JPH0762246A - Production of filament-reinforced thermoplastic resin composition and its apparatus - Google Patents

Production of filament-reinforced thermoplastic resin composition and its apparatus

Info

Publication number
JPH0762246A
JPH0762246A JP23088993A JP23088993A JPH0762246A JP H0762246 A JPH0762246 A JP H0762246A JP 23088993 A JP23088993 A JP 23088993A JP 23088993 A JP23088993 A JP 23088993A JP H0762246 A JPH0762246 A JP H0762246A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spreader
thermoplastic resin
roving
resin
reinforced thermoplastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23088993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Yasumoto
一寿 安元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP23088993A priority Critical patent/JPH0762246A/en
Publication of JPH0762246A publication Critical patent/JPH0762246A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a method for production of a fiber-reinforced thermoplastic resin composition according to a low-cost pultrusion molding method applicable even to a high-molecular weight resin having a high melt viscosity in the case of multiple rovings and capable of ready maintenance because of the simple die structure and an apparatus therefor. CONSTITUTION:This method for production of a fiber-reinforced thermoplastic resin composition comprises supplying a resin and rovings to a die box 8 equipped with a spreader composed of one or more extension spreaders 9 having a curved surface and a ring-shaped spreader 10 set at one or both sides thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は補強用繊維に熱可塑性樹
脂を含浸あるいは被覆(本発明ではこれらを含浸とい
う。)させる繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法及
びその方法に使用するための装置に関する。この樹脂組
成物は、高剛性、高耐衝撃性、耐クリープ性が要求され
る自動車部品、建材、ならびに産業資材分野の部品に利
用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin composition in which a reinforcing fiber is impregnated with or coated with a thermoplastic resin (these are referred to as "impregnation" in the present invention) and a method for use in the method. Regarding the device. This resin composition is used for automobile parts, building materials, and parts in the industrial material field, which are required to have high rigidity, high impact resistance, and creep resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来熱可塑性樹脂と補強用繊維を複合し
た組成物からなる成形用材料を製造する方法としては、 (1)適当な長さ(通常3〜6mm)に切断した繊維
と、粉末または粒状の熱可塑性樹脂を混合し、押出成形
機にて押出し、切断して成形材料を得る方法 (2)熱可塑性樹脂を溶剤に溶解もしくは懸濁し、それ
に長繊維を連続的に浸漬し、溶剤を乾燥除去し、然る後
これを切断して成形材料を得る方法 (3)繊維を連続的にラジカル反応開始剤を含むモノマ
ーおよび/または反応性を有するオリゴマーに浸漬し、
これを加熱重合し、然る後これを切断して成形材料を得
る方法 (4)樹脂を押出成形機により可塑化溶融し、溶融物の
吐出側に長繊維を連続的に導入し、繊維に溶融樹脂を浸
透させ押出し、これをペレットに切断して成形材料とす
る電線被覆類似の引き抜き成形法またはプルトルージョ
ン法 等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method for producing a molding material composed of a composite of a thermoplastic resin and a reinforcing fiber is as follows: (1) fibers cut to an appropriate length (usually 3 to 6 mm) and powder Alternatively, a method in which granular thermoplastic resin is mixed, extruded by an extrusion molding machine, and cut to obtain a molding material (2) The thermoplastic resin is dissolved or suspended in a solvent, and long fibers are continuously dipped in the solvent, (3) A fiber is continuously dipped in a monomer containing a radical reaction initiator and / or a reactive oligomer,
A method of heat-polymerizing this and then cutting it to obtain a molding material (4) Resin is plasticized and melted by an extrusion molding machine, and continuous fibers are continuously introduced into the discharge side of the melt to form fibers. A pultrusion method or a pultrusion method, which is similar to an electric wire coating, is known in which a molten resin is permeated and extruded and then cut into pellets to obtain a molding material.

【0003】(1)の短繊維を使用する方法では、繊維
の初期長をあまり大きくすることができないことや押出
機にて混合するときに繊維の粉砕が生じるため繊維によ
る補強効果が不十分になるという問題点がある。
In the method (1) using short fibers, the initial length of the fibers cannot be increased so much and the fibers are crushed when they are mixed in an extruder, so that the reinforcing effect by the fibers is insufficient. There is a problem that

【0004】(2)の溶剤を使用する方法では、使用し
た溶剤を回収する必要があり、工程が長くなると同時に
設備が大規模なものとなって、コストへの影響が大きい
欠点がある。
The method (2) using a solvent has a drawback that the used solvent needs to be recovered, which requires a long process and a large-scale facility, which greatly affects the cost.

【0005】(3)のモノマーおよび/またはオリゴマ
ーに浸漬、重合する方法による場合は、使用可能な熱可
塑性樹脂が限られている点や、重合工程が複雑となり、
その制御が困難であるという欠点を有する。
In the method (3) of dipping in a monomer and / or oligomer and polymerizing, the usable thermoplastic resin is limited and the polymerization process becomes complicated.
It has the drawback of being difficult to control.

