JPH10217340A - ランダム配向繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強繊維がランダムに配向し、機械特性の方
向性に偏りの小さいランダム配向繊維強化熱可塑性樹脂
シートを、製造設備や製造条件の大きな変更をすること
なく、容易に製造することができる方法を提案するこ
と。 【解決手段】 補強繊維と熱可塑性樹脂とを主成分とす
る分散液を、濾材表面に供給して吸引濾過しつつ、シー
ト状のウェブを抄き取って緻密化する繊維強化熱可塑性
樹脂シートの製造方法において、供給された分散液の流
れを前記濾材表面でイレギュラーに流動させて分散液の
乱流域を形成し、該分散液のほとんどをその乱流域で吸
引濾過することを特徴とするランダム配向繊維強化熱可
塑性樹脂シートの製造方法と、その乱流域の形成が容易
に実現できる前記樹脂シートの製造装置を提案する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は補強繊維と熱可塑性
樹脂とを主成分とする分散液から抄造される繊維強化熱
可塑性樹脂シートの湿式製造方法およびその製造装置に
関し、特に、ランダムな繊維配向を有し、等方的に高い
機械特性を発揮するランダム配向繊維強化熱可塑性樹脂
シートについて提案する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂のもつ成形上の特性
を生かして樹脂の強度，剛性を改善する技術として、熱
可塑性樹脂中に高弾性率繊維を添加する複合化技術が知
られている。この複合化技術を利用して得られる繊維強
化熱可塑性樹脂複合材は、軽量化、高剛性および高衝撃
強度が要求される種々の構造部材用の素材として用いら
れる。このとき、前記樹脂複合材は、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
に成形して各種用途の構造部材に供される。特に前記樹
脂複合材を板状またはシート状に成形した，いわゆるス
タンパブルシートは、プレス機を用いる成形や大型部品
の成形に適するので、軽量化や一体成形による低コスト
化のメリット，すなわち部品点数の削減や組立工数の低
減という見地から、自動車のバンパービームやシートバ
ック、リアパッケージ、一体成形天井材等の自動車用構
造部品に広く採用されており、最近では、他の部品への
採用も拡大しつつある。

【０００３】このスタンパブルシートを製造する代表的
な方法として、抄紙技術を応用した湿式製造方法（抄紙
法）が知られている。この湿式製造方法は、水性媒体中
で補強繊維チョップと熱可塑性樹脂を分散し（分散工
程）、その分散液を多孔質支持体によって構成される濾
材上で吸引濾過して不繊布状のウェブを抄き取り（抄造
工程）、このウェブを加熱、加圧し、固化することによ
り（シート化工程）、スタンパブルシートを製造する方
法である（特公昭55−9119号公報や特開昭60−158227号
公報、特公平２−48423 号公報等参照）。

【０００４】このような湿式製造方法においては、図１
に示すような、原料調製部、ウェブ抄造部、乾燥および
巻き取り部、そしてシート化部とで構成した製造装置が
好適に用いられる。

【０００５】図１において、原料調製部には、攪拌機を
備えた分散槽１が設置され、図示しない樹脂供給手段お
よび補強繊維供給手段がその分散槽１に接続されてい
る。この原料調製部では、熱可塑性樹脂と補強繊維と
が、界面活性剤あるいは増粘剤を含む水性媒体を入れた
分散槽１中に、所定の割合で投入、攪拌され、原料液で
ある分散液が調製される。そして、調製された分散液
は、定量ポンプでくみ出され、マニホールドと呼ばれる
分配装置により多数本の多岐管に分配してウェブ抄造部
に送られる。このとき、分散液は、ライン方向上流側に
配設された供給口から、濾材とほぼ平行にライン方向下
流側に向かって供給される。

【０００６】ウェブ抄紙部には、一方向に連続的に移動
する多孔質支持体によって構成される濾材（例えば、表
裏面を貫通する細孔を有するメッシュベルト３などがあ
る）と、その濾材裏面に臨んで配置されたサクションボ
ックス４、その濾材上面に臨んで上置するヘッドボック
ス２とが配設されている。このウェブ抄紙部では、メッ
シュベルト３上に送り込まれた分散液は、減圧状態のサ
クションボックス４により吸引され、補強繊維と熱可塑
性樹脂とが熱可塑性樹脂の粒径よりも細かい目開きを有
するメッシュベルト３上でシート状に抄き取られる（濾
過される）。ここに、抄き取られた補強繊維と熱可塑性
樹脂とからなる不繊布状の混合物はウェブＷと呼ばれ
る。なお、メッシュベルト３は、表裏面を貫通する細孔
を有する多孔質支持体によって構成される濾材であり、
固形分である補強繊維および熱可塑性樹脂と水性媒体を
分離するものである。

