JP2001261844A - 繊維強化熱可塑性樹脂ペレットおよびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強化用繊維として天然の非連続繊維を使用
し、成形材料としての品質安定性（含浸の均一性、強化
繊維の劣化防止）、成形品としての強度特性などを全て
満たす繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを提供すると共
に、その製法を提供すること。 【解決手段】 強化繊維として天然繊維を含む繊維強化
熱可塑性樹脂ペレットを含浸・引抜き法によって製造す
る際に、天然の非連続繊維が撚り合わされた５番手〜８
０番手の紡績糸の複数本に、１０〜２００回／ｍの撚り
をかけながら引き取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天然の非連続繊維
を強化繊維として用いた繊維強化熱可塑性樹脂ペレット
とその製法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、木材パルプや麻類、シュロなどの
植物繊維を強化繊維として用いた繊維強化樹脂について
の研究が盛んに進められている。ちなみに、廃棄物公害
についての認識が高まっている昨今、天然繊維は埋立て
投棄しても廃棄物公害を起こすことがなく環境に優しい
ばかりでなく、焼却処理するにしても燃焼エネルギーが
高くて燃焼エネルギーの回収率が高く、しかも残灰や排
ガス公害などの二次公害を起こす恐れも少ないからであ
る。

【０００３】ところがこれらの天然繊維は、従来から繊
維強化樹脂用の強化繊維として汎用されてきたガラス繊
維や炭素繊維、金属繊維、各種合成繊維などの連続長繊
維に対して、繊維が非連続であることから、これを樹脂
と複合し、長繊維の特徴を活かした成形用の樹脂ペレッ
トを製造する際には特別の技術が必要となる。例えば、
長繊維の連続ストランドであれば、これを溶融樹脂浴に
連続的に含浸させて引き取り、冷却して樹脂を固化させ
てから任意の長さに切断する汎用の製法によって繊維強
化樹脂ペレットを連続的に生産性良く製造できるが、非
連続の天然繊維では、これを撚り合わせて紡績糸状にす
るにしても樹脂含浸時に十分な張力を確保することがで
きず、溶融樹脂浴中に含浸走行させたときに非連続繊維
が樹脂浴中で解れて切断することがあり、安定した連続
操業を確保することが困難であるからである。

【０００４】そこで、非連続の天然繊維を強化繊維とし
て用いて繊維強化樹脂ペレットを製造する方法として、
例えば下記の様な方法が提案されているが、それぞれ一
長一短がある。

【０００５】(1)ロール混練装置を用いて溶融状態の熱
可塑性樹脂に天然繊維を均一に混練し、冷却固化させて
から破砕して樹脂ペレットを製造する方法（例えば特開
昭５７−１０８１６１号公報など）。この方法であれ
ば、非連続繊維がマトリックス樹脂中に均一に分散され
た成形材料を得ることができるが、樹脂ペレットのサイ
ズが不揃いであるため、成形工程を含めた成形材料とし
ての取扱い性や成形品の品質安定性に問題がある。

【０００６】(2)非連続繊維を紡績糸としてから織編物
状、不織布状、マット状等に加工しておき、これを溶融
樹脂浴に含浸してから冷却固化し、適当な寸法形状に切
断して樹脂ペレットを製造する方法（特開昭５８−２８
３０７号、特開平３−７３０７号、同３−３０９１６
号、同９−４１２８０号など）。この方法は、樹脂含浸
物をシート状などの２次成形材料として使用する用途に
は適しているが、ペレット状の成形材料とするには、こ
れを冷却固化してから更に適当な寸法・形状に切断しな
ければならないので工程数が多く生産性が低い。しかも
切断によるロスが多かったり、切断時に生じるダスト
（切屑）により作業環境が汚染されるといった問題も生
じてくる。

【０００７】(3)混練装置や混練押出機などにより溶融
樹脂と非連続繊維を混練し、棒状に溶融押出してから冷
却固化し任意の長さに切断する方法（特開昭６２−１４
６９４５号、同６２−１４６９４７号、特開平３−２９
０４５３号など）。この方法では、綿状の繊維を混練押
出機に投入する際の供給が困難であったり、また、樹脂
を加熱して溶融混練する際に強化繊維が熱劣化を起こし
たり混練力により機械的な破損を受け、強化効果が損な
われる。特に木材パルプや麻などの植物繊維は、通常１
５０〜１８０℃の温度で熱分解を開始するので、繊維の
種類は混練時間に応じてこうした問題を引き起こし難い
熱可塑性樹脂を選択して複合しなければならず、マトリ
ックス樹脂の選択の幅が狭い。しかも、その様な低融点
の樹脂は概して強度不足であるため、繊維強化樹脂成形
品の用途も自ずと制限される。

【０００８】(4)強化用の紡績繊維と熱可塑性樹脂繊維
との複合繊維束を作製し、これを加熱して熱可塑性樹脂
繊維を溶融させてから固化して適当な長さのペレットに
切断する方法（特開平４−１６３００２号など）。この
方法を実施するには、予め熱可塑性樹脂繊維を製造し、
あるいは強化繊維との混合糸を製造しなければならず、
工程数が多いため経済的に有利な方法とは言えず、しか
も熱可塑性樹脂繊維の加熱溶融条件によっては含浸不足
となって空隙欠陥を生じることがある。

【０００９】(5)この他、例えば特公昭６３−３７６９
４号、特開平１−１７８４１１号、同４−１１９８０７
号、特公平６−５７４０７号などには、強化用繊維の繊
維束に溶融させた熱可塑性樹脂を含浸し、これを冷却固
化させてから適当な長さに切断して樹脂ペレットを製造
する方法が開示されており、これらの中には、強化繊維
としてジュート（麻繊維）などを使用し得る旨の記述も
見られるが、そこに開示されている強化繊維の大半は連
続長繊維であり、非連続繊維を強化繊維として熱可塑性
樹脂と複合する際の具体的な問題点については何らの課
題も提起されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記の様
な公知技術の基で、強化用繊維として最近その使用が注
目されている天然の非連続繊維に注目し、これを強化用
繊維として熱可塑性樹脂と複合して成形用の熱可塑性樹
脂ペレットを製造する際に、前述した様な樹脂ペレット
に指摘される問題、特に連続生産性、成形材料としての
品質安定性（含浸の均一性、強化繊維の劣化防止）、成
形品としての強度特性などを全て満たし得る様な非連続
繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの開発を期して研究を進
めてきた。従って本発明の課題は、連続生産性、成形材
料としての品質安定性（含浸の均一性、強化繊維の劣化
防止）、成形品としての強度特性などを全て満たし得る
様な非連続繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明にかかる繊維強化熱可塑性樹脂ペレット
とは、強化繊維として天然繊維を含む繊維強化熱可塑性
樹脂ペレットにおいて、前記天然繊維は、非連続繊維が
撚り合わされた５番手〜８０番手の紡績糸の複数本が、
１０〜２００回／ｍの範囲で更に撚りをかけられた状態
で熱可塑性樹脂中に存在しているところに要旨を有して
いる。

【００１２】また本発明にかかる製法は、上記構成の繊
維強化熱可塑性樹脂ペレットを工業的に生産性良く製造
することのできる方法として位置付けられるもので、そ
の構成は、強化繊維として天然繊維を含む繊維強化熱可
塑性樹脂ペレットを含浸・引抜き法によって製造するに
当たり、天然の非連続繊維が撚り合わされた５番手〜８
０番手の紡績糸の複数本に、１０〜２００回／ｍの撚り
をかけながら引き取るところに要旨を有している。

【００１３】

【発明の実施の形態】上記の様に本発明では、非連続の
天然繊維に、溶融した熱可塑性樹脂を含浸して引き抜
き、これを適当な長さに切断して繊維強化熱可塑性樹脂
ペレットを製造する際に、該天然繊維に適度の撚りがか
けられた紡績糸の番手を特定し、更に該紡績糸を複数本
引き揃え、これらに更に適度の撚りをかながら熱可塑性
樹脂を含浸して引き抜き、次いで冷却固化してから適当
な長さに切断することによって繊維強化樹脂ペレットを
得るものであり、この方法を採用することによって、非
連続の天然繊維を強化繊維として用いた長繊維強化熱可
塑性樹脂ペレットを連続法によって生産性良く製造する
ことを可能にした。

【００１４】そして、この方法によって得られる本発明
の繊維強化熱可塑性樹脂ペレットは、上記製法上の特徴
から、非連続繊維の紡績糸の複数本が、更に適度の撚り
をかけられた状態で熱可塑性樹脂中に存在している点で
特徴的構造を有するものである。

