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特許7547742繊維強化基材の製造方法、繊維強化基材およびシャッター羽根の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(54)【発明の名称】繊維強化基材の製造方法、繊維強化基材およびシャッター羽根の製造方法
(51)【国際特許分類】
C08J 5/04 20060101AFI20240903BHJP
G03B 9/36 20210101ALI20240903BHJP
B29B 11/16 20060101ALI20240903BHJP
B29C 70/20 20060101ALI20240903BHJP
B29C 70/42 20060101ALI20240903BHJP
【ＦＩ】
C08J5/04 CES
C08J5/04 CEZ
C08J5/04 CFD
C08J5/04 CFG
G03B9/36 A
B29B11/16
B29C70/20
B29C70/42
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020032834
(22)【出願日】2020-02-28
(65)【公開番号】P2021134305
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-12-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000232302
【氏名又は名称】ニデック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100179969
【弁理士】
【氏名又は名称】駒井 慎二
(74)【代理人】
【識別番号】100173532
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 彰文
(72)【発明者】
【氏名】篠木 圭一郎
(72)【発明者】
【氏名】小川 隆雄
【審査官】脇田 寛泰
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０８３４２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－０９５２０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１４９７０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６６１３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２６３７５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０６３８２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１２１８９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－１６５８２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２２７８４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１８８５９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１９２９６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１２６８４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１８１９８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特許第６７２１０４２（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１５－１９３２１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２２１１１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－９８７４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－８３４２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平４－２８５９２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－４２３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－３１３４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１３６９２５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平１１－１０７１０７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｂ１１／１６
１５／０８－１５／１４
Ｂ２９Ｃ３３／００－３３／７６
３９／００－４３／５８
４５／２６－４５／４４
４５／６４－４５／６８
４５／７３
４９／４８－４９／５６
４９／７０
５１／３０－５１／４０
５１／４４
７０／００－７０／８８
Ｂ３２Ｂ１／００－４３／００
Ｃ０８Ｊ５／０４－５／１０
５／２４
Ｇ０３Ｂ９／００－９／０７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方向に配向した強化繊維が熱可塑性樹脂に埋め込まれた第１のシート材と、熱可塑性樹脂を含有する帯状の第２のシート材とを準備する第１の工程と、前記第２のシート材の両面側に、前記強化繊維の配向方向を揃えて２つの前記第１のシート材を配置する第２の工程と、
両面側に前記第１のシート材が配置された状態の前記第２のシート材を、少なくとも一対の加熱ローラ同士の間を通過させることにより、前記第１のシート材の前記熱可塑性樹脂および前記第２のシート材の前記熱可塑性樹脂を溶融させて、２つの前記第１のシート材および前記第２のシート材を一体化して帯状の繊維強化基材を得る第３の工程とを有し、
前記第１のシート材は、帯状をなし、
前記第２の工程において、第１送出ロールを用いて、一方の前記第１のシート材を前記第２のシート材の搬送方向に対して交差する方向に搬送し、第２送出ロールを用いて、他方の前記第１のシート材を前記第２のシート材の搬送方向に対して交差する方向に搬送し、前記第２のシート材と重なる重なり部を分断し、
前記第１送出ロールと前記第２送出ロールとは、前記第２のシート材の搬送方向を中心として互いに反対側に配置され、
前記一方の前記第１のシート材の搬送方向と、前記他方の前記第１のシート材の搬送方向とは、互いに異なることを特徴とする繊維強化基材の製造方法。
【請求項2】
一方向に配向した強化繊維が熱可塑性樹脂に埋め込まれた第１のシート材と、熱可塑性樹脂を含有する帯状の第２のシート材とを準備する第１の工程と、前記第２のシート材の両面側に、前記強化繊維の配向方向を揃えて２つの前記第１のシート材を配置する第２の工程と、
両面側に前記第１のシート材が配置された状態の前記第２のシート材を、少なくとも一対の加熱ローラ同士の間を通過させることにより、前記第１のシート材の前記熱可塑性樹脂および前記第２のシート材の前記熱可塑性樹脂を溶融させて、２つの前記第１のシート材および前記第２のシート材を一体化して帯状の繊維強化基材を得る第３の工程とを有し、
前記第１のシート材は、帯状をなし、
前記第２の工程において、１つの前記第１のシート材を、前記第２のシート材の搬送方向に対して交差する方向に搬送して、前記第２のシート材を通過させ、前記第２のシート材と重なる重なり部と、前記重なり部より搬送方向前方の余剰部とを生じさせ、前記重なり部と前記余剰部とを分断した後、前記余剰部を前記第２のシート材を介して前記重なり部と反対側に反転させることを特徴とする繊維強化基材の製造方法。
【請求項3】
前記第２のシート材は、さらに、前記熱可塑性樹脂に埋め込まれ、一方向に配向した強化繊維を含有し、前記第２の工程において、前記第２のシート材の前記強化繊維の配向方向を、前記第１のシート材の前記強化繊維の配向方向と交差させる請求項１または２に記載の繊維強化基材の製造方法。
【請求項4】
前記第２の工程において、前記第１のシート材の前記強化繊維の配向方向を、得られる前記繊維強化基材の短手方向とする請求項１～３のいずれか１項に記載の繊維強化基材の製造方法。
【請求項5】
前記第３の工程において、前記少なくとも一対の加熱ローラ同士の間の距離を調整することにより、得られる前記繊維強化基材の厚さを制御する請求項１～４のいずれか１項に記載の繊維強化基材の製造方法。
【請求項6】
配向した強化繊維が熱可塑性樹脂に埋め込まれた帯状の繊維強化基材であって、前記繊維強化基材の長手方向に沿って、複数の厚肉部と、前記厚肉部同士の間に位置し、前記厚肉部の厚さより厚さが小さい薄肉部とを有し、
前記長手方向における各前記厚肉部の幅が、前記繊維強化基材の短手方向における各前記厚肉部の幅よりも長く、
各前記厚肉部の表面付近に存在する前記強化繊維の配向方向と、厚さ方向の途中に存在する前記強化繊維の配向方向とが交差していることを特徴とする繊維強化基材。
【請求項7】
前記強化繊維は、各前記厚肉部の表面付近に偏在している請求項６に記載の繊維強化基材。
【請求項8】
各前記厚肉部の表面付近に存在する前記強化繊維の配向方向は、前記繊維強化基材の短手方向である請求項６または７のいずれか１項に記載の繊維強化基材。
【請求項9】
シャッター羽根を製造する方法であって、請求項１～５のいずれか１項に記載の繊維強化基材の製造方法により得られた繊維強化基材または請求項６～８のいずれか１項に記載の繊維強化基材の表面に、遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜が形成された前記繊維強化基材を、前記シャッター羽根の形状に加工して、前記シャッター羽根を得る工程とを有することを特徴とするシャッター羽根の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、繊維強化基材の製造方法、繊維強化基材およびシャッター羽根の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の繊維強化基材は、一方向に配向した炭素繊維が、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂に埋め込まれたプリプレグを使用して製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平６－９５２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
熱硬化性樹脂を使用する繊維強化基材の製造方法を図９に示す。繊維強化基材９０は、プリプレグ９１を複数積層し、熱プレスにより、熱硬化性樹脂を硬化させることにより製造される。
エポキシ樹脂を含むプリプレグ９１は、タック性を有するため、台紙９２に貼着され、さらに保護フィルム９３で保護された状態の帯状の積層物９９として流通している（図９（ａ）参照）。
まず、帯状の積層物９９から３つの矩形状の積層物９９を切り出す（図９（ｂ）参照）。
エポキシ樹脂を含むプリプレグ９１は、タック性を有するため、台紙９２に貼着され、さらに保護フィルム９３で保護された状態の帯状の積層物９９として流通している（図９（ａ）参照）。
まず、帯状の積層物９９から３つの矩形状の積層物９９を切り出す（図９（ｂ）参照）。
【0005】
次に、２つの積層物９９からそれぞれ保護フィルム９３を剥離し、プリプレグ９１同士を貼り合わせる（図９（ｃ）参照）。その後、一方の台紙９２を剥離してプリプレグ９１を露出させ、残りの積層物９９から保護フィルム９３が剥離されたプリプレグ９１に貼り合わせる（図９（ｄ）参照）。
次に、台紙９２を除去して、３つのプリプレグ９１が積層された積層体９１０を得、その両面側に、それぞれ離型フィルム９４およびプレス板９５をこの順に配置して、被プレス物９６を得る（図９（ｅ）参照）。
次に、台紙９２を除去して、３つのプリプレグ９１が積層された積層体９１０を得、その両面側に、それぞれ離型フィルム９４およびプレス板９５をこの順に配置して、被プレス物９６を得る（図９（ｅ）参照）。
【0006】
