JP2000254977A - フィラメントワインディング用長繊維強化熱可塑性樹脂基材、その製造方法、及びフィラメントワインディング成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多方向に柔軟性があり、取扱性が良好で、巻
角度をつけても巻きたるみを生じないＦＷ用長繊維強化
熱可塑性樹脂基材、その製造方法、及びＦＷ成形体の製
造方法を提供する。 【解決手段】 断面が実質的に円形又は楕円形で、その
平均径が０．２〜１．５ｍｍの繊材状の形態をなし、強
化繊維含有率が４０〜８０ｖｏｌ％、熱可塑性樹脂の含
浸率が９５％以上、屈曲させたときの挫屈限界を曲率半
径Ｒで表わしたときに、Ｒ≦３０Ｄ×Ｖ（Ｒ＝曲率半
径：ｍｍ、Ｄ＝平均径：ｍｍ、Ｖ＝強化繊維含有率：ｖ
ｏｌ％／１００）であるＦＷ用長繊維強化熱可塑性樹脂
基材を用いてＦＷ成形する。上記基材は、スプリットを
施すことなく集束して得られた１本のガラス繊維ストラ
ンドを溶融含浸法により熱可塑性樹脂を含浸させた後、
一つのノズルから引き抜いて巻き取ることによって好ま
しく製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続強化繊維に熱可塑
性樹脂を含浸させたフィラメントワインディングに有用
な長繊維強化熱可塑性樹脂基材、その製造方法、及びフ
ィラメントワインディング成形体の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フィラメントワインディング（以
下ＦＷという）材料として強化繊維に熱可塑性樹脂を組
み合わせたテープ状の成形材料を用いることが知られて
いる。

【０００３】例えば、特開平６−１４３２７３号公報に
は、モノフィラメント数やテープ材料の厚みを限定する
ことにより柔軟性を良好にし、ヘリカル巻き等に有効な
ＦＷ用成形材料が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されたようなテープ状の成形材料では、テープ
材の厚さが薄いこともあり、ワインディング前に柔軟性
や接着性を向上させるために予備加熱をする際に、特に
捩れが生じやすく取扱性等に問題があった。ヘリカル巻
きをする場合においては、巻角度をつけると依然として
巻たるみが発生し、さらに角度をつけてワインディング
するとマンドレルの端部に基材が到達して折り返す際
に、捩れや巻たるみが発生するといった問題を有してい
た。さらに、圧力容器のような両端部がドーム形状のも
のに巻く場合にレベル巻きやポーラ巻きをすると、特に
巻きたるみが発生し、得られる成形体では空気の泡（以
下ボイドという）が発生したり、補強効果が不均一にな
ったりして、強度が低下するという問題を有していた。

【０００５】従って、本発明の目的は、多方向に柔軟性
があって、取扱性が良好で、ヘリカル巻きをする場合、
巻角度をつけたり、マンドレル等の端部での折り返しの
際に、巻きたるみを生じさせず、更にレベル巻き、ポー
ラ巻きで圧力容器等を作製しても巻たるみがないＦＷ用
長繊維強化熱可塑性樹脂基材、該基材の製造方法、及び
該基材を用いたＦＷ成形体の製造方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＦＷ用長繊維強化熱可塑性樹脂基材は、連
続強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたＦＷ用長繊維強
化熱可塑性樹脂基材であって、 Ａ）断面が実質的に円形又は楕円形で、 Ｂ）断面の平均径が０．２〜１．５ｍｍの繊材状の形態
をなし、 Ｃ）強化繊維含有率が４０〜８０ｖｏｌ％であり、 Ｄ）前記熱可塑性樹脂の含浸率が９５％以上であり、 Ｅ）屈曲させたときの挫屈限界を曲率半径Ｒで表わした
ときに、Ｒ≦３０Ｄ×Ｖ（Ｒ＝曲率半径：ｍｍ、Ｄ＝平
均径：ｍｍ、Ｖ＝強化繊維含有率：ｖｏｌ％／１００）
であることを特徴とする。

【０００７】本発明のＦＷ用長繊維強化熱可塑性樹脂基
材によれば、断面が実質的に円形又は楕円形の繊材状の
基材であるため、ＦＷの際に捩れなどを生じさせず取扱
性が良好であると共に、巻たるみを生じさせずに成形す
ることが可能で、特にドーム形状のような曲面を有する
マンドレルやライナー等のＦＷに好適である。

【０００８】また上記Ｂ）〜Ｅ）を満たすことで基材の
柔軟性を向上させ、取扱性やＦＷ成形性を向上させるこ
とができる。

【０００９】更に強化繊維含有率を高めて補強効果を向
上させることにより、特に圧力容器等の機械的強度が要
求される成形体に有効である。

【００１０】また、本発明のＦＷ用長繊維強化熱可塑性
樹脂基材の製造方法は、複数本のガラスモノフィラメン
トにスプリットを施すことなく集束して得られたガラス
繊維ストランドを、溶融含浸法により熱可塑性樹脂を含
浸させた後、ノズルから引き抜いて巻き取ることによ
り、 Ａ）断面が実質的に円形又は楕円形で、 Ｂ）断面の平均径が０．２〜１．５ｍｍ以下の繊材状の
形態をなし、 Ｃ）ガラス含有率が４０〜８０ｖｏｌ％であり、 Ｄ）前記熱可塑性樹脂の含浸率が９５％以上であり、 Ｅ）屈曲させたときの挫屈限界を曲率半径Ｒで表わした
ときに、Ｒ≦３０Ｄ×Ｖ（Ｒ＝曲率半径：ｍｍ、Ｄ＝平
均径：ｍｍ、Ｖ＝ガラス含有率：ｖｏｌ％／１００）で
ある長繊維強化熱可塑性樹脂基材を得ることを特徴とす
る。

【００１１】本発明のＦＷ用長繊維強化熱可塑性樹脂基
材の製造方法によれば、スプリットを施すことなく集束
して得られたガラス繊維ストランドを用いることによ
り、ガラス含有率を高めてもノズルの詰まりを防止して
連続生産が可能となり、外周に毛羽が少なく、熱可塑性
樹脂の含浸率が高く、しかも柔軟性に優れたＦＷ用長繊
維強化熱可塑性樹脂基材を製造することができる。

【００１２】更に、本発明のＦＷ成形体の製造方法は、
前記の特徴を有するＦＷ用長繊維強化熱可塑性樹脂基材
を加熱し、ＦＷ成形することを特徴とする。

【００１３】本発明のＦＷ成形体の製造方法によれば、
前記ＦＷ用長繊維強化熱可塑性樹脂基材を用いることに
より、前記と同様な理由から、柔軟性が向上して取り扱
い性やＦＷ成形性が良好となり、捩れや巻きたるみを生
じさせずにＦＷ成形することができ、ＦＷ時の基材の破
損を抑制することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明で使用する熱可塑性樹脂と
しては、特に限定はなく一般に市販されている種々のも
のが使用可能であり、例えばポリオレフィン系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリスチレ
ン等が挙げられるが、特にポリオレフィン系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、ポリエステル系樹脂が、強化繊維への含
浸性、コスト、物性の点から好適である。

【００１５】また、ポリオレフィン系樹脂の中ではポリ
プロピレン、ポリアミド系樹脂の中ではナイロン６・
６、ナイロン６、ナイロン１２、ＭＸＤナイロン、ポリ
エステル系樹脂の中ではポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレートが特に好ましく使用され
る。また上記樹脂に着色剤、変性剤、酸化防止剤、耐候
剤等の添加剤を混合して用いても差し支えない。

【００１６】本発明で使用する強化繊維としては、特に
限定はなく一般に市販されている種々のものが使用可能
である。例えば、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊
維等を単独あるいは混合して用いても差し支えない。

【００１７】強化繊維としてガラス繊維を使用する場合
は、複数本のガラスモノフィラメントにスプリットを施
さずに集束して得られたガラス繊維ストランドを用いる
ことが好ましく、さらに、１本のガラス繊維ストランド
を用いることが好ましい。

【００１８】ここでスプリットとは、図４に示すよう
に、ブッシング１から紡糸された多数本のモノフィラメ
ント４をスプリッタ３により複数本のガラス繊維ストラ
ンド５に分繊することをいう。

【００１９】このようにスプリットがかけられてパッケ
ージ化されたものは、図５に示されるように、ガラス繊
維ストランドの束Ｓとして引き出される。

【００２０】しかしながら、複数本のガラス繊維ストラ
ンドの束Ｓにおいては、図２（ａ）に示すように、個々
のガラス繊維ストランドの長さが揃わずに部分的に長く
なったものＳ１等が生じやすく、このようなガラス繊維
ストランドの束ＳをノズルＮに通して引き抜くとき、同
図（ｂ）に示すように、上記長くなったものＳ１がノズ
ルＮでしごかれてループとなり、部分的にガラス含有率
が著しく高くなり、繊維の切断が起こって、ノズルから
引き抜くことが困難となることがある。この現象は、特
に図５に示されるようなスプリットして得られたガラス
繊維ストランドの束を使用した場合に顕著に起こる。

