WO2006030673A1 - 長繊維強化熱可塑性樹脂製外装成形体 - Google Patents

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thermoplastic resin
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Hiroyuki Imaizumi
Motonori Ueda
Kouji Nishida
Kei Morimoto
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Definitions

  • the present invention relates to an injection-molded article of a long fiber reinforced thermoplastic resin excellent in mechanical properties such as impact resistance and fluidity, and is further produced by fiber orientation during injection molding.
  • the present invention relates to a long fiber reinforced thermoplastic resin outer molded body in which the anisotropy of the molded body is reduced, and more particularly to an outer molded body for automobiles.
  • Patent Document 1 discloses an automotive panel made of FRP in which a woven fabric substrate made of continuous fibers is used as a reinforcing fiber for the purpose of further reducing the weight of the automotive panel. I was not satisfied with production efficiency.
  • Patent Document 2 proposes a tailgate in which the outer panel is made of polyphenylene ether Z polyamide alloy and the inner panel is made of long fiber reinforced polyamide Z polyolefin alloy from the viewpoint of light weight and modularity. Due to changes in water absorption dimensions due to force PA, there are problems in building and wavy appearance. Polycarbonate Z polybutylene terephthalate alloy, etc. has been proposed to solve the problem of water absorption dimensional change, but since the inner panel is long fiber reinforced polypropylene, an adhesive structure is required and the fiber orientation of the inner panel is also required. Although the anisotropy of linear expansion due to the effect on the outer panel, there is no mention of the magnitude or anisotropy of linear expansion.
  • Patent Document 3 as an exterior part for a vehicle, the average value of the linear expansion coefficient of the direction perpendicular to the linear expansion coefficient and the flow direction of the flow direction during injection molding of 6 X 10- 5 K _1 Forces disclosed for carbon fiber reinforced polyamide There is no description regarding its anisotropy. If the anisotropy is large, the degree of deformation due to temperature changes varies depending on the direction, which affects the appearance quality. In addition, there is a concern that the member may be broken or cracked due to the occurrence of a stress concentration portion, which is not preferable.
  • Patent Document 4 discloses that thermoplasticity obtained by injection molding a fiber reinforced thermoplastic resin material containing 3 to 70% by weight of a fibrous reinforcing material, such that (volume) / (surface area) ⁇ 2 mm.
  • the linear expansion coefficient at 23 ° C to 100 ° C in the flow direction (MD) of the molten resin containing fiber reinforcement and the direction perpendicular to the flow (TD) is 0.6 (TD direction).
  • Z linear expansion coefficient in the MD direction
  • the absolute value remains large, the buildability, the influence on peripheral parts, and poor coating due to linear expansion can be reduced.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-127944
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-118379
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-226703
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 9-296053
  • An object of the present invention is to provide a long fiber reinforced automotive exterior molded body in which the anisotropy of the linear expansion coefficient of the molded body due to fiber orientation is reduced.
  • the present inventors have specified a resin flow path in the mold cavity at the time of molding, and thereby have been used as a long fiber reinforced automotive exterior molded body.
  • the present inventors have found that the maximum linear expansion coefficient, the anisotropy of the linear expansion coefficient, and the maximum rate of change in moisture absorption due to the fiber orientation are reduced, and the present invention has been completed. That is, the gist of the present invention is that the content of the reinforcing fibers dispersed in the molded body is 30 wt% to 90 wt%, and the weight average fiber length is 1.5 mn!
  • the maximum projected area of the molded article is at 20000 mm 2 or more
  • the flow path length of the cross-sectional area 100 mm 2 or less narrow channel at the time of molding is not less 150mm or less
  • the tooth forces is also the wall thickness 2mm or more shaped bodies
  • the maximum linear expansion coefficient of the part is 5 X 10— 5 K— 1 or less
  • the ratio of the maximum linear expansion coefficient to the minimum linear expansion coefficient is 1.8 or less.
  • the long fiber reinforced thermoplastic resin outer molded article of the present invention has a weight average fiber length of 30% to 90% by weight of reinforcing fiber and 1.5 to 15mm of reinforcing fiber.
  • the linear expansion coefficient Excellent dimensional stability due to its anisotropy reduction, mechanical strength such as bending elastic modulus and bending strength, excellent chemical resistance and heat resistance, light weight, high degree of freedom in product design
  • a large molded article suitable for an exterior molded article can be manufactured.
  • FIG. 1 is a plan view and a side view of an exterior molded body obtained in Examples 1, 2, and 4 and Comparative Examples 1, 2, and 5.
  • FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of an exterior molded body obtained in Example 3.
  • FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of an exterior molded body obtained in Comparative Example 3.
  • FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of an exterior molded body obtained in Comparative Example 4.
  • FIG. 5 is a plan view and a side view of an exterior molded body obtained in Examples 6 to 8 and Comparative Examples 7, 8, and 11.
  • FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view of an exterior molded body obtained in Example 9.
  • FIG. 7 is a plan view and conceptual cross-sectional view of an exterior molded body obtained in Comparative Example 9.
  • FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view of an exterior molded body obtained in Comparative Example 10
  • the long fiber-reinforced thermoplastic resin outer molded article of the present invention (hereinafter abbreviated as “the molded article of the present invention”) is suitable for a large molded article in which the anisotropy of the linear expansion coefficient becomes significant. ,That The maximum projected area of the molded product is larger than 20000 mm 2 and is a molded product.
  • the fibers are oriented in the flow direction of the resin, and the center layer is oriented in the direction perpendicular to the flow direction.
  • the freedom of movement (rotation) of the fibers during molding increases, so the surface layer receives shearing force from the wall surface and is oriented in the flow direction, but the vicinity of the center layer is oriented in the random direction.
  • the reinforcing fiber is a long fiber, the freedom of movement (rotation) of the reinforcing fiber is reduced due to the effect of the fiber length, and it can be said that the surface layer tends to have a clear orientation in the flow direction and the central layer in the perpendicular direction.
  • the upper limit of the maximum projected area is usually 2 m 2 (2 million mm 2 ).
  • Another feature of the molded product of the present invention is the relationship between the cross-sectional area of the narrow channel and the channel length during molding. , and the flow path length of the narrow channel having a sectional area of 100mm 2 or less 150mm or less, more preferably the flow path length of the narrow channel having a sectional area of 80 mm 2 or less is less than 100mm. If the flow path length of the narrow channel having a sectional area of 100 mm 2 or less at the time of molding is more than 150mm, the increases those orientation directions of reinforcing fibers are oriented in the fill direction of the molten resin, the line in the filling direction Although the effect of reducing the expansion coefficient is increased, the effect in the perpendicular direction is reduced, and thus the anisotropy is increased. If the anisotropy is large, there is a risk of deterioration in appearance quality due to poor coating due to linear expansion and coating cracks, as well as the ease of installation required for exterior parts, effects on peripheral parts and gaps. is there.
  • the reinforcing fiber content in the molded article is 30% to 90% by weight and the length of the reinforcing fiber is 1.5 mm.
  • the content of the reinforcing fiber is less than 30% by weight, or when the weight average fiber length is less than 1.5 mm, the mechanical strength and dimensions including flexural modulus and bending strength are included. Since stability falls, it is not preferable. Further, when the content of the reinforcing fiber exceeds 90% by weight, or when the weight average fiber length exceeds 10 mm, the moldability deteriorates, which is not preferable.
  • the maximum linear thermal expansion coefficient is greater than 5 X 10- 5 K _1 ratio of greater than and when the maximum linear expansion coefficient ⁇ minimum linear expansion coefficient of 1.8, the amount of deformation of the whole shaped body to a temperature change is large Therefore, it is easy to install as an exterior part, affects the fitting with the surrounding parts and the gap amount, cracking due to deformation, distortion of the appearance, paint cracking, and linear expansion when painting the molded body. It is preferable because it may cause poor coating quality due to coating and deterioration of appearance quality due to coating cracking.
  • the reinforcing fibers constituting the molded article of the present invention have a weight average fiber length of 1.5mn! ⁇ 10mm, preferably 2mn for a front structure with better mechanical strength and dimensional stability! There is no particular limitation as long as it is a long fiber of ⁇ 7 mm and can be dispersed in the molded body. Usually, glass fiber, carbon fiber, metal fiber, synthetic fiber, etc., used for reinforcing resin can be used, but glass fiber and carbon fiber are practical.
  • the diameter of the carbon fiber is preferably 5 111 to 15 111.
  • the reinforcing fiber is used to improve the interfacial adhesion with the thermoplastic resin, such as a sizing agent or a surface treatment agent (for example, epoxy compound, acrylic compound, isocyanate compound, silane compound, titanate compound). It is preferable to use a surface treated with a functional compound such as!
  • the reinforcing fiber constituting the molded article of the present invention is a glass fiber
  • a diameter of 10 ⁇ m to 20 ⁇ m is preferable because the glass fiber breakage and physical strength balance are further improved.
  • the actual glass fibers used are glass compositions such as A glass, C glass, and E glass.
  • E glass non-alkali glass
  • the manufacturing method of glass fiber is based on the following method, for example. First, the melted glass is formed into glass balls of a predetermined size called marble, and heated and softened in a yarn-taking furnace called pushing, and a number of nozzle forces on the furnace table are allowed to flow down.
  • the sizing agent is applied to the sizing agent, and the sizing agent is attached to the ground to squeeze it.
  • the average diameter of the glass fiber is adjusted to a predetermined size by adjusting the nozzle diameter, the take-up speed, the take-up atmosphere temperature, and the like.
  • the diameter is preferably 5 m to 15 m, and the point force for further improving the breakage of the carbon fibers and the balance of physical properties is also preferable.
  • the carbon fibers actually used are generally manufactured by firing from acrylic fiber, petroleum or carbon-based special pitch, cellulose fiber, ligne, etc. as raw materials, and various kinds of flame proof, carbonaceous, graphite, etc. There are types, but not limited to specific ones.
  • thermoplastic resin constituting the molded article of the present invention is particularly preferred.
  • examples are mechanical strength, oil resistance, chemical resistance, heat resistance, durability, moldability, dimensional change due to water absorption, impact at high temperature.
  • Polyester resin such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate, aromatic polycarbonate resin and alloys of these resins, such as polyester resin Z aromatic polycarbonate, because of its excellent strength, fatigue properties and creep properties
  • the alloying power of rosin was also chosen.
  • polyester resin is a pair of polyester and resin at 30 ° C, phenol and tetrachloroethane.
  • the intrinsic viscosity of polybutylene terephthalate is less than 0.30 dlZg, the mechanical performance of the base resin that forms the matrix of the long fiber reinforced resin is lowered, and the mechanical properties required for the long fiber reinforced exterior molded article cannot be satisfied. .
  • the titanium content is preferably 33 ppm or less.
  • thermoplastic resin constituting the molded article of the present invention is a polyamide resin.
  • Polyamide resin is used in many fields including the automotive and electrical / electronic fields by utilizing its excellent properties such as heat resistance, toughness, oil resistance, gasoline resistance, friction resistance, and formability. It is rosin. Especially in the automotive field, taking advantage of its heat and oil resistance There are a lot of use results that represented the parts around the engine.
  • polystyrene resin various polymers and copolymers obtained by polycondensation of ⁇ -amino acid or ratatam and polycondensation of Z or diamine and dicarboxylic acid can be used.
  • Preferred examples include polyamide 6, polyamide 6-6, and copolyamide 6-666.
  • Polyamide 6 is particularly preferred.
  • an aromatic polyamide resin mainly comprising a polyamide obtained by a polycondensation reaction between an aromatic diamine and an aliphatic dicarboxylic acid.
  • the aromatic diamine include paraxylylenediamine and metaxylylenediamine, and it is preferable to use a mixed diamine of paraxylylenediamine and metaxylylenediamine.
  • the reason why the long fiber reinforced polyamide resin is selected as the outer molded material of the present invention is that the long fiber reinforced polyamide resin is mechanical strength and oil resistant compared to other long fiber reinforced thermoplastic resins such as polyester. This is because it is a material excellent in chemical resistance, heat resistance, durability, and moldability, and particularly excellent in impact strength, fatigue characteristics and creep characteristics at high temperatures.
  • the polyamide resin constituting the molded article of the present invention preferably has a degree of polymerization within a certain range, that is, a relative viscosity within a specific range.
  • the preferred relative viscosity is 1.5 to 2.5 as measured by polyamide 6 at 23 ° C, 98% sulfuric acid at 1% concentration, and aromatic polyamide at 23 ° C in 96% sulfuric acid at 1% concentration. And more preferably 1.7 to 2.4. If the relative viscosity is less than 1.5, the mechanical strength is low. This is not preferable because fiber breakage increases and mechanical strength decreases.
  • the molded article of the present invention composed of polyamide greaves has a feature that the maximum moisture absorption dimensional change rate of the molded article portion having a thickness of 2 mm or more is 0.3% or less.