【０００７】乾燥および巻き取り部には、メッシュベル
ト３の下流域で連ねたベルトコンベアと乾燥室５ならび
に巻き取りリールなどの巻き取り手段が設置されてい
る。ここでは、まず、抄造されたウェブＷが乾燥室５で
連続的に乾燥される。この乾燥により、ウェブＷは、水
分を除去すると共に熱可塑性樹脂の融点以上の温度を与
えてその樹脂を溶融させ、補強繊維どうしの交絡を強固
にした乾燥ウェブＷとなる。そして、この乾燥ウェブＷ
は、破断抵抗が高く形態保持性に優れているので、巻き
取り部の巻き取りリール等にてロール状に巻き取られ、
シート化部に送られる。

【０００８】シート化部には、シート化プレス６などの
成形手段が設置されている。ここでは、シート化部に送
られた乾燥ウェブＷは、裁断された後、加熱、加圧さ
れ、シート状のスタンパブルシートとなる。

【０００９】以上説明したように、原料調製部で調製さ
れた補強繊維と熱可塑性樹脂とを主成分とする分散液
は、ウェブ抄造部、乾燥および巻き取り部、そしてシー
ト化部を経て、熱可塑性樹脂が補強繊維間に十分に含浸
し補強繊維の交絡が強固なスタンパブルシートとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スタンパブ
ルシートのような繊維強化樹脂複合材は、その用途に応
じて、力学特性や衝撃特性の方向性に関する要求が異な
る。例えば、バンパービームのように特定方向に高い機
械強度を必要とする部品から、一体成形天井のように機
械強度の方向性に偏りの少ないことが求められる部品ま
で、その要求性能は多岐にわたっている。

【００１１】一方で、上記繊維強化樹脂複合材の各種特
性の方向性は、シート中の補強繊維の平面内配向状態に
強く依存することが知られている。特に、湿式法により
製造されるスタンパブルシートについては、ウェブおよ
びシート中の補強繊維の平面内配向状態は抄造工程にお
いて決定される。

【００１２】このような背景にありながら、スタンバブ
ルシートの湿式製造法において、補強繊維の平面内配向
状態をランダムにする技術については、参照すべき公知
文献が少ない。これは繊維配向のランダム化技術が困難
なこと、言い換えれば、補強繊維が不可避的に分散液の
流れの方向に沿つて配向する傾向を有することに起因す
るものと考えられる。

【００１３】これに対し従来、補強繊維が分散液の流れ
方向に沿って配向するのを抑制し、低配向状態のウェブ
を製造する技術が提案されている（特開平８−72154 号
公報参照）。この技術は、分散液の吸引濾過が行われる
メッシュベルト面を水平面に対し仰角に配置してウェブ
を製造する方法およびその製造装置に関するものであ
る。この技術によれば、仰角方向に供給された分散液
が、重力によって失速する作用によって、流れ方向に沿
った補強繊維の配向を抑制することができる。

【００１４】しかしながら、工業的規模でスタンパブル
シートを湿式製造する装置においては、前記メッシュベ
ルト面（濾材の吸引濾過面）の傾斜角を変更する作業は
それほど簡易ではない。つまり、低配向状態のウェブと
それ以外の配向状態のウェブを頻繁に作り分けるには大
きな労力を必要とするのである。したがって上記技術は
汎用性に乏しいと言わざるを得ない。

【００１５】本発明の主たる目的は、補強繊維がランダ
ムに配向し、機械特性の方向性に偏りの小さいランダム
配向繊維強化熱可塑性樹脂シートを、製造設備や製造条
件の大きな変更をすることなく、容易に製造することが
できる方法を提案することにある。本発明の他の目的
は、上記製造方法を好適に実施することができる装置を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の目的
の実現に向け鋭意研究を行った。その結果、分散液の吸
引濾過が行われる濾材（例えば、メッシュベルトのよう
な多孔質支持体）表面に、イレギュラーに流動する分散
液の乱流域を形成し、この乱れた状態の分散液を吸引濾
過することにより、補強繊維の配向度の低いウェブを製
造できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１７】すなわち、本発明は、(1) 補強繊維と熱可
塑性樹脂とを主成分とする分散液を、濾材表面に供給し
て吸引濾過しつつ、シート状のウェブを抄き取って加
熱，加圧する繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造方法に
おいて、前記濾材表面で分散液の乱流域を形成しつつ吸
引濾過することを特徴とするランダム配向繊維強化熱可
塑性樹脂シートの製造方法である。

【００１８】なお、上記(1) に記載の本発明にかかる製
造方法においては、濾材表面に供給した分散液のほとん
どを、分散液の乱流域で吸引濾過することが望ましい。
また、前記分散液の乱流域は、該分散液の供給を、多孔
質支持体によって構成される濾材表面に向けて複数方向
から行い、該分散液どうしを衝突させることにより形成
すること、あるいは濾材表面に供給した分散液をその表
面の特定の位置に滞留させ、かつその滞留部において機
械的に攪拌することにより形成することが望ましい。

【００１９】そして、上述した本発明にかかる製造方法
を好適に実施できる製造装置として本発明は、(2) 補強
繊維と熱可塑性樹脂とを主成分とする分散液を、濾材表
面に供給して吸引濾過しつつ、シート状のウェブを抄き
取って加熱，加圧する繊維強化熱可塑性樹脂シートの製
造装置において、前記濾材表面に分散液を供給する分散
液供給口を、ライン方向に沿って複数箇所に配設したこ
とを特徴とするランダム配向繊維強化熱可塑性樹脂シー
トの製造装置を提案する。

【００２０】なお、上記(2) に記載の本発明にかかる製
造装置において、前記分散液供給口は、供給口のうちの
少なくとも２箇所から供給される分散液が濾材表面で衝
突するように配置されていることが望ましい。

【００２１】また本発明は、(3) 補強繊維と熱可塑性樹
脂とを主成分とする分散液を、濾材表面に供給して吸引
濾過しつつ、シート状のウェブを抄き取って加熱，加圧
する繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造装置において、
濾材表面で前記分散液を機械的に攪拌する機構を設けた
ことを特徴とするランダム配向繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートの製造装置を提案する。

【００２２】なお、上述した本発明において、形成され
たウェブをメッシュベルトあるいはベルトコンべアによ
って搬送していく方向をライン方向と称する。また、ラ
イン方向の前方側を下流側、その反対の後方側を上流側
と称する。

【００２３】

【発明の実施の形態】さて、繊椎強化熱可塑性樹脂シー
トの補強繊維の平面内配向の程度を表すパラメータとし
て、配向指標Ｊm （参考文献：「長繊維集合体の繊維影
情報を用いた繊維配向角分布の測定」矢口・鬼海・越本
・北候・玉川、第39回塑性加工連合講演会No.233、198
8）を使用することができる。これは、スタンパブルシ
ートのような個々の繊維の識別が困難な材料について、
その軟Ｘ線像の濃度情報を画像処理することによって、
繊維配向角分布を求めるものである。ここで、Ｊm ＝＋
１は基準軸方向に全補強繊維が一方向配向、０は完全ラ
ンダム配向、−１は基準軸と直角方向に全補強繊維が一
方向配向、であることを示す。

【００２４】本発明では、上記Ｊm 値が−0.1 〜0.1 、
より好ましくは−0.05〜0.05の値を示す繊維強化熱可塑
性樹脂シートをランダム配向材と定義する。Ｊm 値がこ
の範囲内にある製品シートは、力学特性の比（ライン方
向の強度／ライン方向に直角方向の強度）が 0.8〜1.3
を示すことが明らかであり、実質的に等方性を有するラ
ンダム配向材といえるからである。ただし、配向指標Ｊ
m の絶対値が0.1 以内の材料というのは、実用上ほぼ完
全なランダム配向材といえるものであり、その範囲を多
少逸脱する材料も、実際の使用においてはランダム配向
材として許容される場合がある。

