JPH062344B2 - 樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法 - Google Patents
樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法Info
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- JPH062344B2 JPH062344B2 JP60201181A JP20118185A JPH062344B2 JP H062344 B2 JPH062344 B2 JP H062344B2 JP 60201181 A JP60201181 A JP 60201181A JP 20118185 A JP20118185 A JP 20118185A JP H062344 B2 JPH062344 B2 JP H062344B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/30—Extrusion nozzles or dies
- B29C48/32—Extrusion nozzles or dies with annular openings, e.g. for forming tubular articles
- B29C48/34—Cross-head annular extrusion nozzles, i.e. for simultaneously receiving moulding material and the preform to be coated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、繊維を添加することによって補強されたプラ
スチックス成形品（ファイバー・リィンフォース・プラ
スチックス製品、略称ＦＲＰ製品）、メタル成形品（略
称ＦＲＭ製品）、セラミック成形品（略称ＦＲＣ製品）
を得るための補強用繊維の改善された製造手段と、該繊
維を用いての若干の成形品の改善された成形手段の提供
に関する。
スチックス成形品（ファイバー・リィンフォース・プラ
スチックス製品、略称ＦＲＰ製品）、メタル成形品（略
称ＦＲＭ製品）、セラミック成形品（略称ＦＲＣ製品）
を得るための補強用繊維の改善された製造手段と、該繊
維を用いての若干の成形品の改善された成形手段の提供
に関する。
（従来の技術） 繊維を添加することによって補強された複合素材はいう
までもなく既知であるが、これら複合素材は基材（マト
リックス）と補強材（リィンフォースメント）との組合
せによって決まるが、一般に基材としては、プラスチッ
クス、金属、セラミックスがよく用いられており、また
補強材としては各種の繊維があげられるが、繊維の種類
とは別にその使用形態としては、長繊維と短繊維との両
者がある。長短を区別する定義は難しいが、一般にかか
る基材に添加される前の繊維形態として、長繊維はその
径に対する長さの比が異常に大きく、通常はボビンに巻
取られた繊維を巻戻して使用されている。これに対して
短繊維はその長さとしては凡そ100mm迄のものであり
（通常は25mm以下である）、かかる短繊維のハンドリン
グとしては、ランダムに柔かい塊状となったものをほぐ
して取扱う使用形態となる。これらを整理すれば、補強
繊維の形態としては長繊維と短繊維との両者があり、こ
れを添加する基材がプラスチックスの場合はＦＲＰ製品
となるのであり、また金属（メタル）の場合はＦＲＭ製
品となり、セラミックの場合はＦＲＣ製品と成る訳であ
る。
までもなく既知であるが、これら複合素材は基材（マト
リックス）と補強材（リィンフォースメント）との組合
せによって決まるが、一般に基材としては、プラスチッ
クス、金属、セラミックスがよく用いられており、また
補強材としては各種の繊維があげられるが、繊維の種類
とは別にその使用形態としては、長繊維と短繊維との両
者がある。長短を区別する定義は難しいが、一般にかか
る基材に添加される前の繊維形態として、長繊維はその
径に対する長さの比が異常に大きく、通常はボビンに巻
取られた繊維を巻戻して使用されている。これに対して
短繊維はその長さとしては凡そ100mm迄のものであり
（通常は25mm以下である）、かかる短繊維のハンドリン
グとしては、ランダムに柔かい塊状となったものをほぐ
して取扱う使用形態となる。これらを整理すれば、補強
繊維の形態としては長繊維と短繊維との両者があり、こ
れを添加する基材がプラスチックスの場合はＦＲＰ製品
となるのであり、また金属（メタル）の場合はＦＲＭ製
品となり、セラミックの場合はＦＲＣ製品と成る訳であ
る。
長繊維は主にＦＲＰ製品に使用される。この場合プラス
チックス（樹脂）には熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との
両者が用いられる。長繊維は成形体の中にランダムに添
加されるのでは補強効果が薄く、長繊維の繊維交叉状に
整列配置し、あるいは布状に織成し、更に組紐状に搦め
る等、繊維同志が構造物の強度をより効果的に補強する
手段が取られる。一般にはＳＭＣ（シート・モールディ
ング・コンパウンド）等が周知であり、この場合は織布
を使って樹脂を含浸させる技術であり、また更にはフイ
ラメント・ワインディングと呼ばれている技術もある。
これはパイプ状の繊維補強成形体を作る場合、芯体とな
る金属パイプの上面に繊維によるフイラメントをバイア
スに巻付ける動作を何回も長手方向に往復させ、この上
面から樹脂を全面に塗着いて固め、最後に金属パイプを
抜取る手段である。これら手段において、一般には前
者、後者ともに熱硬化性樹脂の利用が主流である。この
理由は熱安定性が良好であるとともに、基材としても高
強度であるのみならず、耐薬品性に富む等の利点を持つ
からである。更に好都合であることは、熱硬化性樹脂が
その硬化前においては、熱可塑性樹脂に比べて流動粘度
が異常に低く凡そ1000ポイズ以下であることから、長繊
維によるシート、マット、フイラメント、ワインディン
グ組成物の表面から樹脂を塗着するのみで、繊維中に含
まれる空気を追出し、繊維相互間の狭い間隙中に進入
し、濡れが充分に保持される条件が得られるからであ
る。更には成形体として３次元構造物（例えばバスタブ
等）を製作する場合、繊維によるシートをバスタブ形に
切り貼りして作るが、この時熱可塑性樹脂をその上から
注入することは、型および温度の点から相当に難しい高
度の技術が必要とされ、この点熱硬化性樹脂を表面から
塗りたくなるように塗着する手段の方が著しく容易であ
る。これに対し単繊維の場合は、ＦＲＰ、ＦＲＭ、ＦＲ
Ｃの各製品に一様に使用可能であり、長繊維と比較のた
め、ＦＲＰ製品の場合について説明すると、基材として
は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との両者が用いられる。
後者ではＢＭＣ（バルク・モールデイング・コンパウン
ド）等が使用例として既知であるが、主流は前者の熱可
塑性樹脂である。このさい繊維形態が短かいため、成形
前に樹脂中に混入して用いられるのが通例であり、樹脂
と共存したまま、型中に注入され、あるいは押出しされ
ることによって、目的の成形体が得られるのである。
チックス（樹脂）には熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との
両者が用いられる。長繊維は成形体の中にランダムに添
加されるのでは補強効果が薄く、長繊維の繊維交叉状に
整列配置し、あるいは布状に織成し、更に組紐状に搦め
る等、繊維同志が構造物の強度をより効果的に補強する
手段が取られる。一般にはＳＭＣ（シート・モールディ
ング・コンパウンド）等が周知であり、この場合は織布
を使って樹脂を含浸させる技術であり、また更にはフイ
ラメント・ワインディングと呼ばれている技術もある。
これはパイプ状の繊維補強成形体を作る場合、芯体とな
る金属パイプの上面に繊維によるフイラメントをバイア
スに巻付ける動作を何回も長手方向に往復させ、この上
面から樹脂を全面に塗着いて固め、最後に金属パイプを
抜取る手段である。これら手段において、一般には前
者、後者ともに熱硬化性樹脂の利用が主流である。この
理由は熱安定性が良好であるとともに、基材としても高
強度であるのみならず、耐薬品性に富む等の利点を持つ
からである。更に好都合であることは、熱硬化性樹脂が
その硬化前においては、熱可塑性樹脂に比べて流動粘度
が異常に低く凡そ1000ポイズ以下であることから、長繊
維によるシート、マット、フイラメント、ワインディン
グ組成物の表面から樹脂を塗着するのみで、繊維中に含
まれる空気を追出し、繊維相互間の狭い間隙中に進入
し、濡れが充分に保持される条件が得られるからであ
る。更には成形体として３次元構造物（例えばバスタブ
等）を製作する場合、繊維によるシートをバスタブ形に
切り貼りして作るが、この時熱可塑性樹脂をその上から
注入することは、型および温度の点から相当に難しい高
度の技術が必要とされ、この点熱硬化性樹脂を表面から
塗りたくなるように塗着する手段の方が著しく容易であ
る。これに対し単繊維の場合は、ＦＲＰ、ＦＲＭ、ＦＲ
Ｃの各製品に一様に使用可能であり、長繊維と比較のた
め、ＦＲＰ製品の場合について説明すると、基材として
は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との両者が用いられる。
後者ではＢＭＣ（バルク・モールデイング・コンパウン
ド）等が使用例として既知であるが、主流は前者の熱可
塑性樹脂である。このさい繊維形態が短かいため、成形
前に樹脂中に混入して用いられるのが通例であり、樹脂
と共存したまま、型中に注入され、あるいは押出しされ
ることによって、目的の成形体が得られるのである。
（発明が解決しようとする問題点） 以上に述べた補強繊維並びに基材とによる複合素材乃至
はその成形体における問題点は以下の通りである。
はその成形体における問題点は以下の通りである。
(1)短繊維を用いた熱可塑性樹脂によるＦＲＰ製品の製
造技術における問題点。
造技術における問題点。
一般にＦＲＰ製品が得られるまでの製造工程について見
れば、次の経過となる。
れば、次の経過となる。
押出成形Ｄであり、当初樹脂に混入された短繊維は、前
記した各Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各工程において更に短かく切
断され、これを防止することが困難であり、例えばガラ
ス繊維の場合、当初25mmの短繊維を供給しても、結局製
品では平均長さは0.3〜0.5mmまでになってしまうのであ
る。いうまでもなく製品中の繊維長さが長い程、製品強
度が大きいことを自明であり、前記各工程Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄにおいて折角の短繊維が折損して微小化することは大
きな問題点である。
記した各Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各工程において更に短かく切
断され、これを防止することが困難であり、例えばガラ
ス繊維の場合、当初25mmの短繊維を供給しても、結局製
品では平均長さは0.3〜0.5mmまでになってしまうのであ
る。いうまでもなく製品中の繊維長さが長い程、製品強
度が大きいことを自明であり、前記各工程Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄにおいて折角の短繊維が折損して微小化することは大
きな問題点である。
(2)短繊維を用いた熱硬化性樹脂によるＦＲＰ製品の製
造技術における問題点。
造技術における問題点。
この場合のＦＲＰ製品が得られるまでの製造工程につい
て見れば、次の経過となる。
て見れば、次の経過となる。
工程について見れば、次の経過となる。
短繊維＋樹脂→混練Ｅ→射出またはプレス成形Ｆであ
り、この場合も当初供給された短繊維は、上記各工程
Ｅ、Ｆにおいて更に短かいものに切断される。但し先の
(1)に示す熱可塑性樹脂に比べては、その流動粘度が小
さいので、(1)に比してはその折損の度合は少ないが、
それでも相当の折損が生じているのであり、この点が問
題である。
り、この場合も当初供給された短繊維は、上記各工程
Ｅ、Ｆにおいて更に短かいものに切断される。但し先の
(1)に示す熱可塑性樹脂に比べては、その流動粘度が小
さいので、(1)に比してはその折損の度合は少ないが、
それでも相当の折損が生じているのであり、この点が問
題である。
(3)長繊維を用いた熱硬化性樹脂によるフイラメント・
ワインディング手段によるＦＲＰ製品の製造技術におけ
る問題点。
ワインディング手段によるＦＲＰ製品の製造技術におけ
る問題点。
フイラメント・ワインディング手段は、先に説示したよ
うに、筒状芯材の外周に長繊維を緻密に巻付け、この外
表から樹脂を反復塗着することになるが、巻付けられた
繊維中に樹脂が良好に混入し、表面の濡れを保つために
は、既知のように何回もローラを用いて押付ける操作
（人力による場合が多い）が必須とされ、ほとんどの場
合が手造に頼らざるを得ない。この理由は、繊維と樹脂
との濡れ、脱泡等の具合の見極めが機械的に難しいから
であるが、しかしかかる人力による、かつ経験を必要と
する生産手段はいうまでもなく非効率であり、工業的な
量産に遠く、また品質的にもバラツキを生じる点におい
て著しく問題点がある。
うに、筒状芯材の外周に長繊維を緻密に巻付け、この外
表から樹脂を反復塗着することになるが、巻付けられた
繊維中に樹脂が良好に混入し、表面の濡れを保つために
は、既知のように何回もローラを用いて押付ける操作
（人力による場合が多い）が必須とされ、ほとんどの場
合が手造に頼らざるを得ない。この理由は、繊維と樹脂
との濡れ、脱泡等の具合の見極めが機械的に難しいから
であるが、しかしかかる人力による、かつ経験を必要と
する生産手段はいうまでもなく非効率であり、工業的な
量産に遠く、また品質的にもバラツキを生じる点におい
て著しく問題点がある。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の問題点を解決するために、かかるＦＲ
Ｐ，ＦＲＭ，ＦＲＣ製品における複合素材の基材に対す
る補強材として用いる繊維として、長繊維を用いるとと
もにこれを予じめ樹脂によって内部への含浸を含めてコ
ーティングすることにより、繊維の折損を防止するとと
もに長繊維を内蔵した紐状体を得ることにより、成形上
のトラブルをなくしたものであり、具体的には、カーボ
ンファイバー、SiC繊維等の長繊維束の１本以上をクロ
スヘッドダイのダイス孔の入口部近傍に開口しかつダイ
ス孔と同心状に配置された供給ノズルを介してダイス孔
の中心に連続的に供給するとともに、押出機から押出さ
れる樹脂または金属粉末あるいはセラミック粉末の何れ
かが混入された複合樹脂を前記クロスヘッドダイに連続
的に供給することにより、前記樹脂または複合樹脂によ
って繊維相互間の空間が埋められかつ長繊維束の全周が
被覆された紐状体を得ることにあり、更には前記紐状体
を、射出成形、プレス成形によって繊維補強成形品を得
るための原料として定寸に切断した切断片とすることに
あり、更には前記樹脂と長繊維束とによる紐状体を用い
てフイラメント・ワインディング手段によって成形体を
得る点にあり、更には前記複合樹脂と長繊維束とによる
紐状体を切断した切断片を用いて射出成形、プレス成形
により繊維補強成形体を得る点にあり、更には前記繊維
補強成形体における樹脂分を分解除去し、次いでこの成
形体を加熱して金属またはセラミックを焼結することに
より、繊維補強金属またはセラミック成形体を得ること
にある。
Ｐ，ＦＲＭ，ＦＲＣ製品における複合素材の基材に対す
る補強材として用いる繊維として、長繊維を用いるとと
もにこれを予じめ樹脂によって内部への含浸を含めてコ
ーティングすることにより、繊維の折損を防止するとと
もに長繊維を内蔵した紐状体を得ることにより、成形上
のトラブルをなくしたものであり、具体的には、カーボ
ンファイバー、SiC繊維等の長繊維束の１本以上をクロ
スヘッドダイのダイス孔の入口部近傍に開口しかつダイ
ス孔と同心状に配置された供給ノズルを介してダイス孔
の中心に連続的に供給するとともに、押出機から押出さ
れる樹脂または金属粉末あるいはセラミック粉末の何れ
かが混入された複合樹脂を前記クロスヘッドダイに連続
的に供給することにより、前記樹脂または複合樹脂によ
って繊維相互間の空間が埋められかつ長繊維束の全周が
被覆された紐状体を得ることにあり、更には前記紐状体
を、射出成形、プレス成形によって繊維補強成形品を得
るための原料として定寸に切断した切断片とすることに
あり、更には前記樹脂と長繊維束とによる紐状体を用い
てフイラメント・ワインディング手段によって成形体を
得る点にあり、更には前記複合樹脂と長繊維束とによる
紐状体を切断した切断片を用いて射出成形、プレス成形
により繊維補強成形体を得る点にあり、更には前記繊維
補強成形体における樹脂分を分解除去し、次いでこの成
形体を加熱して金属またはセラミックを焼結することに
より、繊維補強金属またはセラミック成形体を得ること
にある。
（作用） 第１図は本発明を実施するための樹脂コーティング手段
の要部を示しており、固定シリンダ2a、該シリンダ2a内
に回転スクリュ軸2bを装設した既知の樹脂押出機2の吐
出口側にアダプタ5を介してクロスヘッドダイ3が設けら
れている。該クロスヘッドダイ３の内部には押出機２の
中心線と直交する方向にホール６が形成されており、該
ホール６の樹脂流出端側にダイス孔７が形成され、該ダ
イス孔７と同心状でかつダイス孔７の反対側より長繊維
供給筒８がホール６内に挿設され、該長繊維供給筒８の
先端部に供給ノズル４が連成され、その先端が前記ダイ
ス孔７の入口部近傍に開口している。本発明によれば、
繰出機9にロール状に巻周した１本以上の長繊維束１を
供給ノズル４を介してダイス孔７に連続的に供給し、押
出機２側の溶融樹脂10を、アダプタ5の流路11、これと
連通するクロスヘッドダイ3の前記ホール6を含む流路12
を介し、ダイス孔7より連続的に供給押出すことによっ
て、中心に長繊維束1を有するとともに、これをダイス
孔形状に従って被覆した樹脂10とによる一体の紐状体13
が得られることになり、冷却機14、引取機15を経て巻取
機16側にこれを逐次巻取ることになる。このさい溶融樹
脂10は押出機2側から圧力を持って押出され、長繊維束1
は押込みの力は付与されず、後述するテンションによっ
て連続的に移動することになる。即ち巻取機16、引取機
15による巻取手段によって引取テンションが付与される
のである。また樹脂10の圧力は図示に示すP0〜P2である
として、P0＞P1＞P2の関係にあり、P1−P2の圧力差によ
って前方への流れが生じ、これによって長繊維束1への
テンションが発生する。即ち外部からの引取力と樹脂の
圧力差による流動に伴うテンションの合力として与えら
れることになる。前記長繊維束1が樹脂10と出会う点で
の樹脂の圧力P1による逆テンションの全く生じないこと
は自明であり、但し長繊維束1の供給ノズル4と長繊維束
1とのクリアランスに樹脂が逆流する場合の問題である
が、一般的には前記クリアランスは微小値であることお
よび樹脂の流動粘度等によって、このクリアランス内に
樹脂の逆流することは無視できる。上記のようなコーテ
イング手段によって１本以上の長繊維束１を供給して、
これに溶融樹脂を被覆すれば、樹脂圧力P1が大きいこと
によって、第２図に示されるように長繊維束1を構成す
る各繊維1a相互間に樹脂10は完全に侵入し、繊維外表面
は完全に樹脂による濡れを生じる。このさい押出機から
押出される樹脂量のコントロールによって、被覆樹脂層
の厚さ（第２図ｔ）は自由に厚、薄制御が可能である。
更に、クロスヘッドダイ３の内部において、長繊維束を
供給ノズル４からダイス孔７へと直線状に供給すること
ができるため、長繊維束のクロスヘッドダイ内への挿入
作業が容易であるのみならず、供給中に繊維が破断され
にくく、所期の紐状体１３を安定かつ容易に製造するこ
とができる。上記の方法によって本発明の目的とする長
繊維束1を内蔵した樹脂10による長尺かつ連続の紐状体1
3が容易に得られるのであり、このような紐状体13を補
強繊維材として用いることによって、先に説示した従来
技術の問題点は次のように解決できることになる。
の要部を示しており、固定シリンダ2a、該シリンダ2a内
に回転スクリュ軸2bを装設した既知の樹脂押出機2の吐
出口側にアダプタ5を介してクロスヘッドダイ3が設けら
れている。該クロスヘッドダイ３の内部には押出機２の
中心線と直交する方向にホール６が形成されており、該
ホール６の樹脂流出端側にダイス孔７が形成され、該ダ
イス孔７と同心状でかつダイス孔７の反対側より長繊維
供給筒８がホール６内に挿設され、該長繊維供給筒８の
先端部に供給ノズル４が連成され、その先端が前記ダイ
ス孔７の入口部近傍に開口している。本発明によれば、
繰出機9にロール状に巻周した１本以上の長繊維束１を
供給ノズル４を介してダイス孔７に連続的に供給し、押
出機２側の溶融樹脂10を、アダプタ5の流路11、これと
連通するクロスヘッドダイ3の前記ホール6を含む流路12
を介し、ダイス孔7より連続的に供給押出すことによっ
て、中心に長繊維束1を有するとともに、これをダイス
孔形状に従って被覆した樹脂10とによる一体の紐状体13
が得られることになり、冷却機14、引取機15を経て巻取
機16側にこれを逐次巻取ることになる。このさい溶融樹
脂10は押出機2側から圧力を持って押出され、長繊維束1
は押込みの力は付与されず、後述するテンションによっ
て連続的に移動することになる。即ち巻取機16、引取機
15による巻取手段によって引取テンションが付与される
のである。また樹脂10の圧力は図示に示すP0〜P2である
として、P0＞P1＞P2の関係にあり、P1−P2の圧力差によ
って前方への流れが生じ、これによって長繊維束1への
テンションが発生する。即ち外部からの引取力と樹脂の
圧力差による流動に伴うテンションの合力として与えら
れることになる。前記長繊維束1が樹脂10と出会う点で
の樹脂の圧力P1による逆テンションの全く生じないこと
は自明であり、但し長繊維束1の供給ノズル4と長繊維束
1とのクリアランスに樹脂が逆流する場合の問題である
が、一般的には前記クリアランスは微小値であることお
よび樹脂の流動粘度等によって、このクリアランス内に
樹脂の逆流することは無視できる。上記のようなコーテ
イング手段によって１本以上の長繊維束１を供給して、
これに溶融樹脂を被覆すれば、樹脂圧力P1が大きいこと
によって、第２図に示されるように長繊維束1を構成す
る各繊維1a相互間に樹脂10は完全に侵入し、繊維外表面
は完全に樹脂による濡れを生じる。このさい押出機から
押出される樹脂量のコントロールによって、被覆樹脂層
の厚さ（第２図ｔ）は自由に厚、薄制御が可能である。
更に、クロスヘッドダイ３の内部において、長繊維束を
供給ノズル４からダイス孔７へと直線状に供給すること
ができるため、長繊維束のクロスヘッドダイ内への挿入
作業が容易であるのみならず、供給中に繊維が破断され
にくく、所期の紐状体１３を安定かつ容易に製造するこ
とができる。上記の方法によって本発明の目的とする長
繊維束1を内蔵した樹脂10による長尺かつ連続の紐状体1
3が容易に得られるのであり、このような紐状体13を補
強繊維材として用いることによって、先に説示した従来
技術の問題点は次のように解決できることになる。
即ち、先に第７頁第13行目から第８項第８行目に亘って
示した(1)における問題点は、第１図において説示した
手段における引取機15の次に、図示省略してあるがスト
ランドカッタを設け、紐状体13を長さ数mm程度の切断片
に連続切断することによって、ペレット状の切断片を得
るのであり、即ちその切断長さが使用する繊維長さとな
る訳で、このようなペレット状切断片を原料として、射
出成形あるいは押出成形工程に付して目的のＦＲＰ製品
を形成すれば、(1)において示したＡ，Ｂの各工程にお
ける繊維折損は全くなくなり、その繊維長さが大きくか
つ均一化されたＦＲＰ製品が得られることは、きわめて
明らかでる。
示した(1)における問題点は、第１図において説示した
手段における引取機15の次に、図示省略してあるがスト
ランドカッタを設け、紐状体13を長さ数mm程度の切断片
に連続切断することによって、ペレット状の切断片を得
るのであり、即ちその切断長さが使用する繊維長さとな
る訳で、このようなペレット状切断片を原料として、射
出成形あるいは押出成形工程に付して目的のＦＲＰ製品
を形成すれば、(1)において示したＡ，Ｂの各工程にお
ける繊維折損は全くなくなり、その繊維長さが大きくか
つ均一化されたＦＲＰ製品が得られることは、きわめて
明らかでる。
また先に第８頁第９行目から同頁第20行目に亘って説示
した(2)における問題点は、次のように解決される。即
ち射出成形の場合は前示したと同様のペレット状切断片
を原料として用いることにより、またプレス成形の場合
は、紐状体13を必要長さに切断して原料として供給する
ことにより、例えば数10cm長さの短繊維の集合したＦＲ
Ｐ製品を得ることが可能となるのである。
した(2)における問題点は、次のように解決される。即
ち射出成形の場合は前示したと同様のペレット状切断片
を原料として用いることにより、またプレス成形の場合
は、紐状体13を必要長さに切断して原料として供給する
ことにより、例えば数10cm長さの短繊維の集合したＦＲ
Ｐ製品を得ることが可能となるのである。
また先に第９頁第１行目から同頁第17行目に亘って説示
した(3)における問題点は、次のようにして解決され
る。即ち本発明によって得られた紐状体13は、既に繊維
と樹脂とが完全に一体化されたものであるから、単に簡
単な脱泡処理のできるローラによって押付けるだけで、
その成形が可能であるため、従来の全て人力によるフイ
ラメント・ワインディング手段と相違し、きわめて容易
にかつ人力によることなく機械化できるのであり、きわ
めて効率化される。
した(3)における問題点は、次のようにして解決され
る。即ち本発明によって得られた紐状体13は、既に繊維
と樹脂とが完全に一体化されたものであるから、単に簡
単な脱泡処理のできるローラによって押付けるだけで、
その成形が可能であるため、従来の全て人力によるフイ
ラメント・ワインディング手段と相違し、きわめて容易
にかつ人力によることなく機械化できるのであり、きわ
めて効率化される。
以上の述べたものは、溶融樹脂10が文字通り樹脂のみで
ある場合を示しているが、本発明によればこの樹脂10に
予じめ金属あるいはセラミックスの微粉末を多量に混合
したものを、第１図示の押出機2に供給し、これによっ
て金属またセラミックス粉末と樹脂10とが混練溶融され
た複合樹脂によって、長繊維束1をコーテイングかつ含
浸させた紐状体13を得ることができるので、このような
紐状体13を用いた前記した各成形手段が可能であり、か
かる成形体を得て後、成形体中の樹脂分のみを成形体加
熱等による熱分解手段によって除去し、更にその金属粉
末あるいはセラミック粉末を熱溶着（焼結）させれば、
ＦＲＭ製品あるいはＦＲＣ製品を得ることができるの
は、詳述するまでもなく可能であり、即ち本発明手段は
ＦＲＰ製品のみならず、ＦＲＭ、ＦＲＣ製品に対しても
全く同様に適用でき、いうまでもなく折損のない長い補
強繊維による効用は同様に発揮できるものである。
ある場合を示しているが、本発明によればこの樹脂10に
予じめ金属あるいはセラミックスの微粉末を多量に混合
したものを、第１図示の押出機2に供給し、これによっ
て金属またセラミックス粉末と樹脂10とが混練溶融され
た複合樹脂によって、長繊維束1をコーテイングかつ含
浸させた紐状体13を得ることができるので、このような
紐状体13を用いた前記した各成形手段が可能であり、か
かる成形体を得て後、成形体中の樹脂分のみを成形体加
熱等による熱分解手段によって除去し、更にその金属粉
末あるいはセラミック粉末を熱溶着（焼結）させれば、
ＦＲＭ製品あるいはＦＲＣ製品を得ることができるの
は、詳述するまでもなく可能であり、即ち本発明手段は
ＦＲＰ製品のみならず、ＦＲＭ、ＦＲＣ製品に対しても
全く同様に適用でき、いうまでもなく折損のない長い補
強繊維による効用は同様に発揮できるものである。
（実施例） 本発明の実施例について説示する。本発明において用い
る長繊維束１の繊維素材としてはカーボンファイバー、
SiC繊維等、従来のＦＲＰ、ＦＲＭおよびＦＲＣ製品に
おいて使用する全ての補強繊維素材を用いることが可能
であり、また樹脂としては熱可塑性、熱硬化性樹脂の全
てを利用できることはいうまでもなく、長繊維束１の要
件さえ満たすことができれば充分である。また複数本の
長繊維束１を用いる時、これを原則的には引揃え状とし
て用いるが、軽く撚り合せる等の事は妨げない。射出成
形、押出成形およびプレス成形においては、従来と同様
の機械装置を用いるため、その図示は省略する。第１図
に示したものは、クロスヘッドダイと押出機とによるも
のを示したが、クロスヘッドダイ３を用いることが比較
的簡単であるためで、長繊維束１に対して溶融した樹脂
10または複合樹脂をコーテイングするための機械装置は
図示以外のものを用いることも可能である。
る長繊維束１の繊維素材としてはカーボンファイバー、
SiC繊維等、従来のＦＲＰ、ＦＲＭおよびＦＲＣ製品に
おいて使用する全ての補強繊維素材を用いることが可能
であり、また樹脂としては熱可塑性、熱硬化性樹脂の全
てを利用できることはいうまでもなく、長繊維束１の要
件さえ満たすことができれば充分である。また複数本の
長繊維束１を用いる時、これを原則的には引揃え状とし
て用いるが、軽く撚り合せる等の事は妨げない。射出成
形、押出成形およびプレス成形においては、従来と同様
の機械装置を用いるため、その図示は省略する。第１図
に示したものは、クロスヘッドダイと押出機とによるも
のを示したが、クロスヘッドダイ３を用いることが比較
的簡単であるためで、長繊維束１に対して溶融した樹脂
10または複合樹脂をコーテイングするための機械装置は
図示以外のものを用いることも可能である。
（発明の効果） 本発明によれば、長繊維束の一本以上を、クロスヘッド
ダイのダイス孔の入口部近傍に開口しかつダイス孔と同
心状に配置された供給ノズルを介してダイス孔の中心に
連続的に供給するので、クロスヘッドダイの内部におい
て、長繊維束を供給ノズルからダイス孔へと直線状に供
給することができ、長繊維束のクロスヘッドダイ内への
挿入作業が容易であるのみならず、供給中に繊維が破断
されにくく、樹脂によってコーティングされた紐状体を
安定かつ容易に製造することができる。そして、該紐状
体の切断片を用いることにより、従来のＦＲＰ，ＦＲ
Ｍ，ＦＲＣ製品の成形に当って、一般的に問題とされる
補強繊維材の長さの短小化を防止し、目的に応じた可及
的その長さを長大に維持できる繊維補強材を成形体中に
存在させることができる点において有利であり、また繊
維ハンドリングを容易化する点においても優れ、優秀な
品質のかつ補強効果の大きな製品が確実に得られるので
ある。
ダイのダイス孔の入口部近傍に開口しかつダイス孔と同
心状に配置された供給ノズルを介してダイス孔の中心に
連続的に供給するので、クロスヘッドダイの内部におい
て、長繊維束を供給ノズルからダイス孔へと直線状に供
給することができ、長繊維束のクロスヘッドダイ内への
挿入作業が容易であるのみならず、供給中に繊維が破断
されにくく、樹脂によってコーティングされた紐状体を
安定かつ容易に製造することができる。そして、該紐状
体の切断片を用いることにより、従来のＦＲＰ，ＦＲ
Ｍ，ＦＲＣ製品の成形に当って、一般的に問題とされる
補強繊維材の長さの短小化を防止し、目的に応じた可及
的その長さを長大に維持できる繊維補強材を成形体中に
存在させることができる点において有利であり、また繊
維ハンドリングを容易化する点においても優れ、優秀な
品質のかつ補強効果の大きな製品が確実に得られるので
ある。
第１図は本発明による樹脂コーテンイグ手段実施例の要
部縦断正面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線拡大断面図であ
る。 １……長繊維束、２……押出機、３……クロスヘッドダ
イ、４……供給ノズル、７……ダイス孔、８……長繊維
供給筒、９……繰出機、10……樹脂、14……冷却機、15
……引取機、１６……巻取機。
部縦断正面図、第２図は第１図Ａ−Ａ線拡大断面図であ
る。 １……長繊維束、２……押出機、３……クロスヘッドダ
イ、４……供給ノズル、７……ダイス孔、８……長繊維
供給筒、９……繰出機、10……樹脂、14……冷却機、15
……引取機、１６……巻取機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 47/12 7717−4Ｆ Ｂ２９Ｋ 105:08
Claims (5)
- 【請求項１】カーボンファイバー、ＳｉＣ繊維等の長繊
維束の１本以上を、クロスヘッドダイのダイス孔の入口
部近傍に開口しかつダイス孔と同心状に配置された供給
ノズルを介してダイス孔の中心に連続的に供給するとと
もに、押出機から押出される樹脂または金属粉末あるい
はセラミック粉末の何れかが混入された複合樹脂を前記
クロスヘッドダイに連続的に供給することにより、前記
樹脂または複合樹脂によって繊維相互間の空間が埋めら
れかつ長繊維束の全周が被覆された紐状体を得ることを
特徴とする樹脂被覆長繊維束の製造方法。 - 【請求項２】前記紐状体を、射出成形、プレス成形によ
って繊維補強成形品を得るための原料として定寸に切断
した切断片とすることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の樹脂被覆長繊維束の製造方法。 - 【請求項３】カーボンファイバー、ＳｉＣ繊維等の長繊
維束の１本以上を、クロスヘッドダイのダイス孔の入口
部近傍に開口しかつダイス孔と同心状に配置された供給
ノズルを介してダイス孔の中心に連続的に供給するとと
もに、押出機から押出される樹脂を前記クロスヘッドダ
イに連続的に供給することにより、前記樹脂によって繊
維相互間の空間が埋められかつ長繊維束の全周が被覆さ
れた紐状体を得るとともに、該紐状体をフイラメント・
ワインディング手段によって成形体とすることを特徴と
する樹脂被覆長繊維束を用いた繊維補強成形体の成形方
法。 - 【請求項４】カーボンファイバー、ＳｉＣ繊維等の長繊
維束の１本以上を、クロスヘッドダイのダイス孔の入口
部近傍に開口しかつダイス孔と同心状に配置された供給
ノズルを介してダイス孔の中心に連続的に供給するとと
もに、押出機から押出されかつ金属粉末あるいはセラミ
ック粉末の何れかが混入された複合樹脂を前記クロスヘ
ッドダイに連続的に供給することにより、前記複合樹脂
によって繊維相互間の空間が埋められかつ長繊維束の全
周が被覆された紐状体を得るとともに、該紐状体を切断
した切断片を用いて射出成形、プレス成形により繊維補
強成形体を得ることを特徴とする樹脂被覆長繊維束を用
いた繊維補強成形体の成形方法。 - 【請求項５】前記繊維補強成形体における樹脂分を分解
除去し、次いでこの成形体を加熱して金属またはセラミ
ックスを焼結することにより、繊維補強金属成形体また
は繊維補強セラミック成形体を得ることを特徴とする特
許請求の範囲第４項記載の樹脂被覆長繊維束を用いた繊
維補強成形体の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60201181A JPH062344B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60201181A JPH062344B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6260609A JPS6260609A (ja) | 1987-03-17 |
| JPH062344B2 true JPH062344B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=16436690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60201181A Expired - Fee Related JPH062344B2 (ja) | 1985-09-10 | 1985-09-10 | 樹脂被覆長繊維束の製造方法並びに成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062344B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013051369A1 (ja) | 2011-10-05 | 2013-04-11 | ダイセルポリマー株式会社 | 繊維強化樹脂組成物 |
| WO2014192470A1 (ja) | 2013-05-30 | 2014-12-04 | ダイセルポリマー株式会社 | ミリ波の遮蔽性能を有している成形体用の熱可塑性樹脂組成物 |
| WO2018079700A1 (ja) | 2016-10-27 | 2018-05-03 | ダイセルポリマー株式会社 | Ｐｅｅｋ樹脂組成物成形体 |
| WO2019172208A1 (ja) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 旭化成株式会社 | 熱可塑性樹脂コーティング強化繊維複合糸、該複合糸の製造方法、連続繊維強化樹脂成形体、複合材料成形体の製造方法 |
| US11338475B2 (en) | 2014-06-18 | 2022-05-24 | Daicel Polymer Ltd. | Fiber-reinforced resin composition |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5686718A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-14 | Noritake Tekkosho:Kk | Preparation of glass fiber reinforced polypropylene mold material |
-
1985
- 1985-09-10 JP JP60201181A patent/JPH062344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013051369A1 (ja) | 2011-10-05 | 2013-04-11 | ダイセルポリマー株式会社 | 繊維強化樹脂組成物 |
| WO2014192470A1 (ja) | 2013-05-30 | 2014-12-04 | ダイセルポリマー株式会社 | ミリ波の遮蔽性能を有している成形体用の熱可塑性樹脂組成物 |
| US10615508B2 (en) | 2013-05-30 | 2020-04-07 | Daicel Polymer Ltd. | Thermoplastic resin composition for molded article having capability of shielding millimeter waves |
| US11338475B2 (en) | 2014-06-18 | 2022-05-24 | Daicel Polymer Ltd. | Fiber-reinforced resin composition |
| WO2018079700A1 (ja) | 2016-10-27 | 2018-05-03 | ダイセルポリマー株式会社 | Ｐｅｅｋ樹脂組成物成形体 |
| WO2019172208A1 (ja) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 旭化成株式会社 | 熱可塑性樹脂コーティング強化繊維複合糸、該複合糸の製造方法、連続繊維強化樹脂成形体、複合材料成形体の製造方法 |
| JPWO2019172208A1 (ja) * | 2018-03-05 | 2020-12-03 | 旭化成株式会社 | 熱可塑性樹脂コーティング強化繊維複合糸、該複合糸の製造方法、連続繊維強化樹脂成形体、複合材料成形体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6260609A (ja) | 1987-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |