JP2014151458A - 長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置において、強化繊維束の表面を必要最低限の量の改質剤でムラなく被覆して、成形品にした際に熱可塑性樹脂中に強化繊維を均等に分散させる。
【解決手段】本発明にかかる長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置１は、熱可塑性樹脂との密着性を向上させる改質剤Ａを強化繊維束Ｆに被覆する改質剤被覆部１１と、改質剤Ａが被覆された強化繊維束Ｆの表面に熱可塑性樹脂を溶融状態で被覆する樹脂被覆部４とを備えた長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置１であって、改質剤被覆部１１は、強化繊維束Ｆを広げるように解束する解束部１２と、解束部１２で解束された強化繊維束Ｆに対して、この強化繊維束Ｆを広げた方向全域に亘って改質剤Ａを溶融状態で押し出す改質剤押出部１３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法に関するものである。

繊維強化熱可塑性樹脂（ＦＲＴＰ）は、軽量で強度に優れているため、車両や船舶の外装などによく用いられている。特に、繊維強化熱可塑性樹脂の中でも繊維長の長い強化繊維が含有されている長繊維強化熱可塑性樹脂（ＬＦＲＴＰ）は、耐衝撃性や剛性に優れているので、近年は自動車のバンパーやボディに多用されるようになってきている。
このような長繊維強化熱可塑性樹脂の成形品は、長繊維強化熱可塑性樹脂ストランド（以降、単にストランドという）やストランドを所定の長さに切断したペレットを原料とするものである。この長繊維強化熱可塑性樹脂の原料となるストランドは、例えば特許文献１や特許文献２に示すように、ガラスロービングのような複数の単繊維を、溶融された熱可塑性樹脂浴中に含浸させ、複数の単繊維を撚り合わせながら引き抜くことで製造される。

ところで、強化繊維束に用いられるガラスロービングに対して、熱可塑性樹脂は十分な界面接着性を備えていないことが多い。このように互いに界面接着性が良くない強化繊維と熱可塑性樹脂とを混合して成形品を成形すると、成形品中で強化繊維が偏ってしまい、成形品とした場合に機械強度などを低下させる原因となる。それゆえ、熱可塑性樹脂を用いて強化繊維束に被覆を行う場合には、強化繊維束などの無機物に対する界面接着性を向上させる無水マレイン酸などを含む改質剤が一般に用いられる。

例えば、特許文献３には、改質剤である無水マレイン酸で変性したポリプロピレンを加熱槽に入れ、加熱槽に蓄えられた溶融状態のポリプロピレンに強化繊維束を浸漬させることにより、変性したポリプロピレン樹脂で強化繊維束の表面を被覆する方法が開示されている。この特許文献３の方法では、改質剤を被覆した上でさらに別の熱可塑性樹脂を被覆することで、熱可塑性樹脂を強化繊維束の表面に密着性良く被覆させることができる。

特許第４１８９４０９号公報 特開２０１２−１４０７２９号公報 特開平７−１８６１３９号公報

ところで、特許文献３に示される改質剤の被覆方法は、熱可塑性樹脂を被覆するのに先立って溶融した改質剤が貯留された加熱槽に強化繊維束を浸漬させるものである。
しかしながら、熱可塑性樹脂に比べればガラスロービングに対する反応性が富むとはいえ、強化繊維束に改質剤をそのまま浸漬させるだけではどうしても強化繊維束の表面に改質剤が被覆されない部分が残ってしまう。

例えば、強化繊維束の表面には単繊維同士の間に凹部が多数存在していたり、強化繊維束の内部にも空隙が残っていたりするので、このような凹部や空隙の内部にまで改質剤を浸み込ませることは浸漬だけでは到底困難であり、残った凹部や空隙の分だけ改質剤による被覆が不十分となる。
また、特許文献３のような浸漬方式を採用すると、強化繊維束と一緒に加熱槽から持ち出される改質剤の量が多くなり、多量の改質剤を使用することでストランドの製造コストも高騰してしまう虞がある。そのため、製造コストを抑えるという意味でも、改質剤の使用量が多くなる浸漬方式は採用したくないという要望がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、強化繊維束の表面を必要最低限の量の改質剤でムラなく被覆して、成形品にした際に熱可塑性樹脂中に強化繊維を均等に分散させることができる長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法を提供
することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置は、熱可塑性樹脂との密着性を向上させる改質剤を強化繊維束に被覆する改質剤被覆部と、改質剤が被覆された強化繊維束の表面に熱可塑性樹脂を溶融状態で被覆する樹脂被覆部とを備えた長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置であって、前記改質剤被覆部は、前記強化繊維束を広げるように解束する解束部と、前記解束部で解束された強化繊維束に対して、この強化繊維束を広げた方向全域に亘って改質剤を溶融状態で押し出す改質剤押出部と、を備えることを特徴とするものである。

本発明者は、浸漬方法を用いても空隙や凹部に改質剤が入らないのであれば、まず強化繊維束を広げるように解束し、解束して広がった強化繊維束に対して改質剤を溶融状態で押し出すように供給すれば、強化繊維束の表面を必要最低限の量の改質剤でムラなく被覆できるのではないかと考えた。そして、解束して広がった強化繊維束に対して改質剤を溶融状態で押し出す改質剤押出部を設けることで、熱可塑性樹脂中に強化繊維が均等に分散した成形品を実際に得ることができることを知見して、本発明を完成させたのである。

なお、好ましくは、前記改質剤被覆部は、前記改質剤を溶融状態で流通させる流路を内部に備えたパイプから構成されており、前記パイプの外周面には、パイプの外周壁を内外に貫通して前記流路を流通する改質剤をパイプ外に導出する貫通孔が形成されていて、前記貫通孔が改質剤を溶融状態で押し出す改質剤押出部とされると共に、前記貫通孔に周方向に隣接するパイプの外周面が前記解束部とされているとよい。

なお、好ましくは、前記パイプは、外周面に沿って水平方向から上方０°〜９０°の範囲に、前記貫通孔を有しているとよい。
なお、好ましくは、前記貫通孔は、前記パイプの軸心に沿って形成されたスリット状に形成されているとよい。
なお、好ましくは、前記樹脂被覆部は、熱可塑性樹脂を溶融状態で貯留する樹脂槽を有しており、前記改質剤被覆部は、前記樹脂槽の中に導入される前の強化繊維束に改質剤を被覆できるように、樹脂槽の外側に設けられていて、前記強化繊維束を改質剤被覆部に次いで樹脂槽に入るように配設しているとよい。

なお、好ましくは、前記樹脂被覆部は、熱可塑性樹脂を溶融状態で貯留する樹脂槽を有しており、前記改質剤被覆部は、前記樹脂槽の中に導入された強化繊維束に、溶融状態の熱可塑性樹脂の中で改質剤を被覆できるように、樹脂槽の内部に設けられていて、前記強化繊維束を樹脂槽に次いで改質剤被覆部に入るように配設しているとよい。
一方、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法は、熱可塑性樹脂との密着性を向上させる改質剤を強化繊維束に被覆し、改質剤が被覆された強化繊維束の表面に熱可塑性樹脂を溶融状態で被覆することにより熱可塑性樹脂で強化されたストランドを製造する長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法であって、前記改質剤を強化繊維束の表面に被覆するに際しては、前記強化繊維束を広げるように解束し、解束された強化繊維束に対して、この強化繊維束を広げた方向全域に亘って改質剤を溶融状態で押し出すことを特徴とする。

本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法によれば、強化繊維束の表面を必要最低限の量の改質剤でムラなく被覆して、成形品にした際に熱可塑性樹脂中に強化繊維を均等に分散させることができる。

第１実施形態の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置を示す斜視図である。 第１実施形態の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置に設けられる改質剤被覆部の断面図である。 （ａ）は改質剤被覆部を拡大して示した斜視図であり、（ｂ）は改質剤被覆部の幅調整手段を示した図である。 （ａ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。 第２実施形態の製造装置に設けられる改質剤被覆部の断面図である。

「第１実施形態」
以下、本発明に係る長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法を、図面に基づき詳しく説明する。
図１に示されるように、長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置（以下、単に製造装置１という）は、強化繊維束Ｆが巻き回された複数の原糸スプール２と、原料である熱可塑性樹脂（以下、樹脂という）を混練溶解させる混練押出機３と、原糸スプール２から送り出された強化繊維束Ｆに混練押出機３で可塑化された樹脂を被覆する樹脂被覆部４とを備えている。また、製造装置１は、樹脂被覆部４で樹脂が被覆された強化繊維束Ｆ（ストランド）を冷却する冷却装置５と、冷却装置５の下流側に配備されてストランドを引き取る引取装置６とを備えている。

原糸スプール２は強化繊維束Ｆの線材が巻き回されたものである。強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミドなどの有機合成樹脂、鋼線などの金属繊維を用いることができ、本実施形態ではこの強化繊維束Ｆとしてガラスロービングが用いられている。ガラスロービングは、直径４〜３０μｍのガラスモノフィラメントをロービング番手が１０００〜４０００ｔｅｘとなるように複数集束して円筒状に巻き取ったものであり、本実施形態ではこのガラスロービングが巻き回された原糸スプール２が３巻備えられている。

混練押出機３は、内部が空洞とされたチャンバ内に混練翼を備えたスクリュシャフト（図示略）を回転自在に備えており、ホッパから投入された樹脂の原料を溶解して可塑化している。可塑化された樹脂は樹脂被覆部４に送られ、原糸スプール２から送られてきた強化繊維束Ｆの周囲に樹脂被覆部４で熱可塑性樹脂の被覆が行われる。
混練押出機３に供給される樹脂（強化繊維を被覆する樹脂）としては、ポリプロピレンやポリエチレンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートのようなポリエステル系樹脂、ナイロンのようなポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール、またはポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性の樹脂であり、本実施形態ではポリプロピレンを主体とする樹脂が用いられている。

樹脂には、シランカップリング剤（強化繊維に対する接着性向上剤）、反応性希釈剤（耐衝撃性等のペレットの機械的特性を改善する添加剤）、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、充填剤、または着色用顔料などを適宜加えることもできる。
樹脂被覆部４は、上下方向に沿う軸心回りに円筒状に形成された樹脂槽７を備えている。樹脂槽７の内部は中空とされており、混練押出機３で可塑化された樹脂が貯められている。樹脂槽７の上端は上方に向かって開口しており、この開口から貯められた樹脂内に強化繊維束Ｆを引き込めるようになっている。

図２に示すように、樹脂槽７の内部には、上下方向に距離をあけて複数（本実施形態では３本）の含浸ロール８が設けられており、これらの含浸ロール８を順に通過する間に上端の開口から引き込まれた強化繊維束Ｆがほどけて内部に可塑化された樹脂が含浸される構造となっている。樹脂槽７の下端側には、樹脂が含浸させられた強化繊維束Ｆを外部に引き抜く出口が形成されており、この出口には強化繊維の周りに樹脂を賦形してストランドを形成するダイスが設けられている。

冷却装置５は、樹脂槽７から引き抜かれたストランドを冷却するものであり、樹脂槽７の下流側に配備されている。冷却装置５は、内部に冷却水が貯められた水槽であり、ストランドの表面に被覆された可塑状態にある樹脂を冷却水中に導いて冷却できるようになっている。冷却装置５で冷却されたストランドは、引取装置６に送られる。
引取装置６は、互いに外周面で接触する上下一対の引取ロール９、１０を有している。これら上下一対の引取ロール９、１０は、ストランドを挟んで下流側に送り出せるように、互いに異なる回転方向に回転している。具体的には、上下一対の引取ロール９、１０は
、ストランドの引き取り方向に対して傾斜した方向を向くように配備されており、上下の引取ロール９、１０同士が互いに等しい角度で且つ異なる方向を向くようになっている。すなわち、上側の引取ロール９が引き取り方向に対して上方から見た場合に反時計回りに傾斜角だけ傾く場合には、下側の引取ロール１０は引き取り方向に対して時計回りに傾斜角だけ傾くようになっている。それゆえ、引取ロール９、１０間にストランドを挟み込むと、ストランドに対して軸心回りにねじれ方向の力が加わり、ストランドに引取ロールの傾斜角に相当する撚り角の撚りが加わることになる。

この引取ロール９、１０によって加えられる撚りは、樹脂槽７の内部に配備された一番下側の含浸ロール８よりも下流側のストランド全体に加わるため、一番下側の含浸ロール８を通過した強化繊維束Ｆに対してもダイスを通過するまでの間に撚りが生じる。その結果、ダイスから引き出されたストランドは、樹脂槽７内で撚られた強化繊維束Ｆの周りに熱可塑性樹脂が被覆されたものとなる。

このようにして得られたストランドは、ペレットに加工されたり、そのままストランドとして利用され、例えば射出成形前に溶解させられて射出成形用のマスターバッチとして用いられる。
ところで、本発明のストランドの製造装置は、上述した樹脂被覆部４に加えて、熱可塑性樹脂との密着性を向上させる改質剤Ａを強化繊維束Ｆに被覆する改質剤被覆部１１を備えていることを特徴としている。この改質剤被覆部１１は、上述した原糸スプール２と樹脂被覆部４との間に配備されており、原糸スプール２から送られてきた強化繊維束Ｆを広げるように解束する解束部１２と、解束部１２で解束された強化繊維束Ｆに対して、この強化繊維束Ｆを広げた方向全域に亘って改質剤を溶融状態で押し出す改質剤押出部１３を備えるものである。

具体的には、第１実施形態の製造装置１の改質剤被覆部１１は、改質剤Ａを溶融状態で流通させる流路を内部に備えたパイプ１４から構成されている。このパイプ１４には、上述した改質剤被覆部１１と同様な構造を有する押出機１５が接続されており、押出機１５で可塑化された改質剤Ａが供給されている。また、このパイプ１４の外周面には、パイプの外周壁を内外に貫通する貫通孔１６が形成されていて、流路を流通する改質剤Ａをパイプ１４外に導出できるようになっている。つまり、この貫通孔１６は、改質剤Ａを溶融状態で押し出す改質剤押出部１３とされており、また貫通孔１６に周方向に隣接するパイプ１４の外周面は、強化繊維束Ｆを広げるように解束する解束部１２とされている。

次に、第１実施形態の改質剤被覆部１１の構成について詳しく説明する。
図２に示すように、第１実施形態の改質剤被覆部１１は、上述したように内部に改質剤Ａを流通させる流路が形成されたパイプ１４を有している。このパイプ１４の外周面には、原糸スプール２から送り出された強化繊維束Ｆが巻き回されており、外周面に巻き回された強化繊維束Ｆに対して貫通孔１６から押し出された改質剤Ａを被覆する構成となっている。

パイプ１４は、水平方向に軸心を設けるようにして配備されており、上下に１本ずつ、合わせて２本設けられている。これら上下一対のパイプ１７、１８は、強化繊維束Ｆを巻き回す側面がそれぞれ異なるようになっている。図例では、上側のパイプ１７で強化繊維束Ｆの一方の側面（原糸スプール２に面する側とは反対側）に対して改質剤Ａを被覆し、下側のパイプ１８で他方の側面（原糸スプール２に面する側）に改質剤Ａを被覆しており、強化繊維束Ｆのそれぞれの側面に対して改質剤Ａを２回に分けて被覆できるようになっている。

図２及び図３（ａ）に示すように、それぞれのパイプ１７、１８は、両端が閉鎖された円筒状のパイプ本体１９と、パイプ本体１９の両端側に外嵌状に配備されたカラー部材２０と、パイプ本体１９の内部に改質剤Ａを供給する改質剤供給管２１とを有している。
パイプ本体１９は、強化繊維束Ｆを巻き回せるように円筒状に形成されており、また空洞とされた内部に改質剤Ａを流通させる流路２２を有している。このパイプ本体１９の流路２２には改質剤供給管２１が接続されていて、この改質剤供給管２１を介して外部で加熱された可塑状態の改質剤Ａを流路２２に供給できるようになっている。

パイプ本体１９の外周面は、上述したように円弧状に湾曲した曲面として形成されており、この湾曲した曲面に沿って強化繊維束Ｆを巻き回せば、撚り合わされた強化繊維束Ｆを一時的に広げることができる。つまり、この外周面は、強化繊維束Ｆを解束する解束部１２とされている。具体的には、この外周面は、例えば直径が１７μｍ、２４００ｔｅｘのガラスロービングの場合であれば、曲率直径が５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の曲面として形成される。このような曲率半径を備えた曲面であれば、強化繊維束Ｆを単繊維の状態まで解きほどくことができ、解きほどかれた強化繊維束Ｆをパイプ本体１９の外周面に沿って５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に広げることが可能となる。

パイプ本体１９の外周面には、パイプ１４の軸心方向（水平方向）に沿ってスリット状の貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６は、パイプ本体１９の外周壁を内外に貫通するように形成されていて、内側の流路２２の改質剤Ａをパイプ本体１９の外側まで案内できるようになっている。
また、この貫通孔１６は、パイプ本体１９の一端側から他端側まで、軸方向の広い範囲に亘って直線状に形成されていて、パイプ本体１９の一方の端縁から他方の端縁までの広い範囲に亘って改質剤Ａを供給できるようになっている。

なお、この貫通孔１６は、パイプ本体１９の外周面における水平方向から上方０°〜９０°の範囲に形成されるのが好ましい。貫通孔１６を上述したような位置に設けるのは、次のような理由に基づいている。
例えば、図４（ａ）に示すように、強化繊維束Ｆがパイプ１４の一方側の側面（図例では右側の側面）に巻き回されている場合を考える。この場合、水平方向を基準としてパイプ１４の中心から上下に約３０°の範囲の外周面を覆うように強化繊維束Ｆが巻き回されている。それゆえ、貫通孔１６を形成する位置を、強化繊維束Ｆが巻き回されている範囲より上方、例えば図例のようにθ＝４５°に設定すれば、パイプ本体１９の外周面と強化繊維束Ｆとで囲まれた部分に改質剤Ａを供給することができる。

このようにパイプ本体１９の外周面と強化繊維束Ｆとで囲まれた部分に熱可塑性樹脂を供給すれば、可塑化された改質剤Ａにより樹脂だまりが形成され、この樹脂だまりの中を強化繊維束Ｆが通過するため、強化繊維束Ｆの周囲に均等に改質剤Ａを被覆することが可能となる。
カラー部材２０は、パイプ本体１９の外径とほぼ同じ内径を備えた円筒状の部材であり、パイプ本体１９の一端側と他端側とのそれぞれに配備されている。カラー部材２０は、パイプ本体１９の外周面に外側から遊嵌しており、パイプ本体１９の軸心方向にスライド可能となっていて、軸方向にスライドさせることにより貫通孔１６の開口幅を強化繊維束Ｆが広がる幅に調整可能となっている。

つまり、図３（ｂ）に示すように、強化繊維束Ｆの広がり幅に合わせて貫通孔１６の開口幅を広くしたい場合は、一端側に設けられたカラー部材２０と他端側に設けられたカラー部材２０とを互いに離反する方向に向かってスライドさせる。上述したように一端側のカラー部材２０も他端側のカラー部材２０もパイプ本体１９に対してこのパイプ本体１９の軸心方向にスライド可能となっており、いずれか一方、または両方をスライドさせれば両者の距離を広くすることができ、貫通孔１６の開口幅を広げることができる。また、カラー部材２０、２０同士を近接させて両者の距離を小さくすれば、貫通孔１６の開口幅を狭くすることもでき、強化繊維束Ｆの幅に合わせて貫通孔１６の開口幅を自在に調整できるようになっている。

さらに、図４（ｂ）に示すように、カラー部材２０の外周面には、カラー部材２０をパイプ本体１９に対して固定する位置決めボルト２３が設けられており、所望のスライド位置でカラー部材２０を固定すれば、貫通孔１６の開口幅を強化繊維束Ｆが広がった際の幅に合わせた上で、改質剤Ａを被覆し続けることが可能となる。
改質剤供給管２１は、外部に設けられた溶解槽（図示略）などに接続されており、溶解槽で熱可塑状態となった改質剤Ａをパイプ本体１９の内部に設けられた流路２２に供給できるようになっている。

上述したパイプ本体１９及びカラー部材２０を有するパイプ１４からなる改質剤被覆部
１１では、次のようにして強化繊維束Ｆに改質剤Ａが被覆される。
すなわち、第１実施形態の改質剤被覆部１１は、上述した円筒状のパイプ１４から構成されており、パイプ本体１９には円弧状に湾曲した外周面が形成されている。このようなパイプ本体１９に強化繊維束Ｆを巻き回すように押し付けると、強化繊維束Ｆが押し広げられて結束が解け、強化繊維束Ｆを単繊維に近い状態まで解きほどく（解束する）ことが可能となる。このようにして解束された強化繊維束Ｆは貫通孔１６が開口した部分に送られ、貫通孔１６から供給される改質剤Ａにより被覆される。

この貫通孔１６は、上述したカラー部材２０により開口幅を自由に調整可能となっており、解束されて外周面に広がった強化繊維束Ｆの一端から他端までを全幅に亘ってカバーできるようになっている。それゆえ、貫通孔１６から熱可塑状態とされた改質剤Ａを押し出せば、改質剤Ａを強化繊維束Ｆの内部に押し込むように被覆することができる。
つまり、上述した貫通孔１６は、改質剤Ａを溶融状態で押し出す改質剤押出部１３とされている。また、貫通孔１６に周方向に隣接するパイプ１４の外周面、言い換えればパイプ本体１９に形成される円弧状に湾曲した外周面は、強化繊維束Ｆを単繊維に近い状態まで解きほどく解束部１２とされている。そして、第１実施形態の改質剤被覆部１１を用いて、ストランドを製造する（改質剤Ａを強化繊維束Ｆの表面に被覆する）際には、強化繊維束Ｆを広げるように解束し、解束された強化繊維束Ｆに対して、この強化繊維束Ｆを広げた方向全域に亘って改質剤Ａを溶融状態で押し出すことにより、強化繊維束Ｆの周囲を改質剤Ａで被覆している。

このような改質剤被覆部１１を用いれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。
例えば、解束前の強化繊維束の内部には、ねじられた単繊維同士の間に空隙が残っていることがある。また、解束前の強化繊維束の表面にも、ねじられた単繊維同士の間に凹部が多数存在していることがあり、可塑状態とされた改質剤に浸漬させたり含浸させたりするだけではこのような空隙や凹部に改質剤を十分に送り込めない場合がある。

しかしながら、第１実施形態の改質剤被覆部１１であれば、上述したように改質剤Ａを強化繊維束Ｆの内部に押し込むように被覆するため、このような空隙や凹部の内部にまで可塑状態とされた改質剤Ａを送り込むことができ、凹部や空隙を残すことなく強化繊維束Ｆを改質剤Ａで被覆して、熱可塑性樹脂に対する強化繊維の分散性をさらに向上させることが可能となる。

また、可塑状態とされた改質剤に強化繊維束を浸漬させる方式（従来の改質剤の被覆方式）を採用した場合には、強化繊維束と一緒に加熱槽から持ち出される改質剤の量が多くなり、多量の改質剤を使用することでストランドの製造コストも高騰してしまう虞がある。
しかしながら、第１実施形態の改質剤被覆部１１では、貫通孔１６を挟んで解束部１２の反対側に位置するパイプ本体１９の外周面にも強化繊維束Ｆが接しており、改質剤Ａが被覆された強化繊維束Ｆがこのパイプ本体１９の外周面に接した際に改質剤Ａがしごき取られるので、浸漬方式に比べて改質剤Ａの使用量を少なくすることが可能となる。
「第２実施形態」
次に、第２実施形態の製造装置１及び製造方法について説明する。

図５に示すように、第２実施形態の製造装置１は、上述した樹脂被覆部４の樹脂槽７の内部に改質剤被覆部１１を設けたものであり、熱可塑性樹脂中に浸漬した状態のパイプ１４を改質剤被覆部１１として利用したものである。
このような改質剤被覆部１１であれば、改質剤被覆部１１と樹脂被覆部４とが同じ場所に設置されるので、装置の設置スペースをコンパクトにすることが可能となる。

なお、従来の製造装置において、熱可塑性樹脂中に浸漬したパイプを改質剤被覆部とする場合は、最初に熱可塑性樹脂が被覆された強化繊維束の上から、更に改質剤が被覆されることになるので、改質剤の被覆が不十分になる可能性がある。しかし、上述したように貫通孔１６から改質剤Ａを押し出す方式であれば、被覆された熱可塑性樹脂を通して強化繊維束Ｆの内部にまで改質剤Ａを送り込むことができるので、熱可塑性樹脂中に浸漬した
パイプ１４を改質剤被覆部４としても改質剤Ａの被覆が不十分になることはない。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ 製造装置
２ 原糸スプール
３ 混練押出機
４ 樹脂被覆部
５ 冷却装置
６ 引取装置
７ 樹脂槽
８ 含浸ロール
９ 上側の引取ロール
１０ 下側の引取ロール
１１ 改質剤被覆部
１２ 解束部
１３ 改質剤押出部
１４ パイプ
１５ 押出機
１６ 貫通孔
１７ 上側のパイプ
１８ 下側のパイプ
１９ パイプ本体
２０ カラー部材
２１ 改質剤供給管
２２ 流路
２３ 位置決めボルト
Ｆ 強化繊維束
Ａ 改質剤

Claims (7)

1. 熱可塑性樹脂との密着性を向上させる改質剤を強化繊維束に被覆する改質剤被覆部と、改質剤が被覆された強化繊維束の表面に熱可塑性樹脂を溶融状態で被覆する樹脂被覆部とを備えた長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置であって、
   前記改質剤被覆部は、前記強化繊維束を広げるように解束する解束部と、前記解束部で解束された強化繊維束に対して、この強化繊維束を広げた方向全域に亘って改質剤を溶融状態で押し出す改質剤押出部と、を備えることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。
2. 前記改質剤被覆部は、前記改質剤を溶融状態で流通させる流路を内部に備えたパイプから構成されており、
   前記パイプの外周面には、パイプの外周壁を内外に貫通して前記流路を流通する改質剤をパイプ外に導出する貫通孔が形成されていて、
   前記貫通孔が改質剤を溶融状態で押し出す改質剤押出部とされると共に、前記貫通孔に周方向に隣接するパイプの外周面が前記解束部とされていることを特徴とする請求項１に記載の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。
3. 前記パイプは、外周面に沿って水平方向から上方０°〜９０°の範囲に、前記貫通孔を有していることを特徴とする請求項２に記載された長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。
4. 前記貫通孔は、前記パイプの軸心に沿って形成されたスリット状に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載された長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。
5. 前記樹脂被覆部は、熱可塑性樹脂を溶融状態で貯留する樹脂槽を有しており、
   前記改質剤被覆部は、前記樹脂槽の中に導入される前の強化繊維束に改質剤を被覆できるように、樹脂槽の外側に設けられていて、
   前記強化繊維束を改質剤被覆部に次いで樹脂槽に入るように配設していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。
6. 前記樹脂被覆部は、熱可塑性樹脂を溶融状態で貯留する樹脂槽を有しており、
   前記改質剤被覆部は、前記樹脂槽の中に導入された強化繊維束に、溶融状態の熱可塑性樹脂の中で改質剤を被覆できるように、樹脂槽の内部に設けられていて、
   前記強化繊維束を樹脂槽に次いで改質剤被覆部に入るように配設していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。
7. 熱可塑性樹脂との密着性を向上させる改質剤を強化繊維束に被覆し、改質剤が被覆された強化繊維束の表面に熱可塑性樹脂を溶融状態で被覆することにより熱可塑性樹脂で強化されたストランドを製造する長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法であって、
   前記改質剤を強化繊維束の表面に被覆するに際しては、前記強化繊維束を広げるように解束し、解束された強化繊維束に対して、この強化繊維束を広げた方向全域に亘って改質剤を溶融状態で押し出すことを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法。