JP2001040562A - 混合繊維マットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混合繊維マットに繊維のかたまりが混入する
のを極力防止することのできる混合繊維マットの製造方
法を提供する。 【解決手段】 本発明の混合繊維マットの製造方法は、
混合繊維材料３を解繊して均一化する解繊工程６に設け
られている解繊ロール７−１２の下方に、解繊ロール７
−１２に付着した繊維のかたまり２６が落下したときに
この繊維のかたまり２６を受ける繊維かたまり受け容器
２７を設け、混合繊維マット２３に繊維のかたまり２６
が混入しないように繊維のかたまり２６を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強化繊維と熱可塑
性樹脂繊維とからなる混合繊維マットの製造方法の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維
とを混合して製造する混合繊維マットの製造方法が知ら
れている（例えば、特公昭６２−２０７６０５号公報参
照）。この混合繊維マットは、混合繊維マットに含まれ
ている熱可塑性樹脂繊維を加熱・加圧することによって
繊維強化熱可塑性シートに成形されて使用されている
（例えば、特公昭６１−１３０３４５号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の混合繊維マットの製造方法では、混合繊維材料を解
繊して均一化する解繊工程において、この解繊工程に設
けられている解繊ロールに繊維が付着して、解繊ロール
に繊維のかたまりができることがある。

【０００４】この解繊ロールに付着している繊維のかた
まりが落下して混合繊維マットに混入すると、局部的に
繊維のかたまりが存在する混合繊維マットが成形され
る。

【０００５】この局部的に繊維のかたまりが存在する混
合繊維マットを繊維強化熱可塑性シートに成形すると、
その繊維のかたまりが存在する箇所とその他の箇所とで
繊維強度品質が異なるため、この繊維強化熱可塑性シー
トに熱可塑性樹脂を被覆して複合成形品を製作する際
に、その繊維強化熱可塑性シートが破断する問題が発生
する。

【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは、混合繊維マットに繊維
のかたまりが混入するのを極力防止することのできる混
合繊維マットの製造方法を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の強化繊
維と熱可塑性樹脂繊維からなる混合繊維マットの製造方
法は、混合繊維材料を解繊して均一化する解繊工程に設
けられている解繊ロールの下方に、該解繊ロールに付着
した繊維のかたまりが落下したときにこの繊維のかたま
りを受ける繊維かたまり受け容器を設け、前記混合繊維
マットに繊維のかたまりが混入しないように該繊維のか
たまりを除去することを特徴とする。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、混合繊維
マット上に繊維かたまりが落下しないようにしたので、
均一な混合繊維マットを製造でき、ひいては、混合繊維
マットに含まれている熱可塑性樹脂繊維を加熱・加圧す
ることによって繊維強化熱可塑性シートを成形した際の
繊維強度品質の一様化を図ることができる。

【０００９】請求項２に記載の混合繊維マットの製造方
法は、請求項１において、前記繊維かたまり受け容器
が、前記解繊ロールの下方近傍に設けられていることを
特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、その繊維
かたまりはかたまりとなっていない繊維に較べて比重が
大きいので、かたまりとなっていない繊維に較べて解繊
ロールの近傍に落下する割合が大きく、解繊ロールの下
方近傍に繊維かたまり受け容器を設けると、その繊維の
かたまりを効率よく除去できる。

【００１１】請求項３に記載の混合繊維マットの製造方
法は、請求項２において、繊維かたまり受け容器が前記
繊維の飛流方向先方で前記解繊ロールに対して片寄せし
て設けられていることを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、繊維かた
まり受け容器を前記繊維の飛流方向先方で前記解繊ロー
ルに対して片寄せして、繊維のかたまりが落下しやすい
箇所に設けたので、請求項２に記載の発明に較べて、更
に一層効率よく繊維のかたまりを除去できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は強化繊維と熱可塑性樹脂繊
維とからなる混合繊維マットの製造工程を示す模式図で
あって、１、２は混合繊維３を一時的に貯留するホッパ
ー、４、５はそのホッパー１、２に貯留されている混合
繊維３を搬送する搬送コンベアである。

【００１４】混合繊維３はここでは強化繊維と熱可塑性
樹脂繊維とからなっている。そのホッパー１、２に貯留
されている強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とは適宜の長さ
に切断されている。

