JPH08232186A - Wet process production unit for fiber-reinforced thermoplastic resin sheet - Google Patents

Wet process production unit for fiber-reinforced thermoplastic resin sheet

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JPH08232186A
JPH08232186A JP7038531A JP3853195A JPH08232186A JP H08232186 A JPH08232186 A JP H08232186A JP 7038531 A JP7038531 A JP 7038531A JP 3853195 A JP3853195 A JP 3853195A JP H08232186 A JPH08232186 A JP H08232186A
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thermoplastic resin
dispersion
fiber
dispersion liquid
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誠二 花谷
Fumiaki Yoshikawa
文明 吉川
Asei Takehara
亜生 竹原
Yuichi Uchida
祐一 内田
Isamu Shioda
勇 塩田
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Abstract

PURPOSE: To provide a wet process production unit equipped with a new manifold not influenced by the inertia force difference due to the morphological difference between reinforcing fibers and a thermoplastic resin. CONSTITUTION: A manifold 20 has a cylindrical surface 26 on its inner shell, the lower part of the cylindrical surface is provided with an inlet 21 through which a stock dispersion is to be fed from the direction coincident with the tangential direction onto the cylindrical surface, while the upper part plural distributive outlets 25. The dispersion which has flowed tangentially via the outlets 25 into the manifold is guided onto the cylindrical surface 26 to effect production of an axially symmetrical revolving flow, and the dispersion runs in compliance with the revolving flow and the reinforcing fibers and the thermoplastic resin particles move over a long range virtually by the same distance inside the manifold; as a result, the dispersion containing the reinforcing fibers and thermoplastic resin particles with uniform concentrations is delivered via the plural distributive outlets 25.

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、繊維と熱可塑性樹脂と
を含む分散液から抄造される繊維強化熱可塑性樹脂シー
ト材の湿式製造装置に係り、特に、熱可塑性樹脂の分散
性と繊維の配向性を改善した軽量で機械的強度が高く、
かつ薄物大型成形品の素材として好適な繊維強化熱可塑
性樹脂シートの湿式製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet material produced from a dispersion liquid containing fibers and a thermoplastic resin, and more particularly to the dispersibility of the thermoplastic resin and the fiber Lightweight with improved orientation and high mechanical strength,
Also, the present invention relates to a wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet suitable as a material for a thin large-sized molded product.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱可塑性樹脂の成形上の特性を生かしな
がら高い強度,剛性を付与するべく、高弾性率繊維を添
加して複合する技術が知られている。例えばマット状の
高弾性率繊維(補強繊維)に熱可塑性樹脂を含浸させた
繊維強化熱可塑性樹脂複合シート材であるいわゆるスタ
ンパブルシートが、軽量化ニーズの高まりや一体成形に
よる低コスト化のメリットすなわち部品点数の削減や組
立工数の低減の見地から、近年、自動車のシートバッ
ク,ジャッキホルダ,リアパッケージ,一体成形天井材
等の自動車用構造部品の分野に採用されており、さらに
他の部品への採用も拡大しつつある。
2. Description of the Related Art There is known a technique in which a high elastic modulus fiber is added and compounded in order to impart high strength and rigidity while making the most of the molding characteristics of a thermoplastic resin. For example, a so-called stampable sheet, which is a fiber-reinforced thermoplastic resin composite sheet material in which a thermoplastic resin is impregnated into mat-like high-modulus fibers (reinforcing fibers), has the advantage of increasing the need for weight reduction and cost reduction by integral molding. In other words, from the viewpoint of reducing the number of parts and the number of assembly steps, it has been adopted in the field of automobile structural parts such as automobile seat backs, jack holders, rear packages, and integrally molded ceiling materials in recent years. The adoption of is also expanding.

【0003】特に、特開昭60−158227号公報に
開示されている抄紙法スタンパブルシートは、不連続の
単繊維からなる補強繊維を抄紙機で抄き取ってマット状
に形成してあり、そのスプリングバック効果を利用して
超軽量かつ高剛性の膨張材を容易に製造し得るため、近
年、特に注目を集めている。上述の自動車のリアパッケ
ージ,一体成形天井材は抄紙法スタンパブルシートの膨
張性を応用した製品であり、今後さらに、ドアトリムな
どの部品への応用が期待されている。
In particular, the papermaking method stampable sheet disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-158227 has a reinforcing fiber made of discontinuous monofilaments made by a paper machine to form a matte shape. Since the springback effect can be utilized to easily manufacture an ultralight and highly rigid expansive material, it has been particularly attracting attention in recent years. The above-mentioned automobile rear package and integrally molded ceiling material are products that apply the expandability of the papermaking stampable sheet, and are expected to be further applied to parts such as door trims in the future.

【0004】抄紙法スタンパブルシートは、図4に示す
ような湿式の製造装置を用いて以下の通りに製造するこ
とができる。この製造装置は、大別して原料調整部1
と、ウエブ抄造部10と、乾燥部30と、巻き取り部4
0とで構成されている。原料調整部1には攪拌機2を備
えた分散槽3が設置され、この分散槽3の上方に熱可塑
性樹脂粒が貯蔵された樹脂供給装置4及び補強繊維が貯
蔵された補強繊維供給装置5が配設してある。
The papermaking method stampable sheet can be manufactured as follows using a wet manufacturing apparatus as shown in FIG. This manufacturing apparatus is roughly classified into a raw material adjusting unit 1
, Web paper making section 10, drying section 30, and winding section 4
It is composed of 0 and. A dispersion tank 3 equipped with a stirrer 2 is installed in the raw material adjusting section 1, and a resin supply device 4 in which thermoplastic resin particles are stored and a reinforcing fiber supply device 5 in which reinforcing fibers are stored are provided above the dispersion tank 3. It is provided.

【0005】樹脂供給装置4の熱可塑性樹脂と補強繊維
供給装置5の補強繊維とを、界面活性剤を含む水を入れ
た分散槽3内に所定の割合で投入し、攪拌して原料液で
ある発泡分散液Cを調整する。調整した発泡分散液Cは
定量ポンプ6でくみ出し、マニホールドと呼ばれる分配
装置(ヘッダ)8で多数本の供給管9に分配してウエブ
抄造部10に送り込む。
The thermoplastic resin of the resin supplying device 4 and the reinforcing fibers of the reinforcing fiber supplying device 5 are put into a dispersion tank 3 containing water containing a surfactant at a predetermined ratio and stirred to form a raw material liquid. Prepare a foaming dispersion C. The adjusted foaming dispersion C is pumped out by a metering pump 6, distributed by a distributor (header) 8 called a manifold to a large number of supply pipes 9 and sent to a web making section 10.

【0006】ウエブ抄造部10には、一方向に連続的に
移動するエンドレスの抄造用網(ワイヤ、以下メッシュ
ベルトという)11と、そのメッシュベルト11の裏面
に接して配置されたサクションボックス12と、原料調
整部1から送られてくる発泡分散液Cを貯えてメッシュ
ベルト11上に送り出して着乗させるためのヘッドボッ
クス13とが配設してある。このヘッドボックス13内
に送りこまれた発泡分散液Cは、サクションボックス1
2で吸引され、泡液だけが除去される。補強繊維と熱可
塑性樹脂とはメッシュベルト11上にシート状に抄き取
られる。抄き取られた補強繊維と熱可塑性樹脂との混合
物はウエブと呼ばれる。ウエブはこの段階では湿潤状態
であるから乾燥部30に通す。
The web papermaking section 10 includes an endless papermaking net (wire, hereinafter referred to as a mesh belt) 11 that continuously moves in one direction, and a suction box 12 arranged in contact with the back surface of the mesh belt 11. A head box 13 is provided for storing the foaming dispersion C sent from the raw material adjusting section 1 and sending it out onto the mesh belt 11 to be mounted on it. The foamed dispersion liquid C sent into the head box 13 is the suction box 1
It is aspirated at 2 and only the foam liquid is removed. The reinforcing fiber and the thermoplastic resin are sheeted on the mesh belt 11. The mixture of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin that has been removed is called a web. Since the web is wet at this stage, it is passed through the drying section 30.

