JP2003251702A

JP2003251702A - 強化繊維基材の裁断方法およびプリフォームの製造方法ならびにその製造装置

Info

Publication number: JP2003251702A
Application number: JP2002055369A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Tsuji; 治彦辻; Kosuke Yoshimura; 康輔吉村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】移送・移載や、積層作業での基材の形態不良の
発生を防止し、かつ成形時にもほつれ防止の処置部が成
形不良や強度低下の原因とならない、強化繊維基材の裁
断方法およびこの裁断方法を用いたプリフォームの製造
方法・装置を提供する。【解決手段】強化繊維基材を裁断する際に、予め定めら
れた裁断パターンに沿って熱可塑性樹脂材料を付与し、
その熱可塑性樹脂材料を加熱して強化繊維基材の組織を
固定した後に、裁断する。本発明のプリフォームの製造
方法およびその装置は、かかる裁断方法を用いたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック（以下、ＦＲＰという。）の基材の裁断方法に関
し、さらにはこの裁断方法を用いたプリフォーム成形部
材の製造方法ならびにその製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＦＲＰは、ハンドレイアップ成
形法による人手作業や、半硬化状態の熱硬化性樹脂を含
浸させた中間基材（プリプレグ）を積層し、オートクレ
ーブ内で加圧加熱成形するなどの各種成形法により、一
般産業用途に広く適用されている。

【０００３】しかし、最近では自動車など輸送機器部材
など、低コスト大量生産が必要な用途が増加し、成形サ
イクルの短縮・自動化などのより一層の生産性向上が望
まれている。

【０００４】そのため、これまでのプリプレグを使用し
た成形方法よりも、大幅に成形サイクルが短縮できるＲ
ＴＭ（レジン・トランスファー・モールディング）、成
形型内を真空吸引して、樹脂の含浸を助けるＶａ−ＲＴ
Ｍ法、ＲＩＭ（レジン・インジェクション・モールデ
ィング）など、樹脂が未含浸の強化繊維基材を使用して
プリフォームを形成した後に樹脂を一括含浸させる成形
法が盛んになってきている。

【０００５】その際の課題として、最終製品たるＦＲＰ
成形部材の形状とほぼ一致するサイズのプリフォームを
成形するために、樹脂が未含浸の強化繊維基材を裁断す
る中間作業がある。そして、ＦＲＰの成形作業時には、
積層前に強化繊維基材を所定の形状、大きさに裁断した
後、成形型上に順次積層している。この場合にプリプレ
グなどの樹脂が含浸された強化繊維基材では、繊維間に
含浸した樹脂により切断後も形態が安定している。その
ため、自動化に関しても、一般的な衣料用織物の裁断装
置と同様な装置を利用し、強化繊維に対応した切断刃ユ
ニットを使うことで、容易に実施できるので、航空宇宙
用途などでプリプレグの裁断装置が利用されている。

【０００６】それに対して、樹脂が未含浸の（ドライ
の）強化繊維基材では、基材が柔軟で形態が変わり易
く、各繊維がプリプレグのように樹脂で繋がっていない
ため、切断後に端面の繊維がほつれ易く、切断した強化
繊維基材の移送時や積層作業時に、強化繊維基材の形態
不良が発生し易いという問題があった。

【０００７】また、ＦＲＰ成形部材を大量生産するには
裁断効率の高い裁断装置を備えた自動化装置を設ける試
みがあるが、上記理由のため、プリプレグの裁断装置と
同様の装置では端面のほつれ止めができないため、手作
業と同様に強化繊維基材の形態不良が発生し易かった。
このような裁断面のほつれ防止の問題を解決せんとする
従来技術としては、例えば特公平６−２１４１７号公報
では、毛布などの裁断時に、裁断端面から少し間隔を置
いた位置の毛布表面にノズルで高温エアーを吹き付け、
裁断端面を熱融着することが提案されている。特開平４
−１４４５８５号公報では、衣料用織物の裁断ライン
に、ほつれ止め液を所定の幅で予めコーティングする工
程を実施した後、コーティングライン上を裁断すること
が、さらに、特開平８−１５８２４７号公報では、裁断
装置のカッターの後方近傍に、液状のほつれ止め剤を供
給するノズルを設置し、裁断時に、切断端面にほつれ止
め剤を塗布することが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、ＦＲＰ用の強化繊維基材の裁断に関
しては、下記のような問題点があり適していない。

