特開 2015-17228 扁平繊維強化プラスチック板、繊維強化プラスチックシート及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-17228(P2015-17228A)

(43)【公開日】2015年1月29日

(54)【発明の名称】扁平繊維強化プラスチック板、繊維強化プラスチックシート及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 5/24 20060101AFI20141226BHJP

【ＦＩ】

   C08J5/24CER

   C08J5/24CEZ

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-146870(P2013-146870)

(22)【出願日】2013年7月12日

(71)【出願人】

【識別番号】306032316

【氏名又は名称】新日鉄住金マテリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075638

【弁理士】

【氏名又は名称】倉橋 暎

(74)【代理人】

【識別番号】100169155

【弁理士】

【氏名又は名称】倉橋 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 巻治

(72)【発明者】

【氏名】小林 朗

(72)【発明者】

【氏名】荒添 正棋

(72)【発明者】

【氏名】立石 晶洋

【テーマコード（参考）】

4F072

【Ｆターム（参考）】

4F072AA04

4F072AA07

4F072AA08

4F072AB05

4F072AB06

4F072AB09

4F072AB10

4F072AB22

4F072AB34

4F072AD09

4F072AD13

4F072AD23

4F072AD34

4F072AD38

4F072AG03

4F072AG12

4F072AH02

4F072AH22

(57)【要約】

【課題】撚りの入った樹脂含浸ストランドを硬化して作製された繊維配向乱れの無い扁平繊維強化プラスチック線材を複数本一体化した扁平繊維強化プラスチック板及び斯かる扁平繊維強化プラスチック板にて形成される、ＲＴＭ成型等に適した高強度の繊維強化プラスチックシート、並びに、その製造方法を提供する。
【解決手段】多数本の強化繊維ｆを含む撚りの入った樹脂含浸ストランドｆ２を成形硬化して断面形状が扁平形状とされる少なくとも２本以上の扁平繊維強化プラスチック線材２を、長手方向に沿って実質的に隙間の無いように密着して形成した断面形状が扁平形状の扁平繊維強化プラスチック板２Ａであって、扁平繊維強化プラスチック線材２は、厚さ（ｔ）が０．２〜３．０ｍｍ、幅（ｗ）が１．０〜５．０ｍｍである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多数本の強化繊維を含む撚りの入った樹脂含浸ストランドを成形硬化して断面形状が扁平形状とされる少なくとも２本以上の扁平繊維強化プラスチック線材を、長手方向に沿って実質的に隙間の無いように密着して形成した断面形状が扁平形状の扁平繊維強化プラスチック板であって、
前記扁平繊維強化プラスチック線材は、厚さ（ｔ）が０．２〜３．０ｍｍ、幅（ｗ）が１．０〜５．０ｍｍであることを特徴とする扁平繊維強化プラスチック板。

【請求項2】

前記樹脂含浸ストランドは、６０００〜６００００本の強化繊維を収束し、樹脂を含浸したものであることを特徴とする請求項１に記載の扁平繊維強化プラスチック板。

【請求項3】

前記樹脂含浸ストランドにおける前記強化繊維の含有量は、体積比率（Ｖｆ）で３０％〜７０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の扁平繊維強化プラスチック板。

【請求項4】

前記ストランドの撚り回数は、５回／ｍ〜３０回／ｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板。

【請求項5】

前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維、又は、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維などの有機繊維の一種又は複数種を混入して使用し、
前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板。

【請求項6】

前記扁平繊維強化プラスチック板は、２〜５０本の前記扁平繊維強化プラスチック線材にて構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板。

【請求項7】

前記扁平繊維強化プラスチック線材の長手方向に沿って前記扁平繊維強化プラスチック線材同士の間に形成される隙間の総面積は、前記扁平繊維強化プラスチック板の１ｍ²当たり０．１ｍ²以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板。

【請求項8】

少なくとも２枚以上から成る複数枚の請求項１〜７のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板を有し、
前記複数枚の扁平繊維強化プラスチック板を長手方向に揃えて配列して固定部材にて一体に保持してシート状とし、隣り合った前記各扁平繊維強化プラスチック板の間には長手方向に沿って所定の間隙（ｇ）が設けられることを特徴とする繊維強化プラスチックシート。

【請求項9】

前記所定の間隙（ｇ）は、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の繊維強化プラスチックシート。

【請求項10】

（ａ）多数本の強化繊維を含む未硬化状態の撚りの入った樹脂含浸ストランドを少なくとも２本以上、長手方向に沿って一方向に引き揃えて平面状に並べ、
（ｂ）前記平面状に並べられた前記ストランドを加熱すると共に、前記平面状に並べられた前記ストランドの両面側から加圧して前記ストランドの断面形状を扁平形状に成形し、同時に、少なくとも２本以上の前記扁平ストランドが互いに長手方向に沿って実質的に隙間の無いように密着して形成された断面形状が扁平形状の扁平ストランド板を作製し、前記扁平ストランド板に含浸された樹脂を硬化して扁平繊維強化プラスチック板とする、
ことを特徴とする扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項11】

前記樹脂含浸ストランドは、６０００〜６００００本の強化繊維を収束し、樹脂を含浸したものであることを特徴とする請求項１０に記載の扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項12】

前記樹脂含浸ストランドにおける前記強化繊維の含有量は、体積比率（Ｖｆ）で３０％〜７０％であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項13】

前記樹脂含浸ストランドの撚り回数は、５回／ｍ〜３０回／ｍであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項14】

前記（ｂ）工程にて、前記樹脂含浸ストランドは、５００ｇ／本〜１０ｋｇ／本の強さにて緊張されることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項15】

前記（ｂ）工程は、前記平面状に並べられた前記ストランドを加熱したスチールベルトにて挟持して加熱すると共に、前記平面状に並べられた前記ストランドの両面側から加圧して前記ストランドの断面形状を扁平形状に成形することにより行うことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかの項に記載の扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項16】

前記（ｂ）工程にて、前記スチールベルトに離型剤を塗布し、前記平面状に並べられた前記ストランドを挟持することを特徴とする請求項１５に記載の扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項17】

前記（ｂ）工程にて作製された前記扁平繊維強化プラスチック板の表面を研磨するか、又は、溶剤で洗浄して、表面に付着した離型剤を除去することを特徴とする請求項１６に記載の扁平繊維強化プラスチック板の製造方法。

【請求項18】

請求項１０〜１７のいずれかの項に記載の製造方法にて作製された扁平繊維強化プラスチック板を平面状に並べ、固定部材にて一体に保持することを特徴とする繊維強化プラスチックシートの製造方法。

【請求項19】

前記隣り合った扁平繊維強化プラスチック板の間には長手方向に沿って所定の間隙（ｇ）を設けることを特徴とする請求項１８に記載の繊維強化プラスチックシートの製造方法。

【請求項20】

前記所定の間隙（ｇ）は、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１９に記載の繊維強化プラスチックシートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、扁平の繊維強化プラスチック線材を複数、長手方向に沿って密着接合して作製された扁平繊維強化プラスチック板及びその製造方法に関し、更には、斯かる扁平繊維強化プラスチック板を複数、長手方向に沿って一方向に配列してシート状に作製された繊維強化プラスチックシート及びその製造方法に関するものである。扁平繊維強化プラスチック板及び繊維強化プラスチックシートは、例えば、風車用ブレード、車両、船舶等に使用する大型のＦＲＰ（繊維強化プラスチック材）としてＲＴＭ成型等において広く使用することができ、また、土木建築構造物であるコンクリート構造物、鋼構造物、繊維強化プラスチック構造物を補強する補強材としても使用することができる。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば炭素繊維などの強化繊維を使用して作製された繊維強化プラスチックシートは、例えば、土木建築構造物であるコンクリート構造物、鋼構造物、繊維強化プラスチック構造物に接着して補強する補強材として使用されている。また、繊維強化プラスチックシートは、風車用ブレード、車両、船舶等に使用する大型のＦＲＰ（繊維強化プラスチック材）としてＲＴＭ成型等においても広く使用されている。