【0007】乾燥部30はメッシュベルト11の下流に
連ねたベルトコンベア31と乾燥室32を備えており、
抄造されたメッシュベルト11上のウエブを連続的に乾
燥する。この乾燥工程で、水分を除去すると共に熱可塑
性樹脂の融点以上の温度を与えて樹脂を溶融させ、補強
繊維の交絡を強固なものにする。このようにして得られ
た乾燥ウエブは破断抵抗が高く形態保持性に優れてお
り、巻き取り部40の巻き取りリール41にロール状に
巻き取られる。
The drying section 30 comprises a belt conveyor 31 and a drying chamber 32 which are connected to the downstream side of the mesh belt 11.
The web formed on the mesh belt 11 is continuously dried. In this drying step, water is removed and a temperature not lower than the melting point of the thermoplastic resin is applied to melt the resin, thereby strengthening the entanglement of the reinforcing fibers. The thus-obtained dry web has a high breaking resistance and an excellent shape-retaining property, and is wound into a roll on the winding reel 41 of the winding section 40.

【0008】さらに必要に応じて、このウエブを裁断の
うえ熱プレスすることで熱可塑性樹脂樹脂を繊維間に十
分に含浸させることもできる。この状態の半製品はコン
ソリシートと呼ばれる。一般には、このコンソリシート
が成形原料として使用される。最近、このようにして製
造された抄紙法スタンパブルシートの膨張特性に着目し
た製品開発が盛んになってきたが、ここで問題となるの
がコンソリシートの目付(1m2 当たりの重量)の均質
性である。膨張の大きさ(膨張倍率)は基本的に目付に
比例するため、コンソリシートの目付分布が大きいと膨
張成形品にくぼみが発生する。つまり、低目付部分がく
ぼみとなる。膨張品は厚みの大きさで高剛性を達成する
ため、くぼみの存在は局所的な剛性低下をもたらす。ま
た、くぼみは強度欠陥にもなる。
Further, if necessary, this web may be cut and then hot pressed to sufficiently impregnate the fibers with the thermoplastic resin. The semi-finished product in this state is called a consolidate sheet. Generally, this consolidate sheet is used as a forming raw material. Recently, product development focusing on the expansion characteristics of the papermaking stampable sheet produced in this way has become popular, but the problem here is that the consolidate sheet has a uniform basis weight (weight per 1 m 2 ). It is sex. Since the magnitude of expansion (expansion ratio) is basically proportional to the areal weight, when the consolidate sheet has a large areal weight distribution, an indentation occurs in the expansion molded product. That is, the low basis weight portion becomes a depression. Since the expanded product achieves high rigidity with a large thickness, the presence of the depression causes a local decrease in rigidity. In addition, the depression also becomes a strength defect.

【0009】特に、需要の多い平均目付1000g/m
2 以下の製品では目付分布の影響が大きく発現するた
め、より厳しい目付制御が要求される。抄紙法スタンパ
ブルシートの目付分布は、抄紙工程で決定される。抄紙
工程では原料液はマニホールド8を介してヘッドボック
ス13に供給される。マニホールド8の機能は、ヘッド
ボックス13の幅方向に均一流量・均一固形分濃度の原
料液を供給することにある。ここで、固形分とは、原料
液中の補強繊維と熱可塑性樹脂のことである。すなわ
ち、マニホールド8は分散槽3から配管を通ってヘッド
ボックス13へ流入する原料液の流れをヘッドボックス
13の幅に広げる役目を果たすことになる。通常、分散
槽3から原料液を送り出すポンプ6の出側配管径は高々
300mm程度であるのに対して、実生産規模のヘッド
ボックスの幅は1m以上あるのが普通である。
Particularly, the average basis weight of 1000 g / m, which is in high demand.
For products with a weight of 2 or less, the influence of the areal weight distribution is highly manifested, so more strict areal weight control is required. Paper making method The weight distribution of a stampable sheet is determined in the paper making process. In the papermaking process, the raw material liquid is supplied to the head box 13 via the manifold 8. The function of the manifold 8 is to supply the raw material liquid having a uniform flow rate and a uniform solid content concentration in the width direction of the head box 13. Here, the solid content means the reinforcing fiber and the thermoplastic resin in the raw material liquid. That is, the manifold 8 serves to widen the flow of the raw material liquid flowing from the dispersion tank 3 into the head box 13 through the pipe to the width of the head box 13. Normally, the outlet pipe diameter of the pump 6 for feeding the raw material liquid from the dispersion tank 3 is at most about 300 mm, while the width of the head box on the actual production scale is usually 1 m or more.

【0010】このマニホールドの形状については、従来
より種々の検討がなされている。例えば紙パ技協誌(1
993年1月1日発行)第47巻第1号、P102〜に
開示されているように、断面積を徐々に縮小していくテ
ーパ型マニホールドがパルプ(木材繊維)を使用した製
紙工程では一般的である。その概要を図5に示す。図の
ように、テーパ型マニホールド8とヘッドボックス13
とは原料液の分配流出口である供給管9を介して連結さ
れる。そのテーパ形状やパルプを分散させた原料液の流
量設定等は、詳細な流体解析による検討で決定されるた
め、ヘッドボックス13の幅方向への流量分配は均一で
ある。また、パルプ濃度の均一分配性にも問題はない。
Various studies have been conventionally made on the shape of the manifold. For example, paper magazines (1
(Published January 1, 993) Vol. 47, No. 1, P102-, taper type manifolds that gradually reduce the cross-sectional area are commonly used in papermaking processes using pulp (wood fiber). Target. The outline is shown in FIG. As shown, the tapered manifold 8 and the head box 13
Are connected to each other via a supply pipe 9 which is a distribution outlet of the raw material liquid. Since the taper shape and the flow rate setting of the raw material liquid in which the pulp is dispersed are determined by detailed fluid analysis, the flow rate distribution in the width direction of the head box 13 is uniform. Also, there is no problem with the uniform distribution of pulp concentration.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の抄紙法によるス
タンパブルシートの湿式製造装置においても、製紙技術
の転用でこのテーパ型マニホールドを採用している。し
かしながら、テーパ型マニホールドをスタンパブルシー
トの抄造工程に用いた場合、原料液の濃度の分配が必ず
しもパルプ濃度のように均一には行われていないことが
判明した。
Even in the conventional wet manufacturing apparatus for stampable sheets by the papermaking method, this taper type manifold is adopted by diverting the papermaking technology. However, when the taper type manifold is used in the stampable sheet making process, it has been found that the distribution of the concentration of the raw material liquid is not necessarily uniform like the pulp concentration.

【0012】その理由を以下に説明する。スタンパブル
シートを構成する補強繊維と熱可塑性樹脂は比重及び幾
何形状が異なるのが普通である。代表的な補強繊維とし
ては、ガラス繊維,炭素繊維,ステンレス繊維等が挙げ
られる。例えばガラス繊維の場合、その比重は2.54
であり、直径は10〜30μm程度、長さは5〜25m
m程度のものが使用される。一方、熱可塑性樹脂として
は、ポリプロピレン(PP),ポリエチレン(PE),
ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリアミド
(PA),ポリエステル(PET),ポリスチレン(P
S),塩化ビニル樹脂(PVC)等が挙げられる。例え
ばPPの場合、比重は0.91であり、製造コストを抑
えるため1mm程度の粒状とするのが普通である。
The reason will be described below. Reinforcing fibers and thermoplastic resin which constitute a stampable sheet usually have different specific gravities and geometric shapes. Typical reinforcing fibers include glass fibers, carbon fibers, stainless fibers and the like. For example, the specific gravity of glass fiber is 2.54
The diameter is about 10 to 30 μm, and the length is 5 to 25 m.
The thing of about m is used. On the other hand, as the thermoplastic resin, polypropylene (PP), polyethylene (PE),
Polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA), polyester (PET), polystyrene (P
S), vinyl chloride resin (PVC) and the like. For example, in the case of PP, the specific gravity is 0.91, and in order to suppress the manufacturing cost, it is usual to make it into a granular shape of about 1 mm.

【0013】いま、分散媒として水のみを用いると、こ
の形態差や比重差が原因となって、両者は水中で容易に
分離してしまう。そこでこの欠点を抑制するための分散
媒として、水に界面活性剤を添加して起泡させた泡液が
用いられる。水に対する泡の容積分率は40〜70%程
度が採用される。泡径は200μm程度である。このよ
うな泡液を分散媒として使用すれば、泡液自体の比重は
0.3〜0.6と小さいにもかかわらず、補強繊維と粒
状の熱可塑性樹脂とが泡の表面張力に捕捉されるため分
離が起こりにくい。また、液全体を静置せずに適度な流
動状態下におけば、泡と水との分離も起こらない。この
ため、結果として固形分(補強繊維と粒状の熱可塑性樹
脂)の均一な混合状態を確保することができる。また、
補強繊維の二次凝集も抑制できる。
Now, when only water is used as the dispersion medium, the two are easily separated in water due to the difference in morphology and the difference in specific gravity. Therefore, as a dispersion medium for suppressing this drawback, a foam liquid prepared by adding a surfactant to water and foaming is used. The volume fraction of bubbles with respect to water is about 40 to 70%. The bubble diameter is about 200 μm. When such a foam liquid is used as the dispersion medium, the reinforcing fibers and the granular thermoplastic resin are trapped by the surface tension of the foam, although the foam liquid itself has a small specific gravity of 0.3 to 0.6. Therefore, separation is unlikely to occur. In addition, if the entire liquid is not allowed to stand and is kept in a proper fluidized state, the separation of bubbles from water does not occur. Therefore, as a result, a uniform mixed state of solid content (reinforcing fiber and granular thermoplastic resin) can be secured. Also,
Secondary aggregation of reinforcing fibers can also be suppressed.

【0014】ところが、この泡液を用いても、テーパ型
マニホールドでは次のような現象が発生する。すなわ
ち、テーパ型マニホールドでは、図5に示すように、原
料液の流入口Inから分散槽へ還流する循環流の流出口
Joへの流れ(ヘッドボックス幅方向の流れ)に対し、
ヘッドボックス13へ分配する供給流を供給管9を介し
て直角の向きに方向転換することで、広いヘッドボック
ス幅方向に液を分配する。この時、補強繊維と粒状の熱
可塑性樹脂は、その形態に依存する慣性力を受ける。そ
れ故、補強繊維に比べて粒径のはるかに大きい(つまり
慣性力が大きい)熱可塑性樹脂は、供給管9への流入口
近傍での方向転換が不十分となり、テーパ型マニホール
ドの循環流出口Joに飛ばされる傾向が強い。そのた
め、テーパ型マニホールドの長手方向に熱可塑性樹脂自
体の濃度分布が発生する。逆に、径が小さい(慣性力が
小さい)補強繊維の方は泡液流れに容易に追随するた
め、テーパ型マニホールドの長手方向に補強繊維自体の
濃度分布は発生しない。
However, even if this foam liquid is used, the following phenomenon occurs in the taper type manifold. That is, in the taper type manifold, as shown in FIG. 5, with respect to the flow (flow in the width direction of the head box) from the inflow port In of the raw material liquid to the outflow port Jo of the circulation flow returning to the dispersion tank,
By changing the direction of the supply flow to be distributed to the head box 13 through the supply pipe 9 in the direction of a right angle, the liquid is distributed in a wide head box width direction. At this time, the reinforcing fiber and the granular thermoplastic resin receive an inertial force depending on their form. Therefore, the thermoplastic resin having a particle diameter much larger than that of the reinforcing fiber (that is, having a large inertial force) causes insufficient direction change in the vicinity of the inlet to the supply pipe 9, and the circulation outlet of the tapered manifold. There is a strong tendency to be skipped by Jo. Therefore, the concentration distribution of the thermoplastic resin itself occurs in the longitudinal direction of the tapered manifold. On the contrary, since the reinforcing fibers having a smaller diameter (smaller inertial force) easily follow the foam liquid flow, the concentration distribution of the reinforcing fibers themselves does not occur in the longitudinal direction of the tapered manifold.

【0015】結果的に、テーパ型マニホールドでは、原
料液流入口In付近の供給管9からは熱可塑性樹脂濃度
の低い原料液が、その反対側の循環流出口Jo付近の供
給管9からは熱可塑性樹脂濃度の高い原料液がヘッドボ
ックス13に供給されることになる。この供給液の熱可
塑性樹脂濃度分布の不均一化の現象が、従来の繊維強化
熱可塑性樹脂シートの製造装置においてウエブに幅方向
目付分布を引き起こし、ひいては製品スタンパブルシー
トの曲げ強度や曲げ弾性率等の機械的特性及び目付量と
いったシート品質の不均一を招くというという問題を生
じている。
As a result, in the taper type manifold, the raw material liquid having a low thermoplastic resin concentration is supplied from the supply pipe 9 near the raw material liquid inlet port In and the heat is supplied from the supply pipe 9 near the circulation outlet port Jo on the opposite side. The raw material liquid having a high plastic resin concentration is supplied to the head box 13. The phenomenon of non-uniformity of the thermoplastic resin concentration distribution of the supply liquid causes the fabric weight distribution in the width in the conventional fiber reinforced thermoplastic resin sheet manufacturing apparatus, and as a result, the bending strength and bending elastic modulus of the product stampable sheet. However, there is a problem in that the sheet quality such as the mechanical characteristics such as the above and the basis weight is not uniform.

【0016】この問題を解決するには、テーパ型マニホ
ールドの最初の供給管9と最後の供給管9の間の距離す
なわち多岐管の設置幅に対して、マニホールドへの原料
液流入口Inから最初の供給管9までの距離を相対的に
大きくとり、原料液流入口Inとヘッドボックス13へ
の供給口である複数の供給管9それぞれとの距離を実質
的にほぼ一定にする方法が考えられる。しかし、このよ
うな方法ではマニホールド自体が極めて長いものになっ
てしまい不経済である。
To solve this problem, for the distance between the first supply pipe 9 and the last supply pipe 9 of the tapered manifold, that is, the installation width of the manifold, the material liquid inlet In to the manifold is first used. There may be considered a method in which the distance to the supply pipe 9 is set relatively large and the distances between the raw material liquid inlet In and each of the plurality of supply pipes 9 serving as the supply ports to the head box 13 are substantially constant. . However, this method is uneconomical because the manifold itself becomes extremely long.

【0017】更に、テーパ型マニホールドでは、液全体
を静置せずに常に流動状態下において泡と水との分離を
防止するため原料液を分散槽との間で常時循環させなが
ら一部をヘッドボックスに分配供給している。そのた
め、所要の分配供給量より大流量の供給ポンプを必要と
し、コスト及び設置スペースの点で不利になるというこ
とがある。
Further, in the taper type manifold, the head liquid is partially circulated while constantly circulating the raw material liquid between the dispersion tank in order to prevent the separation of bubbles and water under a fluid state without keeping the whole liquid stationary. It is distributed and supplied to the box. Therefore, a supply pump having a larger flow rate than the required distributed supply amount is required, which may be disadvantageous in terms of cost and installation space.

