JPH0671768B2 - 熱可塑性樹脂繊維をマトリックスとする複合材料の製造方法 - Google Patents
熱可塑性樹脂繊維をマトリックスとする複合材料の製造方法Info
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- JPH0671768B2 JPH0671768B2 JP3094809A JP9480991A JPH0671768B2 JP H0671768 B2 JPH0671768 B2 JP H0671768B2 JP 3094809 A JP3094809 A JP 3094809A JP 9480991 A JP9480991 A JP 9480991A JP H0671768 B2 JPH0671768 B2 JP H0671768B2
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- Japan
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- fibers
- composite material
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- thermoplastic resin
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- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強化用繊維をマトリッ
クス用熱可塑性樹脂により結合して繊維強化複合材料を
製造する方法に関するものである。
クス用熱可塑性樹脂により結合して繊維強化複合材料を
製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、強化用繊維を熱可塑性合成樹脂な
どのマトリックス素材により結合する方法としては、各
種方法が提案、実施され、本発明者らも、強化用繊維を
熱可塑性樹脂の粉末または粒状体と混合して加熱成形す
る方法を提案している（特公昭５１−３３１４８号公報
参照）。しかるに、この既提案の方法を含む従来の方法
では、通常、マトリックス素材として粉末または粒状の
熱可塑性樹脂を用い、それらの強化用繊維に混合して加
熱成形するため、両者の均一混合が困難であるばかりで
なく、混合後の各種処理過程において粉末または粒状の
樹脂の分離が起き易く、強化用繊維をマトリックス中に
均一に分散させた製品を得ることが困難である。そし
て、できるだけ均一化を図るためには、強化用繊維とマ
トリックス樹脂を混合して、直ちに加熱成形を行う必要
があり、結果的に、成形品は単純な板状にならざるを得
ないなどの問題がある。
どのマトリックス素材により結合する方法としては、各
種方法が提案、実施され、本発明者らも、強化用繊維を
熱可塑性樹脂の粉末または粒状体と混合して加熱成形す
る方法を提案している（特公昭５１−３３１４８号公報
参照）。しかるに、この既提案の方法を含む従来の方法
では、通常、マトリックス素材として粉末または粒状の
熱可塑性樹脂を用い、それらの強化用繊維に混合して加
熱成形するため、両者の均一混合が困難であるばかりで
なく、混合後の各種処理過程において粉末または粒状の
樹脂の分離が起き易く、強化用繊維をマトリックス中に
均一に分散させた製品を得ることが困難である。そし
て、できるだけ均一化を図るためには、強化用繊維とマ
トリックス樹脂を混合して、直ちに加熱成形を行う必要
があり、結果的に、成形品は単純な板状にならざるを得
ないなどの問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、強化用繊維とマトリックス樹脂との混合体が形態保
持性にすぐれ、強化用繊維とマトリックス樹脂の分離も
起こりにくく、従って、上記混合体の取扱いも容易に行
えるような繊維強化複合材料の製造方法を得ることにあ
る。
は、強化用繊維とマトリックス樹脂との混合体が形態保
持性にすぐれ、強化用繊維とマトリックス樹脂の分離も
起こりにくく、従って、上記混合体の取扱いも容易に行
えるような繊維強化複合材料の製造方法を得ることにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の製造方法は、繊維強化複合材料の成形におい
て、強化用繊維とマトリックス用熱可塑性樹脂繊維とを
分繊飛動装置に同時に供給し、周囲に針布を配して高速
回転する分繊飛動ローラによりそれらの繊維を分繊飛動
させて、捕集ベルトからなる繊維捕集部、あるいは金網
等の通気材により成形した製品形状の型からなる繊維捕
集部において、両繊維を均一に混合したマットとして捕
集し、このマットを加熱成形して平板状または所要形状
の繊維強化複合材料とすることを特徴とするものであ
る。
の本発明の製造方法は、繊維強化複合材料の成形におい
て、強化用繊維とマトリックス用熱可塑性樹脂繊維とを
分繊飛動装置に同時に供給し、周囲に針布を配して高速
回転する分繊飛動ローラによりそれらの繊維を分繊飛動
させて、捕集ベルトからなる繊維捕集部、あるいは金網
等の通気材により成形した製品形状の型からなる繊維捕
集部において、両繊維を均一に混合したマットとして捕
集し、このマットを加熱成形して平板状または所要形状
の繊維強化複合材料とすることを特徴とするものであ
る。
【０００５】
【作用】分繊飛動装置により、強化用繊維とマトリック
ス用の熱可塑性樹脂繊維とを飛動させ、それらの繊維を
繊維捕集部においてマットとして捕集すると、そのマッ
トにおいては、強化用繊維とマトリックス用の熱可塑性
樹脂繊維とが堆積した状態になり、両者が繊維状である
ため、形態保持性にすぐれ、強化用繊維とマトリックス
樹脂の分離も起こりにくく、従って、上記混合体の取扱
いも容易に行うことができる。
ス用の熱可塑性樹脂繊維とを飛動させ、それらの繊維を
繊維捕集部においてマットとして捕集すると、そのマッ
トにおいては、強化用繊維とマトリックス用の熱可塑性
樹脂繊維とが堆積した状態になり、両者が繊維状である
ため、形態保持性にすぐれ、強化用繊維とマトリックス
樹脂の分離も起こりにくく、従って、上記混合体の取扱
いも容易に行うことができる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明の複合材料製造方法を実施す
るために用いる繊維分繊飛動装置の構成を示している。
この繊維分繊飛動装置は、高速で回転する２本の分繊飛
動ローラを備え、それによって供給した繊維を分繊飛動
させるものである。更に具体的に説明すると、この分繊
飛動装置は、繊維強化複合材料の成形に用いる強化用繊
維とマトリックス用熱可塑性樹脂繊維とを同時に供給す
るための供給コンベヤ１を備えている。強化用繊維とし
ては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等をはじめ
として、各種繊維を用いることができるが、ガラス繊維
や炭素繊維のように、以下に説明する分繊飛動ローラで
切断可能なものは、連続繊維として供給することがで
き、これに対して、アラミド繊維のように分繊飛動ロー
ラでは切断不能なものは、予め切断した不連続繊維とし
て供給される。一方、マトリックス用の繊維としては、
強化用繊維との関連において適切な熱可塑性樹脂繊維が
用いられるが、この場合も同様に、分繊飛動ローラで切
断可能なものは連続繊維として、切断が困難な場合には
予め切断した不連続繊維として供給される。
るために用いる繊維分繊飛動装置の構成を示している。
この繊維分繊飛動装置は、高速で回転する２本の分繊飛
動ローラを備え、それによって供給した繊維を分繊飛動
させるものである。更に具体的に説明すると、この分繊
飛動装置は、繊維強化複合材料の成形に用いる強化用繊
維とマトリックス用熱可塑性樹脂繊維とを同時に供給す
るための供給コンベヤ１を備えている。強化用繊維とし
ては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等をはじめ
として、各種繊維を用いることができるが、ガラス繊維
や炭素繊維のように、以下に説明する分繊飛動ローラで
切断可能なものは、連続繊維として供給することがで
き、これに対して、アラミド繊維のように分繊飛動ロー
ラでは切断不能なものは、予め切断した不連続繊維とし
て供給される。一方、マトリックス用の繊維としては、
強化用繊維との関連において適切な熱可塑性樹脂繊維が
用いられるが、この場合も同様に、分繊飛動ローラで切
断可能なものは連続繊維として、切断が困難な場合には
予め切断した不連続繊維として供給される。
【０００７】第１の分繊飛動ローラ４の導入口まで供給
された上記両繊維２は、供給ローラ３により分繊飛動ロ
ーラ４まで誘導され、高速回転する該分繊飛動ローラ４
に接触して分繊される。この分繊飛動ローラ４は、ロー
ラの円周上に針布が埋められたもので、ここに供給され
た繊維２は分繊飛動ローラ４の高速回転（径２０mm、回
転数２０００〜５０００rpm）の作用を受けて、切断、
分繊、飛動し、飛動補助ブロワー６の作用を受けると同
時に、排気用ブロワー７による吸引の作用を受けて、多
孔のケージローラ５上に強化用繊維とマトリックス用繊
維がほぼ均一に混合したウェブ８として堆積する。この
ケージローラ５は、駆動装置により緩回転するものであ
り、そのためケージローラ５上に堆積したウェブ８は、
遂次第２の分繊飛動ローラ１０に供給される。
された上記両繊維２は、供給ローラ３により分繊飛動ロ
ーラ４まで誘導され、高速回転する該分繊飛動ローラ４
に接触して分繊される。この分繊飛動ローラ４は、ロー
ラの円周上に針布が埋められたもので、ここに供給され
た繊維２は分繊飛動ローラ４の高速回転（径２０mm、回
転数２０００〜５０００rpm）の作用を受けて、切断、
分繊、飛動し、飛動補助ブロワー６の作用を受けると同
時に、排気用ブロワー７による吸引の作用を受けて、多
孔のケージローラ５上に強化用繊維とマトリックス用繊
維がほぼ均一に混合したウェブ８として堆積する。この
ケージローラ５は、駆動装置により緩回転するものであ
り、そのためケージローラ５上に堆積したウェブ８は、
遂次第２の分繊飛動ローラ１０に供給される。
【０００８】第２の分繊飛動ローラ１０は、前記第１の
分繊飛動ローラ４と同様の構成を有するものであり、こ
の分繊飛動ローラ１０に供給された繊維のウェブ８は、
前記と同様の分繊、飛動により、繊維が一本一本に近い
状態に分繊されて、飛動通路１１に放出され、異種繊維
も均一に混合される。そして、ブロワー１３によって生
起せしめられる飛動通路１１の空気流中に飛動した繊維
１２は、その飛動通路１１の出口側における繊維捕集
部、即ちその飛動通路１１側を走行する捕集ベルト１４
上に、平板状のマット１５として捕集される。
分繊飛動ローラ４と同様の構成を有するものであり、こ
の分繊飛動ローラ１０に供給された繊維のウェブ８は、
前記と同様の分繊、飛動により、繊維が一本一本に近い
状態に分繊されて、飛動通路１１に放出され、異種繊維
も均一に混合される。そして、ブロワー１３によって生
起せしめられる飛動通路１１の空気流中に飛動した繊維
１２は、その飛動通路１１の出口側における繊維捕集
部、即ちその飛動通路１１側を走行する捕集ベルト１４
上に、平板状のマット１５として捕集される。
【０００９】なお、上記飛動通路１１の出口側を、供給
する繊維の長さよりも充分に小さい幅を有するスリット
とし、このスリットを通して捕集ベルト１４上に捕集さ
せると、マット１５を形成する各繊維は、スリットの長
手方向に配向させることができる。
する繊維の長さよりも充分に小さい幅を有するスリット
