JPH0985744A - 繊維複合シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続強化繊維束に粉体状熱可塑性樹脂を含浸
させた繊維複合シートを製造するにあたり、安定した開
繊性及び含浸性が得られ、これにより、均一な厚みを有
しかつ曲げ強度の強い繊維複合シートの製造方法を提供
する。 【解決手段】 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Ｆを、これに対
して交差する方向に配置されかつ凸状曲面Ａを有してい
て長手方向に振動する第１棒状振動部材３と、該振動部
材３に対して交互に配置されかつ凸状曲面Ｂを有する棒
状静止部材２ａもしくは第１棒状振動部材３と同方向で
かつ逆位相に振動する第２棒状振動部材２ｂとに、圧接
させながら通過せしめるとともに、振動している強化繊
維束Ｆ上に粉体状熱可塑性樹脂を連続的に供給して、粉
体状熱可塑性樹脂を各モノフィラメント相互間に捕捉さ
せて含浸させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、繊維複合シートの製造方法として
は、流動床中でバーに強化繊維束を擦り付けるととも
に、粉体状熱可塑性樹脂をいわゆる擦り込みによって各
モノフィラメント間に侵入させて含浸させる方法が採ら
れており、このような擦り込み方法だけでは、粉体状熱
可塑性樹脂が強化繊維の各モノフィラメント間に安定し
て確実に侵入することができず、またその結果、各モノ
フィラメントが個々に独立してきれいに分散及び開繊せ
ずに、部分的に熱可塑性樹脂の含浸不良が発生するとい
う問題があった。

【０００３】そこで、流動床に導いた強化繊維束の張力
を強弱に繰り返し変化させることにより、強化繊維束の
フィラメントの開繊性向上と、粉体状熱可塑性樹脂を捕
捉する含浸性の向上を目的とする方法（特開平３−１９
３４１５）が提案された。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、粉体状熱可塑性樹脂がフィラメント間へ
侵入することによって、初めてフィラメントを開繊させ
る効果が発揮されるので、粉体状熱可塑性樹脂の侵入度
合いによって開繊性が変化し、均一厚みの繊維複合シー
トが得られないという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記の従来技術の問題を
解決し、連続強化繊維束に粉体状熱可塑性樹脂を含浸さ
せた繊維複合シートを製造するにあたって、安定した開
繊性及び含浸性が得られ、これにより、均一な厚みを有
しかつ曲げ強度の強い繊維複合シートを製造する方法を
提供しようとするにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による請求項１記
載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、これに対して交差する
方向に配置されかつ凸状曲面Ａを有していて長手方向に
振動する第１棒状振動部材と、該振動部材に対して交互
に配置されかつ凸状曲面Ｂを有する棒状静止部材とに圧
接させながら通過せしめるとともに、振動している強化
繊維束上に粉体状熱可塑性樹脂を連続的に供給して、粉
体状熱可塑性樹脂を各モノフィラメント相互間に捕捉さ
せて含浸せしめる工程と、開繊された多数の樹脂付着連
続強化繊維の熱可塑性樹脂を加熱溶融してシート状とな
し、ついでこれを冷却固化する工程とを含むことを特徴
とするものである。

【０００７】本発明による請求項２記載の繊維複合シー
トの製造方法は、請求項１記載の方法において、凸状曲
面Ａを有していて長手方向に振動する第１棒状振動部材
に対して、凸状曲面Ｂを有しかつ第１棒状振動部材と同
方向でかつ逆位相に振動する第２棒状振動部材を交互に
配置し、多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維
束を、第１棒状振動部材と第２棒状振動部材とに圧接さ
せながら通過せしめることを特徴とするものである。

【０００８】上記において、強化繊維としては、使用す
る熱可塑性樹脂の溶融温度において熱的に安定な繊維が
用いられる。例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊
維、セラミックス長繊維等の無機繊維や、アラミド繊
維、ポリエステル繊維、ビニロン等の有機繊維等が用い
られる。モノフィラメントの直径は取り扱い性を考慮す
れば１〜５０μｍ程度であるのが好ましい。

