JPH04153353A - 補強用繊維シートとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、繊維強化ブソスチノクの成形材ネ１として用
いられる補強用繊維シートに関する。

更に詳しくは、本発明は、樹脂の含浸性がよく、成形加
工性にイ■れ、かつ機械的性能にイ・登れた繊１．１１
強化樹脂（Ａ料を与えるごとのできろ補強相識３ｉｊｌ
ｌ　ｇ・１・に関ずろものである。

（従来の技術） 強化繊維をマトリックス樹脂で結合してなる繊維強化材
料はその優れた特性、例えば、高強度、高剛性、低比重
、高耐疲労性などを有していることから、巾広い用途が
期待され、工業的に重要な材料として注目されている。

かかる材料に使われる補強用繊維は、例えば、織物、編
物、不織布などのシート状、あるいは繊維の方向を一方
向に揃えたヤーン状として用いられ、繊維の種類あるい
はその形態による特徴に応して各種の用途に向けられて
いる。

これらの補強用繊維の形態のうち、繊維の方向を一方向
に揃えたヤーン状として用いられた繊維強化材料は、機
械的性能に優れることから高性能材料として好ましく用
いられている。しかしながら、このように方向を揃えて
繊維を配置するためには、複数の繊維の束を順序よく同
方向に、それぞれの束が互いに隣接するように並べるこ
とが必要であり、操作性、作業効率の点では極めて劣っ
たものである。

これに対して、繊維を一方向に揃えて連結さゼたシート
状物、あるいはこれらを製造する方法は既に知られてい
る。例えば、ｉｆｆ積された繊維層面に、これと垂直方
向から針をさし通して引き抜くことを繰り返し、この際
針に設＆Ｊられたカエリで」二下層の繊維を絡めて一体
化してシー１−状とする、所謂ニードルパンチ法；ある
いは高圧気体流を当てて繊維同士を絡めて不織布状とす
る方法（特開昭５９−６６５５４号公報）；あるいは一
方向に揃えて配置した繊維束に、高速の非圧縮性流体、
水流等を当てて繊維同士を絡み合わせて不織性シートと
する方法も、既に特公昭４８−１３７４９号公報、特開
昭５２−１４０６６７号公報、特公昭５９−５４０６号
公報になどに開示されている。

特に、特公昭５９−５４０６号公報には、補強用繊維と
して炭素繊維を用いた例として、取り扱い、運搬、成形
加工性に優れ、得られる繊維強化プラスチツク製品の繊
維引揃え方向と直角方向の強度を増大し得ることが開示
されている。

しかしながら、上述の従来の技術で得られる繊維シート
は、高性能の繊維強化樹脂材料を得るための補強用繊維
シートとしては未だ満足のいくものでないことが明らか
となった。

即ち、例えばニードルパンチ法で得られるシートは、一
体化されたシートとするために、針を機械的に繊維束に
上下貫通させることを繰り返すことによって、繊維層の
上下方向の絡み合いが強く極めて嵩高となる。この結果
、含浸する樹脂の量、比率が高くなり、強化繊維の性能
を充分に発揮することが出来なくなる。また、針の機械
的貫通操作により繊維自体の損傷が激しく、更に針穴の
開孔部を有することも高性能発現の重大な妨げとなる。

このことは、特に繊維強化樹脂材料として対象となるガ
ラス繊維あるいは炭素繊維において、これらの繊維が剛
直で脆いことから顕著となる。

特開昭５１−６６５５４号公報に開示されるシートにお
いては、圧縮性の気体流によって繊維ントの方向性の乱
れが著しく、方向を揃えた繊維シートへの適用は殆ど不
可能である。更に気体流で質量が小さく速度減衰が大き
く、繊維層内部での充分な絡み合いが得られず、取扱性
、操作性に劣る。

一方、特公昭４８−１３７４９号公報、特公昭５９−５
４０６号公報に開示されるシートは、高圧の液体流によ
り繊維同士を絡めて一体化したシートである。かかるシ
ートは、例えば特公昭５９５４０６号公報に記載される
如く、５０〜５００　ｋｇ　／　ｃＡの高圧の液体流で
処理される結果、特にガラス繊維、炭素繊維等の剛直で
脆い繊維の場合には、繊維の切断等の損傷が激しく、ま
た、絡み合いの程度が強く嵩高となるために、高性能の
繊維強化材料を与えることが難しい。更に、高圧液流の
処理により繊維長方向への絡みも多く、一方向に揃えた
繊維の方向の乱れも大きいものである。