【００１５】その強化繊維には、熱可塑性樹脂繊維の溶
融温度において熱的に安定な繊維、例えば、ガラス繊
維、カーボン繊維、セラミック繊維等の無機繊維、ポリ
アミド繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維、又は金属
繊維等が用いられ、また、引張弾性率が１０ＧＰａ以上
のものであれば使用可能である。

【００１６】この強化繊維のモノフィラメントの直径
は、１μｍ〜５０μｍの範囲のものが好ましく、２μｍ
〜３０μｍの範囲のものが特に好ましい。強化繊維のモ
ノフィラメントの直径が１μｍ未満のものは、混合繊維
マットを用いて繊維強化熱可塑性シートを成形したとき
の強度が十分に保証されないからである。また、強化繊
維のモノフィラメントの直径が５０μｍを越えるもの
は、繊維間に熱可塑性樹脂を広げて繊維同士を熱可塑性
樹脂でつなぐことができず、繊維強化熱可塑性シートを
成形したときの強度を発現できないからである。

【００１７】熱可塑性樹脂は最終的に繊維状として得る
ことができるものであれば使用可能であり、その熱可塑
性樹脂には、繊維状のポリエチレン、ポリプロピレン等
のオレフィン樹脂、ナイロン、アクリロニトリル、ポリ
エチレンテレフタレート等を使用することができ、ま
た、粉体状のポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフ
ィン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、
ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン等の他、熱
可塑性エラストマーを使用することもできる。

【００１８】これらの熱可塑性樹脂はこれらを単独で使
用してもよく、また、これらを併用して使用してもよ
く、また、熱安定剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、紫外
線吸収剤、顔料、無機充填材、補強単繊維等の添加剤、
充填材、加工助剤、改質剤をこれらの熱可塑性樹脂に添
加して使用しても良い。

【００１９】その混合繊維３は搬送コンベア４、５によ
って解繊工程６に送られる。その解繊工程６には、図２
に拡大して示すように、主解繊ロール７と、従解繊ロー
ル８〜１２が設けられている。１３は解繊された繊維１
４の飛散を防止するカバーである。

【００２０】各ロール７〜１２には多数の針状突起１５
が設けられ、混合繊維３はこの針状突起１４間を通過す
る際に、各ロール７〜１２の多数の針状突起１５によっ
て混合繊維３の解繊が行われ、混合均一化される。その
混合均一化された繊維１４はエアーによってベルトコン
ベア１６、１７上に堆積され、ベルトコンベア１６上に
堆積された繊維１４は混合繊維堆積体１８としてベルト
コンベア１９によって搬送され、ベルトコンベア１７上
に堆積された繊維１４は混合繊維堆積体２０としてベル
トコンベア１９によって搬送され、その混合繊維堆積体
１８、２０は押圧ローラ２１によって圧縮されて重ね合
わされ、ニードリング装置（ニードルパンチング装置）
２２によって一体化され、混合繊維マット２３として巻
き取り装置２４の芯紙２５に巻き取られる。

【００２１】ここでは、解繊工程６には、図２に拡大し
て示すように、その主解繊ロール７の下方近傍に、解繊
ロール７−１２に付着した繊維かたまり２６が落下した
ときにこの繊維かたまり２６を受ける繊維かたまり受け
容器２７が設けられている。

【００２２】この繊維かたまり受け容器２７は主解繊ロ
ール７の下方近傍に設けるのが望ましい。その繊維かた
まり２６はかたまりとなっていない繊維１４に較べて比
重が大きく、主解繊ロール７の近傍に落下しやすいから
である。その繊維かたまり受け容器２７は、なるべく、
繊維が飛流する方向先方側で主解繊ロール７に対して片
寄せして設けるのが望ましい。

【００２３】ここでは、強化繊維として直径約１０μ
ｍ、平均長さ５０ｍｍのカーボン繊維（ＣＦ）を用い、
熱可塑性樹脂繊維として直径約２０μｍ、平均長さ約５
０ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維を
用い、これらの混合繊維３を解繊しながら混合して、エ
ア手段によって搬送ベルト１６、１７上に堆積後、ニー
ドルパンチによって繊維同士を絡み合わせて試作例とし
ての混合繊維マット２３を作成した。なお、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維の溶融温度は２５５度
Ｃである。

