JPH08232187A - 繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】幅方向目付分布のバラツキのない繊維強化熱可
塑性樹脂シートの湿式製造方法及び装置を提供するを提
供する。 【構成】抄紙法による繊維強化熱可塑性樹脂シートの製
造装置において、ヘッドボックス１３のインレット部２
０をボックス全幅にわたり等間隔の隔壁２１で仕切って
幅の小さい複数の平行な分割流路２２を小サイズ化し
（流れの乱れ制御）、それらの分割流路２２の前方に分
割流の会合部２５を設け（扇状流の阻止）、かつ会合部
２５の先端部にヘッドボックス１３と同幅を有する開度
調整可能なスライス板２６，２７を流れ間隔を置いて配
備すると共に（液面の揺動抑制）、マニホールド８から
の分散液の分配供給口２３Ａを各分割流路２２の上流部
において、下流側以外の方向に向けてそれぞれ開口せし
めた（動圧低減）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、補強繊維と熱可塑性樹
脂とを含む分散液から抄造される繊維強化熱可塑性樹脂
シートの製造装置の改良に関し、特に、シート幅方向の
目付量のバラツキの改善を図ったものである。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂の成形上の特性を生かしつ
つ高強度，高剛性という特性を付与する手段として、高
弾性率繊維の添加による複合化技術が知られている。得
られた繊維強化熱可塑性樹脂複合材は、軽量化と高剛性
及び高強度が要求される種々の構造部材用の素材として
使用される。これらの素材は、通常、マトリックスであ
る熱可塑性樹脂の融点以上に熱せられた後に所定の形状
に成形されるのであるが、特にプレス機を用いた成形又
は大型部品の成形に適する板状あるいはシート状の素材
はスタンパブルシートと呼ばれ、その優れた機械的強
度，成形加工性，量産性から自動車用構造部材や内装材
を中心に需要が増加している。

【０００３】スタンパブルシートの代表的な製法とし
て、抄紙技術を応用した抄紙法が知られている。この技
術は、微小気泡を含む界面活性剤含有水性媒体中で繊維
チョップと熱可塑性樹脂を分散させ（分散工程）、その
分散液を多孔性支持体（以後、ワイヤメッシュ又はメッ
シュベルトと呼ぶこともある）上で抄くことにより不織
布状のウエブを調製し（抄造工程）、このウエブを加熱
加圧後固化させて（シート化工程）スタンパブルシート
を製造する方法であり、特開昭６０−１５８２２７号等
に開示されている。

【０００４】抄紙法スタンパブルシートの品質，特性の
多くはウエブの抄造工程において決定される。中でも、
ウエブ中の幅方向の目付量分布を均一に保つことは、板
厚差による特性変動および後述のような補強繊維の異常
配向に起因するシートの反り等を抑制するために特に重
要である。この幅方向の目付量分布の均一化は、（補強
繊維と熱可塑性樹脂の）組成の均一な原料液を幅方向に
わたって均等な流量で抄紙面上に供給することでのみ実
現される。

【０００５】抄造工程では先ず、分散工程から配管を通
って送られてきた原料液を抄紙機幅方向に拡げるため
に、通常は多岐管構造のマニホールドで複数本のホース
に分配する。このホースを通じて一次元的に搬送された
原料液は、抄紙機ヘッドボックスに前置したインレット
部に導かれ、合流して二次元流として抄紙機ヘッドボッ
クスに送給される。すなわちインレット部は、マニホー
ルドから複数の「点」として送られてきた原料液を
「線」の流れに変えて抄紙機ヘッドボックスに供給する
ための装置であるといえる。

【０００６】図３は、従来の抄紙法スタンパブルシート
の抄造工程において、ヘッドボックス１３のインレット
部１４を経由する原料液（発泡分散液Ｃ）の流れを表す
模式図である。複数本のマニホールドホース（分配供給
管）９からインレット部１４に供給された発泡分散液Ｃ
は、インレット部１４内で合流して混合され、スリット
状の出口Ｅで整流されつつヘッドボックス１３に覆われ
ているワイヤメッシュ１１上に送り出される。この場
合、インレット部１４における発泡分散液Ｃの混合・整
流を良好に行うために、インレット部１４は充分な容積
を有していなければならない。容積が不十分であると、
インレット部１４からワイヤメッシュ１１上に供給され
る発泡分散液Ｃの流れは平坦流とはならず、分配供給管
９から放出された流れの勢いの影響で図 に示すような
波状の分布をもったフローフロントＦＦの流れになる。
すると、発泡分散液Ｃ中の補強繊維と熱可塑性樹脂とが
ワイヤメッシュ１１に着床して形成されるウエブの目付
分布も、この流れの状態に対応して波状を呈する。

【０００７】したがって、目付分布の均一なウエブを抄
造するためには、インレット部１４の容積を大きくして
発泡分散液Ｃの混合・整流効果を大きくすることが必要
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置にあって
は、ヘッドボックスのインレット部１４を極端に大容積
化した場合、そのスリット状の出口Ｅから送出される流
れのゆらぎが制御できないというのが第一の問題点であ
る。このゆらぎは、出口Ｅから液がワイヤメッシュ１１
の前進方向に真っ直ぐに流れ出ずに左右方向に水平に振
れながら流れ出る現象で、その発生は分配供給管９から
供給される発泡分散液Ｃの流量のばらつきに主に起因す
るものであるが、インレット部１４の大容積化によって
その振れが増長されてしまうことが原因である。

【０００９】また、第２の問題点として、抄紙法スタン
パブルシート製造プロセス自身に起因する次の現象があ
る。それは、補強繊維と熱可塑性樹脂は界面活性剤含有
の水溶性発泡媒体により輸送されるのが一般的である
が、その場合流速が低下すると、せん断力の低下により
極端に泡（空気含有量）の多い部分と泡を含まない水溶
液とに分離を起こすという現象である。このような現象
が起きると、分散液の原料輸送能力が低下し、組成の均
一化が極めて困難になる。ひいてはウエブの目付の均一
化も達成されないという問題が生じる。この原料分散液
の流速低下は、ヘッドボックスのインレット部を大型化
したときには特に起きやすい。

【００１０】一方、次の第三の問題点として、ヘッドボ
ックスへの原料分散液の供給に伴うものがある。抄紙法
スタンパブルシートの抄造工程において、ヘッドボック
スのインレット部に特別な機能を付与した従来技術とし
て、ヘッドボックスのインレット内を高さ方向に多段に
分割したもの（特開平４−２０８４０５号）、及び幅方
向に多段に分割したもの（特開平４−２０８４０７号）
が開示されている。これらの従来技術は補強繊維の配向
度を高めることを主目的にしており、目付分布について
はなにも触れていない。

【００１１】しかし、抄紙法スタンパブルシートにあっ
て幅方向目付分布は繊維配向状態に重大な影響を及ぼ
す。その理由は以下の通りである。すなわち、ウエブ目
付量の差は抄造時の吸引抵抗の差をもたらすため、幅方
向に目付量の大小が生じると、吸引抵抗の大小が発生す
る。すると、ワイヤメッシュ上に供給された原料分散液
は必然的に吸引抵抗の小さい部分へより多く流れ込み、
偏流が発生する。この偏流の発生が局部的な繊維の異常
配向を引き起し、ひいてはスタンパブルシートの反りや
配向度低下を招く主要因になるのである。したがって、
幅方向の目付分布の均一化が均質な繊維配向状態を発現
するための必須要件であり、これなくしては製品ウエブ
全体にわたり安定した高配向状態が維持されているとい
う保証は得られない。こうした見地から、上記公報に開
示された従来技術では、充分に補強繊維の配向度が高め
られないというのが（第三の）問題点である。

【００１２】更に、第四の問題点として次のことが挙げ
られる。すなわち、抄紙法スタンパブルシートの製造に
おいて、原料分散液を抄紙面であるワイヤメッシュ面に
吐出する際、液面の上下方向の揺れ（揺動）を抑えるた
めに、流路出口を高さ方向にスライス板で絞り込むこと
が一般的に行われている。そこで、このスライス板と、
先の特開平４−２０８４０７号公報に開示された技術と
を図４に示すように組み合わせて、ヘッドボックスのイ
ンレット部を幅方向に多段に隔壁Ｇで仕切り、その各分
割流路Ｈの出口をスライス板Ｉで高さ方向に絞り込むこ
とが考えられる。

【００１３】しかし、その場合には、隔壁Ｇの先端部で
スライス板Ｉの開口から流出した分散液Ｃが破線で示す
ように扇状に広がりながら流出し、しかも各々の扇状流
は互いに干渉せずに斜流に発達することが、本発明者ら
の基礎的検討で判明した。これは、隔壁Ｇの先端から離
れた流れの速さが隔壁の厚みの部分では遅いために進路
が曲がり、この現象がスライス板Ｉによる絞り込みで増
長されるためであり、つまり、このような方式でインレ
ット部からの吐出液の揺動を抑えようとしても、扇状流
の出現で均質な目付分布が妨げられてしまい、結局均一
な繊維配向状態のウエブは得られなかった。

