JPS63230312A - 強化熱可塑性材料及びその製造方法 - Google Patents

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】 本発明は強化繊維の水性懸濁液から製造され、スタンピ
ング成型または熱成型により変形されることを目的とす
る強化熱可塑性材料に関する。

強化繊維及び粉末状の熱可塑性樹脂から成るシート材料
はすでに周知であり、このような材料はスタンピング成
型または熱成型により特に形を変えることができ、最終
製品を得る。

書類番号Ｅ　Ｐ　Ａ　３９２９２　（Ａｒｊｏｍａｒｉ
）及びＥＰＡ７１２１９　（Ｄｏｗ　）には紙の製造方
法によりこのような材料を製造する方法が記載されてい
る。この方法により、強化繊維、熱可塑性樹脂及び補助
剤から成る水性懸濁液を形成し、該懸濁液を脱水して濡
れたシートを得る。次にこのシートを乾燥させてシート
材料を得る。この方法によると、シートの結合、すなわ
ち、繊維と樹脂の接合を確実なものとし、特に補助剤の
保持を良好にするために該水性懸濁液に結合剤と凝集剤
を添加すべきである。

例えば顔料及び安定剤などの補助剤は最終製品に物理的
特性を与え、その寿命をのばし、その製造を促進するた
めに必要である。

当該技術に普通の知識を有する者にとって周知であるこ
のような添加物は室温ではほとんど固体である。これら
添加物は極めて少量を水性懸濁液に添加する必要があり
、従って最終製品において樹脂と充分に均質に混合する
ためにシートの形成前に最初の熱可塑性樹脂と極めて微
細な分子の形の添加物を混合する。

これら補助剤は懸濁液が堆積される布のスクリーンのメ
ツシュのサイズより特に小さい粒径を有するので、重力
によりあるいは吸引により、特に懸濁液に結合剤または
凝集剤が含まれない場合は脱水をするときメツシュを通
過してしまう傾向がある。従って、除去される水は通過
したかなりの量の補助剤を含有している。これらの補助
剤は脱水したシートに戻されることはない。従って、特
に直径の小さい補助剤を保持することは難しい。

６一 一方、補助剤の中のいくつかは水に混合できない有機性
液体である。費用のかかる人工的材料の助けをかりずに
濡れたシートにこれら添加物を保持することは不可能で
はないにしても非常に困難である。経済的な理由で、等
質の製品の製造コストを低下させるために常に研究が行
われている。

従って、本発明の目的は、変形された場合に水に混合で
きない補助剤の緒特性を示す製品を製造できる強化熱可
塑性材料を湿式により、すなわち、水性懸濁液により得
ることである。

本発明の別の目的は結合剤及び凝集剤を使用しないこと
である。

熱可塑性材料を固体充填剤と混合する方法は周知である
。前記方法については米国特許３．９９７．４９４及び
４．０４５．４０３に記載がある。混合物を攪拌しなか
ら熱可塑性材料の粒子を充填剤と共に連続的に加熱する
ことから成る。

本発明はさらに結合剤または凝集剤を添加しないで特に
前述の保持の問題を解決した製造方法及び組成物を提供
する。「凝集剤」とは、その材料の１個以上の他の成分
と凝集または会合によって該保持が可能となるように、
転化または中和によって成分の少なくとも１個の表面電
荷を混合水溶液中で変えるようなイオン剤またはイオン
系を意味する。

本発明の方法は強化繊維、少なくとも１個の熱可塑性樹
脂及び少なくとも１個の補助剤を含有する水性懸濁液を
調整し、次に一定の形のスクＩＪ−ン上で該懸濁液の脱
水を行うことから成る湿式方法である。湿式方法は紙製
造型である。

本発明により、熱可塑性樹脂及び補助剤は水性懸濁液を
脱水するた必にスクリーンのメツシュの孔より大きい粒
度を有する熱可塑性粉末の各校が充分に混合される。熱
可塑性粉末は脱水する前に水性懸濁液に入れられる。脱
水に使用する型は紙の製造方法で使用される長網式抄紙
機型フラットテーブルセクションであるのが好ましい。

「充分に混合する」とは、粉末の粒が熱可塑性樹脂と補
助剤の均質な混合物から成ることを意味する。補助剤は
熱可塑性樹脂の粒の中に閉じ込められるので完全に保持
される。それゆえに、材料を製造する間に先行技術では
必要であった結合剤または凝集剤の添加が全く必要ない
。本発明の組成物は保持された補助剤が熱可塑性樹脂の
粒を囲んでいるものとは違う。

本発明の粉末は熱可塑性樹脂及び補助剤の粒をすり砕い
て作られる。樹脂及び補助剤の粒を形成するために従来
の押し出し成型技術を使うが、冷却後または粒を形成す
るための他の条件の後、すり砕いて本発明で使用する粉
末を得ろ。

