JPH0691637A - 繊維束が熱可塑性樹脂で被覆されたペレットの製造方法および繊維束を熱可塑性樹脂で被覆する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭素繊維などの繊維束の周囲が熱可塑性樹脂
により被覆されたペレットを製造する際、太さの不均一
な連続繊維束を使用しても連続して安定した被覆作業を
行うことができ、また周囲の熱可塑性樹脂層の表面に繊
維の毛羽が現れるのを防止できるようにする。 【構成】 複数本の撚糸１を撚った連続繊維束２を、溶
融熱可塑性樹脂４の溜部３内に導入し、溜部３の出口に
設けられたノズル５の孔Ｃ内を通過させて引き抜き装置
７により引き抜く。ノズル５は孔Ｃの開口断面積が可変
自在となって、太さが不均一な連続繊維束２であっても
孔Ｃ内を通過させることができ、連続繊維束２の周囲に
全長にわたって安定した溶融熱可塑性樹脂層を形成でき
る。ノズル５を通過した後に冷却装置６により冷却し、
切断して複合材を製造するための繊維含有ペレットが得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維を含有する複合材
（例えば短炭素繊維強化熱可塑性樹脂など）の製造に供
される繊維束が熱可塑性樹脂で被覆されたペレットを製
造する方法およびこのペレットを製造するための繊維束
を熱可塑性樹脂で被覆する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、熱可塑性樹脂の機械的特性、電気
的特性、摺動特性などの諸特性を改善する目的で、熱可
塑性樹脂に各種繊維を添加した複合材（例えば短炭素繊
維強化熱可塑性樹脂など）が広く使用されている。かか
る複合材を製造する一つの方法として、約３〜１０ｍｍ
程度の短繊維を熱可塑性樹脂に混合（ブレンド）した
後、押出機などを用いてこの混合物を溶融混練し、押出
機内にて短繊維を熱可塑性樹脂中に均一に分散させて成
形する方法がある。しかしながら、この方法では、短繊
維と熱可塑性樹脂とを混合（ブレンド）するときに、短
繊維が毛玉状になり短繊維を押出機などへ安定して供給
することが不可能になるという問題が生じる。

【０００３】このような問題を解決するため、前記複合
材を製造する際、熱可塑性樹脂に混合するものとして、
短繊維を含むペレットまたは短繊維を含むチョップスト
ランドを製造する方法が開発されている。前記ペレット
を製造する方法は例えば特公昭４９−４１１０５号公報
に提案されている。このペレットの製造方法は、被覆電
線の製造工程と同様のクロスヘッドダイを用い、１本の
ストランドに集められた複数のガラス繊維から成るロー
ビングを前記クロスヘッドダイに供給し、ロービングの
周囲をシランカップリング剤とガラス繊維を含む溶融熱
可塑性樹脂で被覆し、その後に冷却して任意の長さに切
断するものである。

【０００４】また前記チョップストランドを製造する方
法は例えば特開平２−１２９２２９号公報に提案されて
いる。このチョップストランドの製造方法は、２〜３０
（回／ｍ）の撚りを有する炭素繊維束をサイズ剤濃度
０．５〜３０重量％のサイズ剤浴に導入した後乾燥さ
せ、１〜１０重量％の濃度のサイズ剤を付与して集束さ
せ、次いで切断するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし特公昭４９−４
１１０５号公報に示された方法では、クロスヘッドダイ
に対して太さが均一な繊維束しか通過させることができ
ないため、例えば途中に結び目などが有るような太さが
不均一な連続繊維束を通過させてその周囲に溶融熱可塑
性樹脂層を形成することは困難である。

【０００６】また特開平２−１２９２２９号公報に示さ
れた方法では、不連続炭素繊維から製造されたスライバ
ーのような弾性回復の大きい繊維束を使用した場合に、
サイズ剤の量が少ないと撚りが回復し集束が不十分とな
る。集束が不十分であると、複合材の製造工程にて熱可
塑性樹脂と混合（ブレンド）して押出機や射出成形機に
供給する際に、この押出機や射出成形機のホッパー内で
繊維が浮き上り、繊維が熱可塑性樹脂内に定量的に均一
に供給されなくなる。また溶融した熱可塑性樹脂にチョ
ップストランドを供給する場合にも、集束性の低下した
チョップストランドの定量供給が困難になる。

【０００７】また短繊維の集束力を強めるためにサイズ
剤を多く使用すると、複合材を製造する際に、サイズ剤
が複合材のマトリックス樹脂に悪影響を及ぼしたり、多
量の溶媒の乾燥のために多大のエネルギーを消費するな
どの不都合を生じる。またこのような方法において、短
繊維を撚って製造した撚糸のように繊維束の表面が毛羽
だっている繊維束を使用した場合には、成形後のチョッ
プストランドの表面に毛羽がそのまま残り充填密度が小
さくなる。よって複合材を製造する際に、チョップスト
ランドを押出機などへ安定して供給できなくなる。

【０００８】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、例えば途中に結び目などが形成されることにより
太さが不均一になった繊維束および表面が毛羽だってい
るような繊維束であっても適用できるようにしたペレッ
トの製造方法およびこのペレットを製造するために使用
される繊維束を熱可塑性樹脂で被覆する装置を提供する
ことを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるペレットの
製造方法は、溶融した熱可塑性樹脂中に太さが不均一な
繊維束を導入する工程と、孔の開口断面積が可変自在と
なったノズル内を通して周囲に前記溶融熱可塑性樹脂の
層が形成された前記繊維束を引き抜く工程と、引き抜い
た後にこれを冷却する工程と、冷却後に切断する工程と
を含むことを特徴とするものである。

【００１０】また本発明による装置は、溶融熱可塑性樹
脂の溜部と、この溜部の出口に配置され且つ孔の開口断
面積が可変自在なノズルと、前記溜部内に導入された太
さが不均一な繊維束を前記ノズルの孔内を通過させて引
き抜く引き抜き手段と、前記引き抜き手段により前記ノ
ズルから抜き出され周囲に溶融熱可塑性樹脂層が形成さ
れた繊維束を冷却する冷却部とを有することを特徴とす
るものである。

【００１１】上記装置において、ノズルに、両者の間に
孔を形成する相対移動自在な２つのブロックと、前記孔
の開口断面積を縮小する方向に前記両ブロックを付勢す
る付勢手段とを設け、前記孔の繊維束導入側の開口端
に、前記溜部の方向に向かって徐々に広がるテーパ面を
形成するのが好ましい。

【００１２】本発明は、溶融した熱可塑性樹脂中に連続
する繊維束を導入して、繊維束の周囲に溶融熱可塑性樹
脂層を形成するが、このとき孔の開口断面積が可変自在
なノズルを使用し、周囲に溶融熱可塑性樹脂層が形成さ
れた連続繊維束をこのノズルの孔内から引き抜く。孔の
開口断面積が可変自在な構造のノズルを使用することに
より、繊維束の途中に結び目などがあって他の部分より
太くなっている場合、この太い部分が前記孔を通過する
ときに孔が広がってその開口断面積が広くなり、繊維束
が容易に通過することができる。よって太さが不均一な
繊維束を使用した場合であっても、繊維束を連続的に安
定して供給でき、また繊維束の全長にわたって熱可塑性
樹脂層を安定して形成できる。

【００１３】また、溜部に導入され周囲に溶融熱可塑性
樹脂の層が形成された連続繊維束がノズルの孔内を通過
するときに、溶融熱可塑性樹脂層の表面がノズルの孔の
内面により平滑状に成形される。よって短繊維を撚って
製造した撚糸のように表面が毛羽だっている繊維束を使
用した場合であっても、ノズルの孔を通過した後に毛羽
が溶融熱可塑性樹脂層の表面に現れなくなる。またノズ
ルの孔を通過する際に繊維束の周囲の余分な溶融熱可塑
性樹脂が除去されるので、繊維の充填密度が高いペレッ
トが得られる。

【００１４】ここで、本発明によるペレットの製造方法
に使用される連続繊維束の周囲を熱可塑性樹脂で被覆す
る装置の一例を図面により説明する。図１はこの装置の
全体の構造を示している。押出機などの溶融熱可塑性樹
脂供給装置９にて溶融された溶融熱可塑性樹脂４は、溜
部３に供給される。連続繊維束２は、例えばピッチ系炭
素繊維を引き揃えたスライバーに撚りを与えて撚糸１と
し、この撚糸１を２〜３本束ねてさらに撚りが与えられ
たものである。または１本の撚糸１をそのまま連続繊維
束２として使用することも可能である。

【００１５】この連続繊維束２は、前記溜部３内の溶融
熱可塑性樹脂４中に導入される。この連続繊維束２は溜
部３の底部３ａに設置された孔の断面積が可変なノズル
５および冷却装置６を通過して引き抜き装置７によって
連続的にＹ方向へ引き抜かれ、繊維束の周囲に熱可塑性
樹脂層が連続形成された被覆繊維束８が形成される。こ
の被覆繊維束８が所望の長さに切断されてペレットが得
られる。このペレットは複合材（例えば短炭素繊維強化
熱可塑性樹脂など）の製造の際に、マトリクス樹脂とな
る熱可塑性樹脂とともに使用するのに好適なものとな
る。

【００１６】図２ないし図８は前記ノズル５の構造の一
例を示している。図２と図４は、孔の開口断面積の変化
を示すノズル５の平面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ
断面図、図５は図４のＶ−Ｖ断面図、図６は図２のＶＩ
−ＶＩ断面図、図７はノズル５を斜め上方から見た分解
斜視図、図８はノズル５を上下逆にして示した底部斜視
図である。ノズル５は、２つのブロックＡとＢに別れて
いる。図７に詳しく示されるように、ブロックＡには、
孔Ｃの内周面の一部を構成する半円筒面１１と、これに
連続する垂直面に挟まれた溝１２が形成されている。前
記半円筒面１１の図示上側（連続繊維束２の導入側）の
開口端には半円錐状のテーパ面１３と、このテーパ面１
３と連続し且つ前記溝１２の図示上側に連続する斜面溝
１４が形成されている。

【００１７】ブロックＢには、孔Ｃの内周面の一部を構
成する半円筒面２１と、その図示上側（連続繊維束２の
導入側）に連続する半円錐状のテーパ面２３が形成され
ている。前記半円筒面２１は、細幅の下部摺動部２２の
先端に形成され、テーパ面２３は上部摺動部２４の先端
面に形成されている。上部摺動部２４の両側面は、前記
斜面溝１４と同じ傾斜角度の摺動傾斜面２５となってい
る。

【００１８】図６に示すように、ブロックＢの下部摺動
部２２はブロックＡの溝１２に隙間なく挿入され、ブロ
ックＢの上部摺動部２４の摺動傾斜面２５は、ブロック
Ａの斜面溝１４内に隙間なく挿入されて、両ブロックＡ
とＢが相対摺動できるように組み合わされる。そして両
ブロックＡとＢの合せ部に孔Ｃが形成される。

【００１９】図２と図３は、孔Ｃの開口断面積が最も小
さくなった状態を示している。このとき孔Ｃは、ブロッ
クＡの半円筒面１１とブロックＢの半円筒面２１とに囲
まれ、断面がほぼ真円形で且つ直管状となる。このとき
の孔Ｃの内径寸法をｄ１で示す。またこのとき孔Ｃの繊
維束導入側には、ブロックＡのテーパ面１３とブロック
Ｂのテーパ面２３とにより、円錐面状の開口傾斜面が形
成される。このときの開口傾斜面の開口端の内径寸法を
Ｄ１で示す。

【００２０】図４と図５は、ブロックＡとブロックＢと
を互いに離れる方向へスライドさせた状態を示してい
る。このとき孔Ｃは、ブロックＡの半円筒面１１および
溝１２の垂直面の一部と、ブロックＢの半円筒面２１と
に囲まれ、断面が長円形状で且つ直管状となる。このと
きの孔Ｃの長径寸法をｄ２で示している。また孔Ｃの繊
維束導入側には、ブロックＡのテーパ面１３および斜面
溝１４の一部とブロックＢのテーパ面２３とで開口傾斜
面が形成される。このときの開口傾斜面の開口端の長径
寸法をＤ２で示す。ここで、ノズル５における孔Ｃの開
口断面積とは、内径寸法（ｄ１またはｄ２）を含む平面
（通過する繊維に垂直な面）での開口断面積をいう。

【００２１】図７に示すように、ノズル５における連続
繊維束２の導入側には、金属製の当て板２８が設けられ
る。この当て板２８は、ブロックＡの図示上面にボルト
により固定される。この当て板２８には導入穴２８ａが
形成されている。この導入穴２８ａは、ブロックＡとＢ
の相対的なスライドにより孔Ｃの開口断面積が最大にな
ったとき、前記テーパ面１３と斜面溝１４およびテーパ
面２３により囲まれる開口傾斜面の開口端の面積と等し
い寸法かそれ以上の寸法となっている。前記当て板２８
がブロックＡに固定されることにより、ブロックＢは、
ブロックＡの斜面溝１４と当て板２８とで挟まれた状態
で図７の図示上下方向へ抜けることなくスライドできる
ようになる。

【００２２】図８に示すように、ブロックＡの下面とブ
ロックＢの下面との間には、両ブロックを互いに引き付
ける方向へ付勢するスプリング３１，３１が設けられて
いる。ブロックＡの下面にはばね支持板３２，３２が固
定されブロックＢの下面にはばね支持板３３，３３が設
けられ、スプリング３１，３１は両ばね支持板３２，３
２と３３，３３の間に掛けられている。このスプリング
３１，３１により、孔Ｃの開口断面積が最小になるよう
にブロックＡとブロックＢが互いに引き付けられる。こ
のスプリング３１，３１による引き付け力は調整できる
ようにすることが好ましい。この引き付け力の調整のた
めの構造は、例えばばね支持板３３，３３に調整ボルト
３４，３４を螺着し、スプリング３１，３１の一端をこ
のボルト３４，３４に連結することにより実現できる。
このボルト３４，３４のねじ込み量を調整することによ
り、スプリング３１，３１の設定長を可変し、ブロック
ＡとブロックＢとの引き付け力を調整できる。この調整
作業が完了した後に固定ナット３５，３５を締め付ける
ことにより、ボルト３４，３４が弛むことなく固定され
る。

【００２３】このように、ブロックＡとブロックＢとの
間に孔Ｃが形成され、且つブロックＡとブロックＢがス
プリング３１，３１により互いに引き付けられることに
より、溶融熱可塑性樹脂４の溜部３内に導入された連続
繊維束２に結び目などがあってこの連続繊維束２に他の
部分より太い部分があったとしても、この太い部分がノ
ズル５の孔Ｃ内を容易に通過できるようになる。すなわ
ち周囲に溶融熱可塑性樹脂４が付着した連続繊維束２の
太い部分がノズル５の孔Ｃに入ると、引き抜き装置７に
よる引き抜き力の分力が孔Ｃの壁面に作用し、孔Ｃを押
し広げようとする力が加わる。この力によりブロックＡ
とブロックＢが相互にスライドし、孔Ｃの開口断面積が
広がり、結び目などによる連続繊維束２の太い部分の通
過が可能となる。結び目などの通過後はスプリング３
１，３１の弾性力によりブロックＡとブロックＢは、元
の相対的な位置すなわち孔Ｃの開口断面積が最小になる
ように復元される。

【００２４】ノズル５の孔Ｃの大きさ（孔Ｃの開口断面
積が最小のときの内径寸法ｄ1）は、溜部３に導入され
る連続繊維束２の太さ、ならびに連続繊維束２に対する
熱可塑性樹脂の被覆量などを勘案して決定される。ノズ
ル５の孔Ｃの断面形状は種々のものが設計可能である
が、図２に示すように開口断面積が最小となった状態で
の孔Ｃの開口断面の形状は真円形または長円形であるこ
とが好ましい。また孔Ｃの絞り角すなわちテーパ面１
３，２３と斜面溝１４の開き角度（図３における角θ）
は好ましくは２０〜４０°、さらに好ましくは２５〜３
５°であり、この角度にすることにより、溶融熱可塑性
樹脂４が被覆された連続繊維束２の太さの変化に追随し
た孔Ｃの開口断面積の変化が容易となり、装置の安定な
運転が可能となる。

【００２５】この装置において、連続繊維束２の被覆に
用いる熱可塑性樹脂は特に限定されないが、複合材のマ
トリックス樹脂と同種のものを使用するのが好ましい。
連続繊維束２を被覆するための熱可塑性樹脂は、押出機
などの溶融熱可塑性樹脂供給装置９にて溶融され、溜部
３へ供給される。溜部３は、内部の溶融熱可塑性樹脂４
の温度を制御するための温度調節機構を備えたものが好
ましい。この温度の調節により溜部３内での溶融熱可塑
性樹脂４の粘度を２×１０³（Ｐａ・ｓ）以下に保つこ
とが好ましい。溶融熱可塑性樹脂４の粘度が２×１０³
（Ｐａ・ｓ）以上では、連続繊維束２への樹脂被覆が不
十分となる。

【００２６】溜部３内の溶融熱可塑性樹脂４の温度が高
すぎると樹脂が熱分解するため、溶融熱可塑性樹脂４の
温度は、前記範囲の粘度を与えることのできる温度範囲
内でなるべく低い方が良い。溜部３内の溶融熱可塑性樹
脂４の酸化、熱分解を防ぐために、溶融熱可塑性樹脂４
の上部空間を窒素などの不活性ガスで置換するのも有効
である。また熱可塑性樹脂に安定剤を添加して熱分解を
防止することもできる。さらに溜部３の底部３ａは、溶
融熱可塑性樹脂４が溜部３内に長時間にわたって滞留す
るのを防止するため、ノズル５の孔Ｃに向かって内径が
徐々に減少する円錐面とすることが好ましい。

【００２７】本発明で用いられる繊維としては、遠心紡
糸法によって製造されたピッチ系炭素繊維、アスベスト
繊維および各種紡績糸などが挙げられるが、以下におい
ては、遠心紡糸法によって製造されたピッチ系炭素繊維
を例にして説明する。まず５０００〜１２０００本程度
のピッチ系炭素繊維をほぼ平行に引き揃えてスライバー
とした後、２０〜１２０（回／ｍ）の撚りをかけて撚糸
１とする。溜部３とノズル５を通過させて溶融熱可塑性
樹脂４にて被覆するものとして１本の撚糸１を使用して
も運転が可能であるが、撚糸１の引っ張り強度が小さい
場合には、引き抜き装置７の引き抜き力により切れる場
合がある。そこで図１に示すように撚糸１を２〜３本束
ねてこれをさらに１０〜８０（回／ｍ）撚ったものを樹
脂被覆のための連続繊維束２とすることが好ましい。

【００２８】上記装置では、連続繊維束２が溜部３内の
溶融熱可塑性樹脂４中に導入されることにより、連続繊
維束２の周囲に溶融熱可塑性樹脂４の層が形成され、こ
れがさらにノズル５の孔Ｃ内を通過する。ノズル５の孔
Ｃは開口断面積が広がることができ、またスプリング３
１，３１の弾性力により孔Ｃの開口断面積が縮小する復
元力が与えられているため、連続繊維束２に太さの変化
（例えば繊維の結び目による太さの変化）が有っても、
連続繊維束２が連続して孔Ｃ内を容易に通過できる。連
続繊維束２がこの孔Ｃ内を通過する際に、その周囲の余
分な溶融熱可塑性樹脂が除去され、また連続繊維束２の
周囲を被覆する溶融熱可塑性樹脂の外表面が孔Ｃの内面
により平滑状に成形される。溶融熱可塑性樹脂の表面が
平滑状に成形されることにより、撚糸１の毛羽が樹脂層
の表面に現れなくなり、また連続繊維束２の周囲から余
分な溶融熱可塑性樹脂が除去されることにより、熱可塑
性樹脂内への繊維の充填密度が高くなる。

【００２９】このようにしてノズル５から引き抜かれた
溶融熱可塑性樹脂で周囲が被覆された繊維束は、冷却装
置６により冷却され周囲の溶融熱可塑性樹脂層が固化
し、被覆繊維束８となる。この冷却装置６による冷却方
法は、水冷、空冷など適宜方法で行なわれる。また被覆
繊維束８に引き抜き力を与える引き抜き装置７では、一
対のピンチロールにより被覆繊維束８を挟みロールの回
転力により引き抜きを行うなどの公知の方法が採用され
る。

【００３０】複合材（炭素短繊維強化熱可塑性樹脂）を
製造するためのペレットを製造する場合には、上記工程
により製造された周囲が熱可塑性樹脂で被覆された被覆
繊維束８を適当な長さに切断し、切断されたものをペレ
ットとする。この切断時の熱可塑性樹脂層の温度が低す
ぎると、切断時に被覆繊維束８の周囲の熱可塑性樹脂層
が破損されるおそれがあるため、図１に示した被覆繊維
束８の製造工程と前記切断作業とを連続して行い、冷却
装置６による冷却条件などを調節し、被覆繊維束８の周
囲の熱可塑性樹脂層の破損が起こりにくい温度を保持し
ている段階で切断することが好ましい。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）遠心紡糸法によって製造されたピッチ系炭
素繊維約９０００本をほぼ平行に引き揃えたスライバー
に７５（回／ｍ）の撚りをかけた撚糸１をボビンに約１
０００ｍ巻取った。図１に示した装置を使用して熱可塑
性樹脂の被覆作業を行った。使用したノズル５は図２な
いし図８に示すのと同じ構造であり、開口断面積が最小
となった状態（図２の状態）での孔Ｃの開口形状は、直
径ｄ１が３．４ｍｍのほぼ真円形であった。また図３に
示す上方の開口傾斜面の絞り角θは３０°であった。熱
可塑性樹脂としては、ポリアセタール樹脂（ポリプラス
チック株式会社製の商品名「ジュラコンＭ９０−００
８」）を使用し、溜部３内での溶融ポリアセタール樹脂
の温度を２０３〜２１０℃に保った。

【００３２】前記ピッチ系炭素繊維の撚糸１を２本使用
しこれに３０（回／ｍ）の撚りをかけながら連続繊維束
２として溜部３の溶融ポリアセタール樹脂中に導入し、
開口断面積が可変自在な孔Ｃを有するノズル５内を通過
させ、さらに冷却装置６を通して引き抜いた。このとき
の引き抜き装置７による引き抜き速度は、７（ｍ／分）
であった。この引き抜き作業により、ピッチ系炭素繊維
の繊維束の周囲がポリアセタール樹脂により被覆された
被覆繊維束８が得られた。この被覆繊維束８では、周囲
のポリアセタール樹脂層の表面に繊維の毛羽が現れなか
った。

【００３３】また前記撚糸１として、途中が通常の玉結
びによりつながれたものを使用したため、連続繊維束２
は、前記玉結びの部分にて他の部分よりも太くなってい
たが、この太い部分は支障なくノズル５の孔Ｃ内を通過
した。また製造後の被覆繊維束８では、この太い部分の
周囲にも熱可塑性樹脂層が他の部分と同様に平滑に形成
されているのが確認できた。

【００３４】また冷却装置６の冷却条件を制御して、製
造後の被覆繊維束８の周囲のポリアセタール樹脂層の温
度を約６０〜６５℃に保ち、被覆繊維束８をペレタイザ
ーで長さ約３〜４ｍｍに切断して、複合材製造用のペレ
ットを製造した。このようにして製造されたペレットの
ポリアセタール樹脂含有量は、５０重量％、ペレットの
充填密度は０．４ｇ／ｃｍ³であった。

【００３５】（実施例２）実施例１と同様の装置を用
い、熱可塑性樹脂としてはポリフェニレンスルフィド
（ＰＰＳ）樹脂（呉羽化学工業株式会社製の商品名「フ
ォートロンＷ−２１４」）を使用し、溜部３内にて溶融
ポリフェニレンスルフィド樹脂の温度を３１１℃に保っ
た。また溜部３内の溶融樹脂の上部空間に窒素ガスを吹
き込んで空気と置換しながら運転した。実施例１と同様
のピッチ系炭素繊維の撚糸１を３本使用し、２０（回／
ｍ）の撚りをかけながらこれを連続繊維束２として溶融
ポリフェニレンスルフィド樹脂中に導入し、ノズル５お
よび冷却装置６を通して引き抜き装置７により１３（ｍ
／分）の速度で引き抜き、ピッチ系炭素繊維による繊維
束２の周囲がポリフェニレンスルフィド樹脂で被覆され
た被覆繊維束８を製造した。

【００３６】この実施例においても撚糸１の途中を通常
の玉結びによりつなぎ、部分的に太い連続繊維束２を使
用したが、この太い部分が支障なく連続してノズル５内
を通過し、溶融ポリフェニレンスルフィド樹脂の被覆作
業を連続運転により行うことができた。また結び目によ
り太くなっている部分の繊維束の周囲にポリフェニレン
スルフィド樹脂層が安定して形成されていた。また樹脂
層の表面に繊維の毛羽は現れなかった。

【００３７】製造された被覆繊維束８はその周囲のポリ
フェニレンスルフィド樹脂層の温度が約６０〜６５℃に
なるように制御しながら、ペレタイザーで長さ約３〜４
ｍｍに切断して複合材製造用のペレットを製造した。こ
のようにして製造されたペレットは、ポリフェニレンス
ルフィド樹脂の含有量が３６重量％、ペレットの充填密
度が０．３５ｇ／ｃｍ³であった。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、開口断面
積が可変自在なノズルを通して、熱可塑性樹脂中に導入
された繊維束を引き抜いたため、繊維束の途中に結び目
などが有って他の部分より太い部分があっても、この太
い部分がノズルの孔を容易に通過でき、この太い部分を
含め繊維束の周囲全長に熱可塑性樹脂層を安定して形成
することができる。

【００３９】また、短繊維を撚って製造した撚糸のよう
に表面が毛羽だっている繊維束の場合でも、毛羽が熱可
塑性樹脂層の表面に現れることはなく、また充填密度の
大きいペレットが得られ、複合材を製造する際にこのペ
レットを押出機などへ安定して供給することができるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維束を熱可塑性樹脂により被覆する装置の構
成図、

【図２】孔の開口断面積が最小になったときのノズルを
示す平面図、

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図、

【図４】孔の開口断面積が広がった状態を示すノズルの
平面図、

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図、

【図６】図２のＶＩ−ＶＩ断面図、

【図７】ノズルを斜め上方から見た分解斜視図、

【図８】ノズルを上下逆にして示した底部斜視図、

【符号の説明】

１ 撚糸 ２ 連続繊維束 ３ 溜部 ４ 溶融熱可塑性樹脂 ５ ノズル ６ 冷却装置 ７ 引き抜き装置 ８ 被覆繊維束 ９ 溶融熱可塑性樹脂供給装置 Ａ ブロック Ｂ ブロック Ｃ 孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融した熱可塑性樹脂中に太さが不均一
   な繊維束を導入する工程と、孔の開口断面積が可変自在
   となったノズル内を通して周囲に前記溶融熱可塑性樹脂
   の層が形成された前記繊維束を引き抜く工程と、引き抜
   いた後にこれを冷却する工程と、冷却後に切断する工程
   とを含むことを特徴とする繊維束が熱可塑性樹脂で被覆
   されたペレットの製造方法。
2. 【請求項２】 溶融熱可塑性樹脂の溜部と、この溜部の
   出口に配置され且つ孔の開口断面積が可変自在なノズル
   と、前記溜部内に導入された太さが不均一な繊維束を前
   記ノズルの孔内を通過させて引き抜く引き抜き手段と、
   前記引き抜き手段により前記ノズルから抜き出され周囲
   に溶融熱可塑性樹脂層が形成された繊維束を冷却する冷
   却部とを有することを特徴とする繊維束を熱可塑性樹脂
   で被覆する装置。
3. 【請求項３】 ノズルには、両者の間に孔を形成する相
   対移動自在な２つのブロックと、前記孔の開口断面積を
   縮小する方向に前記両ブロックを付勢する付勢手段とが
   設けられ、前記孔の繊維束導入側の開口端には、前記溜
   部の方向に向かって徐々に広がるテーパ面が形成されて
   いる請求項２記載の繊維束を熱可塑性樹脂で被覆する装
   置。