【００２１】さらに、ケーキへの巻き取り時等にガラス
繊維ストランドが扁平化して、その断面が扁平又は楕円
に近い形状になる傾向があるため、図５に示すスプリッ
トして得られたガラス繊維ストランドの束Ｓ、あるいは
図６に示す複数のパッケージから引き出されたガラス繊
維ストランドの束Ｓをノズルから引き抜く場合、図３
（ａ）に示すように、各ガラス繊維ストランドＳ１〜Ｓ
３が扁平な方向に整列した場合は、ノズルＮを通り易く
なるが、同図（ｂ）に示すように、そのうちの１つのガ
ラス繊維ストランドＳ３が横になった場合、ノズルＮか
らはみ出して入りにくくなるため引き抜きが困難となる
ことがある。

【００２２】従って、上述したように本発明に使用する
ガラス繊維ストランドとしては、複数本のガラスモノフ
ィラメントを集束したもの、好ましくはスプリットを施
していないものを使用し、さらに好ましくは、スプリッ
トを施していない１本のガラス繊維ストランドを使用す
る。これにより、ガラス繊維ストランドどうしの長さの
不揃いによる図２（ｂ）に示したような状態や、ガラス
繊維ストランドどうしの位置関係による図３（ｂ）に示
したような状態が起こりにくくなり、ノズルから引き抜
く時に詰まりが発生しにくくなり、ノズルからの引き抜
きが容易となる。そのためガラス含有率を高めることが
できると共に歩留まりが良好となり、さらに毛羽の少な
い外観とすることができる。

【００２３】本発明において強化繊維は、そのモノフィ
ラメントの平均径が通常は６〜２３μｍ、より好ましく
は１０〜１７μｍである。平均径が６μｍ未満の場合は
成形品がコスト高になり、２３μｍを越える場合は、成
形品の機械的物性が劣るため好ましくない。

【００２４】また、フィラメント数は２００〜２，００
０本が好ましく、２００〜1，２００本がより好まし
い。フィラメント数が２００本未満であると補強効果が
劣り、後工程において多数本の長繊維強化熱可塑性樹脂
基材が必要となるため作業が煩雑となり好ましくない。
一方、２，０００本を超えると、できあがった長繊維強
化熱可塑性樹脂基材が太くなり、柔軟性に劣るため好ま
しくない。

【００２５】本発明においてガラス繊維ストランドに熱
可塑性樹脂を含浸させる方法としては、上記ガラス繊維
ストランドを樹脂含浸用槽に送り込み、溶融含浸法によ
り樹脂を含浸させた後、ノズルから引き抜いて巻き取る
方法が挙げられる。特に好ましいのは、１本のガラス繊
維ストランドを一つのノズルから引き抜いて巻き取る方
法である。このように１本のガラス繊維ストランドを一
つのノズルから引き抜くことにより、上述したようにノ
ズルからの引き抜きが容易となり、ガラス含有率を高め
ることができると共に歩留まりが良好となり、さらに毛
羽の少ない外観とすることができる。

【００２６】こうして得られる長繊維強化熱可塑性樹脂
基材は、通常、繊材状の形態を有している。ここで、繊
材状の形態とは、断面形状が実質的に扁平ではない、円
形又は楕円形のもので、連続状の線状物を意味する。こ
の場合の実質的に円形又は楕円形とは、上記断面形状
が、断面の長径／短径＝１〜２であることが好ましく、
１〜１．５であることがより好ましい。上記値が２を超
えると特にヘリカル巻き、ポーラー巻き、レベル巻きに
おいて基材の巻きたるみが生じたり、マンドレルの端部
に基材が到達して折り返す際に捩れや巻きたるみが生じ
易くなり好ましくない。

【００２７】また、上述の方法で得られた長繊維強化熱
可塑性樹脂基材の平均径は、０．２〜１．５ｍｍである
ことが好ましく、より好ましくは０．３〜１．０ｍｍで
ある。上記平均径が０．２ｍｍ未満であると生産性が劣
り、１．５ｍｍを超えると柔軟性が乏しくなるため巻き
取りが困難となると共に、ＦＷ成形において加熱溶融の
際の加熱効率が劣り、ＦＷ成形速度を上げることができ
なくなり好ましくない。

【００２８】なお、ここでいう平均径とは、基材の断面
の長径と短径の平均を断面径とし、熱可塑性樹脂複合ガ
ラス繊維基材から任意の５ヶ所の断面を選び、その断面
径の平均を表すものである。

【００２９】また、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂基
材の強化繊維の含有率は、４０〜８０ｖｏｌ％であるこ
とが好ましく、より好ましくは４０〜７０ｖｏｌ％であ
る。上記含有率が４０ｖｏｌ％未満であると繊維を包む
マトリックスが多すぎてＦＷ成形においてマンドレル等
により押圧されると樹脂がしぼられて強化繊維の分散性
が劣り、得られる成形体の表面外観性等が悪くなるため
好ましくない。一方、８０ｖｏｌ％を超える場合には繊
維を包むマトリックスの量が少なすぎ、熱可塑性樹脂の
含浸率９５％以上を確保することが困難となる。

【００３０】更に、長繊維強化熱可塑性樹脂基材の含浸
率は９５％以上であることが必要である。上記含浸率が
９５％未満であると均一な機械的特性が得られず、ＦＷ
成形体としたときにボイドが生じやすくなるため好まし
くない。

【００３１】ここでいう含浸率とは、長繊維強化熱可塑
性樹脂基材の断面を２００倍の電子顕微鏡で観察し、２
０μｍのメッシュをおいて、メッシュ中に少しでもボイ
ドが認められれば、そのメッシュをボイド面積として加
え、観察した全断面積とボイド面積とから以下の数式に
よって求めたものである。

【００３２】

【数１】｛（全断面積−ボイド面積）／全断面積｝×１
００（％）

【００３３】更にまた、本発明における長繊維強化熱可
塑性樹脂基材は、屈曲させたときの挫屈限界を曲率半径
Ｒで表わしたときに、Ｒ≦３０Ｄ×Ｖ（Ｒ＝曲率半径：
ｍｍ、Ｄ＝平均径：ｍｍ、Ｖ＝強化繊維含有率：ｖｏｌ
％／１００）であることが必要であり、曲率半径Ｒ≦３
０Ｄ×Ｖ×Ｉ²であることがより好ましい。

【００３４】上記曲率半径Ｒは、図１に示す方法で測定
した値である。すなわち、まず全長６００ｍｍの試験片
（長繊維強化熱可塑性樹脂基材）１０と、カラー１１と
を用意する。試験片１０の両端をカラー１１に通してル
ープ１０ａを作り、各両端部５０ｍｍを引張り試験機の
チャック１２、１３に固定する。そして、チャック１
２、１３を移動させて１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張
り、挫屈したときのチャック間隔の長さＬを測定し、こ
の長さＬからループ１０ａの長さを計算し、ループ１０
ａの長さを２πで割ってＲとした。

【００３５】すなわち、曲率半径Ｒが小さいほど柔軟性
があり、基材の取り扱い性、マンドレルやライナーの型
なじみ性に優れており好ましいが、３０Ｄ×Ｖを超える
場合には、剛性が高く柔軟性が劣るためＦＷ用として使
用することが困難となり好ましくない。

【００３６】本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂基材は、
上述したようにノズルから引き抜かれた後に、そのまま
ＦＷ成形することも可能であるが、装置が大がかりにな
るため、一旦、ボビン等に巻いてパッケージ化すること
が好ましい。本発明の基材は多方向への柔軟性が優れて
いるためボビンへの巻き取りが良好であり、かつ、解舒
性が良好でパッケージ化には好適である。パッケージ化
には、基材１本を巻いても、複数本を束ねて巻いてもよ
いが、生産性や後の作業性を考慮した場合、２〜３０
本、更には１０〜２０本に束ねることが好ましい。上記
長繊維強化熱可塑性樹脂基材が、３０本を越えるとパッ
ケージ内でカテナリーを生じ易くなるため、解舒性が劣
ると共に、ＦＷ成形の際に巻きたるみが発生し易く、基
材を平行に引き揃えることができなくなるため好ましく
ない。

