JP5076053B2 - Thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material, method for producing the same, and thermoplastic resin multilayer reinforced molded article - Google Patents
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Description
本発明は、三次元形状を有する熱可塑性樹脂複合材料成型品を得るに好適なシート材に関するものであり、詳しくは、炭素繊維などの補強繊維を引き揃えシート状に形成した補強繊維シート材に熱可塑性樹脂材シート材を付着させたシート材を複数枚積層し一体化させた熱可塑性樹脂多層補強シート材、及びその製造方法、並びに得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材から得られる熱可塑性樹脂多層補強成型品に関するものである。 The present invention relates to a sheet material suitable for obtaining a molded article of a thermoplastic resin composite material having a three-dimensional shape, and more specifically, to a reinforcing fiber sheet material in which reinforcing fibers such as carbon fibers are arranged in a sheet shape. Thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material obtained by laminating and integrating a plurality of sheet materials to which thermoplastic resin sheet material is adhered, and a method for producing the same, and thermoplasticity obtained from the obtained thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material The present invention relates to a resin multilayer reinforced molded product.
繊維補強複合材料は、繊維材料とマトリックス材料を組み合せたもので、軽量で剛性が高く多様な機能設計が可能な材料であり、航空宇宙分野、輸送分野、土木建築分野、運動器具分野等の幅広い分野で用いられている。現在、炭素繊維又はガラス繊維といった補強繊維材料を熱硬化性樹脂材料と組み合せた繊維強化プラスチック(FRP)が主流となっている。しかし、リサイクル性、短時間成型性、成型品の耐衝撃特性の向上等の利点から、マトリックス樹脂に熱可塑性樹脂材料を用いた成型品開発が今後増加すると考えられている。 Fiber reinforced composite material is a combination of fiber material and matrix material, and it is lightweight, rigid and capable of various functional designs. It is widely used in aerospace field, transportation field, civil engineering field, exercise equipment field, etc. Used in the field. Currently, fiber reinforced plastic (FRP) in which a reinforcing fiber material such as carbon fiber or glass fiber is combined with a thermosetting resin material has become the mainstream. However, it is considered that the development of molded products using a thermoplastic resin material as a matrix resin will increase in the future due to advantages such as recyclability, short-time moldability, and improved impact resistance of molded products.
一方、成型品を得る際、成型を容易にし、成型コストを削減するため、補強繊維材料の補強方向が多軸になるよう積層された多軸補強シート材を用いた成型品及び成型方法が注目されている。 On the other hand, when obtaining molded products, attention is paid to molded products and molding methods using multiaxial reinforcing sheet materials laminated so that the reinforcement direction of the reinforcing fiber material is multiaxial in order to facilitate molding and reduce molding costs. Has been.
このことから、補強繊維材料が多軸に積層された多軸補強シート材と熱可塑性樹脂材料を組み合わせたシート材、及びそのシート材による高品質、短時間そして低コストな成型品製造が期待されている。 From this, it is expected to produce a high-quality, short-time and low-cost molded product using a sheet material obtained by combining a multi-axis reinforcing sheet material in which reinforcing fiber materials are laminated in multi-axis and a thermoplastic resin material. ing.
補強繊維材料の補強方向を多軸に配向させ熱可塑性樹脂材料と組み合わせたシート材としては、例えば、特許文献1では、多数本の強化繊維糸条が並行にシート状に配列して層構成をなし、前記層の少なくとも2層以上が交差積層されて積層体をなし、該積層体が低融点ポリマー糸でステッチされて一体化された補強用多軸ステッチ布帛が記載されている。そして、当該補強用多軸ステッチ布帛に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を含浸させて、低融点ポリマー糸の融点以上に加熱成型することで、ステッチ糸の組織が消滅した表面平滑性に優れるFRP成型品を得ることが記載されている。
As a sheet material in which the reinforcement direction of the reinforcing fiber material is oriented in multiple axes and combined with the thermoplastic resin material, for example, in
特許文献2では、熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグシートを長手方向に配し、当該熱可塑性樹脂プリプレグシートに別の熱可塑性樹脂プリプレグシートを螺旋状に巻き付けることにより補強方向が三方向となる繊維補強シート及びその製造方法が記載されている。また、三方向が補強された当該繊維補強シートに対し、当該シート長手方向の90度方向に熱可塑性樹脂プリプレグシートを配して四方向が補強された繊維補強シート及びその製造方法が記載されている。
In
特許文献3では、強化フィラメントと有機材料フィラメントから成る混成糸から、結束性をもった一方向ラップを形成し、当該ラップを移動方向に関して横方向に折り畳んだ後、加熱もしくは加熱加圧することにより強化糸/有機材料を固定させて、多軸方向に繊維強化された複合シートを製造する方法及び装置が記載されている。有機材料とは母材として働く熱可塑性樹脂であり、当該複合シートは複雑な形状の複合材料成型品を製造できるようにするため提供されると記載されている。
In
特許文献4では、単糸1000本当たりの幅が1.3mm以上になるよう開繊拡幅された強化繊維束から強化繊維シートを作成し、当該強化繊維シートから補強方向が傾斜する傾斜強化繊維シートを作成した後、当該傾斜強化繊維シートを積層して、熱接着剤による接合または糸や強化効果のある繊維によるステッチングなどにより接合一体化された多軸積層強化繊維シート及びその作成方法が記載されている。そして、傾斜強化繊維シートを積層する際、層間に熱可塑性樹脂によるマトリックス層を含める方法が記載されている。
上述した特許文献1では、補強用多軸ステッチ布帛に対して樹脂を含浸させFRP成型品を得るため、流動特性に優れる熱硬化性樹脂を含浸させる場合、当該補強用多軸ステッチ布帛を形成する強化繊維糸条の繊維間にまで樹脂を含浸させることが容易であるが、溶融時の樹脂粘度が高く流動特性の悪い熱可塑性樹脂を含浸させる場合、強化繊維糸条の繊維間にまで樹脂を含浸させることが大変難しくなる。このため、当該補強用多軸ステッチ布帛による熱可塑性樹脂複合材料成型品は、成型品を得るための樹脂含浸に要する時間が長くなり成型コストが高くなること、樹脂の未含浸部分つまりボイド(空隙)が多くでき力学的特性が悪くなること等の課題がある。
In
特許文献2では、熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグシートを使用して多軸補強されたシートを得るが、熱可塑性樹脂材料が補強繊維束中に含浸したプリプレグシートは剛性があるため、当該シートを多軸に配向させたシートはドレープ性に欠け、三次元形状を有した成型金型に適合させることが難しい課題がある。また、当該熱可塑性樹脂プリプレグシートを得るために補強繊維束中に熱可塑性樹脂を含浸させてプリプレグシートを製造する工程が必要となるが、補強繊維束中に熱可塑性樹脂を含浸させることは容易ではなく、製造時間を必要とするため、最終的にはFRP成型品を得るコストが高くなる課題もある。
In
特許文献3では、強化フィラメントと有機材料フィラメントから成る混成糸を使用している。しかし、強化フィラメントと有機材料フィラメントを均一に混繊させることは難しく、得られる複合材料成型品は、繊維が均一に分散していない、ボイドのある成型品になる可能性が高い。また、混繊糸は1本ずつ製造されるため、混繊糸を製造するコストが高くなり、得られる複合材料成型品のコストが高くなる課題も生じる。
In
特許文献4では、傾斜強化繊維シートと熱可塑性樹脂マトリックス層を積層した後、熱接着剤による接合または糸や強化効果のある繊維によるステッチングなどにより接合一体化して、熱可塑性樹脂複合材料成型品を得るための多軸積層強化繊維シートを得る。熱接着剤による接合は、接着剤がマトリックスとなる熱可塑性樹脂と異なるため異種の樹脂が混合することとなり複合材料成型品における力学的特性の低下を生じる可能性がある。また、糸や強化効果のある繊維によるステッチングは、多軸積層強化繊維シートを加熱加圧成型して複合材料成型品を得る際、傾斜強化繊維シートと熱可塑性樹脂マトリックス層の積層により得られていた厚みが熱可塑性樹脂の補強繊維束中への含浸により減少し薄くなるため、糸や強化効果のある繊維がたるみ、補強繊維の真直性を阻害する可能性がある。また、たるんだ状態の糸や繊維は複合材料成型品の厚み方向における補強とはならず、逆に異種の素材として存在して複合材料成型品における力学的特性の低下を招く原因になる。
In
本発明者は、これまで鋭意研究開発を進めた結果、非特許文献1に記載されているように、繊維束の厚みが薄くなるに従い、高粘度の熱可塑性樹脂においても、短時間で繊維束中に樹脂を含浸させることができることを確認しており、また、特許文献5に記載されているように、材料コストが安い太繊度繊維束を幅広で薄い開繊糸シートに製造する開繊技術を開発している。さらに、特許文献6では、複数本の開繊糸を幅方向に隙間なく引き揃えシート化して熱可塑性樹脂シートを使用して熱可塑性樹脂プリプレグシートを製造する方法及び装置について開発を行っている。
As a result of earnest research and development, the inventor of the present invention, as described in Non-Patent
そこで、本発明は、こうした知見や開繊技術に基づいて、リサイクル性、耐衝撃特性に優れる熱可塑性樹脂をマトリックスとした、高品質で、力学的特性及びドレープ性に優れる熱可塑性樹脂多層補強シート材、及び当該熱可塑性樹脂多層補強シート材を短時間で効率よく製造するための方法、並びに当該熱可塑性樹脂多層補強シート材を用いて成型された高品質性と力学的特性が維持された熱可塑性樹脂多層補強成型品を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention is based on such knowledge and fiber opening technology, and uses a thermoplastic resin having excellent recyclability and impact resistance as a matrix, a high-quality thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet having excellent mechanical properties and draping properties. , A method for efficiently producing the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material in a short time, and heat maintained with high quality and mechanical properties molded using the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material An object of the present invention is to provide a plastic resin multilayer reinforced molded product.
本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材は、複数の補強繊維が所定方向に引き揃えられた補強繊維シート材と熱可塑性樹脂シート材とを付着させて構成されている1mm〜20mmの幅の細幅熱可塑性樹脂補強シート材を複数本幅方向に配列して形成された熱可塑性樹脂補強シート材が複数枚積層して形成され、一体化されていることを特徴とする。 本発明に係る別の熱可塑性樹脂多層補強シート材は、複数の補強繊維が所定方向に引き揃えられた補強繊維シート材と熱可塑性樹脂シート材とを付着させて構成されている1mm〜20mmの幅の細幅熱可塑性樹脂補強シート材を織糸として用い製織して形成された熱可塑性樹脂補強シート材が複数枚積層して形成され、一体化されていることを特徴とする。 さらに、上記の熱可塑性樹脂多層補強シート材において、前記細幅熱可塑性樹脂補強シート材は、前記補強繊維シート材の片面又は両面に前記熱可塑性樹脂シート材が付着していることを特徴とする。さらに、前記細幅熱可塑性樹脂補強シート材は、前記熱可塑性樹脂シート材の両面に前記補強繊維シート材が付着していることを特徴とする。さらに、前記熱可塑性樹脂補強シート材は、前記補強繊維シート材の引き揃えられた方向がそれぞれ多軸となるように積層されていることを特徴とする。さらに、前記補強繊維シート材が、前記補強繊維シート材の断面厚さが前記補強繊維の直径の10倍以内に設定されていることを特徴とする。さらに、前記熱可塑性樹脂シート材と同一材料である一体化用熱可塑性樹脂繊維束により、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材をステッチして縫合一体化していることを特徴とする。さらに、前記熱可塑性樹脂シート材を熱融着させて複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を接着一体化していることを特徴とする。さらに、前記熱可塑性樹脂シート材を部分的に熱融着させて複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を接着一体化していることを特徴とする。 The thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention has a width of 1 mm to 20 mm configured by adhering a reinforcing fiber sheet material in which a plurality of reinforcing fibers are aligned in a predetermined direction and a thermoplastic resin sheet material . A plurality of thermoplastic resin reinforcing sheet materials formed by arranging a plurality of narrow thermoplastic resin reinforcing sheet materials in the width direction are laminated and integrated. Another thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention is configured by adhering a reinforcing fiber sheet material in which a plurality of reinforcing fibers are aligned in a predetermined direction and a thermoplastic resin sheet material. A plurality of thermoplastic resin reinforcing sheet materials formed by weaving using a narrow width thermoplastic resin reinforcing sheet material as a woven yarn are laminated and integrated. Furthermore, in the above-mentioned thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material, the narrow thermoplastic resin reinforcing sheet material is characterized in that the thermoplastic resin sheet material is attached to one side or both sides of the reinforcing fiber sheet material. . Further, the narrow thermoplastic resin reinforcing sheet material is characterized in that the reinforcing fiber sheet material is attached to both surfaces of the thermoplastic resin sheet material. Further, the thermoplastic resin reinforced sheet material is laminated so that directions in which the reinforcing fiber sheet materials are aligned are multiaxial. Further, the reinforcing fiber sheet material is characterized in that a cross-sectional thickness of the reinforcing fiber sheet material is set within 10 times the diameter of the reinforcing fiber. Furthermore, a plurality of laminated thermoplastic resin reinforcing sheet materials are stitched and integrated by stitching with a thermoplastic resin fiber bundle for integration which is the same material as the thermoplastic resin sheet material. Furthermore, the thermoplastic resin reinforcing sheet material laminated by a plurality of layers by heat-sealing the thermoplastic resin sheet material is bonded and integrated. Furthermore, the thermoplastic resin sheet material is bonded and integrated by partially heat-sealing the thermoplastic resin reinforcing sheet material laminated in plural.
本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材の製造方法は、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えた補強繊維シート材と熱可塑性樹脂シート材とを付着させた後1mm〜20mmの幅で長さ方向に切断して細幅熱可塑性樹脂補強シート材を作成し、前記細幅熱可塑性樹脂補強シート材を複数本幅方向に配列させて熱可塑性樹脂補強シート材を作成するシート形成工程と、前記熱可塑性樹脂補強シート材を厚さ方向に複数枚重ね合わせる積層工程と、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を一体化する一体化工程とを有することを特徴とする。 本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材の別の製造方法は、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えて1mm〜20mmの幅のシート状に形成した補強繊維シート材と1mm〜20mmの幅のシート状の熱可塑性樹脂シート材とを付着させて細幅熱可塑性樹脂補強シート材を作成し、前記細幅熱可塑性樹脂補強シート材を複数本幅方向に配列させて熱可塑性樹脂補強シート材を作成するシート形成工程と、前記熱可塑性樹脂補強シート材を厚さ
方向に複数枚重ね合わせる積層工程と、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を一体化する一体化工程とを有することを特徴とする。 本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材のさらに別の製造方法は、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えた補強繊維シート材と熱可塑性樹脂シート材とを付着させた後1mm〜20mmの幅で長さ方向に切断して細幅熱可塑性樹脂補強シート材を作成し、前記細幅熱可塑性樹脂補強シート材を織糸として用い製織して熱可塑性樹脂補強シート材を作成するシート形成工程と、前記熱可塑性樹脂補強シート材を厚さ方向に複数枚重ね合わせる積層工程と、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を一体化する一体化工程とを有することを特徴とする。 本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材のさらに別の製造方法は、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えて1mm〜20mmの幅のシート状に形成した補強繊維シート材と1mm〜20mmの幅のシート状の熱可塑性樹脂シート材とを付着させて細幅熱可塑性樹脂補強シート材を作成し、前記細幅熱可塑性樹脂補強シート材を織糸として用い製織して熱可塑性樹脂補強シート材を作成するシート形成工程と、前記熱可塑性樹脂補強シート材を厚さ方向に複数枚重ね合わせる積層工程と、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を一体化する一体化工程とを有することを特徴とする。 さらに、上記の製造方法において、前記シート形成工程は、前記補強繊維シート材の片面又は両面に前記熱可塑性樹脂シート材を付着させることを特徴とする。さらに、前記シート形成工程は、前記熱可塑性樹脂シートの両面に前記補強繊維シート材を付着させることを特徴とする。さらに、前記シート形成工程では、前記補強繊維シート材として、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えるとともにその断面厚さを前記補強繊維の直径の10倍以内としたシート状に形成することを特徴とする。さらに、前記シート形成工程では、前記補強繊維シート材として、長繊維系の補強繊維が複数本集束した補強繊維束を連続して幅方向に拡幅させ、幅広く薄い状態となった開繊糸を用いて形成することを特徴とする。さらに、前記積層工程では、前記熱可塑性樹脂補強シート材を、補強繊維の引き揃えられた方向が多軸となるよう複数枚重ね合わせ積層することを特徴とする。さらに、前記一体化工程では、前記熱可塑性樹脂シート材と同一材料である一体化用熱可塑性樹脂繊維束により、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材をステッチして縫合一体化することを特徴とする。さらに、前記一体化工程では、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を加熱又は加熱加圧して、各層の前記熱可塑性樹脂シート材を厚み方向上下層にある前記補強繊維シート材と熱融着させて、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を接着一体化することを特徴とする。さらに、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を部分的に加熱又は加熱加圧して、各層の前記熱可塑性樹脂シート材を厚み方向上下層にある前記補強繊維シート材と熱融着させることを特徴とする。
The method for producing a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention is a long 1 mm to 20 mm width after adhering a reinforcing fiber sheet material in which a plurality of reinforcing fibers are aligned in a predetermined direction and a thermoplastic resin sheet material. A sheet forming step of creating a thermoplastic resin reinforced sheet material by cutting in the width direction to create a narrow thermoplastic resin reinforced sheet material, arranging a plurality of the narrow thermoplastic resin reinforced sheet materials in the width direction ; It has a lamination process of laminating a plurality of the thermoplastic resin reinforcing sheet materials in the thickness direction, and an integration process of integrating the thermoplastic resin reinforcing sheet materials laminated. Another method for producing a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention includes a reinforcing fiber sheet material formed by aligning a plurality of reinforcing fibers in a predetermined direction into a sheet shape having a width of 1 mm to 20 mm and a width of 1 mm to 20 mm. The sheet-like thermoplastic resin sheet material is adhered to create a narrow thermoplastic resin reinforcing sheet material, and a plurality of the narrow thermoplastic resin reinforcing sheet materials are arranged in the width direction to thermoplastic resin reinforcing sheet material Sheet forming step to create the thickness of the thermoplastic resin reinforced sheet material
It is characterized by comprising a laminating step of superimposing a plurality of sheets in the direction and an integrating step of integrating the thermoplastic resin reinforced sheet materials laminated in a plurality. Still another manufacturing method of the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention is that the reinforcing fiber sheet material obtained by aligning a plurality of reinforcing fibers in a predetermined direction and the thermoplastic resin sheet material are attached to 1 mm to 20 mm. A sheet forming step of creating a narrow thermoplastic resin reinforced sheet material by cutting in the length direction with a width, and weaving using the narrow thermoplastic resin reinforced sheet material as a woven yarn to create a thermoplastic resin reinforced sheet material And a stacking step of stacking a plurality of the thermoplastic resin reinforcing sheet materials in a thickness direction, and an integrating step of integrating the thermoplastic resin reinforcing sheet materials stacked in a plurality of layers. Still another manufacturing method of the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention includes a reinforcing fiber sheet material formed by aligning a plurality of reinforcing fibers in a predetermined direction to form a sheet having a width of 1 mm to 20 mm, and 1 mm to 20 mm. A sheet-shaped thermoplastic resin sheet material having a width is adhered to create a narrow-width thermoplastic resin-reinforced sheet material, and the narrow-width thermoplastic resin-reinforced sheet material is woven using the narrow-width thermoplastic resin-reinforced sheet material as a woven yarn. A sheet forming step of forming a plurality of sheets, a stacking step of stacking a plurality of the thermoplastic resin reinforcing sheet materials in a thickness direction, and an integrating step of integrating the thermoplastic resin reinforcing sheet materials stacked in a plurality of sheets It is characterized by that. Furthermore, in the above manufacturing method, the sheet forming step is characterized in that the thermoplastic resin sheet material is adhered to one side or both sides of the reinforcing fiber sheet material. Furthermore, the sheet forming step is characterized in that the reinforcing fiber sheet material is adhered to both surfaces of the thermoplastic resin sheet. Furthermore, in the sheet forming step, the reinforcing fiber sheet material is formed into a sheet shape in which a plurality of reinforcing fibers are aligned in a predetermined direction and the cross-sectional thickness is within 10 times the diameter of the reinforcing fibers. And Further, in the sheet forming step, as the reinforcing fiber sheet material, a reinforcing fiber bundle in which a plurality of long-fiber reinforcing fibers are gathered is continuously widened in the width direction, and a widened and thinned open yarn is used. It is characterized by forming. Further, in the laminating step, a plurality of the thermoplastic resin reinforcing sheet materials are laminated and laminated so that the direction in which the reinforcing fibers are aligned is multiaxial. Further, in the integration step, a plurality of laminated thermoplastic resin reinforcing sheet materials are stitched and integrated by stitching with a thermoplastic resin fiber bundle for integration which is the same material as the thermoplastic resin sheet material. It is characterized by. Furthermore, in the integration step, a plurality of the thermoplastic resin reinforced sheet materials laminated are heated or heated and pressed, and the thermoplastic resin sheet material of each layer is heated with the reinforcing fiber sheet material in the upper and lower layers in the thickness direction. A plurality of the thermoplastic resin reinforced sheet materials laminated by bonding are bonded and integrated. Furthermore, a plurality of the thermoplastic resin reinforcing sheet materials laminated are partially heated or heated and pressed to thermally bond the thermoplastic resin sheet materials of each layer with the reinforcing fiber sheet materials in the upper and lower layers in the thickness direction. It is characterized by that.
本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強成型品は、上記の製造方法により製造された熱可塑性樹脂多層補強シート材を所要の大きさに切断し、所要の角度で、所要の枚数を成型用型内に積層した後、加熱加圧成型することにより、前記熱可塑性樹脂シート材及び縫合一体化された場合の前記一体化用熱可塑性樹脂繊維束を前記補強繊維シート材中に含浸させて得られることを特徴とする。 The thermoplastic resin multilayer reinforced molded article according to the present invention is obtained by cutting the thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material produced by the above production method into a required size, and at a required angle, a required number of sheets are molded in the mold. After being laminated on, the reinforcing fiber sheet material is obtained by impregnating the thermoplastic resin fiber bundle for integration when the thermoplastic resin sheet material and stitching are integrated by heating and pressing. It is characterized by.
本発明に係る別の熱可塑性樹脂多層補強成型品は、上記の製造方法により製造された熱可塑性樹脂多層補強シート材を所要の大きさに切断し、所要の角度で、所要の枚数を予備成型用型内に積層し加熱加圧成型することにより、前記熱可塑性樹脂シート材及び縫合一体化された場合の前記一体化用熱可塑性樹脂繊維束を前記補強繊維シート材中に含浸させた予備成型積層材を得た後、当該予備成型積層材を加熱して変形し易い状態にしてから成型用型内に設置し、加圧成型することにより得られることを特徴とする。 Another thermoplastic resin multilayer reinforced molded product according to the present invention is obtained by cutting a thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material produced by the above production method into a required size, and preforming a required number of sheets at a required angle. Pre-molded by impregnating the reinforcing fiber sheet material with the thermoplastic resin fiber bundle for integration when laminated with the thermoplastic resin sheet material and stitching by laminating in a mold for heating and press molding After obtaining a laminated material, it is obtained by heating the preformed laminated material so as to be easily deformed, placing it in a molding die, and performing pressure molding.
本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材は、複数の補強繊維が所定方向に引き揃えられてシート状に形成された補強繊維シート材と熱可塑性樹脂シート材とが付着して構成されている熱可塑性樹脂補強シート材を複数枚積層して形成されている。このため、当該熱可塑性樹脂多層補強シート材を加熱加圧して複合材料成型品を得る際、積層された各熱可塑性樹脂補強シート材において、各補強繊維シート材の片面又は両面にマトリックス(母材)となる熱可塑性樹脂シート材が存在することから、補強繊維間への熱可塑性樹脂の含浸が行われ易くなる。つまり、補強繊維束を多軸多層に配列した布帛全体に対して熱可塑性樹脂を含浸させる成型とは異なり、各層に補強繊維シート材と熱可塑性樹脂シート材が配置されることにより、熱可塑性樹脂が補強繊維間を含浸のために流れる距離が短くなり、よって、短時間でボイド(空隙)の少ない成型品を得ることができるようになるのである。 The thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention is configured by adhering a reinforcing fiber sheet material formed in a sheet shape by arranging a plurality of reinforcing fibers in a predetermined direction and a thermoplastic resin sheet material. It is formed by laminating a plurality of thermoplastic resin reinforcing sheet materials. For this reason, when the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is heated and pressed to obtain a composite material molded product, in each laminated thermoplastic resin reinforcing sheet material, a matrix (base material) is formed on one or both sides of each reinforcing fiber sheet material. ) Is present, it is easy to impregnate the thermoplastic fibers between the reinforcing fibers. That is, unlike molding in which a thermoplastic fiber is impregnated into the entire fabric in which reinforcing fiber bundles are arranged in a multiaxial multilayer, the reinforcing fiber sheet material and the thermoplastic resin sheet material are arranged in each layer, thereby making the thermoplastic resin However, the distance that flows between the reinforcing fibers for impregnation is shortened, so that a molded product with few voids (voids) can be obtained in a short time.
さらに、熱可塑性樹脂補強シート材は補強繊維シート材に熱可塑性樹脂シート材が付着していることから、熱可塑性樹脂補強シート材はシートとしての形態が維持され取り扱いがし易く、また、補強繊維の分散性が維持された状態を保つことができる。 Further, since the thermoplastic resin reinforced sheet material has the thermoplastic resin sheet material attached to the reinforced fiber sheet material, the thermoplastic resin reinforced sheet material maintains its form as a sheet and is easy to handle. It is possible to maintain a state in which the dispersibility is maintained.
さらに、熱可塑性樹脂補強シート材は補強繊維シート材に熱可塑性樹脂シート材が付着していることから、補強繊維間に熱可塑性樹脂材料が含浸したプリプレグシートとは異なり、シートしてのドレープ性に優れている。そして、細幅の熱可塑性樹脂補強シート材を用いることによりシートとしてのドレープ性がさらに良くなり、立体形状への適応性が向上する。 Furthermore, since the thermoplastic resin reinforced sheet material has the thermoplastic resin sheet material attached to the reinforced fiber sheet material, unlike the prepreg sheet in which the thermoplastic resin material is impregnated between the reinforced fibers, the sheet is draped. Is excellent. By using a narrow thermoplastic resin reinforced sheet material, the drapeability as a sheet is further improved, and the adaptability to a three-dimensional shape is improved.
また、熱可塑性樹脂シート材又は補強繊維シート材のいずれか一方のシート材の両面に他方のシート材を付着させた熱可塑性樹脂補強シート材の場合には、両面に同じ材質のシート材が付着しているため、熱可塑性補強シート材がいずれかの片面にカールして変形することがなく平面状の形態を維持することができる。 In addition, in the case of a thermoplastic resin reinforced sheet material in which the other sheet material is attached to both surfaces of either the thermoplastic resin sheet material or the reinforcing fiber sheet material, the same material sheet material is adhered to both surfaces. Therefore, the thermoplastic reinforcing sheet material can be maintained in a flat shape without curling and deforming on any one surface.
特に、熱可塑性樹脂シート材の両面に補強繊維シート材が付着した熱可塑性樹脂補強シート材の場合には、両シート材の配合割合を所定の値に設定したとき、補強繊維シート材を半分ずつ熱可塑性樹脂シート材の両面に付着させるようになって補強繊維シート材の厚みが薄く設定でき、補強繊維シート材中を熱可塑性樹脂が含浸する際、含浸距離が短くなる。そのため、さらに短時間で、かつボイドなどの空隙がさらに少なくなった品質の良い成形品を得ることが可能となる。 In particular, in the case of a thermoplastic resin reinforced sheet material in which the reinforcing fiber sheet material adheres to both surfaces of the thermoplastic resin sheet material, when the blending ratio of both sheet materials is set to a predetermined value, the reinforcing fiber sheet material is halved. The thickness of the reinforcing fiber sheet material can be set to be thin by being attached to both surfaces of the thermoplastic resin sheet material, and the impregnation distance is shortened when the reinforcing fiber sheet material is impregnated with the thermoplastic resin. Therefore, it is possible to obtain a molded product of good quality in which the voids such as voids are further reduced in a shorter time.
そして、熱可塑性樹脂補強シート材を薄層化していく場合、熱可塑性樹脂シート材に比べて補強繊維シート材の厚さを薄くすることが容易なことから、熱可塑性樹脂シート材の両面に薄い補強繊維シート材を付着させるようにすることで、熱可塑性樹脂補強シート材をより薄層化することができる。 When the thermoplastic resin reinforced sheet material is thinned, it is easy to reduce the thickness of the reinforcing fiber sheet material compared to the thermoplastic resin sheet material, so that it is thin on both sides of the thermoplastic resin sheet material. By attaching the reinforcing fiber sheet material, the thermoplastic resin reinforcing sheet material can be made thinner.