【０００９】(1)一般的な強化繊維として、ガラス繊
維、アラミド繊維、炭素繊維などがあるが、そういった
強化繊維は衣料用合成繊維織物のように高温エアーで熱
融着させること自体が困難であること（例えば特公平６
−２１４１７号公報）。

【００１０】(2)裁断するライン上にほつれ止め液を所
定の幅で予めコーティングしておくことがあるが、ほつ
れ止め液が硬化し、切断面付近に帯状に残る。そのた
め、上記強化繊維基材に適用すると、成形時にほつれ止
め剤が積層間に帯状に残り、積層間の接着不良などの原
因となること（特開平４−１４４５８５号公報）。

【００１１】(3)液状のほつれ止め剤を裁断直後に塗布
する場合には、繊維束内部にほつれ止め剤が含浸してし
まう。そのため、強化繊維基材に適用すると、成形時に
ほつれ止め剤が繊維に含浸した部分にはマトリックス樹
脂が含浸できないため、強度低下や成形不良などの原因
となること（特開平８−１５８２４７号公報）。

【００１２】(4)また、裁断しながらほつれ止め液を塗
布する方法だと、強化繊維基材を裁断する際にテーブル
と密着させるために用いるカバーフィルムが使用できな
いため、裁断不良の原因となる（特開平８−１５８２４
７号公報）。

【００１３】(5)液状のほつれ止め剤を塗布する場合、
乾燥工程が余計に必要となるため、裁断作業の時間短縮
が図れないこと（特開平４−１４４５８５号公報、特開
平８−１５８２４７号公報）。

【００１４】そのため、従来技術では強化繊維基材の裁
断において、切断端面のほつれ防止には適用できず、し
たがって、自動化や大量生産による生産性向上、製造コ
ストダウンを実現することは困難であった。

【００１５】本発明は、これら従来技術の問題点を解決
すべくなされたものであって、強化繊維基材を裁断する
際に、裁断端面のほつれ防止の処置を施すことにより、
その後の移送・移載や、積層作業での基材の形態不良の
発生を防止し、かつ成形時にもほつれ防止の処置部が成
形不良や強度低下の原因とならない、強化繊維基材の裁
断方法およびこの裁断方法を用いたプリフォームの製造
方法ならびに製造装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、以下の方法や構成を採用する。すなわち、（１）強化繊維基材を予め定められた裁断パターンに裁
断するに際し、前記裁断パターンに沿って前記強化繊維
基材上に熱可塑性樹脂材料を付与し、その熱可塑性樹脂
材料を加熱して強化繊維基材の組織を固定した後に、裁
断することを特徴とする強化繊維基材の裁断方法。

【００１７】（２）強化繊維基材の組織を表層面に対し
て帯状に固定する（１）に記載の強化繊維基材の裁断方
法。

【００１８】（３）熱可塑性樹脂材料として熱可塑性樹
脂粉末を用いる（１）に記載の強化繊維基材の裁断方
法。

【００１９】（４）平均粒径が０．１〜１ｍｍの範囲内
にある熱可塑性樹脂粉末を用いる（３）に記載の強化繊
維基材の裁断方法。

【００２０】（５）強化繊維基材をその両面から加圧し
ながら加熱する（１）〜（４）のいずれかに記載の強化
繊維基材の裁断方法。

【００２１】（６）強化繊維基材を、該基材の組織を固
定した後に冷却する（１）〜（５）のいずれかに記載の
強化繊維基材の裁断方法。

【００２２】（７）強化繊維を基材として用いたプリフ
ォームを製造するに際し、シート状の強化繊維基材を供
給し、次に（１）〜（６）のいずれかに記載の強化繊維
基材の裁断方法により所定形状に切断した強化繊維基材
の型片を、プリフォーム成形型内に積層し、加熱するこ
とを特徴とするプリフォームの製造方法。