この被プレス物９６を複数（例えば、２０個）重ね合わせ、一括して、熱プレス機９７で加熱および加圧する（図９（ｆ）参照）。これにより、熱硬化性樹脂を硬化させる。
その後、離型フィルム９４およびプレス板９５を除去する（図９（ｇ）参照）。これにより、繊維強化基材９０を得る（図９（ｈ）参照）。
かかる方法では、図９（ｂ）～（ｅ）に示す工程を人手で行っており、生産性を高めるのに限界がある。また、３つのプリプレグ９１を積層する際の位置精度が低い。
図９（ｆ）に示す工程において、積層方向における位置の違いによって、プリプレグ９１同士の間での熱履歴が大きく異なり、得られる繊維強化基材９０に反りが発生し易い。
その後、離型フィルム９４およびプレス板９５を除去する（図９（ｇ）参照）。これにより、繊維強化基材９０を得る（図９（ｈ）参照）。
かかる方法では、図９（ｂ）～（ｅ）に示す工程を人手で行っており、生産性を高めるのに限界がある。また、３つのプリプレグ９１を積層する際の位置精度が低い。
図９（ｆ）に示す工程において、積層方向における位置の違いによって、プリプレグ９１同士の間での熱履歴が大きく異なり、得られる繊維強化基材９０に反りが発生し易い。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、反りが発生し難い繊維強化基材を効率よく製造可能な繊維強化基材およびその製造方法、並びに、特性に優れるシャッター羽根を製造可能なシャッター羽根の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願の例示的な発明は、一方向に配向した強化繊維が熱可塑性樹脂に埋め込まれた第１のシート材と、熱可塑性樹脂を含有する帯状の第２のシート材とを準備する第１の工程と、前記第２のシート材の両面側に、前記強化繊維の配向方向を揃えて２つの前記第１のシート材を配置する第２の工程と、両面側に前記第１のシート材が配置された状態の前記第２のシート材を、少なくとも一対の加熱ローラ同士の間を通過させることにより、前記第１のシート材の前記熱可塑性樹脂および前記第２のシート材の前記熱可塑性樹脂を溶融させて、２つの前記第１のシート材および前記第２のシート材を一体化して帯状の繊維強化基材を得る第３の工程とを有することを特徴とする繊維強化基材の製造方法である。
【0009】
本願の他の例示的な発明は、配向した強化繊維が熱可塑性樹脂に埋め込まれた帯状の繊維強化基材であって、その長手方向に沿って、複数の厚肉部と、前記厚肉部同士の間に位置し、前記厚肉部の厚さより厚さが小さい薄肉部とを有することを特徴とする繊維強化基材である。
また、本願の他の例示的な発明は、シャッター羽根を製造する方法であって、本発明の繊維強化基材の製造方法により得られた繊維強化基材または本発明の繊維強化基材の表面に、遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜が形成された前記繊維強化基材を、前記シャッター羽根の形状に加工して、前記シャッター羽根を得る工程とを有することを特徴とするシャッター羽根の製造方法である。
また、本願の他の例示的な発明は、シャッター羽根を製造する方法であって、本発明の繊維強化基材の製造方法により得られた繊維強化基材または本発明の繊維強化基材の表面に、遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜が形成された前記繊維強化基材を、前記シャッター羽根の形状に加工して、前記シャッター羽根を得る工程とを有することを特徴とするシャッター羽根の製造方法である。
【発明の効果】
【0010】
本願の例示的な発明によれば、反りが発生し難い繊維強化基材を提供することができる。また、本願の他の例示的な発明によれば、精度の高いシャッター羽根を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の繊維強化基材の製造方法の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の繊維強化基材の製造方法の第１実施形態で使用される製造装置を示す模式図である。以下、図１中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の繊維強化基材の製造方法の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の繊維強化基材の製造方法の第１実施形態で使用される製造装置を示す模式図である。以下、図１中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。
【0013】
第１実施形態の繊維強化基材の製造方法は、図１に示すような製造装置１００を用いて実施される。
製造装置１００は、帯状の第２のシート材２が巻き付けられ、これを送り出す送出ロール２０１と、得られた帯状の繊維強化基材３を巻き取る巻取ロール２０２とを備えている。また、製造装置１００は、帯状の第１のシート材１がそれぞれ巻き付けられ、これを送り出す上側送出ロール３０１および下側送出ロール３０２を備えている。
さらに、製造装置１００は、第２のシート材２の搬送方向の途中に、第２のシート材２を介して配置された一対の加熱ローラ４００および一対の冷却ローラ５００を備えている。なお、冷却ローラ５００は、第２のシート材２の搬送方向において、加熱ローラ４００より下流側に配置されている。
製造装置１００は、帯状の第２のシート材２が巻き付けられ、これを送り出す送出ロール２０１と、得られた帯状の繊維強化基材３を巻き取る巻取ロール２０２とを備えている。また、製造装置１００は、帯状の第１のシート材１がそれぞれ巻き付けられ、これを送り出す上側送出ロール３０１および下側送出ロール３０２を備えている。
さらに、製造装置１００は、第２のシート材２の搬送方向の途中に、第２のシート材２を介して配置された一対の加熱ローラ４００および一対の冷却ローラ５００を備えている。なお、冷却ローラ５００は、第２のシート材２の搬送方向において、加熱ローラ４００より下流側に配置されている。
【0014】
第１実施形態（後述する第２実施形態でも同様）において、第１のシート材１および第２のシート材２は、同様の構成を有している。したがって、第１のシート材１と第２のシート材２とを特に区別しない場合、本明細書中では、これらを総称して「シート材」と記載する。