【0018】そこで本発明の目的とするところは、補強
繊維と熱可塑性樹脂との形態差に起因する慣性力の差の
影響を受けることのない新規なマニホールドを備えた繊
維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置を提供するこ
とにある。本発明の他の目的は、所要の分配供給量に見
合う流量の原料液供給ポンプで足りるマニホールドを備
えた繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置を提供
することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet provided with a novel manifold that is not affected by the difference in inertial force caused by the difference in shape between the reinforcing fiber and the thermoplastic resin. It is to provide a wet manufacturing apparatus. Another object of the present invention is to provide a wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, which is equipped with a manifold sufficient for a raw material liquid supply pump having a flow rate corresponding to a required distribution supply amount.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな従来のマニホールドに係る問題点を解決するため検
討を進めて、次のような結論を得た。テーパ型マニホー
ルドでは、原料液をヘッドボックスの幅方向に分配する
ために、流入口からの距離がヘッドボックス幅方向に異
なる複数の供給液分配口を設けざるを得ない。そのた
め、慣性力の大きい粒子をヘッドボックスの幅方向に均
一に分配することは困難である。この問題を解決するに
は、流入口から供給液分配口までの距離を一定にするマ
ニホールド構造を必要とする。本発明はこの考え方に加
えて、さらに泡の滞留を防止するマニホールド構造が分
配性能を非常に高めるという知見に基づいてなされたも
のである。すなわち、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートの湿式製造装置は、繊維と熱可塑性樹脂とを含む分
散液をヘッドボックスに分配するマニホールドを備え、
該マニホールドで分配された分散液をヘッドボックスか
らメッシュベルト上に供給してウエブを抄造する繊維強
化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置において、前記マ
ニホールドは、内殻にその上下方向に通る中心軸を軸と
し少なくとも一部が円筒面からなる軸対称曲面を有し、
かつ下部に前記分散液を前記内殻の円筒面の接線方向と
一致する方向から供給する分散液の流入口を、上部に複
数の分配流出口を備えていることを特徴とする。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted studies to solve the above-mentioned problems associated with conventional manifolds, and have reached the following conclusions. In the taper type manifold, in order to distribute the raw material liquid in the width direction of the head box, there is no choice but to provide a plurality of supply liquid distribution ports having different distances from the inflow port in the head box width direction. Therefore, it is difficult to uniformly distribute particles having a large inertial force in the width direction of the head box. To solve this problem, a manifold structure that keeps the distance from the inflow port to the supply liquid distribution port constant is required. In addition to this idea, the present invention is based on the finding that a manifold structure for preventing the retention of bubbles further enhances the distribution performance. That is, the wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention includes a manifold that distributes a dispersion liquid containing fibers and a thermoplastic resin to a head box,
In a wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, in which a dispersion distributed by the manifold is supplied from a headbox onto a mesh belt to make a web, the manifold has a central axis passing through the inner shell in the vertical direction. It has an axisymmetric curved surface with at least part of which is a cylindrical surface as the axis
Further, it is characterized in that the lower part is provided with an inlet port of the dispersion liquid for supplying the dispersion liquid from a direction coinciding with the tangential direction of the cylindrical surface of the inner shell, and the upper part is provided with a plurality of distribution outlet ports.

【0020】前記マニホールドの複数の分配流出口は内
殻の中心軸を中心とするほぼ一つの同心円上に位置して
いるものとすることができる。また、前記分散液は発泡
分散液とすることができる。また、前記分配流出口は分
散液を鉛直上向きに吐出するものとすることができる。
The plurality of distribution outlets of the manifold may be located on substantially one concentric circle centered on the central axis of the inner shell. Further, the dispersion liquid may be a foaming dispersion liquid. Further, the distribution outlet may discharge the dispersion liquid vertically upward.

【0021】ここで、前記マニホールドの内殻形状につ
いて述べると、最も単純な形状としては、内周面の全部
が円筒面で上面と下面とがそれぞれ平面のものを挙げる
ことができる。円筒面は、分散液をマニホールド内で内
面沿いに旋回させつつ上下方向に循環させて軸対称旋回
流を形成するのに必要である。この形状を基本として、
その他種々の変形が可能であり、例えば上下面は必ずし
も平面ではなく軸対称曲面の円錐面,半球面等にしても
良い。もっとも、下面は、下部の分散液流入口から接線
方向に導入される分散液を良好に旋回させる関係で、中
心においてマニホールド内部に向かい山状に突出させて
もよい。
Here, the inner shell shape of the manifold will be described. The simplest shape is that the inner peripheral surface is entirely cylindrical and the upper and lower surfaces are flat. The cylindrical surface is necessary to circulate the dispersion liquid in the manifold in the vertical direction while swirling along the inner surface to form an axisymmetric swirling flow. Based on this shape,
Various other modifications are possible. For example, the upper and lower surfaces are not necessarily flat, but may be conical surfaces of axisymmetric curved surfaces, hemispherical surfaces, or the like. However, the lower surface may protrude toward the inside of the manifold at the center in a mountain shape in order to favorably swirl the dispersion liquid introduced tangentially from the lower dispersion liquid inlet.

【0022】[0022]

【作用】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製
造装置の請求項1の発明は、マニホールド下部の分散液
流入口から接線方向に導入された分散液が内殻の中心軸
を軸とする軸対称曲面である円筒面に案内されて旋回
し、図1に模式的に示すような軸対称旋回循環流が容易
に発生する。分散液中の補強繊維や熱可塑性樹脂粒子は
この旋回流に乗って内殻内面沿いに何回も旋回しつつ上
昇して上部の分配流出口に到達する。すなわちマニホー
ルドは単純でコンパクトな構造であるにもかかわらず、
分散液流入口から分配流出口に達するまでの道程は非常
に長くなる。したがって、一個の分散液流入口から複数
箇所の分配流出口までの直線距離は長短があってもその
差は無視してよく、実質的には等距離(一定)となる。
According to the invention of claim 1 of the wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention, the dispersion liquid introduced tangentially from the dispersion liquid inlet at the bottom of the manifold has the central axis of the inner shell as the axis. The cylindrical surface, which is an axisymmetric curved surface, is guided and swirled, and an axisymmetric swirling circulation flow as schematically shown in FIG. 1 is easily generated. The reinforcing fibers and the thermoplastic resin particles in the dispersion liquid ride on this swirling flow and ascend many times along the inner surface of the inner shell to rise and reach the upper distribution outlet. That is, although the manifold has a simple and compact structure,
The path from the dispersion inlet to the distribution outlet is very long. Therefore, even if there are long and short linear distances from one dispersion liquid inlet to a plurality of distribution outlets, the difference can be neglected, and the distances are substantially equal (constant).

【0023】さらに、マニホールド内に同時に発生する
上下方向の循環流との混合効果が加わって、マニホール
ド内の分散液(固形分)濃度が均一化する。換言する
と、分散液流入口から分配流出口までの補強繊維と熱可
塑性樹脂粒子の軌跡は、どの分配流出口であっても実質
的に同じになり、どの分配流出口からも同濃度の分散液
が等量ずつ均一に吐出される。かくして、均一混合状態
の分散液が複数の各分配流出口から等量ずつ吐出されて
ヘッドボックスの各区画に等分に送り出される。
Furthermore, the effect of mixing with the circulation flow in the vertical direction generated simultaneously in the manifold is added, and the concentration of the dispersion liquid (solid content) in the manifold is made uniform. In other words, the loci of the reinforcing fibers and the thermoplastic resin particles from the dispersion liquid inlet to the distribution outlet are substantially the same at any distribution outlet, and the dispersion liquid of the same concentration can be obtained from any distribution outlet. Are evenly ejected in equal amounts. Thus, the uniformly mixed dispersion liquid is discharged from each of the plurality of distribution outlets in equal amounts and is sent to each of the compartments of the head box in equal portions.