とし、このスリットを通して捕集ベルト１４上に捕集さ
せると、マット１５を形成する各繊維は、スリットの長
手方向に配向させることができる。
【００１０】また、繊維強化複合材料の成形において、
繊維捕集部を、金網等の通気材により形成した製品形状
の型とすれば、この型上に飛動繊維を均一に混合した製
品形状マットとして捕集することができる。
繊維捕集部を、金網等の通気材により形成した製品形状
の型とすれば、この型上に飛動繊維を均一に混合した製
品形状マットとして捕集することができる。
【００１１】これらのマット１５は、加熱成形により所
要形状の繊維強化複合材料とするが、上記マット１５に
おいて、強化用繊維とマトリックス用の熱可塑性樹脂繊
維とが堆積した状態になり、しかも両者が繊維状である
ため、そのマットが形態保持性にすぐれ、強化用繊維と
マトリックス樹脂の分離も起こりにくく、従って、その
取扱いも容易に行うことができる。そして、繊維捕集部
を製品形状に形成しておくことにより、その形状に一体
成形したマット状物を得ることができる。
要形状の繊維強化複合材料とするが、上記マット１５に
おいて、強化用繊維とマトリックス用の熱可塑性樹脂繊
維とが堆積した状態になり、しかも両者が繊維状である
ため、そのマットが形態保持性にすぐれ、強化用繊維と
マトリックス樹脂の分離も起こりにくく、従って、その
取扱いも容易に行うことができる。そして、繊維捕集部
を製品形状に形成しておくことにより、その形状に一体
成形したマット状物を得ることができる。
【００１２】
【発明の効果】以上に詳述した本発明の方法によれば、
強化用繊維とマトリックス樹脂繊維との混合体からなる
マットが、両繊維の飛動堆積によって形成されたもので
あるため、形態保持性にすぐれ、従って、上記混合体の
取扱いも容易に行うことができる。
強化用繊維とマトリックス樹脂繊維との混合体からなる
マットが、両繊維の飛動堆積によって形成されたもので
あるため、形態保持性にすぐれ、従って、上記混合体の
取扱いも容易に行うことができる。
【図１】本発明の方法を実施する装置の構成図である。
２ 繊維、 ４，１０ 分繊飛動ローラ、 １４ 捕集ベルト、 １５ 平板マット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:12
Claims (2)
- 【請求項１】繊維強化複合材料の形成において、強化用
繊維とマトリックス用熱可塑性樹脂繊維とを分繊飛動装
置に同時に供給し、周囲に針布を配して高速回転する分
繊飛動ローラによりそれらの繊維を分繊飛動させて、捕
集ベルトからなる繊維捕集部において両繊維を均一に混
合した平板状マットとして捕集し、このマットを加熱成
形して平板状の繊維強化複合材料とすることを特徴とす
る熱可塑性樹脂繊維をマトリックスとする複合材料の製
造方法。 - 【請求項２】繊維強化複合材料の成形において、強化用
繊維とマトリックス用熱可塑性樹脂繊維とを分繊飛動装
置に同時に供給し、周囲に針布を配して高速回転する分
繊飛動ローラによりそれらの繊維を分繊飛動させて、金
網等の通気材により形成した製品形状の型からなる繊維
捕集部において、両繊維を均一に混合した製品形状マッ
トとして捕集し、このマットを加熱成形して所要形状の
繊維強化複合材料とすることを特徴とする熱可塑性樹脂
繊維をマトリックスとする複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094809A JPH0671768B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱可塑性樹脂繊維をマトリックスとする複合材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094809A JPH0671768B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱可塑性樹脂繊維をマトリックスとする複合材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04303626A JPH04303626A (ja) | 1992-10-27 |
| JPH0671768B2 true JPH0671768B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=14120389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3094809A Expired - Lifetime JPH0671768B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | 熱可塑性樹脂繊維をマトリックスとする複合材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671768B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0671767B2 (ja) * | 1992-03-27 | 1994-09-14 | 工業技術院長 | 傾斜複合材料用素材の製造方法 |
| JP2545753B2 (ja) * | 1994-11-04 | 1996-10-23 | 工業技術院長 | 疑似発泡材を用いた複合材料の製造法、及び複合材料 |
-
1991
- 1991-04-01 JP JP3094809A patent/JPH0671768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04303626A (ja) | 1992-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |