［２］０．０１ｋｇｆ／ｃｍ＾２以上で加圧しながら加
熱を行う、ことからなるフィラーを配合した合成樹脂粉末の加熱法
。
（２）合成樹脂が熱可塑性合成樹脂である特許請求の範
囲第１項記載の加熱法。
（３）平均粒径が１ｍｍφ以下の合成樹脂である特許請
求の範囲第１項記載の加熱法。
（４）繊維状フィラーがガラス、炭素、金属および有機
物質の内から選ばれた１種以上を使用する特許請求の範
囲第１項記載の加熱法。