JPH04146252A - 補強用繊維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） 本発明は繊維強化プラスチックの成形材料として用いら
れる補強用繊維シートに関する。

更に詳しくは、本発明は樹脂の含浸性がよく成形加工性
に優れ、かつ機械的性能に優れた繊維強化樹脂材料を与
えることのできる補強用繊維シートに関するものである
。

（従来の技術） 強化繊維をマトリックス樹脂で結合してなる繊維強化材
料はその優れた特性、例えば、高強度、高剛性、低比重
、高耐疲労性などを有していることから、巾広い用途が
期待され、工業的に重要な材料として注目されている。

かかる材料に使われる補強用繊維は、例えば、織物、編
物、不織布などのシート状、あるいは、繊維の方向を一
方向に揃えたヤーン状として用いられ、繊維の種類ある
いはその形態による特徴に応じて各種の用途に向けられ
ている。

これらの補強用繊維の形態のうち、繊維の方向を一方向
に揃えたヤーン状として用いられた繊維強化材料は、機
械的性能に優れることから高性能材料として好ましく用
いられている。しかしながら、このように方向を揃えて
繊維を配置するためには、複数の繊維の束を順序よく同
方向に、それぞれの束が互いに隣接するように並べるこ
とが必要であり、操作性、作業効率の点では極めて劣っ
たものである。

これに対して、ｍＩＩを一方向に揃えて連結させたシー
ト状物、あるいはこれらを製造する方法は既に知られて
いる０例えば、堆積された繊維層面に、これと垂直方向
から針をさし通して引き抜くことを繰り返し、この際針
に設けられたカエリで上下層の繊維を絡めて一体化して
シート状とする所謂ニードルパンチ法、あるいは高圧気
体流を当てて繊維同士を絡めて不織布状とする方法（特
開昭５９−６６５５４号公報）、あるいは一方向に揃え
て配置した繊維束に、高速の非圧縮性流体、水流等を当
てて繊維同士を絡み合わせて不織性シートとする方法も
、既に特公昭４Ｂ−１３７４９号公報、特開昭５２−１
４０６６７号公報、特公昭５９−５４０６号公報になど
に開示されている。

特に特公昭５９−５４０６号公報には、補強用繊維とし
て炭素繊維を用いた例として、取り扱い、運搬、成形加
工性に優れ、得られる繊維強化プラスチツク製品の繊維
引揃え方向と直角方向の強度を増大し得ることが開示さ
れている。

（発明が解決しようとする課ＩＩ） しかしながら、上述の従来の技術で得られる繊維シート
は、高性能の繊維強化樹脂材料を得るための補強用繊維
シートとしては未だ満足のいくものでないことが明らか
となった。

即ち、例えばニードルパンチ法で得られるシートは、一
体化されたシートとするために針を機械的に繊維束に上
下貫通させることを繰り返すことによって、繊維層の上
下方向の絡み合いが強く極めて嵩高となる。この結果、
含浸する樹脂の量、比率が高（なり、強化繊維の性能を
充分に発揮することが出来なくなる。また、針の機械的
貫通操作により繊維自体の損傷が激しく、更に針穴の開
孔部を有することも高性能発現の重大な妨げとなる。こ
のことは、特に繊維強化樹脂材料として対象となるガラ
ス繊維あるいは炭素繊維において、これらの繊維が剛直
で脆いことから顕著となる。

特開昭５９−６６５５４号公報に開示されるシートにお
いては、圧縮性の気体流によって繊維シートの方向性の
乱れが著しく、方向を揃えた繊維シートへの適用は殆ど
不可能である。更に気体流で質量が小さく速度減衰が大
きく、繊維層内部での充分な絡み合いが得られず、取り
扱い性、操作性に劣る。

一方、特公昭４Ｂ−１３７４９号公報、特公昭５９−５
４０６号公報に開示されるシートは、高圧の液体流によ
り繊維同士を絡めて一体化したシートである。かかるシ
ートは、例えば特公昭５９５４０６号公報に記載される
如く、５０〜５００　ｋｇ／Ｃ４の高圧の液体流で処理
される結果、特にガラス繊維、炭素繊維等の剛直で脆い
繊維の場合には繊維の切断等の損傷が激しく、また、絡
み合いの程度が強く嵩高となるために、高性能の繊維強
化材料を与えることが難しい。更に、高圧液流の処理に
より繊維長方向への絡みも多く、一方向に揃えた繊維の
方向の乱れも大きいものである。

