JPH0584730B2 - - Google Patents
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- JPH0584730B2 JPH0584730B2 JP62014629A JP1462987A JPH0584730B2 JP H0584730 B2 JPH0584730 B2 JP H0584730B2 JP 62014629 A JP62014629 A JP 62014629A JP 1462987 A JP1462987 A JP 1462987A JP H0584730 B2 JPH0584730 B2 JP H0584730B2
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- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、薄物の繊維強化樹脂シートの製造方
法に関する。 さらに詳しくは、通常の方法で作られた繊維強
化樹脂シートをさらに加工して薄物にする方法に
関する。 〈従来の技術〉 炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、全芳香
族ポリアミド繊維等を強化材とした合成樹脂また
はゴムのシートには、長繊維束ノートに、熱硬化
性樹脂を含浸したプリプレグシートやチヨツプド
ストランドを用いたシートモールデングコンパウ
ンドなどがあり、釣竿、ゴルフシヤフト等のスポ
ーツレジヤー用途、工業材料、航空機用、自動車
用等の成形材料として広く利用されている。 このような繊維強化樹脂シートは、その使用用
途の多様化に伴い種々の成形厚みをもつたものが
開発されている。 プリプレグシートを例にとると繊維量が50〜
300g／m2が一般的ではなるが、最近では50g／m2
以下の薄物プリプレグが開発されてきている。 薄物プリプレグシートとしては、特開昭57−
165428号公報や特開昭58−74347号公報等でその
存在が示されている。 通常のプリプレグシートの製造法としては、炭
素繊維を例に繊維学会誌昭和53年８月第34巻を初
め古くから幾多の文献に示されている。 薄物プリプレグシートの製造法としては特開昭
60−11315号公報等がある。 これらシートの厚みの調節法としては、繊維目
付を増減すること、つまり繊維束当たりのフイラ
メントの本数の多、少、により、あるいは繊維自
体の太さを変えることによつて行つている。 一例として炭素繊維のプリプレグシートの場
合、繊維量が10g／m2〜20g／m2の超薄物プリプ
レグシートを製造する場合、フイラメント数が
1000本〜2000本で繊維束の単位長さ当たりの重量
が0.06g／ｍ〜0.15g／ｍの繊維を使用している。 〈発明が解決しようとする問題点〉 一般にフイラメント数の少ない繊維束ほど高価
であり、また細い単繊維程高価な上、切れ易く、
絡らみ易く取扱いが困難なことからそれらから製
造されたプリプレグシートは高価であり繊維の配
列状態においても直線性が不良である等の欠点を
有している。 太い単繊維でフイラメント数が多い繊維束から
薄いプリプレグシートを作る場合には通常のプリ
プレグシートに押し拡げるより数倍も多く押し拡
げて用いている。 しかしながら、このような方法でつくられた薄
物のプリプレグは繊維間の目開きが多く、結果的
に不均一なシートになり易い。 本発明の目的は、上記欠点を改良すると共に、
機械的物性が均一な薄物繊維強化樹脂シートの製
造法を提供することにある。 〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、一方向引揃え長繊維を用いた繊維強
化樹脂シートを、熱可塑性樹脂シートと共に、長
繊維の方向に対して直角方向又は直角方向にベク
トルを分解し得る方向に張力をかけて延伸するこ
とを特徴とする薄物の繊維強化樹脂シートの製造
方法である。 本発明で用いられる原料の一方向引揃え長繊維
を用いた繊維強化樹脂シートとは、周知、公用の
ものが対象となる。 これら原料の繊維強化樹脂シートは、公知の方
法で製造されたもので良く、特定されない。 したがつて、原料繊維強化樹脂シートに用いら
れる繊維としては通常の繊維強化樹脂用の繊維が
該当する。 例をあげれば無機繊維としてガラス繊維、炭素
繊維、グラフアイト繊維、アルミナ質繊維、ボロ
ン繊維、チタニア繊維、シリコンカーバイト繊維
等のセラミツク繊維があり、有機繊維として天然
繊維、セルロース繊維、アラミド繊維、ポリエス
テル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリ
エチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の合成繊
維、及び金属繊維としてはステンレス繊維、スチ
ール繊維、金属被覆の無機繊維、有機繊維、セラ
ミツク被覆金属繊維等が例示される。 これらは、要求性能に従つて１種または２種以
上組み合わせて用いられる。 これらの繊維は通常市販されているものがその
まま使用し得る。 原料繊維強化樹脂シートに用いられるマトリツ
クスとしての合成樹脂及びゴム類としては、繊維
強化樹脂に用いられる公知のものも該当する。 これらには、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、
アルキツド樹脂、尿素―ホルムアルデヒド樹脂、
メラミン―ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド
―イミド樹脂、ポリエステル―イミド樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリベンゾチアゾール樹脂、ケイ素
樹脂などの本質的には熱硬化性樹脂でありながら
硬化前には熱可塑性を有する樹脂。 ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメ
タアクリレート、ポリスチレン（ハイ・インパク
ト・ポリスチレンも含む）、ポリ塩化ビニール、
ABS樹脂、スチレン―アクリロニトリル共重合
体、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、ポリフエニレンオキサイ
ド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテ
ルケトンなどの熱可塑性樹脂。ポリブタジエン
ン、ポリイソプレン、ポリプロピレン、スチレン
―ブタジエン共重合体（SBR）、アクリロニトリ
ル―ブタジエン共重合体（NBR）、シリコンーン
ゴムなどの合成ゴム類及び天然ゴム。及びこれら
を混合した樹脂組成物をあげることができる。 これらの中でエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル、ポリルホレン、ポリエーテルスルホン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリイミドが好適であ
る。 本発明において用いられる原料繊維強化樹脂シ
ートと共に延伸する為の熱可塑性樹脂シートは延
伸させようとする方向に２倍以上の延伸性を示す
ものであれば使用することができる。 例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニ
ルアルコール、ポリアミド、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトン等のシートが該
当する。 熱可塑性樹脂シートの樹脂の種類とシートの厚
みは、延伸加工時の条件つまり延伸の方向、延伸
倍率、延伸温度における原料の繊維強化樹脂シー
トの抗張力より、熱可塑性樹脂シートの抗脹力が
大きくなる様選べばよい。 むろん、繊維強化樹脂シートの樹脂を熱可塑性
樹脂シートの密着性の良いものである必要があ
る。 具体的な一例としては、エポキシ樹脂含浸一方
向引揃えプリプレグシートの場合、高密度ポリエ
チレンシートでは厚みは50μ〜300μ程度である。 この熱可塑性樹脂シートは、繊維強化樹脂シー
トの片面または両面に密着させて用いる。 両面に用いる場合の抗張力は、当然のことなが
ら両面の合計である。 なお、片面に用いる場合にも、他の面は、粘着
防止や保護のため、必要に応じ極く薄い延伸の容
易な熱可塑性樹脂フイルムを合わせてもよい。 原料繊維強化樹脂シートの面へ熱可塑性樹脂シ
ートや熱可塑性樹脂フイルムを密着させるには、
たとえばこれらを重ね合せたシートを原料繊維強
化樹脂シートのマトリツクスス樹脂が粘着性を発
現させる温度まで加熱し得る様な温度のロール間
を通過させることによつて行う。 この時の加熱は次の延伸のための予加熱を兼ね
させることもできる。 延伸の方向は、縦横いずれの方向も有るが、原
料繊維強化樹脂シートが長繊維を一方向引揃えた
プリプレグシートの場合には長繊維自体が延伸不
可か困難なもが多いので、一般に横方向すなわち
長繊維の方向に対して直角方向又は直角方向にベ
クトルを分解し得る方向に張力をかけて延伸を行
う。 延伸の方法としては、熱可塑性樹脂シートから
一軸、二軸の延伸フイルムを製造する方法が適用
できる。 すなわち複数のロールに順次シートを通過させ
る間に、ロールの径と回転数を変更することによ
り、シートに張力をかけて延伸するロール延伸方
法、シートの両端をクリツプチエーンで順次掴み
取り保持し、該クリツプチエーンで真横に張力を
かけて延伸するのと、該クリツプチエーンを、両
端が順次末広がり状のガイドレール上を移動さ
せ、横方向に張力を、又は横方向と縦方向同時に
張力をかけて延伸する、テンター延伸方法などが
ある。 ロール延伸方法は、縦方向のみの延伸であり、
原料繊維強化樹脂シート自体の製造の延長とし
て、前述の熱可塑性樹脂シートを密着させる工程
と共に連続的に組み合せることも出来るし、原料
繊維強化樹脂シートの巻物から順次繰り出して適
用することもできる。 原料繊維強化樹脂シートが長繊維を一方向に引
揃えたプリプレグシートの場合には、該シート
を、ロール巾相当長さ以下の所定の長さに切断
し、横向きにして適用し、繊維方向から見て直角
方向又は直角方向にベクトルを分解し得る方向に
延伸する。 その他の原料繊維強化樹脂シートをロール延伸
方法で、縦、横の両方を延伸する場合には、まず
シートの縦方向を延伸し、引続き上記のごとく所
定の長さにシートを切断し、横向きにして適用す
ればよい。 ロール延伸方法に用いる装置は、先にも記述し
たごとく周知公用の熱可塑性樹脂の一軸延伸フイ
ルムの製造装置が適用できる。 その構成は、原反取付台に続いて、ロールのコ
ンピネーシヨン部、巻取部から成る。 ロールのコンビネーシヨン部は、予熱部（プレ
ヒーテイング部）、延伸部（ストレツチ部）残留
ひずみ除去部（アニーリング部）、冷却部（クー
リング部）から成つている。 各ロールは、それぞれのシートの樹脂に応じた
温度に設定する。残留ひずみ除去部は、マトリツ
クス樹脂の種類により必要に応じて用いる。 延伸部では、熱風や電熱ヒーターなどで外部加
熱を行う場合もある。 延伸部での温度は、当然のことながら、両方の
シートが延伸可能で、つまり原料繊維強化樹脂シ
ートの樹脂が充分可塑化し、低粘度となる温度で
ある。例えば原料繊維強化樹脂シートを製造する
際の樹脂温度と同等かそれより数十度（℃）低い
温度である。 延伸倍率の調節は、当然のことながら延伸部の
ロール周速度を変更することにより行う。 シートの厚み、シートの単位面積当りの繊維量
は、シートの面積の変化に反比例するので、延伸
倍率によつて調節できる。 テンター方式では、先に示したごとく、横方
向、横と縦の両方向の延伸を行うことができる。 延伸倍率は、あらかじめ定めるクリツプチエー
ンのガイドレールの位置によつて決めることがで
きる。 なお、本願発明の方法は、繊維強化樹脂シート
に限らず、シリカ、アルミナ、ガラスの無定形、
球形、中空体のもの、マイカ、タルクなどの天然
品などの充填剤による強化樹脂シートの薄物シー
トをを作る場合にも適用できる。 〈発明の効果〉 本発明の方法により、通常の繊維強化樹脂シー
トから、より薄い種々の厚みのシート、なかでも
極く薄いシートを容易に製造できる。 繊維強化樹脂シートが、長繊維を一方向引揃え
たプリプレグシートの場合、単繊維自体は太く
て、一束の繊維数が多い繊維束からでも均一な繊
維分布で、繊維の直線性の優れた薄物のプリプレ
グシートを得ることができる。 この薄物のプリプレグシートは、通常のプリプ
レグシートと組み合せて用い、通常のプリプレグ
シートの繊維方向と直角方向に繊維方向が交互す
る様にして重ね合せ、シートから成形する釣竿、
ゴルフシヤフトの様な円筒体の漬れ強度、曲げ強
度、圧縮強度を増大させたり、斜め方向に交互す
る様重ね合せ、ねじれ強度を増大させるのに有効
である。 さらに、繊維強化樹脂シートのマトリツクス樹
脂が熱可塑性の場合には、分子配向により、機械
的強度に方向性を持たせたり、２次加工時におい
て加熱収縮性を利用した特殊な加工に供すること
もできる。 〈実施例〉 次に炭素についてより具体的に説明するが、本
発明はこれらによつて限定されるものではない。 実施例での薄物プリプレグシートの評価基準と
して光学式顕微鏡で観察しシート中の繊維と繊維
の目開きの長さを測定し、その最大値及び繊維の
直線性を調べた。 さらに通常のプリプレグシートと組み合せたも
のでパイプ成形し、その成形物を走査型電子顕微
鏡で観察し断面のボイドの有無とその面積及び巻
きしわの有無を調べた。 延伸装置は延伸用原反取付台、６本のプレヒー
テイングロール、５本のストレツチロール、１本
のアニーリングロール、１本のクーリングロー
ル、巻き取り機からなる一軸ロール延伸装置を用
いた。 実施例 １ 原料繊維強化樹脂シートとして、繊維が炭素繊
維AS4（ハーキユレス社製、弾性率24Ton／mm2）、
3000本／束からのものを用い、マトリツクス樹脂
がビスフエノールＡ型とクレゾールノボラツク型
の混合エポキシ樹脂を用い溶融含浸させ、樹脂含
量にして45wt％、繊維量目付が80g／m2の1m幅
×15m長の長繊維の一方向引揃えプリプレグシー
トを用いた。 前記プリプレグシート原料を1.1m長づつに裁
断し、この13枚のシートを横方向にならべた。 この両面に熱可塑性樹脂シートとして120μ厚
み、1.25mm巾、20mの延伸用高密度ポリエチレン
シートを合せ、50℃の加熱ロールに通過させて巻
き取り一連の延伸用原反を得た。 次に一軸ロール延伸装置のプリヒーテイング部
温度100℃、ストレツチ部125℃、アニーリング部
125℃、クーリング部40℃にセツトし、延伸用原
反を原反取付台よりプリヒーテイング部で3m／
分、ストレツチ部で24m／分の速度になるように
してロールを回転させ最終的に巻き取り機に巻き
取り、1.1m幅×100m長の繊維目付け10g／m2の
薄物プリプレグシートを得た。評価結果を表１に
示す。 次にパイプ成形を行なう為に、別途準備した炭
素繊維としてIM6（ハーキユレス社製弾性率
30Ton／mm2）と、ビスフエノールＡ型とクレゾー
ルノボラツク型の混合エポキシ樹脂とからなる繊
維目付125g／m2、樹脂含量34wt％の長繊維の一
方向引揃えプリプレグシートと該薄物プリプレグ
シートとを繊維方向が90度に直交するように貼り
合せた後、10mmφの金属製芯棒に該薄物プリプレ
グが内側になるようにして４回巻きつけた。 そしてその上にポリプロピレン収縮テープで巻
き締めた後、熱風オーブン中100℃×１時間、続
いて120℃×１時間加熱して硬化させパイプ成形
体を得た。評価結果を表１にしめす。 比較例 １ 従来からの通常のプリプレグシートの製造法に
よる繊維量目付が10g／m2薄物プリプレグシート
をそのまま用いた以外は実施例１と同様に行つ
た。評価結果を表１に示す。 実施例 ２ 原料繊維強化樹脂シートとして繊維が炭素繊維
IM6 6000本／束を使用した以外は実施例１と同
様な長繊維の一方向引揃えプリプレグシートを用
い同様にして薄物プリプレグシートを作製した。
評価結果を表１に示す。 実施例 ３ 原料繊維強化樹脂シートとして、繊維がアルミ
ナ繊維（住友化学工業(株)製、直径9μ）1000本／
束を使用し、繊維目付80g／m2、樹脂含量30wt％
とした以外は実施例１と同様な長繊維の一方向引
揃えプリプレグシートを用い、同様にして薄物プ
リプレグシートを作製した。 評価結果を表１に示す。 【表】
法に関する。 さらに詳しくは、通常の方法で作られた繊維強
化樹脂シートをさらに加工して薄物にする方法に
関する。 〈従来の技術〉 炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、全芳香
族ポリアミド繊維等を強化材とした合成樹脂また
はゴムのシートには、長繊維束ノートに、熱硬化
性樹脂を含浸したプリプレグシートやチヨツプド
ストランドを用いたシートモールデングコンパウ
ンドなどがあり、釣竿、ゴルフシヤフト等のスポ
ーツレジヤー用途、工業材料、航空機用、自動車
用等の成形材料として広く利用されている。 このような繊維強化樹脂シートは、その使用用
途の多様化に伴い種々の成形厚みをもつたものが
開発されている。 プリプレグシートを例にとると繊維量が50〜
300g／m2が一般的ではなるが、最近では50g／m2
以下の薄物プリプレグが開発されてきている。 薄物プリプレグシートとしては、特開昭57−
165428号公報や特開昭58−74347号公報等でその
存在が示されている。 通常のプリプレグシートの製造法としては、炭
素繊維を例に繊維学会誌昭和53年８月第34巻を初
め古くから幾多の文献に示されている。 薄物プリプレグシートの製造法としては特開昭
60−11315号公報等がある。 これらシートの厚みの調節法としては、繊維目
付を増減すること、つまり繊維束当たりのフイラ
メントの本数の多、少、により、あるいは繊維自
体の太さを変えることによつて行つている。 一例として炭素繊維のプリプレグシートの場
合、繊維量が10g／m2〜20g／m2の超薄物プリプ
レグシートを製造する場合、フイラメント数が
1000本〜2000本で繊維束の単位長さ当たりの重量
が0.06g／ｍ〜0.15g／ｍの繊維を使用している。 〈発明が解決しようとする問題点〉 一般にフイラメント数の少ない繊維束ほど高価
であり、また細い単繊維程高価な上、切れ易く、
絡らみ易く取扱いが困難なことからそれらから製
造されたプリプレグシートは高価であり繊維の配
列状態においても直線性が不良である等の欠点を
有している。 太い単繊維でフイラメント数が多い繊維束から
薄いプリプレグシートを作る場合には通常のプリ
プレグシートに押し拡げるより数倍も多く押し拡
げて用いている。 しかしながら、このような方法でつくられた薄
物のプリプレグは繊維間の目開きが多く、結果的
に不均一なシートになり易い。 本発明の目的は、上記欠点を改良すると共に、
機械的物性が均一な薄物繊維強化樹脂シートの製
造法を提供することにある。 〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、一方向引揃え長繊維を用いた繊維強
化樹脂シートを、熱可塑性樹脂シートと共に、長
繊維の方向に対して直角方向又は直角方向にベク
トルを分解し得る方向に張力をかけて延伸するこ
とを特徴とする薄物の繊維強化樹脂シートの製造
方法である。 本発明で用いられる原料の一方向引揃え長繊維
を用いた繊維強化樹脂シートとは、周知、公用の
ものが対象となる。 これら原料の繊維強化樹脂シートは、公知の方
法で製造されたもので良く、特定されない。 したがつて、原料繊維強化樹脂シートに用いら
れる繊維としては通常の繊維強化樹脂用の繊維が
該当する。 例をあげれば無機繊維としてガラス繊維、炭素
繊維、グラフアイト繊維、アルミナ質繊維、ボロ
ン繊維、チタニア繊維、シリコンカーバイト繊維
等のセラミツク繊維があり、有機繊維として天然
繊維、セルロース繊維、アラミド繊維、ポリエス
テル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリ
エチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の合成繊
維、及び金属繊維としてはステンレス繊維、スチ
ール繊維、金属被覆の無機繊維、有機繊維、セラ
ミツク被覆金属繊維等が例示される。 これらは、要求性能に従つて１種または２種以
上組み合わせて用いられる。 これらの繊維は通常市販されているものがその
まま使用し得る。 原料繊維強化樹脂シートに用いられるマトリツ
クスとしての合成樹脂及びゴム類としては、繊維
強化樹脂に用いられる公知のものも該当する。 これらには、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、
アルキツド樹脂、尿素―ホルムアルデヒド樹脂、
メラミン―ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド
―イミド樹脂、ポリエステル―イミド樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリベンゾチアゾール樹脂、ケイ素
樹脂などの本質的には熱硬化性樹脂でありながら
硬化前には熱可塑性を有する樹脂。 ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメ
タアクリレート、ポリスチレン（ハイ・インパク
ト・ポリスチレンも含む）、ポリ塩化ビニール、
ABS樹脂、スチレン―アクリロニトリル共重合
体、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、ポリフエニレンオキサイ
ド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテ
ルケトンなどの熱可塑性樹脂。ポリブタジエン
ン、ポリイソプレン、ポリプロピレン、スチレン
―ブタジエン共重合体（SBR）、アクリロニトリ
ル―ブタジエン共重合体（NBR）、シリコンーン
ゴムなどの合成ゴム類及び天然ゴム。及びこれら
を混合した樹脂組成物をあげることができる。 これらの中でエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル、ポリルホレン、ポリエーテルスルホン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリイミドが好適であ
る。 本発明において用いられる原料繊維強化樹脂シ
ートと共に延伸する為の熱可塑性樹脂シートは延
伸させようとする方向に２倍以上の延伸性を示す
ものであれば使用することができる。 例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニ
ルアルコール、ポリアミド、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルエーテルケトン等のシートが該
当する。 熱可塑性樹脂シートの樹脂の種類とシートの厚
みは、延伸加工時の条件つまり延伸の方向、延伸
倍率、延伸温度における原料の繊維強化樹脂シー
トの抗張力より、熱可塑性樹脂シートの抗脹力が
大きくなる様選べばよい。 むろん、繊維強化樹脂シートの樹脂を熱可塑性
樹脂シートの密着性の良いものである必要があ
る。 具体的な一例としては、エポキシ樹脂含浸一方
向引揃えプリプレグシートの場合、高密度ポリエ
チレンシートでは厚みは50μ〜300μ程度である。 この熱可塑性樹脂シートは、繊維強化樹脂シー
トの片面または両面に密着させて用いる。 両面に用いる場合の抗張力は、当然のことなが
ら両面の合計である。 なお、片面に用いる場合にも、他の面は、粘着
防止や保護のため、必要に応じ極く薄い延伸の容
易な熱可塑性樹脂フイルムを合わせてもよい。 原料繊維強化樹脂シートの面へ熱可塑性樹脂シ
ートや熱可塑性樹脂フイルムを密着させるには、
たとえばこれらを重ね合せたシートを原料繊維強
化樹脂シートのマトリツクスス樹脂が粘着性を発
現させる温度まで加熱し得る様な温度のロール間
を通過させることによつて行う。 この時の加熱は次の延伸のための予加熱を兼ね
させることもできる。 延伸の方向は、縦横いずれの方向も有るが、原
料繊維強化樹脂シートが長繊維を一方向引揃えた
プリプレグシートの場合には長繊維自体が延伸不
可か困難なもが多いので、一般に横方向すなわち
長繊維の方向に対して直角方向又は直角方向にベ
クトルを分解し得る方向に張力をかけて延伸を行
う。 延伸の方法としては、熱可塑性樹脂シートから
一軸、二軸の延伸フイルムを製造する方法が適用
できる。 すなわち複数のロールに順次シートを通過させ
る間に、ロールの径と回転数を変更することによ
り、シートに張力をかけて延伸するロール延伸方
法、シートの両端をクリツプチエーンで順次掴み
取り保持し、該クリツプチエーンで真横に張力を
かけて延伸するのと、該クリツプチエーンを、両
端が順次末広がり状のガイドレール上を移動さ
せ、横方向に張力を、又は横方向と縦方向同時に
張力をかけて延伸する、テンター延伸方法などが
ある。 ロール延伸方法は、縦方向のみの延伸であり、
原料繊維強化樹脂シート自体の製造の延長とし
て、前述の熱可塑性樹脂シートを密着させる工程
と共に連続的に組み合せることも出来るし、原料
繊維強化樹脂シートの巻物から順次繰り出して適
用することもできる。 原料繊維強化樹脂シートが長繊維を一方向に引
揃えたプリプレグシートの場合には、該シート
を、ロール巾相当長さ以下の所定の長さに切断
し、横向きにして適用し、繊維方向から見て直角
方向又は直角方向にベクトルを分解し得る方向に
延伸する。 その他の原料繊維強化樹脂シートをロール延伸
方法で、縦、横の両方を延伸する場合には、まず
シートの縦方向を延伸し、引続き上記のごとく所
定の長さにシートを切断し、横向きにして適用す
ればよい。 ロール延伸方法に用いる装置は、先にも記述し
たごとく周知公用の熱可塑性樹脂の一軸延伸フイ
ルムの製造装置が適用できる。 その構成は、原反取付台に続いて、ロールのコ
ンピネーシヨン部、巻取部から成る。 ロールのコンビネーシヨン部は、予熱部（プレ
ヒーテイング部）、延伸部（ストレツチ部）残留
ひずみ除去部（アニーリング部）、冷却部（クー
リング部）から成つている。 各ロールは、それぞれのシートの樹脂に応じた
温度に設定する。残留ひずみ除去部は、マトリツ
クス樹脂の種類により必要に応じて用いる。 延伸部では、熱風や電熱ヒーターなどで外部加
熱を行う場合もある。 延伸部での温度は、当然のことながら、両方の
シートが延伸可能で、つまり原料繊維強化樹脂シ
ートの樹脂が充分可塑化し、低粘度となる温度で
ある。例えば原料繊維強化樹脂シートを製造する
際の樹脂温度と同等かそれより数十度（℃）低い
温度である。 延伸倍率の調節は、当然のことながら延伸部の
ロール周速度を変更することにより行う。 シートの厚み、シートの単位面積当りの繊維量
は、シートの面積の変化に反比例するので、延伸
倍率によつて調節できる。 テンター方式では、先に示したごとく、横方
向、横と縦の両方向の延伸を行うことができる。 延伸倍率は、あらかじめ定めるクリツプチエー
ンのガイドレールの位置によつて決めることがで
きる。 なお、本願発明の方法は、繊維強化樹脂シート
に限らず、シリカ、アルミナ、ガラスの無定形、
球形、中空体のもの、マイカ、タルクなどの天然
品などの充填剤による強化樹脂シートの薄物シー
トをを作る場合にも適用できる。 〈発明の効果〉 本発明の方法により、通常の繊維強化樹脂シー
トから、より薄い種々の厚みのシート、なかでも
極く薄いシートを容易に製造できる。 繊維強化樹脂シートが、長繊維を一方向引揃え
たプリプレグシートの場合、単繊維自体は太く
て、一束の繊維数が多い繊維束からでも均一な繊
維分布で、繊維の直線性の優れた薄物のプリプレ
グシートを得ることができる。 この薄物のプリプレグシートは、通常のプリプ
レグシートと組み合せて用い、通常のプリプレグ
シートの繊維方向と直角方向に繊維方向が交互す
る様にして重ね合せ、シートから成形する釣竿、
ゴルフシヤフトの様な円筒体の漬れ強度、曲げ強
度、圧縮強度を増大させたり、斜め方向に交互す
る様重ね合せ、ねじれ強度を増大させるのに有効
である。 さらに、繊維強化樹脂シートのマトリツクス樹
脂が熱可塑性の場合には、分子配向により、機械
的強度に方向性を持たせたり、２次加工時におい
て加熱収縮性を利用した特殊な加工に供すること
もできる。 〈実施例〉 次に炭素についてより具体的に説明するが、本
発明はこれらによつて限定されるものではない。 実施例での薄物プリプレグシートの評価基準と
して光学式顕微鏡で観察しシート中の繊維と繊維
の目開きの長さを測定し、その最大値及び繊維の
直線性を調べた。 さらに通常のプリプレグシートと組み合せたも
のでパイプ成形し、その成形物を走査型電子顕微
鏡で観察し断面のボイドの有無とその面積及び巻
きしわの有無を調べた。 延伸装置は延伸用原反取付台、６本のプレヒー
テイングロール、５本のストレツチロール、１本
のアニーリングロール、１本のクーリングロー
ル、巻き取り機からなる一軸ロール延伸装置を用
いた。 実施例 １ 原料繊維強化樹脂シートとして、繊維が炭素繊
維AS4（ハーキユレス社製、弾性率24Ton／mm2）、
3000本／束からのものを用い、マトリツクス樹脂
がビスフエノールＡ型とクレゾールノボラツク型
の混合エポキシ樹脂を用い溶融含浸させ、樹脂含
量にして45wt％、繊維量目付が80g／m2の1m幅
×15m長の長繊維の一方向引揃えプリプレグシー
トを用いた。 前記プリプレグシート原料を1.1m長づつに裁
断し、この13枚のシートを横方向にならべた。 この両面に熱可塑性樹脂シートとして120μ厚
み、1.25mm巾、20mの延伸用高密度ポリエチレン
シートを合せ、50℃の加熱ロールに通過させて巻
き取り一連の延伸用原反を得た。 次に一軸ロール延伸装置のプリヒーテイング部
温度100℃、ストレツチ部125℃、アニーリング部
125℃、クーリング部40℃にセツトし、延伸用原
反を原反取付台よりプリヒーテイング部で3m／
分、ストレツチ部で24m／分の速度になるように
してロールを回転させ最終的に巻き取り機に巻き
取り、1.1m幅×100m長の繊維目付け10g／m2の
薄物プリプレグシートを得た。評価結果を表１に
示す。 次にパイプ成形を行なう為に、別途準備した炭
素繊維としてIM6（ハーキユレス社製弾性率
30Ton／mm2）と、ビスフエノールＡ型とクレゾー
ルノボラツク型の混合エポキシ樹脂とからなる繊
維目付125g／m2、樹脂含量34wt％の長繊維の一
方向引揃えプリプレグシートと該薄物プリプレグ
シートとを繊維方向が90度に直交するように貼り
合せた後、10mmφの金属製芯棒に該薄物プリプレ
グが内側になるようにして４回巻きつけた。 そしてその上にポリプロピレン収縮テープで巻
き締めた後、熱風オーブン中100℃×１時間、続
いて120℃×１時間加熱して硬化させパイプ成形
体を得た。評価結果を表１にしめす。 比較例 １ 従来からの通常のプリプレグシートの製造法に
よる繊維量目付が10g／m2薄物プリプレグシート
をそのまま用いた以外は実施例１と同様に行つ
た。評価結果を表１に示す。 実施例 ２ 原料繊維強化樹脂シートとして繊維が炭素繊維
IM6 6000本／束を使用した以外は実施例１と同
様な長繊維の一方向引揃えプリプレグシートを用
い同様にして薄物プリプレグシートを作製した。
評価結果を表１に示す。 実施例 ３ 原料繊維強化樹脂シートとして、繊維がアルミ
ナ繊維（住友化学工業(株)製、直径9μ）1000本／
束を使用し、繊維目付80g／m2、樹脂含量30wt％
とした以外は実施例１と同様な長繊維の一方向引
揃えプリプレグシートを用い、同様にして薄物プ
リプレグシートを作製した。 評価結果を表１に示す。 【表】
Claims (1)
- １ 一方向引揃え長繊維を用いた繊維強化樹脂シ
ートを、熱可塑性樹脂シートと共に、長繊維の方
向に対して直角方向又は直角方向にベクトルを分
解し得る方向に張力をかけて延伸することを特徴
とする薄物の繊維強化樹脂シートの製造方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP62014629A JPS63182133A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 薄物の繊維強化樹脂シ−トの製造方法 |
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|---|---|
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ID=11866490
Family Applications (1)
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| JPS63182133A (ja) | 1988-07-27 |
| EP0276055A3 (en) | 1989-12-13 |
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