【０００９】また、粉体状熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリス
ルホン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。
粉体状樹脂粒子の径は、強化繊維のモノフィラメント径
に対する比率、また強化繊維束間に侵入及び捕捉される
こと等を考慮すると１０〜３００μｍ程度であるのが好
ましい。

【００１０】なお、粉体状でない熱可塑性樹脂を用いる
場合には、これを常温粉砕、冷凍粉砕などの方法によっ
て適度な粒子径にすることにより、使用可能である。

【００１１】凸状曲面Ａを有する棒状振動部材は、強化
繊維束に対して、繊維の開繊性、及び粉体状熱可塑性樹
脂の侵入を促進するものであれば良い。

【００１２】また、棒状振動部材の振動数及び振幅が経
時的に変化すると、それに連れて、粉体状熱可塑性樹脂
がフィラメント間に侵入する力が変化し、成形品厚みな
どにムラが発生するので、好ましくは、棒状振動部材の
振動数及び振幅が経時的に変化することのない一定の振
動を繰り返すようにすることが望ましい。

【００１３】凸状曲面Ａを有する棒状振動部材の振幅
は、強化繊維束に対して確実に振動が伝わる程度の微弱
なものでもよいが、粉体状熱可塑性樹脂の強化繊維束間
への侵入を向上させるためには０．１〜１０ｍｍ程度で
あるのが好ましい。

【００１４】ここで、凸状曲面Ａを有する棒状振動部材
の振幅が０．１ｍｍ未満であれば、強化繊維束に対して
振動を確実に伝えることができないので、好ましくな
い。また凸状曲面Ａを有する棒状振動部材の振幅が１０
ｍｍを越えると、モノフィラメント単位で破断してしま
うおそれがあるので、好ましくない。

【００１５】また凸状曲面Ａを有する棒状振動部材の振
動数は、通常１５〜２５０回／秒が好ましい。ここで、
振動体の振動数は、小さすぎると含浸性の効果が低く、
また振動体の振動数は、大きすぎると、粉体状熱可塑性
樹脂が全体的に下部の方へ移動し、繊維複合シート表面
において、一方は樹脂が多く、他方はガラス繊維が表面
に浮き出ている状態になり、シート断面内でムラが発生
するので、好ましくない。

【００１６】棒状振動部材の形状は、振動を強化繊維束
に伝達できる形状で、かつ横断面が円形、半円形、略三
角形、略四角形等に形成された棒状部材であれば良い。
横断面が略三角形及び略四角形の場合には、強化繊維束
の接触する角部は、モノフィラメントを傷つけずかつ破
断させないように、もちろん丸くなされている。

【００１７】棒状振動部材の凸状曲面Ａの曲率は、接触
通過する強化繊維が切れない程度のものであればよく、
半径５〜３００ｍｍ程度が好ましく、振動させることを
考慮すると、１０〜５０ｍｍ程度が望ましい。凸状曲面
Ａを有する棒状振動部材の数は１つでは効果が低く、多
すぎても、粉体状熱可塑性樹脂が強化繊維束に入り込む
のに飽和状態となり効果がなくなるので、２〜２０個程
度があればよい。

【００１８】繊維強化束のテンションは、小さすぎると
強化繊維束表面に粉体状熱可塑性樹脂が付着するだけで
含浸性が悪く、その結果、曲げ強度の低下を招き、また
大きすぎるとモノフィラメント単位で破断する恐れがあ
るので、４４００ｔｅｘ、平均ガラス径２３μｍのもの
で１本あたり、１００ｇ〜２０００ｇ／本程度が望まし
い。

【００１９】凸状曲面Ａを有する棒状振動部材の材料
は、金属、プラスチック等のフィラメントを傷つけず、
かつ破断させない表面状態のものが好ましいが、これら
には限定されない。

【００２０】一方、振動部材に対して交互に配置されか
つ凸状曲面Ｂを有する棒状静止部材の形状、曲率、材料
等は、上記棒状振動部材と同様のものでよく、但し振動
していないことが条件であり、その数は、棒状振動部材
の数に応じて適宜設定されるものである。