【0024】上記のマニホールド内旋回流と循環流とを
効率良く発生させるために、原料分散液の供給速度(平
均)は1m/秒以上が好ましい。また、旋回流をマニホ
ールドの内部全体に十分にゆきわたらせるため、分配流
出口の位置はマニホールドの底面にできるだけ近づける
のが好ましい。また、分散液流入口から分配流出口まで
の十分な移動距離を確保するため、マニホールドの槽長
は原料分散液供給管内径の5倍以上とることが望まし
い。
In order to efficiently generate the above-mentioned swirl flow and circulation flow in the manifold, the feed rate (average) of the raw material dispersion liquid is preferably 1 m / sec or more. Further, in order to sufficiently distribute the swirl flow to the entire inside of the manifold, it is preferable that the position of the distribution outlet be as close as possible to the bottom surface of the manifold. Further, in order to secure a sufficient moving distance from the dispersion liquid inlet to the distribution outlet, it is desirable that the tank length of the manifold be 5 times or more the inner diameter of the raw material dispersion liquid supply pipe.

【0025】本発明の請求項2によれば、複数の分配流
出口をマニホールド上部に内殻の中心軸を中心としてほ
ぼ一つの同心円上に配置したことにより、分散液流入口
から分配流出口に至るまでの補強繊維と熱可塑性樹脂粒
子の移動軌跡の実質的同一性がより確実になる。複数の
分配流出口がこのように一つの同心円上にはなく、例え
ば半径が若干異なる二つの同心円上に分かれて配設され
ていても、請求項1により軸対称流れが形成されること
で、従来のテーパ型マニホールドにおけるような補強繊
維と熱可塑性樹脂粒との慣性力の違いに基づく濃度分布
は実質的には発生しないが、分配流出口をほぼ一つの同
心円上に配置することで、吐出される液の濃度は一層厳
密に均一化できる。
According to the second aspect of the present invention, the plurality of distribution outlets are arranged in the upper part of the manifold on substantially one concentric circle about the center axis of the inner shell, so that the dispersion liquid inlet is distributed to the distribution outlet. Substantially identical movement trajectories of the reinforcing fiber and the thermoplastic resin particles are ensured. Even if the plurality of distribution outlets are not arranged on one concentric circle and are arranged on two concentric circles having slightly different radii, for example, by forming an axisymmetric flow according to claim 1, Concentration distribution based on the difference in inertial force between the reinforcing fibers and the thermoplastic resin particles as in the conventional tapered manifold does not substantially occur, but by arranging the distribution outlets on almost one concentric circle, the discharge The concentration of the liquid can be made more strictly uniform.

【0026】また、本発明の請求項3によれば、分散液
として発泡分散液を使用するので、形態差や比重差の大
きい補強繊維と熱可塑性樹脂粒とが泡の表面張力により
泡の膜面に捕捉されるため分離が起こりにくい。請求項
1または請求項2の発明は必ずしも泡が存在しない分散
液の場合にも適用可能であるが、発泡分散液を使用する
ことにより形態差や比重差が極めて顕著な固形分を含む
分散液であってもそれら固形分の均一な混合を確実にす
ることができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the foaming dispersion is used as the dispersion, the reinforcing fibers and the thermoplastic resin particles having a large difference in morphology and a large difference in specific gravity are caused by the surface tension of the foam to form a foam film. Separation does not occur easily because it is captured on the surface. The invention of claim 1 or claim 2 can be applied to the case where the dispersion does not necessarily have bubbles, but the use of the foaming dispersion causes the dispersion containing solids having a significantly different form difference or specific gravity difference. Even then, it is possible to ensure uniform mixing of these solids.

【0027】しかして、泡液を用いた場合には、泡と水
との分離の問題が別途に発生する。もし、マニホールド
内に泡が滞留すると、マニホールド内の分散液は、流入
分散液の組成と同一の部分と、明らかに泡が多く水分が
極端に少ない組成の部分(泡溜まり)とに分離される。
本発明者らの知見では、この泡溜まり中には補強繊維は
存在するが粒状の熱可塑性樹脂は存在しない。また、泡
溜まりと泡液の界面レベルは必ずしも水平とはならず、
円周方向に余弦関数のようなレベル形状を示す。このレ
ベル形状は経時変動しやすい。各分配流出口からは分散
液と泡溜まりとの混合物が流れ出るが、その混合比率は
一定ではなく場所並びに経時的に変動する。すなわち、
泡溜まりの混合比率が高い分配流出口からは補強繊維濃
度が高く熱可塑性樹脂濃度が低い泡液が流出し、泡溜ま
りの混合比率が低い分配流出口からは逆に補強繊維濃度
が低く熱可塑性樹脂濃度が高い泡液が流出する。
However, when the foam liquid is used, a problem of separation of foam and water occurs separately. If bubbles are accumulated in the manifold, the dispersion liquid in the manifold is separated into a portion having the same composition as the inflow dispersion liquid and a portion having a composition with a large amount of bubbles and an extremely small amount of water (foam pool). .
According to the knowledge of the present inventors, the reinforcing fibers are present in the bubble pool but the granular thermoplastic resin is not present. Also, the interface level between the bubble pool and the bubble liquid is not always horizontal,
A level shape like a cosine function is shown in the circumferential direction. This level shape easily changes with time. A mixture of the dispersion liquid and the foam pool flows out from each distribution outlet, but the mixing ratio thereof is not constant and varies depending on the place and time. That is,
A foam liquid with a high reinforcing fiber concentration and a low thermoplastic resin concentration flows out from the distribution outlet with a high mixing ratio of the foam pool, and conversely with a low reinforcing fiber concentration and a thermoplasticity from the distribution outlet with a low mixing ratio of the foam pool. Foam liquid with high resin concentration flows out.

【0028】こうしたマニホールド内での泡分離(泡溜
まり生成)の現象は、分散液を常に流動状態に保つこと
で有効に防止される。同時にまた、分配流出口の設置位
置に大きく左右される。本発明の請求項4によれば、分
配流出口をマニホールドの上面に、泡の浮力と同方向で
ある鉛直上向きに配設する。これにより、浮上する泡を
分散液と共に鉛直上向きに流出させると、マニホールド
内に泡が滞留することも起こらない。このため、結果と
して固形分(補強繊維と粒状の熱可塑性樹脂)の均一な
混合状態を確保することができる。また、補強繊維の二
次凝集も抑制できる。したがって本来成分分離を起こし
易い分散液であっても、各分配流出口から均一な濃度の
分散液を安定して送り出すことができる。
The phenomenon of foam separation (formation of a foam pool) in the manifold is effectively prevented by keeping the dispersion liquid in a fluid state at all times. At the same time, it is also very dependent on the installation position of the distribution outlet. According to the fourth aspect of the present invention, the distribution outlet is arranged on the upper surface of the manifold in a vertically upward direction which is the same direction as the buoyancy of bubbles. Accordingly, when the floating bubbles are caused to flow vertically upward together with the dispersion liquid, the bubbles do not stay in the manifold. Therefore, as a result, a uniform mixed state of solid content (reinforcing fiber and granular thermoplastic resin) can be secured. In addition, secondary aggregation of reinforcing fibers can be suppressed. Therefore, even if the dispersion liquid is likely to cause component separation, a dispersion liquid having a uniform concentration can be stably sent out from each distribution outlet.

