JP2005342902A - 繊維強化熱可塑性シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面シートがシュリンク（縮む）することなく、表面シートで芯シートを簡易且
つ均一にラミネートできる繊維強化熱可塑性シート及びその製造方法を提供することを目
的とするものである。
【解決手段】強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維から形成された芯シート２と、目付
量の少ない表面シート４を備え、前記芯シート２の表面に前記表面シート４を加熱圧着す
ることにより形成している。しかも、この繊維強化熱可塑性シートは、表面が溶融された
前記芯シート２に前記表面シート４を加熱圧着して冷却することにより一体に形成してい
る。
【選択図】 図１

Description

この発明は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維から形成した芯シートの表面に目
付量の少ない表面シートを加熱圧着した繊維強化熱可塑性シート及びその製造方法に関す
るものである。

従来から繊維強化熱可塑性シートとしては、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維か
ら形成された芯シートの表面にＰＥＴ樹脂等の熱可塑性シートを加熱圧着することにより
形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかも、重ね合わせられた両シートを加熱炉で加熱して融解させた後、両シートを加熱
圧着ロールで圧着した後、冷却ロールで冷却することにより、繊維強化熱可塑性シートを
形成するようにしていた。
特開２０００−１４１５２３号公報

しかしながら、この表面シートに必要以上の熱が加わると、表層となる表面シートには
通常のフィルムを用いているため、表面シートがシュリンクして（縮んで）しまい、表面
シートで芯シートを均一にラミネートできないと言う問題があった。

また、これを解消するために、表面シート専用の加熱装置を設置して、表面シート専用
の加熱工程を行うと、設備が必要以上に大きくなると言う問題があった。

そこで、この発明は、表面シートがシュリンク（縮む）することなく、表面シートで芯
シートを簡易且つ均一にラミネートできる繊維強化熱可塑性シート及びその製造方法を提
供することを目的とするものである。

この目的を達成するため、請求項１の発明は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維
から形成された芯シートと、目付量の少ない表面シートを備え、前記芯シートの表面に前
記表面シートを加熱圧着することにより形成した繊維強化熱可塑性シートであって、表面
が溶融された前記芯シートに前記表面シートを加熱圧着して冷却することにより一体に形
成したことを特徴とする。

また、上述した目的を達成するため、請求項２の発明は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維
の混合繊維から形成した芯シートの表面に目付量の少ない表面シートを重ねた状態で、前
記両シートを送りながら一対一組の加熱圧着ローラ間で加熱圧着するようにした繊維強化
熱可塑性シートの製造方法であって、前記芯シートを加熱炉に送って表面を溶融させた後
、前記加熱炉から送り出される前記芯シートに前記表面シートを重ねて前記加熱圧着ロー
ラ間に送り、前記送られてくる両シートを前記加熱圧着ローラ間で加熱圧着することを特
徴とする。

さらに、請求項３の発明は、請求項２において、 前記一対一組の加熱圧着ローラは両
シートの送り方向に複数組配列されていると共に、前記複数組の加熱圧着ローラは前記両
シートの送り方向に向かうに従って加熱温度が順次低く設定されていることを特徴とする
。

上述した請求項１の発明によれば、表面が溶融された前記芯シートに前記表面シートを
加熱圧着して冷却することにより一体に形成した構成としているので、表面シートがシュ
リンク（縮む）することなく、表面シートで芯シートを簡易且つ均一にラミネートした繊
維強化熱可塑性シートを形成できる。

また、請求項２の発明によれば、前記芯シートを加熱炉に送って表面を溶融させた後、
前記加熱炉から送り出される前記芯シートに前記表面シートを重ねて前記加熱圧着ローラ
間に送り、前記送られてくる両シートを前記加熱圧着ローラ間で加熱圧着するようにして
いるので、表面シートで芯シートを簡易且つ均一にラミネートした繊維強化熱可塑性シー
トを形成できる。

さらに、請求項３の発明によれば、前記複数組の加熱圧着ローラにより両シートを徐々
に冷却できる。この結果、表面シートに歪みが生じないように冷却して、表面シートで芯
シートを均一に確実にラミネートできる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[構成]
図１は、この発明に係る繊維強化熱可塑性シートを製造する製造装置（製造システム）
を示したものである。

この図１において、１は加熱炉、２は図示しないシートロール（マットロール）等から
供給される芯シート（混合マット）、３は加熱炉１に隣接して配置されたシートローラ、
４はシートローラ３から繰り出された目付量の少ない表面シート、５は芯シート２と表面
シート４とを加熱圧着する加熱圧着ローラ群（加熱ピンチロール群）、６は冷却ローラ（
冷却ピンチロール）、７はシート巻取ローラ（巻取台すなわち巻取装置）である。

上述した加熱炉１内の雰囲気温度は２８０°〜３２０°Ｃに設定されている。また、芯
シート２には、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維からシート状に形成された混合マ
ット（不織布）が用いられている。尚、この混合マットとしては、特開２０００−１４１
５２３号公報に開示されているようなマット形成装置で形成されたマットを用いることが
できるので、その詳細な説明は省略する。

更に、表面シート４には、目付量の少ない熱可塑性樹脂の不織布を用いることができる
。本実施例では、表面シート４として芯シート２の熱可塑性樹脂繊維と同一種類のＰＥＴ
樹脂製で、目付量１５ｇ／ｍ^２のものを用いた。

また、加熱圧着ローラ群５は、一対一組の第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａと、一対一組
の第２加熱圧着ローラ５ｂ，５ｂと、一対一組の第３加熱圧着ローラ５ｃ，５ｃを有する
。この加熱圧着ローラ５ａ，５ｂ，５ｃにはロール径が２５０ｍｍのものを使用し、加熱
圧着ローラ５ａ，５ｂ，５ｃの表面温度は１００°〜１６０°Ｃの範囲で設定（調整）で
きるようになっている。

しかも、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａ間の加熱ピンチ圧、第２加熱圧着ローラ５ｂ，
５ｂ間の加熱ピンチ圧、第３加熱圧着ローラ５ｃ，５ｃ間の加熱ピンチ圧は、線圧で６〜
１４Ｍｐａに設定されている。

また、冷却ローラ６，６にはロール径が２５０ｍｍのものを使用し、冷却ロール６，６
の表面温度は３０°Ｃに設定されている。この冷却ローラ６，６の冷却圧は、線圧で６〜
８Ｍｐａに設定されている。

さらに、本実施例では表面シート４は芯シート２の下側に密接させるようにしているが
、表面シート４は芯シート２の上側に密接させるようにしても良いし、表面シート４は芯
シート２の両面（上下面）に密接させるようにしても良い。

また、シート巻取ローラ７によるシート２，４の巻取時のライン送り速度は７．０〜８
．５ｍ／分に設定されている。
[作用]
次に、このような構成の繊維強化熱可塑性シートの製造装置の作用を説明する。

強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維から形成した芯シート２を図示しないシートロ
ールから繰り出して、この繰り出した芯シート２を内部の雰囲気温度が２８０°〜３２０
°Ｃの加熱炉内１に送り、この加熱炉１内で芯シート２の繊維表面を融解させた後、この
表面が融解した芯シート２を加熱炉１から加熱圧着ローラ群５側に供給する。

一方、目付量の少ない表面シート４をシートローラ３から繰り出して、この繰り出した
表面シート４を加熱炉１から供給される芯シート２の表面に沿わせて第１加熱圧着ローラ
５ａ，５ａ（図２のＮｏ１ロールに対応）間で密着させて加熱圧着させる。

この際、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａのピンチ圧は、図２の「Ｎｏ１ロールの不織布
有」に示した１１Ｍｐａ又は１３Ｍｐａのいずれかで試験した。また、この際の、第１加
熱圧着ローラ５ａ，５ａによるシート２，４の加熱温度、即ち第１加熱圧着ローラ５ａ，
５ａの表面温度を図２の「Ｎｏ１ロールの不織布有」で示したように、１２０°Ｃ，１３
０°，Ｃ１４０°Ｃ，１６０°Ｃに変更して試験した。

そして、この加熱圧着したシート２，４を、更に第２加熱圧着ローラ５ｂ，５ｂ（図２
のＮｏ２ロールに対応）間及び第３加熱圧着ローラ５ｃ，５ｃ（図２のＮｏ３ロールに対
応）間で順次加熱圧着して、冷却ローラ６，６に供給する。

この第２加熱圧着ローラ５ｂ，５ｂ間のピンチ圧（加圧力）は固定条件で１３Ｍｐａ、
第３加熱圧着ローラ５ｃ，５ｃ間のピンチ圧（加圧力）は固定条件で８Ｍｐａである。

また、第２加熱圧着ローラ５ｂ，５ｂの表面温度（加熱温度）は図２の「Ｎｏ２ロール
の固定条件」に示した１２０°Ｃ、第３加熱圧着ローラ５ｃ，５ｃの表面温度（加熱温度
）は図２の「Ｎｏ３ロールの固定条件」に示した１００°Ｃである。

そして、冷却ローラ６，６は、第３加熱圧着ローラ５ｃ，５ｃで加熱圧着されて送られ
てくる両シート２，４を表面温度３０°Ｃで、線圧６〜８Ｍｐａにより加圧冷却する。こ
の加圧冷却されたシート２，４は不織布入り繊維強化熱可塑性シート８としてシート巻取
ローラ７に巻き取られる。

このようにして製造された繊維強化熱可塑性シートにおける表面シートの均一性，融着
性等の特性は、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａによるピンチ圧及び加熱温度を上述のよう
に変更したとき、次のような結果が得られた。
＜均一性＞
即ち、図２の「Ｎｏ１ロールの不織布有」の場合、表面シート４の芯シート２への密着
の均一性は、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａのピンチ圧が１１Ｍｐａで、第１加熱圧着ロ
ーラ５ａ，５ａの表面温度が１３０°のとき、及び第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａのピン
チ圧が１３Ｍｐａで、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａの表面温度が１２０°Ｃ，１３０°
，Ｃ１４０°Ｃ，１６０°Ｃのいずれでも良好であった。

これに対して、加熱炉で表面シート及び芯シートを加熱融着した場合には、図２の「加
熱炉で加熱」でしめしたように表面シートの均一性は不良であった。

さらに、不織布を用いない場合には、図２「現状」で示したようにピンチ圧が１１Ｍｐ
ａで加熱圧着時の温度が１３０°Ｃのとき、表面シートの均一性は確認できなかった。
＜シート融着性＞
また、シート２，４同士の融着性は、図２の「Ｎｏ１ロールの不織布有」の場合、第１
加熱圧着ローラ５ａ，５ａのピンチ圧が１１Ｍｐａで、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａの
表面温度が１３０°Ｃのときに不良であった。また、シート２，４同士の融着性は、図２
の「Ｎｏ１ロールの不織布有」の場合、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａのピンチ圧が１３
Ｍｐａで、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａの表面温度が１２０°Ｃのとき不良であった。

これに対して、シート２，４同士の融着性は、図２の「Ｎｏ１ロールの不織布有」の場
合において、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａのピンチ圧が１３Ｍｐａで、第１加熱圧着ロ
ーラ５ａ，５ａの表面温度が１３０°ではやや良好、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａの表
面温度がＣ１４０°Ｃ，１６０°Ｃでは良好であった。
＜シート強度＞
更に、シート２，４の強度は、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａの表面温度が１３０°の
とき３１．８Ｎ／ｃｍ、第１加熱圧着ローラ５ａ，５ａの表面温度がＣ１４０°Ｃ及び１
６０°Ｃのときに４１．６Ｎ／ｃｍであった。

以上説明したように、この発明の実施の形態の繊維強化熱可塑性シートは、強化繊維と
熱可塑性樹脂繊維の混合繊維から形成された芯シート２と、目付量の少ない表面シート４
を備え、前記芯シート２の表面に前記表面シート４を加熱圧着することにより形成してい
る。しかも、この繊維強化熱可塑性シートは、表面が溶融された前記芯シート２に前記表
面シート４を加熱圧着して冷却することにより一体に形成している。

この構成によれば、表面が溶融された前記芯シート２に前記表面シート４を加熱圧着し
て冷却することにより一体に形成した構成としているので、表面シートがシュリンク（縮
む）することなく、表面シート４で芯シート２を簡易且つ均一にラミネートした繊維強化
熱可塑性シートを形成できる。

また、この発明の実施の形態の熱可塑性シートの製造方法は、強化繊維と熱可塑性樹脂
繊維の混合繊維から形成した芯シート２の表面に目付量の少ない表面シート４を重ねた状
態で、前記両シート２，４を送りながら一対一組の加熱圧着ローラ（５ａ，５ａ、５ｂ，
５ｂ、５ｃ，５ｃ）間で加熱圧着するようにしている。しかも、この繊維強化熱可塑性シ
ートの製造方法では、前記芯シート２を加熱炉１に送って表面を溶融させた後、前記加熱
炉１から送り出される前記芯シート２に前記表面シート４を重ねて前記加熱圧着ローラ（
５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ、５ｃ，５ｃ）間に送り、前記送られてくる両シートを前記加熱
圧着ローラ間（５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ、５ｃ，５ｃ）で加熱圧着するようにしている。

この構成によれば、前記芯シート２を加熱炉１に送って表面を溶融させた後、前記加熱
炉１から送り出される前記芯シート２に前記表面シート４を重ねて前記加熱圧着ローラ（
５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ、５ｃ，５ｃ）間に送り、前記送られてくる両シート２，４を前
記加熱圧着ローラ（５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ、５ｃ，５ｃ）間で加熱圧着するようにして
いるので、表面シート４で芯シート２を簡易且つ均一にラミネートした繊維強化熱可塑性
シートを形成できる。

さらに、この発明の実施の形態の熱可塑性シートの製造方法において、前記一対一組の
加熱圧着ローラ（５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ、５ｃ，５ｃ）は両シートの送り方向に複数組
配列されていると共に、前記複数組の加熱圧着ローラ（５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ、５ｃ，
５ｃ）は前記両シート２，４の送り方向に向かうに従って加熱温度が順次低く設定されて
いる。

この構成によれば、前記複数組の加熱圧着ローラ（５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ、５ｃ，５
ｃ）により両シート２，４を徐々に冷却できる。この結果、表面シート４に歪みが生じな
いように冷却して、表面シート４で芯シート２を均一に確実にラミネートできる。

以上、この発明にかかる実施の形態の一つを図面により詳述してきたが、具体的な構成
は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの
発明に含まれる。

この発明に係る繊維強化熱可塑性シートの製造装置の説明図である。 図１の製造装置の加熱温度と結果の例を示す説明図である。

符号の説明

１…加熱炉
２…芯シート
４…表面シート
５…加熱圧着ローラ群（加熱ピンチロール群）
５ａ，５ａ…加熱圧着ローラ
５ｂ，５ｂ…加熱圧着ローラ
５ｃ，５ｃ…加熱圧着ローラ

Claims (3)

1. 強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維から形成された芯シートと、目付量の少ない表
   面シートを備え、前記芯シートの表面に前記表面シートを加熱圧着することにより形成し
   た繊維強化熱可塑性シートであって、
   表面が溶融された前記芯シートに前記表面シートを加熱圧着して冷却することにより一
   体に形成したことを特徴とする繊維強化熱可塑性シート。
2. 強化繊維と熱可塑性樹脂繊維の混合繊維から形成した芯シートの表面に目付量の少ない
   表面シートを重ねた状態で、前記両シートを送りながら一対一組の加熱圧着ローラ間で加
   熱圧着するようにした繊維強化熱可塑性シートの製造方法であって、
   前記芯シートを加熱炉に送って表面を溶融させた後、前記加熱炉から送り出される前記
   芯シートに前記表面シートを重ねて前記加熱圧着ローラ間に送り、前記送られてくる両シ
   ートを前記加熱圧着ローラ間で加熱圧着することを特徴とする繊維強化熱可塑性シートの
   製造方法。
3. 前記一対一組の加熱圧着ローラは両シートの送り方向に複数組配列されていると共に、
   前記複数組の加熱圧着ローラは前記両シートの送り方向に向かうに従って加熱温度が順次
   低く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の繊維強化熱可塑性シートの製造方
   法。
   

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