【００２１】なお、凸状曲面Ａを有する棒状振動部材
と、凸状曲面Ｂを有する棒状静止部材とが交互に配置さ
れるとは、棒状振動部材と棒状静止部材とが１つずつ交
互に配置される場合だけでなく、棒状振動部材の１つ〜
３つと、棒状静止部材の１つ〜３つとが交互に配置され
る場合も含まれるものとする。

【００２２】また、凸状曲面Ａを有する第１棒状振動部
材に対して、凸状曲面Ｂを有する第２棒状振動部材を交
互に配置しても良い。この第２棒状振動部材は、第１棒
状振動部材と同方向でかつ逆位相に振動していることが
条件であり、その数は、棒状振動部材の数に応じて適宜
設定されるものである。

【００２３】なお、これらの凸状曲面Ｂを有する第２棒
状振動部材の形状、曲率、材料等は、上記第１棒状振動
部材と同様のものでよいものである。

【００２４】なおここで、凸状曲面Ａを有する第１棒状
振動部材と、凸状曲面Ｂを有する第２棒状振動部材とが
交互に配置されるとは、第１棒状振動部材と第２棒状振
動部材とが１つずつ交互に配置される場合だけでなく、
第１棒状振動部材の１つ〜３つと、第２棒状振動部材の
１つ〜３つとが交互に配置される場合も含まれるものと
する。

【００２５】振動装置としては、一般に、モーターカ
ム、エアー弁、油圧弁を使用したものや、高周波振動を
与えるバイブレーターなどを用い、あるいはまた、これ
らを組み合わせた振動装置を使用する。

【００２６】振動している強化繊維束上に、一定量の粉
体状熱可塑性樹脂を供給するには、一般的な供給装置を
用いればよく、具体例には、一定目開きの篩い、ベルト
フィーダ、スクリューフィーダ等が挙げられる。

【００２７】また、粉体状熱可塑性樹脂の繊維モノフィ
ラメントへの侵入を容易にするために、空気と粉体状熱
可塑性樹脂とを混合した後、これを強制的に強化繊維束
の上方より、あるいはまた上下左右方向より吹き付けて
供給する場合がある。これらの場合には、例えばエゼク
タフィーダや、エアスライドフィーダ等を用いれば良
い。

【００２８】粉体状熱可塑性樹脂の供給量は、特には限
定されないが、樹脂粉体の特性（粒子径、粒度分布等）
や、強化繊維束のモノフィラメントの直径や、必要な強
化繊維束の含有率や、強化繊維への付着率に応じて適宜
調節される。

【００２９】粉体状熱可塑性樹脂の供給量の調節は、例
えば篩いの場合、篩いの振動数の調節により、エゼクタ
フィーダやエアスライドフィーダの場合には、空気圧
や、空気中の熱可塑性樹脂濃度の調節により行なう。

【００３０】粉体状熱可塑性樹脂を強化繊維束のモノフ
ィラメント相互間に、より充分にかつ容易に侵入させる
ために、強化繊維束を中心として粉体状熱可塑性樹脂供
給装置と反対側に吸引装置を対向状に配置し、供給され
た粉体状熱可塑性樹脂の混合空気を強化繊維束を介して
吸引するようにすればよい。ここで吸引は、吸引装置に
真空ポンプ、局部排気装置、サイクロン装置等を接続す
ることによって行なわれる。

【００３１】開繊された多数の樹脂付着連続強化繊維の
熱可塑性樹脂を加熱溶融する場合、加熱源の具体例とし
ては、加熱ロール、熱風、遠赤外線ヒーター等の汎用の
加熱手段が挙げられ、加熱ロールを用いる場合は、樹脂
付着連続強化繊維をロール間でピンチして成形してもよ
い。加熱温度及び加熱時間は、粉体状熱可塑性樹脂の種
類及びその配合に応じて適宜定められる。

【００３２】樹脂付着連続強化繊維の熱可塑性樹脂を加
熱溶融してシート状としたのち、これを冷却固化する方
法は、用いる粉体状熱可塑性樹脂の種類及び配合に応じ
て適宜定められるが、例えば常温での自然冷却や、水
冷、循環水等を用いた冷却ロール等の汎用されている方
法等が挙げられ、冷却ロールを用いる場合、加熱された
樹脂付着連続強化繊維をロール間でピンチしてもよい。
冷却時間、および冷却温度等は、用いる粉体状熱可塑性
樹脂の材質の温度が軟化点以下の温度に下がるように設
定するのが好ましい。

【００３３】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。

【００３４】まず、図１と図２を参照すると、本発明に
よる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(F) を、これに対して交差
する方向に配置されかつ凸状曲面Ａを有していて長手方
向に振動する第１棒状振動部材(3) と、該振動部材(3)
に対して交互に配置されかつ凸状曲面Ｂを有する棒状静
止部材(2a)とに圧接させながら通過せしめるとともに、
振動している強化繊維束(F) 上に粉体状熱可塑性樹脂を
連続的に供給して、粉体状熱可塑性樹脂を各モノフィラ
メント相互間に捕捉させて含浸せしめるものであるか
ら、長手方向に振動する第１棒状振動部材(3) あるいは
棒状静止部材(2a)とフィラメントとの摩擦抵抗によっ
て、強化繊維束(F) の開繊性を促し、粉体状熱可塑性樹
脂及び強化繊維束(F) が共に振動しているため、粉体状
熱可塑性樹脂がフィラメント間に侵入する力を補い、安
定的に強化繊維束(F) の開繊とフィラメント間へ粉体状
熱可塑性樹脂を侵入させることができる。

【００３５】つぎに、図３を参照すると、本発明のいま
１つの繊維複合シートの製造方法は、上記の方法におい
て、凸状曲面Ａを有していて長手方向に振動する第１棒
状振動部材(3) に対して、凸状曲面Ｂを有しかつ第１棒
状振動部材(3) と同方向でかつ逆位相に振動する第２棒
状振動部材(2b)を交互に配置し、多数の連続モノフィラ
メントよりなる強化繊維束(F) を、第１棒状振動部材
(3) と第２棒状振動部材(2b)とに圧接させながら通過せ
しめるものであるから、長手方向にかつ互いに逆位相で
振動する第１および第２棒状振動部材(2b)とフィラメン
トとの摩擦抵抗によって、強化繊維束(F) の開繊性を大
幅に促し、粉体状熱可塑性樹脂及び強化繊維束(F) が共
に振動しているため、粉体状熱可塑性樹脂がフィラメン
ト間に侵入する力を補い、安定的に強化繊維束(F) の開
繊とフィラメント間へ粉体状熱可塑性樹脂を侵入させる
ことができる。

【００３６】なお、上記のように、凸状曲面Ａを有する
第１棒状振動部材(3) と、凸状曲面Ｂを有する棒状静止
部材(2a)とが交互に配置されるとは、第１棒状振動部材
(3)と棒状静止部材(2a)とが所定間隔おきに１つずつ交
互にかつ強化繊維束(F) を介して上下両側に配置される
場合（図４参照）だけでなく、上側の２つの第１棒状振
動部材(3) の中間において、下側の２つの棒状静止部材
(2a)が強化繊維束(F)を介して配置される場合（図５参
照）、あるいは反対に、上側の２つの棒状静止部材(2a)
の中間において、下側の２つの第１棒状振動部材(3) が
強化繊維束(F)を介して配置される場合（図６参照）も
含まれるものである。

【００３７】また、凸状曲面Ａを有する第１棒状振動部
材(3) と、凸状曲面Ｂを有しかつ第１棒状振動部材(3)
と同方向でかつ逆位相に振動する第２棒状振動部材(2
b)、あるいは凸状曲面Ｂを有しかつ垂直方向に振動する
第２棒状振動部材(2c)とを、交互に配置するとは、上記
図４〜図６の場合と同様に、第１棒状振動部材(3) と第
２棒状振動部材(2b)(2c)とが所定間隔おきに１つずつ交
互にかつ強化繊維束(F)を介して上下両側に配置される
場合（図４参照）だけでなく、上側の２つの第１棒状振
動部材(3) の中間において、２つの第２棒状振動部材(2
b)(2c)が強化繊維束(F) を介して下側に配置される場合
（図５参照）、あるいは反対に、上側の２つの第２棒状
振動部材(2b)(2c)の中間において、２つの第１棒状振動
部材(3) が強化繊維束(F) を介して下側に配置される場
合（図６参照）も含まれるものである。

【００３８】なお、凸状曲面Ａを有する第１棒状振動部
材(3) に対して、凸状曲面Ｂを有する棒状静止部材(2
a)、凸状曲面Ｂを有しかつ第１棒状振動部材(3) と同方
向でかつ逆位相に振動する第２棒状振動部材(2b)、およ
び凸状曲面Ｂを有しかつ垂直方向に振動する第２棒状振
動部材(2c)とを、いくつか混ぜ合わせて連続的に配置す
るようにしても良い。

【００３９】また、強化繊維を介してこれらの第１棒状
振動部材(3) と棒状静止部材(2a)、あるいは第１棒状振
動部材(3) と第２棒状振動部材(2b)(2c)とは、上下どち
ら側に配置しても良いものである。

【００４０】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を、図面を参照し、
比較例と対比して説明する。

【００４１】なお、以下の説明において、前後、左右は
図１を基準とし、前とは図１の左側、後とは同右側をい
ゝ、また左右は前方に向かっていうものとする。

【００４２】実施例１ 図１において、複数の強化繊維束巻き戻しロール(1) の
前方に、固定して静止している凸状曲面Ｂを有する棒状
静止部材(2a)と、振動装置(5) によって振動させられる
凸状曲面Ａを有する第１棒状振動部材(3) とが配置さ
れ、これらの上方には粉体状熱可塑性樹脂供給装置(4)
を備えた含浸設備が配置されている。

【００４３】さらに含浸設備の前方に、順次、加熱ロー
ル(6) と、冷却ロール(7) と、引き取りロール(8) と、
巻き取り機(9) とが配置されている。

【００４４】ところで、凸状曲面Ｂを有する棒状静止部
材(2a)および凸状曲面Ａを有する第１棒状振動部材(3)
は、いずれも鉄製で、かつ直径５０ｍｍの横断面略円形
を有するとともに、長さ６００ｍｍを有するものであ
り、１２本配置されている。

【００４５】これらのうち、凸状曲面Ａを有する６本の
第１棒状振動部材(3) は、連続強化繊維より下側におい
て互いに平行に、かつ強化繊維束(F) の移動方向と直交
する方向に１６０ｍｍ間隔で配置されている。各第１棒
状振動部材(3) は、フレーム(21)に垂直状に取り付けら
れた左右一対の支持部材(22)(22)の上端部に渡し止めら
れており、フレーム(21)が振動装置(5) と接触せしめら
れていて、振動装置(5) からの振動がフレーム(21)およ
び支持部材(22)(22)を介して第１棒状振動部材(3) に伝
わるようになされている。

【００４６】また、凸状曲面Ｂを有する残り６本の棒状
静止部材(2a)は、連続強化繊維を介して凸状曲面Ａを有
する第１棒状振動部材(3) と反対側にかつ第１棒状振動
部材(3) に対して交互に配置されるとともに、互いに平
行で、強化繊維束(F) の移動方向と直行する方向に１６
０ｍｍ間隔で配置されている。

【００４７】なお、図２に示すように、上記の凸状曲面
Ｂを有する棒状静止部材(2a)と、凸状曲面Ａを有する第
１棒状振動部材(3) との位置関係は、振動する凸状曲面
Ａを有する第１棒状振動部材(3) の間隔１６０ｍｍの中
間位置に棒状静止部材(2a)が入り込むような位置に配さ
れ、また上下の間隔は、振動する第１棒状振動部材(3)
の径の中心軸と、静止した棒状静止部材(2a)の径の中心
軸との間隔が、２５ｍｍとなるようにした。

【００４８】ちなみに、凸状曲面Ｂを有する棒状静止部
材(2a)および凸状曲面Ａを有する第１棒状振動部材(3)
は、いずれも回転すれば、連続強化繊維の切断状態のも
のが絡みつくことが多くなり、トラブルの発生源ともな
り得るので、ともに非回転となっている。

【００４９】また、上記振動装置(5) にはバイブレータ
ーが用いており、これにより、凸状曲面Ａを有する第１
棒状振動部材(3) に、左右方向に振幅０．３ｍｍ、振動
数７２００回／分（２４０Ｈｚ時）の高周波振動を与え
られることができる。

【００５０】なお、粉体状熱可塑性樹脂は、供給装置
(4) を３台用いて供給した。

【００５１】次に、繊維複合シートの製造方法について
説明する。

【００５２】上記図１の装置を用い、各巻き戻しロール
(1) から多数の連続フィラメントよりなる強化繊維束
(F) を、振動、及び引き取り力によって余分の強化繊維
束(F)が巻き出されない程度のバックテンション（本実
験では５００ｇ／本）をかけながら、１６本巻き戻し、
凸状曲面Ｂを有する静止した棒状静止部材(2a)と、振動
装置(5) に接続された凸状曲面Ａを有する第１棒状振動
部材(3) の間を圧接せしめながら通過させ、強化繊維束
(F) を開繊させるとともに、開繊された強化繊維束(F)
に供給装置(4) から供給された粉体状熱可塑性樹脂を各
モノフィラメントに付着させるとともに、モノフィラメ
ント相互間に捕捉する。供給装置(4) から供給された粉
体状熱可塑性樹脂量は１台あたり７５０ｇ／分であっ
た。

【００５３】ここで、粉体状熱可塑性樹脂としては、粉
体状塩化ビニル樹脂（平均重合度＝８００、平均粒子径
１００μｍ）１００重量部に対して、安定剤２．０重量
部、滑剤０．５重量部とをスーパーミキサーにて混合
し、かつ１２０℃まで昇温させた後、冷却ミキサーで１
５分間冷却したものを用いた。

【００５４】強化繊維束(F) としては、ガラスロービン
グ（日東紡＃４４００、平均繊維径２３μｍ）のものを
用いた。

【００５５】つぎに、樹脂付着連続強化繊維を、ロール
表面温度が２１２℃の一対の加熱ロール(6) 表面に沿わ
せて加熱、及びピンチして、樹脂付着連続強化繊維の熱
可塑性樹脂を２０３℃まで加熱溶融してシート状に一体
化した後、ロール表面温度３９℃の冷却ピンチロールで
冷却、及びピンチして、シート状繊維複合シートを７２
℃まで冷却し、引き取りロール(8) により引き取った
後、繊維複合シート(18)を巻き取り機(9) により巻き取
った。

【００５６】実施例２ つぎに、図３の装置を用いて本発明の方法により繊維複
合シートを製造した。

【００５７】すなわち、凸状曲面Ａを有していて長手方
向に振動する第１棒状振動部材(3)に対して、凸状曲面
Ｂを有しかつ第１棒状振動部材(3) と同方向でかつ逆位
相に振動する第２棒状振動部材(2b)を交互に６本ずつ配
置し、多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維束
を、第１棒状振動部材(3) と第２棒状振動部材(2b)とに
圧接させながら通過せしめるたこと以外は、上記実施例
１の場合と同様にして、繊維複合シート(18)を製造し
た。

【００５８】比較例１ 上記実施例１における凸状曲面Ｂを有する棒状部材(2)
、および凸状曲面Ａを有する棒状部材(3) を、いずれ
も全く振動させることなく静止させたこと以外は、上記
実施例１の場合と同様にして、繊維複合シートを製造し
た。

【００５９】比較例２ この比較例は、図７に示す従来の装置により、繊維複合
シートを製造したものである。

【００６０】以下の説明において、前とは図７の左方向
をいうものとする。

【００６１】同図の装置は、流動床装置(11)と、流動床
装置(11)の後方に配置された強化繊維束巻き戻しロール
(10)と、流動床装置(11)の前方に、強化繊維束の張力を
強弱に繰り返し変化させるための振動凸曲面(12)と、順
次配置された、上下一対の加熱ロール(13)、上下一対の
冷却ロール(14)、上下一対の引き取りロール(15)を備え
ている。

【００６２】流動床装置(11)の槽底は多孔板(16)で形成
されており、気体供給路から送られてきた空気が多孔板
(16)の下方からこれらの多数の孔を通って上方に噴出せ
しめられる。この結果、流動床装置(11)の槽内に満され
た粉体状熱可塑性樹脂は噴出空気によって流動化状態と
なり、熱可塑性樹脂の流動床が形成される。尚、本実験
では気体供給路通過時の空気の気流速度を２ｍ／分に設
定した。

【００６３】強化繊維束の種類及び粉体状熱可塑性樹脂
は実施例１と同様のものを用いて成形を行なった。強化
繊維束を５００ｇ／１本のバックテンションをかけた状
態で１６本巻き戻して流動床内に挿入し、流動床装置(1
1)に付随の強化繊維束配向方向と垂直に配されている直
径３０ｍｍ、長さ６００ｍｍの凸曲面(17)４本に張架さ
せ、強化繊維束を開繊させると共に、粉体状熱可塑性樹
脂を含浸させた。含浸工程時には、強化繊維束の張力を
強弱に繰り返し変化させるために、振動凸曲面(12)を振
幅１０ｍｍ、振動数２０回／秒の条件で上下方向に振動
させた。その後、全体がシート状になるように揃えた
後、ロール表面温度が２１０℃の一対の加熱ロール(13)
表面に沿わせて加熱、及び、ピンチして、樹脂付着連続
強化繊維の熱可塑性樹脂を１９９℃まで加熱溶融してシ
ート状に一体化した後、ロール表面温度３７℃の冷却ピ
ンチロール(14)で冷却、及び、ピンチして、シート状繊
維複合シートを７１℃まで冷却した後、引き取りロール
(15)によって引き取り、繊維複合シート(18)を得た。

【００６４】次に、上記実施例、及び比較例の方法によ
りそれぞれ連続的に得られた幅５００ｍｍ、長手方向２
００ｍの繊維複合シートの成形品につき、肉厚測定、及
び曲げ強度の評価試験を、以下のようにして行った。

【００６５】肉厚測定 上記実施例、及び比較例の各繊維複合シートを、その幅
方向に２５点、その長手方向１ｍ毎に２０箇所、合計５
００枚に分割し、これらの分割成形品の肉厚をマイクロ
メーターを用いて測定し、ＣＶ値（変動係数）を算出し
た。表１には各点、各箇所のそれぞれ幅方向及び長手方
向の変動係数の最大値を記載するとともに、全体のＣＶ
値を併記した。

【００６６】曲げ強度 上記各繊維複合シート(18)の分割成形品の試験片(P) に
ついて曲げ強度を測定した。

【００６７】試験片(P) を曲げる方向は、図８に示すよ
うに、試験片(P) を一対の治具(23)上に渡して載せた
後、繊維配向方向(S) と圧子(24)とが平行となるように
して測定を行った。試験片(P) は厚さ０．４ｍｍ、幅３
０ｍｍ、長さ１００ｍｍのものを用い、支点間距離３０
ｍｍ、試験速度１ｍｍ／分の条件で、それぞれ１０サン
プルずつ測定を行い、その平均値を表１に示した。

【００６８】

【表１】 上記、表１測定結果より、実施例１、及び実施例２で得
られた繊維複合シートの方が、肉厚分布及び曲げ強度に
優れていることがわかる。

【００６９】これは、比較例１で得られたシートはガラ
ス繊維間に熱可塑性樹脂が含浸されていないため、カラ
ス繊維の分散状態が良くなく、その結果、厚みのバラツ
キが発生したり、ガラス繊維の分散不良箇所で強度低下
を引き起こしているものと考えられる。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、上述の次第で、本発明の請求
項１記載の繊維複合シートの製造方法によれば、多数の
連続モノフィラメントよりなる強化繊維束を、これに対
して交差する方向に配置されかつ凸状曲面Ａを有してい
て長手方向に振動する第１棒状振動部材と、該振動部材
に対して交互に配置されかつ凸状曲面Ｂを有する棒状静
止部材とに圧接させながら通過せしめるとともに、振動
している強化繊維束上に粉体状熱可塑性樹脂を連続的に
供給して、粉体状熱可塑性樹脂を各モノフィラメント相
互間に捕捉させて含浸せしめるているから、長手方向に
振動する棒状振動部材あるいは棒状静止部材とフィラメ
ントとの摩擦抵抗によって、強化繊維束の開繊性を促
し、粉体状熱可塑性樹脂及び強化繊維束が共に振動して
いるため、粉体状熱可塑性樹脂がフィラメント間に侵入
する力を補い、安定的に強化繊維束の開繊とフィラメン
ト間へ粉体状熱可塑性樹脂を侵入させることができると
いう効果を奏する。

【００７１】また、本発明の請求項２記載の繊維複合シ
ートの製造方法によれば、上記の方法において、凸状曲
面Ａを有していて長手方向に振動する第１棒状振動部材
に対して、凸状曲面Ｂを有しかつ第１棒状振動部材と同
方向でかつ逆位相に振動する第２棒状振動部材を交互に
配置し、多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維
束を、第１棒状振動部材と第２棒状振動部材とに圧接さ
せながら通過せしめているから、長手方向にかつ互いに
逆位相で振動する第１および第２棒状振動部材とフィラ
メントとの摩擦抵抗によって、強化繊維束の開繊性を大
幅に促し、粉体状熱可塑性樹脂及び強化繊維束が共に振
動しているため、粉体状熱可塑性樹脂がフィラメント間
に侵入する力を補い、安定的に強化繊維束の開繊とフィ
ラメント間へ粉体状熱可塑性樹脂を侵入させることがで
きるという効果を奏する。

【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を実施する
装置の概略側面図である。

【図２】図１の装置において使用する長手方向に振動し
ている棒状振動部材と、棒状静止部材の配置関係を示す
要部拡大斜視図である。

【図３】長手方向に振動している第１棒状振動部材と、
同方向かつ逆位相に振動している第２棒状振動部材の配
置関係を示す要部拡大斜視図である。

【図４】棒状振動部材と棒状静止部材の配置関係の一例
を示す要部拡大側面図である。

【図５】棒状振動部材と棒状静止部材の配置関係の今１
つの例を示す要部拡大側面図である。

【図６】棒状振動部材と棒状静止部材の配置関係のさら
にいま１つの例を示す要部拡大側面図である。

【図７】比較例２で用いた繊維複合シートを製造する従
来の流動床装置の概略側面図である。

【図８】本発明の実施例及び比較例で製造された繊維複
合シートの試験片の曲げ強度を測定する状態を示す概略
斜視図である。

【符号の説明】

Ｆ 強化繊維束 １ 強化繊維巻き戻しロール ２ａ 凸状曲面Ｂを有する棒状静止部材 ２ｂ 凸状曲面Ｂを有する第２棒状振動部材 ２ｃ 凸状曲面Ｂを有する第２棒状振動部材 ３ 凸状曲面Ａを有する第１棒状振動部材 ４ 粉体状熱可塑性樹脂供給装置 ５ 振動装置 ６ 加熱ロール ７ 冷却ロール ８ 引き取りロール ９ 巻き取り機

Claims (2)

【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、これに対して交差する方向に配置されかつ
   凸状曲面Ａを有していて長手方向に振動する第１棒状振
   動部材と、該振動部材に対して交互に配置されかつ凸状
   曲面Ｂを有する棒状静止部材とに圧接させながら通過せ
   しめるとともに、振動している強化繊維束上に粉体状熱
   可塑性樹脂を連続的に供給して、粉体状熱可塑性樹脂を
   各モノフィラメント相互間に捕捉させて含浸せしめる工
   程と、開繊された多数の樹脂付着連続強化繊維の熱可塑
   性樹脂を加熱溶融してシート状となし、ついでこれを冷
   却固化する工程とを含むことを特徴とする繊維複合シー
   トの製造方法。
2. 【請求項２】 凸状曲面Ａを有していて長手方向に振動
   する第１棒状振動部材に対して、凸状曲面Ｂを有しかつ
   第１棒状振動部材と同方向でかつ逆位相に振動する第２
   棒状振動部材を交互に配置し、多数の連続モノフィラメ
   ントよりなる強化繊維束を、第１棒状振動部材と第２棒
   状振動部材とに圧接させながら通過せしめる請求項１記
   載の繊維複合シートの製造方法。