【0006】以上の各方法に対し、(4)の引き抜き成
形法またはプルトルージョン法では装置、工程とも簡単
であり、製造工程中に繊維の粉砕を伴わず、成形材料中
の繊維の長さを任意に選択できるため補強効果を高くす
ることが容易である。しかし繊維束の凝集が生じ易く、
マトリックス樹脂が各単繊維間に充分含浸せず、分散の
悪い製品となる傾向があった。特に補強効果を増すため
に繊維の配合量を増すことは繊維束の凝集性を一層高
め、そのため本来補強されるべき製品の強度が低下した
り、製品の外観が悪化したり、極端な場合では繊維の束
がペレットから抜け落ちることさえあり、補強性能、外
観、安全性、衛生性において問題を有していた。
In contrast to each of the above methods, the pultrusion method or the pultrusion method of (4) is simple in equipment and process, and the length of the fiber in the molding material is not accompanied by crushing of the fiber during the manufacturing process. Since it can be arbitrarily selected, it is easy to enhance the reinforcing effect. However, agglomeration of fiber bundles easily occurs,
The matrix resin was not sufficiently impregnated between the individual fibers, and the product tended to be poorly dispersed. In particular, increasing the blending amount of fibers to increase the reinforcing effect further enhances the cohesiveness of the fiber bundle, so that the strength of the product to be originally reinforced is reduced, the appearance of the product is deteriorated, or in extreme cases. Even a bundle of fibers could fall out of the pellet, and there was a problem in reinforcing performance, appearance, safety and hygiene.

【0007】この改善のため、例えば特公昭43−74
48、特公昭43−7468、特公昭52−1014
0、特公昭55−16825においては、クロスヘッド
ダイの工夫により溶融樹脂の各単繊維間への分散を改善
する提案がなされているが、繊維束中の個々のフィラメ
ントに対するマトリックス樹脂の含浸性と樹脂組成物中
での個々の繊維の分散性は未だ不十分であった。
To improve this, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 43-74.
48, Japanese Patent Publication No. 43-7468, Japanese Patent Publication No. 52-1014
0, Japanese Examined Patent Publication No. 55-16825, it has been proposed to improve the dispersion of the molten resin among the individual fibers by devising a crosshead die. The dispersibility of the individual fibers in the resin composition was still insufficient.

【0008】一方、樹脂の含浸性を向上させるため溶融
粘度の低い、つまり低分子量の樹脂を使用したり、低分
子量添加剤を多量に混合し、溶融物の粘度を低下させた
りする方法や、またダイス部の温度を高めに設定し溶融
物の粘度を下げる等の樹脂粘度を下げる方法が知られて
いる。しかしこれらの方法では粘度低下させる幅にも限
界があったり、または熱分解を生起するなどがあり、さ
らに得られた成形材料の物性面、特に耐衝撃性、長期信
頼性に問題が生じていた。
On the other hand, in order to improve the impregnation property of the resin, a method of using a resin having a low melt viscosity, that is, a low molecular weight resin, or mixing a large amount of a low molecular weight additive to lower the viscosity of the melt, Also known is a method of lowering the viscosity of the resin, such as setting the temperature of the die part higher to lower the viscosity of the melt. However, with these methods, there is a limit to the extent to which the viscosity can be reduced, or thermal decomposition is caused, and further problems with the physical properties of the resulting molding material, particularly impact resistance and long-term reliability, have occurred. .

【0009】また、個々の繊維フィラメントへの樹脂含
浸性を改善するためには、例えば特公昭63−3769
4等においてはスプレッダー等(これはピン、バー、回
転体等の突起物を含む)の利用によって繊維束を拡げ、
換言すれば繊維を開繊させ個々の繊維が樹脂と接触し易
くする方法の提案がなされている。
Further, in order to improve the resin impregnation property into individual fiber filaments, for example, Japanese Patent Publication No. 63-3769.
In 4 etc., spread the fiber bundle by using a spreader etc. (this includes protrusions such as pins, bars, rotating bodies, etc.)
In other words, a method has been proposed in which the fibers are opened to make it easier for the individual fibers to come into contact with the resin.

【0010】また、45th, Annual Conference, Composi
tes Institute, The Society of the Plastics Industr
y, Inc. February 12-15(1990); J. M. Charrier, et.
al.The Effect of Pin Shape on Spreading Roving Fil
aments for a Thermoplastic Pultrusion Processにお
いては、図2に示すごとき凹ピン16と凸ピン17とを
組み合わせたスプレッダーバーを使用することによりロ
ービングの均一な開繊と良好な樹脂の含浸性を得る方法
の提案がある。
Also, 45th, Annual Conference, Composi
tes Institute, The Society of the Plastics Industr
y, Inc. February 12-15 (1990); JM Charrier, et.
al. The Effect of Pin Shape on Spreading Roving Fil
In the aments for a Thermoplastic Pultrusion Process, a proposal of a method for obtaining a uniform opening of roving and a good resin impregnation property by using a spreader bar in which concave pins 16 and convex pins 17 are combined as shown in FIG. There is.

【0011】しかし、この方法ではストランドの多数本
取り化を行う場合には、ロービングを横に平行に並べる
方式となるため、特殊設計、加工された凹凸ピンの横方
向の長さを一層長くすることが必要となってくる。その
ため、ダイス構造自体が複雑になり、メンテナンスが難
しくなり、コスト面でも不利となる。更に横方向の長さ
を長くすると樹脂の供給を各ロービングごとに均一にす
ることが難しくなり、部分的な品質のバラつきが生じ易
くなる。
However, in this method, when a large number of strands are to be taken, the rovings are arranged side by side in parallel, so that the lateral length of the specially designed and processed uneven pin is further lengthened. Will be needed. Therefore, the die structure itself becomes complicated, maintenance becomes difficult, and there is a cost disadvantage. Further, if the length in the lateral direction is made longer, it becomes difficult to make the resin supply uniform for each roving, and a partial quality variation is likely to occur.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの引き
抜き成形法またはプルトルージョン法を改良したもの
で、溶融粘度の高い高分子量の熱可塑性樹脂も使用可能
であり、特に多数本取り化した場合においても、複雑な
ダイス構造、装置コストの増大、さらにはメンテナンス
の困難性を解決すると共に、ロービング中の個々のフィ
ラメントをマトリックスたる溶融熱可塑性樹脂中への分
散性の向上と引き抜き成形法での生産性を改良すること
を目的とするものである。そして最終的には該繊維強化
熱可塑性樹脂組成物長尺型材あるいは該樹脂組成物を射
出成形、圧縮成形等による成形体の機械的、熱的強度、
特に耐クリープ、耐衝撃性、製品の外観性の優れた繊維
強化樹脂成形品の製造を可能とすることを目的とするも
のである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is an improvement of these pultrusion molding method or pultrusion method. A high molecular weight thermoplastic resin having a high melt viscosity can also be used. In addition, in addition to solving the complicated die structure, equipment cost increase, maintenance difficulty, improving the dispersibility of individual filaments in the roving into the molten thermoplastic resin that is the matrix, and the pultrusion method The purpose is to improve productivity. And finally, the mechanical and thermal strength of the molded product obtained by injection molding, compression molding or the like of the fiber-reinforced thermoplastic resin composition long-shaped member or the resin composition,
In particular, the object is to enable the production of a fiber-reinforced resin molded product having excellent creep resistance, impact resistance, and product appearance.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、含浸用ダイス
中でロービングを熱可塑性樹脂で含浸することにより長
繊維強化熱可塑性樹脂組成物を製造する方法において、
表面がアール形状をなす少なくとも1個の拡張スプレッ
ダーと、該スプレッダーの前後をはさむように設けたリ
ング状スプレッダーからなるスプレッダー部を内蔵する
ダイボックスに溶融樹脂を供給しながらロービングをこ
れらスプレッダー上を通過させることにより溶融熱可塑
性樹脂を含浸することを特徴とする長繊維強化熱可塑性
樹脂組成物の製造方法、および押出機;ロービング供給
装置;ロービング導入口、溶融樹脂導入口を有し、内部
に少なくとも1個の拡張スプレッダーとこの前後の少な
くとも一方に設けたリング状スプレッダーからなるスプ
レッダー部を有するダイボックス;成形用ノズル;冷却
槽;引取機およびカッターからなることを特徴とする長
繊維強化熱可塑性樹脂成形装置を開発することにより上
記の目的を達成した。
The present invention provides a method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition by impregnating roving with a thermoplastic resin in an impregnating die,
The molten resin is supplied to a die box that has a spreader part consisting of at least one expansion spreader whose surface is rounded and a ring-shaped spreader sandwiched between the front and back of the spreader, and the roving passes over these spreaders. A method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition, which comprises impregnating a molten thermoplastic resin with an extruder, an extruder, a roving supply device, a roving inlet, a molten resin inlet, and at least an inside thereof. A long-fiber-reinforced thermoplastic resin characterized by a die box having a spreader part consisting of one expansion spreader and a ring-shaped spreader provided at least one of before and after this; a molding nozzle; a cooling tank; a take-up machine and a cutter. Achieved the above objectives by developing molding equipment .

【0014】本発明に使用できる熱可塑性樹脂としては
押出機で可塑化可能であれば特に制限する理由はない
が、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレ
フタレート等が挙げられる。またこれらの樹脂のブレン
ド物及び各種フィラーを充填した樹脂組成物であっても
構わない。更に周知の技術として繊維との親和性を持た
せた変性樹脂の使用は特に好ましい。樹脂の溶融粘度は
特に制限はないが、好ましくは剪断速度102 sec-1
での粘度が101 〜104 ポイズ程度である。
The thermoplastic resin usable in the present invention is not particularly limited as long as it can be plasticized by an extruder, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polycarbonate, polybutylene terephthalate and the like. Further, a blended product of these resins and a resin composition filled with various fillers may be used. Further, as a well-known technique, it is particularly preferable to use a modified resin having affinity with fibers. The melt viscosity of the resin is not particularly limited, but a shear rate of 10 2 sec -1 is preferable.
The viscosity is about 10 1 to 10 4 poises.

【0015】また本発明に用いられる補強用繊維の種類
としては、E−ガラス、S−ガラス等のガラス繊維、ピ
ッチ系、ポリアクリロニトリル系等の炭素繊維、また芳
香族ポリアミド繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維等の
セラミック系繊維、また金属繊維が、またマトリックス
樹脂がポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリスチレ
ン等のごとく比較的低温で可塑化可能な樹脂であるとき
は、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維も使
用でき、これら単独あるいは複合して用いられる。な
お、繊維の太さ、表面処理剤、集束剤の種類、量などに
ついては通常用いられているものと同じであれば使用で
きる。繊維強化樹脂組成物中の補強用繊維の配合量は特
に制限されるものではないが、一般的にいって使用目
的、樹脂の種類、繊維の種類等により若干の差はある
が、10重量%から80重量%程度である。
The types of reinforcing fibers used in the present invention include glass fibers such as E-glass and S-glass, carbon fibers such as pitch type and polyacrylonitrile type, aromatic polyamide fibers, silicon carbide fibers, Ceramic fibers such as alumina fibers, metal fibers, and organic fibers such as nylon fibers and polyester fibers when the matrix resin is a resin that can be plasticized at a relatively low temperature such as polyethylene, polypropylene or polystyrene. These can be used alone or in combination. The fiber thickness, surface treatment agent, sizing agent type, amount and the like may be the same as those usually used. The content of the reinforcing fiber in the fiber reinforced resin composition is not particularly limited, but generally there are some differences depending on the purpose of use, the type of resin, the type of fiber, etc., but 10% by weight To about 80% by weight.

【0016】尚、本発明によって得られる繊維強化樹脂
組成物の形態としては、ダイボックス出口のノズルの形
状を変えることにより断面形状を例えば棒状、シート
状、樋状、L字状等限定されるものではないが、所望の
形状とし、必要とする長さに切断して長尺型材とするか
あるいは10〜50mmの長さに切断した成形用材料ペ
レットとして好適に用いられる。
The shape of the fiber reinforced resin composition obtained by the present invention is limited to a rod shape, a sheet shape, a gutter shape, an L shape or the like by changing the shape of the nozzle at the exit of the die box. Although not a thing, it is suitably used as a molding material pellet which is formed into a desired shape and is cut into a required length to form a long mold material or cut into a length of 10 to 50 mm.

【0017】以下、本発明を図面を用いて説明する。図
1は代表的な長繊維強化熱可塑性樹脂成形装置の構造を
示す。あらかじめ張力を調整され、好ましくは溶融樹脂
の融点以上に予熱された数千本〜数万本のフィラメント
からなるロービング4は、ロービング導入口6より外部
から樹脂の融点以上に加熱されたダイボックス8に引き
そろえて供給され、ダイボックス8内に、それぞれが一
つ以上交互に設けられた拡張スプレッダー9、リング状
スプレッダー10において開繊されながらダイボックス
出口に設けられた成形用ノズルを経て外部に引き出され
る。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the structure of a typical long fiber reinforced thermoplastic resin molding apparatus. The roving 4 composed of thousands to tens of thousands of filaments whose tension is adjusted in advance and which is preferably preheated to the melting point of the molten resin or higher is a die box 8 heated from the outside through a roving inlet 6 to a temperature higher than the melting point of the resin. And are supplied to the outside of the die box 8 through a molding nozzle provided at the outlet of the die box while being opened in the expansion spreader 9 and the ring-shaped spreader 10 which are alternately provided in the die box 8. Be withdrawn.

【0018】一方、スクリュー押出機2等で溶融、可塑
化された樹脂1は押出機ヘッドのマニホールド部を経
て、溶融樹脂供給口よりダイボックス8に供給され、更
に分岐されて各樹脂導入口7よりダイボックス内に注入
される。このダイ内部に設けられた複数の樹脂導入口7
はダイボックス8のキャビティー内部に均等に導入でき
るように設けることが良い。但し多少のバラツキはスプ
レッダーおよび溶融樹脂充填部で調整できる。
On the other hand, the resin 1 melted and plasticized by the screw extruder 2 or the like is supplied to the die box 8 from the molten resin supply port through the manifold section of the extruder head, and further branched to each resin introduction port 7. More injected into the die box. A plurality of resin inlets 7 provided inside the die
Is preferably provided so as to be uniformly introduced into the cavity of the die box 8. However, some variations can be adjusted by the spreader and the molten resin filling section.

【0019】ロービング導入口6はダイボックスへスト
ランドが均等に供給できるように設けられている。ま
た、拡張スプレッダー9はその形状はそろばん玉型であ
ってもあるいは串ダンゴ型のごとく球状のものであって
も良いが、要はスプレッダーのロービングに接触する部
分がロービングの進行方向に直角な方向でアール形状を
なしておればよく、ロービングはアールに沿って開繊さ
れる。
The roving introducing port 6 is provided so that the strands can be uniformly supplied to the die box. The expansion spreader 9 may be in the shape of an abacus or a ball such as a skewered dango, but the point is that the portion of the spreader 9 that contacts the roving is perpendicular to the direction of travel of the roving. The roving is opened along the rounded line, as long as it is rounded.

【0020】リング状スプレッダーは、図1に示したも
のは拡張スプレッダーの外側に沿った形状をなし、両者
の間に樹脂が充填されるが、リング状スプレッダーは必
ずしも拡張スプレッダー9の外側全面に設ける必要はな
く、例えば図2に示すごとく溶融樹脂の流路は大きくな
るが拡張スプレッダーの端部の位置、即ち図1のリング
状スプレッダーのくびれ部の位置にリング状スプレッダ
ー10’を設け、その内側をロービングが通るようにし
ても良い。
The ring-shaped spreader shown in FIG. 1 has a shape along the outside of the expansion spreader, and resin is filled between the two, but the ring-shaped spreader is not necessarily provided on the entire outer surface of the expansion spreader 9. There is no need, for example, as shown in FIG. 2, the flow path of the molten resin becomes large, but a ring-shaped spreader 10 'is provided at the end position of the expansion spreader, that is, the constricted part of the ring-shaped spreader in FIG. The roving may pass through.