【００１５】本発明で用いられる天然繊維としては、亜
麻、苧麻、マニラ麻、サイザル麻、黄麻（ジュート）、
大麻、ケナフ、カラムシ、ココナッツ繊維、綿、パンヤ
綿、シュロ、稲わら、麦わら、パイナップル繊維、羊
毛、生糸などが例示され、これらは単独で使用し得る
他、必要により複数を適宜組み合わせて使用できる。複
数の天然繊維を組み合わせて使用する場合は、紡績糸を
製造する際に混紡してもよく、あるいは複数種類の紡績
糸を引き揃えて組み合わせることも可能である。更に、
複数本の紡績糸（束）に熱可塑性樹脂を含浸して複合化
する際に、複数種の紡績糸を組み合わせることも可能で
ある。また場合によっては、天然繊維と共に合成繊維か
らなる少量の非連続繊維を併用することも可能である。

【００１６】紡績糸の太さは、ＪＩＳ Ｌ０１０１に規
定されたジュートの番手（恒長式）で表わすと５〜８０
番手（２９，０２９ｍで１ｋｇの重さの紡績糸を１番手
という）のものを使用すべきであり、繊維に対する熱可
塑性樹脂の含浸性を考えると、紡績糸は細い方が好まし
く、好ましくは７〜６０番手、更に好ましくは１０〜４
０番手のものが用いられる。

【００１７】ちなみに、紡績糸の太さが５番手未満の細
径糸では、単糸としての引取り力に対する強度不足とな
り、引取り時の張力で糸切れを起こし易く、安定した連
続製造が困難になる。一方、８０番手を超えて太径にな
り過ぎると樹脂の含浸が不十分となり、ペレタイザー等
で切断する際に毛羽が発生して作業環境を悪化させた
り、樹脂ペレットを射出成形機のホッパーに投入した時
に、該毛羽によってホッパー部でブリッジを起こして成
形品の生産性を悪化させたり、更には、得られる樹脂ペ
レットを用いた成形品の機械的物性値が不十分になる傾
向が生じてくる。

【００１８】製造方法を具体的に記述すると、天然の非
連続繊維を撚り合わせて紡績糸とし、該紡績糸を複数本
引き揃えて、押出機などから押し出されて貯留された溶
融熱可塑性樹脂浴中に通過させると共に、該溶融熱可塑
性樹脂浴中で前記複数本の紡績糸に更に撚りをかけなが
ら集束させることにより、該紡績糸束内に熱可塑性樹脂
を含浸させる。そして、熱可塑性樹脂の含浸された該紡
績糸束をノズルを通して引き抜き、その後冷却してから
一定の長さに切断することにより、天然の非連続繊維を
含む繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する。

【００１９】この際、紡績糸束が溶融熱可塑性樹脂浴中
に入りノズルを通して引き抜かれるまでの時間は１０秒
以内、好ましくは５秒以内となる様にコントロールする
ことが望ましい。しかして、この時間が長くなり過ぎる
と、溶融熱可塑性樹脂浴で天然繊維が熱を受ける時間が
長くなり、該繊維が熱劣化を起こす恐れがあるからであ
る。但し、この時間が短すぎると含浸不足になるので、
好ましくは０．１秒以上、より好ましくは０．１５秒以
上を確保することが望ましい。

【００２０】この含浸走行時には、任意の撚り付与手段
により引き抜かれる紡績糸束に、更にピッチが１０〜２
００回／ｍ、好ましくは１５〜１５０回／ｍ、更に好ま
しくは２０〜１２０回／ｍの範囲の撚りを加えながら、
溶融熱可塑性樹脂の含浸および引き抜きを行なう。ここ
で適度の撚りをかけることにより、紡績糸束内への溶融
熱可塑性樹脂の含浸が促進されて良好な含浸状態が得ら
れると共に、たとえ含浸・引き抜き時に一部の紡績糸の
撚りが緩んで解れができたとしても、それらは他の紡績
糸と共に撚られることにより一緒に巻き込まれるので、
紡績糸束が含浸浴内で破断される様なことがなく、樹脂
含浸連続繊維束として安定に引き抜くことができ、連続
生産がストップするといったトラブルを起こすこともな
い。

