JPWO2018062139A1 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
圧縮成形加工性のよい樹脂組成物の提供。
（Ａ）繊維材料の束１００質量部に対して（Ｂ）熱可塑性樹脂２５〜３００質量部が含浸されて一体化された樹脂含浸繊維束と（Ｃ）滑剤を含有する樹脂組成物であり、前記樹脂含浸繊維束が、幅方向の断面形状が長軸と短軸（長軸長さ＞短軸長さ）を有する扁平形状のものであり、前記長軸の平均長さ（ｄ１）が０．５〜４．０ｍｍであり、前記長軸の平均長さ（ｄ１）と前記短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）が１．０〜８．０であり、前記樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）が３〜５０ｍｍであり、前記Ｌと前記ｄ１の比（Ｌ／ｄ１）が１０〜５０であり、前記樹脂含浸繊維束１００質量部に対して滑剤を０．００１〜０．０５質量部含有しており、前記樹脂組成物の嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３である、樹脂組成物。
（Ａ）繊維材料の束１００質量部に対して（Ｂ）熱可塑性樹脂２５〜３００質量部が含浸されて一体化された樹脂含浸繊維束と（Ｃ）滑剤を含有する樹脂組成物であり、前記樹脂含浸繊維束が、幅方向の断面形状が長軸と短軸（長軸長さ＞短軸長さ）を有する扁平形状のものであり、前記長軸の平均長さ（ｄ１）が０．５〜４．０ｍｍであり、前記長軸の平均長さ（ｄ１）と前記短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）が１．０〜８．０であり、前記樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）が３〜５０ｍｍであり、前記Ｌと前記ｄ１の比（Ｌ／ｄ１）が１０〜５０であり、前記樹脂含浸繊維束１００質量部に対して滑剤を０．００１〜０．０５質量部含有しており、前記樹脂組成物の嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３である、樹脂組成物。
Description
本発明は、樹脂含浸繊維束と滑剤を含む樹脂組成物に関する。
背景技術
背景技術
熱可塑性樹脂と補強繊維からなるペレットを射出成形することで、成形品を得る方法が汎用されている。しかし、射出成形法を適用すると、射出成形の過程で補強繊維が折れて短くなってしまい、補強効果が低下するという問題がある。
特許第３６３１９９４号公報及び特許第４７４３５９２号公報では、射出成形法に替えてプレス成形法を適用する発明が記載されている。
特許第３６３１９９４号公報には、幅０．２〜５ｍｍおよび長さ１０〜１５０ｍｍの一方向長繊維強化熱可塑性樹脂（以下Ｌ−ＦＲＴＰという）からなる線材がランダムに配向され、該線材同士の接点が固着しており、目付け量３０〜５００ｇ／ｍ２で、開口部を有し、厚さが０．１〜１ｍｍであるＬ−ＦＲＴＰシートと、さらに前記Ｌ−ＦＲＴＰシートが特定の母材の少なくとも片面または内部に配されている複合成形体の発明が記載されている（特許請求の範囲）。発明の効果の欄（段落番号００５１）には、Ｌ−ＦＲＴＰシートの面剛性が向上できることが記載されている。
Ｌ−ＦＲＴＰの断面形状は円形または楕円形であり、断面の長径／短径が３以下であると記載されている（段落番号００１６）が、実施例で使用されているものは円形のみであり（実施例１）、楕円のものは使用されていないことから、発明の効果を得るためには、断面が円形のものが好ましいことが開示されていることになる。
特許文献２には、長繊維強化熱可塑性樹脂線状成形材料と、長繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法の発明が記載されている（特許請求の範囲）。長繊維強化熱可塑性樹脂線状成形材料の断面形状については、「（ａ）円形又は楕円形に近い断面形状を有する。これにより、線状成形材料を三次元的に配向して散布することが容易となり、このように散布されたものをプレス成形すると、強化繊維が三次元的に配向したシート材料又は成形品を得ることができる（段落番号００２８）」と記載されているが、実施例、参考例および比較例には断面形状の記載はないため、特許文献１の発明と同様に円形のものであると考えられる。
発明の概要
発明の概要
本発明は、圧縮成形加工性の良い樹脂組成物を提供することを課題とする。また本発明は、この樹脂組成物から得られる圧縮成形品およびその製造方法をも提供する。
本発明は、（Ａ）繊維材料の束１００質量部に対して（Ｂ）熱可塑性樹脂２５〜３００質量部が含浸されて一体化された樹脂含浸繊維束と（Ｃ）滑剤を含有する樹脂組成物であり、
前記樹脂含浸繊維束が、幅方向の断面形状が長軸と短軸（長軸長さ＞短軸長さ）を有する扁平形状のものであり、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）が０．５〜４．０ｍｍであり、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）と前記短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）が１．０〜８．０であり、
前記樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）が３〜５０ｍｍであり、前記Ｌと前記ｄ１の比（Ｌ／ｄ１）が１０〜５０であり、
前記樹脂含浸繊維束１００質量部に対して滑剤を０．００１〜０．０５質量部含有しており、
前記樹脂組成物の嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３である、樹脂組成物を提供する。
前記樹脂含浸繊維束が、幅方向の断面形状が長軸と短軸（長軸長さ＞短軸長さ）を有する扁平形状のものであり、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）が０．５〜４．０ｍｍであり、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）と前記短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）が１．０〜８．０であり、
前記樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）が３〜５０ｍｍであり、前記Ｌと前記ｄ１の比（Ｌ／ｄ１）が１０〜５０であり、
前記樹脂含浸繊維束１００質量部に対して滑剤を０．００１〜０．０５質量部含有しており、
前記樹脂組成物の嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３である、樹脂組成物を提供する。
本発明の樹脂組成物は、圧縮成形品を製造するときの圧縮成形性（金型離れ性）が良く、得られた圧縮成形品の機械的強度も良い。
＜樹脂組成物＞
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を含む樹脂含浸繊維束と、前記樹脂含浸繊維束に対して外部添加されることで前記樹脂含浸繊維束とは別に含まれている（Ｃ）成分の滑剤を含むものである。
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を含む樹脂含浸繊維束と、前記樹脂含浸繊維束に対して外部添加されることで前記樹脂含浸繊維束とは別に含まれている（Ｃ）成分の滑剤を含むものである。
（Ａ）成分の繊維材料の束で使用する繊維材料は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、及びこれらの組み合わせから選ばれるものが好ましいが、これらに制限されるものではない。繊維材料の束の本数は、樹脂含浸繊維束の外径（長軸長さおよび短軸長さ）を考慮して調整するものであり、例えば、１００〜３００００本の範囲、好ましくは１０００〜２４０００本の範囲から選択することができる。
（Ｂ）成分の熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂（ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１２など）、オレフィン樹脂（ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、酸変性ポリプロピレンなど）、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど）、熱可塑性ウレタン樹脂（ＴＰＵ）、ポリオキシメチレン樹脂（ＰＯＭ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂のアロイなどから選ばれるものを用いることができる。（Ｂ）成分の熱可塑性樹脂としては、２種以上からなるアロイも用いることができ、その場合には、適当な相溶化剤も含有することができる。
（Ａ）成分の繊維材料の束と（Ｂ）成分の熱可塑性樹脂の含有割合は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計を１００質量％として、（Ａ）成分３０〜８０質量％、（Ｂ）成分が７０〜２０質量％が好ましく、（Ａ）成分４０〜７５質量％、（Ｂ）成分が６０〜２５質量％が好ましく、（Ａ）成分５０〜７０質量％、（Ｂ）成分が５０〜３０質量％が好ましい。
（Ａ）成分の繊維材料の束と（Ｂ）成分の熱可塑性樹脂の含有割合は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計を１００質量％として、（Ａ）成分７０〜２０質量％、（Ｂ）成分が３０〜８０質量％が好ましく、（Ａ）成分６０〜２５質量％、（Ｂ）成分が４０〜７５質量％が好ましく、（Ａ）成分５０〜３０質量％、（Ｂ）成分が５０〜７０質量％が好ましい。
樹脂含浸繊維束は、用途に応じて、公知の樹脂用添加剤を含有することができる。樹脂用添加剤としては、難燃剤、熱安定剤、光安定剤、着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤などを挙げることができる。
滑剤を外部添加することなく樹脂含浸繊維束に滑剤を含有させた場合（内部添加した場合）には、圧縮成形時の金型離型性は改善されない。なお、滑剤を外部添加して、かつ内部添加した場合には、金型離型性は良くなるが、製造コストが上がる点で不利であり、剛性も低下する。
樹脂含浸繊維束は、幅方向の断面形状が長軸と短軸（長軸長さ＞短軸長さ）を有する扁平形状のものである。樹脂含浸繊維束の長軸の平均長さ（ｄ１）は０．５〜４．０ｍｍであり、０．５〜２．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．８ｍｍが好ましい。
樹脂含浸繊維束の長軸の平均長さ（ｄ１）と短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）は１．０〜８．０であり、１．２〜８．０が好ましく、１．２〜６．０が好ましい。なお、ｄ１／ｄ２＝１．０は円であるから、ｄ１＝ｄ２＝直径となる。
樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）は３〜５０ｍｍであり、１１〜５０ｍｍが好ましく、１５〜４０ｍｍが好ましい。Ｌとｄ１の比（Ｌ／ｄ１）は１０〜５０であり、２０〜５０が好ましい。
一つの実施形態では、樹脂含浸繊維束は、長軸の平均長さ（ｄ１）が０．５〜２．０ｍｍであり、長軸の平均長さ（ｄ１）と短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）が１．２〜８．０であり、樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）が１１〜５０ｍｍであり、Ｌとｄ１の比（Ｌ／ｄ１）が１０〜５０である。
樹脂含浸繊維束は、幅方向の断面形状が楕円形または円形であるものと、楕円形でないものを含むものである。幅方向の断面形状が楕円形または円形であるものは、全ての面が曲面のものであるが、幅方向の断面形状が楕円形でないものは、一部面が平面からなるものであり、例えば、短軸に面している面の全部または一部が平面のものである。
樹脂含浸繊維束の長軸が同じであるとき、短軸の長さが小さいもの（平面を有しているもの）の方が、狭い隙間に入り込み易くなるため好ましい。
樹脂含浸繊維束の製造方法はクロスヘッドダイを使用した方法が公知であり、例えば、特開２０１３−１０７９７９号公報（製造例１の樹脂含浸ガラス長繊維束の製造）、特開２０１３−１２１９８８号公報（製造例１の樹脂含浸ガラス長繊維束の製造）、特開２０１２−５２０９３号公報（実施例１〜９）、特開２０１２−１３１１０４号公報（製造例１の樹脂含浸ガラス長繊維束の製造、製造例２の樹脂含浸炭素繊維長繊維束の製造）、特開２０１２−１３１９１８号公報（製造例１の樹脂含浸炭素繊維束の製造、製造例２の樹脂含浸ガラス繊維束の製造）、特開２０１１−１６２９０５号公報（実施例１）、特開２００４−１４９９０号公報（実施例１〜７）に記載の方法に準じて製造することができる。
樹脂含浸繊維束を上記した扁平比のものにするには、クロスヘッドダイの出口形状を調整する方法、クロスヘッドダイの出口から出た後、冷却する前の段階にて、上下に配置した２本のローラー（整形ロール）間を通す方法などを適用することができる。
（Ｃ）成分の滑剤は公知のものを使用することができるが、本発明では、ステアリン酸マグシウム、ステアリン酸カルシウムが好ましく、これらは単独で使用してもよいし、併用してもよい。
本発明の組成物中の（Ｃ）成分の含有量は、樹脂含浸繊維束１００質量部に対して０．００１〜０．０５質量部が好ましく、０．００５〜０．０５質量部がより好ましい。
本発明の組成物は、嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３であり、０．１〜０．３ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．１〜０．２ｇ／ｃｍ３がさらに好ましい。
＜圧縮成形品＞
本発明の圧縮成形品は、樹脂組成物の所要量がランダムに配置された状態で、組成物に含有されている樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された状態のものである。
本発明の圧縮成形品は、樹脂組成物の所要量がランダムに配置された状態で、組成物に含有されている樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された状態のものである。
樹脂組成物の所要量とは、目的とする圧縮成形品の大きさ（容積）と密度に応じて使用する樹脂含浸繊維束の総本数である。樹脂含浸繊維束の総本数は、基準となる圧縮成形品の大きさ（容積）と密度を決めておき、それに必要な樹脂含浸繊維束の総本数を予め試作して求めておくことで算出することができる。目的とする圧縮成形品の大きさ（容積）と密度は、用途に応じて決めることができる。
本発明の圧縮成形品は、
（Ｉ）樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）の所要量が、面方向のみにランダムに配置された状態（二次元に配置された状態）で、接触している樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された形態のもの、
（ＩＩ）樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）の所要量が、面方向および前記面方向に対して斜め方向になるようにランダムに配置された状態（三次元に配置された状態）で、接触している前記樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された形態のもの、などにすることができる。
（Ｉ）樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）の所要量が、面方向のみにランダムに配置された状態（二次元に配置された状態）で、接触している樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された形態のもの、
（ＩＩ）樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）の所要量が、面方向および前記面方向に対して斜め方向になるようにランダムに配置された状態（三次元に配置された状態）で、接触している前記樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された形態のもの、などにすることができる。
本発明の組成物に含まれている樹脂含浸繊維束は、扁平比が好ましい範囲である１．２〜８．０であるときは、断面が円形またはそれに近い楕円と比べると、上記（Ｉ）の形態および（ＩＩ）の形態のいずれにおいても、近接する樹脂含浸繊維束同士が接触し易くなり、接触面積も大きくなる。このため、加熱雰囲気に置かれたとき、樹脂含浸繊維束同士が融着し易くなる。
さらに本発明の組成物に含まれている樹脂含浸繊維束は、扁平比が好ましい範囲である１．２〜８．０であるときは、断面が円形またはそれに近い楕円と比べると、（ＩＩ）の形態になりやすくなるので好ましい。例えば、樹脂含浸繊維束間に隙間があるとき、円形のものでは前記隙間には入り込み難いが、扁平形状のものであれば前記隙間に入り込み易くなるため、三次元配置が容易にできるようになる。
特に本発明の組成物に含まれている樹脂含浸繊維束が平面を有しているものを使用すると、さらに（ＩＩ）の形態になりやすくなるので好ましい。
本発明の圧縮成形品は、厚みが１．５〜１０ｍｍ、密度が１．００〜１．８０ｇ／ｃｍ３であるものが好ましい。本発明の圧縮成形品には、平面形状だけでなく、曲面形状を有するものも含まれる。本発明の圧縮成形品は、特に面衝撃強度が高いため、平板形状品にしたとき、使用寿命を大幅に延長することができる。
＜圧縮成形品の製造方法＞
本発明の圧縮成形品の製造方法を説明する。最初の工程にて、加熱容器内に所要量の樹脂組成物をランダムに投入する。前記樹脂組成物は（Ｃ）成分の外部滑剤を含んでいることと、嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３と小さいため、加熱容器内に投入した樹脂組成物の厚みは偏りが小さく、ほぼ均一にすることができる。
本発明の圧縮成形品の製造方法を説明する。最初の工程にて、加熱容器内に所要量の樹脂組成物をランダムに投入する。前記樹脂組成物は（Ｃ）成分の外部滑剤を含んでいることと、嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３と小さいため、加熱容器内に投入した樹脂組成物の厚みは偏りが小さく、ほぼ均一にすることができる。
なお、必要に応じて加熱容器に対して振動を加えることで、投入後の樹脂組成物の厚みをならすようにすることができる。前記振動を加えるときは、加熱容器に対して上下方向、左右方向、上下および左右方向の３通りの方法を適用できるが、より短時間で樹脂組成物の厚みを調整できるため、上下方向、または上下および左右方向に振動を加える方法が好ましい。
次の工程にて、非接触型ヒーターにて、前記加熱容器内の前記樹脂組成物を予備加熱する。非接触型ヒーターとしては、熱源として赤外線、近赤外線、誘導加熱（ＩＨ）および熱風から選択されるものが好ましい。
予備加熱は、加熱容器内に投入した樹脂組成物（樹脂含浸繊維束同士）が融着して、全体が動かない程度に一体化されるまで実施する。前工程で使用した樹脂組成物は嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３と小さく、樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）間に隙間が多く存在しているため、非接触型ヒーターを使用した場合であっても、加熱容器内の樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）全体に対して熱が速やかに行き渡ることから、短時間の処理で一体化させることができる。
次の工程にて、予備加熱後の前記樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）を圧縮して圧縮成形品を得る。この圧縮工程では、前工程で得られた樹脂組成物（樹脂含浸繊維束）の一体化物をプレス用金型に入れた後で圧縮する。
圧縮工程では、成形サイクル時間を短くさせたり、表面外観を高めたりするために、ヒートアンドクール成形法を適用することもできる。ヒートアンドクール成形法は、圧縮成形前に金型温度を急速に高温にした状態で成形した後、急激に冷却する方法である。
また、圧縮成形後の成形品に対して再度上記した予備加熱処理をした後、再度圧縮成形することにより、成形品中の繊維の分散性が向上されて、成形品の均一性が高められることから、さらに安定した製品（成形品中における繊維の分散性が良いことから、成形品の機械的性質などが安定する）を得ることもできる。
圧縮成形品は厚みが１．５〜１０ｍｍで、密度が１．００〜１．８０ｇ／ｃｍ３になるようにする。
製造例１（樹脂含浸炭素繊維束の製造）
（Ａ）成分の炭素長繊維からなる集束剤で束ねられた繊維束（炭素繊維：直径７μｍのＰＡＮ系炭素繊維約１２，０００本の束で、エポキシサイジング剤で表面処理された束）をクロスヘッドダイに通した。
（Ａ）成分の炭素長繊維からなる集束剤で束ねられた繊維束（炭素繊維：直径７μｍのＰＡＮ系炭素繊維約１２，０００本の束で、エポキシサイジング剤で表面処理された束）をクロスヘッドダイに通した。
そのとき、クロスヘッドダイには、別の２軸押出機（シリンダー温度２９０℃）から（Ｂ）成分のポリプロピレン（ＰＭＢ０２Ａ，サンアロマー（株）製）の溶融物を供給して炭素長繊維束に含浸させた。その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより所定長さに切断し、表１に示す樹脂含浸炭素繊維束を得た。
このようにして得た樹脂含浸炭素繊維束を切断して確認したところ、炭素長繊維が長さ方向にほぼ平行になっており、中心部まで樹脂が含浸されていた。
製造例２（樹脂含浸ガラス繊維束の製造）
（Ａ）成分のガラス長繊維からなる集束剤で束ねられた繊維束（ガラス繊維：直径１３μｍのＥガラス繊維約１６００本の束で、アミノシランカップリング剤で表面処理された束）をクロスヘッドダイに通した。
（Ａ）成分のガラス長繊維からなる集束剤で束ねられた繊維束（ガラス繊維：直径１３μｍのＥガラス繊維約１６００本の束で、アミノシランカップリング剤で表面処理された束）をクロスヘッドダイに通した。
そのとき、クロスヘッドダイには、別の２軸押出機（シリンダー温度２９０℃）から（Ｂ）成分のポリプロピレン（ＰＭＢ０２Ａ，サンアロマー（株）製）の溶融物を供給してガラス長繊維束に含浸させた。その後、クロスヘッドダイ出口の賦形ノズルで賦形し、整形ロールで形を整えた後、ペレタイザーにより所定長さに切断し、表２に示す樹脂含浸ガラス繊維束を得た。
このようにして得た樹脂含浸ガラス繊維束を切断して確認したところ、ガラス長繊維が長さ方向にほぼ平行になっており、中心部まで樹脂が含浸されていた。
長軸の平均長さ（ｄ１）と短軸の平均長さ（ｄ２）の計測は、次の方法により実施した。１０本の樹脂含浸炭素繊維束または樹脂含浸ガラス繊維束を取り出し、走査型電子顕微鏡を使用して、断面（端面）の長軸長さと短軸長さを測定して平均値を求めた。具体的には、断面と交差する直線で断面の外周部と直線の２つの交点の長さが最も長くなるものを長軸とし、長軸と垂直に交わる直線でその直線と断面の外周部との２つの交点の長さで最も長くなるものを短軸とした。
実施例１〜４、比較例１、２
製造例１で得られた樹脂含浸炭素繊維束１００質量部に対して、（Ｃ）成分となる外部添加剤−１（ステアリン酸カルシウム）（ＳＣ−１００，堺化学工業（株））または外部添加剤−２（ステアリン酸マグネシウム）（ＳＭ−１０００，堺化学工業（株））を表１に示す量（質量部）混合して、本発明の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物について、搬送性と計量性を試験した。
製造例１で得られた樹脂含浸炭素繊維束１００質量部に対して、（Ｃ）成分となる外部添加剤−１（ステアリン酸カルシウム）（ＳＣ−１００，堺化学工業（株））または外部添加剤−２（ステアリン酸マグネシウム）（ＳＭ−１０００，堺化学工業（株））を表１に示す量（質量部）混合して、本発明の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物について、搬送性と計量性を試験した。
（搬送性）
図１に示す装置を使用して搬送性を試験した。４０ｍｍ角の投入口１１から樹脂組成物を投入したあと、圧送ブロワー（ルーツブロワー ＳＳＲ−１００ 株式会社タナカ製 風量４．５ｍ３／ｍｉｎ）１０を用いて、配管１２（直径５０ｍｍ）にてサイクロン１３まで空気輸送を行った。
図１に示す装置を使用して搬送性を試験した。４０ｍｍ角の投入口１１から樹脂組成物を投入したあと、圧送ブロワー（ルーツブロワー ＳＳＲ−１００ 株式会社タナカ製 風量４．５ｍ３／ｍｉｎ）１０を用いて、配管１２（直径５０ｍｍ）にてサイクロン１３まで空気輸送を行った。
投入口１１からサイクロン１３入り口までの高低差は約６ｍであった。サイクロン１３に輸送した樹脂組成物はホッパー１４に移した後、所要量ずつを梱包材料１５に入れて梱包した。投入口１１からサイクロン１３まで空気輸送ができたものを○、空気輸送が不可能だったもの（配管詰まりを起こしたもの）を×とした。
（計量性）
振動フィーダー（ＴＦ ＷＥＩＧＩＮＧ ＦＥＥＤＥＲ ＭＴＦ３０ 日本製鋼所製）により計量した。所定量を正確に計量できた場合を○（計量誤差が±５％以内）、計量値にばらつきがあった場合を×（計量誤差が±５％超）とした。
（計量性）
振動フィーダー（ＴＦ ＷＥＩＧＩＮＧ ＦＥＥＤＥＲ ＭＴＦ３０ 日本製鋼所製）により計量した。所定量を正確に計量できた場合を○（計量誤差が±５％以内）、計量値にばらつきがあった場合を×（計量誤差が±５％超）とした。
上記した樹脂含浸炭素繊維束または樹脂含浸ガラス繊維束を含む樹脂組成物を所定質量（炭素繊維束は約２００ｇ、ガラス繊維束は約２５０ｇ）用意して、ステンレス製の平底容器内に高さ１５〜２０ｃｍの位置からほぼ均一厚さになるように投入した。
その後、炉（日本碍子（株）製のインプラスタイン炉Ｎ７ＧＳ；熱源として赤外線ヒーターを備えている）中にて、２２０℃で１００秒の加熱を計３回実施した。この加熱処理によって、平底容器内の樹脂含浸炭素繊維束または樹脂含浸ガラス繊維束は、ポリプロピレン同士が融着されて一体化されていた（ポリプロピレン温度約２１０〜２３０℃）。
その後、樹脂組成物の一体化物をプレス機（上部金型と下部金型を有している）（三友（株）製のＳＴＩ−１．６−２２０ＶＦ）により１０秒間プレスした。プレス条件は、金型温度１３０℃、プレス圧力２０ＭＰａで実施した。その後、室温まで冷却して、平面形状が正方形の圧縮成形体（縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ，厚み４ｍｍ）を得た。
（金型離型性）
実施例および比較例について各１０回プレス成形したとき、プレス成形終了後に上部金型を引き上げたとき、上部金型に圧縮成形体が付着した回数を計測した。
（引張強度；ＭＰａ）
ＩＳＯ５２７−１に準拠して測定した。
（曲げ強度；ＭＰａ）
ＩＳＯ１７８に準拠して測定した。
（シャルピー衝撃強度；ｋＪ／ｍ２）
ＩＳＯ１７９／１ｅＡに準拠して、ノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。
実施例および比較例について各１０回プレス成形したとき、プレス成形終了後に上部金型を引き上げたとき、上部金型に圧縮成形体が付着した回数を計測した。
（引張強度；ＭＰａ）
ＩＳＯ５２７−１に準拠して測定した。
（曲げ強度；ＭＰａ）
ＩＳＯ１７８に準拠して測定した。
（シャルピー衝撃強度；ｋＪ／ｍ２）
ＩＳＯ１７９／１ｅＡに準拠して、ノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。
外部滑剤がない比較例１は、金型離型性が悪かった。外部滑剤が多すぎる比較例２は、金型離型性は良かったが、引張強度と曲げ強度が低下した。
実施例５〜８、比較例３、４
製造例２で得られた樹脂含浸ガラス繊維束１００質量部に対して、（Ｃ）成分となる外部添加剤−１（ステアリン酸カルシウム）（ＳＣ−１００，堺化学工業（株））または外部添加剤−２（ステアリン酸マグネシウム）（ＳＭ−１０００，堺化学工業（株））を表２に示す量（質量部）混合して、本発明の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物について、実施例１〜４と同様にして搬送性と計量性を試験した。
製造例２で得られた樹脂含浸ガラス繊維束１００質量部に対して、（Ｃ）成分となる外部添加剤−１（ステアリン酸カルシウム）（ＳＣ−１００，堺化学工業（株））または外部添加剤−２（ステアリン酸マグネシウム）（ＳＭ−１０００，堺化学工業（株））を表２に示す量（質量部）混合して、本発明の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物について、実施例１〜４と同様にして搬送性と計量性を試験した。
上記した樹脂含浸ガラス繊維束を含む樹脂組成物約１５０ｇを用意して、実施例１〜４と同様にして圧縮成形体（縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ，厚み２ｍｍ、密度１．５０ｇ／ｃｍ３）を得た。金型離型性、引張強度、曲げ強度、及びシャルピー衝撃強度を同様にして評価した。
外部滑剤がない比較例３は、金型離型性が悪かった。外部滑剤が多すぎる比較例２は、金型離型性は良かったが、引張強度と曲げ強度が低下した。
本発明の樹脂組成物から得られた圧縮成形品は、薄くて高い面衝撃強度を有しているため、自動車部品、機械部品、建築材料、家庭用および業務用の食器やトレイ、各種日用品、安全靴部品などに利用することができる。
Claims (8)
- （Ａ）繊維材料の束１００質量部に対して（Ｂ）熱可塑性樹脂２５〜３００質量部が含浸されて一体化された樹脂含浸繊維束と（Ｃ）滑剤を含有する樹脂組成物であり、
前記樹脂含浸繊維束が、幅方向の断面形状が長軸と短軸（長軸長さ＞短軸長さ）を有する扁平形状のものであり、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）が０．５〜４．０ｍｍであり、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）と前記短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）が１．０〜８．０であり、
前記樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）が３〜５０ｍｍであり、前記Ｌと前記ｄ１の比（Ｌ／ｄ１）が１０〜５０であり、
前記樹脂含浸繊維束１００質量部に対して滑剤を０．００１〜０．０５質量部含有しており、
前記樹脂組成物の嵩密度が０．１〜０．４ｇ／ｃｍ３である、樹脂組成物。 - 前記樹脂含浸繊維束が、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）が０．５〜２．０ｍｍであり、
前記長軸の平均長さ（ｄ１）と前記短軸の平均長さ（ｄ２）から求められる平均扁平比（ｄ１／ｄ２）が１．２〜８．０であり、
前記樹脂含浸繊維束の長さ（Ｌ）が１１〜５０ｍｍであり、前記Ｌと前記ｄ１の比（Ｌ／ｄ１）が１０〜５０である、請求項１記載の樹脂組成物。 - （Ｃ）成分の滑剤の含有量が前記樹脂含浸繊維束１００質量部に対して０．００５〜０．０５質量部である、請求項１または２記載の樹脂組成物。
- （Ｃ）成分の滑剤が、ステアリン酸マグシウム、ステアリン酸カルシウムから選ばれるものである、請求項１〜３のいずれか１項記載の樹脂組成物。
- （Ａ）成分の繊維材料が、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維から選ばれるものである、請求項１〜４のいずれか１項記載の樹脂組成物。
- 請求項１〜５の何れか１項記載の樹脂組成物からなる圧縮成形品であって、
前記圧縮成形品が、前記樹脂組成物の所要量がランダムに配置された状態で、組成物に含有されている樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された形態のものであり、
厚みが１．５〜１０ｍｍ、密度が１．００〜１．８０ｇ／ｃｍ３である、圧縮成形品。 - 請求項１〜５の何れか１項記載の樹脂組成物からなる圧縮成形品であって、
前記圧縮成形品が、前記樹脂組成物の所要量が、面方向、および前記面方向に対して斜め方向になるようにランダムに配置された状態で、接触している樹脂含浸繊維束同士が互いに融着された形態のものであり、
厚みが１．５〜１０ｍｍ、密度が１．００〜１．８０ｇ／ｃｍ３である、圧縮成形品。 - 請求項６または７記載の圧縮成形品の製造方法であって、
加熱容器内に所要量の前記樹脂組成物をランダムに投入する工程、
次に非接触型ヒーターにて、前記加熱容器内の前記樹脂組成物を予備加熱する工程、
次に、予備加熱後の前記樹脂組成物を圧縮する工程、
を有している圧縮成形品の製造方法。
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