JPH0994826A

JPH0994826A - ランダム配向繊維強化樹脂シートの製造方法

Info

Publication number: JPH0994826A
Application number: JP19651696A
Authority: JP
Inventors: Seiji Hanatani; 誠二花谷; Fumiaki Yoshikawa; 文明吉川; Yuichi Uchida; 祐一内田; Osamu Nishimura; 治西村; Masahiko Kajioka; 正彦梶岡
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】メッシュベルトの抄造面に供給する分散液の流
れ方向を制御することにより、ウエブ中の繊維の配向を
完全にランダム化した繊維強化樹脂シートの製造方法を
提供する。【構成】不連続補強繊維と熱可塑性樹脂とを含む分散液
を移動する多孔性支持体３の抄造面３ａに供給しつつラ
ンダム配向繊維強化樹脂シートを抄造するにあたり、分
散液の流れを移動する多孔性支持体の抄造面に対して向
流方向に形成させる。前記多孔性支持体の抄造面を進行
方向に仰角に傾斜させるとともに、分散液の供給流量の
大部分を抄造面の前半部で吸引するのが有効である。こ
れにより、機械的特性に等方性を有するスタンパブルシ
ートが確実に製造できる。

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
性樹脂とを含む分散液から抄造される繊維強化樹脂シー
トの製造方法に係り、特に、繊維配向のランダム化を促
進し、軽量で各方向に等方的に高い機械的強度を有し、
且つ薄物大型品の成形性に優れた特性を発揮するランダ
ム配向繊維強化樹脂シートの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂の成形上の特性を生かしつ
つ高強度，高剛性という特性を付与する手段として、高
弾性率繊維の添加による複合化技術が知られている。得
られた繊維強化熱可塑性樹脂複合材は、軽量化と高剛性
及び高強度が要求される種々の構造部材用の素材として
使用される。これらの素材は、通常、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
に成形されるのであるが、特にプレス機を用いた成形又
は大型部品の成形に適する板状あるいはシート状の素材
はスタンパブルシートと呼ばれ、その優れた機械的強
度，成形加工性，量産性から自動車用構造部材や内装材
を中心に需要が増加している。

【０００３】従来のスタンパブルシートの代表的な製造
方法として湿式法（抄紙法）がある。これは、微小気泡
を含む界面活性剤含有水性媒体中に不連続繊維と熱可塑
性樹脂を分散させ、その分散液を多孔性支持体（いわゆ
るワイヤメッシュ、以後メッシュベルトと呼ぶ）上で抄
くことにより不織布状のウエブを調製し、このウエブを
加熱加圧後固化させてスタンパブルシートを製造する方
法（特開昭６０−１５８２２７号，特公平２−４８４２
３号）であり、超軽量で高剛性の膨張材を容易に製造し
得ることから近年特に注目されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、自動車部品の
リアパッケージや一体成形天井材等に使用するスタンパ
ブルシートには、その軽量，高強度という特性と共に、
機械的強度の等方性が要求される。こうした性質を十分
に発揮するためには、補強繊維のランダム配向化が必要
とされる。

【０００５】しかしながら、上記従来のスタンパブルシ
ートを抄造する技術の場合、メッシュベルト上に補強繊
維と熱可塑性樹脂との混合物を抄き取る際に、基本的に
両者の分散液をメッシュベルトの抄造面に対してその進
行方向に流すため、抄き取った補強繊維は不可避的に流
れの方向に沿って抄造面進行方向に配向する。そのた
め、抄き取った両者の混合物（ウエブと呼ばれる）中の
繊維の配向は完全にランダム化することは困難で一方向
化し、その結果スタンパブルシートに機械的強度の異方
性が発現するという問題点がある。

【０００６】そこで本発明は、このような従来の問題点
に着目してなされたものであり、メッシュベルトの抄造
面に供給する分散液の流れ方向を制御することにより、
ウエブ中の繊維の配向を完全にランダム化してシートの
機械的特性に等方性を付与することを可能としたランダ
ム配向繊維強化樹脂シートの製造方法を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の請求項１記載の発明は、不連続補強繊維と熱可塑
性樹脂とを含む分散液を移動する多孔性支持体の抄造面
に供給しつつ連続的にシート状ウエブを抄造するランダ
ム配向繊維強化樹脂シートの製造方法において、前記分
散液の流れを、前記移動する多孔性支持体の抄造面に対
して向流方向に形成させることを特徴とするものであ
る。

【０００８】本発明の請求項２記載の発明は、不連続補
強繊維と熱可塑性樹脂とを含む分散液を移動する多孔性
支持体の抄造面に供給しつつ連続的にシート状ウエブを
抄造するランダム配向繊維強化樹脂シートの製造方法に
おいて、前記分散液の供給流量の大部分を、前記多孔性
支持体抄造面の分散液との接液長の前半部で吸引するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】ここで、前記分散液の供給流量の大部分と
は、少なくとも約９０％とすることができる（請求項
３）。また、本発明の請求項４の発明は、請求項２また
は３に記載の発明にあって、その多孔性支持体の抄造面
を水平面に対し仰角となるように進行方向へ傾斜させた
ことを特徴とするものである。

【００１０】ここで、前記仰角の大きさを、具体的には
少なくとも約１０°とすることができる（請求項５）。
更に、本発明の請求項６の発明は、請求項１から５に記
載の発明にあって、前記分散液を、移動する多孔性支持
体の抄造面を覆うヘッドボックスの上流部，中流部及び
下流部のいずれかから、前記抄造面の最上流部に向けて
供給するものとすることができる。

【００１１】かくして、本発明のランダム配向繊維強化
樹脂シートの製造方法にあっては、メッシュベルトの抄
造面に対して向流方向に分散液を供給することによっ
て、メッシュベルト抄造面の進行方向と分散液の流動方
向とが逆向きになる。これにより分散液中の補強繊維が
抄造面に着乗する際に反転する効果が発生するが、その
過程で補強繊維がランダムに堆積するのである。つまり
分散液流の向流化が繊維配向のランダム化の鍵である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に使用する不連続補強繊維
としては、その繊維長が数ミリから数十ミリの例えばガ
ラス，金属，炭素繊維等の無機繊維または有機繊維等
が、単独または二種類以上を組み合わせて使用される。
繊維長が短すぎると十分な補強効果が得られない。一
方、繊維長が長すぎると、成形時の流動性が低くなる。

【００１３】また、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，ポリアミド，ポリエステル，ポリ
スチレン，塩化ビニル樹脂等が粉末，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され
る。

【００１４】補強繊維と熱可塑性樹脂との重量比は２０
／８０から７０／３０となるように用いられる。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共に成形時に流動性が低下する傾向
をしめす。一方、補強繊維を過小に配合すると、補強効
果が低下してしまう。

【００１５】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て従来の場合と比較し説明する。図１は、本発明のラン
ダム配向スタンパブルシートの製造工程の概要を示した
ものである。不連続補強繊維としてガラス繊維（以下Ｇ
Ｆと呼ぶ）を、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン（以
下、ＰＰと呼ぶ）を、分散槽１内の界面活性剤を含む水
に所定の割合で投入し、攪拌して空気の微細気泡を含む
発泡分散液を調製する。

【００１６】この発泡分散液（以下、単に分散液とい
う）をヘッドボックス２に送り込む。ヘッドボックス２
の下部には、一方向に回転するエンドレスベルト状の多
孔性支持体であるメッシュベルト３とその裏面に接した
サクションボックス４とが配設されている。サクション
ボックス４は、図１に４ａ〜４ｆとして示すように、上
流側から下流側へ向かって６個の小室に分割され、各室
とも負圧に保たれている。また、各室には泡液吸引量
（排水量）を制御するためのサクションバルブＶが設置
してある。

【００１７】ヘッドボックス２に送り込まれた分散液
は、移動するメッシュベルト３の上面（抄造面）３ａに
供給され、泡液がサクションボックス４により吸引排除
され、不連続補強繊維ＧＦと熱可塑性樹脂粒子ＰＰはメ
ッシュベルト３の抄造面３ａ上に着乗してウエブＷが抄
造される。このウエブＷを乾燥機５で乾燥し、必要に応
じてコイル状に巻き取る。乾燥したウエブＷは、熱プレ
ス６により加熱加圧し、その後冷却固化させて緻密なシ
ートにする。

【００１８】本発明のスタンパブルシート製造方法は、
ヘッドボックス２における分散液の流動方向（図２、実
線矢符号ｆ_L）が、メッシュベルト３の抄造面３ａの進
行方向（破線矢符号ｆ_B）に対して逆方向の流れ（向
流）になるようにすることを基本とするものである。こ
れにより、分散液中の補強繊維ＧＦを反転着乗させ、繊
維ＧＦが抄造面３ａの進行方向に揃って配向されること
を妨げ、ランダム化を促す。

【００１９】ちなみに、図３に示す従来のスタンパブル
シートの湿式製造法の場合は、ヘッドボックス２におけ
る分散液の流動方向（ｆ_L）がメッシュベルト３の抄造
面３ａの進行方向（ｆ_B）と同一であり、分散液中の補
強繊維ＧＦは反転することなく自然に抄造面３ａの進行
方向に配向する。

【００２０】本発明における分散液の流れとメッシュベ
ルトの抄造面３ａの進行方向との向流関係を達成する手
段として、分散液の供給流量の大部分を、メッシュベル
トの抄造面３ａが分散液と接触する長さ（以下、接液長
という。ほぼヘッドボックス２の全長にあたる）の前半
部で吸引するのが効果的である。

【００２１】より具体的には、分散液流量の少なくとも
約９０％を、抄造面３ａの分散液と接触する長さの上流
側半分以内の部分で吸引ろ過することが好ましいといえ
る。抄造面３ａの抄造開始部分（すなわち、抄造面３ａ
の最上流部）は、常に未だウエブの存在しないバージン
面が出現して、通液抵抗が最小であるためヘッドボック
ス２中の分散液はバージン面へと移動し、そこで吸引さ
れようとする傾向が生じる。それゆえ、抄造面３ａの分
散液と接触する長さの上流側半分以内で、分散液流量の
大部分（少なくとも約９０％）を吸引せしめ下流側での
吸引を殆ど抑制することで、分散液の抄造面３ａに対す
る向流が促進されて繊維のランダムな着乗が確実に達成
できるのである。

【００２２】もっとも、この場合、分散液流量の下限値
９０％という数値は、この値を幾らかでも下回れば、も
はや繊維のランダム化は得られないという厳密な臨界的
な意味を有するものではない。また、メッシュベルトの
抄造面の上流側半分以内で吸引するという点についても
同様で、上流側半分を幾らかでも上回れば繊維配向のラ
ンダム化は実現しないというものではない。この点につ
いては、以下に述べる繊維配向指標との関係を考慮する
必要がある。

【００２３】すなわち、スタンパブルシートの繊維の配
向性を評価するものとして、配向指標Ｊｍ値（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・北條・玉川；第３９回塑
性加工連合講演会Ｎｏ．２３３，１９８８）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繊
維の識別が極めて困難な試料について、その軟Ｘ線写真
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。

【００２４】ここで、配向指標Ｊｍは繊維配向の程度を
表すパラメータで、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。

【００２５】繊維配向が一方向材に値する材料とは、配
向指標Ｊｍが０．３５以上のものである。Ｊｍがこの範
囲にあれば、典型的な繊維強化熱可塑性樹脂複合材で
は、繊維配向の主軸方向とそれに直角な方向との力学的
特性の比が３以上になる。したがって、Ｊｍが０．３５
以上の製品シートは、曲げ強度や引張強度等の機械的特
性が異方性を有する事実上一方向材として使用に供し得
る材料と考えてよい。

【００２６】本発明では、このことを踏まえた上で、そ
のＪｍ値が−０．１〜０．１の値を示すスタンパブルシ
ートをランダム材と定義する。Ｊｍ値がこの範囲内であ
れば、製品シートの曲げ強度や引張強度等の機械的特性
の比は、０．８〜１．３の範囲をとることが明らかにさ
れており、したがって、配向指標Ｊｍが−０．１〜０．
１の値を示すスタンパブルシートは実質的に機械的特性
に等方性を有するランダム配向材といえるためである。
換言すれば、配向指標Ｊｍの絶対値が０．１以内という
のは実用上ほぼ完全なランダム材といえるものであり、
その範囲を多少越えてＪｍ０．１＋αであっても、実際
の使用上ランダム材として許容され得る場合も考えられ
る。その場合には、分散液流量が９０％を下回っても良
いのであり、本発明における分散液流量の少なくとも９
０％との数値は、厳密に臨界的な意味のものではなく、
製品ランダム材の要求仕様に応じて多少変動する余地が
ある。

【００２７】抄造面の上流側半分以内の部分で吸引する
との条件も、同じくこれにより配向指標Ｊｍの絶対値が
０．１以下の値を示すスタンパブルシートが効率的に製
造できることを意味するものであり、上記分散液流量の
限定と同様に、吸引面積の限定範囲もスタンパブルシー
トの実使用上での配向指標Ｊｍの値の許容範囲に応じて
変わり得るといえる。

【００２８】なお、分散液流量の全部すなわち１００％
を抄造面の前半分で吸引した場合も本発明範囲に含まれ
る。ただし、その場合も抄造面の後半部は分散液の吸引
は行わないが液に接触はしているものとする。こうした
状態は、例えば分散液をヘッドボックス２内に上流から
速い流速で供給したときや、逆に下流から供給したとき
に起こる。流速が速いと、分散液の一部は抄造面の非吸
引の後半部にまで到達し、その後、前半部に逆流する。
その逆流のため、繊維の配向がランダム化する。ヘッド
ボックス２の下流から供給した場合は、分散液の全部が
抄造面の進行に逆らって非吸引の後半部を逆流し、繊維
の配向がランダム化する。

【００２９】これに対して、抄造面の後半部には分散液
が殆ど到達しない状態で分散液の全部を抄造面の前半分
で吸引すると、単に抄造面のろ過面積が半分になったと
いうことに過ぎず、抄造面に対する分散液の逆流は発生
しない。よって繊維のランダム化は達成できない。ま
た、分散液流量の大部分を抄造面３ａの半分よりも遙に
少ない面積、例えば上流側の数％というような極めて狭
い面積で吸引することは、実際問題として生産性が低す
ぎて実用には供し得ない。

【００３０】本発明における抄造面の吸引流量及び吸引
面積の設定は、サクションボックス４をメッシュベルト
の抄造面３ａの進行方向に複数区画に仕切り、各区画毎
にサクションバルブＶを配設し、そのバルブ開度の調整
によって行うことができる。特定区画のサクションバル
ブＶを全開〜全閉の範囲で調節すれば、当該区画の実質
的な吸引量が自在に調整できるから、例えばサクション
ボックス４の下流側の半分の区画のサクションバルブＶ
を全閉に近い状態に絞って下流側の抄造面３ａを実質的
に封印することにより、分散液流量の９０％以上をメッ
シュベルトの抄造面３ａの上流側半分において吸引する
ことが容易にできる。

【００３１】本発明におけるスタンパブルシートの繊維
ランダム化は、上記の分散液流量と抄造面の制御に加え
て、抄造面３ａを進行方向に上り勾配（仰角）とするこ
とにより、更に確実に達成することができる。すなわ
ち、図２に模式的に示すように、下流側を封印したメッ
シュベルトの抄造面３ａを進行方向に仰角に傾斜させる
と、ヘッドボックス２内に供給された分散液は、抄造面
３ａの下流側の先端部に達した分も含めて封印部９の面
を急速に上流側に向かって流れて向流を発生する結果、
分散液中の繊維はランダムに抄造面上に着乗する。この
場合の傾斜角の大きさは１０°以上とするとランダム化
に極めて有効であることが実験的に確かめられた（後
述）。当該傾斜角を大きくするほど、メッシュベルト３
の進行速度（すなわち抄造速度）を高めることが可能に
なりウエブの生産性が向上する傾向がある。その傾斜角
の上限は９０°であるが、実用上の見地から好ましくは
４５°である。

【００３２】なお、以上の説明では、抄造面の下流側の
吸引量を大幅に抑制する方法として、サクションボック
ス４の下流側の区画のサクションバルブＶの開度を調整
して行う場合を述べたが、その他、例えばサクションボ
ックス４の下流側の区画の吸引口の開口を塞ぐようにし
ても良い。

【００３３】次に、実施例により本発明の製造方法とそ
の効果を具体的に説明する。

【００３４】

【実施例】実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例３
は、ヘッドボックス２への分散液の供給を、図２に矢符
号Ｉで示すように、ヘッドボックス２の最上流部から行
った。

【００３５】（実施例１）図１に示す工程において、分
散槽１で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％水溶液を攪拌して発泡液と
し、この発泡液中に直径１１μｍ，平均長さ１３ｍｍの
ガラス繊維０．２重量％と平均粒径０．９ｍｍの粒状ポ
リプロピレン０．３重量％とを添加して攪拌し、分散さ
せて発泡分散液を調製した。

【００３６】この分散液をヘッドボックス２に送り、メ
ッシュベルト３の抄造面３ａ（実効抄紙幅１６００ｍ
ｍ）上に供給流量２４００ｌ／ｍｉｎで供給した。抄造
面３ａの傾斜角度は１５°に設定し、抄造速度（ベルト
移動速度）は２ｍ／ｍｉｎとした。

【００３７】また、サクションボックス４の六個の小室
のうちの下流側三個（図２の４ｄ，４ｅ，４ｆ）の各サ
クションバルブＶを閉めることで第４〜第６の吸引を殆
ど抑制し、分散液の供給流量の大部分（この実施例では
９０％）を上流側半分の抄造面３ａで吸引するようにし
た。すなわち、サクションボックス４内の吸引量配分
（単位は容量％、以下ｖｏｌ％と表す）を、４ａ〜４ｃ
で９０ｖｏｌ％、４ｄ〜４ｆで１０ｖｏｌ％に設定し
た。

【００３８】以上の条件で、目付量１０００ｇ／ｍ²の
ウエブを抄造した。得られたウエブを乾燥後、２１０
℃，５ｋｇ／ｃｍ²の条件で加熱加圧し、次いで２０
℃，５ｋｇ／ｃｍ²の条件で冷却固化させて緻密なスタ
ンパブルシートを得た。得られたシートについて繊維の
配向をＪｍ値で評価した。

【００３９】先に得られたシートの軟Ｘ線撮影を行い、
フィルムの画像解析から配向指標Ｊｍを求めた。その結
果を表１に示す。

【００４０】

【表１】（実施例２）メッシュベルト３の抄造面３ａの傾斜角度
を２０°、抄造速度を４ｍ／ｍｉｎに設定した以外は、
実施例１と同じ条件でスタンパブルシートを製造して、
繊維の配向を評価した。結果を表１に示す。

【００４１】（実施例３）メッシュベルト３の抄造面３
ａの傾斜角度を２５°、抄造速度を６ｍ／ｍｉｎに設定
した以外は、実施例１と同じ条件でスタンパブルシート
を製造して、繊維の配向を評価した。結果を表１に示
す。

【００４２】（実施例４）メッシュベルト３の抄造面３
ａの傾斜角度を３０°、抄造速度を９ｍ／ｍｉｎに設定
した以外は、実施例１と同じ条件でスタンパブルシート
を製造して、繊維の配向を評価した。結果を表１に示
す。

【００４３】（実施例５）メッシュベルト３の抄造面３
ａの傾斜角度を３５°、抄造速度を１２ｍ／ｍｉｎに設
定した以外は、実施例１と同じ条件でスタンパブルシー
トを製造して、繊維の配向を評価した。結果を表１に示
す。

【００４４】（比較例１）メッシュベルト３の抄造面３
ａ上に供給した分散液を、サクションボックス４の第１
〜第６の各小室（４ａ〜４ｆ）において均等に吸引させ
（サクションバルブＶの開度を同一にした）、かつ、抄
造面３ａの傾斜角度を０°（水平）にした以外は、実施
例１と同じ条件でスタンパブルシートを製造して、繊維
の配向を評価した。結果を表１に示す。

【００４５】続いて、本発明におけるヘッドボックス２
への分散液の供給を、図２に示すように、ヘッドボック
ス２の上流部より矢符号Ｉ_uのように供給する方法、ヘ
ッドボックス２の中流部より矢符号Ｉ_mのように供給す
る方法及びヘッドボックス２の中流部より矢符号Ｉ_dの
ように供給する方法のうちのいずれかを採用して行った
実験について説明する。

【００４６】（実施例６）図１に示す工程において、分
散槽１で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％水溶液を攪拌して発泡液と
し、この発泡液中に直径１３μｍ，平均長さ１３ｍｍの
ガラス繊維０．２重量％と平均粒径０．９ｍｍの粒状ポ
リプロピレン０．３重量％とを添加して攪拌し、分散さ
せて発泡分散液を調製した。

【００４７】この分散液をヘッドボックス２に送り、メ
ッシュベルト３の抄造面３ａ（実効抄紙幅４００ｍｍ）
上に、サクションボックス４の６個の小室のうちの４ｆ
室の上方より４ａ室の直上の抄造面に向けて供給流量３
６０ｌ／ｍｉｎで供給した。即ち、抄造面３ａの傾斜角
度を０°（水平）に設定し、抄造速度（ベルト移動速
度）は３ｍ／ｍｉｎとして、ヘッドボックス２の下流部
に配設した分散液供給口から、図２の矢符号Ｉd のよう
に供給した。

【００４８】また、サクションボックス４の６個の小室
のうちの下流側３個の各サクションバルブＶを閉めるこ
とで、４ｄ室〜４ｆ室の吸引を殆ど抑制し、分散液の供
給流量の大部分（この実施例では９０％）を上流側半分
の抄造面３ａで吸引するようにした。すなわち、サクシ
ョンボックス４内の吸引量配分（単位は容量％、以下ｖ
ｏｌ％と表す）が、４ａ室〜４ｃ室で９０ｖｏｌ％、４
ｄ室〜４ｆ室で１０ｖｏｌ％となるように調節した。

【００４９】以上の条件で、目付量１０００ｇ／ｍ²の
ウエブの抄造を行った。得られたウエブを乾燥後、２１
０℃，５ｋｇ／ｃｍ²の条件で加熱加圧し、次いで２０
℃，５ｋｇ／ｃｍ²の条件で冷却固化させて緻密なスタ
ンパブルシートを得た。得られたシートについて繊維の
配向をＪｍ値で評価した。

【００５０】先に得られたシートの軟Ｘ線撮影を行い、
フィルムの画像解析から配向指標Ｊｍを求めた。その結
果を表２に示す。

【００５１】

【表２】（実施例７）抄造面３ａの傾斜角度を１０°に設定した
以外は、実施例６と同じ条件でスタンパブルシートを製
造して、繊維の配向を評価した。結果を表２に示す。

【００５２】（実施例８）抄造面３ａの傾斜角度を２０
°に設定した以外は、実施例６と同じ条件でスタンパブ
ルシートを製造して、繊維の配向を評価した。結果を表
２に示す。

【００５３】（実施例９）抄造面３ａの傾斜角度を３０
°に設定した以外は、実施例６と同じ条件でスタンパブ
ルシートを製造して、繊維の配向を評価した。結果を表
２に示す。

【００５４】（実施例１０）サクションボックス４の６
個の小室の各サクションバルブＶの開度を調節して、分
散液の供給流量の６０％を上流側半分の抄造面３ａで吸
引するようにし、サクションボックス４内の吸引流量が
配分が、４ａ室〜４ｃ室で６０ｖｏｌ％、４ｄ室〜４ｆ
室で４０ｖｏｌ％となるように調節した。それ以外は、
実施例９と同じ条件でスタンパブルシートを製造して、
繊維の配向を評価した。結果を表２に示す。

【００５５】（実施例１１）分散槽１から送られた分散
液を、サクションボックス４の６個の小室のうちの４ｄ
室の上方より４ａ室の直上の抄造面３ａに向けて供給す
る、即ちヘッドボックス２の中流部に配設した分散液供
給口から図２の矢符号Ｉm のように供給するものとし、
且つ抄造面３ａの傾斜角を１０°に設定した以外は、実
施例６と同じ条件でスタンパブルシートを製造して、繊
維の配向を評価した。結果を表２に示す。

【００５６】（実施例１２）抄造面３ａの傾斜角度を２
０°に設定した以外は、実施例１１と同じ条件でスタン
パブルシートを製造して、繊維の配向を評価した。結果
を表２に示す。

【００５７】（実施例１３）抄造面３ａの傾斜角度を３
０°に設定した以外は、実施例１１と同じ条件でスタン
パブルシートを製造して、繊維の配向を評価した。結果
を表２に示す。

【００５８】（実施例１４）サクションボックス４の６
個の小室の各サクションバルブＶの開度を調節して、分
散液の供給流量の８０％を上流側半分の抄造面３ａで吸
引するようにし、サクションボックス４内の吸引流量配
分が、４ａ室〜４ｃ室で８０ｖｏｌ％、４ｄ室〜４ｆ室
で２０ｖｏｌ％となるように調節した以外は、実施例１
３と同じ条件でスタンパブルシートを製造して、繊維の
配向を評価した。結果を表２に示す。

【００５９】（実施例１５）分散槽１から送られた分散
液を、サクションボックス４の６個の小室のうちの４ａ
室の上方より４ａ室直上の抄造面３ａに向けて供給す
る、即ちヘッドボックス２の上流部に配設した分散液供
給口から図２の矢符号Ｉu のように供給するものとし、
且つ抄造面３ａの傾斜角を１５°に、抄造速度を２ｍ／
ｍｉｎに設定した以外は、実施例６と同じ条件でスタン
パブルシートを製造して、繊維の配向を評価した。結果
を表２に示す。

【００６０】（実施例１６）抄造面３ａの傾斜角を２０
°に、また抄造速度を４ｍ／ｍｉｎに設定した以外は、
実施例１５と同じ条件でスタンパブルシートを製造し
て、繊維の配向を評価した。結果を表２に示す。

【００６１】（実施例１７）抄造面３ａの傾斜角を２５
°に、また抄造速度を６ｍ／ｍｉｎに設定した以外は、
実施例１５と同じ条件でスタンパブルシートを製造し
て、繊維の配向を評価した。結果を表２に示す。

【００６２】（実施例１８）抄造面３ａの傾斜角を３０
°に、また抄造速度を９ｍ／ｍｉｎに設定した以外は、
実施例１５と同じ条件でスタンパブルシートを製造し
て、繊維の配向を評価した。結果を表２に示す。

【００６３】（実施例１９）抄造面３ａの傾斜角を３５
°に、また抄造速度を１２ｍ／ｍｉｎに設定した以外
は、実施例１５と同じ条件でスタンパブルシートを製造
して、繊維の配向を評価した。結果を表２に示す。

【００６４】（比較例２）実施例６と同様に調製した分
散液をヘッドボックス２に送り、図３に示すように、メ
ッシュベルト３の抄造面３ａ上に、サクションボックス
４の６個の小室のうちの４ａ室のさらに上流側より、４
ａ室の直上の抄造面にメッシュベルト抄造面の進行方向
に液流が形成されるよう、供給流量３６０ｌ／ｍｉｎで
供給した。抄造面３ａの傾斜角度を０°（水平）に設定
し、抄造速度（ベルト移動速度）は３ｍ／ｍｉｎとし
た。

【００６５】また、サクションボックス４の４ａ室〜４
ｆ室の各小室において均等に吸引させるようにした。即
ち、サクションボックス４内の吸引量配分が、４ａ室〜
４ｃ室で５０ｖｏｌ％、４ｄ室〜４ｆ室で５０ｖｏｌ％
となるように調節した。

【００６６】以上の条件で、目付量１０００ｇ／ｍ²の
ウエブの抄造を行い、得られたウエブを乾燥後、実施例
６と同じ条件で加熱加圧し、次いで冷却固化させて緻密
なスタンパブルシートを製造して繊維の配向を評価し
た。結果を表２に示す。

【００６７】（比較例３）抄造面３ａの傾斜角度を１０
°に設定した以外は、比較例２と同じ条件でスタンパブ
ルシートを製造して、繊維の配向を評価した。結果を表
２に示す。

【００６８】（比較例４）サクションボックス４内の吸
引量配分を、４ａ室〜４ｃ室で８５ｖｏｌ％、４ｄ室〜
４ｆ室で１５ｖｏｌ％となるように調節し、且つ抄造面
３ａの傾斜角度を１５°に設定した以外は、比較例２と
同じ条件でスタンパブルシートを製造して、繊維の配向
を評価した。結果を表２に示す。

【００６９】表２に示した結果から、分散液を、ヘッド
ボックスの下流部，中流部，上流部直上のいずれかから
メッシュベルトの最上流の抄造面に向けて供給し、且つ
好ましくは抄造面を少なくとも１０°傾斜させる（ヘッ
ドボックスの下流部から分散液を供給する場合には傾斜
角０°でもよい）とともに、望ましくは分散液供給流量
の大部分（少なくとも９０vol ％。抄造面の傾斜角３０
°であれば６０vol ％でもよい）をメッシュベルトの抄
造面の前半部（上流側）で吸引することによりメッシュ
ベルトの進行方向に対して向流を生じさせつつ抄造すれ
ば、事実上ほぼ完全なランダム材として使用に供し得る
配向指標Ｊｍ０．１以下のスタンパブルシートが確実に
得られることが明らかである。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の発明は、シート状ウエブを湿式法で抄造するにあ
たり、分散液の流れを移動する多孔性支持体の抄造面に
対して向流方向に形成させるものとしたため、分散液中
の補強繊維が多孔性支持体の進行方向に揃う傾向が妨げ
られて、その結果補強繊維の配向がランダム化するとい
う効果が得られる。

【００７１】また、請求項２または３記載の発明は、シ
ート状ウエブを湿式法で抄造するにあたり、分散液の供
給流量の大部分を、多孔性支持体抄造面の分散液との接
液長の前半部で吸引するものとしたため、抄造面の後半
部から分散液が逆流して前半の吸引部での液の向流が促
されて、その結果補強繊維の配向がランダム化するとい
う効果が得られる。

【００７２】また、請求項４または５記載の発明は、多
孔性支持体の抄造面を水平面に対し仰角となるように傾
斜させたため、抄造面上での分散液の向流がより促進さ
れて、一層補強繊維のランダム化が助長されるという効
果が得られる。

【００７３】もっとも、多孔性支持体の抄造面を水平と
した場合でも、分散液を当該抄造面の下流部から最上流
部に向かって供給することで補強繊維の配向がランダム
化するという効果が得られる。

【００７４】また、上記の請求項１〜請求項５記載の発
明にあっては、分散液の供給を、ヘッドボックスの上流
部，中流部，下流部のいずれから行っても、補強繊維の
配向がランダム化するという効果が得られる（請求項６
記載の発明）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のランダム配向繊維強化樹脂シートの製
造方法の一例を示す概要図である。

【図２】本発明方法の作用を説明する要部の模式図であ
る。

【図３】従来の繊維強化樹脂シートの製造方法の一例を
示す概要図である。

【符号の説明】

１分散槽２ヘッドボックス３多孔性支持体（メッシュベルト）３ａ抄造面４サクションボックスＷウエブ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 101:12 105:12 (72)発明者内田祐一千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 (72)発明者西村治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)発明者梶岡正彦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

【特許請求の範囲】

【請求項１】不連続補強繊維と熱可塑性樹脂とを含む
分散液を移動する多孔性支持体の抄造面に供給しつつ連
続的にシート状ウエブを抄造するランダム配向繊維強化
樹脂シートの製造方法において、前記分散液の流れを、
前記移動する多孔性支持体の抄造面に対して向流方向に
形成させることを特徴とするランダム配向繊維強化樹脂
シートの製造方法。
【請求項２】不連続補強繊維と熱可塑性樹脂とを含む
分散液を移動する多孔性支持体の抄造面に供給しつつ連
続的にシート状ウエブを抄造するランダム配向繊維強化
樹脂シートの製造方法において、前記分散液の供給流量
の大部分を、前記多孔性支持体抄造面の分散液との接液
長の前半部で吸引することを特徴とする請求項１記載の
ランダム配向繊維強化樹脂シートの製造方法。
【請求項３】前記分散液の供給流量の大部分とは少な
くとも約９０％である請求項２記載のランダム配向繊維
強化樹脂シートの製造方法。
【請求項４】前記多孔性支持体の抄造面を水平面に対
し仰角となるように進行方向へ傾斜させたことを特徴と
する請求項１，２または３記載のランダム配向繊維強化
樹脂シートの製造方法。
【請求項５】前記仰角の大きさが少なくとも約１０°
である請求項４記載のランダム配向繊維強化樹脂シート
の製造方法。
【請求項６】前記分散液を、前記移動する多孔性支持
体の抄造面を覆うヘッドボックスの上流部，中流部及び
下流部のいずれかから、前記抄造面の最上流部に向けて
供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいず
れかに記載のランダム配向繊維強化樹脂シートの製造方
法。