JP2005029912A - 開繊繊維シートの製造方法、開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法、ならびに開繊繊維シートの製造装置、および開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置 - Google Patents
開繊繊維シートの製造方法、開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法、ならびに開繊繊維シートの製造装置、および開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005029912A JP2005029912A JP2003193893A JP2003193893A JP2005029912A JP 2005029912 A JP2005029912 A JP 2005029912A JP 2003193893 A JP2003193893 A JP 2003193893A JP 2003193893 A JP2003193893 A JP 2003193893A JP 2005029912 A JP2005029912 A JP 2005029912A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- spread fiber
- spread
- thermoplastic resin
- fiber sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
【課題】次の技術的課題を解決できる方法と装置を提供する。 １．繊維が平行・均一な密度の開繊繊維シートを製造する。 ２．開繊繊維シートに熱可塑性樹脂が一様に含浸せるプリプレグシートを効率的に製造する。
【解決手段】シート状に流送される開繊繊維束群の全幅を、交差方向へ断続的に局部押圧し、かつ、幅方向に沿って直線的に進退摩擦して開繊繊維シートを製造する。また、開繊繊維シートに同幅の熱可塑性樹脂シートを帯熱溶融状態で会合させて全面的に含浸させる。
【選択図】 図６
【解決手段】シート状に流送される開繊繊維束群の全幅を、交差方向へ断続的に局部押圧し、かつ、幅方向に沿って直線的に進退摩擦して開繊繊維シートを製造する。また、開繊繊維シートに同幅の熱可塑性樹脂シートを帯熱溶融状態で会合させて全面的に含浸させる。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開繊繊維シートの製造方法、開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法、および開繊繊維シートの製造装置、ならびに開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置に関するものであって、高品質の開繊繊維シートとプリプレグシートとを高能率に製造することを可能ならしめる新技術である。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、アロマティック・ポリアミド繊維などを補強基材とする合成樹脂複合強化成形品（例えば、ＦＲＴＰ＜Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏ−Ｐｌａｓｔｉｃｓ＞やＦＲＰ＜Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ＞など）を製造するにあたっては、能うる限りに幅広にして構成繊維が平行かつ一様な密度で整列した高品質の開繊繊維シートが必要とされる。特に、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルイミド樹脂などに代表される熱可塑性樹脂は加熱溶融状態でも、硬化前の熱硬化性樹脂（例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂）の粘度に比較して高粘度であるため、補強基材となる繊維シートに対する樹脂含浸性は必ずしも満足できるとは云えない。そして、その樹脂含浸が不完全でボイド（空隙＝樹脂の未含浸部分）が多く生じたものを使用すると、当該ＦＲＴＰ成形品の機械的強度は当然低下するのであって、製品としての強度信頼性を喪失することにもなる。
【０００３】
それゆえ、高粘度で帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を補強基材とする繊維シートの構成繊維中に十分含浸させるには開繊繊維シートの構成繊維が平行で、かつ、全体的に薄く繊維の分布密度も一様に連続していることが必要である。そこで、本発明者は嘗て、特許第 ３０４９２２５号「開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置」（特許文献１参照）、特許第 ３０６４０１９号「マルチフィラメント開繊シートの製造方法、およびその製造装置」（特許文献２参照）を提案し、構成繊維の並びが平行にして、かつ、全体的に薄くて繊維の分布密度も一様に連続せる開繊繊維束の製造に成功した。ところが、これらの特許方法を用いると、確かに一本の繊維束を開繊する技術としては良質の開繊繊維シートを製造できるのではあるが、任意幅の開繊繊維シートを製造する場合には、多数の開繊繊維束を幅方向に重ね繋いで所定の張力で走行させねばならないため、その引張力によって繋ぎ目が分離して隙間ができ易く、ＦＲＴＰ成形品の補強基材としては必ずしも理想的なものを得ることができなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０４９２２５号公報（段落［００１１］〜［００１４］、図１〜７）
【特許文献２】
特許第３０６４０１９号公報（第８頁の第５実施形態、第２３図〜第２６図）
【０００５】
即ち、前述の特許文献１・２に開示される従来の開繊繊維シートに合成樹脂を含浸せしめる場合には、その開繊繊維シートの構成繊維の並びが如何に平行で、しかも全体的に薄く一様に連続した状態のものを選んで使用するとしても、これに合成樹脂を含浸させてプリプレグシートにする際に、この繊維束の長手方向に引張力が作用すると、開繊されているため開繊繊維シートの繊維間隔が窄まって当該繊維シート全体としての横幅が縮小する傾向があるうえに、上記特許文献２記載の第５実施形態の方法で製造した開繊繊維シートにあっては、長手方向の引張力が作用すると、幅方向に繋いだ元の開繊繊維束の繋ぎ目が分離して隙間ができる惧れもあったのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が目的とする第１に解決すべき課題は、開繊繊維束を製造する従来技術に前述の如き技術的隘路があったことに鑑みて為されたものであって、ＦＲＴＰ成形品などの製造に適するだけの十分に幅広で構成繊維が平行かつ一様な密度に整列した高品質の開繊繊維シートを高能率に製造することができる合理的方法と装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明が目的とする第２に解決すべき課題は、熱硬化性樹脂に比較して高粘度の帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を、開繊繊維シートの構成繊維中に円滑かつ一様に含浸させて高品質で広幅の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを効率的に製造することができる新方法、ならびに、その方法の実施に適した装置を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明が目的とする第３の解決すべき課題は、従来、開繊繊維束に熱可塑性樹脂の含浸処理を施す際に横幅が縮小し易くて均一幅に成形できなかった技術上の隘路を打開して、横幅を縮小させることなく開繊繊維シートの横幅全域に一気に帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を含浸させて開繊繊維シートを補強基材とする横幅が一定の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを連続的に製造することができる画期的な方法と装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するために採用した手段】
本発明者が上記第１の課題を解決するために採用した方法的手段と機械的手段は、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
即ち、本発明の“開繊繊維シートの製造方法”は、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺が互いに近接並行して面一状態で流送されてくる前記開繊繊維束群Ｓの全幅を、当該面一面に対し交差方向へ局部的に進退往復させることによって、流送過程にある当該開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化させ、ついで、この開繊繊維束群Ｓの幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与することにより、近接隣り合う開繊繊維束ＦｂとＦｂとの側辺の繊維同士が接線状態に寄り添って全体が一様な開繊繊維シートＦに調製するという一連の流送揺振処理を採用した点に特徴がある。
【００１０】
また、本発明者が上記第１の課題を解決するため採用した機械的手段、即ち、本発明の“開繊繊維シートの製造装置”は、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を解舒して平面的に並行して送出可能な繊維束供給機構１と；この繊維束供給機構１から開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を面一状態に引き出して送り出す案内ロール機構２と；この案内ロール機構２から送り出される面一状態の開繊繊維束群Ｓを下流側で所定のレベル位置に支持可能なる如く一定の間隔で配設された支持ロール４１・４２・４３から成る支持ロール列４と；前記案内ロール機構２と最上流の支持ロール４１との間に配設されて、近接並行して面一状態で流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を当該面一面に対し交差方向へ所定のタイミングで直線的に局部押圧して開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に変化せしめる線状面圧付与機構５と；この面圧付与機構５の局部押圧により張力を変化しながら前記支持ロール列４により面一に支持されて送り出されてくる開繊繊維束群Ｓに面接触して幅方向へ進退往復運動し、当該繊維束群全体を一様な開繊繊維シートＦに調製せしめる摺転機構６とを基本的な構成要素として採用した点に特徴がある。
【００１１】
次に、本発明者が上記第２および第３の課題を解決するために採用した方法的手段は、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
即ち、本発明の“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”は、拡展状態で送り出されてくる開繊繊維シートＦの少なくとも一方の表面に、熱可塑性樹脂シートＳｔを送り込んで重ね合わせた後、こうして開繊繊維シートＦに重ねられた前記熱可塑性樹脂シートＳｔを熱溶融させて加圧することにより、当該開繊繊維シートを構成する各々の繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグシートＰを作製するという加工処理を施す点に特徴がある。
【００１２】
そして、本発明における上記第２および第３の課題は、次の如き方法的手段を採用することによっても、解決することができる。
即ち、本発明の“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”は、押出成形機構９″から帯熱柔軟状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″として押し出し、このシートＳｔ″が帯熱溶融状態にある間に、拡展状態で送り出されてくる開繊繊維シートＦに会合させることにより、当該開繊繊維シートを構成する各々の繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸せしめてプリプレグシートＰを作製するという加工処理を施すことによっても解決することができる。
【００１３】
さらに、本発明における上記第２および第３の課題を解決するために採用した機械的手段、即ち、本発明の“開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置”は、開繊繊維シートＦを拡展状態で送り出す繊維束引取部８と；この繊維束引取部８から拡展状態で送り出される前記開繊繊維シートＦに対して、熱可塑性樹脂シートＳｔを送り出して前記繊維束引取部８から送り出される開繊繊維シートＦに沿わせて合流させ、当該開繊繊維シートＦの表面に熱可塑性樹脂シートＳｔを重ね合わせる樹脂シート供給部９と；こうして前記開繊繊維シートＦに重ね合わされた熱可塑性樹脂シートＳｔを熱溶融させて加圧し、溶融した当該熱可塑性樹脂を開繊繊維シートＦを構成する各々の繊維の間に含浸させ、プリプレグシートＰに成形する樹脂加熱融合機構１１とを基本的な構成要素として採用した点に特徴がある。
【００１４】
そして、本発明における上記第２および第３の課題は、次の如き機械的手段を採用することによっても、解決することができる。
即ち、本発明に係る他の“開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置”は、開繊繊維シートＦを拡展状態で送り出す繊維束引取部８と；この繊維束供給部８から拡展状態に送り出される前記開繊繊維シートＦに対して、帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″を供給して、送り出される開繊繊維シートＦに沿わせて合流させ当該開繊繊維シートの表面に溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″を重ね合わせることにより、溶融状態の当該熱可塑性樹脂を開繊繊維シートＦを構成する各々の繊維の間に含浸させて広幅プリプレグシートＰに成形する押出成形機構９″とを基本的な構成要素として採用した点に特徴がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が具体的に実施される場合の好ましい形態を例示的に掲げた添附図面を引用しながら、本発明の内容を更に詳細に説明する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態としての“開繊繊維シートの製造方法”を、図１および図２に表わす“開繊繊維シートの製造装置”の図示例を準拠して解説すると、以下のとおりである（図２の平面図に示す装置では、各々のリール１ａが上下左右に重なっているためリールの巻数を見難くいけれども、１６巻のリール１ａが配設してあって１６本の開繊繊維束を処理することが可能になっている）。