【００１４】そこで本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートの湿式製造装置における前記従来の諸問題点に着目
してなされたものであり、均質な繊維配向の形成を阻害
してシートの高成形性，高強度，高剛性という特性の変
動を引きおこす原因となる幅方向目付分布のバラツキの
ない繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置を提供
することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな従来の抄紙法スタンパブルシートの製造に係る諸問
題点を解決するべく鋭意研究を重ねた結果、マニホール
ドから分岐管によりヘッドボックスのインレット部へ供
給された発泡分散液を、インレット部において各分岐管
毎に隔壁で幅方向に仕切られた分割流路に導入し、動圧
を充分に低減させた後複数の段階を経て整流すれば、全
幅方向にわたり均等な安定した流量で発泡分散液をヘッ
ドボックスに送給でき、もって幅方向目付分布の均一化
が完全に達成できることを見いだして本発明をなすに至
ったものである。

【００１６】本発明の請求項１の発明は、補強繊維と熱
可塑性樹脂とを含む分散液をマニホールドを経てヘッド
ボックスに送り、該ヘッドボックスからメッシュベルト
上に供給してウエブを抄造する繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートの製造方法に係り、前記分散液の流れを前記ヘッド
ボックスの幅方向に複数に分割してヘッドボックス入り
側へ導入し、ヘッドボックス内壁面に衝突転向せしめて
動圧を低減し、その後各分割流を合流せしめてから幅方
向に長く高さ方向に狭いスリット状開口を複数回通して
液面の揺動を抑制すると共にフローフロントを平坦化し
てメッシュベルト上に供給することを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項２ないし請求項４の発明
は、繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造装置に係るもの
である。すなわち、本発明の請求項２の発明は、補強繊
維と熱可塑性樹脂とを含む分散液をマニホールドを経て
ヘッドボックスに送り、該ヘッドボックスからメッシュ
ベルト上に供給してウエブを抄造する繊維強化熱可塑性
樹脂シートの製造装置において、前記ヘッドボックス
は、ボックス全幅にわたり等間隔の隔壁で仕切られた複
数の平行な分割流路を入側に備えると共に該分割流路の
前方に分割流の会合部を備え、かつ該会合部の先端部に
ヘッドボックスと同幅でかつ開度調整可能なスライス板
を備え、前記マニホールドからの分散液の分配供給口は
前記ヘッドボックス内の各分割流路の上流部に下流側以
外の方向に向けてそれぞれ開口せしめたことを特徴とす
る。

【００１８】本発明の請求項３の発明は、前記マニホー
ルドからの分散液の分配供給口が開口する方向を、前記
各分割流路の上流方向にしたものである。本発明の請求
項４の発明は、前記スライス板を分散液の流れ方向に間
隔をおいて複数枚配設したことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明の請求項１の繊維強化熱可塑性樹脂シー
トの湿式製造方法の発明にあっては、ヘッドボックスの
全幅方向にわたって分散液の流量を均一化してメッシュ
ベルト上に送り出すためのポイントは、 マニホールドから複数に分岐してヘッドボックス入り
側へ勢いよく送りこまれてくる分散液の動圧の低減、 分岐して送りこまれる複数の流れの流量差に起因する
ヘッドボックス内の流れのゆらぎ（水平方向の振れ流
れ）の小サイズ化、 メッシュベルト上に送り出す分散液の液面の上下方向
の揺れ（揺動）の抑制のための多段階にわたる整流、 の３点である。

【００２０】「分散液の動圧を低減」するには、マニホ
ールドからヘッドボックス入り側に供給されてくる分散
液をヘッドボックス入り側の内壁面に衝突させて方向転
換させる。具体的には、分散液を最終的にメッシュベル
ト上に送給する方向（以下、前方という。その反対方向
を後方という）以外の方向に分岐管から吐出させて、例
えばヘッドボックス入り側の側面，上面，下面または後
面のいずれかの内壁に衝突させる。この衝突により、分
岐管からの噴流の動圧を乱れのエネルギーに変換して減
衰させるものである。

【００２１】「流れのゆらぎを小サイズ化」するには、
複数の流れに分岐されてマニホールドからヘッドボック
スへ送られてくる分散液をヘッドボックス入り側で直ち
に合流させることなく、ヘッドボックスの幅方向に分割
したままの状態でヘッドボックス入り側へ導入する。具
体的には、ヘッドボックスの入り側を隔壁で幅方向に複
数区画に仕切り、分岐され送られてくる分散液をその区
画の小流路毎に導入する。これにより、内壁面と衝突し
て方向転換された流れの乱れ及びゆらぎのサイズを小流
路のサイズに制限してその制御を容易にするものであ
る。各区画同士は完全に隔離して独立させ、互いの流れ
の混入を阻止する。

【００２２】「多段階にわたる整流により、液面の上下
揺動を抑制」するには、区画内を流れ下る各分割流を合
流せしめてから幅方向に長く高さ方向に狭いスリット状
開口を複数回通過させる。このスリット状開口の通過回
数が一回限りでは、液面の揺動の抑制及びフローフロン
トの平坦化が確実には達成されない。ここで、複数の区
画に分割された流れを合流させてからスリット状開口を
通過させるのは、各区画内の分散液を合流させずに直接
にスリット状開口に通すと、各区画の隔壁の厚みの存在
により、各区画から出る流れが図４に示すような扇状流
となって斜めの流れがスリット状開口からメッシュベル
ト上に形成され、目付分布の均一性を攪乱させることが
本発明者らの検討の結果明らかになったためである。

【００２３】本発明の請求項２の発明は、繊維強化熱可
塑性樹脂シートの湿式製造方法を実施するための装置で
ある。この装置は、ヘッドボックスの入り側に設けた等
間隔の隔壁でボックス全幅を等間隔に仕切って複数の平
行な分割流路を形成し、その各分割流路の上流部にマニ
ホールドからの分散液を分配して流し込むことで流れを
小サイズ化する。

【００２４】また、マニホールドからの分散液の各分割
流路への分配供給口は下流側以外の方向、すなわちはヘ
ッドボックスの前方を除き、側方，上方，下方，後方の
いずれかに向けて開口させ、吐出した分散液をヘッドボ
ックス入り側の側面，下面または後面のいずれかの内壁
面に衝突させて方向転換させる。これにより、噴出流の
動圧を乱れのエネルギーに変換して減衰させる。次い
で、小サイズ化した各分割流路に流すことで、流れの乱
れが抑制されるとともにゆらぎが制御される。

【００２５】こうして各区画内で動圧が低減されると共
に流れの乱れ及びゆらぎを制御された分散液は、分割流
路の前方に設けた会合部で合流して、ヘッドボックスの
幅一杯の一つの流れになる。この合流により、各区画の
隔壁の厚みに起因する扇状流の形成が防止される。分散
液は合流により幅方向に均一な直進流となってスライス
板のスリット状開口を通過する。スライス板はヘッドボ
ックスの底面に対して垂直もしくは上流に傾けて配設
し、上下に移動させてその開度を流量に応じて適宜に調
整し、スライス板の最低部が分散液中と常に触れている
ようにする。この場合の開度とは、スライス板の最低部
とヘッドボックスのインレット部底面との間の垂直距離
をいい、ヘッドボックス幅一杯の長さを持つスリット状
開口の高さを表す。

【００２６】このスリット状の開口を通過することで分
散液の流れの液面の上下揺動が抑制されて整流される。
これによりフローフロントが平坦化された幅方向に均質
な流れとなった分散液がメッシュベルト上に放出され
る。放出された分散液の液体部分はメッシュベルトを通
して下方に吸引排除する。残った補強繊維と熱可塑性樹
脂粒子からなる固形分は連続的に移動するメッシュベル
ト上にシート状に抄き取られて、ウエブが連続的に形成
されていく。

【００２７】本発明の請求項３の繊維強化熱可塑性樹脂
シートの製造装置の発明にあっては、マニホールドから
の分散液の分配供給口が開口する方向を、各分割流路の
上流方向すなわちヘッドボックスの後面方向に特定して
いる。分配供給口からの噴出流を後壁面に衝突させ、そ
の後１８０°の方向転換をさせることにより、噴流の動
圧を最も効率良く抑制することができる。