【0029】これに対して、分配流出口がマニホールド
の円筒側面にある場合は、マニホールド上面から側面の
分配流出口までの上部スペースに泡溜まりが生成する。
したがって、分配流出口はマニホールドの上面に配設す
ることが望ましい。なお、分配流出口の向きは、上述の
ように鉛直上向きが最も好ましいのであるが、できるだ
け流入口の開口レベルに近づけてマニホールド上部に配
設するならば、水平方向までの範囲で非鉛直方向に設け
ることも許容される。
On the other hand, when the distribution outlet is on the cylindrical side surface of the manifold, a bubble pool is generated in the upper space from the upper surface of the manifold to the side distribution outlet.
Therefore, it is desirable to arrange the distribution outlet on the upper surface of the manifold. As described above, the direction of the distribution outlet is most preferably vertically upward, but if the distribution outlet is placed on the upper part of the manifold as close to the opening level of the inlet as possible, the distribution outlet may be in the non-vertical direction up to the horizontal direction. It is also allowed to provide.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。この実施例の繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式
製造装置の全体系統は、マニホールド以外の部分が図4
と同様であってよい。この実施例に使用したマニホール
ド20を図2,図3に示す。円筒型マニホールドで、そ
の内径は410mm,長さ300mmである。原料の分
散液をマニホールド20に接線方向から供給する流入口
21(内径50mm)はマニホールド20の底部側面部
に設置し、その向きを円筒型マニホールドの接線方向と
一致させた。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the entire system of the wet manufacturing apparatus for the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of this embodiment, parts other than the manifold are shown in FIG.
May be similar to. The manifold 20 used in this example is shown in FIGS. It is a cylindrical manifold with an inner diameter of 410 mm and a length of 300 mm. The inflow port 21 (inner diameter 50 mm) for supplying the dispersion liquid of the raw material to the manifold 20 from the tangential direction was installed on the bottom side surface of the manifold 20, and the direction thereof was aligned with the tangential direction of the cylindrical manifold.

【0031】また、下面23の中央にはマニホールド内
部に向けて山状に突出する案内部24を設置して、循環
流イ及び旋回流ロの形成をより容易にしてある。分配流
出口25(内径20mm)は上面22に6個(流出管群
A)、比較用としてマニホールドの円筒側面26の上面
22からの距離H=65mmの位置に6個(流出管群
B)、それぞれ等ピッチで合計12個設置してある。流
出管群Aの6個の分配流出口25は、内径410mmの
マニホールド20の上面22において直径390mmの
同心円27上に同じく等ピッチで設置してある。
Further, a guide portion 24 projecting in a mountain shape toward the inside of the manifold is provided at the center of the lower surface 23 to facilitate the formation of the circulation flow B and the swirling flow B. Six distribution outlets 25 (inner diameter 20 mm) are provided on the upper surface 22 (outflow pipe group A), and six are provided at a position H = 65 mm from the upper surface 22 of the cylindrical side surface 26 of the manifold for comparison (outflow pipe group B). A total of 12 are installed at equal pitches. The six distribution outlets 25 of the outflow pipe group A are installed on the upper surface 22 of the manifold 20 having an inner diameter of 410 mm on the concentric circles 27 having a diameter of 390 mm at the same pitch.

【0032】また、マニホールド上面22には、泡溜ま
りの存在を確認するためのガス抜き口28を2箇所に設
置した。この円筒型マニホールド20を使用して、以下
の方法で分散液の濃度分配性能の比較試験を実施した。
なお、同試験においては、分散液濃度の均一分配性の指
標として変動係数CV値を使用する。CV値とは、各分
配流出口25から流出する補強繊維あるいは熱可塑性樹
脂粒の泡液中の重量濃度の標準偏差値をそれらの平均濃
度で除した値を%表示したものである。CV値が大きい
ということは標準偏差値が大きいということであるか
ら、補強繊維あるいは熱可塑性樹脂の濃度の流出口間の
バラツキが大きいことを意味し、均一分配性が低いこと
を示す。
Further, on the upper surface 22 of the manifold, two gas vent ports 28 for confirming the existence of a bubble pool are installed. Using this cylindrical manifold 20, a comparative test of the concentration distribution performance of the dispersion liquid was carried out by the following method.
In the same test, the coefficient of variation CV value is used as an index of uniform dispersibility of the dispersion liquid concentration. The CV value is a value obtained by dividing the standard deviation value of the weight concentration of the reinforcing fibers or thermoplastic resin particles flowing out from each distribution outlet 25 in the foam liquid by their average concentration, and is expressed in%. A large CV value means a large standard deviation value, which means that there is a large variation in the concentration of the reinforcing fiber or the thermoplastic resin between the outlets, indicating that the uniform distribution property is low.

【0033】(試験条件) 分散液の調製 泡を65容量%含有する泡液に、直径11μm,長さ1
2mmのガラス繊維と平均粒径0.9mmのPP粒子を
添加して原料の分散液を調製した。ガラス繊維,PPと
も泡液中の重量濃度は0.35%である。
(Test Conditions) Preparation of Dispersion A foam liquid containing 65% by volume of foam was used, and the diameter was 11 μm and the length was 1 μm.
A glass fiber of 2 mm and PP particles having an average particle size of 0.9 mm were added to prepare a raw material dispersion liquid. The weight concentration in the foam liquid of both glass fiber and PP is 0.35%.

【0034】処理流量 この分散液を360L/minの流量で流入口21から
円筒型マニホールド20に供給した。その供給流量を供
給管である流入口21の断面積で除した平均流速は3m
/sである。また、分配流出口25の一本当たりの流量
は60L/minとなる。
Processing Flow Rate This dispersion liquid was supplied to the cylindrical manifold 20 from the inflow port 21 at a flow rate of 360 L / min. The average flow velocity obtained by dividing the supply flow rate by the cross-sectional area of the inlet 21 which is the supply pipe is 3 m.
/ S. The flow rate per distribution outlet 25 is 60 L / min.

【0035】試験手順 円筒型マニホールド20への分散液の供給開始直後にガ
ス抜き口28から系内の空気を追い出し、その後5分経
過した時点で各分配流出口25(流出管群AまたはB)
から泡液を同時にサンプリングした。また、サンプリン
グ直後にガス抜き口28を開放して泡がマニホールド上
部に滞留しているかどうかを確認した。この操作を流出
管群AおよびBについてそれぞれ二回ずつ繰り返した。
Test Procedure Air in the system was expelled from the gas vent port 28 immediately after the supply of the dispersion liquid to the cylindrical manifold 20 was started, and after 5 minutes, each distribution outlet 25 (outlet pipe group A or B).
The foam was sampled simultaneously. Immediately after sampling, the gas vent port 28 was opened and it was confirmed whether or not the bubbles remained in the upper part of the manifold. This operation was repeated twice for each of the outflow tube groups A and B.

【0036】こうして各々の分配流出口25から得られ
たサンプリング液を秤量した。この液を吸引濾過してガ
ラス繊維とPP粒子を取り出し、これを120℃で乾燥
して秤量した。さらに、600℃の空気雰囲気下におい
てPP粒子燃焼させ、残ったガラス繊維の重量を秤量し
た。 試験結果 この方法で流出管群AおよびBにおける各分配流出口2
5毎のガラス繊維(GF)濃度及びPP濃度を求めて、
その値からCV値を算出した。
The sampling liquid thus obtained from each distribution outlet 25 was weighed. The liquid was suction filtered to take out glass fibers and PP particles, which were dried at 120 ° C. and weighed. Furthermore, PP particles were burned in an air atmosphere at 600 ° C., and the weight of the remaining glass fiber was weighed. Test results In this way, each distribution outlet 2 in the outflow pipe groups A and B
Obtain the glass fiber (GF) concentration and the PP concentration for each 5
The CV value was calculated from the value.

【0037】その結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】上記の試験を流出管群AおよびBについて
それぞれ二回ずつ行った結果から、流出管群A(マニホ
ールド上面に上向き)の濃度分配性が流出管群B(マニ
ホールド側面に横向き)のそれより優れていることが明
らかである。また、流出管群Aについては、サンプリン
グ直後にガス抜き口28を開放しても泡液が即座に流出
した。この事実から、マニホールド20内に滞留泡は発
生していないと言える。これに対して、流出管群Bの方
は、サンプリング直後のガス抜き口開放で先ずガスに近
い状態の泡が排出され、その後泡液が流出した。この事
実から、マニホールド20内には図2に模式的に示した
ような滞留泡Sが発生していたと言える。
From the results of performing the above test twice for each of the outflow pipe groups A and B, it can be seen that the concentration distribution of the outflow pipe group A (upward to the upper surface of the manifold) is that of the outflow pipe group B (horizontal to the side face of the manifold). It is clearly superior. Regarding the outflow pipe group A, the foam liquid immediately flowed out even if the gas vent port 28 was opened immediately after sampling. From this fact, it can be said that no accumulated bubbles are generated in the manifold 20. On the other hand, in the outflow tube group B, the bubbles in a state close to the gas were first discharged by opening the gas vent immediately after the sampling, and then the foam liquid flowed out. From this fact, it can be said that the accumulated bubbles S as schematically shown in FIG. 2 were generated in the manifold 20.

【0040】続いて、比較例として、図5に示すテスト
用のテーパ型マニホールド8を使用して、上記実施例の
円筒型マニホールド20におけると同様に分散液の濃度
分配性能試験を行った。この比較例のテーパ型マニホー
ルド8は図6に示すような寸法のもので、そのテーパ部
側面に等ピッチに配した24本の供給管(以下、分配流
出口という)9を備えている。分散液のマニホールドへ
の流入流量は1640L/min、循環流量を200L
/minとして、分配流出口9の一本当たりの流量を上
記円筒型マニホールド20の場合と同じ60L/min
に設定した。
Then, as a comparative example, the concentration distribution performance test of the dispersion liquid was conducted by using the test taper type manifold 8 shown in FIG. 5 in the same manner as in the cylindrical type manifold 20 of the above-mentioned embodiment. The tapered manifold 8 of this comparative example has a size as shown in FIG. 6, and is provided with 24 supply pipes (hereinafter referred to as distribution outlets) 9 arranged on the side surface of the tapered portion at equal pitches. The flow rate of the dispersion liquid into the manifold is 1640 L / min, and the circulation flow rate is 200 L.
/ Min, the flow rate per distribution outlet 9 is 60 L / min, which is the same as in the case of the cylindrical manifold 20.
Set to.

【0041】泡液のサンプリングは、ナンバー1,3,
8,15,19,22の6本の分配流出口9から行っ
た。ナンバー1の分配流出口とナンバー22の分配流出
口との距離は1340mmである。使用したガラス繊維
(GF),PP粒子及び分散液の調製条件は実施例の場
合と同じである。
The sampling of the foam liquid is number 1, 3,
It carried out from 6 distribution outlets 9 of 8, 15, 19, 22. The distance between the number 1 distribution outlet and the number 22 distribution outlet is 1340 mm. The conditions for preparing the glass fibers (GF), PP particles and the dispersion liquid used are the same as those in the examples.

【0042】得られた結果(GF濃度,PP濃度のCV
値)を表2に示す。
Results obtained (CV at GF concentration and PP concentration
Values) are shown in Table 2.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】この表の結果から、PP濃度のCV値が大
きいことがわかる。図7は分配流出口9の位置(流入口
Inからの距離)を示す分配流出口ナンバーとPP濃度
との相関を表す図である。分配流出口ナンバーが大きい
(すなわち流入口より遠い位置にある)分配流出口から
流出する液ほど、PP濃度が高くなっている。
From the results in this table, it can be seen that the CV value of the PP concentration is large. FIG. 7 is a diagram showing the correlation between the distribution outlet number indicating the position of the distribution outlet 9 (distance from the inlet In) and the PP concentration. The liquid flowing out from the distribution outlet having a larger distribution outlet number (that is, located farther from the inlet) has a higher PP concentration.

【0045】以上の実験結果からみて、本実施例の円筒
型マニホールド20を用いると、マニホールド内部に発
生する循環流イ及び旋回流ロからなる軸対称旋回循環流
に乗って内殻内面沿いに何回も旋回しつつ上昇する発泡
分散液Cの補強繊維や熱可塑性樹脂粒子は極めて長い距
離を経て上部の分配流出口25に到達するため、いずれ
の分配流出口25からも同一濃度の発泡分散液Cが吐出
され、特に慣性力の大きい熱可塑性樹脂粒(PP)に関
してCV値ほぼ1%以下と従来のテーパ型マニホールド
(PPのCV値4.7%)に比べて極めて安定した濃度
分布が得られるという効果を奏することが明らかであ
る。
In view of the above experimental results, when the cylindrical manifold 20 of the present embodiment is used, the cylindrical manifold 20 of the present embodiment rides on an axially symmetric swirling circulation flow consisting of the circulation flow B and the swirling flow B, and moves along the inner surface of the inner shell. Since the reinforcing fibers and the thermoplastic resin particles of the foamed dispersion liquid C that rise while swirling again reach the upper distribution outlet port 25 over an extremely long distance, the foamed dispersion liquid having the same concentration from any of the distribution outlet ports 25. C is discharged, and especially for thermoplastic resin particles (PP) having a large inertial force, a CV value of approximately 1% or less, which is an extremely stable concentration distribution compared with the conventional taper type manifold (PP CV value of 4.7%). It is clear that there is an effect that

【0046】この実施例の円筒型マニホールド20の下
面23の中央に設けた案内部24は、軸対称旋回循環流
の形成をより容易にする効果を有する。但し必須のもの
ではなく、必要に応じて選択的に使用すればよい。な
お、上記実施例の分散液は発泡分散液であるが、本発明
の繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置における
マニホールド構造は、分散液として必ずしも発泡分散液
を使用しない場合にも好適に適用できることは勿論であ
る。
The guide portion 24 provided at the center of the lower surface 23 of the cylindrical manifold 20 of this embodiment has the effect of facilitating the formation of the axisymmetric swirling circulation flow. However, it is not essential, and may be selectively used as needed. Although the dispersion liquid of the above-mentioned example is a foaming dispersion liquid, the manifold structure in the wet manufacturing apparatus of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention is preferably applied even when the foaming dispersion liquid is not always used as the dispersion liquid. Of course you can.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の繊維強化
熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置における請求項1の
発明によれば、マニホールドは内殻が少なくとも一部円
筒面をもつ軸対称曲面を有する形状とし、下部に分散液
を内殻の円筒面の接線方向から供給する分散液の流入口
を、上部に複数の分配流出口を配設したため、マニホー
ルド内に分散液の軸対称流れが形成されて流入口から分
配流出口に至るまでの強化繊維や熱可塑性樹脂粒の流れ
の軌跡はどの分配流出口を取り上げても同じになり、そ
の結果、複数の分配流出口からは補強繊維と熱可塑性樹
脂粒との形態差に起因する慣性力の差の影響を受けずに
均一濃度の分散液が安定してヘッドボックスに供給さ
れ、ひいては繊維強化熱可塑性樹脂シートの機械的特性
や目付量分布が均一化されて製品の品質を向上させ得る
という効果を奏する。
As described above, according to the invention of claim 1 in the apparatus for wet-fabricating a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet of the present invention, the manifold has an axisymmetric curved surface whose inner shell has at least a part of a cylindrical surface. Since the inlet has a shape that has the dispersion liquid that supplies the dispersion liquid from the tangential direction of the cylindrical surface of the inner shell and a plurality of distribution outlets that are arranged in the upper portion, an axisymmetric flow of the dispersion liquid is formed in the manifold. The flow paths of the reinforcing fibers and thermoplastic resin particles from the inlet to the distribution outlet are the same regardless of which distribution outlet is taken, and as a result, the reinforcing fibers and the heat from the distribution outlets are the same. A dispersion of uniform concentration is stably supplied to the headbox without being affected by the difference in inertial force due to the difference in morphology with the plastic resin particles, and the mechanical properties and basis weight distribution of the fiber reinforced thermoplastic resin sheet Is uniform It has been an effect that can improve the quality of the product.