このことは、繊維長方向と直角の方向の強度が増大する
ことによっても裏付げされることであるが、繊維長方向
の性能の低下を引き起こすものであり、高性能の繊維強
化樹脂材料を得る為の補強用繊維シートとしては好まし
いものではない。

（本発明が解決しようとする課題） 本発明は、高性能の繊維強化樹脂材料を得るための補強
用繊維シートを得ることを目的に行われたものであり、
従来の技術がシートとするための一体化に主眼をおいて
、高性能発現が妨げられる上記の問題を解決しようとす
るものである。

（課題を解決するだめの手段） 本発明者は、上記目的に沿って鋭意研究を重ねた結果、
補強用繊維シートとして、連続繊維と不連続繊維を構成
材とし、連続繊維の配列された方向とこれに直交する方
向の強度比を、ある特定の範囲にすること、少ない樹脂
量において均一に含浸の行き渡った成形が可能となる特
定の嵩密度とすることによって、はし、、めで目的を達
成し得ることを見出し、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明の第１は：炭素繊維、ガラス繊維、ア
ラミド繊維の１種又は２種以上の連続繊維及び不連続短
繊維からなり、該連続繊維が実質的に繊維長方向を揃え
て配列され、連続繊維と不連続短繊維とが絡み合って一
体化されたシーｌ−であって、該シートにおいて、 （１）連続繊維の配列された方向の引張強度（Ｔｏ　）
と、これと直交する方向の引張強度（′■゛９０）との
比が ５０≦”「。／　Ｔ　ｑ　ｏ≦１０１ であり、 （ｉｉ）シートの嵩密度を、シートを構成ずろ繊維の密
度で除した嵩高度が０．２〜０．７であることを特徴と
する、補強用繊維シートであり、本発明の第２は：繊維
長方向を揃えてシート状に配列された炭素繊維、ガラス
繊維、アラミド繊維の１種又は２種以上の連続繊維、又
は連続繊維束の上面又は下面の少なくとも一方の面に、
不連続短繊維からなる繊維ウェブを積層し、該積層ウェ
ブの巾及び長さ方向の予め設定された表面区域上に、多
孔質支持体を介して、該繊維ウェブの裏面から吸液しつ
つ、直径が０．５ｍｍ以下の細孔がら噴出する２　ｋｇ
　／　ｃａ以上５　、Ｏｋｇ　／　ｃ＋１以下の圧力を
有する少なくとも１本の液体流を当てて繊維同士を絡み
合わせることを特徴とする。補強用繊維シートの製造方
法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の補強用繊維シートを構成する繊維は、炭素繊維
、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は２種以上である
。

炭素繊維とは、例えばポリアクリロニトリル繊維を酸化
焼成して得られる耐炎化質、炭素質あるいは黒鉛質の繊
維、ピッチ系の炭素質繊維、あるいはセルロース系繊維
から誘導される炭素質繊維等、いわゆる一般に広義的に
名称される炭素繊維を指し、特に限定されるものではな
い。

ガラス繊維も同様に、例えばＥ−ガラス、Ｓガラス、Ｔ
−ガラス等からなる繊維をいう。

アラミド′繊維とは全芳香族ポリアミド繊維の総称であ
り、ヘンゼン環、ナフタリン環等の２価の芳香 族残基が直接アミド結合（−Ｃ−Ｎ−）で連結されたＨ ポリマーからなる繊維を言い、このうち特に両アミド結
合が芳香環のパラ位で連結されたパラ配向アラミド繊維
は、高強度、高弾性率、高耐熱性等の優れた性質を有す
るために特に好ましい。

具体的には、ポリパラフェニレンテレフタルアミドから
なる繊維、３，４゛−あるいば４４−ジアミノジフェニ
ルエーテル基をコポリマー成分とするポリパラフェニレ
ンテレフタルアミドコポリマーからなる繊維等が挙げら
れるが、これに限定されるものではない。

