JP3007664B2 - 繊維強化樹脂成形用シートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、繊維強化樹脂成形用シートの製造方法に
関し、詳しくは、繊維強化樹脂成形品の製造方法とし
て、予め熱硬化性樹脂にガラス繊維等の強化用繊維を混
入させてなる繊維強化樹脂成形用シートを、適当な成形
手段で成形硬化させて所望の成形品を製造する方法にお
いて、前記繊維強化樹脂成形用シートを製造する方法に
関するものである。

〔従来の技術〕

予め製造された繊維強化樹脂成形用シートを成形硬化
させて繊維強化樹脂成形品を製造する方法は、真空成形
や加圧成形等の各種シート成形方法およびシート成形装
置を用いて、複雑な形状の成形品を高精度に能率良く成
形できる方法として各種製品の製造に利用されている。

ところで、繊維強化樹脂成形用シートを真空／加圧成
形等で延伸させて賦形すると、熱硬化性樹脂に混入され
た強化用繊維が、延伸の度合が大きな方向に配向させら
れるという現象を起こし、製造された繊維強化樹脂成形
品に延伸方向による強度の違いが生じてしまう。繊維強
化樹脂成形品として、何れの方向にも一定以上の強度を
必要とする場合には、前記のような強度の異方性が生じ
るのは好ましくない。また、成形品の用途や要求される
機能によっては、成形品の特定の方向における強度を他
の方向よりも大きくしておきたい場合があるが、前記し
た成形時の延伸差に基づく強度の違いは、成形品の形状
によって決まってしまうため、任意の形状の成形品に対
して任意の方向の強度を高めるというようなことは出来
ない。

上記のような問題を解消するため、繊維強化樹脂成形
用シートを製造する際に、強化用繊維に一定の配向を与
えておくことが提案されている。例えば、前記した成形
時の延伸により強度が低下する方向に、予め強化用繊維
の配向を与えておけば、成形時の延伸による強化用繊維
の配向作用と相殺され、得られた繊維強化樹脂成形品で
は強化用繊維の配向が無くなって、強度の異方性が解消
される。また、成形品のうち特に強度を増したい方向に
強化用繊維の配向が一致するようにして繊維強化樹脂成
形用シートを成形しておけば、任意の方向の強度を高め
ることができる。

このような、繊維強化樹脂成形用シートの強化用繊維
に配向を与える方法としては、特開昭50−123780号公報
や特開昭57−39272号公報に開示された方法がある。何
れの方法も、強化用繊維となる短い繊維を、多数のピン
が設けられているとともに、傾斜させた状態で振動を与
えるようになっている整列板、あるいは、溝付の傾斜板
に沿って滑り落として、熱硬化性樹脂の上に供給するこ
とにより、短繊維が傾斜板や整列板の傾斜方向に沿って
配向した状態になって熱硬化性樹脂に混入されるという
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のような、従来における繊維強化樹脂
成形用シートの強化用繊維に配向を与える方法は、前記
した溝付傾斜板や整列板あるいは振動装置等の複雑で大
掛かりな設備が必要であり、コスト的に高くつく欠点が
あった。また、使用する強化用繊維の種類や特性によっ
ては、傾斜板や整列板をスムーズに滑り落ちずに溜まっ
てしまったり、十分な配向が与えられない場合や配向の
方向が制約される場合もあった。

そこで、この発明の課題は、強化用繊維に配向を与え
る繊維強化樹脂成形用シートの製造方法において、複雑
な設備を必要とせず、しかも、確実かつ能率的に任意の
方向の配向を強化用繊維に与えることのできる方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する、この発明にかかる繊維強化樹脂
成形用シートの製造方法は、切断された強化用繊維およ
び熱硬化性樹脂を熱可塑性樹脂フィルムの上に積載し含
浸せしめて、熱硬化性樹脂に強化用繊維が混入された繊
維強化樹脂成形用シートを製造する方法において、強化
用繊維を切断して一定方向に放出する強化用繊維切断手
段から、切断された強化用繊維を放出方向に配向させた
ままで放出し、強化用繊維の放出位置と熱可塑性樹脂の
上の積載面との間隔を30cm以下にして、熱硬化性樹脂の
上に強化用繊維を配向させたままで供給するとともに、
強化用繊維切断手段と熱可塑性樹脂フィルムを50cm/min
以上の速度で相対移動させる。