【００２１】なお紡績糸にはＺ撚りとＳ撚りがあり、通
常はＺ撚りであるが、本発明において紡績糸に更に撚り
を与える際の撚り方向を、例えばＺ撚りの紡績糸に対し
てＳ撚りとすれば、含浸工程で紡績糸が少しより戻され
ることになるので、溶融樹脂の含浸をより効果的に行な
うことができるので好ましい。但し、紡績糸の番手が小
さい場合は、紡績糸の撚り戻しによって張力不足になる
恐れがあるので、この場合は張力確保のためむしろＺ撚
りにする方が好ましい。これらのことから、紡績糸の番
手が５〜２０の範囲であるときはＺ撚りを採用して張力
不足を補い、また紡績糸の番手が２０超８０以下の場合
はＳ撚りを採用して含浸性を高めることが望ましい。

【００２２】そして、引き抜き後その下流側で冷却し、
含浸された熱可塑性樹脂を冷却固化させてから適当な長
さに切断すると、非連続の天然繊維を含む繊維強化樹脂
ペレットを得ることができる。かくして得られる繊維強
化樹脂ペレットは、その製法に由来して、マトリックス
を構成する固化した熱可塑性樹脂中に、天然繊維の紡績
糸と、該紡績糸の複数本が更に撚りをかけられた状態で
存在することになる。そしてペレット内におけるこうし
た天然繊維の存在形態は、公知の連続長繊維強化樹脂ペ
レットや、非連続繊維の紡績糸を用いた織編物などに樹
脂を含浸して切断した繊維強化樹脂ペレット内における
強化繊維の存在形態とは明らかに異なったものとなる。

【００２３】また、本発明の繊維強化樹脂ペレット内で
は、非連続天然繊維が結果的に２重に撚りがかけられた
状態で存在することになり、切断されたペレット長に対
してペレット内に含まれる天然繊維の長さは撚りが与え
られている分だけ若干長くなる。従って、より長い天然
繊維を強化材として含むペレットを、ハンドリング上有
利（ペレット長が長いと成形時にホッパーでブリッジを
起こし易くなる）に取り扱うことが可能となる。

【００２４】なお、上記含浸引き抜き工程で与えられる
撚り数が１０回／ｍ未満では、撚りを与えることによる
張力増強が不十分になると共に、紡績糸から解れた短繊
維が溶融樹脂浴中に混入して引取り抵抗が大きくなっ
て、天然繊維の紡績糸束が破断を起こし易くなり、逆に
撚り数が２００回／ｍを超えて過度に多くなると、紡績
糸束への樹脂の含浸が不十分となり、繊維強化樹脂ペレ
ットの品質や成形品の物性が満足できなくなる。

【００２５】本発明でマトリックス樹脂として使用する
熱可塑性樹脂の種類は特に制限されず、熱可塑性を有す
るものであれば全て使用可能であり、例えば、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直
鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチ
レン（ＬＤＰＥ）などのポリオレフィン系樹脂；ポリア
ミド４、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド
６，１０、ポリアミド１１、ポリアミド１２、芳香族ポ
リアミドなどのポリアミド系樹脂；ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐ
ＢＴ）などのポリエステル系樹脂；ポリカーボネート系
樹脂；ポリスチレン系樹脂；アクリル系樹脂；ＡＳ樹
脂；ＡＢＳ樹脂；ＰＰＳ樹脂；ＰＯＭ樹脂などの単独重
合樹脂や共重合樹脂、更にはそれらの２種以上を併用し
たブレンド樹脂などがすべて使用可能であり、それら熱
可塑性樹脂の選択は、最終製品として得られる繊維強化
樹脂成形品の要求特性などを考慮して任意に選択して決
定すればよい。

【００２６】但し、強化繊維として天然繊維を使用する
本発明においては、成形時に高温に曝されると該天然繊
維が熱分解や熱劣化を起こして強化材としての機能が損
なわれることがあるので、好ましくは溶融軟化温度が２
２０℃程度以下、より好ましくは２００℃程度以下、更
に好ましくは１８０℃程度以下のものを選択することが
望ましい。

