JPH0880577A - 長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法 - Google Patents
長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法Info
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- JPH0880577A JPH0880577A JP6243281A JP24328194A JPH0880577A JP H0880577 A JPH0880577 A JP H0880577A JP 6243281 A JP6243281 A JP 6243281A JP 24328194 A JP24328194 A JP 24328194A JP H0880577 A JPH0880577 A JP H0880577A
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- B29C70/28—Shaping operations therefor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な形状で割れや繊維の分離がなく、変色
や炭化物の混入が少ない構造物が歩留り良く製造できる
長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法を提供す
る。 【構成】 連続繊維束を連続的に引取って走行させつ
つ、溶融樹脂を含浸させ、次いで賦形手段で前記溶融樹
脂含浸連続繊維束の断面外形を目的製品形状に成形し、
更に後流側でカッティングして長繊維強化樹脂構造物を
製造する装置および方法において、前記賦形手段とし
て、前記溶融樹脂含浸連続繊維束がはまり込む溝が外周
に形成された複数のロールを、前記溶融樹脂含浸連続繊
維束が走行する位置の上下に互違いに配置し、前記溶融
樹脂含浸連続繊維束の走行方向から見たときに各ロール
の溝の底部が重なり合って前記目的製品形状を画成する
ように前記溝の形状及び前記ロールの配置位置を設定し
たことを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造装置お
よび製造方法。
や炭化物の混入が少ない構造物が歩留り良く製造できる
長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法を提供す
る。 【構成】 連続繊維束を連続的に引取って走行させつ
つ、溶融樹脂を含浸させ、次いで賦形手段で前記溶融樹
脂含浸連続繊維束の断面外形を目的製品形状に成形し、
更に後流側でカッティングして長繊維強化樹脂構造物を
製造する装置および方法において、前記賦形手段とし
て、前記溶融樹脂含浸連続繊維束がはまり込む溝が外周
に形成された複数のロールを、前記溶融樹脂含浸連続繊
維束が走行する位置の上下に互違いに配置し、前記溶融
樹脂含浸連続繊維束の走行方向から見たときに各ロール
の溝の底部が重なり合って前記目的製品形状を画成する
ように前記溝の形状及び前記ロールの配置位置を設定し
たことを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造装置お
よび製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、長繊維で強化された樹
脂構造物を製造する装置及び方法に関する。更に詳しく
は、長繊維強化樹脂構造物の製造において、上下に互違
いに配置した複数のロールの外周の溝に、溶融樹脂含浸
連続繊維束を交互にはめ込んで走行させることにより賦
形工程を行なうことを特徴とするものである。
脂構造物を製造する装置及び方法に関する。更に詳しく
は、長繊維強化樹脂構造物の製造において、上下に互違
いに配置した複数のロールの外周の溝に、溶融樹脂含浸
連続繊維束を交互にはめ込んで走行させることにより賦
形工程を行なうことを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂を連続繊維で補強した長繊
維強化樹脂構造物は、短繊維で補強されたものに比べて
はるかに優れた力学的物性を有するため、近年特に期待
されている。かかる長繊維強化熱可塑性樹脂構造物は一
般に連続した強化用繊維束をクロスヘッド押出機に通し
て引きながら熱可塑性樹脂を含浸した後、ダイを通して
引き抜いたり（ＵＳＰ３，９９３，７２６号明細書）、
連続した強化用繊維束を引きながら溶融熱可塑性樹脂に
浸漬して濡らした後、ダイを通して引き抜いたり（特開
昭５７−１８１８５２号公報）する、いわゆるプルトル
ージョン法によって製造されており、任意の長さに切断
される。中でも、かかる方法によって得られるペレット
状長繊維強化樹脂構造物は、射出成形、押出成形、圧縮
成形等の公知の成形手段によって容易に目的形状の製品
に成形可能であり、物性的にも優れるため、特に注目さ
れている。
維強化樹脂構造物は、短繊維で補強されたものに比べて
はるかに優れた力学的物性を有するため、近年特に期待
されている。かかる長繊維強化熱可塑性樹脂構造物は一
般に連続した強化用繊維束をクロスヘッド押出機に通し
て引きながら熱可塑性樹脂を含浸した後、ダイを通して
引き抜いたり（ＵＳＰ３，９９３，７２６号明細書）、
連続した強化用繊維束を引きながら溶融熱可塑性樹脂に
浸漬して濡らした後、ダイを通して引き抜いたり（特開
昭５７−１８１８５２号公報）する、いわゆるプルトル
ージョン法によって製造されており、任意の長さに切断
される。中でも、かかる方法によって得られるペレット
状長繊維強化樹脂構造物は、射出成形、押出成形、圧縮
成形等の公知の成形手段によって容易に目的形状の製品
に成形可能であり、物性的にも優れるため、特に注目さ
れている。
【０００３】図６は、このプルトルージョン法によって
ペレット状長繊維強化樹脂構造物を製造する従来の装置
又は方法の一例を示している。図６において、１はロー
ビングから取り出された繊維束である。２はロールバ
ー、３は溶融熱可塑性樹脂を供給する押出機、４は繊維
束１に溶融熱可塑性樹脂を含浸させるクロスヘッドダ
イ、５は溶融熱可塑性樹脂が含浸された繊維束、６は賦
形ダイ、７は引取ロール、８はカッティング手段として
のペレタイザーである。ここで、賦形ダイ６は、クロス
ヘッドダイ４により溶融熱可塑性樹脂が含浸された連続
繊維束５が通過する貫通孔を有し、この貫通孔の形状に
よりペレット状長繊維強化樹脂構造物の断面形状を目的
製品形状に成形する等の機能を有するものである。
ペレット状長繊維強化樹脂構造物を製造する従来の装置
又は方法の一例を示している。図６において、１はロー
ビングから取り出された繊維束である。２はロールバ
ー、３は溶融熱可塑性樹脂を供給する押出機、４は繊維
束１に溶融熱可塑性樹脂を含浸させるクロスヘッドダ
イ、５は溶融熱可塑性樹脂が含浸された繊維束、６は賦
形ダイ、７は引取ロール、８はカッティング手段として
のペレタイザーである。ここで、賦形ダイ６は、クロス
ヘッドダイ４により溶融熱可塑性樹脂が含浸された連続
繊維束５が通過する貫通孔を有し、この貫通孔の形状に
よりペレット状長繊維強化樹脂構造物の断面形状を目的
製品形状に成形する等の機能を有するものである。
【０００４】すなわち、クロスヘッドダイ４により溶融
熱可塑性樹脂が含浸された連続繊維束５は、賦形ダイ６
により所定の断面形状、例えばストランド、棒状、リボ
ン状、テープ状、シート状、板状、あるいは特殊形状等
に整えられると共に熱可塑性樹脂の含浸が促進ないし均
一化される。溶融樹脂含浸連続繊維束５は賦形ダイ６を
通過したあと、引取ロール７を用いて引き取られる。引
き取られた長繊維強化樹脂構造物は、カッティング手段
８で任意の長さに切断され、成形あるいは他の加工に供
される。このようにして得られる長繊維強化樹脂構造物
には、構造物長と実質的に同じ長さを有し、構造物の長
手方向にほぼ平行に配列した強化用の繊維が含まれるこ
ととなる。
熱可塑性樹脂が含浸された連続繊維束５は、賦形ダイ６
により所定の断面形状、例えばストランド、棒状、リボ
ン状、テープ状、シート状、板状、あるいは特殊形状等
に整えられると共に熱可塑性樹脂の含浸が促進ないし均
一化される。溶融樹脂含浸連続繊維束５は賦形ダイ６を
通過したあと、引取ロール７を用いて引き取られる。引
き取られた長繊維強化樹脂構造物は、カッティング手段
８で任意の長さに切断され、成形あるいは他の加工に供
される。このようにして得られる長繊維強化樹脂構造物
には、構造物長と実質的に同じ長さを有し、構造物の長
手方向にほぼ平行に配列した強化用の繊維が含まれるこ
ととなる。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】ところで、従来の長
繊維強化樹脂構造物の製造装置あるいは製造方法は、上
述のごとく賦形ダイのみにより断面形状の成形を行なう
構成であるため、構造物（例えばペレット）の割れや構
造物からの繊維の分離等の製品品質の低下を招く成形不
良が発生し易かった。それは上記賦形ダイでは、溶融樹
脂含浸連続繊維束５を目的製品形状に対応した断面形状
の貫通孔に挿通することで成形する。このため、例えば
溶融樹脂が断面方向に偏って含浸されていた場合には、
偏った側の溶融樹脂が削ぎ落とされて成形されるだけ
で、反対側には溶融樹脂が不足した凹みが発生し、例え
ば目的製品形状が円柱形（断面は円形）であるのに、マ
カロニ状や偏平状の構造物になってしまうことがあっ
た。
繊維強化樹脂構造物の製造装置あるいは製造方法は、上
述のごとく賦形ダイのみにより断面形状の成形を行なう
構成であるため、構造物（例えばペレット）の割れや構
造物からの繊維の分離等の製品品質の低下を招く成形不
良が発生し易かった。それは上記賦形ダイでは、溶融樹
脂含浸連続繊維束５を目的製品形状に対応した断面形状
の貫通孔に挿通することで成形する。このため、例えば
溶融樹脂が断面方向に偏って含浸されていた場合には、
偏った側の溶融樹脂が削ぎ落とされて成形されるだけ
で、反対側には溶融樹脂が不足した凹みが発生し、例え
ば目的製品形状が円柱形（断面は円形）であるのに、マ
カロニ状や偏平状の構造物になってしまうことがあっ
た。
【０００６】また上述のような賦形ダイを使用している
ため、特にナチュラルカラーの製品の製造において、ダ
イに滞留し熱履歴が長くなり焼けによる着色（変色）樹
脂や炭化物の発生，混入を招いているという問題もあっ
た。
ため、特にナチュラルカラーの製品の製造において、ダ
イに滞留し熱履歴が長くなり焼けによる着色（変色）樹
脂や炭化物の発生，混入を招いているという問題もあっ
た。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、良好な形状で割れや繊維の分離がなく、変色
や炭化物の混入が少ない構造物が歩留り良く製造できる
長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法を提供す
ることを目的としている。
たもので、良好な形状で割れや繊維の分離がなく、変色
や炭化物の混入が少ない構造物が歩留り良く製造できる
長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法を提供す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続繊維束を
連続的に引取って走行させつつ、含浸手段でこの連続繊
維束に溶融樹脂を含浸させ、含浸手段の後流側に配され
た賦形手段で前記溶融樹脂含浸連続繊維束の断面外形を
目的製品形状に成形し、更に後流側に配されたカッティ
ング手段で引き取られた前記溶融樹脂含浸連続繊維束を
カッティングして長繊維強化樹脂構造物を製造する装置
において、前記賦形手段として、前記溶融樹脂含浸連続
繊維束がはまり込む溝が外周に形成された複数のロール
を、前記溶融樹脂含浸連続繊維束が走行する位置の上下
に互違いに配置し、前記溶融樹脂含浸連続繊維束の走行
方向から見たときに各ロールの溝の底部が重なり合って
前記目的製品形状を画成するように前記溝の形状及び前
記ロールの配置位置を設定したことを特徴とする長繊維
強化樹脂構造物の製造装置に関する。
連続的に引取って走行させつつ、含浸手段でこの連続繊
維束に溶融樹脂を含浸させ、含浸手段の後流側に配され
た賦形手段で前記溶融樹脂含浸連続繊維束の断面外形を
目的製品形状に成形し、更に後流側に配されたカッティ
ング手段で引き取られた前記溶融樹脂含浸連続繊維束を
カッティングして長繊維強化樹脂構造物を製造する装置
において、前記賦形手段として、前記溶融樹脂含浸連続
繊維束がはまり込む溝が外周に形成された複数のロール
を、前記溶融樹脂含浸連続繊維束が走行する位置の上下
に互違いに配置し、前記溶融樹脂含浸連続繊維束の走行
方向から見たときに各ロールの溝の底部が重なり合って
前記目的製品形状を画成するように前記溝の形状及び前
記ロールの配置位置を設定したことを特徴とする長繊維
強化樹脂構造物の製造装置に関する。
【０００９】また本発明は、含浸工程で連続繊維束へ溶
融樹脂を含浸させ、次いで賦形工程で前記溶融樹脂含浸
連続繊維束の断面外形を目的製品形状に成形し、次いで
引取工程で前記溶融樹脂含浸連続繊維束を引き取り、更
にカッティング工程で引き取られた溶融樹脂含浸連続繊
維束をカッティングして長繊維強化樹脂構造物を製造す
る方法において、前記溶融樹脂含浸連続繊維束がはまり
込む溝が外周に形成された複数のロールを、前記溶融樹
脂含浸連続繊維束が走行する位置の上下に互違いに配置
し、前記連続繊維束の走行方向から見たときに各ロール
の溝の底部が重なり合って前記目的製品形状を画成する
ように前記溝の形状及び前記ロールの配置位置を設定
し、前記溶融樹脂含浸連続繊維束を交互に各ロールの溝
にはめ込んで走行させることにより前記賦形工程を行な
うことを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造方法に
関する。以下、本発明について詳細に説明する。
融樹脂を含浸させ、次いで賦形工程で前記溶融樹脂含浸
連続繊維束の断面外形を目的製品形状に成形し、次いで
引取工程で前記溶融樹脂含浸連続繊維束を引き取り、更
にカッティング工程で引き取られた溶融樹脂含浸連続繊
維束をカッティングして長繊維強化樹脂構造物を製造す
る方法において、前記溶融樹脂含浸連続繊維束がはまり
込む溝が外周に形成された複数のロールを、前記溶融樹
脂含浸連続繊維束が走行する位置の上下に互違いに配置
し、前記連続繊維束の走行方向から見たときに各ロール
の溝の底部が重なり合って前記目的製品形状を画成する
ように前記溝の形状及び前記ロールの配置位置を設定
し、前記溶融樹脂含浸連続繊維束を交互に各ロールの溝
にはめ込んで走行させることにより前記賦形工程を行な
うことを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造方法に
関する。以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
【作用】本発明の長繊維強化樹脂構造物を製造するため
に使用できる製造装置の構成例の概略図を図１に示す。
図１において、１はロービングから取り出された繊維束
である。これは、特に撚りが無い繊維束であることが好
ましい。２は開繊工程を行なうロールバー（開繊手
段）、３は溶融熱可塑性樹脂を供給する押出機、４は繊
維束１に溶融熱可塑性樹脂を含浸させる含浸工程を行な
うクロスヘッドダイ（含浸手段）、５は溶融熱可塑性樹
脂が含浸された繊維束、６ａは賦形工程の予備成形を行
なう賦形ダイ、７は引取り工程のための引取ロール、８
はカッティング工程を行なうペレタイザー、１０は本発
明の特徴的構成要素であるロール式賦形手段であって本
発明の賦形工程を行なう。
に使用できる製造装置の構成例の概略図を図１に示す。
図１において、１はロービングから取り出された繊維束
である。これは、特に撚りが無い繊維束であることが好
ましい。２は開繊工程を行なうロールバー（開繊手
段）、３は溶融熱可塑性樹脂を供給する押出機、４は繊
維束１に溶融熱可塑性樹脂を含浸させる含浸工程を行な
うクロスヘッドダイ（含浸手段）、５は溶融熱可塑性樹
脂が含浸された繊維束、６ａは賦形工程の予備成形を行
なう賦形ダイ、７は引取り工程のための引取ロール、８
はカッティング工程を行なうペレタイザー、１０は本発
明の特徴的構成要素であるロール式賦形手段であって本
発明の賦形工程を行なう。
【００１１】ここでロール式賦形手段１０は、この場合
図２に示すように、溶融樹脂含浸連続繊維束５が走行す
る位置の上下に互違いに配置された三つのロール１１
ａ，１１ｂ，１１ｃよりなる。各ロールは、溶融樹脂含
浸連続繊維束５がはまり込む溝１２が、溶融樹脂含浸連
続繊維束５の走行間隔に対応したピッチで外周に複数形
成されたもので、通常表面をクロム等でメッキした金属
材料よりなる。図２は、一部の溝１２のみを示してい
る。また各ロールは、自転自在に支持されており、図示
省略した媒体供給装置から内部に冷媒又は熱媒が供給さ
れ溶融樹脂含浸連続繊維束５の温度調節が行なわれるよ
うになっている。
図２に示すように、溶融樹脂含浸連続繊維束５が走行す
る位置の上下に互違いに配置された三つのロール１１
ａ，１１ｂ，１１ｃよりなる。各ロールは、溶融樹脂含
浸連続繊維束５がはまり込む溝１２が、溶融樹脂含浸連
続繊維束５の走行間隔に対応したピッチで外周に複数形
成されたもので、通常表面をクロム等でメッキした金属
材料よりなる。図２は、一部の溝１２のみを示してい
る。また各ロールは、自転自在に支持されており、図示
省略した媒体供給装置から内部に冷媒又は熱媒が供給さ
れ溶融樹脂含浸連続繊維束５の温度調節が行なわれるよ
うになっている。
【００１２】そして、各ロールの溝１２の形状と配置位
置は、これらロールを溶融樹脂含浸連続繊維束５の走行
方向から見たときに各ロール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの
溝１２の底部１３が重なり合って目的製品形状を画成す
るように設定されている。例えば、目的製品形状が円柱
状（断面外形は半径Ｒの円）である場合には、図３に示
すように溝１２の底部１３が半径Ｒの半円状とされ、三
つのロール１１ａ，１１ｂ，１１ｃを溶融樹脂含浸連続
繊維束５の走行方向から見たときには、図４の如く各溝
１２の底部１３が重なり合って半径Ｒの円形状に見通せ
るように、各ロールの高さ方向及び軸方向の位置が設定
されている。なお、１１ａ、１１ｂおよび１１ｃの各溝
は、それら全てを溶融樹脂含浸連続繊維束５の走行方向
から見たときに見通せなくてもよく、溶融樹脂含浸連続
繊維束５がそれぞれの溝の底部に適当な力で押しつけら
れるように、ロールの位置を変位させてもよい。例え
ば、図２のロール１１ａ、１１ｃ間を走行する溶融樹脂
含浸連続繊維束５をロール１１ｂが上から押さえて溶融
樹脂含浸連続繊維束５三つのロール間を通る間に折れ曲
がるようにしてもよい。
置は、これらロールを溶融樹脂含浸連続繊維束５の走行
方向から見たときに各ロール１１ａ，１１ｂ，１１ｃの
溝１２の底部１３が重なり合って目的製品形状を画成す
るように設定されている。例えば、目的製品形状が円柱
状（断面外形は半径Ｒの円）である場合には、図３に示
すように溝１２の底部１３が半径Ｒの半円状とされ、三
つのロール１１ａ，１１ｂ，１１ｃを溶融樹脂含浸連続
繊維束５の走行方向から見たときには、図４の如く各溝
１２の底部１３が重なり合って半径Ｒの円形状に見通せ
るように、各ロールの高さ方向及び軸方向の位置が設定
されている。なお、１１ａ、１１ｂおよび１１ｃの各溝
は、それら全てを溶融樹脂含浸連続繊維束５の走行方向
から見たときに見通せなくてもよく、溶融樹脂含浸連続
繊維束５がそれぞれの溝の底部に適当な力で押しつけら
れるように、ロールの位置を変位させてもよい。例え
ば、図２のロール１１ａ、１１ｃ間を走行する溶融樹脂
含浸連続繊維束５をロール１１ｂが上から押さえて溶融
樹脂含浸連続繊維束５三つのロール間を通る間に折れ曲
がるようにしてもよい。
【００１３】なおこの場合賦形ダイ６ａは、従来の賦形
ダイ６と異なり、溶融樹脂の量の制御や若干の賦形（予
備的成形）を行なうための貫通孔（目的製品形状に対し
て大径なもの）を有するもので、目的製品形状が複雑で
ある等のために上記ロール式賦径手段のみでは良好な成
形が困難な場合等に設ける必要があるが、場合によって
は図５に示すように削除してもよい。また、二つ以上の
ロールの溝１２の底部１３により見通せた形状は、円形
状に限られず、目的製品形状に応じて楕円形など各種の
形状があり得る。目的製品形状としては、例えばストラ
ンド、棒状、リボン状、テープ状、シート状、板状、あ
るいはその他の特殊形状等があり得る。さらに、ロール
は少なくとも二つあればよいが、三つ以上設けて成形の
確実性等をさらに向上させることも可能である。
ダイ６と異なり、溶融樹脂の量の制御や若干の賦形（予
備的成形）を行なうための貫通孔（目的製品形状に対し
て大径なもの）を有するもので、目的製品形状が複雑で
ある等のために上記ロール式賦径手段のみでは良好な成
形が困難な場合等に設ける必要があるが、場合によって
は図５に示すように削除してもよい。また、二つ以上の
ロールの溝１２の底部１３により見通せた形状は、円形
状に限られず、目的製品形状に応じて楕円形など各種の
形状があり得る。目的製品形状としては、例えばストラ
ンド、棒状、リボン状、テープ状、シート状、板状、あ
るいはその他の特殊形状等があり得る。さらに、ロール
は少なくとも二つあればよいが、三つ以上設けて成形の
確実性等をさらに向上させることも可能である。
【００１４】また、ここで用いられる繊維束の繊維の種
類としては、特に制約はなく、例えばガラス繊維、炭素
繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維等の高融点繊維
等がいずれも使用できる。これらの繊維は、通常公知の
表面処理剤（集束剤）で処理したものが使用されるが、
これに限定されない。これらの繊維の中では、得られる
長繊維強化樹脂構造物の強度や価格などを考慮すると、
ガラス繊維であることが好ましい。また本発明で使用す
る連続繊維束のテックス数としては通常４４００〜１２
０、好ましくは２２００〜７４０の範囲である。
類としては、特に制約はなく、例えばガラス繊維、炭素
繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維等の高融点繊維
等がいずれも使用できる。これらの繊維は、通常公知の
表面処理剤（集束剤）で処理したものが使用されるが、
これに限定されない。これらの繊維の中では、得られる
長繊維強化樹脂構造物の強度や価格などを考慮すると、
ガラス繊維であることが好ましい。また本発明で使用す
る連続繊維束のテックス数としては通常４４００〜１２
０、好ましくは２２００〜７４０の範囲である。
【００１５】また、繊維束１を開繊する手段として、図
１ではロールバーを用いているが、この他の開繊手段、
例えば静電気、エアーブロー（エアージェット）、ウオ
ータージェット、テンションバー、ニードルパンチなど
を用いてもよい。
１ではロールバーを用いているが、この他の開繊手段、
例えば静電気、エアーブロー（エアージェット）、ウオ
ータージェット、テンションバー、ニードルパンチなど
を用いてもよい。
【００１６】また、本発明の含浸工程を行なう含浸手段
としてはとくに制限はなく、図１のようにクロスヘッド
ダイ等の含浸ダイを用いる方法、含浸槽を用いる方法等
公知の含浸方法がいずれも採用可能である。中でもクロ
スヘッドダイ等の含浸ダイを用いる方法が好ましい。
としてはとくに制限はなく、図１のようにクロスヘッド
ダイ等の含浸ダイを用いる方法、含浸槽を用いる方法等
公知の含浸方法がいずれも採用可能である。中でもクロ
スヘッドダイ等の含浸ダイを用いる方法が好ましい。
【００１７】また本発明において、前記含浸に用いられ
る樹脂としては、通常熱可塑性樹脂であり、結晶性およ
び非晶性の両者を含み、例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレー
トやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナ
イロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１
２、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミド、
ポリアセタール、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレ
タン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルアミド、ポリエーテルイミド、アクリロニトリル
・スチレン樹脂等のその他の熱可塑性樹脂およびこれら
の組み合わせが使用できる。
る樹脂としては、通常熱可塑性樹脂であり、結晶性およ
び非晶性の両者を含み、例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレー
トやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナ
イロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１
２、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミド、
ポリアセタール、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレ
タン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオ
キサイド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルアミド、ポリエーテルイミド、アクリロニトリル
・スチレン樹脂等のその他の熱可塑性樹脂およびこれら
の組み合わせが使用できる。
【００１８】次に、上記製造装置の動作、及び上記製造
装置により実施される本発明の製造方法の一例をペレッ
ト状長繊維強化樹脂構造物の製造を例にとり、図１を用
いて説明する。ロービングから取り出された繊維束１
は、まずロールバー２により開繊され（開繊工程）、次
いで押出機３により供給された溶融樹脂がクロスヘッド
ダイ４により含浸される（含浸工程）。そして、溶融樹
脂が含浸された連続繊維束５は、賦形ダイ６ａによりあ
る程度の予備的成形がされて含浸の促進及び均一化又は
過大な量の樹脂の削除等がなされた後、順次各ロール１
１ａ，１１ｂ，１１ｃの溝底部１３にはまり込みつつ走
行することで所定の断面形状（例えば図４では半径Ｒの
円形）に成形され（賦形工程）、引取ロール７により引
き取られる（引取工程）。なお図１の引取ロール７で
は、上下のエンドレスベルトを用いている。そして、引
き取られた長繊維強化樹脂構造物は、ペレタイザー８で
任意の長さに切断してペレットとされ、成形あるいは他
の加工に供される。なお、各ロール１１ａ〜１１ｃには
冷媒又は熱媒が通されて、溶融樹脂含浸繊維束５の温度
が引取り工程あるいはその後のカッティング工程に最適
な温度に調節される。
装置により実施される本発明の製造方法の一例をペレッ
ト状長繊維強化樹脂構造物の製造を例にとり、図１を用
いて説明する。ロービングから取り出された繊維束１
は、まずロールバー２により開繊され（開繊工程）、次
いで押出機３により供給された溶融樹脂がクロスヘッド
ダイ４により含浸される（含浸工程）。そして、溶融樹
脂が含浸された連続繊維束５は、賦形ダイ６ａによりあ
る程度の予備的成形がされて含浸の促進及び均一化又は
過大な量の樹脂の削除等がなされた後、順次各ロール１
１ａ，１１ｂ，１１ｃの溝底部１３にはまり込みつつ走
行することで所定の断面形状（例えば図４では半径Ｒの
円形）に成形され（賦形工程）、引取ロール７により引
き取られる（引取工程）。なお図１の引取ロール７で
は、上下のエンドレスベルトを用いている。そして、引
き取られた長繊維強化樹脂構造物は、ペレタイザー８で
任意の長さに切断してペレットとされ、成形あるいは他
の加工に供される。なお、各ロール１１ａ〜１１ｃには
冷媒又は熱媒が通されて、溶融樹脂含浸繊維束５の温度
が引取り工程あるいはその後のカッティング工程に最適
な温度に調節される。
【００１９】このペレットには、ペレット長と実質的に
同じ長さを有し、ペレットの長手方向にほぼ平行に配列
した強化用の繊維が含まれることとなる。そして、この
ペレットの形状は、従来のような賦形ダイを用いた場合
に比し、整ったものとなり、割れや繊維の分離が少ない
ものとなる。それは上記のようなロールによる成形であ
ると、たとえ溶融樹脂が偏って含浸されていたとして
も、連続繊維束の下側と上側が片側づつ溝１２の底部１
３で交互に押え付けられるようにして成形（賦形工程）
が行なわれるので、偏った溶融樹脂もこの賦形工程で押
戻されて均一化され、はみ出した繊維も束に収まること
になるためである。また、各ロールは連続繊維束の走行
に追従して自転するので、溶融樹脂及び繊維とロール表
面との間に走行方向への相対移動による摩擦が発生せ
ず、円滑に成形が行なわれ、樹脂の滞留による変色や炭
化物の発生も生じ難い。
同じ長さを有し、ペレットの長手方向にほぼ平行に配列
した強化用の繊維が含まれることとなる。そして、この
ペレットの形状は、従来のような賦形ダイを用いた場合
に比し、整ったものとなり、割れや繊維の分離が少ない
ものとなる。それは上記のようなロールによる成形であ
ると、たとえ溶融樹脂が偏って含浸されていたとして
も、連続繊維束の下側と上側が片側づつ溝１２の底部１
３で交互に押え付けられるようにして成形（賦形工程）
が行なわれるので、偏った溶融樹脂もこの賦形工程で押
戻されて均一化され、はみ出した繊維も束に収まること
になるためである。また、各ロールは連続繊維束の走行
に追従して自転するので、溶融樹脂及び繊維とロール表
面との間に走行方向への相対移動による摩擦が発生せ
ず、円滑に成形が行なわれ、樹脂の滞留による変色や炭
化物の発生も生じ難い。
【００２０】なお、上記のようにして得られる長繊維強
化樹脂構造物の組成、例えば繊維の含有量については特
に制約はないが、得られる構造物の諸物性の面から、２
０〜８０重量％（構造物中）が好ましく、特に好ましく
は３０〜７０重量％である。
化樹脂構造物の組成、例えば繊維の含有量については特
に制約はないが、得られる構造物の諸物性の面から、２
０〜８０重量％（構造物中）が好ましく、特に好ましく
は３０〜７０重量％である。
【００２１】また、本発明によって得られる長繊維強化
樹脂構造物には目的に応じて、一般に樹脂に添加される
各種の添加物、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電
防止剤、浸滑剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、難燃焼助
剤、結晶化促進剤、着色剤、無機充填材や有機充填材等
を配合することもできる。
樹脂構造物には目的に応じて、一般に樹脂に添加される
各種の添加物、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電
防止剤、浸滑剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、難燃焼助
剤、結晶化促進剤、着色剤、無機充填材や有機充填材等
を配合することもできる。
【００２２】
【実施例】以下実施例により本発明を更に具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】（実施例１〜２，比較例１）図１又は図５
に示す装置を用いて、ポリプロピレン５０重量％および
ガラス繊維５０重量％からなるポリプロピレン含浸ガラ
ス繊維束を引取速度４ｍ／分で引き取り、これをカッテ
ィングして長さ１２ｍｍのペレット状長繊維強化樹脂構
造物を製造した。なお、ロール式賦形手段又は賦形ダイ
の有無、ロールの溝底部の形状，賦形ダイの形状等の条
件は、表−１の通りに設定した他は同様に行った。得ら
れたペレットの割れの発生率、分離ガラスの含有量等を
表−１に示す。なお、変色ペレット発生率および炭化物
混入ペレット発生率は、製品ペレット５Ｋｇ中の変色ペ
レットおよび炭化物混入ペレットの個数を測定したもの
である。
に示す装置を用いて、ポリプロピレン５０重量％および
ガラス繊維５０重量％からなるポリプロピレン含浸ガラ
ス繊維束を引取速度４ｍ／分で引き取り、これをカッテ
ィングして長さ１２ｍｍのペレット状長繊維強化樹脂構
造物を製造した。なお、ロール式賦形手段又は賦形ダイ
の有無、ロールの溝底部の形状，賦形ダイの形状等の条
件は、表−１の通りに設定した他は同様に行った。得ら
れたペレットの割れの発生率、分離ガラスの含有量等を
表−１に示す。なお、変色ペレット発生率および炭化物
混入ペレット発生率は、製品ペレット５Ｋｇ中の変色ペ
レットおよび炭化物混入ペレットの個数を測定したもの
である。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶融樹脂含浸連続繊維束の賦形工程をロール式賦形手段
により行なうことにより、確実かつ円滑な成形が可能と
なり、良好な形状で割れや繊維の分離がなく、変色や炭
化物の混入が少ない長繊維強化樹脂構造物が歩留り良く
得られることとなる。
溶融樹脂含浸連続繊維束の賦形工程をロール式賦形手段
により行なうことにより、確実かつ円滑な成形が可能と
なり、良好な形状で割れや繊維の分離がなく、変色や炭
化物の混入が少ない長繊維強化樹脂構造物が歩留り良く
得られることとなる。
【図１】本発明に用いられる長繊維強化樹脂構造物の製
造装置の一例を示す図である。
造装置の一例を示す図である。
【図２】本発明に用いられる長繊維強化樹脂構造物の製
造装置の一例におけるロール式賦形手段を示す斜視図で
ある。
造装置の一例におけるロール式賦形手段を示す斜視図で
ある。
【図３】本発明に用いられる長繊維強化樹脂構造物の製
造装置の一例におけるロール式賦形手段の各ロールの溝
形状を示す拡大図である。
造装置の一例におけるロール式賦形手段の各ロールの溝
形状を示す拡大図である。
【図４】本発明に用いられる長繊維強化樹脂構造物の製
造装置の一例におけるロール式賦形手段を連続繊維束の
走行方向から見たときの、溝形状を示す拡大図である。
造装置の一例におけるロール式賦形手段を連続繊維束の
走行方向から見たときの、溝形状を示す拡大図である。
【図５】本発明に用いられる長繊維強化樹脂構造物の製
造装置の他の例を示す図である。
造装置の他の例を示す図である。
【図６】従来の長繊維強化樹脂構造物の製造装置の一例
を示す図である。
を示す図である。
１ 連続繊維束 ２ ロールバー（開繊手段） ３ 押出機 ４ クロスヘッドダイ（含浸手段） ５ 熱可塑性樹脂が含浸された繊維束 ６ａ 賦形ダイ ７ 引取ロール ８ ペレタイザー（カッティング手段） １０ ロール式賦形手段 １１ａ〜１１ｃ ロール １２ 溝 １３ 溝底部
Claims (3)
- 【請求項１】 連続繊維束を連続的に引取って走行させ
つつ、含浸手段でこの連続繊維束に溶融樹脂を含浸さ
せ、含浸手段の後流側に配された賦形手段で前記溶融樹
脂含浸連続繊維束の断面外形を目的製品形状に成形し、
更に後流側に配されたカッティング手段で引き取られた
前記溶融樹脂含浸連続繊維束をカッティングして長繊維
強化樹脂構造物を製造する装置において、前記賦形手段
として、前記溶融樹脂含浸連続繊維束がはまり込む溝が
外周に形成された複数のロールを、前記溶融樹脂含浸連
続繊維束が走行する位置の上下に互違いに配置し、前記
溶融樹脂含浸連続繊維束の走行方向から見たときに各ロ
ールの溝の底部が重なり合って前記目的製品形状を画成
するように前記溝の形状及び前記ロールの配置位置を設
定したことを特徴とする長繊維強化樹脂構造物の製造装
置。 - 【請求項２】 含浸工程で連続繊維束へ溶融樹脂を含浸
させ、次いで賦形工程で前記溶融樹脂含浸連続繊維束の
断面外形を目的製品形状に成形し、次いで引取工程で前
記溶融樹脂含浸連続繊維束を引き取り、更にカッティン
グ工程で引き取られた溶融樹脂含浸連続繊維束をカッテ
ィングして長繊維強化樹脂構造物を製造する方法におい
て、前記溶融樹脂含浸連続繊維束がはまり込む溝が外周
に形成された複数のロールを、前記溶融樹脂含浸連続繊
維束が走行する位置の上下に互違いに配置し、前記連続
繊維束の走行方向から見たときに各ロールの溝の底部が
重なり合って前記目的製品形状を画成するように前記溝
の形状及び前記ロールの配置位置を設定し、前記溶融樹
脂含浸連続繊維束を交互に各ロールの溝にはめ込んで走
行させることにより前記賦形工程を行なうことを特徴と
する長繊維強化樹脂構造物の製造方法。 - 【請求項３】 前記ロールに冷媒又は熱媒を通すことに
より前記溶融樹脂含浸連続繊維束を温度調整することを
特徴とする請求項２記載の長繊維強化樹脂構造物の製造
方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24328194A JP3584065B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法 |
| EP95306331A EP0701893B1 (en) | 1994-09-12 | 1995-09-11 | Apparatus and method for manufacturing a resin structure reinforced with long fibers |
| DE69501071T DE69501071T2 (de) | 1994-09-12 | 1995-09-11 | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer mit langen Fasern verstärkten Harzstruktur |
| US08/526,695 US5639410A (en) | 1994-09-12 | 1995-09-11 | Apparatus and method for manufacturing a resin structure reinforced with long fibers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24328194A JP3584065B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0880577A true JPH0880577A (ja) | 1996-03-26 |
| JP3584065B2 JP3584065B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=17101529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24328194A Expired - Fee Related JP3584065B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 長繊維強化樹脂構造物の製造装置及び製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5639410A (ja) |
| EP (1) | EP0701893B1 (ja) |
| JP (1) | JP3584065B2 (ja) |
| DE (1) | DE69501071T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006272868A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Owens Corning Seizo Kk | 長繊維強化熱可塑性樹脂ロッドの冷却装置 |
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- 1994-09-12 JP JP24328194A patent/JP3584065B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1995
- 1995-09-11 EP EP95306331A patent/EP0701893B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-11 US US08/526,695 patent/US5639410A/en not_active Expired - Lifetime
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