強化用繊維は、ガラス、金属その他、通常の繊維強化
樹脂製品に利用されている各種の強化用繊維を使用する
ことができる。強化用繊維は、連続した長尺の繊維状あ
るいは繊維束状で用いるのでなく、予め製造された長尺
のロービング状繊維あるいは連続フィラメントを、強化
用繊維切断手段で適当な長さに切断して、比較的短い短
繊維状あるいは短繊維束状にして用いる。

強化用繊維切断手段は、従来と同様の各種強化用繊維
切断装置のうち、切断された強化用繊維を一定方向に放
出できる構造になったものであれば自由に使用できる。
強化用繊維の放出方向は、真下であってもよいが、通常
は、水平方向の速度成分を有する斜め下向きであるほう
が好ましい。

強化用切断手段として、後述する強化用繊維の配向を
行わせ易くするには、円筒状をなし、周方向に一定間隔
で切断刃を設けたロールカッタをロールカッタに対向す
るゴムローラと組み合わせた構造のものが好ましい。ロ
ールカッタとゴムローラの高さ位置を同じにして水平方
向に並べておけば、強化用繊維の放出方向は真下にな
り、ロールカッタおよびゴムローラの何れか一方を他方
よりも高い位置に配置すれば、強化用繊維の放出方向は
斜め下向きになる。

熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ
（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリウレタン樹脂、
エポキシ樹脂その他、通常の繊維強化樹脂製品を製造す
るための各種熱硬化性樹脂からなるものが用いられる。
熱硬化性樹脂には、成形時の硬化方法によって加熱硬化
剤や紫外線硬化剤等の硬化剤を含有させておいたり、各
種の着色剤その他の添加剤を配合しておくことができ
る。

繊維強化樹脂成形用シートを製造するには、一定方向
に走行させた熱可塑性樹脂フィルムの上方に、前記した
強化用繊維切断手段を配置しておき、この強化用繊維切
断手段で強化用繊維を切断し、強化用繊維切断手段から
放出された強化繊維を、直ちに熱可塑性樹脂フィルムの
上に供給すると共に、その繊維の供給と相前後して熱硬
化性樹脂液をそのフィルムの上に供給し、通常の方法に
従って含浸・脱泡し、必要により増粘させることにより
繊維強化樹脂成形用シートを製造する。この際、必要に
より熱可塑性樹脂フィルムに積載された熱硬化性樹脂液
および強化用繊維の上面を、前記同様の熱可塑性樹脂フ
ィルムで覆うこともできる。更にまた、熱硬化性樹脂液
と強化用繊維の積載に先立って熱硬化性樹脂液のみを熱
可塑性樹脂フィルムの上に所定の厚さとなるように塗布
し、必要により増粘させておくこともできる。

この発明では、強化用繊維切断手段の強化用繊維の放
出位置と、熱可塑性樹脂フィルムの上の積載面との間隔
すなわち高さの差を30cm以下にしておく。積載面とは、
熱可塑性樹脂フィルムの上に直接強化用繊維を積載する
場合には熱可塑性樹脂フィルム自体の表面になり、熱可
塑性樹脂フィルムの上に熱硬化性樹脂層を形成してから
強化用繊維を積載する場合には熱硬化性樹脂層の表面に
なる。また、強化用繊維が一旦供給された後に、再度そ
の上に強化用繊維が供給される場合には、その直前に積
載された層の表面が積載面となる。この様に、複数回に
分けて強化用繊維が供給される場合には、そのうちの少
なくとも１回は、強化用繊維の放出位置と積載面との関
係が前記関係を満たすようにして強化用繊維が供給され
なければならない。前記間隔が30cmを超えると、熱硬化
性樹脂中の強化用繊維の配向をコントロールするのが困
難となる。また、間隔が短いほど強化用繊維の配向が揃
うが、強化用繊維切断手段の設置構造等も考慮して前記
間隔を設定すればよい。

上記のようにして、強化用繊維切断手段から放出され
た強化用繊維が配向された状態で熱可塑性樹脂フィルム
の上に積載されるが、強化用繊維切断手段と熱可塑性樹
脂フィルムを相対的に移動させることによって、熱可塑
性樹脂フィルムの全体に均等に強化用繊維を積載させる
ことができる。相対的に移動させるとは、強化用繊維切
断手段を固定しておき、その下を熱可塑性樹脂フィルム
が走行するようになっていてもよいし、熱可塑性樹脂フ
ィルムは固定しておいて、その上方をレール等の走行手
段によって強化用繊維切断手段が走行するようになって
いてもよく、さらに、強化用繊維切断手段と熱可塑性樹
脂フィルムの両方が移動してもよい。

この強化用繊維切断手段と熱可塑性樹脂フィルムの相
対移動速度を50cm/min以上にする。この相対移動速度が
50cm/min未満であると、強化用繊維が一部に固まって供
給されたり、強化用繊維の配向を良好に制御することが
できない。相対移動速度が大きいほど、作業能率は向上
するが、熱可塑性樹脂フィルムの上に供給される強化用
繊維の密度は薄くなるので、目的とする強化用繊維の混
入密度や強化用繊維の供給回数等を考慮して相対移動速
度を設定する。

強化用繊維切断手段と熱可塑性樹脂フィルムが相対移
動する方向は自由に設定でき、相対移動の方向と前記相
対移動速度を適当に選択することによって、強化用繊維
の配向方向や配向状態を制御することができる。具体的
には、強化用繊維切断手段から切断された強化用繊維が
放出される方向と、強化用繊維切断手段に対する熱可塑
性樹脂フィルムの相対移動方向が、水平面でみたときに
平行であれば、熱可塑性樹脂フィルムの相対移動方向に
沿って強化用繊維が配向した状態で積載される。強化用
繊維の前記放出方向と相対移動方向に角度がついていれ
ば、強化用繊維の配向も熱可塑性樹脂フィルムの相対移
動方向に対して一定の角度を有する状態になる。但し、
強化用繊維の配向は、前記放出方向と相対移動方向の角
度そのままにはならない場合があり、厳密には前記角度
と相対移動速度との関係によって変わる。放出方向と相
対移動方向の角度は、０゜〜360゜の任意の角度に設定
することができる。

特に、強化用繊維の放出方向を、熱可塑性樹脂フィル
ムの走行方向に対して、後ろ向きで一定の角度をつけて
おくと、熱可塑性樹脂フィルムの走行方向に対して、直
角方向に配向を持たせて強化用繊維を積載することも可
能になる。

上記のようにして、熱可塑性樹脂フィルムの上に強化
用繊維が配向状態で積載されることにより、所定方向に
強化用繊維が配向した繊維強化樹脂成形用シートを得る
ことができる。強化用繊維が混入された熱硬化性樹脂層
の上にさらに配向の異なる強化繊維の層を形成したり、
別の熱硬化性樹脂層を積層したりすることもできる。

製造された繊維強化樹脂成形用シートを成形する方法
は、通常の繊維強化樹脂成形品の成形方法および成形装
置が自由に利用できる。その際は、繊維強化樹脂成形用
シートに混入された強化用繊維の配向が、成形品の特定
の方向に一致するようにして、繊維強化樹脂成形用シー
トを成形するのが好ましい。

〔作用〕

強化用繊維切断手段から一定方向に放出された強化用
繊維を、熱可塑性樹脂フィルムの上に積載する際に、強
化用繊維の放出位置と熱可塑性樹脂フィルムの上の積載
面との間隔が狭ければ、強化繊維は放出方向にしたがっ
て揃った状態で熱可塑性樹脂フィルムの上に供給され
る。すなわち、強化用繊維は一定の配向をもった状態で
熱可塑性樹脂フィルムの上に供給され、この配向状態で
熱硬化性樹脂中に混入されることになる。但し、強化用
繊維の放出位置と熱可塑性樹脂フィルムの上の積載面と
の間隔が広くなると、強化用繊維が熱可塑性樹脂フィル
ムの上に到達するまでの間に、強化用繊維の姿勢が変化
してバラバラになってしまい、良好な配向状態にはなら
ない。この発明では、前記強化用繊維の放出位置と熱可
塑性樹脂フィルムの上の積載面の間隔を30cm以下に設定
しておくことによって、熱可塑性樹脂フィルムの上にお
ける強化用繊維の配向状態が確実かつ良好になる。