【0021】拡張スプレッダーで開繊および含浸された
ロービングはリング状スプレッダーを通るが、このスプ
レッダーはアールがあるのでそこで収束し、その際圧縮
され、ロービングの内部まで樹脂が浸透する。各スプレ
ッダーは1個でも可能であるが、複数個設けることが望
ましく、これによって含浸が充分に行われる。
The roving opened and impregnated with the expansion spreader passes through the ring-shaped spreader, but since the spreader has a radius, the spreader converges and is compressed at that time, and the resin penetrates into the inside of the roving. Although it is possible to provide one spreader, it is desirable to provide a plurality of spreaders, and this allows sufficient impregnation.

【0022】拡張スプレッダーは少なくとも1個が必要
であり、それが1個のときはリング状スプレッダーはそ
の前後に1個宛2個あることが好ましい。また拡張スプ
レッダーが2個以上のときはリング状スプレッダーはそ
れらの前後およびその中間に交互に設けることになる。
At least one expansion spreader is required, and when there is only one expansion spreader, it is preferable that there are two ring-shaped spreaders, one for each of the ring spreaders. When there are two or more expansion spreaders, the ring-shaped spreaders are provided alternately in front of and behind them and in the middle thereof.

【0023】ダイボックス内部は常に溶融樹脂で充填し
ている必要はないが、成形体の樹脂付着量の変動を防ぐ
ために、少なくとも成形用ノズル12付近は溶融樹脂が
滞留していることが必要である。更にダイボックス内部
に空隙がある場合は、窒素ガス等の不活性ガスでダイボ
ックス内部を置換するのが望ましい。
It is not always necessary to fill the inside of the die box with the molten resin, but it is necessary that the molten resin stays at least in the vicinity of the molding nozzle 12 in order to prevent fluctuations in the resin adhesion amount of the molded body. is there. Further, when there are voids inside the die box, it is desirable to replace the inside of the die box with an inert gas such as nitrogen gas.

【0024】樹脂を含浸したロービングはダイボックス
出口に設けられた成形用ノズル12を通過し、余分の樹
脂をしぼり取り、樹脂量をコントロールすると共に、任
意の形に賦形され、冷却槽13、引取機14を経てカッ
ター15により適当な長さに切断して繊維強化樹脂組成
物とする。
The roving impregnated with the resin passes through the molding nozzle 12 provided at the outlet of the die box, squeezes out the excess resin, controls the amount of resin, and is shaped into an arbitrary shape. The fiber reinforced resin composition is obtained by cutting the material into a proper length with a cutter 15 through a take-up machine 14.

【0025】[0025]

【作用】本発明においては、ロービングの多数本取り化
した場合であっても、少なくとも1個の拡張部スプレッ
ダーと少なくとも1個のリング状スプレッダーを交互に
配置したスプレッダー部を有するダイボックスを用いる
ことにより、すべてのロービングの効果的な開繊、含浸
に対応することができる。本発明装置はそのスプレッダ
ー部の構造のシンプルさゆえに製作コストも安く、メン
テナンスが容易になるため操業も安定化する。
In the present invention, a die box having a spreader section in which at least one expansion spreader and at least one ring-shaped spreader are alternately arranged is used even when a large number of rovings are formed. Thus, it is possible to cope with effective opening and impregnation of all rovings. The device of the present invention is inexpensive in manufacturing due to the simple structure of the spreader portion, and the maintenance is easy, so that the operation is stabilized.

【0026】拡張スプレッダーとリング状スプレッダー
には凹凸面の逆のアールがついているので、ロービング
の開繊、含浸と収束が効果的となり、更にこれらが交互
に繰り返されるので含浸が充分に進む。またダイボック
スの内周の全周を立体的に使用するため、同一のダイボ
ックスのサイズにおいて分散面積を大きく取れるため、
従来の円柱型スプレッダーバーよりも効率的である。
Since the expansion spreader and the ring-shaped spreader are provided with the opposite rounded surface of the uneven surface, roving opening, impregnation and convergence are effective, and further, these are alternately repeated, so that impregnation is sufficiently advanced. In addition, because the entire inner circumference of the die box is used three-dimensionally, a large dispersion area can be obtained with the same die box size.
It is more efficient than the conventional cylindrical spreader bar.

【0027】またダイボックス中で樹脂を完全に充填せ
ずに飢餓状態で成形するときは、ダイボックスは縦型の
ほうが樹脂の滞留が少なくてすみ、供給バランスが良く
なるため、ロービングへの樹脂の含浸性が均一になる。
When molding is performed in a starved state without completely filling the resin in the die box, the vertical type of the die box requires less resin retention, and the supply balance is improved. The impregnating property becomes uniform.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例にて具体的
に説明する。 (実施例1)図1に示した縦形のダイボックスを設けた
長繊維強化熱可塑性樹脂成形装置を用いて長繊維強化熱
可塑性樹脂のペレットの製造を行った。補強用繊維とし
て、繊維径16μmのE−ガラス繊維を約4000本引
きそろえ、所定の表面処理と集束処理を施したロービン
グをダイスに4本配置した。またマトリックス樹脂とし
ては0.5phrの無水マレイン酸で変性したMFR=
30g/10分のホモポリプロピレンを使用した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples. (Example 1) Pellets of long fiber reinforced thermoplastic resin were manufactured using a long fiber reinforced thermoplastic resin molding apparatus provided with a vertical die box shown in FIG. About 4000 E-glass fibers having a fiber diameter of 16 μm were lined up as reinforcing fibers, and four rovings subjected to a predetermined surface treatment and a focusing treatment were arranged in a die. As the matrix resin, MFR = 0.5 phr modified with maleic anhydride
30 g / 10 min homopolypropylene was used.

【0029】ロービングの引き取り速度を15m/mi
n、樹脂の充填量をダイボックス容積の20%としたと
き、ダイス先端部の圧力は1.5kgf/cm2 、引取
張力は8.0kgfであり、この条件下での含浸性も良
好で、ロービングの糸切れも見られなかった。
The roving take-up speed is 15 m / mi
n, when the filling amount of the resin is 20% of the die box volume, the pressure at the tip of the die is 1.5 kgf / cm 2 , the take-up tension is 8.0 kgf, and the impregnation property under this condition is also good. Neither was the roving broken.

【0030】得られた直径約3mmの引抜成形物を、カ
ッターにて長さ13mmに切断し長繊維強化熱可塑性樹
脂ペレットとした。これは組成比ガラス繊維40重量
%、樹脂含有量60重量%であった。
The obtained pultruded product having a diameter of about 3 mm was cut into a length of 13 mm with a cutter to obtain long fiber reinforced thermoplastic resin pellets. This had a composition ratio of 40% by weight glass fiber and a resin content of 60% by weight.

【0031】ここで含浸性の測定法はストランド断面を
インクに浸し、インクの吸い上げた距離を測定したもの
を用いた。含浸不良の部分は単繊維の周辺が溶融樹脂で
完全にぬれないため、ガラス繊維の束が残ってボイドと
なり、インクは上昇するが、一方樹脂の含浸が良好なも
のは単繊維の周辺が樹脂でぬらされて充填されるためイ
ンクはほとんど上昇しない。ここでは含浸性の良否はラ
ンダムに抜き出した製品ペレット20本の1分間あたり
のインク上昇長の平均長さで表した。
Here, the impregnating property was measured by immersing the cross section of the strand in ink and measuring the distance that the ink was sucked up. In the area where impregnation is not complete, the periphery of the single fiber is not completely wetted by the molten resin, so a bundle of glass fibers remains and becomes a void, and the ink rises. The ink hardly rises because it is wet and filled with. Here, the quality of the impregnating property is represented by the average length of the ink rising length per minute of 20 product pellets taken out at random.

【0032】また1度に4本を成形し各ロービングの含
浸性のばらつきをインク上昇長のプラスマイナスで評価
した。
Further, four pieces were molded at one time, and the variation in the impregnating property of each roving was evaluated by plus or minus of the ink rising length.

【0033】次いで該ペレットを射出成形して試験片を
作製し、曲げ試験、引張試験、衝撃試験(アイゾット;
ノッチ付き)、引張クリープ試験を実施した。 引張試験:JIS K−7054(23℃) 曲げ試験:JIS K−7055(23℃) 衝撃試験(IZOD):JIS K−7110(23
℃) 引張クリープ:JIS K−7115(60℃、応力2
00kg/cm2 ) なお、サンプルの成形条件は樹脂温度210℃、金型温
度40℃である。評価結果を表1に示す。
Then, the pellets are injection-molded to prepare a test piece, and a bending test, a tensile test and an impact test (Izod;
Notched) and tensile creep test were performed. Tensile test: JIS K-7054 (23 ° C) Bending test: JIS K-7055 (23 ° C) Impact test (IZOD): JIS K-7110 (23)
℃) Tensile creep: JIS K-7115 (60 ℃, stress 2
00 kg / cm 2 ) The sample molding conditions are a resin temperature of 210 ° C. and a mold temperature of 40 ° C. The evaluation results are shown in Table 1.

【0034】(実施例2)MFR60g/10分の無水
マレイン酸変性(変性量0.5phr)のホモプロピレ
ンを使用し、実施例1と同様のガラス繊維ロービングお
よび装置を使用して同条件で成形した。引取速度15m
/minの引取張力は軽減しロービングの糸切れは全く
起こらなかった。樹脂の含浸性についても良好なものが
得られた。評価結果を表1に示す。
(Example 2) MFR 60 g / 10 min of maleic anhydride-modified (modification amount 0.5 phr) homopropylene was used and molded under the same conditions using the same glass fiber roving and equipment as in Example 1. did. Collection speed 15m
The take-up tension of / min was reduced and roving yarn breakage did not occur at all. The resin impregnability was also good. The evaluation results are shown in Table 1.

【0035】(比較例)図3に示す円柱状のスプレッダ
ーバーを有するダイボックスを備えた図4のごとき長繊
維強化熱可塑性樹脂成形装置を用い、実施例1と同じガ
ラスロービング、無水マレイン酸変性(0.5phr)
ホモポリプロピレンを使用して同条件で成形した。但
し、樹脂の充填量は実施例1と同じダイボックス内容積
の20%とした。評価結果を表1に示す。
Comparative Example Using the long fiber reinforced thermoplastic resin molding apparatus as shown in FIG. 4 equipped with the die box having the cylindrical spreader bar shown in FIG. 3, the same glass roving and maleic anhydride modification as in Example 1 were used. (0.5 phr)
It was molded under the same conditions using homopolypropylene. However, the filling amount of the resin was set to 20% of the same internal volume of the die box as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、補強用繊維を熱可塑性
樹脂で被覆(含浸)させる引き抜き成形法において、ロ
ービングを開繊するための少なくとも1個の拡張スプレ
ッダーとこの前後をはさむように設けたリング状スプレ
ッダーからなるスプレッダー部を用いることにより多数
本取りにした際、各ロービングを均一に開繊させること
ができる。更にダイボックスの内部を立体的に使用する
ためダイボックスをコンパクトにすることができ、全体
をコンパクト化すると共に構造が簡単になるためにダイ
ボックスの製造コスト、メンテナンスの上でも有利にな
る。またダイスを縦形に配置することによりダイボック
ス内部の樹脂の供給を均一化し、ストランドの含浸性の
バラツキをなくし、均一化できる。
According to the present invention, in the pultrusion molding method in which the reinforcing fiber is coated (impregnated) with the thermoplastic resin, at least one expansion spreader for opening the roving and the front and rear expansion spreaders are provided. By using a spreader unit composed of a ring-shaped spreader, each roving can be uniformly opened when a large number of fibers are taken. Further, since the inside of the die box is used three-dimensionally, the die box can be made compact, and since the whole is made compact and the structure is simple, it is advantageous in terms of manufacturing cost and maintenance of the die box. Further, by arranging the dies vertically, it is possible to make the supply of the resin inside the die box uniform, eliminate the variations in the impregnating properties of the strands, and make them uniform.

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

【図1】本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂組成物製造方
法の概念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition of the present invention.

【図2】別のリング状スプレッダーを用いたダイボック
スの概要図。
FIG. 2 is a schematic view of a die box using another ring-shaped spreader.

【図3】公知の凹ピンと凸ピンとを組み合わせたスプレ
ッダーバーの概要図。
FIG. 3 is a schematic view of a spreader bar in which known concave pins and convex pins are combined.

【図4】従来の円柱型スプレッダーバーを用いた長繊維
強化熱可塑性樹脂組成物製造方法の概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition using a conventional cylindrical spreader bar.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 樹脂 2 押出機 3 ロービング供給装置 4 ロービング 5 ロービング予熱器 6 ロービング導入口 7 溶融樹脂導入口 8 ダイボックス 9 拡張スプレッダー 10 リング状スプレッダー 10’ リング状スプレッダー 11 樹脂充填面 12 成形用ノズル 13 冷却槽 14 引取機 15 カッター 16 凹ピン 17 凸ピン 1 Resin 2 Extruder 3 Roving Supply Device 4 Roving 5 Roving Preheater 6 Roving Inlet 7 Molten Resin Inlet 8 Die Box 9 Expansion Spreader 10 Ring Spreader 10 'Ring Spreader 11 Resin Filling Surface 12 Molding Nozzle 13 Cooling Tank 14 take-up machine 15 cutter 16 concave pin 17 convex pin

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 7/02 // B29K 105:08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display area C08K 7/02 // B29K 105: 08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 含浸用ダイス中でロービングを熱可塑性
樹脂で含浸することにより長繊維強化熱可塑性樹脂組成
物を製造する方法において、表面がアール形状をなす少
なくとも1個の拡張スプレッダーと、該スプレッダーの
前後の少なくとも一方に設けたリング状スプレッダーか
らなるスプレッダー部を内蔵するダイボックスに溶融樹
脂を供給しながらロービングをこれらスプレッダー上を
通過させることにより溶融熱可塑性樹脂を含浸すること
を特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方
法。
1. A method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition by impregnating roving with a thermoplastic resin in an impregnation die, wherein at least one expansion spreader having a rounded surface, and the spreader. The molten thermoplastic resin is impregnated by passing the roving over these spreaders while supplying the molten resin to a die box containing a spreader part consisting of a ring-shaped spreader provided on at least one of the front and rear sides of the long length. A method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin composition.
【請求項2】 ダイボックスを縦形に配置し、ロービン
グおよび溶融熱可塑性樹脂を上から下方向に向けて供給
する請求項1記載の長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製
造方法。
2. The method for producing a long fiber-reinforced thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the die box is arranged vertically, and the roving and the molten thermoplastic resin are supplied from the upper side to the lower side.
【請求項3】 ダイボックス出口に設けたノズル形状を
所要の形とし、所望の断面形状を有する長尺型材を製造
する請求項1または2記載の長繊維強化熱可塑性樹脂組
成物の製造方法。
3. The method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition according to claim 1 or 2, wherein the nozzle provided at the exit of the die box is formed into a desired shape to produce a long mold material having a desired cross-sectional shape.
【請求項4】 押出機2;ロービング供給装置3;ロー
ビング導入口6、溶融樹脂導入口7を有し、内部に少な
くとも1個の拡張スプレッダー9とこの前後をはさむよ
うに設けたリング状スプレッダーからなるスプレッダー
部を有するダイボックス8;成形用ノズル12;冷却槽
13;引取機14およびカッター15からなることを特
徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂成形装置。
4. An extruder 2; a roving supply device 3; a roving inlet 6, a molten resin inlet 7, and at least one expansion spreader 9 and a ring-shaped spreader sandwiched in front of and behind the expansion spreader 9. A long-fiber-reinforced thermoplastic resin molding apparatus comprising a die box 8 having a spreader section, a molding nozzle 12, a cooling tank 13, a take-up machine 14 and a cutter 15.
JP23088993A 1993-08-24 1993-08-24 Production of filament-reinforced thermoplastic resin composition and its apparatus Pending JPH0762246A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23088993A JPH0762246A (en) 1993-08-24 1993-08-24 Production of filament-reinforced thermoplastic resin composition and its apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23088993A JPH0762246A (en) 1993-08-24 1993-08-24 Production of filament-reinforced thermoplastic resin composition and its apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0762246A true JPH0762246A (en) 1995-03-07

Family

ID=16914898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23088993A Pending JPH0762246A (en) 1993-08-24 1993-08-24 Production of filament-reinforced thermoplastic resin composition and its apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0762246A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006015565A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Asahi Fiber Glass Co Ltd Method and apparatus for manufacturing long fiber reinforced resin molding material
KR100574608B1 (en) * 1999-12-31 2006-05-02 주식회사 데크 Carbon Complex Material Manufacture Method
US8012283B2 (en) 2004-09-06 2011-09-06 Prime Polymer Co., Ltd. Method for producing fiber-reinforced resin composition
JP2013531717A (en) * 2010-06-22 2013-08-08 ティコナ・エルエルシー Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers
JP2018501376A (en) * 2014-12-29 2018-01-18 エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH Method and apparatus for manufacturing fiber composite materials
CN114434670A (en) * 2020-10-30 2022-05-06 中国石油化工股份有限公司 Dipping die, dipping method and manufacturing system comprising dipping die

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100574608B1 (en) * 1999-12-31 2006-05-02 주식회사 데크 Carbon Complex Material Manufacture Method
JP2006015565A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Asahi Fiber Glass Co Ltd Method and apparatus for manufacturing long fiber reinforced resin molding material
JP4646108B2 (en) * 2004-06-30 2011-03-09 オーウェンスコーニング製造株式会社 Method and apparatus for producing long fiber reinforced resin molding material
US8012283B2 (en) 2004-09-06 2011-09-06 Prime Polymer Co., Ltd. Method for producing fiber-reinforced resin composition
JP2013531717A (en) * 2010-06-22 2013-08-08 ティコナ・エルエルシー Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers
US9096000B2 (en) 2010-06-22 2015-08-04 Ticona Llc Thermoplastic prepreg containing continuous and long fibers
JP2018501376A (en) * 2014-12-29 2018-01-18 エボニック デグサ ゲーエムベーハーEvonik Degussa GmbH Method and apparatus for manufacturing fiber composite materials
CN114434670A (en) * 2020-10-30 2022-05-06 中国石油化工股份有限公司 Dipping die, dipping method and manufacturing system comprising dipping die
CN114434670B (en) * 2020-10-30 2023-05-12 中国石油化工股份有限公司 Impregnation die, impregnation method and manufacturing system comprising impregnation die

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3755293B2 (en) Screw for plasticizing apparatus of fiber reinforced thermoplastic resin and plasticizing apparatus
US6090319A (en) Coated, long fiber reinforcing composite structure and process of preparation thereof
US6419864B1 (en) Method of preparing filled, modified and fiber reinforced thermoplastics and twin screw extruder for putting the method into practice
US5227238A (en) Carbon fiber chopped strands and method of production thereof
Truckenmüller et al. Injection molding of long fiber‐reinforced thermoplastics: A comparison of extruded and pultruded materials with direct addition of roving strands
EP0875351A1 (en) Fibre-reinforced moulded articles
WO2004080698A1 (en) Method of making long fiber-reinforced thermoplastic composites utilizing hybrid or commingled yarn
EP0397505A2 (en) Method and apparatus for manufacturing fibre-reinforced material
EP1105277B1 (en) Coated, long fiber reinforcing composite structure and process of preparation thereof
JPH0371258B2 (en)
EP0934143A1 (en) Rod-shaped pellets
JP5059259B2 (en) Long fiber pellet and method and apparatus for producing long fiber pellet
JPH02151407A (en) Extruding and impregnating device
JPH06254857A (en) Manufacture of fiber reinforced thermoplastic resin composition and apparatus for making the same
JPH0762246A (en) Production of filament-reinforced thermoplastic resin composition and its apparatus
JP2829323B2 (en) Equipment for manufacturing fiber-reinforced resin molding materials
EP0170245B1 (en) Pellets of fibre-reinforced compositions and methods for producing such pellets
JP3234877B2 (en) Method for producing fiber reinforced resin pellets
McClelland et al. Rheology and fibre orientation in the injection moulding of long fibre reinforced nylon 66 composites
JPH031907A (en) Production of fiber reinforced composite material
JP3311807B2 (en) Method for producing fiber-reinforced thermoplastic resin composition
JPH07227915A (en) Manufacture of fiber-reinforced thermoplastic resin composition
JPH0768544A (en) Impregnation of fiber bundle with resin
DE19756126A1 (en) Manufacture of injection moldings reinforced by long, finite-length fibers
JPH05124036A (en) Production of fiber-reinforced resin body

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040316

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02