熱可塑性樹脂多層補強シート材は、熱可塑性樹脂補強シート材を複数枚積層して形成されているが、このとき、熱可塑性樹脂補強シート材の補強方向を同方向にして積層した熱可塑性樹脂多層補強シート材の場合、一方向補強された厚みのあるシート材又は成型品を短時間で品質良く得ることができる。そして、熱可塑性樹脂補強シート材の補強方向を異方向にして積層した熱可塑性樹脂多層補強シート材の場合、多方向補強された厚みのあるシート材又は成型品を短時間で品質良く得ることができる。 The thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is formed by laminating a plurality of thermoplastic resin reinforcing sheet materials. At this time, the thermoplastic resin multilayer reinforcing material laminated with the reinforcing direction of the thermoplastic resin reinforcing sheet material being the same direction. In the case of a reinforcing sheet material, a thick sheet material or molded product reinforced in one direction can be obtained with high quality in a short time. And in the case of the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material laminated with the reinforcing direction of the thermoplastic resin reinforcing sheet material in different directions, it is possible to obtain a thick sheet material or molded product reinforced in multiple directions with good quality in a short time. it can.
さらに、細幅熱可塑性樹脂補強シート材を織糸に用いて製織された熱可塑性樹脂補強シート材を用いることにより、シート材一枚で補強方向を二軸にすることが可能となるとともに、取り扱い性とドレープ性に優れたシート材を得ることができる。 Furthermore, by using a thermoplastic resin reinforced sheet material woven using a narrow thermoplastic resin reinforced sheet material as a woven yarn, it becomes possible to make the reinforcement direction biaxial with a single sheet material and handle it. Sheet material having excellent properties and draping properties can be obtained.
さらに、補強繊維シート材の断面厚さが補強繊維の直径の10倍以内に設定されていることから、熱可塑性樹脂が補強繊維間を含浸のために流れる距離がより短くなり、短時間での成型加工が実現できるようになるのである。さらに、熱可塑性樹脂の補強繊維間を流れる距離をより短くすることにより、樹脂流れによる補強繊維の配向乱れが抑制され、かつ、補強繊維の均一分散性が維持される。そして、樹脂が流れ込まないボイド(空隙)をより少なくすることができる。 Furthermore, since the cross-sectional thickness of the reinforcing fiber sheet material is set within 10 times the diameter of the reinforcing fiber, the distance that the thermoplastic resin flows between the reinforcing fibers for impregnation becomes shorter, and in a short time Molding can be realized. Furthermore, by shortening the distance that flows between the reinforcing fibers of the thermoplastic resin, the orientation disorder of the reinforcing fibers due to the resin flow is suppressed, and the uniform dispersibility of the reinforcing fibers is maintained. And the void (space | gap) which resin does not flow in can be decreased more.
さらに、熱可塑性樹脂多層補強シート材は熱可塑性樹脂補強シート材を複数枚積層して一体化用熱可塑性樹脂繊維束のステッチにより縫合一体化、または熱可塑性樹脂シート材を熱融着させて各層を接着一体化させているため、ドレープ性に優れたシート材となる。さらに、接着一体化において、シート全面ではなく部分的に接着させることにより、さらにドレープ性を向上させることができる。 Furthermore, the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is formed by laminating a plurality of thermoplastic resin reinforcing sheet materials and stitching them together by stitching the thermoplastic resin fiber bundles for integration, or by thermally fusing the thermoplastic resin sheet material to each layer. Since these are bonded and integrated, the sheet material is excellent in drapeability. Furthermore, in the adhesive integration, the drapeability can be further improved by partially bonding the sheet, not the entire surface.
また、本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材は、複数枚積層された熱可塑性樹脂補強シート材を熱可塑性樹脂材料と同一材料である一体化用熱可塑性樹脂繊維束により縫合一体化している。これにより、熱可塑性樹脂多層補強シート材を加熱加圧して複合材料成型品を得る際、一体化用熱可塑性樹脂繊維束も溶融し熱可塑性樹脂材料と一体化して、母材(マトリックス)として存在することになる。さらに、一体化用熱可塑性樹脂繊維束が溶融することにより、補強繊維がばらけ易くなり繊維が均一に分散されることになる。つまり、従来技術のように一体化のために使用した糸や補強効果のある繊維が母材(マトリックス)中に存在して複合材料成型品としての力学的特性低下を招くことや、補強繊維のばらけを阻害することがないのである。 In the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention, a plurality of laminated thermoplastic resin reinforcing sheet materials are integrated by stitching with an integrating thermoplastic resin fiber bundle that is the same material as the thermoplastic resin material. . As a result, when a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is heated and pressed to obtain a composite material molded product, the thermoplastic resin fiber bundle for integration is also melted and integrated with the thermoplastic resin material and exists as a base material (matrix) Will do. Furthermore, when the thermoplastic resin fiber bundle for integration is melted, the reinforcing fibers are easily separated and the fibers are uniformly dispersed. In other words, the thread used for integration as in the prior art and fibers with reinforcing effect are present in the matrix (matrix), leading to deterioration of mechanical properties as a composite material molded product, It does not hinder the release.
さらに、一体化用熱可塑性樹脂繊維束が溶融し母材(マトリックス)となることにより、成型された複合材料成型品の表面が平滑となる。つまり、従来技術のように一体化のために糸や補強効果のある繊維を使用すると、複合材料成型品の表面に当該糸や補強効果のある繊維が残る。特に、各層の厚みが薄い場合、当該糸や補強効果のある繊維の影響により表面がより凹凸になるのである。 Furthermore, the thermoplastic resin fiber bundle for integration is melted and becomes a base material (matrix), so that the surface of the molded composite material molded product becomes smooth. That is, when a yarn or a fiber having a reinforcing effect is used for integration as in the prior art, the yarn or a fiber having a reinforcing effect remains on the surface of the composite material molded product. In particular, when the thickness of each layer is thin, the surface becomes more uneven due to the influence of the yarn and fibers having a reinforcing effect.
また、本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材は、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を、熱融着させて接着一体化させている。これにより、従来技術のように一体化のために使用する糸等が無くなることから、当該熱可塑性樹脂多層補強シート材により成型された複合材料成型品は、表面平滑性及び力学的特性が維持された成型品になる。 In the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention, a plurality of the thermoplastic resin reinforcing sheet materials laminated are thermally fused and integrated. As a result, since there is no yarn used for integration as in the prior art, the composite material molded product molded by the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material maintains the surface smoothness and mechanical characteristics. Become a molded product.
本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強シート材の製造方法では、まず、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えてシート状に形成した補強繊維シート材の片面又は両面にシート状の熱可塑性樹脂シート材を付着させてシート状の熱可塑性樹脂補強シート材を作成して、熱可塑性樹脂補強シート材を厚さ方向に複数枚重ね合わせる。これにより、各層に補強繊維と熱可塑性樹脂材料を製造効率良く配置させることができる。 In the method for producing a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material according to the present invention, first, a sheet-like thermoplastic resin sheet is formed on one or both sides of a reinforcing fiber sheet material formed by aligning a plurality of reinforcing fibers in a predetermined direction to form a sheet. The material is adhered to create a sheet-like thermoplastic resin reinforced sheet material, and a plurality of thermoplastic resin reinforced sheet materials are stacked in the thickness direction. Thereby, it is possible to arrange the reinforcing fibers and the thermoplastic resin material in each layer with high production efficiency.
また、熱可塑性樹脂補強シート材はある程度の幅を有しているため、熱可塑性樹脂多層補強シート材における各層の熱可塑性樹脂補強シート材を生産性良く形成することができる。 Further, since the thermoplastic resin reinforced sheet material has a certain width, the thermoplastic resin reinforced sheet material of each layer in the thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material can be formed with high productivity.
そして、補強繊維シート材に熱可塑性樹脂シート材を付着させることで、補強繊維シート材を構成する補強繊維の配向乱れが抑制されるとともに、繊維真直性が維持される。さらに、熱可塑性樹脂補強シート材のシート形態安定性が優れ、取り扱いがし易くなる。 Then, by attaching the thermoplastic resin sheet material to the reinforcing fiber sheet material, disorder of orientation of the reinforcing fibers constituting the reinforcing fiber sheet material is suppressed, and fiber straightness is maintained. Furthermore, the sheet form stability of the thermoplastic resin reinforced sheet material is excellent and easy to handle.
細幅熱可塑性樹脂補強シート材は、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えて細幅シート状に形成した補強繊維シート材と細幅シート状の熱可塑性樹脂シート材とを付着させることにより効率よく製造される。 Narrow-width thermoplastic resin reinforced sheet material is efficient by attaching a reinforcing fiber sheet material formed by aligning a plurality of reinforcing fibers in a predetermined direction into a narrow-width sheet shape and a narrow-width sheet-shaped thermoplastic resin sheet material. Well manufactured.
細幅熱可塑性樹脂補強シート材を製造する場合には、細幅シート状の補強繊維シート材の片面又は両面に細幅シート状の熱可塑性樹脂シート材を付着させたり、細幅シート状の熱可塑性樹脂シート材の両面に細幅シート状の補強繊維シート材を付着させて製造すればよい。 In the case of producing a narrow thermoplastic resin reinforced sheet material, a narrow sheet thermoplastic resin sheet material is attached to one or both sides of a narrow fiber sheet reinforcing fiber sheet material, or a narrow sheet heat What is necessary is just to manufacture by attaching the reinforcing fiber sheet material of a narrow width sheet form to both surfaces of a plastic resin sheet material.
そして、幅広な熱可塑性樹脂補強シート材を作成した後、熱可塑性樹脂補強シート材を幅方向に所要の間隔で長さ方向に切断を行うことにより、複数本の細幅熱可塑性樹脂補強シート材をさらに効率よく製造することが可能となる。幅広な熱可塑性樹脂補強シート材を作成する場合には、シート状の補強繊維シート材の片面又は両面にシート状の熱可塑性樹脂シート材を付着させたり、シート状の熱可塑性樹脂シート材の両面にシート状の補強繊維シート材を付着させて作成すればよい。 And, after creating a wide thermoplastic resin reinforced sheet material, by cutting the thermoplastic resin reinforced sheet material in the length direction at a predetermined interval in the width direction, a plurality of narrow width thermoplastic resin reinforced sheet material Can be produced more efficiently. When creating a wide thermoplastic resin reinforced sheet material, attach a sheet-like thermoplastic resin sheet material to one or both sides of a sheet-like reinforcing fiber sheet material, or both sides of a sheet-like thermoplastic resin sheet material. The sheet-like reinforcing fiber sheet material may be attached to the substrate.
さらに、熱可塑性樹脂補強シート材を製造する際、補強繊維シート材として補強繊維束の開繊糸を用いることにより、複数の補強繊維を所定方向に引き揃えるとともにその断面厚さを補強繊維の直径の10倍以内としたシート状に形成することが効率良く行える。そして、材料価格が安い太繊度繊維束を使用することができるため、低コスト生産を可能とする。 Furthermore, when manufacturing a thermoplastic resin reinforced sheet material, by using spread fibers of the reinforcing fiber bundle as the reinforcing fiber sheet material, a plurality of reinforcing fibers are aligned in a predetermined direction, and the cross-sectional thickness is set to the diameter of the reinforcing fiber. Therefore, it can be efficiently formed into a sheet shape that is 10 times or less. And since the high-definition fiber bundle with a low material price can be used, low-cost production is enabled.
複数枚積層された熱可塑性樹脂補強シート材を一体化する方法として、ステッチ糸による縫合一体化及び熱融着による接着一体化が行われる。これにより、高速で、積層された熱可塑性樹脂補強シート材の一体化が行われる。特に、熱融着による接着一体化は、熱可塑性樹脂シート材を溶融させて補強繊維間に含浸させるわけでは無いので、短時間で各層を接着一体化させることが可能となる。 As a method for integrating a plurality of laminated thermoplastic resin reinforcing sheet materials, stitching integration by stitch yarn and adhesion integration by heat fusion are performed. Thereby, integration of the laminated thermoplastic resin reinforcing sheet material is performed at high speed. In particular, the adhesion and integration by heat fusion does not cause the thermoplastic resin sheet material to be melted and impregnated between the reinforcing fibers, so that the layers can be bonded and integrated in a short time.
本発明に係る熱可塑性樹脂多層補強成型品は、熱可塑性樹脂多層補強シート材を用いて成型されるが、当該熱可塑性樹脂多層補強シート材は縫合一体化又は接着一体化されているため取り扱いがし易く、成型品製造のための切断、積層が容易となる。また、当該熱可塑性樹脂多層補強シート材は熱可塑性樹脂補強シート材が複数枚積層され、ある程度の厚みを有したシートとなっているため、成型品製造のための積層において積層枚数を少なくすることができる。つまり、当該熱可塑性樹脂多層補強成型品は成型時に手間が掛からない、低コストな成型品となる。 The thermoplastic resin multilayer reinforced molded product according to the present invention is molded using a thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material, but the thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material is integrated by stitching or adhesively integrated, so that it can be handled. It is easy to cut and laminate for manufacturing a molded product. In addition, since the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is a sheet having a certain thickness by stacking a plurality of thermoplastic resin reinforcing sheet materials, the number of laminated sheets should be reduced in the lamination for manufacturing a molded product. Can do. That is, the thermoplastic resin multilayer reinforced molded product is a low-cost molded product that does not require time and effort during molding.
さらに、熱可塑性樹脂多層補強シート材を用いるため、成型品製造において、補強繊維シート材中への樹脂含浸が短時間に行われ、そして、得られた成型品はボイド(空隙)が少なく、繊維真直性と繊維分散性が良く、かつ表面平滑性に優れたものになる。つまり、当該熱可塑性樹脂多層補強成型品は高品質な成型品である。 Further, since the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is used, the resin impregnation into the reinforcing fiber sheet material is performed in a short time in the production of the molded product, and the obtained molded product has less voids (voids) and the fiber. The straightness and fiber dispersibility are good, and the surface smoothness is excellent. That is, the thermoplastic resin multilayer reinforced molded product is a high-quality molded product.
また、当該熱可塑性樹脂多層補強成型品は、あらかじめ、熱可塑性樹脂多層補強シート材から予備成型積層材を作成した後、当該予備成型積層板を用いて得られる成型品である。成型が行い易く、かつ品質の良い状態が得られ易い板状等の予備成型積層材をあらかじめ作成しておき、当該予備成型積層材を加熱した後、加圧成型して成型品を得る方法は、加熱工程と成型工程を分離できるため、立体形状を有した成型品においても製造効率良く、かつ短時間で成型品を得ることができる。つまり、当該熱可塑性樹脂多層補強成型品はより短時間で、品質良く得られた成型品となる。 In addition, the thermoplastic resin multilayer reinforced molded product is a molded product obtained using a preformed laminated plate after a preformed laminated material is prepared from a thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material in advance. A method for obtaining a molded product by preliminarily forming a pre-formed laminated material such as a plate shape that is easy to perform molding and in which a good quality state can be obtained, and heating the pre-formed laminated material, followed by pressure molding Since the heating step and the molding step can be separated, a molded product having a three-dimensional shape can be obtained with high production efficiency and in a short time. That is, the thermoplastic resin multilayer reinforced molded product is a molded product obtained in good quality in a shorter time.
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
図1は、本発明に係る実施形態に関する熱可塑性樹脂多層補強シート材1の一部を示す模式図である。熱可塑性樹脂多層補強シート材1は、複数の補強繊維3fが引き揃えられてシート状に形成された補強繊維シート材3の片面に熱可塑性樹脂シート材4が付着して構成された熱可塑性樹脂補強シート材21〜24が積層された状態に、前記熱可塑性樹脂シート材4と同一材料の一体化用熱可塑性樹脂繊維束5により一体化されている。図1では、熱可塑性樹脂補強シート材21〜24が、各熱可塑性樹脂補強シート材の補強繊維が異なる軸方向に配列するように積層されている。そして、一体化用熱可塑性樹脂繊維束5を使用して各熱可塑性樹脂補強シート材を一体化している。
FIG. 1 is a schematic view showing a part of a thermoplastic resin multilayer reinforcing
補強繊維シート材3は、例えば、複数の補強繊維がサイジング剤等によりばらけないように集束している補強繊維束を複数本、シート状に引き揃えて形成されている。そして、補強繊維3fとしては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、ポリオキシメチレン繊維、アロマティック・ポリアミド繊維等のFRPに用いられる高強度・高弾性率の無機繊維や有機繊維などが挙げられる。また、これらの繊維が集束した繊維束を複数組み合せてもよい。なお、繊度については特に限定されない。
The reinforcing
熱可塑性樹脂シート材4は母材(マトリックス)樹脂となるもので、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12など)、ポリアセタール、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンなどが使用される。また、これらの熱可塑性樹脂を2種類以上混合して、ポリマーアロイにして母材(マトリックス)樹脂として使用してもよい。
The thermoplastic
一体化用熱可塑性樹脂繊維束5は、使用されたマトリックス樹脂と同一材料から成る熱可塑性樹脂繊維を用いる。同一材料とは主たる高分子の化学組成が同じであるものでよく、その分子量、結晶化度及び配合物の種類等については異なっていてもよい。成型品を得る際に樹脂を加熱溶融するため、主たる高分子の化学組成が同じであれば、熱可塑性樹脂シート材4と一体化用熱可塑性樹脂繊維束5は溶融混合され、母材(マトリックス)となるのである。
The thermoplastic
さらに、熱可塑性樹脂シート材4がポリマーアロイされたものであるとき、当該ポリマーアロイ樹脂による一体化用熱可塑性樹脂繊維束を使用することが望ましいが、当該ポリマーアロイ樹脂を得るために混合されたどれか一種類の熱可塑性樹脂による一体化用熱可塑性樹脂繊維束を使用しても良い。成型品を得るための加熱溶融によって、ポリマーアロイを構成する熱可塑性樹脂の混合比率が局部的には若干変化するが、母材(マトリックス)となる熱可塑性樹脂シート材4と一体化用熱可塑性樹脂繊維束5は溶融混合して繊維としての形状は消滅するため、力学的特性の低下がない、補強繊維の均一分散性と表面平滑性が向上した成型品を得ることが可能となる。
Furthermore, when the thermoplastic
図1の熱可塑性樹脂多層補強シート材1は、熱可塑性樹脂補強シート材21〜24の4枚を積層して形成されているが、積層枚数は4枚に限定されるものではなく、2枚以上の積層枚数であれば良い。そして、このとき、前記熱可塑性樹脂補強シート材の補強方向は同方向、または異方向、どの方向に積層しても良い。図1の場合、熱可塑性樹脂補強シート材21は0度方向、熱可塑性樹脂補強シート材22は45度方向、熱可塑性樹脂補強シート材23は90度方向そして熱可塑性樹脂補強シート材24は−45度方向に繊維補強している。
The thermoplastic resin multilayer reinforcing
図2及び図4は、本発明に係る実施形態に関する熱可塑性樹脂補強シート材2の一部を示す模式図である。図2における熱可塑性樹脂補強シート材2は、複数の補強繊維3fがサイジング剤等により集束した補強繊維束3tを幅方向に複数本引き揃えシート状の補強繊維シート材3に形成した片面に、熱可塑性樹脂シート材4を付着した構成になっている。また、図3における熱可塑性樹脂補強シート材2は、補強繊維シート材3及び熱可塑性樹脂シート材4のいずれか一方のシート材の両面に他方のシート材が付着した構成となっている。図3(a)では、熱可塑性樹脂シート材4の両面に補強繊維シート材3が付着した構成になっており、図3(b)では、補強繊維シート材3の両面に熱可塑性樹脂シート材4が付着した構成となっている。
FIG.2 and FIG.4 is a schematic diagram which shows a part of the thermoplastic resin
なお、当該熱可塑性樹脂補強シート材は、複数の補強繊維がサイジング剤等によりばらけないように集束している補強繊維束を複数本、シート状に引き揃えて形成された補強繊維シート材の片面又は両面に、熱可塑性樹脂シート材を付着させて形成されている。このため、補強繊維束の引き揃えられた状態が維持され、かつ、ばらけないようになるとともに、補強繊維束を構成する各補強繊維においても、サイジング剤等が付着している効果により、各補強繊維がばらけず、繊維の配向乱れが抑制されるとともに、毛羽が生じ難い状態となっている。 The thermoplastic resin reinforcing sheet material is a reinforcing fiber sheet material formed by aligning a plurality of reinforcing fiber bundles that are bundled so that a plurality of reinforcing fibers are not scattered by a sizing agent or the like in a sheet shape. It is formed by attaching a thermoplastic resin sheet material to one side or both sides. For this reason, the aligned state of the reinforcing fiber bundle is maintained and does not come apart, and also in each reinforcing fiber constituting the reinforcing fiber bundle, due to the effect that the sizing agent or the like adheres, The reinforcing fibers are not scattered, the fiber orientation disorder is suppressed, and fluff is hardly generated.
ここで、付着とは、補強繊維シート材の片面又は両面の全面又は複数部分に、熱可塑性樹脂シート材を熱融着させる、又は成型品になった際に力学的特性等に影響を与えない接着剤を薄く塗布して接着させる等して、補強繊維シート材と熱可塑性樹脂シート材をばらけないように一体化させることである。補強繊維シート材に熱可塑性樹脂シート材を熱融着させる場合、補強繊維シート材の表層部分に熱可塑性樹脂シート材がわずかに含浸することもあるが、その場合においてもシートとしてのドレープ性は十分にあり、付着の状態にあるといえる。 Here, adhesion means that the thermoplastic resin sheet material is thermally fused to one surface or both surfaces of the reinforcing fiber sheet material or a plurality of portions, or does not affect the mechanical properties when the molded product is formed. For example, the reinforcing fiber sheet material and the thermoplastic resin sheet material are integrated so as not to be separated by, for example, thinly applying and bonding an adhesive. When the thermoplastic resin sheet material is heat-sealed to the reinforcing fiber sheet material, the thermoplastic resin sheet material may be slightly impregnated in the surface portion of the reinforcing fiber sheet material, but even in that case, the draping property as a sheet is It is enough and it can be said that it is in an attached state.
また、図3に示す熱可塑性樹脂シート材では、熱可塑性樹脂シート材又は補強繊維シート材のいずれか一方のシート材の両面に他方のシート材を付着させた構成となっているので、両面に同じ材質のシート材が付着することで熱可塑性補強シート材がいずれの片面にもカールすることがない。熱可塑性樹脂補強シート材を薄層化していくと、カール等の変形が生じやすくなるが、図3に示す構成にすることによりシート材の平面状の形態を維持することができる。 Further, in the thermoplastic resin sheet material shown in FIG. 3, since the other sheet material is attached to both surfaces of either one of the thermoplastic resin sheet material or the reinforcing fiber sheet material, The sheet material of the same material adheres so that the thermoplastic reinforcing sheet material does not curl on any one side. When the thermoplastic resin reinforced sheet material is thinned, deformation such as curling is likely to occur, but the planar shape of the sheet material can be maintained by the configuration shown in FIG.
そして、図3(a)に示すように、熱可塑性樹脂シート材の両面に補強繊維シート材が付着した熱可塑性樹脂補強シート材の場合には、両シート材の配合割合を所定の値に設定した際に、補強繊維シート材を半分ずつ熱可塑性樹脂シート材の両面に付着させるようになって補強繊維シート材の厚みが薄く設定できる。そのため、補強繊維シート材中を熱可塑性樹脂が含浸する際、含浸距離が短くなる。 As shown in FIG. 3A, in the case of the thermoplastic resin reinforced sheet material in which the reinforcing fiber sheet material adheres to both surfaces of the thermoplastic resin sheet material, the blending ratio of both the sheet materials is set to a predetermined value. When doing so, the thickness of the reinforcing fiber sheet material can be set thin by attaching the reinforcing fiber sheet material to each side of the thermoplastic resin sheet material in half. Therefore, when the thermoplastic fiber is impregnated in the reinforcing fiber sheet material, the impregnation distance is shortened.
熱可塑性樹脂補強シート材を薄層化していく場合、熱可塑性樹脂シート材及び補強繊維シート材の厚さを薄くする必要があるが、熱可塑性樹脂シート材に比べて補強繊維シート材の厚さを薄くすることが容易であることから、熱可塑性樹脂シート材の両面に薄い補強繊維シート材を付着させるようにすることで、熱可塑性樹脂補強シート材をより薄層化して含浸距離を短くすることができる。そのため、さらに短時間で、かつボイドなどの空隙がさらに少なくなった品質の良い成形品を得ることが可能となる。 When thinning the thermoplastic resin reinforced sheet material, it is necessary to reduce the thickness of the thermoplastic resin sheet material and the reinforced fiber sheet material, but the thickness of the reinforced fiber sheet material compared to the thermoplastic resin sheet material Since it is easy to reduce the thickness of the thermoplastic resin sheet material, a thin reinforcing fiber sheet material is attached to both surfaces of the thermoplastic resin sheet material, thereby making the thermoplastic resin reinforcing sheet material thinner and shortening the impregnation distance. be able to. Therefore, it is possible to obtain a molded product of good quality in which the voids such as voids are further reduced in a shorter time.
図4における熱可塑性樹脂補強シート材2は、補強繊維3fが複数本引き揃えられた細幅形状の補強繊維シート材3の片面に細幅形状の熱可塑性樹脂シート材4が付着した細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを用いて、当該細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを幅方向に複数本シート状に引き揃えて構成されている。このようにして、細幅熱可塑性樹脂補シート材2Hを幅方向及び厚み方向に複数本引き揃えることにより、一方向補強された熱可塑性樹脂補強シート材を得る。また、細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを織糸に用い製織することにより、例えば、0度と90度方向の二方向があらかじめ補強された熱可塑性樹脂補強シート材を得ることもできる。
The thermoplastic resin reinforced
図4における細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hにおいても、細幅形状の補強繊維シート材3の片面に細幅形状の熱可塑性樹脂シート材4を付着させているが、細幅形状の補強繊維シート材の両面に細幅形状の熱可塑性樹脂シート材を付着させても良い。さらに、細幅形状の熱可塑性樹脂シート材の両面に細幅形状の補強繊維シート材を付着させても良い。
Also in the narrow thermoplastic resin reinforcing
補強繊維シート材3の厚みを補強繊維3fの直径の10倍以内にすることにより、成型品にする際、熱可塑性樹脂シート材が補強繊維間を含浸のために流れる距離がより短くなる。複合材料の補強繊維として代表的な炭素繊維は単糸直径が0.005〜0.007mmである。よって、補強繊維シート材3の厚さは0.05〜0.07mm以下となる。非特許文献1のモデル計算を参考にすれば、数秒程度で熱可塑性樹脂シート材が補強繊維束中に含浸することが期待され、短時間での成型加工が実現できるようになる。また、熱可塑性樹脂シート材の補強繊維間を流れる距離をより短くすることにより、樹脂流れによる補強繊維の配向乱れが抑制され、補強繊維の均一分散性が向上した、ボイド(空隙)の少ない状態を得ることができる。
By making the thickness of the reinforcing
補強繊維シート材3の厚さを補強繊維3fの直径の10倍以内の状態にするためには、集束本数の少ない繊維束を用いる方法、又は繊維束を開繊させる方法等がある。開繊による方法は、集束本数の多い繊維束(太繊度繊維束)を幅広く薄い状態にすることができる。太繊度繊維束は、比較的材料コストが安いため、低コスト成型品を得ることを可能とする。なお、原糸の状態で使用されているサイジング剤等の効果により、開繊糸の形態は安定する。
In order to make the thickness of the reinforcing
なお、補強繊維シート材3に付着させる熱可塑性樹脂シート材4の厚み又は重量は、補強繊維シート材の目付け(単位面積あたりの繊維重量)、及び成型品にしたときの繊維体積含有率等と関係して決められる。
In addition, the thickness or weight of the thermoplastic
図5は、熱可塑性樹脂補強シート材の製造工程に関する説明図である。補強繊維束3tを開繊した補強繊維開繊糸Sを幅方向に引き揃えた補強繊維シート材3の片面に、熱可塑性樹脂シート材4を貼り合わせ、熱融着させて熱可塑性樹脂補強シート材2を製造する工程に関する説明図である。なお、図5(a)は上面図、図5(b)は正面図である。
Drawing 5 is an explanatory view about the manufacturing process of a thermoplastic resin reinforcement sheet material. The thermoplastic
図5の熱可塑性樹脂補強シート材製造装置400は、多数本繊維束供給機構401、多数本繊維束開繊機構402、縦方向振動付与機構403、幅方向振動付与機構404、加熱機構405、冷却機構406、離型フィルム供給機構407、離型フィルム巻き取り機構408、そして、シート材巻き取り機構409から構成される。
The thermoplastic resin reinforced sheet
多数本繊維束供給機構401により、補強繊維束3tが巻かれた補強繊維束ボビン3bを複数本設置し、各補強繊維束3tをほぼ一定の張力で送り出すことができる。
The multiple fiber
供給された複数本の補強繊維束3tは、多数本繊維束開繊機構402により幅広く薄い状態に開繊される。本開繊機構は、風洞管を用いて各繊維束に一方向から流れる流体(図5では吸引空気流)を作用させる空気開繊方式、つまり、特許文献5に記載されている公知技術を採用している。なお、各補強繊維束3tを開繊させる方式であれば、どのような開繊方式を採用しても良い。
The supplied multiple reinforcing
風洞管の内部には、ある間隔で複数本のロールが設置され、各補強繊維束3tは設置されたロールの上部、下部、上部、下部、…、上部に接触して走行する。各補強繊維束3tは、縦方向振動付与機構403により、緊張状態・弛緩状態・緊張状態・弛緩状態…が交互に与えられるため、風洞管内において、補強繊維束3tが弛緩状態になった時、補強繊維束3tはロール下部で空気が流れる方向に瞬間的にたわみ、各繊維が幅方向に移動して開繊が行われる。そして、補強繊維束3tが緊張状態になった時、開繊した状態でロール下部に接触し走行するため、開繊幅を維持しながら繊維を真直させる。この状態を繰り返しながら補強繊維束3tは走行し、風洞管の直後において補強繊維開繊糸Sの状態になる。
Inside the wind tunnel, a plurality of rolls are installed at a certain interval, and each reinforcing
幅方向に複数本並んだ補強繊維開繊糸Sは、幅方向振動付与機構404により、幅方向に振動して各補強繊維開繊糸S間に隙間の無い開繊糸シート、つまり、補強繊維が分散し幅広く薄い状態となった補強繊維シート材3となる。
A plurality of reinforcing fiber spread yarns S arranged in the width direction are spread in the width direction by a width direction
その後、補強繊維シート材3は、当該補強繊維シート材3の片面に熱可塑性樹脂シート材4を貼り合わせ、加熱機構405及び冷却機構406を走行することにより、補強繊維シート材3の片面に熱可塑性樹脂シート材4を付着させた熱可塑性樹脂補強シート材2を得て、シート材巻き取り機構409により熱可塑性樹脂補強シート材巻体2bに巻き取られる。図5では、加熱機構405が湾曲した加熱板を用いている。湾曲している表面を補強繊維シート材3が走行することにより、補強繊維への連続した加熱が行え、かつ、繊維の真直性を増すことができる。
Thereafter, the reinforcing
本機構では、補強繊維シート材に熱可塑性樹脂シート材を貼り合わせ、加熱することで熱可塑性樹脂シート材を溶融させ、補強繊維シート材に熱融着、つまり付着させる。加熱条件等により、補強繊維シート材の表層部分に熱可塑性樹脂シート材が含浸することもあるが、その量はわずかであり、熱可塑性樹脂補強シート材のドレープ性は十分に得られる。なお、補強繊維シート材に熱可塑性樹脂シート材を含浸させることが目的ではないため、加工速度を速く設定することができ、かつ、高めの加圧力を設定する必要もない。つまり、熱可塑性樹脂補強シート材を生産性良く製造することができる。 In this mechanism, the thermoplastic resin sheet material is bonded to the reinforcing fiber sheet material, and the thermoplastic resin sheet material is melted by heating, and is thermally fused, that is, adhered to the reinforcing fiber sheet material. Depending on the heating conditions and the like, the surface layer portion of the reinforcing fiber sheet material may be impregnated with the thermoplastic resin sheet material, but the amount thereof is small, and the drapeability of the thermoplastic resin reinforcing sheet material can be sufficiently obtained. Since the purpose is not to impregnate the reinforcing fiber sheet material with the thermoplastic resin sheet material, the processing speed can be set fast and it is not necessary to set a high pressurizing force. That is, the thermoplastic resin reinforced sheet material can be manufactured with high productivity.
なお、図5では、補強繊維シート材3の上側からの片面に熱可塑性樹脂シート材4を貼り合わせているが、下側から熱可塑性樹脂シート材4を貼り合わせても良く、上下の両面から貼り合わせることも可能である。さらに、機構401〜404を加熱機構405の反対側にもう一組を用意し、熱可塑性樹脂シート材4の両側に補強繊維シート材3を貼り合わせることもできる。
In FIG. 5, the thermoplastic
ここで、離型フィルム供給機構407から供給された離型フィルム6を、補強繊維シート材3と熱可塑性樹脂シート材4が貼り合わさった基材の両面に設置することにより、加熱機構405上で溶融した熱可塑性樹脂シート材4が装置に付着することを防止すると同時に、当該基材を傷めることなく走行させることができる。なお、離型フィルム6は、冷却機構406を走行後、基材である熱可塑性樹脂補強シート材2から剥離し、離型フィルム巻き取り機構408にて巻き取られる。
Here, the
熱可塑性樹脂シート材4としては、熱可塑性樹脂フィルム、熱可塑性樹脂不織布等のシート形状のものを用いることができる。また、押出機構を用意して、熱可塑性樹脂ペレットを押出機にて混練溶融させ、Tダイ等を用いてフィルム状にて押出し、当該フィルムを直接に補強繊維シート材3に貼り合わせも良い。さらに、熱可塑性樹脂繊維が複数本集束した熱可塑性樹脂繊維束を幅方向に引き揃えシート状にしたシート材、又は、当該熱可塑性樹脂繊維束を開繊させてシート状にしたシート材等を用いることもできる。
As the thermoplastic
図6は、熱可塑性樹脂多層補強シート材の製造工程に関する説明図である。図6は、広幅な熱可塑性樹脂補強シート材を用いて、繊維補強方向が異なる順に4枚積層した後、一体化用熱可塑性樹脂繊維束でステッチし、熱可塑性樹脂多層補強シート材を製造する工程に関する説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram relating to a manufacturing process of a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material. FIG. 6 shows that a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is manufactured by laminating four sheets in a different order of fiber reinforcement using a wide thermoplastic resin reinforcing sheet material and then stitching them with a thermoplastic resin fiber bundle for integration. It is explanatory drawing regarding a process.
図6のシート方式熱可塑性樹脂補強シート材製造装置500は、α度方向シート材供給機構501、90度方向シート材供給機構502、−α度方向シート材供給機構503、0度方向シート材供給機構504、ステッチ式一体化機構505、そして、シート材巻き取り機構506から構成される。
The sheet-type thermoplastic resin reinforced sheet
機構501〜504における各方向のシート材供給機構は、熱可塑性樹脂補強シート材巻体2bから熱可塑性樹脂補強シート材2を引き出し、供給する機構になっている。機構501〜503は、熱可塑性樹脂補強シート材2を設定された方向に、熱可塑性樹脂多層補強シート材1の幅長さ以上に引き出し、そして、切断機構(図示されない)により熱可塑性樹脂補強シート材巻体2bから切り離した後、熱可塑性樹脂多層補強シート材1を走行させる両端部の走行レール7に貼り付ける。このとき、貼り付けようとする熱可塑性樹脂補強シート材の走行方向側端部を、先に貼り付け走行している熱可塑性樹脂補強シート材の走行方向反対側端部に接触させるようにして貼り付けると、熱可塑性樹脂多層補強シート材の各層において、隙間及び重なりがない、設定方向を繊維補強するシートを形成することができる。なお、走行レール7にはピン(図示されない)等が埋め込まれ、貼り付けられた熱可塑性樹脂補強シート材を固定することができるようになっている。機構504は、熱可塑性樹脂多層補強シート材1の幅長さが得られるようにして、1つ、もしくは複数の熱可塑性樹脂補強シート材巻体2b(図示されない)を設置し、熱可塑性樹脂補強シート材2を0度方向に連続して供給する。
The sheet material supply mechanism in each direction in the
機構501及び503は熱可塑性樹脂補強シート材をα度及び−α度方向に供給する機構である。このとき、α度は、0度<α度<90度の範囲に設定ができるが、装置の大きさ、取り扱い易さ等から、30〜60度の範囲にあることが好ましい。また、熱可塑性樹脂補強シート材の供給方向、供給数、そして供給順序などは、自在に設定を行うことができるが、成型品の設計に対応して定めるのが望ましい。例えば、擬似等方性材料を得る場合には、[45度/0度/−45度/90度]もしくは[45度/−45度/0度/90度]等に熱可塑性樹脂補強シート材を積層すると良い。
そして、熱可塑性樹脂補強シート材2が多層に積層された状態に、一体化用熱可塑性樹脂繊維束5を一体化機構505にて経編方式等によりステッチして、各層を縫合一体化させた熱可塑性樹脂多層補強シート材1を得る。得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材1はシート材巻き取り機構506にて熱可塑性樹脂多層補強シート材巻体1bに巻かれる。
Then, the thermoplastic
このとき、一体化用熱可塑性樹脂繊維束5によるステッチングは、熱可塑性樹脂多層補強シート材1の幅方向に、ある間隔をもって行う。当該間隔が細かくなると、一体化用熱可塑性樹脂繊維束5の量が増え、最終成型品を得る際に、母材(マトリックス)の量が増えて繊維体積含有率が減少する。逆に、この間隔が広くなると、熱可塑性樹脂多層補強シート材1のシートとしての取り扱いが難しくなり、熱可塑性樹脂多層補強シート材1の切断、積層が困難になる。成型品の設計に応じて、一体化用熱可塑性樹脂繊維束5のステッチ間隔を定めると良い。
At this time, the stitching by the integrating thermoplastic
図7は、図6のシート材供給機構501〜503において、細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを製造しながら幅方向に引き揃えて供給する機構に関する説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram relating to a mechanism in the sheet
広幅形状の熱可塑性樹脂補強シート材2が巻かれている熱可塑性樹脂補強シート材巻体2bから、当該熱可塑性樹脂補強シート材2を引き出しながら、当該熱可塑性樹脂補強シート材2の幅方向に所要の間隔で並んだ複数枚のカッター刃8及びカッター刃受けロール9により、当該熱可塑性樹脂補強シート材2を幅方向に所要の間隔でシート長さ方向に連続して切断し、複数本の細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを製造しながら供給する。なお、細幅熱可塑性樹脂補強シート材の幅は、得られる熱可塑性樹脂多層補強シート材の設計に応じて決められる。シートとしてのドレープ性向上を考慮した場合、幅は細いほど良いが、幅が細すぎた場合、細幅熱可塑性樹脂補強シート材が切断され連続性を失う可能性がある。従って、その幅は1mm〜20mmの範囲にあるのが好ましく、さらには2mm〜10mmの範囲にあるのがより好ましい。
While pulling out the thermoplastic resin reinforcing
本機構を採用することにより、効率よく、細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを幅方向に複数本引き揃えて供給することができる。なお、カッター刃8は回転または固定のどちらでもよいが、熱可塑性樹脂補強シート材2の走行に応じて自由回転する丸刃状のカッター刃8と、カッター刃の下側に受けロール9を設置して、その間に熱可塑性樹脂補強シート材2を走行させて切断する方法が、熱可塑性樹脂補強シート材2を補強繊維の毛羽立ちなく切断することができる1つの方法である。なお、広幅形状の熱可塑性樹脂補強シート材2を幅方向に所要の間隔で切断する方法として、レーザで切断する方法等を採用しても良い。
By adopting this mechanism, it is possible to efficiently supply a plurality of narrow thermoplastic resin reinforcing
図8は、広幅形状の熱可塑性樹脂補強シート材2から複数本の細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを製造し、各細幅熱可塑性樹脂補強シート材をボビン等に巻く装置700に関する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram relating to an
細幅熱可塑性樹脂補強シート材製造装置700は、シート材供給機構701、シート材切断機構702、そして細幅シート材巻き取り機構703から構成される。シート材供給機構701により、熱可塑性樹脂補強シート材巻体2bから広幅形状の熱可塑性樹脂補強シート材2が一定張力で引き出される。そして、シート材切断機構702により、当該熱可塑性樹脂補強シート材2を幅方向に所要の間隔でシート長さ方向に連続して切断し、複数本の細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを製造する。得られた細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hは引き取りロール10により一定の速度で走行する。なお、シート材切断機構702は、図7とほぼ同様の機構であり、熱可塑性樹脂補強シート材2の幅方向に所要の間隔で並んだ複数枚のカッター刃8及びカッター刃受けロール9から構成される。そして、引き取りロール10から排出された複数本の細幅熱可塑性樹脂補強シート材は、細幅シート材巻き取り機構703により、それぞれ、ボビン2Hb等にトラバースされながら巻き上げられる。このとき、細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hの幅によってはトラバース巻きするのではなくテープ状に巻き上げても良い。
The narrow thermoplastic resin reinforced sheet
図7及び図8では、広幅形状の熱可塑性樹脂補強シート材2を幅方向に所要の間隔でシート長さ方向に連続して切断し、複数本の細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを製造する方法を示したが、別の方法として、図5に示す装置を用いて、細幅形状の補強繊維シート材の片面に細幅形状の熱可塑性樹脂補強シート材を付着させて細幅熱可塑性樹脂補強シート材を製造し、当該細幅熱可塑性樹脂補強シート材をボビン等に巻き上げても良い。
7 and 8, the wide thermoplastic resin reinforced
図9は、図8で得られた細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを用いて、熱可塑性樹脂補強シート材2を形成しながら、繊維補強方向が異なる順に4枚積層した後、一体化用熱可塑性樹脂繊維束5でステッチし、熱可塑性樹脂多層補強シート材1を製造する工程に関する説明図である。図9の細幅シート方式熱可塑性樹脂多層補強シート材製造装置800は、α度方向細幅シート材供給機構801、90度方向細幅シート材供給機構802、−α度方向細幅シート材供給機構803、0度方向細幅シート材供給機構804、ステッチ式一体化機構805、そして、シート材巻き取り機構806から構成される。
FIG. 9 shows an example of stacking four sheets in the order of different fiber reinforcement directions while forming the thermoplastic resin reinforced
機構801〜804における各方向の細幅シート材供給機構は、複数の細幅熱可塑性樹脂補強シート材ボビン2Hbから細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hを引き出し、シート状に引き揃えて供給する機構になっている。機構801〜803は、複数の細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hをシート状に引き揃えて、熱可塑性樹脂多層補強シート材1を走行させる両端部の走行レール7の一方端部に引っ掛けて、次に他方端部に向かって走らせ、他方端部に引っ掛けるという動作を繰り返して、各層における、熱可塑性樹脂補強シート材を形成する。このとき、細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hは切断されることなく連続しており、かつ、複数の細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hが隙間及び重なりの少ない状態で引き揃えられ、設定方向を繊維補強するシート状態として形成される。なお、走行レール7にはピン(図示されない)等が埋め込まれ、複数の細幅熱可塑性樹脂補強シート材を引っ掛けて固定することができるようになっている。機構804は、熱可塑性樹脂多層補強シート材1の幅長さが得られるようにして、複数の細幅熱可塑性樹脂補強シート材がシート状に引き揃えられ、当該シート状の細幅熱可塑性樹脂補強シート材を0度方向に連続して供給する。
The narrow sheet material supply mechanism in each direction in the
機構801及び803は細幅熱可塑性樹脂補強シート材をα度及び−α度方向に供給する機構である。図6のシート方式熱可塑性樹脂多層補強シート材製造装置500の場合に同様、α度は、0度<α度<90度の範囲に設定ができるが、装置の大きさ、取り扱い易さ等から、30〜60度の範囲にあることが好ましい。また、細幅熱可塑性樹脂補強シート材の供給方向、供給数、そして供給順序などは、自在に設定を行うことができるが、成型品の設計に対応して定めるのが望ましい。
そして、複数の細幅熱可塑性樹脂補強シート材2Hにより形成された各層の熱可塑性樹脂補強シート材を多層に積層した状態に、一体化用熱可塑性樹脂繊維束5をステッチ式一体化機構805にて、経編方式等によりステッチして、各層を縫合一体化させた熱可塑性樹脂多層補強シート材1を得る。一体化用熱可塑性樹脂繊維束5のステッチ間隔は成型品の設計等に応じて定めると良い。得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材1はシート材巻き取り機構806にて熱可塑性樹脂多層補強シート材巻体1bに巻かれる。
Then, the thermoplastic
図10は、図6及び図9の装置におけるステッチ式一体化機構に替わる加熱式一体化機構900に関する説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram regarding a heating type integrated
加熱式一体化機構900は、熱可塑性樹脂補強シート材が多層に積層された後、離型フィルム6をその上下両面に当接させて走行させ、加熱ロール11により複数枚積層された熱可塑性樹脂補強シート材を加熱又は加熱加圧して、各層の熱可塑性樹脂シート材を溶融させて上下層にある補強繊維シート材に熱融着させる。そして、冷却ロール12により、溶融した熱可塑性樹脂シート材を固化させ、各層の熱可塑性樹脂補強シート材を接着一体化させた後、上下両面の離型フィルムを剥離して、熱可塑性樹脂多層補強シート材1を得る。図10では、加熱ロール11を2連にして、より高速で加熱または加熱加圧できるようにしている。
The heating
図11は、図10に示される加熱式一体化機構900に用いられる加熱ロール11に関する説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram relating to the
加熱ロール11に、図11(a)に示すようにロール表面が平面であるロール11Aを用いた場合、複数枚積層された熱可塑性樹脂補強シート材に対して、シート全面を加熱又は加熱加圧することができる。そして、図11(b)に示すようにロール表面が凹凸であるロール11Bを用いた場合、複数枚積層された熱可塑性樹脂補強シート材に対して、シート全面ではなく部分的に加熱又は加熱加圧することができる。
When a
複数枚積層された熱可塑性樹脂補強シート材を部分的に加熱又は加熱加圧して、部分的に接着一体化した熱可塑性樹脂多層補強シート材は、各層間での熱可塑性樹脂補強シート材の若干の移動及びずれを可能とするため、よりドレープ性に優れたシート材となることができる。 Multiple layers of thermoplastic resin reinforced sheet material are partially heated or heated and pressurized, and partially bonded and integrated, and the thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material is slightly more than the thermoplastic resin reinforced sheet material between each layer. Therefore, the sheet material can be more excellent in drapeability.
なお、複数枚積層された前記熱可塑性樹脂補強シート材を加熱又は加熱加圧する方法として、図10に示すような加熱ロールを用いる方法を説明したが、その他の方法でも良く、例えば、加熱プレス板を用いる方法、金属ベルトによるダブルプレス方式を用いる方法等がある。 In addition, although the method using a heating roll as shown in FIG. 10 was demonstrated as a method of heating or heat-pressing the thermoplastic resin reinforcement sheet material laminated | stacked two or more sheets, the other method may be sufficient, for example, a heat press board And a method using a double press method using a metal belt.
図12は、熱可塑性樹脂多層補強シート材1から熱可塑性樹脂多層補強成型品15を得る製造工程に関する説明図である。熱可塑性樹脂多層補強シート材を製造する装置500及び800によって得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材1を所要の大きさ、所要の角度にて切断し、切断した熱可塑性樹脂補強シート材L1及びL2を加熱プレス成型装置13に設置されている成型用下金型内14Dに積層した後、成型用上金型14Uを下降させて、加熱加圧を行い、熱可塑性樹脂シート材及び縫合一体化の場合には一体化用熱可塑性樹脂繊維束も補強繊維間中に含浸させて成型を行う。そして、冷却後、当該成型用金型内から成型された熱可塑性樹脂多層補強成型品15を取り出す。
FIG. 12 is an explanatory diagram relating to a manufacturing process for obtaining a thermoplastic resin multilayer reinforced molded
図12では、熱可塑性樹脂補強シート材1から2枚の熱可塑性樹脂補強シート材L1及びL2を切り出しているが、2枚に限られるものではなく、設計に応じて必要枚数切り出し、積層することを行う。また、切り出し角度も必要に応じて変えることが望ましく、さらに、積層する際、必要に応じては表裏逆にして金型内に設置することもできる。
In FIG. 12, two thermoplastic resin reinforcing sheet materials L1 and L2 are cut out from the thermoplastic resin reinforcing
得られた熱可塑性樹脂多層補強成型品15は、各層に集合繊維体と熱可塑性樹脂シート材が存在するため、補強繊維束中への熱可塑性樹脂の含浸が良好に行われた、ボイド(空隙)の少ない成型品となる。また、熱可塑性樹脂の含浸距離が短くなることから、補強繊維の真直性と分散性が良く、かつ表面平滑性に優れた成型品になる。
The obtained thermoplastic resin multilayer reinforced molded
次に、熱可塑性樹脂多層補強成型品を得る別の製造工程を説明する。図13は、熱可塑性樹脂多層補強シート材製造装置500及び800によって得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材1を所要の大きさ、所要の角度にて切断し、切断した熱可塑性樹脂補強シート材L1及びL2を加熱プレス成型装置13に設置されている予備成型用下型である平板用下金型内16Dに積層した後、予備成型用上型である平板用上金型16Uを下降させて、加熱加圧を行い、熱可塑性樹脂シート材及び縫合一体化の場合には一体化用熱可塑性樹脂繊維束を補強繊維間中に含浸させ、冷却後、予備成型積層材17を取り出す。なお、予備成型用型が平板状であるため、予備成型積層材17は平板状の積層材となる。次に、予備成型積層材17を遠赤外線方式等の加熱方式を採用した加熱装置18により母材(マトリックス)である熱可塑性樹脂が軟化さらには溶融するまで加熱し、その後、その状態の予備成型積層材17を冷却プレス成型装置19に設置されている成型用下金型内14Dに設置する。そして、直ちに、成型用上金型14Uを下降させ、加圧成型を行い、予備成型積層材17を所要の形状に成型し、熱可塑性樹脂多層補強成型品15を得る。
Next, another manufacturing process for obtaining a thermoplastic resin multilayer reinforced molded product will be described. FIG. 13 shows the thermoplastic resin reinforced sheet material obtained by cutting the thermoplastic resin multilayer reinforced
当該予備成型積層材は、当該熱可塑性樹脂多層補強シート材を用いて成型されることから、補強繊維の真直性と均一分散性に優れ、かつ、ボイドの少ない、表面平滑性に優れた積層材となる。そして、当該予備成型積層材を用いて成型品を得るため、得られる熱可塑性樹脂多層補強成型品においても、補強繊維の真直性と均一分散性が優れた、かつ、ボイドの少ない、表面平滑性に優れた品質の良い成型品となる。なお、予備成型用型を平板状型にして、予備成型積層材を板状積層材とすることは、金型を製作し易いこと、短時間での成型が行い易いこと、品質の良い積層材が得られ易いこと等の利点があり、好ましい。 Since the preformed laminated material is molded using the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material, the laminated material is excellent in straightness and uniform dispersibility of reinforcing fibers, and has few voids and excellent surface smoothness. It becomes. And since the molded product is obtained using the preformed laminated material, even in the obtained thermoplastic resin multilayer reinforced molded product, the straightness and uniform dispersibility of the reinforcing fiber is excellent, and there are few voids, and the surface smoothness It is a good molded product with excellent quality. It should be noted that making the pre-molding mold into a plate-shaped mold and making the pre-formed laminated material into a plate-like laminated material makes it easy to produce a mold, easy to form in a short time, and a good quality laminated material There are advantages such as being easy to obtain, which is preferable.
なお、プレス成型工程が2回になるため成型時間を要すると考えられるが、予備成型積層材として板状の積層材等は製造がし易いこと、予備成型積層材から成型品の加工を行う際、成型用金型を常に一定の温度(冷却された状態)に維持すればよいため、成型用金型を加熱→冷却、冷却→加熱と繰り返す必要がなく、結果として、成型品の加工時間の短縮が可能であること等の利点がある。よって、得られる熱可塑性樹脂多層補強成型品は低コストな成型品となる。 In addition, although it is thought that a molding time is required because the press molding process is performed twice, it is easy to manufacture a plate-like laminate as a preformed laminate, and when processing a molded product from the preformed laminate Since the molding die only needs to be maintained at a constant temperature (cooled state), there is no need to repeat the molding die by heating → cooling, cooling → heating, and as a result, the processing time of the molded product is reduced. There are advantages such as shortening. Therefore, the obtained thermoplastic resin multilayer reinforced molded product is a low-cost molded product.
[実施例1]
以下の材料を用いて熱可塑性樹脂多層補強シート材を製造した。
<使用材料>
(補強繊維束に使用した繊維束)
三菱レイヨン株式会社製;TR50S―15K、繊維直径約7μm、繊維本数15000本
(熱可塑性樹脂シート材に使用した樹脂)
三菱化学株式会社製;ナイロン6樹脂フィルム、フィルム厚み20μm
(一体化用熱可塑性樹脂繊維束に使用した繊維束)
東レ株式会社製;ナイロン6マルチフィラメント、77dtex−24filaments
<製造工程>
(1)補強繊維束TR50S―15Kを16本、20mm間隔でセットし、多数本を同時に空気開繊する方法(特許文献5を参照)にて、各々の補強繊維束を幅20mmに開繊した。
(2)幅20mmに開繊された各補強繊維開繊糸を、幅方向に振動させて、補強繊維開繊糸間に隙間がない補強繊維シート材とした。得られた補強繊維シート材は、幅320mm、繊維目付け(単位面積あたりの繊維重量)約50g/m2であった。
(3)得られた補強繊維シート材を、図5に示すような製造装置にて、連続して加熱機構に供給し、熱可塑性樹脂シート材と貼り合わせを行った。このとき、加熱機構の温度は約270度に制御を行った。また、補強繊維シート材とともに熱硬化性ポリイミド樹脂フィルム(製品名;ユーピレックスS、厚み;25μm、製造会社;宇部興産株式会社)を離型フィルムとして供給した。なお、補強繊維シート材に熱可塑性樹脂補強シート材を貼り合わせる速度は10m/分で行った。
(4)冷却機構から排出された基材から、離型フィルムを剥がすことにより、補強繊維シート材の片面に熱可塑性樹脂シート材が付着した、熱可塑性樹脂補強シート材を得た。
(5)得られた熱可塑性樹脂補強シート材を、図6に示すような製造装置にて、45度方向、0度方向、−45度方向、そして90度方向に積層して、幅320mmの積層シート状態にした後、一体化用熱可塑性樹脂繊維束を幅20mm間隔で、0度方向に千鳥縫いを行い、熱可塑性樹脂多層補強シート材を得た。
<評価>
得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材は、[45度/0度/−45度/90度]に繊維補強された多軸補強シート材となり、各層に、補強繊維がシート状に形成され、その片面に熱可塑性樹脂シート材が付着した状態となった。また、各層の熱可塑性樹脂補強シート材は補強繊維が真直な状態で均一分散されて、一方向に引き揃えられていた。そして、熱可塑性樹脂シート材が付着されていることにより、補強繊維が集束したり、また、補強繊維がばらけて毛羽立つ等の問題は生じなかった。
[Example 1]
A thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material was manufactured using the following materials.
<Materials used>
(Fiber bundle used for reinforcing fiber bundle)
Made by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .; TR50S-15K, fiber diameter of about 7 μm, number of fibers of 15000 (resin used for thermoplastic resin sheet material)
Made by Mitsubishi Chemical Corporation;
(Fiber bundle used for thermoplastic resin fiber bundle for integration)
Manufactured by Toray Industries, Inc .;
<Manufacturing process>
(1) 16 reinforcing fiber bundles TR50S-15K were set at intervals of 20 mm, and each of the reinforcing fiber bundles was opened to a width of 20 mm by a method in which a large number of fibers were opened simultaneously (see Patent Document 5). .
(2) Each reinforcing fiber spread yarn opened to a width of 20 mm was vibrated in the width direction to obtain a reinforcing fiber sheet material having no gap between the reinforcing fiber spread yarns. The obtained reinforcing fiber sheet material had a width of 320 mm and a fiber basis weight (fiber weight per unit area) of about 50 g / m 2 .
(3) The obtained reinforcing fiber sheet material was continuously supplied to the heating mechanism with a manufacturing apparatus as shown in FIG. 5 and bonded to the thermoplastic resin sheet material. At this time, the temperature of the heating mechanism was controlled to about 270 degrees. A thermosetting polyimide resin film (product name: Upilex S, thickness: 25 μm, manufacturer: Ube Industries, Ltd.) was supplied as a release film together with the reinforcing fiber sheet material. The speed at which the thermoplastic resin reinforcing sheet material was bonded to the reinforcing fiber sheet material was 10 m / min.
(4) By removing the release film from the substrate discharged from the cooling mechanism, a thermoplastic resin reinforced sheet material in which the thermoplastic resin sheet material adhered to one side of the reinforced fiber sheet material was obtained.
(5) The obtained thermoplastic resin reinforced sheet material is laminated in a 45 degree direction, a 0 degree direction, a -45 degree direction, and a 90 degree direction in a manufacturing apparatus as shown in FIG. After making it into a laminated sheet state, the thermoplastic resin fiber bundle for integration was stitched in the 0 degree direction at intervals of 20 mm in width to obtain a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material.
<Evaluation>
The obtained thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is a multiaxial reinforcing sheet material that is fiber reinforced at [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees], and reinforcing fibers are formed into sheets in each layer. The thermoplastic resin sheet material adhered to one side. Further, the thermoplastic resin reinforced sheet material of each layer was uniformly dispersed in a straight state and the fibers were aligned in one direction. Further, since the thermoplastic resin sheet material was adhered, there was no problem that the reinforcing fibers were converged or that the reinforcing fibers were scattered and fluffed.
[実施例2]
実施例1の(1)から(4)により得られた熱可塑性樹脂補強シート材から複数の細幅熱可塑性樹脂補強シート材を得て、熱可塑性樹脂多層補強シート材を製造した。
<使用材料>
補強繊維束、熱可塑性樹脂シート材、そして一体化用熱可塑性樹脂繊維束とも実施例1に同じ。
<製造工程>
(1)実施例1の(1)から(4)により幅320mmの熱可塑性樹脂補強シート材を得る。
(2)得られた熱可塑性樹脂補強シート材を、図8に示すような製造装置にて、幅10mmで連続して切断を行い、32本の細幅熱可塑性樹脂補強シート材を得た。このとき、カッター刃及び切断方式として、熱可塑性樹脂補強シート材の走行に応じて自由回転する丸刃状のカッター刃を設け、カッター刃受けロールとの間で熱可塑性樹脂補強シート材を押し切りする方式を採用した。そして、得られた細幅熱可塑性樹脂補強シート材はテープ状に巻き上げた。なお、広幅形状の熱可塑性樹脂補強シート材を切断する速度は10m/分で行った。
(3)テープ状に巻き上げられた細幅熱可塑性樹脂補強シート材32本を、幅方向に隙間が生じないように並べ広幅のシート状態にしながら、図6に示すような製造装置にて、45度方向、0度方向、−45度方向、そして90度方向に積層して、幅320mmの積層シート状態にした後、一体化用熱可塑性樹脂繊維束を幅10mm間隔で、0度方向に千鳥縫いを行い、熱可塑性樹脂多層補強シート材を得た。
<評価>
得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材は、[45度/0度/−45度/90度]に繊維補強された多軸補強シート材となり、各層に、細幅形状の補強繊維がシート状に形成され、その片面に細幅形状の熱可塑性樹脂シート材が付着した状態となった。また、各層の熱可塑性樹脂補強シート材は補強繊維が真直な状態で均一分散されて、一方向に引き揃えられていた。そして、熱可塑性樹脂シート材が付着されていることにより、補強繊維が集束したり、また、補強繊維がばらけて毛羽立つ等の問題は生じなかった。さらに、補強繊維シート材の厚みが薄いためか、切断された細幅熱可塑性樹脂補強シート材の端部における補強繊維の毛羽立ちも非常に少なく、取り扱いが行い易かった。
[Example 2]
A plurality of narrow thermoplastic resin reinforced sheet materials were obtained from the thermoplastic resin reinforced sheet material obtained by (1) to (4) of Example 1 to produce a thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material.
<Materials used>
The reinforcing fiber bundle, the thermoplastic resin sheet material, and the thermoplastic resin fiber bundle for integration are the same as in Example 1.
<Manufacturing process>
(1) A thermoplastic resin reinforced sheet material having a width of 320 mm is obtained from (1) to (4) of Example 1.
(2) The obtained thermoplastic resin reinforced sheet material was continuously cut at a width of 10 mm with a manufacturing apparatus as shown in FIG. 8 to obtain 32 narrow width thermoplastic resin reinforced sheet materials. At this time, as the cutter blade and the cutting method, a round blade-like cutter blade that freely rotates according to the travel of the thermoplastic resin reinforcing sheet material is provided, and the thermoplastic resin reinforcing sheet material is pushed and cut between the cutter blade receiving roll. The method was adopted. And the obtained narrow thermoplastic resin reinforcement sheet material was wound up in tape shape. In addition, the speed | rate which cut | disconnects the thermoplastic resin reinforcement sheet material of a wide shape was performed at 10 m / min.
(3) In a manufacturing apparatus as shown in FIG. 6, 45 narrow-width thermoplastic resin reinforcing sheet members wound up in a tape shape are arranged in a wide sheet state so that no gap is generated in the width direction. After laminating in the direction of 0 degrees, 0 degrees, -45 degrees and 90 degrees to form a laminated sheet having a width of 320 mm, the thermoplastic fiber bundles for integration are staggered in the direction of 0 degrees at intervals of 10 mm. Sewing was performed to obtain a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material.
<Evaluation>
The obtained thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material is a multiaxial reinforcing sheet material reinforced with fibers of [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees], and narrow reinforcing fibers are formed into sheets in each layer. The thermoplastic resin sheet material having a narrow width was attached to one surface thereof. Further, the thermoplastic resin reinforced sheet material of each layer was uniformly dispersed in a straight state and the fibers were aligned in one direction. Further, since the thermoplastic resin sheet material was adhered, there was no problem that the reinforcing fibers were converged or that the reinforcing fibers were scattered and fluffed. Furthermore, because the thickness of the reinforcing fiber sheet material is thin, there is very little fluffing of the reinforcing fibers at the end of the cut thin thermoplastic resin reinforcing sheet material, which makes it easy to handle.
[実施例3]
実施例1の(1)から(4)により得られた熱可塑性樹脂補強シート材を複数枚積層した後、加熱加圧を行うことで各層を熱融着し一体化させた熱可塑性樹脂多層補強シート材を製造した。
<使用材料>
補強繊維束、そして熱可塑性樹脂シート材とも実施例1に同じ。
<製造工程>
(1)実施例1の(1)から(4)により幅320mmの熱可塑性樹脂補強シート材を得る。
(2)得られた熱可塑性樹脂補強シート材を、図5に示すような製造装置にて、45度方向、0度方向、−45度方向、そして90度方向に積層して、幅320mmの積層シート状態にした後、図9に示すような製造装置にて、加熱加圧を行い、熱可塑性樹脂多層補強シート材を得た。製造装置として、加熱ロールは1連として、ロール表面は図10(a)に示す平面タイプの加熱ロールを用いた。なお、離型フィルムとして、熱硬化性ポリイミド樹脂フィルム(製品名;ユーピレックスS、厚み;25μm、製造会社;宇部興産株式会社)を使用した。加熱ロールの表面温度は約270度に制御を行った。加工速度は3m/分で行った。
<評価>
平面加熱ロールを使用してシート全面を加熱加圧したが、各層のシート全面が熱融着した状態ではなく、ところどころに熱融着していない部分があった。しかし、各層の補強繊維シート材は、その上下層にある熱可塑性樹脂シート材に大部分で熱融着し、ばらけない状態となっており、接着一体化された熱可塑性樹脂多層補強シート材として得られた。なお、熱融着した部分においても、補強繊維は真直な状態にあり、各層とも、補強繊維が真直に、かつ均一分散した状態にある、品質の良い状態であった。
[Example 3]
A plurality of thermoplastic resin reinforced sheet materials obtained in (1) to (4) of Example 1 are laminated, and then subjected to heat and pressure to thermally fuse and integrate the respective layers of thermoplastic resin multilayer reinforcement. A sheet material was produced.
<Materials used>
The reinforcing fiber bundle and the thermoplastic resin sheet material are the same as in Example 1.
<Manufacturing process>
(1) A thermoplastic resin reinforced sheet material having a width of 320 mm is obtained from (1) to (4) of Example 1.
(2) The obtained thermoplastic resin reinforced sheet material is laminated in a 45 degree direction, a 0 degree direction, a −45 degree direction, and a 90 degree direction in a manufacturing apparatus as shown in FIG. After making it into a laminated sheet state, heating and pressurization were performed with a manufacturing apparatus as shown in FIG. 9 to obtain a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material. As a manufacturing apparatus, a heating roll was used as one series, and a planar heating roll shown in FIG. In addition, a thermosetting polyimide resin film (product name: Upilex S, thickness: 25 μm, manufacturing company: Ube Industries, Ltd.) was used as a release film. The surface temperature of the heating roll was controlled at about 270 degrees. The processing speed was 3 m / min.
<Evaluation>
Although the entire surface of the sheet was heated and pressed using a plane heating roll, the entire sheet surface of each layer was not in a state of being heat-sealed, and some portions were not heat-sealed. However, most of the reinforcing fiber sheet material of each layer is thermally fused to the thermoplastic resin sheet material in the upper and lower layers, and is in a state where it does not come apart. As obtained. Even in the heat-sealed portion, the reinforcing fibers were in a straight state, and each layer was in a good quality state in which the reinforcing fibers were straight and uniformly dispersed.
[実施例4]
以下の材料を用いて、実施例1とは別の熱可塑性樹脂多層補強シート材を製造した。
<使用材料>
補強繊維束、熱可塑性樹脂シート材、そして一体化用熱可塑性樹脂繊維束とも実施例1に同じ。
<製造工程>
(1)図5に示すような熱可塑性樹脂補強シート材製造装置の加熱機構の反対側に、多数本繊維束供給機構、多数本繊維束開繊機構、縦方向振動付与機構そして幅方向振動付与機構をもう1組設置した製造装置を用いて、それぞれの多数本繊維束供給機構に、補強繊維束TR50S―15Kを8本、40mm間隔でそれぞれにセットし、それぞれの縦方向振動付与機構により各補強繊維束に縦方向の振動を与えながら、それぞれの多数本繊維束開繊機構にて各補強繊維束を幅約40mmに開繊した補強繊維開繊糸を得て、それぞれの幅方向振動付与機構により各補強繊維開繊糸を幅方向に振動させて、補強繊維開繊糸間に隙間がない、幅約320mm、繊維目付け(単位面積あたりの繊維重量)約25g/m2の補強繊維シート材をそれぞれに連続して得た。
(2)その後、連続して、加熱機構の両側からそれぞれの補強繊維シート材を供給すると同時に、補強繊維シート材の間に熱可塑性樹脂シート材も連続して挿入し、加熱機構により、熱可塑性樹脂シート材の両面に補強繊維シート材を貼り合わせた。このとき、加熱機構の温度は約270度に制御を行った。また、補強繊維シート材とともに熱硬化性ポリイミド樹脂フィルム(製品名;ユーピレックスS、厚み;25μm、製造会社;宇部興産株式会社)を離型フィルムとして供給した。なお、各補強繊維束を開繊し補強繊維シート材に加工する速度、並びに熱可塑性樹脂シート材の両面に補強繊維シート材を貼り合わせる加工速度とも10m/分で行った。
(3)冷却機構から排出された基材から、離型フィルムを剥がすことにより、熱可塑性樹脂シート材の両面に補強繊維シート材が付着した、図3(a)に示すような熱可塑性樹脂補強シート材を得た。
(4)得られた熱可塑性樹脂補強シート材を、図6に示すような製造装置にて、45度方向、0度方向、−45度方向、そして90度方向に積層して、幅320mmの積層シート状態にした後、一体化用熱可塑性樹脂繊維束を幅20mm間隔で、0度方向に千鳥縫いを行い、熱可塑性樹脂多層補強シート材を得た。
<評価>
得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材は、[45度/0度/−45度/90度]に繊維補強された多軸補強シート材となり、各層に、熱可塑性樹脂シート材の両面に補強繊維シート材が付着した状態となった。また、各層の熱可塑性樹脂補強シート材は補強繊維が真直な状態で均一分散されて、一方向に引き揃えられていた。そして、熱可塑性樹脂シート材が付着されていることにより、補強繊維が集束したり、また、補強繊維がばらけて毛羽立つ等の問題は生じなかった。さらに、各熱可塑性樹脂補強シート材は、その端部がカールするなどの現象は全くなく、シートとしての平面性が維持された状態で積層されていた。
[Example 4]
A thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material different from that in Example 1 was produced using the following materials.
<Materials used>
The reinforcing fiber bundle, the thermoplastic resin sheet material, and the thermoplastic resin fiber bundle for integration are the same as in Example 1.
<Manufacturing process>
(1) On the opposite side of the heating mechanism of the thermoplastic resin reinforced sheet material manufacturing apparatus as shown in FIG. 5, a multiple fiber bundle supply mechanism, a multiple fiber bundle opening mechanism, a longitudinal vibration applying mechanism, and a width direction vibration applying Using the manufacturing apparatus in which another set of mechanisms is installed, eight reinforcing fiber bundles TR50S-15K are respectively set at intervals of 40 mm in each multiple fiber bundle supply mechanism, and each longitudinal vibration imparting mechanism is used to While giving longitudinal vibration to the reinforcing fiber bundle, each reinforcing fiber bundle is opened to a width of about 40 mm by each of the multiple fiber bundle opening mechanisms to obtain a reinforcing fiber opening yarn, and each width direction vibration is imparted. Each reinforcing fiber spread yarn is vibrated in the width direction by the mechanism, there is no gap between the reinforcing fiber spread yarns, the width is about 320 mm, and the fiber basis weight (fiber weight per unit area) is about 25 g / m 2. Each material Obtained by continuous.
(2) After that, the respective reinforcing fiber sheet materials are continuously supplied from both sides of the heating mechanism, and at the same time, the thermoplastic resin sheet material is continuously inserted between the reinforcing fiber sheet materials. The reinforcing fiber sheet material was bonded to both surfaces of the resin sheet material. At this time, the temperature of the heating mechanism was controlled to about 270 degrees. A thermosetting polyimide resin film (product name: Upilex S, thickness: 25 μm, manufacturer: Ube Industries, Ltd.) was supplied as a release film together with the reinforcing fiber sheet material. The speed at which each reinforcing fiber bundle was opened and processed into a reinforcing fiber sheet material, and the processing speed at which the reinforcing fiber sheet material was bonded to both surfaces of the thermoplastic resin sheet material were both 10 m / min.
(3) Reinforcing the thermoplastic resin as shown in FIG. 3 (a) in which the reinforcing fiber sheet material is adhered to both surfaces of the thermoplastic resin sheet material by peeling the release film from the substrate discharged from the cooling mechanism. A sheet material was obtained.
(4) The obtained thermoplastic resin reinforced sheet material is laminated in a 45 degree direction, a 0 degree direction, a −45 degree direction, and a 90 degree direction in a manufacturing apparatus as shown in FIG. After making it into a laminated sheet state, the thermoplastic resin fiber bundle for integration was stitched in the 0 degree direction at intervals of 20 mm in width to obtain a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material.
<Evaluation>
The obtained thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material becomes a multiaxial reinforcing sheet material which is fiber-reinforced at [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees], and is reinforced on both sides of the thermoplastic resin sheet material in each layer. The fiber sheet material was attached. Further, the thermoplastic resin reinforced sheet material of each layer was uniformly dispersed in a straight state and the fibers were aligned in one direction. Further, since the thermoplastic resin sheet material was adhered, there was no problem that the reinforcing fibers were converged or that the reinforcing fibers were scattered and fluffed. Further, each thermoplastic resin reinforced sheet material had no phenomenon such as curling of its end portion, and was laminated in a state in which the flatness as a sheet was maintained.
[実施例5]
実施例2で作成した熱可塑性樹脂多層補強シート材を用いて、凹型の熱可塑性樹脂多層補強成型品を製造した。
<製造工程>
(1)実施例2で得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材を、長手方向(0度方向)に長さ320mmで、4枚切断した後、図11に示すように、成型用下金型に、[45度/0度/−45度/90度]、[45度/0度/−45度/90度]、[90度/−45度/0度/45度]、[90度/−45度/0度/45度]の順になるよう積層した。なお、成型用下金型は、幅250mm、長さ250mm、そして、深さ20mmの凹型で、曲がり部及び角部にはR加工が成されている。
(2)成型用下金型を加熱プレス成型装置にセットした後、成型用上金型を下降させて、0.1MPaで加圧を行いながら、30分の時間をかけて、成型用金型の温度を270度まで昇温させた。
(3)昇温後、成型用上金型を下降させ、2MPaの圧力で基材に対し加熱加圧成型を60秒行い、その後、加圧を行った状態にて、成型用金型を水冷にて急冷した。冷却時間は、約10分であった。冷却後、成型用上金型を上昇させ、熱可塑性樹脂多層補強成型品を得た。
<評価>
厚み約0.8mm、繊維体積含有率約58%の凹型の熱可塑性樹脂多層補強成型品を得た。成型品表面は、ステッチに使用した一体化用熱可塑性樹脂繊維束の跡がなく、平滑性に優れていた。また、表面における補強繊維の状態は、真直性が維持された、均一分散に優れた状態であった。なお、成型品を切断して断面観察を行った結果、補強繊維の真直性及び均一分散性に優れ、かつ空隙(ボイド)の少ない状態の成型品を得ていることが確認できた。さらに、曲がり部及び角部においても層間剥離がない品質の良い状態にて成型品を得ていることが確認できた。細幅熱可塑性樹脂補強シート材を用いた熱可塑性樹脂多層補強シート材であるため、曲がり部及び角部におけるシート材の形状適応性は優れており、成型が行い易かった。
[Example 5]
Using the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material prepared in Example 2, a concave thermoplastic resin multilayer reinforcing molded product was produced.
<Manufacturing process>
(1) After the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material obtained in Example 2 is cut into four pieces having a length of 320 mm in the longitudinal direction (0 degree direction), as shown in FIG. [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees], [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees], [90 degrees / −45 degrees / 0 degrees / 45 degrees], [90 degrees / -45 degrees / 0 degrees / 45 degrees]. Note that the lower mold for molding is a concave mold having a width of 250 mm, a length of 250 mm, and a depth of 20 mm, and the bent portion and the corner portion are rounded.
(2) After setting the lower mold for molding in the hot press molding apparatus, lower the upper mold for molding and pressurizing at 0.1 MPa, taking 30 minutes to mold. The temperature of was raised to 270 degrees.
(3) After the temperature rises, the upper mold for molding is lowered, and heat and pressure molding is performed on the substrate at a pressure of 2 MPa for 60 seconds, and then the molding mold is water-cooled in a state where the pressure is applied. It was quickly cooled at The cooling time was about 10 minutes. After cooling, the upper mold for molding was raised to obtain a thermoplastic resin multilayer reinforced molded product.
<Evaluation>
A concave thermoplastic multilayer reinforced molded product having a thickness of about 0.8 mm and a fiber volume content of about 58% was obtained. The surface of the molded product was excellent in smoothness with no trace of the thermoplastic resin fiber bundle used for stitching. Moreover, the state of the reinforcing fiber on the surface was a state in which straightness was maintained and excellent in uniform dispersion. As a result of observing the cross section after cutting the molded product, it was confirmed that a molded product having excellent straightness and uniform dispersibility of the reinforcing fiber and having a small number of voids was obtained. Further, it was confirmed that the molded product was obtained in a good quality state without delamination even at the bent part and the corner part. Since it is a thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material using a narrow width thermoplastic resin reinforcing sheet material, the shape adaptability of the sheet material at the bent part and corner part is excellent, and molding is easy to perform.
[実施例6]
実施例1で作成した熱可塑性樹脂多層補強シート材を用いて、凹型の熱可塑性樹脂多層補強成型品を実施例5とは別の製造工程で製造した。
<製造工程>
(1)実施例1で得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材を、長手方向(0度方向)に長さ320mmで、4枚切断した後、図12に示すように、平板用下金型に、[45度/0度/−45度/90度]、[45度/0度/−45度/90度]、[90度/−45度/0度/45度]、[90度/−45度/0度/45度]の順になるよう積層した。なお、平板用下金型は、幅350mm×長さ350mmである。
(2)平板用下金型を加熱プレス成型装置にセットした後、平板用上金型を下降させて、0.1MPaで加圧を行いながら、10分の時間をかけて、平板用金型の温度を270度まで昇温させた。
(3)昇温後、平板用上金型を下降させ、2MPaの圧力で基材に対し加熱加圧成型を60秒行い、その後、加圧を行った状態にて、平板用金型を水冷にて急冷した。冷却時間は、約10分であった。冷却後、平板用上金型を上昇させ、板状型の熱可塑性樹脂多層補強成型品を得た。
(4)得られた板状型の熱可塑性樹脂多層補強成型品を、300度に制御された遠赤外線方式加熱装置にセットして、約3分間放置し、板状の熱可塑性樹脂多層補強成型品を十分に軟化させた。
(5)そして、約80度に温度制御された冷却プレス成型装置内の成型用下金型に、板状の熱可塑性樹脂多層補強成型品をセットして、成型用上金型を下降させて、1MPaの圧力にて約60秒の加圧を行いながら成型を行った。その後、成型用上金型を上昇させ、熱可塑性樹脂多層補強成型品を得た。
<評価>
厚み約0.8mm、繊維体積含有率約58%の凹型の熱可塑性樹脂多層補強成型品を得た。成型品表面は、ステッチに使用した一体化用熱可塑性樹脂繊維束の跡がなく、平滑性に優れていた。また、表面における補強繊維の状態は、真直性が維持された、均一分散に優れた状態であった。なお、成型品を切断して断面観察を行った結果、補強繊維の真直性及び均一分散性に優れ、かつ空隙(ボイド)の少ない状態の成型品を得ていることが確認できた。さらに、曲がり部及び角部においても層間剥離がない品質の良い状態にて成型品を得ていることが確認できた。
[Example 6]
Using the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material prepared in Example 1, a concave thermoplastic resin multilayer reinforcing molded product was manufactured in a manufacturing process different from that in Example 5.
<Manufacturing process>
(1) After cutting four sheets of the thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material obtained in Example 1 with a length of 320 mm in the longitudinal direction (0 degree direction), as shown in FIG. [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees], [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees], [90 degrees / −45 degrees / 0 degrees / 45 degrees], [90 degrees / -45 degrees / 0 degrees / 45 degrees]. The flat plate lower mold is 350 mm wide × 350 mm long.
(2) After setting the lower mold for flat plate in the hot press molding apparatus, lower the upper mold for flat plate and pressurizing at 0.1 MPa, taking 10 minutes, the mold for flat plate The temperature of was raised to 270 degrees.
(3) After the temperature rises, the upper die for flat plate is lowered, and heat and pressure molding is performed on the base material at a pressure of 2 MPa for 60 seconds, and then the flat plate die is water-cooled in a state where pressure is applied. It was quickly cooled at The cooling time was about 10 minutes. After cooling, the upper mold for a flat plate was raised to obtain a plate-shaped thermoplastic resin multilayer reinforced molded product.
(4) The plate-shaped thermoplastic resin multilayer reinforced molded product is set in a far-infrared heating device controlled at 300 ° C. and allowed to stand for about 3 minutes. The product was softened sufficiently.
(5) Then, a plate-shaped thermoplastic resin multilayer reinforced molded product is set in the lower mold for molding in the cooling press molding apparatus whose temperature is controlled at about 80 degrees, and the upper mold for molding is lowered. Molding was performed while pressurizing at a pressure of 1 MPa for about 60 seconds. Thereafter, the upper mold for molding was raised to obtain a thermoplastic resin multilayer reinforced molded product.
<Evaluation>
A concave thermoplastic multilayer reinforced molded product having a thickness of about 0.8 mm and a fiber volume content of about 58% was obtained. The surface of the molded product was excellent in smoothness with no trace of the thermoplastic resin fiber bundle used for stitching. Moreover, the state of the reinforcing fiber on the surface was a state in which straightness was maintained and excellent in uniform dispersion. As a result of observing the cross section after cutting the molded product, it was confirmed that a molded product having excellent straightness and uniform dispersibility of the reinforcing fiber and having a small number of voids was obtained. Further, it was confirmed that the molded product was obtained in a good quality state without delamination even at the bent part and the corner part.
[実施例7]
実施例3で作成した熱可塑性樹脂多層補強シート材を用いて、板状の熱可塑性樹脂多層補強成型品を製造した。
<製造工程>
(1)実施例3で得られた熱可塑性樹脂多層補強シート材を、長手方向(0度方向)に長さ320mmで、2枚切断した後、図12に示すように、平板用下金型に、[45度/0度/−45度/90度]、[90度/−45度/0度/45度]の順になるよう積層した。なお、平板用下金型は、幅350mm×長さ350mmである。
(2)平板用下金型を加熱プレス成型装置にセットした後、平板用上金型を下降させて、0.1MPaで加圧を行いながら、10分の時間をかけて、平板用金型の温度を270度まで昇温させた。
(3)昇温後、平板用上金型を下降させ、2MPaの圧力で基材に対し加熱加圧成型を60秒行い、その後、加圧を行った状態にて、平板用金型を水冷にて急冷した。冷却時間は、約15分であった。冷却後、平板用上金型を上昇させ、板状の熱可塑性樹脂多層補強成型品を得た。
<評価>
厚み約0.4mm、繊維体積含有率約60%の板状の熱可塑性樹脂多層補強成型品を得た。成型品表面は、熱融着により接着一体化させた跡はなく、平滑性に優れていた。また、表面における補強繊維の状態は、真直性が維持された、均一分散に優れた状態であった。なお、成型品を切断して断面観察を行った結果、補強繊維の真直性及び均一分散性に優れ、かつ空隙(ボイド)の少ない状態の成型品を得ていることが確認できた。
[Example 7]
A plate-shaped thermoplastic resin multilayer reinforced molded product was produced using the thermoplastic resin multilayer reinforced sheet material prepared in Example 3.
<Manufacturing process>
(1) The thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material obtained in Example 3 was cut into two pieces with a length of 320 mm in the longitudinal direction (0 degree direction), and as shown in FIG. The layers were stacked in the order of [45 degrees / 0 degrees / −45 degrees / 90 degrees] and [90 degrees / −45 degrees / 0 degrees / 45 degrees]. The flat plate lower mold is 350 mm wide × 350 mm long.
(2) After setting the lower mold for flat plate in the hot press molding apparatus, lower the upper mold for flat plate and pressurizing at 0.1 MPa, taking 10 minutes, the mold for flat plate The temperature of was raised to 270 degrees.
(3) After the temperature rises, the upper die for flat plate is lowered, and heat and pressure molding is performed on the base material at a pressure of 2 MPa for 60 seconds, and then the flat plate die is water-cooled in a state where pressure is applied. It was quickly cooled at The cooling time was about 15 minutes. After cooling, the upper die for flat plate was raised to obtain a plate-shaped thermoplastic resin multilayer reinforced molded product.
<Evaluation>
A plate-like thermoplastic resin multilayer reinforced molded product having a thickness of about 0.4 mm and a fiber volume content of about 60% was obtained. The surface of the molded product was excellent in smoothness with no trace of adhesion and integration by heat fusion. Moreover, the state of the reinforcing fiber on the surface was a state in which straightness was maintained and excellent in uniform dispersion. As a result of observing the cross section after cutting the molded product, it was confirmed that a molded product having excellent straightness and uniform dispersibility of the reinforcing fiber and having a small number of voids was obtained.
1 熱可塑性樹脂多層補強シート材
1b 熱可塑性樹脂多層補強シート材巻体
2、21、22、23、24 熱可塑性樹脂補強シート材
2b 熱可塑性樹脂補強シート材巻体
2H 細幅熱可塑性樹脂補強シート材
2Hb 細幅熱可塑性樹脂補強シート材ボビン
3 補強繊維シート材
3f 補強繊維
3t 補強繊維束
3b 補強繊維束ボビン
4 熱可塑性樹脂シート材
5 一体化用熱可塑性樹脂繊維束
6 離型フィルム
7 走行レール
8 カッター刃
9 カッター刃受けロール
10 引き取りロール
11 加熱ロール
11A 平面加熱ロール
11B 凹凸加熱ロール
12 冷却ロール
13 加熱プレス成型装置
14U 成型用上金型
14D 成型用下金型
15 熱可塑性樹脂多層補強成型品
16U 平板用上金型
16D 平板用下金型
17 予備成型積層材
18 加熱装置
19 冷却プレス成型装置
S 補強繊維開繊糸
L1、L2 切断された熱可塑性樹脂補強シート材
400 熱可塑性樹脂補強シート材製造装置
401 多数本繊維束供給機構
402 多数本繊維束開繊機構
403 縦方向振動付与機構
404 幅方向振動付与機構
405 加熱機構
406 冷却機構
407 離型フィルム供給機構
408 離型フィルム巻き取り機構
409 シート巻き取り機構
500 シート方式熱可塑性樹脂多層補強シート材製造装置
501 α度方向シート材供給機構
502 90度方向シート材供給機構
503 −α度方向シート材供給機構
504 0度方向シート材供給機構
505 ステッチ式一体化機構
506 シート材巻き取り機構
700 細幅熱可塑性樹脂補強シート材製造装置
701 シート材供給機構
702 シート材切断機構
703 細幅シート材巻き取り機構
800 細幅シート方式熱可塑性樹脂多層補強シート材製造装置
801 α度方向繊維束供給機構
802 90度方向繊維束供給機構
803 −α度方向繊維束供給機構
804 0度方向繊維束供給機構
805 ステッチ式一体化機構
806 シート材巻き取り機構
900 加熱式一体化機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermoplastic resin multilayer reinforcement sheet material 1b Thermoplastic resin multilayer reinforcement sheet material winding body 2, 21, 22, 23, 24 Thermoplastic resin reinforcement sheet material 2b Thermoplastic resin reinforcement sheet material winding body 2H Narrow width thermoplastic resin reinforcement sheet Material 2Hb Narrow width thermoplastic resin reinforcing sheet material bobbin 3 Reinforcing fiber sheet material 3f Reinforcing fiber 3t Reinforcing fiber bundle 3b Reinforcing fiber bundle bobbin 4 Thermoplastic resin sheet material 5 Integration thermoplastic resin fiber bundle 6 Release film 7 Running rail 8 Cutter blade 9 Cutter blade receiving roll 10 Take-up roll 11 Heating roll 11A Planar heating roll 11B Uneven heating roll 12 Cooling roll 13 Heat press molding device 14U Molding upper mold 14D Molding lower mold 15 Thermoplastic resin multilayer reinforced molding product 16 U Flat plate upper mold 16 D Flat plate lower mold 17 Pre-formed laminated material 18 Heating device 19 Cooling pre Molding device S Reinforcing fiber opening yarns L1 and L2 Cut thermoplastic resin reinforcing sheet material 400 Thermoplastic resin reinforcing sheet material manufacturing device 401 Multiple fiber bundle supply mechanism 402 Multiple fiber bundle opening mechanism 403 Longitudinal vibration applying mechanism 404 Width direction vibration imparting mechanism 405 Heating mechanism 406 Cooling mechanism 407 Release film supply mechanism 408 Release film take-up mechanism 409 Sheet take-up mechanism 500 Sheet-type thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material manufacturing apparatus 501 α degree direction sheet material supply mechanism 502 90-degree direction sheet material supply mechanism 503 -α-degree direction sheet material supply mechanism 504 0-degree direction sheet material supply mechanism 505 Stitch-type integration mechanism 506 Sheet material take-up mechanism 700 Narrow width thermoplastic resin reinforced sheet material manufacturing apparatus 701 Sheet Material supply mechanism 702 Sheet material cutting mechanism 703 Narrow sheet material winding Narrow sheet type thermoplastic resin multilayer reinforcing sheet material manufacturing apparatus 801 α degree direction fiber bundle supply mechanism 802 90 degree direction fiber bundle supply mechanism 803 −α degree direction fiber bundle supply mechanism 804 0 degree direction fiber bundle supply mechanism 805 Stitch-type integration mechanism 806 Sheet material winding mechanism 900 Heating-type integration mechanism
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