JP3027043B2 - 繊維複合シートの製造方法 - Google Patents
繊維複合シートの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、強靭なプレート材
料、各種製品を得るためのプレス成形用材料であるいわ
ゆるスタンパブルシートなどに使用される繊維複合シー
トの製造方法にに関する。
料、各種製品を得るためのプレス成形用材料であるいわ
ゆるスタンパブルシートなどに使用される繊維複合シー
トの製造方法にに関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維複合シートの製造方法として、多数
の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束を、粉体状
熱可塑性樹脂の流動床中を通過させて繊維束の各モノフ
ィラメントに粉体状熱可塑性樹脂を付着させ、樹脂付着
繊維束の熱可塑性樹脂を加熱溶融してシート化する方法
は知られている（特開昭５２−３９８５号公報参照）。
の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束を、粉体状
熱可塑性樹脂の流動床中を通過させて繊維束の各モノフ
ィラメントに粉体状熱可塑性樹脂を付着させ、樹脂付着
繊維束の熱可塑性樹脂を加熱溶融してシート化する方法
は知られている（特開昭５２−３９８５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来方法を利用し
て、多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束
を、粉体状熱可塑性樹脂の流動床中を通過させて粉体状
熱可塑性樹脂を各モノフィラメントに付着させ、多数の
樹脂付着連続強化繊維を全体としシート状となしてこれ
に繊維質面材を積層した後、積層体の粉体状熱可塑性樹
脂を加熱溶融した場合、繊維質面材への樹脂含浸が充分
に行なわれないため、ボイドレスにならず、また連続モ
ノフィラメントの配向方向に対する垂直方向の強度につ
き満足すべきものが得られない。
て、多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束
を、粉体状熱可塑性樹脂の流動床中を通過させて粉体状
熱可塑性樹脂を各モノフィラメントに付着させ、多数の
樹脂付着連続強化繊維を全体としシート状となしてこれ
に繊維質面材を積層した後、積層体の粉体状熱可塑性樹
脂を加熱溶融した場合、繊維質面材への樹脂含浸が充分
に行なわれないため、ボイドレスにならず、また連続モ
ノフィラメントの配向方向に対する垂直方向の強度につ
き満足すべきものが得られない。
【０００４】この発明の目的は、上記の問題を解決した
繊維複合シートの製造方法を提供することにある。
繊維複合シートの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明による繊維複合
シートの製造方法は、多数の連続モノフィラメントより
なる強化繊維束を、粉体状熱可塑性樹脂の流動床中を通
過させて開繊しかつ粉体状熱可塑性樹脂を各モノフィラ
メントに付着させる工程と、多数の樹脂付着連続強化繊
維を全体としてシート状となしてこれに繊維質面材を積
層する工程と、得られた積層体を振動する工程と、積層
体の粉体状熱可塑性樹脂を加熱溶融する工程とを含むこ
とを特徴とするものである。
シートの製造方法は、多数の連続モノフィラメントより
なる強化繊維束を、粉体状熱可塑性樹脂の流動床中を通
過させて開繊しかつ粉体状熱可塑性樹脂を各モノフィラ
メントに付着させる工程と、多数の樹脂付着連続強化繊
維を全体としてシート状となしてこれに繊維質面材を積
層する工程と、得られた積層体を振動する工程と、積層
体の粉体状熱可塑性樹脂を加熱溶融する工程とを含むこ
とを特徴とするものである。
【０００６】強化繊維としては、使用せられる熱可塑性
樹脂の溶融温度において熱的に安定な繊維が用いられ
る。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊
維などの無機繊維及びアラミド繊維、ポリエステル繊維
などの有機繊維をあげることができる。モノフィラメン
トの直径は１〜５０μｍ、とくに２〜２０μｍが好まし
い。
樹脂の溶融温度において熱的に安定な繊維が用いられ
る。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊
維などの無機繊維及びアラミド繊維、ポリエステル繊維
などの有機繊維をあげることができる。モノフィラメン
トの直径は１〜５０μｍ、とくに２〜２０μｍが好まし
い。
【０００７】熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等のオレフィン重合体、塩化ビニル樹脂お
よびその共重合体、ポリエーテルサルホン、ポリフェニ
レンサルファイドなどのエンジニアリングプラスチック
が用いられる。粒子径は１０〜３００μｍが適当であ
る。
リプロピレン等のオレフィン重合体、塩化ビニル樹脂お
よびその共重合体、ポリエーテルサルホン、ポリフェニ
レンサルファイドなどのエンジニアリングプラスチック
が用いられる。粒子径は１０〜３００μｍが適当であ
る。
【０００８】繊維質面材には、マット状のもの、ネット
状のものがあり、織布、不織布、粗布等が必要に応じて
組み合わされる。面材を構成する繊維としては、有機繊
維、無機繊維があり、代表的なものとして、ビニロン繊
維、アラミド繊維、ガラス繊維があげられる。シート状
となされた多数の樹脂付着連続強化繊維に対する繊維質
面材の配置は、両面、片面、１または複数の中間介在等
得ようとする製品の構成に応じて適宜に選択される。
状のものがあり、織布、不織布、粗布等が必要に応じて
組み合わされる。面材を構成する繊維としては、有機繊
維、無機繊維があり、代表的なものとして、ビニロン繊
維、アラミド繊維、ガラス繊維があげられる。シート状
となされた多数の樹脂付着連続強化繊維に対する繊維質
面材の配置は、両面、片面、１または複数の中間介在等
得ようとする製品の構成に応じて適宜に選択される。
【０００９】積層体の振動は、たとえば、積層体の移動
径路の途中においてこれに近接した位置に連続強化繊維
に対し直交する方向にのびている振動バーを配置し、積
層体に対し特定の周期で打撃を加えることによって行な
われる。振動バーの材料は、金属及びプラスチックが好
ましいが、必ずしもこれらに限定せられない。振動バー
の振幅距離は、１mm以上で適宜設定すればよい。振動数
は時間当りの振動数で管理され、この振動数はライン速
度、必要肉厚により適宜選択される。
径路の途中においてこれに近接した位置に連続強化繊維
に対し直交する方向にのびている振動バーを配置し、積
層体に対し特定の周期で打撃を加えることによって行な
われる。振動バーの材料は、金属及びプラスチックが好
ましいが、必ずしもこれらに限定せられない。振動バー
の振幅距離は、１mm以上で適宜設定すればよい。振動数
は時間当りの振動数で管理され、この振動数はライン速
度、必要肉厚により適宜選択される。
【００１０】振動装置としては、モーター・カム、エア
ー弁、油圧弁を使用したもの等が用いられる。また、バ
イブレーター等の高周波振動であってもよい。
ー弁、油圧弁を使用したもの等が用いられる。また、バ
イブレーター等の高周波振動であってもよい。
【００１１】加熱源の具体例としては、加熱ロール、熱
風、遠赤外線等汎用せられているものがあげられる。加
熱温度は、粉体状熱可塑性樹脂の種類に応じて適当に定
められる。
風、遠赤外線等汎用せられているものがあげられる。加
熱温度は、粉体状熱可塑性樹脂の種類に応じて適当に定
められる。
【００１２】
【作用】この発明による繊維複合シートの製造方法は、
多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束を、粉
体状熱可塑性樹脂の流動床中を通過させて開繊しかつ粉
体状熱可塑性樹脂を各モノフィラメントに付着させ、多
数の樹脂付着連続強化繊維を全体としシート状となして
これに繊維質面材を積層し、得られた積層体を振動する
ものであるから、各モノフィラメントに付着した樹脂が
フィラメント相互間および面材の繊維間にまで充分に侵
入すると同時に、過剰の粉体状熱可塑性樹脂が除去され
て強化繊維の分布が均一化される。
多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束を、粉
体状熱可塑性樹脂の流動床中を通過させて開繊しかつ粉
体状熱可塑性樹脂を各モノフィラメントに付着させ、多
数の樹脂付着連続強化繊維を全体としシート状となして
これに繊維質面材を積層し、得られた積層体を振動する
ものであるから、各モノフィラメントに付着した樹脂が
フィラメント相互間および面材の繊維間にまで充分に侵
入すると同時に、過剰の粉体状熱可塑性樹脂が除去され
て強化繊維の分布が均一化される。
【００１３】
実施例１ 図１には、この発明の実施に用いられる繊維複合シート
の製造装置が示されている。
の製造装置が示されている。
【００１４】以下の説明において、前とは図１の右方向
をいうものとする。
をいうものとする。
【００１５】図１の装置は、上下の流動床装置(1) と、
各流動床装置(1) の後方に配置せられた複数の強化繊維
束巻き戻しロール(2) と、各流動床装置(1) の槽の前後
上方、槽内の前後に配置せられたガイド・バー(3) と、
上下の流動床装置(1) の中間前方に配置せられた繊維質
面材巻き戻しロール(4) と、繊維質面材巻き戻しロール
(4) の前方に後側より順次配置せられ第１ガイド・バー
(5) 、第２ガイド・バー(6) および第３ガイド・バー
(7) と、第２ガイド・バー(6) と第３ガイド・バー(7)
との中間上方に配置された振動バー(8) と、振動バー
(8) の前方に配置された一対の加熱ロール(9) と、加熱
ロール(9) の前方に配置された一対の巻き取りロール(1
0)と、その前方に配置された巻き取り機(11)とを備えて
いる。
各流動床装置(1) の後方に配置せられた複数の強化繊維
束巻き戻しロール(2) と、各流動床装置(1) の槽の前後
上方、槽内の前後に配置せられたガイド・バー(3) と、
上下の流動床装置(1) の中間前方に配置せられた繊維質
面材巻き戻しロール(4) と、繊維質面材巻き戻しロール
(4) の前方に後側より順次配置せられ第１ガイド・バー
(5) 、第２ガイド・バー(6) および第３ガイド・バー
(7) と、第２ガイド・バー(6) と第３ガイド・バー(7)
との中間上方に配置された振動バー(8) と、振動バー
(8) の前方に配置された一対の加熱ロール(9) と、加熱
ロール(9) の前方に配置された一対の巻き取りロール(1
0)と、その前方に配置された巻き取り機(11)とを備えて
いる。
【００１６】なお、複数の強化繊維束巻き戻しロール
(2) は、便宜上上下に分けて図示したが、実際は横方向
一列に並列状に存在する。また、第１ガイド・バー(5)
と第２ガイド・バー(6) は接近しているが、第２ガイド
・バー(6) と第３ガイド・バー(7) 間には、中間に振動
バー(8) が存在するため、所要の間隔があけられてい
る。
(2) は、便宜上上下に分けて図示したが、実際は横方向
一列に並列状に存在する。また、第１ガイド・バー(5)
と第２ガイド・バー(6) は接近しているが、第２ガイド
・バー(6) と第３ガイド・バー(7) 間には、中間に振動
バー(8) が存在するため、所要の間隔があけられてい
る。
【００１７】つぎに、繊維複合シートの製造方法につい
て説明する。
て説明する。
【００１８】各巻き戻しロール(2) から上下の流動床
(1) に対しそれぞれ多数の連続フィラメントよりなる強
化繊維束(F1)１０本ずつを、巻き取りロール(10)により
ひねりが生じないようにしながら巻き戻し、各流動床装
置(1) の粉体状熱可塑性樹脂流動床（Ｒ）中を通過さ
せ、強化繊維束(F1)を開繊するとともに、各フィラメン
トに粉体状熱可塑性樹脂を付着させる。すなわち多数の
連続強化繊維に粉体状熱可塑性樹脂を付着させる。粉体
状熱可塑性樹脂としては、粉体状塩化ビニル樹脂（平均
粒径２００μ）１００phr を安定剤２．０phr 、滑剤
１．０phr とともにスーパーミキサーで混合して用い、
強化繊維としては、ロービング状ガラス繊維を用いた。
(1) に対しそれぞれ多数の連続フィラメントよりなる強
化繊維束(F1)１０本ずつを、巻き取りロール(10)により
ひねりが生じないようにしながら巻き戻し、各流動床装
置(1) の粉体状熱可塑性樹脂流動床（Ｒ）中を通過さ
せ、強化繊維束(F1)を開繊するとともに、各フィラメン
トに粉体状熱可塑性樹脂を付着させる。すなわち多数の
連続強化繊維に粉体状熱可塑性樹脂を付着させる。粉体
状熱可塑性樹脂としては、粉体状塩化ビニル樹脂（平均
粒径２００μ）１００phr を安定剤２．０phr 、滑剤
１．０phr とともにスーパーミキサーで混合して用い、
強化繊維としては、ロービング状ガラス繊維を用いた。
【００１９】上の多数の樹脂付着連続強化繊維(F2)を第
１ガイド・バー(5) に、下の多数の樹脂付着強化繊維(F
2)を第２ガイド・バー(6) にそれぞれ導くのであるが、
それまでにガイド・バー(3) によりこれらが全体として
シート状になるようにそろえる。他方巻き戻しロール
(4) から繊維状面材(N) を第１ガイド・バー(5) に導
き、ここでシート状となされた上の多数の樹脂付着連続
強化繊維(F2)と積層し、つぎにこれらを第２ガイド・バ
ー(6) に導き、ここで下の多数の樹脂付着連続強化繊維
(F2)と積層して三者の帯状積層体(L) となし、これを第
３ガイド・バー(7)を経て加熱ロール(9) に導く。繊維
状面材(N) としては、幅４００mm、厚み０．１６mmのガ
ラス繊維織布（目付量４０g/ｍ2 ）を用いた。そして、
第２ガイド・バー(6) と第３ガイド・バー(7) との間に
おいて、直径３０mmの塩化ビニル樹脂製振動バー(8) に
より、ライン速度２ｍ／min の積層体(L) に上から打撃
間距離１０mmで１秒間に１３回打撃を加えた後、積層体
(L) を１８０℃の加熱ロール(9) に引込み、積層体(L)
の粉体状熱可塑性樹脂を加熱溶融して繊維複合シート(S
1)を得、これを巻き取りロール(10)により巻き取りロー
ル(11)に巻き取る。
１ガイド・バー(5) に、下の多数の樹脂付着強化繊維(F
2)を第２ガイド・バー(6) にそれぞれ導くのであるが、
それまでにガイド・バー(3) によりこれらが全体として