このことは繊維長方向と直角の方向の強度が増大するこ
とによっても裏付けされることであるが、繊維長方向の
性能の低下を引き起こすものであり高性能の繊維強化樹
脂材料を得る為の補強用繊維シートとしては好ましいも
のではない。

本発明は、高性能の繊維強化樹脂材料を得るための補強
用繊維シートを得ることを目的に行われたものであり、
従来の技術がシートとするための一体化に主眼をおいて
、高性能発現が妨げられる上記の問題を解決しようとす
るものである。

本発明者は、上記目的に沿って鋭意研究を重ねた結果、
補強用繊維シートとして、繊維の配列された方向とこれ
に直交する方向の強度比をある特定の範囲にすること、
および高性能発現のためには樹脂含浸において補強用繊
維の比率を高め、少ない樹脂量において均一に含浸の行
き渡った成形が可能となる特定の嵩密度とすることによ
ってはじめて目的を達成し得ること、更には、かかる補
強用繊維シートとすることによって驚くべきことに樹脂
の含浸速度が高められることを見出し、本発明を完成し
たものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の第１は；炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維
の１種又は２種以上からなり、該繊維が、実質的に繊維
長方向を揃えて配列されたシートであり、かつ該シート
の予め設定された区域において繊維同士が絡み合ったシ
ートであって、該シートにおいて、 （１）繊維の配列された方向の引張強度（Ｔ　。

）と、これと直交する方向の引張強度（Ｔ、。）との比
が５０≦Ｔ　ｏ　／　Ｔ　９０≦１０３．であり、（１
１）シートの嵩密度を、シートを構成する繊維の密度で
除した嵩高度が、０．２〜０．７である補強用繊維シー
ト、 であり、本発明の第２は：繊維ウェブに液体流を作用さ
せて不織性繊維シートを製造する方法において、炭素繊
維、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は２種以上から
なる繊維又は繊維束を、実質的に繊維長方向を揃えて配
置した繊維ウェブとなし、該繊維ウェブの中及び長さ方
向の予め設定された表面区域上に、多孔質支持体を介し
て該繊維ウェブの裏面から吸液しつつ、直径が０．５■
以下の細孔から噴出する２　ｋｇ　／　ｃｊ以上５０ｋ
ｇ／ＩＩ以下の圧力を存する少なくとも１本の液体流を
当てて繊維同士を絡み合わせることを特徴とする、補強
用繊維シートの製造法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の補強用繊維シートを構成する繊維は、炭素繊維
、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は２種以上である
。炭素繊維とは、例えばポリアクリロニトリル繊維を酸
化焼成して得られる耐炎化質、炭素質あるいは黒鉛質の
繊維、ピンチ系の炭素質繊維、あるいはセルロース系繊
維から誘導される炭素質繊維等、いわゆる一般に広義的
に名称される炭素繊維を指し、特に限定されるものでは
ない、ガラス繊維も同様に、例えばＥ−ガラス、Ｓ−ガ
ラス、Ｔ−ガラス等からなる繊維をいう。

アラミド繊維とは全芳香族ポリアミド繊維の総称であり
、ベンゼン環、ナフタリン環等の２価の芳香族残基が直
接アミド結合（−Ｃ−Ｎ−）で連結された］１ ０■ ポリマーからなる繊維を言い、このうち特に両アミド結
合が芳香環のバラ位で連結されたバラ配向アラミド繊維
は、高強度、高弾性率、高耐熱性等の優れた性質を有す
るために特に好ましい。具体的には、ポリバラフェニレ
ンテレフタルアミドからなる繊維、３．４°あるいは４
，４°　−ジアミノジフェニルエーテル基をコポリマー
成分とするポリバラフェニレンテレフタルアミドコポリ
マーからなる繊維等が挙げられるが、これに限定される
ものではない。