かかる繊維は１種類でもよく、また２種以上を併用する
ことが可能である。これらの繊維の繊維径は通常６μｍ
以下から５０μｍ、あるいはそれ以上のものが用いられ
るが、特に制限を受けるものではない。ソート化のため
の繊維の絡み合いの点からは、繊維径は比較的小さい方
が有利であることから４〜４０１Ｉｍ、更には６〜３０
７７　ｍであるのが特に好ましい。

本発明の補強用繊維シートは、連続した長繊維（連続繊
維）及び不連続の所謂短繊維（不連続繊維）の両者から
なる。

本発明の補強用繊維シートにおいて、連続繊維は、実質
的に繊維長方向を揃えて配列されていることが重要であ
る。即ち、繊維強化樹脂材料において、その機械的性能
は、繊維長方向においてその補強効果を最も顕著に発現
する。従って、使用される繊維は、それぞれの繊維長方
向が揃っているほど効率よく機械的性能を発現できるか
らである。

本発明において「実質的に繊維長方向を揃えて配列され
る」とは、シート全体としての平均化された繊維長方向
に対して、それぞれの連続繊維がほぼ平行に並んでいる
ことを意味する。この連続繊維の配列の程度を個々の繊
維にわたって正確に規定することは出来ないが、具体的
な配列の程度は、後述される連続繊維の繊維長方向の引
張強度とこれと直交する方向の引張強度の比で代用的に
特定されるものである。

本発明の補強用繊維シートにおいて、不連続繊維は連続
繊維と絡み合って存在する。不連続繊維同士が絡み合う
ことはあっても良いが、連続繊維と不連続繊維とが絡み
合って一体化されたシートとなることが不可欠だからで
ある。連続繊維と絡み合うことの必要性から、本発明の
シー１−において、不連続繊維の長さは長い方が有利で
あるが、機械的性能、後述説明される嵩高度の点からは
、１　ｍｍ以上５０肝以下、特に３ｍｍ〜２５　ｎｕｎ
の範囲であるのが好ましい。不連続繊維は、本発明のシ
ートであって、繊維長方向を揃える必要はなく、要は連
続繊維と絡み合うことによってシートとしての一体化を
図ればよい。

不連続繊維のシート全体に対する比率は、約０゜５重量
％であるのが好ましく、０．５重量％未満では、シート
の取扱性を充分に高めることが困難であり好ましくない
。また、５０重量％より高い場合には、繊維強化樹脂材
料とした時の機械性能の低下を招くことがあるので、好
ましくない。これらの点から、１〜３０重量％の範囲で
あるのが特に好ましい。

本発明の補強用繊維シートにおいては、予め設定された
区域において連続繊維と不連続繊維とが絡み合ってシー
トを形成している。「予め設定された区域」とは特別に
選択された域を意味するものではなく、シートとしての
形態を保ために、シートを形成する連続繊維の一部又は
大部分と不連続繊維とが絡み合った部分を指し、かかる
区域は、シート全体に一様に分布してもよく、また例え
ば、シートの巾方向あるいは長さ方向に沿った特定の位
置に集中して存在してもよい。

補強用繊維シートとしての取扱性、操作性のためには、
この絡み合いの区域はシート全体に均一に存在すること
が好ましい。絡み合いの区域の全シートに対する比率、
及び絡み合いの程度は、以下に詳述される本発明の補強
用繊維シートを特定する２つのファクターで規定される
。

本発明の補強用繊維シートにおいては、連続繊維の配列
された方向の引張強度（Ｔ０）とこれと直交する方向の
引張強度（Ｔ９０）との比が、５０≦Ｔ　ｏ　／　Ｔ　
ｑ。≦１０３ であることが肝要である。

連続繊維の配列された方向の引張強度（Ｔ０）は、繊維
の配列の程度が高ければ高い程、補強用繊維の引張強度
に近づく。一方、これと直交する方向の引張強度（Ｔｑ
。）は、連続繊維と不連続繊維との絡み合いによって特
定される。

従って、引張強度（Ｔ０）と引張強度（Ｔ９０）の比は
、絡み合いの程度と連続繊維の配列の程度を示すファク
ターである。

Ｔ　ｏ　／　Ｔ　９０が５０未満である場合には、連続
繊維と不連続繊維との絡み合いが強く、その結果、嵩高
いシートとなるか、または連続繊維の配列の程度が低く
て引張強度（Ｔ０）が充分に高くないことを意味し、い
ずれにしても高性能の繊維強化樹脂材料を与えることは
できない。

