(57)【要約】  一方向に引き揃えることで面を形成した複数の強化繊維束同士を、該強化繊維束に比べて極少ない量のバインダーにて繋ぎとめた、強化繊維シートの製造方法において、（ａ）任意長さの強化繊維を平板上の任意の位置に複数配置、固定する工程、（ｂ）バインダーを上記強化繊維の上に配置、接着する工程、（ｃ）強化繊維を、該平板から引き離す工程、の各工程を含む強化繊維シートの製造方法。  細かい凹凸や曲面の存在する３次元形状にも精度よくしかも容易に賦形できるように、とくに賦形性を向上することが可能な、併せて使用する強化繊維束の歩留まりの改善も可能なプリフォーム作製用の新しい強化繊維シートを効率的に生産する製造方法および製造装置を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に引き揃えることで面を形成した複数の強化繊維束同士をバインダーにて繋ぎとめた、強化繊維シートの製造方法において、次の（ａ）および（ｂ）の工程を含む強化繊維シートの製造方法。
（ａ）所定長さの強化繊維束を平板上の所定位置に複数配置、固定する工程
（ｂ）バインダーを上記強化繊維束の上に配置、接着する工程。
【請求項２】
前記バインダーが、１５０％以上の延伸性を有する材質である請求項１に記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項３】
前記バインダーが、一方向に引き揃えた繊維である請求項１または２に記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項４】
前記バインダーが、短繊維および／または連続繊維からなる不織布である請求項１または２に記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項５】
前記バインダーが、樹脂を細孔から大気中に吐出するメルトスプレー方式によって供給される請求項１、２、４のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項６】
前記バインダーが、フィルムである請求項１または２に記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項７】
前記不織布又は前記フィルムに、複数の切り込みを加工する工程を含む、請求項４または６に記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項８】
前記強化繊維シートに、複数の切り込みを加工する工程を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項９】
上記（ａ）の工程において、前記平板が、ベルトコンベアの平坦部である請求項１〜８のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項１０】
上記（ａ）の工程において、前記平板への前記強化繊維束の固定を、静電吸着力を用いて行う請求項１〜９のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項１１】
上記（ａ）の工程において、前記平板への前記強化繊維束の固定を、エア吸引による吸い付け力を用いて行う請求項１〜９のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項１２】
上記（ａ）の工程において、前記平板への前記強化繊維束の固定を、水の凍結により行う請求項１〜９のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項１３】
上記（ｂ）の工程の後、さらに静電吸着の解除、引き剥がし、加熱溶融のいずれかの方法により前記強化繊維シートを前記平板から引き離す工程（ｃ）を含む請求項１〜１２のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【請求項１４】
前記強化繊維束と前記バインダーの接着において、任意の複数の位置を点接着する請求項１〜１３のいずれかに記載の強化繊維シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化繊維プラスチックの製造に供する強化繊維シートの製造方法、並びにその製造方法を実現する強化繊維シートの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチックの製造に用いられる強化繊維のプリフォームを作製する方法として、種々の方法が知られている。例えば、強化繊維束の織物基材のような布帛から所定のカットパターンを切り出し、プレスによってプリフォームを賦形する方法が知られているが、この方法では、カットパターン外の基材部分を廃棄していることから、プリフォーム製造上の基材の歩留まりが悪く、プリフォーム製造コストが高くなることとなっていた。【０００３】
必要な場所のみに強化繊維束を配置する賦形方法として、ＡＦＰ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）やＴＦＰ（Ｔａｉｌｏｒｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）といった方法が知られているが、２次元形状やなだらかな３次元形状では任意の場所に強化繊維束を配置することはできるものの、従来のＡＦＰ、ＴＦＰでは複雑な３次元形状、例えば、比較的細かい凹凸や曲面の存在する３次元形状に精度よく賦形することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
例えば特許文献１には、移動可能な積層ヘッドでバインダー付きの強化繊維束をプリフォーム成形治具上に配列して、この配列作業を徐々に上の層に向かって複数層に渡って繰り返すことでプリフォームを製造する方法が開示されている.
またＡＦＰの類の装置として、特許文献２には複数の乾燥繊維粗紡を異なる速度で、互いに独立させて型に供給、配置し、それぞれを独立して切断できるプリフォームの製造方法が開示されている。ここでは、非平面的な起伏のある複雑な３次元形状のプリフォームを繊維粗紡から直接製造できることを謳っている。
【特許文献１】特開２０１１−５７７６７号公報
【特許文献２】特表２０１１−５１６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法では、積層ヘッドの形状的制約、特に加熱兼加圧ローラーの幅および直径の制約から、細かい凹凸や曲面に配置することは非常に難しく、一方で、これを回避するために積層ヘッド形状を小さくスリムなものを設計、選択したとしても、ヘッドをスリム化するために積層ヘッドから一度に供給できる強化繊維束の本数がせいぜい１本から数本までと少ない本数に制約されてしまうため、今度は装置の生産能力を大きく減少させてしまい、競争力の高いプロセスを得ることはできない。また、特許文献２に記載の方法では、複数の繊維粗紡を一つのローラーで加圧している限り、やはり細かい凹凸形状のある３次元プリフォームを直接的に製造することは困難であった。【０００６】
このＡＦＰの形状追従性の限界に配慮して、ＡＦＰ装置にては製作が比較的容易な平面もしくはなだらかな立体形状で、薄くて変形性の高い強化繊維プリフォームを製作し、これを複数セット重ねたうえで改めて実形状の３次元のプリフォーム成形型に沿わせ、互いのプリフォームを接着し、プリフォームを完成させる方法が考えられるが、複雑形状への高い追従性と生産効率の両方を達成した具体的な方法は、十分に開示されていない。【０００７】
そこで本発明の課題は、細かい凹凸や曲面の存在する３次元形状にも精度よくしかも容易に賦形できるように、とくに賦形性を向上することが可能な、併せて使用する強化繊維束の歩留まりの改善も可能なプリフォーム作製用の新しい強化繊維シートを効率的に生産する製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための、本発明の強化繊維シートの製造方法は、以下の構成を有する。すなわち、
一方向に引き揃えることで面を形成した複数の強化繊維束同士をバインダーにて繋ぎとめた、強化繊維シートの製造方法において、次の（ａ）および（ｂ）の工程を含む強化繊維シートの製造方法、である。
（ａ）所定長さの強化繊維束を平板上の所定位置に複数配置、固定する工程
（ｂ）バインダーを上記強化繊維束の上に配置、接着する工程
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記バインダーが、１５０％以上の延伸性を有する材質であることが好ましい。【０００９】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記バインダーが、一方向に引き揃えた繊維であることが好ましい。【００１０】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記バインダーが、短繊維および／または連続繊維からなる不織布であることが好ましい。【００１１】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記バインダーが、樹脂を細孔から大気中に吐出するメルトスプレー方式によって供給されることが好ましい。【００１２】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記バインダーが、フィルムであることが好ましい。【００１３】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記不織布又は前記フィルムに、複数の切り込みを加工する工程を含むことが好ましい。【００１４】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記強化繊維シートに、複数の切り込みを加工する工程を含むことが好ましい。【００１５】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、上記（ａ）の工程において、前記平板が、ベルトコンベアの平坦部であることが好ましい。【００１６】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、上記（ａ）の工程において、前記平板への前記強化繊維束の固定を、静電吸着力を用いて行うことが好ましい。【００１７】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、上記（ａ）の工程において、前記平板への前記強化繊維束の固定を、エア吸引による吸い付け力を用いて行うことが好ましい。【００１８】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、上記（ａ）の工程において、前記平板への前記強化繊維束の固定を、水の凍結により行うことが好ましい。【００１９】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、上記（ｂ）の工程の後、さらに静電吸着の解除、引き剥がし、加熱溶融のいずれかの方法により前記強化繊維シートを前記平板から引き離す工程（ｃ）を含むことが好ましい。【００２０】
本発明の強化繊維シートの製造方法は、前記強化繊維束と前記バインダーの接着において、任意の複数の位置を点接着することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るプリフォーム作製用の強化繊維シートの製造方法によれば、細かい凹凸や曲面の存在する３次元形状も精度よくしかも容易に賦形でき、併せて使用する強化繊維束の歩留まりを改善できる強化繊維シートを効率的に製造することができる。【００２２】
また、本発明に係るプリフォームの製造方法によれば、上記のような賦形性に優れたプリフォーム作製用強化繊維シートを用いるので、精度の高い賦形、成形を容易に効率よく行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施態様に係る強化繊維シート製造方法の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施態様に係る強化繊維シート製造方法の概略構成図である。
【図３】本発明におけるバインダー切り込み加工の一実施態様を示す概略である。
【図４】本発明における繊維状バインダーの適用の一実施態様を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施態様に係る強化繊維シートの製造装置を示している。図１においてまず、装置の全長に渡って静電吸着ベルトコンベア３０が敷かれており、そのベルトは内部に、ベルト長手に直行する方向に細長い金属導体からなる内蔵電極３１を、ベルト全周に渡って一定ピッチで備えている。この内蔵電極３１はベルト幅方向の両端部付近で、１本置き左右互い違いにベルトの外部に露出しており、同じくベルト幅方向の左右両端部付近に設置された給電電極３２がこの露出部に接触している。左右２本の給電電極３２は、高圧電源３３のプラスとマイナスの極にそれぞれ接続されており、これによって内蔵電極３１に１本置きでプラスとマイナスの電荷が供給されることになり、ベルトの表面に静電吸着力が発生する。
【００２６】
複数個の強化繊維ボビン１０から引き出された複数の強化繊維束１１は、多関節ロボットから構成される強化繊維配置機構２０のアーム先端に装備された繊維配置ヘッド２１に導かれる。繊維配置ヘッド２１は、所望のタイミングで各々の強化繊維束１１を個別に送り出し、または切断して送りを停止する機能を有しており、強化繊維配置機構２０が繊維配置ヘッド２１を所定の位置に移動させるのに合わせて、適宜強化繊維束１１を供給、停止する。これらの機能により強化繊維束１１は、複数本単位でベルトコンベア３０上に略平行に引き揃えられながら、各繊維が必要とされる所望の位置に配置される。配置された強化繊維束１１は、静電吸着力によってベルトコンベア３０上に固定されるため、一度載置された強化繊維束１１が載置する面から離れて捲れ上がったりするトラブルがなく、強化繊維束１１の配置作業はスムーズに実行される。
【００２７】
複数本単位で引き揃えられた強化繊維束１１と隣接する位置に、既に配置された強化繊維束１１と略平行に新たに強化繊維束１１を配置する作業を繰り返すことで、強化繊維束１１を所望の輪郭を持った平面形状に配置した、予備強化繊維シート１２を形成することができる。
【００２８】
ここで、強化繊維束１１を引き揃える際、各強化繊維束１１の始点から終点まで必ずしも直線状であることを要せず、隣接する強化繊維束１１同士が微視的な領域で略並行を保っているのであれば、強化繊維束１１は、全体および／または部分的に円弧状に湾曲するように配置されていてもよい。
【００２９】
次に、ベルトコンベア３０を下流（図１の右側方向）に送ることで、強化繊維配置機構２０の付近には、強化繊維束１１の配置されていないベルト面が現れ、一方でベルトコンベア３０上に配置された予備強化繊維シート１２は、下流のバインダー供給機構４０の付近に到達する。
【００３０】
バインダー供給機構４０は、バインダーとして作用する繊維からなる不織布ロール４１、および切り込み加工機構４３を備えたものである。ベルトコンベア３０の送り速度に合わせて、不織布ロール４１から繰り出された不織布４２が、切り込み加工機構４３の作用によって所定のパターンの切り込みを与えられながら、また、図示しない幅方向全長に渡る裁断機構の作用によって、適宜ベルトコンベア３０上、特に予備強化繊維シート１２の上に選択的に供給されてゆく。
【００３１】
次に予備強化繊維シート１２は、更に下流の点接着機構５０の付近に到達する。点接着機構５０は、円筒の外周にドット状の突起形状を持つエンボスロール５１を有し、このエンボスロール５１はベルトコンベア３０の送り速度に同期して回転するとともに、このエンボスロール５１自身が、不織布４２を構成する繊維のガラス転移温度以上の温度に加熱されているため、エンボスロール５１の回転に伴ってロール突起部に接触する不織布４２を軟化させて、下の予備強化繊維シート１２と不織布４２を接着する。これにより、本技術が目的とする、略平行に配置された複数の強化繊維束１１同士を、これら強化繊維束１１に比べて極少ない量のバインダーにて繋ぎとめた、強化繊維シート１３ができあがる。
【００３２】
このように、まず複数の強化繊維束１１を平板状のベルトコンベア３０上に載置、固定したあとで、その上から強化繊維束１１同士をつなぐバインダーを付与することで、シート状のバインダーの上に強化繊維束１１を配置する方式に比べて、強化繊維束１１を載置する面の性状が安定しているので、載置作業のミスが少なく、よって処理速度を限界まで高めることができ、装置の作業効率を高めることができる。そもそもバインダーは、後述するプリフォーム工程で強化繊維シート１３の変形を阻害することがないように、低目付で変形性の高い不織布が好まれるので、その上に強化繊維束１１を高速で正確な位置に置いてゆくことは、難度が高い作業である。
【００３３】
次に、強化繊維シート１３は、更に下流の裁断機構６０付近に到達する。裁断機構６０は裁断カッター６１を有し、裁断カッター６１は、ベルトコンベア３０の表面に平行なＸ−Ｙ軸方向、裁断カッター６１が取り付けられた軸に対する回転θ方向、およびベルトコンベア３０の表面に垂直なＺ方向に自在に位置を変えることで、強化繊維束１１の外側にはみ出した不要な不織布４２をカッターで所望形状に切断できる。
【００３４】
次に、強化繊維シート１３は、更に下流の引き離し機構７０付近に到達する。給電電極３２はこの領域にまで延設されていないため、ベルトコンベア３０上は静電吸着力を失い、強化繊維シート１３をベルトコンベア３０から容易に引き離せる状態にある。ここで、多関節ロボットからなる引き離し機構７０は、アームの先端に、完成した強化繊維シート１３の形状に適合する真空吸着機能を持った吸着ヘッド７１を備えており、吸着ヘッド７１を強化繊維シート１３に接近させるとともに接触させ、強化繊維シート１３を吸い付けた状態で上に持ち上げて、ベルトコンベア３０から強化繊維シート１３を引き離す。
【００３５】
この後は、一旦強化繊維シート１３をトレー等にストックするか、このままプリフォーム成形型の上に強化繊維シート１３を移載する等、適宜選択することができる。いずれの場合であっても、最終製品である繊維強化樹脂成形体としての強度等を発現できるように、強化繊維シート１３を複数枚積層して、最終製品である繊維強化樹脂成形体の形状に準ずる形状を持つプリフォーム成形型に載置し、この積層体をプリフォーム成形型でプレスすることで、所望の強化繊維構成と外観形状を持った強化繊維プリフォーム（図示せず）が完成する。積層するにあたり、上下層に隣接する各強化繊維シート１３に配置した強化繊維束１１が、各層間で、０°（基準角度）、＋４５°、−４５°、９０°というように互いに適宜ずらした積層状態にすることができる。このような角度をずらした強化繊維シート１３は、ベルトコンベア３０上で強化繊維束１１を所望の角度に配置して強化繊維シート１３を得ることもできるし、ベルトコンベア３０上では特定の角度にのみ配置して強化繊維シート１３を作製し、積層する際に所望の角度になるように配置を調整することもできる。
【００３６】
ここで基準角度は、後述する基準の方向と、各強化繊維シート１３に配置した強化繊維束１１の方向との成す角度として規定される。基準の方向とは、あらかじめ所定の方向を適宜設定するか、１枚目（最下層）の強化繊維シート１３に配置された強化繊維束１１の方向とすることができる。強化繊維束１１の方向は、例えば、配置しようとする強化繊維シート１３における強化繊維束１１が実質的に直線状に配置されている場合はその長手方向、強化繊維束１１の全体が実質的に湾曲している場合は始点／終点における接線方向、等のように定めることができる。
【００３７】
この強化繊維プリフォームを成形する際に、各層を構成する強化繊維シート１３は、隣接する強化繊維シート１３と独立しているため、プレス動作に伴い各層の強化繊維シート１３における強化繊維束１１が所定の位置に移動し、所定の形状に変形しようとする際に、隣接する強化繊維シート１３の強化繊維束１１が異なる向きに移動し、異なる形状に変形しようとしても、互いの強化繊維束１１の移動、変形を阻害することなく、積層体全体として所望の形状となるようにそれぞれの強化繊維束１１が容易に追従し、簡素な型プレス機構で精度よくプリフォームを作り上げることができる。
【００３８】
強化繊維シート１３の強化繊維束１１は、強化繊維束１１自身の糸束よりも極少ない量のバインダー、たとえば薄い不織布４２で接合され、その不織布４２が強化繊維束１１とドット状に点接着されている上、不織布４２自身に変形し易いように切り込みを入れているため、強化繊維シート１３の変形性能は更に高いものとなる。
【００３９】
なお、バインダーの実施形態として挙げた不織布４２は、短繊維からなるものでも連続繊維からなるものでも良く、あるいは双方が混在したものでも良い。またバインダーは、不織布４２であることは必須ではなく、フィルムや、繊維その他様々な材料を用いることが出来る。また、溶剤や熱によって溶融させた樹脂を空気中に噴射し、固化させるメルトスプレー方式によって得られる材料を用いることも出来る。図２にメルトスプレー方式による本発明の一実施態様に係る強化繊維シートの製造装置を示す。この方式ではベルトコンベア３０上に配置された強化繊維束１１にメルトスプレー装置４４にて直接スプレーしてバインダー４５を形成し、強化繊維束１１を固定する。
【００４０】
またこれ以外にも、別工程にてあらかじめ不織布状にメルトスプレーにてバインダー形成したものを準備しておき、それを強化繊維束１１に貼り付けるなどの方法が考えられる。バインダーの量は、目付の比で強化繊維のそれより１０分の１以下であることが好ましい。
【００４１】
また、バインダーに用いる材質としては、上記の変形性能を考慮すると、延伸性を有する材質を用いることが好ましい。具体的な材質としてはゴム、熱可塑エラストマー、またはナイロン・ポリエステル等の未延伸糸などが挙げられるが、適度な延伸性を有するものであればこれらに限らず様々な材質を適用することが出来る。また、延伸性としては当初の長さに対して２００％以上、少なくとも１５０％以上の延伸性を有するものであれば、良好な変形性能を得ることが出来る。
【００４２】
また、バインダーの付与量については、厚く付与すれば強化繊維束同士が強固に固着されハンドリング性が向上し、薄くすれば強化繊維束同士の固着が弱くなり上記変形性能が増加する。相反するこれらの特性を両立させるために、基材の変形量が大きくなると予想される部分においてはバインダーを薄く、その他の部分には厚く付与するということが考えられる。同様の考えとして、基材周囲部分には厚くバインダー付与し、中央部分は薄く付与することにより基材の周囲からのほつれをなくし良好なハンドリング性を持たせながら、中央部分の変形性能を維持するといったことも考えられる。このように、状況に応じてバインダーの付着量を場所毎に任意にコントロールする際も、本特許の方式、特にメルトスプレーによる方式であれば非常にコントロールが容易である。
【００４３】
強化繊維束１１の材質は、静電気力で吸着するための導電性を有する材質が好ましく、特に炭素繊維は良好な導体であるうえ、強化繊維としての高強度、高弾性率を持つため、特に好ましい。ただし、ガラス繊維やケブラー繊維のように、繊維自体が導電体でないものを用いた場合でも、繊維の表面に電気抵抗を下げる界面活性剤のような成分を付着させることで、静電吸着が可能となる。また、静電気力で強化繊維束１１を固定できれば、強化繊維束１１をベルトコンベア３０上に一端固定するために必要な、後述する熱可塑性タック材等の成分を強化繊維束１１に付与する必要もなく、強化繊維束１１のコストを下げることに大きく寄与できるうえ、熱可塑タック材を溶かすために必要な、レーザー照射装置等の大掛かりな加熱システムも不要となり、さらにコストダウンに寄与できる。
【００４４】
強化繊維束１１を最初に載置する平面としては、上述したベルトコンベア３０以外にも、単なる金属板や樹脂板、樹脂フィルムなど様々な素材を用いることが出来る。
【００４５】
それらの素材に合わせた形で、強化繊維束１１の固定方法としては上記に挙げた静電吸着のほか、エアの吸い込みによる吸引接着や、低温を用いた凍結固着、また針等の突起物に繊維をひっかけて固定する等、様々な手法を単体あるいは組み合わせて採用することができる。また、粘着物質を用いた単純な接着による手法をとることも可能であるが、その場合常温で粘着性のあるものは取り扱いが困難となるため、加熱溶融時のみ粘着性を発現する熱可塑タック材を用いるのが望ましい。この場合、タック材の加熱溶融のために赤外線ヒーター等、さらに高速化するにはレーザー照射装置等の大掛かりな加熱システムが必要となる。
【００４６】
また、固定方法の種類によっては、後の引き剥がし工程における強化繊維と平板との分離が随意に実施できないことが考えられ、その場合引き剥がしのための機構が必要となる。スクレーパーによる掻き取りや吸着機構による引っ張り、突起物による固定であれば突起物を退避させる等、物理的に分離する方法や、凍結固着された強化繊維に対して加熱溶融するなどの固定方法に応じた固定解除手法等、様々な方法をとることが出来る。
【００４７】
バインダーとして不織布を用いる場合、不織布の材質としては連続繊維、短繊維様々な物質、形態のものをとることができる。その際、強化繊維との接着性が良好なものが望ましいのはもちろんであるが、本発明が目的とする高い形状追従性を実現する意味で、不織布自体が伸縮性を有するような素材であることが望ましい。
【００４８】
また不織布に限らずバインダーに伸縮性を付与する方法として、バインダーへの切り込み付与が挙げられる。切り込み８１のパターンとしては、例えば図３の左側に示すような切り込み箇所を千鳥型に配置したパターンが挙げられる。この際、切り込み８１の方向を強化繊維束８２の方向に合わせて配置するのが良い。このようなパターンであれば、隣接する強化繊維束８２間に力を受けた場合、図３の右側のようにバインダー部分のみが変形し伸縮性を発揮するため、結果として強化繊維シート１３の形状追従性に寄与することが出来る。これ以外にも、狙いとする伸縮性や接着パターンに合わせる形で、様々な切り込みパターンを選択し、適用することが出来る。
【００４９】
バインダーとして繊維を用いる場合においては、ある一方向に引き揃えた形で強化繊維束に接着させることにより、不織布やフィルム等の等方性材料とは異なる特性を付与することが可能となる。例えば図４の左側に示すように、バインダーとなる繊維を一方向に引き揃えて配置し、強化繊維束９１をすだれ状につなぎ止めた形状にした場合、バインダーとなる繊維が伸縮性能を有せば、図４の右側に示すように、バインダーとなる繊維が引っ張られる方向への変形に対してはバインダー自身が変形することにより変形性能を得ることが出来る。この際、強化繊維束９１の配向方向はバインダーの配向方向に対して垂直であることが、バインダーの変形を阻害しない意味で望ましいが、垂直以外の角度でも上記のようなバインダー変形による基材の変形効果が全く得られないわけではなく、両者の配向方向は特に規定されるものではない。
【００５０】
繊維状のバインダーを一方向に引き揃えて付与する方法としては、あらかじめ繊維として準備したバインダーを引出装置により強化繊維束に配置しておく方法の他、その場で直接紡糸した繊維状バインダーを強化繊維束に配置する方法が挙げられ、特にスパンボンド法のように半溶融状態の熱可塑性樹脂バインダーを強化繊維束上に配置する方法によれば、バインダーが強化繊維束上で冷却固化することにより強化繊維束とバインダーの接着も同時に行われ効率的である。繊維をバインダーとする場合においても、バインダー材質は強化繊維束との接着性が良好なものが望ましいのはもちろんであるが、本発明が目的とする高い形状追従性を実現する意味で、繊維自体が伸縮性を有するような素材であることが望ましい。
【００５１】
また、点接着機構５０としては、上述したエンボスロール５１以外にも、レーザー照射による方法や、超音波溶着、高周波溶着等、さまざまな方法が選択できる。強化繊維が炭素繊維等の良好な導電性の材料の場合は、先端にプラスとマイナスの電極を設けた圧子を押し付けることで、強化繊維に局所的に直接電気を流すことができ、設備構成を単純化できる上に、瞬時加熱のためにベルトコンベアへの熱的なダメージが少なく、有効な方法である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、とくに３次元形状を有するプリフォームや繊維強化プラスチックの製造に好適なものであり、その製造に用いて最適な強化繊維シートを提供できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  強化繊維ボビン
１１  強化繊維束
１２  予備強化繊維シート
１３  強化繊維シート
２０  強化繊維配置機構
２１  繊維配置ヘッド
３０  静電吸着ベルトコンベア
３１  内蔵電極
３２  給電電極
３３  高圧電源
４０  バインダー供給機構
４１  不織布ロール
４２  不織布
４３  切り込み加工機構
４４  メルトスプレー装置
４５  バインダー（メルトスプレー）
５０  点接着機構
５１  エンボスロール
６０  裁断機構
６１  裁断カッター
７０  引き離し機構
７１  吸着ヘッド
８０  バインダー
８１  切り込み
８２  強化繊維束
９０  バインダー（繊維状）
９１  強化繊維束
【図１】
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【図２】
2014171481.tif 000004
【図３】
2014171481.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
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2014171481.tif 000008
2014171481.tif 000009
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