【００１７】
まず、特許第 ３０４９２２５号の吸引空気開繊法で７μｍの炭素繊維１２，０００本（三菱レイヨン株式会社製ＴＲ ５０ Ｓ）を横幅２０ｍｍに開繊した開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を、１６巻のリール１ａ・１ａ・…の各々から案内ロール２ａ・２ａによって側辺は近接並行した水平な面一状態に供給し、この面一を成す各々の開繊繊維束Ｆｂの両側辺をコーム（ｃｏｍｂ）３・３・…の櫛歯３ａ・３ａ・…で流送振れを安定させながら、一定間隔（５０ｍｍ 間隔ごと）に配設した３本の支持ロール４１・４２・４３から構成される支持ロール機構４の方向へ流送せしめる。
【００１８】
そして、上記案内ロール２ａ・２ａから成る案内ロール機構２と最上流側の支持ロール４１との間に配設され、上記シート状に流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を当該面一面に対し、線状面圧付与機構である進退押圧ロール５によって１分間に １００回下方へ ２０ｍｍ のストロークで進退往復して局部押圧することにより当該面一状態の開繊繊維束群Ｓの幅全体を間欠的に下方へ凹曲せしめて、その全体の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、張力の変化を付与された前記面一状態の開繊繊維束群を、前記支持ロール４１と下流側の支持ロール４２との間、ならびに後者の支持ロール４２と続く下流の支持ロール４３との間で、面一状態の開繊繊維束群に線接触するごとくの横断方向に沿って配設した繊維束摺転ロール６１・６２を各々、横断方向へ１分間に ３００回（ストローク：２ｍｍ）進退運動させることにより、当該開繊繊維束群は幅方向への直線的な進退摩擦を付与されて、近接して隣り合った全ての開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺の繊維同士は接線状態に寄り添っていて、幅 ３２０ｍｍで目付が４０ｇ／ｍ２ の構成繊維が全体に一様に分散した開繊繊維シートＦが得られ、形態的にも安定した仕上がりのものとして速度５ｍ／ｍｉｎで巻取リールＢに巻き取られる。
【００１９】
〔開繊繊維シートを製造するための装置例１〕
図１および図２には、前述の第１実施形態の“開繊繊維シートの製造方法”の実施に使用する“開繊繊維シートの製造装置”が示してある。即ち、図１および図２において、符号１で指示するものは開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を送り出す繊維束供給機構であり、図示例では上下２段に配列された１６巻のリール１ａ・１ａ・…を含んで構成されており、これらリール１ａ・１ａ・…に巻装された全開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…は一斉に引き出されて側辺が近接並行して水平な面一状態で送り出される。
【００２０】
符号２で示されるものは案内ロール機構であって、上下一対の案内ロール２ａ・２ａの間に、上記繊維束供給機構１のリール１ａ・１ａ・…巻装せる開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を案内させ、これらの開繊繊維束Ｆｂは全てロール２ａと２ａの間で水平かつ面一状態の開繊繊維束群として図面上の右方向へ流送されることになる。
【００２１】
符号３で指示するものは、繊維束整列機構、具体的にはコーム（ｃｏｍｂ）であり、案内ロール機構２の案内ロール２ａ・２ａの間からシート状に送り出される各開繊繊維束Ｆｂと略同幅の間隔で櫛歯３ａ・３ａ・…を有する。そして、このコーム３の櫛歯３ａと櫛歯３ａとの間には、上記開繊繊維束群を構成する各々の開繊繊維束Ｆｂが梳き通されて各々の側辺は均等間隔の近接状態に整列されることになる。
【００２２】
符号４で指示するものは、面一状態で流送される開繊繊維束群（Ｆｂ・Ｆｂ・…）を水平に復帰させるための支持ロール列４であって、上流側から第１支持ロール４１、第２支持ロール４２、第３支持ロール４３と一定の間隔で配設されている。
【００２３】
符号５で支持するものは、上記案内ロール２ａ・２ａと最上流の支持ロール４１との間に配設された一定のタイミングで昇降運動を行う進退押圧ロール型の線状面圧付与機構５であり、近接並行して面一にて流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を当該シート状面に対し交差方向へ間欠的に直線的に局部押圧することにより、開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に変化させることができる。
【００２４】
符号６で支持されるものは摺転機構であって、上記第１支持ロール４１と第２支持ロール４２との間に配設された第１の摺転ロール６１と、前記第２支持ロール４２と第３支持ロール４３との間に配設された第２の摺転ロール６２とによって構成されている。この摺転ロール６１・６２は、何れも梨地仕上げのステンレス鋼（直径＝２０ｍｍの丸棒）で作製されており、エアシリンダ６１ａ・６２ａの伸退縮運動により一定のタイミングで開繊繊維束群Ｓの幅方向に進退運動が付与されるように構成されている（本図示例では、２００ 〜４００ 回／ｍｉｎ、ストローク＝２〜１０ｍｍ）。このファイバー摺転機構６を通過してファイバー摺転ロール６１・６２にて幅方向への直線的な進退摩擦を付与される開繊繊維束群Ｓは、近接して隣り合った全ての開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺の繊維同士は接線状態に寄り添わされることになり、構成繊維が全体的に一様に分散した状態の開繊繊維シートＦとなる。なお、念のため、補足説明しておくと、図１および図２に符号７で指示するものは規制バーであって、上記第１支持ロール４１、第２支持ロール４２、および第３支持ロール４２の導入側近傍に設置してあり、面一状態で流送されてくる開繊繊維束群Ｓ、または摺転機構６により調製された開繊繊維シートＦの両側辺に近接して、流送される開繊繊維束群Ｓまたは開繊繊維シートＦの側辺の乱れを防止するために付設したものである。また、本図示例においては、前記第３支持ロール４３の下流に巻取ビームＢが配設され、構成繊維が全体的に一様な分散状態に仕上がった開繊繊維シートＦを一定速度で巻き取るように構成してある。
【００２５】
〔開繊繊維シートを製造するための装置例２〕
図３に示す装置例２は、前述の装置例１の“開繊繊維シート製造装置”に開繊繊維シートＦの張力を一定に調整するために、張力調整ダンパーＤを付加したものであり、その他の構成・作用は装置例１と変わるところがない。この張力調整ダンパーは開繊繊維シートＦに横断方向に接触する受圧ロールＤｒを備えて成り、従来周知のスプリングダンパー、流体圧ダンパー等を採用することができ、図３の図示例２では張力調整ダンパーＤとしてエアダンパーを採用している。
【００２６】
しかして、図３に示す張力調整ダンパーＤにおける受圧ロールＤｒは、前述の線状面圧付与機構５の局部押圧の影響によって緊張・弛緩・緊張・…と張力を変化させながら流送されてくる開繊繊維シートＦに横断方向に沿って当接しており、当該開繊繊維シートＦの張力が所定以上に上昇したときには受圧ロールＤｒが上昇して支持ロール４３と下流側のガイドロールＧとの間における開繊繊維シートＦの弛み量が減少して張力が減殺され、逆に、開繊繊維シートＦの張力が所定以下に下がったときは受圧ロールＤｒが下降して支持ロール４３と下流側のガイドロールＧとの間における開繊繊維シートＦの弛み量が増大されることにより張力が上昇することゝなり、かくして、開繊繊維シートＦの張力変化に応動して昇降する受圧ロールＤｒの位置に応じ、張力調整ダンパーＤよりも下流における開繊繊維シートＦの張力は常に一定に保たれることになる。
【００２７】
〔開繊繊維シートを製造するための装置例３〕
図４・図５には、前述の第１実施形態の“開繊繊維シートの製造方法”の実行するための更に他の具体的手段たる“開繊繊維シート製造装置”が装置例３として示される。
【００２８】
図４および図５に図示する装置例３は、上記の装置例１とは繊維束整列機構（具体的には、コーム）３を採用しておらず、それに代えて、線状面圧付与機構５に繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を梳き通して整列せしめる整列機能を兼備せしめた点のみが異なる。
【００２９】
即ち、この装置例３において採用している線状面圧付与機構５は、上下に進退運動を可能な進退フレームとして構成されてものであって、上下に若干の隙間を空けた２本のビーム５１と５１との間には丸線材で等間隔に仕切られた所要数のメール５２・５２・…が形成されている。しかして、案内ロール２から送り出される開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の各々は、前記メール５２・５２・…の中を通過する際、開繊繊維束群を形成する各々の開繊繊維束Ｆｂが梳き通されて各々の側辺は均等の間隔を保って近接並行した状態に整列されると同時に、当該線状面圧付与機構のビーム５１・５１が下降する際には上段のビーム５１の押圧によって最上流側の第１支持ロール４１との間で下方へ凹面状に屈曲されて張力を漸増してゆき、当該進退フレーム５が上昇する際には各力が開繊繊維束Ｆｂが直伸状態に戻るまで張力は弛緩することになり、かくして、この線状面圧付与機構５を開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…が通過する際に緊張・弛緩・緊張・…と交代的な張力変化が継続することになる。
【００３０】
そして、その後、これらの開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…は、第２支持ロール４２→第３支持ロール４３へと流送されて、第１支持ロール４１と第２支持ロール４２との間では摺転ロール６１により、また第２支持ロール４２と第３支持ロール４３との間では摺転ロール６２によって幅方向への直線的な進退摩擦を付与されて、前記開繊繊維束群Ｓ中の全ての開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺の繊維同士は接線状態に寄り添わされることになり、構成繊維が全体的に一様に分散した状態の開繊繊維シートＦに調製されて巻取ビームＢに巻き取られてゆくことになる。これらのプロセスは前述の装置例１と機能および作用において変わりがない。
【００３１】
〔第２実施形態〕
図６には、本発明の第２実施形態として“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００３２】
第２実施形態における開繊繊維シートを製造工程は、前述の第１実施形態と略同じであって（巻取ビームＢへの巻き取りを除く）、７μｍの炭素繊維１２，０００本（三菱レイヨン株式会社製ＴＲ ５０ Ｓ）を横幅２０ｍｍに開繊した１６本の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を開繊繊維シートＦに調製して熱可塑性樹脂含浸工程に送り込むようになっている。
【００３３】
即ち、図６に示すところの、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を解舒して平面的に並行して送出可能な繊維束供給機構１；この繊維束供給機構１から開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を面一状態に引き出して、シート状の開繊繊維束群Ｓとして送り出す案内ロール機構２；この案内ロール機構２から面一状態に送り出される開繊繊維束群Ｓを下流側で所定のレベル位置に支持可能なるごとく一定の間隔で配設された支持ロール４１・４２・４３から成る支持ロール列４；前記案内ロール機構２と最上流の支持ロール４１との間に配設されて、近接並行して面一状態で流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を、当該面一面に対し交差方向へ所定のタイミングで直線的に局部押圧して開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に変化せしめる線状面圧付与機構５；この面圧付与機構５の局部押圧により張力を変化しながら前記支持ロール列４により面一に支持されて送り出されてくる開繊繊維束群Ｓに面接触して幅方向へ進退往復運動し、当該繊維束群全体を一様な開繊繊維シートＦに調製せしめる摺転機構６は、前述の装置例１の構成と実質的に変わるところがないので、開繊繊維シートの製造工程については、重複的説明を避けるため、第１実施形態および装置例１の説明を援用する。
【００３４】
第１実施形態と同様の工程を経て熱可塑性樹脂含浸工程に送り込まれる開繊繊維シートＦは、繊維束引取部８に引き取られる際に、樹脂シート供給部９・９から解舒される熱可塑性樹脂シートＳｔ・Ｓｔと合流し、さらにリリース・シート供給部１０・１０から解舒されるリリース・シートＲｓ・Ｒｓと合流して、中心に開繊繊維シートＦ、この開繊繊維シートＦの両面に熱可塑性樹脂シートＳｔ・Ｓｔ、そして最外面にリリース・シートＲｓ・Ｒｓが重ねられて当該引取部を構成する押圧ロール８ａ・８ａによって押圧されながら、樹脂加熱融合機構部１１に送り込まれる。
【００３５】
しかして、上記熱可塑性樹脂シートＳｔとしては、厚さ１５μｍのＰＥＩ樹脂フィルム （ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ＝住友ベークライト株式会社「スミライトＦＳ−１０００」）、リリース・シートＲｓとしては、厚さ５０μｍのＰＩ樹脂フィルム（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ＝宇部興産株式会社「ユーピレックスＳ」）を用いており、樹脂加熱融合機構部１１では３５０℃で加熱プレス（圧力：４Ｍ Ｐａ）が施されて、前記ＰＥＩ樹脂フィルムは溶融し加圧されることにより、開繊繊維シートＦには構成繊維の隙間に均等に含浸されてプリプレグシートが形成されてゆく。なお、この樹脂加熱融合機構部１１の中における加圧時間は ４ ｓｅｃ、移動速度は１ｍ／ｍｉｎで間欠的に送り出される。
【００３６】
そして、樹脂加熱融合機構部１１の出口には、プリプレグ引取りロール１２ａ・１２ａが配設されており、上記の工程で形成されたプリプレグシートＰは引き出されて、リリース・シートＲｓ・Ｒｓは剥ぎ取られてリリース巻取リール１３・１３に巻外されてゆく一方、プリプレグシートＰは巻取りビームＲに巻き取られてゆくことになる。
【００３７】
かくして、第２実施形態の方法によって得られたプリプレグシートＰは、厚さが８０μｍ、幅は３２０ｍｍ±２ｍｍの仕上りであるうえに、ＰＥＩ樹脂の分布密度が均等で、しかも補強繊維の配列にも一様で乱れのない高品質の製品となった。
【００３８】
〔第３実施形態〕
図７には、本発明の第３実施形態としての“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００３９】
図７の第３実施形態においては、繊維束供給機構１として、構成繊維が全体に一様に分散した開繊繊維シートＦを巻付けたシート供給ビームを採用している。この繊維束供給機構１（給糸ビーム）に巻き付け収納してある開繊繊維シートとしては、本発明の第１実施形態で製造された開繊繊維シートのほか、多数本の炭素繊維等をエポキシ樹脂糊剤でサイジング処理した周知の製品等（例えば、特許第 ３１０６２６１号に係る炭素繊維）を経巻ビームに巻付けて開繊繊維シートとして用いることも可能である。
