JP3415261B2 - 長繊維強化樹脂構造物の製造方法 - Google Patents
長繊維強化樹脂構造物の製造方法Info
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- JP3415261B2 JP3415261B2 JP09689394A JP9689394A JP3415261B2 JP 3415261 B2 JP3415261 B2 JP 3415261B2 JP 09689394 A JP09689394 A JP 09689394A JP 9689394 A JP9689394 A JP 9689394A JP 3415261 B2 JP3415261 B2 JP 3415261B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
- B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
- B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長繊維強化樹脂構造物
の製造方法に関する。さらに詳しくは、含浸ダイである
クロスヘッドダイを用いて連続繊維束に溶融樹脂を含浸
させるに際し、ダイ内を通過中の連続繊維束を表面更新
させ、クロスヘッドダイ内で溶融樹脂の含浸状態を一層
均一にするようにした、長繊維強化樹脂構造物の製造方
法に関する。
の製造方法に関する。さらに詳しくは、含浸ダイである
クロスヘッドダイを用いて連続繊維束に溶融樹脂を含浸
させるに際し、ダイ内を通過中の連続繊維束を表面更新
させ、クロスヘッドダイ内で溶融樹脂の含浸状態を一層
均一にするようにした、長繊維強化樹脂構造物の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】平行に整列された繊維束とこれに含浸さ
れた樹脂から成る長繊維強化樹脂構造物は、主に長軸ペ
レット状に製造され、機械的強度を要求される種々の成
形品に用いられている。前記構造物としては、代表的に
は連続ガラス繊維束をクロスヘッドダイ内の通路に通
し、ダイ内においてこれに溶融樹脂を含浸させ、その後
賦形ダイにより所望の形状、例えば前記のようなペレッ
ト状に賦形して製造される。このような技術は例えば米
国特許４，４３９，３８７号や特開平３−２７２８３０
号公報などに開示されている。
れた樹脂から成る長繊維強化樹脂構造物は、主に長軸ペ
レット状に製造され、機械的強度を要求される種々の成
形品に用いられている。前記構造物としては、代表的に
は連続ガラス繊維束をクロスヘッドダイ内の通路に通
し、ダイ内においてこれに溶融樹脂を含浸させ、その後
賦形ダイにより所望の形状、例えば前記のようなペレッ
ト状に賦形して製造される。このような技術は例えば米
国特許４，４３９，３８７号や特開平３−２７２８３０
号公報などに開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記文
献に開示されている製造方法においては、クロスヘッド
ダイ内の屈曲部と連続繊維束との接触により、ある程度
連続繊維束断面が偏平になったりするものの、ダイ屈曲
部の接触面で連続繊維束の進行方向に垂直な方向には連
続繊維束は実質的には動くことが無く、従って連続繊維
束の内部の繊維と表面の繊維との入れ替わり（表面更
新）も不十分であった。このため、連続繊維束の径方向
や周方向に溶融樹脂の含浸むらが生じるなどの問題点が
あった。この様な溶融樹脂の含浸むらがあると、未含浸
繊維部分の残存により、製造工程中に繊維束を構成する
繊維が破断し、毛羽立ちを招き、最終的には製造装置内
における糸切れを引き起こしたり、製品であるペレット
等に毛玉を生じさせる原因となり、またこの様な製品を
原料とした成形品に品質上の欠陥を生じさせる原因とな
っていた。
献に開示されている製造方法においては、クロスヘッド
ダイ内の屈曲部と連続繊維束との接触により、ある程度
連続繊維束断面が偏平になったりするものの、ダイ屈曲
部の接触面で連続繊維束の進行方向に垂直な方向には連
続繊維束は実質的には動くことが無く、従って連続繊維
束の内部の繊維と表面の繊維との入れ替わり（表面更
新）も不十分であった。このため、連続繊維束の径方向
や周方向に溶融樹脂の含浸むらが生じるなどの問題点が
あった。この様な溶融樹脂の含浸むらがあると、未含浸
繊維部分の残存により、製造工程中に繊維束を構成する
繊維が破断し、毛羽立ちを招き、最終的には製造装置内
における糸切れを引き起こしたり、製品であるペレット
等に毛玉を生じさせる原因となり、またこの様な製品を
原料とした成形品に品質上の欠陥を生じさせる原因とな
っていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、連続繊維
束をクロスヘッドダイに通過させながら溶融樹脂を含浸
させる長繊維強化樹脂構造物の製造において、上記課題
を解決するため鋭意研究した結果、クロスヘッド内のダ
イ屈曲部の形状や設置条件等を改善することが極めて有
効であることを見出し、本発明に到達した。
束をクロスヘッドダイに通過させながら溶融樹脂を含浸
させる長繊維強化樹脂構造物の製造において、上記課題
を解決するため鋭意研究した結果、クロスヘッド内のダ
イ屈曲部の形状や設置条件等を改善することが極めて有
効であることを見出し、本発明に到達した。
【０００５】すなわち本発明の第一は、クロスヘッドダ
イ内に設けられた全体の平面形状が矩形または正方形の
通路であって、前記通路はその進行方向に沿って上下方
向に一定の高さに蛇行し、前記蛇行によって形成される
複数のダイ屈曲部の各稜線が直線状である通路に、連続
繊維束を連続的に引き抜きながら通過させると共に、溶
融樹脂を前記通路内に吐出させ、通過中の前記連続繊維
束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構造物の製造
方法において、連続繊維束と接触する少なくとも１個の
ダイ屈曲部の稜線と前記通路の幅方向とのなす角度θが
０゜を超え４５゜以下となるような稜線を有するダイ屈
曲部に前記連続繊維束を通過させることを特徴とする長
繊維強化樹脂構造物の製造方法である。また本発明の第
二は、クロスヘッドダイ内に設けられた全体の平面形状
が矩形または正方形の通路であって、前記通路はその進
行方向に沿って上下方向に一定の高さに蛇行し、前記通
路内に連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過させる
と共に、溶融樹脂を前記通路内に吐出させ、通過中の前
記連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構
造物の製造方法において、前記蛇行によって形成され、
一連続繊維束と相隣合って接触する少なくとも２個のダ
イ屈曲部の各稜線が折れ線状であり、かつ各折れ線々分
と前記通路の幅方向のなす角度θが０゜を超え４５゜以
下であり、さらに一連続繊維束と相隣合って接触する二
本の折れ線状稜線々分と通路の幅方向とのなす角度θが
互いに逆方向に形成されるような折れ線状の稜線を有す
るダイ屈曲部に連続繊維束を通過させることを特徴とす
る長繊維強化樹脂構造物の製造方法である。また本発明
の第三は、クロスヘッドダイ内に設けられた全体の平面
形状が矩形または正方形の通路であって、前記通路はそ
の進行方向に沿って上下方向に蛇行し、その蛇行によっ
て形成される複数のダイ屈曲部の各稜線が直線状である
通路に、連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過させ
ると共に、溶融樹脂を通路内に吐出させ、通過中の前記
連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構造
物の製造方法において、連続繊維束と接触する少なくと
も１個のダイ屈曲部の稜線が勾配を有するダイ屈曲部に
連続繊維束を通過させることを特徴とする長繊維強化樹
脂構造物の製造方法である。さらに本発明の第四は、水
平通路または上下に蛇行する通路を有するクロスヘッド
ダイ内に連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過させ
ると共に、溶融樹脂を通路内に吐出させ、通過中の前記
連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構造
物の製造方法において、通路の上側内面または下側内面
の少なくとも一方に、連続繊維束とランダムに接触する
多数の凹凸部をランダムに設け、前記連続繊維束を通過
させることを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造方
法である。
イ内に設けられた全体の平面形状が矩形または正方形の
通路であって、前記通路はその進行方向に沿って上下方
向に一定の高さに蛇行し、前記蛇行によって形成される
複数のダイ屈曲部の各稜線が直線状である通路に、連続
繊維束を連続的に引き抜きながら通過させると共に、溶
融樹脂を前記通路内に吐出させ、通過中の前記連続繊維
束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構造物の製造
方法において、連続繊維束と接触する少なくとも１個の
ダイ屈曲部の稜線と前記通路の幅方向とのなす角度θが
０゜を超え４５゜以下となるような稜線を有するダイ屈
曲部に前記連続繊維束を通過させることを特徴とする長
繊維強化樹脂構造物の製造方法である。また本発明の第
二は、クロスヘッドダイ内に設けられた全体の平面形状
が矩形または正方形の通路であって、前記通路はその進
行方向に沿って上下方向に一定の高さに蛇行し、前記通
路内に連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過させる
と共に、溶融樹脂を前記通路内に吐出させ、通過中の前
記連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構
造物の製造方法において、前記蛇行によって形成され、
一連続繊維束と相隣合って接触する少なくとも２個のダ
イ屈曲部の各稜線が折れ線状であり、かつ各折れ線々分
と前記通路の幅方向のなす角度θが０゜を超え４５゜以
下であり、さらに一連続繊維束と相隣合って接触する二
本の折れ線状稜線々分と通路の幅方向とのなす角度θが
互いに逆方向に形成されるような折れ線状の稜線を有す
るダイ屈曲部に連続繊維束を通過させることを特徴とす
る長繊維強化樹脂構造物の製造方法である。また本発明
の第三は、クロスヘッドダイ内に設けられた全体の平面
形状が矩形または正方形の通路であって、前記通路はそ
の進行方向に沿って上下方向に蛇行し、その蛇行によっ
て形成される複数のダイ屈曲部の各稜線が直線状である
通路に、連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過させ
ると共に、溶融樹脂を通路内に吐出させ、通過中の前記
連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構造
物の製造方法において、連続繊維束と接触する少なくと
も１個のダイ屈曲部の稜線が勾配を有するダイ屈曲部に
連続繊維束を通過させることを特徴とする長繊維強化樹
脂構造物の製造方法である。さらに本発明の第四は、水
平通路または上下に蛇行する通路を有するクロスヘッド
ダイ内に連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過させ
ると共に、溶融樹脂を通路内に吐出させ、通過中の前記
連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂構造
物の製造方法において、通路の上側内面または下側内面
の少なくとも一方に、連続繊維束とランダムに接触する
多数の凹凸部をランダムに設け、前記連続繊維束を通過
させることを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造方
法である。
【０００６】
【作用】本発明によれば、稜線が通路の進行方向に対し
て傾斜しているダイ屈曲部、または稜線が勾配を有して
いるか、あるいは多数の凹凸部をランダムに設けた通路
部分に前記連続繊維束を通過させることにより、ダイ屈
曲部や凹凸部の接触面上でその進行方向に対して垂直方
向に力を受ける結果、繊維束の表面更新が促進され、溶
融樹脂の含浸が容易になり、繊維束の径方向や周方向へ
の溶融樹脂の均一含浸性が向上する。
て傾斜しているダイ屈曲部、または稜線が勾配を有して
いるか、あるいは多数の凹凸部をランダムに設けた通路
部分に前記連続繊維束を通過させることにより、ダイ屈
曲部や凹凸部の接触面上でその進行方向に対して垂直方
向に力を受ける結果、繊維束の表面更新が促進され、溶
融樹脂の含浸が容易になり、繊維束の径方向や周方向へ
の溶融樹脂の均一含浸性が向上する。
【０００７】以下、図面を参照して本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【０００８】図１は本発明の長繊維強化樹脂構造物の製
造方法に使用される製造工程全体の概略を例示したもの
である。図中、ロービング１から連続繊維束２が引き出
される。この連続繊維束２としては、例えばガラス繊
維、炭素繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維等の高
融点繊維等またはこれらの組み合わせが使用でき、ロー
ビング、ヤーン等の連続繊維が使用できる。引き出され
た連続繊維束２は、クロスヘッドダイ３の通路５の入口
６に導かれる。なお前記連続繊維束２はクロスヘッドダ
イ３内に導かれる前に、解繊しておくことが好ましい。
解繊条件を適当に設定することにより、連続繊維束の解
繊程度を未解繊状態から十分な解繊状態まで制御するこ
とが出来るが、より十分に解繊させることが好ましい。
造方法に使用される製造工程全体の概略を例示したもの
である。図中、ロービング１から連続繊維束２が引き出
される。この連続繊維束２としては、例えばガラス繊
維、炭素繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維等の高
融点繊維等またはこれらの組み合わせが使用でき、ロー
ビング、ヤーン等の連続繊維が使用できる。引き出され
た連続繊維束２は、クロスヘッドダイ３の通路５の入口
６に導かれる。なお前記連続繊維束２はクロスヘッドダ
イ３内に導かれる前に、解繊しておくことが好ましい。
解繊条件を適当に設定することにより、連続繊維束の解
繊程度を未解繊状態から十分な解繊状態まで制御するこ
とが出来るが、より十分に解繊させることが好ましい。
【０００９】前記クロスヘッドダイ３には、ダイ３の上
下ほぼ中央部に、全体の平面形状が矩形または正方形の
通路５が形成されている。図１では、クロスヘッドダイ
３には一本の連続繊維束２のみ示しているが、実際には
図面に垂直の奥行き方向（通路の幅方向と同じ）に連続
繊維束２が多数平行して通過し、これらに対し同時に含
浸を行うことができるようになっている。通路５は、通
路入口６付近で直線状であるが、途中から上下方向に蛇
行している。上下方向の蛇行順序はとくに制限はない。
また溶融樹脂は溶融樹脂供給路４を経由して通路内の吐
出位置４´に吐出供給され、連続繊維束はクロスヘッド
ダイ３内の通路を通過する間に、溶融樹脂により含浸さ
れる。溶融樹脂の供給は、図１では上側からの例である
が、下側からであってもよく、また溶融樹脂供給路４は
複数個所でもよい。
下ほぼ中央部に、全体の平面形状が矩形または正方形の
通路５が形成されている。図１では、クロスヘッドダイ
３には一本の連続繊維束２のみ示しているが、実際には
図面に垂直の奥行き方向（通路の幅方向と同じ）に連続
繊維束２が多数平行して通過し、これらに対し同時に含
浸を行うことができるようになっている。通路５は、通
路入口６付近で直線状であるが、途中から上下方向に蛇
行している。上下方向の蛇行順序はとくに制限はない。
また溶融樹脂は溶融樹脂供給路４を経由して通路内の吐
出位置４´に吐出供給され、連続繊維束はクロスヘッド
ダイ３内の通路を通過する間に、溶融樹脂により含浸さ
れる。溶融樹脂の供給は、図１では上側からの例である
が、下側からであってもよく、また溶融樹脂供給路４は
複数個所でもよい。
【００１０】溶融樹脂が含浸された連続繊維束２は通路
出口７からクロスヘッドダイ３を抜け、引き取りロール
８により引き取られると共にペレタイザー９によりペレ
ット１０とされる。
出口７からクロスヘッドダイ３を抜け、引き取りロール
８により引き取られると共にペレタイザー９によりペレ
ット１０とされる。
【００１１】図２は本発明の第一の説明図であり、図２
（Ａ）はダイの通路でクロスヘッドダイを分離した下側
ダイ割り型を通路の進行方向に垂直な面で切断したとき
の一部断面図であり、図２（Ｂ）は稜線の位置のみを示
した図２（Ａ）の平面図である。いずれも、ダイ屈曲部
の谷底の線は省略してある。図は、ダイ屈曲部の稜線と
通路の幅方向とのなす角度θが０゜を超え４５゜以下と
なるような稜線２１を有するダイ屈曲部（以下、傾斜屈
曲部という）２０が１個のみ設けられ、残りは、ダイ屈
曲部の稜線と前記通路の幅方向のなす角度が傾斜してい
ない屈曲部２２，２３とそれらの稜線２４，２５を設け
た場合を示す。傾斜屈曲部の稜線と通路幅方向のなす角
度θは、好ましくは１〜３０゜の範囲、好ましくは１〜
２０゜の範囲、特に好ましくは１〜１０゜の範囲であ
る。またこの様な傾斜屈曲部は図１に示す溶融樹脂の吐
出位置４´よりも通路の上流側でも構わないが、下流側
（通路出口７に近い側）に設置されることが好ましい。
（Ａ）はダイの通路でクロスヘッドダイを分離した下側
ダイ割り型を通路の進行方向に垂直な面で切断したとき
の一部断面図であり、図２（Ｂ）は稜線の位置のみを示
した図２（Ａ）の平面図である。いずれも、ダイ屈曲部
の谷底の線は省略してある。図は、ダイ屈曲部の稜線と
通路の幅方向とのなす角度θが０゜を超え４５゜以下と
なるような稜線２１を有するダイ屈曲部（以下、傾斜屈
曲部という）２０が１個のみ設けられ、残りは、ダイ屈
曲部の稜線と前記通路の幅方向のなす角度が傾斜してい
ない屈曲部２２，２３とそれらの稜線２４，２５を設け
た場合を示す。傾斜屈曲部の稜線と通路幅方向のなす角
度θは、好ましくは１〜３０゜の範囲、好ましくは１〜
２０゜の範囲、特に好ましくは１〜１０゜の範囲であ
る。またこの様な傾斜屈曲部は図１に示す溶融樹脂の吐
出位置４´よりも通路の上流側でも構わないが、下流側
（通路出口７に近い側）に設置されることが好ましい。
【００１２】図２（Ｃ）は本発明の第一の好ましい態様
を示したもので、一連続繊維束と相隣合って接触する少
なくとも２個のダイ屈曲部の稜線と通路の幅方向とのな
す角度θがそれぞれ０゜を超え４５゜以下であり、かつ
前記複数の角度θが通路の進行方向に対して互いに逆方
向に形成されるような稜線を有するダイ屈曲部に連続繊
維束を通過させる場合を示す。図２（Ｃ）は上側と下側
のダイ割り型の連続繊維束と接触するダイ屈曲部の稜線
の位置のみを併せて平面図として示したものであり、２
６が例えば下側ダイ割り型の前記稜線とすると、２７は
上側ダイ割り型の前記稜線、２８は下側ダイ割り型の前
記稜線となる。一連続繊維束は２６，２７，２８の傾斜
屈曲部を通過する際、進行方向に垂直の屈曲部面上を、
互いに逆の方向に移動しようとする力が働くので、これ
により表面更新がなされる。
を示したもので、一連続繊維束と相隣合って接触する少
なくとも２個のダイ屈曲部の稜線と通路の幅方向とのな
す角度θがそれぞれ０゜を超え４５゜以下であり、かつ
前記複数の角度θが通路の進行方向に対して互いに逆方
向に形成されるような稜線を有するダイ屈曲部に連続繊
維束を通過させる場合を示す。図２（Ｃ）は上側と下側
のダイ割り型の連続繊維束と接触するダイ屈曲部の稜線
の位置のみを併せて平面図として示したものであり、２
６が例えば下側ダイ割り型の前記稜線とすると、２７は
上側ダイ割り型の前記稜線、２８は下側ダイ割り型の前
記稜線となる。一連続繊維束は２６，２７，２８の傾斜
屈曲部を通過する際、進行方向に垂直の屈曲部面上を、
互いに逆の方向に移動しようとする力が働くので、これ
により表面更新がなされる。
【００１３】図３は本発明の第二の態様を示したもの
で、第一の好ましい態様の変形であり、一連続繊維束と
相隣合って接触する少なくとも２個のダイ屈曲部の各稜
線が折れ線状であり、かつ各折れ線々分と前記通路の幅
方向のなす角度θが０゜を超え４５゜以下であり、さら
に一連続繊維束と相隣合って接触する二本の折れ線状稜
線々分と通路の幅方向とのなす角度θが互いに逆方向に
形成されるような折れ線状の稜線を有するダイ屈曲部に
連続繊維束を通過させることを特徴とする。図３は、図
２（Ｃ）と同様に、上側と下側のダイ割り型の連続繊維
束と接触するダイ屈曲部の稜線の位置のみを併せて平面
図として示したものであり、２９が例えば下側ダイ割り
型の前記稜線とすると、３０は上側ダイ割り型の前記稜
線、３１は下側ダイ割り型の前記稜線となる。一連続繊
維束は稜線２９，３０，３１を有する傾斜屈曲部を通過
する際、進行方向に垂直の屈曲部面上を、互いに逆の方
向に移動しようとする力が働くので、これにより表面更
新がなされる。これらのこの様な傾斜屈曲部は図１に示
す溶融樹脂の吐出位置４´よりも通路の下流側（通路出
口７に近い側）に設置されることが好ましい。
で、第一の好ましい態様の変形であり、一連続繊維束と
相隣合って接触する少なくとも２個のダイ屈曲部の各稜
線が折れ線状であり、かつ各折れ線々分と前記通路の幅
方向のなす角度θが０゜を超え４５゜以下であり、さら
に一連続繊維束と相隣合って接触する二本の折れ線状稜
線々分と通路の幅方向とのなす角度θが互いに逆方向に
形成されるような折れ線状の稜線を有するダイ屈曲部に
連続繊維束を通過させることを特徴とする。図３は、図
２（Ｃ）と同様に、上側と下側のダイ割り型の連続繊維
束と接触するダイ屈曲部の稜線の位置のみを併せて平面
図として示したものであり、２９が例えば下側ダイ割り
型の前記稜線とすると、３０は上側ダイ割り型の前記稜
線、３１は下側ダイ割り型の前記稜線となる。一連続繊
維束は稜線２９，３０，３１を有する傾斜屈曲部を通過
する際、進行方向に垂直の屈曲部面上を、互いに逆の方
向に移動しようとする力が働くので、これにより表面更
新がなされる。これらのこの様な傾斜屈曲部は図１に示
す溶融樹脂の吐出位置４´よりも通路の下流側（通路出
口７に近い側）に設置されることが好ましい。
【００１４】本発明による第三の長繊維強化樹脂構造物
の製造方法は、クロスヘッドダイ内に設けられた全体の
平面形状が矩形または正方形の通路であって、前記通路
はその進行方向に沿って上下方向に蛇行し、その蛇行に
よって形成される複数のダイ屈曲部の各稜線が直線状で
ある通路に、連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過
させると共に、溶融樹脂を通路内に吐出させ、通過中の
前記連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂
構造物の製造方法において、連続繊維束と接触する少な
くとも１個のダイ屈曲部の稜線が勾配を有するダイ屈曲
部（以下、稜線勾配のある屈曲部と称す）に連続繊維束
を通過させることを特徴とする。
の製造方法は、クロスヘッドダイ内に設けられた全体の
平面形状が矩形または正方形の通路であって、前記通路
はその進行方向に沿って上下方向に蛇行し、その蛇行に
よって形成される複数のダイ屈曲部の各稜線が直線状で
ある通路に、連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過
させると共に、溶融樹脂を通路内に吐出させ、通過中の
前記連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂
構造物の製造方法において、連続繊維束と接触する少な
くとも１個のダイ屈曲部の稜線が勾配を有するダイ屈曲
部（以下、稜線勾配のある屈曲部と称す）に連続繊維束
を通過させることを特徴とする。
【００１５】図４には、ダイの通路でクロスヘッドダイ
を分離し、通路の下側ダイ割り型に稜線勾配のある屈曲
部３２，３３，３４，３５が互いに逆方向の勾配を有し
ながら相隣合って設けた場合を示す。図４（Ａ）は下側
ダイ割り型の一部断面図であり、図４（Ｂ）はそれらの
勾配のある稜線３６，３７，３８，３９の位置のみを示
した図４（Ａ）の平面図である。この場合、上側ダイ割
り型も下側と同様であり、但し両者が嵌合できる形で通
路を形成するような稜線勾配のある屈曲部からなるもの
が好ましい。前記勾配としては１〜３０゜の範囲、さら
に好ましくは１〜２０゜の範囲、特には１〜１０゜の範
囲であることが好ましい。またこの様な稜線勾配のある
屈曲部は、図１に示す溶融樹脂の吐出位置４´よりも通
路の下流側（通路出口７に近い側）に設置されることが
好ましい。この様な稜線勾配のある屈曲部を、好ましく
は複数の稜線勾配のある屈曲部を通過することにより、
連続繊維束は進行方向に対して垂直方向で互いに逆方向
に移動しようとする力が働くので、表面更新される。
を分離し、通路の下側ダイ割り型に稜線勾配のある屈曲
部３２，３３，３４，３５が互いに逆方向の勾配を有し
ながら相隣合って設けた場合を示す。図４（Ａ）は下側
ダイ割り型の一部断面図であり、図４（Ｂ）はそれらの
勾配のある稜線３６，３７，３８，３９の位置のみを示
した図４（Ａ）の平面図である。この場合、上側ダイ割
り型も下側と同様であり、但し両者が嵌合できる形で通
路を形成するような稜線勾配のある屈曲部からなるもの
が好ましい。前記勾配としては１〜３０゜の範囲、さら
に好ましくは１〜２０゜の範囲、特には１〜１０゜の範
囲であることが好ましい。またこの様な稜線勾配のある
屈曲部は、図１に示す溶融樹脂の吐出位置４´よりも通
路の下流側（通路出口７に近い側）に設置されることが
好ましい。この様な稜線勾配のある屈曲部を、好ましく
は複数の稜線勾配のある屈曲部を通過することにより、
連続繊維束は進行方向に対して垂直方向で互いに逆方向
に移動しようとする力が働くので、表面更新される。
【００１６】本発明による第四の長繊維強化樹脂構造物
の製造方法は、通路の上下内面の少なくとも一方に、連
続繊維束とランダムに接触する多数の凹凸部をランダム
に設けた通路部分に前記連続繊維束を通過させることを
特徴とする。前記凹凸部をランダムに設ける通路として
は、通路が水平になっているクロスヘッドダイでもよよ
く、あるいは通路が上下に蛇行しているクロスヘッドダ
イでもよい。後者の場合は、凹凸部の設置位置として
は、通路が水平になっている個所でもよく、あるいは蛇
行による屈曲部でもよい。各々の凹凸部の形状として
は、滑らかな山状でもよいし、だいこんおろし具の表面
のように鋭い山状でも構わない。
の製造方法は、通路の上下内面の少なくとも一方に、連
続繊維束とランダムに接触する多数の凹凸部をランダム
に設けた通路部分に前記連続繊維束を通過させることを
特徴とする。前記凹凸部をランダムに設ける通路として
は、通路が水平になっているクロスヘッドダイでもよよ
く、あるいは通路が上下に蛇行しているクロスヘッドダ
イでもよい。後者の場合は、凹凸部の設置位置として
は、通路が水平になっている個所でもよく、あるいは蛇
行による屈曲部でもよい。各々の凹凸部の形状として
は、滑らかな山状でもよいし、だいこんおろし具の表面
のように鋭い山状でも構わない。
【００１７】図５には、ダイの通路でクロスヘッドダイ
を分離し、通路の下側ダイ割り型の水平部分に前記凹凸
部をランダムに設け、連続繊維束が通過している様子の
斜視図を示す。連続繊維束をこの様な凹凸部に通過させ
ることにより、連続繊維束は凹凸部の斜面等に接触しジ
グザグになりながら進行するので、その表面更新がなさ
れる。
を分離し、通路の下側ダイ割り型の水平部分に前記凹凸
部をランダムに設け、連続繊維束が通過している様子の
斜視図を示す。連続繊維束をこの様な凹凸部に通過させ
ることにより、連続繊維束は凹凸部の斜面等に接触しジ
グザグになりながら進行するので、その表面更新がなさ
れる。
【００１８】連続繊維束４に含浸される樹脂としては、
熱可塑性樹脂のみならず、硬化前の熱硬化性樹脂でもよ
いが、好ましくは前者である。例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン、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等のポリエステ
ル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミ
ド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタ
ン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルアミド、ポリエーテルイミド等のその他の熱可塑
性樹脂およびこれらの組み合わせが使用できる。これら
の樹脂の分子量としては、繊維に含浸した場合、適当な
繊維強化効果を発揮するものであれば特に制限はない。
これらの樹脂には、樹脂構造物の用途、使用条件に応じ
て各種の添加剤、例えば酸化防止剤、帯電防止剤、潤滑
剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、難燃焼助剤、結晶化促進
剤、着色剤等を配合することもできる。
熱可塑性樹脂のみならず、硬化前の熱硬化性樹脂でもよ
いが、好ましくは前者である。例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン、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等のポリエステ
ル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミ
ド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタ
ン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリスルフォン、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルアミド、ポリエーテルイミド等のその他の熱可塑
性樹脂およびこれらの組み合わせが使用できる。これら
の樹脂の分子量としては、繊維に含浸した場合、適当な
繊維強化効果を発揮するものであれば特に制限はない。
これらの樹脂には、樹脂構造物の用途、使用条件に応じ
て各種の添加剤、例えば酸化防止剤、帯電防止剤、潤滑
剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、難燃焼助剤、結晶化促進
剤、着色剤等を配合することもできる。
【００１９】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明による
長繊維強化熱可塑性樹脂構造物の製造方法によれば、ク
ロスヘッドダイ内を連続繊維束が通過する際、繊維束の
表面更新がなされる結果、溶融樹脂との均一含浸性に優
れ、繊維の破断、毛羽立ち、糸切れ等が防止でき、ペレ
ットに毛玉の発生が防止され、またこの様なペレットを
原料とした成形品の品質上の欠陥の発生を抑えることが
できることとなった。
長繊維強化熱可塑性樹脂構造物の製造方法によれば、ク
ロスヘッドダイ内を連続繊維束が通過する際、繊維束の
表面更新がなされる結果、溶融樹脂との均一含浸性に優
れ、繊維の破断、毛羽立ち、糸切れ等が防止でき、ペレ
ットに毛玉の発生が防止され、またこの様なペレットを
原料とした成形品の品質上の欠陥の発生を抑えることが
できることとなった。
【図１】本発明の長繊維強化樹脂構造物の製造方法に使
用される製造工程全体の概略図である。
用される製造工程全体の概略図である。
【図２】クロスヘッドダイ内に傾斜屈曲部を設けた場合
の割り型の一部の断面正面図（Ａ）およびその平面図
（Ｂ）示す。（Ｃ）は別の態様を示す。
の割り型の一部の断面正面図（Ａ）およびその平面図
（Ｂ）示す。（Ｃ）は別の態様を示す。
【図３】クロスヘッドダイ内に傾斜屈曲部を設けた別の
場合の割り型平面図示す。
場合の割り型平面図示す。
【図４】クロスヘッドダイ内に稜線勾配のある屈曲部を
設けた場合の割り型の正面図および平面図示す。
設けた場合の割り型の正面図および平面図示す。
【図５】クロスヘッドダイ内に凹凸部をランダムに設け
た場合の割り型の斜視図を示す。
た場合の割り型の斜視図を示す。
２ 連続繊維束
３ クロスヘッドダイ、
４ 溶融樹脂供給路
４´溶融樹脂吐出位置
５ 通路
６ 通路入口
７ 通路出口
２０ 傾斜屈曲部
２１ 傾斜屈曲部の稜線
２６〜３１ 傾斜屈曲部の稜線
３２〜３５ 稜線勾配のある屈曲部
３６〜３９ 勾配のある稜線
４０ 凹凸部
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 70/00 - 70/88
Claims (9)
- 【請求項１】 クロスヘッドダイ内に設けられた全体の
平面形状が矩形または正方形の通路であって、前記通路
はその進行方向に沿って上下方向に一定の高さに蛇行
し、前記蛇行によって形成される複数のダイ屈曲部の各
稜線が直線状である通路に、連続繊維束を連続的に引き
抜きながら通過させると共に、溶融樹脂を前記通路内に
吐出させ、通過中の前記連続繊維束に溶融樹脂を含浸さ
せる長繊維強化樹脂構造物の製造方法において、連続繊
維束と接触する少なくとも１個のダイ屈曲部の稜線と前
記通路の幅方向とのなす角度θが０゜を超え４５゜以下
となるような稜線を有するダイ屈曲部に前記連続繊維束
を通過させることを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の
製造方法。 - 【請求項２】 一連続繊維束と相隣合って接触する少な
くとも２個のダイ屈曲部の稜線と通路の幅方向とのなす
角度θがそれぞれ０゜を超え４５゜以下であり、かつ前
記θが通路の進行方向に対して互いに逆方向に形成され
るような稜線を有するダイ屈曲部に連続繊維束を通過さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の長繊
維強化樹脂構造物の製造方法。 - 【請求項３】 クロスヘッドダイ内に設けられた全体の
平面形状が矩形または正方形の通路であって、前記通路
はその進行方向に沿って上下方向に一定の高さに蛇行
し、前記通路内に連続繊維束を連続的に引き抜きながら
通過させると共に、溶融樹脂を前記通路内に吐出させ、
通過中の前記連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維
強化樹脂構造物の製造方法において、前記蛇行によって
形成され、一連続繊維束と相隣合って接触する少なくと
も２個のダイ屈曲部の各稜線が折れ線状であり、かつ各
折れ線々分と前記通路の幅方向のなす角度θが０゜を超
え４５゜以下であり、さらに一連続繊維束と相隣合って
接触する二本の折れ線状稜線々分と通路の幅方向とのな
す角度θが互いに逆方向に形成されるような折れ線状の
稜線を有するダイ屈曲部に連続繊維束を通過させること
を特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造方法。 - 【請求項４】 角度θが１〜１０゜の範囲にある請求項
１〜３のいずれかに記載の長繊維強化樹脂構造物の製造
方法。 - 【請求項５】 角度θが０゜を超え４５゜以下となるよ
うな稜線を有するダイ屈曲部が溶融樹脂の吐出位置より
も通路の下流側に設置されていることを特徴とする請求
項１〜４のいずれかに記載の長繊維強化樹脂構造物の製
造方法。 - 【請求項６】 クロスヘッドダイ内に設けられた全体の
平面形状が矩形または正方形の通路であって、前記通路
はその進行方向に沿って上下方向に蛇行し、その蛇行に
よって形成される複数のダイ屈曲部の各稜線が直線状で
ある通路に、連続繊維束を連続的に引き抜きながら通過
させると共に、溶融樹脂を通路内に吐出させ、通過中の
前記連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長繊維強化樹脂
構造物の製造方法において、連続繊維束と接触する少な
くとも１個のダイ屈曲部の稜線が勾配を有するダイ屈曲
部に連続繊維束を通過させることを特徴とする長繊維強
化樹脂構造物の製造方法。 - 【請求項７】 一連続繊維束と相隣合って接触する少な
くとも２個のダイ屈曲部の稜線が互いに逆方向の勾配を
有するダイ屈曲部に連続繊維束を通過させることを特徴
とする請求項６記載の長繊維強化樹脂構造物の製造方
法。 - 【請求項８】 稜線が勾配を有するダイ屈曲部を溶融樹
脂の吐出位置よりも通路の下流に設置されていることを
特徴とする請求項６または７記載の長繊維強化樹脂構造
物の製造方法。 - 【請求項９】 水平通路または上下に蛇行する通路を有
するクロスヘッドダイ内に連続繊維束を連続的に引き抜
きながら通過させると共に、溶融樹脂を通路内に吐出さ
せ、通過中の前記連続繊維束に溶融樹脂を含浸させる長
繊維強化樹脂構造物の製造方法において、通路の上側内
面または下側内面の少なくとも一方に、連続繊維束とラ
ンダムに接触する多数の凹凸部をランダムに設け、前記
連続繊維束を通過させることを特徴とする長繊維強化樹
脂構造物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09689394A JP3415261B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 長繊維強化樹脂構造物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09689394A JP3415261B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 長繊維強化樹脂構造物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07276515A JPH07276515A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3415261B2 true JP3415261B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=14177066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09689394A Expired - Fee Related JP3415261B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | 長繊維強化樹脂構造物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3415261B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5592775B2 (ja) * | 2010-07-01 | 2014-09-17 | ダイセルポリマー株式会社 | 炭素繊維巻きテープとその製造方法 |
| JP5705650B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2015-04-22 | ダイセルポリマー株式会社 | 無機繊維巻きテープとその製造方法 |
| JP5705651B2 (ja) * | 2010-10-27 | 2015-04-22 | ダイセルポリマー株式会社 | 炭素繊維巻きテープとその製造方法 |
| WO2013086267A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Ticona Llc | Impregnation section of die for impregnating fiber rovings |
| CN108099051B (zh) * | 2017-12-18 | 2023-07-07 | 金发科技股份有限公司 | 一种熔融浸渍设备及熔融浸渍方法 |
-
1994
- 1994-04-11 JP JP09689394A patent/JP3415261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07276515A (ja) | 1995-10-24 |
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