本発明はまた強化繊維の他に少なくとも１個の熱可塑性
樹脂と少なくとも１個の補助剤の各校をすり砕いて得ら
れた粉末から成る水性懸濁液を形成して作られた材料に
関する。

本発明の組成物で使用される強化繊維の物理的構造は高
温で該材料の形を変えた後には変化しない。該強化繊維
はガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、ホウ素繊維
、ガラスウール、岩綿、金属繊維、高融点の合成有機繊
維の中から選ばれる。

数種類の繊維を同一材料に使用できる。

該材料はガラス繊維を使って製造されたシートであるこ
とが好ましい。

熱可塑性樹脂はポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、及び共重合体）、ポリ塩化ビニル、ポリスチ
レンおよび共重合体、ポリアミド、飽和ホリエステル、
ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、及び塑性
合金から成る部類から選ばれる。

補助剤は抗酸化剤、カーボンブラック、着色剤、光安定
剤、帯電防止剤、防火剤、ずベリ剤、金属不活性化剤、
その他所型の特性を最終製品に与える周知の添加物全て
から成る部類から選ばれる。

好ましい実施態様においては、強化繊維は長さ５〜３０
ｍｍ、直径１０〜２０μｍのガラス繊維である。強化繊
維の乾燥重量の全材料に対する割合は１５〜６０％であ
る。

本発明を変更した態様として、上に述べた強化繊維の他
に、成型のパラメーターが許す場合、またプラスチック
応用のため所望の特性が全く与えられない場合、成型し
た製品に導電性を与えるた−１０＝ めに酸化しないスチール繊維またはアルミニウム処理し
たガラス繊維、組成物のコストを下げるためセルロース
繊維を材料に使用する。

すり砕した粉末の平均粒径は１００μｍ以上であるのが
好ましい。

この限度以上に粒をひく事は困難であり、メツシュの孔
げきを有するスクリーンで形を整える湿式シートに粉末
を保持する必要があり、小さいと水を除去する妨げとな
る。

本発明の別の変更例では、樹脂及び補助剤の他に例えば
不透明化剤または部分強化剤（クルク、カーボネートま
たは雲母など）などの鉱物性充填剤を添加する。当該技
術においては普通のことであるが、複数の樹脂及び補助
剤を含有することもできる。

繊維及び粉末の懸濁液にはさらに高比表面積のフィブリ
ルから成るポレオレフィンペーストを添加できる。従っ
て、強化繊維はオルガノシランまたはオルガノシリコン
系のポストオイリングに耐えられることが予想される。

本発明の材料は成型、スタンピング成型、熱成型により
変形され、例えば、自動車工業で部品の製造に使用され
る。

以下の実施例により本発明を説明する。量は全て重量部
である。各実施例では従来の方法により試験が行われた
。同一試験を本発明の技術に対して行った。従って、本
発明の利点は本発明と比較例によって得られた結果を比
較することにより明らかとなる。

比較例１ 脂肪酸を主成分とした陽イオン分散剤０．０４％を含有
する１０，０００部の水に単一繊維の直径が１０　μｍ
　（ＥＣＩＯ１６０５０９３ｘ　５　ＶＥＴＲＯＴＥＸ
＞のガラス繊維系を６ｍｍずつに切断したもの４０部を
分散し、逆にポリプロピレン粉末（ＥＬＴＥＸ＠Ｐ、５
ＯＬＶＡＹ＞６０部を添加する２００μｍ以下の直径を
有する分子は全くないほどの粒度であり、その９５％は
２００〜７００μｍである。平均粒度２７μｍのカーボ
ンブラック０．６部を入れ、１リットル当り２ｇに希釈
した後、混合溶液を攪拌しながら圧縮空気で実験室手製
の金属ウェッブ上に注ぐ。該ウェッブは２２０×１２０
μｍのメツシュを有するので、ポリプロピレン粉末に対
して節の役目をする。

得られたシートはガラス繊維が個別化しており、これを
乾燥し、２４０℃に再加熱し、プラスチック片に成型す
る。色は透明な灰色である。これはカーボンブラックの
ほとんどがシートに保持されていないからである。

実施例１ 単独重合体ポリプロピレンの粒をすり砕いて本発明によ
り造られた１％のカーボンブラックを含有する粉末を比
較例１で使用されたポリプロピレン（ＥＬＴＥＸ■）の
代わりに使用した以外は比較例１と同様の実験を行った
。このすり砕かれた粉末の粒子の７０％は直径が２５０
〜５００μｍであり、５％は１６０μｍ以下であった。

得られたプラスチック片の色は完全に黒であった。

比較例２ 比較例１と同様に、長さ５ｍｍ、直径１０μｍのガラス
繊維４０部、ポリプリピレン粉末６０部、抗酸化剤ＡＯ
（４４’−チオビス（６テルチオブチルーメククレゾー
ル））０．５部から成る懸濁液を調整した。得られたシ
ートは高温で濃厚化されたので耐熱老化性の極めて弱い
抗酸化剤は実質的に全く含まれていなかった。１５０℃
の通気性オーブンにおいて５００μｍの厚さを得るため
に重量の損失は３日間で２４％であり、抗酸化剤なしで
は２０％であった。

実施例２ 同一のガラス繊維４０部、９８％の抗酸化剤Ａ○を含有
する粒すり砕いて得られたポリプロピレン粉末６０部か
らシートを得た。重量の損失は１３日間でたった１０％
であったので、熱老化挙動は良好であった。

本発明製品及び製法の変更態様は当該技術に普通の知識
を有する者ならば、非限定の特許請求の範囲に充分記載
されている本発明の範囲を逸脱することなく同等の手段
により当然利用することができる。

−１４〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）強化繊維、少なくとも１個の熱可塑性樹脂及び少な
   くとも１個の補助剤から成る水性懸濁液を形成し、該懸
   濁液をスクリーン上で脱水し乾燥することから成り、成
   型、スタンピング成型または熱成型により形を変えて最
   終製品を得ることのできる熱可塑性組成物を製造する湿
   式方法において、該熱可塑性樹脂及び該補助剤は組成物
   を脱水するためのスクリーンのメッシュより大きい粒度
   を有する粉末の各粒子ごとに充分混合され、該粉末はス
   クリーン上で脱水する前に懸濁液に添加され、実質的に
   全ての補助剤を含有する熱加工用熱可塑性組成物を製造
   することを特徴とする前記方法。 ２）該粉末が熱可塑性樹脂及び補助剤の充分な混合物か
   ら成る粒子をすり砕いて形成されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）該粒子が樹脂と補助剤の混合物を押出しにより得ら
   れることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の方
   法。 ４）該湿式方法が紙製造方法であり該スクリーンが紙製
   造方法で使用される型の一部であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記
   載の方法。 ５）該方法が紙製造方法のフラットテーブル上で行われ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の方法
   。 ６）該強化繊維が長さ５〜３０ｍｍ、単一繊維直径１０
   〜２０μｍのガラス繊維であり、前記材料に対する乾燥
   重量の繊維の濃度が１５〜６０％であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７）さらに次の繊維：非酸化スチール繊維、アルミニウ
   ム処理したガラス繊維またはセルロース繊維の中の少な
   くとも１つを含有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項のいずれか１項に記載の方法。 ８）該粉末が１００μｍ以上の平均直径を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第４項から第７項までのいず
   れか１項に記載の方法。 ９）該粒子がカーボンブラック、抗酸化剤、帯電防止剤
   、またはこれらの混合物の中の少なくとも１個の補助剤
   をさらに含有することを特徴とする特許請求の範囲第５
   項から第８項までのいずれか１項に記載の方法。 １０）該強化繊維がオルガノシランまたはオルガノシリ
   コン系のポストオイリングに耐えたことを特徴とする特
   許請求の範囲第５項から第９項のいずれか１項に記載の
   方法。 １１）強化繊維と、少なくとも１個の熱可塑性樹脂及び
   少なくとも１個の補助剤から成る各々の粒子をすり砕い
   て得られた粉末とから成る水性懸濁液から湿式方法によ
   り製造された熱加工により最終製品を得るための強化熱
   可塑性材料。 １２）追加の繊維、少なくとも１個の鉱物性装薬及びポ
   リオレフィンペーストをさらに含有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１１項に記載の材料。 １３）該強化繊維は長さ５〜３０ｍｍ、単一繊維の直径
   １０〜２０μｍのガラス繊維であり、前記材料に対する
   乾燥重量の繊維の濃度が１５〜６０％であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１１項に記載の材料。 １４）さらに次の繊維：非酸化スチール繊維、アルミニ
   ウム処理したガラス繊維またはセルロース繊維の中の少
   なくとも１つを含有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１１項または第１３項のいずれか１項に記載の材料
   。 １５）該粉末は１００μｍ以上の平均直径を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項から第１４項まで
   のいずれか１項に記載の材料。 １６）該粒子がカーボンブラック、抗酸化剤、帯電防止
   剤またはこれらの混合物の中の少なくとも１個の補助剤
   をさらに含有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   １項から第１５項のいずれか１項に記載の材料。 １７）強化繊維がオルガノシランまたはオルガノシリコ
   ン系のポストオイリングに耐えたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１１項から第１６項までのいずれか１項に
   記載の材料。