シート材は、一方向に配向した強化繊維が、熱可塑性樹脂に埋め込まれて構成されている。
シート材は、一方向に配向した強化繊維が、熱可塑性樹脂に埋め込まれて構成されている。
【0015】
強化繊維としては、例えば、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミックス繊維、金属繊維、セルロース繊維等が挙げられる。中でも、軽量で強度が高いことから、ＰＡＮ系炭素繊維またはピッチ系炭素繊維が好ましい。
強化繊維の平均繊維径は、１～２０μｍ程度であることが好ましく、５～１０μｍ程度であることがより好ましい。
強化繊維の平均繊維径は、１～２０μｍ程度であることが好ましく、５～１０μｍ程度であることがより好ましい。
【0016】
熱可塑性樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、アイオノマー、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。中でも、強化繊維に十分に浸透させ得るとともに、耐衝撃性に優れた薄いシート材が得られることから、ポリカーボネートが好ましい。
強化繊維にポリカーボネートを浸透させる際の溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール等が挙げられる。
強化繊維にポリカーボネートを浸透させる際の溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール等が挙げられる。
【0017】
強化繊維に熱可塑性樹脂を浸透させる方法は、これに限られず、例えば、熱可塑性樹脂を溶融させ、溶融状態の熱可塑性樹脂を強化繊維に浸透させてもよい。具体的には、熱可塑性樹脂のフィルムと強化繊維とを積層して、加熱加圧することにより熱可塑性樹脂を強化繊維に含侵させる方法（film stacking法）、熱可塑性樹脂の粉末を強化繊維に付着させた後、熱可塑性樹脂を溶融させて強化繊維に含侵する方法（powder法）、熱可塑性樹脂の繊維と強化繊維とを混合した後、熱可塑性樹脂を溶融させて強化繊維に含侵させる方法（commingled yarn法）、組紐技術により強化繊維を熱可塑性樹脂の繊維で覆った後、熱可塑性樹脂を溶融させて強化繊維に含侵させる方法（micro-braiding法）等が挙げられる。
また、熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、８０００～２６０００程度であることが好ましく、１００００～２００００程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量の熱可塑性樹脂は、強化繊維により確実に浸透させることができる。
また、熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、８０００～２６０００程度であることが好ましく、１００００～２００００程度であることがより好ましい。かかる重量平均分子量の熱可塑性樹脂は、強化繊維により確実に浸透させることができる。
【0018】
シート材の平均厚さは、５０μｍ以下であるのが好ましく、２０～４０μｍ程度であることがより好ましい。かかる厚さのシート材を用いることにより、十分に薄い繊維強化基材３を得ることができる。
かかるシート材は、熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂を含むため、タック性を有しない。したがって、シート材に対して、台紙、保護フィルム等を貼着する必要がない。
かかるシート材は、熱硬化性樹脂ではなく、熱可塑性樹脂を含むため、タック性を有しない。したがって、シート材に対して、台紙、保護フィルム等を貼着する必要がない。
【0019】
本実施形態では、上側送出ロール３０１と下側送出ロール３０２とは、それぞれ第１のシート材１を、第２のシート材２の搬送方向に対して直交する方向に搬送するように構成されている。このように、第１のシート材１および第２のシート材２のいずれをも送出ロールを用いて搬送するようにすることで、繊維強化基材３の製造工程の自動化に寄与する。なお、かかる操作は、本発明で使用するシート材がタック性を有しないため実施できる操作である。
また、本実施形態では、上側送出ロール３０１と下側送出ロール３０２とは、第２のシート材２の搬送方向を中心として、互いに反対側に配置されている。すなわち、第２のシート材２の上側に搬送される第１のシート材１の搬送方向と、第２のシート材２の下側に搬送される第１のシート材１の搬送方向とが互いに異なっている。かかる構成によれば、２つの第１のシート材２が互いに干渉するのを防止することができる。また、上側送出ロール３０１と下側送出ロール３０２との配置の自由度が高まる。
また、本実施形態では、上側送出ロール３０１と下側送出ロール３０２とは、第２のシート材２の搬送方向を中心として、互いに反対側に配置されている。すなわち、第２のシート材２の上側に搬送される第１のシート材１の搬送方向と、第２のシート材２の下側に搬送される第１のシート材１の搬送方向とが互いに異なっている。かかる構成によれば、２つの第１のシート材２が互いに干渉するのを防止することができる。また、上側送出ロール３０１と下側送出ロール３０２との配置の自由度が高まる。
【0020】
まず、上側送出ロール３０１および下側送出ロール３０２にそれぞれ巻き付けられた第１のシート材１と、送出ロール２０１に巻き付けられた第２のシート材２とを準備する（第１の工程）。
次に、送出ロール２０１から第２のシート材２を送り出して搬送するとともに、上側送出ロール３０１および下側送出ロール３０２からそれぞれ第１のシート材１を送り出して搬送する。このとき、２つの第１のシート材１は、第２のシート材２の搬送方向を中心として、互いに反対側から第２のシート材２に接近し、第２のシート材２と重なって重なり部１１が生じる。そして、第１のシート材１を、重なり部１１のロール側の端部で切断することにより、重なり部１１を分断する。これにより、第２のシート材２の両面側に、矩形状の第１のシート材１が配置される（第２の工程）。
次に、送出ロール２０１から第２のシート材２を送り出して搬送するとともに、上側送出ロール３０１および下側送出ロール３０２からそれぞれ第１のシート材１を送り出して搬送する。このとき、２つの第１のシート材１は、第２のシート材２の搬送方向を中心として、互いに反対側から第２のシート材２に接近し、第２のシート材２と重なって重なり部１１が生じる。そして、第１のシート材１を、重なり部１１のロール側の端部で切断することにより、重なり部１１を分断する。これにより、第２のシート材２の両面側に、矩形状の第１のシート材１が配置される（第２の工程）。
【0021】
なお、重なり部１１の長さ（搬送方向の長さ）は、第２のシート材２の幅（搬送方向と直交する方向の長さ）とほぼ等しく設定してもよく、長くなるように設定してもよいが、後者の方が好ましい。その効果については、後に説明する。
【0022】
ここで、本実施形態では、第１のシート材１および第２のシート材２において、強化繊維の配向方向は、各シート材の長手方向（搬送方向）とほぼ一致している。したがって、第２のシート材２の両面側に矩形状の第１のシート材１が配置された状態で、２つの第１のシート材１の強化繊維は、その配向方向を、得られる繊維強化基材３の短手方向として揃っている。換言すれば、強化繊維の配向方向を０°方向に揃えた２つの矩形状の第１のシート材１同士の間に、強化繊維の配向方向を９０°方向とした第２のシート材２が介在した状態となっている。
第２のシート材２の強化繊維の配向方向を第１のシート材１の強化繊維の配向方向と直交（交差）させることにより、得られる繊維強化基材３の機械的強度をより向上させることができる。また、第１のシート材１の強化繊維の配向方向を、得られる繊維強化基材３の短手方向とすることにより、繊維強化基材３の長手方向の曲げ剛性が高くなり過ぎることが防止されるため、繊維強化基材３を巻取ロール２０２により確実に巻き取ることができる。
なお、「０°方向」とは、得られる繊維強化基材３から作製されたシャッター羽根１０の長手方向に対応する。
第２のシート材２の強化繊維の配向方向を第１のシート材１の強化繊維の配向方向と直交（交差）させることにより、得られる繊維強化基材３の機械的強度をより向上させることができる。また、第１のシート材１の強化繊維の配向方向を、得られる繊維強化基材３の短手方向とすることにより、繊維強化基材３の長手方向の曲げ剛性が高くなり過ぎることが防止されるため、繊維強化基材３を巻取ロール２０２により確実に巻き取ることができる。
なお、「０°方向」とは、得られる繊維強化基材３から作製されたシャッター羽根１０の長手方向に対応する。
【0023】
次に、両面側に２つの矩形状の第１のシート材１が配置された状態の第２のシート材２を、一対の加熱ローラ４００同士の間を通過させた後、一対の冷却ローラ５００同士の間を通過させる。
このとき、一対の加熱ローラ４００により、第１のシート材１および第２のシート材２が加熱されるとともに加圧される。そして、第１のシート材１の熱可塑性樹脂および第２のシート材２の熱可塑性樹脂を溶融させた後、一対の冷却ローラ５００により冷却して、２つの第１のシート材１および第２のシート材２を一体化させる。これにより、帯状の繊維強化基材３が得られる。なお、熱可塑性樹脂の溶融（加熱）には、複数対の加熱ローラ４００を用いてもよく、冷却には、複数対の冷却ローラ５００を用いてもよい。
このとき、一対の加熱ローラ４００により、第１のシート材１および第２のシート材２が加熱されるとともに加圧される。そして、第１のシート材１の熱可塑性樹脂および第２のシート材２の熱可塑性樹脂を溶融させた後、一対の冷却ローラ５００により冷却して、２つの第１のシート材１および第２のシート材２を一体化させる。これにより、帯状の繊維強化基材３が得られる。なお、熱可塑性樹脂の溶融（加熱）には、複数対の加熱ローラ４００を用いてもよく、冷却には、複数対の冷却ローラ５００を用いてもよい。
【0024】
熱可塑性樹脂の融点をＸ［℃］としたとき、加熱の温度（加熱ローラ４００の表面温度）は、特に限定されないが、Ｘ＋５～Ｘ＋２０℃程度であることが好ましく、Ｘ＋１０～Ｘ＋１５℃程度であることがより好ましい。かかる温度で加熱を行えば、第１のシート材１および第２のシート材２の劣化を防止しつつ、これらの一体化を促進することができる。
また、本実施形態では、一対の加熱ローラ４００同士の間の距離を調整することにより、得られる繊維強化基材３の厚さを制御するように構成されている。これにより、簡単な構成で、繊維強化基材３の厚さの正確な制御が可能となる。
また、本実施形態では、一対の加熱ローラ４００同士の間の距離を調整することにより、得られる繊維強化基材３の厚さを制御するように構成されている。これにより、簡単な構成で、繊維強化基材３の厚さの正確な制御が可能となる。
【0025】
一方、熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ［℃］としたとき、冷却温度（冷却ローラ５００の表面温度）は、Ｔｇ－５～Ｔｇ－２０℃程度であることが好ましく、Ｔｇ－１０～Ｔｇ－１５℃程度であることがより好ましい。かかる温度で冷却を行えば、熱可塑性樹脂の結晶化を促進して、繊維強化基材３の機械的強度をより向上させることができる。
また、一対の冷却ローラ５００同士の間の距離は、好ましくは一対の加熱ローラ４００同士の間の距離とほぼ等しく設定される。
なお、一対の冷却ローラ５００を省略して、溶融した熱可塑性樹脂の冷却は、自然冷却によって行ってもよい。
また、一対の冷却ローラ５００同士の間の距離は、好ましくは一対の加熱ローラ４００同士の間の距離とほぼ等しく設定される。
なお、一対の冷却ローラ５００を省略して、溶融した熱可塑性樹脂の冷却は、自然冷却によって行ってもよい。
【0026】
また、図示しないが、第２のシート材２の下側に配置される矩形状の第１のシート材１が落下しないように、搬送板または搬送ベルトが配置される。この搬送板または搬送ベルトは、第１のシート材１および第２のシート材２とともに、一対の加熱ローラ４００同士の間および一対の冷却ローラ５００同士の間を通過するように構成される。
繊維強化基材３の平均厚さは、５０～１５０μｍ程度であることが好ましく、７０～１２０μｍ程度であることがより好ましい。したがって、一対の加熱ローラ４００同士の間の距離および一対の冷却ローラ５００同士の間の距離は、それぞれ同程度に設定される。
その後、得られた繊維強化基材３は、巻取ロール２０２に巻き取られる。巻取ロール２０２の周速は、特に限定されないが、０．０５～５ｍ／分程度であることが好ましく、０．１～２ｍ／分程度であることがより好ましい。この場合、歪の少ない繊維強化基材３を得易い。
繊維強化基材３の平均厚さは、５０～１５０μｍ程度であることが好ましく、７０～１２０μｍ程度であることがより好ましい。したがって、一対の加熱ローラ４００同士の間の距離および一対の冷却ローラ５００同士の間の距離は、それぞれ同程度に設定される。
その後、得られた繊維強化基材３は、巻取ロール２０２に巻き取られる。巻取ロール２０２の周速は、特に限定されないが、０．０５～５ｍ／分程度であることが好ましく、０．１～２ｍ／分程度であることがより好ましい。この場合、歪の少ない繊維強化基材３を得易い。
【0027】
以上のような製造方法によれば、シート材に熱可塑性樹脂を使用するため、複数のシート材を一括して一体化することができる。したがって、得られる繊維強化基材３の厚さ方向において熱履歴のムラが生じるのを防止することができる。その結果、繊維強化基材３の反りの発生を低減または防止することができる。また、表面平滑性の高い繊維強化基材３を得ることもできる。
また、熱硬化性樹脂を使用する従来のシート材に比べて、シート材自体がタック性を有しないため、人手で行っていた工程を自動化することができ、繊維強化基材３の製造の効率を飛躍的に高めることができる。
また、熱硬化性樹脂を使用する従来のシート材に比べて、シート材自体がタック性を有しないため、人手で行っていた工程を自動化することができ、繊維強化基材３の製造の効率を飛躍的に高めることができる。
【0028】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の繊維強化基材の製造方法の第２実施形態について説明する。
図２は、本発明の繊維強化基材の製造方法の第２実施形態で使用される製造装置を示す模式図である。以下、図２中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。
以下、第２実施形態の繊維強化基材の製造方法について説明するが、上記第１実施形態の繊維強化基材の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
繊維強化基材の製造方法の第２実施形態で使用される製造装置１００は、上側送出ロール３０１が省略されている以外は、上記繊維強化基材の製造方法の第１実施形態で使用される製造装置１００と同様である。
次に、本発明の繊維強化基材の製造方法の第２実施形態について説明する。
図２は、本発明の繊維強化基材の製造方法の第２実施形態で使用される製造装置を示す模式図である。以下、図２中の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言う。
以下、第２実施形態の繊維強化基材の製造方法について説明するが、上記第１実施形態の繊維強化基材の製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
繊維強化基材の製造方法の第２実施形態で使用される製造装置１００は、上側送出ロール３０１が省略されている以外は、上記繊維強化基材の製造方法の第１実施形態で使用される製造装置１００と同様である。
【0029】
まず、下側送出ロール３０２に巻き付けられた第１のシート材１と、送出ロール２０１に巻き付けられた第２のシート材２とを準備する（第１の工程）。
次に、送出ロール２０１から第２のシート材２を送り出して搬送するとともに、下側送出ロール３０２から第１のシート材１を送り出して搬送する。このとき、第１のシート材１は、第２のシート材２対して側方（交差する方向）から第２のシート材２に接近した後、さらに第２のシート材２の下方を通過し、第２のシート材２と重なる重なり部１１と、重なり部１１より搬送方向前方の余剰部１２とが生じる。
次に、送出ロール２０１から第２のシート材２を送り出して搬送するとともに、下側送出ロール３０２から第１のシート材１を送り出して搬送する。このとき、第１のシート材１は、第２のシート材２対して側方（交差する方向）から第２のシート材２に接近した後、さらに第２のシート材２の下方を通過し、第２のシート材２と重なる重なり部１１と、重なり部１１より搬送方向前方の余剰部１２とが生じる。
【0030】
そして、第１のシート材１を、重なり部１１のロール側の端部、および、重なり部１１と余剰部１２との境界部で切断することにより、重なり部１１および余剰部１２を分断する。その後、余剰部１２を第２のシート材２を介して重なり部１１と反対側に反転させる。これにより、第２のシート材２の両面側に、矩形状の第１のシート材１が配置される（第２の工程）。なお、重なり部１１および余剰部１２の長さ（搬送方向の長さ）は、それぞれ第２のシート材２の幅（搬送方向と直交する方向の長さ）とほぼ等しく設定される。
【0031】
次に、両面側に２つの矩形状の第１のシート材１が配置された状態の第２のシート材２は、一対の加熱ローラ４００同士の間を通過した後、一対の冷却ローラ５００同士の間を通過する。
このとき、一対の加熱ローラ４００により、第１のシート材１および第２のシート材２が加熱されるとともに加圧される。そして、第１のシート材１の熱可塑性樹脂および第２のシート材２の熱可塑性樹脂を溶融させた後、一対の冷却ローラ５００により冷却して、２つの第１のシート材１および第２のシート材２を一体化させる。これにより、帯状の繊維強化基材３が得られる。
かかる構成によれば、繊維強化基材３の製造工程の自動化に寄与する。また、第２実施形態で使用される製造装置１００は、上側送出ロール３０１が省略されているため、装置全体としての小型化を図ることができる。
また、第２のシート材２の上側および下側に配置される第１のシート材１が同一のシート材を分断して得られたものなので、強化繊維の目付け量のばらつき方がほぼ同じとなる。そのため、より反りが発生し難い繊維強化基材３を得ることができる。
このとき、一対の加熱ローラ４００により、第１のシート材１および第２のシート材２が加熱されるとともに加圧される。そして、第１のシート材１の熱可塑性樹脂および第２のシート材２の熱可塑性樹脂を溶融させた後、一対の冷却ローラ５００により冷却して、２つの第１のシート材１および第２のシート材２を一体化させる。これにより、帯状の繊維強化基材３が得られる。
かかる構成によれば、繊維強化基材３の製造工程の自動化に寄与する。また、第２実施形態で使用される製造装置１００は、上側送出ロール３０１が省略されているため、装置全体としての小型化を図ることができる。