  • This property is due to the dimensional change of the surface of the molded body caused by water absorption treatment at the time of saturated water absorption at a temperature of 23 ° C and a relative humidity of 50% at any position (multiple locations) of the molded body part with a thickness of 2 mm or more. It can be easily determined by measuring and calculating the measured value force of each of the following formulas for the hygroscopic dimensional change rate and checking the maximum value (maximum hygroscopic dimensional change rate).
  • the maximum value of the maximum moisture absorption dimensional change rate is greater than 0.3%, there may be problems with installation due to dimensional change due to water absorption, effects on peripheral parts and the gap amount, and poor undulating appearance. This is not preferable. Incidentally, the above-mentioned prior art does not describe the change in moisture absorption dimension.
  • thermoplastic resin constituting the molded article of the present invention is not particularly limited as long as it can be molded.
  • an olefin-based resin such as polyethylene and polypropylene. Resin; Poly-salt resin, polystyrene, acrylic-tolyl z-styrene / butadiene copolymer, etc .; Polyacetal resin, polymethyl acrylate resin, polysulfone resin, polyphenylene oxide resin, etc. Can also be used.
  • These thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the molded product of the present invention comprises a long fiber reinforced thermoplastic resin (A) as a molding material, or as necessary.
  • the methods include various molding methods generally used for thermoplastic resin, such as injection molding, injection compression molding, hollow molding, extrusion molding, sheet molding, thermoforming, rotational molding, laminate molding, press molding, and the like. Although molding methods can be mentioned, it is particularly preferred to use the injection molding method in terms of the appearance of the molded product, the degree of freedom in design, and the reduction of manufacturing processes.
  • molding long fiber reinforced thermoplastic resin (A) it is usually melted and kneaded in the cylinder of a molding machine, and filled with a mold.
  • the weight average fiber length of the reinforcing fibers dispersed in the molded product of the present invention is 1.5mn!
  • the length of the pellet, the shape of the cylinder inner wall of the molding machine and the screw shape, molding conditions (for example, the temperature of the resin during molding, the injection speed), the point of the narrow channel It is effective to adjust the mold shape including
  • pressurized gas can be injected into the ribs and bosses.
  • a movable part in the mold in order to further improve the rigidity and to make it hollow by injecting pressurized gas into the capacity expansion part due to the movement of the movable part, so that the sectional shape has a high sectional rigidity.
  • thermoplastic resin (A) which is a molding material of the molded article of the present invention, as necessary.
  • Other components include, for example, compatibility improvers, stabilizers, flame retardants, weather resistance improvers, foaming agents, lubricants, fluidity improvers, impact resistance improvers, antistatic agents, dyes, pigments, Examples thereof include dispersants, inorganic reinforcing agents, mold release agents, antioxidants, weather resistance improvers, alkali sarcophagus, metal sarcophagus, hydrated talcite, plasticizers, nucleating agents, and anti-dripping agents.
  • impact resistance improvers include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, ⁇ -olefin rubber, styrene rubber, acrylic rubber, silicon rubber, MBS and core-shell polymer.
  • specific examples of the inorganic reinforcing agent include glass fibers other than long fibers, carbon fibers, aramid fibers, my strength, talc, wollastonite, potassium titanate, calcium carbonate, silica and the like.
  • the method for producing the long fiber reinforced thermoplastic resin (mold), which is a molding material of the molded article of the present invention, is preferably a drawing method.
  • the drawing method is basically a method of impregnating a resin while drawing a continuous reinforcing fiber bundle.
  • a method in which fat powder is blown onto the fiber or the fiber is passed through the tank containing the powder and the resin powder is adhered to the fiber and then melted and impregnated.
  • Extrusion while passing the fiber through the crosshead Isostatic force There are known methods of supplying and impregnating molten resin to the crosshead, and any of them can be used.
  • a molding material is an extruder isotropic force while passing the fiber through the crosshead.
  • a plastic rosin is supplied, impregnated and cooled, and then cut into pellets having a length of 3.0 to 50 mm, preferably 4.0 to 30 mm.
  • the reinforcing fibers in the pellets thus obtained are almost parallel to the pellets, so the length of the reinforcing fibers is the length of the pellets. If the length of the pellet is less than 3. Omm, the length of the reinforcing fiber is also shortened and the reinforcing effect is small. Conversely, if the length of the pellet exceeds 50 mm, the bulk density increases, and a bridge is formed in the hopper during molding. May occur, or the bite into the screw may worsen and stable molding may not be possible.
  • the composition ratio is based on the weight of the mixture.
  • the long fiber reinforced thermoplastic resin (A) is less than 30% by weight, the mechanical strength, dimensional stability, appearance and the like are greatly deteriorated.
  • the shape and size of the long fiber reinforced thermoplastic resin (A) and the recycled resin (B) be as close as possible to prevent classification in the molding process.
  • the recycled resin (B) blended with the long fiber reinforced thermoplastic resin (A) is a thermoplastic resin (in particular, with no particular limitation).
  • thermoplastic resin of the long fiber reinforced thermoplastic resin (A) is a polyester resin, an aromatic polycarbonate resin or an alloy of these resins
  • a recycled resin (B ) Is a recycled product of aromatic polycarbonate resin having a viscosity average molecular weight of 10000 to 17000, it has excellent flowability, less breakage of long fibers in the molding process, and molding shrinkage due to alloying with crystalline resin. It can reduce the linear expansion coefficient and can be suitably used as a molding material for large-sized molded products. In this case, you may mix
  • thermoplastic resin is polyamide resin
  • cycle resin (B) force polypropylene, polyethylene, polystyrene and acrylic-tolyl 'styrene' butadiene Group power that also has copolymer power
  • the recycled product of at least one selected type of thermoplastic resin is excellent in fluidity and can be suitably used as a molding material for large molded products. wear. In this case, you may mix
  • this recycled resin (B) purge resin, sprue, runner during molding, defective products generated during processes such as molding, secondary processing, assembly process, etc.
  • Examples include recycled products from various stages such as post-collected molded products.
  • recycled products obtained by pulverizing outer panels, mechanical parts, and other molded products of automobiles, electrical / electronic / OA equipment, etc. can also be used.
  • molded articles with a large amount of deposits such as solvents and oils and fats are not preferable because they cause mechanical strength, thermal stability, and appearance deterioration.
  • the blending method of the recycled resin (B) with the long fiber reinforced thermoplastic resin (A) is not particularly limited, and various known mixing devices such as a Henschel mixer, a ribbon blender, V A mold blender, an extruder, a Banbury mixer, a lab plast mill (Brabender 1), a kneader 1 or the like can be used.
  • various known mixing devices such as a Henschel mixer, a ribbon blender, V A mold blender, an extruder, a Banbury mixer, a lab plast mill (Brabender 1), a kneader 1 or the like can be used.
  • the molded article of the present invention In order to make the molded article of the present invention into an automotive exterior molded body, it is a hood, roof, hood, front panel, canopy, trunk lid, door panel, pillar, and similar automotive exterior panel or structure thereof. Is preferable in terms of required dimensional accuracy.
  • the outer fiber-reinforced thermoplastic resin outer molded body has at least one non-reinforced resin layer laminated on the outer surface thereof, and in a cross section perpendicular to the laminated surface.
  • the layer thickness ratio of the long fiber reinforced layer Z non-reinforced resin layer is preferably 1.0 or more, more preferably 1.2 or more.
  • the layer thickness ratio of the Z non-reinforced resin layer is less than 1.0, the long fiber reinforced layer and the non-reinforced resin layer will not be affected by the molding of the long fiber reinforced molded product This is not preferable because warpage due to a difference in linear expansion may occur.
  • the non-reinforced resin used in the above-mentioned lamination is not particularly limited, but it is close to the same type of resin as the long fiber reinforced thermoplastic resin, or an alloy mainly composed of the resin. From the viewpoint of sex.
  • the decoration part containing a character, an emblem, Z, or a mark can also be enclosed between this long fiber reinforced molded object and this non-reinforced resin layer.
  • a molded body is useful as an automotive exterior molded body having excellent appearance characteristics, design properties, and design durability.
  • thermoplastic resin that is, at least one non-reinforced resin layer, for example, non-reinforced resin
  • a processing method generally used for thermoplastic resin that is, at least one non-reinforced resin layer, for example, non-reinforced resin
  • injection molding can be laminated with grease film and sheet, transfer molding, two-color molding, double molding, welding methods such as hot plate welding, vibration welding, laser welding, etc. Force Appearance of molded products, freedom of design, manufacturing Point of process reduction
  • the method of laminating the film sheet at the same time as injection molding is particularly preferred.
  • a primer coat can also be applied to the film or sheet.
  • the resin used in the primer coating one that adheres well to the film or sheet having a higher melt viscosity than the thermoplastic resin constituting the molded body is selected.
  • the resin used in the primer coating it is the same kind of the thermoplastic rosin and a high molecular weight coconut resin or a cocoon resin mainly composed of the coconut resin, or a curable resin cured by heat or ultraviolet rays.
  • the molded article of the present invention may be provided with at least one functional layer selected from the group consisting of hard coating, anti-fogging, antistatic, antireflection, and heat ray blocking on one side as desired, and coating and transfer. Surface decoration by etc. can be given.
  • Various conventionally known methods are used to form the functional layer.
  • a primer layer is provided as desired, and then a hard coat agent such as epoxy, attalinole, amino rosin, polysiloxane, or colloidanol silica is applied to heat or ultraviolet rays.
  • a method of curing by such means can be used.
  • an antifogging coating usually containing a water-soluble or hydrophilic resin and a surfactant as essential components and curing can be used.
  • an antistatic layer, an antireflection layer, a heat ray blocking layer, etc. are also formed by applying a coating material that gives these functions and curing, or forming a thin film layer having these functions by a method such as vacuum evaporation. Can be done.
  • these functional layers may be combined to have two or more functions at the same time.
  • it is also possible to form a designability-imparting layer by a method such as preliminarily applying a cosmetic coating treatment to impart design properties.
  • test piece is randomly cut from any position on the molded long fiber reinforced thermoplastic resin outer molded body, and only the thermoplastic resin component is burned in an electric furnace at 500 ° C, and then the remaining fiber.
  • the weight and length were measured, the ratio to the weight of the test piece before combustion was taken as the content, and the weight average value of the fiber length was taken as the weight average fiber length.
  • the molded long fiber reinforced polyamide resin-molded outer molded product was water-absorbed to a saturated water absorption state at a temperature of 23 ° C and a relative humidity of 50%, and as shown in FIGS. Using the markings indicating the positions of the four corners of at least 5 squares (the length of one side is about 25-50mm) drawn at any position on the surface of the molded part above, before and after water absorption The horizontal dimension was measured, and the moisture absorption dimensional change rate (%) in the following formula was calculated and displayed as the maximum value.
  • Example 10 the surface of the obtained molded body was marked as shown in FIG. 5 and used for calculating the maximum moisture absorption dimensional change rate.
  • a continuous glass fiber bundle (roving) is opened and pulled, passed through the impregnation die, impregnated with molten resin supplied to the impregnation die, and then shaped, cooled, and cut.
  • a long glass fiber reinforced polyester resin pellet having a fiber content of 30% and a length of 10 mm was produced.
  • the resin polybutylene terephthalate resin (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics, product name Nova Duran 5008, intrinsic viscosity 0.85 dl / g, titanium content 30 ppm) was used by melting.
  • the glass fibers in the obtained pellets had a diameter of 16 m, had the same length as the pellets, and were arranged substantially parallel to the length direction of the pellets.
  • a plate-shaped exterior molded body having a thickness of 3 mm, 150 mm ⁇ 150 mm, and a maximum projected area of 22500 mm 2 shown in FIG. 1 was molded using a Toshiba Machine IS-150 injection molding machine.
  • the long fiber reinforced polyester resin pellets prepared as described above were supplied to a heating cylinder of an injection molding machine heated to 270 ° C., and plasticized, melted and weighed. Plasticization and measurement were performed while applying a back pressure of 5 MPa with the gauge pressure of the injection molding machine. After weighing, the mold cavity was filled by injection through the illustrated grease gate.
  • the injection time is 2 seconds
  • the lOOMPa holding pressure is applied for 20 seconds at the gauge pressure of the injection molding machine
  • the mold is opened after the cooling time of 25 seconds has passed, and the outer fiber reinforced thermoplastic resin outer molded body is taken out and molded. finished.
  • the mold temperature at this time was 70 ° C.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a structure.
  • Table 1 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and intrinsic viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut. The mechanical properties in the evaluation results were all very high, and the linear expansion coefficient and the linear expansion anisotropy were all small.
  • Example 1 a long fiber reinforced exterior molded article was formed in the same manner as in Example 1 except that the fiber content 30% was changed to 50% when preparing the long fiber reinforced thermoplastic resin pellets.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a structure.
  • Table 1 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and intrinsic viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut. The mechanical properties in the evaluation results were all very high, and the linear expansion coefficient and the linear expansion anisotropy were all small.
