JPH0516139A - 繊維複合シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強度が大でかつ物性のばらつきの少ない繊維
複合シートを得る。 【構成】 熱可塑性樹脂（Ａ）に連続強化繊維(F3)が一
方向にそろえられた状態で配されている繊維強化樹脂層
（あ）の両面に、熱可塑性樹脂（Ｂ）に長さ５〜１００
mmの強化繊維(f5)が長さ方向のランダムな状態で配され
ている繊維強化樹脂層（い）をサンドイッチ状に積層一
体化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、強靭なプレート材料、
各種製品を得るためのプレス成形用材料であるいゆわる
スタンパブルシートにおいて、一方向に機械的強度が要
求される成形部品、たとえば自動車のバンパーの補強材
やドアの補強材をスタンピング成形するのに好適な繊維
複合シート及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維複合シートとして、従来（イ）一方
向にそろえた強化長繊維と、長繊維マットとの積層体に
熱可塑性樹脂を含浸せしめてなるものは知られている
（特開昭６２−２４０５１４号公報参照）。

【０００３】また繊維複合シートの製造方法として、
（ロ）圧縮空気のジェット気流下で強化短繊維と粉体状
熱可塑性樹脂を混合して網上に落下させて集積したの
ち、集積物を移動する無端ベルト上へ移し、加熱加圧後
冷却してシート状となす方法（特開昭５９−４９９２９
号公報参照）、及び（ハ）強化短繊維と粉体状熱可塑性
樹脂を流動状態に保ちながら容器内で混合し、これを容
器から取り出し、移動する無端ベルト上に落下させて集
積したのち、所定間隔をおいて対向せしめられた移動す
る上下無端ベルトの間隙へ送り込み、加熱加圧後冷却し
てシート状となす方法は知られている（特開昭６２−２
０８９１４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記（イ）の繊維複合
シートでは、強化長繊維の各フィラメント間に樹脂が十
分含浸しておらず、そのため強度が劣る。

【０００５】また上記（ロ）の繊維複合シートの製造方
法では、比重の異なる強化短繊維と粉体状熱可塑性樹脂
を気流下で混合して落下集積するものであるから、繊維
と樹脂との分布が不均一となり、得られたシートの物性
のばらつきが大きくなるという問題がある。さらに上記
（ハ）の繊維複合シートの製造方法では、強化短繊維と
粉体状熱可塑性樹脂を容器中で混合するものであるか
ら、シートを連続的に得ることができず、生産性が悪い
という問題がある。

【０００６】本発明の目的は、強度とくに一方向の強度
が大でかつ物性のばらつきの少ない繊維複合シートと、
このシートを生産性よく製造しうる方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、繊維
複合シートであり、熱可塑性樹脂（Ａ）に連続強化繊維
が一方向にそろえられた状態で配されている繊維強化樹
脂層（あ）と、熱可塑性樹脂（Ｂ）に長さ５〜１００m
m、好ましくは５〜５０mmの強化繊維が長さ方向のラン
ダムな状態で配されている繊維強化樹脂層（い）とが積
層一体化されてなるものである。

【０００８】また請求項２の発明は、請求項１の繊維複
合シートの製造方法であり、多数の連続モノフィラメン
トよりなる強化繊維束を、上位、中位及び下位に配置さ
れた粉体状熱可塑性樹脂流動層中を通過させ、それぞれ
繊維束の各フィラメントに粉体状熱可塑性樹脂を付着さ
せる工程と、中位の連続樹脂付着繊維束を、所定間隔を
おいて対向せしめられた上下無端ベルトの間隙へ連続的
に送り込む工程と、上位及び下位の樹脂付着繊維をそれ
ぞれ５〜１００mm、好ましくは５〜５０mmに切断し、上
位の切断樹脂付着繊維を中位の連続樹脂付着繊維束上に
落下させて集積するとともに、下位の切断樹脂付着繊維
を上下無端ベルトの間隙への送り込み部上に落下させて
集積し、両者の集積物を中位の連続樹脂付着繊維束の移
動とともに上下無端ベルトの間隙へ連続的に送り込む工
程と、中位の連続樹脂付着繊維束を介して上位及び下位
の切断樹脂付着繊維集積物を移動する両無端ベルトで挾
みながら、加熱領域及び冷却領域を通過させてシート状
となす工程とを含むものである。