一方、Ｔ　Ｏ／　Ｔ　９゜が１０３より大きい場合には
、絡み合いが不足して、取り扱い時にシートとしての形
態を保持することが難しく、実用に供し得ないものとな
る。

即ち、シー１−としての形態の保持、取扱性、操作性を
保ち、かつ高性能の繊維強化樹脂材料を得るための補強
用繊維シートとするには、シートの引張強度の比Ｔ。／
１゛９０が上記される通り、　５０≦Ｔ　ｏ　／　Ｔ　
ｑｏ≦１０３ であるごとが、第１の要件として必要である。

本発明の補強用繊維シートにおける第２の必須要件は、
シートの嵩密度を、シー１−を構成する繊維の密度で除
した嵩高度が０．　２〜０．７であることである。

連続繊維の配列の程度が高くて上述の第１の要件を満た
す場合にあっても、嵩高度が０．２未満では、樹脂が均
一に含浸された繊維強化樹脂材料とするには、樹脂の量
、補強用繊維に対する樹脂の比率を下げることが出来ず
、高性能の材料は得られない。

一方、嵩高度が０．７より大きい場合には、絡み合いの
程度が少なくシート形態が保てないか、または繊維同士
の微密化のために、樹脂の含浸性が著しく低下するので
好ましくない。絡め合いに関与する嵩高度は０．２〜０
．７とすることが肝要であり、更に０．３〜０．５の範
囲であることが特に好ましい。

」二連の第１及び第２の要件を満たずことによって、シ
ートとしての取扱性、操作性、及び得られる繊維強化樹
脂材料の高性能化を実現できるものである。更に、本発
明の補強用繊維シートは両要件を満足することによって
、絡み合い部分による吸液効果と、配列された連続繊維
に沿った樹脂流れのチャンネル化により樹脂の含浸速度
が早くなるというイ（４加的な効果を併せもったもので
ある。

本発明の補強用繊維シートを製造する方法は、以下に詳
述される通りである。

本発明の製造法においては、」１記によって説明された
炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は２種以
上からなる連続繊維または連続繊維束を繊維長方向を揃
えて配置する。繊維または繊維束を繊維長方向を揃えて
配置する方法は特に限定されるものではなく、通常公知
の方法によればよい。例えば、ボビンあるいは紙管等に
巻かれたマルチフィラメントヤーンの複数本を、お互い
のヤーンが重ならないように並べながら引き出す方法；
マルチフィラメントヤーンの１束を、例えば円筒トラム
上に巻き重なりが生じないように、巻く位置をずらしな
がら円筒状に巻きつけ、ついでドラム上の一箇所で切断
して平面上に展開する方法等を挙げることができる。要
は、繊維または繊維束が、その繊維長方向を揃えて配列
されていればよい。

このようにして得られた繊維長方向を揃えて配列された
連続繊維又は連続繊維束に、不連続繊維からなる繊維ウ
ェブを積層する。

不連続繊維からなる繊維ウェブを得るには、通常公知の
方法によれは良く、例えば、所定の長さに切断された不
連続繊維を抄造によりウェブとする方法；カーデイング
によりウェブとする方法；或いは不連続繊維を気流で飛
ばし、それを平面状に受けてウェブとするエアレイ方等
を挙げることができる。

１に のようにして得られた不連続繊維からなる繊維ウェブが
、連続繊維又は連続繊維束の」−面又は下面の少なくと
も一方の面に積層される。積層は、多層であることも可
能であり、必要とするソーＩ厚みとなるように重れはよ
い。

このようにして得られた連続繊維と不連続繊維からなる
繊維ウェブは、ついで繊維を絡み合わゼることを目的と
して、直径が０．５ｍｍ以下の細孔から噴出する液体流
が当てられる。その際、液体流は直径が０．５ｍｍ以下
の細孔から噴出されることが必要である。好適な細孔の
径、細孔から繊維ウェブまでの距離及び細孔の数は、繊
維の径（犬さ）及び繊維ウェブの厚みなとによって異な
るが、細孔の径が０．５ｍｍよりも大きい場合、多層の
繊維同士が同時に液体流によって乱動し、不連続繊維の
散逸あるいは連続繊維の配列の乱れがηしやすく、また
繊維ウェブの厚さも不均一となり、「１的のシートは得
られ難いからである。