【００４０】
しかして、本発明の第３実施形態においては、ビームＢ′からシート状に解舒される開繊繊維シートＦはドライブローラＧ１ ・Ｇ２ ・Ｇ３ に案内されて加熱板１１ａに送り込まれる一方、その際、リリース・シート供給部１０からもリリース・シートＲｓが送り込まれて前記開繊繊維シートＦと合流し、この開繊繊維シートＦと加熱板１１ａとの間に厚さ２５μｍのリリース・シートＲｓ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ＝宇部興産株式会社「ユーピレックスＳ」）が挟まれることになる。
【００４１】
そして、加熱板１１ａをリリース・シートＲｓと共に通過する開繊繊維シートＦは３５０ ℃程に加熱されて加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄに送り込まれる。これら加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄは、上記加熱板１１ａと相俟って樹脂加熱融合機構部１１を構成し、加熱ロール１１ｂは熱可塑性樹脂を溶融可能な３５０ ℃に、加熱ロール１１ｃ・１１ｄは熱可塑性樹脂を徐冷する２００ ℃に加熱されている。
【００４２】
こうして約３５０ ℃に加熱された開繊繊維シートＦは、加熱ロール１１ｂに到達するが、そのロール面側にはリリース・シートＲｓが介在している。一方、この開繊繊維シートＦの外面側へは熱可塑性合成繊維不織布供給部９′から解舒される熱可塑性合成繊維の不織布Ｓｔ′が送り込まれ、さらに、その上にリリース・シート供給部１０から解舒される厚さ２５μｍのリリース・シートＲｓ（宇部興産株式会社「ユーピレックスＳ」）が送り込まれて合流する。かくして、中心に開繊繊維シートＦ、この開繊繊維シートＦ上に熱可塑性合成繊維不織布Ｓｔ′、これらＦ・Ｓｔ′を挟んでリリース・シートＲｓ・Ｒｓが積み重なって加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄを順々に通過し、温度履歴を経ることになり、前記熱可塑性合成繊維不織布Ｓｔ′は溶融して中心の開繊繊維シートＦの構成繊維である炭素繊維の隙間に均等に含浸してプリプレグシートＰが形成されてゆくことになる。こうして形成されたプリプレグシートＰは引き出されて、リリース・シートＲｓ・Ｒｓは剥ぎ取られてリリース巻取リール１３・１３に巻外されてゆく一方、プリプレグシートＰは巻取りビームＲに巻き取られることになる。なお、このプリプレグシートＰはプリプレグ引取りロール１２ａにより３ｍ／ｍｉｎで引取られる。
【００４３】
かくして、第３実施形態の方法では、第２実施形態の場合のＰＥＩ樹脂フィルムに代え、ＰＰＳ繊維（ｐｏｌｙ ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ） の不織布（目付：２０ｇｍ２ ）を採用したので、結晶性の樹脂であるにもかかわらず幅方向への収縮が殆ど生ぜず、得られたプリプレグシートＰは、厚さが８０μｍ、幅は３２０ｍｍ±０．２ｍｍ の仕上りであるうえに、ＰＰＳ樹脂の分布密度が均等で高品質の製品であった。
【００４４】
〔第４実施形態〕
図８には、本発明の第４実施形態としての“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００４５】
この第４実施形態は、上記第３実施形態とは基本的構成が大体同じであって、たゞ、熱可塑性合成繊維不織布Ｓｔ′を供給する樹脂シート供給部９に代えて押出成形機構９″を採用する。この押出成形機構９″は、材料供給部ｔ１ 、溶融した樹脂材料をシート状に押し出すスリット部ｔ３ を有するＴダイｔ２ とから構成されている。また、こゝに帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートとは、Ｔダイｔ２ のスリット部ｔ２ から押し出された溶融状態の樹脂が薄く溶融した状態で恰もその外観がシート状に見えることをいい、作用的には開繊繊維シートＦに直接に溶融樹脂を薄く塗布することゝ実質的に変わりがない。この押出成形機構９″から帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″を連続的に押し出し、加熱板１１ａとの間にリリース・シートＲｓを介在しながら移動してくる開繊繊維シートＦの表面側に供給して、加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄに送り込むようにしている点において異なり、他の構成は大体同じである。なお、第４実施形態においては、押出成形機構９″から帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″の材料として、ＰＥＩ樹脂（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ：日本ジーイープラスチック株式会社「ウルテム １０００ 」）を使用し、Ｔダイ温度 ３７０℃で押出をしている。
【００４６】
樹脂シートの押出成形法を利用した第４実施形態の方法によって得られた熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートもまた、開繊繊維シートＦに対する樹脂含浸性が均一であって、得られたプリプレグシートＰは、厚さが８０μｍ、幅は３２０ｍｍ±２ｍｍの仕上りであり、ＰＥＩ樹脂の分布密度が均等で、しかも補強繊維の配列にも一様で乱れのない高品質の製品となった。
【００４７】
〔第５実施形態〕
図９には、本発明の第５実施形態としての“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００４８】
この第５実施形態では、ビームＢ′からシート状に解舒される開繊繊維シートＦはドライブローラＧ１ ・Ｇ２ ・Ｇ３ に案内されて、押出成形機構９″の下方に配設された樹脂受けロール１４に送り込まれる。そして、この樹脂受けロール１４において、開繊繊維シートＦは前記押出成形機構９″から帯熱溶融状態で連続的に押し出されてくる熱可塑性樹脂シートＳｔ″と会合することになる。そして、帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″は、開繊繊維シートＦに接触すると、開繊繊維シートＦを構成している炭素繊維同士の隙間に均等に含浸してゆく。この際、当該隙間を透過した樹脂成分は、前記樹脂受けロール１４に添設された欠取りナイフ１５によって欠き取られて除去される。
【００４９】
熱可塑性樹脂の含浸した開繊繊維シートＦは、冷却ロール１６ａ・１６ｂ・１６ｃに送られて徐々に降温してプリプレグシートＰとなり、巻取りビームＲに巻き取られてゆくことになる。こうして得られる第５実施形態のプリプレグシートＰも、前記冷却ロール１６ａ・１６ｂ・１６ｃとの接触を通じて表面が平滑かつ均一に調えられ、ＰＥＩ樹脂の分布密度が均等で、しかも補強繊維の配列にも一様で乱れのない高品質の製品となった。なお、第５実施形態でも、押出成形機構９″から帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″の材料としてＰＥＩ樹脂（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ ： 日本ジーイープラスチック株式会社「ウルテム １０００ 」）を使用し、Ｔダイ温度 ３７０℃で押出成形している。
【００５０】
本明細書と図面に具体的に例示する本発明の実施の形態は概ね上記のとおりであるが、本発明は前述の実施形態例に限定されるもので決してなく、「特許請求の範囲」記載内において種々の変形実施が可能であることは言うまでもないのであり、例えば、以下に掲げる変更例が本発明の技術的範囲に属することはいうまでもない。
（１） 前述の第１〜第５の実施形態においては、開繊繊維束も開繊繊維シートも、構成繊維が炭素繊維の場合だけを例示的に説明しているが、ガラス繊維、セラミック繊維、アロマティック・ポリアミド繊維など、ＦＲＴＰやＦＲＰの補強基材として用いられる全ての繊維材料にも適用可能である。
（２） 前述の第１実施形態においては、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺を互いに近接並行させ面一状態に流送して加工する例についてだけ具体例を挙げて説明したが、例えば図１０および図１１に図示するように、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺を互いに近接並行させて面一状態に流送する際に、これらの開繊繊維束ＦｂとＦｂとの隣り合う側辺に沿って別に開繊繊維束Ｆｂを各々添合させて面一に流送し、こうして流送されてくる前記面一状態の開繊繊維束群Ｓの全幅を当該面一面に対し交差方向へ局部的に進退往復させることにより、流送過程にある開繊繊維束群Ｓの張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、この開繊繊維束群Ｓの幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与することにより前記開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を一体に混繊せしめ、構成繊維同士が接線状態に寄り沿った一様な開繊繊維シートＦとして調製することも非常に有効である。こうして得られる開繊繊維シートＦは、構成繊維同士が接線状態に寄り沿って密接に集合しているので、当該開繊繊維シートの長手方向に張力が作用しても各構成繊維の両側に位置する隣りの構成繊維にも反対方向へ移動しようとする張力が作用するため、各々の構成繊維が幅方向へ移動しようとする力は打ち消しあって（図１１参照）、結果として当該開繊繊維シート自体の安定した幅形態を維持することになるからである。
（３） 本明細書と図面に示す実施形態の説明においては、開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…から成る開繊繊維束群Ｓも、開繊繊維シートＦも水平状態で流送する方式のみを図解しているが、本発明にあっては必ずしも水平である必要はなく、開繊繊維束群Ｓも開繊繊維シートＦも面一状態ないしは拡展状態に一面に並んでおりさえすれば、斜面状に偏って流送しても、水平面に対し垂直な状態で流送することも可能であって、線状面圧付与機構５と摺転機構６との当該流送形態に対する相対的な作用方向は何ら変わりがない。
（４） 前述の第１実施形態においては、開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を面一状態に送り出す繊維束供給機構１として、必要な本数の開繊繊維束Ｆｂを各々巻いたリール１ａ・１ａ・…を組み合わせたものを例示していたが、図１２に示すように炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、アロマティック・ポリアミド繊維などのマルチフィラメントを巻いた給糸体Ｍ・Ｍ・…と周知の開繊処理機構（例えば、特許第 ３０４９２２５号公報記載の吸引空気開繊装置や、特許第 ３３８２６０３号公報記載の拡繊装置） とを組み合わせて繊維束供給機構１として採択することも可能であり、前記給糸体Ｍ・Ｍ・…から解舒した各々のマルチフィラメントを前記開繊処理機構にて開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…に変形させて、その後の処理を第１実施形態と同様の方法で開繊繊維シートＦに調製することも可能である。
（５） 本発明を実施した際のプリプレグシートの幅・厚さおよび繊維の体積比率は上記した実施の形態例に限定されるものではなく、製品化の際の要望に応じて適宜に変更可能である。
（６） 更に、念のために申し添えておくと、本発明の何れの実施形態においても、開繊シートの幅に左右されることなく適用が可能であり、繊維分散性の優れた開繊糸に直接溶融樹脂をコーティングして硬化させても必要な幅で、構成繊維が適正分散状態に安定化した開繊糸を得ることができるのである。
【００５１】
【発明の効果】
以上、本発明の実施の形態を例示して説明したとおり、本発明の開繊繊維シートを製造する方法と装置にあっては、複数の開繊繊維束の側辺が互いに近接並行して面一状態に流送されてくる前記シート状の開繊繊維束群の全幅を当該シート状面に対し交差方向へ局部的に進退往復させつゝ、流送過程にある当該開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、この開繊繊維束群の幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与するという具合にＸ方向およびＹ方向への巧みな揉み摺り作用を逐次的に付与する手段をしているので、近接隣り合う開繊繊維束の側辺の繊維同士が接線状態に寄り添って全体が一様な高品質の開繊繊維シートを高能率に製造することが可能である。
【００５２】
また、本発明の開繊繊維シートを補強繊維とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを製造する方法と装置にあっては、拡展状態で送り出されてくる開繊繊維シートの少なくとも一方の表面に、熱可塑性樹脂シート（帯熱溶融状態のものを含む）または熱可塑性合成繊維不織布を送り込んで重ね合わせた後、こうして開繊繊維シートに重ねられた前記熱可塑性樹脂シートまたは熱可塑性合成繊維不織布を熱溶融させて加圧することにより、当該開繊繊維シートを構成する各繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグシートに成形するという方法を採用したので、開繊繊維シートの構成繊維中への熱可塑性樹脂の含浸が円滑かつ一様で含浸性の良好な高品質の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを効率的に製造することができ、しかも横幅を縮小させることなく開繊繊維束の横幅全域に一気に帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を含浸させるので、横幅が一定の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを連続的に製造することが可能である。
【００５３】
このように本発明によれば、従来製造が困難であった開繊繊維シート、およびそのような開繊繊維シートを補強基材とした熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを製造する場合における技術的隘路を打開することが可能になったのであり、しかも、その製造工程も必要とされる装置も極めて簡素であるので、その産業上の利用価値は頗る大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置例１を側方から眺めた説明図である。
【図２】図２は、図１に示される装置例１を上方から眺めた平面的説明図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置例２（装置例１に張力調整ダンパーを付加したもの）を側方から眺めた説明図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置例３の線状面圧付与機構部分を拡大して示した斜視説明図である。
【図５】図５は、図４の線状面圧付与機構を用いた装置例３を側方から眺めた説明図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図８】図８は、本発明の第４実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図９】図９は、本発明の第５実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）は、請求項４に記載する開繊繊維シートを製造する場合に複数の開繊繊維シートの配置状態を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、請求項４に記載する方法によって製造した開繊繊維シートの物性を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置の変形例を側方から眺めた説明図である。
【符号の説明】
１ 繊維束供給機構
１ａ リール
２ 案内ロール機構
２ａ 案内ロール
３ 繊維束整列機構
３ａ 櫛歯
４ 支持ロール列
４１ 第１支持ロール
４２ 第２支持ロール
４３ 第３支持ロール
５ 線状面圧付与機構
５１ （進退フレームの）ビーム
６ 摺転機構
６１・６２ 摺転ロール
７ 規制バー
８ 繊維束引取部
８ａ 押圧ロール
９ 樹脂シート供給部
９′ 熱可塑性合成繊維不織布供給部
９″ 押出成形機構
ｔ１ 材料供給部
ｔ２ Ｔダイ
ｔ３ スリット部
１０ リリース・シート供給部
１１ 樹脂加熱融合機構部
１１ａ 加熱板
１１ｂ 加熱ロール
１１ｃ 加熱ロール
１１ｄ 加熱ロール
１２ａ プリプレグ引取ロール
１３ リリース巻取リール
１４ 樹脂受けロール
１５ 欠取りナイフ
１６ａ・１６ｂ・１６ｃ 冷却ロール
Ｆ 開繊繊維シート
Ｆｂ 開繊繊維束
Ｄ 張力調整ダンパー
Ｄｒ 受圧ロール
Ｇ ガイドロール
Ｐ プリプレグシート
Ｒ 巻取りビーム
Ｒｓ リリース・シート
Ｓ 開繊繊維束群
Ｓｔ 熱可塑性樹脂シート
Ｓｔ′ 熱可塑性合成繊維不織布
Ｓｔ″ （帯熱溶融状態の）熱可塑性樹脂シート
【発明の属する技術分野】
本発明は、開繊繊維シートの製造方法、開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法、および開繊繊維シートの製造装置、ならびに開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置に関するものであって、高品質の開繊繊維シートとプリプレグシートとを高能率に製造することを可能ならしめる新技術である。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、アロマティック・ポリアミド繊維などを補強基材とする合成樹脂複合強化成形品（例えば、ＦＲＴＰ＜Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏ−Ｐｌａｓｔｉｃｓ＞やＦＲＰ＜Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ＞など）を製造するにあたっては、能うる限りに幅広にして構成繊維が平行かつ一様な密度で整列した高品質の開繊繊維シートが必要とされる。特に、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルイミド樹脂などに代表される熱可塑性樹脂は加熱溶融状態でも、硬化前の熱硬化性樹脂（例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂）の粘度に比較して高粘度であるため、補強基材となる繊維シートに対する樹脂含浸性は必ずしも満足できるとは云えない。そして、その樹脂含浸が不完全でボイド（空隙＝樹脂の未含浸部分）が多く生じたものを使用すると、当該ＦＲＴＰ成形品の機械的強度は当然低下するのであって、製品としての強度信頼性を喪失することにもなる。
【０００３】
それゆえ、高粘度で帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を補強基材とする繊維シートの構成繊維中に十分含浸させるには開繊繊維シートの構成繊維が平行で、かつ、全体的に薄く繊維の分布密度も一様に連続していることが必要である。そこで、本発明者は嘗て、特許第 ３０４９２２５号「開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置」（特許文献１参照）、特許第 ３０６４０１９号「マルチフィラメント開繊シートの製造方法、およびその製造装置」（特許文献２参照）を提案し、構成繊維の並びが平行にして、かつ、全体的に薄くて繊維の分布密度も一様に連続せる開繊繊維束の製造に成功した。ところが、これらの特許方法を用いると、確かに一本の繊維束を開繊する技術としては良質の開繊繊維シートを製造できるのではあるが、任意幅の開繊繊維シートを製造する場合には、多数の開繊繊維束を幅方向に重ね繋いで所定の張力で走行させねばならないため、その引張力によって繋ぎ目が分離して隙間ができ易く、ＦＲＴＰ成形品の補強基材としては必ずしも理想的なものを得ることができなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０４９２２５号公報（段落［００１１］〜［００１４］、図１〜７）
【特許文献２】
特許第３０６４０１９号公報（第８頁の第５実施形態、第２３図〜第２６図）
【０００５】
即ち、前述の特許文献１・２に開示される従来の開繊繊維シートに合成樹脂を含浸せしめる場合には、その開繊繊維シートの構成繊維の並びが如何に平行で、しかも全体的に薄く一様に連続した状態のものを選んで使用するとしても、これに合成樹脂を含浸させてプリプレグシートにする際に、この繊維束の長手方向に引張力が作用すると、開繊されているため開繊繊維シートの繊維間隔が窄まって当該繊維シート全体としての横幅が縮小する傾向があるうえに、上記特許文献２記載の第５実施形態の方法で製造した開繊繊維シートにあっては、長手方向の引張力が作用すると、幅方向に繋いだ元の開繊繊維束の繋ぎ目が分離して隙間ができる惧れもあったのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が目的とする第１に解決すべき課題は、開繊繊維束を製造する従来技術に前述の如き技術的隘路があったことに鑑みて為されたものであって、ＦＲＴＰ成形品などの製造に適するだけの十分に幅広で構成繊維が平行かつ一様な密度に整列した高品質の開繊繊維シートを高能率に製造することができる合理的方法と装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明が目的とする第２に解決すべき課題は、熱硬化性樹脂に比較して高粘度の帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を、開繊繊維シートの構成繊維中に円滑かつ一様に含浸させて高品質で広幅の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを効率的に製造することができる新方法、ならびに、その方法の実施に適した装置を提供することにある。
【０００８】
さらに、本発明が目的とする第３の解決すべき課題は、従来、開繊繊維束に熱可塑性樹脂の含浸処理を施す際に横幅が縮小し易くて均一幅に成形できなかった技術上の隘路を打開して、横幅を縮小させることなく開繊繊維シートの横幅全域に一気に帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を含浸させて開繊繊維シートを補強基材とする横幅が一定の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを連続的に製造することができる画期的な方法と装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するために採用した手段】
本発明者が上記第１の課題を解決するために採用した方法的手段と機械的手段は、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
即ち、本発明の“開繊繊維シートの製造方法”は、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺が互いに近接並行して面一状態で流送されてくる前記開繊繊維束群Ｓの全幅を、当該面一面に対し交差方向へ局部的に進退往復させることによって、流送過程にある当該開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化させ、ついで、この開繊繊維束群Ｓの幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与することにより、近接隣り合う開繊繊維束ＦｂとＦｂとの側辺の繊維同士が接線状態に寄り添って全体が一様な開繊繊維シートＦに調製するという一連の流送揺振処理を採用した点に特徴がある。
【００１０】
また、本発明者が上記第１の課題を解決するため採用した機械的手段、即ち、本発明の“開繊繊維シートの製造装置”は、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を解舒して平面的に並行して送出可能な繊維束供給機構１と；この繊維束供給機構１から開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を面一状態に引き出して送り出す案内ロール機構２と；この案内ロール機構２から送り出される面一状態の開繊繊維束群Ｓを下流側で所定のレベル位置に支持可能なる如く一定の間隔で配設された支持ロール４１・４２・４３から成る支持ロール列４と；前記案内ロール機構２と最上流の支持ロール４１との間に配設されて、近接並行して面一状態で流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を当該面一面に対し交差方向へ所定のタイミングで直線的に局部押圧して開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に変化せしめる線状面圧付与機構５と；この面圧付与機構５の局部押圧により張力を変化しながら前記支持ロール列４により面一に支持されて送り出されてくる開繊繊維束群Ｓに面接触して幅方向へ進退往復運動し、当該繊維束群全体を一様な開繊繊維シートＦに調製せしめる摺転機構６とを基本的な構成要素として採用した点に特徴がある。
【００１１】
次に、本発明者が上記第２および第３の課題を解決するために採用した方法的手段は、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりである。
即ち、本発明の“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”は、拡展状態で送り出されてくる開繊繊維シートＦの少なくとも一方の表面に、熱可塑性樹脂シートＳｔを送り込んで重ね合わせた後、こうして開繊繊維シートＦに重ねられた前記熱可塑性樹脂シートＳｔを熱溶融させて加圧することにより、当該開繊繊維シートを構成する各々の繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグシートＰを作製するという加工処理を施す点に特徴がある。
【００１２】
そして、本発明における上記第２および第３の課題は、次の如き方法的手段を採用することによっても、解決することができる。
即ち、本発明の“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”は、押出成形機構９″から帯熱柔軟状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″として押し出し、このシートＳｔ″が帯熱溶融状態にある間に、拡展状態で送り出されてくる開繊繊維シートＦに会合させることにより、当該開繊繊維シートを構成する各々の繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸せしめてプリプレグシートＰを作製するという加工処理を施すことによっても解決することができる。
【００１３】
さらに、本発明における上記第２および第３の課題を解決するために採用した機械的手段、即ち、本発明の“開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置”は、開繊繊維シートＦを拡展状態で送り出す繊維束引取部８と；この繊維束引取部８から拡展状態で送り出される前記開繊繊維シートＦに対して、熱可塑性樹脂シートＳｔを送り出して前記繊維束引取部８から送り出される開繊繊維シートＦに沿わせて合流させ、当該開繊繊維シートＦの表面に熱可塑性樹脂シートＳｔを重ね合わせる樹脂シート供給部９と；こうして前記開繊繊維シートＦに重ね合わされた熱可塑性樹脂シートＳｔを熱溶融させて加圧し、溶融した当該熱可塑性樹脂を開繊繊維シートＦを構成する各々の繊維の間に含浸させ、プリプレグシートＰに成形する樹脂加熱融合機構１１とを基本的な構成要素として採用した点に特徴がある。
【００１４】
そして、本発明における上記第２および第３の課題は、次の如き機械的手段を採用することによっても、解決することができる。
即ち、本発明に係る他の“開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置”は、開繊繊維シートＦを拡展状態で送り出す繊維束引取部８と；この繊維束供給部８から拡展状態に送り出される前記開繊繊維シートＦに対して、帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″を供給して、送り出される開繊繊維シートＦに沿わせて合流させ当該開繊繊維シートの表面に溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″を重ね合わせることにより、溶融状態の当該熱可塑性樹脂を開繊繊維シートＦを構成する各々の繊維の間に含浸させて広幅プリプレグシートＰに成形する押出成形機構９″とを基本的な構成要素として採用した点に特徴がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が具体的に実施される場合の好ましい形態を例示的に掲げた添附図面を引用しながら、本発明の内容を更に詳細に説明する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態としての“開繊繊維シートの製造方法”を、図１および図２に表わす“開繊繊維シートの製造装置”の図示例を準拠して解説すると、以下のとおりである（図２の平面図に示す装置では、各々のリール１ａが上下左右に重なっているためリールの巻数を見難くいけれども、１６巻のリール１ａが配設してあって１６本の開繊繊維束を処理することが可能になっている）。
【００１７】
まず、特許第 ３０４９２２５号の吸引空気開繊法で７μｍの炭素繊維１２，０００本（三菱レイヨン株式会社製ＴＲ ５０ Ｓ）を横幅２０ｍｍに開繊した開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を、１６巻のリール１ａ・１ａ・…の各々から案内ロール２ａ・２ａによって側辺は近接並行した水平な面一状態に供給し、この面一を成す各々の開繊繊維束Ｆｂの両側辺をコーム（ｃｏｍｂ）３・３・…の櫛歯３ａ・３ａ・…で流送振れを安定させながら、一定間隔（５０ｍｍ 間隔ごと）に配設した３本の支持ロール４１・４２・４３から構成される支持ロール機構４の方向へ流送せしめる。
【００１８】
そして、上記案内ロール２ａ・２ａから成る案内ロール機構２と最上流側の支持ロール４１との間に配設され、上記シート状に流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を当該面一面に対し、線状面圧付与機構である進退押圧ロール５によって１分間に １００回下方へ ２０ｍｍ のストロークで進退往復して局部押圧することにより当該面一状態の開繊繊維束群Ｓの幅全体を間欠的に下方へ凹曲せしめて、その全体の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、張力の変化を付与された前記面一状態の開繊繊維束群を、前記支持ロール４１と下流側の支持ロール４２との間、ならびに後者の支持ロール４２と続く下流の支持ロール４３との間で、面一状態の開繊繊維束群に線接触するごとくの横断方向に沿って配設した繊維束摺転ロール６１・６２を各々、横断方向へ１分間に ３００回（ストローク：２ｍｍ）進退運動させることにより、当該開繊繊維束群は幅方向への直線的な進退摩擦を付与されて、近接して隣り合った全ての開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺の繊維同士は接線状態に寄り添っていて、幅 ３２０ｍｍで目付が４０ｇ／ｍ２ の構成繊維が全体に一様に分散した開繊繊維シートＦが得られ、形態的にも安定した仕上がりのものとして速度５ｍ／ｍｉｎで巻取リールＢに巻き取られる。
【００１９】
〔開繊繊維シートを製造するための装置例１〕
図１および図２には、前述の第１実施形態の“開繊繊維シートの製造方法”の実施に使用する“開繊繊維シートの製造装置”が示してある。即ち、図１および図２において、符号１で指示するものは開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を送り出す繊維束供給機構であり、図示例では上下２段に配列された１６巻のリール１ａ・１ａ・…を含んで構成されており、これらリール１ａ・１ａ・…に巻装された全開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…は一斉に引き出されて側辺が近接並行して水平な面一状態で送り出される。
【００２０】
符号２で示されるものは案内ロール機構であって、上下一対の案内ロール２ａ・２ａの間に、上記繊維束供給機構１のリール１ａ・１ａ・…巻装せる開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を案内させ、これらの開繊繊維束Ｆｂは全てロール２ａと２ａの間で水平かつ面一状態の開繊繊維束群として図面上の右方向へ流送されることになる。
【００２１】
符号３で指示するものは、繊維束整列機構、具体的にはコーム（ｃｏｍｂ）であり、案内ロール機構２の案内ロール２ａ・２ａの間からシート状に送り出される各開繊繊維束Ｆｂと略同幅の間隔で櫛歯３ａ・３ａ・…を有する。そして、このコーム３の櫛歯３ａと櫛歯３ａとの間には、上記開繊繊維束群を構成する各々の開繊繊維束Ｆｂが梳き通されて各々の側辺は均等間隔の近接状態に整列されることになる。
【００２２】
符号４で指示するものは、面一状態で流送される開繊繊維束群（Ｆｂ・Ｆｂ・…）を水平に復帰させるための支持ロール列４であって、上流側から第１支持ロール４１、第２支持ロール４２、第３支持ロール４３と一定の間隔で配設されている。
【００２３】
符号５で支持するものは、上記案内ロール２ａ・２ａと最上流の支持ロール４１との間に配設された一定のタイミングで昇降運動を行う進退押圧ロール型の線状面圧付与機構５であり、近接並行して面一にて流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を当該シート状面に対し交差方向へ間欠的に直線的に局部押圧することにより、開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に変化させることができる。
【００２４】
符号６で支持されるものは摺転機構であって、上記第１支持ロール４１と第２支持ロール４２との間に配設された第１の摺転ロール６１と、前記第２支持ロール４２と第３支持ロール４３との間に配設された第２の摺転ロール６２とによって構成されている。この摺転ロール６１・６２は、何れも梨地仕上げのステンレス鋼（直径＝２０ｍｍの丸棒）で作製されており、エアシリンダ６１ａ・６２ａの伸退縮運動により一定のタイミングで開繊繊維束群Ｓの幅方向に進退運動が付与されるように構成されている（本図示例では、２００ 〜４００ 回／ｍｉｎ、ストローク＝２〜１０ｍｍ）。このファイバー摺転機構６を通過してファイバー摺転ロール６１・６２にて幅方向への直線的な進退摩擦を付与される開繊繊維束群Ｓは、近接して隣り合った全ての開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺の繊維同士は接線状態に寄り添わされることになり、構成繊維が全体的に一様に分散した状態の開繊繊維シートＦとなる。なお、念のため、補足説明しておくと、図１および図２に符号７で指示するものは規制バーであって、上記第１支持ロール４１、第２支持ロール４２、および第３支持ロール４２の導入側近傍に設置してあり、面一状態で流送されてくる開繊繊維束群Ｓ、または摺転機構６により調製された開繊繊維シートＦの両側辺に近接して、流送される開繊繊維束群Ｓまたは開繊繊維シートＦの側辺の乱れを防止するために付設したものである。また、本図示例においては、前記第３支持ロール４３の下流に巻取ビームＢが配設され、構成繊維が全体的に一様な分散状態に仕上がった開繊繊維シートＦを一定速度で巻き取るように構成してある。
【００２５】
〔開繊繊維シートを製造するための装置例２〕
図３に示す装置例２は、前述の装置例１の“開繊繊維シート製造装置”に開繊繊維シートＦの張力を一定に調整するために、張力調整ダンパーＤを付加したものであり、その他の構成・作用は装置例１と変わるところがない。この張力調整ダンパーは開繊繊維シートＦに横断方向に接触する受圧ロールＤｒを備えて成り、従来周知のスプリングダンパー、流体圧ダンパー等を採用することができ、図３の図示例２では張力調整ダンパーＤとしてエアダンパーを採用している。
【００２６】
しかして、図３に示す張力調整ダンパーＤにおける受圧ロールＤｒは、前述の線状面圧付与機構５の局部押圧の影響によって緊張・弛緩・緊張・…と張力を変化させながら流送されてくる開繊繊維シートＦに横断方向に沿って当接しており、当該開繊繊維シートＦの張力が所定以上に上昇したときには受圧ロールＤｒが上昇して支持ロール４３と下流側のガイドロールＧとの間における開繊繊維シートＦの弛み量が減少して張力が減殺され、逆に、開繊繊維シートＦの張力が所定以下に下がったときは受圧ロールＤｒが下降して支持ロール４３と下流側のガイドロールＧとの間における開繊繊維シートＦの弛み量が増大されることにより張力が上昇することゝなり、かくして、開繊繊維シートＦの張力変化に応動して昇降する受圧ロールＤｒの位置に応じ、張力調整ダンパーＤよりも下流における開繊繊維シートＦの張力は常に一定に保たれることになる。
【００２７】
〔開繊繊維シートを製造するための装置例３〕
図４・図５には、前述の第１実施形態の“開繊繊維シートの製造方法”の実行するための更に他の具体的手段たる“開繊繊維シート製造装置”が装置例３として示される。
【００２８】
図４および図５に図示する装置例３は、上記の装置例１とは繊維束整列機構（具体的には、コーム）３を採用しておらず、それに代えて、線状面圧付与機構５に繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を梳き通して整列せしめる整列機能を兼備せしめた点のみが異なる。
【００２９】
即ち、この装置例３において採用している線状面圧付与機構５は、上下に進退運動を可能な進退フレームとして構成されてものであって、上下に若干の隙間を空けた２本のビーム５１と５１との間には丸線材で等間隔に仕切られた所要数のメール５２・５２・…が形成されている。しかして、案内ロール２から送り出される開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の各々は、前記メール５２・５２・…の中を通過する際、開繊繊維束群を形成する各々の開繊繊維束Ｆｂが梳き通されて各々の側辺は均等の間隔を保って近接並行した状態に整列されると同時に、当該線状面圧付与機構のビーム５１・５１が下降する際には上段のビーム５１の押圧によって最上流側の第１支持ロール４１との間で下方へ凹面状に屈曲されて張力を漸増してゆき、当該進退フレーム５が上昇する際には各力が開繊繊維束Ｆｂが直伸状態に戻るまで張力は弛緩することになり、かくして、この線状面圧付与機構５を開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…が通過する際に緊張・弛緩・緊張・…と交代的な張力変化が継続することになる。
【００３０】
そして、その後、これらの開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…は、第２支持ロール４２→第３支持ロール４３へと流送されて、第１支持ロール４１と第２支持ロール４２との間では摺転ロール６１により、また第２支持ロール４２と第３支持ロール４３との間では摺転ロール６２によって幅方向への直線的な進退摩擦を付与されて、前記開繊繊維束群Ｓ中の全ての開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺の繊維同士は接線状態に寄り添わされることになり、構成繊維が全体的に一様に分散した状態の開繊繊維シートＦに調製されて巻取ビームＢに巻き取られてゆくことになる。これらのプロセスは前述の装置例１と機能および作用において変わりがない。
【００３１】
〔第２実施形態〕
図６には、本発明の第２実施形態として“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００３２】
第２実施形態における開繊繊維シートを製造工程は、前述の第１実施形態と略同じであって（巻取ビームＢへの巻き取りを除く）、７μｍの炭素繊維１２，０００本（三菱レイヨン株式会社製ＴＲ ５０ Ｓ）を横幅２０ｍｍに開繊した１６本の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を開繊繊維シートＦに調製して熱可塑性樹脂含浸工程に送り込むようになっている。
【００３３】
即ち、図６に示すところの、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を解舒して平面的に並行して送出可能な繊維束供給機構１；この繊維束供給機構１から開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を面一状態に引き出して、シート状の開繊繊維束群Ｓとして送り出す案内ロール機構２；この案内ロール機構２から面一状態に送り出される開繊繊維束群Ｓを下流側で所定のレベル位置に支持可能なるごとく一定の間隔で配設された支持ロール４１・４２・４３から成る支持ロール列４；前記案内ロール機構２と最上流の支持ロール４１との間に配設されて、近接並行して面一状態で流送されてくる開繊繊維束群Ｓの全幅を、当該面一面に対し交差方向へ所定のタイミングで直線的に局部押圧して開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に変化せしめる線状面圧付与機構５；この面圧付与機構５の局部押圧により張力を変化しながら前記支持ロール列４により面一に支持されて送り出されてくる開繊繊維束群Ｓに面接触して幅方向へ進退往復運動し、当該繊維束群全体を一様な開繊繊維シートＦに調製せしめる摺転機構６は、前述の装置例１の構成と実質的に変わるところがないので、開繊繊維シートの製造工程については、重複的説明を避けるため、第１実施形態および装置例１の説明を援用する。
【００３４】
第１実施形態と同様の工程を経て熱可塑性樹脂含浸工程に送り込まれる開繊繊維シートＦは、繊維束引取部８に引き取られる際に、樹脂シート供給部９・９から解舒される熱可塑性樹脂シートＳｔ・Ｓｔと合流し、さらにリリース・シート供給部１０・１０から解舒されるリリース・シートＲｓ・Ｒｓと合流して、中心に開繊繊維シートＦ、この開繊繊維シートＦの両面に熱可塑性樹脂シートＳｔ・Ｓｔ、そして最外面にリリース・シートＲｓ・Ｒｓが重ねられて当該引取部を構成する押圧ロール８ａ・８ａによって押圧されながら、樹脂加熱融合機構部１１に送り込まれる。
【００３５】
しかして、上記熱可塑性樹脂シートＳｔとしては、厚さ１５μｍのＰＥＩ樹脂フィルム （ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ＝住友ベークライト株式会社「スミライトＦＳ−１０００」）、リリース・シートＲｓとしては、厚さ５０μｍのＰＩ樹脂フィルム（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ＝宇部興産株式会社「ユーピレックスＳ」）を用いており、樹脂加熱融合機構部１１では３５０℃で加熱プレス（圧力：４Ｍ Ｐａ）が施されて、前記ＰＥＩ樹脂フィルムは溶融し加圧されることにより、開繊繊維シートＦには構成繊維の隙間に均等に含浸されてプリプレグシートが形成されてゆく。なお、この樹脂加熱融合機構部１１の中における加圧時間は ４ ｓｅｃ、移動速度は１ｍ／ｍｉｎで間欠的に送り出される。
【００３６】
そして、樹脂加熱融合機構部１１の出口には、プリプレグ引取りロール１２ａ・１２ａが配設されており、上記の工程で形成されたプリプレグシートＰは引き出されて、リリース・シートＲｓ・Ｒｓは剥ぎ取られてリリース巻取リール１３・１３に巻外されてゆく一方、プリプレグシートＰは巻取りビームＲに巻き取られてゆくことになる。
【００３７】
かくして、第２実施形態の方法によって得られたプリプレグシートＰは、厚さが８０μｍ、幅は３２０ｍｍ±２ｍｍの仕上りであるうえに、ＰＥＩ樹脂の分布密度が均等で、しかも補強繊維の配列にも一様で乱れのない高品質の製品となった。
【００３８】
〔第３実施形態〕
図７には、本発明の第３実施形態としての“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００３９】
図７の第３実施形態においては、繊維束供給機構１として、構成繊維が全体に一様に分散した開繊繊維シートＦを巻付けたシート供給ビームを採用している。この繊維束供給機構１（給糸ビーム）に巻き付け収納してある開繊繊維シートとしては、本発明の第１実施形態で製造された開繊繊維シートのほか、多数本の炭素繊維等をエポキシ樹脂糊剤でサイジング処理した周知の製品等（例えば、特許第 ３１０６２６１号に係る炭素繊維）を経巻ビームに巻付けて開繊繊維シートとして用いることも可能である。
【００４０】
しかして、本発明の第３実施形態においては、ビームＢ′からシート状に解舒される開繊繊維シートＦはドライブローラＧ１ ・Ｇ２ ・Ｇ３ に案内されて加熱板１１ａに送り込まれる一方、その際、リリース・シート供給部１０からもリリース・シートＲｓが送り込まれて前記開繊繊維シートＦと合流し、この開繊繊維シートＦと加熱板１１ａとの間に厚さ２５μｍのリリース・シートＲｓ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ＝宇部興産株式会社「ユーピレックスＳ」）が挟まれることになる。
【００４１】
そして、加熱板１１ａをリリース・シートＲｓと共に通過する開繊繊維シートＦは３５０ ℃程に加熱されて加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄに送り込まれる。これら加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄは、上記加熱板１１ａと相俟って樹脂加熱融合機構部１１を構成し、加熱ロール１１ｂは熱可塑性樹脂を溶融可能な３５０ ℃に、加熱ロール１１ｃ・１１ｄは熱可塑性樹脂を徐冷する２００ ℃に加熱されている。
【００４２】
こうして約３５０ ℃に加熱された開繊繊維シートＦは、加熱ロール１１ｂに到達するが、そのロール面側にはリリース・シートＲｓが介在している。一方、この開繊繊維シートＦの外面側へは熱可塑性合成繊維不織布供給部９′から解舒される熱可塑性合成繊維の不織布Ｓｔ′が送り込まれ、さらに、その上にリリース・シート供給部１０から解舒される厚さ２５μｍのリリース・シートＲｓ（宇部興産株式会社「ユーピレックスＳ」）が送り込まれて合流する。かくして、中心に開繊繊維シートＦ、この開繊繊維シートＦ上に熱可塑性合成繊維不織布Ｓｔ′、これらＦ・Ｓｔ′を挟んでリリース・シートＲｓ・Ｒｓが積み重なって加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄを順々に通過し、温度履歴を経ることになり、前記熱可塑性合成繊維不織布Ｓｔ′は溶融して中心の開繊繊維シートＦの構成繊維である炭素繊維の隙間に均等に含浸してプリプレグシートＰが形成されてゆくことになる。こうして形成されたプリプレグシートＰは引き出されて、リリース・シートＲｓ・Ｒｓは剥ぎ取られてリリース巻取リール１３・１３に巻外されてゆく一方、プリプレグシートＰは巻取りビームＲに巻き取られることになる。なお、このプリプレグシートＰはプリプレグ引取りロール１２ａにより３ｍ／ｍｉｎで引取られる。
【００４３】
かくして、第３実施形態の方法では、第２実施形態の場合のＰＥＩ樹脂フィルムに代え、ＰＰＳ繊維（ｐｏｌｙ ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ） の不織布（目付：２０ｇｍ２ ）を採用したので、結晶性の樹脂であるにもかかわらず幅方向への収縮が殆ど生ぜず、得られたプリプレグシートＰは、厚さが８０μｍ、幅は３２０ｍｍ±０．２ｍｍ の仕上りであるうえに、ＰＰＳ樹脂の分布密度が均等で高品質の製品であった。
【００４４】
〔第４実施形態〕
図８には、本発明の第４実施形態としての“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００４５】
この第４実施形態は、上記第３実施形態とは基本的構成が大体同じであって、たゞ、熱可塑性合成繊維不織布Ｓｔ′を供給する樹脂シート供給部９に代えて押出成形機構９″を採用する。この押出成形機構９″は、材料供給部ｔ１ 、溶融した樹脂材料をシート状に押し出すスリット部ｔ３ を有するＴダイｔ２ とから構成されている。また、こゝに帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートとは、Ｔダイｔ２ のスリット部ｔ２ から押し出された溶融状態の樹脂が薄く溶融した状態で恰もその外観がシート状に見えることをいい、作用的には開繊繊維シートＦに直接に溶融樹脂を薄く塗布することゝ実質的に変わりがない。この押出成形機構９″から帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″を連続的に押し出し、加熱板１１ａとの間にリリース・シートＲｓを介在しながら移動してくる開繊繊維シートＦの表面側に供給して、加熱ロール１１ｂ・１１ｃ・１１ｄに送り込むようにしている点において異なり、他の構成は大体同じである。なお、第４実施形態においては、押出成形機構９″から帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″の材料として、ＰＥＩ樹脂（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ：日本ジーイープラスチック株式会社「ウルテム １０００ 」）を使用し、Ｔダイ温度 ３７０℃で押出をしている。
【００４６】
樹脂シートの押出成形法を利用した第４実施形態の方法によって得られた熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートもまた、開繊繊維シートＦに対する樹脂含浸性が均一であって、得られたプリプレグシートＰは、厚さが８０μｍ、幅は３２０ｍｍ±２ｍｍの仕上りであり、ＰＥＩ樹脂の分布密度が均等で、しかも補強繊維の配列にも一様で乱れのない高品質の製品となった。
【００４７】
〔第５実施形態〕
図９には、本発明の第５実施形態としての“開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法”が示される。
【００４８】
この第５実施形態では、ビームＢ′からシート状に解舒される開繊繊維シートＦはドライブローラＧ１ ・Ｇ２ ・Ｇ３ に案内されて、押出成形機構９″の下方に配設された樹脂受けロール１４に送り込まれる。そして、この樹脂受けロール１４において、開繊繊維シートＦは前記押出成形機構９″から帯熱溶融状態で連続的に押し出されてくる熱可塑性樹脂シートＳｔ″と会合することになる。そして、帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″は、開繊繊維シートＦに接触すると、開繊繊維シートＦを構成している炭素繊維同士の隙間に均等に含浸してゆく。この際、当該隙間を透過した樹脂成分は、前記樹脂受けロール１４に添設された欠取りナイフ１５によって欠き取られて除去される。
【００４９】
熱可塑性樹脂の含浸した開繊繊維シートＦは、冷却ロール１６ａ・１６ｂ・１６ｃに送られて徐々に降温してプリプレグシートＰとなり、巻取りビームＲに巻き取られてゆくことになる。こうして得られる第５実施形態のプリプレグシートＰも、前記冷却ロール１６ａ・１６ｂ・１６ｃとの接触を通じて表面が平滑かつ均一に調えられ、ＰＥＩ樹脂の分布密度が均等で、しかも補強繊維の配列にも一様で乱れのない高品質の製品となった。なお、第５実施形態でも、押出成形機構９″から帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートＳｔ″の材料としてＰＥＩ樹脂（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ ： 日本ジーイープラスチック株式会社「ウルテム １０００ 」）を使用し、Ｔダイ温度 ３７０℃で押出成形している。
【００５０】
本明細書と図面に具体的に例示する本発明の実施の形態は概ね上記のとおりであるが、本発明は前述の実施形態例に限定されるもので決してなく、「特許請求の範囲」記載内において種々の変形実施が可能であることは言うまでもないのであり、例えば、以下に掲げる変更例が本発明の技術的範囲に属することはいうまでもない。
（１） 前述の第１〜第５の実施形態においては、開繊繊維束も開繊繊維シートも、構成繊維が炭素繊維の場合だけを例示的に説明しているが、ガラス繊維、セラミック繊維、アロマティック・ポリアミド繊維など、ＦＲＴＰやＦＲＰの補強基材として用いられる全ての繊維材料にも適用可能である。
（２） 前述の第１実施形態においては、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺を互いに近接並行させ面一状態に流送して加工する例についてだけ具体例を挙げて説明したが、例えば図１０および図１１に図示するように、複数の開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…の側辺を互いに近接並行させて面一状態に流送する際に、これらの開繊繊維束ＦｂとＦｂとの隣り合う側辺に沿って別に開繊繊維束Ｆｂを各々添合させて面一に流送し、こうして流送されてくる前記面一状態の開繊繊維束群Ｓの全幅を当該面一面に対し交差方向へ局部的に進退往復させることにより、流送過程にある開繊繊維束群Ｓの張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、この開繊繊維束群Ｓの幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与することにより前記開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を一体に混繊せしめ、構成繊維同士が接線状態に寄り沿った一様な開繊繊維シートＦとして調製することも非常に有効である。こうして得られる開繊繊維シートＦは、構成繊維同士が接線状態に寄り沿って密接に集合しているので、当該開繊繊維シートの長手方向に張力が作用しても各構成繊維の両側に位置する隣りの構成繊維にも反対方向へ移動しようとする張力が作用するため、各々の構成繊維が幅方向へ移動しようとする力は打ち消しあって（図１１参照）、結果として当該開繊繊維シート自体の安定した幅形態を維持することになるからである。
（３） 本明細書と図面に示す実施形態の説明においては、開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…から成る開繊繊維束群Ｓも、開繊繊維シートＦも水平状態で流送する方式のみを図解しているが、本発明にあっては必ずしも水平である必要はなく、開繊繊維束群Ｓも開繊繊維シートＦも面一状態ないしは拡展状態に一面に並んでおりさえすれば、斜面状に偏って流送しても、水平面に対し垂直な状態で流送することも可能であって、線状面圧付与機構５と摺転機構６との当該流送形態に対する相対的な作用方向は何ら変わりがない。
（４） 前述の第１実施形態においては、開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…を面一状態に送り出す繊維束供給機構１として、必要な本数の開繊繊維束Ｆｂを各々巻いたリール１ａ・１ａ・…を組み合わせたものを例示していたが、図１２に示すように炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、アロマティック・ポリアミド繊維などのマルチフィラメントを巻いた給糸体Ｍ・Ｍ・…と周知の開繊処理機構（例えば、特許第 ３０４９２２５号公報記載の吸引空気開繊装置や、特許第 ３３８２６０３号公報記載の拡繊装置） とを組み合わせて繊維束供給機構１として採択することも可能であり、前記給糸体Ｍ・Ｍ・…から解舒した各々のマルチフィラメントを前記開繊処理機構にて開繊繊維束Ｆｂ・Ｆｂ・…に変形させて、その後の処理を第１実施形態と同様の方法で開繊繊維シートＦに調製することも可能である。
（５） 本発明を実施した際のプリプレグシートの幅・厚さおよび繊維の体積比率は上記した実施の形態例に限定されるものではなく、製品化の際の要望に応じて適宜に変更可能である。
（６） 更に、念のために申し添えておくと、本発明の何れの実施形態においても、開繊シートの幅に左右されることなく適用が可能であり、繊維分散性の優れた開繊糸に直接溶融樹脂をコーティングして硬化させても必要な幅で、構成繊維が適正分散状態に安定化した開繊糸を得ることができるのである。
【００５１】
【発明の効果】
以上、本発明の実施の形態を例示して説明したとおり、本発明の開繊繊維シートを製造する方法と装置にあっては、複数の開繊繊維束の側辺が互いに近接並行して面一状態に流送されてくる前記シート状の開繊繊維束群の全幅を当該シート状面に対し交差方向へ局部的に進退往復させつゝ、流送過程にある当該開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、この開繊繊維束群の幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与するという具合にＸ方向およびＹ方向への巧みな揉み摺り作用を逐次的に付与する手段をしているので、近接隣り合う開繊繊維束の側辺の繊維同士が接線状態に寄り添って全体が一様な高品質の開繊繊維シートを高能率に製造することが可能である。
【００５２】
また、本発明の開繊繊維シートを補強繊維とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを製造する方法と装置にあっては、拡展状態で送り出されてくる開繊繊維シートの少なくとも一方の表面に、熱可塑性樹脂シート（帯熱溶融状態のものを含む）または熱可塑性合成繊維不織布を送り込んで重ね合わせた後、こうして開繊繊維シートに重ねられた前記熱可塑性樹脂シートまたは熱可塑性合成繊維不織布を熱溶融させて加圧することにより、当該開繊繊維シートを構成する各繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグシートに成形するという方法を採用したので、開繊繊維シートの構成繊維中への熱可塑性樹脂の含浸が円滑かつ一様で含浸性の良好な高品質の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを効率的に製造することができ、しかも横幅を縮小させることなく開繊繊維束の横幅全域に一気に帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂を含浸させるので、横幅が一定の熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを連続的に製造することが可能である。
【００５３】
このように本発明によれば、従来製造が困難であった開繊繊維シート、およびそのような開繊繊維シートを補強基材とした熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートを製造する場合における技術的隘路を打開することが可能になったのであり、しかも、その製造工程も必要とされる装置も極めて簡素であるので、その産業上の利用価値は頗る大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置例１を側方から眺めた説明図である。
【図２】図２は、図１に示される装置例１を上方から眺めた平面的説明図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置例２（装置例１に張力調整ダンパーを付加したもの）を側方から眺めた説明図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置例３の線状面圧付与機構部分を拡大して示した斜視説明図である。