【００２３】（８）強化繊維基材を裁断する手段と、強
化繊維基材にその強化繊維基材の裁断パターンに沿って
熱可塑性樹脂材料を付与する手段と、その熱可塑性樹脂
材料を加熱して前記強化繊維基材の組織を固定する手段
とを備えていることを特徴とする強化繊維基材の裁断装
置。

【００２４】（９）シート状の強化繊維基材を供給する
手段と、請求項８に記載の強化繊維基材を裁断する手段
と、その強化繊維基材の型片を積層し加熱する手段とを
備えていることを特徴とする強化繊維を用いたプリフォ
ーム成形部材の製造装置。

【００２５】（１０）熱可塑性樹脂材料を付与する手段
が、熱可塑性樹脂材料を帯状に付与する手段である
（８）または（９）に記載の強化繊維基材の裁断装置。

【００２６】（１１）熱可塑性樹脂粉末を付与する手段
が、振動付与手段を含んでいる（１０）に記載の強化繊
維基材の裁断装置。

【００２７】（１２）熱可塑性樹脂粉末を付与する手段
が、裁断パターンを有するスクリーンを含んでいる
（８）〜（１１）のいずれかに記載の強化繊維基材の裁
断装置。

【００２８】（１３）強化繊維基材の組織を固定する手
段が、その強化繊維基材を両面から加圧する手段を含ん
でいる（８）〜（１２）のいずれかに記載の強化繊維基
材の裁断装置。

【００２９】（１４）強化繊維基材の組織が固定された
強化繊維基材を冷却する手段を備えている（８）〜（１
３）のいずれかに記載の強化繊維基材の裁断装置。

【００３０】（１５）強化繊維基材の組織が固定された
強化繊維基材に、熱可塑性樹脂の粉体を散布する手段を
備えている（８）〜（１４）のいずれかに記載の強化繊
維基材の裁断装置。

【００３１】（１６）（１）〜（６）のいずれかに記載
の裁断方法または（８）〜（１５）のいずれかに記載の
裁断装置を用いて裁断してなる強化繊維基材型片。

【００３２】（１７）（１）〜（１６）に記載の強化繊
維基材型片を自動車用に用いたプリフォーム成形部材。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態をその一実施例の図面を参照して詳述する。本発明
の強化繊維基材を用いたプリフォームの製造装置を具体
化した実施例として、図１に製造ラインの概略斜視図を
示す。

【００３４】図１に示すように、本発明の強化繊維基材
の裁断方法を含むプリフォームの製造装置は、シート状
の強化繊維基材１ａを巻き出し供給する機構１と、強化
繊維基材上にほつれ止め用の熱可塑性樹脂材料を供給す
る機構２と、強化繊維基材上の熱可塑性樹脂材料を加熱
する機構３と、同時に加圧する機構４により熱可塑性樹
脂材料を強化繊維基材に熱融着させ、続いて冷却する機
構５と、強化繊維基材１ａを所定の長さにカットする機
構６と、裁断パターンに沿って強化繊維基材を裁断する
機構７と、パターンカットした強化繊維基材型片を数枚
積層し加熱プレスするプリフォーム成形機構８から構成
される。

【００３５】シート状の強化繊維基材１ａを供給する機
構１は、ロール状に巻かれたシート状の強化繊維基材１
ａをフリー回転で巻き出し供給する機構である。また、
巻き出し供給する機構部に駆動用のモータ等を取り付け
強制的に巻き出しできるようにしてもよい。

【００３６】ほつれ止め用の熱可塑性樹脂材料を供給す
る機構２は、熱可塑性樹脂材料を蓄えるタンク２ａと、
熱可塑性樹脂材料を帯状に供給するノズル２ｂと、図示
しない装置からの指令により裁断パターンに沿ってノズ
ル２ｂを移動させるＸ軸方向（強化繊維基材１ａの幅方
向）移動機構２ｃと、これも図示しない装置からの指令
によりＹ軸方向（図の左右方向）に移動させるＹ軸方向
移動機構２ｄからなる構成が一般的であるが、Ｙ軸方向
移動機構２ｄがない代わりに、強化繊維基材１ａがＹ軸
方向に移動しても構わない。また、ノズル２ｂがＺ軸方
向の移動機構を備えていても構わない、その他の構成で
あってももちろんよく、例えばノズル２ｂにブリッジ防
止の振動を与える振動付与機構を備えてもよい。

【００３７】熱可塑性樹脂材料を熱融着させる加熱機構
３と加圧機構４は、基材を両面から加熱しながら加圧す
るホットニップロール３ａと、基材を搬送する上ベルト
３ｂと、下ベルト３ｃで構成されている。この加熱加圧
手段の機構は、ホットニップロール３ａは、上下にベル
トを用いたベルトプレス式でも、下のベルト３ｃと上の
ホットニップロール３ａの組合せや、強化繊維基材１ａ
の次工程への受け渡しが可能であれば上下のホットニッ
プロール３ａのみだけの構成であっても構わない。熱融
着用の加熱加圧手段としては、ホットニップロールの
他、アイロン状の固定ヒータープレートなど他の手段を
用いることもできる。ここで用いるベルト材質は、金属
製のスチールベルト（ステンレス製）が好ましいが、コ
ストや耐久性を加味して樹脂製のベルトなどでも構わな
い。ベルト形態も平滑な表面でも、メッシュ状やパンチ
ングメタル状になっていても、機能や性能を損なわなけ
れば構わない。また、ベルトやローラの表面には、融着
した樹脂等は剥がれやすくなるフッ素系コーティングな
どの非粘着処理が施されていることが好ましい。

【００３８】強化繊維基材１ａを冷却する機構５は、加
熱加圧機構３，４に連続して設けられており、強化繊維
基材１ａに熱可塑性樹脂材料が融着した後、次工程に移
動するまでに基材を冷やすためのゾーンである。強制的
にニップロール５ａを冷却する手段を備えたり、ホット
ニップロール３ａとニップロール５ａ間の基材側のベル
ト部分を強制冷却する手段５ｂを備えることが好ましい
が、自然冷却による融着固化の方法をとってもよい。

【００３９】本発明においては、このように一連の加熱
・加圧・冷却を備えたベルトプレス搬送装置１２を用い
ることで、強化繊維基材を傷めずに搬送でき、強制冷却
する手段５を備えることで処理能力をアップし、ベルト
やローラに付着した余分な熱可塑性樹脂材料を容易に剥
がすことができる。

【００４０】また、ホットニップロール３ａに強化繊維
基材１ａが搬送される前に、裁断パターンに沿って供給
されたほつれ止め用の熱可塑性樹脂材料を加熱し固着す
る予備加熱ヒータ９を備えることが好ましい。これによ
り振動等により熱可塑性樹脂材料が移動しないようにで
きる。

【００４１】また、プリフォーム成形の前処理として、
強化繊維基材型片の積層間を部分的に、融着するための
熱可塑性樹脂材料を散布する装置１０を加熱機構３の前
に備えることが好ましい。

【００４２】所定の長さにカットする機構６は、強化繊
維基材１ａの幅方向（Ｘ軸）に切断できる切断刃６ａ
と、受け刃６ｂが備わり、ほつれ止め処理された強化繊
維基材１ａが所定の長さで送り出された時に切断する機
構である。カットする機構６は、丸刃を用いたタイプや
切断刃が走行するタイプの切断機構を用いても構わな
い。

【００４３】上記裁断パターンに沿って裁断する機構７
は、本実施例では裁断刃７ａと、この裁断刃をＸ，Ｙ，
Ｚ軸方向に移動する機構７ｂと、強化繊維基材１ａを裁
断する際にテーブル上に密着させる吸引テーブル７ｃと
からなり構成されているが、その他の構成であってもも
ちろん構わない。また、裁断速度や裁断枚数によって
は、ドラム外周部に裁断パターンの切断刃を備え、ドラ
ム回転刃で強化繊維基材１ａを裁断する手段であっても
構わない。また、裁断刃７ａは、ナイフ状の固定式カッ
ターの他、上下振動式カッター、回転刃などの一般的な
構造および切断手段を適用できるが、裁断される強化繊
維の物性、織物やマットなど基材形態に併せて最適な切
断手段を用いることが望ましい。また、前記のカッター
についても、超音波カッターなどが適用できる。

【００４４】プリフォーム成形機構８は、裁断ラインに
沿ってパターンカットした強化繊維基材型片を数枚積層
し、加熱プレスする装置である。

【００４５】図２は、図１の装置の変形例の斜視図であ
り、図１のほつれ止め用の熱可塑性樹脂材料を供給する
機構２に代えて、シルクスクリーン１１ａを用いた熱可
塑性樹脂材料を供給する機構１１を設けたものである。
図２に示したシルクスクリーンを用いた熱可塑性樹脂材
料を供給する機構１１は、主に裁断パターンに開口され
たシルクスクリーン１１ａと、シルクスクリーンの上に
供給された熱可塑性樹脂材料を、裁断パターンの開口部
にかき落とすスクレーパー１１ｂから構成されるが、熱
可塑性樹脂材料をシルクスクリーン１１ａ上に自動供給
する装置やスクレーパー１１ｂを移動する機構部を備え
ていてもよい。このような図２の態様のものにすると、
図１の態様のものに比べて熱可塑性樹脂材料を裁断パタ
ーンに供給する早さが向上する作用効果がある。

【００４６】以上に説明した図１および図２の装置にお
いて、熱可塑性樹脂材料については、強化繊維基材の裁
断パターンに熱融着されて、裁断後の切断部分の繊維の
ほつれを防ぐほつれ止め機能の他、ＦＲＰ成形時に、強
化繊維基材やマトリックス樹脂と一体化してＦＲＰ構造
体となっても、熱可塑性樹脂材料の融着固化したものに
起因する接着不良や局所的な低強度部分の発生などの不
具合が生じないことが好ましい。また、後述の実施例の
項の図３で説明する粉末供給ノズル１３のように、ノズ
ルから供給される熱可塑性樹脂粉末を用いることで、粉
末粒度や供給量を少ない量で調整でき、強化繊維基材以
外の余分な樹脂をプリフォームに含むことはない。

【００４７】熱可塑性樹脂フィルムのテープを熱融着し
て用いる場合には、フィルムが積層間に異物として局部
的に存在するため、強化繊維基材やマトリックス樹脂と
一体化して構造体となっても、熱可塑性樹脂フィルムテ
ープに起因する接着不良や局所的な強度低下が発生する
可能性があり、使用に適さない。

【００４８】それに対して、熱可塑性樹脂粉末では、粉
末間隙にもマトリックス樹脂が含浸するため、強化繊維
基材やマトリックス樹脂と一体化し易く、接着不良や局
所的な低強度部分の発生などの不具合が生じ難く、ＦＲ
Ｐ成形に使用する強化繊維基材の切断面のほつれ止めに
適している。

【００４９】以上の通り本発明においては、熱融着材料
として、熱可塑性樹脂粉末を用いるのが好ましいが、熱
可塑性樹脂の繊維からなる帯状の織物や編物でも同様に
ほつれ止め用途に使用することが可能である。

【００５０】ＦＲＰのマトリックス樹脂としては、接着
性に関する熱可塑性樹脂粉末の材質面からいえば、ナイ
ロン、共重合ナイロン、塩化ビニエリデン、塩化ビニ
ル、ポリエステル、ポリウレタンなどが好ましい。

【００５１】その中でも、一般的な熱硬化性樹脂との接
着性の点で共重合ナイロンが好適である。共重合ナイロ
ンの具体例としては、ナイロン６，ナイロン６６、およ
び６１０の共重合ナイロンなどが好ましいが、前記に上
げていない材質のものであっても、前述のほつれ止め機
能やマトリックス樹脂との接着性などの性能が高いもの
であれば使用可能である。

【００５２】また、熱可塑性樹脂粉末の目付量として
は、ほつれ止めする強化繊維基材やマトリックス樹脂、
ＦＲＰ成形品に要求される強度などにより異なるが、１
〜５０ｇ／ｍ²が好ましい。１ｇ／ｍ²未満であると強化
繊維基材の切断面のほつれ止め効果が充分に得られな
い。逆に、５０ｇ／ｍ²を越えると強化繊維基材の切断
面のほつれ止め効果としては充分であるが、ＦＲＰ成形
時に、樹脂の含浸を阻害し易く、接着不良や局所的な強
度低下が発生する可能性が高くなる。強化繊維基材に用
いられる強化繊維としては、高強度、高弾性率繊維が望
ましく、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊
維などが使用できるが、その他の材料であっても性能面
で良好な材料であれば使用可能である。

【００５３】

【実施例】以下に本発明のより具体的な実施例を図１お
よび図２を用いて説明する。

【００５４】本発明を図１の装置を用いて以下のように
実施した。まず、強化繊維基材１ａとして、予めロール
状に巻いたシート状のガラス繊維からなる強化繊維織物
を巻き出し供給する機構１から引き出し、ベルトプレス
搬送装置１２まで送り込み、強化繊維織物を搬送できる
ようにセットした。

【００５５】続いて、強化繊維織物上にほつれ止め用の
熱可塑性樹脂粉末を供給する機構２または１１により、
裁断パターンに沿って適量の熱可塑性樹脂粉末を強化繊
維織物上に供給した。粉末を供給する機構２の粉末供給
ノズル１３の形状は、図３に示す。熱可塑性樹脂粉末１
３ａを帯状に供給するため、ノズル幅１３ｂとノズル高
さ（間隙）１３ｃを調節する機構が設けられている。本
実施例では粉末供給幅を１２ｍｍに設定し、供給厚さと
なるノズルと織物の隙間を０．２ｍｍとした場合、長さ
当たりの粉末供給量を０．１〜１．０ｍ／ｇの範囲で供
給しほつれ止めを施した。また、粉末を織物の上へ帯状
にしっかりと供給するため、ノズル開口部１３ｄはスリ
ット形状になっており、粉末のブリッジを防ぐことがで
き、出口に開閉シャッター１３ｅを備えている。ノズル
の両側板１３ｆは、供給された粉末が横に広がらない形
状になっている。ノズル出口の開閉シャッター１３ｅ
は、粉末を裁断パターンに供給する際に使用され、粉末
供給の始めと終わり以外に裁断パターンが交差する時な
どに開閉させて、粉末を過剰に供給することがないよう
に、機構２の移動機構２ｃ，２ｄ等と連動している。な
お、上記ほつれ止め用と仮固着用の熱可塑性樹脂粉末と
しては、共重合ナイロン粉末（ナイロン６）の粒度分布
が１５０〜３００ミクロンのものを使用した。強化繊維
織物にベルトプレス搬送装置１２を駆動し送りをかけ
て、予備加熱ヒータ９の下を通過することで熱可塑性樹
脂粉末を非接触で加熱し仮固着させた。次に、プリフォ
ーム成形時に必要な熱可塑性樹脂材料を散布する装置１
０によって、ほぼ均等に熱可塑性樹脂粉末を強化繊維織
物上に散布した。

【００５６】その後、ベルトプレス搬送装置１２を用い
て、ベルト越しにホットニップロール３ａで熱可塑性樹
脂粉末を加熱、同時に加圧し、強化繊維織物に熱融着さ
せた。続いて、強化繊維織物をベルト搬送する間に冷
却しながら、ベルトプレス搬送装置１２から送り出され
た、熱可塑性樹脂粉末でほつれ止めと仮固着された強化
繊維織物を所定の長さに切断刃６ａでカットした。

【００５７】次に、ほつれ止め処理した強化繊維織物を
裁断する機構７のテーブル上に、数枚積層または一枚を
配置し、カバーフィルムを上に掛け吸引テーブル７ｃ
で、吸引しながら裁断パターン通りに裁断した。

【００５８】最後に、裁断パターンにカットした強化繊
維織物型片をプリフォーム成形装置８を用いて、数枚積
層したのち加熱プレスしてプリフォーム成形品を完成し
た。

【００５９】その結果、裁断されたガラス繊維の強化繊
維織物は、ほつれ止め処理により、切断面のホツレや形
態崩れも発生せず、良好な切断面が得られた。また、裁
断後の移送においても、同様に切断面のホツレや形態崩
れは生じなかった。

【００６０】熱可塑性樹脂粉末を熱融着することによる
ほつれ止め方法は、ほつれ止め剤（液）を塗布・乾燥さ
せる方法に比べて、約１０分程度の短時間でできるた
め、裁断時間も短時間で実施できた。

【００６１】また、強化繊維織物に散布しておいた仮固
着用の熱可塑性樹脂粉末により、積層したプリフォーム
成形品になっても、積層間が部分融着し形状を維持する
ため、次工程のＦＲＰ成形時に扱いやすくなった。さら
に、粉末供給ノズルには、粉末の供給量が多くなった場
合に、多く出過ぎた粉末の上部をかき取り調節するスク
レイパーのような役割する機能も付与してもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、強化
繊維の織物やマットからなる強化繊維基材を裁断する際
に、予め定められた裁断パターンに沿って熱可塑性樹脂
材料を付与し、その熱可塑性樹脂材料を加熱して強化繊
維基材の組織を固定した後に、裁断するものである。し
たがって、被裁断物の強化繊維基材を裁断する際に、事
前に裁断パターンに沿ってほつれ止め処理を確実に実施
したあとに裁断できるので、裁断された基材の裁断面の
ホツレや形態崩れが生じることがない。よって、次工程
およびその装置を簡素化することができ、作業時間も短
縮することが可能であるため、生産能力をアップするこ
とができる。

【００６３】また、本発明の裁断方法に用いるほつれ止
め処理用の熱可塑性樹脂材料（粉末）は、供給量（目付
量）を調整できることで、ＦＲＰ成形品内にそのまま一
体成形されても、強度低下や接着不良などの問題を生じ
難いため、ＦＲＰ成形作業を大幅に効率化することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の裁断方法および装置が用いられている
プリフォームの製造装置の概略斜視図である。

【図２】図１の態様とは異なる態様の、本発明のプリフ
ォームの製造装置の概略斜視図である。

【図３】本発明の強化繊維基材の組織を固定する際に用
いる粉末供給ノズルの３方向図面である。

【符号の説明】

１：巻き出し供給する機構１ａ：強化繊維基材２：熱可塑性樹脂材料を供給する機構２ａ：タンク２ｂ：ノズル２ｃ：Ｘ軸方向移動機構２ｄ：Ｙ軸方向移動機構３：加熱機構３ａ：ホットニップロール３ｂ：上ベルト３ｃ：下ベルト４：加圧機構５：冷却機構５ａ：ニップロール５ｂ：強制冷却する手段６：切断機構６ａ：切断刃６ｂ：受け刃７：裁断機構７ａ：裁断刃７ｂ：ＸＹＺ移動機構７ｃ：吸引テーブル８：プリフォーム成形機構９：予備加熱ヒータ１０：散布装置１１：熱可塑性樹脂材料を供給する機構１１ａ：シルクスクリーン１１ｂ：スクレーパー１２：ベルトプレス搬送装置１３：粉末供給ノズル１３ａ：熱可塑性樹脂粉末１３ｂ：ノズル幅１３ｃ：ノズル間隙１３ｄ：ノズル開閉シャッター１３ｅ：ノズル側板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強化繊維基材を予め定められた裁断パター
ンに裁断するに際し、前記裁断パターンに沿って前記強
化繊維基材上に熱可塑性樹脂材料を付与し、その熱可塑
性樹脂材料を加熱して強化繊維基材の組織を固定した後
に、裁断することを特徴とする強化繊維基材の裁断方
法。
【請求項２】強化繊維基材の組織を表層面に対して帯状
に固定する請求項１に記載の強化繊維基材の裁断方法。
【請求項３】熱可塑性樹脂材料として熱可塑性樹脂粉末
を用いる請求項１に記載の強化繊維基材の裁断方法。
【請求項４】平均粒径が０．１〜１ｍｍの範囲内にある
熱可塑性樹脂粉末を用いる請求項３に記載の強化繊維基
材の裁断方法。
【請求項５】強化繊維基材をその両面から加圧しながら
加熱する請求項１〜４のいずれかに記載の強化繊維基材
の裁断方法。
【請求項６】強化繊維基材を、該基材の組織を固定した
後に冷却する請求項１５のいずれかに記載の強化繊維基
材の裁断方法。
【請求項７】強化繊維を基材として用いたプリフォーム
を製造するに際し、シート状の強化繊維基材を供給し、
次に請求項１〜６のいずれかに記載の強化繊維基材の裁
断方法により所定形状に切断した強化繊維基材の型片
を、プリフォーム成形型内に積層し、加熱することを特
徴とするプリフォームの製造方法。
【請求項８】強化繊維基材を裁断する手段と、強化繊維
基材にその強化繊維基材の裁断パターンに沿って熱可塑
性樹脂材料を付与する手段と、その熱可塑性樹脂材料を
加熱して前記強化繊維基材の組織を固定する手段とを備
えていることを特徴とする強化繊維基材の裁断装置。
【請求項９】シート状の強化繊維基材を供給する手段
と、請求項８に記載の強化繊維基材を裁断する手段と、
その強化繊維基材の型片を積層し加熱する手段とを備え
ていることを特徴とする強化繊維を用いたプリフォーム
成形部材の製造装置。
【請求項１０】熱可塑性樹脂材料を付与する手段が、熱
可塑性樹脂材料を帯状に付与する手段である請求項８ま
たは９に記載の強化繊維基材の裁断装置。
【請求項１１】熱可塑性樹脂粉末を付与する手段が、振
動付与手段を含んでいる請求項１０に記載の強化繊維基
材の裁断装置。
【請求項１２】熱可塑性樹脂粉末を付与する手段が、裁
断パターンを有するスクリーンを含んでいる請求項８〜
１１のいずれかに記載の強化繊維基材の裁断装置。
【請求項１３】強化繊維基材の組織を固定する手段が、
その強化繊維基材を両面から加圧する手段を含んでいる
請求項８〜１２のいずれかに記載の強化繊維基材の裁断
装置。
【請求項１４】強化繊維基材の組織が固定された強化繊
維基材を冷却する手段を備えている請求項８〜１３のい
ずれかに記載の強化繊維基材の裁断装置。
【請求項１５】強化繊維基材の組織が固定された強化繊
維基材に、熱可塑性樹脂の粉体を散布する手段を備えて
いる請求項８〜１４のいずれかに記載の強化繊維基材の
裁断装置。
【請求項１６】請求項１〜６のいずれかに記載の裁断方
法または請求項８〜１５のいずれかに記載の裁断装置を
用いて裁断してなる強化繊維基材型片。
【請求項１７】請求項１６に記載の強化繊維基材型片を
自動車用に用いたプリフォーム成形部材。