JPH0347740A - 繊維強化プラスチックシート及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は熱可塑性又は熱硬化性プラスチックとガラス
繊維などの高弾性率を有する繊維状補強材とを複合した
繊維強化プラスチックシートおよびその製造法に関する
。

〔従来の技術］ 熱可塑性プラスチックと繊維状補強材とを複合したプラ
スチックシートには従来から多くの種類がある。大別す
ると以下の通りである。

■ガラスなどの繊維と熱可塑性プラスチックと押出機内
のスクリューにより溶融混合し、Ｔダイスによりシート
状に押出すもの。

■ガラス繊維などの連続繊維マットと繊維シートを積層
したもの（特公昭５４−３６１９３号公報等）。

■非連続繊維のチョツプドストランドマットやサーフェ
シングマットと樹脂シートを積層したもの（特公昭５１
−１４５５７号公報等）。

■樹脂パウダーとガラス繊維などのチョツプドストラン
ドと水中などでスラリー状にして混合した後、脱水・乾
燥し、加熱加圧してシート状にするもの（特開昭６０−
１５８２２８号公報等）。

■樹脂パウダーとガラス繊維などのチョツプドストラン
ドを気相中で開繊混合し、得られた綿状混合物を加熱加
圧してシート状にするもの（特公昭６４−６２２７号公
報、特開昭５９−４９９２９号公報等）。

■樹脂パウダーとチョツプドストランドを未開繊の状態
で混合し、加熱加圧してシート状にするものく特公昭５
１−２０５５０号公報等）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術の内、■は、押出機内のスクリューにより
強化繊維のほとんどが１ｍ＋ａ以下の長さで切断される
ためプラスチックへの補強効果、特に耐衝撃強度が充分
でない。

■は、従来量も一般的なタイプであるが、繊維が連続で
あるために、シートを加熱して任意の金型形状に圧縮成
形などによる成形を行う際、繊維の流動が充分でなかっ
た。このため、リプなどの複雑な形状を成形しても、リ
プ内に繊維が充填されにくい欠点がある。

■は、シートの原料として繊維加工品であるマットを使
用する点で高価にならざるを得ない。この点では■も同
様である。また通常、チョツプドストランドマットやサ
ーフェシングマットはマット形状を保持するために繊維
にバインダーを塗布して繊維同志を接着しているので、
シート成形時の繊維流動性が悪く、・■と同様の欠点を
有している。

■は、繊維と水中で単繊−維に開繊し、樹脂パウダーと
混合するもので、プラスチックシート中に非連続（７〜
５０■程度）単繊維が均一に分散しているため、シート
を任意の形状に成形した後の成形品外観が優れている。

また、複雑な形状部位にも繊維が充填される点で優れて
いる。しかし、このシートは繊維が単繊維がからみ合っ
た形態をもっているため、成形時に樹脂とともに繊維を
任意の形状に流動させる際、大きな流動抵抗を発生し、
結果として成形には大きな圧力が必要となる。または、
シートが金型末端まで流動できずショートする場合もあ
る。

■のシートの他の問題点は、繊維が単繊維であるために
、耐衝撃強度が低いことである。

製造法に関して考えると、■は水中で混合するため、混
合後、多量の水分を除き（脱水）、乾燥する工程が必要
となり、コスト的に不利である。

■は■と同様に非連続繊維と樹脂パウダーを使用するが
、その混合方法が気相中で行われる点で異なっている。

このため、脱水、乾燥工程が不要で、■よりも工程の少
ない製造法である。

しかし、■のシートは、開繊した繊維をプラスチックに
分散させている点で■と同じ欠点、即ち、流動抵抗が大
きく成形圧力が高い、及び耐衝撃強度が低いなどの欠点
を有している。また、開繊され単繊維は毛球状となって
おり、樹脂パウダーと繊維を混合したものは、繊維が三
次元的にランダム配向している。このためこの混合物を
シート化したものを成形時シートを樹脂の融点以上に加
熱すると繊維のスプリングバックのためシートは膨張し
、繊維が表面に突出して成形品外観を悪くする。