  • Example 2 when injection molding the exterior molded body, instead of the flat plate-shaped molded body shown in FIG. 1 attached, the thickness shown in FIG. 2 is 3 mm, 150 mm ⁇ 200 mm, partially cut away, and maximum a projected area 27300Mm 2, the cross-sectional area 90 mm 2, except that the outer molded body having a narrow channel of the channel length 45mm is, in this way were molded to long fiber-reinforced outer molded body in the same manner as in example 2
  • the resulting long fiber reinforced exterior molding has high rigidity! It was a structure.
  • Table 1 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and intrinsic viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut. The mechanical properties in the evaluation results were all very high, and the linear expansion coefficient and the linear expansion anisotropy were all small.
  • Example 2 long fiber reinforcement was used as a molding material during the injection molding of the exterior molded body. Instead of polyester resin pellets, the design film and functional film are peeled off in a warm water bath with recording media (CD) power and chemical treatment agent for 80% by weight of the same long fiber reinforced polyester resin (A) pellets.
  • Example 2 except that a mixture (fiber content 40%) containing 20% by weight of an aromatic polycarbonate resin (B) having a viscosity average molecular weight of 14,000, which is a recycled product obtained by pulverization, was used. Similarly, a long fiber reinforced exterior molded body was molded.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a structure.
  • Table 1 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, intrinsic viscosity, and viscosity average molecular weight of the test piece from which the molded body strength was also cut. The mechanical properties of the evaluation results are all very high, and the linear expansion coefficient and linear expansion anisotropy are all small.
  • Example 2 when the exterior molded article was injection molded, the mold cavity size was changed to 4 mm thickness, 150 mm XI 50 mm, and both the cavity surfaces were hardened on a surface of 0.5 mm thickness that had been previously molded. Similar to Example 2 except that a polycarbonate sheet with a functional coating layer (Mitsubishi Engineering Plastics, product name Iupilon sheet CFI-5) was installed. An exterior molded body (maximum projected area: 22500 mm 2 ) in which a reinforced resin layer was laminated was molded. The thickness ratio of the long fiber reinforced resin layer Z and the non-reinforced resin layer in this laminated flat molded article was 3. The polycarbonate sheet was hard-coated on one side, a cross mark printed on one side, and mounted so that the hard-coated surface was in contact with the mold surface (enclosed with the mark) and molded.
  • a polycarbonate sheet with a functional coating layer Mitsubishi Engineering Plastics, product name Iupilon sheet CFI-5
  • the long fiber reinforced exterior molded article thus obtained was a molded article having excellent surface smoothness and high rigidity.
  • Table 1 shows the results of evaluating the fiber content, the weight average fiber length, the mechanical properties, the linear expansion coefficient, and the intrinsic viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut. The mechanical properties in the evaluation results are all very high, and the linear expansion coefficient and the linear expansion anisotropy are all small.
  • Example 1 a long fiber reinforced exterior molded body was molded in the same manner as in Example 1 except that the fiber content was changed to 15% instead of 30% when preparing the glass long fiber reinforced polyester resin pellets.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained became a molded body with low rigidity.
  • the results of evaluating the fiber content, the weight average fiber length, the mechanical properties, the linear expansion coefficient, and the intrinsic viscosity of the test piece from which the molded body strength was also cut out are shown in Table 1 below.
  • Weight of molded body Although the weight average fiber length was 2.6 mm, the mechanical properties in the evaluation results were all low, and the anisotropy of the linear expansion coefficient (maximum linear expansion coefficient Z minimum linear expansion coefficient ratio) was 1. although. 5 and lower, the maximum linear expansion coefficient of 7. 1 X 10- 5 K- 1 and Do satisfy the function as a large instrument exterior formed form automobile was achieved.
  • Example 1 instead of preparing a long glass fiber reinforced polyester resin pellet, polybutylene terephthalate (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., trade name NOVADURAN 5010G45, intrinsic viscosity 0.10 dl / g) was used. A long fiber reinforced exterior molded body was molded in the same manner as in Example 1 except that it was used.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a molded body. Further, the results of evaluation of the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and intrinsic viscosity of the test piece from which the molded body strength was also cut are shown in Table 2 below. the length short and 0. 35 mm, the impact strength in the evaluation results Teigukatsu maximum linear expansion coefficient of 6. 2 X 10- 5 K _1, as anisotropy 1.9 with all major appliances exterior formed form automotive It was something that did not satisfy the function of.
  • Example 2 in the case of injection molding of the outer molded body, instead of the flat molded body shown in FIG. 1 attached, it was partially cut at a thickness of 3 mm ( ⁇ 4 mm), 150 mm ⁇ 200 mm as shown in FIG. the maximum projected area 20400Mm 2 has-outs, cross-sectional area 40 mm 2, except that the outer molded body having a narrow channel of the channel length 160mm, the same procedure as in example 2 the long fiber-reinforced exterior moldings Molded.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a molded body.
  • Table 2 below shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and intrinsic viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the maximum linear expansion coefficient in the evaluation result is 5.6 X
  • the anisotropy was 2.7, and all the functions as an automotive exterior molded product were not satisfied! /.
  • Example 2 in the case of injection molding of the outer molded body, the flat plate molding shown in the attached FIG. Instead of the body, shown in FIG. 4, the thickness 3 mm, in 150MmX 200 mm, the maximum projected area 20400Mm 2 has some notches, exterior molding with cross-sectional area 90 mm 2, the narrow channel of the channel length 160mm
  • the long fiber reinforced exterior molded body was molded in the same manner as in Example 2 except that the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained had high rigidity! It was a molded body.
  • Table 2 below shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the maximum coefficient of linear expansion in the evaluation results is 6.4 X
  • the anisotropy was 3.4, and all the functions as an automotive exterior molded product were not satisfied!
  • Example 2 polybutylene terephthalate (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics, product name Novaduran 5008, intrinsic viscosity. 85dlZg, titanium content 30ppm)
  • a long fiber reinforced exterior molded body was molded in the same manner as in Example 2 except that butylene terephthalate (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics, product name Novaduran 5020, limiting viscosity 1.20 dlZg) was used.
  • the long fiber reinforced molded product thus obtained was a molded product with high rigidity.
  • the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and intrinsic viscosity are shown in Table 2 below.
  • the weight average fiber length of the molded product is 0. 94 mm and shorter, impact strength in the evaluation results were cast meet the function as Teigu and maximum linear expansion coefficient of 5. 2 X 10- 5 K- 1 large instrument exterior moldings for automobiles.
  • Example 5 during the injection molding of the outer molded product, a polycarbonate sheet having a hard coat functional layer on the surface of 0.5 mm thickness on both the mold surfaces of the mold (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., product In place of the name Iupilon sheet CFI-5): 1. Similar to Example 5, except that a polycarbonate sheet having a hard coat functional layer is mounted on the lmm-thick surface. Outside with non-reinforced resin layer laminated A molded body was formed. The thickness ratio of the long fiber reinforced resin layer Z non-reinforced resin layer in the laminated flat sheet molded body was 0.82.
  • the long fiber reinforced exterior molded article thus obtained was a molded article excellent in surface smoothness.
  • Table 2 shows the results of evaluating the fiber content, the weight average fiber length, the mechanical properties, the linear expansion coefficient, and the intrinsic viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut. Although the impact strength in the evaluation results is high, the mechanical properties such as rigidity and strength are both low, and the coefficient of linear expansion is at least 5 X 10 _5 K _1 at the minimum, and it is an exterior molded article for automobiles. Do not satisfy the function! / It was a trap.
  • a continuous glass fiber bundle (roving) is opened and pulled, passed through the impregnation die, impregnated with molten resin supplied to the impregnation die, and then shaped, cooled, and cut.
  • a long glass fiber reinforced polyamide resin pellet having a fiber content of 30% and a length of 10 mm was produced.
  • the resin polyamide 6 (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics, product name Novamit 1007J, relative viscosity 2.2) was melted and used.
  • the glass fiber had a diameter of 16 / zm, the same length as the pellet, and a substantially parallel arrangement in the length direction of the pellet.
  • a flat plate-shaped exterior molded body having a thickness of 3 mm, 150 mm ⁇ 150 mm, and a maximum projected area of 22500 mm 2 shown in FIG. 5 was molded using a Toshiba Machine IS-150 injection molding machine. That is, the long fiber reinforced polyamide resin pellets prepared as described above were supplied to a heating cylinder of an injection molding machine heated to 270 ° C., and plasticized, melted and weighed. Plasticization and measurement were performed while applying a back pressure of 5 MPa with the gauge pressure of the injection molding machine. After weighing, the mold cavity was filled by injection through the illustrated grease gate.
  • the injection time was 2 seconds, the lOOMPa holding pressure was applied for 20 seconds with the gauge pressure of the injection molding machine, the mold was opened after the cooling time of 25 seconds had passed, and the long fiber reinforced polyamide resin outer casing was removed, and the molding was completed. .
  • the mold temperature at this time was 70 ° C.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a structure.
  • Table 3 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the mechanical properties in the evaluation results were all very high, and the linear expansion coefficient, the linear expansion anisotropy, and the moisture absorption dimensional change were all small.
  • Example 6 a long fiber reinforced exterior molded article was molded in the same manner as in Example 6 except that the fiber content 30% was changed to 50% when preparing the long fiber reinforced polyamide resin pellets.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a structure.
  • Table 3 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut. The mechanical properties in the evaluation results are all very high, and the linear expansion coefficient, the linear expansion anisotropy, and the hygroscopic dimensional change rate are all small.
  • Example 7 when preparing the long fiber reinforced polyamide resin pellets, instead of polyamide 6, aromatic polyamide (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., product name Reny 6002, relative viscosity 2.1, abbreviated as MXD6-PA) )), And during injection molding, the same as in Example 7 except that the heating cylinder temperature of the injection molding machine was changed to 280 ° C and the mold temperature was changed from 70 ° C to 135 ° C. A long fiber reinforced exterior molded article was molded.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a structure.
  • Table 3 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and hygroscopic dimensional change rate of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the mechanical properties in the evaluation results were all very high, and the linear expansion coefficient, the anisotropy of linear expansion, and the hygroscopic dimensional change rate were all small.
  • Example 7 when injection molding the exterior molded body, instead of the flat plate-shaped molded body shown in FIG. 5 attached, the thickness shown in FIG. 6 was 3 mm, 150 mm ⁇ 200 mm, partially cut away, and maximum a projected area 27300Mm 2, the cross-sectional area 90 mm 2, except that the outer molded body having a narrow channel of the channel length 45mm is, in this way were molded to long fiber-reinforced outer molded body in the same manner as in example 7 The resulting long fiber reinforced exterior molding has high rigidity! It was a structure.
  • Table 3 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the mechanical properties in the evaluation results are all very high.
  • the linear expansion anisotropy and the rate of change in moisture absorption dimensional change all satisfy the functions of an automotive exterior molded product.
  • Example 7 at the time of injection molding of the exterior molded body, the mold cavity size was changed to 4 mm thickness, 150 mm XI 50 mm, and 0.5 mm thickness polyamide 6 made in advance was formed on both cavity surfaces.
  • An exterior molded body (maximum projected area: 22500 mm 2 ) in which a non-reinforced resin layer was laminated on both sides of a long fiber reinforced resin layer was formed in the same manner as in Example 7 except that the film was attached.
  • the thickness ratio of the long fiber reinforced resin layer Z and the non-reinforced resin layer in this laminated flat molded article was 3.
  • a cross mark was printed on one side of the polyamide 6 film by screen printing for evaluation of misalignment, etc., and the film was molded so as to enclose the printed surface.
  • the long fiber reinforced exterior molded article thus obtained was a molded article having excellent surface smoothness and high rigidity.
  • Table 3 shows the results of evaluating the fiber content, weight-average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the mechanical properties in the evaluation results are all very high, and the linear expansion coefficient, the anisotropy of linear expansion, and the hygroscopic dimensional change rate are all small.
  • Example 6 a long fiber reinforced exterior molded article was molded in the same manner as in Example 6 except that the fiber content was changed to 30% instead of 30% when preparing the long glass fiber reinforced polyamide resin pellets.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained became a molded body with low rigidity.
  • Table 4 shows the results of evaluating the fiber content, weight-average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and relative viscosity of the test piece from which the green body strength was also cut.
  • Weight of molded body The weight average fiber length was 2.8 mm, which was long, but the mechanical properties in the evaluation results were all low, and the maximum coefficient of linear expansion was 7.
  • OX The anisotropy (maximum linear expansion coefficient ⁇ minimum linear expansion coefficient ratio) was 1.9, and the maximum moisture absorption dimensional change rate was 0.65%. .
  • Example 6 Example 6 was used except that polyamide 6 (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., trade name Novamit 1013GH30) having a fiber content of 30% was used in place of the preparation of long glass fiber reinforced polyamide resin pellets.
  • the long fiber reinforced exterior molded body was molded in the same way as the above.
  • the long fiber reinforced exterior molded body obtained in this way has high rigidity! It was a molded body.
  • the test piece from which the molded body strength was also cut out was evaluated for fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and relative viscosity, as shown in Table 4 below.
