JPH06254852A - 長繊維強化合成樹脂ストランドの製造方法 - Google Patents

長繊維強化合成樹脂ストランドの製造方法

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JPH06254852A
JPH06254852A JP5041555A JP4155593A JPH06254852A JP H06254852 A JPH06254852 A JP H06254852A JP 5041555 A JP5041555 A JP 5041555A JP 4155593 A JP4155593 A JP 4155593A JP H06254852 A JPH06254852 A JP H06254852A
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JP
Japan
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roving
resin
synthetic resin
outlet nozzle
impregnated
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Withdrawn
Application number
JP5041555A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Hirano
康雄 平野
Kei Takara
圭 高良
Noboru Kawaguchi
登 河口
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 長繊維強化合成樹脂ストランドを製造するに
当たり、高速引取りを行なっても引取不能といったトラ
ブルを生じることなく長時間の連続操業が可能で、且つ
良好な一方向強化性を示す上記ストランドを製造する方
法を提供する。 【構成】 樹脂含浸長繊維を、撚りを掛けた状態で引取
り、且つ出口ノズルを該撚りと同調して回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は長繊維で強化されたスト
ランド状合成樹脂材料を効率良く製造する方法に関する
ものである。上記ストランド状材料はこれをそのまま利
用することも可能であるが、使用目的に合わせて任意長
さに切断して利用することもできる。後者の一例として
は射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形等の原料として使
用されるペレット状材料を挙げることができ、この場合
は数mmから十数mmの長さに切断して使用するのが一
般的である。本明細書では前者を長繊維強化合成樹脂ス
トランド(以下単に長繊維ストランドと言うこともあ
る)、また後者を長繊維強化合成樹脂ペレット(以下単
に長繊維ペレットと言うこともある)として区分する。
【0002】
【従来の技術】繊維強化樹脂材料を例えば射出成形して
希望形状の成形品を製造したい場合は、合成樹脂中に強
化繊維を含有させてなるペレット状原料が使用される。
この様なペレット状原料中に含まれる強化繊維は一般に
短繊維であるが、近年長繊維を一方向に揃えた状態で合
成樹脂を含浸させたもの、即ち前記長繊維ペレットが開
発され、高強度射出成形品等を製造する為の原材料とし
て評価されている。
【0003】これらを製造する方法としては、強化用繊
維(以下ロービングと言うことがある)を束ねて導入し
開繊状態で走行させる含浸ヘッドの側面に、スクリュー
型もしくはプランジャー型押出装置の樹脂液吐出口を臨
設し、上記含浸ヘッド内に圧入されて形成される溶融合
成樹脂浴中に前記ロービングを通すことによって含浸を
行なわせる。そして樹脂含浸ロービングは含浸ヘッドの
出口ノズルから引取られ、樹脂材料を硬化させつつこれ
を巻取って前記長繊維ストランドとするが、これは前述
の如く任意長さに切断され、前記長繊維ペレットとする
こともできる。
【0004】上記強化用繊維は、素材、直径、一束の本
数など特に制限されるものではなく、例えばガラス繊
維、炭素繊維、有機繊維、金属繊維などが自由に選択さ
れ得る。また合成樹脂材料も限定されず、熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂のいずれを使用することも可能である
とされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記方法は長繊維を引
取走行させつつ行なうものであるから、本質的に連続生
産方法として位置付けられるものであり、トラブルによ
る生産中断は、生産性を低下させるものとして嫌われ
る。ところが現実の生産工程では生産開始後、ほどなく
長繊維の引取抵抗が増大し、ときには2〜3時間で引取
不能となって生産中断に至ることがあった。この様な場
合に含浸ヘッドを分解検査してみると、含浸ヘッド内で
は出口ノズルおよびその上流側に繊維の団塊(例えば炭
素繊維を用いたものでは真黒な団塊)が充満しており、
これらの団塊は含浸ヘッド内に配置される開繊・含浸ロ
ーラを巻込んで形成される。従って含浸ヘッドを再使用
する為にはこれを完全分解して清浄化する必要があり、
2組以上の含浸ヘッドを準備してこれらを交代で使用す
ることとしても、生産性の低下は極めて大きなものとな
らざるを得なかった。
【0006】本発明はこの様な不都合を解消すべくなさ
れたものであって、長繊維の引取りを長時間に亘って不
都合なく連続して行なうことができる方法を確立しよう
とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明の方法は、樹脂含浸長繊維を、撚りを掛
けた状態で引取ると共に、該樹脂含浸長繊維が摺擦する
前記出口ノズル内面を平滑または湾曲内面とする共に、
前記出口ノズルを前記撚りと同調して回転させることに
より、樹脂含浸長繊維を損傷の少ない状態で製造するこ
とを要旨とするものである。
【0008】
【作用】本発明者らは連続生産中に長繊維の引取抵抗が
増大し、遂には引取不能となる原因を調査研究するた
め、透明素材で構成した含浸ヘッドを用い、種々の角度
から検討した。その結果、開繊・含浸用ローラを通過す
る過程または含浸ヘッドの出口ノズルから引取られてい
くときの摩擦やしごき等によって長繊維束からケバ立ち
が生じ、このケバが出口ノズルの直前に引寄せられて絡
み合い、これが短時間の内に次々と成長して前記団塊が
形成されていくことが分かった。
【0009】そこでこれの解決手段としては、ケバ立ち
の発生を防止する方向と、発生したケバを引取長繊維と
一緒に不都合なく含浸ヘッド外へ引取る様に工夫する方
向の2通りが考えられたが、本発明ではこれらの両方向
で解決手段を講じることとした。即ち本発明では、まず
第1の改良ポイントとして、含浸ヘッドの下流側に設け
られるロービング引取部材に撚りの付与機構(例えば回
転機構)を設け、樹脂含浸長繊維に撚りを掛けた状態で
これを引取ることとした。この様な撚りを掛けると、撚
りは出口ノズル孔を通して含浸ヘッドの中まで伝達さ
れ、該出口ノズルの直前で絡み始めているケバを撚りの
中に取込む様にしてこれを出口ノズル外に引出す作用が
発揮される。その結果出口ノズル直前での前記団塊の形
成が防止され、長時間に亘る連続操業を行なっても樹脂
含浸長繊維の引取りトラブルを生じず優れた生産性を発
揮することができる。尚この様な撚りを行うと、繊維間
隙の気泡を追い出し且つ溶融樹脂を強制移動させる力が
働くので樹脂の含浸性が高まるという効果も発揮され
る。
【0010】ところが上記構成を採用する場合は、樹脂
含浸長繊維が撚り回転を受けながら含浸ヘッドの出口ノ
ズルから引出されていくことになるので、出口ノズル内
面に対して軸心方向および円周方向の2方向に摺擦さ
れ、この複雑な2方向摺擦に伴う新たなケバ立ちという
問題を生じる場合もあることが分かった。そこで本発明
では第2の改良ポイントとして、出口ノズル内面を平滑
または湾曲内面とすると共に、該出口ノズルを前記撚り
回転に同調して、同方向・同速度で回転させるとの構成
を付加した。これによって摺擦時の摩擦抵抗が軽減する
と共に円周方向の摺擦負荷が解消されることとなった。
【0011】
【実施例】図1は本発明を実施する為の装置を概念的に
示す側面視説明図、図2は平面視説明図である。これら
の図において、1は含浸ヘッド(合成樹脂浴容器)、2
は溶融合成樹脂圧入口を示し、矢印Aから送られてきた
ロービング3aは入口ノズル4から含浸ヘッド1内に入
り、溝付き開繊・含浸用ローラ6aおよび溝を設けてい
ない通常の開繊・含浸用ローラ6bを順次通過した後、
ガイドローラ7及び収束用ローラ8を経て出口ノズル5
方向へ引取られる。一方溶融合成樹脂圧入口2から矢印
M方向に圧入された溶融合成樹脂が含浸ヘッド1内に充
満されているので、ロービング3aは前記諸ローラを通
過していく過程で樹脂含浸を受け、出口ノズル5から樹
脂含浸ロービング3bとして矢印B方向へ引取られる。
ロービング3aの供給量と溶融合成樹脂の圧入量は均衡
を保つ様に制御するが、後者の方が過剰になったときは
図1の矢印N方向へ隘れ出させる。
【0012】上記の様に矢印B方向へ引取られる樹脂含
浸ロービング3bは図示しない撚り発生器によって矢印
Cの様に回転し、該回転によって形成された撚りは矢印
Bと反対方向に進んで収束用ローラ8に至る。従って樹
脂含浸ロービング3bは収束用ローラ8より下流側を出
発点として撚りが生成・成長する。従って含浸ヘッド1
内で発生しロービング3aの走行につれて出口ノズル5
方向へ引き寄せられていたケバ、或は出口ノズル5との
摺擦によって発生したケバは前記生成・成長過程にある
撚りの中へ巻き込まれ、出口ノズル5から引取られてい
く樹脂含浸ロービング3bに伴われて出口ノズル5外へ
引き出され長繊維ストランドが製造される。その為含浸
ヘッド1内にケバが残されることはなく繊維の団塊が生
じることもない。
【0013】図3は従来の出口ノズル(A)と本発明の
出口ノズル(B)を示すものであり、矢印は樹脂含浸ロ
ービングの引取方向を示す。前者ではロービングの走行
ラインに角部Kが突出形成されており、且つ角部K以降
の狭い通路部Tがあったため、ロービングとの間に大き
い摩擦が働いたが、後者ではこれらがなくなったので、
ロービングに対する摩擦負荷は非常に小さいものとなっ
た。図4,図5も同様の趣旨で改善された本発明の出口
ノズル形状を示す。尚図3のB,図4,図5の出口ノズ
ルは最先端の内周縁にアール形状を形成してロービング
の損傷を防止している。
【0014】そして本発明においてはこの出口ノズルを
図1,2に示した矢印C方向への撚りと同期回転させる
が、このとき出口ノズルを含浸ヘッドと一体にして含浸
ヘッド全体を回転させると、ロービングの開繊が不可能
になって含浸性が低下するので、図示しないロービング
供給部におけるロービング保持具全体を前記回転に同期
して回転する必要がある。従って出口ノズルは含浸ヘッ
ドと別体とし、該連結部の液密性を保持した状態で出口
ノズルのみ回転する様に構成することが推奨される。
【0015】
【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、樹脂含浸長繊維を高速で引取っても、長繊維のケバ
は、撚りの中に取込まれて含浸ヘッドから引取られてい
くので、含浸ヘッド内で繊維の絡み合いが成長すること
はない。また出口ヘッドを回転させているので出口ヘッ
ドとの摺擦による負荷が転減され、ケバの発生自体が少
なくなる。従って繊維の団塊による引取抵抗の増大、或
は引取不能に陥ることもなく、優れた生産性を長時間に
亘って維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する為の装置の側面視説明図。
【図2】本発明を実施する為の装置の平面視説明図。
【図3】出口ヘッドの説明図。
【図4】出口ヘッドの説明図。
【図5】出口ヘッドの説明図。
【符号の説明】
1 含浸ヘッド(合成樹脂浴容器) 2 溶融合成樹脂圧入口 3a ロービング 3b 樹脂含浸ロービング 4 入口ノズル 5 出口ノズル 6a 溝付き開繊・含浸用ローラ 6b 開繊・含浸用ローラ 7 ガイドローラ 8 収束用ローラ
───────────────────────────────────────────────────── 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 // B29K 105:08

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂浴容器中に長繊維を引揃えて導
    入し、該長繊維に該合成樹脂を含浸させつつ該合成樹脂
    浴容器の出口ノズルから樹脂含浸長繊維を引取ることに
    より、長繊維強化合成樹脂ストランドを製造する方法に
    おいて、 前記合成樹脂浴容器を筒形で構成して該容器内に供給さ
    れる前記長繊維を、撚りを掛けた状態で引取り、樹脂含
    浸長繊維が摺擦する前記出口ノズル内面を平滑または湾
    曲内面とする共に、前記出口ノズルを前記撚りと同調し
    て回転させることにより、樹脂含浸長繊維を損傷の少な
    い状態で製造することを特徴とする長繊維強化合成樹脂
    ストランドの製造方法。
  2. 【請求項2】 出口ノズル最先端の内周縁にアール形状
    を形成したものを用いる請求項1に記載の長繊維強化合
    成樹脂ストランドの製造方法。
JP5041555A 1993-03-02 1993-03-02 長繊維強化合成樹脂ストランドの製造方法 Withdrawn JPH06254852A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001354783A (ja) * 2000-06-12 2001-12-25 Nitto Boseki Co Ltd しめ縄ペレット
WO2009045190A1 (en) * 2007-10-02 2009-04-09 Owens-Corning Fiberglas Technology Ii, Llc Impregnation die for manufacturing long fiber reinforced thermoplastic resin molding material
EP2653593A4 (en) * 2011-01-04 2018-01-24 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Fiber-reinforced strand, method of manufacturing a fiber-reinforced strand
JP2019022886A (ja) * 2017-03-23 2019-02-14 東レ株式会社 塗工装置およびシート状物の製造装置
CN110520275A (zh) * 2017-04-13 2019-11-29 昕诺飞控股有限公司 用于3d打印3d物品的方法

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