また■の方法では繊維が未開繊のままシート表面付近に
存在するため成形品外観が悪い欠点があった。

本発明は■〜■の従来技術がもつ問題点を総合的に解決
して、表面外観が優れ、成形時の流動性が良く、複雑形
状部への繊維が充填し、耐衝撃性などの機械的特性に優
れる繊維強化プラスチックシートを安価に提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、繊維強化プラスチックシート内の繊維分布
をシート厚方向に関して、一方の表面付近には単繊維（
モノフィラメント）、他方の表面付近には集束繊維（ス
トランド）が存在し、かつ繊維の形態がシート厚方向に
単繊維状態から集束繊維状態へ連続的に変化するように
分布させることによって解決される。

原料として使用する繊維は、数百本から数千本の単繊維
が集束された安価な非連続繊維（所謂チョツプドストラ
ンド）か、連続繊維を予め任意の長さにカットして用い
る。繊維の長さは通常３〜５０鵬程度が適当である。繊
維の種類はプラスチックシートの用途によって選択され
るほか樹脂を加熱加圧する工程に耐える耐熱性を有する
ことも必要である。繊維の例としてガラス繊維、炭素繊
維、金属繊維、石綿、アラミド繊維等の合成繊維、パル
プ、木綿等を挙げることができる。

シート厚方向に繊維を単繊維状態から集束繊維状態に連
続的に変化させて分布するためには次のようにする。

まず、所定の長さにカットされた集束繊維（以下チョツ
プドストランドと略）をそのまま、又は混合機などによ
り予め開繊させたものを原料として使用する。開繊の程
度は任意に決定できるが、チョツプドストランドの少な
くとも一部が、好ましくは５０ｗ　ｔ％以上がモノフィ
ラメントになっていない未開繊の状態であることが重要
である。一部が開繊されてモノフィラメントから集束繊
維状態のものまでが好ましい混合状態にあるときはスリ
ット、ベルトコンベアなど一定速度で供給できる手段を
用いてそのまま繊維を分離積層する工程に供給すること
ができる。一方未開繊であったり、開繊程度が不充分な
場合には繊維を分離積層する際にスパイクのついた回転
ドラムなどを利用して一部がモノフィラメント状になる
まで開繊する。

次に、このチョツプドストランドを用いて繊維の不織布
を製作する。この工程が本発明の最も重要な点である。

チョツプドストランドを例えばエアとともに、任意の幅
を有するスリットから空気中に送り出すか望ましくはチ
ョツプドストランドを多数のスパイク状の突起のついた
回転するドラム表面に連続的に押しつけて、空気中に送
り出す。

空気中に放出されたチョツプドストランドをその下を連
続的に移動するコンベア上に積層させる。

このときチョツプドストランドがスリット又は回転ドラ
ムから放出される方向と移動するコンベアとのなす角度
を９０＠（垂直）ではなく、０〜９０゜特に、１０〜８
０°、の間に設定するのが望ましい。

この積層の厚み、目付量軸／が）は繊維を積層するコン
ベアの速度又は放出する繊維の量を変えることにより任
意に変化させることができる。また、作製した不織布を
多段に積みかさねて用いることもできる。

繊維不織布がコンベア上に積層を開始する位置から積層
が完了する位置までの間で、樹脂パウダーをコンベア上
方から散布し、繊維不織布中に樹脂パウダーを必要量介
在させることができる。この場合、次で述べる樹脂パウ
ダーの散布、または樹脂シートの積層を省略することが
できる。

走行するベルトコンベアは放出されたチョツプドストラ
ンドが均一に積層していくためにベルトは通気性のある
構造のものがよく、例えばメッシェコンベア、すのこ状
コンベアなどが好ましい。

コンベアに通気性がないとエアとともに運ばれてきた繊
維がコンベア上で乱れてしまい均一な層を形成しないこ
とがある。

以上の工程により作製した繊維不織布を熱可塑性樹脂と
複合化して強化プラスチックシートにするためには繊維
不織布の上下に樹脂ペレット又は樹脂パウダーを均一に
散布するか、望ましくはシート状溶融樹脂又は樹脂シー
トを不繊布上下に積層した後、加熱加圧して一体化させ
る。この加熱温度は樹脂の融点又は軟化点以上である必
要がある。

樹脂の種類は特に限定されないが、例としてポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−７”ロビレン
共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エ
チレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、メタクリ
ル樹脂、これらを含むブレンド樹脂などの熱可塑性樹脂
、及びフェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等の
熱硬化性樹脂を挙げることができる。

樹脂と繊維との割合は樹脂１００重量部に対し通常繊維
が１〜４００重量部程度であり、特に５〜２００重量部
程度であることが多い。

シートの厚さは通常１〜１０ｍｍ程度であり、そのまま
シート状で壁材、床材などとして使用することもでき、
またいわゆるスタンパブルシートとして任意の形状に成
形して使用することもできる。

〔作用〕

本発明の繊維強化プラスチックシートを製造する際には
一部開繊された繊維の下方を連続的に走行するコンベア
に対し、任意の角度（垂直以外）をもって放出されるが
、ここで重量の重い繊維、即ち未開繊状態のものは放出
された位置から近い場所に落ち、重量の軽い繊維即ち開
繊されモノフィラメントに近いもの程遠くまで飛んで落
ちる。こうして繊維の形態による重量差によって連続的
に落下する位置が変化する この工程が連続して行われ、コンベアが常に一方向に移
動していると、結果として繊維は下方が未開繊で上方が
開繊となる傾斜材的構造を有する層を形成する。

そして、この積層体は繊維同志の互いのからみ合いによ
る弱い結合力をもつ不織布となる。従ってバインダー塗
布やニードルパンチなどの加工をせずに使用できる。

本発明のシートの表面外観については、シートの表面付
近にはモノフィラメントまたはそれに近い開繊された繊
維が、シート表面と平行の向きに配置されている。シー
ト表面と平行の向きとは、はとんどの繊維が不織布の段
階で整然と積層されていることを意味し、シート表面と
垂直の向き即ち不織物の厚み方向を向いている繊維がほ
とんどないことである。従って、従来技術■や■のよう
な集束されたままの繊維束が成形品表面に露出したりす
ることがない。また繊維が表面と平行の向きに２次元的
に配置されているため、従来技術■のような成形前加熱
時にシート厚み方向へ繊維がスプリングバックして表面
に突出することもない。

また、表面と平行方向に開繊繊維が均一に分散している
ため従来技術■のように毛球状混合物を並べたものに比
べ、平滑性に優れている。

また、成形時の材料流動性については、樹脂の流動特性
（例えば溶融粘度）と繊維の形状（繊維長、開繊程度等
）とによって決定される。そこで同一樹脂で比較する。

本発明品ではシートの表面より内側には、未開繊のチョ
ツプドストランドが配置されているため、従来技術■■
のようなすべての繊維がモノフィラメントになっている
ものに比べ流動抵抗が小さく流動性が良い。また、本発
明では、従来技術■のような繊維不織布の形状を保持す
るためのバインダーを使用していないため、繊維は樹脂
とともに自由に流動できる。

複雑形状部への繊維充填性については、本発明品では繊
維として非連続（３〜５０ｍｍ長）のものを使用するた
め、従来技術■のような連続繊維マットを使用したもの
に比べ繊維同志のからみ合いが少なく、樹脂と繊維が一
体となって流動する。このためリブなどの複雑な形状部
へも繊維が充填される。従来技術■のようなバインダー
を使用したものと比較しても同様である。

機械的特性については、本発明品では強化材として使用
する繊維は３〜５０ｍｍの長さを有し、樹脂と複合化さ
れシート状になっても繊維長はほとんど変わらない。即
ち繊維のアスペクト比（繊維長／ｍｍ径径は高いままに
保たれている。このため、従来技術■のような、スクリ
ューによる溶融押出で製造したシート（繊維長が１ｍ以
下に切断されている）に比べて機械的強度特に耐衝撃強
度が優れている。耐衝撃強度に関しては、経験的にモノ
フィラメントよりも未開繊チョツプドストランドを強化
材とした方が耐衝撃強度が高いことが知られている（参
考文献プラスチックｖｏ１．１７　Ｎｏ、１０゜ｐｌＯ
）。これは衝撃エネルギーの伝播および吸収のメカニズ
ムが異なるためと考えられる０本発明品では、シートの
表面付近の繊維は開繊されているが、シート内部では未
開繊繊維が残っており、この構造により、従来技術■■
のような開繊タイプのシートよりも耐衝撃強度が高い。

また、従来技術■のような未開繊繊維のみを強化材とす
るシートは、繊維と接触する樹脂の面積が小さく、補強
効果特に曲げ強さ、曲げ弾性率などの曲げ特性が低いこ
とが知られている。これに対し、本発明品では、曲げ特
性に有効なシートの表面付近に開繊した繊維を配置する
ことができるので、充分な曲げ強度を有する。

本発明品では、原料として安価に市販されている繊維の
チョツプドストランドを使用するため、従来技術■■の
ような高価な繊維不織布（マット）を使う場合に比べ安
価に製造できる。

また、従来技術■のような脱水・乾燥工程も不要である
ため製造プロセスが簡単で製造コストも安価である。

〔実施例〕

実施例１ 富士ファイバーグラス製チョツプドストランドＦ　Ｅ　
Ｓ　−１３−１２５２Ｍ　（繊維長１３ｍｍ、繊維径１
１−１集束本数８００本）を三井三池化工機製ヘンシェ
ルミキサーＦＭ７５Ｊに投入し、ＺｏＳｏ羽根の周速的
４０ｍとなる回転数で３分間撹拌した。この結果、ガラ
ス繊維の約５重量％がモノフィラメント、約５０重量％
が未開繊、他がその中間の開繊状態にあるガラス繊維を
得た。

このガラス繊維を第２図に示す単弐整綿機（中央線機製
作所）により第１図に示すガラス繊維不織布を以下のよ
うに作製した。まず、上記ガラス繊維１を竹製すのこコ
ンベア２に均一に乗せ、木製加圧ロール３及びスチール
製噛込みロール４を通して定量的に回転するスパイクシ
リンダー５にフィードする。シリンダー径は５１３　ｍ
ｍφ、回転数ハロ００ｒｐｍ、シリンダー表面にはテー
カイン針布と呼ばれる針状突起を有する布が巻いである
。

フィードされたガラス繊維はシリンダー表面の針状スパ
イクにより更に開繊されながら、図中矢印の方向に移動
する竹製すのこコンベア６に向がってシリンダーの回転
による遠心力によって下方に放出される。ガラス繊維１
の内、集束本数の多いもの即ち開繊されていないものは
放出された位置７の真下付近に落ち、次にやや開繊され
た繊維束が７より図中右側の位置に落ち、モノフィラメ
ント又はそれに近くまで開繊された繊維は最も右側まで
飛んで落ちる。このようにして積層され互いにからみ合
いながらガラス繊維不織布となった繊維は、ステンレス
製ケーシングロール（メツシュロール）８で表面を軽（
整えられ、更に最後のスチールロール９で加圧されて出
側に出る。このとき、ケーシングロール８後方のダクト
１８からエアーを吸引してもよい。

この時にできたガラス繊維不織布１０の構造を第１図に
示す。

この場合、不織布１０の上面にはモノフィラメント状に
まで開繊された繊維１１、下面には未開繊の繊維束１３
が積層されており、その中間層１２には開繊が低く集束
本数の多いもの（下面）から開繊が高く集束本数の少な
いものが連続的に層をなしている。従って第１図は３層
構造を示しているのではなく、連続的に集束本数が変化
する傾斜材的積層構造を示すものである。

すのこコンベア２及びすのこコンベア６の移動速度は任
意に設　定できるが、実施例１では、２を５０ｃｍ／ｍ
ｉｎ、　６を１００ｃｍ／ｍｉｎで行った。得られた不
織布１０は約５００ｇ／　ｒｄの目付量であった。

この不織布を第３図に示す方法で複数枚組み合せ、その
各々の間にＰＰ（ポリプロピレン）のフィルム１４（三
井石油化学製Ｍ　Ｉ　＝１０）を所定量はさみ、ホット
プレス（２００°Ｃ）にて３分間予熱したのち４０ｋｇ
／ｃｍ”の圧力で更に５分間加熱加圧した。得られた複
合シートを常温のプレス機に移し、５分間４０ｋｇ／ｃ
ｍ”の圧力で加圧冷却した。こうして作製した繊維強化
プラスチックシートは、板厚４傅、ガラス繊維含有率が
４０重重四であった。

実施例２ 富士ファイバーグラス製チョツプドストランドＦ　Ｅ　
Ｓ　１３−１２５２Ｍの集束本数が８００本のもの５０
重量％、４００本のもの３０重量％、１００本のもの１
０重量％、５０本のもの５重量％、１０本のもの５重量
％を均一に混合した。この混合物を実施例１と同様に竹
製すのこコンベア２に乗せ、実施例１と同じ方法により
第１図と同様の傾斜構造をもつ不織布を得た。

次に、この不織布を第３図の方法で組み合せ、フィルム
１４のかわりにＰＰのプラントパウダー（三井石油化学
製Ｊ　９００　Ｐ　）を所定量散布し、実施例１と同じ
操作により板厚４ｍの繊維強化プラスチックシートを得
た。

実施例３ 第４図に示すように、スパイクシリンダー５の後方に樹
脂パウダー１７（三井石化製プラントパウダーＪ　９０
０　Ｐ　）を投入するホッパー１５を設置し、直径１．
５　ｍφの多数の穴１６を通して積層しつつあるガラス
繊維１上に散布した。散布の均一化をはかるため、ホッ
パー１５を振動発生器により振動させた。

得られた樹脂パウダー付着ガラス繊維、不織布１９を直
接ホットプレスにて加熱加圧し続いて冷却プレスにて加
圧冷却した。プ、レスの条件は実施例１と同じである。

得られた繊維強化プラスチックシートは板厚１閤、ガラ
ス繊維含有率４０重量％であった。

実施例４ 第６図に示すように、スパイクシリンダー５の回転方向
およびガラス繊維のフィード方向を第２図と反対にした
以外は実施例１と全（同様にしてガラス繊維不織布１０
を得た。この不織布１０の構造は第１図の上下が逆、即
ちモノフィラメント成分が下、未開繊チョツプドストラ
ンド成分が上となった構造であった。

実施例５ 実施例１で用いたガラス繊維混合物を第６図に示すよう
な羽根をもつ回転するブロアー２０　（１０００ｒｐａ
＋）を通し、エアーとともに移動する竹製すのこコンベ
ア６上に約４５＠の角度でノズル２１から放出した。ノ
ズル２１はコンベア６とほぼ同じ幅を有する。得られた
ガラス繊維不織布１０は投入したガラス繊維１よりもや
や開繊がすすんでいたが、その構造は第１図に示したも
のと同様であった。

比較例１ 第６図のノズルをコンベア６に対して垂直の向きに固定
した他は実施例５と同様にして実験を行ったところ、得
られたガラス繊維層は第１図のような構造にならず、モ
ノフィラメント、未開繊チョツプドストランドおよび開
繊のすすんだチョップが層状に分離していないランダム
な構造となった。

また、第６図のノズル２１の後方のじゃま板を設置し、
ノズルからエアーとともに放出されたガラス繊維の流れ
を乱したところ、不織布はランダムな構造となり第１図
のような積層構造にはならなかった。

次に、従来技術と本発明の差異を明らかにするため、従
来技術による繊維強化プラスチックシート（比較例２〜
６）と本発明による繊維強化プラスチックシート（実施
例６）を比較する。

繊維強化プラスチックシートの強度は引張強さ、曲げ強
さ、曲げ弾性率、およびアイゾツト衝撃強さにより比較
した０次に各シートと４’Ｘ１３０Ｘ１３０■に切断し
、それぞれ２枚ずつ２１０℃に加熱した後、シャーエツ
ジ構造をもつ金型内につみ重ねて置き、圧縮成形により
第７図に示す形状に成形した。この成形品は１５０　ｘ
　１５０　ｘ　２５■のが大きさであり、肉厚は３ｍで
ある。金型温度は３０℃、加圧時間は３０秒である。

成形品の評価は（１）外ＩＩ（目視）、（２）複合シー
トが第７図の形状に肉欠けなく成形できる最低圧力、及
び（３）リプ内への繊維充填性の３点で評価した。

なお、繊維４強化プラスチックシートはすべてガラス繊
維含有率４０重量％とした。

実施例６ 実施例１に同じ方法を用いコンベア６の速度を５０ｃａ
＋／ｗｉｎに下げて約１０００ｇ／　ｒｒｆの第１図の
構造をもつ不織布ｌＯを作製した。この不織布とＰＰフ
ィルム１４（三井石油化学製Ｍ　Ｉ　＝４０）を第８図
に示すように積層し、４ｍ厚の繊維強化プラスチックシ
ートを得た。

比較例２ 旭ファイバーグラス製チョツプドストランドマット（Ｃ
Ｍ２Ｏ２Ｓ　Ｆ　Ａ　Ｓ　９００ｇ／ポ）を中央に２枚
、その上下に同社サーフェイシングマット（３６０５Ｅ
　１００ｇ／ｎｆ）を各１枚重ね、各マット間および積
層物上下にＰＰフィルム１４を重ねてホットプレス、コ
ールドプレスにより４′■厚の繊維強化プラスチックシ
ートを得た。ここで使用した各マットは有機バインダー
により結合されたタイプである。

比較例３ 富士ファイバーグラス製ガラスチョップＦＥＳ−１３−
０８７４０（繊維長１３ｍｍ、水溶性集束剤使用）、及
びＰＰ粉砕パウダーＪ９００（三井石油化学性ＭＩ＝４
０、粒度１００メツシユパス）に合成パルプ５ＷＰＥ　
６２０　（三井石油化学製）を少量加えたものを水中で
ホモミキサーにより混合した。ガラスチョップはモノフ
ィラメントにまで開繊しＰＰパウダーと均一な混合物が
得られた。この混合物を抄紙法によりシート状にしたの
ち脱水、乾燥し、次にホット・コールドプレスにより繊
維強化プラスチックシートにした。

比較例４ ガラスチョップＦ　Ｅ　Ｓ−１３−１２５２ＭおよびＰ
ＰパウダーＪ９００をヘンシェルミキサーＦＭ７５Ｊに
投入し、撹拌羽根ＺｏＳｏにより両者を５分間羽根周速
４０ｍ／ｓｉｎで混合した。ガラスチョップが毛球状に
開繊し、ＰＰパウダーが繊維間に付着した綿状混合物を
得た。この混合物をシート状に整え、加熱、加圧および
冷却、加圧により繊維強化プラスチックシートとした。

比較例５ ガラスチョップＦ　Ｅ　Ｓ−１３−１２５２ＭとＰＰパ
ウダーＪ９００をリボンブレンダーにて軽く混合した。

このとき、ガラスチョップが開繊しない程度に制御した
。得られた混合物をシート状に並、同様にして繊維強化
プラスチックシートを得た。

比較例６ 連続ガラスストランドマットを強化材とした市販スタン
パブルシートＡを比較材として使用した。

このストランドマットはニードルパンチにより結合され
たタイプである。

以上の繊維強化プラスチックシートのシート強度および
成形品評価結果を表１に示す。

表１より明らかなように、本発明による繊維強化プラス
チックシートおよび成形品は、他のどの従来技術による
ものよりも優れた結果が得られた。

また、コスト的にも比較例２．６のような高価なガラス
繊維マットを使用する必要がなく、比較例３のような脱
水・乾燥の工程も不要なため安価な繊維強化プラスチッ
クシートの製造が可能である。

実施例７ 実施例６に同じ方法により約１０００ｇ／ｒｄのガラス
繊維不繊布１０を得た。その構造は第１図と同様であっ
た。この不織布１０の上下からシート状の溶融したＰＰ
１４を第９図に示す装置により圧着した。

使用したＰＰは日本石油化学型Ｊ１７０を改質してＭ　
Ｔ　＝６０に調製したもので、樹脂厚は上下とも約０、
８　ｎｕｎであった。このＰＰ１４は不織布１０の上下
両側に配置された押出機２６のＴダイ２７から圧着ロー
ル２２上にシート状に押出した。溶融したＰＰが不織布
に圧着される前に冷却固化しないように圧着ロール２２
を約１００℃以上に加熱し、さらに外側も遠赤外線ヒー
ター２３で加熱した。帯状の不織布１０を第９図の左側
より連続走行させた。この不織布１０は圧着ロール２２
を通過する際にその両面に溶融ＰＰが圧着され、次いで
エアーライン２４より吹出すエアーにより冷却された。

こうして得られた繊維強化プラスチックシート２５はガ
ラス繊維不織布１０の上下両面からＰＰが含浸しており
、ハンドリングが可能な約２．５　ｍ厚のものであった
。

これを約３０　Ｘ　３０ｃｍに切断し、第１０図に示す
ように裏面どうしを合わせ、実施例１と同様の方法で完
全に含浸脱気して積層シートを得た。シートの厚みは、
約４ｍｍであった。この積層シートの縦断面の模式図を
第１１図に示す、ＰＰはシート全体に含浸しており、シ
ートの外側がモノフィラメント１１、そして中心部が未
開繊束１３が集まっている。

この実施例に示した方法により、樹脂をシート状溶融状
態でガラス繊維不織布に供給すれば、高価な樹脂シート
を使用する必要がなく、原料コストが更に安価となる。

この実施例ではバッチ式で繊維強化プラスチックシート
を作製したが、例えば第１２図及び第１３図に示す製造
装置により連続的に製造することもできる。

この装置においては未開繊のガラス繊維１をコンベア２
８で送って開繊機２９で開繊する。これを空気輸送して
フィーダー３０に入れ、噛込みロール４を通して定量的
に回転するスパイクシリンダー５にフィードする。フィ
ードされたガラス繊維は実施例１と同様にして傾斜構造
のガラス繊維不織布１０とされ、前記と同様にしてその
両面に溶融ＰＰが圧着される。これをダブルベルトプレ
ス３１で加圧して繊維強化プラスチックシートを得る。

このダブルベルトプレスは前半部分にはヒーターを有し
ていて樹脂の融点以上に加熱することにより含浸をさら
に進行させ、一方後半部分にはクーラーを有していて樹
脂を冷却固化するようになっている０次に、巻取られた
繊維強化プラスチックシート２５の２個のロールを互い
に向い合せにして繊維強化プラスチックシートを繰り出
させ、対向する面をヒーター３２で加熱することにより
樹脂を溶融する。これを圧着ロール３３で圧着し走行中
に冷却してカッター３４で所定長さごとに切断する。

実施例８ 特開昭５９−１４９２４号の実施例の方法により、連続
ガラス繊維ロービングを一方向に引きそろえたものにＰ
Ｐを含浸したシート３５を作製した。シートの厚みは約
１−、ガラス繊維含有率は約４０−ｔ％である。

次に、実施例１と同様にして本発明による傾斜構造をも
ったガラス繊維不織布（日付量的５００ｇ／　ｒｒｆ　
）を作製し、ＰＰを含浸させ厚み約１ａｕａの繊維強化
プラスチック２５を得た。この繊維強化プラスチックシ
ートと上で得られた一方向強化シートを第１４図に示す
ように積重ねた。これを再度２００℃のホットプレスに
て４０ｋｇ／ｃｍ”・５分間加熱加圧した後、常温のプ
レス機にて５分間同じ＜　４０ｋｇ／ｃｍ”の圧力で冷
却加圧した。得られた積層シートは厚みが約４ｍ、ガラ
ス繊維含有率が約４０ｗｔ％であった。この積層シート
の強度は、強化方向について引張強さ２５ｋｇ／ｍｓ＋
”、曲げ強さ３０ｋｇｆ／ｍｗ＋”、曲げ弾性率１１０
０ｋｇｆ／ｍｍ２であった。

本実施例に示したように、一方向性強化シートと本発明
によるランダム配向繊維強化プラスチックシートとを積
層して組合せることにより、一定方向に対する高い強度
と加工時の流動性を合わせもつ成形材料を実現でき、例
えば自動車バンパーの補強部材などに好適に使用できる
。

実施例９ チョツプドストランドＦ　Ｅ　Ｓ　−１３−１２５２Ｍ
　（富士ファイバーグラス製）を開綿材ＫＦ−３型（■
中央綿材製作断裂）に均一に投入し、チョツプドストラ
ンドの束を一部開繊した。この間線機のシリンダー径は
４６６ａＩａφそして回転数は６００ｒｐｍであり、シ
リンダー表面にはスパイク針と呼ばれる突起がついてい
る。

チョツプドストランドの開繊状態を検査しながら上記開
綿材に材料を２回通過させ、ガラス繊維の約５重量％が
モノフィラメント、約５０重量％が未開繊、他がその中
間の開繊状態にあるガラス繊維を得た。

以下、実施例１と同様の方法で処理することによって第
１図に示すガラス繊維不織布の作製できた。

〔発明の効果〕

本発明により成形品の表面外観、成形時の流動性、複雑
形状部への繊維充填性、機械的強度の各特性に優れた繊
維強化プラスチックシートを安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の繊維不織布−例の断面の模式図、第２
図は本発明品を製造している装置の一例の側面図、第３
図は本発明の積層シートの一例を示す断面図、第４〜６
図はいずれも本発明品を製造している装置の他の例の側
面図、第７図は繊維強化プラスチックシートの成形に用
いた成形品外観を示す斜視図、第８図は本発明の積層シ
ートの一例を示す断面図、第９図は本発明品を製造して
いる装置の他の例の側面図、第１０図は本発明の繊維強
化プラスチックシートを向い合せに２枚併せた状態の断
面図、第１１図はその接合状態を模式的に示した断面図
、第１２図は本発明品を製造している装置の他の例の側
面図、第１３図は上記で得られた２枚の繊維強化プラス
チックシートを向い合せにして貼り合せている状態を示
す側面図、そして第１４図は本発明品を含む積層シート
の一例の断面図である。 第１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性又は熱硬化性樹脂の中に、非連続の強化
   繊維が、集束本数の多い繊維層から集束本数の少ない繊
   維層へと連続的に変化する傾斜材的構造をもって分散し
   ていることを特徴とする繊維強化プラスチックシート
2. （２）請求項（１）に記載の繊維強化プラスチックシー
   トを含む積層シート
3. （３）非連続の強化繊維束を開繊しながら又は予め一部
   を開繊した状態で、コンベアの走行ベルト上に、コンベ
   アに対して垂直ではない角度でエアの流れとともに散布
   することにより集束本数の多少による繊維束単重の差を
   利用して繊維を分離し、順次積層させ、この繊維積層物
   に樹脂を溶融樹脂、シート、粉体、ペレットのいずれか
   の形態で重ね、この積層物を加熱加圧することによりシ
   ート状に成形することを特徴とする繊維強化プラスチッ
   クシートの製造法
4. （４）請求項（３）のプラスチックシートの製造法にお
   いて、繊維を積層させる際に同時に樹脂粉体を散布し、
   繊維積層物の層間に樹脂粉体が分布したものを加熱加圧
   によりシート状に成形することを特徴とするプラスチッ
   クシートの製造法