  • the length is as short as 0.41 mm, the impact strength in the evaluation result is low, the maximum linear expansion coefficient is 7.1 X 10— — 1 , the anisotropy is 2.2, and the maximum moisture absorption dimensional change rate is 0.32%. All of them did not satisfy the function as a large automobile exterior molded body.
  • Example 7 when injection molding the exterior molded body, instead of the flat plate-shaped molded body shown in FIG. 5 attached, the thickness shown in FIG. 7 was 3 mm, 150 mm ⁇ 200 mm, partially cut away, and maximum projected area 23600mm 2, except that the cross-sectional area 100 mm 2, even One the narrow channel of the channel length 160mm outer molded body was molded long fiber-reinforced outer molded body in the same manner as in example 7.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a molded body.
  • Table 4 below shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the maximum linear expansion coefficient in the evaluation result is 6.0 X
  • the anisotropy was 2.3 and the maximum moisture absorption dimensional change rate was 0.36%, all of which did not satisfy the function as an automotive exterior molded product.
  • Example 7 when injection molding the exterior molded body, instead of the flat plate-shaped molded body shown in FIG. 5 attached, the thickness shown in FIG. 8 was 3 mm, 150 mm ⁇ 200 mm, partially cut away, and maximum a projected area 20400Mm 2, the cross-sectional area 90 mm 2, except that the outer molded body having a narrow channel of the channel length 160mm, this way was molded to long fiber-reinforced outer molded body in the same manner as in example 7 The resulting long fiber reinforced exterior molding has high rigidity! It was a molded body.
  • Table 4 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the maximum coefficient of linear expansion in the evaluation results is 6.5 X
  • the anisotropy was 3.0 and the maximum moisture absorption dimensional change rate was 0.41%, all of which did not satisfy the function as an automotive exterior molded article.
  • Example 7 polyamide 6 (Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., instead of polyamide 6 (Mitsubishi Engineering Plastics, product name Novamid 1007J, relative viscosity 2.2)) was prepared in preparing the long glass fiber reinforced polyamide resin pellets. A long fiber reinforced exterior molded body was molded in the same manner as in Example 7 except that the product name, Novamid 1030J, and relative viscosity 4.5) were used.
  • the long fiber reinforced molded product thus obtained was a molded product with high rigidity. Further, for the test piece cut out of the molded body strength, the results of evaluation of fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity are shown in Table 4 below. Since the average fiber length is as short as 0.91 mm, the impact strength in the evaluation results is low and the maximum coefficient of linear expansion is 6.5 X The anisotropy is 2.0 and the maximum moisture absorption dimensional change rate is 0.32%.
  • Example 10 in the case of injection molding of the outer molded body, except that a 0.5 mm thick polyamide 6 film was used instead of a 0.5 mm thick polyamide 6 film on both mold surfaces of the mold.
  • a 0.5 mm thick polyamide 6 film was used instead of a 0.5 mm thick polyamide 6 film on both mold surfaces of the mold.
  • the laminated exterior molded body was molded.
  • the thickness ratio of the long fiber reinforced resin layer Z to the non-reinforced resin layer in this laminated flat sheet molded article was 0.82.
  • the long fiber reinforced exterior molded article thus obtained was a molded article excellent in surface smoothness.
  • Table 4 shows the results of evaluating the fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, hygroscopic dimensional change rate, and relative viscosity of the test piece from which the compact strength was also cut.
  • the mechanical properties such as rigidity and strength in the evaluation results are all low, and the maximum linear expansion coefficient is 7.
  • OX The anisotropy was 2.1 and the maximum moisture absorption dimensional change rate was 0.37%, all of which did not satisfy the function as an automotive exterior molded article.
  • Comparative Example 8 instead of polyamide 6 with a fiber content of 30% (Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., trade name Novamid 1013GH30), an aromatic polyamide with a fiber content of 50% (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., trade name MX) was used.
  • the long fiber reinforced exterior molded body thus obtained has a high rigidity! It was a molded body.
  • the test piece from which the molded body strength was also cut out was evaluated for fiber content, weight average fiber length, mechanical properties, linear expansion coefficient, and relative viscosity, as shown in Table 4 below. Since the length was as short as 0.55 mm, the impact strength in the evaluation result was remarkably low.

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Abstract

【課題】曲げ弾性率、曲げ強さ等の機械的強度、耐薬品性、耐熱性に優れ、軽量化され、製品設計の自由度が高く、充填時の繊維配向による成形体の線膨張係数の異方性を低減した長繊維強化自動車用外装成形体を提供することにある。 【解決手段】成形体中に分散する強化繊維の、含有率が３０重量％～９０重量％であって、重量平均繊維長が１．５ｍｍ～１０ｍｍであり、成形体の最大投影面積が２００００ｍｍ2 以上であり、成形時に断面積１００ｍｍ2 以下の狭流路の流路長が１５０ｍｍ以下であり、しかも、肉厚２ｍｍ以上の成形体部分の、最大線膨張係数が５×１０-5Ｋ-1以下であり、かつ、最大線膨張係数／最小線膨張係数の比が１．８以下である長繊維強化熱可塑性樹脂製外装成形体。

Description

明 細 書
長繊維強化熱可塑性樹脂製外装成形体
技術分野
[0001] 本発明は、耐衝撃性等の機械的性質や流動性に優れた長繊維強化熱可塑性榭 脂の射出成形体に関するものであって、さらに、射出成形時の繊維配向によって生 じる成形体の異方性を低減した長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体、特に自動 車用外装成形体に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、自動車用外装部品には金属性の構造部品に金属製の外装パネルを取り付 ける構造が用いられていた。し力しながら、近年は自動車の燃費向上、走行性能向 上等を目的として、各種自動車部品の軽量ィ匕が求められる傾向にあり、外装パネル や、それを支える構造体にぉ 、ても榭脂が用いられるようになってきた。
例えば特許文献 1には、自動車用パネルをさらに軽量化する目的で、連続繊維か らなる織物基材を補強繊維とする FRPからなる自動車用パネルが開示されて ヽるが 、設計の自由度や生産効率の点で満足できるものではな力つた。
また、特許文献 2には、アウターパネルがポリフエ-レンエーテル Zポリアミドアロイ からなり、インナーパネルが長繊維強化ポリアミド Zポリオレフインァロイカ なるテー ルゲートが軽量ィ匕ゃモジュールィ匕の観点から提案されている力 PAによる吸水寸法 変化のため、建て付け不具合や波打ち外観不良が問題になっている。吸水寸法変 化の問題を解決する目的でポリカーボネート Zポリブチレンテレフタレートァロイ等も 提案されているが、インナーパネルが長繊維強化ポリプロピレンのため、接着構造が 必要であり、また、インナーパネルの繊維配向による線膨張の異方性がアウターパネ ルに影響を及ぼすが、線膨張の大きさや異方性に関する記載はない。
[0003] 特許文献 3には、車両用外装部品として、射出成形時の流動方向の線膨張係数と 流動方向に対して直角方向の線膨張係数との平均値が 6 X 10— 5K_1の炭素繊維強 化ポリアミドが開示されている力 その異方性に関しての記載はない。異方性が大き い場合、温度変化による変形具合が方向によって異なるため、外観品質に影響を与 えたり、応力集中部が発生することによる部材の破断やクラックの発生が懸念される ため好ましくない。
また、特許文献 4には、繊維状強化材を 3〜70重量％含有する繊維強化熱可塑性 榭脂材料を射出成形して得られる、（体積) / (表面積） < 2mmとなるような熱可塑性 榭脂成形体において、繊維強化材を含んだ溶融樹脂の流れ方向（MD)と、流れと 直角方向（TD)の 23°C〜100°Cにおける線膨張係数が、 0. 6く（TD方向の線膨張 係数) Z(MD方向の線膨張係数）く 2. 5であることが開示されている。しかしながら 、自動車用外装構造体として異方性が小さくなることは必要であるが、その絶対値が 大きいままであると、建て付け性や、周辺部品への影響、さらには線膨張による塗装 不良や塗装割れによる外観品質の低下を招く恐れがある。さらに、成形体内に断面 積の小さい狭流路が存在すると、強化繊維の配向がきつくなり異方性が大きくなり、 狭流路の流路長によっては成形体内全体に悪影響を及ぼす恐れがあるが、成形体 の形状に関する記載はない。
[0004] 特許文献 1 :特開 2002— 127944公報
特許文献 2：特開 2003— 118379公報
特許文献 3：特開 2002— 226703公報
特許文献 4：特開平 9— 296053号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 本発明が解決しょうとする課題は、曲げ弾性率、曲げ強さ等の機械的強度、耐薬品 性、耐熱性に優れ、軽量化され、製品設計の自由度が高ぐ充填時の繊維配向によ る成形体の線膨張係数の異方性を低減した長繊維強化自動車用外装成形体を提 供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、成形時の金型キ ャビティ内における榭脂流路を特定することで、長繊維強化自動車用外装成形体の 繊維配向による最大線膨張係数、線膨張係数の異方性、最大吸湿寸法変化率が小 さくなることを見いだし、本発明を完成するに至った。 [0007] すなわち、本発明の要旨は、成形体中に分散する強化繊維の、含有率が 30重量 %〜90重量％であって、重量平均繊維長が 1. 5mn！〜 10mmであり、成形体の最 大投影面積が 20000mm2以上であり、成形時に断面積 100mm2以下の狭流路の 流路長が 150mm以下であり、し力も、肉厚 2mm以上の成形体部分の、最大線膨張 係数が 5 X 10— 5K— 1以下であり、かつ、最大線膨張係数 Ζ最小線膨張係数の比が 1. 8以下である長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体に存する。
発明の効果
[0008] 本発明の長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体には、強化繊維の含有率が 30 重量％〜90重量％で、かつ、強化繊維が 1. 5mm〜 15mmの重量平均繊維長で分 散している長繊維強化樹脂が使用されており、成形時の金型キヤビティにおける断 面積 100mm2以下の狭流路の流路長が 150mm以下の形状となっているので、線 膨張係数及びその異方性の低減による寸法安定性に優れ、曲げ弾性率、曲げ強さ 等の機械的強度、耐薬品性、耐熱性に優れ、軽量化され、製品設計の自由度が高 Vヽ自動車用外装成形体に適した大型成形体を製造することができる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]実施例 1, 2, 4及び比較例 1, 2, 5で得られる外装成形体の平面図及び側面 図
[図 2]実施例 3で得られる外装成形体の平面図及び断面図
[図 3]比較例 3で得られる外装成形体の平面図及び断面図
[図 4]比較例 4で得られる外装成形体の平面図及び断面図
[図 5]実施例 6〜8及び比較例 7, 8, 11で得られる外装成形体の平面図及び側面図
[図 6]実施例 9で得られる外装成形体の平面図及び断面図
[図 7]比較例 9で得られる外装成形体の平面図及び概念的断面図
[図 8]比較例 10で得られる外装成形体の平面図及び断面図
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体 (以下、「本発明成形体」と略称 する。）は、線膨張係数の異方性の影響が顕著になる大型成形体に適しており、その 成形体の最大投影面積は 20000mm2より大き ヽ成形体である。繊維強化榭脂を用 い成形した場合、一般に肉厚の表面層は榭脂の流動方向に繊維が配向し、中心層 は流動方向と直角方向に配向すると言われている。強化繊維が短繊維の場合、成形 時における繊維の運動（回転）自由度が上がるため、表面層は壁面からの剪断力を 受け流動方向に配向するものの、中心層付近はランダム方向に配向して 、る場合が 多い。強化繊維が長繊維の場合、その繊維長の影響により強化繊維の運動（回転） 自由度は少なくなり、表面層は流動方向に、中心層はその直角方向にと明確な配向 を持ちやすいと言える。なお、最大投影面積の上限は通常 2m2 (200万 mm2)である 本発明成形体の他の一つの特徴は、成形時における狭流路の断面積とその流路 長さの関係にあり、 100mm2以下の断面積をもつ狭流路の流路長が 150mm以下で あり、より好ましくは 80mm2以下の断面積を持つ狭流路の流路長が 100mm以下で あることが望ましい。もし、成形時に 100mm2以下の断面積をもつ狭流路の流路長が 150mmを超える場合は、強化繊維の配向方向が溶融樹脂の充填方向に配向する ものが多くなり、充填方向への線膨張係数を低減させる効果は大きくなるが、その直 角方向への効果が少なくなり、よって異方性が大きくなつてしまう。異方性が大きいと 、外装部品として求められている建て付け性や、周辺部品との勘合やギャップ量への 影響、さらには線膨張による塗装不良や塗装割れによる外観品質の低下を招く恐れ がある。
さらに、本発明成形体の他の特徴は、成形体中に分散する強化繊維について、強 化繊維の含有率が 30重量％〜90重量％であり、かつ、強化繊維の長さが 1. 5mm 〜10mmの重量平均繊維長で分散していることにあり、し力も、肉厚 2mm以上の成 形体部分の任意の位置 (多数箇所）において、 23°C〜80°Cにおける線膨張係数を 測定し、それらの測定値の最大値 (最大線膨張係数)が 5 X 10— 5K— 1以下であり、かつ 、それらの測定値の最小値 (最小線膨張係数)との比を算出し、最大線膨張係数 Ζ 最小線膨張係数の比が 1. 8以下であることにある。
しかして、上記強化繊維の含有率が 30重量％未満の場合、又は、重量平均繊維 長が 1. 5mm未満の場合、曲げ弾性率'曲げ強度をはじめとした機械的強度や寸法 安定性が低下するので好ましくない。また、上記強化繊維の含有率が 90重量％を超 える場合、又は、重量平均繊維長が 10mmを超える場合は、成形性が低下するので 好ましくない。さらに、上記最大線膨張係数が 5 X 10— 5K_1より大きい場合及び最大線 膨張係数 Ζ最小線膨張係数の比が 1. 8より大きい場合は、温度変化に対する成形 体全体の変形量が大きくなり、外装部品として求められている建て付け性や、周辺部 品との勘合やギャップ量への影響、変形による割れの発生、外観のゆがみ、塗装割 れ、さらには成形体塗装時の線膨張による塗装不良や塗装割れによる外観品質の 低下を招く恐れがあるので好ましくな 、。
[0012] 本発明成形体を構成する強化繊維は、重量平均繊維長が 1. 5mn！〜 10mm、より 優れた機械的強度と寸法安定性の前部構造体とするには、好ましくは 2mn！〜 7mm の長繊維で、該成形体中に分散させ得るものであれば特に制限はない。通常、榭脂 の補強用に使用される、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、合成繊維等を使用する ことが可能であるが、ガラス繊維や炭素繊維が実用的である。炭素繊維の直径は 5 111〜15 111が好ましい。また、強化繊維は、熱可塑性榭脂との界面密着性を向上さ せるために、収束剤又は表面処理剤（例えば、エポキシ系化合物、アクリル系化合物 、イソシァネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物等の官能性ィ匕合物 )で表面処理したものを用いるのが好まし!/、。
[0013] 本発明成形体を構成する強化繊維がガラス繊維の場合は、直径 10 μ m〜20 μ m であることが、ガラス繊維の折損や物性バランスをより一層高める点力も好ましい。実 際に使用するガラス繊維は、 Aガラス、 Cガラス、 Eガラス等のガラス組成カゝらなり、特 に、 Eガラス (無アルカリガラス）が熱可塑性榭脂の熱安定性に悪影響を及ぼさない 点で好ましい。ガラス繊維の製造法は、例えば次のような方法による。先ず、溶解した ガラスをマーブルと称する所定の大きさのガラス玉に成形し、それをプッシングと称す る採糸炉にて加熱軟ィ匕せしめ、該炉テーブルの多数のノズル力 流下させ、この素 地を高速度で延伸しながら、その途中に設けた集束剤塗布装置にて浸潰で集束剤 を付着させて集束し、乾燥して回転ドラムで巻き取る。この時のノズル径寸法と引き取 り速度及び引き取り雰囲気温度等を調節してガラス繊維の平均直径を所定の寸法に する。 [0014] 本発明成形体を構成する強化繊維が炭素繊維の場合は、直径 5 m〜15 mで あることが、炭素繊維の折損や物性バランスをより一層高める点力も好ましい。
実際に使用する炭素繊維は、一般にアクリル繊維、石油又は炭素系特殊ピッチ、 セルロース繊維、リグ-ン等を原料として焼成によって製造されたものであり、耐炎質 、炭素質、黒鉛質等の種々のタイプのものがあるが、特定のものに制限されるもので はない。
[0015] 本発明成形体を構成する熱可塑性榭脂として特に好ま ヽ一例は、機械的強度、 耐油性、耐薬品性、耐熱性、耐久性、成形性、吸水による寸法変化、高温時の衝撃 強度、疲労特性、クリープ特性に優れている点から、ポリブチレンテレフタレート、ポリ エチレンテレフタレート等のポリエステル榭脂、芳香族ポリカーボネート榭脂及びこれ らの榭脂のァロイ、例えば、ポリエステル榭脂 Z芳香族ポリカーボネート榭脂のァロイ 力も選ばれたものである。さら〖こ、ポリエステル榭脂としては、強化繊維の折損による 機械的性質の低下、及び耐加水分解性の観点から、ポリエステル榭脂が、 30°C、フ ェノールとテトラクロロェタンとの 1対 1 (重量比）混合液中で測定した極限粘度が 0. 3 OdlZg〜l . 20dlZgのポリブチレンテレフタレートで、かつチタン含有量が、榭脂中 のチタン金属の重量基準で、 50ppm以下であることが好ましぐ 33ppm以下であるこ とが更に好ましい。ポリブチレンテレフタレートの極限粘度が 0. 30dlZg未満であると 、長繊維強化樹脂のマトリックスを成すベースレジンの機械的性能が低下し、長繊維 強化外装成形体として所要される機械的性質が満足できなくなる。また、成形体を成 すポリブチレンテレフタレートの極限粘度が 1. 20dlZgを超えると、長繊維強化榭脂 のマトリックスを成すベースレジンが高粘度となり、成形性が低下する、成形過程にお ける長繊維の折損が大きくなり機械的強度の低下が発生するので好ましくない。また 、長繊維材料のマトリックスを成すポリブチレンテレフタレートの加水分解による強度 低下を抑制するために、チタン含有量が 33ppm以下であることが好ま 、。
[0016] 本発明成形体を構成する熱可塑性榭脂として特に好ましい他の一例はポリアミド榭 脂である。ポリアミド榭脂は、耐熱性、靱性、耐オイル性、耐ガソリン性、耐摩擦性、成 形性等の優れた特性を利用して、自動車分野や電気電子分野をはじめ多くの分野 で使用されている榭脂である。特に、 自動車分野ではその耐熱性、耐油性を活かし てエンジン周辺部の部品を代表とした多くの使用実績がある。
[0017] ポリアミド榭脂としては、 ω—アミノ酸若しくはそのラタタムの重 (縮)合、及び Z又は 、ジァミンとジカルボン酸の重縮合によって得られる、種々の重合体及び共重合体を 用いることができる。具体的には、 α—ピロリドン、 α—ピぺリドン、 ε—力プロラタタム 、アミノカプロン酸、ェナントラクタム、 7—ァミノヘプタン酸、 8—ァミノオクタン酸、 9 アミノノナン酸、 11—アミノウンデカン酸、 12—アミノドデカン酸等の重合体、へキサメ チレンジァミン、ノナメチレンジァミン、ゥンデカメチレンジァミン、ドデカメチレンジアミ ン、メタキシリレンジァミン等のジァミンと、テレフタル酸、イソフタル酸、グルタール酸 、アジピン酸、ァゼライン酸、セバシン酸、ゥンデカン二酸、ドデカン二酸等のジカル ボン酸とを重縮合せしめて得られる重合体又はこれらの共重合体があり、例えば、ポ リアミド 4、ポリアミド 6、ポリアミド 7、ポリアミド 8、ポリアミド 11、ポリアミド 12、ポリアミド 6 6、ポジアミド、 6— 9、ポジアミド、 6— 10、ポジアミド、 6— 11、ポジアミド、 6— 12、ポジアミド、 6Τ、共重合ポリアミド 6Ζ6 6、共重合ポリアミド 6Ζ12、共重合ポリアミド 6Ζ6Τ、共 重合ポリアミド 6ΙΖ6Τ等が挙げられる。好ましくは、ポリアミド 6、ポリアミド 6— 6及び 共重合ポリアミド 6Ζ6 6等が挙げられ、特に好ましくは、ポリアミド 6である。また、芳 香族ジァミンと脂肪族ジカルボン酸との重縮合反応より得られるポリアミドを主成分と する芳香族ポリアミド榭脂も好まし 、。芳香族ジァミンとしてはパラキシリレンジァミン やメタキシリレンジァミン等が挙げられ、パラキシリレンジァミンとメタキシリレンジァミン との混合ジァミンを用いることが好ま 、。本発明の外装成形体材料に長繊維強化ポ リアミド榭脂を選定した理由は、ポリエステル等他の長繊維強化熱可塑性榭脂に比 較し、長繊維強化ポリアミド榭脂が機械的強度、耐油性、耐薬品性、耐熱性、耐久性 、成形性に優れた材料であり、特に高温時の衝撃強度、疲労特性、クリープ特性に 優れているからである。
[0018] また、本発明成形体を構成するポリアミド榭脂は、ある範囲内の重合度、すなわち 特定の範囲内の相対粘度を有するものが好ましい。好ましい相対粘度は、ポリアミド 6では 23°C、 98%硫酸中、濃度 1%で、芳香族ポリアミドでは 23°C、 96%硫酸中、 濃度 1%で測定した値で 1. 5〜2. 5であり、より好ましくは 1. 7〜2. 4である。相対粘 度が 1. 5未満では機械的強度が低ぐ 2. 5を超えると流動性が低下し、成形時に長 繊維の折損が大きくなり、機械的強度の低下が発生するので好ましくない。
[0019] そして、ポリアミド榭脂で構成された本発明成形体は、前述の特徴の他、肉厚 2mm 以上の成形体部分の、最大吸湿寸法変化率が 0. 3%以下であるという特徴を備える ことができる。この性質の具備は、温度 23°C、相対湿度 50%における飽和吸水時の 吸水処理によって生じる、成形体表面の寸法変化を、肉厚 2mm以上の成形体部分 の任意の位置 (多数箇所）において測定し、それらの測定値力 それぞれ下式の吸 湿寸法変化率を算出し、それらの算出値の最大値 (最大吸湿寸法変化率)を確認す ることによって、容易に判定できる。
[0020] [数 1] 吸湿寸法変化率 = [ (吸水後寸法一吸水前寸法） Z吸水前寸法] X 1 0 0
[0021] 上記最大吸湿寸法変化率の最大値が 0. 3%より大きい場合は、吸水による寸法変 化で建て付け不具合や、周辺部品との勘合やギャップ量への影響、波打ち外観不良 が問題になるので好ましくない。因みに、前述の先行技術には吸湿寸法変化に関す る記載はない。
[0022] 本発明成形体を構成する熱可塑性榭脂としては、成形可能なものであれば特に限 定されず、上記の熱可塑性榭脂の他、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のォレ フィン系榭脂；ポリ塩ィ匕ビュル、ポリスチレン、アクリル-トリル zスチレン/ブタジエン 共重合体等のビュル系榭脂；ポリアセタール榭脂、ポリメチルアタリレート榭脂、ポリス ルホン樹脂、ポリフエ-レンオキサイド榭脂等も使用することができる。これらの熱可 塑性榭脂は単独、又は 2種類以上組み合わせて用いることも可能である。
[0023] 本発明成形体は、成形材料として長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)、又は必要に応じ
(A)に後記のリサイクル榭脂（B)を配合した混合物を用いて成形される。その方法は 、熱可塑性榭脂について一般に用いられている成形法、すなわち射出成形、射出圧 縮成形、中空成形、押出成形、シート成形、熱成形、回転成形、積層成形、プレス成 形等の各種成形法をあげることができるが、成形品外観や設計の自由度、製造工程 削減の点から射出成形法で成形することが特に好ま 、。長繊維強化熱可塑性榭 脂 (A)を成形する際、通常、成形機のシリンダー中での溶融，混練時、金型充填時 に強化繊維が破砕され、繊維の長さが短くなる危険性があるが、本発明成形体中に 分散する強化繊維の重量平均繊維長を 1. 5mn！〜 10mmの範囲内に保持するには 、ペレットの長さ、成形機のシリンダー内壁の形状やスクリュー形状、成形条件 (例え ば、成形時の榭脂温度、射出速度)、前記狭流路の点を含め金型形状等の調整が 有効である。また、ボスやリブ構造等を設けて、高剛性、高強度な車体前部構造体を 得ることもできる。さらに、リブやボスに加圧ガスを注入することもできる。また、剛性強 度をさらに向上させるため金型内に可動部分を設け、可動部の移動による容量拡大 部分に加圧ガスを注入することで中空とし、断面剛性の高い断面形状とすることも可 能であるし、形成された中空部に発泡体や低融点金属等を充填、補強し、さらに剛 性強度を向上させることも可能である。
また、本発明成形体の成形材料である、長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)等には、必 要に応じて、他の成分を添加できる。他の成分としては、例えば、相溶性改良剤、安 定剤、難燃剤、耐侯性改良剤、発泡剤、滑剤、流動性改良剤、耐衝撃性改良剤、帯 電防止剤、染料、顔料、分散剤、無機強化剤、離型剤、酸化防止剤、耐候性改良剤 、アルカリ石鹼、金属石鹼、ハイド口タルサイト、可塑剤、造核剤、ドリツビング防止剤 等が挙げられる。耐衝撃改良材としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレ フィン榭脂、 α—ォレフイン系ラバー、スチレン系ラバー、アクリル系ラバー、シリコン 系ラバー、 MBSやコア一シェルポリマー等が挙げられる。無機強化剤の具体例とし ては、長繊維以外のガラス繊維、炭素繊維、ァラミド繊維、マイ力、タルク、ワラストナ イト、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、シリカ等が挙げられる。
本発明成形体の成形材料である長繊維強化熱可塑性榭脂 (Α)の製法は、引き抜 き法が好ましい。引き抜き法は、基本的には連続した強化用繊維束を引きながら榭 脂を含浸するものであり、榭脂のェマルジヨン、サスペンジョンあるいは溶液を入れた 含浸浴の中を繊維を通し含浸する方法、榭脂の粉末を繊維に吹きつけるか粉末を入 れた槽の中を繊維を通し繊維に榭脂粉末を付着させたのち榭脂を溶融し含浸する 方法、クロスヘッドの中を繊維を通しながら押出機等力 クロスヘッドに溶融榭脂を供 給し含浸する方法等が知られており、いずれも利用できる。成形材料として特に好ま しいのは、クロスヘッドの中を繊維を通しながら、押出機等力 クロスヘッドに溶融熱 可塑性榭脂を供給し、含浸、冷却後、長さ 3. 0〜50mm、好ましくは長さ 4. 0〜30m mのペレット状にカットしたものである。このようにして得られた、ペレット中の強化繊維 は、ペレットとほぼ平行になっているので、強化繊維の長さ ぺレットの長さになって いる。ペレットの長さが 3. Omm未満では強化繊維の長さも短くなり、補強効果が小さ ぐ逆に、ペレットの長さが 50mmを超えると嵩密度が大きくなり、成形加工時にホッ パー内でブリッジが発生したり、スクリューへの食い込みが悪くなり、安定した成形が できないことがある。
[0025] 本発明成形体の成形材料として長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)にリサイクル榭脂 ( B)を配合した混合物を使用する場合、その組成比が、該混合物の重量基準で
(A)： 30重量％〜100重量％、
(B)： 0重量％〜70重量％
の範囲内であるのが好ましい。長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)が 30重量％未満では 機械的強度、寸法安定性、外観等の低下が大きくなるので好ましくない。また、長繊 維強化熱可塑性榭脂 (A)とリサイクル榭脂 (B)の形状と大きさは、成形工程における 分級防止のため、できるだけ近似して 、ることが好ま 、。
[0026] 本発明成形体の成形材料として、長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)に配合される、リ サイクル榭脂 (B)は、特に制限はなぐ相溶性の点では熱可塑性榭脂 (A)のリサイク ル品でもよ 、が、次のような組合せが好ま 、。
[0027] (1)長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)の熱可塑性榭脂が、ポリエステル榭脂、芳香族ポ リカーボネート榭脂またはこれらの榭脂のァロイの場合は、リサイクル榭脂 (B)が粘度 平均分子量 10000〜 17000の芳香族ポリカーボネート榭脂のリサイクル品であると 、流動性に優れ、成形過程における長繊維の折損が少なぐかつ、結晶性榭脂との ァロイ化により成形収縮率や線膨張係数の低減効果をなし、大型成形体の成形材料 として好適に使用できる。この場合、必要に応じて、相溶性改良剤を配合してもよい。
[0028] (2)長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)の熱可塑性榭脂がポリアミド榭脂の場合、サイク ル榭脂（B)力 ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン及びアクリル-トリル'スチ レン'ブタジエン共重合体力もなる群力 選ばれた少なくとも 1種の熱可塑性榭脂のリ サイクル品であると、流動性に優れ、大型成形体用の成形材料として好適に使用で きる。この場合、必要に応じて、相溶性改良剤を配合してもよい。
[0029] このリサイクル榭脂（B)としては、成形時のパージ榭脂、スプルー、ランナー、成形 時、二次加工時、組立て工程時等の工程内で発生した不良品、目的の用途に使用 後回収された成形品等、種々の段階からのリサイクル品が挙げられる。もちろん、成 形品の形状には制限はなぐ具体的には、自動車、電気'電子 · OA機器等の外板や 機構部品その他の成形品を粉砕したリサイクル品も使用できる。しかし、溶剤、油脂 類等の付着物の多い成形品は、機械的強度、熱安定性、外観低下の原因となるの で好ましくない。
[0030] また、リサイクル榭脂 (B)の、長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)との配合方法は、特に 限定するものではなぐ公知の各種混合機器、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブ レンダー、 V型ブレンダー、押出機、バンバリ一ミキサー、ラボプラストミル（ブラベンダ 一）、ニーダ一等を用いることができる。
[0031] 本発明成形体を自動車用外装成形体とするには、ボンネット、ルーフ、フード、フロ ントパネル、キヤノピー、トランクリツド、ドアパネル、ピラー及びそれらに類似の自動車 用外装パネル又はその構造体であることが要求される寸法精度の点で好ましい。 本発明において、長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体は、その外表面に積層 された、少なくとも 1層の非強化樹脂の層を有し、かつ、該積層面に垂直な断面にお ける、長繊維強化層 Z非強化榭脂層の層厚比が 1. 0以上であることが好ましぐより 好ましくは 1. 2以上である。長繊維強化層 Z非強化榭脂層の層厚比が 1. 0未満で は、長繊維強化成形体の成形時、及び Z又は温度環境変化によって、長繊維強化 層と非強化榭脂層の線膨張差による反りが発生する恐れがあるので好ましくない。ま た、上記積層に使用する非強化榭脂は、特に制限はないが、該長繊維強化熱可塑 性榭脂と同種の榭脂、又は該榭脂を主成分とするァロイであることが密着性の点で 好ましい。また、上記積層に際し、文字、エンブレム及び Z又はマークを含む加飾部 を、該長繊維強化成形体と、該非強化榭脂層との間に封入することもできる。そのよう な成形体は、外観特性及び意匠性、意匠の耐久性に優れた自動車用外装成形体と して有用である。
[0032] 本発明にお ヽて、長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体の外表面に積層された 、少なくとも 1層の非強化樹脂の層を形成する方法としては、熱可塑性榭脂について 一般に用いられている加工方法、すなわち射出成形と同時に少なくとも 1層の非強化 榭脂の層、例えば非強化榭脂フィルムやシートを積層する方法、転写成形、 2色成形 、 2重成形や、熱板溶着、振動溶着、レーザー溶着等の溶着法をあげることができる 力 成形品外観や設計の自由度、製造工程削減の点力 射出成形と同時に該フィ ルムゃシートを積層する方法が特に好まし 、。
[0033] 本発明において、射出成形と同時に該フィルムやシートを積層する場合、溶融射出 充填時の榭脂組成物との熱融着を促進し、積層一体化をより確実にする目的で、該 フィルム又はシートに、プライマーコートを施すこともできる。プライマーコートに使用 する榭脂としては、成形体を構成する熱可塑性榭脂より溶融粘度が高ぐ該フィルム 又はシートとよく接着するものが選ばれる。例えば、該熱可塑性榭脂と同種でより高 分子量の榭脂又はこれを主体とするもの、熱や紫外線により硬化する榭脂等がある。
[0034] 本発明成形体は、所望により、片面にハードコート、防曇、帯電防止、反射防止及 び熱線遮断からなる群から選ばれた少なくとも一種の機能性層を施すことや、塗装や 転写等による表面加飾を施すことができる。機能性層を形成するには、従来公知の 種々の方法が用いられる。ハードコート層の形成には、所望によりプライマー層を設 けた上に、エポキシ系、アタリノレ系、アミノ榭脂系、ポリシロキサン系、コロイダノレシリカ 系等のハードコート剤を塗布し、熱又は紫外線等の手段により硬化する方法を用い ることができる。防曇層の形成には、通常水溶性又は親水性樹脂と界面活性剤を必 須成分として含有する防曇塗料を塗布し、硬化する方法を用いることができる。その ほか、帯電防止層、反射防止層、熱線遮断層等も、これらの機能を与える塗料を塗 布し、硬化するか、又はこれらの機能を有する薄膜層を真空蒸着法等の方法により、 形成することにができる。また、これらの機能性層を複合層として、二種以上の機能を 同時に備えたものとしてもよい。さらに、これらの機能性層の他に又は該機能性層に 、予め美装用塗装処理を施して意匠性を持たせる等の方法により、意匠性付与層を 形成することも可能である。
実施例
[0035] 以下、図面を参照し好ましい実施例によって、本発明を詳しく説明するが、本発明 はこれらの範囲内に限定されるものではない。以下の例中、％は、別途指定のない 限り、重量％である。
[評価]
評価 1.繊維含有率、重量平均繊維長
成形された長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体の任意の位置から無作為に試 験片を切り出し、 500°Cの電気炉内で熱可塑性榭脂成分のみ燃焼させた後、残存 する繊維の重量と長さを測定し、燃焼前の試験片の重量に対する比率を含有率とし 、繊維長の重量平均値を重量平均繊維長とした。
評価 2.極限粘度、粘度平均分子量
成形された長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体の任意の位置から無作為に切 り出した試料を用い、ポリブチレンテレフタレート樹脂については、 30°C、フエノール とテトラクロロェタンの重量比 1： 1混合物溶媒中で測定した極限粘度で表示した。ポ リカーボネート榭脂については、 25°C、ジクロロメタン中で測定した極限粘度（[ r? ]) の値 (単位 dlZg)に基づき粘度平均分子量 (Mv)を求めた。
評価 3.機械的性質
成形された長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体の肉厚 2mm以上の任意の位 置力も無作為に 80mm X 10mmの短冊状試験片を切り出し、曲げ弾性率、曲げ強 度は ISO 178に従って、ノッチ付きシャルピー衝撃強度は ISO 179に従って測定 した。なお、測定は試験片の数 n= 10にて実施した。
評価 4.線膨張係数
成形された長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体の肉厚 2mm以上の任意の位 置から無作為に 30mm X 10mmの短冊状試験片を切り出し、 23°C〜80°Cの温度 域における線膨張係数を測定した。なお、測定は試験片の数 n= 10にて実施し、且 つ各試験片ごとに直交する 2方向について実施し、最大線膨張係数を最小線膨張 係数で除して比を算出した。この比が小さいほど、異方性が低減されたと評価する。 評価 5.最大吸湿寸法変化率
成形された長繊維強化ポリアミド榭脂製外装成形体を、温度 23°C、相対湿度 50% の飽和吸水状態まで吸水処理し、図 5〜8に図示したように、該成形体の肉厚 2mm 以上の成形体部分の表面の任意の位置に描いた、少なくとも 5個の正方形 (一辺の 長さは、 25〜50mm程度）の四隅の位置を示すマーキングを用いて、吸水前'後の 縦'横寸法を測定し、下式の吸湿寸法変化率 (％)を算出し、それらの最大値で表示 した。
[0037] [数 2] 吸湿寸法変化率 = [ (吸水後寸法一吸水前寸法） Z吸水前寸法] X 1 0 0
[0038] なお、実施例 10及び比較例 12では、得られた成形体の表面に図 5に示すマーキ ングが行われ、最大吸湿寸法変化率の算出に用いられた。
[0039] [実施例 1]
ガラス長繊維強化ポリエステル榭脂ペレットの調製
連続したガラス繊維束 (ロービング）を開繊して引き取りながら含浸ダイの中を通し、 含浸ダイに供給される溶融榭脂を含浸させた後、賦形、冷却、切断する引き抜き成 形法を用いて、繊維含有率 30%、長さ 10mmのガラス長繊維強化ポリエステル榭脂 ペレットを製造した。榭脂としては、ポリブチレンテレフタレート榭脂（三菱エンジニアリ ングプラスチックス社製、製品名ノバデュラン 5008、極限粘度 0. 85dl/g、チタン含 有量 30ppm)を溶融して使用した。得られたペレット中の、ガラス繊維は、直径 16 mで、ペレットと同一長さを有し、ペレットの長さ方向に実質的に平行配列しているも のであった。
[0040] 外装成形体の射出成形
添付の図 1に示す、厚み 3mm、 150mm X 150mm,最大投景麵積 22500mm2 の平板状外装成形体を、東芝機械製 IS— 150射出成形機を用いて成形した。すな わち、上記のように調製した長繊維強化ポリエステル榭脂ペレットを、 270°Cに加熱し た射出成形機の加熱シリンダーに供給し、可塑化、溶融、計量した。なお、可塑化、 計量は射出成形機のゲージ圧で 5MPaの背圧をかけながら実施した。計量後、金型 のキヤビティに図示の榭脂ゲートを介し射出充填した。射出時間を 2秒とし、射出成 形機のゲージ圧力で lOOMPaの保圧力を 20秒かけ、冷却時間 25秒経過後に金型 を開き長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体を取り出し、成形を終了した。なお、 このときの金型温度は 70°Cとした。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表 1に示す。評価結果に おける機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、線膨張の異方性が すべて小さぐ自動車用外装成形体としての機能を満たすものであった。
[0041] [実施例 2]
実施例 1において、長繊維強化熱可塑性榭脂ペレット調製の際に、繊維含有率 30 %を 50%に代えた以外は、実施例 1と同様にして長繊維強化外装成形体を成形し た。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表 1に示す。評価結果に おける機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、線膨張の異方性が すべて小さぐ自動車用外装成形体としての機能を満たすものであった。
[0042] [実施例 3]