【００３７】更に、複数本束ねてパッケージ化するに
は、綾角度が３〜１６度であることが好ましい。綾角度
が３度未満であると前段で巻かれた基材と基材の間に後
段で巻かれた基材が落ち込み、絡み合いが生じて解舒性
が劣るため好ましくなく、１６度を越えるとマンドレル
端部の折り返しの際にカテナリーを生じ易いため好まし
くない。また、巻き方には特に限定はなく、綾角一定巻
きやワインド比一定巻き等が挙げられるが、解舒性等の
点からワインド比一定巻きが好ましい。

【００３８】本発明において、前記長繊維強化熱可塑性
樹脂基材は、張力を加えながら供給する方法が採られ
る。更に、基材同士やライナーとの接着性を良好にし、
かつ、基材の柔軟性を向上させるために、ワインディン
グ前に基材を予め加熱溶融する。加熱温度は、使用する
熱可塑性樹脂により適宜設定することが可能であり、熱
可塑性樹脂の融点以上にすることが好ましい。

【００３９】本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂基材は、
柔軟性に富むため、複雑な形状のマンドレルやライナー
に適用可能であり、また巻き方についてもパラレル巻
き、ヘリカル巻き、レベル巻き、ポーラ巻き等、マンド
レルやライナーの形状に合わせて適宜選択することが可
能である。

【００４０】特に本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂基材
は、両側がドーム状の形状を有したマンドレルやライナ
ーに対してヘリカル巻き、レベル巻き、ポーラー巻きを
した際に、巻たるみを生じることがない。

【００４１】本発明においてＦＷの成型機は特に限定さ
れず、例えばヘリカル巻きやパラレル巻きにはトラバー
ス式成型機を用い、密閉容器等にはレーストラック式成
型機を用いてポーラー巻きやレベル巻きをすることがで
きる。

【００４２】また小型成形品用にはタンブル式成型機、
更にレベル巻き、ヘリカル巻きにはホスティングアーム
式成型機が用いられる。

【００４３】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。 実施例１ 平均径１３μｍ、集束本数６００本のスプリットのかか
っていないガラス繊維ストランドを、ＭＩ＝４０の酸変
性した溶融ポリプロピレン（２６０℃）中に導入し、溶
融含浸を行った後、内径０．４２ｍｍのノズルから５０
ｍ／ｍｉｎの速度で引き抜き、ボビンに巻き取った。

【００４４】こうして得られた長繊維強化熱可塑性樹脂
基材の平均径は０．４２ｍｍ、ガラス含有率は６７ｖｏ
ｌ％、含浸率はボイドが見当たらず、ｎ＝５の平均値で
１００％であった。

【００４５】なお、ガラス含有率の測定は、まず得られ
た長繊維強化熱可塑性樹脂基材を６００℃の電気炉中で
加熱して樹脂を焼失させた後、残ったガラスの重量を測
定して、ガラス含有率８５ｗｔ％の測定値を得た。この
値から樹脂の比重を０．９１、ガラス繊維の比重を２．
５４としてｖｏｌ％に換算した。

【００４６】また、図１に示す方法により測定した長繊
維強化熱可塑性樹脂基材の挫屈時の曲率半径Ｒは、ｎ＝
５の平均値で６．０ｍｍであり柔軟性に優れていた。

【００４７】得られた長繊維強化熱可塑性樹脂基材１本
をボビンに巻いてパッケージ化し、このパッケージを１
０個用いて１０本の基材を引き揃えて２３０℃で加熱し
て、両端がドーム状の圧力容器のライナーに速度４０ｍ
／分でレベル巻き成形を行った。

【００４８】その結果、湾曲したドーム形状の部分でも
巻たるみが生じることなく、得られた成形体はボイドを
含んでいなかった。

【００４９】実施例２ 実施例１で用いた長繊維強化熱可塑性樹脂基材を１０本
束ねて最終的な綾角度が６度になるようにワインド比一
定巻きを行いパッケージを作成した。

【００５０】上記パッケージの長繊維強化熱可塑性樹脂
基材をＦＷ成形工程に移し、基材を引き揃えて２３０℃
で加熱して、マンドレルに速度が４０ｍ／分、１５度の
ヘリカル巻きにより成形を行った。

【００５１】その結果、巻たるみがなく、マンドレル端
部での折り返しの際に、捩れやカテナリーを生じること
なく、得られた成形体はボイドを含んでいなかった。

【００５２】比較例１ 平均径１３μｍのモノフィラメントを用いて、集束本数
を６００本とした１本のガラス繊維ストランドを５本用
いて、ＭＩ＝４０の酸変性した溶融ポリプロピレン（２
６０℃）中に導入し、溶融含浸を行った後、厚み０．１
２ｍｍ、幅１０．０ｍｍのスリットノズルから３０ｍ／
ｍｉｎの速度で引き抜きテープ状物の長繊維強化熱可塑
性樹脂基材を得た。

【００５３】こうして得られた長繊維強化熱可塑性樹脂
基材は、厚さ０．１２ｍｍ、幅１０ｍｍ、ガラス含有率
（測定方法は実施例１と同じ）は４３ｖｏｌ％、含浸率
はｎ＝５の平均値で９８％であった。

【００５４】上記長繊維強化熱可塑性樹脂基材を、実施
例１と同様に２３０℃で予備加熱してマンドレルに巻く
際、捩れを生じさせないように注意しながら、両端がド
ーム状の圧力容器のライナーに速度４０ｍ／分でレベル
巻き成形した。

【００５５】その結果、湾曲したドーム形状の部分で巻
たるみが多く生じ、得られた成形体はボイドを多く含ん
でいた。

【００５６】比較例２ 比較例１で用いたテープ状の長繊維強化熱可塑性樹脂基
材１本を、実施例２と同様に２３０℃で加熱して、マン
ドレルに速度が４０ｍ／分、１５度のヘリカル巻きを行
った。

【００５７】その結果、マンドレル端部の折り返しの際
に、巻きたるみが生じ、得られた成形体はボイドを多く
含んでいた。

【００５８】比較例３ 比較例１で用いたテープ状の長繊維強化熱可塑性樹脂基
材１本を、パッケージ化し、このパッケージ１０個を用
いて１０本の基材を引き揃えて実施例２と同様にヘリカ
ル巻きを行った。

【００５９】その結果、マンドレル端部の折り返しの際
に、巻きたるみが多く生じ、得られた成形体はボイドを
多く含んでいた。

【００６０】比較例４ 平均径１３μｍ、集束本数６００本のスプリットのかか
っていないガラス繊維ストランドを、１６本引き揃えて
ＭＩ＝４０の酸変性した溶融ポリプロピレン（２６０
℃）中に導入し、溶融含浸を行った後、内径２．２ｍｍ
のノズルから２０ｍ／ｍｉｎの速度で引き抜き、ボビン
に巻き取った。

【００６１】こうして得られた長繊維強化熱可塑性樹脂
基材の平均径は２．２ｍｍ、ガラス含有率は４５．５ｖ
ｏｌ％（測定方法は実施例１と同じ）、含浸率は９８％
であった。

【００６２】また、得られた長繊維強化熱可塑性樹脂基
材の挫屈時の曲率半径Ｒは、３５．０ｍｍであり柔軟性
に劣るものであった。

【００６３】すなわち、実施例２の長繊維強化熱可塑性
樹脂基材は、１６本のガラス繊維ストランドを一つのノ
ズルから引き抜いて製造したガラス含有率の低い比較例
４の長繊維強化熱可塑性樹脂基材に比べて樹脂の含浸率
が高く、柔軟性に関しても、はるかに優れていることが
分かった。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＷ用長
繊維強化熱可塑性樹脂基材及びＦＷ成形体の製造方法に
よれば、基材の柔軟性が向上して取り扱い性やＦＷ成形
性が良好となり、捩れや巻きたるみを生じさせずにＦＷ
成形することができ、ＦＷ時の基材の破損を抑制するこ
とができる。

【００６５】また、本発明のＦＷ用長繊維強化熱可塑性
樹脂基材の製造方法によれば、ガラス含有率を高めても
ノズルの詰まりを防止して連続生産が可能となり、外周
に毛羽が少なく、熱可塑性樹脂の含浸率が高く、しかも
柔軟性に優れたＦＷ用長繊維強化熱可塑性樹脂基材を製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 曲率Ｒの試験方法を示す説明図である。

【図２】 従来の長繊維強化熱可塑性樹脂基材の製造方
法において、ガラス繊維ストランドをノズルから引き抜
く状態を示す説明図である。

【図３】 従来の長繊維強化熱可塑性樹脂基材の製造方
法において、ガラス繊維ストランドがノズルに入るとき
の状態を示す模式図である。

【図４】 スプリットをかけたガラス繊維ストランドの
パッケージ（ケーキ）の製造装置を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。

【図５】 スプリットをかけたガラス繊維ストランドの
パッケージ（ケーキ）から引き出されたガラス繊維スト
ランドの束を表す図である。

【図６】 複数のパッケージから引き出されたガラス繊
維ストランドの束を表す図である。

【符号の説明】

１：ブッシング ２：アプリケーター ３：スプリッター ４：モノフィラメント ５：ガラス繊維ストランド ６：スパイラルワイヤー ７：ガラス繊維ストランドのパッケージ（ケーキ） １０：熱可塑性樹脂複合ガラス繊維基材の試験片 １０ａ：ループ １１：カラー １２、１３：チャック Ｓ：ガラス繊維ストランドの束 Ｓ１〜Ｓ３：ガラス繊維ストランド Ｎ：ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水上 徹 東京都千代田区神田鍛冶町３丁目６番地３ 旭ファイバーグラス株式会社内 Ｆターム(参考） 4F205 AA11 AD04 AD16 AE10 AM32 AR12 AR20 HA02 HA05 HA23 HA27 HA34 HA37 HA46 HB02 HC02 HC16 HE06 HE16 HF01 HF05 HK04 HK19 HM02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させ
   たフィラメントワインディング用長繊維強化熱可塑性樹
   脂基材であって、 Ａ）断面が実質的に円形又は楕円形で、 Ｂ）断面の平均径が０．２〜１．５ｍｍの繊材状の形態
   をなし、 Ｃ）強化繊維含有率が４０〜８０ｖｏｌ％であり、 Ｄ）前記熱可塑性樹脂の含浸率が９５％以上であり、 Ｅ）屈曲させたときの挫屈限界を曲率半径Ｒで表わした
   ときに、Ｒ≦３０Ｄ×Ｖ（Ｒ＝曲率半径：ｍｍ、Ｄ＝平
   均径：ｍｍ、Ｖ＝強化繊維含有率：ｖｏｌ％／１００）
   であることを特徴とするフィラメントワインディング用
   長繊維強化熱可塑性樹脂基材。
2. 【請求項２】 前記連続強化繊維が、フィラメント数２
   ００〜２，０００本からなるガラス繊維である請求項１
   記載のフィラメントワインディング用長繊維強化熱可塑
   性樹脂基材。
3. 【請求項３】 前記フィラメントワインディング用長繊
   維強化熱可塑性樹脂基材が、屈曲させたときの挫屈限界
   を曲率半径Ｒで表したときに、曲率半径Ｒ≦３０Ｄ×Ｖ
   ×Ｉ²（Ｄ＝平均径、Ｖ＝強化繊維含有率：ｖｏｌ％／
   １００、Ｉ＝含浸率：％／１００、Ｒ及びＤの単位はｍ
   ｍ）である請求項１又は２記載のフィラメントワインデ
   ィング用長繊維強化熱可塑性樹脂基材。
4. 【請求項４】 前記フィラメントワインディング用長繊
   維強化熱可塑性樹脂基材が２〜３０本集束されて綾角３
   〜１６度でパッケージ化された請求項１〜３記載のフィ
   ラメントワインディング用長繊維強化熱可塑性樹脂基
   材。
5. 【請求項５】 複数本のガラスモノフィラメントにスプ
   リットを施すことなく集束して得られたガラス繊維スト
   ランドを溶融含浸法により熱可塑性樹脂を含浸させた
   後、ノズルから引き抜いて巻き取ることにより、 Ａ）断面が実質的に円形又は楕円形で、 Ｂ）断面の平均径が０．２〜１．５ｍｍの繊材状の形態
   をなし、 Ｃ）ガラス含有率が４０〜８０ｖｏｌ％であり、 Ｄ）前記熱可塑性樹脂の含浸率が９５％以上であり、 Ｅ）屈曲させたときの挫屈限界を曲率半径Ｒで表わした
   ときに、Ｒ≦３０Ｄ×Ｖ（Ｒ＝曲率半径：ｍｍ、Ｄ＝平
   均径：ｍｍ、Ｖ＝ガラス含有率：ｖｏｌ％／１００）で
   ある長繊維強化熱可塑性樹脂基材を得ることを特徴とす
   るフィラメントワインディング用長繊維強化熱可塑性樹
   脂基材の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１つに記載のフ
   ィラメントワインディング用長繊維強化熱可塑性樹脂基
   材を加熱し、フィラメントワインディング成形すること
   を特徴とするフィラメントワインディング成形体の製造
   方法。