JPH04173325A - Method and device for producing fiber reinforcing material - Google Patents

Method and device for producing fiber reinforcing material

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JPH04173325A
JPH04173325A JP2305906A JP30590690A JPH04173325A JP H04173325 A JPH04173325 A JP H04173325A JP 2305906 A JP2305906 A JP 2305906A JP 30590690 A JP30590690 A JP 30590690A JP H04173325 A JPH04173325 A JP H04173325A
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JP
Japan
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resin
fiber
molten
impregnation
liquid resin
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JP2305906A
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Japanese (ja)
Inventor
Unger Michel
ミツシェル・ウンガー
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Neste Oyj
Original Assignee
Neste Oyj
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To impregnate a fiber bundle with a liquid resin by introducing a liquid-like resin material between relatively moving approached surfaces by a shearing force to receive a shearing force before impregnating, thereby lowering a viscosity of the material. CONSTITUTION: A web 10 of a glass fiber bundle is supplied from a drum 11 to an impregnation head 18 via a preheating chamber 12 and a width enlarging unit 13. A resin material 16 is supplied from a hopper 17, melted by an extruder 15, and supplied to the head 18. A melted resin of not shearing state is supplied via a supply cavity 23 of the head 18, and supplied to an annular space between two cylindrical surfaces 26 and 27 via a port 25. In the space between the surfaces 26 and 27 rotating at one side, a resin material 29 receives a shearing operation to lower its viscosity. The resin material is supplied to an impregnation region 31 via a supply channel 30, and the web 10 is passed to an impregnation region 31, and the bundle is impregnated with the viscosity lowered melted resin. A resin-impregnated web 10b is sent to a cooling unit 18.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、繊維強化マテリアルを製造する方法と装置に
関する。特に、本発明は、繊維強化マテリアルを製造す
る方法と装置に関するもので、該マテリアルが個々の繊
維が樹脂マテリアルに囲まれていて、マトリックス形成
樹脂マテリアルでボンドされた強化繊維束で形成される
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for producing fiber reinforced materials. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for producing fiber reinforced materials, which materials are formed from reinforcing fiber bundles in which the individual fibers are surrounded by a resin material and bonded with a matrix-forming resin material.

この種の製品を製造することにおける主なl?FI題は
、ある種のマトリックス形成マテリアルの高粘度である
。繊維束における個々の繊維は、互いに極めて緊密に接
しているから、樹脂マテリアルを該束に浸透させて、個
々の繊維すべてを包囲することは、困難である。しかし
ながら、強度、剛性、化学抵抗などの製品の特性の点か
ら、これは、必須の事柄である。
The main l in manufacturing this kind of product? A FI problem is the high viscosity of certain matrix-forming materials. Because the individual fibers in a fiber bundle are in such close contact with each other, it is difficult to infiltrate the bundle with resin material to surround all of the individual fibers. However, in terms of product properties such as strength, stiffness, chemical resistance, etc., this is a must.

(従来の技術) 前記問題解決のために、多くの方法が試みられた。(Conventional technology) Many methods have been tried to solve the above problem.

一つの解決においては、繊維束が所謂クロスへ・ソドダ
イに通され、そこで、溶融または液状樹脂が該ダイを通
過する繊維束のウェブに浸透するようにされる。所謂パ
ウダーメソードにおいては、繊維束のウェブは、熱可塑
性樹脂粒子のベツドに通され、それによって、繊維束の
ウェブに樹脂粒子がくっつき、その後の工程で樹脂粒子
が溶融される。また、溶剤方法においては、液体媒体に
溶解した樹脂に繊維束を浸漬する。
In one solution, the fiber bundles are passed through a so-called cloth die, where the molten or liquid resin is allowed to penetrate the web of fiber bundles passing through the die. In the so-called powder method, a web of fiber bundles is passed through a bed of thermoplastic resin particles, so that the resin particles stick to the web of fiber bundles and are melted in a subsequent step. In the solvent method, the fiber bundle is immersed in a resin dissolved in a liquid medium.

クロスへラドダイ方法は、繊維束に熱可塑性樹脂を含浸
させることに効果がないことが証明されている。その理
由は、すべての繊維それぞれが樹脂マテリアルで包囲さ
れないからである。パウダー方法は、同期させるのが極
めて困難である多数の処理工程を含み、購買、操作に不
経済で、強化体を損傷させる。溶剤方法では、乾燥工程
が必要で、これは不経済で、環境問題を惹起し、時間を
浪費させ、製造レートが制限される。さらに、溶剤の除
去の後にヴオイドが残ることにより製品の品質も低下す
る。
The cross-to-rad dye method has proven ineffective in impregnating fiber bundles with thermoplastic resin. The reason is that not every fiber is individually surrounded by resin material. Powder methods involve multiple processing steps that are extremely difficult to synchronize, are uneconomical to purchase, operate, and damage the reinforcement. Solvent methods require a drying step, which is uneconomical, creates environmental problems, wastes time, and limits production rates. Furthermore, the quality of the product is also reduced due to the presence of voids remaining after removal of the solvent.

(発明が解決しようとする課題) 前記の従来技術は、繊維束を構成するすべての繊維自体
に強化樹脂を含浸させる点で、前記のような問題点を有
し、該問題点を解決するのか、本発明の解決課題である
(Problems to be Solved by the Invention) The above-mentioned conventional technology has the above-mentioned problem in that all the fibers constituting the fiber bundle are impregnated with reinforcing resin. , which is a problem to be solved by the present invention.

(課題を解決するための手段) 本発明は、前記課題を解決するために、繊維束の形態の
強化繊維に樹脂含浸させ、その結果、個々の繊維をボン
ディング樹脂で包みこむ方法と装置を提供する0本発明
は、剪断力を受けるようにされた偽可塑性マテリアルが
粘度の低下を経験するという既知の現象に基く。この現
象は、ずつ減粘として知られ、熱可塑性樹脂の溶融体お
よび熱硬化性樹脂の溶液を含む種々のエマルジョン、分
散液、懸濁液および他のマテリアルに共通する。ずり減
粘りスボンスの傾向は、マテリアルに作用する剪断スト
レスのレベルで変化する。ストレスが低い段階では、小
さなリスポンスが得られ、中間の剪断ストレスずつ減粘
においては、リスポンスは、ドラマティ・ツクに増加し
、極めて高いストレスにおいては、マテリアルが最低の
粘度へ近づくにつれ、リスポンスは、低いレベルへと逆
行する。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method and apparatus for impregnating reinforcing fibers in the form of fiber bundles with a resin, thereby wrapping individual fibers in a bonding resin. The present invention is based on the known phenomenon that pseudoplastic materials subjected to shear forces experience a decrease in viscosity. This phenomenon, known as gradual thinning, is common to a variety of emulsions, dispersions, suspensions, and other materials, including thermoplastic melts and thermoset solutions. The tendency of shear-thinning ribbons varies with the level of shear stress acting on the material. At low stress stages, a small response is obtained, at intermediate shear stress steps the response increases dramatically, and at very high stresses the response decreases as the material approaches its lowest viscosity. , regress to a lower level.

熱可塑性樹脂溶融体の粘度の代表的レンジは、102か
ら106PaSで、熱硬化性樹脂溶液のそれは、100
〜5000PaSである。強化繊維の含浸において、1
〜10Pasのレンジが理想的で、コモンマグニチュー
ドは、10  PaSで、場合によっては、10” P
aSでも容認される。ポリマー溶融体と溶液の代表的な
剪断レンジは、10−1〜1061/Sであり、マキシ
マムリスポンスのレンジは、100〜1041/Sであ
る。
The typical range of viscosity for thermoplastic resin melts is 102 to 106 PaS, and that for thermosetting resin solutions is 100 PaS.
~5000 PaS. In impregnating reinforcing fibers, 1
~10 Pas range is ideal, common magnitude is 10 PaS, and in some cases 10” P
It is also acceptable for aS. Typical shear ranges for polymer melts and solutions are 10-1 to 1061/S, and maximum response ranges are 100 to 1041/S.

この発明による方法は、繊維強化材料を製造するに当り
、溶融した、または、液体の樹脂を繊維束へ含浸させる
方法に関与し、素材が一つ、または、それ以上の繊維束
からなり、各繊維がマトリックス樹脂で囲まれ、1本ま
たは複数本の繊維束の連続したウェブに溶融または液状
の樹脂を含浸させ、冷却または化学反応により前記樹脂
を硬(ヒさせる方法に関与する。この発明の方法は、前
記含浸の前に、前記溶融または液状の樹脂マテリアルは
、相対移動する近接した表面の間に入れられて剪断力を
受けることを特徴とする。
The method according to the invention involves impregnating fiber bundles with a molten or liquid resin in the production of fiber-reinforced materials, where the material consists of one or more fiber bundles and each The present invention involves a method in which the fibers are surrounded by a matrix resin, a continuous web of one or more fiber bundles is impregnated with a molten or liquid resin, and the resin is hardened by cooling or chemical reaction. The method is characterized in that, prior to said impregnation, said molten or liquid resin material is placed between adjacent relatively moving surfaces and subjected to shear forces.

この発明による有利な実施例によれば、前記表面の一つ
が固定の表面であり、他の面が動く面であることもでき
る0本発明の必須な要件は、耐記表面が互いに接近し、
互いに相対移動可能な関係にあることである。
According to an advantageous embodiment according to the invention, one of said surfaces is a fixed surface and the other surface can also be a moving surface. An essential requirement of the invention is that the marking surfaces are close to each other;
They are in a relationship that allows them to move relative to each other.

この発明による方法の有利な実施例によれば、可動表面
の一方は、含浸されるべき繊維束の連続したウェブから
なる。この場合、含浸される樹脂は、固定または可動の
二つの表面の間に導かれ、そこでは、両表面は、ともに
回転するか、一方のみ回転するか、または両者が互いに
異なる方向へ回転移動するかして、その闇で樹脂を剪断
し、含浸される樹脂への剪断力作用で 樹脂の粘度を低下させ、個々の繊維を樹脂で包むことを
容易にする。
According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, one of the movable surfaces consists of a continuous web of fiber bundles to be impregnated. In this case, the resin to be impregnated is guided between two fixed or movable surfaces, where both surfaces rotate together, only one rotates, or both rotate in different directions relative to each other. In this way, the resin is sheared in the darkness, and the shearing force acting on the impregnated resin reduces the viscosity of the resin, making it easier to wrap individual fibers with the resin.

本発明の有利な実施例によれば、両表面は、シリンドリ
カルなもので、該表面の間に樹脂を流し、せだん作用を
加えて粘度を低下させる。
According to an advantageous embodiment of the invention, both surfaces are cylindrical and the resin flows between the surfaces to provide a settling effect and reduce the viscosity.

本発明の方法により、どのような繊維強化マテリアルも
製造でき、そこでは、繊維は、束状の形態である。繊維
は、マトリックス樹脂でボンドされる、どのような種類
の繊維でもよい。このような製品は、例えば、射出成形
または他のプロセスのための繊維強化粒状体、プルトル
ジョン、フィラメントワインディング、テーブレイイン
グなどの付加プロセスのためのプリプレグまたは予備含
浸されたマテリアルである。
With the method of the invention any fiber-reinforced material can be produced, where the fibers are in the form of bundles. The fibers can be any type of fiber that is bonded with a matrix resin. Such products are, for example, fiber-reinforced granules for injection molding or other processes, prepregs or preimpregnated materials for additive processes such as pultrusion, filament winding, tablelaying, etc.

本発明に適当な繊維は、かくして、ガラス繊維、炭素繊
維およびアラミド繊維そして熱可塑性*維である。使用
される最も通常の繊維は、束状のガラス繊維製品であっ
て、これらは、シングル束として、または、例えば、ガ
ラス繊維ロービングのような織った製品の形態で使用で
きる6代表的なガラス繊維束は、直径が10〜17μ−
の個々の繊維  ′数千本を含む。
Suitable fibers for the invention are thus glass fibers, carbon fibers and aramid fibers and thermoplastic* fibers. The most common fibers used are bundled glass fiber products, which can be used as single bundles or in the form of woven products, such as glass fiber rovings. The bundle has a diameter of 10-17 μ-
Contains thousands of individual fibers.

繊維強化製品をボンディングするために使用される樹脂
マテリアルは、溶融されて繊維束に含浸される熱可塑性
樹脂、または、熱硬化性樹脂で、含浸後、熱または化学
反応で硬化される。
The resin materials used to bond fiber reinforced products are thermoplastic or thermoset resins that are melted and impregnated into the fiber bundle, and then cured by heat or chemical reaction.

適当な熱可塑性樹脂は、種々のもののなかで、オレフィ
ン単独および共重合体、塩化ビニル単独および共重合体
、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル重合
体および共重合体、ポリアミドまたはコポリアミド、フ
オlレムアlレデヒドの熱可塑性重合体、ポリカーボネ
ート、ポリサルフオンと前記した重合体の二つ、または
、それ以上の混合物、または、一般に、剪断作用で粘度
の減少を呈する他の熱可塑性物である。
Suitable thermoplastic resins include, among others, olefin homopolymers and copolymers, vinyl chloride homopolymers and copolymers, polyethylene terephthalate, acrylonitrile polymers and copolymers, polyamides or copolyamides, polymeric redehydes. Thermoplastic polymers, polycarbonates, mixtures of polysulfone and two or more of the aforementioned polymers, or other thermoplastics that generally exhibit a reduction in viscosity on shear action.

本発明は、また、繊維強化マテリアル製造において繊維
束の形状の強化繊維に含浸する装置に閏するもので、該
マテリアルは、1本または複数本の束からなり、各繊維
は、マトリクラス樹脂で包まれているにの発明の装置は
、前記溶融または液状樹脂への前記含浸の前に、前記溶
融または液状樹脂へ剪断力を与える手段を備え、該手段
は、二つの接近した表面の間に前記溶融または液状樹脂
が強制的に流され、剪断力を受けるようにされることと
、前記表面の間に前記溶融または液状樹脂マテリアルを
供給する手段とからなる。
The present invention also relates to an apparatus for impregnating reinforcing fibers in the form of fiber bundles in the production of fiber-reinforced materials, the material consisting of one or more bundles, each fiber being made of a matrix resin. The apparatus of the invention is further comprised of means for applying a shearing force to said molten or liquid resin prior to said impregnation into said molten or liquid resin, said means comprising means for applying a shear force to said molten or liquid resin between two adjacent surfaces. said molten or liquid resin being forced through and subjected to shear forces; and means for supplying said molten or liquid resin material between said surfaces.

この発明による装置の有利な実施例によれば、前記表面
の少なくとも一つ、または、両者は、移動表面である。
According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, at least one or both of the surfaces are moving surfaces.

この発明による装置の有利な実施例によれば、前記両表
面は、シリンドリカルなものである。
According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, both surfaces are cylindrical.

この発明による装置の有利な実施例によれば、前記両表
面は、平らなもので、該表面は、例えば、二つの表面が
平らなのディスクからなり、両者は互いに反対方向へ回
転して、両者の回転する面の間に溶融樹脂または液状樹
脂が注入される。
According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, both surfaces are flat, and the surfaces consist, for example, of two flat-faced discs, both of which rotate in opposite directions, such that both surfaces are planar. Molten or liquid resin is injected between the rotating surfaces of.

この発明による装置の有利な実施例によれば、前記両表
面は、二つのシリンドリカルな面の間に環状空間を画成
し、該表面の一方または両方が回転可能になっている。
According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the two surfaces define an annular space between the two cylindrical surfaces, and one or both of the surfaces are rotatable.

この発明による装置の有利な実施例によれば、前記剪断
作用で粘度が低下の樹脂が含浸される繊維束を樹脂に接
触させる手段は、前記環状空間に連通の供給チャンネル
を少なくとも1本有する。
According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the means for contacting the fiber bundle impregnated with resin whose viscosity is reduced by shearing action with the resin has at least one feed channel communicating with the annular space.

また、前記供給チャンネルは、断面形状が円形、方形、
その他任意である。
Further, the supply channel may have a circular cross-sectional shape, a rectangular cross-sectional shape,
Others are optional.

この発明による装置内有利な実施例によれば、前記供給
チャンネルは、前記環状空間を包む含浸ヘッドの壁に通
じる少なくとも1本、または、それ以上のスリットであ
る。
According to an advantageous embodiment in the device according to the invention, the feed channel is at least one or more slits leading into the wall of the impregnation head surrounding the annular space.

この発明による装置の有利な実施例によれば、前記含浸
ヘッドは、エクストルーダの出口に接続している。
According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the impregnation head is connected to the outlet of the extruder.

この発明による装置の有利な実施例によれば、前記含浸
ヘッドの外側面は、含浸の領域内で曲成または平らにな
っている。
According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the outer surface of the impregnation head is curved or flattened in the region of impregnation.

この発明は、同封した図面を参照しながら、さらに図示
するが、限定するものではない。
The invention will be further illustrated, but not limited, with reference to the enclosed drawings, in which: FIG.

(実施例) 第1図において、ガラス繊維束のウェブ10がドラム1
1から予熱チャンバ12と拡幅装置13を介して含浸ヘ
ッド18へ供給される。拡幅袋213においては、ウェ
ブ10は、ロール14のセットに通され、その結果、繊
維ウェブは、前記ロールの上下の間を縫うようにして走
行される。このようにして、束状になっている繊維制々
をほぐすようにして拡幅し、かくして、含浸ステージに
おける含浸を容易にする。しかしながら、この拡幅装置
13は、必須なものではなく、この発明の要件を構成し
ない。含浸ヘッド18は、エクストルーダ15に接続し
ており、このエクストルーダに含浸すべき樹脂素材16
がかホッパー17から供給される。エクストルーダ15
において、樹脂が溶融され、この発明による含浸ヘッド
18へ供給されるようになっている。
(Example) In FIG. 1, a web 10 of glass fiber bundles is attached to a drum 1.
1 is supplied to an impregnation head 18 via a preheating chamber 12 and a widening device 13. In the widening bag 213, the web 10 is threaded through a set of rolls 14, so that the fibrous web is threaded between the top and bottom of said rolls. In this way, the bundled fibers are loosened and widened, thus facilitating impregnation in the impregnation stage. However, this widening device 13 is not essential and does not constitute a requirement of the present invention. The impregnation head 18 is connected to the extruder 15, and the resin material 16 to be impregnated into the extruder
is supplied from the hopper 17. Extruder 15
At , the resin is melted and fed to the impregnation head 18 according to the invention.

樹脂含浸バンドまたは複数束の繊維束のウェブ10bは
、ついで冷却ユニット19へ供給され、そこで、溶融さ
れた樹脂が冷却により硬化する。硬化作用は、また、化
学反応によっても行なわれる。
The resin-impregnated band or web 10b of fiber bundles is then fed to a cooling unit 19 where the molten resin is hardened by cooling. The curing action is also carried out by a chemical reaction.

冷却ユニット19から樹脂を含浸し、硬化された繊維束
がチョッパ20へ送られ、そこで含浸ウェブが適当な長
さのピース21に切断され、包装され、または、成形品
の成形製造に供されるようになる。この発明の方法と装
置により、連続した繊維強化製品を成形することも可能
であって、そのような場合は、含浸されたウェブは、所
望の長さに切断されるか、または、切断されないま才に
される。
The resin-impregnated and hardened fiber bundle is sent from the cooling unit 19 to the chopper 20, where the impregnated web is cut into pieces 21 of appropriate length and packaged or subjected to molding production into molded products. It becomes like this. It is also possible to form continuous fiber-reinforced products with the method and apparatus of the invention, in which case the impregnated web can be cut to the desired length or uncut. be made into a genius.

第1図の装置におけるウェブ10の搬送は、適当な引張
り装置で行なうことができる。ベル1〜駆動の引張り装
置22が第1図に略図的に示されている。
The web 10 can be conveyed in the apparatus of FIG. 1 by means of suitable tensioning devices. A bell 1-drive tensioning device 22 is shown diagrammatically in FIG.

第2図には、第1図における含浸ヘッド18の詳細が示
されている。含浸ヘッド18の内部には、供給キャビテ
ィ23が設けられていて、該キャビティを通して剪断状
態でない溶融樹脂がエクストルーダ15から供給される
。キャビティ23がら樹脂がボート25を介して二つの
シリンドリカルな表面26.27の間の環状空間へ供給
される。
FIG. 2 shows details of the impregnation head 18 in FIG. 1. Inside the impregnation head 18 is provided a feed cavity 23 through which unsheared molten resin is fed from the extruder 15 . Resin from the cavity 23 is fed via the boat 25 into the annular space between the two cylindrical surfaces 26,27.

この実施例では、外側表面26は、固定の面であって、
内側表面27が移動する面である。この移動する面27
は、回転する環状体28の外側面により構成され、これ
は、矢印Aで示す方向へ回転する。しかし、この回転作
用は、必須のものではない。一方が他方に対し回転する
表面26.27の間の環状空間において、樹脂マテリア
ル29は、剪断作用を受け、その粘度を下げる。
In this embodiment, outer surface 26 is a fixed surface, and
The inner surface 27 is the moving surface. This moving surface 27
is constituted by the outer surface of a rotating annular body 28, which rotates in the direction indicated by arrow A. However, this rotational action is not essential. In the annular space between the rotating surfaces 26, 27, one relative to the other, the resin material 29 is subjected to shearing action, reducing its viscosity.

表面26.27の間の剪断された樹脂マテリアルは、つ
いで供給チャンネル30を介して放出され、含浸領域3
1へ供給される。繊維束ウェブ10aは、含浸領域31
に通され、そこで、粘度が低下の溶融樹脂が繊維束に浸
透し、繊維束を構成する繊維制々にくまなく浸透し、こ
れらを包み込む。
The sheared resin material between the surfaces 26, 27 is then discharged through the feed channel 30 and into the impregnated region 3.
1. The fiber bundle web 10a has an impregnated region 31
There, the molten resin with a reduced viscosity penetrates into the fiber bundle, permeates all the fibers that make up the fiber bundle, and envelops them.

樹脂含浸された繊維束ウェブ10bは、ついで第1図に
記載の冷却ユニット18へ送られる。
The resin-impregnated fiber bundle web 10b is then sent to the cooling unit 18 shown in FIG.

第2図に示す粘度を低下させる剪断作用は、両表面の間
で行なわれるもので、該表面の一方は、固定であり、他
方が回転する。しかし、両表面を回転可能とし、一方の
面26を他方の面27の回転方向と逆の回転方向に回転
させて、両者の間に樹脂を供給することもできる。第3
図には、このような例が示されている6第3図の装置に
おいては、剪断空間が二つの回転する面26.27の間
に形成されている点で第2図の例と異なるもので、この
場合、表面26は、環状体32の内側面であって、環状
体28と反対の方向(矢印B)の方向へ回転し、さらに
効率のよい剪断作用が得られる。
The viscosity-reducing shearing action shown in FIG. 2 takes place between two surfaces, one of which is stationary and the other rotating. However, it is also possible to make both surfaces rotatable and to rotate one surface 26 in a direction opposite to that of the other surface 27 to supply resin between them. Third
An example of this is shown in the figure.6 The device shown in Fig. 3 differs from the example shown in Fig. 2 in that the shear space is formed between two rotating surfaces 26, 27. In this case, the surface 26 is the inner surface of the annular body 32 and rotates in the direction opposite to the annular body 28 (arrow B), resulting in a more efficient shearing action.

さらに、剪断作用をなす空間は、複数個、シーケンシャ
ルに形成することもでき、さらに、第1図から第3図に
おける含浸ヘッド18へ供給される樹脂マテリアルは、
他の手段で予熱し、粘度を低下させたり、毛細管を通過
させることで、剪断作用を加えることもできる。
Furthermore, a plurality of shearing spaces can be formed sequentially, and the resin material supplied to the impregnating head 18 in FIGS. 1 to 3 is
Shearing can also be applied by preheating by other means to reduce the viscosity or by passing through a capillary tube.

(発明の効果) 前記のように、この発明によれば、繊維強化成形体を成
形するため、強化繊維に樹脂を完全に含浸させることが
でき、樹脂プアーの状態の強化繊維を作らず、極めて高
品質の繊維強化成形体が成形できる強化繊維マテリアル
が製造できる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, since a fiber-reinforced molded article is molded, the reinforcing fibers can be completely impregnated with resin, and the reinforcing fibers are not made in a resin-poor state. It is possible to produce reinforced fiber materials that can be molded into high-quality fiber-reinforced molded objects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、繊維強化粒状体を連続的に製造することに適
用した発明による装置の主要な図面である。 第2図と第3図は、それぞれ、この発明によるガラス繊
維束のウェブにマトリックス樹脂を含浸させる装置の略
図的断面図である。 lO・・・ウェブ 10a・・・繊維束ウェブ 10b・・・樹脂含浸ウェブ 11・・・・・ドラム 12・・・・・・予熱チャンバ 13・・・・・拡幅装置 14・・・・・・ロール 15・・エクストルーダ 16・・・・・・樹脂素材 17・・・・・ホッパー 18・・・・・・含浸ヘッド 1つ・・・・冷却ユニット 20・・・・・・チョッパ 21・・−・・ピース 22・・・・・・引張り装置 23・・・・・・供給キャビティ 25・・・・・・ボート 26.27・・・剪断作用を行なう表面28.32・・
・環状体 29・・・・・樹脂マテリアル 31・・・・・・供給チャンネル
FIG. 1 is a main drawing of an apparatus according to the invention applied to the continuous production of fiber-reinforced granules. 2 and 3 are respectively schematic cross-sectional views of an apparatus for impregnating a web of glass fiber bundles with matrix resin according to the invention. lO... Web 10a... Fiber bundle web 10b... Resin-impregnated web 11... Drum 12... Preheating chamber 13... Widening device 14... Roll 15...Extruder 16...Resin material 17...Hopper 18...One impregnation head...Cooling unit 20...Chopper 21...- ...Piece 22...Tensioning device 23...Feeding cavity 25...Boat 26.27...Surface carrying out shearing action 28.32...
- Annular body 29... Resin material 31... Supply channel

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)繊維強化材料を製造するに当り、溶融した、また
は、液体の樹脂を繊維束へ含浸させる方法であり、素材
が一つ、または、それ以上の繊維束からなり、各繊維が
マトリックス樹脂で囲まれ、1本または複数本の繊維束
の連続したウエブ(10;10a)に溶融または液状の
樹脂(32、33)を含浸させ、冷却または化学反応に
より前記樹脂を硬化させる方法で、前記含浸の前、前記
溶融または液状の樹脂マテリアル(29)が相対移動す
る二つの近接した表面(26、27)の間に供給されて
剪断力を受けることを特徴とする方法。
(1) A method in which fiber bundles are impregnated with molten or liquid resin when producing fiber-reinforced materials, and the material consists of one or more fiber bundles, and each fiber is made of matrix resin. A continuous web (10; 10a) of one or more fiber bundles is impregnated with a molten or liquid resin (32, 33), and the resin is hardened by cooling or a chemical reaction. A method characterized in that, before impregnation, said molten or liquid resin material (29) is fed between two adjacent surfaces (26, 27) in relative movement and subjected to shear forces.
(2)前記表面の一つは、固定面(26)で他方の面は
、可動面(27)であることを特徴とする請求項第1項
の方法。
2. A method according to claim 1, characterized in that one of said surfaces is a fixed surface (26) and the other surface is a movable surface (27).
(3)前記表面(26、27)の両方が可動表面である
ことを特徴とする請求項第1項から第3項いずれかによ
る方法。
(3) A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that both said surfaces (26, 27) are movable surfaces.
(4)前記表面(26、27)の両方がシリンドリカル
な表面であることを特徴とする前記請求項第1項から第
3項のいずれかによる方法。
(4) A method according to any one of the preceding claims, characterized in that both of the surfaces (26, 27) are cylindrical surfaces.
(5)前記樹脂マトリックスは、熱可塑性マテリアルで
あることを特徴とする前記請求項のいずれかによる方法
(5) A method according to any of the preceding claims, characterized in that the resin matrix is a thermoplastic material.
(6)熱可塑性マトリックスマテリアルは、オレフィン
単独および共重合体、塩化ビニル単独および共重合体、
ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル重合体
および共重合体、ポリアミドまたはコポリアミド、フォ
ルムアルデヒドの熱可塑性重合体、ポリカーボネート、
ポリサルフォンと前記した重合体の二つ、または、それ
以上の混合物からなるグループから選ばれることを特徴
とする請求項第6項による方法。
(6) Thermoplastic matrix materials include olefin homopolymers and copolymers, vinyl chloride homopolymers and copolymers,
polyethylene terephthalate, acrylonitrile polymers and copolymers, polyamides or copolyamides, thermoplastic polymers of formaldehyde, polycarbonates,
7. Process according to claim 6, characterized in that it is selected from the group consisting of polysulfone and a mixture of two or more of the abovementioned polymers.
(7)繊維強化材料を製造するに当り、溶融した、また
は、液体の樹脂(24、29)を繊維束へ含浸させる装
置であり、素材が一つ、または、それ以上の繊維束から
なり、各繊維がマトリックス樹脂で囲まれており、前記
含浸操作の前、前記溶融または液状の樹脂(29)へ剪
断力を与える手段を備え、該手段は、相対移動の関係に
ある二つの近接した表面(26、27)と、前記表面(
26、27)の間に前記溶融または液状の樹脂(29)
を供給する手段とからなり、前記表面の間に、前記溶融
または液状の樹脂が注入され、含浸の間、剪断力が与え
られることを特徴とする装置。
(7) A device for impregnating fiber bundles with molten or liquid resin (24, 29) in producing fiber-reinforced materials, the material being composed of one or more fiber bundles, Each fiber is surrounded by a matrix resin, and prior to said impregnation operation, means are provided for applying a shearing force to said molten or liquid resin (29), said means comprising two adjacent surfaces in relative movement. (26, 27) and the surface (
26, 27), the melted or liquid resin (29)
said molten or liquid resin is injected between said surfaces and a shearing force is applied during impregnation.
(8)少なくとも前記表面(26、27)の一方または
両方が可動であることを特徴とする請求項第7項による
装置。
(8) Device according to claim 7, characterized in that at least one or both of said surfaces (26, 27) are movable.
(9)前記表面(26、27)がシリンドリカルな面で
あることを特徴とする請求項第7項から第8項による装
置。
(9) Device according to claims 7 to 8, characterized in that the surfaces (26, 27) are cylindrical surfaces.
(10)前記表面(26、27)が、一方または両者が
回転する両者のシリンドリカルな面の間で、環状空間を
構成することを特徴とする請求項第7項から第9項によ
る装置。
10. Device according to claims 7 to 9, characterized in that the surfaces (26, 27) define an annular space between two cylindrical surfaces, one or both of which rotate.
(11)前記繊維束を、すでに剪断力作用を受け、粘度
がそれなりに低下している前記溶融樹脂に接触させる前
記手段が一、または、それ以上の供給チャンネル(30
)を有し、該チャンネルが前記環状空間に連通している
ことを特徴とする請求項第10項による装置。
(11) The means for bringing the fiber bundle into contact with the molten resin, which has already been subjected to shearing forces and whose viscosity has been reduced to a certain extent, includes one or more feed channels (30
), the channel communicating with the annular space.
(12)前記供給チャンネル(30)が円形、方形また
は他の断面形状を有していることを特徴とする請求項第
11項による装置。
12. Device according to claim 11, characterized in that the feed channel (30) has a circular, square or other cross-sectional shape.
(13)前記供給チャンネル(30)は、前記環状空間
を包む含浸ヘッド(18)の壁に切設された一つ、また
は、複数のスリットからなることを特徴とする請求項第
11項から第12項による装置。
(13) The supply channel (30) comprises one or more slits cut in the wall of the impregnation head (18) surrounding the annular space. Apparatus according to paragraph 12.
(14)前記含浸ヘッド(18)がエクストルーダ(1
5)の出口に接続していることを特徴とする請求項第1
3項による装置。
(14) The impregnation head (18) is connected to the extruder (1).
Claim 1 characterized in that it is connected to the outlet of 5).
Device according to Section 3.
(15)含浸ヘッド(18)は、含浸領域(31)内で
、カーブしているもの、または、平らなものであること
を特徴とする請求項第13項から第14項による装置。
15. Device according to claim 13, characterized in that the impregnation head (18) is curved or flat in the impregnation area (31).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003127164A (en) * 2001-10-25 2003-05-08 Sekisui Chem Co Ltd Method and apparatus for manufacturing filament- reinforced resin foam

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003127164A (en) * 2001-10-25 2003-05-08 Sekisui Chem Co Ltd Method and apparatus for manufacturing filament- reinforced resin foam

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