【００２７】上記熱可塑性樹脂の中でも、成形品の物
性、コストなどのバランスを考慮して特に好ましいのは
ポリプロピレン（ＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度
ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ブテン−１、ヘキセン−
１、オクテン−１等のα−オレフィン、あるいはそれら
の共重合体などのポリオレフィン系樹脂；不飽和カルボ
ン酸やその誘導体で変性された変性ポリオレフィン系樹
脂；エチレン−酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）；あるいはそ
れらの２種類以上のブレンド樹脂である。

【００２８】上記変性に用いられる不飽和カルボン酸や
その誘導体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、イタコン酸、フマル酸およびこれら酸のエステ
ル、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが例示される
が、これらの中でも特に好ましいのは、無水マレイン酸
やメタクリル酸グリシジルエステルである。

【００２９】これらの熱可塑性樹脂には、天然繊維との
密着性を改善するため、天然繊維および熱可塑性樹脂の
両方に対して密着性の良好な各種変性樹脂を併用するこ
とができ、該変性樹脂としては、例えばポリオレフィン
系樹脂に対しては、無水マレイン酸変性ポリオレフィ
ン、オキサゾリン変性ポリオレフィン、メタクリル酸グ
リシジルエステル変性ポリオレフィン等が有効で、これ
らを適量併用すると、成形品の物性を一段と高めること
ができる。これら変性ポリオレフィン系樹脂の好ましい
添加量は、ポリオレフィン系樹脂に対して０．１〜１５
質量％、より好ましくは０．２〜１２質量％、更に好ま
しくは０．５〜１０質量％である。

【００３０】また上記熱可塑性樹脂には、成形品の用途
や要求特性に応じて無機フィラーや各種添加剤を添加す
ることもできる。該無機フィラーとしては、タルク、炭
酸カルシウム、水酸化カルシウム、硫酸バリウム、マイ
カ、ケイ酸カルシウム、クレー、カオリン、シリカ、ア
ルミナ、ウォラストナイト、炭酸マグネシウム、水酸化
マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛などが
例示され、これらも単独で添加し得る他、必要により２
種以上を複合添加することができる。

【００３１】また各種添加剤とは、分散剤、滑剤、難燃
剤、酸化防止剤、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収
剤、カーボンブラック、結晶化促進剤（増核剤）、可塑
剤、吸水剤、顔料、染料などが挙げられ、これらも必要
により２種以上を併用できる。

【００３２】本発明にかかる繊維強化熱可塑性樹脂ペレ
ットのペレット長は特に制限されないが、成形性や成形
体の物性などを考慮すると２〜２４ｍｍの範囲のものが
好ましく、２ｍｍ未満の短尺物では強化繊維の繊維長が
短くなるため満足のいく物性の成形体が得られ難くな
り、また２４ｍｍを超える長尺ペレットでは、成形時に
ホッパーでブリッジを引き起こし円滑な成形が困難にな
る。こうした利害得失を考えてより好ましいペレット長
は３〜１８ｍｍ、更に好ましくは３〜１５ｍｍの範囲で
ある。

【００３３】ペレット径も特に制限されないが、成形材
料としてのペレットの生産性やハンドリング性を考慮す
ると１〜５ｍｍ、より好ましくは２〜４ｍｍの範囲であ
る。

【００３４】上記ペレット長（Ｌ）とペレット径（Ｄ）
の更に好ましい関係をアスペクト比で表わすと、Ｌ／Ｄ
が１〜６の範囲であり、該Ｌ／Ｄが上記範囲未満では、
ペレット切断時に縦割れを起こし易くなり、強化用天然
繊維が毛羽立ちを起こしてハンドリング性を阻害する傾
向が生じてくる。逆にＬ／Ｄが上記範囲を超えて過度に
大きくなると、細長いペレットになってペレット生産性
が低下するばかりでなく、射出成形等の際にスクリュー
ヘのペレットの噛込みによってペレットが破損し易くな
り、強化用天然繊維長が短くなって成形品の機械的特性
に悪影響が現われてくる。こうした点を考慮して、より
好ましいペレットのＬ／Ｄは２〜５である。

【００３５】本発明において強化繊維として用いられる
天然繊維は、その種類にもよるが一般的に１５０℃を超
える付近から熱劣化を起し易くなる傾向があり、融点や
軟化点の高い熱可塑性樹脂を使用する場合には、天然繊
維が熱劣化を起こさない様に配慮することが望まれる。
天然繊維に熱可塑性樹脂を含浸させるときの溶融樹脂温
度は低い方が好ましいが、天然繊維への樹脂の含浸度合
いやストランド（樹脂が含浸された繊維強化樹脂束）の
引取り速度に影響を及ぼす樹脂の溶融粘度とのバランス
を考慮して最適の温度を選択すべきである。