シート状になるようにそろえる。他方巻き戻しロール
(4) から繊維状面材(N) を第１ガイド・バー(5) に導
き、ここでシート状となされた上の多数の樹脂付着連続
強化繊維(F2)と積層し、つぎにこれらを第２ガイド・バ
ー(6) に導き、ここで下の多数の樹脂付着連続強化繊維
(F2)と積層して三者の帯状積層体(L) となし、これを第
３ガイド・バー(7)を経て加熱ロール(9) に導く。繊維
状面材(N) としては、幅４００mm、厚み０．１６mmのガ
ラス繊維織布（目付量４０g/ｍ2 ）を用いた。そして、
第２ガイド・バー(6) と第３ガイド・バー(7) との間に
おいて、直径３０mmの塩化ビニル樹脂製振動バー(8) に
より、ライン速度２ｍ／min の積層体(L) に上から打撃
間距離１０mmで１秒間に１３回打撃を加えた後、積層体
(L) を１８０℃の加熱ロール(9) に引込み、積層体(L)
の粉体状熱可塑性樹脂を加熱溶融して繊維複合シート(S
1)を得、これを巻き取りロール(10)により巻き取りロー
ル(11)に巻き取る。
【００２０】なお、巻き戻し時の強化繊維束(F1)のバッ
ク・テンションは、バー(8) で加えられる振動により余
分の強化繊維束(F1)が巻き出されない程度となされてい
る。図２には、一層のガラス繊維織布(N)が中間に介在
せられたガラス繊維複合シート(S1)の横断面図が示され
ているが、同図において、(12)はガラス繊維、(13)は塩
化ビニル樹脂を示す。得られたガラス繊維複合シート(S
1)の平均厚みは０．４mm、幅は４００mm、ガラス繊維含
有率は３０容量％であった。
ク・テンションは、バー(8) で加えられる振動により余
分の強化繊維束(F1)が巻き出されない程度となされてい
る。図２には、一層のガラス繊維織布(N)が中間に介在
せられたガラス繊維複合シート(S1)の横断面図が示され
ているが、同図において、(12)はガラス繊維、(13)は塩
化ビニル樹脂を示す。得られたガラス繊維複合シート(S
1)の平均厚みは０．４mm、幅は４００mm、ガラス繊維含
有率は３０容量％であった。
【００２１】比較例１ 積層体に振動を加えなかった以外は実施例１と同様にし
て繊維複合シートを製造した。
て繊維複合シートを製造した。
【００２２】実施例２ 下の流動床装置１つのみを用い、強化繊維束２０本を横
１列にして巻き戻し、図３に示すように、片面にガラス
・ネット(N) を積層した以外は、実施例１と同様にして
繊維複合シート(S2)を製造した。
１列にして巻き戻し、図３に示すように、片面にガラス
・ネット(N) を積層した以外は、実施例１と同様にして
繊維複合シート(S2)を製造した。
【００２３】比較例２ 積層体に振動を加えなかった以外は実施例２と同様にし
て繊維複合シートを製造した。
て繊維複合シートを製造した。
【００２４】なお、上中下３つの流動床装置と各流動床
装置の間に介在された２つの繊維質面材巻き戻しロール
を用い、図４に示すような繊維複合シート(S3)を製造す
ることもできる。
装置の間に介在された２つの繊維質面材巻き戻しロール
を用い、図４に示すような繊維複合シート(S3)を製造す
ることもできる。
【００２５】実施例１および２ならびに比較例１および
２の繊維複合シートを以下のように評価した。
２の繊維複合シートを以下のように評価した。
【００２６】ボイド分布測定 上記各繊維複合シートを幅４０点に分割し、水中置換に
て比重を測定し、絶乾状態の重量を測定したものを電気
炉にて燃焼し、真の比重を算出することで両者の差異を
求め、ボイド率として算出した。
て比重を測定し、絶乾状態の重量を測定したものを電気
炉にて燃焼し、真の比重を算出することで両者の差異を
求め、ボイド率として算出した。
【００２７】肉厚分布測定 上記各繊維複合シートを４０枚に裁断し、マイクロメー
ターにて肉厚を測定することにより、幅方向の繊維目付
重量のＣＶ値を算出した。
ターにて肉厚を測定することにより、幅方向の繊維目付
重量のＣＶ値を算出した。
【００２８】 上記結果より明らかなように、この発明の方法で製造し
た繊維複合シートは、ボイド率が少なくかつ肉厚分布に
おいて優れていた。
た繊維複合シートは、ボイド率が少なくかつ肉厚分布に
おいて優れていた。
【００２９】
【発明の効果】この発明の繊維複合シートの製造方法に
よれば、各モノフィラメントに付着した樹脂がフィラメ
ント相互間および面材の繊維間にまで充分に侵入すると
同時に、過剰の粉体状熱可塑性樹脂が除去されて調整せ
られるから、ボイド率が少なく、しかも強化繊維の分布
および肉厚分布の均一で全体として充分な強度を有する
シートを得ることができる。
よれば、各モノフィラメントに付着した樹脂がフィラメ
ント相互間および面材の繊維間にまで充分に侵入すると
同時に、過剰の粉体状熱可塑性樹脂が除去されて調整せ
られるから、ボイド率が少なく、しかも強化繊維の分布
および肉厚分布の均一で全体として充分な強度を有する
シートを得ることができる。
【図１】この発明の方法の実施に使用される繊維複合シ
ートの製造装置の側面図であり、流動床装置は垂直断面
で示されている。
ートの製造装置の側面図であり、流動床装置は垂直断面
で示されている。
【図２】この発明の実施例１によって得られた繊維複合
シートの拡大横断面図である。
シートの拡大横断面図である。
【図３】この発明の実施例２によって得られた繊維複合
シートの拡大横断面図である。
シートの拡大横断面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施例によって得られた
繊維複合シートの拡大横断面図である。
繊維複合シートの拡大横断面図である。
８ ：バー Ｆ１ ：連続強化繊維束 Ｆ２ ：開繊された樹脂付着繊維 Ｒ ：流動床 Ｎ ：繊維質面材 Ｌ ：積層体 S1、S2、S3：繊維複合シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 105:08 701:12 Ｂ２９Ｌ 9:00 (56)参考文献 特開 平４−244812（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−206508（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−270909（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−55226（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198640（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193415（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29B 11/16 B29B 15/10 - 15/14 B29C 70/00 - 70/56
Claims (1)
- 【請求項１】 多数の連続モノフィラメントよりなる強
化繊維束を、粉体状熱可塑性樹脂の流動床中を通過させ
て開繊しかつ粉体状熱可塑性樹脂を各モノフィラメント
に付着させる工程と、多数の樹脂付着連続強化繊維を全
体としてシート状となしてこれに繊維質面材を積層する
工程と、得られた積層体を振動する工程と、積層体の粉
体状熱可塑性樹脂を加熱溶融する工程とを含むことを特
徴とする繊維複合シートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03331898A JP3027043B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 繊維複合シートの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03331898A JP3027043B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 繊維複合シートの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05162131A JPH05162131A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3027043B2 true JP3027043B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=18248867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03331898A Expired - Lifetime JP3027043B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | 繊維複合シートの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027043B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102225633B1 (ko) * | 2018-04-04 | 2021-03-08 | (주)엘지하우시스 | 혼성 연속섬유 강화 열가소성 복합재 제조장치 및 그 제조방법 |
-
1991
- 1991-12-16 JP JP03331898A patent/JP3027043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05162131A (ja) | 1993-06-29 |
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