【００２８】本発明の請求項４の繊維強化熱可塑性樹脂
シートの製造装置の発明にあっては、スライス板は分散
液の流れ方向に間隔をおいて複数枚配設するものとす
る。こうして、スリット状の開口を複数回通過させるこ
とで分散液の流れは十分に整流され、液面の上下揺動が
完全に抑制された状態の分散液をメッシュベルト上に供
給することができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の繊維強化熱可塑性樹脂複合材の製
造装置の一実施例の全体系統図である。この製造装置
は、大別して原料調整部１と、ウエブ抄造部１０と、乾
燥部３０と、巻き取り部４０とで構成されている。

【００３０】原料調整部１には攪拌機２を備えた分散槽
３が設置され、この分散槽３の上方に熱可塑性樹脂粒が
貯蔵された樹脂供給装置４及び補強繊維が貯蔵された補
強繊維供給装置５が配設してある。ここで、補強繊維と
しては、その繊維長が数ミリから数十ミリの例えばガラ
ス，金属，炭素繊維等の無機繊維または有機繊維等が、
単独または二種類以上を組み合わせて使用する。この実
施例では、径１０μｍ前後、長さ１０ミリ前後の繊維を
用いた。

【００３１】また、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，ポリアミド，ポリエステル，ポリ
スチレン，塩化ビニル樹脂等が粉末，繊維，フレーク等
の形態で単独または二種類以上を組み合わせて使用す
る。これらの材料を、界面活性剤を含む水を入れた分散
槽１内に所定の割合で投入し、攪拌して発泡分散液Ｃを
調整する。調整した発泡分散液Ｃは定量ポンプ６でくみ
出し、マニホールド８で多数本の分配供給管９に分配し
て次工程のウエブ抄造部１０にに送るようになってい
る。

【００３２】ウエブ抄造部１０には、一方向に回転する
エンドレスのメッシュベルト１１と、そのメッシュベル
ト１１の裏面に接して配置されたサクションボックス１
２と、原料調整部１から送られてくる発泡分散液Ｃを貯
えてメッシュベルト１１上に送り出して着乗させるため
のヘッドボックス１３とが配設してある。ヘッドボック
ス１３は入り側に、インレット部２０を備えている。

【００３３】図２はインレット部２０の詳細を示したも
ので、メッシュベルト１１とほぼ同じ幅を有してメッシ
ュベルト１１の最上流位置に配設したヘッドボックス１
３の入り側に接続されている。本実施例のインレット部
２０は、深さ６５ｍｍ、幅４００ｍｍ、全長７００ｍｍ
の箱状で、上流にはその全幅にわたり等間隔に設けた長
さ４００ｍｍの５枚の隔壁２１で仕切られた６箇の平行
な分割流路２２を備えている。この各分割流路２２の上
流部には、マニホールド８からの分配供給管９のホース
が接続される内径２０ｍｍのエルボ形状のノズル２３
が、その断面中心を分割流路２２の中心線に一致するよ
うにして上面にそれぞれ取り付けてあり、それらのノズ
ル２３の出口の開口２３Ａはインレット部２０の後壁面
２０Ａに５０ｍｍの距離をおいて対面させてある。

【００３４】それらの隔壁２１の先端前方には、１００
ｍｍの間隔を有する会合部２５を隔てて幅４００ｍｍの
２枚のスライス板２６，２７が設置されている。各スラ
イス板２６，２７は上流方向に４５°の角度で傾斜して
挿入した上下にスライド可能な板で形成されている。第
１のスライス板２６は開度０ｍｍの状態でその先端（下
端）と隔壁２１の先端との距離が１００ｍｍとなる位置
に、第２のスライス板２７は隔壁２１の先端との距離が
３００ｍｍになる位置に設置してある。各スライス板２
６，２７の開度の調整は自在であるが、この実施例では
第１のスライス板２６が１５ｍｍ、第２のスライス板２
７が１０ｍｍとした。

【００３５】ヘッドボックス１３は、インレット部２０
の第２のスライス板２７の開口から放出されてメッシュ
ベルト１１上に着乗した発泡分散液Ｃの流れを覆うよう
になっている。乾燥部３０はメッシュベルト１１の下流
に連ねたベルトコンベア３１と乾燥室３２を備え、ウエ
ブ抄造部１０で抄造されたメッシュベルト１１上のウエ
ブを連続的に乾燥する機能を有する。

【００３６】乾燥されたウエブは巻き取り部４０の巻き
取りリール４１に巻き取る。上記の繊維強化熱可塑性樹
脂複合材の製造装置による繊維強化熱可塑性樹脂複合材
の製造は、次のように行われる。分散槽１に界面活性剤
を含む水を入れて、樹脂供給装置４と補強繊維供給装置
５とからそれぞれに熱可塑性樹脂粒と補強繊維を所定の
割合で投入し、攪拌混合して発泡分散液Ｃを調整する。

【００３７】この発泡分散液Ｃを定量ポンプ６で多数の
分配供給管９を経てヘッドボックス１３の入り側のイン
レット部２０に圧送する。分配供給管９が連結されイン
レット部２０の幅方向に並ぶ多数のノズル２３の開口２
３Ａから各分割流路２２内に噴出した発泡分散液Ｃは、
インレット部２０の後壁面２０Ａに激しく衝突してその
動圧の勢いが減殺され、１８０°方向転換して各分割流
路２２毎に出口に向かって流れる。こうして、ヘッドボ
ックス１３へ圧送されてくる発泡分散液Ｃの動圧は、イ
ンレット部２０で効率良く低減される。その際発生する
流れの乱れは、小サイズ化した各分割流路２２を通過中
に隔壁２１に規制されることで抑制され、流れのゆらぎ
も低減されてほぼ直進流になる。

【００３８】各分割流路２２を出た発泡分散液Ｃは、分
割流路２２の前方に設けた会合部２５で合流してインレ
ット部２０の幅一杯の一つの流れになる。この合流によ
り、隔壁２１の厚みに起因する扇状流の形成が防止さ
れ、且つまた、各分配供給管９で供給された発泡分散液
Ｃの流量のバラツキ等も均等化されて発泡分散液Ｃは幅
方向に均一な一つの流となって第１のスライス板２６の
スリット状開口を通過する。スライス板２６の開度は流
量に応じて調整してあり、スリット板下端が流れの液面
下にある。これにより、会合部２５の発泡分散液Ｃの液
面の上下の揺動の影響が第１のスライス板２６で阻止さ
れ、スリット状の開口を通過後の発泡分散液Ｃの流れの
液面の上下揺動は大きく抑制されているが、なお完全に
整流されているとはいえない状態である。この流れは続
いて第２のスライス板２７のスリット状開口を通過す
る。この開口の開度は第１のスライス板２６のそれより
小さくしてあり、これを通過することにより幾らか残っ
ていた上下揺動が完全に抑制される。

【００３９】かくして、第２のスライス板２７の開口か
ら、幅方向の乱れも上下の揺動もなく、フローフロント
が平坦化された発泡分散液Ｃの均質な流れが連続して一
定の流量でメッシュベルト１１上に放出される。放出さ
れた発泡分散液Ｃの液体部分は、メッシュベルト１１の
直下のサクションボックス１２を通過中にメッシュベル
ト１１を通して下方に吸引排除される。残った補強繊維
と熱可塑性樹脂粒子からなる固形分は、連続的に移動す
るメッシュベルト１１上にシート状に着乗して抄き取ら
れ、ウエブＷが連続的に形成されていく。

【００４０】その後、ウエブＷはメッシュベルト１１上
からベルトコンベア３１上に乗り移って乾燥部３０のド
ライヤ３２で加熱脱水され、製品となって巻取りリール
４１に巻き取られる。この実施例によれば、ヘッドボッ
クス１３のインレット部２０で発泡分散液Ｃを内壁面に
衝突転向せしめて動圧を抑制し、その発泡分散液Ｃを続
いて小幅の分割流にして流れの乱れを制御し、その後各
分割流を会合部で合流せしめて扇状の斜流の形成を防止
してから、スリット状開口を通して液面の揺動を完全に
抑制すると共にフローフロントを平坦化してメッシュベ
ルト上に供給するものとしたため、幅方向目付分布のバ
ラツキがなく、均質な繊維配向を有して高成形性，高強
度，高剛性という特性が安定した繊維強化熱可塑性樹脂
シートを製造できるという効果を奏する。

【００４１】また、この実施例では、ヘッドボックス１
３のインレット部２０に送られてくる発泡分散液Ｃが流
入する開口２３Ａを後向きにして、後壁面２０Ａに発泡
分散液Ｃを衝突させるという手段を用いたため、発泡分
散液Ｃの動圧をコンパクトな構造で最も有効に抑制する
ことができ、ひいてはメッシュベルト上に供給される発
泡分散液Ｃの流れが発泡分散液Ｃの流入時の動圧に攪乱
されてメッシュベルト１１上に着床形成されるウエブＷ
の目付量分布や補強繊維の配向を乱すという現象を完全
に回避することができて、安定した特性のウエブ形成に
大きく寄与するという効果を奏する。