また、第２のシート材２の上側および下側に配置される第１のシート材１が同一のシート材を分断して得られたものなので、強化繊維の目付け量のばらつき方がほぼ同じとなる。そのため、より反りが発生し難い繊維強化基材３を得ることができる。
【0032】
以上のようにして、図３に示す繊維強化基材３が得られる。図３は、本発明の繊維強化基材を長手方向に沿って切断した断面図である。
図３に示す繊維強化基材３は、帯状をなし、配向した強化繊維Ｆが熱可塑性樹脂３０に埋め込まれて構成されている。そして、繊維強化基材３は、その長手方向に沿って、複数の厚肉部３１と、厚肉部３１同士の間に位置し、厚肉部３１の厚さより厚さが小さい薄肉部３２とを有している。
かかる構成によれば、薄肉部３２に沿って繊維強化基材３を切断すれば、後の工程において、取り扱い易い目的とするサイズの繊維強化基材３を得ることができる。
図３に示す繊維強化基材３は、帯状をなし、配向した強化繊維Ｆが熱可塑性樹脂３０に埋め込まれて構成されている。そして、繊維強化基材３は、その長手方向に沿って、複数の厚肉部３１と、厚肉部３１同士の間に位置し、厚肉部３１の厚さより厚さが小さい薄肉部３２とを有している。
かかる構成によれば、薄肉部３２に沿って繊維強化基材３を切断すれば、後の工程において、取り扱い易い目的とするサイズの繊維強化基材３を得ることができる。
【0033】
また、各厚肉部３１の表面付近に存在する強化繊維Ｆの配向方向と、厚さ方向の途中に存在する強化繊維Ｆの配向方向とが直交している。これにより、繊維強化基材３の機械的強度をより高めることができる。
特に、各厚肉部３１の表面付近に存在する強化繊維Ｆは、その配向方向が繊維強化基材３の短手方向となっている。これにより、繊維強化基材３の長手方向の曲げ剛性が高くなり過ぎることが防止されるため、繊維強化基材３を巻取ロール２０２により確実に巻き取ることができるとともに、この状態で安定して保管することもできる。
特に、各厚肉部３１の表面付近に存在する強化繊維Ｆは、その配向方向が繊維強化基材３の短手方向となっている。これにより、繊維強化基材３の長手方向の曲げ剛性が高くなり過ぎることが防止されるため、繊維強化基材３を巻取ロール２０２により確実に巻き取ることができるとともに、この状態で安定して保管することもできる。
【0034】
なお、繊維強化基材３から加工されるシャッター羽根の用途によっては、第２のシート材２には、強化繊維Ｆが含まれていなくてもよい。すなわち、第２のシート材２は、単なる樹脂シートで構成されていてもよい。
この場合、図４に示すような繊維強化基材３が得られる。図４は、本発明の繊維強化基材の他の構成例を長手方向に沿って切断した断面図である。
図４に示す繊維強化基材３では、強化繊維Ｆは、各厚肉部３１の表面付近に偏在している。かかる構成によれば、シャッター羽根（最終製品）の用途に応じて、繊維強化基材３の反りの程度を調整することができる。
この場合、図４に示すような繊維強化基材３が得られる。図４は、本発明の繊維強化基材の他の構成例を長手方向に沿って切断した断面図である。
図４に示す繊維強化基材３では、強化繊維Ｆは、各厚肉部３１の表面付近に偏在している。かかる構成によれば、シャッター羽根（最終製品）の用途に応じて、繊維強化基材３の反りの程度を調整することができる。
【0035】
以上のように製造された繊維強化基材３の表面に遮光膜を形成した後、遮光膜が形成された繊維強化基材３を、シャッター羽根の形状に加工することにより、シャッター羽根が得られる。すなわち、本発明のシャッター羽根の製造方法は、本発明の繊維強化基材の製造方法により得られた繊維強化基材３または本発明の繊維強化基材３の表面に、遮光膜を形成する工程と、この遮光膜が形成された繊維強化基材３を、シャッター羽根１０の形状に加工して、シャッター羽根１０を得る工程とを有することを特徴とする。
【0036】
かかるシャッター羽根１０の製造方法によれば、精度の高いシャッター羽根１０を得ることができる。
遮光膜は、例えば、カーボンブラック、グラファイト等を含有するコーティング材を用いて形成することができる。
加工の方法としては、例えば、打ち抜き加工、レーザー加工、ウォータージェット加工、カッティングプロッタによる加工等が挙げられる。
遮光膜は、例えば、カーボンブラック、グラファイト等を含有するコーティング材を用いて形成することができる。
加工の方法としては、例えば、打ち抜き加工、レーザー加工、ウォータージェット加工、カッティングプロッタによる加工等が挙げられる。
【0037】
なお、加工に際しては、例えば、繊維強化基材３を一定の速度で金型へ搬送しながら、シャッター羽根１０の形状に打ち抜き（プレス）加工することが行われる。
図５は、薄肉部の存在割合が異なる２つの繊維強化基材を示す平面図である。図５（ａ）に示す繊維強化基材３の方が、図５（ｂ）に示す繊維強化基材３より、薄肉部３２の存在割合が大きい。
このとき、薄肉部３２の存在割合が小さい方（図５（ｂ）参照）が、金型へ搬送した際にシャッター羽根１０に加工が困難な薄肉部３２（製品としての使用が不可な部分）が頻繁に現れないため、シャッター羽根１０の加工効率が高まる。
図５は、薄肉部の存在割合が異なる２つの繊維強化基材を示す平面図である。図５（ａ）に示す繊維強化基材３の方が、図５（ｂ）に示す繊維強化基材３より、薄肉部３２の存在割合が大きい。
このとき、薄肉部３２の存在割合が小さい方（図５（ｂ）参照）が、金型へ搬送した際にシャッター羽根１０に加工が困難な薄肉部３２（製品としての使用が不可な部分）が頻繁に現れないため、シャッター羽根１０の加工効率が高まる。
【0038】
したがって、繊維強化基材３の製造に際して、上述したように第２のシート材２の両面側に配置される第１のシート材１の長さ（搬送方向の長さ）を、第２のシート材２の幅（搬送方向と直交する方向の長さ）より長くなるように設定すれば、得られる繊維強化基材３において、薄肉部３２が現れる頻度をより少なくすることができる。よって、図５（ｂ）に示す繊維強化基材３は、図５（ａ）に示す繊維強化基材３よりも、シャッター羽根１０の連続加工性に優れる。
【0039】
図６は、シャッター羽根の一例を示す斜視図である。図７は、図６に示すシャッター羽根を用いて組み立てられたシャッターを示す模式的な平面図である。図８は、図６に示すシャッター羽根の取付構造を示す斜視図である。
図６に示すシャッター羽根１０は、細長い板状をなし、その一端部には、固定用の一対の連結孔２０が形成されている。
図６に示すシャッター羽根１０は、細長い板状をなし、その一端部には、固定用の一対の連結孔２０が形成されている。
【0040】
図７に示すシャッターが有するシャッター基板１１の中央部には、長方形状のシャッター開口１２（一点鎖線で示す）が設けられている。
休止状態において、４枚のシャッター羽根１０が互いに部分的に重なり合って配置された先羽根群が、シャッター開口１２を遮蔽している。なお、図示しないが先羽根群の下方には後羽根群が重なって配置されている。
各シャッター羽根１０の先端部は、羽根押え１４によって不要な動きが制限されている。
休止状態において、４枚のシャッター羽根１０が互いに部分的に重なり合って配置された先羽根群が、シャッター開口１２を遮蔽している。なお、図示しないが先羽根群の下方には後羽根群が重なって配置されている。
各シャッター羽根１０の先端部は、羽根押え１４によって不要な動きが制限されている。
【0041】
また、シャッター基板１１の左端部には、一組の主アーム１５および従アーム１６が互いに平行関係を保って回転自在に支持されている。
先羽根群を構成する各シャッター羽根１０は、その先端部において一組の主アーム１５および従アーム１６に接続している。後羽根群を構成する各シャッター羽根１０も、同様に図示しない一組のアームに接続している。
主アーム１５には、長孔１７が設けられており、主アーム１５の回転に伴う長孔１７の移動軌跡に沿って、長溝１８がシャッター基板１１に設けられている。なお、図示しないが、長孔１７には、長溝１８を介してシャッター基板１１を貫通する駆動ピンが接続している。
先羽根群を構成する各シャッター羽根１０は、その先端部において一組の主アーム１５および従アーム１６に接続している。後羽根群を構成する各シャッター羽根１０も、同様に図示しない一組のアームに接続している。
主アーム１５には、長孔１７が設けられており、主アーム１５の回転に伴う長孔１７の移動軌跡に沿って、長溝１８がシャッター基板１１に設けられている。なお、図示しないが、長孔１７には、長溝１８を介してシャッター基板１１を貫通する駆動ピンが接続している。
【0042】
図示しないシャッターレリースボタンを押すと、駆動ピンは、シャッター基板１１に設けられた長溝１８に沿って与えられた付勢力により上方に移動する。これに伴って長孔１７において駆動ピンと接続している主アーム１５およびこれと連動する従アーム１６は、上方に回転する。この回転により先羽根群を構成する各シャッター羽根１０は、上方に縦走り走行しシャッター開口１２を開口する。
次いで、図示しない後羽根群を構成する各シャッター羽根１０が縦走り走行し、シャッター開口１２を遮蔽し露光が終了する。
次いで、図示しない後羽根群を構成する各シャッター羽根１０が縦走り走行し、シャッター開口１２を遮蔽し露光が終了する。
【0043】
ここで、各シャッター羽根１０の一組の主アーム１５および従アーム１６への連結は、図８に示すように、主アーム１５および従アーム１６に形成された貫通孔１９を介して、対応する連結孔２０に連結ピン１３を挿入することにより行われる。
ここで、各シャッター羽根１０は、熱可塑性樹脂を含有して構成されているため、連結ピン１３のピン部に周方向に沿った溝を形成しておけば、連結孔２０付近を溶融変形させることにより、連結ピン１３により確実に固定（連結）することができる。
ここで、各シャッター羽根１０は、熱可塑性樹脂を含有して構成されているため、連結ピン１３のピン部に周方向に沿った溝を形成しておけば、連結孔２０付近を溶融変形させることにより、連結ピン１３により確実に固定（連結）することができる。
【0044】
以上、本発明の繊維強化基材およびその製造方法、並びに、シャッター羽根の製造方法について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、第２のシート材２の強化繊維の配向方向は、９０°に限定されず、４５～１３５°程度としてもよい。すなわち、上記実施形態では、第２の工程において、第２のシート材２の強化繊維の配向方向を、第１のシート材１の強化繊維の配向方向と交差させることが好ましい。
また、第１のシート材１は、第２のシート材２に対して、任意の斜め方向から接近させるようにしてもよい。かかる斜め方向としては、第２のシート材２の搬送方向に対して４５～１３５°程度とすることができる。
なお、第２のシート材２の強化繊維の配向方向は、９０°に限定されず、４５～１３５°程度としてもよい。すなわち、上記実施形態では、第２の工程において、第２のシート材２の強化繊維の配向方向を、第１のシート材１の強化繊維の配向方向と交差させることが好ましい。
また、第１のシート材１は、第２のシート材２に対して、任意の斜め方向から接近させるようにしてもよい。かかる斜め方向としては、第２のシート材２の搬送方向に対して４５～１３５°程度とすることができる。
【符号の説明】
【0045】
１ 第１のシート材
２ 第２のシート材
３ 繊維強化基材
Ｆ 強化繊維
３０ 熱可塑性樹脂
３１ 厚肉部
３２ 薄肉部
１０ シャッター羽根
１１ シャッター基板
１２ シャッター開口
１３ 連結ピン
１４ 羽根押え
１５ 主アーム
１６ 従アーム
１７ 長孔
１８ 長溝
１９ 貫通孔
２０ 連結孔
１００ 製造装置
２０１ 送出ロール
２０２ 巻取ロール
３０１ 上側送出ロール
３０２ 下側送出ロール
４００ 加熱ローラ
５００ 冷却ローラ
９０ 繊維強化基材
９１ プリプレグ
９１０ 積層体
９２ 台紙
９３ 保護フィルム
９４ 離型フィルム
９５ プレス板
９６ 被プレス物
９７ 熱プレス機
２ 第２のシート材
３ 繊維強化基材
Ｆ 強化繊維
３０ 熱可塑性樹脂
３１ 厚肉部
３２ 薄肉部
１０ シャッター羽根
１１ シャッター基板
１２ シャッター開口
１３ 連結ピン
１４ 羽根押え
１５ 主アーム
１６ 従アーム
１７ 長孔
１８ 長溝
１９ 貫通孔
２０ 連結孔
１００ 製造装置
２０１ 送出ロール
２０２ 巻取ロール
３０１ 上側送出ロール
３０２ 下側送出ロール
４００ 加熱ローラ
５００ 冷却ローラ
９０ 繊維強化基材
９１ プリプレグ
９１０ 積層体
９２ 台紙
９３ 保護フィルム
９４ 離型フィルム
９５ プレス板
９６ 被プレス物
９７ 熱プレス機
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】