実施例 2において、外装成形体の射出成形の際に、添付の図 1に示す平板状成形 体に代えて、図 2に示す、厚み 3mm、 150mmX 200mmで、一部切り欠き部を有し 最大投影面積 27300mm2であり、断面積 90mm2、流路長 45mmの狭流路をもつ 外装成形体とした以外は、実施例 2と同様にして長繊維強化外装成形体を成形した このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表 1に示す。評価結果に おける機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、線膨張の異方性が すべて小さぐ自動車用外装成形体としての機能を満たすものであった。
[0043] [実施例 4]
実施例 2において、外装成形体の射出成形の際に、成形材料として、長繊維強化 ポリエステル榭脂ペレットに代えて、同じ長繊維強化ポリエステル榭脂 (A)ペレット 80 重量％に対し、記録用メディア (CD)力 化学処理剤添加温水浴中で意匠膜及び機 能性膜を剥離し、粉砕して得たリサイクル品である、粘度平均分子量 14, 000の芳香 族ポリカーボネート榭脂 (B) 20重量％を配合した混合物 (繊維含有率 40%)を使用 した以外は、実施例 2と同様にして長繊維強化外装成形体を成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、極限粘度、粘度平均分子量を評価した結果を後記表 1に 示す。評価結果における機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、 線膨張の異方性がすべて小さぐ自動車用外装成形体としての機能を満たすもので めつに。
[0044] [実施例 5]
実施例 2において、外装成形体の射出成形の際に、金型のキヤビティの大きさを、 厚み 4mm、 150mm X I 50mmに変え、両キヤビティ面に、予め成形された 0. 5mm 厚みの表面にハードコート機能層を持つポリカーボネート製シート（三菱エンジニアリ ングプラスチックス社製、製品名ユーピロンシート CFI— 5)を装着した以外は、実施 例 2と同様にして、長繊維強化榭脂層の両面に非強化榭脂層が積層された、外装成 形体 (最大投影面積: 22500mm2 )を成形した。この積層された平板状外装成形体 における、長繊維強化榭脂層 Z非強化榭脂層の厚み比は 3であった。ポリカーボネ ート製シートは、片面がハードコート、片面に十字マークを印刷してあり、ハードコート 面を金型面に接するように (マークを封入)装着し、成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、表面の平滑性に優れ、剛性感 の高い成形体であった。また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有 率、重量平均繊維長、機械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記 表 1に示す。評価結果における機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張 係数、線膨張の異方性がすべて小さぐ自動車用外装成形体としての機能を満たす ものであった。
[0045] [表 1] 実施例
1 2 3 4 5
PBTYリ
レジン種 PBT PBT PBT PBT
サイクル PC
原料
極限粘度 [dl/g] 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 粘度平均分子量 一 14000
含有率 [重量％] 30.5 49.6 50.4 40.5 37.9 重量平均
G F Lmm] 2.97 2.65 3 1.96 2.88
繊維長
直径 [ μ m」 16 16 16 16 16 取.人 ί又' κί
Lmm 2 ] 22500 22500 27300 22500 22500 面積
成形体
極限粘度 [sl/g] 1.10 1.15 1.12 1.16 1.10 粘度平均分子量 ― 13500
断面積 [mm 2 ] 一 90 ― 狭流路
流路長 Lmm] 一 45
積層 強化層/非強化層 ― ― 3
弾性率 [GPa] 10.2 12.3 12.5 10.6 8.9 曲げ
強度 [MPa] 230 250 242 200 196 シャルビ 衝撃強度 [kJ/mm 2] 28 42 39 35 48
最大 [X10 5K- 1] 4.8 4.6 4.2 4.4 4.7 線膨張
最小 [X10- 5K- ] 4.1 3.4 3.5 3.2 3.6 係数
最大/最小比（異方性） 1.2 1.4 1.2 1.4 1.3 [比較例 1]
実施例 1において、ガラス長繊維強化ポリエステル榭脂ペレット調製の際に、繊維 含有率 30%に代えて 15%とした以外は、実施例 1と同様にして長繊維強化外装成 形体を成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の低 、成形体となった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表一 2に示す。成形体の重 量平均繊維長は 2. 6mmと長い結果であつたが、評価結果における機械的性質が いずれも低ぐさらに、線膨張係数の異方性 (最大線膨張係数 Z最小線膨張係数比 )は 1. 5と低いものの、最大線膨張係数が 7. 1 X 10— 5K— 1と大きぐ自動車用外装成 形体としての機能を満たさな 、ものであった。
[0047] [比較例 2]
実施例 1において、ガラス長繊維強化ポリエステル榭脂ペレット調製に代えて、繊 維含有率 30%のポリブチレンテレフタレート（三菱エンジニアリングプラスチックス社 製、商品名ノバデュラン 5010G45、極限粘度 0. 10dl/g)を用いた以外は、実施例 1と同様に長繊維強化外装成形体を成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、成形体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表 2に示すが、成形体の 重量平均繊維長は 0. 35mmと短いため、評価結果における衝撃強度は低ぐかつ 最大線膨張係数が 6. 2 X 10— 5K_1、異方性が 1. 9とすべて大きぐ自動車用外装成 形体としての機能を満たさな 、ものであった。
[0048] [比較例 3]
実施例 2において、外装成形体の射出成形の際に、添付の図 1に示す平板状成形 体に代えて、図 3に示す、厚み 3mm (—部 4mm)、 150mm X 200mmで、一部切り 欠き部を有し最大投影面積 20400mm2であり、断面積 40mm2、流路長 160mmの 狭流路をもつ外装成形体とした以外は、実施例 2と同様にして長繊維強化外装成形 体を成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、成形体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表 2に示す。評価結果に おける最大線膨張係数が 5. 6 X
Figure imgf000020_0001
異方性が 2. 7とすべて大きぐ自動車用 外装成形体としての機能を満たさな!/、ものであった。
[0049] [比較例 4]
実施例 2において、外装成形体の射出成形の際に、添付の図 1に示す平板状成形 体に代えて、図 4に示す、厚み 3mm、 150mmX 200mmで、一部切り欠き部を有し 最大投影面積 20400mm2であり、断面積 90mm2、流路長 160mmの狭流路をもつ 外装成形体とした以外は、実施例 2と同様にして長繊維強化外装成形体を成形した このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、成形体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、相対粘度を評価した結果を後記表 2に示す。評価結果に おける最大線膨張係数が 6. 4 X
Figure imgf000021_0001
異方性が 3. 4とすべて大きぐ自動車用 外装成形体としての機能を満たさな!/、ものであった。
[0050] [比較例 5]
実施例 2において、ガラス長繊維強化ポリエステル榭脂ペレット調製の際に、ポリブ チレンテレフタレート（三菱エンジニアリングプラスチックス社製、製品名ノバデュラン 5008、極限粘度。. 85dlZg、チタン含有量 30ppm)に代えて、ポリブチレンテレフ タレート（三菱エンジニアリングプラスチックス社製、製品名ノバデュラン 5020、極限 粘度 1. 20dlZg)を用いた以外は、実施例 2と同様にして長繊維強化外装成形体を 成形した。
このようにして得られた長繊維強化成形体は、剛性感の高い成形体であった。また 、該成形体力 切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機械的 性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表 2に示すが、成形体の重量 平均繊維長は 0. 94mmと短いため、評価結果における衝撃強度は低ぐかつ最大 線膨張係数が 5. 2 X 10— 5K— 1と大きぐ自動車用外装成形体としての機能を満たさな いものであった。
[0051] [比較例 6]
実施例 5において、外装成形体の射出成形の際に、金型の両キヤビティ面に、 0. 5 mm厚みの表面にハードコート機能層を持つポリカーボネート製シート（三菱ェンジ ニアリングプラスチックス社製、製品名ユーピロンシート CFI— 5)に代えて、 1. lmm 厚みの表面にハードコート機能層を持つポリカーボネート製シートを装着した以外は 、実施例 5と同様にして、長繊維強化榭脂層の両面に非強化榭脂層が積層された外 装成形体を成形した。この積層された平板状外装成形体における、長繊維強化樹脂 層 Z非強化榭脂層の厚み比は 0. 82であった。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、表面の平滑性に優れた成形体 であった。また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊 維長、機械的性質、線膨張係数、極限粘度を評価した結果を後記表— 2に示す。評 価結果における衝撃強度は高いものの、剛性、強度等の機械的性質はいずれも低く 、さらに、線膨張係数は最大、最小とも 5 X 10_5K_1以上であり、自動車用外装成形体 としての機能を満たさな！/ヽものであった。
[表 2]
Figure imgf000022_0001
[実施例 6] ガラス長繊維強化ポリアミド榭脂ペレットの調製
連続したガラス繊維束 (ロービング）を開繊して引き取りながら含浸ダイの中を通し、 含浸ダイに供給される溶融榭脂を含浸させた後、賦形、冷却、切断する引き抜き成 形法を用いて、繊維含有率 30%、長さ 10mmのガラス長繊維強化ポリアミド榭脂ぺ レットを製造した。榭脂としては、ポリアミド 6 (三菱エンジニアリングプラスチックス社製 、製品名ノバミツド 1007J、相対粘度 2. 2)を溶融して使用した。得られたペレット中の 、ガラス繊維は、直径 16 /z mで、ペレットと同一長さを有し、ペレットの長さ方向に実 質的に平行配列して 、るものであった。
[0054] 外装成形体の射出成形
添付の図 5に示す、厚み 3mm、 150mm X 150mm,最大投景麵積 22500mm2 の平板状外装成形体を、東芝機械製 IS— 150射出成形機を用いて成形した。すな わち、上記のように調製した長繊維強化ポリアミド榭脂ペレットを、 270°Cに加熱した 射出成形機の加熱シリンダーに供給し、可塑化、溶融、計量した。なお、可塑化、計 量は射出成形機のゲージ圧で 5MPaの背圧をかけながら実施した。計量後、金型の キヤビティに図示の榭脂ゲートを介し射出充填した。射出時間を 2秒とし、射出成形 機のゲージ圧力で lOOMPaの保圧力を 20秒かけ、冷却時間 25秒経過後に金型を 開き長繊維強化ポリアミド榭脂製外装成形体を取り出し、成形を終了した。なお、この ときの金型温度は 70°Cとした。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評価した結果を後記表 3に 示す。評価結果における機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、 線膨張の異方性、吸湿寸法変化がすべて小さぐ自動車用外装成形体としての機能 を満たすものであった。
[0055] [実施例 7]
実施例 6において、長繊維強化ポリアミド榭脂ペレット調製の際に、繊維含有率 30 %を 50%に代えた以外は、実施例 6と同様にして長繊維強化外装成形体を成形し このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評価した結果を後記表 3に 示す。評価結果における機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、 線膨張の異方性、吸湿寸法変化率がすべて小さぐ自動車用外装成形体としての機 能を満たすものであった。
[0056] [実施例 8]
実施例 7において、長繊維強化ポリアミド榭脂ペレット調製の際に、ポリアミド 6に代 えて芳香族ポリアミド (三菱エンジニアリングプラスチックス社製、製品名レニー 6002 、相対粘度 2. 1、 MXD6— PAと略称する。）を使用し、射出成形の際に、射出成形 機の加熱シリンダー温度 270°Cを 280°C、金型温度 70°Cを 135°Cとした以外は、実 施例 7と同様にして長繊維強化外装成形体を成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率を評価した結果を後記表 3に示す。評価 結果における機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、線膨張の異 方性、吸湿寸法変化率がすべて小さぐ自動車用外装成形体としての機能を満たす ものであった。
[0057] [実施例 9]
実施例 7において、外装成形体の射出成形の際に、添付の図 5に示す平板状成形 体に代えて、図 6に示す、厚み 3mm、 150mmX 200mmで、一部切り欠き部を有し 最大投影面積 27300mm2であり、断面積 90mm2、流路長 45mmの狭流路をもつ 外装成形体とした以外は、実施例 7と同様にして長繊維強化外装成形体を成形した このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、構造体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評価した結果を後記表 3に 示す。評価結果における機械的性質がいずれも非常に高ぐさらに、線膨張係数、 線膨張の異方性、吸湿寸法変化率がすべて小さぐ自動車用外装成形体としての機 能を満たすものであった。
[0058] [実施例 10]
実施例 7において、外装成形体の射出成形の際に、金型のキヤビティの大きさを、 厚み 4mm、 150mm X I 50mmに変え、両キヤビティ面に、予め成形された 0. 5mm 厚みのポリアミド 6製フィルムを装着した以外は、実施例 7と同様にして、長繊維強化 榭脂層の両面に非強化榭脂層が積層された、外装成形体 (最大投影面積: 22500 mm2 )を成形した。この積層された平板状外装成形体における、長繊維強化榭脂層 Z非強化榭脂層の厚み比は 3であった。ポリアミド 6製フィルムの片面には位置ずれ 等の評価用に十字マークがスクリーン印刷により印刷されており、印刷面を封入する 形で成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、表面の平滑性に優れ、剛性感 の高い成形体であった。また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有 率、重量平均繊維長、機械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評 価した結果を後記表 3に示す。評価結果における機械的性質がいずれも非常に 高ぐさらに、線膨張係数、線膨張の異方性、吸湿寸法変化率がすべて小さぐ自動 車用外装成形体としての機能を満たすものであった。