【００４２】また、この実施例のヘッドボックス１３の
インレット部２０は、スライス板を第１スライス板２
６、第スライス板２７と２枚用いて発泡分散液Ｃの流れ
方向に間隔をおいて配設したため、通常第１スライス板
２６のみでは除去しきれない液面の上下揺動の影響を完
全に除去した発泡分散液Ｃをメッシュベルト１１上に供
給することが可能になり、目付分布の安定したウエブ形
成が一層促進されるという効果を奏する。

【００４３】なお、スライド板の数は２枚と限らず、必
要に応じてそれ以上配設することができる。また、スラ
イス板の傾斜角は４５°に限られず、また垂直でも良
い。ただし、傾斜方向は流れ方向に沿って下り勾配とす
るのが良く、逆傾斜では発泡分散液Ｃ中の補強繊維等の
円滑な通過を妨げるおそれがあるので好ましくない。

【００４４】また、インレット部２０の隔壁２１の数
（すなわち分割流路の数）は実施例に限定されず、マニ
ホールドからの分散液の供給量に応じて増減する。 〔実験例〕次に、図２に示す実施例のインレット部２０
をヘッドボックス１３に装備した図１に示す繊維強化熱
可塑性樹脂シートの湿式製造装置（実施例）及び図３に
示す従来タイプのインレット部１４をヘッドボックス１
３に装備した湿式製造装置（比較例）を用いて行った、
スタンパブルシートの抄造比較実験について説明する。

【００４５】（試験条件） 分散液：分散槽１で界面活性剤であるドデシルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム０．０８重量％を含む水を攪拌
して発泡液とし、この発泡液中に、直径１１μｍ、平均
長さ１３ｍｍのガラス繊維０．４重量％と平均粒径０．
９ｍｍの粒状ポリプロピレン０．６重量％とを添加して
攪拌し、分散させて発泡分散液Ｃを調製した。

【００４６】ヘッドボックス仕様： 実施例 液供給流量：３００ ｌ／ｍｉｎ ベルト速度： ５．０ｍ／ｍｉｎ 比較例 液供給流量：３００ ｌ／ｍｉｎ ベルト速度： ５．０ｍ／ｍｉｎ 試験手順及び試験結果 ：発泡分散液Ｃを原料液とし
て、マニホールド８で６本の分配供給管９に均等に分配
し、マニホールド１３を経て移動するメッシュベルト１
１（実効抄紙幅４００ｍｍ）上に供給することで、上記
実施例及び比較例の各装置による目標目付量１５００ｇ
／ｍ² のウエブＷの抄造を別々に行い、得られたウエブ
Ｗを乾燥後に幅方向に７分割してそれぞれの目付量を測
定した。

【００４７】目付分布の均一性の指標としては、変動係
数ＣＶ値を採用した。ＣＶ値とは、一群の目付量の標準
偏差値をその平均値で除した値を百分率で表示したもの
である。つまり、ＣＶ値が大きいということは標準偏差
値が大きいということであるから、目付量のバラツキが
大きいことを意味し、ヘッドボックスにおける分散液中
の補強繊維と熱可塑性樹脂の濃度の変動が大きく不均一
であることを示す。

【００４８】試験結果を表１に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１の結果から、本実施例のものは、ウエ
ブの目付量のＣＶ値が比較例のものに比べて非常に低い
値を示し、インレット部２０における目付均一化の効果
が充分に確認できたといえる。なお、本発明の繊維強化
熱可塑性樹脂シートの湿式製造方法及び装置は、分散液
が発泡分散液でない場合にも好適に適用できることは勿
論である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造方法の発明に
よれば、マニホールドからヘッドボックスのインレット
部に圧送導入される分散液を、内壁面に衝突転向せしめ
て動圧を低減させるとともに、ヘッドボックス幅方向に
複数の流れに分割して流れの乱れを抑制し、その後各分
割流を合流せしめて扇状流の生成を防止すると同時に流
量差を均等化し、次にその流れをスリット状開口に複数
回通して液面の上下揺動を抑制すると共にフローフロン
トを平坦化してメッシュベルト上に供給するものとした
ため、動圧や扇状流や上下の揺動等の影響による分散液
の乱れひいては液中の固形分の分散の乱れが防止され、
均一な混合状態の分散液を安定した流れの状態でメッシ
ュベル面に供給できて、その結果、目付分布が均一で、
均質な繊維配向を有する特性の安定した繊維強化熱可塑
性樹脂シートを提供できるという効果を奏する。

【００５２】本発明の請求項２の繊維強化熱可塑性樹脂
シートの湿式製造装置の発明は、上記請求項１の方法の
発明を具現化するものであり、マニホールドからの分散
液の分配供給口を下流側以外の方向に向けてそれぞれ開
口せしめたことにより吐出される分散液を内壁面に衝突
させて動圧の低減を行い、インレット部を等間隔の隔壁
で仕切って複数の分割流路を設けたことにより流れの幅
を小サイズ化して流れの乱れを抑制し、分割流路の前方
に会合部を設けたことにより扇状流の生成防止と流量差
の均等化を果たし、会合部の先端部にスライス板を配設
したことで液面の上下揺動を抑制すると共にフローフロ
ントを平坦化する構成として、上記と同様の効果が得ら
れる。

【００５３】本発明の請求項３の繊維強化熱可塑性樹脂
シートの湿式製造装置の発明は、マニホールドからの分
散液の分配供給口が開口する方向を、各分割流路の上流
方向としたため、ヘッドボックスのインレット部へ大き
な動圧をもって流入してくる分散液が後壁面に衝突した
後、大きく１８０度の方向転換を行うこととなり、流入
分散液の動圧を最も有効に減殺することができて、その
結果、下流域での分散液の流れの制御がより一層確実且
つ容易となり、ひいてはメッシュベルト上に着床形成さ
れるウエブの目付量分布や補強繊維の配向が一層安定化
されて優れた特性のウエブを得ることができるという効
果を奏する。

【００５４】また、本発明の請求項４の繊維強化熱可塑
性樹脂シートの湿式製造装置の発明によれば、スライス
板を分散液の流れ方向に間隔をおいて複数枚配設したた
め、分散液の液面の上下の揺動が確実に抑制できて、そ
の結果、目付分布の極めて安定した特性のウエブを得る
ことができるという効果が促進される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体系統図である。

【図２】本発明のヘッドボックスのインレット部の詳細
断面図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】従来のヘッドボックスのインレット部の詳細断
面図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【図４】従来の隔壁にスライス板を組み合わせたインレ
ット部構造の部分平面図である。

【符号の説明】

８ マニホールド ９ 分配供給管 ９Ａ 分散液供給口 １１ メッシュベルト １３ ヘッドボックス ２０ インレット部 ２１ 隔壁 ２２ 分割流路 ２３Ａ 開口（分配供給口） ２５ 会合部 ２６ （第１の）スライス板 ２７ （第２の）スライス板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 亜生 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 吉川 文明 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 花谷 誠二 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強繊維と熱可塑性樹脂とを含む分散液
   をマニホールドを経てヘッドボックスに送り、該ヘッド
   ボックスからメッシュベルト上に供給してウエブを抄造
   する繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法において、
   前記分散液の流れを前記ヘッドボックスの幅方向に複数
   に分割してヘッドボックス入り側へ導入し、ヘッドボッ
   クス内壁面に衝突転向せしめて動圧を低減し、その後各
   分割流を合流せしめてから幅方向に長く高さ方向に狭い
   スリット状開口を複数回通して液面の揺動を抑制すると
   共にフローフロントを平坦化してメッシュベルト上に供
   給することを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シートの
   製造方法。
2. 【請求項２】 補強繊維と熱可塑性樹脂とを含む分散液
   をマニホールドを経てヘッドボックスに送り、該ヘッド
   ボックスからメッシュベルト上に供給してウエブを抄造
   する繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造装置において、
   前記ヘッドボックスは、ボックス全幅にわたり等間隔の
   隔壁で仕切られた複数の平行な分割流路を入側に備える
   と共に該分割流路の前方に分割流の会合部を備え、かつ
   該会合部の先端部にヘッドボックスと同幅でかつ開度調
   整可能なスライス板を備え、前記マニホールドからの分
   散液の分配供給口は前記ヘッドボックス内の各分割流路
   の上流部に下流側以外の方向に向けてそれぞれ開口せし
   めたことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シートの製
   造装置。
3. 【請求項３】 前記マニホールドからの分散液の分配供
   給口が開口する方向は、前記各分割流路の上流方向であ
   る請求項２記載の繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造装
   置。
4. 【請求項４】 前記スライス板を分散液の流れ方向に間
   隔をおいて複数枚配設したことを特徴とする請求項２ま
   たは３記載の繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造装置。