かかる繊維は１種類でもよく、また２種以上を併用する
ことが可能である。これらの繊維の繊維径は通常６μｍ
以下から５０μｍあるいはそれ以上のものが用いられる
が、特に制限を受けるものではない。シート化のための
繊維の絡み合いの点からは繊維径は比較的小さい方が有
利であることから４〜４０μｍ、更には６〜３０μｍで
あるのが特に好ましい。

本発明において、上述の繊維は連続した長繊維であって
も、あるいは不連続の所謂短繊維であってもよい。連続
した長繊維である場合には、得られる補強用シートの形
態安定性が高く、また繊維強化樹脂材料とした時高い機
械的性能が得られるので好ましい。不連続の短繊維の場
合であっても特に本発明の効果を損なうものではなく、
特に繊維長の限定を受けるものではないが、高性能の繊
維強化材料とするには繊維長が長いことの方が有利であ
るために、通常は２５ｍ以上の長さの短繊維が好ましく
用いられる。なお、短繊維を用いた場合には繊維強化樹
脂材料とした時、成形性、特に賦形成形性に優れるとい
う特徴が付加される。

本発明の補強用繊維シートにおいて、繊維は実質的に繊
維長方向を揃えて配列されていることが重要である。即
ち、繊維強化樹脂材料において、その機械的性能は繊維
長方向においてその補強効果を最も顕著に発現する。従
って、使用される繊維は、それぞれの繊維長方向が揃っ
ているほど効率よく機械的性能を発現できるからである
。

本発明において「実質的に繊維長方向を揃えて配列され
る」とは、シート全体としての平均化された繊維長方向
に対して、それぞれの繊維がほぼ平行に並んでいること
を意味する。この繊維の配列の程度を個々の繊維にわた
って正確に規定することは出来ないが、具体的な配列の
程度は後述される繊維長方向の引張強度とこれと直交す
る方向の引張強度の比で代用的に特定されるものである
。

本発明の補強用繊維シートにおいては、予め設定された
区域において繊維同士が絡み合ってシートを形成してい
る。「予め設定された区域」とは特別に選択された域を
意味するものではなく、シートとしての形態を保ために
、シートを形成する繊維の一部が他の繊維と絡み合った
部分を指し、かかる区域は、シート全体に一様に分布し
てもよく、また例えば、シートの中方向あるいは長さ方
向に沿った特定の位置に集中して存在してもよい。

補強用繊維シートとしての取り扱い性、操作性のために
は、この絡み合いの区域はシート全体に均一に存在する
ことが好ましい。絡み合いの区域の全シートに対する比
率、及び絡み合いの程度は、以下に詳述される本発明の
補強用繊維シートを特定する２つのファクターで規定さ
れる。

本発明の補強用繊維シートにおいては、繊維の配列され
た方向の引張強度（Ｔ０）とこれと直交する方向の引張
強度（Ｔ、。）との比が５０≦Ｔ０／Ｔ、。≦１０３で
あることが肝要である。

繊維の配列された方向の引張強度（Ｔ０）は、繊維の配
列の程度が高ければ高い程、補強用繊維の引張強度に近
づく、一方これと直交する方向の引張強度（Ｔ、。）は
、繊維同士の絡み合いがなく、繊維が一方向に配列して
いればＯである。従って、引張強度（Ｔ９゜）は絡み合
いの程度と繊維の配列の程度を示すファクターであり、
引張強度（Ｔ。

）と引張強度（Ｔ、。）の比も同様に絡み合いの程度と
繊維の配列の程度を示すファクターである。

Ｔ、／Ｔ、。が５０以下である場合には、繊維の配列方
向と直交する方向の絡み合いが強く、その結果嵩高いシ
ートとなるが、または、繊維の配列の程度が低く、引張
強度（Ｔ、）が充分に高くないことを意味し、いずれに
しても高性能の繊維強化樹脂材料を与えることはできな
い。一方、Ｔｌｌ／下、。が１０３以上である場合には
、繊維の絡み合いが不足して、取り扱い時にシートとし
ての形態を保持することが難しく実用に供し得ないもの
となる。　即ち、シートとしての形態の保持、取り扱い
性、操作性を保ち、かつ高性能の繊維強化樹脂材料を得
るための補強用繊維シートとするには、シートの引張強
度の比Ｔ、／Ｔ、。が上記される通り５０≦Ｔ、／Ｔ、
。≦１０’であることが第１の要件として必要である。

本発明の補強用繊維シートにおける第２の必須要件は、
シートの嵩密度を、シートを構成する繊維の密度で餘し
た嵩高度が０．２〜０．　７であることである。

繊維の配列の程度が高く上述の第１の要件を満たす場合
にあっても、嵩高度が０．２以下では、樹脂が均一に含
浸された繊維強化樹脂材料とするには樹脂の量、補強用
繊維に対する樹脂の比率を下げることが出来ず、高性能
の材料は得られない。

一方、嵩高度が０．７以上の場合には、絡み合いの程度
が少なくシート形態が保てないか、または、繊維同士の
微密化のために樹脂の含浸性が著しく低下するので好ま
しくない。絡み合いに関与する嵩高度は０．２〜０．７
とすることが肝要であり、更に０．３〜０．５の範囲で
あることが特に好ましい。

上述の第１及び第２の要件を満たすことによって、シー
トとしての取り扱い性、操作性及び得られる繊維強化樹
脂材料の高性能化を実現できるものである。更に、本発
明の補強用繊維シートは両要件を満足することによって
、絡み合い部分による吸液効果と、配列された繊維に沿
った樹脂流れのチャンネル化により樹脂の含浸速度が早
くなるという付加的な効果を併せもったものである。

本発明の補強用繊維シートを製造する方法は以下に詳述
される通りである。

本発明の製造法においては、上記によって説明された炭
素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は２種以上
からなる繊維または繊維束を繊維長方向を揃えて配置す
る。

繊維または繊維束を繊維長方向を揃えて配置する方法は
特に限定されるものではなく、通常公知の方法によれば
よい０例えば、ボビンあるいは紙管等に巻かれたマルチ
フィラメントヤーンの複数本を、お互いのヤーンが重な
らないように並べながら引き出す方法、マルチフィラメ
ントヤーンの１束を例えば円筒ドラム上に巻き重なりが
生しないように巻く位置をずらしながら円筒状に巻きつ
け、ついでドラム上の一箇所で切断して平面上に展開す
る方法、不連続繊維である場合には、カーデイング装置
により引き揃える方法等を挙げることができる。要は、
繊維または繊維束がその繊維長方向を揃えて配列されて
いればよい。

このようにして得られた繊維ウェブは、ついで繊維同士
を絡みあわせることを目的として、直径が０．５閣以下
の細孔がら噴出する液体流が当てられる。その際、液体
流は直径が０．５■以下の細孔から噴出されることが必
要である。好適な細孔の径、細孔から繊維ウェブまでの
距離及び細孔の数は、繊維の径（太さ）及び繊維ウェブ
の厚みなどによって異なるが、細孔の径が０．５ｍ以上
となると多量の繊維同士が同時に液体流によって乱動し
繊維の配列が乱れ易く、また繊維ウェブの厚さも不均一
となり目的のシートは得られ難いからである。以上のこ
とがら細孔の径は０．０５閣〜０．３閣であるのが特に
好ましい。

細孔の数、即ち同時に当てられる液体流の数は、本発明
法においては特に制限を受けるものではなく、少なくと
も１本の液体流があればよい。同時に当てられる液体流
の数は、処理すべき繊維ウェブの長さ、巾等を勘案し適
宜設定することが出来る。

細孔と繊維ウェブとの距離は液体流の圧力、繊維の太さ
、ａｉｉｔウェブの厚さ等によって定められるが、この
距離が長くなると液体流の広がりが大きくなり絡みあい
の効果が減少し、繊維ウェブの乱れが増大するので好ま
しくなく、通常は１〜２０ＩＩＩｌ程度を目安に設定さ
れる。

液体流の圧力は本発明法において重要な因子であり、２
　ｋｇ／ｃｄ以上５０以上５０只必要である。当然のこ
とながら液体流の圧力は、上述の液体流の太さ、細孔と
繊維ウェブとの距離、繊維ウェブの厚さ等によって詳細
は異なるが、２Ｉｃｇ／Ｃｄ以下の低い圧力では繊維同
士を効率的に絡みあわせることが出来ない。一方、５０
ｋｇ／Ｃ１１ｌを超える圧力ではアラミド繊維を除いて
本発明法の対象となる炭素繊維及びガラス繊維は折損、
破断が多発してケバを発生させ、得られるシートの品位
を低下させるだけではなく、嵩高なシートとなり繊維強
化樹脂材料とした時の機械的性能を低下させる．アラミ
ド繊維の場合には折損の発生は殆ど認められないものの
、繊維の過剰のうねりからループ状のケバを多発するた
め好ましくない。

本発明法において絡みあいのために用いられる液体流の
液体は、氾用性、経済性、取り扱いの容易性などから通
常、水が使用されるが、例えばアルコール、エーテル等
の有機溶媒あるいはこれらの水溶液、低粘度の油類等で
あってもよい。

本発明法において上述の液体流は、繊維ウェブの巾及び
長さ方向の予め設定された表面区域上に当てられる。

予め設定された表面区域とは、前述された通り特別に選
択された域を意味するものではなく、シートとしての形
態を保つために、シートを形成する繊維の一部が他の繊
維と絡み合った部分を指し、かかる区域は、シート全体
に一様に分布してもよく、また例えばシートの巾方向あ
るいは長さ方向に沿った特定の位置に集中して存在して
もよい。

補強用繊維ソートとしての取り扱い性、操作性のために
は、この絡み合いの区域はシート全体に均一に存在する
ことが好ましい。

具体的には、繊維ウェブ上に、例えば、繊維ウェブの巾
及び／または長さ方向に位置をずらしつつ、上述の液体
流を当てることによって行われる。

この操作を繊維ウェブ上の一定間隔あるいはランダムに
位置を変えて繰り返すことによって一体化されたシート
を得ることが出来る。液体流を当てる区域は、多くの場
合繊維ウェブ上に例えばジグザク状、ループ状等の軌跡
を与える。あるいは、繊維ウェブを移動させつつ液体流
を断続的に当てることによって、絡みあいの部分を繊維
ウェブ上に点在させることも出来、この方法であっても
シートとすることが出来る。このような操作は細孔を移
動させつつ行うことも出来るし、また繊維ウェブを移動
あるいは両方同時に移動させながら行うことも可能であ
り、繊維ウェブを連続的に供給しつつ、細孔を繊維ウェ
ブの供給方向と直角方向に往復動あるいは円を描くよう
に移動させながら液体流を当てることにより連続したシ
ートを得ることが出来る。

本発明法においては、上述の液体流を繊維ウェブ表面に
当てるに際して、繊維ウェブの裏面から多孔質支持体を
介して液体流として当てられた液体を喋液することが重
要である。吸液の必要性は、細孔から発せられ繊維ウェ
ブに当てられた液体流は、その運動エネルギーを失い堆
積することによって、新たな液体流が直接繊維に当たる
ことを妨げるために、効率的な絡みあいを継続的に行え
ないからである。更に、堆積された液体に繊維ウェブが
浸されることによって繊維の配列を乱す原因となるため
である。

このように吸液することによって、繊維の配列を乱すこ
となく効率的に繊維同士の絡みあいを行うことができる
。吸液の程度は、細孔の径、液体流の圧、繊維ウェブの
厚さなどにより多少異なるが、繊維ウェブに液体が堆積
されない程度を目安に行えばよい。具体的に吸液を行う
には、多孔質支持体を介して例えば液体流の当たる区域
にスリット開孔部を有するボックスを設け、ボックス内
を減圧にすることによって達成され、吸液の程度はボッ
クス内の減圧度で調整すればよい。

多孔質支持体の作用は、繊維ウェブを支持しつつ繊維ウ
ェブが吸液によって移動流出させないことにあり、通常
は金網が用いられる。吸液の程度あるいは繊維ウェブの
諸要因、例えば繊維の太さ、繊維のウェブの厚さ等によ
り金網の目開き、線径等は適宜設定される。金網以外で
あってもよく、例えばスリット状あるいは円形等に開孔
された多孔板などが用いられる。

このようにして繊維同士が絡み合わされた補強用シート
は、通常次いで乾燥が行われるが、場合によっては、液
体流処理後の未だ湿潤状態で、あるいは乾燥されるまで
の工程で、各種処理剤の付与等が行われてもよい。かか
る処理剤としては、例えば、繊維表面改良のための各種
界面活性剤、紫外線吸収剤、糊剤、接着剤等を挙げるこ
とが出来る。また、乾燥に先立っであるいは乾燥時また
はその後、かかる補強用繊維シートを加圧または加熱加
圧することによって、シートの嵩高度の調整あるいは表
面の平坦度を改良することも行われてよい。

実施例 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。但し
本発明はこれら実施例によって何等限定されるものでは
ない。

なお、実施例中、特にことわりのない限り、％ば重量％
を表し、また引張強度、嵩密度は以下に示す方法によっ
て測定した。

引張強度Ｔ、及びＴ、。； それぞれの方向に長さ１２０閣×巾２５閤の試験片を切
り出し、把握長５０ｍ、引張速度５０閣／ｍｉｎで引張
試験を行いｎ＝１０の平均値として求めた〔ｋｇ／２５
１１１１］。

嵩高度； シートの嵩密度を、下式により求め、密度勾配管法によ
って求められた繊維の密度で除した値とした。

〔ここで、Ｗ：シートの目イ寸（ｇ／ボ）ｔ：１．１５
ｇ／■２の荷重をかけ た時のシートの厚さ（ｍ）］ 実施例１ ポリアクリロニトリル系炭素繊維ヤーン（新旭 化成カーボンファイバー社製　ハイカーボロン１２Ｋｆ
糸　単繊維数１２０００本）をボビンから引き出し、ガ
イドを通してしごき、ヤーン巾が約４．１閣となるよう
にして周長１．５ｍ、巾１ｍのドラムワイングーに９ｍ
／ｍｉｎの速度で繰り出して巻きつけた。この際ドラム
ワイングーは６ｒｐｍで回転され、ヤーンガイドは２４
ｍ／分の速度でドラムの一方の端部から他方の端部に向
けてトラバースするように設定した。このようにしてヤ
ーンを１２５回巻きつけた後、ヤーンがバラバラになら
ないように巾３０ｍの粘着テープをドラムの中方向１箇
所に貼り、その上からカンタにより粘着テープと共にヤ
ーンを切断してドラムワイングーからはずして中５０ｃ
ｍ、長さ１．５ｍの引き揃えられた炭素繊維ヤーン配列
シートを得た。

このシートを第１図に示されるネットプロセスｌのネッ
ト上に繊維の長さ方向がネットの移動方向と一致するよ
うにのせ、第１表に示す水圧条件にて水流を当て交絡処
理を行った。この際、ネットスピードは４ｍ／分、水流
を噴出する細孔の径は０．２１φ、ネットの巾方向に５
閣ピツチでネット巾全長にわたって設けられ、液体法噴
出装置２をネットの巾方向に５閣の往復動を１５Ｏｒｐ
ｍの周期で与えた。なお、細孔と繊維シート表面間の距
離は１２閣である。また、液体法噴出装置２の位置に合
わせて、このネット下部には中２０閣のスリット開孔部
の設けられた吸引ボックス３が設置され、ブロアーによ
る排気機構（図中に記載なし）により吸液操作を行った
。

このようにして得られたシートを１８０°Ｃの熱風乾燥
機中で２時間乾燥させた。得られた補強用繊維シートの
特性値は第１表に示す通りであり、本発明のシートは繊
維の配列の乱れが少なく、またシートとしての取り扱い
性に優れるものであった。

実施例２ 実施例１で得られた実験Ｎ０１１ａ、ｌｃ、１ｆ、１ｇ
、１ｈの５点の補強用繊維シートを用いて樹脂を含浸し
繊維強化樹脂材料を作成した。

各ソートを１２０℃で２時間乾燥した後、メチルエチル
ケトンを溶剤としたエポキシ樹脂（エピコート＃８２８
．１００部、ＢＦ３ＭＥＡ３ＰＨＲＭＥＫ１５０ＰＨＲ
）に含浸し、次いで１２０°Ｃで１５分間乾燥した。こ
のようにして、約０゜１１１１厚さの含浸シートとした
時のボイドを含存しない最大の繊維体積含有率Ｖｆｍａ
ｘを求めた。

更に、これらの含浸シートを繊維の配列方向を揃えて積
層し、１５０■Ｘ１５０ｍＸ３腫の寸法で積層板を成形
し、曲げ物性を測定した。その結果を第２表に示したが
、本発明の補強用繊維シートは、含浸性がよく、高い繊
維体積含有率が得られると共に、機械的特性に優れるこ
とも認められた。

比較例１ 水流を当てる際、吸引ボックスによる吸液操作を行わな
かったことを除いては、全〈実施例１の１ｆと同しくし
て処理を行った。その結果、水流を当てることにより過
剰の水がシートに吸液されて浸され、シートのふくれ、
繊維の乱れが起こり、所々に穴のあいたシートとなった
。このシートの穴のない部分のＴ　−／　Ｔ　Ｉ。は１
５嵩高度は０．　２１であった。これを用いて、実施例
２と同し実験を行った結果、Ｖ　ｆｍａ　ｘは４８ｖｏ
　１％、曲げ強度及び弾性率はそれぞれ、９４　ｋｇ／
ｍ”　、６２００ｋｇ／ｍ”であり、繊維強化樹脂材料
とした時の機械的特性も著しく劣るものであった。

実施例３ 実施例１と同し方法でガラス繊維ヤーン（日本電気硝子
社製　ＥＲ７３５単繊維径１３μｍ繊維数２２００本）
を用いて補強用繊維シートを作成した。この際、用いら
れた液体流は水流で、その水圧は、３０ｋｇ／ｃ−ｊで
あった。得られた補強用繊維シートのＴ、／Ｔ、。は２
７８、嵩高度は０゜３８であり、シートとしての取り扱
い性に優れるものであった。

比較のために、水圧を１００ｋｇ／ｃｄ、７０廟／ｄと
して同様に処理を行ったが、１００ｋｇ／ｃｄの場合に
はガラス繊維の切断が激しく均一なシートは得られず、
嵩高度も０．１３と橿めて嵩高なシートとなった。また
、７０ｋｇ／ｃｄで処理したシートは、ガラス繊維の切
断は多数みられるもののほぼ均一なシートを得ることが
出来たが、やはり嵩高いシートであって、実施例２の方
法で測定されたＶｆｍａｘは４５ｖｏ１％と低く、３０
ｋｇ／ｃ＋ｊで処理された本発明法のシートの値６２Ｖ
Ｏ１％に対して極めて劣るものであった。

実施例４ 実施例１と同し方法にて芳香族ポリアミド繊維ヤーン（
デュポン社製　Ｋｅｖｌａｒ４９　　Ｔ９６５　１４２
０デニール／１０００フイラメント）を用いて、水圧２
０ｋｇ／ｄにより処理を行い補強用繊維シートを作成し
た。

得られた補強用繊維シートのＴ、／Ｔ、。は６３０、嵩
高度は０．４６であり、極めてドレープ性に冨むもので
あった。

実施例５及び比較例２ 実施例３で用いたガラス繊維ヤーン１５０本からヤーン
を引き揃えて取り出し、５０ｃｍの巾と成るように並べ
てウェブ製造用カッター（大阪機工社製　コンバーター
　ＴＯＫ−３Ｆ）に通して５１ｍ＋長のバイアスカット
を行い、そのままシート状に引きとって不連続繊維が配
列されたシートを得た。

一方、比較のために、繊維長５１閤の同じガラス繊維を
ローラーカード機（大和機工型）を用いて、繊維長方向
がランダムなウェブシートを得た。

補強用繊維シートを作成した。

得られた補強用繊維シートのＴ　ｏ　／　Ｔ　ｖ。は６
３０、嵩高度は０．４６であり、極めてドレープ性に富
むものであった。

実施例５及び比較例２ 実施例３で用いたガラス繊維ヤーン１５０本からヤーン
を引き揃えて取り出し、５０１の巾となるように並べて
ウェブ製造用カッター（大阪機工社製コンバーターＴＯ
Ｋ−３，Ｆ）に通して５１−長のバイアスカットを行い
、そのままシートとように引きとって不連続繊維が配列
されたノートを得た。