[0059] [表 3]
実施例
6 7 8 9 1 0
MXD6
レジン PA6 PA6 PA6 PA6
-PA
含有率 [重量％] 30.2 50.3 50.1 49.8 40.5 重量平均
G F [mm] 2.99 2.78 2.58 2.23 2.65
繊維長
直径 [ t mj 16 16 16 16 16 最大投影
[mm 2] 22500 22500 22500 27300 22500 成形体面
極限粘度 [dl/g] 2.2 2.2 2.1 2.2 2.2 断面積 [mm 2] - 90 一
狭流路
流路長 [mm] ― - 45
欄 強化層 Z非強化層 ― 3
弾性率 [GPa] 6.9 12.5 15.1 12.9 11.8 曲げ
強度 [MPa] 239 265 318 270 240 シャルビ -衝撃強度 [kJ/mm 2] 24 31 29 34 26
取大 [xio-sK-i] 4.8 4.2 3.0 4.8 4.6 線膨張
最小 [X10 5K- 1] 3.3 3.3 2.4 3.0 3.0 係数
最大/最小比（異方性） 1.5 1.3 1.3 1.6 1.5 最大吸湿寸法変
[%] 0.22 0.16 0.11 0.28 0.26 化率 [比較例 7]
実施例 6において、ガラス長繊維強化ポリアミド榭脂ペレット調製の際に、繊維含有 率 30%に代えて 10%とした以外は、実施例 6と同様にして長繊維強化外装成形体 を成形した。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の低 、成形体となった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、相対粘度を評価した結果を後記表 4に示す。成形体の重 量平均繊維長は 2. 8mmと長い結果であつたが、評価結果における機械的性質が いずれも低ぐさらに、最大線膨張係数が 7. O X
Figure imgf000027_0001
異方性 (最大線膨張係数 Ζ最小線膨張係数比）が 1. 9、最大吸湿寸法変化率が 0. 65%とすべて大きぐ自 動車用外装成形体としての機能を満たさないものであった。
[0061] [比較例 8]
実施例 6において、ガラス長繊維強化ポリアミド榭脂ペレット調製に代えて、繊維含 有率 30%のポリアミド 6 (三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名ノバミツド 1 013GH30)を用いた以外は、実施例 6と同様に長繊維強化外装成形体を成形した このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、成形体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、相対粘度を評価した結果を後記表 4に示すが、成形体の 重量平均繊維長は 0. 41mmと短いため、評価結果における衝撃強度は低ぐかつ 最大線膨張係数が 7. 1 X 10— — 1、異方性が 2. 2、最大吸湿寸法変化率が 0. 32% とすべて大きぐ自動車用外装成形体としての機能を満たさないものであった。
[0062] [比較例 9]
実施例 7において、外装成形体の射出成形の際に、添付の図 5に示す平板状成形 体に代えて、図 7に示す、厚み 3mm、 150mmX 200mmで、一部切り欠き部を有し 最大投影面積 23600mm2であり、断面積 100mm2、流路長 160mmの狭流路をも つ外装成形体とした以外は、実施例 7と同様にして長繊維強化外装成形体を成形し た。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、成形体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評価した結果を後記表 4に 示す。評価結果における最大線膨張係数が 6. 0 X
Figure imgf000027_0002
異方性が 2. 3、最大吸 湿寸法変化率が 0. 36%とすべて大きぐ自動車用外装成形体としての機能を満た さないものであった。
[0063] [比較例 10] 実施例 7において、外装成形体の射出成形の際に、添付の図 5に示す平板状成形 体に代えて、図 8に示す、厚み 3mm、 150mmX 200mmで、一部切り欠き部を有し 最大投影面積 20400mm2であり、断面積 90mm2、流路長 160mmの狭流路をもつ 外装成形体とした以外は、実施例 7と同様にして長繊維強化外装成形体を成形した このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、成形体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評価した結果を後記表 4に 示す。評価結果における最大線膨張係数が 6. 5 X
Figure imgf000028_0001
異方性が 3. 0、最大吸 湿寸法変化率が 0. 41%とすべて大きぐ自動車用外装成形体としての機能を満た さないものであった。
[0064] [比較例 11]
実施例 7において、ガラス長繊維強化ポリアミド榭脂ペレット調製の際に、ポリアミド 6 (三菱エンジニアリングプラスチックス社製、製品名ノバミツド 1007J、相対粘度 2. 2 )に代えて、ポリアミド 6 (三菱エンジニアリングプラスチックス社製、製品名ノバミツド 1 030J、相対粘度 4. 5)を用いた以外は、実施例 7と同様にして長繊維強化外装成形 体を成形した。
このようにして得られた長繊維強化成形体は、剛性感の高い成形体であった。また 、該成形体力 切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機械的 性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評価した結果を後記表 4に示す 力 成形体の重量平均繊維長は 0. 91mmと短いため、評価結果における衝撃強度 は低ぐかつ最大線膨張係数が 6. 5 X
Figure imgf000028_0002
異方性が 2. 0、最大吸湿寸法変化 率が 0. 32%とすべて大きぐ自動車用外装成形体としての機能を満たさないもので めつに。
[0065] [比較例 12]
実施例 10において、外装成形体の射出成形の際に、金型の両キヤビティ面に、 0. 5mm厚みのポリアミド 6フィルムに代えて、 1. 1mm厚みのポリアミド 6フィルムを装着 した以外は、実施例 10と同様にして、長繊維強化榭脂層の両面に非強化榭脂層が 積層された外装成形体を成形した。この積層された平板状外装成形体における、長 繊維強化榭脂層 Z非強化榭脂層の厚み比は 0. 82であった。
このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、表面の平滑性に優れた成形体 であった。また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊 維長、機械的性質、線膨張係数、吸湿寸法変化率、相対粘度を評価した結果を後 記表 4に示す。評価結果における剛性、強度等の機械的性質はいずれも低ぐさ らに、最大線膨張係数が 7. O X
Figure imgf000029_0001
異方性が 2. 1、最大吸湿寸法変化率が 0. 37%とすべて大きぐ自動車用外装成形体としての機能を満たさないものであった。
[0066] [比較例 13]
比較例 8において、繊維含有率 30%のポリアミド 6 (三菱エンジニアリングプラスチッ タス社製、商品名ノバミツド 1013GH30)に代えて、繊維含有率 50%の芳香族ポリア ミド (三菱瓦斯化学社製、商品名 MXナイロン S6121、相対粘度 3. 65、 MXと略称 する。）を用いた以外は、比較例 8と同様に長繊維強化外装成形体を成形した。 このようにして得られた長繊維強化外装成形体は、剛性感の高！、成形体であった。 また、該成形体力も切り出した試験片について、繊維含有率、重量平均繊維長、機 械的性質、線膨張係数、相対粘度を評価した結果を後記表 4に示すが、成形体の 重量平均繊維長は 0. 55mmと短いため、評価結果における衝撃強度が著しく低ぐ 自動車用外装成形体としての機能を満たさな 、ものであった。
[0067] [表 4]
比較例
7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 原料 レジン H PA6 PA6 PA6 PA6 PA6 PA6 MX 含有率 [重量％] 10.6 29.8 49.7 50.4 50.1 25.3 49.5 重量平均
G F [mm] 2.76 0.41 2.32 2.41 0.91 2.22 0.55 繊維長
直径 i m」 16 16 16 16 16 16 16 最大投影
[mm 2 J 22500 22500 20400 20400 22500 22500 22500 成形体 面積
極限粘度 [dl/g] 2.2 2.2 2.2 2.2 4,5 2.2 3.65 断面積 [mm - ] 一 ― 100 90
狭流路
流路長 [mm] ― 160 160
積層 強化層 Z非強化層 0.82
弾性率 [GPa] 2.6 7.2 12.6 12.3 12.2 6.2 15.5 曲げ
強度 [MPa] 102 250 260 270 250 231 320 シャルビ -衝撃強度 IkJ/mm2] 10 10 33 30 16 10 7 最大 [XI Of1] 7.0 7.1 6.0 6.5 6.5 7.0 4.2 線膨張
最小 [XlO-sK-i] 3.7 3.3 2.6 2.2 3.2 3.3 2.8 係数
最大/最小比（異方性） 1.9 2.2 2.3 3.0 2.0 2.1 1.5 最大吸湿寸法変
[%] 0.65 0.32 0.36 0.41 0.32 0.37 0.12 化率

Claims

請求の範囲
[1] 成形体中に分散する強化繊維の、含有率が 30重量％〜90重量％であって、重量 平均繊維長が 1. 5mn！〜 10mmであり、成形体の最大投影面積が 20000mm2以 上であり、成形時に断面積 100mm2以下の狭流路の流路長が 150mm以下であり、 しかも、肉厚 2mm以上の成形体部分の、最大線膨張係数が 5 X 10— 5K_1以下であり 、かつ、最大線膨張係数 Ζ最小線膨張係数の比が 1. 8以下であることを特徴とする 長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[2] 熱可塑性榭脂が、ポリエステル榭脂、芳香族ポリカーボネート榭脂、これらの榭脂 のァロイ及びポリアミド榭脂の群力 選ばれたものである請求項 1に記載の長繊維強 化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[3] 熱可塑性榭脂がポリアミド榭脂であり、肉厚 2mm以上の成形体部分の、最大吸湿 寸法変化率が 0. 3%以下である請求項 1に記載の長繊維強化熱可塑性榭脂製外 装成形体。
[4] 熱可塑性榭脂が、 30°Cフエノールとテトラクロロェタンとの 1対 1 (重量比）混合液中 で測定した極限粘度が 0. 30dlZg〜l. 20dlZgのポリブチレンテレフタレート榭脂 で、かつ、チタン含有量が 33ppm以下である請求項 2に記載の長繊維強化熱可塑 性樹脂製成形体。
[5] ポリアミド榭脂が、 23°C、 98%硫酸中、濃度 1%で測定した相対粘度 1. 5〜2. 5の ポリアミド 6である請求項 2又は 3に記載の長繊維強化ポリアミド榭脂製外装成形体。
[6] ポリアミド榭脂が、 23°C、 96%硫酸中、濃度 1%で測定した相対粘度 1. 5〜2. 5の 芳香族ポリアミドである請求項 2又は 3に記載の長繊維強化ポリアミド榭脂製外装成 形体。
[7] ポリアミド榭脂が、芳香族ジァミンと脂肪族ジカルボン酸との重縮合反応によって得 られるポリアミドを主成分とする芳香族ポリアミド榭脂である請求項 2又は 3に記載の 長繊維強化ポリアミド榭脂製外装成形体。
[8] 成形材料として、長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)にリサイクル榭脂 (B)を配合した混 合物を使用し、その組成比が、該混合物の重量基準で以下の範囲内である請求項 1 〜7の何れかに記載の長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。 (A) : 30重量％〜100重量％
(B) : 0重量％〜70重量％
[9] 長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)の熱可塑性榭脂が、ポリエステル榭脂、芳香族ポリ カーボネート榭脂またはこれらの榭脂のァロイであり、リサイクル榭脂 (B)が、粘度平 均分子量 10000〜 17000の芳香族ポリカーボネート榭脂のリサイクル品である請求 項 8に記載の長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[10] 長繊維強化熱可塑性榭脂 (A)の熱可塑性榭脂がポリアミド榭脂であり、サイクル榭 脂（B) 1S ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン及びアクリル-トリル'スチレン' ブタジエン共重合体力 なる群力 選ばれた少なくとも 1種の熱可塑性榭脂のリサィ クル品である請求項 8に記載の長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[11] 強化繊維が、直径 10 μ m〜20 μ mのガラス繊維である請求項 1〜10の何れかに 記載の長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[12] 成形体が射出成形により得られた成形体である請求項 1〜11の何れかに記載の長 繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[13] ボンネット、ルーフ、フード、フロントパネル、キヤノピー、トランクリツド、ドアパネル、 ピラー、それらに類似の自動車用外装パネル及びその構造体の群から選択される何 れかの自動車用外装成形体として使用される請求項 1〜 12の何れかに記載の長繊 維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[14] 外表面に積層された、少なくとも 1層の非強化樹脂の層を有し、かつ、該積層面に 垂直な断面における、長繊維強化層 Z非強化榭脂層の層厚比が 1. 0以上である請 求項 13に記載の長繊維強化熱可塑性榭脂製外装成形体。
[15] 非強化樹脂が、該長繊維強化熱可塑性榭脂と同種の榭脂、又は該榭脂を主成分 とするァロイである請求項 14に記載の自動車用外装成形体。
[16] 積層に際し、文字、エンブレム及び Z又はマークを含む加飾部を、該長繊維強化 成形体と、該非強化榭脂層との間に封入する請求項 14又は 15に記載の自動車用 外装成形体。
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