JPH05156507A - 繊維の樹脂−含浸 - Google Patents

繊維の樹脂−含浸

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JPH05156507A
JPH05156507A JP4146808A JP14680892A JPH05156507A JP H05156507 A JPH05156507 A JP H05156507A JP 4146808 A JP4146808 A JP 4146808A JP 14680892 A JP14680892 A JP 14680892A JP H05156507 A JPH05156507 A JP H05156507A
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resin
fibers
fiber
flow
impregnating
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Steven Lee Stewart
ステイーヴン・リー・スチユワート
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 引抜成形法によって製品を製造するために
使用される含浸ダイ（５２）の入口（５４）の直ぐ隣り
で２つの共反応性樹脂の流れが混合される。この混合は
繊維がダイの中央ダクト開口部（５８）の中に引っ張ら
れる時に繊維の直ぐ隣りで起こる。樹脂の流れは含浸ダ
イの入口に配置されている樹脂供給ヘッド（７２）を使
用することによって、含浸ダイの入口の方へ送られる。
樹脂供給ヘッドに連結している超音波駆動体（１１６）
は、繊維の束がダイを通り過ぎる時に先立ってその束を
完全に濡らすように、繊維に衝突する樹脂の流れを振動
させて攪拌する。 【効果】 系の閉塞を起こさずに、極端に短い反応時
間を有する含浸用樹脂を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は引抜成形ダイの入口内の
２つの反応性樹脂の流れの混合物を目指している。この
樹脂の流れはダイを通って引抜成形される繊維と一緒に
混合されて、樹脂の流れは繊維を濡らす。超音波駆動体
（ultrasonic driver)が樹脂と繊維を攪拌して繊維の湿
潤性を促進する。
【０００２】
【従来の技術】反応射出成形（RIM)法は粘度の低い２種
の重合体前駆体を衝突ミキサー（図１）の中に集め、こ
こでそれらの前駆体は、金型を満たすために移動する前
に、反応を開始する。樹脂のこの低い粘度はポンプ輸送
の必要性を減少させ、また樹脂が金型および強化材に侵
入するのを容易にする。しかしながら、RIM は一般にバ
ッチ操作であって、連続方法よりもコスト上不利である
という制約を受ける。さらに、それは連続した繊維強化
材を有するRIM 部品を製造することが困難である。連続
式の繊維強化材引抜成形法（図２）は、樹脂に浸された
繊維が引取装置によって、加熱されたダイを通って引き
抜かれる前に、触媒作用を受けている樹脂と繊維強化材
とを樹脂タンク内で混ぜ合わせ、その後特定の長さに切
断する。一般に、この樹脂タンクには規定時間外にタン
ク中で若干の硬化を受ける混合熱硬化性樹脂が入れられ
ている。タンク内の樹脂の粘度はその後規定時間外で上
昇する。混合された樹脂の粘度が十分高くなると機械が
停止する。これらの因子は引抜成形法を比較的長い可使
時間を有する配合樹脂材料に制限してきた。
【０００３】例えば、複合材料協会の第43回年次会議(t
he 43rd Annual Conferense of theComposites Institu
te) において1988年２月１日から５月までに呈示され
た、エイチ・イシダ（H.Ishida) 氏およびジー・ロッタ
ー(G.Rotter)氏著の“熱可塑性マトリックス複合材料の
RIM-引抜成形(RIM-pultrusion of Thermoplastic Matri
x Composites) ”という論文におけるように、引抜成形
プロセスを改良するための様々な提案が出されてきた。
その１つの考えは図３に示されるような樹脂含浸室によ
って樹脂タンクを置き換えるものである。この樹脂含浸
室では強化材の湿潤が起こる。この著者等は、短いゲル
化時間と低い粘度を有する材料を使用することによって
樹脂タンクの可使時間の制限が劇的に小さくなるという
ように、それぞれの個々の技術的な制約が避けられるこ
とを示唆している。この示唆された引抜成形法用の１つ
の樹脂系が米国特許第4,735,992 号に開示されており、
そしてここではこの特許第'992号明細書の第３欄第57行
ないし第４欄第８行に記載されているように、反応性樹
脂の流れの予め混合された配合物が、ダイを通して連続
的に引っ張られるガラス繊維の芯（コア）を有するダイ
に入る。この樹脂はガラス繊維コアの含浸に先立って予
め混合されることに、もう一度注目されたい。
【０００４】イシダ等の論文はまた、既に混合された樹
脂成分が、図４に示されるような角度で部屋（室，cham
ber)に入る濡れた繊維に上方から導入される実現可能な
樹脂室の設計および部屋が図４の設計の静水圧絞りの利
点をなお有するが、ここではその長さ方向に沿った不感
帯（dead zone ）を有する、図５および図６に示された
比較的基本的な設計を提案している。樹脂はこれらの不
感帯領域において流れないで早すぎる硬化を起こし、そ
の結果恐らく機械を停止させる樹脂の閉塞（図５）さえ
起こすであろう。樹脂はまた壁の内径の周りに多分シー
トまたは漏斗を形成する可能性があり、従って後に続く
材料は図７に示されるように、より容易に流れるであろ
う。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これらの問題は、２つの
共反応性（co-reactive ）樹脂の流れが本当に必要な時
点よりも早く予備混合されることに由来し、そして含浸
ダイの直接の（immediate ）入口で共反応性樹脂の流れ
を超音波攪拌により混合して樹脂を直ぐ強制的に繊維の
中に押し込み、それによって樹脂／繊維の含浸時間の不
足を補う本発明によって軽減される。樹脂は加熱された
ダイの上流数メートルまたは数センチメートルさえまで
混合されないで、ダイの直接の入口で混合される。した
がって系の閉塞を起こすという心配を持たずに、極端に
短い反応時間を有する樹脂を使用することができる。含
浸ダイは内部に向かって１点に収束し、そしてダイを通
して範囲が定められている中央ダクト開口部と交差して
いるテーパ開口部を有する。別個の樹脂供給ヘッドは共
同して作用するようにテーパ開口部の内部に位置してい
る。繊維強化材料は樹脂供給ヘッドの間で、かつ中央ダ
クト開口部を通って抜き出される。
【０００６】樹脂供給ヘッドは中央ダクト開口部と隣合
った位置にある混合フェース（mixing face)を有する。
樹脂供給ヘッド内に含まれる流動開口部は２つの別々の
共反応性樹脂の流れを混合フェースに向けて送る。繊維
強化材料が混合フェースのそばを通り過ぎるときに樹脂
の流れは混合フェースの近く、および／またはこの材料
の中で互いに混ざり合う。超音波駆動体が樹脂供給ヘッ
ドに連結され、そして駆動体はこのヘッドを振動させて
樹脂／繊維の湿潤速度を増大させる。運転に際しては、
先ず最初に繊維質材料が樹脂供給ヘッドと含浸ダイのテ
ーパ表面との間から抜き出され、その後中央ダクト開口
部中に装入される。樹脂供給ヘッドに連結している超音
波駆動体手段にその後電圧が印加される。その後２つの
別々の樹脂の流れが樹脂供給ヘッドの中の開口部を通っ
て流れてこの供給ヘッドの混合フェースにおける別々の
流動開口部から排出され、そして混合された樹脂の流れ
は混合フェースの隣に位置する繊維質材料を含浸する。
樹脂で含浸された繊維質材料はその後、繊維を浸してい
る混合樹脂が硬化する前に、混合フェースから抜き出さ
れる。
【０００７】
【実施例】添付図面において、図１〜７は公知の引抜成
形装置の様々な特徴を図解しており、そして図８、９お
よび10は本発明装置の形態を図解している。図１は従来
の反応射出成形プロセスを絵で表した概要図である。図
２は従来の引抜成形プロセスを絵で表した概要図であ
る。図３は従来のRIM-引抜成形プロセスを絵で表した概
要図である。図４は既に混合された樹脂系によって浸さ
れている繊維質材料の側面および横断面を表す概要図を
示す。図５〜６は樹脂室において樹脂で含浸されている
繊維質材料の横断面を表す概要図を示す。図６は硬化し
た樹脂の楔で閉塞された樹脂室の側面および横断面を表
す概要図を示す。図７は樹脂室の内側の壁の周りに形成
された硬化した樹脂の側面および部分的な横断面を表す
概要図を示す。図８は含浸ダイの中に挿入された樹脂供
給ヘッドの横断面の頂部を表す概要図を示す。図９は含
浸ダイの内部に挿入された樹脂供給ヘッドの横断側面を
表す概要図を示す。図10は樹脂供給ヘッドの正面を表す
概要図を示す。
【０００８】ここで従来技術の図１〜７を参照すると、
図１は２つの別個の共反応性樹脂がタンクＡ11およびタ
ンクＢ12の中で別々に保有され、そしてその後、金型16
にそれらが注入されるに先立って、混合ヘッド14で混合
される典型的な反応射出成形装置を示している。引抜成
形プロセスの要素は図２に示されている。繊維18は鋸28
によって特定の長さに切断されるに先立ち、この繊維が
引取装置により、加熱されたダイ24を通って引き抜かれ
る前に、予め混合された樹脂22が入っている樹脂タンク
20を通って装入される。
【０００９】図３に示されたRIM-引抜成形装置は先の２
つの図１および図２に示された装置を組み合わせたもの
である。タンクＡの11Ａに保有された樹脂とタンクＢの
12Ｂに保有された樹脂とは混合ヘッド14Ａで混ぜ合わさ
れた後、繊維18Ａを浸すために樹脂室30の中に射出され
る。繊維は引取装置26Ａによって、加熱されたダイ24Ａ
を通って引き抜かれた後、鋸28Ａによって切断される。
樹脂室30を出る、樹脂で濡れた繊維の束32は大気条件に
曝され、そして繊維に混入された樹脂は、繊維／樹脂構
造物が加熱されたダイ24Ａの中で結合しないような十分
な硬化時間を持たなければならない。既に混合された樹
脂34と繊維18Ｂとを混合するもう１つの方法は図４に示
されており、ここでは繊維／樹脂混合物が含浸ダイ38を
通って引っ張られる前に、樹脂は繊維の周りを流れて繊
維の中に流れ込む十分に間隔を空けた状態を保ってい
る。含浸ダイ38の入口に窒素の供給源36を提供してもよ
い。
【００１０】ここで図５〜６を参照すると、含浸ダイ40
は過剰の樹脂が蓄積して硬化する傾向をとり得る不感帯
42を含むことがわかる。図６に示されるように、硬化し
た樹脂のプラグ44が中央の不感帯42に形成されて、その
後繊維の引抜工程を停止させる恐れがある。図７に示さ
れるように、硬化した樹脂の堆積物44が壁46の隣に形成
されて、繊維が壁46の鋭く尖った角を通り越して通過す
るのを助けるか、あるいは蓄積を続けてついには工程の
停止を引き起こす可能性がある。ここで、本発明を図解
している図８、９および10を参照すると、装置50は入口
端部54と出口端部56を有する含浸ダイ52およびこれらの
入口端部と出口端部との間で境界が定められている中央
ダクト開口部58を含んでいる。引抜成形技術において周
知である中央ダクト開口部は、樹脂で含浸された少なく
とも１つの繊維60を、それを通して引き抜くような寸法
に作られている。この繊維60という用語はその一般的な
意味で、引抜成形された繊維補強プラスチック物品の製
作において広く使用されるあらゆる種類の繊維強化材を
包含するものと解されなければならない。それ故“繊
維”60は単繊維、複数本の繊維、連続的なストランドマ
ット、一方向布、ロービング織物、または硬化できる樹
脂系を補強するために用いられるその他のいずれかの材
料を包含することができる。
【００１１】目で見て基本構造を明快に理解できること
を保持するために全ての通路は示されていないけれど
も、中央ダクト開口部に至る数個の繊維進入通路61が図
８に示されている。 含浸ダイの入口端部は中央ダクト
開口部58と一点に収束するように交差している少なくと
も１つのテーパ表面によって範囲が限定されているテー
パ開口部62（図９）を有することがわかる。好ましい実
施態様において、テーパ開口部62は含浸ダイの上方テー
パ表面64、含浸ダイの下方テーパ表面66、含浸ダイの側
方表面Ａ68および含浸ダイの側方表面Ｂ70によって範囲
が定められている。中央ダクト開口部へ導くテーパ開口
部を形成させるために、円錐形表面、曲線で作られた表
面または直線で作られた表面のその他の多くの組合せも
使用できることは理解されるであろう。含浸ダイはま
た、当該技術において周知であるように、樹脂で含浸さ
れた繊維に熱エネルギーを供給するために使用される少
なくとも１つの加熱器要素59を含んでいてもよい。
【００１２】装置50はまた、テーパ開口部62の中に共同
して働くように配置されている樹脂供給ヘッド72を含む
ことがわかる。図９で理解されるように、樹脂供給ヘッ
ドの一部は、繊維60が含浸ダイの上方テーパ表面64と下
方テーパ表面66との間で引き抜かれ、そしてその後中央
ダクト開口部58に入るのを許すために、これらの表面か
ら一定の間隔が空けられている。繊維が中央ダクト開口
部58の中で一点に向かって収束する前に繊維をこのよう
にして分割すると、この後でさらに詳しく説明されるよ
うに、繊維の樹脂による含浸が促進される。樹脂供給ヘ
ッド72は樹脂供給ヘッドの上方テーパ表面74、樹脂供給
ヘッドの下方テーパ表面76、樹脂供給ヘッドの側方表面
Ａ78、および樹脂供給ヘッドの側方表面Ｂ80を含んでい
ることがわかる。これらの樹脂供給ヘッドの表面74、7
6、78、80は勿論、この樹脂供給ヘッドがテーパ開口部6
2に適合するのを許すいずれの方法で形造ってもよい。
好ましい実施態様においては、樹脂供給ヘッドの側方表
面と含浸ダイとを通り越して繊維60を引き抜く必要がな
いので、側方表面78、80は含浸ダイの共同して作用する
表面68、70と運転可能に噛み合うような寸法に作られて
いる。相互に側方表面を密閉すると、樹脂供給ヘッド72
を含浸ダイに対して安定化することもできる。側方表面
は、この目的を達成するために、当該技術で周知のいず
れかの弾性密閉手段を含むことができる。その代わり
に、樹脂供給ヘッドの側方表面は勿論、含浸ダイから所
定の間隔を空けておいてもよい。
【００１３】樹脂供給ヘッド72は中央ダクト開口部の隣
に位置した混合フェース82を有することがわかる。好ま
しい実施態様において、混合フェース82は、中央ダクト
開口部と樹脂供給ヘッド72を通って軸方向で範囲が定め
られている中心軸線85に対して垂直に配置されている。
これに代わる実施態様においては、混合フェース82は、
このフェースから排出された樹脂が混ざり合い、そして
含浸ダイを通って引き抜かれている繊維60内に均一に分
配される限り、樹脂供給ヘッドの他方のテーパ表面、ま
たは含浸ダイのテーパ表面に配置されていてもよい。樹
脂供給ヘッド72は、樹脂供給ヘッドの中に共通の樹脂供
給管寄せ（ヘッダ）を形成し、そしてその後樹脂が混合
フェースまで流れるのを許す小さな分配網状構造を形成
する樹脂Ａの流路86のような第一の樹脂流動開口手段84
を有することがわかる。樹脂Ａの流路86は樹脂流動開口
部88A,88B,88C の混合フェースで終わっている。これら
の開口部は目で見て明快にわかるように、すべて図８で
“Ａ”と明示されている矢印を有し、そして図10では単
に“Ａ”と明示されている。
【００１４】同じような具合に樹脂供給ヘッドは、樹脂
流動開口部94A,94B,および94C の混合フェース92で終わ
っている樹脂Ｂの流路92のような第二の樹脂流動開口部
手段90を含んでいる。目で見て明快にわかるように、こ
れらの開口部は、図８においてそれらから出る“Ｂ”と
名付けられた矢印で示され、そして図10では開口部
“Ｂ”と名付けられている。別々の樹脂流動開口部手段
84、90は混合フェースで別個の樹脂流動開口部88Ａ、
Ｂ、Ｃ、および94Ａ、Ｂ、Ｃの範囲を定めている。この
ようにして、別々の樹脂流路86、92に供給される樹脂は
隔離された状態に維持されて、それらが少なくとも混合
フェースに達するまで混ざり合わない。装置50はまた、
樹脂Ａの流路86中に排出させるポンプＡ104 と連結して
いる樹脂Ａの保持タンク102 を使用することによるよう
な、前記第一の樹脂流動開口部手段を通して第一の樹脂
の流れ100(図10) を流すための手段を含むことがわか
る。同じような具合で第二の樹脂の流れ106 はポンプＢ
110 によってタンク108から樹脂Ｂの流路92の中に送る
ことができる。樹脂の流れ100 、106 はその後混合フェ
ースの隔離された樹脂流動開口部を通って排出されて混
合され、そして混合された樹脂の流れ106 、100 はその
そばを通る繊維60を含浸する。第一の樹脂の流れ100 は
開口部88Ａ、Ｂ、Ｃを通って排出され、そして第二の樹
脂の流れ106 は開口部94Ａ、Ｂ、Ｃを通って排出され
る。例えば図10を参照されたい。
【００１５】装置50はまた、樹脂供給ヘッドと運転上連
結されて樹脂供給ヘッドを振動させることができる超音
波駆動体手段118 のような、超音波駆動体手段116 を含
むことがわかる。好適な超音波駆動体はブランソン ソ
ニック パワー カンパニー（Branson Sonic Power Co
mpany)から入手できるような超音波ステフォーン(Steph
orn)である。好ましい実施態様において、この超音波駆
動体は約15kHz ないし約25kHz の振動を与える。超音波
駆動体を使用すると、繊維が含浸ダイの中央ダクト開口
部58の中に引っ張られる時に、混合された樹脂をその繊
維の周りに効果的に射出させることができる。振動して
いない樹脂供給ヘッドを通り越して繊維60を単に引っ張
るだけでは、恐らくこの繊維60に樹脂で濡れていない斑
点が生じ、その結果樹脂が不足した空所が仕上げ製品中
に形成されるであろう。超音波駆動体によって供給され
るこの外部からの振動が不足してもまた、樹脂の流れが
完全に混ざり合わず、それによって互いに共に反応する
ことができず、そして共反応した樹脂の不均一な分布を
含む最終製品を生ずる。
【００１６】装置50はまた、当該技術にとって周知であ
る引取装置Ａ120 および引取装置Ｂ122 のような、繊維
を含浸している混合された樹脂が硬化する前に、樹脂で
含浸された繊維を混合フェースから引き離すための手段
を含むことがわかる。ここで、より特定的に図10を参照
すると、隔離されている樹脂流動開口部は、混合フェー
スの長さを横切って等間隔となるように、混合フェース
で範囲を定めることができる。さらに、樹脂流動開口部
は、好ましい実施態様において、混合フェースの長さを
横切るこれに代わる方法で範囲が定められている。換言
すれば、樹脂の流れＡを排出させる樹脂流動開口部は樹
脂Ｂを排出させる樹脂流動開口部の隣に位置している。
好ましい実施態様において、別個の樹脂流動開口部は中
央ダクト開口部の中心軸線に平行な樹脂の流れ100 、10
6 を排出させる方向に向けられているが、この配置は樹
脂供給ヘッドを通り越して装入されている繊維60の場所
および種類、または使用されている樹脂の種類によって
変わり得ることは十分理解されるべきである。
【００１７】運転に際しては、初めに樹脂供給ヘッドと
含浸ダイのテーパ表面との間で繊維60が中央ダクト開口
部中に抜き出される。その後超音波駆動体手段に電圧が
印加されて樹脂供給ヘッドを振動させる。第一の樹脂の
流れ100 は第一の樹脂流動開口部手段を通って流れ、一
方第二の樹脂の流れ106 はその後第二の樹脂流動開口部
手段を通って流れ、そして樹脂の流れは互いに混ざり合
った時共に反応して、互いに硬化することができる。こ
れらの樹脂の流れは混合フェースの別々の樹脂流動開口
部を通って排出された後混ざり合い、そして混合された
樹脂の流れは、混合された樹脂で繊維を含浸する。樹脂
で含浸された繊維は、繊維を含浸している混合された樹
脂が硬化する前に、混合フェースから引き抜かれる。
【００１８】中央ダクト開口部に関する混合フェースの
形状、および中央ダクト開口部を有する混合フェースの
交差に関する繊維の方向によって、樹脂の流れは混ざり
合って混合フェースの隣で反応し、そしてその後繊維を
含浸させることができるか、あるいはこの樹脂の流れは
混ざり合って混合フェースの隣および繊維60の隣で反応
し、そしてその後繊維を含浸させることができる。その
代わりに、樹脂の流れは混ざり合って繊維の隣で反応
し、そしてその後繊維を含浸させる。それ故、引抜成形
品を製造するために、様々な繊維系と共に様々な樹脂系
を使用できるように、本方法を仕立てることができる。
【００１９】ひとたび樹脂が繊維と混合されると、特定
の樹脂系のための通常の引抜成形プロセスのパラメータ
ーを、残りのプロセスパラメーパーを確立するための基
準として使用することができる。例えば、混合された樹
脂は、樹脂で含浸された繊維が含浸ダイの出口端面から
引き抜かれる前に硬化するのを十中八九許すであろう。
当該技術に周知であるように、繊維材料が含浸ダイを通
過する時に、樹脂で含浸された繊維材料に一定量の熱エ
ネルギーを供給するため、加熱器要素に電圧を印加する
ことができる。
【００２０】別法として、樹脂を一部だけ硬化させて、
予め含浸された製品（“プレプレグ”）を提供し、つい
でこれを別の成形操作によって二次成形し、そして硬化
させてもよい。これは、例えばプレプレグＩ−ビームを
引抜成形し、そしてこれを未硬化のプレプレグ板上に置
いた後、熱硬化サイクルを与えてこれらの２つの品を共
に硬化させると同時に互いに結合させる（コ- キュアリ
ング（co-curing)）。装置50の周りのその他の場所に別
の超音波駆動体を置くことができることを十分認識すべ
きである。超音波駆動体は、樹脂の流れの混合作用に加
えて、強化材のより均一な含浸を提供するとともに、強
化材から空気を除くのを助ける。超音波駆動体の付加的
な利益は、鉱物および有機物の両方の顔料および充填材
を樹脂系の中に含有させて、繊維束表面上のこれらの固
体を通常濾過することなく、これらの顔料および充填材
を繊維の隅々まで均一に分配できることである。
【００２１】樹脂供給ヘッド／含浸ダイの組合せは、図
９に示された長方形の引抜成形体の外に、多くの様々な
横断面を有する引抜成形体を製造するために使用できる
ことは十分理解されるべきである。内部マンドレルが超
音波で駆動される樹脂排出装置からなっていてもよい、
丸い横断面を有する引抜成形体は本発明の教示に従って
製作できる。Ｉ、Ｔ、ＪおよびＬビームおよびそれらの
他の組合せを有する複雑な横断面を作るために多重の超
音波駆動体／樹脂供給ヘッドを使用することができる。
【００２２】樹脂の流れは反応射出成形法において通常
使用される成分からなっていてもよいし、あるいは樹脂
の流れが共反応性であって、共に混ざり合った時に互い
に硬化できるその他のいずれかの樹脂系からなっていて
もよい。本発明の好ましい一つの実施態様において、第
一の樹脂の流れ100 は１分子当り平均２個またはそれ以
上の反応性イソシアネート基を含むポリイソシアネート
であるように選ぶことができ、そして第二の流れ106 は
１分子当り平均２個またはそれ以上の反応性ヒドロキシ
ル基またはアミン基を含む、ポリイソシアネートと反応
できるポリオールまたはポリアミンであるように選ぶこ
とができる。いずれか一方または両方の樹脂の流れは合
体された樹脂の流れの反応速度または反応経路を変える
ことができる反応触媒を含んでいてもよい。
【００２３】これらの樹脂は、所謂硬化反応中に形成さ
れたウレタン結合のために、ポリウレタン系として工業
的に知られているもので構成されている。化学的に類似
している樹脂はポリカーバメートおよびポリイソシアヌ
レートである。この種の典型的な樹脂はポリカーバメー
ト系からなるダウ ケミカル カンパニーのスペクトリ
ム（SPECTRIM）MM 310；ポリイソシアヌレート樹脂であ
るスペクトリムMM 310-A；ポリオール樹脂であるスペク
トリムMM 310-B；および反応触媒であるスペクトリムMM
310-C（典型的にはポリオールに0.10重量％添加され
る）である。
【００２４】樹脂系の選択は、最終的な成形品の適用に
おいて要求される化学的および物理的特性ばかりでな
く、形成しようとする成形品の寸法と形状によって変わ
る。ポリウレタン、ポリカーバメートおよびポリイソシ
アヌレートは速い反応を提供し、したがって高い生産速
度を提供するが、ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂
よりも低い剛性およびその他の低い機械的特性をもたら
す。ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂はポリウレタ
ン、ポリカーバメートおよびポリイソシアヌレートより
も一般に高い機械的特性を提供するが、概して反応が緩
慢である。同じ結果を得るためにその他の多くの反応性
樹脂系を使用できることは十分理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の反応射出成形プロセスを示す概要図であ
る。
【図２】従来の引抜成形プロセスを示す概要図である。
【図３】従来のRIM-引抜成形プロセスを示す概要図であ
る。
【図４】従来方法において樹脂系が繊維質材料を含浸す
る状態を断面で示す部分拡大図である。
【図５】従来装置の樹脂室において樹脂で含浸されてい
る繊維質材料を、樹脂の流れ方向に沿った断面で示す側
面図である。
【図６】従来装置の樹脂室が硬化した樹脂の楔で閉塞し
た状態を、樹脂の流れ方向に沿った断面で示す側面図で
ある。
【図７】従来装置の樹脂室の内側壁面の周りに形成され
た硬化した樹脂の状態を、樹脂の流れ方向に沿った断面
で示す側面図である。
【図８】本発明装置における含浸ダイの中に挿入された
樹脂供給ヘッド頂部を示す断面図である。
【図９】本発明装置における含浸ダイの内部に挿入され
た樹脂供給ヘッドを示す断面図である。
【図10】本発明装置における樹脂供給ヘッドの概要を示
す正面図である。
【符号の説明】
52 含浸ダイ 54 入口端部 56 出口端部 58 中央ダクト開口部 60 繊維 62 テーパ開口部 72 樹脂供給ヘッド 82 混合フェース 84 第一の樹脂流動開口部手段 90 第二の樹脂流動開口部手段 100 第一の樹脂の流れ 106 第二の樹脂の流れ 116 超音波駆動体手段

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 1) 入口端部(54)および出口端部(56)を
    有し、そして中央ダクト開口部(58)を通して、樹脂で含
    浸された少なくとも１つの繊維(60)を引き抜く寸法で前
    記端部の間に範囲が定められている中央ダクト開口部(5
    8)を有する含浸ダイ(52)であって、前記含浸ダイの前記
    入口端部は、一点に収束するような形態で前記中央ダク
    ト開口部と交差している少なくとも１つのテーパ表面に
    よって範囲が定められているテーパ開口部(62)を有す
    る、前記含浸ダイ； 2) 前記テーパ開口部内に共同して作用するように配置
    された樹脂供給ヘッド(72)であって、前記樹脂供給ヘッ
    ドの一部は、少なくとも１つの繊維がこのヘッドと前記
    テーパ表面との間で引き抜かれ、そしてその後前記中央
    ダクト開口部の中に引き抜かれるのを許す所定の間隔が
    前記テーパ表面から空けられており、前記樹脂供給ヘッ
    ドは前記中央ダクト開口部の隣に配置された混合フェー
    ス(82)を有し、前記樹脂供給ヘッドはその中を通って範
    囲が定められている第一の樹脂流動開口部手段(84)およ
    び第二の樹脂流動開口部手段(90)を有し、前記樹脂流動
    開口部手段は前記混合フェースにおいて別々の樹脂流動
    開口部の範囲を定めている、前記樹脂供給ヘッド； 3) 前記第一の樹脂流動開口部手段を通して第一の樹脂
    の流れ(100) を流し、また前記第二の樹脂流動開口部手
    段を通して第二の樹脂の流れを流すための手段であっ
    て、前記樹脂の流れは共に混ざり合った時に共反応性で
    あって、互いに硬化することができ、前記樹脂の流れは
    前記混合フェースにおける前記別個の樹脂流動開口部を
    通って排出された後、混ざり合い、そして混合された樹
    脂の流れが前記少なくとも１つの繊維を含浸する、前記
    手段；および 4) 前記繊維を含浸している前記混合された樹脂が硬化
    する前に、樹脂で含浸された前記繊維を前記混合フェー
    スから引き抜くための手段；を有する、繊維を樹脂で含
    浸させるための装置であって、その装置が付加的に 5) 前記樹脂供給ヘッドに連結されて作用し、それで前
    記樹脂供給ヘッドを振動させることができる超音波駆動
    体手段（116) を含むことを特徴とする前記装置。
  2. 【請求項２】 前記混合フェース(82)が前記中央ダクト
    開口部を通って軸方向で範囲が定められている中心軸線
    (85)に対して垂直に配置されている、請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記樹脂供給ヘッドと前記含浸ダイの前
    記テーパ表面との間で前記繊維を前記中央ダクト開口部
    の中に引き抜き；前記超音波駆動体手段に電圧を印加し
    て前記樹脂供給ヘッドを振動させ；前記第一の樹脂流動
    開口部手段を通して第一の樹脂の流れを流す一方、前記
    第二の樹脂流動開口部手段を通して第二の樹脂の流れを
    流し、ここで前記樹脂の流れは、共に混ざり合った時、
    共反応性であって互いに硬化することができ、前記樹脂
    の流れは前記混合フェースにおける前記別々の樹脂流動
    開口部を通って排出された後に混ざり合い、前記混合さ
    れた樹脂の流れは、混合された樹脂で前記少なくとも１
    つの繊維を含浸し；そして前記繊維を含浸している前記
    混合された樹脂が硬化する前に、樹脂で含浸された前記
    繊維を前記混合フェースから引き抜くことからなる、請
    求項１の装置によって繊維を樹脂で含浸する方法。
  4. 【請求項４】 前記樹脂の流れが混ざり合って混合フェ
    ースの隣で反応した後、前記繊維を含浸する請求項３の
    方法。
  5. 【請求項５】 前記繊維を含浸している前記混合された
    樹脂が硬化する前に、樹脂で含浸された前記繊維を前記
    混合フェースから引き抜く段階に続いて、前記含浸ダイ
    の前記出口端部から、樹脂で含浸された前記繊維を引き
    抜く前に、前記混合された樹脂が硬化するのを許す段階
    を含む、請求項３または４の方法。
  6. 【請求項６】 超音波駆動体が15ないし25kHz の周波数
    で運転される請求項３、４または５の方法。
  7. 【請求項７】 前記第一の樹脂の流れがポリイソシアネ
    ート樹脂であり、そして前記第二の樹脂の流れが触媒作
    用を受けているポリオール樹脂である請求項３ないし６
    のいずれか１つの方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014511115A (ja) * 2010-12-30 2014-05-08 ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー スラリー分配システムおよび方法
JP2018506459A (ja) * 2015-02-13 2018-03-08 ヘクセル コンポジッツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク ウント コンパニー コマンディットゲゼルシャフト 引抜成形装置
WO2019176823A1 (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 株式会社アドウェルズ 含浸装置および含浸方法並びに加工装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8597016B2 (en) 2005-11-23 2013-12-03 Milgard Manufacturing Incorporated System for producing pultruded components
US8101107B2 (en) 2005-11-23 2012-01-24 Milgard Manufacturing Incorporated Method for producing pultruded components
US7901762B2 (en) 2005-11-23 2011-03-08 Milgard Manufacturing Incorporated Pultruded component
WO2013092738A2 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Bayer Intellectual Property Gmbh Verfahren zur herstellung eines strangförmigen verbundwerkstoffes und anlage hierzu
FR2999111B1 (fr) * 2012-12-06 2015-06-05 Structil Dispositif d'impregnation, unite de fabrication d'un profile creux par pultrusion comprenant un tel dispositif et procede de fabrication correspondant
CN104369285B (zh) * 2014-11-27 2016-08-24 陶小弟 连续纤维增强热塑性树脂的熔融浸渍设备及方法
CN108340599B (zh) * 2018-02-13 2020-03-13 山东节点新材料科技有限公司 一种连续纤维制作热塑性预浸料的工艺及方法
CN113373614B (zh) * 2021-03-12 2022-11-18 山东玻纤集团股份有限公司 一种用于玻璃纤维生产的上浆烘干装置及其使用方法
EP4144511A1 (en) * 2021-09-02 2023-03-08 Covestro Deutschland AG Method for preparing a polyurethane composite
WO2022268589A1 (en) 2021-06-22 2022-12-29 Covestro Deutschland Ag Method for preparing a polyurethane composite
WO2024056562A1 (en) * 2022-09-15 2024-03-21 Covestro Deutschland Ag A system for impregnating fibers for producing polyurethane pultruded composites and a method for using the same
EP4364932A1 (en) * 2022-11-03 2024-05-08 Covestro Deutschland AG A system for impregnating fibers for producing polyurethane pultruded composites, a method for using the same and polyurethane pultruded composite

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH577882A5 (ja) * 1974-05-24 1976-07-30 Contraves Ag
DE3521229A1 (de) * 1985-06-13 1986-12-18 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von halbzeug aus faserverstaerkten kunststoffen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014511115A (ja) * 2010-12-30 2014-05-08 ユナイテッド・ステイツ・ジプサム・カンパニー スラリー分配システムおよび方法
JP2018506459A (ja) * 2015-02-13 2018-03-08 ヘクセル コンポジッツ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツンク ウント コンパニー コマンディットゲゼルシャフト 引抜成形装置
WO2019176823A1 (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 株式会社アドウェルズ 含浸装置および含浸方法並びに加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
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