JPH089200B2 - 繊維強化プラスチックシート及びその製造法 - Google Patents

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）。

非連続繊維のチョッ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ップドストラン
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60−15
8228号公報等）。

樹脂パウダーとガラス繊維などのチョップドストラン
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ッ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（特公昭51
−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1mm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、従来最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、リブなどの複雑な形状を成形しても、
リブ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、チョッ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〜
50mm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（所謂チョップドスト
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３〜50mm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
ッ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、チョップドストランドの少
なくとも一部が、好ましくは50wt％以上のモノフィラメ
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、このチョッ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。チョッ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
はチョッ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ップドストランド
をその下を連続的に移動するコンベア上に積層させる。

このときチョッ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、10〜80
゜、の間に設定するのが望ましい。この積層の厚み、目
付量（g/m²）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ップドスト
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、例えばメッシュコンベア、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
ートを不織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−プロピレン
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、即ち未開繊上等のものは放
出された位置から近い場合に落ち、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、ほ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布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
チョッ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／繊維径）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1mm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ッ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vol.17No.10,p10）。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。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
のチョッ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ップドストランドFES−1
3−1252M（繊維長13mm、繊維径11μｍ、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羽根の周速約40mとなる回転数で３分間攪拌
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図に示す単式整綿機（中央綿機
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
ル製噛込みリール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513mm
φ、回転数は600rpm、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てある。

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に向か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（メッシュロール）８で表面を軽
く整えられ、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/min、６
は100cm/minで行った。得られた不織布10は約500g/m²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MI＝10）を所定量はさみ、ホットプレス（20
0℃）にて３分間予熱したのち40kg/cm²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/cm²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4m
m、ガラス繊維含有率が40重量％であった。

実施例２ 富士ファイバーグラス製チョップドストランドFES13
−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10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
J900P）を所定量散布し、実施例１と同じ操作により板
厚4mm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J900P）
を投入するホッパー15を設置し、直径1.5mmφ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1mm、ガ
ラス繊維含有率40重量％であった。

実施例４ 第５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と全く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、未開繊チョップドストラン
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（1000rpm）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、未開繊チョッ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、およびアイゾット衝撃強さにより比
較した。次に各シートと4^t×130×130mmに切断し、それ
ぞれ２枚ずつ210℃に加熱した後、シャーエッジ構造を
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150×150×25mmのが
大きさであり、肉厚は3mm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）外観（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）リブ内への繊維充填性の３点で評価した。

なお、繊維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50cm/m
inに下げて約1000g/m²の第１図の構造をもつ不織布10を
作製した。この不織布とPPフィルム14（三井石油化学製
MI＝40）を第８図に示すように積層し、4mm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ップドストランドマット
（CM9005FAS900g/m²）を中央に２枚、その上下に同社サ
ーフェイシングマット（3605E100g/m²）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4mm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−13−087
4G（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＝40、粒度100メッシュパ
ス）に合成パルプSWPE620（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FES−13−1252MおよびPPパウダーJ900
をヘンシェルミキサーFM75Jに投入し、攪拌羽根ZoSoに
より両者を５分間羽根周速40m/min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FES−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/m²のガラス繊維不
織布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PP14を第９図に
示す装置により圧着した。使用したPPは日本石油化学製
J170を改質してMI＝60に調製したもので、樹脂厚は上下
とも約0.8mm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2.5mm
厚のものであった。

これを約30×30cm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
28で送って開繊維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。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
する綿をヒーター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PPを含
浸したシート35を作製した。シートの厚みは約1mm、ガ
ラス繊維含有率は約40wt％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（目付量約500g/m²）を作製
し、PPを含浸させ厚み約1mm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/cm²・５分間加
熱加圧した後、常温のプレス機にて５分間同じく40kg/c
m²の圧力で冷却加圧した。得られた積層シートは厚みが
約4mm、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/m
m²、曲げ強さ30kgf/mm²、曲げ弾性率1100kgf/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
明による二次元にランダム配向繊維強化プラスチックシ
ート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 チョップドストランドFES−13−1252M（富士ファイバ
ーグラス製）を開綿機KF−３型（（株）中央綿機製作所
製）に均一に投入し、チョップドストランドの束を一部
開繊した。この開綿機のシリンダー径は466mmφ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。

チョップドストランドの開繊状態を検査しながら上記
開綿機に材料を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、他のその中
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一例の断面の模式図、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。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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. 【請求項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. 【請求項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級しつつ、順次積層させ、この繊
   維積層物に樹脂を溶融状、シート状、粉体状、ペレット
   状のいずれかの状態で供給し、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. 【請求項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