【００２５】本発明の方法は、補強繊維がランダムに配
向した繊維強化熱可塑性樹脂シートを製造するために、
濾材表面に分散液の乱流域を形成させることが重要であ
る。ここでいう乱流域とは、化学工学的定義での乱流を
指すのではなく、流れが実質的に無方向になっている状
態をいう。この分散液の乱流域中では、補強繊維はもは
や特定方向に揃って配列することができなくなり、無方
向即ちランダムな配列状態となる。このような状態の分
散液を吸引濾過することで、ランダム配向ウェブが製造
されるのである。

【００２６】また、本発明の方法において、上記乱流域
の形成によって実現された補強繊維のランダム配列状態
を、より確実にウェブに反映させるためには、濾材表面
に供給した分散液のほとんど、即ち分散液量の65体積％
以上、好ましくは80体積％以上を、分散液がイレギュラ
ーに流動する前記乱流域で吸引濾過することが望まし
い。

【００２７】特に、連続抄造条件下では、濾材表面の吸
引開始部分の近傍（上流側の濾材表面）で、分散液の乱
流域を形成し、供給した分散液のほとんどをその乱流域
で吸引濾過するのが有効である。前記吸引開始部分で
は、常にウェブが形造られていないバージン面が出現す
るので、通液抵抗が最小であり、分散液の吸引濾過が最
も容易に行われる。その結果、この部分では分散液中の
補強繊維の無方向な配列状態が有効にウェブに反映され
るからである。

【００２８】また、連続抄造条件下では、乱流域の形成
された部分で分散液をより多く吸引するために、濾材表
面の吸引量分布を制御することが有効である。具体的に
は、図２に示すように、サクションボックス４を複数の
小室（4a〜4f）に分割し、その各室の減圧度を制御する
方法である。例えば、乱流域の形成されていない部分の
サクションボックス４の小室の減圧度をほとんど零にし
て実質的に吸引を停止することで、供給した分散液のほ
とんどを乱流域部分で吸引濾過することができる。その
他、上記小室の減圧度を制御する方法として、乱流域の
形成されていない部分のサクションボックス４の小室の
吸引開口に封印部を設置するなどの閉塞手法を用いるこ
とができる。

【００２９】このような本発明の方法において、分散液
の乱流域は、該分散液の供給を、多孔質支持体によって
構成される濾材表面に向けて複数方向から行い、該分散
液どうしを衝突させることにより形成することが望まし
い。例えば、図２に示すように、分散液を、ライン方向
の下流側（実線矢符号Id）ないし中流側（実線矢符号I
m）から上流方向に向けて、また上流側（実線矢符号I
u）から下流方向に向けて、それぞれメッシュベルト上
に供給し、分散液どうしを衝突させる方法である。この
分散液どうしの衝突により、分散液流の流速方向への運
動エネルギーが乱れの運動エネルギーに変換され、補強
繊維を無方向な配列状態にするだけの乱流域が容易に形
成されるのである。

【００３０】また、分散液の乱流域は、濾材表面に供給
した分散液をその表面の特定の位置に滞留させ、かつそ
の滞留部において機械的に攪拌することにより形成する
ことも有効である。ここで、前記攪拌は、堆積するウェ
ブに損傷を与えない程度に攪拌体を濾材表面に近づけて
行うことが望ましい。その攪拌体としては、種々の形状
のものを選択し得るが、攪拌により補強繊維が絡み付く
ような形状、例えば鋭利な突起等を有する形状のものは
避けるべきである。

【００３１】なお、本発明のランダム配向繊維強化熱可
塑性樹脂シートを構成する補強繊維としては、ガラスや
金属、炭素繊維等の無機繊維、または有機繊維等を、単
独または二種類以上を組み合わせて使用することが望ま
しい。なかでも、価格、特性のバランスからガラス繊維
が最も好ましい。この補強繊維は、分散媒体中で良好に
分散させるために表面処理を施すことが望ましい。この
補強繊維の繊維長は、数ミリから数十ミリ、好ましくは
６〜50mmであることが望ましい。繊維長が短すぎると十
分な補強効果が得られず、一方、繊維長が長すぎるとウ
ェブおよびシート中での繊維の分散が悪くなるからであ
る。

【００３２】また、本発明のランダム配向繊維強化熱可
塑性樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂としては、ポリ
エチレンやポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステ
ル、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂等の樹脂を、粉末や
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とが望ましい。

【００３３】上記補強繊維と上記熱可塑性樹脂との配合
比は、重量比で20／80から70／30となるようにすること
が望ましい。この理由は、補強繊維を過剰に配合する
と、熱可塑性樹脂が均一に繊維中に含浸しにくくなると
ともに、ウェブおよびシート中での繊維の分散が悪くな
る傾向を示す。一方、補強繊維を過少に配合すると、補
強繊維の補強効果が低下してしまうからである。

【００３４】上記補強繊維と上記熱可塑性樹脂とを分散
させる分散媒体としては、界面活性剤や増粘剤を水に添
加し泡たてたものを好適に用いることができる。上記補
強繊維、上記熱可塑性樹脂以外にも、本発明のランダム
配向繊維強化熱可塑性樹脂シートを構成する成分とし
て、酸化防止剤や耐光剤、耐候剤、着色剤等の添加剤を
同時に添加することができる。

【００３５】次に、本発明にかかる繊維強化熱可塑性樹
脂シー卜の湿式製造装置の一実施形態を図１および図２
に基づいて説明する。図１は、前述したように、原料調
製部、ウェブ抄造部、乾燥および巻き取り部、そしてシ
ート化部とで構成した既知の湿式製造装置を示す概略図
である。この図に示す湿式製造装置は、補強繊維と熱可
塑性樹脂とを主成分とする分散液を調製する分散槽１を
設置した原料調製部と、前記分散槽１から濾材３表面に
供給した分散液を吸引濾過して抄き取る手段を具えたウ
ェブ抄造部と、抄き取ったシート状のウェブＷを乾燥し
て巻き取る手段を具えた乾燥および巻き取り部と、そし
てその乾燥ウェブＷをシート化する手段を具えるシート
化部とからなる繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造装置
である。

【００３６】本発明の製造装置は、上記湿式製造装置に
おいて、補強繊維が容易にランダム配向できるように、
装置構成を大幅に変更することなくウェブ抄造部のみを
改善したものである。すなわち、本発明の製造装置は、
ウェブ抄造部において、前記濾材３表面に分散液を供給
する分散液供給口を、ライン方向に沿って複数箇所に配
設したことを特徴とする。特に、この分散液供給口は、
供給口のうちの少なくとも２箇所から供給される分散液
が濾材３表面で衝突するように配置されていることが望
ましい。また、上記分散液供給口としては、分散液の供
給方向を任意に制御できるものを用いることができる。

【００３７】これにより、上記分散液供給口を介して相
対する複数方向から供給された分散液は、濾材３表面で
互いに衝突し、補強繊維を無配向な配列状態にするだけ
の乱流域を容易に形成することになる。そして、その乱
流域で分散液のほとんどを吸引濾過することにより、補
強繊維のランダム配向状態を確実にウエブＷに反映する
ことが可能になる。

【００３８】例えば、図２は、本発明方法の実施形態を
説明する湿式製造装置の要部概略図である。この図に示
すように、分散液供給口は、ライン方向の下流側（実線
矢符号Id）ないし中流側（実線矢符号Im）から上流方向
に向けて、また上流側（実線矢符号Iu）から下流方向に
向けて、分散液がそれぞれメッシュベルト３上に供給さ
れるように、ウェブ抄造部に配設されている。

【００３９】本発明の製造装置は、ウェブ抄造部におい
て、濾材３表面で分散液を機械的に攪拌する機構を設け
た点に他の特徴がある。これにより、濾材３表面に供給
した分散液をその表面の特定の位置に滞留させ、かつそ
の滞留部において上記攪拌機構を用いて機械的に攪拌す
ることにより、補強繊維を無配向な配列状態にするだけ
の乱流域が容易に形成される。そして、その乱流域で分
散液のほとんどを吸引濾過することにより、補強繊維の
ランダム配向状態を確実にウエブＷに反映することが可
能になる。

【００４０】ここで、前記攪拌機構は、堆積するウェブ
Ｗに損傷を与えない程度に攪拌体を濾材３表面に近づけ
て行う機構を有するものを用いることが望ましい。その
攪拌体としては、種々の形状のものを選択し得るが、攪
拌により補強繊維が絡み付くような形状、例えば鋭利な
突起等を有する形状のものは避けるべきである。例え
ば、図３に示すような形状の攪拌体が好適に用いられ
る。

【００４１】

【実施例】図１は、繊維強化熱可塑性樹脂シート（以下
「スタンパブルシート」という）の湿式製造装置を示す
概略図である。この図に示す湿式製造装置において、 (1) まず、分散槽１内では、界面活性剤を含む水中に、
不連続補強繊維としてのガラス繊維と熱可塑性樹脂とし
てのポリプロピレンを所定の割合で投入し、攪拌するこ
とにより、分散液が調製される。

【００４２】(2) 次に、一方向に連続的に移動するエン
ドレスのメッシュベルト３上では、分散槽１前記(1) で
調製した分散液が供給され、メッシュベルト３の裏面に
臨んで配設されたサクションボックス４にて吸引濾過す
ることにより、ガラス繊維とポリプロピレンがメッシュ
ベルト３上に着乗してなるウェブＷが抄造される。

【００４３】なお、サクションボックス４は、図１に示
すようにライン方向上流側から下流側へ向かって第１室
〜６室までの６個の小室に分割されている。また、各小
室は同系統の吸引配管で結ばれており、減圧度を制御す
るためのサクションバルブＶが設置してある。即ち、サ
クションバルブＶの開度で、各小室の分散液吸引量を調
節することができる。

【００４４】(3) そして、上記(2) で得たウェブＷを乾
燥機５で乾燥し、必要に応じてコイル状に巻き取った。
こうして乾燥したウェブＷは、シート化部６で210 ℃、
３kg／cm² の条件で加熱加圧し、次いで20℃、３kg／cm
² の条件で冷却固化させてスタンパブルシートにした。

【００４５】以下、各実施例を図１および図２を参照し
て説明する。 （実施例１−１） (1) 図１に示す分散槽１において、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％の水溶
液を攪拌して発泡液とし、この発泡液中に、直径11μｍ
で平均長さ25mmのガラス繊維と平均粒径 0.9mmの粒状ポ
リプロピレンを添加して攪拌し、分散させて発泡分散液
を調製した。このとき、スタンパブルシート中のガラス
繊維含有量が40重量％になるようにガラス繊維とポリプ
ロピレンの量を調整した。

【００４６】(2) 前記(1) で調製した分散液を、サクシ
ョンボックス４の第１室4aの直上に位置するメッシュベ
ルト３上に向けて、図２に示す、ライン方向下流側より
矢符号Ｉd のように、またライン方向上流側より矢符号
Ｉu のように供給し、両液流を衝突させた。そして、メ
ッシュベルト３（濾材の吸引濾過面）のライン方向への
仰角（以下、単に「濾材の傾斜角」と称する）を０°
（水平）に設定し、サクションボックス４の６個の小室
の全てのサクションバルブＶを全開にして、分散液の吸
引濾過を実施した。このとき、供給液流の衝突により分
散液の乱流領域が形成された第１室4a直上での分散液の
吸引量は全供給液量の65体積％であった。

【００４７】(3) このようにして、目付量1000ｇ／m²の
ウェブＷの抄造を行い、得られたウェブＷを乾燥した
後、加熱加圧し、次いで冷却固化させてスタンパブルシ
ートを製造した。製造したシートについて繊維の配向を
Ｊm 値で評価した。その結果を表１に示す。

【００４８】（実施例１−２〜５）濾材の傾斜角を、表
１に記載のように種々調整したこと以外は、実施例１−
１と同様にしてウェブＷの抄造を行い、スタンパブルシ
ートを製造した。こうして製造したシートについて繊維
配向評価した結果を表１に併せて示す。

【００４９】（実施例２−１）サクションボックス４の
６個の小室のサクションバルブＶの開度を以下のように
設定したこと以外は、実施例１−１と同様にしてウェブ
Ｗの抄造を行い、スタンパブルシートを製造し、繊維配
向を評価した。その結果を表１に併せて示す。このと
き、供給液流の衝突により分散液の乱流領域が形成され
る第１室4a直上での分散液の吸引量は全供給液量の80体
積％以上であった。 サクションバルブＶの開度：第１室4a＝ 100％、第２室
4b＝20％、第３室4c＝20％、第４室4d，第５室4e，第６
室4f＝０％

【００５０】（実施例２−２〜５）濾材の傾斜角を、表
１に記載のように種々調整したこと以外は、実施例２−
１と同様にしてウェブＷの抄造を行い、スタンパブルシ
ートを製造した。製造したシートについて繊維配向をＪ
m 値で評価した結果を表１に併せて示す。

【００５１】（実施例３−１） (1) 実施例１−１(1) と同様にして調製した分散液を、
サクションボックス４の第２室4bの直上に位置するメッ
シュベルト３上に向けて、図２に示す、ライン方向下流
側より矢符号Ｉd のように、またライン方向上流側より
矢符号Ｉu のように供給し、両液流を衝突させた。そし
て、濾材の傾斜角を０°（水平）に設定し、またサクシ
ョンボックス４の６個の小室のサクションバルブＶの開
度を以下のように設定して、分散液の吸引濾過を実施し
た。このとき、供給液流の衝突により分散液の乱流領域
が形成された第２室4b直上での分散液の吸引量は全供給
液量の80体積％であった。 サクションバルブＶの開度：第１室4a＝０％、第２室4b
＝ 100％、第３室4c＝20％、第４室4d＝20％、第５室4
e，第６室4f＝０％

【００５２】(2) このようにして、目付量1000ｇ／m²の
ウェブＷの抄造を行い、得られたウェブＷから実施例１
−１(3) と同様にしてスタンパブルシートを製造し、繊
維配向を評価した。その結果を表１に併せて示す。

【００５３】（実施例３−２〜５）濾材の傾斜角を、表
１に記載のように種々調整したこと以外は、実施例３−
１と同様にしてウェブＷの抄造を行い、スタンパブルシ
ートを製造した。こうして製造したシートについて繊維
配向を評価した結果を表１に併せて示す。

【００５４】（実施例４−１） (1) 実施例１−１(1) と同様にして調製した分散液を、
サクションボックス４の第２室4bの直上に位置するメッ
シュベルト３上に向けて、図２に示す、ライン方向下流
側より矢符号Ｉm のように、またライン方向上流側より
矢符号Ｉu のように供給し、両液流を衝突させた。そし
て、濾材の傾斜角を０°（水平）に設定し、またサクシ
ョンボックス４の６個の小室のサクションバルブＶの開
度を以下のように設定して、分散液の吸引濾過を実施し
た。このとき、供給液流の衝突により分散液の乱流領域
が形成された第２室4b直上での分散液の吸引量は全供給
液量の80体積％であった。 サクションバルブＶの開度：第１室4a＝０％、第２室4b
＝ 100％、第３室4c＝20％、第４室4d＝20％、第５室4
e，第６室4f＝０％

【００５５】(2) このようにして、目付量1000ｇ／m²の
ウェブＷの抄造を行い、得られたウェブＷから実施例１
−１(3) と同様にしてスタンパブルシートを製造し、繊
維配向を評価した。その結果を表１に併せて示す。

【００５６】（実施例４−２、３）濾材の傾斜角を、表
１に記載のように種々調整したこと以外は、実施例４−
１と同様にしてウェブＷの抄造を行い、スタンパブルシ
ートを製造した。こうして製造したシートについて繊維
配向を評価した結果を表１に併せて示す。

【００５７】（実施例５−１）実施例１−１(1) と同様
にして調製した分散液を、メッシュベルト３上に向け
て、図２に示す、ライン方向上流側より矢符号Iuのよう
に供給した。そして、濾材の傾斜角を15°に設定し、サ
クションボックス４の第１室4aに接したメッシュベルト
３の20mm上側に、図３に示すような攪拌体を、ライン方
向と垂直でメッシュベルト３の吸引濾過面と平行な方向
に配置し、回転攪拌させながら分散液の吸引濾過を実施
した。上記以外のことは、実施例１−１と同様にしてス
タンパブルシートを製造し、繊維配向を評価した。その
結果を表１に併せて示す。

【００５８】（実施例５−２〜３）濾材の傾斜角を、表
１に記載のように種々調整したこと以外は、実施例５−
１と同様にしてウェブＷの抄造を行い、スタンパブルシ
ートを製造した。こうして製造したシートについて繊維
配向を評価した結果を表１に併せて示す。

【００５９】（比較例１） (1) 実施例１−１(1) と同様にして調製した分散液を、
メッシュベルト３上に向けて、図２に示す、ライン方向
上流側より矢符号Iuのように供給した。そして、濾材の
傾斜角を０°（水平）に設定し、またサクションボック
ス４の６個の小室の全てのサクションバルブＶを全開に
して、分散液の吸引濾過を実施した。

【００６０】(2) このようにして、目付量1000ｇ／m²の
ウェブＷの抄造を行い、得られたウェブＷから実施例１
−１(3) と同様にしてスタンパブルシートを製造し、繊
維配向を評価した。その結果を表１に併せて示す。

【００６１】（比較例２〜５）濾材の傾斜角を、表１に
記載のように種々調整したこと以外は、比較例１と同様
にしてウェブＷの抄造を行い、スタンパブルシートを製
造した。こうして製造したシートについて繊維配向を評
価した結果を表１に併せて示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、濾
材の傾斜角などの製造設備や製造条件の大きな変更をす
ることなく、低配向もしくはランダムな繊維配向を有
し、かつ等方的に高い機械特性を発揮するランダム配向
繊維強化熱可塑性樹脂シートを容易に製造することがで
きる。これにより、本発明で得られるランダム配向繊維
強化熱可塑性樹脂シートは、プレス機を用いる大型成形
品で、高剛性で、かつ機械特性の方向性に偏りのないこ
とが要求される構造部材、例えば自動車の一体成形天井
内装基材等に好適に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維強化熱可塑性樹脂シー卜の湿式製造装置を
示す概略図である。

【図２】本発明方法の実施形態を説明する湿式製造装置
の要部概略図である。

【図３】本発明の実施例に使用した攪拌体を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ 分散槽 ２ ヘッドボックス ３ メッシュベルト（濾材） ４ サクションボックス ５ 乾燥室 ６ シート化プレス Ｗ ウエブ Ｖ サクションバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 7:00 (72)発明者 吉川 文明 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 (72)発明者 川村 康行 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内

Claims (7)

【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主成分とす
   る分散液を、濾材表面に供給して吸引濾過しつつ、シー
   ト状のウェブを抄き取って加熱，加圧する繊維強化熱可
   塑性樹脂シートの製造方法において、 前記濾材表面で分散液の乱流域を形成しつつ吸引濾過す
   ることを特徴とするランダム配向繊維強化熱可塑性樹脂
   シートの製造方法。
2. 【請求項２】 濾材表面に供給した分散液のほとんど
   を、分散液の乱流域で吸引濾過することを特徴とする請
   求項１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】 前記分散液の乱流域は、該分散液の供給
   を、多孔質支持体によって構成される濾材表面に向けて
   複数方向から行い、該分散液どうしを衝突させることに
   より形成することを特徴とする請求項１または２に記載
   の製造方法。
4. 【請求項４】 前記分散液の乱流域は、濾材表面に供給
   した分散液をその表面の特定の位置に滞留させ、かつそ
   の滞留部において機械的に攪拌することにより形成する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
5. 【請求項５】 補強繊維と熱可塑性樹脂とを主成分とす
   る分散液を、濾材表面に供給して吸引濾過しつつ、シー
   ト状のウェブを抄き取って加熱，加圧する繊維強化熱可
   塑性樹脂シートの製造装置において、 前記濾材表面に分散液を供給する分散液供給口を、ライ
   ン方向に沿って複数箇所に配設したことを特徴とするラ
   ンダム配向繊維強化熱可塑性樹脂シートの製造装置。
6. 【請求項６】 前記分散液供給口は、供給口のうちの少
   なくとも２箇所から供給される分散液が濾材表面で衝突
   するように配置されていることを特徴とする請求項５に
   記載の製造装置。
7. 【請求項７】 補強繊維と熱可塑性樹脂とを主成分とす
   る分散液を、濾材表面に供給して吸引濾過しつつ、シー
   ト状のウェブを抄き取って加熱，加圧する繊維強化熱可
   塑性樹脂シートの製造装置において、 濾材表面で前記分散液を機械的に攪拌する機構を設けた
   ことを特徴とするランダム配向繊維強化熱可塑性樹脂シ
   ートの製造装置。