以１−のことから、細孔の径は０．０５ｍｍ〜０３ｍｍ
であるのが特に好ましい。細孔の数、即ら同時に当てら
れる液体流の数は本発明法においては特に制限を受ける
ものではなく、少なくとも１本の液体流があればよい。

同時に当てられる液体流の数は、処理すべき繊維ウェブ
の長さ、巾等を勘案し適宜設定することが出来る。

細孔々繊維ウェブとの距離は液体流の圧力、繊維の太さ
、繊維ウェブの厚さ等によって定められるが、この距離
が長くなると液体流の広がりが大きくなり、絡みあいの
効果が減少し、繊維ウェブの乱れが増大するので好まし
くなく、通常は１〜２０胴程度を目安に設定される。

液体流の圧力は、本発明法において重要な因子であり、
２　ｋｇ　／　ｃｒｌ１以上５０ｋｇ／ｃＪ以下とする
ことが必要である。当然のことながら、液体流の圧力は
、上述の液体流の太さ、細孔と繊維ウェブとの距離、繊
維ウェブの厚さ等によって詳細は異なるが、２　ｋｇ　
／　ｃｒｌ未溝の低い圧力では繊維同士を効率的に絡み
合わせることが出来ない。一方、５０ｋｇ／　ｃｆを超
える圧力では、アラミド繊維を除いて、本発明法の対象
となる炭素繊維及びガラス繊維は折損、破断が多発して
ケバを発生させ、得られるシートの品位を低下させるだ
けではなく、嵩高なシートとなり、繊維強化樹脂材料と
した時の機械的性能を低下させる。

本発明法において、絡みあいのために用いられる液体流
の液体は、汎用性、経済性、取り扱いの容易性などから
通常、水が使用されるが、例えばアルコール、エーテル
等の有機溶媒あるいはこれらの水溶液、低粘度の油類等
であってもよい。

本発明法において、上述の液体流は、繊維ウェブの中及
び長さ方向の予め設定された表面区域」二に当てられる
。

予め設定された表面区域とは、前述された通り特別に選
択された域を意味するものではなく、シートとしての形
態を保つために、シートを形成する連続繊維の一部又は
大部分と不連続繊維とが絡み合った部分を指し、かかる
区域はシー１〜全体に一様に分布してもよく、また、例
えば、シートの巾方向あるいは長さ方向に沿った特定の
位置に集中して存在してもよい。

補強用繊維シートとしての取扱性、操作性のためには、
この絡み合いの区域はシート全体に均一に存在すること
が好ましい。

具体的には、繊維ウェブ上に、例えば、繊維ウェブの中
及び／または長さ方向に位置をずらしつつ、上述の液体
流を当てることによって行われる。

この操作を繊維ウェブ上の一定間隔あるいはランダムに
位置を変えて繰り返すことによって、体化されたシート
を得ることが出来る。液体流を当てる区域は、多くの場
合、繊維ウェブ上に、例えばジグザク状、ループ状等の
軌跡を与える。あるいは、繊維ウェブを移動させつつ液
体流を断続的に当てることによって、絡みあいの部分を
繊維ウェブ上に点在させることも出来、この方法であっ
てもシートとすることが出来る。このような操作は細孔
を移動させつつ行うことも出来るし、また繊維ウェブを
移動あるいは両方向同時に移動させながら行うことも可
能である。また、繊維ウェブを連続的に供給しつつ、細
孔を繊維ウェブの供給方向と直角方向に往復動あるいは
円を描くように移動させながら液体流を当てることによ
り、連続したシートを得ることが出来る。

本発明法においては、上述の液体流を繊維ウェブ表面に
当てるに際して、繊維ウェブの裏面から多孔質支持体を
介して液体流として当てられた液体を吸液することが重
要である。吸液の必要性は、細孔から発せられ繊維ウェ
ブに当”ζられた液体流は、その運動エネルギーを失い
堆積することによって、新たな液体流が直接繊維に当た
ることを妨げるために、効率的な絡みあいを継続的に行
えないからである。

