JP2006272868A

JP2006272868A - 長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドの冷却装置

Info

Publication number: JP2006272868A
Application number: JP2005098802A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Muto; 知之武藤
Original assignee: Owens Corning Manufacturing Ltd
Current assignee: Owens Corning Manufacturing Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: JP4633514B2

Abstract

【課題】含浸槽出口のノズルにておいてロッド切れなどの問題が発生せず、ロッドの生産性が良好でかつ省スペースである長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドの冷却装置を提供すること。
【解決手段】強化繊維を引き抜きながら樹脂含浸槽にて強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて直線状に引抜いた長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドの冷却装置であって、一対の側板と一対の仕切り板とから構成される冷媒槽を有し、上記ロッドの引き抜き方向と交差する一対の仕切り板に、ロッドが通過する切り欠きスリットがそれぞれ形成されていることを特徴とするロッドの冷却装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドを製造する際に使用する上記ロッドの冷却装置に関する。

従来より、長繊維強化熱可塑性樹脂を引抜法で製造する際、高温に加熱されている含浸槽より出てくる高温の樹脂が含浸されたガラスなどの強化繊維束（ロッド）を引取可能とするためには、引取機の駆動ベルトなど、前記含浸槽を出た以降のロッドに接触する装置、機械の位置では、含浸樹脂が十分に冷却固化されていることが必要である。そのために、例えば、高温のロッドに冷却空気や、水などの冷媒をスプレーやシャワーで吹付ける方法がある。

また、上記方法に代えて水などの冷媒を溜めた槽内に高温のロッドを連続的に引き入れて、当該高温のロッドを冷却する方法が知られており、例えば、特許文献１には、中空の冷却ロールに冷媒を注入することによりロッドを冷却することが記載されている。
特開平７−２５１４３７号公報

しかしながら、高温ロッドを空冷や水スプレーで冷却する方法では、冷却に要する時間が長く、また、ロッドの冷却が充分ではない場合があった。このため、特許文献１に記載のように冷媒にロッドを浸す方法が簡便で有効であるものの、長繊維強化熱可塑性樹脂成形材料においては、特許文献１や図４に示す冷却装置（水槽の底にプーリ７があって、そこにロッド９を引掛けてロッドが緩やかなＶ字軌跡を描く）のように、含浸槽から引抜法で製造されるロッドの径が太い場合や、ロッドの強化繊維含有量が多い場合は、特にロッドの引取に必要な張力がロッドに常時かかるために、ロッドは、その軌跡の自由な曲線をとりにくいといった問題を有していた。

例えば、図４に示すように、ピンやプーリ７などを介してロッド９を冷媒１１内に引き入れ、冷却後に引き出してロッド９を引取る方法を用いることが考えられるが、冷媒内へロッド９を引き入れるためには、ロッド９の引出の高低差のために多くの領域（図中の「無駄なエリア」で示す）を必要とするため、冷却装置の設置面積を多く取る必要があった。また、この方法では、含浸槽９の出口のノズル１０にてロッドを屈曲させる力が作用し、ノズル１０でのロッド切れが発生し易く、ロッド９の生産性が劣るといった問題や、繊維が極端に偏在したり、ロッドにしたときのロッド断面が著しく偏平になるなどの問題を有していた。

従って本発明の目的は、含浸槽出口のノズルにておいてロッド切れなどの問題が発生せず、ロッドの生産性が良好でかつ省スペースである長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドの冷却装置を提供することにある。

上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、強化繊維を引き抜きながら樹脂含浸槽にて強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて直線状に引抜いた長繊維強化熱可塑性樹脂ロッド（以下単に「ロッド」という）の冷却装置であって、一対の側板（１，１’）と一対の仕切り板（２，２’）とから構成される冷媒槽（３）を有し、上記ロッド（９）の引き抜き方向と交差する一対の仕切り板（２，２’）に、ロッドが通過する切り欠きスリット（４）がそれぞれ形成されていることを特徴とするロッドの冷却装置を提供する。

上記本発明においては、切り欠きスリット（４）の幅が３〜２０ｍｍであること；仕切り板の切り欠きスリット（４）から溢流する冷媒の量に見合う冷媒を、冷媒槽（３）に供給する冷媒供給口（５）が、側板および／または仕切り板に設けられていること；および切り欠きスリット（４）を有する仕切り板の少なくとも一方が、側板に対して平行の方向に、例えば、スライドなどの手段により設置位置を調整可能とすることで、冷媒槽（３）の長さが変更できるようになっていることが好ましい。

本発明によれば、ロッドの生産において、含浸槽出口のノズルにおいてロッド切れなどの問題が発生せず、ロッドの生産性が良好でかつ省スペースであるロッドの冷却装置を提供することができる。

次に発明を実施するための最良の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明の冷却装置は、図５に示すように、ポリプロピレンやポリアミドなどの熱可塑性樹脂が溶融されている含浸槽８を通して、ガラスなどの強化繊維束に溶融樹脂を含浸させ、該樹脂含浸強化繊維（ロッド）９をノズル１０から直線状に引き抜き、引き抜いた強化繊維を冷却後、任意の長さに切断してペレット化する、ペレットの製造に使用される冷却装置である。

本発明の冷却装置の１例は、図１に示すように、相対する二枚の側板１，１’と相対する二枚の仕切り板２，２’とで形成された冷媒槽３であって、仕切り板２，２’の両方に、不図示のノズル（図５の符号１０）と略同一水平線上より幾分下方まで、それぞれ切り欠きスリット４が設けられ、これらの切り欠きスリット４内にノズルから引き出された高温のロッド９が通過できるようになっており、冷媒槽３内には水などの冷媒１１が満たされていて、高温のロッド９が該冷媒中を通過することによってロッド９が適当な温度に冷却される。

上記切り欠きスリット４は、図２に示すように、基本的にはロッド９が通過できる大きさであればよいが、ロッド９の太さや走行中のロッド９のブレなどを考慮すると、切り欠きスリット４の幅は、３〜２０ｍｍであることが好ましい。幅が３ｍｍ未満であるとロッド９が３ｍｍに近い太い場合には、ロッド９が切り欠きスリット４の内側周辺に接触してロッド切れや冷媒槽の破損などが発生する可能性があり、一方、切り欠きスリット４の幅が２０ｍｍを超えると、切り欠きスリット４から外部に溢流する後述する冷媒１１の使用量が多量になるので好ましくない。また、ロッド９の冷媒３中における深さは、ロッド９が充分に冷媒で覆われる深さであれば特に問題はないが、通常は切り欠きスリット４の底部から冷媒面までの有効深さは１０〜３０ｍｍである。なお、上記切り欠きスリット４の形状は基本的にはロッド９が通過できる形状であればよく特定の形状に限定されないが、例えば、図３に示す如き形状が挙げられる。また、ロッド９とスリット４との関係は、例えば、ロッド９の径が２〜３ｍｍの場合、スリット４の幅は８〜１５ｍｍが望ましい。

また、冷媒槽３内には水などの冷媒が満たされているが、かかる冷媒の水面は、切り欠きスリット４中を走行しているロッド９全体を常に覆っている必要があり、そのためには冷媒槽３内に過剰の冷媒１１を満たしておく必要がある。しかし、水面が切り欠きスリット４の下端を上回ると冷媒が切り欠きスリット４から溢流するので、不図示の冷媒供給源とホースなどで連結している冷媒供給口５を、側板１，１’や仕切り板２，２’や冷媒槽の底面、その他の場所、または冷媒槽に隣接若しくは間隔を置いた任意の位置に、供給口５から出る冷媒が冷媒槽内に供給されるように少なくとも１つ以上設置し、前記切り欠きスリット４から溢流する冷媒１１に見合う冷媒を上記供給口５から連続的に供給し、冷媒１１が常にロッド９を覆っている状態とすることが好ましい。前記供給口５は、側板１，１’および／または仕切り板２，２’に設けることが作業性や冷却性の点で好ましく、側板１，１’のみ設けることが最も好ましい。なお、切り欠きスリット４から溢流した冷媒１１は冷媒供給源に還流することができる。その場合、溢流した冷媒１１を還流する際に不図示の熱交換機を介すことがより好ましい。

また、ロッド９の太さや、その引き抜き速度は、生産されるべきロッドによって異なるので、ロッドが冷媒中を走行する距離または時間を変更する必要性が生じる場合がある。そのための仕切り板２，２’のいずれかまたは両方が２枚の側板間において側板に対して平行の方向に設置位置を調整可能にすることが好ましい。図１の場合にはロッド９の出口側の仕切り板２が設置位置を調整可能に描かれているが、反対側の仕切り板２’が設置位置を調整可能であってもよいし、両方が設置位置を調整可能であってもよい。設置位置を調整可能とする方法については、例えば、仕切り板を水平にスライドさせる方法や、側板などに仕切り板を差し込むためのスリットを予め設けて仕切り板を差し替える方法などが簡便であるが、特にその方法は限定されない。ロッド９の温度が低い場合、ロッド９が細い場合などには仕切り板２を内側方向に移動させて冷媒槽３の内容積を小さくしてロッド９の冷却速度を調整し、一方、ロッド９の温度が高温であったり、ロッドが太かったり、ロッドの引取速度が大である場合などは、仕切り板２を外側方向に移動させて、冷媒中を通過するロッド９の冷却を適切にすることができる。

図１に示す例では、冷媒槽３が矩形に描かれているが、冷媒槽３は矩形に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる形状であれば他の如何なる形状であってもよい。また、図１では冷媒槽３の蓋が記載されていないが、異物の混入を防止するため、切り欠きスリット４を除いて密封状態としてもよい。また、図１は、図面の記載上一部切り欠き図になっているが、冷媒槽内を通過するロッドの数（即ちノズルの数）に合わせて、切り欠きスリット４の数（一方の仕切り板における数）は１個でよいし２個以上であってもよい。

また、冷媒槽３の材質は耐久性を考慮すると、金属製やプラスチック製であることが好ましい。また、冷媒槽３のサイズも特に限定されないが、冷媒槽３が矩形である場合には、ロッドの繊維含有率、ロッドの引取速度、ロッド径、ロッドに含浸させる樹脂種にもよるが、側板の長さが２００〜２０００ｍｍであり、仕切り板２，２’の幅が２００〜２０００ｍｍであり、両者の幅（高さ）が４０〜１００ｍｍ程度であり、仕切り板のスライド幅が１００〜２０００ｍｍであるのが普通である。

以上の本発明の冷却装置は、ロッドの入口側の仕切り板の切り欠きスリットからロッドが進入する位置から、即座にロッドの冷却が開始され、出口側の仕切り板の切り欠きスリットより出るまでロッドの冷却を続けることができる。そのため、引取経路中に冷却装置が要する長さに対する実効冷却長さを、従来の冷媒槽式冷却装置に比べて長くとることができ、原理的には冷却装置長さと実効冷却長さを同一にすることも可能である。

上記の構成によって、例えば、ポリプロピレン樹脂などを用いたロッドや繊維含有率が低く相対的に樹脂量が多くなったロッドなど、冷却に要する領域が広くなりがちなロッドの製造に対して、極めて短いエリアで充分に冷却することが可能である。

本発明の冷却装置の全体を説明する一部切り欠き図。切り欠きスリットの説明図。切り欠きスリットの形状の例の説明図。従来の冷却装置を説明する図。本発明のロッドの引き抜き状態を説明する概略図。

符号の説明

１，１’：側板
２，２’：仕切り板
３：冷媒槽
４：切り欠きスリット
５：冷媒供給口
６：ホース
７：プーリ
８：樹脂含浸槽
９：ロッド
１０：ノズル
１１：冷媒

Claims

強化繊維を引き抜きながら樹脂含浸槽にて強化繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて直線状に引抜いた長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドの冷却装置であって、一対の側板（１，１’）と一対の仕切り板（２，２’）とから構成される冷媒槽（３）を有し、上記ロッド（９）の引き抜き方向と交差する一対の仕切り板（２，２’）に、ロッドが通過する切り欠きスリット（４）がそれぞれ形成されていることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドの冷却装置。
切り欠きスリット（４）の幅が、３〜２０ｍｍである請求項１に記載の冷却装置。
仕切り板の切り欠きスリット（４）から溢流する冷媒の量に見合う冷媒を、冷媒槽（３）に供給する冷媒供給口（５）が、側板および／または仕切り板に設けられている請求項１または２に記載の冷却装置。
切り欠きスリット（４）を有する仕切り板の少なくとも一方が、側板に対して平行の方向に設置位置を調整可能とすることで、冷媒槽（３）の長さが変更できるようになっている請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷却装置。