(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなる混合繊維マットの端部どうしを継ぐ方法であって、当該混合繊維マットの接合する端部を厚み方向に約半分に割いてその厚みを減少させ、その厚みの減少部分で端部どうしを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にニードルパンチをかけることにより継ぐことを特徴とする混合繊維マットの継ぎ方法。
【請求項２】
強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなる混合繊維マットの端部どうしを継ぐ方法であって、当該混合繊維マットの端部近傍所定領域を引き裂き、その引き裂き部分で端部どうしを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にニードルパンチをかけることにより継ぐことを特徴とする混合繊維マットの継ぎ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維とが混合されてなる混合繊維マットを継ぐ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなる混合繊維マットは、マット中の熱可塑性樹脂を加熱加圧することによって、繊維強化熱可塑性樹脂シートを得るための原材料として知られている（例えば特開昭６１−１３０３４５号）。
【０００３】
このような混合繊維マットを用いて、長尺の繊維強化熱可塑性樹脂シートを連続的に成形する場合、混合繊維マットを継ぐ必要が生じる。これは、混合繊維マットの状態では、その厚みが厚いために、紙芯等に巻きつけるに当たってはこれを長尺ものとすることができず、繊維強化熱可塑性樹脂シートの連続成形品を得るためには、複数マットをその端部どうしで継ぐ必要が生じるためである。
【０００４】
従来、このような混合繊維マットの端部どうしを接合する方法としては、図５に示すように、マットＭ１，Ｍ２の端部どうしを突き合わせ、ミシン等を用いて有機繊維またはガラス繊維等からなる糸Ｆで縫い合わせて接合する方法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の接合方法を用いて混合繊維マットを継いだ場合、継ぎ目部分の引張強度は縫合に用いた糸の強度に起因したものとなり、混合繊維マットを連続的にシート化する工程においてマットに作用する引張力により破断してしまうという問題が生じる。
【０００６】
また、上記の接合方法によれば、継がれた混合繊維マットを連続的にシート化する際、その接合箇所において薄肉化したり、あるいは透ける（孔があく）といった問題も生じている。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、シート化工程における引張力により接合部分が破断したり、あるいは、得られたシートが接合部分の近傍で薄肉化したり透けるといった問題が生じることのない、混合繊維マットの継ぎ方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１記載の混合繊維マットの継ぎ方法は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなる混合繊維マットの接合する端部を厚み方向に約半分に割いてその厚みを減少させ、その厚みの減少部分で端部どうしを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にニードルパンチをかけることによって継ぐことにより特徴づけられる。
【０００９】
また、本発明の請求項２記載の混合繊維マットの継ぎ方法は、強化繊維と熱可塑性樹脂繊維からなる混合繊維マットの端部近傍所定領域を引き裂き、その引き裂き部分で端部どうしを重ね合わせ、その重ね合わせ部分にニードルパンチをかけることにより継ぐことを特徴づけられる。
【００１０】
本発明によれば、混合繊維マットの端部どうしを、ニードルパンチをかけることによって継ぐために、継ぎ部分の形態が継ぎ部分以外の部分と同等となり、よってその継ぎ部分は強度的に特異点とならず、引張力により破断したり、透けるといった問題が生じない。
【００１１】
本発明においては、ニードルパンチをかけるべき混合繊維マットの端部どうしは、突き合わせた状態としても、重ね合わせた状態としてよいが、重ね合わせたほうが繊維どうしがより確実に絡み合い、より強度を発揮できるので好ましい。
【００１２】
また、混合繊維マットの端部どうしを重ね合わせる場合には、端部の厚みを減少させてから重ね合わせてもよい。
厚みを減少させる方法としては、接合する端部の混合繊維マットを厚み方向に約半分に割き、割いた端部どうしを重ね合わせる方法（図１参照）と、マットの端部を引き裂き治具にて引き裂くことにより実質的にその部分のマットをほぐし、その部分を重ね合わせる方法（図２参照）を採用することができる。
【００１３】
ここで、本発明を適用して端部どうしを継ぐための混合繊維マットは、以下の材質、形態のものである。
（１）強化繊維
熱可塑性樹脂の溶融温度において熱的に安定なものであり、例えばガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維等の無機繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維、または金属繊維等があげられ、引張弾性率が１０ＧＰａ以上の繊維であれば使用可能である。
【００１４】
繊維のモノフィラメントの直径は、１〜５０μｍが好ましく、２〜３０μｍが特に好ましい。直径が１μｍ未満の場合は、得られる繊維強化熱可塑性樹脂シートの強度が十分ではなくなり、逆に５０μｍを越える場合には、繊維間に樹脂を浸透させて繊維どうしを樹脂で繋ぐことが困難となり、強度を発現させることができない。
【００１５】
（２）熱可塑性樹脂繊維
繊維状で得られるものであれば任意のものを使用することができる。
例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ナイロン、アクリルニトリル、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００１６】
上記の熱可塑性樹脂は、単独で使用されても併用されてもよく、熱安定剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、無機充填材、補強短繊維等の添加剤、充填材、加工助剤、改質剤等が添加されていてもよい。
【００１７】
（３）熱可塑性樹脂繊維と強化繊維からなる混合繊維マット
マットの製造方法については特に限定されず、例えば熱可塑性樹脂繊維と強化繊維を適当な長さに切断後、混合し、エアにて積層後、ニードルパンチングでマット状にする方法などを挙げることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を適用して実際に混合繊維マットを継いだ例を、比較例とともに述べる。
【００１９】
ここで、以下の各実施例および比較例において用いた混合繊維マットは、次のようにして製造した。
直径約１０μｍ、平均長さ約５０ｍｍのカーボン繊維（ＣＦ）と、直径約２０μｍ、平均長さ約５０ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ，溶融温度２５５℃）繊維を、エアにより混合し、マット状にした後、ニードルパンチにて繊維どうしを絡み合わせ、混合繊維マットを得た。
【００２０】
得られた混合繊維マットは、目付け量約４５０ｋ／ｍ2 、各繊維の配合は、重量％にて、ＣＦ：ＰＥＴ＝４５：５５であった。
また、その混合繊維マットの厚みは７ｍｍであり、長さ１００ｍとして紙芯に巻き取った。
【００２１】
（実施例１）
図１に示すように、マット端部にまでニードルパンチをかけてある混合繊維マットＭ１，Ｍ２の各端部を、厚み方向に割くことによって約１／２の厚さにし、その割いた部分を重ね合わせてニードルパンチＮＰをかけて継いだ。
【００２２】
（実施例２）
図２に示すように、マット端部にまでニードルパンチをかけてある混合繊維マットＭ１，Ｍ２の各端部を、長手方向に１５ｍｍにわたって半分に引き裂き、引き裂いた部分を重ね合わせてニードルパンチＮＰをかけて継いだ。なお、端部の引き裂き工程は、図３に示すように、複数の刃Ｂを並列に配置した引き裂き治具Ｊを用いて、その各刃Ｂの上にマットＭ１，Ｍ２の端部を載せて貫通させた後、マットＭ１，Ｍ２を長手方向に引っ張るという方法を採用した。
【００２３】
（比較例）
図５に示したように、混合繊維マットＭ１，Ｍ２の端部どうしを突き合わせてガラス糸Ｆにて縫合した。
【００２４】
（各例により継いだ混合繊維マットのシート化による評価）
以上の各実施例および比較例で示した継ぎ方法を評価するため、それぞれの継ぎ方法によって１０ｍ間隔で継ぎ部を形成して全長１００ｍの混合繊維マットをそれぞれ作成した。
そして、図４に示す装置により、その各マットＭから繊維強化熱可塑性樹脂シートＳを成形した。
【００２５】
図４の装置においては、マット繰り出し機６１から繰り出された混合繊維マットＭを、加熱炉６２、加熱ロール６３、冷却ロール６４に順に導き、これによって成形された繊維強化熱可塑性樹脂シートＳを引取機６５で引き取って巻取機６６に巻き取るという手順のもとに、連続的に繊維強化熱可塑性樹脂シートＳを得るようにしている。
【００２６】
図４の装置による成形条件は次の通りである。
加熱炉６２には上下６本の遠赤外線ヒータを設置し、炉内のマット通過部の雰囲気温度を２８５℃に設定した。
【００２７】
加熱ロール６３の直径は２５０ｍｍであり、そのロール表面温度を１００℃に設定し、加熱ピンチ圧は線圧で２０ｋｇｆ／ｃｍとした。
冷却ロール６４の直径は同じく２５０ｍｍであり、そのロール表面温度を３０℃に設定して、冷却ピンチ圧は線圧で２０ｋｇｆ／ｃｍとした。
【００２８】
ラインスピードは１．５ｍ／分とし、幅５００ｍｍの繊維強化熱可塑性樹脂シートＳを連続的に得た。
各実施例および比較例によりそれぞれ１０箇所の継ぎ部を形成した混合繊維マットＭを以上の成形条件にて連続的にシート化して、得られた繊維強化熱可塑性樹脂Ｓを観察して継ぎ部の透けの有無を検査するとともに、成形時における破断の有無を調査した結果を〔表１〕に示す。
【００２９】
【表１】
0003728058.tif 000002
【００３０】
この〔表１〕から明らかなように、本発明の各実施例により継いだ混合繊維マットを用いた場合、継ぎ部の透け並びに成形時における破断は全く見られなかったのに対し、比較例により継いだ混合繊維マットを用いた場合には、継ぎ部の透けが４箇所において生じており、また、成形時に２箇所において破断しており、各実施例の継ぎ方法の有効性を確認することができた。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、混合繊維マットの端部どうしをニードルパンチをかけることによって継ぐため、継ぎ部における形態が継ぎ部以外の形態と同等となって強度上の特異点ないしは欠陥とならず、シート化工程等における引張力によって破断したり、透けるといった問題を解消することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における混合繊維マットの継ぎ方法の説明図
【図２】本発明の実施例２における混合繊維マットの継ぎ方法の説明図
【図３】本発明の実施例２において混合繊維マットＭ１，Ｍ２の端部の引き裂き工程の例の説明図
【図４】各方法によって継いだ混合繊維マットの評価のためにシート化した装置の説明図
【図５】比較例における混合繊維マットの継ぎ方法の説明図
【符号の説明】
Ｍ１，Ｍ２  混合繊維マット
Ｍ１′，Ｍ２′  端部にニードルパンチをかけていない混合繊維マット
Ｍ  継ぎ部のある混合繊維マット
Ｓ  繊維強化熱可塑性樹脂シート
ＮＰ  ニードルパンチ
Ｕ  ニードルパンチのかけていない領域
６１  マット繰り出し機
６２  加熱炉
６３  加熱ロール
６４  冷却ロール
６５  引取機
６６  巻取機
【図１】
0003728058.tif 000003
【図２】
0003728058.tif 000004
【図３】
0003728058.tif 000005
【図４】
0003728058.tif 000006
【図５】
0003728058.tif 000007