【００２４】その混合繊維マット２３の成形速度は３ｍ
／ｍｉｎであり、このようにして成形された混合繊維マ
ット２３の目付け量は約４５０ｇ／平方ｍ、混合比Ｃ
Ｆ：ＰＥＴ＝３０：７０（ｗｔ％）であり、混合繊維マ
ット２３の厚さは平均７ｍｍであり、この混合繊維マッ
ト２３を芯紙２５により５００ｍほど巻き取った。

【００２５】この試作例の混合繊維マット２３の製造の
際に、主解繊ロール７の下方に付着している繊維かたま
り２６を受ける混合繊維かたまり受け容器２７を随時設
けて、落下した繊維かたまり２６が混合繊維マット２３
に混入するのを防止した。

【００２６】また、混合繊維マット２３の成形の際に、
主解繊ロール７の下方に付着している混合繊維かたまり
受け容器２７を設けない混合繊維マットを比較例として
同様の方法で作成した。

【００２７】これらの試作例の混合繊維マットと比較例
の混合繊維マットとを用いて、一例として図３に示す成
形装置により繊維強化熱可塑性シートを成形した。

【００２８】その図３において、符号３０はマット繰り
出し機、符号３１は試作例又は比較例としての混合繊維
を示し、その混合繊維マット３１はマット繰り出し機３
０から繰り出されて、雰囲気温度が２８５度Ｃに設定さ
れた加熱炉３２によって加熱され、加熱ピンチロール３
３によって加圧圧縮され、薄膜シート状に押し潰されて
冷却ピンチロール３４に導かれ、この冷却ピンチロール
３４により冷却され、引き取り機３５を経由して巻き取
り機３６にて繊維強化熱可塑性シートとして３７に巻き
取られる。

【００２９】ここでは、繊維強化熱可塑性シート３７の
ラインスピードを１．５ｍ／分として、幅が５００ｍｍ
の繊維強化熱可塑性シート３７を得た。

【００３０】この試作例の繊維強化熱可塑性シート３７
と比較例の繊維強化熱可塑性シート３７にポリ塩化ビニ
ール樹脂を押し出して被覆し、押出成形時の繊維強化熱
可塑性シートの破断回数を調べたところ、以下の結果を
得た。

【００３１】試作例の繊維強化熱可塑性シートの押し出
し成形時の破断回数は、５００ｍ当たり０回であった
が、比較例の繊維強化熱可塑性シート３７の破断回数
は、５００ｍ当たり２回であった。

【００３２】このように、混合繊維マットに繊維のかた
まりが混入しないように繊維のかたまりを除去した試作
例にあっては、混合繊維マットを繊維強化熱可塑性シー
トに成形したときに、繊維強度品質の一様化を図ること
ができるので、この繊維強化熱可塑性シートに熱可塑性
樹脂を被覆して複合成形品を製作する際に、その繊維強
化熱可塑性シートが破断するのを防止することができ
る。

【００３３】以上、発明の実施の形態について説明した
が、混合繊維マットの製造方法は、図１に示す製造方法
に限るものではない。

【００３４】

【発明の効果】本発明に係わる混合繊維マットの製造方
法は、以上説明したように、解繊ロールに付着した混合
繊維のかたまりを随時除去して、混合繊維マットに繊維
のかたまりが混入しないようにしたので、均一な混合繊
維マットを製造することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 混合繊維マットの製造方法の一例を示す図で
ある。

【図２】 図１に示す解繊工程の部分拡大図である。

【図３】 繊維強化熱可塑性シートの製造方法の一例を
示す図である。

【符号の説明】

３ 混合繊維材料 ６ 解繊工程 ７−１２ 解繊ロール ２３ 混合繊維マット ２６ 繊維のかたまり ２７ 繊維かたまり受け容器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とからなる
   混合繊維マットの製造方法において、 混合繊維材料を解繊して均一化する解繊工程に設けられ
   ている解繊ロールの下方に、該解繊ロールに付着した繊
   維のかたまりが落下したときにこの繊維のかたまりを受
   ける繊維かたまり受け容器を設け、前記混合繊維マット
   に繊維のかたまりが混入しないように該繊維のかたまり
   を除去することを特徴とする混合繊維マットの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記繊維かたまり受け容器は、前記解繊
   ロールの下方近傍に設けられていることを特徴とする請
   求項１に記載の混合繊維マットの製造方法。
3. 【請求項３】 前記繊維かたまり受け容器は、前記繊維
   の飛流方向先方で前記解繊ロールに対して片寄せして設
   けられていることを特徴とする請求項２に記載の混合繊
   維マットの製造方法。