JP2007331285A - 樹脂含浸長繊維の製造方法および含浸用ダイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】含浸用ダイスに溶融した熱可塑性樹脂を供給すると共に繊維束を導入して上記熱可塑性樹脂を上記繊維束に含浸しノズルから引く抜く樹脂含浸長繊維の製造方法において、溶融樹脂流路内に繊維束の進行方向に沿って互いに反対方向から延びた少なくとも2つの張り出し部を設け、上記張り出し部の少なくとも一つが、上記繊維束に対して垂直方向から挿入され、上記溶融樹脂流路内にその端部を張り出して位置調整された第1の可動式チョークバーであり、上記張り出し部の上面に走行する繊維束を当接することにより繊維束を開繊して熱可塑性樹脂を含浸することを特徴とする樹脂含浸長繊維の製造方法。
【選択図】図2
Description
更に本発明は、製品生産スタート時及び原料切れの際や切り替え時の繊維束の導入に要する時間と労力が短縮できる樹脂含浸長繊維の製造方法および含浸用ダイスを提供する。
本願の請求項2記載の発明に依れば、2つの張り出し部がいずれも位置調整可能なチョークバーの端部であるため、2つのチョークバーの先端のクリアランスを小さくすることで繊維束により大きな力を加えることで開繊させることができるので、強度の大きな繊維を使用した場合は、繊維束の走行速度を大きくすることができ、より生産性をあげることができる。
本願の請求項3記載の発明に依れば、製品生産スタート時及び原料切れ等の作業切り替え時の繊維束の導入作業時にチョークバーを脱離することで含浸用ダイスの溶融樹脂流路内を視認しながら作業でき、容易かつ短時間で繊維束を含浸用ダイスに導入することができる。
本願の請求項4記載の発明に依れば、製品生産スタート時及び原料切れ等の作業切り替え時の繊維束の導入作業時にノズルを分割することで含浸用ダイスの溶融樹脂流路内を視認しながら作業でき、容易かつ短時間で繊維束をノズルから引き出すことができる。
本願の請求項5記載の発明に依れば、熱可塑性樹脂が繊維束の内部にまで十分に含浸した長繊維となるため、これを切断してペレット化すると表面の毛羽立ちや繊維抜けのないペレットを製造することができる。
本願の請求項6ないし9記載の発明に依れば、含浸用ダイスにおいて上記の効果を達成することができる。
図において、繊維束はロービングから引き出され含浸用ダイスの繊維束導入口から溶融樹脂流路に導かれる。含浸用ダイスは、通常、その上部に大気開放された脱気口が設けられ、繊維束とともに巻き込まれた空気や含浸工程で発生した空気を排出できる構造となっているので、この脱気口を繊維束導入口として使用できる。一方、溶融した熱可塑性樹脂は、押出機から含浸用ダイスに供給されるが、繊維導入口から溶融熱可塑性樹脂がオーバーフローを起こさないように押出機の吐出量の調整を行う。又、含浸用ダイスは電熱ヒーターにより加熱制御する。
繊維束は、含浸用ダイスの溶融樹脂流路内を走行し、樹脂が含浸された繊維束としてノズルから引き出される。溶融樹脂流路内には互いに反対方向から延びた少なくとも2つの張り出し部が適当な間隔を置いて設けられており、この張り出し部に繊維束が当接することにより、繊維束は開繊し、繊維束と共に巻き込まれた空気が脱気して樹脂の含浸が行われる。
本発明において、張り出し部の少なくとも一つは可動式チョークバーの端部であり、その端部は溶融樹脂流路内の任意の位置に設定できるように位置調整可能である。張り出し部を可動式チョークバーとすることにより、チョークバー先端と溶融樹脂流路の壁面とのクリアランスを調節することで繊維束の性質に応じて繊維束に加える力を調整することができる。2つの以上の張り出し部を可動式チョークバーの端部で形成することも可能である、可動式チョークバーは、張り出し部を形成する部材にその移動を制御するための柄が一体に構成されており、含浸用ダイスの側面に挿入された方向によって、例えば、上下に移動できるようになっている。 チョークバーの移動は油圧、空気圧等の任意の手段により行うことができる。又、可動式チョークバーは含浸用ダイスから着脱自在に取り付ける構造とすることが好ましい。
ノズルは、引き抜き口を含む線で分割可能であり、分離されたノズルの部材は、油圧、空気圧等の任意の手段により、例えば、上下に分離することができる。又、ノズルは、繊維束の太さ及び繊維濃度を調整するため、径の異なるノズルに取替えることができるよう着脱可能とすることが好ましい。
ノズルから引き出された樹脂含浸長繊維は、空冷又は水冷された後、巻き取り機を経てペレタイザーにより所定の長さに切断されペレットとする。引き抜きの速度は10−40m/分が好ましい。このようにして得られたペレットはそのまま成形加工機により成形品とすることができる。また繊維を含まない樹脂に対して一定の割合で添加混合したものを成形加工機により成形品してもよい。
本発明に用いられる含浸用の熱可塑性樹脂としては、特に制限は無く、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂(ABS、AES樹脂含む)ポリエステル系樹脂(ポリ乳酸樹脂含む)、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂等が例示でき、単独または二種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、樹脂用の添加剤及び染顔料を添加することもできる。
繊維:カーボン繊維(直径8μm×24000本 ベスファイトHTA−24K 東邦テ ナックス製)
樹脂:直鎖状低密度ポリエチレン(ノバテックLLUJ790 日本ポリエチレン製)
押出機及び含浸用ダイスの設定温度:200℃
可動式ノズルの直径:1.8mm
巻取機線速度:20m/分
Claims (9)
- 含浸用ダイスに溶融した熱可塑性樹脂を供給すると共に繊維束を導入して上記熱可塑性樹脂を上記繊維束に含浸しノズルから引く抜く樹脂含浸長繊維の製造方法において、溶融樹脂流路内に繊維束の進行方向に沿って互いに反対方向から延びた少なくとも2つの張り出し部を設け、上記張り出し部の少なくとも一つが、上記繊維束に対して垂直方向から挿入され、上記溶融樹脂流路内にその端部を張り出して位置調整された第1の可動式チョークバーであり、上記張り出し部の上面に走行する繊維束を当接することにより繊維束を開繊して熱可塑性樹脂を含浸することを特徴とする樹脂含浸長繊維の製造方法。
- 2つの張り出し部が、第1の可動式チョークバーと、第1の可動式チョークバーと反対方向から挿入され、溶融樹脂流路内にその端部を張り出して位置調整された第2の可動式チョークバーである請求項1記載の樹脂含浸長繊維の製造方法。
- 可動式チョークバーが含浸用ダイスの側面に着脱自在に取り付けられている請求項1又は2記載の樹脂含浸長繊維の製造方法。
- ノズルが引き抜き口を含む線で分割可能である請求項1ないし3いずれか記載の樹脂含浸繊維の製造方法。
- ノズルから引き抜いた後ペレットに切断する請求項1ないし4いずれか記載の樹脂含浸長繊維の製造方法。
- 樹脂供給口と繊維束導入口と樹脂含浸長繊維を引き抜くノズルとを有する含浸用ダイスであって、溶融樹脂流路内に繊維束の進行方向に沿って互いに反対方向から延びた少なくとも2つの張り出し部を設け、上記張り出し部の少なくとも一つが、上記繊維束に対して垂直方向から挿入され、上記溶融樹脂流路内にその端部を張り出して位置調整された第1の可動式チョークバーであることを特徴とする含浸用ダイス。
- 2つの張り出し部が、第1の可動式チョークバーと、第1の可動式チョークバーと反対方向から挿入され、溶融樹脂流路内にその端部を張り出して位置調整可能とした第2の可動式チョークバーである請求項6記載の含浸用ダイス。
- 可動式チョークバーが含浸用ダイス側面に着脱自在に取り付けられている請求項5又は6記載の含浸用ダイス。
- ノズルが引き抜き口を含む線で分割可能である請求項5ないし8いずれか記載の含浸用ダイス。
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