JP4555455B2 - 一方向繊維強化プラスチックの引抜成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補強繊維が一方向に配列された一方向繊維強化プラスチックの引抜成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から繊維強化プラスチックの製造方法として、樹脂を含浸させた補強繊維を、所定の断面形状をもつ金型を通過させ、硬化しながら連続的に引き抜くという、いわゆる連続引抜成形方法が採用されている。例えば、炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸させ、所望の断面形状の金型を通過させ、加熱硬化しながら連続的に引き抜く。この引抜成形方法は均一の断面形状をもつ一方向繊維強化プラスチックを低コストで成形する方法として注目を集めているが、一方で、この引抜成形繊維強化プラスチックは必ずしも補強繊維本来の引張強度から期待される強度が得られないといった問題があった。
【０００３】
一般に、繊維強化プラスチックの引張強度は、補強繊維の品質記録やカタログに記載されている、通常のストランド状態で測定された補強繊維の強度に対して、同プラスチック中の補強繊維の体積含有率（以下、Ｖｆとする。）をかけることにより、そのおおよそ期待される引張強度（以下、期待強度とする。）が算出される。引抜成形方法により成形された一方向繊維強化プラスチックの場合、この期待強度と実際に測定した引張強度との差が、プリプレグなどから成形される一方向繊維強化プラスチックに比べると極めて大きく、実際に測定した引張強度の方が非常に低い。
【０００４】
例えば、プリプレグから成形された一方向繊維強化プラスチックの引張強度発現率（実際の引張強度／期待強度）は通常９０％以上であるのに対して、引抜成形方法により成形された一方向繊維強化プラスチックの場合には７５％程度、ひどい場合は６０％以下にもなってしまっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は引抜成形方法で成形した場合であっても、補強繊維の特性を十分に発揮させ得る引張強度発現率の高い一方向繊維強化プラスチックと、かかる一方向繊維強化プラスチックの引抜成形方法及び引抜成形用ダイスとを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願発明者らは先ず、従来の引抜成形方法により製造された一方向繊維強化プラスチックの補強繊維配列方向の引張強度が著しく低くなる要因について検討し、引張強度発現率が低くなる原因を追求した。その結果、引張強度の低い一方向繊維強化プラスチックには補強繊維の蛇行があることが判明した。
【０００７】
具体的には、引抜成形方法により製造された一方向繊維強化プラスチックを基準長さに切断し、その基準長さの前記一方向繊維強化プラスチックの長さ方向に沿った中心線を通る基準縦断面を観察したときに、引張強度の低いプラスチックは、図５に示すように、基準縦断面の幅方向中心部分では補強繊維ｆが直線状であるのに対し、幅方向左右側縁部分では補強繊維ｆ′に蛇行が認められた。
【０００８】
更に補強繊維の蛇行と引張強度の低下との関係を詳しく調べると、引張強度の低下に影響を及ぼすのは、各補強繊維の蛇行の度合いよりも、前記基準縦断面の全面積に対する、同基準縦断面内における補強繊維の蛇行領域の面積の割合が、より大きく影響していることがわかった。すなわち図５に示すように基準縦断面内における補強繊維の蛇行領域の幅Ｗ１，Ｗ２が一定の場合には、前記基準縦断面の全幅Ｗに対する前記蛇行領域の幅Ｗ１，Ｗ２の割合が引張強度の低下に大きく影響することを見出したのである。
【０００９】
以下、基準長さをもつ前記一方向繊維強化プラスチックの長さ方向に沿った中心線を通る基準縦断面の全面積Ｓに対する補強繊維の蛇行領域の面積Ｓ′の割合を蛇行割合Ｒと定義する。すなわち、蛇行割合Ｒ＝（Ｓ′／Ｓ）×１００であり、基準縦断面の全幅Ｗと基準縦断面内における蛇行領域の幅Ｗ′とが一定の場合には、蛇行割合Ｒ＝（Ｗ′／Ｗ）×１００である。
【００１０】
かかる認識に基づき更なる検討を行った結果、本願発明に至ったものである。すなわち、引抜成形法で成形され、補強繊維が一方向に配列している一方向繊維強化プラスチックであって、基準長さをもつ前記一方向繊維強化プラスチックの長さ方向に沿った中心線を通る基準縦断面内における蛇行する補強繊維の上記式に基づく蛇行割合Ｒが２０％以下であることが有効であることが判明した。
【００１１】
この蛇行割合Ｒが２０％以下であれば、引抜成形法で成形された一方向繊維強化プラスチックは補強繊維の機械的特性を十分に発揮でき、引張強度の低下を抑制することができる。前記蛇行割合Ｒが１０％以下であれば、前記プラスチックの引張強度の低下を更に抑えることができるため好ましく、更には前記蛇行割合Ｒが５％以下の場合には、蛇行が全く認められない場合と比べても遜色のない引張強度を有し、強度低下が殆ど認められないため、より好ましい。
【００１２】
なお、上記蛇行割合Ｒは以下の方法で求める。先ず、一方向繊維強化プラスチックを補強繊維の配列方向に基準長さ、具体的には３〜５ｃｍ程度の長さにカットしたサンプルを２個用意する。このときカットした面を切断端面と呼ぶ。このサンプルの長さ方向に沿った中心線を通る平面で同サンプルを前記補強繊維の配列方向にカッター等の刃物で分割して基準縦断面を露出させる。この基準縦断面は、サンプルの切断端面の重心を通る平面である。管状体のように切断端面の重心がその切断端面のサンプル部内にない場合には、一方のサンプルは、前記切断端面の重心を通るサンプル長が最長になる直線に沿って分割し、他方のサンプルは切断端面の重心を通るサンプル長が最短になる直線に沿って分割する。
【００１３】
各サンプルを分割して露出した基準縦断面を観察し、同基準縦断面の全面積Ｓと補強繊維の蛇行領域の面積Ｓ′とを求め、二つのサンプルでそれぞれ蛇行割合Ｒを算出する。その二つの蛇行割合Ｒの平均値を、その一方向繊維強化プラスチックの蛇行割合Ｒとする。
【００１４】
なお、一方向繊維強化プラスチックの外周に補強繊維の配列方向とは異なる方向で補強繊維が巻き付けられたり、不織布やクロス等が巻き付けられ、外周方向にも補強が施されているようなプラスチックの場合には、外周方向の補強がなされていない状態、すなわち補強繊維が一方向のみに配列されている部分での蛇行割合Ｒで評価する。
【００１５】
本件の請求項１に係る発明は、上述の一方向繊維強化プラスチックを得るための引抜成形方法であって、全ての補強繊維を、金型の導入口形状と略相似形を呈し、同導入口形状よりも大きな形状の引抜口を有するダイスに通して金型の引抜通路の軸線に対して１°以下に揃えて金型に導入することと、前記引抜口と前記金型の導入口との間の距離を３０ｍｍ以上とすることとを含んでなることを特徴とする。
【００１６】
従来の引抜成形の工程では、図６に示すように、クリール等の補強繊維の供給部１から巻き出された多数の補強繊維トウＦが、ガイドロール２を介してシート状に配列され、レジンバス３内に浸漬されて樹脂が付着される。その後、ガイドバー４等により擦過させて樹脂を繊維トウＦに含浸させると共に、過剰の樹脂をある程度除去する。更に、プレートに多数の貫通孔５ａが形成された孔あきガイド５の各孔５ａにそれぞれ一本或いは数本の補強繊維トウＦを通過させ、過剰の樹脂を更にある程度絞り取ってから、所望の断面形状をなす引抜通路６ａをもつ金型６へと導入される。この引抜通路６ａで最終的に余分な樹脂は全て絞り取られる。
【００１７】
このとき、前記孔あきガイド５を通って前記金型６へと導入される補強繊維Ｆのうち、前記ガイド５の中央部に形成された孔５ａを通過した補強繊維Ｆ１は、同金型６の引抜通路６ａの軸線方向に対して平行に、前記引抜通路６ａへと導入される。しかしながら、前記孔あきガイド５の外周部に形成された孔５ａを通過した補強繊維Ｆ２は、図７に示すように、前記引抜通路６ａの軸線方向に対して角度θをもって導入される。
【００１８】
この角度θが大きいと、成形された一方向繊維強化プラスチックにおいて蛇行する補強繊維の存在する領域が大きくなる。逆に、前記角度θがほぼ０°であり、補強繊維が金型の引抜通路の軸線に対して略平行に供給されると、蛇行する補強繊維の存在する領域が小さくなり、すなわち蛇行割合Ｒが小さくなるため、前記プラスチックは高い引張強度を発現する。具体的には前記角度θは３°以下であることが好ましく、更には１°以下であることが好ましい。
【００１９】
このように、前記金型６の引抜通路６ａの軸線に対する補強繊維の角度θを小さくし、補強繊維を前記引抜通路６ａの軸線と３°以下、特に１°以下で導入することが、補強繊維の蛇行を抑制するうえで極めて有効である。
【００２０】
なお、金型に供給される補強繊維は同金型の引抜通路の導入口直前で同引抜通路の軸線と略平行に引き揃えられても、その引抜通路の直前で略平行となっている距離が短いと、成形された一方向繊維強化プラスチックの引張弾性率が低くなってしまうので好ましくない。補強繊維が略平行に引き揃えられている距離は３０ｍｍ以上であることが好ましく、更には５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
また、金型に導入される直前で樹脂が過剰に含浸されていることは好ましくない。なぜならば、過剰な樹脂は金型の引抜通路に導入される際にその引抜通路の導入口端縁において絞られ、同引抜通路の導入口からバックフロー樹脂としてあふれ出す。このバックフロー樹脂の流れにより、たとえ補強繊維が前記引抜通路の軸線に対して略平行に供給されたとしても、補強繊維が角度をもって導入されてしまい、得られた成形品において補強繊維に蛇行が生じることがある。
【００２２】
そのため金型に導入される直前の樹脂量を、成形品中の樹脂量に対して２倍以下となるように制御することが好ましく、更には１．５倍以下とすることが好ましい。但し、バックフローの樹脂量が少なすぎると成形品にボイドが多く生じることになるため、金型に導入される直前の樹脂量を１．２倍以上とすることが好ましい。
【００２３】
また、補強繊維を前記引抜通路の軸線とほぼ平行に導入するために、本件請求項１に係る発明によれば、金型への導入前に前記補強繊維を、前記金型の導入口形状と略相似形を有し、同導入口形状よりも大きな形状の引抜口を有するダイスに通し、各補強繊維を平行に引き揃えた状態で前記金型の導入口に導入することをも特徴としている。
【００２４】
前記ダイスは、引抜成形金型の上流側にあって、樹脂含浸補強繊維の供給路に配される一方向繊維強化プラスチックの引抜成形用ダイスであって、先細のテーパ面を有する繊維入口部と、同繊維入口部に接続する同一断面の繊維引揃え部とを有していることが好ましい。このように先細のテーパ面を有する繊維入口部を設けることにより、補強繊維が蛇行したり捻じれることなく円滑に、所望の断面形態となるように平行に引き揃えられる。
【００２５】
また、前記繊維入口部の中心軸線に対する前記テーパ面の傾斜角度をαとしたときの開口角２αが１２０°以下であることが望ましく、さらに前記開口角２αは９０°以下であることが好ましい。かかる開口角とすることにより、補強繊維がより円滑に引き揃えられる。前記繊維引揃え部の長さは３０ｍｍ以下であることが望ましく、更には前記繊維引揃え部の長さが２０ｍｍ以下であることが好ましい。前記繊維引揃え部の長さが３０ｍｍよりも長いと、引抜抵抗が大きくなり好ましくない。
【００２６】
本件請求項２に係る発明では、前記ダイスの引抜口の開口形状が前記金型の導入口形状と略相似形を呈し、前記引抜口の開口面積が前記金型の導入口面積の１倍より大きく１．５倍以下であることを特徴としている。前記ダイスの引抜口の開口面積を前記金型の導入口面積よりも僅かに大きな相似形状とすることにより、補強繊維は金型の引抜通路の軸線との角度を１°以下に引き揃えられ、金型の導入口において補強繊維が角度を殆どもたずに導入され、補強繊維の蛇行を効果的に抑制でき、上述のとおり成形される一方向繊維強化プラスチックの引張弾性率を低下させることがない。
【００２７】
更に本件請求項３に係る発明は、前記ダイスを通過後の金型に導入される直前の補強繊維Ｆの樹脂含有量が、成形品中の樹脂量に対して１．２倍以上、２倍以下である。２倍を越えると金型の同引抜通路の導入口からバックフロー樹脂としてあふれ出し、たとえ補強繊維が前記引抜通路の軸線に対して略平行に供給されたとしても、補強繊維が角度をもって導入されてしまうため、得られる成形品において補強繊維に蛇行が生じることがある。一方、樹脂含有量が１．２倍より小さいと、成形品に多くのボイドが発生しやすくなる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について具体的に説明する。
図１は本発明による好適な引抜成形方法の工程を概略的に示す説明図である。
多数の補強繊維トウＦはそれぞれクリール１から巻き出され、ガイドロール２を介してシート状に配列される。その後、補強繊維トウＦをレジンバス３内において熱硬化性樹脂に浸漬し、同樹脂を付着させてから、ガイドバー４により擦過させて樹脂を繊維トウＦに含浸させると共に、過剰の樹脂をある程度除去する。更に、プレートに多数の貫通孔５ａが形成された孔あきガイド５の各孔５ａにそれぞれ一本の補強繊維トウＦを通過させ、過剰の樹脂をある程度絞り取ってから、所望の断面形状、本実施形態の場合には円形断面をなす引抜通路６ａをもつ引抜成形用金型６へと導入され、最終的に過剰な樹脂を完全に除去する。
【００２９】
更に、本発明にあっては、孔あきガイド５と金型６との間に引抜成形用ダイス７を設置している。前記ダイス７は図２に示すように円柱体の中央に断面が円形の通路７ａを有しており、前記ダイス７の通路７ａの軸線を前記金型６の引抜通路６ａの軸線と一致させて設置している。この通路７ａは入口側の略半部が内部へとその断面積を漸減させる先細のテーパ面を有する繊維入口部７ｂとなっており、引抜口側の略半部は同一断面の繊維引揃え部７ｃとなっている。前記繊維入口部７ｂの中心軸線に対するテーパ面の傾斜角度をαとしたときの開口角２αは１２０°以下であることが好ましく、更には９０°以下とすることが好ましい。
【００３０】
繊維引揃え部７ｃの引抜口の開口面積は、金型６の引抜通路６ａの導入口面積よりも一まわり大きく形成されている。好ましくは、繊維引揃え部７ｃの引抜口の開口面積は、金型６の引抜通路６ａの導入口面積の１．５倍以内であることが好ましい。また、前記ダイス７の繊維引揃え部７ｃの長さは、引抜抵抗を最小限に抑えるため、３０ｍｍ以内とすることが好ましく、更には２０ｍｍ以内とすることが好ましい。また、前記ダイス７の引抜口から前記金型６の引抜通路６ａの導入口までの距離、すなわち、補強繊維が前記金型６の引抜通路６ａの軸線に対して略平行となっている実質的な距離は、３０ｍｍ以上であることが好ましく、更には５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
かかる形態をもつダイス７を通過する際に、多数の補強繊維は繊維入口部７ｂのテーパ面に沿って案内され円柱状に引き揃えられ、更に、繊維引揃え部７ｃにより金型６の引抜通路６ａの導入口形状よりも一まわり大きな相似形状の断面に整えられる。そのため、金型６の引抜通路６ａの軸線に対して補強繊維が角度１°以上で導入され、得られた成形品は補強繊維の蛇行が小さく、補強繊維の機械的特性を十分に発揮し得るものであり、十分な引張強度をもつようになる。
【００３２】
なお、前記ダイス７は一般的にスクイーズダイスなどと呼ばれ、主たる目的は余分な樹脂を予め搾り取ることである。そのため、レジンバス３に浸漬されて樹脂が付着された補強繊維Ｆは、上述したように前記ガイドバー４及び孔あきガイド５を通過する際に、過剰な樹脂が絞り取られているが、更に前記ダイス７を通過する際にも樹脂が除去される。
【００３３】
補強繊維Ｆが金型６へ導入される際、更に過剰な樹脂が金型６の引抜通路６ａの導入口端縁で絞られ、引抜通路６ａの導入口からバックフロー樹脂としてあふれ出す。この時、バックフロー樹脂の量が多過ぎると、たとえ補強繊維Ｆが平行に供給されたとしても、バックフロー樹脂により補強繊維に角度が生じ、成形品には補強繊維の蛇行が生じることがある。逆に、バックフロー樹脂の量が少な過ぎると、成形品にはボイドが発生してしまう。そのため、金型に導入される直前の補強繊維Ｆの樹脂含有量は、成形品中の樹脂量に対して１．２倍以上、２倍以下であることが好ましく、更には１．５倍以下であることが好ましい。
【００３４】
なお、ダイス７の流路７ａの断面形状は、金型６の引抜通路６ａの断面形状、すなわち、得ようとする一方向繊維強化プラスチックの断面形状に応じて適宜、選択が可能である。例えば角部がＲ２の曲面により面取りされた正方形断面をもつ一方向繊維強化プラスチックを成形する場合には、図３に示すように、金型６′の引抜通路６ａ′も同じく角部がＲ２の曲面により面取りされた正方形断面となっている。
【００３５】
したがって、ダイス７′も図４に示すように、角部が面取りされた正方形断面をもつ流路７ａ′を有している。更にこの場合にも、前記通路７ａ′は入口側の略半部が内部へとその断面積を漸減させる先細のテーパ面をもつ繊維入口部７ｂ′とし、出口側の略半部は同一断面をもつ繊維弾揃え部７ｃ′としている。また、繊維入口部ｂ′の開口角２αや、繊維引揃え部７ｃ′の断面積及び長さ寸法は、上述した円形断面のダイス７の場合と同様に設定することが好ましい。
【００３６】
以下、本発明について実施例及び比較例に基づき具体的に説明する。ただし本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例及び比較例はいずれも、補強繊維として三菱レイヨン社製の炭素繊維ＴＲ５０Ｓ−２４Ｌ（ストランド引張弾性率２４０ＧＰａ、引張強度４９００ＭＰａ）、レジンは油化シェル社製のエピコート８２８が１００質量部に、油化シェル社製エピキュア９５５１が３６質量部を均一に混合したものを用いた。また、金型温度は２００℃、成形速度は０．２ｍ／分で引抜成形した。
【００３７】
（実施例１）
図１に示すように金型６の上流側に図２に示すダイス７を、流路７ａの軸線を前記金型６の引抜通路６ａの軸線と一致させて取り付けた。同ダイス７の取付け位置は、ダイス７の引抜口から金型６の導入口までの距離が５０ｍｍとなるよう、金型６の上流側５０ｍｍの位置に設置した。
金型６の引抜通路６ａの断面は直径１０ｍｍの円形である。
ダイス７は外周の直径が６０ｍｍ、長さが４０ｍｍの円柱体の中央に円形断面をもつ流路７ａが形成されたものを用い、同流路７ａの寸法は、
流路入口直径：５０ｍｍ 流路引抜口直径：１０．５ｍｍ
繊維入口部 長さ：２５ｍｍ，開口角２α：９０°
繊維引揃え部 長さ：１５ｍｍ
であるダイス７を使用した。
【００３８】
補強繊維を６０本使用し、上記ダイス７を用いて図１に示す上述した成形工程により、引抜成形した。補強繊維が金型６に導入される際の、引抜通路６ａの軸線に対する角度θは最大で０．６°であり、前記軸線と略平行に導入されていた。得られた一方向繊維強化プラスチック中の補強繊維の体積含有率Ｖｆは６９％、成形品の１ｍ当たりの樹脂の質量は２９ｇであった。また、金型６の引抜通路６ａの導入口から流れ出たバックフロー樹脂の質量を測定したところ、成形品１ｍ当たり１０ｇであった。従って金型６に入る直前の樹脂の質量は成形品中の樹脂の質量に対して１．３倍であった。
【００３９】
このようにして引抜成形された一方向繊維強化プラスチックを基準長さにカットして得られた２つのサンプルを、上述した方法により分割して、一方向繊維強化プラスチックの長さ方向に沿った中心線を通る基準縦断面を露呈させ、蛇行割合Ｒを求めたところ４％であった。なお、本実施例での一方向繊維強化プラスチックの断面は円形であり、重心（円の中心）を通る線の長さは直径で全て等しいので、単に２サンプルの平均値をこの成形品の蛇行割合Ｒとした。
【００４０】
一方向繊維強化プラスチックの引張強度を「膨張材による定着法研究会」の方法に従って測定したところ、引張強度は３２４０ＭＰａと高かった。ちなみに補強繊維の体積含有率Ｖｆ＝６９％、ストランドの引張強度は４９００ＭＰａであるので、期待強度は３３８０ＭＰａ、引張強度発現率は９６％であった。
【００４１】
（比較例１）
ダイス７を用いない以外は実施例１と同様にして一方向繊維強化プラスチックを引抜成形した。補強繊維が金型６に導入される際における金型６の引抜通路６ａの軸線に対する角度θの最大値は７°であった。こうして引抜成形された一方向繊維強化プラスチックの蛇行割合Ｒを実施例１と同様にして測定したところ、２８％であった。またこの一方向繊維強化プラスチックの引張強度を実施例１と同様にして測定したところ、一方向繊維強化プラスチックの引張強度は１９５０ＭＰａと低かった。ちなみに引張強度発現率は５８％であった。
【００４２】
（実施例２）
実施例１と同様に金型６の上流側に図２に示すダイス７を、流路７ａの軸線を前記金型６の引抜通路６ａの軸線と一致させて取り付けた。同ダイス７の取付け位置は、ダイス７の引抜口から金型６の前記引抜通路６ａの導入口までの距離が５０ｍｍとなるよう、金型６の上流側５０ｍｍの位置に設置した。
金型６の引抜通路６ａの断面は直径１０ｍｍの円形である。
ダイス７は外周の直径が６０ｍｍ、長さが４０ｍｍの円柱体の中央に円形断面をもつ流路７ａが形成されたものを用い、同流路７ａの寸法は、
流路入口直径：５０ｍｍ 流路引抜口直径：１１ｍｍ
繊維入口部７ｂ 長さ：２５ｍｍ
繊維引揃え部７ｃ 長さ：１５ｍｍ
であるダイス７を使用した。
【００４３】
実施例１と同様にして一方向繊維強化プラスチックを引抜成形した。ただし用いた炭素繊維の本数は５４本、補強繊維の体積含有率Ｖｆは６２％、成形品１ｍ当たりの樹脂の質量は３６ｇであり、金型６の導入口から流れ出たバックフロー樹脂の質量を測定したところ成形品１ｍ当たり２０ｇであった。従って金型６に導入される直前の樹脂の質量は成形品の樹脂の質量に対して１．６倍であった。
【００４４】
補強繊維が金型６に導入される際の、引抜通路６ａの軸線に対する角度θは最大で０．８°であり、前記軸線とほぼ平行に導入されていた。このようにして成形された一方向繊維強化プラスチックの蛇行割合Ｒを測定したところ８％であった。更に引張強度を実施例１と同様にして測定したところ、引張強度は２７６０ＭＰａと高かった。ちなみに期待強度は３０４０ＭＰａ、引張強度発現率は９１％であった。
【００４５】
（比較例２）
ダイスを用いない以外は実施例２と同様にして一方向繊維強化プラスチックを引抜成形した。補強繊維が金型６に導入される際の、引抜通路６ａの軸線に対する角度θは７°であった。こうして得られた一方向繊維強化プラスチックの蛇行割合Ｒを測定したところ３３％であった。この一方向繊維強化プラスチックの引張強度を実施例１と同様にして測定したところ、引張強度は１８９０ＭＰａと低かった。引張強度発現率は５６％であった。
【００４６】
（実施例３）
実施例１と同様に、図３に示す金型６′の上流側に図４に示すダイス７′を、流路７ａ′の軸線を前記金型６′の引抜通路６ａ′の軸線と一致させて取り付けた。同ダイス７′の取付け位置は、ダイス７′の引抜き口から金型６′の前記引抜通路６ａ′の導入口までの距離が５０ｍｍとなるよう、金型６′の上流側５０ｍｍの位置に設置した。
金型６′の引抜通路６ａ′の断面は、四角部が面取りされた一辺１０ｍｍの正方形であり、面取り部分はＲ２の曲面となっている。
ダイス７′は外周の一辺が６０ｍｍ、長さが５０ｍｍの角部が面取りされた角柱体の中央に、角部がＲ１０の曲面により面取りされた正方形断面をもつ流路７ａ′が形成されたものを用い、同流路７ａ′の寸法は、
流路入口１辺長さ：５０ｍｍ 流路引抜口１辺長さ：１１ｍｍ
繊維入口部７ｂ′ 長さ：３０ｍｍ
繊維引揃え部７ｃ′ 長さ：２０ｍｍ
であるダイス７′を使用した。
【００４７】
かかるダイス７′を用いた装置により、実施例１と同様にして一方向繊維強化プラスチックを成形した。ただし用いた炭素繊維の本数は６５、補強繊維の体積含有率Ｖｆは６１％、成形品１ｍ当たりの樹脂の質量は４５ｇであり、金型６′の引抜通路６ａ′の導入口から流れ出たバックフロー樹脂の質量を測定したところ成形品１ｍ当たり２１ｇであった。従って金型に入る直前の樹脂の質量は成形品の樹脂の質量に対して１．５倍であった。また補強繊維が金型に入る角度θは最大でも０．８°と小さい。このようにして成形された一方向繊維強化プラスチックの蛇行割合Ｒを測定したところ１４％であった。この本発明の一方向繊維強化プラスチックの引張強度を実施例１と同様にして測定したところ、引張強度は２５４０ＭＰａと高かった。ちなみに期待強度は２９９０ＭＰａ、引張強度発現率は８５％であった。
【００４８】
（比較例３）
スクイーズダイスを用いない以外は実施例３と同様にして一方向繊維強化プラスチックを成形した。金型６′の引抜通路６ａ′の軸線に対する補強繊維の角度θの最大値は７°であった。こうして得られた一方向繊維強化プラスチックの蛇行割合Ｒを測定したところ２８％であった。この一方向繊維強化プラスチックの引張強度を実施例１と同様にして測定したところ、引張強度は１８２０ＭＰａと低く、引張強度発現率は６１％であった。
【００４９】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好適な引抜成形方法の工程を概略的に示す説明図である。
【図２】本発明による好適な引抜成形用ガイドの正面図及び縦断面図である。
【図３】引抜成形用金型の正面図である。
【図４】本発明による他の好適な引抜成形用ガイドの正面図及び縦断面図である。
【図５】従来の引抜成形品における補強繊維に沿った断面を模式的に示す図である。
【図６】従来の引抜成形方法の工程を概略的に示す説明図である。
【図７】従来の引抜成形方法における金型付近を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ 補強繊維の供給部
２ ガイドロール
３ レジンバス
４ ガイドバー
５ 孔あきガイド
６ 引抜成形用金型
６ａ 引抜通路
７ 引抜成形用ダイス
７ａ 通路
７ｂ 繊維入口部
７ｃ 繊維引揃え部
Ｆ 補強繊維

Claims (3)

1. 一方向繊維強化プラスチックの引抜成形方法であって、全ての補強繊維を、金型の導入口形状と略相似形を呈し、同導入口形状よりも大きな形状の引抜口を有するダイスに通して金型の引抜通路の軸線に対して１°以下に揃えて金型に導入することと、前記引抜口と前記金型の導入口との間の距離を３０ｍｍ以上とすることとを含んでなることを特徴とする一方向繊維強化プラスチックの引抜成形方法。
2. 前記ダイスの前記引抜口の開口面積が前記金型の導入口面積の１倍より大きく１．５倍以下である請求項１記載の一方向繊維強化プラスチックの引抜成形方法。
3. 前記ダイスを通過後の金型に導入される直前の補強繊維Ｆの樹脂含有量が、成形品中の樹脂量に対して１．２倍以上、２倍以下である請求項１又は２に記載の一方向繊維強化プラスチックの引抜成形方法。

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