JPH06293038A - 繊維複合シートの製造方法 - Google Patents

繊維複合シートの製造方法

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JPH06293038A
JPH06293038A JP5082963A JP8296393A JPH06293038A JP H06293038 A JPH06293038 A JP H06293038A JP 5082963 A JP5082963 A JP 5082963A JP 8296393 A JP8296393 A JP 8296393A JP H06293038 A JPH06293038 A JP H06293038A
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JP
Japan
Prior art keywords
reinforcing fiber
composite sheet
resin powder
fiber
sheet
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Pending
Application number
JP5082963A
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English (en)
Inventor
Kouichi Karikaya
孝一 刈茅
Takahiro Konishi
隆弘 小西
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】幅方向に肉厚が均一で且つボイドの発生がな
く、外観及び強度に優れた繊維複合シートの製造方法を
提供する。 【構成】強化繊維束12本を横一列に並べ、樹脂粉体を
充填した流動槽2内に導き、流動槽2内に設けられたバ
ー22、22に押圧力1kgf/cmの押圧状態にて摺
動し、強化繊維束F1をモノフィラメント状に開繊しつ
つ強化繊維に樹脂粉体を幅方向に均一な厚さになるよう
に付着する。この強化繊維F2を、200℃に加熱した
加熱プレスロール4に導き、振動機3にて振幅10μ
m、振動数1000Hzの振動を加えながら、1kg/
cmの圧力にて加圧してシート化し、冷却ロール5を経
て、繊維複合シート7を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックやエンジ
ニアリングプラスチックの補強材料として用いられるプ
レプリグシートや、スタンパブルシート等の繊維複合シ
ートの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、繊維強化熱可塑性樹脂シートの製
造方法としては、例えば、特公昭52─3985号公報
に記載の如く、粉体状熱可塑性物質の床中を通過中に、
螺条を設けたバーを通すことによりロービングを複数の
フィラメントよりなる個々の束に分離し、粉体状熱可塑
性物質をロービング中に侵入させ、引き続きロービング
を熱可塑性物質の融点以上の温度まで加熱し、加熱ロー
ビングをダイを通してから冷却してシート化する方法
や、特公昭63─67446号公報に記載の如く、平行
且つ均一に緊張された複数の繊維を樹脂粒子の入った槽
を複数のローラを経て通過させる際に、繊維に樹脂粒子
を付着させ、過剰の付着樹脂を繊維に振動を与えること
により取り除いた後、加熱溶融してシート化する方法が
提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の如き従
来の方法の場合には、いずれも、シート化の際に、強化
繊維と樹脂粉体間、及び樹脂粉体間に存在する空気を充
分に除去することができないため、図4に示す如く、内
部にボイドaが残存し、肉厚が不均一で、強度が低いシ
ートbしか得ることができないという問題点がある。
【0004】本発明は上記の如き従来の問題点を解消
し、ボイドの発生がなく、幅方向に肉厚が均一で、外観
及び強度に優れた繊維複合シートの製造方法を提供する
ことを目的としてなされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明においては、ま
ず、多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束
を、樹脂粉体が充填された流動槽内にて、流動槽内に設
けられたバーに押圧状態で摺動させて、強化繊維束をモ
ノフィラメント状に開繊させつつ強化繊維に樹脂粉体を
付着させる工程を有する。
【0006】強化繊維束(ロービング)としては、樹脂
粉体の溶融温度において熱的に安定なものが好適に使用
され、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック
繊維等の無機繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維
等の有機繊維等が挙げられる。
【0007】強化繊維のモノフィラメントの直径は、1
〜50μmが好ましく、2〜30μmが特に好ましい。
直径が1μm未満の場合には、加熱溶融工程までの引き
取りや振動で生じる張力に耐え得る強度が得られず、
又、得られる繊維複合シートの強度が充分でなく、逆
に、50μmを超える場合には、流動槽中で樹脂粉体を
付着させるのに充分な開繊状態とすることができず、付
着不足となり、繊維複合シートとして要求される強度を
得ることが難しくなる傾向がある。
【0008】強化繊維束は、フィラメントの集合を通常
ポリ酢酸ビニル、デンプン、ポリエステル等の収束剤に
より結束して繊維束とされるが、強化繊維に樹脂粉体が
均一に含浸されるためには、モノフィラメント状への開
繊が容易である必要があり、収束剤は少量の方がよく、
その量は通常0.1〜5%が好ましい。
【0009】樹脂粉体としては、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のオレフィン樹脂、塩化ビニル樹
脂、アクリル樹脂、ポリスチレン及びスチレンと他の単
量体との共重合体、ポリエーテルサルフォン、ポリフェ
ニレンサルファイド等のエンジニアリングプラスチッ
ク、これらの熱可塑性樹脂の混合樹脂、熱硬化性樹脂と
の混合樹脂からなる粉体が挙げられる。
【0010】樹脂粉体の粒子径は、10〜300μmが
好ましい。粒子径が、10μm未満の場合には、流動槽
内で流動状態にすると粉体の飛散が激しくなって、流動
状態の調節が難しくなり、逆に、300μmを超える場
合には、強化繊維が粉体の粒子径以上に開繊しにくくな
り、又、流動床の流動状態も悪くなるため、強化樹脂へ
の樹脂粉体の付着が悪くなる傾向がある。
【0011】強化繊維束をバーに押圧状態にて摺動させ
る場合における、強化繊維のバーに対する押圧力として
は、強化繊維のフィラメントの直径により最適値は異な
るが、0.1〜5kgf/cmが好ましい。押圧力が
0.1kgf/cm未満の場合には、強化繊維束が開繊
しにくく、逆に、5kgf/cmを超える場合には、強
化繊維が加熱溶融工程までの引き取りや振動に耐えるこ
とができず破断するおそれがある。
【0012】上記押圧力を付与するには強化繊維束にテ
ンションをかけるのが好ましく、一般に0.5〜3kg
f/本のテンションをかければよい。
【0013】本発明においては、樹脂粉体が付着した強
化繊維を振動プレス成形によりシート化する工程を有す
る。振動プレス成形法としては、プレスロールやベルト
プレス等の成形装置を用いて強制的に振動を与えつつプ
レス成形する方法が採用される。
【0014】振動を与える方法としては、カム・クラン
ク式、アンバランスウェイト式等の機械的方法、動電型
加振機等の電磁型の電気的方法、電気油圧方法等を使用
することができる。
【0015】振動プレス成形における、振動数として
は、数十〜数万Hzが好ましく、100〜2000Hz
が更に好ましい。振幅としては、数μm〜数cmが好ま
しく、1〜500μmが更に好ましい。振動数が小さ過
ぎると、振幅を大きくしないと効果が発現しにくくなる
傾向がある。振動の方向としては、水平方向、垂直方向
のどちらでもよい。
【0016】フィラメントに付着した樹脂粉体を加熱溶
融する加熱装置としては、加熱ロール、熱風、遠赤外線
等の凡用加熱手段が使用できる。加熱温度は、樹脂粉体
の種類、加熱時間、繊維複合シートの用途等により適宜
選択される。振動プレス成形法がプレスロール法の場合
には、加熱手段として加熱ロールが採用され、ベルトプ
レス法の場合には、加熱手段として熱風、遠赤外等が適
宜採用される。振動プレス成形における、成形圧力は、
0.1〜2.0kg/cmが好ましい。
【0017】以下、本発明を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の繊維複合シートの製造方法の例の工程
を説明する側面図である。
【0018】まず、最初の工程において、ボビン11、
11、11より繰り出した多数の連続モノフィラメント
よりなる強化繊維束F1を流動槽2に導く。流動槽2に
は、容器21の底部に、多数の通気孔が設けられてお
り、気体供給路から送られた空気や窒素ガス等の気体G
が通気孔を通って容器21内に供給されるようになって
いる。容器21内に充填された樹脂粉体は、その気体G
の噴出によって流動化した状態となり、流動床Rが形成
されている。
【0019】容器21の内部には強化繊維束F1を押圧
状態にて摺動させるバー22、22が設けられている。
又、容器21の側壁部上部付近の入口側及び出口側に、
それぞれ、強化繊維束F1を案内するための案内バー2
3、23′が設けられている。
【0020】強化繊維束F1を、流動槽2内にて、流動
槽2内に設置されたバー22、22に押圧状態にして摺
動させて、その擦り揉み等により、強化繊維束F1をモ
ノフィラメント状に開繊させるとともに、開繊した強化
繊維に樹脂粉体を幅方向に均一な厚さになるように付着
させる。
【0021】強化繊維束F1を流動槽2内のバー22、
22に押圧状態にて摺動させる際の強化繊維束F1のバ
ーに対する押圧力は、巻取機6による引っ張り力、バー
22、22、案内バー23、23′等と強化繊維束との
摩擦力、強化繊維束の各バーに対する角度、ボビン1
1、11、11のブレーキ等の諸因子により異なるが、
その押圧力の調節はそれらの諸因子を調整することによ
り行う。
【0022】尚、流動槽2内にて、強化繊維束F1の開
繊を促進させるために、流動槽2中又は流動槽2に入る
手前で強化繊維束F1に振動を与えたり、流動槽2に入
る手前で強化繊維束F1にエアーを吹き付ける等の補助
手段を講じても構わない。
【0023】次の工程にて、樹脂粉体が付着した強化繊
維F2を、上部に振動機3が設けられた加熱ロール4、
4に導き、シート化する。この加熱ロール4、4は、下
ロール41の軸が支柱43に回転可能に装着され、下ロ
ール41上に相対するように上ロール42がのせられ、
上ロール42の軸は、支柱43に設けられた溝に沿って
上下動自在に設けられた振動板31に回転可能に装着さ
れている。そして、振動板31の頭部と支柱43との間
に挿入されたバネ体32と、振動板31の頭部に回転接
触するカム33により、振動板31が上下動して、その
振動を上ロール42に伝達するようになっている。
【0024】尚、振動数を大きくする必要がある場合に
は、適宜、振動機3として、動電型の振動機等を用い
る。このシートを冷却ロール5を経て、巻取機6にて巻
き取り、図2に示す如く、樹脂層71中に強化繊維72
が均一に分散埋設され、幅方向に均一な厚さを有する繊
維複合シート7を得る。
【0025】
【作用】本発明の繊維複合シートの製造方法は、多数の
連続モノフィラメントよりなる強化繊維束を、樹脂粉体
が充填された流動槽内にて、流動槽内に設けられたバー
に押圧状態で摺動させて、強化繊維束をモノフィラメン
ト状に開繊させつつ強化繊維に樹脂粉体を付着させるこ
とにより、強化繊維の幅方向に均一な厚さになるように
樹脂粉体を付着させることができ、この樹脂粉体が付着
した強化繊維を振動プレス成形によりシート化すること
により、強化繊維に付着している樹脂粉体が加熱溶融状
態にて強化繊維のフィラメント間に侵入させ、強化繊維
と樹脂粉体間、及び樹脂粉体同士間に存在していた空気
を追い出しつつ、プレス成形することができるので、ボ
イドが少なく、幅方向に肉厚が均一で、外観及び強度に
優れた繊維複合シートを得ることができる。
【0026】
【実施例】実施例1 図1を参照して説明した工程により、図3に示す如き幅
400mmの繊維複合シート7の製造を行った。強化繊
維束として、ガラスロービング(日東紡社製、商品名
「#4400」、繊維直径23μm、モノフィラメント
4000本の束)12本を用いた。樹脂粉体としては、
塩化ビニル樹脂粉体(信越化学社製、商品名「MA80
0S」、平均粒径150μm)100重量部に、ジブチ
ル錫ジマレエート1.5重量部と、ポリエチレンワック
ス0.5重量部を添加し、スーパーミキサーにて混合し
たものを用いた。
【0027】強化繊維束12本を横一列に並べ、樹脂粉
体を充填した流動槽2内に導き、流動槽2内に設けられ
たバー22、22に押圧力1kgf/cmの押圧状態に
して摺動させて、強化繊維束F1をモノフィラメント状
に開繊させつつ強化繊維に樹脂粉体を幅方向に均一な厚
さになるように付着させた。
【0028】次に、樹脂粉体が幅方向に均一な厚さに付
着した強化繊維F2を、200℃に加熱した加熱プレス
ロール4に導き、電動型の振動機3にて振幅10μm、
振動数1000Hzの振動を加えながら、1kg/cm
の圧力にて加圧してシート化し、冷却ロール5を経て、
巻取機6にて2.0m/minの速度にて巻き取り、平
均肉厚0.45mmの繊維複合シート7を得た。
【0029】得られた繊維複合シートについて、肉厚C
V値、ボイド率、曲げ強度を測定した。その結果、肉厚
CV値は5.6%、ボイド率1.2%、曲げ強度4.2
kg/cm2 であった。
【0030】尚、肉厚CV値は、得られた繊維複合シー
トから、幅方向に40分割し、マイクロメーターを用い
て肉厚を測定し算出した。ボイド率は、上記サンプルの
水中で測定した水に対する実比重と、繊維含有率から算
出した水に対する比重(繊維比重2.5、樹脂比重1.
36で計算)より算出した。曲げ強度は、上記サンプル
を5枚積層してプレス成形し、繊維垂直方向の曲げ強度
をオートグラフを用いて、3点曲げ試験を行って測定し
た。
【0031】比較例1 振動機3による振動を加えなかったこと以外は実施例1
と同様にして、実施例1と同様の繊維複合シートを得
た。得られた繊維複合シートについて、肉厚CV値、ボ
イド率、曲げ強度を測定した。その結果、肉厚CV値は
9.2%、ボイド率5.7%、曲げ強度3.7kg/c
2 であった。
【0032】
【発明の効果】本発明の繊維複合シートの製造方法は、
上記の如き構成とされているので、ボイドが少なく、幅
方向に肉厚が均一で、外観及び強度に優れた繊維複合シ
ートを得ることができる。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の繊維複合シートの製造方法の一例の工
程を説明する側面図である。
【図2】本発明の繊維複合シートの製造方法の一例の振
動プレス成形工程を説明する側面図である。
【図3】本発明により得られた繊維複合シートの一例を
示す断面図である。
【図4】従来の方法により得られた繊維複合シートの一
例を示す断面図である。
【符号の説明】
F1 強化繊維束 2 流動槽 3 振動機 4 加熱プレスロール 5 冷却ロール 6 巻取装置 7 繊維複合シート 22 バー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の連続モノフィラメントよりなる強
    化繊維束を、樹脂粉体が充填された流動槽内にて、流動
    槽内に設けられたバーに押圧状態で摺動させて、強化繊
    維束をモノフィラメント状に開繊させつつ強化繊維に樹
    脂粉体を付着させる工程と、樹脂粉体が付着した強化繊
    維を振動プレス成形によりシート化する工程からなるこ
    とを特徴とする繊維複合シートの製造方法。
JP5082963A 1993-04-09 1993-04-09 繊維複合シートの製造方法 Pending JPH06293038A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006060895A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-15 Hossein Borazghi Process and machine for producing lightweight thermoplastic composite products in a continuous manner
US8778253B2 (en) 2009-11-30 2014-07-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Process for producing fiber composite material
CN110039679A (zh) * 2019-04-02 2019-07-23 青岛海力威新材料科技股份有限公司 一种用于复合轨枕制备的浸润装置

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