更に、堆積された液体に繊維ウェブが浸されることによ
って、不連続繊維の散逸や連続繊維の配列を乱す原因と
なるためである。

このように吸液することによって、効率的に繊維同士の
絡みあいを行うことができる。吸液の程度は、細孔の径
、液体流の圧、繊維ウェブの厚さなどにより多少異なる
が、繊維ウェブに液体が堆積されない程度を目安に行え
ばよい。具体的に吸液を行うには、多孔質支持体を介し
て、例えば液伴流の当たる区域にスリット開孔部を有す
るボンクスを設け、ボンクス内を減圧にすることによっ
て達成され、吸液の程度はボンクス内の減圧度で調整す
ればよい。多孔質支持体の作用は、繊維ウェブを支持し
つつ繊維ウェブが吸液によって移動流出させないことに
あり、通常は金網が用いられる。

吸液の程度あるいは繊維ウェブの諸要因、例えば繊維の
太さ、繊維のウェブの厚さ等により金網の目開き、線径
等は適宜設定される。金網以外であってもよく、例えば
スリット状あるいは円形等に開孔された多孔板などが用
いられる。

このようにして連続繊維と不連続繊維とが絡み合わされ
た補強用シートは、通常、次いで乾燥が行われるが、場
合によっては、液体法処理後の未だ湿潤状態で、あるい
は乾燥されるまでの工程で、各種処理剤の付与等が行わ
れてもよい。かかる処理剤としては、例えば、繊維表面
改良のための各種界面活性剤、紫外線吸収剤、糊剤、接
着剤等を￥げろことが出来る。また、乾燥に先立っであ
るいは乾燥時またはその後、かかる補強用繊維シートを
加圧または加熱加圧するごとによって、ソトの嵩高度の
調整あるいは表面の平坦度を改良することも行われてよ
い。

実施例 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。但し
本発明はこれら実施例によって同等限定されるものでは
ない。

なお、実施例中、特にことわりのない限り、％は重量％
を表し、また引張強度、嵩密度は以下に示す方法によっ
て測定した。

引張強度Ｔ。及びＴ９０； それぞれの方向に長さ１２０ｍｍＸ中２５　ｍｍの試験
片を切り出し、把握長５０ｍｍ、引張速度５０　ｍｍ／
ｍｊｎで引張試験を行い、ｎ＝１０の平均値として求め
た［ｋｇ／　２５　ｍｍ〕。

嵩高度 シートの嵩密度を下式により求め、密度勾配管法によっ
て求められた繊維の密度で除した値とした。

シートの嵩密度− ］０００ｘｔ 〔ここで、Ｗ：シートの目イ寸（ｇ／ｎ（）ｔ　：　１
．　１５　ｇ／ｍｍ２の荷重をかレノだ時のシートの厚
さ（１ｍｍ）） 実施例Ｉ ポリアクリロニトリル系炭素繊維ヤーン（新旭化成カー
ボンファイバー社製、ハイカーボロン１２Ｋｆ系、単繊
維数１２．０００本）をボビンから引き出し、ガイドを
通してしごき、ヤーン１〕が約４．１ｍｍとなるように
して周長］、５ｍ、ＩＩｍのトラムワインダーに９ｍ／
ｍｉｎの速度で繰り出して巻き付けた。この際、トラム
ヮインダーは６ｒｐｍで回転され、ヤーンガイドは２４
ｍｍ／分の速度でドラムの一方の端部から他方の端部に
向けてトラバースするよ・）に設定した。

このようにしてヤーンを１２５回巻きつけた後、ヤーン
がバラバラにならないよ・）に中３０１１ＩＩ１１の粘
着テープをトラムのｌ］方向１箇所に貼り、その上から
カッターにより粘着テープと共にヤーンを切断し、ドラ
ムワインダーからはずし、巾５０（ｍ、長さ１．５ｍの
引き揃えられた炭素繊維ヤーン配列ソー１−を得た。