【０００９】なお、請求項１の繊維複合シートの製造方
法は、請求項２の製造方法に限定されるものではない。

【００１０】即ち、請求項１記載の繊維強化樹脂層
（あ）と、繊維強化樹脂層（い）とを構成することとな
るそれぞれのシートを別途作成しておいて、両シートを
重ね合わせた状態で加熱炉等に送給し、加熱溶融した後
加圧して積層一体化してもよく、或いは、各シートを加
熱してから重ね合わせて加圧一体化してもよい。

【００１１】繊維強化樹脂層（あ）の両面に繊維強化樹
脂層（い）が存在している三層構造が好ましいが、層数
は限定されるものではない（ほとんどの場合２〜５層で
ある）。

【００１２】さらに、場合によっては、請求項２の製造
方法において、上位もしくは下位のいずれか一方の粉体
状熱可塑性樹脂流動層を設けずに、他は同様の工程を経
て二層構造の繊維複合シートを得ることもできる。

【００１３】強化繊維としては、使用せられる熱可塑性
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。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、シリコン・チ
タン・炭素繊維、ボロン繊維、微細な金属繊維、アラミ
ド繊維、液晶ポリマー繊維、ポリエステル繊維、ポリア
ミド繊維等の有機繊維をあげることができる。

【００１４】モノフィラメントの直径は１〜５０μｍが
好ましい。多数の連続フィラメントを強化繊維束とする
さいに集束剤を使用しても使用しなくてもよいが、使用
する場合には、集束剤の付着量が１重量％を超えると、
流動層中で繊維束をモノフィラメント単位に分離するの
が困難となり、熱可塑性樹脂のモノフィラメント相互間
への含浸性が低下する。

【００１５】強化繊維束は、連続するモノフィラメント
が数百〜数千から構成されたストランド状又はロービン
グ状のものである。そしてこの強化繊維束は、製造する
繊維複合シートの幅、厚み、製造速度などを考慮して、
通常多数並列にして使用される。

【００１６】繊維強化樹脂層（あ）中の強化繊維と繊維
強化樹脂層（い）中の強化繊維は、同種であっても異種
であってもよく、またその含有割合も機械的強度、シー
トから成形すべき成形品の形状等により適宜決定され
る。

【００１７】熱可塑性樹脂（Ａ）（Ｂ）は、加熱により
溶融軟化する樹脂すべてが使用可能である。たとえば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
スチレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ
フェニレンオキサイド、ポリエーテルスルホン、ポリエ
ーテルエーテルケトン等が使用される。また上記熱可塑
性樹脂を主成分とする共重合体やグラフト樹脂やブレン
ド樹脂、たとえばエチレン−塩化ビニル共重合体、酢酸
ビニル−エチレン共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニル共
重合体、ウレタン−塩化ビニル共重合体、アクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリル酸変性
ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリエチレン等も使用
しうる。そして上記熱可塑性樹脂には、安定剤、滑剤、
加工助剤、可塑剤、着色剤のような添加剤が配合されて
もよい。また重合時に粉体状で得られる熱可塑性樹脂及
び粉砕機により粉体状となされる熱可塑性樹脂のいずれ
も使用できる。粒子径としては、平均粒径が２mm未満が
好ましい。平均粒径が２mmを超えると、流動層中で強化
繊維束のモノフィラメント間に均一に含浸させにくくな
る。熱可塑性樹脂（Ａ）と熱可塑性樹脂（Ｂ）とは、同
種であっても異種であってもよい。

【００１８】熱可塑性樹脂と強化繊維の割合は、繊維複
合シートの必要とする物性により適宜決定されるが、シ
ート中の強化繊維が５〜７０重量％であることが好まし
い。強化繊維が５重量％未満ではシートの機械的強度が
十分でなく、７０重量％を超えると熱可塑性樹脂が均一
に含浸したシートが得にくい。

【００１９】

【作用】請求項１の発明による繊維複合シートは、熱可
塑性樹脂（Ａ）に連続強化繊維が一方向にそろえられた
状態で配されている繊維強化樹脂層（あ）と、熱可塑性
樹脂（Ｂ）に長さ５〜１００mmの強化繊維が長さ方向の
ランダムな状態で配されている繊維強化樹脂層（い）と
が積層一体化されてなるものであるから、この繊維複合
シートは、繊維強化樹脂層（あ）の存在により、一方向
に機械的強度が要求される成形部品を成形するのに適
し、また繊維強化樹脂層（い）の存在により、シート全
体の強度が向上する。また強化繊維の長さが５〜１００
mmであるから、繊維強化樹脂層（い）側面には繊維の浮
き出しが生じない。強化繊維の長さが５mm未満である
と、繊維の補強効果がなく、１００mmを超えると、繊維
の浮き出しが発生する。

【００２０】また請求項２の発明による請求項１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、上位、中位及び下位に配置され
た粉体状熱可塑性樹脂流動層中を通過させ、それぞれ繊
維束の各フィラメントに粉体状熱可塑性樹脂を付着させ
る工程と、中位の連続樹脂付着繊維束を、所定間隔をお
いて対向せしめられた上下無端ベルトの間隙へ連続的に
送り込む工程と、上位及び下位の樹脂付着繊維束をそれ
ぞれ５〜１００mmに切断し、上位の切断樹脂付着繊維を
中位の連続樹脂付着繊維束上に落下させて集積するとと
もに、下位の切断樹脂付着繊維を上下無端ベルトの間隙
への送り込み部上に落下させて集積し、両者の集積物を
中位の連続樹脂付着繊維束の移動とともに上下無端ベル
トの間隙へ連続的に送り込む工程と、中位の連続樹脂付
着繊維束を介して上位及び下位の切断樹脂付着繊維集積
物を移動する両無端ベルトで挾みながら、加熱領域及び
冷却領域を通過させてシート状となす工程とを含むもの
であるから、請求項１の繊維複合シートを連続的にうる
ことができる。

【００２１】また最初に、多数の連続モノフィラメント
よりなる強化繊維束を、上位、中位及び下位に配置され
た粉体状熱可塑性樹脂流動層中を通過させ、それぞれ繊
維束の各フィラメントに粉体状熱可塑性樹脂を付着させ
るから、後工程における加熱と相俟って強化繊維のモノ
フィラメント相互間にまで樹脂が十分に含浸せられる。

【００２２】また上位及び下位の樹脂付着繊維束をそれ
ぞれ５〜１００mmに切断し、上位の切断樹脂付着繊維を
中位の連続樹脂付着繊維束上に落下させて集積するとと
もに、下位の切断樹脂付着繊維を上下無端ベルトの間隙
への送り込み部上に落下させて集積するから、強化繊維
がモノフィラメント単位で繊維強化樹脂層（い）内に良
好に分散する。そして、樹脂付着繊維束を５〜１００mm
に切断するものであるから、繊維強化樹脂層（い）内の
強化繊維は前記長さ範囲内であって流動性がよく、得ら
れたシートをプレス成形するさい、成形品の端まで強化
繊維がいきわたる。樹脂付着繊維束を５mm未満に切断す
ると、必然的に繊維の長さが５mm未満となり、上述のよ
うに繊維の補強効果がなく、１００mmを超えて切断する
と、落下集積するさい塊となってしまい繊維強化樹脂層
に均一に分散されない。

【００２３】

【実施例】まず、本発明の繊維複合シートの製造に使用
する装置につき、図１を参照して説明する。以下の説明
において、前とは図１の右方向をいうものとする。

【００２４】図１に示す繊維複合シートの製造装置は、
上位、中位及び下位の３つの流動層装置(1) と、各流動
層装置(1) の後方に配された巻き戻しロール(2) と、各
流動層装置(1) の前方に配された上下一対のスクレーパ
ー(3) と、上位のスクレーパー(3) の斜め下方及び下位
のスクレーパー(3) の前方にそれぞれ配された引き取り
駆動ロール(4) と、各引き取り駆動ロール(4) と対をな
すように上に配されたピンチ・ロール(5) と、各引き取
り駆動ロール(4) の前にこれと対峙せしめられたロータ
リー・カッター(6) と、所定間隔をおいて対向せしめら
れた上下無端ベルト(7)(8)と、両無端ベルト(7)(8)の対
向移送部(7a)(8a)に対して後側から順次配された加熱手
段(9) 及び冷却手段(10)とを備えており、下無端ベルト
(8) の後部が上無端ベルト(7) より後方に突出せしめら
れ、その移送部(8a)の後方延長部分が上位及び中位のロ
ータリー・カッター(6) の下方に位置せしめられ、両無
端ベルト(7)(8)の間隙への送り込み部(8b)となされてい
る。なお、上記移送部(8a)を延長して送り込み部(8b)と
する代わりに、別の無端ベルトを同じ場所に配置して送
り込み部を設けてもよい。

【００２５】流動層装置(1) の槽底は多孔板(11)で形成
せられており、気体供給路から送られてきた空気や窒素
などの気体(G) が多孔板(11)の下方からこれの多数の孔
を通って上方に噴出せしめられる。その結果、流動層装
置(1) の槽内に満たされた粉体状熱可塑性樹脂は噴出気
体(G) によって流動化状態となり中位の流動層装置(1)
には熱可塑性樹脂（Ａ）の流動層(a) が、上位及び下位
の流動層装置(1) には熱可塑性樹脂（Ｂ）の流動層(b)
がそれぞれ形成される。中位の巻き戻しロール(2) には
強化繊維束(F1)が、上位及び下位の巻き戻しロール(2)
には強化繊維束(f1)がそれぞれ巻回されている。なお、
強化繊維束(F1)(f1)は、便宜上１本のみ図示したが、実
際には多数本並列状に用いる。各流動層装置(1) の槽内
及びその前後壁上端には、繊維束(F1)(f1)を案内するた
めのガイド・ロール(12)が設けられている。中位の強化
繊維束(F1)は流動層(a) 中を通過せしめられることによ
り、樹脂付着繊維束(F2)となるが、これを連続して上下
無端ベルト(7)(8)の間隙に導くためのガイド・ロール(1
3)がスクレーパー(3) の前方に、ガイド・ロール(14)が
送り込み部(8b)の上方にそれぞれ設けられている。上位
及び下位の強化繊維束(f1)も流動層(b) 中を通過せしめ
られることにより、樹脂付着繊維束(f2)となるが、両樹
脂付着繊維束(f2)をロータリー・カッター(6) に導くた
めのガイド・ロール(15)がそれぞれスクレーパー(3) の
前方に設けられている。

【００２６】この装置では、強化繊維束(F1)(f1)に対す
る粉体状熱可塑性樹脂の付着量を調整するため、上下一
対のスクレーパー(3) を配し、両者の間隙を調節しうる
ようにしているが、強化繊維束(F1)(f1)に振動を与え、
過剰に付着した粉体状熱可塑性樹脂を除去してもよい。
この場合には与える振動の強弱により、粉体状熱可塑性
樹脂の付着量を調整することができる。

【００２７】両無端ベルト(7)(8)は、モーター（図示
略）で上下各複数のプーリー(16)(17)のうち上下各１つ
を駆動することにより、連続して同方向へほぼ同速度で
移動するようになされている。また上無端ベルト(7) の
移送部(7a)の後部は、後上向きに傾斜せしめられてお
り、上下移送部(7a)(8a)の間隙が後方に向かって広がっ
ている。上下無端ベルト(7)(8)は、高強度で耐熱性のあ
る、たとえばスチール、ステンレス、ガラス布強化テフ
ロンなどで形成される。

【００２８】加熱手段(9) としては、電熱式または熱風
循環式の加熱炉が用いられ、これらの中を上下無端ベル
ト(7)(8)を通過させてもよいし、或いは上下無端ベルト
(7)(8)の移送部(7a)(8a)を上下より押さえかつ直接加熱
する複数対の加熱ロールが用いられてもよい。加熱手段
(9) 内には、複数対の上下ガイド・ロール(18)が、また
上下冷却手段(10)の対応位置には複数対の上下ガイド・
ロール(19)がそれぞれ配設されており、上下のガイド・
ロール(18)(19)の間隙は、それぞれ調整可能となされて
いる。冷却手段(10)としては、上下無端ベルト(7)(8)の
移送部(7a)(8a)に対し、空気を吹き付けて冷却するブロ
アーが用いられる。なお、ガイド・ロール(19)自体が冷
却されるようにしてもよい。

【００２９】つぎに、上記装置を用い、繊維複合シート
を製造する方法について説明する。各巻き戻しロール
(2) から多数の連続モノフィラメントよりなる強化繊維
束(F1)(f1)を、引き取り駆動ロール(4) とピンチ・ロー
ル(5) によりひねりが生じないようにしながら巻き戻
し、粉体状熱可塑性樹脂（Ａ）（Ｂ）の流動層(a)(b)中
を通過させる。流動層(a)(b)中で、強化繊維束(F1)(f1)
は気体の噴出や流動層(a)(b)中に発生する靜電気や擦り
揉み効果等によって、モノフィラメント単位に分離、開
繊され、モノフィラメント相互間に粉体状熱可塑性樹脂
が侵入するとともにこれがモノフィラメントに付着す
る。

【００３０】樹脂付着強化繊維束(F2)(f2)を、上下一対
のスクレーパー(3) 間を通過させ、スクレーパー(3) に
より過剰の粉体状熱可塑性樹脂を除去し、粉体状熱可塑
性樹脂と強化繊維の割合を調整する。

【００３１】そして、中位の連続樹脂付着繊維束(F2)
を、上下無端ベルト(7)(8)の間隙へ連続的に送り込み、
他方、上位及び下位の樹脂付着繊維束(f2)をロータリー
・カッター(6) によりそれぞれ５〜１００mmに切断し、
上位の切断樹脂付着繊維(f3)を中位の連続樹脂付着繊維
束(F2)上に落下させて集積するとともに、下位の切断樹
脂付着繊維(f3)を上下無端ベルト(7)(8)の間隙への送り
込み部(8b)上に落下させて集積し、両者を中位の連続樹
脂付着繊維束(F2)の移動とともに上下無端ベルト(7)(8)
の間隙へ連続的に送り込む。中位の連続樹脂付着繊維束
(F2)を介して上位及び下位の切断樹脂付着繊維集積物(f
4)を移動する両無端ベルト(7)(8)で挾みながら、両無端
ベルト(7)(8)の間の最小間隙を上下ガイド・ロール(18)
によりに調節し、三者を厚み方向に加圧して熱風が循環
している加熱手段としての加熱炉(9) 中を通過させ一体
化する。このさいの温度は熱可塑性樹脂（Ｂ）の溶融温
度以上である。

【００３２】引き続いて、溶融状態にある樹脂と強化繊
維の混合物を、上下無端ベルト(7)(8)間の最小間隙を上
下ガイド・ロール(19)により調節して加圧しつつ、冷却
手段としての冷却ブロアー(10)により冷却し、繊維複合
シート（Ｓ）を得た。

【００３３】得られた繊維複合シート（Ｓ）は、図２に
示されているように、熱可塑性樹脂（Ａ）に連続強化繊
維(F3)が一方向にそろえられた状態で配されている繊維
強化樹脂層（あ）を介し、熱可塑性樹脂（Ｂ）に長さ５
〜１００mmの強化繊維(f5)が長さ方向のランダムな状態
で配されている２つの繊維強化樹脂層（い）がサンドイ
ッチ状に積層一体化されてなるものである。

【００３４】実施例１ 粉体状熱可塑性樹脂（Ａ）（Ｂ）としては、重合度８０
０の塩化ビニル樹脂（平均粒径１５０μｍ）１００重量
部に、ブチル錫マレエート３重量部及びグリシジルメタ
クリレート共重合体５重量部を配合したものを用いた。

【００３５】強化繊維束(F1)(f1)としては、ロービング
状ガラス繊維束（モノフィラメントの直径１４μｍ、１
１００ｇ／km）を用いた。

【００３６】上下無端ベルト(7)(8)には、幅６００mm、
厚み１mmのガラス繊維強化テフロンベルトを用いた。

【００３７】中位の強化繊維束(F1)を、粉体状熱可塑性
樹脂（Ａ）の流動層(a) 中を連続的に通過させ、モノフ
ィラメント相互間に粉体状熱可塑性樹脂（Ａ）を含浸さ
せるとともに各モノフィラメントに付着させたのち、ス
クレーパー(3) によりその過剰分を除去し、樹脂と強化
繊維の重量割合が１：１となるように調節した。このと
きの樹脂付着量調節後の強化繊維束(F2)は、１９７０ｇ
／ｍ² であった。この連続樹脂付着繊維束(F2)を、ガイ
ド・ロール(13)(14)の案内により上下無端ベルト(7)(8)
の間隙へ連続的に送り込む。

【００３８】上位及び下位の強化繊維束(f1)を粉体状熱
可塑性樹脂（Ｂ）の流動層(b) 中を連続的に通過させ、
粉体状熱可塑性樹脂（Ｂ）をモノフィラメント相互間に
含浸させるとともに各モノフィラメントに付着させたの
ち、スクレーパー(3) によりその過剰分を除去し、樹脂
と強化繊維の重量割合が８：２となるように調節した。
樹脂付着量調節後の強化繊維束(f2)をロータリー・カッ
ター(6) によりそれぞれ２５mmに切断し、上位の切断樹
脂付着繊維(f3)を中位の連続樹脂付着繊維束(F2)上に落
下させて集積するとともに、下位の切断樹脂付着繊維(f
3)を上下無端ベルト(7)(8)の間隙への送り込み部(8b)上
に落下させて集積する。中位の連続樹脂付着繊維束(F2)
及び送り込み部(8b)の幅は６００mmであり、これらの幅
全体に上位及び下位の切断樹脂付着繊維束(f3)がそれぞ
れ１７４０ｇ／ｍ² となるように落下集積した。このと
きの両切断樹脂付着繊維集積物(f4)の見かけ厚みは、そ
れぞれ約１５mmであった。

【００３９】両者の集積物(f4)を中位の連続樹脂付着繊
維束(F2)の移動とともに上下無端ベルト(7)(8)の間隙へ
連続的に送り込み、中位の連続樹脂付着繊維束(F2)を介
して上位及び下位の切断樹脂付着繊維集積物(f4)を５８
０mm／分で移動する両無端ベルト(7)(8)で挾みながら、
約２００℃の熱風が循環している長さ１５００mmの熱風
加熱炉(9) 中を通過させた。このさいガイド・ロール(1
8)により上下の無端ベルト(7)(8)の間隙を３．１mmに調
節して加圧し、引き続いて、ガイド・ロール(19)により
上下の無端ベルト(7)(8)の間隙を３mmに調節して加圧し
ながら、冷却ブロア(10)により冷却する。

【００４０】このようにして、図２に示すような連続強
化繊維(F3)が一方向に揃えられた状態で配されている１
mm厚の繊維強化樹脂層（あ）の両面に長さ２５mmの強化
繊維(f5)が方向のランダムな状態で配されている各１mm
厚の繊維強化樹脂層（い）が積層され、幅６００mm、厚
み３mmで、フィラメント相互間に樹脂がよく含浸し、フ
ィラメントが繊維強化樹脂層（い）中に均一に分散した
シート（Ｓ）を得た。このシートの５００mm×５００mm
の範囲のランダムな５箇所より３０mm×３０mmの試験片
を切り出し、７００℃中で５時間処理して樹脂分を燃焼
除去し、ガラス繊維の含有量を測定した。また幅２０mm
×長さ１５０mmの試験片を切り出し、支点間距離１２０
mmで３点曲げ試験を行ない、曲げ弾性率を測定した。そ
の結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】実施例２ 粉体状熱可塑性樹脂（Ａ）としては、ナイロン６６（平
均粒径８０μｍ）を、粉体状熱可塑性樹脂（Ｂ）として
は、ナイロン１２（平均粒径１００μｍ）をそれぞれ用
いた。

【００４３】また強化繊維束(F1)としては、直径７μｍ
のモノフィラメント６０００本が集束されてなるロービ
ング状ポリアクリロニトリル系炭素繊維束を、また強化
繊維束(f1)としては、ロービング状ガラス繊維束（モノ
フィラメントの直径１４μｍ、１１００ｇ／km）をそれ
ぞれ用いた。

【００４４】上下無端ベルト(7)(8)には、実施例１と同
様のものを用いた。

【００４５】中位の強化繊維束(F1)を、粉体状熱可塑性
樹脂（Ａ）の流動層(a) 中を連続的に通過させ、モノフ
ィラメント相互間に粉体状熱可塑性樹脂（Ａ）を含浸さ
せるとともに各モノフィラメントに付着させたのち、ス
クレーパー(3) によりその過剰分を除去し、樹脂と強化
繊維の重量割合が６：４となるように調節した。このと
きの樹脂付着量調節後の強化繊維束(F2)は、１５３０ｇ
／ｍ² であった。この連続樹脂付着繊維束(F2)を、ガイ
ド・ローラ(13)(14)の案内により上下無端ベルト(7)(8)
の間隙へ連続的に送り込む。

【００４６】上位及び下位の強化繊維束(f1)を、粉体状
熱可塑性樹脂（Ｂ）の流動層(b) 中を連続的に通過さ
せ、モノフィラメント相互間に粉体状熱可塑性樹脂
（Ｂ）を含浸させるとともに各モノフィラメントに付着
させたのち、スクレーパー(3) によりその過剰分を除去
し、樹脂と強化繊維の重量割合が３：１となるように調
節した。樹脂付着量調節後の強化繊維束(f2)をロータリ
ー・カッター(6) によりそれぞれ５０mmに切断し、上位
の切断樹脂付着繊維(f3)を中位の連続樹脂付着繊維束(F
2)上に落下させて集積するとともに、下位の切断樹脂付
着繊維(f3)を上下無端ベルト(7)(8)の間隙への送り込み
部(8b)上に落下させて集積する。中位の連続樹脂付着繊
維束(F2)及び送り込み部(8b)の幅は６００mmであり、こ
れらの幅全体に上位及び下位の切断樹脂付着繊維(f3)が
それぞれ１４００ｇ／ｍ² となるように落下集積した。
このときの両切断樹脂付着繊維集積物(f4)の見かけ厚み
は、それぞれ約１０mmであった。

【００４７】以下実施例１と同様にして、繊維強化樹脂
層（い）の強化繊維(f5)の長さが５０mmであること以外
は実施例１と同様のシート（Ｓ）を得た。

【００４８】このシートのガラス繊維の含有量及び曲げ
弾性率を実施例１と同様にして測定し、その結果を表２
に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】実施例３ 粉体状熱可塑性樹脂（Ａ）（Ｂ）としては、ポリプロピ
レンの冷凍粉砕粉（平均粒径１３０μｍ）を用いた。

【００５１】また強化繊維束(F1)(f1)としては、ロービ
ング状ガラス繊維束（モノフィラメントの直径２３μ
ｍ、４４００ｇ／km）を用いた。

【００５２】中位の強化繊維束(F1)を、粉体状熱可塑性
樹脂（Ａ）の流動層(a) 中を連続的に通過させ、モノフ
ィラメント相互間に粉体状熱可塑性樹脂（Ａ）を含浸さ
せるとともに各モノフィラメントに付着させたのち、ス
クレーパー(3) によりその過剰分を除去し、樹脂と強化
繊維の重量割合が６：４となるように調節した。このと
きの樹脂付着量調節後の強化繊維束(F2)は、１８８０ｇ
／ｍ² であった。この連続樹脂付着繊維束(F2)を、ガイ
ド・ローラ(13)(14)の案内により上下無端ベルト(7)(8)
の間隙へ連続的に送り込む。

【００５３】上位及び下位の強化繊維束(f1)を、粉体状
熱可塑性樹脂（Ｂ）の流動層(b) 中を連続的に通過さ
せ、モノフィラメント相互間に粉体状熱可塑性樹脂
（Ｂ）を含浸させるとともに各モノフィラメントに付着
させたのち、スクレーパー(3) によりその過剰分を除去
し、樹脂と強化繊維の重量割合が７：３となるように調
節した。樹脂付着量調節後の強化繊維束(f2)をロータリ
ー・カッター(6) によりそれぞれ１２．５mmに切断し、
上位の切断樹脂付着繊維(f3)を中位の連続樹脂付着繊維
束(F2)上に落下させて集積するとともに、下位の切断樹
脂付着繊維(f3)を上下無端ベルト(7)(8)の間隙への送り
込み部(8b)上に落下させて集積する。中位の連続樹脂付
着繊維束(F2)及び送り込み部(8b)の幅は６００mmであ
り、これらの幅全体に上位及び下位の切断樹脂付着繊維
(f3)がそれぞれ２０９０ｇ／ｍ² となるように落下集積
した。このときの両切断樹脂付着繊維集積物(f4)の見か
け厚みは、それぞれ約１１mmであった。

【００５４】両者を中位の連続樹脂付着繊維束(F2)の移
動とともに上下無端ベルト(7)(8)の間隙へ連続的に送り
込み、中位の連続樹脂付着繊維束(F2)を介して上位及び
中位の切断樹脂付着繊維集積物(f4)を５８０mm／分で移
動する両無端ベルト(7)(8)で挾みながら、約２００℃の
熱風が循環している長さ１５００mmの熱風加熱炉(9)中
を通過させた。このさいガイド・ロール(18)により上下
の無端ベルト(7)(8)の間隙を４．２mmに調節して加圧
し、引き続いて、ガイド・ロール(19)により上下の無端
ベルト(7)(8)の間隙を４mmに調節して加圧しながら、冷
却ブロア(10)により冷却する。

【００５５】このようにして、各繊維強化樹脂層（い）
厚さが１．５mm、その強化繊維(f5)の長さが１２．５m
m、全体の厚さが４mmであること以外は実施例１と同様
のシート（Ｓ）を得た。

【００５６】このシートのガラス繊維の含有量及び曲げ
弾性率を実施例１と同様にして測定し、その結果を表３
に示す。

【００５７】

【表３】

【００５８】

【発明の効果】請求項１の発明の繊維複合シートによれ
ば、繊維強化樹脂層（あ）の存在により、一方向に機械
的強度が要求される成形部品を成形するのに適し、また
繊維強化樹脂層（い）の存在により、シート全体の強度
が向上するから、プレス成形用シートとして優れてい
る。

【００５９】また請求項２の発明の繊維複合シートの製
造方法によれば、請求項１の繊維複合シートを連続的に
うることができるから、生産性がよい。

【００６０】また強化繊維のモノフィラメント相互間に
まで樹脂が十分に含浸せられ、かつ強化繊維がモノフィ
ラメント単位で繊維強化樹脂層（い）内に良好に分散す
るから強化繊維の補強効果が大であり、得られたシート
は優れた物性を示す。

【００６１】しかも強化繊維と樹脂の分布が均一となる
から、物性の均一な繊維複合シートが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維複合シートの製造装置により同シートを製
造する状態を示す側面図である。

【図２】上部繊維強化樹脂層（い）、中間繊維強化樹脂
層（あ）及び下部繊維強化樹脂層（い）を順次切欠いた
繊維複合シートの一部平面図である。

【符号の説明】

（Ａ）（Ｂ） 熱可塑性樹脂 （あ）（い） 繊維強化樹脂層 (F3) 連続強化繊維 (f5) 強化繊維 (F1)(f1) 強化繊維束 (a)(b) 流動層 (F2) 連続樹脂付着繊維束 (f2) 樹脂付着繊維束 (f3) 切断樹脂付着繊維 (f4) 切断樹脂付着繊維集積物 (7) 上無端ベルト (8) 下無端ベルト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂（Ａ）に連続強化繊維が一
   方向にそろえられた状態で配されている繊維強化樹脂層
   （あ）と、熱可塑性樹脂（Ｂ）に長さ５〜１００mmの強
   化繊維が長さ方向のランダムな状態で配されている繊維
   強化樹脂層（い）とが積層一体化されてなる繊維複合シ
   ート。
2. 【請求項２】 ａ）多数の連続モノフィラメントよりな
   る強化繊維束を、上位、中位及び下位に配置された粉体
   状熱可塑性樹脂流動層中を通過させ、それぞれ繊維束の
   各フィラメントに粉体状熱可塑性樹脂を付着させる工程
   と、 ｂ） 中位の連続樹脂付着繊維束を、所定間隔をおいて
   対向せしめられた上下無端ベルトの間隙へ連続的に送り
   込む工程と、 ｃ） 上位及び下位の樹脂付着繊維束をそれぞれ５〜１
   ００mmに切断し、上位の切断樹脂付着繊維を中位の連続
   樹脂付着繊維束上に落下させて集積するとともに、下位
   の切断樹脂付着繊維を上下無端ベルトの間隙への送り込
   み部上に落下させて集積し、両者の集積物を中位の連続
   樹脂付着繊維束の移動とともに上下無端ベルトの間隙へ
   連続的に送り込む工程と、 ｄ） 中位の連続樹脂付着繊維束を介して上位及び下位
   の切断樹脂付着繊維集積物を移動する両無端ベルトで挾
   みながら、加熱領域及び冷却領域を通過させてシート状
   となす工程とを含む繊維複合シートの製造方法。