【0048】また、本発明の請求項1のマニホールドは
従来のテーパ型マニホールドのようにヘッドボックスの
幅にとらわれることがないから、コンパクトな繊維強化
熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置を提供できるという
効果も得られる。さらに、本発明の請求項1のマニホー
ルドは従来のテーパ型マニホールドのように常時分散液
を分散槽との間で循環させて固形分の分離を防止する必
要はないから、より少容量の原料液供給ポンプで足り、
ひいてはコンパクトで低コストの繊維強化熱可塑性樹脂
シートの湿式製造装置を提供できるという効果も得られ
る。
Further, unlike the conventional taper type manifold, the manifold of claim 1 of the present invention is not restricted by the width of the head box. Therefore, it is possible to provide a compact wet manufacturing apparatus for the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet. Can also be obtained. Further, the manifold according to claim 1 of the present invention does not need to constantly circulate the dispersion liquid with the dispersion tank to prevent the solid content from being separated, unlike the conventional taper type manifold, so that the raw material liquid having a smaller volume can be used. Supply pump is enough,
As a result, it is possible to provide a compact and low-cost wet manufacturing apparatus for the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet.

【0049】本発明の請求項2の発明によれば、複数の
分配流出口を内殻の中心軸を中心としてほぼ一つの同心
円上に配置したため、流入口からそれぞれの分配流出口
にいたる経路の等距離性が確実に確保され、その結果、
補強繊維と熱可塑性樹脂粒との比重差,形態差にもかか
わらず各分配流出口からの全く同一濃度の分散液の供給
が一層確実に行われるという効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, since the plurality of distribution outlets are arranged on substantially one concentric circle centering on the central axis of the inner shell, the paths from the inlets to the respective distribution outlets are formed. Equidistantness is ensured reliably, and as a result,
Even if the specific gravity and the shape difference between the reinforcing fibers and the thermoplastic resin particles are different, it is possible to more reliably supply the dispersion liquid having exactly the same concentration from each distribution outlet.

【0050】本発明の請求項3の発明によれば、分散液
として発泡分散液を使用するものとしたため、形態差や
比重差の大きい固形分が泡の表面張力により泡の膜面に
捕捉されて分離が起こりにくくなり、その結果、形態差
や比重差が極めて顕著な補強繊維や熱可塑性樹脂粒等の
固形分を含む分散液であってもそれら固形分の均一な混
合を一層確実に行うことができるという効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, since the foaming dispersion liquid is used as the dispersion liquid, solids having a large difference in morphology and a large difference in specific gravity are captured on the film surface of the foam due to the surface tension of the foam. As a result, separation is less likely to occur, and as a result, even in the case of a dispersion liquid containing solids such as reinforcing fibers and thermoplastic resin particles in which the difference in morphology and the difference in specific gravity are extremely large, uniform mixing of those solids is performed more reliably There is an effect that can be.

【0051】本発明の請求項4の発明によれば、分配流
出口をマニホールドの上面に、泡の浮力と同方向である
鉛直上向きに配設するものとしたため、浮上する泡が分
散液と共に鉛直上向きに流出してマニホールド内に泡が
滞留しない。したがって、一般に泡と液が分離浮上しや
すい発泡分散液を用いても固形分(補強繊維と粒状の熱
可塑性樹脂粒)の良好な混合状態を確保でき且つ補強繊
維の二次凝集も抑制できて、各分配流出口から均一な濃
度の泡分散液を安定してヘッドボックスへと送り出すこ
とができるという効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, the distribution outlet is arranged on the upper surface of the manifold in a vertically upward direction, which is the same direction as the buoyancy of the bubbles. Bubbles do not flow up and stay in the manifold. Therefore, it is possible to secure a good mixed state of solids (reinforcing fibers and granular thermoplastic resin particles) and to suppress secondary agglomeration of reinforcing fibers even when using a foaming dispersion liquid in which bubbles and liquids are easily separated and floated. The effect that the foam dispersion liquid having a uniform concentration can be stably sent out to the head box from each distribution outlet.

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

【図1】本発明のマニホールドにおける分散液の流れを
説明する透視斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a flow of a dispersion liquid in a manifold of the present invention.

【図2】本発明のマニホールドの一実施例の断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of the manifold of the present invention.

【図3】図1の平面図である。FIG. 3 is a plan view of FIG.

【図4】従来の繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造
装置の全体系統図である。
FIG. 4 is an overall system diagram of a conventional wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet.

【図5】従来のテーパ型マニホールドの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a conventional tapered manifold.

【図6】比較実験に使用したテーパ型マニホールドで、
(a)は側面図、(b)は平面図である。
FIG. 6 is a taper type manifold used in a comparative experiment,
(A) is a side view, (b) is a plan view.

【図7】図6のテーパ型マニホールドの濃度分配性能試
験結果のグラフである。
FIG. 7 is a graph of the concentration distribution performance test results of the tapered manifold of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 メッシュベルト 13 ヘッドボックス 20 円筒型マニホールド 21 (分散液)流入口 25 分配流出口 11 Mesh Belt 13 Head Box 20 Cylindrical Manifold 21 (Dispersion) Inlet 25 Distributing Outlet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹原 亜生 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 内田 祐一 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 塩田 勇 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ayo Takehara 1-chome, Mizushima Kawasaki-dori, Kurashiki City, Okayama Prefecture (no address) Inside the Mizushima Works, Kawasaki Steel Co., Ltd. (72) Yuichi Uchida Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba City, Chiba Prefecture No. 1 Kawasaki Steel Co., Ltd. Technical Research Institute (72) Inventor Isamu Shiota No. 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd. Chiba Works

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 繊維と熱可塑性樹脂とを含む分散液をヘ
ッドボックスに分配するマニホールドを備え、該マニホ
ールドで分配された分散液をヘッドボックスからメッシ
ュベルト上に供給してウエブを抄造する繊維強化熱可塑
性樹脂シートの湿式製造装置において、前記マニホール
ドは、内殻にその上下方向に通る中心軸を軸とし少なく
とも一部が円筒面からなる軸対称曲面を有し、かつ下部
に前記分散液を前記内殻の円筒面の接線方向と一致する
方向から供給する分散液の流入口を、上部に複数の分配
流出口を備えていることを特徴とする繊維強化熱可塑性
樹脂シートの湿式製造装置。
1. A fiber reinforced comprising a manifold for distributing a dispersion containing fibers and a thermoplastic resin to a headbox, and supplying the dispersion distributed by the manifold from the headbox onto a mesh belt to make a web. In the wet manufacturing apparatus for a thermoplastic resin sheet, the manifold has an inner shell having an axisymmetric curved surface having a central axis passing in the up-and-down direction as an axis and at least a part of which is a cylindrical surface, and the dispersion liquid is provided in a lower portion. A wet-type apparatus for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet, comprising: an inlet for a dispersion liquid supplied from a direction corresponding to a tangential direction of a cylindrical surface of an inner shell; and a plurality of distribution outlets at an upper portion.
【請求項2】 前記マニホールドの複数の分配流出口は
内殻の中心軸を中心とするほぼ一つの同心円上に位置し
ている請求項1記載の繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿
式製造装置。
2. The wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1, wherein the plurality of distribution outlets of the manifold are located on substantially one concentric circle centered on the central axis of the inner shell.
【請求項3】 前記分散液は発泡分散液である請求項1
又は2記載の繊維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装
置。
3. The dispersion liquid is a foaming dispersion liquid.
Alternatively, the apparatus for wet production of the fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to item 2.
【請求項4】 前記分配流出口を鉛直上向きに開口せし
めてなる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の繊
維強化熱可塑性樹脂シートの湿式製造装置。
4. The wet manufacturing apparatus for a fiber-reinforced thermoplastic resin sheet according to claim 1, wherein the distribution outlet is opened vertically upward.
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