このシートを第１図に示されるネットプロセス１のネッ
ト」−に繊維の長さ方向がネットの移動方向と一致する
ように載せた。

一方、同じ炭素繊維ヤーンを合糸して１−ウを形成し、
小野田製作所り型カンタ−にて６ｍｍの長さに切断して
、炭素繊維の不連続繊維（短繊維）を得た。

次いで、この短繊維を抄紙中４　（］　Ｏｍｍの傾斜式
抄造機を用い、短繊維の濃度か１．５％となるように水
中に分散し、ポリアクリルアミドを加えて、１００ｃｐ
の粘度を有するスラリー液を調製し抄造した。この際、
抄造速度は約５　ｍ　７分に設定し、目付け２２ｇ／ｎ
（の抄造シートを得た。

この抄造シートを上述の炭素繊維ヤーン配列シト上に載
せ、第１表に示す条件にて水流を当て交絡処理を行った
。この際、ネットスピードは４ｍ／分、水流を噴出する
細孔の径は０．２ｍｍφ、ネットの巾方向に５冊ピッチ
でネット巾全長にわたって細孔が設けられ、液体法噴出
装置２をネットの中方向に５ｍｍの往復動を１５Ｏｒｐ
ｍの周期で与えた。

なお、細孔と繊維シート表面間の距離は１２髄とした。

また、液体流噴出装Ｗ２の位置に合ねセで、このネット
下部には、巾２０肛のスリット開孔部の設けられた吸引
ボックス３が設置され、ブロアーによる排気機構（図中
に記載なし）により吸液操作を行った。このようにして
得られたシートを１８０°Ｃの熱風乾燥機中で２時間乾
燥させた。

得られた補強用繊維シートの特性値は第１表に示す通り
であり、本発明のシートは繊維の配列の乱れが少なく、
また、シートとしての取扱性に優れるものがあった。

実施例２ 実施例１で用いた炭素繊維ヤーンの連続シート、抄造シ
ート及び同じ方法で作成した目付け４００ｇ／ｒｒｒの
連続繊維、目付け４３ｇ／イの不連続繊維の抄造シート
から、実施例１と同じ方法にて処理を行い、補強用シー
トを作成した。

その際、実験のＮｏ、２ｂ、２ｃ、２ｄについては、抄
造シートを連続繊維シートの表裏両面に配置し、液体流
は３０ｋｇ／ｃ＋＋Ｉとし、一方の面の処理終了後、裏
返して他方の面の処理を行った。

このようにして得られた補強用繊維し一トのＴｏ／Ｔ９
０及び嵩高度を第２表に示したが、いずれも取扱性に優
れたシートであった。

実施例３ 実施例１で得られた実験Ｎｏ・１ａ、１ｃ、１ｆ、１ｈ
の４点の補強用繊維シートを用いて、樹脂を含浸し、繊
維強化樹脂材料を作成した。各シートを１２０°Ｃで２
時間乾燥した後、メチルエチルケトンを溶剤としたエポ
キシ樹脂（エピコート＃８２８　１００部、Ｂ　Ｆ　３
　ＭＥＡ　　３ＰＨＲ、、ＭＥＫ　　］、　５０ＰＩＩ
Ｒ）に含浸し、次いで、１２０°Ｃで１５分間乾燥した
。このようにして、約０．１胴厚さの含浸シートとした
時のボイＦを含有しない最大の繊維体積含有率ｖｒＭＡ
Ｘを求めた。

更に、これらの含浸シートを連続繊維である炭素繊維の
配列方向を揃えて積層し、１５０ｍｍＸ１５０ｍｍＸ３
ｍｍの寸法で積層板を成形し、曲げ物性を測定した。そ
の結果を第３表に示したが、本発明の補強用繊維シート
は、含浸性が良く、高い繊維体積含有率が得られると共
に、機械的特性に優れることも認められた。

実施例４ 実施例１の炭素繊維ヤーンをガラス繊維ヤーン（日本電
気硝子社製、　ＥＲ７３５、単繊維径１３μｍ、繊維数
２２００本）に代えた以外は、同し方法で連続繊維シー
ト及び不連続繊維シートからなる抄造シートを準備し、
補強用繊維シートを作成した。この際用いられた液体流
は水流で、その水圧は３０ｋｇ／ｃａであった。

得られた補強用繊維シートのＴ。／Ｔ１．は７８、嵩高
度は０．３８であり、シートとしての取扱性に優れるも
のであった。

比較のために、水圧を１００　ｋｇ／ｃｆｆｌ、　７０
　ｋｇ／ｃＡとし同様に処理を行ったが、１００　ｋｇ
／ｃｆの場合には、ガラス繊維の切断が激しく均一なシ
ー１−は得られず、嵩高度も０．１２と極めて嵩高度な
シートとなった。

また、７０ｋｇ／ｃ＋ｆｌで処理したシートは、ガラス
繊維の切断は多数党られるものの、はぼ均一なシートを
得ることが出来たが、やはり嵩高いシトであって、実施
例２の方法で測定された■ｆＭＡゞは４５容量％と低く
、３０　ｋｇ　／　ａｆｌで処理された本発明法のシー
トの値６２容量％に対して極めて劣るものであった。

実施例５ ６ｍｍの長さのガラス繊維を第４表に示す繊維長の抄造
シートに用いた以外は、全〈実施例４と同じくして補強
用繊維シートを作成した。

得られた補強用繊維シートは、いずれもドレープ性に冨
み、極めて取扱性の良いシートであることが認められた
。

実施例６ 実施例】の炭素繊維ヤーンを芳香族ポリアミド繊維ヤー
ン（デュポン社製Ｋｅｖｌａｒ４９．１゛９６５．１４
２０デニール／１０００フラメント）に代えた以外は、
同し方法にて連続繊維シト及び不連続繊維からなる抄造
シートを準備し、水圧２０ｋｇ／ｃｍにより処理を行い
、補強用繊維シートのＴ。／Ｔ、ｏは６３０、嵩高度は
０．４６であり、極めてドレープ性状に富むものであっ
た。

（発明の効果） 本発明の補強用繊維シートは、上述の説明で明らかな通
り、連続繊維が配列されているので、繊維強化樹脂材料
とした時、高い繊維体積比率とすることができるために
、高い機械的特性が得られ、かつ同時にシート形状であ
るために、加工操作が極めて簡便であり、力ａ工効率或
いは生産効率は飛躍的に向上するもので、その工業的意
味は極めて高いものである。

また、本発明法においては、５０ｋｇ／−以下の比較的
低い圧力で効率よくシート状物とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の補強用繊維シートを得るための一実
施態様を示す装置の概略口である。 １はシートを搬送するためのネットプロセスであり、ネ
ット１１は液体流処理時の多孔質支持体を兼ねる。 ２は液体流を噴出するための細孔を含む液体？噴出装置
である。細孔はネット１１の面に垂直Ｃ液体流を噴出で
きるように設置され、図中に記されない送液手段によっ
て送られた液体を噴出る。 ３は吸液のための吸引ボックスであり、吸液−−ンを規
定するためのスリット３１が設置され。 吸引ボックス３は図中に記載されない排水排気４置によ
り減圧されて吸液能を発揮する。 １・　　・・不ントブロセス、 ・液体液噴出装置、 ・吸引ボックス、 ・ネット、 ・スリット、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は
   ２種以上の連続繊維及び不連続短繊維からなり、該連続
   繊維が実質的に繊維長方向を揃えて配列され、連続繊維
   と不連続短繊維とが絡み合って一体化されたシートであ
   って、該シートにおいて、 （１）連続繊維の配列された方向の引張強度（Ｔ＿０）
   と、これと直交する方向の引張強度（Ｔ＿９＿０）との
   比が ５０≦Ｔ＿０／Ｔ＿９＿０≦１０＾３ であり、 （ｉｉ）シートの嵩密度を、シートを構成する繊維の密
   度で除した嵩高度が０．２〜０．７であることを特徴と
   する、補強用繊維シート。
2. （２）繊維長方向を揃えてシート状に配列された炭素繊
   維、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は２種以上の連
   続繊維、又は連続繊維束の上面又は下面の少なくとも一
   方の面に、不連続短繊維からなる繊維ウエブを積層し、
   該積層ウエブの巾及び長さ方向の予め設定された表面区
   域上に、多孔質支持体を介して、該繊維ウエブの裏面か
   ら吸液しつつ、直径が０．５ｍｍ以下の細孔から噴出す
   る２ｋｇ／ｃｍ＾２以上５０ｋｇ／ｃｍ＾２以下の圧力
   を有する少なくとも１本の液体流を当てて繊維同士を絡
   み合わせることを特徴とする、補強用繊維シートの製造
   方法。