JPH02208021A - 繊維強化樹脂成形材料の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、繊維強化樹脂成形材料の製造法に関する。更
に詳しくは、そこに埋設される長繊維の破断を有効に防
止せしめ、耐衝撃性などを向上させた繊維強化樹脂成形
材料の製造法に関する。

〔従来の技術〕

繊維を長い状態で分散させた成形材料は、それの機械的
強度、特に耐衝撃性を向上させることが知られている。

具体的には、例えば繊維の長さが１ｍｍ以上のものを数
１０％含んだ成形材料は、数１０％乃至数倍程度の強度
の向上が図られている。

従来、成形材料に繊維を分散せしめ、繊維強化樹脂成形
材料を得る方法としては、一般に繊維束を数ｍ１ｍ程度
の長さにカットし、それを樹脂と混合して、ｌ軸押出機
または２軸押出機で樹脂を溶融させながら、スクリュー
とバレルとの間で練り、ｍ維を分散させた後、ダイから
ストランド状（ひも状）で押出して冷却、カットする工
程がとられている。

この方法では、繊維、特にガラス繊維や炭素繊維は練る
際に折れ、はぼｌａｍ以下の長さになってしまうことが
知られている。更に、射出成形で賦形する際にも、スク
リューとバレルとの間で繊維が折れ、実際の成形品では
一層短い繊維となり、その補強効果が大きく損われるよ
うになる。

また、長繊維束に樹脂を含浸させる方法も行われており
、この場合には十分に粘度の低い樹脂中あるいは溶媒に
樹脂を溶解または分散せしめた低粘度液中に長繊維を浸
漬せしめ、溶媒を除去し、室温以上に加熱した後ダイを
通し、棒状またはストランド状にする方法が行われてい
る。しかるに、溶媒を用いる場合には使用樹脂の種類に
制限があり、また溶媒の除去に数時間を要するなどの難
点がみられる。

更に、引抜成形法の応用として、電線被覆押出法、即ち
押出機のダイに電線を通し、そこに樹脂を被覆する方法
が知られている。

この電線被覆押出法では、成形材料として用いるペレッ
トがホッパー中で流動し易いように一般にその太さが約
１〜５ｍｍ程度で用いられ、また取扱い易いように細い
繊維束を数１０乃至数１００束程度（厚さとして約０．
０５〜０．２ｍｍ程度）束ねて用いられるが、かかる繊
維束に溶融粘度の高い熱可塑性樹脂を含浸させるには相
当の高圧を要し、このため繊維の破断に与える影響は大
なるものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、繊維束間への溶融熱可塑性樹脂の含浸
性を向上させ、強化繊維の破断を少なくすることにより
、成形材料の機械的強度、特に耐衝撃性を向上せしめる
方法を提供することにある。

かかる本発明の目的は、長繊維束の数束単位にドクター
ブレードなどのコーティング方法で塗布すると、長繊維
束の中に溶融熱可塑性樹脂がほぼ半分以上の厚さで含浸
され、従って長繊維束を並べて上下片面側ずつ含浸塗布
すると、厚さ全体にわたり完全に含浸できるという知見
に基づいて達成される。

〔課題を解決するための手段〕

従って、本発明は繊維強化樹脂成形材料の製造法に係り
、繊維強化樹脂成形材料の製造は、平面状に並べられた
長繊維束群に次の各工程を適用し、（１）予熱した後長
繊維束群の厚さより大き目の間隙を有するスリットを通
過させ、 （２）その片面側に溶融熱可塑性樹脂を含浸させた後先
つぼまり型のスリットを通過させ、（３）減圧室を通過
させた後スリットを通過させ。

（４）上記（２）の他面側に溶融熱可塑性樹脂を含浸さ
せた後先つぼまり型のスリットを通過させ、（５）減圧
室を通過させた後スリットを通過させて、繊維強化樹脂
成形材料を引取り、 その際工程（２）〜（５）で用いられる各スリットの間
隙をそれらの直前の各工程（１）〜（４）でそれぞれ用
いられる各スリットの間隙と等しいかあるいはそれより
大き目に設定したものを用いて行われる。

長繊維束としては、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック
ス繊維、有機高分子繊維などの長繊維を束ねたもの１例
えばガラス繊維の場合にはそれを数百本乃至数千本束ね
たロービングやガラスヤーンなどであって、好ましくは
撚りの少ないものが用いられる。

また、これらの長繊維束に含浸される熱可塑性樹脂とし
ては、例えばポリカーボネート、ポリアセタール、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドな
どが用いられる。

次に、図面を参照しながら１本発明方法を説明する。ロ
ービングまたはヤーン巻きからガイドピンを介して導か
れた複数束の長繊維束１．１’、　１”・・・・は、平
面状に並べられ、含浸される熱可塑性樹脂の溶融温度ま
たはそれ以上の温度にコントロールされた熱風が熱風ブ
ロア２から送り込まれる予熱室３で予熱され、これらの
長繊維束群の厚さより大き目の間隙を有するスリット４
を通過させる（工程１）。

次いで、その片面側に含浸樹脂供給マニホルド５から加
圧供給される溶融熱可塑性樹脂６を含浸させ、傾斜させ
ることなどにより先っぽまり型のスリット７を通過させ
、含浸樹脂を繊維束の内部迄浸透させる（工程２）。

その後、真空ポンプ８に直結された減圧室９を通し、繊
維束内の空気の大部分を排除して、樹脂が含浸し易い状
態でスリットｌＯを通過させる（工程３）。

他面側にも同様の処理、即ち含浸樹脂供給マニホルド１
１からの溶融熱可塑性樹脂１２の含浸、先つぼまり型ス
リット１３の通過、真空ポンプ１４に直結された減圧室
１５およびスリット１６の通過が行われる（工程４およ
び５）。

最後に、必要に応じて再び含浸樹脂供給マニホルド１７
．１７’からの溶融熱可塑性樹脂１８．１８’の含浸お
よびスリット１９の通過が行われ、繊維強化樹脂成形材
料２０が引取られる（工程６）。

溶融熱可塑性樹脂は、含浸部位に応じてそれぞれ別異の
ものを使用することができるが、一般には一種類のもの
が用いられ、この場合には押出機２１から各含浸樹脂供
給マニホルドへの溶融樹脂の供給が行われる。いずれも
図示されてはいないが、各含浸樹脂供給マニホルドの近
くにはサーモカップルが埋設され、また予熱室内にもサ
ーモカップルが設置され、十分に保温されることが好ま
しい。

また、装置全体には、バンドヒータなどの鋳込みヒータ
が必要個所に設置され、加熱手段とする。

スリット１９から引取られる繊維強化樹脂成形材料２０
は、水冷、空冷その他任意の冷却手段で冷却した後、必
要な長さにカットして用いられる。

〔発明の効果〕

本発明方法は、長繊維束の数束単位にドクターブレード
などのコーティング方法を適用すると、含浸直後の減圧
措置と相まって長繊維束の中に溶融熱可塑性樹脂がほぼ
半分以上の厚さで含浸され。

そのため長繊維束を並べて上下片面側ずつ含浸塗布する
と、厚さ全体にわたり完全に含浸できるという知見に基
づいており、そのため含浸機のスリットは先つぼまり型
のものが用いられている。

また、工程（２）〜（５）または（６）で用いられる各
スリットの間隙（先つぼまり型スリットの場合には最短
間隙）を、それらの直前の各工程（１）〜（４）または
（５）でそれぞれ用いられる各スリットの間隙と等しい
かあるいはそれより大き目に設定したものを用いること
により、埋設された長繊維の破断を有効に防止すること
ができ、ひいては繊維強化樹脂成形材料の機械的強度、
特に耐衝撃性の向上を有効に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施態様を示す概要図の斜視図
である。 （符号の説明） １・・・・・・・・・・・・長繊維束 ３・・・・・・・・・・・・予熱室 ４．１０，１６，１９・・・スリット ５．１１．１７・・・・・・含浸樹脂供給マニホルド６
．１２，１８・・・・・・溶融熱可塑性樹脂７．１３・
・・・・・・・・先つぼまり型スリット９．１５・・・
・・・・・・減圧室

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平面状に並べられた長繊維束群に次の各工程を適用
   し、 （１）予熱した後長繊維束群の厚さより大き目の間隙を
   有するスリットを通過させ、 （２）その片面側に溶融熱可塑性樹脂を含浸させた後先
   つぼまり型のスリットを通過させ、 （３）減圧室を通過させた後スリットを通過させ、（４
   ）上記（２）の他面側に溶融熱可塑性樹脂を含浸させた
   後先つぼまり型のスリットを通過させ、（５）減圧室を
   通過させた後スリットを通過させて、繊維強化樹脂成形
   材料を引取り、 その際工程（２）〜（５）で用いられる各スリットの間
   隙をそれらの直前の各工程（１）〜（４）でそれぞれ用
   いられる各スリットの間隙と等しいかあるいはそれより
   大き目に設定したものを用いることを特徴とする繊維強
   化樹脂成形材料の製造法。