また、強化用繊維切断手段と熱可塑性樹脂フィルムを
50cm/min以上の速度で相対移動させることによって、熱
可塑性樹脂フィルムの上の全体に強化用繊維を供給でき
るとともに、強化用繊維の配向状態を良好にできる。こ
れは、一定の方向に放出された強化用繊維が熱可塑性樹
脂フィルムの上に積載される際には、そのときの強化用
繊維の姿勢およびその速度成分にしたがって、熱可塑性
樹脂フィルムの上における強化用繊維の配向状態が決ま
るためである。詳しく説明すると、強化用繊維切断手段
と熱可塑性樹脂フィルムの相対移動速度が小さいと、強
化用繊維切断手段から放出された強化用繊維が熱可塑性
樹脂フィルムの上に到達するまでに水平方向の速度成分
を失っていたり、強化用繊維が垂直下向きの状態で落下
したりすると、熱可塑性樹脂フィルムの上に強化用繊維
を良好な配向状態で積載することができない。しかし、
強化用繊維切断手段と熱可塑性樹脂フィルムが一定の速
度以上で相対移動していれば、強化用繊維自体には水平
方向の速度成分がなくても、熱可塑性樹脂フィルムに対
して強化用繊維が水平方向に相対移動しながら積載され
ることになり、この相対移動によって強化用繊維が確実
に配向することになる。

強化用繊維切断手段がロールカッタとゴムロールを組
み合わせたものであれば、ロールカッタの回転駆動によ
って、長尺状の強化用繊維を一定の長さに効率良く切断
できるとともに、ロールカッタとゴムロールの対向位置
から接線方向に向かって強化用繊維が放出され、強化用
繊維の放出方向が確実に一定方向に揃うことになる。ま
た、ロールカッタでは、多数の長尺状強化繊維を並べて
同時に切断することができるので、一定の幅を有する熱
可塑性樹脂フィルムの上全体に、能率的に強化用繊維を
供給することができる。

強化用繊維切断手段からの強化用繊維の放出方向と、
強化用繊維切断手段に対する熱可塑性樹脂フィルムの相
対移動方向が平行であれば、熱可塑性樹脂フィルムの上
に強化用繊維が積載される際には、放出された強化用繊
維の有する速度と相対移動速度の両方が同じ向きに加わ
るので、強化用繊維の配向が確実に揃うことになる。

また、強化用繊維切断手段からの強化用繊維の放出方
向と、強化用繊維切断手段に対する熱可塑性樹脂フィル
ムの相対移動方向に角度がついていると、熱可塑性樹脂
フィルムに対する強化用繊維の配向が、放出された強化
用繊維の姿勢および速度のベクトルと、相対移動方向の
ベクトルとが合成された方向になるので、強化用繊維の
配向を自由に制御することが可能になる。

〔実 施 例〕

ついで、この発明の実施例について、図面を参照しな
がら以下に詳しく説明する。

第１図および第２図は、繊維強化樹脂成形用シートの
製造装置のうち、強化用繊維の混入部分の概略構造を示
しており、コンベア（図示せず）等の上に載置されて一
定方向に走行する熱可塑性樹脂フィルム12の上に液状の
熱硬化性樹脂層14が強化用繊維34の積載に先立って形成
されている。

熱可塑性樹脂フィルム12の上方には、ロールカッタ22
とゴムローラ24からなる強化用繊維切断手段20が固定設
置されている。ロールカッタ22およびゴムローラ24の軸
方向が、熱可塑性樹脂フィルム12の表面と平行で、か
つ、熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向と直交するよう
に配置されている。ロールカッタ22には、周方向に沿っ
て等間隔で複数枚の切断刃26が取り付けられている。ゴ
ムローラ24はロールカッタ22よりも高い位置に設けられ
ており、ロールカッタ22とゴムローラ24の中心を結ぶ線
が傾斜している。ロールカッタ22とゴムローラ24の間
に、巻回ロール32の状態で用意された長尺の強化用繊維
束すなわちロービング繊維30が供給される。第２図に示
すように、ロールカッタ22の軸方向に沿って多数のロー
ビング繊維30が並べられた状態で供給される。ロービン
グ繊維30は、ロールカッタ22の切断刃26とゴムローラ24
の間で一定長さに切断されて、ゴムローラ24とロールカ
ッタ22の中心を結ぶ方向と直交するロールカッタ22の接
線方向に放出される。

ロールカッタ22から放出された強化用繊維34は、放出
時に与えられた速度成分と自重による落下速度とが合成
された速度ベクトルをもち、斜め下向きに落下して、熱
可塑性樹脂フィルム12の上に供給される。ロールカッタ
22から強化用繊維34が放出される位置と熱可塑性樹脂フ
ィルム12の上の熱硬化性樹脂層14の表面との間隔Ｌは30
cm以下に設定されている。

熱可塑性樹脂フィルム12の上に供給された強化用繊維
34は、熱硬化性樹脂層14の内部に一定の密度で混入され
る。強化用繊維34は熱硬化性樹脂層14の上に供給された
ときの姿勢のままで熱硬化性樹脂層14に混入されるの
で、強化用繊維34は熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向
と平行な方向に配向することになる。

熱硬化性樹脂層14に強化用繊維34が配向状態で混入さ
れた後、熱硬化性樹脂層14の増粘を行ったり、成形工程
で扱い易い形状に裁断したりして、繊維強化樹脂成形用
シートが製造され、この繊維強化樹脂成形用シートを通
常の成形方法で所定の製品形状に成形して、繊維強化樹
脂成形製品が得られる。成形工程では、強化用繊維34の
配向が目的とする機能を果たせるような状態で、繊維強
化樹脂成形用シートを成形型へ装着する。

つぎに、第３図および第４図に示す実施例は、強化用
繊維切断手段20の配置構造を変更した実施例である。す
なわち、第３図に示すように、強化用繊維切断手段20の
ロールカッタ22およびゴムローラ24の軸方向が、熱可塑
性樹脂フィルム12の走行方向に対して角度をもつととも
に、ロールカッタ22からの強化用繊維34の放出方向が、
熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向に対して反対方向を
向いている。

このような装置を使用すると、第４図左側に示すよう
に、強化用繊維34は熱可塑性樹脂フィルム12に対して、
水平面内で、走行方向と角度をもった状態で落下供給さ
れる。このとき、強化用繊維34は、斜め下向きの姿勢で
落下するので、熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向の後
ろ側になる先端ａが先に落下して熱硬化性樹脂層14の上
に付着する。熱可塑性樹脂フィルム12は連続走行してい
るので、第４図右側に示すように、強化用繊維34の前記
先端ａは熱可塑性樹脂フィルム12に引っ張られて前進す
る。その後、強化用繊維34の前記先端ａの反対側の端部
すなわち後端ｂも熱硬化性樹脂層14の上に付着する。こ
のときには、前記先端ａが後端ｂと平行な位置まで前進
しているので、熱硬化性樹脂層14の上に強化用繊維34の
全体が付着した段階では、強化用繊維34が熱可塑性樹脂
フィルム12の走行方向に対して直交する状態で配向する
ことになる。

すなわち、前記した実施例では、熱可塑性樹脂フィル
ム12の走行方向と平行に強化用繊維34が配向するのに対
し、この実施例では、熱可塑性樹脂フィルム12の走行方
向と直交する方向に強化用繊維34が配向することにな
る。さらに、強化用繊維切断手段20の配置角度や、熱可
塑性樹脂フィルム12の走行速度を変えれば、熱可塑性樹
脂フィルム12の上に最終的に積載されたときの強化用繊
維34の配置角度を変更することができる。

つぎに、第５図に示す実施例は、熱硬化性樹脂層14の
層構造を変更した実施例である。すなわち、熱可塑性樹
脂フィルム12の上に形成された熱硬化性樹脂層14に、強
化用繊維34を配向させずランダムな状態で混入させたラ
ンダム層Ｘを形成し、その上に、前記同様の方法で、強
化用繊維34を配向させて混入させた配向層Ｙを形成した
ものである。この実施例によれば、強化用繊維34のラン
ダム層Ｘで、繊維強化樹脂成形製品の全方向に対する強
度を確保するとともに、強化用繊維34を配向させた配向
層Ｙで繊維強化樹脂成形製品の特定方向に対する強度を
増強することができる。

つぎに、以上に説明した、この発明にかかる繊維強化
樹脂成形用シートの製造方法を適用した具体的実施例に
ついて説明する。

−使用材料および成形型− ＜熱硬化性樹脂液＞ 不飽和ポリエステル樹脂 100重量部 （日本触媒化学工業株式会社製エポラックＧ−103） 増粘剤（酸化マグネシウム） １重量部 加熱硬化剤 １重量部 （ターシャリブチル・パーオキシ２エチルヘキサノエ
ート） 紫外線硬化剤 １重量部 （ベンゾイソメチルエーテル） ＜ガラス繊維＞ （１） マット（日東紡製 MC−450A） （２） ロービング（日東紡製 RS−230PU−536） ＜熱可塑性樹脂フィルム＞ ビニロンフィルム（厚さ30ミクロン） ＜成形型＞ （１） 成形型Ｉ 開口部300×300mm、深さ15mmで内部に排気口を備えた
雌型（繊維強化樹脂成形用シートの伸張率は、縦方向11
0％、横方向110％） （２） 成形型II 開口部600×150mm、深さ75mmで内部に排気口を備えた
雌型（繊維強化樹脂成形用シートの伸張率は、縦方向12
5％、横方向200％） −実施例１− 前記第１図および第２図に示す装置を用いた。1m/min
の速度で走行する熱可塑性樹脂フィルム12上に、ガラス
繊維マットを１枚と熱硬化性樹脂液を供給し、ガラス繊
維マットに熱硬化性樹脂液を含浸させて、熱硬化性樹脂
層14を形成した。走行する熱可塑性樹脂フィルム12の上
方に設置した強化用繊維切断手段20は、ロールカッタ22
の軸方向を熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向と直交す
るように配置し、強化用繊維の放出位置と熱可塑性樹脂
フィルム12の上の熱硬化性樹脂層14の表面との間隔Ｌを
8cmに設定した。強化用繊維切断手段20でガラスロービ
ングを約5cmの長さに切断して強化用繊維34を作製し、4
50g/m²の割合で熱硬化性樹脂層14の上に供給した。強化
用繊維34は、熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向と平行
に配向した状態で積載された。その上に、ガラスマット
１枚を重ね、熱硬化性樹脂液を供給し、さらに熱可塑性
樹脂フィルム12を重ねた。全体をロールで脱泡した後、
30℃で12時間熟成させて厚さ約3mm、ガラス含有量約30
％の繊維強化樹脂成形用シートＡを得た。

繊維強化樹脂成形用シートＡを、90℃の成形型Ｉの開
口部に、周辺を固定して装着した。内部を排気して繊維
強化樹脂成形用シートＡを型面にしたがって吸引賦形し
た後、直ちに紫外線照射ランプで紫外線を60秒間照射し
た。賦形後20分間で繊維強化樹脂成形用シートＡは硬化
し、成形型Ｉの型形状に沿った平板状の繊維強化樹脂成
形品が得られた。

この成形品の引張強度を測定し、繊維強化樹脂成形用
シートＡを製造したときの熱可塑性樹脂フィルム12の走
行方向（この実施例では強化用繊維34の配向方向と一致
する）と、これと直交する方向との強度比（以下、縦横
強度比と呼ぶ）を算出したところ1.8であり、強度の異
方性が大きな成形品であった。このことから、この発明
の方法によって、特定方向の強度を高めた繊維強化樹脂
成形品を製造できることが実証された。

−比較例１− 実施例１において、切断された強化用繊維34の代わり
に、ガラスマットを１枚積層して繊維強化樹脂成形用シ
ートＢを得た。実施例１と同様にして、繊維強化樹脂成
形品を製造したところ、その縦横強度比は1.07であり、
強度の異方性はなかった。

−実施例２− 実施例１と同じ繊維強化樹脂成形用シートＡから、成
形型IIを用いて、実施例１と同様の方法で繊維強化樹脂
成形品を製造した。成形型IIに繊維強化樹脂成形用シー
トＡを装着する際には、成形時に伸張率が小さい方向
と、強化用繊維34の配向方向が一致するように配置し
た。製造された成形品の底面における縦横強度比は1.1
であり、縦横でほぼ同等の強度を発揮できることが判っ
た。

−比較例２− 比較例１と同じ繊維強化樹脂成形用シートＢを用い
て、実施例２と同様の方法で繊維強化樹脂成形品を製造
した。得られた成形品は、縦横強度比が0.6であり、成
形時の伸張率が小さな方向（縦方向）の強度が、成形時
の伸張率が大きな方向（横方向）の強度よりも極端に小
さくなってしまっている。このことと、前記実施例２の
結果を比べれば、この発明の方法によって、成形時の伸
張率の違いに伴って生じる成形品の強度異方性を解消で
きることが実証された。

−実施例３− 実施例１において、強化用繊維切断手段20の強化用繊
維の放出位置と熱硬化性樹脂層14の表面との間の間隔Ｌ
を29cmに設定した以外は、実施例１と同様の方法で繊維
強化樹脂成形用シートを作製した。強化用繊維34は熱可
塑性樹脂フィルム12の走行方向とほぼ平行に配向されて
いた。実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形品を製造
したところ、成形品の縦横強度比は1.6であり、実施例
１と同様に特定方向の強度を増強することができた。

−比較例３− 実施例１において、強化用繊維切断手段20の強化用繊
維の放出位置と熱硬化性樹脂層14の表面との間の間隔Ｌ
を50cmに設定した以外は、実施例１と同様の方法で繊維
強化樹脂成形用シートを作製した。強化用繊維34は強化
用繊維切断手段20から熱硬化性樹脂層14の上に落下する
までの間にバラバラになるため、十分に配向されなかっ
た。実施例１と同様にして繊維強化樹脂成形品を製造し
たところ、成形品の縦横強度比は1.2であり、特定方向
に対する強度の増強効果があまり示されなかった。

−実施例４− 実施例１において、強化用繊維切断手段20のロールカ
ッタ22の軸方向が熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向と
平行になるようにして、熱可塑性樹脂フィルム12の幅方
向に３台の強化用繊維切断手段20を並べて設置した。こ
のような装置を用いて製造された繊維強化樹脂成形用シ
ートは、強化用繊維34が熱可塑性樹脂フィルム12の走行
方向とほぼ直交する方向に配向された。

得られた繊維強化樹脂成形用シートを用い、実施例１
と同様にして繊維強化樹脂成形品を製造したところ、成
形品の縦横強度比は0.6となり、実施例１とは反対に、
熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向と直交する方向の強
度を増強することができた。

−実施例５− 実施例１において、強化用繊維切断手段20のロールカ
ッタ22の軸方向が熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向と
45゜の角度を有するように配置した以外は、実施例１と
同様の方法で繊維強化樹脂成形用シートを製造した。強
化用繊維34は、熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向に対
して約45゜の方向に配向した。実施例１と同様にして製
造された繊維強化樹脂成形品は、縦横強度比が1.1であ
ったが、熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向に対して45
゜の方向を縦方向とみなして、この縦方向およびこれと
直交する横方向について前記同様の測定を行ったところ
縦横強度比が1.7であった。したがって、この成形品
は、前記45゜方向について強度が増強されていることが
判った。

−実施例６− 強化用繊維切断手段20を３台用い、熱可塑性樹脂フィ
ルム12の走行方向に対してロールカッタ22の軸方向が直
交するように並べて設置した。強化用繊維切断手段20の
放出位置と熱硬化性樹脂層14の表面との間隔Ｌは7cmで
あった。まず、熱可塑性樹脂フィルム12を2m/minで走行
させながら、熱可塑性樹脂フィルム12の上に熱硬化性樹
脂液を供給して熱硬化性樹脂層14を形成した後、前記強
化用切断手段20で75mmに切断した強化用繊維34を800g/m
²の割合で熱硬化性樹脂層14の上に供給した。さらに別
の熱可塑性樹脂フィルム12を被せて脱泡した後、30℃で
12時間熟成させて、ガラス含有量約50％で厚さ約1.1mm
の繊維強化樹脂成形用シートを得た。

実施例１と同様にして、繊維強化樹脂成形品を製造し
たところ、縦横強度比が8.5であり、実施例１の場合に
よりもさらに強度の異方性を大きくすることが出来た。

−実施例７− 実施例６において、３台の強化用繊維切断手段20のう
ち、２台目のロールカッタ22の位置を、前記間隔Ｌが70
cmになるように配置した。また、各強化用繊維切断手段
20による強化用繊維34の供給量を、300g/m²、400g/m²、
300g/m²に設定した以外は、実施例６と同様にして繊維
強化樹脂成形用シートを製造した。繊維強化樹脂成形用
シートは、ガラス含有量約45％、厚さ約1.6mmであっ
た。強化用繊維34の配向状態は、１台目および３台目の
強化用繊維切断手段20から強化用繊維34が供給された層
は、熱可塑性樹脂フィルム12の走行方向と平行に配向さ
れていたが、２台目の強化用繊維切断手段20から強化用
繊維34が供給された層はランダムな無配向状態であっ
た。

このような繊維強化樹脂成形用シートを用いて、実施
例６と同様の方法で繊維強化樹脂成形品を製造したとこ
ろ、成形品の縦横強度比は5.2であった。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかる繊維強化樹脂成形用
シートの製造方法によれば、強化用繊維切断手段から放
出された強化用繊維をそのまま熱可塑性樹脂フィルムの
上に供給するだけで、強化用繊維を良好に配向させるこ
とができる。すなわち、強化用繊維を一定方向に放出す
る強化用繊維切断手段と熱可塑性樹脂フィルムの上の積
載面との間隔を30cm以下にするとともに、強化用繊維切
断手段と熱可塑性樹脂フィルムの相対移動速度を50cm/m
in以上にしておくことによって、放出された強化用繊維
がバラバラになることなく、一定の方向に揃った状態す
なわち良好な配向状態で熱可塑性樹脂フィルムの上に積
載され、強化用繊維の配向状態が良好な繊維強化樹脂成
形用シートが得られる。

しかも、この発明の方法では、前記した従来におけ
る、配向された強化用繊維を含有する繊維強化樹脂成形
用シートの製造方法のように、嵩の高い溝付傾斜板や振
動機構付整列板等の設備が全く不要であり、強化用繊維
切断手段の設置位置および相対移動速度を適当に設定し
ておくだけで、確実かつ簡単に強化用繊維を配向させる
ことができる。その結果、設備コストの削減や作業の能
率化は果たすことができる。

さらに、強化用繊維切断手段からの強化用繊維の放出
方向と、強化用繊維切断手段に対する熱可塑性樹脂フィ
ルムの相対移動方向を、平行にしたり角度をつけたりす
ることによって、強化用繊維の配向状態を自由に変える
ことができ、目的や要求される機能に合わせて、強化用
繊維が任意の配向状態を有する繊維強化樹脂成形用シー
トを簡単に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる繊維強化樹脂成形用シートの
製造方法の実施例を示す概略構成図、第２図は上方から
みた概略構成図、第３図は別の実施例を示す上方からみ
た概略構成図、第４図は強化用繊維の配向作用を説明す
る模式的説明図、第５図は別の実施例を示す繊維強化樹
脂成形用シートの断面図である。 12……熱可塑性樹脂フィルム、14……熱硬化性樹脂層、
20……強化用繊維切断手段、22……ロールカッタ、30…
…ロービング繊維、34……切断された強化用繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 倶久 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 上田 賢一 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触 媒化学工業株式会社樹脂研究所内 (72)発明者 稲垣 裕治 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触 媒化学工業株式会社樹脂研究所内 (72)発明者 跡部 大祐 大阪府吹田市西御旅町５番８号 日本触 媒化学工業株式会社樹脂研究所内 (56)参考文献 特開 昭50−144766（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 70/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切断された強化用繊維および熱硬化性樹脂
   を熱可塑性樹脂フィルムの上に積載し含浸せしめて、熱
   硬化性樹脂に強化用繊維が混入された繊維強化樹脂成形
   用シートを製造する方法において、強化用繊維を切断し
   て一定方向に放出する強化用繊維切断手段から、切断さ
   れた強化用繊維を放出方向に配向させたままで放出し、
   強化用繊維の放出位置と熱可塑性樹脂フィルムの上の積
   載面との間隔を30cm以下にして、熱硬化性樹脂の上に強
   化用繊維を配向させたままで供給するとともに、強化用
   繊維切断手段と熱可塑性樹脂フィルムを50cm/min以上の
   速度で相対移動させることを特徴とする繊維強化樹脂成
   形用シートの製造方法。
2. 【請求項２】強化用繊維切断手段として、熱可塑性樹脂
   フィルムの表面と平行に配置されたロールカッタと、ロ
   ールカッタと対向して配置されたゴムローラとを備えた
   ものを用いる請求項１記載の繊維強化樹脂成形用シート
   の製造方法。
3. 【請求項３】強化用繊維切断手段からの強化用繊維の放
   出方向と、強化用繊維切断手段に対する熱可塑性樹脂フ
   ィルムの相対移動方向を、平行にしておく請求項１また
   は２記載の繊維強化樹脂成形用シートの製造方法。
4. 【請求項４】強化用繊維切断手段からの強化用繊維の放
   出方向と、強化用繊維切断手段に対する熱可塑性樹脂フ
   ィルムの相対移動方向に、角度をつけておく請求項１ま
   たは２記載繊維強化樹脂成形用シートの製造方法。