一方、比較のために、繊維長５１閣の同しガラス繊維を
ローラーカード機（大和機工型）を用いて、繊維長方向
がランダムなウェブソートを得た。

これら２種類のシートに、第１同の装置を用いて水流（
水圧３０ｋｇ／ｃｄ）を実施例１と同様の方法で当てて
処理し、補強用繊維シートとした。

得られたシートの特性及び実施例２と同しく行った繊維
強化成形体の特性を第３表に併記した。

本発明のシートは、高いＶｆが得られると同時に、同じ
Ｖｆ値の成形体においても機械的特性に優れることが立
証された。

（発明の効果） 本発明の補強用繊維シートは、上述の詳細な説明で明ら
かな通り、繊維が配列されている結果、繊維強化樹脂材
料とした時、高い繊維体積比率とすることができるため
に、高い機械的特性を得られ、同時にシート形状である
ため、加工操作が極めて簡便であり、加工効率あるいは
生産効率は飛躍的に向上するものであり、その工業的意
味は極めて高いものである。

また、本発明法においては、５０ｋｇ／ｅｊ以下の比較
的低い圧力で効率よくシート状物とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の補強用繊維シートを得る為の一実施
態様を示す装置の概略図である。 １はシートを搬送するためのネットプロセスであり、ネ
ット１１は液体流処理時の多孔質支持体を兼ねる。 ２は液体流を噴出するための細孔を含む液体流噴出装置
である。細孔はネット１１の面に垂直に液体流を噴出で
きるように設置され、図中に記載されない送液手段によ
って送られた液体を噴出する。 ３は吸液のための吸引ボックスであり、吸液ゾーンを規
定するためのスリット３１が設！される。 吸引ボックス３は図中に記載されない排水排気装置によ
り減圧されて吸液能を発揮する。 １　・　・　・　・ ２　・　・　・　・ ３　・　・　・　・ １１　・　・　・ ３１　・　・　・ ネットプロセス、 液体流噴出装置、 吸引ボックス、 ネット、 スリット、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の１種又は
   ２種以上からなり、該繊維が実質的に繊維長方向を揃え
   て配列されたシートであり、かつ該シートの予め設定さ
   れた区域において繊維同士が絡み合ったシートであって
   、該シートにおいて、（ｉ）繊維の配列された方向の引
   張強度（Ｔ＿０）と、これと直交する方向の引張強度（
   Ｔ＿９＿０）との比が５０≦Ｔ＿０／Ｔ＿９＿０≦１０
   ＾３であり、（ｉｉ）シートの嵩密度を、シートを構成
   する繊維の密度で除した嵩高度が、０．２〜０．７であ
   る補強用繊維シート。
2. （２）シートを構成する繊維が連続した長繊維である請
   求項（１）記載の補強用繊維シート。
3. （３）シートを構成する繊維が繊維長が少なくとも２５
   ｍｍ以上の不連続繊維である請求項（１）記載の補強用
   繊維シート。
4. （４）繊維ウェブに液体流を作用させて不織性繊維シー
   トを製造する方法において、炭素繊維、ガラス繊維、ア
   ラミド繊維の１種又は２種以上からなる繊維又は繊維束
   を、実質的に繊維長方向を揃えて配置した繊維ウェブと
   なし、該繊維ウェブの巾及び長さ方向の予め設定された
   表面区域上に、多孔質支持体を介して該繊維ウェブの裏
   面から吸液しつつ、直径が０．５ｍｍ以下の細孔から噴
   出する２ｋｇ／ｃｍ＾２以上５０ｋｇ／ｃｍ＾２以下の
   圧力を有する少なくとも１本の液体流を当てて繊維同士
   を絡み合わせることを特徴とする、補強用繊維シートの
   製造法。
5. （５）繊維長方向を揃えて配置した繊維ウェブを連続的
   に供給し、液体流を当てて繊維同士を絡み合わせたのち
   、連続してシートを引き取る請求項（４）記載の補強用
   繊維シートの製造法。