【００３６】ちなみに、熱可塑性樹脂の選択に当たって
は、天然繊維束に含浸するのに適当な溶融粘度になるも
のを選択し、可能な範囲で溶融粘度が十分低くなる温度
に熱可塑性樹脂を加熱する。また、成形品の機械的物性
値も考慮して熱可塑性樹脂の種類を選択すべきであり、
例えばポリプロピレン系樹脂の場合は、目安としてメル
トフローレート（ＭＦＲ：２３０℃、２．１６ｋｇｆ）
で１０ｇ／１０分〜２００ｇ／１０分、好ましくは２０
ｇ／１０分〜１５０ｇ／１０分、より好ましくは３０ｇ
／１０分〜１００ｇ／１０分のものがよく、また溶融樹
脂温度としては、２３０〜２８０℃、より好ましくは２
４０〜２６０℃、更に好ましくは２４５〜２５５℃の範
囲が望ましい。

【００３７】尚、ポリプロピレン系樹脂のＭＦＲが上記
範囲未満では、天然繊維を含むペレットの生産性が低下
すると共に、たとえ製造できたとしても天然繊維への樹
脂の含浸が不十分となり、得られる樹脂ペレットから天
然繊維の一部が脱落してハンドリング性を悪化させた
り、成形品とした時のマトリックス樹脂への天然繊維の
分散が不十分となり、物性値のバラツキが大きくなる傾
向が現われてくる。またＭＦＲが上記範囲を超えると、
強度や弾性率、耐熱性といった材料特性が悪くなるので
好ましくない。

【００３８】本発明にかかる樹脂ペレット中に占める天
然繊維の好ましい含有率は、１０〜６５体積％、より好
ましくは１２〜６０体積％の範囲であり、天然繊維が１
０体積％を下回る場合は、強化繊維としての絶対量が不
足気味となって満足な物性強化作用が発揮され難くな
り、逆に６５体積％を超えると、天然繊維への樹脂の含
浸が不十分になる傾向が生じ、樹脂ペレットから天然繊
維の脱落が起こり易くなってハンドリングに問題を生じ
たり、射出成形機のホッパー部でフリッジ現象が生じる
などの問題を起こし、更には成形品として強化繊維が分
散不良となって物性値のバラツキが大きくなる傾向が生
じてくる。

【００３９】なお、本発明の樹脂ペレットを成形材料と
して使用する際には、強化繊維含有率の高いペレットを
マスターバッチとして使用し、そのマトリックス樹脂と
同種もしくは相溶性を有する異種の樹脂の単体ペレット
とドライブレンドし、所定の強化繊維含有率に調整して
成形することも可能である。

【００４０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

【００４１】実施例 密度が０．９１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ（２３０℃、２．１
６ｋｇｆ）が６０ｇ／１０分、融点が１６５℃のホモポ
リプロピレン樹脂１００質量部に、無水マレイン酸変性
ポリプロピレン樹脂［三洋化成工業社製商品名「ユーメ
ックス１００１」、酸価：２６ｍｇＫＯＨ／ｇ、密度：
０．９５ｇ／ｃｍ³、分子量：４０，０００（ＧＰＣ法
による重量平均分子量）］３質量部をブレンドした樹脂
ペレットを用意した。

【００４２】また、天然繊維として、ＪＩＳ Ｌ２４０
１に定められた第１種Ｄの３番手、７番手、１５番手、
３６番手、６０番手および１００番手の黄麻（ジュート
糸）の紡績糸を使用した。

【００４３】上記樹脂ペレットを２５０℃で溶融した樹
脂浴に、下記表１に示す条件で紡績糸束に撚りをかけな
がら通して含浸させ、１５ｍ／ｍｉｎのライン速度で引
き抜いた（紡績糸束の樹脂浴通過時間は約０．８秒）。
引き続いて含浸樹脂を冷却・固化させてから長さ９ｍｍ
に切断し、直径３ｍｍ×長さ９ｍｍの繊維強化樹脂ペレ
ットを製造し、１時間の連続製造（ストランドの引取
り）の可能性を評価した。また、得られた各繊維強化樹
脂ペレットにおける樹脂の含浸状態を目視観察すると共
に、各ペレットの切断面からの繊維の抜け具合によって
も含浸状態を目視評価し、表１に示す結果を得た。

【００４４】［樹脂の含浸性］ ◎：未含浸部が認められず、且つ切断面からの繊維の抜
けも殆ど見られない、 ○：外観上未含浸部は殆ど認められないが、切断面から
僅かな繊維の抜けが見られる、 ×：外観からも明らかな未含浸部が認められ、且つ切断
面からの繊維の抜けも著しい。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１において、実施例は何れも本発明の規
定要件を満たす例であり、１時間の連続操業によっても
ストランドの破断を起こすことなく円滑に繊維強化樹脂
ペレットの製造を行なうことができ、また得られるペレ
ットの含浸状態も良好である。これらに対し、天然繊維
紡績糸の番手が不足する比較例１,４では、樹脂の含浸
状態は良好であるものの繊維の紡績糸束が含浸時の張力
に耐え切れないためストランドが破断を起こして連続操
業を行なうことができず、逆に繊維紡績糸の番手が大き
すぎる比較例２，３，６では明らかに含浸不足が生じて
いる。

【００４７】また適度の番手の紡績糸を使用した場合で
も、含浸走行時に撚りを全く与えなかった比較例５で
は、やはりストランドの破断を生じ、また撚りを過度に
かけ過ぎると（比較例７）、含浸走行の安定性は優れて
いるものの明らかな含浸不足が認められる。

【００４８】また、上記実施例１で得た強化樹脂ペレッ
トを成形原料として使用し、射出成形機（日本製鋼所社
製商品名「ＪＳＷ Ｊ２００ＳＡ」）を用いて、樹脂温
度１８０℃、金型温度５０℃で厚さ３．２ｍｍ×幅１０
０ｍｍ×長さ２００ｍｍの平板を製造し、下記の方法で
曲げ特性と耐衝撃特性を調べたところ、下記表２に示す
結果を得た。

【００４９】また参考例として、上記と同じポリプロピ
レン系樹脂をマトリックス樹脂として用いて、これにポ
リプロピレン樹脂用に処理されたガラス繊維を２０％配
合し、混練押出機を用いて製造したガラス繊維強化ポリ
プロピレン系樹脂ペレットを成形原料として同様の平板
を製造し、同様の強度試験を行なった結果を表１に併記
した。 (評価法) 曲げ強度および曲げ弾性率：ＪＩＳ Ｋ７２０３に準拠 アイゾット衝撃値：ＪＩＳ Ｋ７１１０に準拠 比重：ＪＩＳ Ｋ７１１２に準拠

【００５０】

【表２】

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、強
化用繊維として最近その使用が注目されている天然の非
連続繊維を使用し、成形材料としての品質安定性（含浸
の均一性、強化繊維の劣化防止）、成形品としての強度
特性などを全て満たす繊維強化熱可塑性樹脂ペレット
を、優れた生産性の基で連続的に製造し得ることになっ
た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 俊博 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 4F070 AA12 AA15 AB03 AB11 AC72 AD02 AE01 4F072 AB03 AB24 AD04 AG05 4J002 AH002 BB031 BB051 BB121 BC031 BC061 BG001 BN151 CB001 CF061 CF071 CG001 CL011 CL031 CL061 CN011 FA042

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強化繊維として天然繊維を含む繊維強化
   熱可塑性樹脂ペレットにおいて、前記天然繊維は、非連
   続繊維が撚り合わされた５番手〜８０番手の紡績糸の複
   数本が、１０〜２００回／ｍの範囲で更に撚りをかけら
   れた状態で熱可塑性樹脂中に存在していることを特徴と
   する繊維強化熱可塑性樹脂ペレット。
2. 【請求項２】 強化繊維として天然繊維を含む繊維強化
   熱可塑性樹脂ペレットを含浸・引抜き法によって製造す
   るに当たり、天然の非連続繊維が撚り合わされた５番手
   〜８０番手の紡績糸の複数本に、１０〜２００回／ｍの
   撚りをかけながら引き取ることを特徴とする繊維強化熱
   可塑性樹脂ペレットの製法。