【0003】

例えば炭素繊維を使用した炭素繊維強化プラスチックシートは、従来、数万本のフィラメントを集合して作製された炭素繊維ストランド（繊維束）を平面状に多数本並べて樹脂含浸させ、必要に応じて金型にて所定横断面形状の板状部材に成形し、その後、硬化することにより作製されている。

【0004】

一般に、樹脂含浸した炭素繊維ストランドを金型等を通して成形板を作製すると、特に繊維目付の大きな成形板を作製する場合には、炭素繊維ストランドが成形される過程において、金型内において炭素繊維ストランドの進行方向に対して交差する方向に移動し、炭素繊維ストランド（即ち、炭素繊維フィラメント）の配向が乱れることがある。特に、例えば１０００ｇ／ｍ²以上といった高い繊維目付の繊維強化プラスチックシートを作製するために多数本の炭素繊維ストランドを使用した場合には、このような問題が頻繁に生じる。

【0005】

そのため、金型へのストランド送入側にコウム（櫛状ガイド部材）を配置して、炭素繊維ストランドの供給が一定位置となり、炭素繊維ストランドの配向乱れをなくすように工夫されてはいるが、特に、炭素繊維ストランドの量が大となると、一部のストランドが蛇行して上下左右に移動しているのが実情である。炭素繊維ストランドが蛇行するとミクロに見て繊維長さがバラつき所望の引張強度や弾性係数等が発現し難くなる。

【0006】

そこで、各炭素繊維ストランドに撚りを入れることが考えられる。炭素繊維ストランドに撚りを入れることで、炭素繊維ストランド（即ち、炭素繊維フィラメント）が蛇行することが防止される。

【0007】

本件特許出願人は、特許文献１に記載するように、炭素繊維束（炭素繊維ストランド）にかける撚りの回数を特定することにより、強度低下しないことを確認し、所定回数の撚りをかけた多数本の炭素繊維フィラメントから成る繊維束にて作製される炭素繊維シートを提案した。この炭素繊維シートは、樹脂含浸性にも優れたものであるが、上述のように、繊維強化プラスチックシートを作製するには、その後、樹脂含浸が必要となる。特に、繊維目付が大とされる繊維強化プラスチックシートを作製する場合には、樹脂含浸作業が煩雑となる。

【0008】

また、本件特許出願人は、特許文献２に記載するように、連続的に送給される炭素繊維ストランドに撚りをかけながら樹脂含浸させるか、或いは、樹脂含浸させた炭素繊維ストランドに撚りをかけて樹脂含浸させ、その後、所定の大きさの緊張力を付与することによって、横断面が円形状の繊維強化プラスチック線材を作製することを提案した。特許文献２に記載する線材製造方法は、金型を用いることがなく、一度に多数の線材製造を可能とするなどの多くの利点を有するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第４６６７０６９号公報

【特許文献2】特開２００８−２２２８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明者らは、上記特許文献１、２に記載される技術を基にして、更に研究実験を行い、撚りの入った樹脂含浸された、例えば６０Ｋ（炭素繊維フィラメントの数が６００００本とされる繊維束）の炭素繊維ストランドを複数本一体化して扁平炭素繊維プラスチック板を形成し、この炭素繊維プラスチック板を使用して、炭素繊維強化プラスチックシートを極めて効率よく製造し得ることを見出した。

【0011】

本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づくものである。

【0012】

本発明の目的は、撚りの入った樹脂含浸ストランドを硬化して作製された繊維配向乱れの無い扁平繊維強化プラスチック線材を複数本一体化した扁平繊維強化プラスチック板及び斯かる扁平繊維強化プラスチック板にて形成される、ＲＴＭ成型等に適した高強度の繊維強化プラスチックシート、並びに、その製造方法を提供することである。

【0013】

本発明の他の目的は、撚りの入った樹脂含浸の、例えば６０Ｋのストランドを使用して、繊維目付１０００ｇ／ｍ²以上の、繊維配向乱れの無い扁平繊維強化プラスチック線材を複数本一体化した扁平繊維強化プラスチック板及び斯かる扁平繊維強化プラスチック板にて形成される、ＲＴＭ成型等に適した高強度の且つ変形性能の良い繊維強化プラスチックシート、並びに、その製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的は本発明に係る扁平繊維強化プラスチック板、繊維強化プラスチックシート及びその製造方法にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、多数本の強化繊維を含む撚りの入った樹脂含浸ストランドを成形硬化して断面形状が扁平形状とされる少なくとも２本以上の扁平繊維強化プラスチック線材を、長手方向に沿って実質的に隙間の無いように密着して形成した断面形状が扁平形状の扁平繊維強化プラスチック板であって、
前記扁平繊維強化プラスチック線材は、厚さ（ｔ）が０．２〜３．０ｍｍ、幅（ｗ）が１．０〜５．０ｍｍであることを特徴とする扁平繊維強化プラスチック板が提供される。

【0015】

第１の本発明の一実施態様によれば、前記樹脂含浸ストランドは、６０００〜６００００本の強化繊維を収束し、樹脂を含浸したものである。

【0016】

第１の本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂含浸ストランドにおける前記強化繊維の含有量は、体積比率（Ｖｆ）で３０％〜７０％である。

【0017】

第１の本発明の他の実施態様によれば、前記ストランドの撚り回数は、５回／ｍ〜３０回／ｍである。

【0018】

第１の本発明の他の実施態様によれば、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維、又は、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維などの有機繊維の一種又は複数種を混入して使用し、
前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかである。

【0019】

第１の本発明の他の実施態様によれば、前記扁平繊維強化プラスチック板は、２〜５０本の前記扁平繊維強化プラスチック線材にて構成される。

【0020】

第１の本発明の他の実施態様によれば、前記扁平繊維強化プラスチック線材の長手方向に沿って前記扁平繊維強化プラスチック線材同士の間に形成される隙間の総面積は、前記扁平繊維強化プラスチック板の１ｍ²当たり０．１ｍ²以下である。

【0021】

第２の本発明によれば、少なくとも２枚以上から成る複数枚の上記いずれかの構成の扁平繊維強化プラスチック板を有し、
前記複数枚の扁平繊維強化プラスチック板を長手方向に揃えて配列して固定部材にて一体に保持してシート状とし、隣り合った前記各扁平繊維強化プラスチック板の間には長手方向に沿って所定の間隙（ｇ）が設けられることを特徴とする繊維強化プラスチックシートが提供される。

【0022】

第２の本発明の一実施態様によれば、前記所定の間隙（ｇ）は、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍである。

【0023】

第３の本発明によれば、
（ａ）多数本の強化繊維を含む未硬化状態の撚りの入った樹脂含浸ストランドを少なくとも２本以上、長手方向に沿って一方向に引き揃えて平面状に並べ、
（ｂ）前記平面状に並べられた前記ストランドを加熱すると共に、前記平面状に並べられた前記ストランドの両面側から加圧して前記ストランドの断面形状を扁平形状に成形し、同時に、少なくとも２本以上の前記扁平ストランドが互いに長手方向に沿って実質的に隙間の無いように密着して形成された断面形状が扁平形状の扁平ストランド板を作製し、前記扁平ストランド板に含浸された樹脂を硬化して扁平繊維強化プラスチック板とする、
ことを特徴とする扁平繊維強化プラスチック板の製造方法が提供される。

【0024】

第３の本発明の一実施態様によれば、前記樹脂含浸ストランドは、６０００〜６００００本の強化繊維を収束し、樹脂を含浸したものである。

【0025】

第３の本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂含浸ストランドにおける前記強化繊維の含有量は、体積比率（Ｖｆ）で３０％〜７０％である。

【0026】

第３の本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂含浸ストランドの撚り回数は、５回／ｍ〜３０回／ｍである。

【0027】

第３の本発明の他の実施態様によれば、前記（ｂ）工程にて、前記樹脂含浸ストランドは、５００ｇ／本〜１０ｋｇ／本の強さにて緊張される。

【0028】

第３の本発明の他の実施態様によれば、前記（ｂ）工程は、前記平面状に並べられた前記ストランドを加熱したスチールベルトにて挟持して加熱すると共に、前記平面状に並べられた前記ストランドの両面側から加圧して前記ストランドの断面形状を扁平形状に成形することにより行う。

【0029】

第３の本発明の他の実施態様によれば、前記（ｂ）工程にて、前記スチールベルトに離型剤を塗布し、前記平面状に並べられた前記ストランドを挟持する。好ましくは、前記（ｂ）工程にて作製された前記扁平繊維強化プラスチック板の表面を研磨するか、又は、溶剤で洗浄して、表面に付着した離型剤を除去する。

【0030】

第４の本発明によれば、上記いずれかの製造方法にて作製された扁平繊維強化プラスチック板を平面状に並べ、固定部材にて一体に保持することを特徴とする繊維強化プラスチックシートの製造方法が提供される。

【0031】

第４の本発明の一実施態様によれば、前記隣り合った扁平繊維強化プラスチック板の間には長手方向に沿って所定の間隙（ｇ）を設ける。好ましくは、前記所定の間隙（ｇ）は、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍである。

【発明の効果】

【0032】

本発明の扁平繊維強化プラスチック板及び繊維強化プラスチックシートは、例えば繊維目付１０００ｇ／ｍ²以上の繊維配向乱れが無く、高強度とされ、大型のＦＲＰとしてＲＴＭ成型等に、或いは、土木建築構造物であるコンクリート構造物、鋼構造物、繊維強化プラスチック構造物を補強する補強材としても使用することができ、特に、繊維強化プラスチックシートは変形性能が良く、ＲＴＭ成型等に好適に使用することができる。また、本発明の製造方法によれば、５０Ｋといった大径のストランドを用いて繊維目付の大きい、例えば、厚み（ｔ）１．０ｍｍ〜２ｍｍ（繊維目付９００〜１８００ｇ／ｍ²の）、幅（Ｗ）が５ｍｍ〜５００ｍｍの、繊維強化プラスチックシートを効率よく、即ち、大幅に成形歩留まりを増大して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る扁平繊維強化プラスチック板の実施例を説明する図である。

【図2】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る繊維強化プラスチックシートの実施例を説明する図である。

【図3】図３（ａ）は、本発明に係る扁平繊維強化プラスチック板及び繊維強化プラスチックシートの製造に使用する樹脂含浸ストランドの一実施例の斜視図であり、図３（ｂ）は、加熱・加圧される前の樹脂含浸ストランドの配列状態を示す断面図であり、図３（ｃ）は、加熱・加圧・硬化される前後の扁平ストランド板、扁平繊維強化プラスチック板の配列状態を示す断面図である。また、図３（ｄ）は、本発明の特徴を説明するための樹脂含浸ストランドの配列状態を示す断面図である。

【図4】本発明に係る扁平繊維強化プラスチック板及び繊維強化プラスチックシートの製造に使用する樹脂含浸ストランドの製造方法の一実施例を説明するための製造装置の概略構成図である。

【図5】本発明に係る繊維強化プラスチックシートの製造方法の一実施例を説明するための製造装置における巻き出しボビンの作動を説明する概略構成図である。

【図6】本発明に係る扁平繊維強化プラスチック板を製造する製造装置の一実施例を説明する概略構成図である。

【図7】図６に示す製造装置における成形硬化装置の概略構成斜視図である。

【図8】図７の成形硬化装置の概略横断面図であり、図８（ａ）は、図７の略線Ａ−Ａに取った断面図であり、図８（ｂ）は、図７の略線Ｂ−Ｂに取った断面図である。

【図9】本発明に係る繊維強化プラスチックシートを製造する製造装置の一実施例を説明する概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明に係る扁平繊維強化プラスチック板及びその製造方法、並びに、繊維強化プラスチックシート及びその製造方法について、図面に即して詳しく説明する。

【0035】

実施例１
（扁平繊維強化プラスチック板及び繊維強化プラスチックシートの構成）
図１（ａ）〜（ｄ）に、本発明に係る扁平繊維強化プラスチック板（以下、「扁平ＦＲＰ板」という。）２Ａの実施例を示し、図２（ａ）、（ｂ）に、本発明に係る繊維強化プラスチックシート（以下、「ＦＲＰシート」という。）１の実施例を示す。

【0036】

先ず、扁平ＦＲＰ板２Ａについて説明すると、扁平ＦＲＰ板２Ａは、一実施例によると、図１（ａ）に示すように、互いに長手方向に沿って一体に密着接合された２本の扁平繊維強化プラスチック線材（以下、「扁平ＦＲＰ線材」という。）２にて構成される。

【0037】

図３（ａ）〜（ｃ）をも参照して更に説明すれば、各扁平ＦＲＰ線材２は、加熱硬化された撚りの入った厚さ（ｔ）、幅（ｗ）とされる扁平形状、即ち、厚さ（ｔ）が幅（ｗ）より小とされる（ｔ＜ｗ）略矩形状の、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）線材である。この扁平ＦＲＰ線材２の厚さ方向側面を線材の長手方向に沿って互いに密着接合することによって扁平ＦＲＰ板２Ａは作製される。

【0038】

扁平ＦＲＰ線材２は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、特に、６０００〜６００００本の強化繊維ｆを収束したストランド（繊維束）を５回／ｍ〜３０回／ｍにて撚ったものに、マトリクス樹脂Ｒを含浸させて樹脂含浸ストランドｆ２を形成し、この樹脂含浸ストランドｆ２を断面形状が扁平形状になるように成形し硬化して作製することができる。ストランドｆ２における強化繊維ｆの含有量は、体積比率（Ｖｆ）で３０％〜７０％である。

【0039】

強化繊維としては、炭素繊維が最も好適に使用し得るが、これに限定されるものではなく、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維、又は、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維などの有機繊維とされ、その中のいずれか一種又は複数種を混入して使用することができる。

【0040】

マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかとされる。

【0041】

上記構成にて、扁平ＦＲＰ線材２は、厚さ（ｔ）が０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ、幅（ｗ）が１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの矩形状とされる。この範囲を外れた形状では、高目付が不可能であったり、作製された扁平ＦＲＰ板２Ａが曲げ難いといった問題が生じる。

【0042】

図１（ａ）に示す実施例では、扁平ＦＲＰ板２Ａは、２本の扁平ＦＲＰ線材２を平面状に並べ、互いに長手方向に沿って一体に密着接合することによって構成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、２本以上の、例えば、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、３、４本とすることもできる。更には、図１（ｄ）に示すように、５本以上（最大５０本程度）といった複数本の扁平ＦＲＰ線材２を平面状に並べることによって構成することができる。

【0043】

扁平ＦＲＰ板２Ａは、長手方向の反り、捻じれ等を最小限とするために、図１（ａ）に示すように、２本のＦＲＰ線材２、２で構成する場合には、２本のＦＲＰ線材２、２は、Ｓ撚りとＺ撚りとし、また、図１（ｂ）に示すように、３本のＦＲＰ線材２、２、２で構成する場合には、３本のＦＲＰ線材２、２、２は、それぞれ、Ｓ撚り、Ｚ撚り、Ｚ撚り、或いは、Ｓ撚り、Ｓ撚り、Ｚ撚りとし、また、図１（ｃ）に示すように、４本のＦＲＰ線材２、２、２、２で構成する場合には、４本のＦＲＰ線材２、２、２、２は、それぞれ、Ｓ撚り、Ｓ撚り、Ｚ撚り、Ｚ撚りとするのが好ましい。

【0044】

なお、図１（ａ）〜（ｃ）に示す扁平ＦＲＰ板２Ａは、扁平ＦＲＰ線材２、２同士の間には、実質的に隙間は形成されていないが、ただ、扁平ＦＲＰ板２Ａは、隙間を完全になくした、所謂、完全な薄板状とされていなくとも、性能的には全く問題はない。例えば、扁平ＦＲＰ板２Ａを、補強材として、コンクリート構造物表面などに樹脂接着する場合などには、例えば、図１（ｄ)を参照して説明すれば、各線材間の隙間Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・・Ｓｎ−１、Ｓｎ）が存在することでコンクリート構造物表面と扁平ＦＲＰ板２Ａとの間に存在する空気がこの隙間Ｓを通って抜け易くなり、また、扁平ＦＲＰ板２Ａの隙間Ｓに樹脂が入り込むため樹脂との接着性が向上するといった利点もある。

【0045】

しかしながら、強度及び外観上の問題をも考慮すると、図１（ｄ）にて、一体化させた扁平ＦＲＰ板２Ａの１ｍ²当たり、隙間Ｓの総面積Ｓｔ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・・Ｓｎ−１、Ｓｎ）は、０．１ｍ²以下とするのが好ましい。本願明細書で「実質的に隙間は形成されていない」とは、このように、１ｍ²あたりの隙間総面積Ｓｔが０．１ｍ²以下とされる状態を意味するものとする。１ｍ²あたりの隙間総面積Ｓｔが０．１ｍ²を超えると、部分的に扁平ＦＲＰ線材２同士が剥離し、ＦＲＰ板としての一体性が損なわれる。また、同目付として厚みが厚くなり、Ｖｆが低下することになる。

【0046】

次に、ＦＲＰシート１について説明する。図２（ａ）に示すように、本発明に係るＦＲＰシート１は、加熱硬化された複数本の扁平ＦＲＰ板２Ａ（２Ａ１、２Ａ２、２Ａ３・・・・・・・２Ａｎ−１、２Ａｎ）を隙間ｇを設けて、平面状に多数本並べ、且つ、互いに固定部材３により連結することによって一体とされ、幅（Ｗ）、長さ（Ｌ）とされる。

【0047】

固定部材３としては、図２（ａ）に示すように、扁平ＦＲＰ板２Ａ（２Ａ１〜２Ａｎ）の長手方向に直交する方向にピッチＰａ（Ｐａ＝０．１〜１００ｍｍ）にて配置された、例えば融着樹脂線材などにて作製された横糸のみから成る固定繊維材、或いは、図１（ｂ）に示すように、ピッチＰａ、Ｐｂ（Ｐａ、Ｐｂ＝０．１〜１００ｍｍ）にて配置された、例えば融着樹脂線材などで作製された横糸３ａ、縦糸３ｂにより形成されたメッシュ状固定繊維材、又は、不織布状材料（図示せず）とすることができる。

【0048】

従って、本発明のＦＲＰシート１は、各扁平ＦＲＰ板２Ａ（２Ａ１〜２Ａｎ）の長手方向に沿って弾性を有しており、そのために、例えば、所定の半径にて変形、即ち、曲げることが可能であり、更には、扁平ＦＲＰ板２Ａの長手方向に平行に、間隙（ｇ）に沿って極めて簡単に変形させることができ、変形性能において優れている。

【0049】

扁平ＦＲＰ板２Ａ、及び、ＦＲＰシート１などの更に詳しい構成は、以下に説明する扁平ＦＲＰ板及びＦＲＰシート１の製造方法の説明においてより明らかとなるであろう。

【0050】

（扁平ＦＲＰ板の製造方法及び装置）
図４〜図６などを参照して、扁平ＦＲＰ板２Ａの製造方法について説明する。

【0051】

図４〜図６に、本発明に係るＦＲＰシート１を製造するための製造装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）の一実施例を示す。

【0052】

本実施例にて、ＦＲＰシート１の製造装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション１００Ａ（図４）と、扁平成形（加熱・加圧・硬化）、冷却、及び引き取りセクション１００Ｂ（１００Ｂ１、１００Ｂ２、１００Ｂ３）（図６）とにて構成される。

【0053】

図４は、製造装置１００における繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション１００Ａを示しており、図面上、左側から右側に複数本の強化繊維ｆから成るストランド（繊維束）ｆ１が移動し、その間に撚り加工と樹脂含浸を行う。

【0054】

図６は、製造装置１００の扁平成形（加熱・加圧・硬化）、冷却及び引き取りセクション１００Ｂを示しており、撚り加工と樹脂含浸工程を施されたストランドｆ２が図面上、左側から右側に移動し、ストランドの扁平形状成形と樹脂硬化を行い、扁平ＦＲＰ板２Ａを作製する。

【0055】

更に説明すると、図４に示す繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション１００Ａでは、複数（通常、３〜１８個）の、本実施例では図面を簡単とするために２つの繊維供給用の巻き出しボビン（筒状の糸巻き）１１（１１ａ、１１ｂ）が用意され、各ボビン１１には、樹脂未含浸の強化繊維ｆを所定本数収束したストランドｆ１が巻回されている。

【0056】

各ボビン１１に巻回されたストランドｆ１は、樹脂含浸槽１７が配置された樹脂含浸工程へと連続的に送給される。同時に、ストランドｆ１には撚りが入れられる（繊維束供給、撚り加工工程）。

【0057】

つまり、樹脂含浸工程へと送給されたストランドｆ１は、樹脂含浸槽１７にて樹脂含浸され、樹脂含浸されたストランドｆ２は、撚りが入った状態で巻き取り用ボビン２２（２２ａ、２２ｂ）に巻き取られる（樹脂含浸、撚り加工工程）。

【0058】

図６に示す扁平成形（加熱・加圧・硬化）、冷却及び引き取りセクション１００Ｂでは、樹脂含浸され、且つ、撚りが入れられたストランドｆ２は、複数（通常、５０〜３００個）の、本実施例では図面を分かり易くするために対応して２つとされるボビン２２（２２ａ、２２ｂ）から巻き出され、扁平成形（加熱・加圧・硬化）セクション１００Ｂ１及び冷却セクション１００Ｂ２を構成する加熱・加圧・硬化、冷却装置（以下、「成形硬化装置」という。）４０へと導入される。樹脂含浸ストランドｆ２は、加熱・加圧されることにより横断面が丸形状のストランドｆ２が扁平形状に成形され、引き続いて、硬化され、冷却されることにより扁平ＦＲＰ線材２となる。と同時に、各線材２、２は、互いに一体に密着接合されて扁平ＦＲＰ板２Ａが作製される。

【0059】

次に、上記各工程を、更に詳しく説明する。

【0060】

・繊維束供給、撚り加工工程
本実施例では、図４、図５を参照すると理解されるように、繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション１００Ａでは、ボビン１１（１１ａ、１１ｂ）は、巻き出し装置５１に設けられた回転軸１２（１２ａ、１２ｂ）に取り付けられ、さらに、この回転軸１２は、巻き出し装置の回転主軸１３（１３ａ、１３ｂ）に回転自在に取り付けられている。

【0061】

各ボビン１１（１１ａ、１１ｂ）は、駆動モータＭ及び歯車伝達機構Ｇにより、各ボビン１１（１１ａ、１１ｂ）の回転軸１２（１２ａ、１２ｂ）の回りに回転して、ボビン１１（１１ａ、１１ｂ）に巻回されたストランドｆ１を巻き出す。同時に、各ボビン１１（１１ａ、１１ｂ）は、それぞれ、上述のように、回転軸１２（１２ａ、１２ｂ）の回りに回転しながら、回転軸１２（１２ａ、１２ｂ）と共に回転主軸１３（１３ａ、１３ｂ）の回りに回転される。

【0062】

つまり、ボビン１１は、回転軸１２の回りに回転し、同時に回転主軸１３の回りにも回転して、ストランドｆ１を巻き出す。

【0063】

ボビン１１から巻き出されたストランドｆ１は、ガイド１４に形成したガイド穴１５（１５ａ、１５ｂ）により案内され、入口ガイドロール１６により樹脂含浸槽１７内へと導入される。

【0064】

上記構成により、樹脂含浸槽１７を設けた含浸工程へと供給されるストランドｆ１には撚りが入ったものが供給される。

【0065】

ボビン１１の回転主軸１３の回りの回転数と、ストランドｆ１の巻き出しスピードとを調節することにより、１ｍ当たりに入れる撚り回数を制御することができる。

【0066】

本実施例によると、詳しくは後述するように、例えば、厚さ（ｔ）１．０〜２．０ｍｍ（即ち、繊維目付９００〜１８００ｇ／ｍ²）の扁平ＦＲＰ板２Ａ（更にはＦＲＰシート１）を作製するために、扁平成形（加熱・加圧・硬化）セクション１００Ｂ１に送入される前の撚りの入った樹脂含浸ストランドｆ２の線径は、直径（ｄ）（図３（ａ））が０．４〜１．５ｍｍであることが好ましい。従って、含浸工程へと供給されるストランドｆ１は、例えば強化繊維が炭素繊維とされる場合などには、線径６〜１０μｍの炭素繊維（フィラメント）ｆを６０００〜６００００（６０Ｋ）本を収束した炭素繊維ストランド（炭素繊維束）ｆ１を使用することとなる。

【0067】

更に説明すると、本実施例の製造法で製造されるストランドｆ２（即ち、扁平ＦＲＰ板２ＡにおけるＦＲＰ線材２）には、撚りが１ｍ当り５回から３０回（５回／ｍ〜３０回／ｍ）の範囲のいずれかで入れられている。特に５０Ｋ〜６０Ｋ程度の大径のストランドｆ２においては、５回／ｍ未満であると樹脂硬化前にテンションをいれても安定した円形状（丸形状）を確保するのが難しく、撚りが３０回／ｍを越えると扁平形状への成形が難しくなり、３０回／ｍを越えることは好ましくない。特に、撚りは、１０回／ｍから２５回／ｍの範囲が最適である。

【0068】

・樹脂含浸工程
樹脂含浸槽１７には、マトリックス樹脂Ｒが収容されており、含浸槽１７の入口部には、上述のように、ストランドｆ１を案内する入口ガイドローラ１６が配置されている。また、含浸槽１７内には、含浸ローラ１８が配置されており、含浸槽１７の出口部には出口ガイドローラ対１９が配置されている。

【0069】

入口ガイドローラ１６は、ストランドｆ１に樹脂を含浸させる工程において、含浸槽１７に供給されるストランドｆ１を構成する複数の強化繊維ｆを、含浸前に揃える役目である。

【0070】

含浸ローラ１８は、ストランドｆ１を強制的に樹脂Ｒに浸ける役目で、含浸槽１７に溜められた樹脂Ｒの中に、少しでも浸かった状態で使用される。

【0071】

出口ガイドローラ対１９（１９ａ、１９ｂ）は、樹脂が含浸されたストランドｆ２をしごく役目で、ここで樹脂付着量が制御される。

【0072】

つまり、上下のローラ１９ａ、１９ｂのすき間及び押し付け圧力を制御することにより、樹脂含浸ストランドｆ２の含浸樹脂量が制御される。

【0073】

本実施例では、強化繊維ｆに対するマトリックス樹脂の含浸量は、強化繊維の体積比率（Ｖｆ）で３０％〜７０％であることが好ましい。

【0074】

更に説明すると、強化繊維含有量が体積比率（Ｖｆ）で３０％未満であると繊維量が少ないため強度等の物性が低下する。一方、７０％を越えると樹脂不足となり、特に、強化繊維の体積比率は、４０％〜６０％の範囲が最適である。

【0075】

又、本実施例の製造法においては、上述したように、強化繊維としては、炭素繊維が最も好適に使用し得るが、これに限定されるものではなく、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維、又は、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維などの有機繊維の一種又は複数種を混入して使用することができる。

【0076】

マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂が使用可能であるが、中でもエポキシ樹脂が好適に使用される。高温で使用されるマーケット、特殊耐食性の要求されるマーケット等の特殊用途向けに他の樹脂が用いられる。

【0077】

樹脂含浸されたストランドｆ２は、ガイド２０に形成したガイド穴２１（２１ａ、２１ｂ）により案内され、巻き取り装置５２における巻き取りボビン２２（２２ａ、２２ｂ）により巻き取られる。図３（ａ）に撚りが入った且つ樹脂Ｒが含浸されたストランドｆ２を示す。

【0078】

各巻き取りボビン２２は、それぞれ、回転軸２３（２３ａ、２３ｂ）の回りに回転駆動されている。

【0079】

樹脂含浸されたストランドｆ２を巻きつけたボビン２２は、図６に示す扁平成形（加熱・加圧・硬化）、冷却セクション１００Ｂ１、１００Ｂ２における加熱・加圧・硬化、冷却工程を経て引き取りセクション１００Ｂ３へと供給される。

【0080】

・加熱・加圧・硬化成形、冷却工程及び引き取り工程
図６を参照すると、加熱・加圧・硬化成形、冷却セクション（以下の説明では、単に「成形硬化セクション」と記載することもある。）１００Ｂ１及び１００Ｂ２では、上記巻き取り装置５２にて樹脂含浸ストランドｆ２を巻き取ったボビン２２（２２ａ、２２ｂ）が、巻き出し装置５３の回転軸２４（２４ａ、２４ｂ）に設置される。即ち、巻き取りボビン２２は、加熱・加圧・硬化及び冷却硬化工程における巻き出しボビンとして機能する。

【0081】

巻き出しボビン２２（２２ａ、２２ｂ）に巻かれた樹脂含浸した、撚り加工済みの樹脂含浸未硬化ストランドｆ２は、ボビン２２より巻き出される。ストランドｆ２は、巻き出し装置５３と、成形硬化セクション１００Ｂ１、１００Ｂ２を構成する成形硬化装置４０との間、及び、成形硬化装置４０と後述の引き取り装置８０との間にて所定の緊張力が付与された状態にて、成形硬化装置４０を通され、扁平ＦＲＰ板２Ａとされる。扁平ＦＲＰ板２Ａは、その後引き取りセクション１００Ｂ３へと緊張下に送給される。

【0082】

更に説明すると、成形硬化セクション１００Ｂ１、１００Ｂ２のこの巻き出し装置５３には、電磁ブレーキ等の機能が付与されており、ボビン２２から巻き出される未硬化樹脂含浸ストランドｆ２に適切な緊張力を与えることができる。

【0083】

つまり、巻き出し装置５３と成形硬化装置４０との間で、撚りが入れられた、且つ、未硬化樹脂含浸のストランドｆ２に適切な緊張力を与えることにより、束となっている強化繊維ｆを一様に緊張し、成形硬化セクション１００Ｂ１、１００Ｂ２に送入される前のストランドｆ２の横断面形状を円形断面、即ち、丸形状とすることができる（図３（ｂ））。

【0084】

なお、本実施例にて、緊張力としては、樹脂含浸されたストランドｆ２に５００ｇ／本から１０ｋｇ／本の強さを付与するのが好ましい。５００ｇ／本未満だと、丸形状を確保するのが難しくなり、１０ｋｇ／本を越えると製造途中で繊維ｆが破断するというトラブルが発生し、安定した製造ができなくなるという問題がでてくる。テンション力は、特に、２ｋｇ／本から８ｋｇ／本の範囲が最適である。

【0085】

尚、本願明細書にて、「円形」とは、断面における縦方向、横方向における直径比が１．０〜１．５の範囲内とされる「略円形」をも含めて意味するものとする。

【0086】

本実施例によると、上記構成の製造装置１００にて、巻き出しボビン２２から巻き出される撚り加工済みの、且つ、未硬化の樹脂含浸ストランドｆ２は、必要に応じて、ガイド部材２５により案内され、図３（ｂ）に示すように、所定間隔（Ｐ１、Ｐ２）に並べた状態で、加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１へと連続的に供給される。即ち、複数のストランドｆ２は、各対をなす２本のストランドｆ２、ｆ２は間隔Ｐ１で整列され、この対をなす隣り合ったストランド対同志は間隔Ｐ２（Ｐ１＜Ｐ２）となるように設定して配列されている。

【0087】

本実施例にて、上述のように、加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１及び冷却セクション１００Ｂ２は、図６に示す成形硬化装置４０にて実施される。成形硬化装置４０は、本実施例では、上下方向に対称配置された上、下ベルト装置４０Ａ、４０Ｂとされる。上、下ベルト装置４０Ａ、４０Ｂは、本実施例では同じ構造とされるので、上ベルト装置４０Ａについて説明する。

【0088】

図６〜図８（ａ）、（ｂ）を参照して説明すると、上ベルト装置４０Ａは、スチールベルトとされるベルト本体４１Ａと、該ベルト本体４１Ａを巻回して回転移動させるための加熱加圧ローラ４２Ａと、冷却ローラ４３Ａと、加圧ローラ４４Ａとを備えている。ベルト本体４１Ａは、厚さｔ４１が０．５〜１．５ｍｍの無端状の鋼製のベルトなどを好適に使用し得る。本実施例では、厚さｔ４１が１．０ｍｍ、幅ｗ４１（図８（ａ）参照）が５００ｍｍ、周長が５５３０ｍｍのステンレススチールベルトを使用した。

【0089】

また、加熱加圧ローラ４２Ａは、図６、図８（ａ）に示すように、本実施例では、外径Ｄ４２が５００ｍｍ、胴長Ｌ４２が６００ｍｍとされる円筒状の鋼製ドラムを使用し、ドラム内部に加熱源としての電気ヒータ（図示せず）を備えた構成とした。加熱加圧ローラ４２Ａは、加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１に位置し、樹脂含浸ストランドｆ２を加熱加圧するベルト本体４１Ａを所定温度、例えば、１３０℃〜１８０℃にまで加熱する。

【0090】

冷却ローラ４３Ａは、本実施例では、上記加熱加圧ローラ４２Ａと同様の鋼製ドラムを使用した。即ち、図６、図８（ｂ）に示すように、外径Ｄ４３が５００ｍｍ、胴長Ｌ４３が６００ｍｍの円筒状の鋼製ドラムを使用し、ドラムの内部に冷却系統（冷却水配管など）(図示せず）を配置した。冷却ローラ４３Ａは、冷却セクション１００Ｂ２に位置したベルト本体４１Ａを所定温度に、例えば、５℃〜２０℃程度にまで冷却する。

【0091】

上記本実施例の構成のベルト装置４０Ａでは、加熱加圧ローラ４２Ａと冷却ローラ４３Ａの離間距離、即ち、各ローラの回転軸線間の距離Ｌ４０は１９８０ｍｍであった。

【0092】

本実施例によると、加熱加圧ローラ４２Ａと冷却ローラ４３Ａとの間に位置して複数個の、本実施例では６個の加圧ローラ４４Ａが配置されている。加圧ローラ４４Ａは、本実施例では、直径Ｄ４４が８５ｍｍ、胴長Ｌ４４（図８（ｂ）参照）は６００ｍｍとした。勿論、加圧ローラ４４Ａは、このような本実施例の形状、寸法構成に限定されるものではない。また、加圧ローラ４４Ａ自体も加熱源を有した加熱加圧ローラとしても良い。

【0093】

上述のように、本実施例では、下ベルト装置４０Ｂも又、上記上ベルト装置４０Ａと同様の構成とした。従って、下ベルト装置４０Ｂにて、上ベルト装置４０Ａと同様の構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号に添え字「Ｂ］を付して示し、詳しい説明は省略する。

【0094】

ここで、特に、図７及び図８（ａ）、（ｂ）をも参照して、成型硬化装置４０の全体構成について更に説明する。

【0095】

成形硬化装置４０は、上下方向に対称配置された上、下ベルト装置４０Ａ、４０Ｂを支持するための筐体である、上ベルト装置４０Ａのための上フレーム７０Ａと、下ベルト装置４０Ｂのための下フレーム７０Ｂとを備えている。

【0096】

上フレーム７０Ａには、上ベルト装置４０Ａの加熱加圧ローラ４２Ａ、冷却ローラ４３Ａ、加圧ローラ４４Ａ、が回転自在に担持されており、これらローラ４２Ａ、４３Ａ、４４Ａにてスチールベルト４１Ａを回動自在に巻回している。同様に、下フレーム７０Ｂには、下ベルト装置４０Ｂの加熱加圧ローラ４２Ｂ、冷却ローラ４３Ｂ、加圧ローラ４４Ｂが回転自在に担持されており、これらローラ４２Ｂ、４３Ｂ、４４Ｂにてスチールベルト４１Ｂを回動自在に巻回している。

【0097】

上記構成にて、本実施例によれば、上フレーム７０Ａは、例えば油圧装置とされる上下間隔調整手段（昇降装置）７１（７１ａ〜７１ｄ）を介して下フレーム７０Ｂに上下動自在に支持されている。昇降装置７１（７１ａ〜７１ｄ）は、本実施例では各ベルト装置４０Ａ、４０Ｂの各ローラ４２（４２Ａ、４２Ｂ）、４３（４３Ａ、４３Ｂ）、４４（４４Ａ、４４Ｂ）を回転自在に保持している上、下フレーム７０Ａ、７０Ｂの両側部に対称配置にて合計４個配置されている。

【0098】

従って、上下間隔調整手段７１（７１ａ〜７１ｄ）を駆動することにより、上ベルト装置４０Ａが下ベルト装置４０Ｂに対して上下方向に可動とされ、両スチールベルト４１Ａ、４１Ｂの間隔Ｇ４１（図６）が所定の値に設定される。

【0099】

又、本実施例では、上、下ベルト装置４０Ａ、４０Ｂの加熱加圧ローラ４２Ａ、４２Ｂの回転軸に取付けた駆動プーリ７２Ａ、７２Ｂと、下フレーム７０Ｂに設置した駆動モータ７３の駆動プーリ７４と、張力調整ローラ７５との間に張設された駆動ベルト７６により、駆動モータ７３が駆動されることにより加熱加圧ローラ４２Ａ、４２Ｂが回転駆動され、それにより、上、下ベルト装置４０Ａ、４０Ｂのスチールベルト４１Ａ、４１Ｂが回転駆動される。従って、冷却ローラ４３Ａ、４３Ｂ及び加圧ローラ４４Ａ、４４Ｂも回転駆動される。スチールベルト４１Ａ、４１Ｂは、例えば、０．１〜５ｍ／分の範囲で一定の速度で移動される。

【0100】

従って、本実施例では、未硬化状態の撚りの入った樹脂含浸ストランドｆ２が、少なくとも２本以上、通常、５０〜３００本のストランドｆ２が緊張状態にて、互いに対向して回転移動する対をなす加熱されたスチールベルト４１Ａ、４１Ｂの間に送給される。スチールベルト４１Ａ、４１Ｂは、加熱加圧ローラ４２Ａ、４２Ｂを介して所定の温度に加熱されており、従って、樹脂含浸ストランドｆ２はスチールベルト４１Ａ、４１Ｂにて挟持されることにより加熱される。更に、スチールベルト４１Ａ、４１Ｂは、加熱加圧ローラ４２Ａ、４２Ｂ及び加圧ローラ４４Ａ、４４Ｂにより所定の距離Ｇ４１に設定されているために、樹脂含浸ストランドｆ２は、スチールベルト４１Ａ、４１Ｂによりその両面側から加圧され、ストランドｆ２の断面形状を丸形状から扁平形状に成形し、その形状にて樹脂を硬化させ、その形状のまま冷却ローラ４３Ａ、４３Ｂにて冷却される。

【0101】

本発明によると、樹脂含浸ストランドｆ２は撚りが入っているので、スチールベルト加圧部で扁平に成形されたときに幅方向にも拘束されるため、一定幅の扁平ストランドが製造される。

【0102】

このように、上記本実施例で説明した具体的構成のベルト装置４０Ａ、４０Ｂを備えた成形硬化装置４０へと送給された樹脂含浸ストランドｆ２は、加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１にて所定の圧力及び温度にて加熱・加圧されて扁平形状へと成形され、そして硬化されて扁平線材２とされると同時に互いに密着接合して扁平ＦＲＰ板２Ａとされる。本実施例では、所望の厚さ（ｔ）の扁平繊維強化プラスチックストランド２を得るためにストランドｆ２を挟持しているベルト本体４１Ａ、４１Ｂの間隔Ｇ４１は、上述のように、上下ベルト装置間隔調整手段（昇降手段）７１（７１ａ〜７１ｄ）により適宜調整される。

【0103】

通常、成形硬化セクション１００Ｂ１、１００Ｂ２を移動するストランドｆ２の移動速度、並びに、加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１の加熱温度、加圧力、及び冷却セクション１００Ｂ２の冷却温度は、含浸されている樹脂の種類、製品としての扁平繊維強化プラスチックストランド２の樹脂含浸量、などによって適宜決められる。加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１及び冷却セクション１００Ｂ２の長さＬＢ１、ＬＢ２を長くすることにより、扁平繊維強化プラスチックストランド２の製造スピードが上げられる。

【0104】

以上説明した本実施例の製造方法により、図１、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、丸形状断面を有する間隔Ｐ１にて整列された２本のストランドｆ２、ｆ２は、加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１にて、横断面が矩形とされる扁平のストランド２ｓに成形されると共に、２本の扁平ストランド２ｓ、２ｓは隣り合った両側面が密着接合され、扁平ストランド板２Ａｓを形成する。従って、本実施例によれば、丸形状断面のストランドｆ２、ｆ２を単に密着接合した場合（図３（ｄ）（ｄ−１））に比べ、扁平形状断面の扁平ストランド２ｓ、２ｓを密着接合するために、図３（ｄ）（ｄ−２）に示すように、密着した両ストランドｆ２、ｆ２間に生じる強化繊維が存在しない空間（ｖ）をなくすことができ、目付け量を増やすことができる。

【0105】

一方、間隔Ｐ２で離間配置されていた円型断面のストランドｆ２、ｆ２間は狭められて、各扁平ストランド板２Ａｓ、２Ａｓ間には空隙（ｇ）が形成される。その後、各扁平ストランド板２Ａｓは、硬化されて扁平ＦＲＰ板２Ａとされる。

【0106】

引き続いて、冷却セクション１００Ｂ２にて冷却されてベルト４１Ａ、４１Ｂから剥離された複数の扁平ＦＲＰ板２Ａは、引き取りセクション１００Ｂ３へと送給され、ストランド表面研磨装置５０を経てリール８０に巻き取られる。表面研磨装置５０については、後で詳しく説明する。

【0107】

なお、成形硬化装置４０のベルト４１（４１Ａ、４１Ｂ）に未硬化状態の扁平ストランド２ｓ及び扁平ストランド板２Ａｓが粘着し、硬化された状態の扁平ＦＲＰ板２Ａのベルト４１Ａ、４１Ｂからの良好な剥離が阻害されるのを防止するために、ベルト４１Ａ、４１Ｂの外表面は平滑に維持しておくことが好ましい。そのために、図６に示すように、例えば磨き布などとされる研磨手段４５（４５Ａ、４５Ｂ）を設け、常時に、或いは、定期的に当接させて、スチールベルト表面を研磨するのが良い。また、必要に応じて、上記スチールベルト研磨手段４５と共に、或いは、研磨手段４５に代えて、離型剤塗布手段４６（４６Ａ、４６Ｂ）を設けることができる。離型剤塗布手段４６を設け、ベルト表面に離型剤を薄く塗布し、更にスチールベルトを加熱することで離型剤を焼き付けることで、継続して良好な剥離が可能となる。離型剤としては、フッ素系離型剤、シリコン系離型剤が好適に使用される。

【0108】

なお、スチールベルト表面に離型剤を塗布した場合には、成形した扁平繊維強化プラスチックストランド２の表面に離型剤が付くため、その後の使い方によっては必要な接着性能が出ないといった問題がある。

【0109】

そこで、本実施例では、必要に応じて離型剤を使用した場合には、上述したように、成形硬化装置４０の後に離型剤除去手段５０としての表面研磨装置が設置される。表面研磨装置５０としては、成形硬化された扁平ＦＲＰ板２Ａの上下面を軽く、サンドペーパ、鉄ヤスリ、ブラスト処理によりストランド表面を研磨する装置とされる。このような簡単な研磨装置５０により扁平ＦＲＰ板２Ａの表面から離型剤が取れ、更には研磨の凹凸がアンカー効果によって、離型剤のない扁平ＦＲＰ板以上に接着性が向上することが実験の結果分かった。扁平ＦＲＰ板２Ａの離型剤除去は、上記表面研磨の他、溶剤、例えばトルエンなどを使用した薬剤洗浄装置なども採用可能である。

【0110】

上述のように、成形硬化装置４０から送出される扁平ＦＲＰ板２Ａは、引き取りセクション１００Ｂ３にて表面研磨装置５０により、各扁平ＦＲＰ板２Ａの表面が研磨された後、直径１ｍ以上の大径の巻取リール８０により所定の速度で巻き取られる。

【0111】

（ＦＲＰシートの製造方法及び装置）
次に、ＦＲＰシート１の製造方法について説明する。

【0112】

ＦＲＰシート１を作製するための扁平ＦＲＰ板２Ａは、図４〜図８（ａ）、（ｂ）などを参照して説明した扁平ＦＲＰ板２Ａの製造方法と同様にして製造され、従って、同様の製造装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）を使用することができる。ただ、扁平成形、冷却及び引き取りセクション１００Ｂにおける引き取りセクション１００Ｂ３は、図９に示すように、表面研磨装置５０の後にシート化装置６０が配置される点で異なるだけである。

【0113】

つまり、本発明に係るＦＲＰシート１を製造するための製造装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、図４に示す繊維送給、樹脂含浸、巻取セクション１００Ａ（図４）と、図９に示す扁平成形（加熱・加圧・硬化）、冷却、及び引き取りセクション１００Ｂ（１００Ｂ１、１００Ｂ２、１００Ｂ３）とにて構成される。

【0114】

本実施例によると、図４に示す製造装置１００Ａにて、上述したようにして、撚り加工と樹脂含浸工程を施された樹脂含浸ストランドｆ２が製造される。

【0115】

次いで、撚り加工と樹脂含浸工程を施されたストランドｆ２は、図９に示す製造装置１００Ｂの扁平成形（加熱・加圧・硬化）、冷却及び引き取りセクション１００Ｂ１、１００Ｂ２、１００Ｂ３にて、ストランドｆ２の扁平形状成形と樹脂硬化を行い、扁平ＦＲＰ板２Ａを作製し、次いで、ＦＲＰシート１が作製される。

【0116】

更に説明すれば、本実施例によれば、図９に示すように、加熱・加圧・硬化セクション１００Ｂ１及び冷却セクション１００Ｂ２にて冷却されてベルトから剥離された複数の扁平ＦＲＰ板２Ａは、表面研磨装置５０及びシート化装置６０を経てＦＲＰシート１とされ、リール８０に巻き取られる。

【0117】

上述したように、加熱・加圧・硬化及び冷却装置４０から剥離された扁平ＦＲＰ板２Ａの表面は極めて平滑性が高く、また、場合によっては、離型剤が付着している場合もある。扁平ＦＲＰ板２Ａの表面平滑性が良いこと、或いは、表面に付着した離型剤は、製品としてのＦＲＰシート１を補強材として構造物に接着する際に、或いは、ＲＴＭ成型用ＦＲＰ材として使用する場合には好ましくない。

【0118】

従って、成形硬化装置４０の出口に、上述したように、例えば表面研磨装置５０のような離型剤除去手段を設け、成形硬化装置４０からの扁平ＦＲＰ板２Ａの表面を粗面化すること、また、扁平ＦＲＰ板２Ａの表面から離型剤を除去することが好ましい。

【0119】

表面研磨装置５０により、その表面が所望の粗さに粗面化され、また、離型剤が除去された扁平ＦＲＰ板２Ａは、図３（ｃ）に示すように、互いに間隔（ｇ）を持って長手方向に引き揃えられた状態でシート化装置６０に送給される。各扁平繊維強化プラスチックストランド２は、シート化装置６０にて固定部材３が接着され、図２に示すようなＦＲＰシート１とされる。シート化装置６０には、固定部材３を供給する固定部材供給手段６１、及び、固定部材３を扁平繊維強化プラスチックストランド２に接着し、複数の扁平繊維強化プラスチックストランド２を一体化し、シート状とする加熱接着冷却加圧手段６２が配置されている。

【0120】

つまり、本実施例にて、固定部材供給手段６１は、上述したように、緯糸、メッシュ状部材などとされる固定部材３を、整列された扁平ＦＲＰ板２Ａの両側或いは一側に供給し、次いで、加熱接着冷却加圧手段６２にて一体とする。

【0121】

上記説明では、ＦＲＰシート１は、図９に示す製造装置１００Ｂにて、樹脂含浸未硬化ストランドｆ２から扁平ＦＲＰ板２Ａを作製し、引き続いて、これら扁平ＦＲＰ板２Ａにシート化装置６０にて固定部材３を供給して連続的に作製されるものとして説明した。しかし、図６に示す製造装置１００Ｂにて作製され巻取リール８０に巻き取られた扁平ＦＲＰ板２Ａを使用して作製することもできる。つまり、所定本数の扁平ＦＲＰ板２Ａを巻取リール８０から巻き出し、図２に示すように、平面状に並べ、図９を参照して説明したと同様の構成とされるシート化装置６０へと供給して固定部材３にて一体に保持することにより製造することもできる。

【0122】

いずれの方法にて作製しようと、本発明に従ったＦＲＰシート１は、上述したように、隣り合った扁平繊維強化プラスチック板２Ａ、２Ａの間には長手方向に沿って所定の間隙（ｇ）を設ける。この間隙（ｇ）は、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍとすることができる。

【0123】

上記説明した本発明に従った扁平ＦＲＰ板２Ａ及びＦＲＰシート１の製造方法によれば、次のような特長を有している。

【0124】

本実施例の製造方法では、所定の撚りをいれた樹脂含浸したストランドに適切な緊張力を付与することにより丸形状とされた樹脂含浸のストランドｆ２を、加熱したスチールベルト４１Ａ、４１Ｂの間に挟んで加圧することにより、例えば５０Ｋといった大径のストランドを用いて繊維目付の大きい、厚み（ｔ）１．０ｍｍ〜２ｍｍ（繊維目付９００〜１８００ｇ／ｍ²）、幅（Ｗ）が５ｍｍ〜５００ｍｍとされる扁平ＦＲＰ板２Ａ（或いは、ＦＲＰシート１）を効率よく、即ち、大幅に成形歩留まりを増大して製造することができる。また、本実施例の製造方法によれば、樹脂含浸のストランドｆ２へのダメージが少なく、製造中の糸切れの頻度が殆どないことが分かった。従って、本発明の扁平ＦＲＰ板２Ａ、特に、ＦＲＰシート１は、高目付、高強度であるにも拘らず、変形性能が良く、ＲＴＭ成型等に好適使用することができ、高強度の大型成型体を製造することができる。

【符号の説明】

【0125】

１ ＦＲＰシート（繊維強化プラスチックシート）
２（２ａ、２ｂ） 扁平ＦＲＰ線材（扁平繊維強化プラスチック線材）
２ｓ 扁平ストランド
２Ａ（２Ａ１〜２Ａｎ) 扁平ＦＲＰ板（扁平繊維強化プラスチック板）
２Ａｓ 扁平ストランド板
３ 固定部材
１７ 樹脂含浸槽
４０（４０Ａ、４０Ｂ） 成形硬化装置（加熱・加圧・硬化及び冷却装置）
４１（４１Ａ、４１Ｂ） スチールベルト（ベルト本体）
４２（４２Ａ、４２Ｂ） 加熱・加圧ローラ
４３（４３Ａ、４３Ｂ） 冷却ローラ
４４（４４Ａ、４４Ｂ） 加圧ローラ
４５ スチールベルト研磨手段
５０ ストランド表面研磨装置（離型剤除去手段）
６０ シート化装置
８０ 巻取リール
ｆ 強化繊維フィラメント
ｆ１ 強化繊維束（ストランド）
ｆ２ 樹脂含浸未硬化ストランド
Ｒ マトリックス樹脂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】