【図５】図５は、図４の線状面圧付与機構を用いた装置例３を側方から眺めた説明図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図８】図８は、本発明の第４実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図９】図９は、本発明の第５実施形態である開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法に用いる装置を側方から眺めた説明図である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）は、請求項４に記載する開繊繊維シートを製造する場合に複数の開繊繊維シートの配置状態を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、請求項４に記載する方法によって製造した開繊繊維シートの物性を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態である開繊繊維シートの製造方法に用いる装置の変形例を側方から眺めた説明図である。
【符号の説明】
１ 繊維束供給機構
１ａ リール
２ 案内ロール機構
２ａ 案内ロール
３ 繊維束整列機構
３ａ 櫛歯
４ 支持ロール列
４１ 第１支持ロール
４２ 第２支持ロール
４３ 第３支持ロール
５ 線状面圧付与機構
５１ （進退フレームの）ビーム
６ 摺転機構
６１・６２ 摺転ロール
７ 規制バー
８ 繊維束引取部
８ａ 押圧ロール
９ 樹脂シート供給部
９′ 熱可塑性合成繊維不織布供給部
９″ 押出成形機構
ｔ１ 材料供給部
ｔ２ Ｔダイ
ｔ３ スリット部
１０ リリース・シート供給部
１１ 樹脂加熱融合機構部
１１ａ 加熱板
１１ｂ 加熱ロール
１１ｃ 加熱ロール
１１ｄ 加熱ロール
１２ａ プリプレグ引取ロール
１３ リリース巻取リール
１４ 樹脂受けロール
１５ 欠取りナイフ
１６ａ・１６ｂ・１６ｃ 冷却ロール
Ｆ 開繊繊維シート
Ｆｂ 開繊繊維束
Ｄ 張力調整ダンパー
Ｄｒ 受圧ロール
Ｇ ガイドロール
Ｐ プリプレグシート
Ｒ 巻取りビーム
Ｒｓ リリース・シート
Ｓ 開繊繊維束群
Ｓｔ 熱可塑性樹脂シート
Ｓｔ′ 熱可塑性合成繊維不織布
Ｓｔ″ （帯熱溶融状態の）熱可塑性樹脂シート
Claims (15)
- 複数の開繊繊維束の側辺が互いに近接並行し合った面一状態で流送されてくる当該開繊繊維束群の全幅を、当該面一面に対し交差方向へ局部的に進退往復させることによって、流送過程にある当該開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、この開繊繊維束群の幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与することによって、近接して隣り合う開繊繊維束の側辺の繊維同士が接線状態に寄り添って全体を一様な開繊繊維シートに調製することを特徴とする開繊繊維シートの製造方法。
- 緊張・弛緩・緊張・…と張力を変化しながら流送されてくる面一状態の開繊繊維束群が弛緩したとき、これら開繊繊維束群に対し幅方向への直線的な進退摩擦を付与することを特徴とする請求項１記載の開繊繊維シートの製造方法。
- 給糸部から送り出されてくる複数の開繊繊維束を櫛歯に引き通すことにより、隣り合う各開繊繊維束の側辺を近接並行して面一状態に整列せしめ、こうして面一状態に整列された開繊繊維束群の全幅を、押圧機構にて所定のタイミングで押圧することにより、当該開繊繊維束群の全幅を交差方向へ局部的に進退往復させて、その張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめることを特徴とする請求項１又は２記載の開繊繊維シートの製造方法。
- 複数の開繊繊維束の側辺を互いに近接並行させて流送するに際し、これらの開繊繊維束の隣り合う側辺に沿って開繊繊維束を各々添合させて面一状態に流送し、こうして流送されてくる前記面一状態の開繊繊維束群の全幅を当該シート状面に対し交差方向へ局部的に進退往復させることによって、流送過程にある開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、この開繊繊維束群の幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与することにより前記開繊繊維束群を混繊一体化せしめ、構成繊維同士が接線状態に寄り沿った一様な開繊繊維シートとして調製することを特徴とする開繊繊維シートの製造方法。
- 開繊繊維シートの少なくとも一方の表面に、熱可塑性樹脂シートを送り込んで重ね合わせた後、こうして開繊繊維シート上に重ねられた前記熱可塑性樹脂シートを熱溶融せしめることにより、当該繊維シートを構成する各繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグシートを得ることを特徴とする開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法。
- 開繊繊維シートの表面に重ね合わされる熱可塑性樹脂シートの外面側に、リリース・シートを添合させて溶融熱を履歴させ、溶融状態にある前記熱可塑性樹脂シートの外面に添合せるリリース・シート側から当該開繊繊維シートを加圧することにより、当該開繊繊維シートを構成する各繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸せしめ、この熱可塑性樹脂が降温したところで前記リリース・シートを剥ぎ取り分離せしめることを特徴とする請求項５記載の開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法。
- 開繊繊維シートの表面に重ね合わされる熱可塑性樹脂シートとして熱可塑性樹脂フィルムを用いることを特徴とした請求項５又は６記載の開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法。
- 開繊繊維シートの表面に重ね合わされる熱可塑性樹脂シートとして熱可塑性合成繊維の不織布を使用することを特徴とした請求項５又は６記載の開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法。
- 押出成形機構から熱可塑性樹脂をシート状に押し出し、このシート状樹脂が帯熱溶融状態にある間に、送り出されてくる開繊繊維シートに会合せしめることにより、当該開繊繊維シートを構成する各繊維の間に溶融した熱可塑性樹脂を含浸せしめて開繊繊維シートを補強基材とするプリプレグシートを得ることを特徴とする請求項５又は６記載の開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法。
- 複数の開繊繊維束の側辺が互いに近接並行して面一状態に流送されてくる前記開繊繊維束群の全幅を、当該シート状面当該面一面に対し交差方向へ局部的に進退往復させることによって、流送過程にある当該開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に継続的に変化せしめ、ついで、これら開繊繊維束群の幅方向に沿って直線的な進退摩擦を付与することにより、近接隣り合う開繊繊維束の側辺の繊維同士を接線状態に寄り添わせて全体を一様な開繊繊維シートに調製する工程を含むことを特徴とする請求項５〜９の何れか一つに記載の開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法。
- 複数の開繊繊維束を解舒して平面的に並行して送出可能な繊維束供給機構と；この繊維束供給機構から前記各々の開繊繊維束を面一状態に引き出す案内ロール機構と；この案内ロールから送り出される面一状態の開繊繊維束群を下流側で所定のレベル位置に支持可能なるごとく一定の間隔で配設された複数の支持ロールから成る支持ロール列と；前記案内ロール機構と最上流側に位置する前記支持ロールとの間に配設されて、近接並行して面一状態で流送されてくる開繊繊維束群の全幅を当該面一面に対し交差方向へ所定のタイミングで直線的に局部押圧して開繊繊維束群の張力を緊張・弛緩・緊張・…と交互に変化せしめる線状面圧付与機構と；この面圧付与機構の局部押圧により張力を変化しながら前記支持ロール列に面一状態に支持されて送り出されてくる開繊繊維束群に接触して幅方向へ進退往復運動し、当該繊維束群全体を一様な開繊繊維シートに調製する摺転機構と；を少なくとも包含することを特徴とする開繊繊維シートの製造装置。
- 線状面圧付与機構と摺転機構とが同期して、緊張・弛緩・緊張・…と張力を変化しながら流送されてくる面一状態の開繊繊維束群が弛緩したとき、この開繊繊維束群に対し幅方向への直線的な進退摩擦が生ずるごとく当該摺転機構が動作可能であることを特徴とする請求項１１記載の開繊繊維シートの製造装置。
- 開繊繊維シートを拡展状態で送り出す繊維束引取部と；この繊維束引取部から拡展状態に送り出される前記開繊繊維シートに対し熱可塑性樹脂シートを供給して前記繊維束引取部から送り出さる開繊繊維シートに沿わせて合流させ、当該開繊繊維シートの表面に熱可塑性樹脂シートを重ね合わせる樹脂シート供給部と；こうして開繊繊維シートに重ね合わされた熱可塑性樹脂シートを熱溶融させ溶融した当該熱可塑性樹脂を開繊繊維シートを構成する各繊維の間に含浸させ、プリプレグシートに成形する樹脂加熱融合機構と；を少なくとも包含することを特徴とする開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置。
- 開繊繊維シートを拡展状態で送り出す繊維束引取部と；この繊維束引取部から拡展状態で送り出される前記開繊繊維シートに対して熱可塑性樹脂シートを供給する樹脂シート供給部と；この樹脂シート供給部から繰り出される前記樹脂シートの外面側にリリース・シートを繰り出して添合させるリリース・シート供給部と；このリリース・シート供給部からのリリース・シートおよび前記樹脂シート供給部からの熱可塑性樹脂シートを、前記開繊繊維シートに沿わせて合流させ、当該開繊繊維シートの表面に熱可塑性樹脂シートを重ね合わせ、こうして重ね合わされた前記開繊繊維シートと熱可塑性樹脂シートとを熱溶融させ、溶融した当該熱可塑性樹脂を前記開繊繊維シートを構成する各繊維の間に含浸させてプリプレグシートに成形する樹脂加熱融合機構と；この樹脂加熱融合機構から送り出されてくるプリプレグシートから、前記リリース・シートを剥ぎ取って分離するリリース・シート分離機構と；を少なくとも包含することを特徴とする開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置。
- 開繊繊維シートを拡展状態で送り出す繊維束引取部と；この繊維束引取部から拡展状態で送り出される前記開繊繊維シートに対し帯熱溶融状態の熱可塑性樹脂シートを供給し、前記開繊繊維シートに沿わせて合流させ、当該開繊繊維シートの表面に前記溶融状態の熱可塑性樹脂シートを重ね合わせることにより、溶融状態の当該熱可塑性樹脂を開繊繊維シートを構成する各繊維の間に含浸させてプリプレグシートに成形する押出成形機構と；を少なくとも包含することを特徴とする開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003193893A JP4025820B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 開繊繊維シートの製造方法、および開繊繊維シートの製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003193893A JP4025820B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 開繊繊維シートの製造方法、および開繊繊維シートの製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005029912A true JP2005029912A (ja) | 2005-02-03 |
| JP4025820B2 JP4025820B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=34205233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003193893A Expired - Lifetime JP4025820B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 開繊繊維シートの製造方法、および開繊繊維シートの製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4025820B2 (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008020628A1 (fr) | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Fukui Prefectural Government | Stratifiés moulés à renfort multiaxial et leur procédé de production |
| WO2008062818A1 (fr) | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Fukui Prefectural Government | Matériau en feuille multicouche de résine thermoplastique renforcé, procédé de fabrication de celui-ci et procédé de façonnage d'un matériau composite de résine thermoplastique moulé |
| KR101026505B1 (ko) | 2010-06-15 | 2011-04-01 | 주식회사씨앤에프 | Ｏｘｉ－ＰＡＮ섬유 확포 장치 |
| US7951447B2 (en) | 2007-01-31 | 2011-05-31 | Kyocera Corporation | Method and apparatus for manufacturing prepreg sheet and prepreg sheet |
| JP2011111709A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh | Ｕｄ層を製造するための方法および装置 |
| EP2376275A2 (de) * | 2008-12-11 | 2011-10-19 | SGL Carbon SE | Verfahren zur herstellung von fasergelegen, sowie fasergelege und deren verwendung |
| CN102242437A (zh) * | 2011-07-01 | 2011-11-16 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 展纤装置 |
| WO2012002417A1 (ja) | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 東レ株式会社 | シート状プリプレグの製造方法および装置 |
| KR101442121B1 (ko) | 2007-08-09 | 2014-09-18 | 삼성정밀화학 주식회사 | 열가소성 프리프레그의 제조방법 및 그 방법에 의하여제조된 열가소성 프리프레그 |
| JP2015168137A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 学校法人近畿大学 | 繊維強化熱可塑性樹脂部材の融着方法 |
| JP2016216654A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 株式会社神戸製鋼所 | テープ状プリプレグ及び繊維強化成形体 |
| CN106894139A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 聚合兴企业有限公司 | 碳纤维多轴向震动的展纱装置 |
| WO2017163605A1 (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 倉敷紡績株式会社 | 補強用炭素繊維シート |
| EP3425092A1 (de) * | 2017-07-06 | 2019-01-09 | KARL MEYER Technische Textilien GmbH | Vorrichtung und verfahren zum spreizen eines faserbündels |
| US20190047180A1 (en) * | 2015-03-10 | 2019-02-14 | Fibre Reinforced Thermoplastics B.V. | Method for making unidirectional fiber-reinforced tapes |
| CN109454879A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-12 | 振石集团华美新材料有限公司 | 宽门幅连续玻纤增强热塑性预浸片材的生产设备及其工艺 |
| WO2023116059A1 (zh) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 郑州大学 | 一种气流扰动式碳纤维宽展设备 |
| CN116494569A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-07-28 | 山东莱蔚特复合材料有限责任公司 | 一种碳纤维预浸料堆压成型设备 |
-
2003
- 2003-07-08 JP JP2003193893A patent/JP4025820B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008020628A1 (fr) | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Fukui Prefectural Government | Stratifiés moulés à renfort multiaxial et leur procédé de production |
| WO2008062818A1 (fr) | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Fukui Prefectural Government | Matériau en feuille multicouche de résine thermoplastique renforcé, procédé de fabrication de celui-ci et procédé de façonnage d'un matériau composite de résine thermoplastique moulé |
| US7951447B2 (en) | 2007-01-31 | 2011-05-31 | Kyocera Corporation | Method and apparatus for manufacturing prepreg sheet and prepreg sheet |
| US8273203B2 (en) | 2007-01-31 | 2012-09-25 | Kyocera Corporation | Method and apparatus for manufacturing prepreg sheet and prepreg sheet |
| KR101442121B1 (ko) | 2007-08-09 | 2014-09-18 | 삼성정밀화학 주식회사 | 열가소성 프리프레그의 제조방법 및 그 방법에 의하여제조된 열가소성 프리프레그 |
| JP2012515270A (ja) * | 2008-12-11 | 2012-07-05 | エスゲーエル カーボン ソシエタス ヨーロピア | レイド織布の製造方法、レイド繊維及びその使用 |
| EP2376275A2 (de) * | 2008-12-11 | 2011-10-19 | SGL Carbon SE | Verfahren zur herstellung von fasergelegen, sowie fasergelege und deren verwendung |
| JP2011111709A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh | Ｕｄ層を製造するための方法および装置 |
| KR101026505B1 (ko) | 2010-06-15 | 2011-04-01 | 주식회사씨앤에프 | Ｏｘｉ－ＰＡＮ섬유 확포 장치 |
| WO2012002417A1 (ja) | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 東レ株式会社 | シート状プリプレグの製造方法および装置 |
| US9238336B2 (en) | 2010-06-30 | 2016-01-19 | Toray Industries, Inc. | Process and apparatus for producing sheet-shaped prepreg |
| CN102242437A (zh) * | 2011-07-01 | 2011-11-16 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 展纤装置 |
| JP2015168137A (ja) * | 2014-03-06 | 2015-09-28 | 学校法人近畿大学 | 繊維強化熱可塑性樹脂部材の融着方法 |
| US20190047180A1 (en) * | 2015-03-10 | 2019-02-14 | Fibre Reinforced Thermoplastics B.V. | Method for making unidirectional fiber-reinforced tapes |
| US10814524B2 (en) * | 2015-03-10 | 2020-10-27 | Fibre Reinforced Thermoplastics B.V. | Method for making unidirectional fiber-reinforced tapes |
| JP2016216654A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 株式会社神戸製鋼所 | テープ状プリプレグ及び繊維強化成形体 |
| CN106894139A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 聚合兴企业有限公司 | 碳纤维多轴向震动的展纱装置 |
| JPWO2017163605A1 (ja) * | 2016-03-25 | 2019-01-31 | 倉敷紡績株式会社 | 補強用炭素繊維シート |
| WO2017163605A1 (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 倉敷紡績株式会社 | 補強用炭素繊維シート |
| CN109208140A (zh) * | 2017-07-06 | 2019-01-15 | 卡尔迈耶产业用纺织品有限公司 | 用于将纤维束分束的装置和方法 |
| JP2019015015A (ja) * | 2017-07-06 | 2019-01-31 | カール マイアー テヒニッシェ テクスティリエン ゲー・エム・ベー・ハーＫＡＲＬ ＭＡＹＥＲ Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｔｅｘｔｉｌｉｅｎ ＧｍｂＨ | 繊維束を延展する装置および方法 |
| EP3425092A1 (de) * | 2017-07-06 | 2019-01-09 | KARL MEYER Technische Textilien GmbH | Vorrichtung und verfahren zum spreizen eines faserbündels |
| US10876224B2 (en) | 2017-07-06 | 2020-12-29 | Karl Mayer Technische Textilien Gmbh | Device and method for spreading a fiber bundle |
| CN109208140B (zh) * | 2017-07-06 | 2022-07-29 | 卡尔迈耶产业用纺织品有限公司 | 用于将纤维束分束的装置和方法 |
| JP7197293B2 (ja) | 2017-07-06 | 2022-12-27 | カール マイアー テヒニッシェ テクスティリエン ゲー・エム・ベー・ハー | 繊維束を延展する装置および方法 |
| CN109454879A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-12 | 振石集团华美新材料有限公司 | 宽门幅连续玻纤增强热塑性预浸片材的生产设备及其工艺 |
| WO2023116059A1 (zh) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 郑州大学 | 一种气流扰动式碳纤维宽展设备 |
| CN116494569A (zh) * | 2023-06-29 | 2023-07-28 | 山东莱蔚特复合材料有限责任公司 | 一种碳纤维预浸料堆压成型设备 |
| CN116494569B (zh) * | 2023-06-29 | 2023-08-22 | 山东莱蔚特复合材料有限责任公司 | 一种碳纤维预浸料堆压成型设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4025820B2 (ja) | 2007-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2005029912A (ja) | 開繊繊維シートの製造方法、開繊繊維シートを補強基材とする熱可塑性樹脂含浸プリプレグシートの製造方法、ならびに開繊繊維シートの製造装置、および開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含浸装置 | |
| JP6718101B2 (ja) | 繊維強化樹脂シート材の製造方法 | |
| JP7509193B2 (ja) | 断続的に分繊された連続炭素繊維束およびその製造方法 | |
| JP5076053B2 (ja) | 熱可塑性樹脂多層補強シート材及びその製造方法、並びに熱可塑性樹脂多層補強成型品 | |
| JP5223130B2 (ja) | 熱可塑性樹脂補強シート材及びその製造方法、並びに熱可塑性樹脂多層補強シート材 | |
| CN106573413B (zh) | 三维打印系统、三维打印方法、成型装置、含纤维物体及其制造方法 | |
| US11400689B2 (en) | Tape-like dry fibrous reinforcement | |
| KR101411169B1 (ko) | 열가소성 수지 보강 시트재, 열가소성 수지 다층 보강 시트재 및 그 제조 방법, 및 열가소성 수지 다층 보강 성형품 | |
| JP5742223B2 (ja) | ビーム材の製造方法および製造装置 | |
| JP2011513085A (ja) | 成形プリフォーム及び成形ｆｒｐ構成部品の製造方法、本方法を実行するための引き抜き成形システム及び圧縮装置 | |
| US11597168B2 (en) | Thin-layer tape automated lamination method and device | |
| JP4873879B2 (ja) | 多軸多層補強シートの製造方法及び製造装置 | |
| WO2021193268A1 (ja) | 複合材料成形品の製造方法及び製造装置 | |
| JP5301132B2 (ja) | プリプレグの製造装置 | |
| JPS5914924A (ja) | プリブレグの製造方法 | |
| JP4135180B2 (ja) | 多方向繊維強化熱可塑性樹脂板及びその製造法並びに製造システムと加圧成形装置 | |
| WO2022215606A1 (ja) | 複合成形品の製造方法 | |
| JP4187326B2 (ja) | 中空糸膜モジュール素材の製造方法 | |
| JP2024051771A (ja) | 熱可塑性樹脂プリプレグシートの製造方法および製造装置 | |
| JP3719930B2 (ja) | Ｆｒｐ用の繊維織物の製造装置及びｆｒｐ用のプリプレグの製造装置 | |
| KR20230148638A (ko) | 열가소성 수지 함침 보강사 제조장치 | |
| JPH02130133A (ja) | 繊維強化複合材料の製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051003 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051115 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060113 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070724 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070811 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101019 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4025820 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111019 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121019 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131019 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |