JPH10309756A

JPH10309756A - 一方向強化樹脂構造体の製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JPH10309756A
Application number: JP9135983A
Authority: JP
Inventors: Koichi Saito; 晃一斉藤; Rikio Yonaiyama; 力男米内山
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-24
Anticipated expiration: 2017-05-09
Also published as: JP3787953B2; US6060126A

Abstract

(57)【要約】【課題】スケールアップ等の目的で強化用長繊維束を
多数使用した場合でも、省スペース性、作業性に優れ
た、一方向強化樹脂構造体の製造方法、および製造装置
を提供する。【解決手段】溶融樹脂槽１内の溶融樹脂中を強化用長
繊維束２を通過させ、該溶融樹脂槽１内に配列された複
数の開繊ピン４により、前記強化用長繊維束２を開繊さ
せると共に溶融樹脂を含浸させる一方向強化樹脂構造体
の製造方法において、前記開繊ピン４は、略鉛直方向に
沿って配設されると共に、これら複数の開繊ピン４が、
２本以上の強化用長繊維束２を開繊させるように２系列
以上設けられた一方向強化樹脂構造体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続した強化用長
繊維束に溶融熱可塑性樹脂を含浸させて、一方向強化樹
脂構造体、すなわち、単一方向に整列した長繊維で強化
された熱可塑性樹脂構造体を製造する方法、及び装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のものとしては、例えば特
公昭６３−３７６９４号公報，特開昭６３ー２６４３２
６号公報，特公平５−６８３２７号公報，特願平７−３
３６１７７号公報に記載されたようなものがある。

【０００３】特公昭６３−３７６９４号公報には、強化
用長繊維束を張力下にスプレダー表面上を接触通過させ
ることによって溶融樹脂を含浸させる方法が開示されて
いる。

【０００４】特開昭６３ー２６４３２６号公報には、ウ
エブ状（バンド状に同じ）に繊維束を広げて並べ、これ
に溶融樹脂を被覆したのち、含浸ダイス中のジグザグ状
になった特定障壁領域を接触通過させることにより含浸
させる方法が提案されている。

【０００５】特公平５−６８３２７号公報には、押出し
機の弓形ヘッドの先端から溶融樹脂を押出すと同時に、
この弓形ヘッドに張力を加えた繊維の配列を接触通過さ
せることにより含浸を行う方法が提案されている。

【０００６】特願平７−３３６１７７号公報では、連続
した強化用長繊維束を、含浸ダイス中に設けられた開繊
ピン対の間を非接触で通過させることにより含浸させる
方法を提案した。

【０００７】上記の方法によれば、含浸性に優れた一方
向強化樹脂構造体を得ることができる。

【０００８】しかしながら、検討の結果、スケールアッ
プ等の目的で強化用長繊維束を多数使用する場合には、
装置が大きくなりすぎて、一方向強化樹脂構造体製品の
コストアップにつながるばかりか、一方向強化樹脂構造
体製造時の作業性が著しく悪化するという問題のあるこ
とが判明した。この理由は、良好な含浸性のためには、
開繊含浸方法の如何に拘わらず、結局は強化用長繊維束
を充分な幅に広げることが重要なポイントであるからで
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術では解決できなかった不都合を解消し、スケー
ルアップ等の目的で強化用長繊維束を多数使用した場合
でも、省スペース性、作業性に優れた、一方向強化樹脂
構造体の製造方法、および製造装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】鋭意検討の結果、一本一
本の強化用長繊維束を、溶融樹脂槽内において鉛直方向
に開繊することで、該溶融樹脂槽の寸法を大幅に縮小で
きることを見出し、本発明に到達した。

【００１１】すなわち、請求項１に記載の発明は、溶融
樹脂槽内の溶融樹脂中を強化用長繊維束を通過させ、該
溶融樹脂槽内に配列された複数の開繊ピンにより、前記
強化用長繊維束を開繊させると共に溶融樹脂を含浸させ
る一方向強化樹脂構造体の製造方法において、前記開繊
ピンは、略鉛直方向に沿って配設されると共に、これら
複数の開繊ピンが、２本以上の強化用長繊維束を開繊さ
せるように２系列以上設けられた一方向強化樹脂構造体
の製造方法としたことを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加え、前記開繊ピンが１系列につき３本以上設
けられたことを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加え、前記強化用長繊維束を、左右両側から挟
むように対で設けられた開繊ピンの間を、非接触で通過
させることによって溶融樹脂を含浸させることを特徴と
する。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の構成に加え、前記開繊ピンが１系列につき３対以上設
けられたことを特徴とする。

【００１５】請求項５に記載の発明は、溶融樹脂が貯留
されて、該溶融樹脂中を強化用長繊維束が通過される溶
融樹脂槽を有し、該溶融樹脂槽内に前記強化用長繊維束
を開繊させると共に溶融樹脂を含浸させる複数の開繊ピ
ンが配置された一方向強化樹脂構造体の製造装置におい
て、前記開繊ピンは、略鉛直方向に沿って配設されると
共に、これら複数の開繊ピンが、２本以上の強化用長繊
維束を開繊させるように２系列以上設けられた一方向強
化樹脂構造体の製造装置としたことを特徴とする。

【００１６】請求項６に記載の発明は、請求項５記載の
構成に加え、前記開繊ピンを１系列につき３本以上設け
たことを特徴とする。

【００１７】請求項７に記載の発明は、請求項５記載の
構成に加え、前記開繊ピンが、前記強化用長繊維束を左
右両側から挟むように対で設けられ、且つ、該強化用長
繊維束には接触しない位置に設けられたことを特徴とす
る。

【００１８】請求項８に記載の発明は、請求項７記載の
構成に加え、前記開繊ピンを１系列につき３対以上設け
たことを特徴とする。

【００１９】以下に、上記各発明の各構成要件について
説明する。

【００２０】＜一方向強化樹脂構造体＞一方向強化樹脂
構造体としては、テープ、シート、ロッド、矩形断面線
材等が含まれる。これらは、後述の溶融樹脂槽の出口ノ
ズルの形状により適宜選択可能である。また、直径1〜4
mm程度の比較的細いロッド状一方向強化樹脂構造体を、
3〜50mmの長さに細断し、ペレット状一方向強化樹脂構
造体とすることで、射出成形や押出成形などの一般的な
成形に供することもできる。

【００２１】＜強化用長繊維束＞本発明に用いられる強
化用長繊維束としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊
維、高分子繊維など、公知のものを幅広く例示すること
ができる。これらは、単独、または２種以上組合わせて
用いられるが、補強効果及び入手容易性等の点でガラス
繊維が好適である。樹脂強化用として通常的に製造され
て市販されている連続状ガラス繊維束としては、ガラス
ロービングがあげられる。通常、その平均繊維径は4〜3
0μm、フィラメント集束本数は400〜10,000本、及びテ
ックス番手は300〜20,000g/kmであるが、好ましくは平
均繊維径9〜23μm、集束本数1,000〜6,000本のものであ
る。補強効果の観点から、表面には、熱可塑性樹脂に対
する界面接着性付与又は向上のために何等かの処理が施
されていることが好ましい。

【００２２】＜溶融樹脂＞強化用長繊維束に含浸される
べき樹脂は、熱可塑性樹脂であればその何れかを問わな
い。とはいえ、通常の用途においては結晶性樹脂、たと
えばポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエ
ステル系樹脂を用いることが普通である。

【００２３】上記の結晶性熱可塑性樹脂の中でも、通常
の用途向けには、性状および価格等の見地からポリオレ
フィン系樹脂が多用される。ポリオレフィン系樹脂と
は、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-
ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセ
ンなどの炭素数通常2〜10個程度のα-オレフィンの、結
晶性単独重合体もしくは結晶性共重合体またはこれらの
2種以上からなる組成物などを包含する概念である。な
かでも、実用的にはポリプロピレン、またはプロピレン
を主成分とするプロピレンと他のα-オレフィンとの結
晶性共重合体が汎用性に富んでいる。また、これらポリ
オレフィン系樹脂の場合には、補強効果の観点から、ポ
リオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸もしくはその無
水物をグラフト反応させた改質ポリオレフィン樹脂、あ
るいはポリオレフィン系樹脂とこの改質ポリオレフィン
樹脂との混合物が好ましい。

【００２４】更に高い耐熱性が望まれる用途向けには、
各種のポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂が適合す
る。ポリアミド系樹脂としては、6-ナイロン、6,6-ナイ
ロン、12-ナイロン、6,10-ナイロンなどをあげることが
できる。ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテ
レフタレート（略称PET）、ポリブチレンテレフタレー
ト（略称PBT）などをあげることができる。

【００２５】＜溶融樹脂槽＞溶融樹脂を所定量貯留させ
ながら流動させるための槽であり、ヒーターを装備し
て、使用する樹脂の融点より高い温度に温度調節できる
ものが好ましい。溶融樹脂槽は、以下の、開繊ピン、溶
融樹脂供給機構、強化用長繊維束導入口、出口ノズルを
備える。

【００２６】＜開繊ピン＞開繊含浸手段として通常は開
繊ピンと称される断面略円形状の部材が用いられる。溶
融樹脂槽内で、強化用長繊維束をこの開繊ピンに千鳥状
に巻き掛けながら引く、あるいは対をなした２本の開繊
ピンの間を接触させながら、もしくは非接触で通過させ
ることにより含浸させることができる。本発明における
開繊ピンは、このような開繊ピンの２系列以上が、溶融
樹脂槽内に略鉛直方向に沿って固定されたものである。

【００２７】開繊ピンは、含浸性の観点から、１系列あ
たり少なくとも３個もしくは３対用いるのが好ましい。
それらは、強化用長繊維束の進路に沿って直線状、ある
いは千鳥状に配置される。開繊ピン対の間を強化用長繊
維束を非接触で通過させる場合には、当然ながら直線状
に配置する必要がある。

【００２８】また、開繊ピンは、自由に回転するもので
も回転不能のものでもどちらでもよい。形状は、通常は
断面略円形状であるが、多角柱の角をなめらかに落とし
たようなものであってもよい。太さは、円筒状ピンの直
径としてみた場合、通常5〜50mm程度のものが用いられ
る。

【００２９】開繊ピン対の間を非接触通過させる方法で
含浸させる場合には、例えばある強化用長繊維束の右側
の開繊ピンと、その右隣の系列の左側の開繊ピンとは共
通のものであることができる。これによって装置の省ス
ペース性がより改善される。

【００３０】開繊ピン対の間を強化用長繊維束を非接触
で通過させることのメリットは、含浸性が良好であるに
も拘わらず、強化用長繊維束の受けるダメージが少ない
ため、高速運転した場合でも毛羽発生がほとんどなく、
連続的に安定生産が可能なことである。この時の開繊ピ
ン間のクリアランスは、好適には10D〜500D（D：強化用
長繊維束を構成する単繊維の平均繊維径）である。10D
未満では、高速安定生産性のメリットが小さくなり、逆
に500Dを超える場合には、含浸性が悪化する。クリアラ
ンスを大きくした場合には、ピン自体も径の大きなもの
を使用するのが好ましい。また、すべて同じ太さのもの
を使用しても多少違った太さのものを使用してもどちら
でもかまわない。

【００３１】本発明では、１系列あたりの強化用長繊維
束の本数は通常1〜5本程度であるが、特に限定はされな
い。ただし、１系列あたりの本数が多くなりすぎると、
溶融樹脂槽が深くなりすぎて作業性が逆に悪化する、あ
るいは強化用長繊維束１本あたりの開繊幅が充分とれな
いために含浸性が悪化する、などの問題が生じ易くなる
ため好ましくない。

【００３２】＜溶融樹脂供給機構＞溶融樹脂供給機構と
しては、押出機が通常用いられる。押出機としては各種
のものが使用可能であって、単軸型、二軸型など何れで
あってもよい。溶融樹脂は、溶融樹脂槽に設けられた溶
融樹脂供給口から供給される。溶融樹脂供給口は、通
常、溶融樹脂槽の天板や、底板、あるいは上流側境壁に
設けられる。

【００３３】＜強化用長繊維束導入口＞強化用長繊維束
導入口は、通常、前記溶融樹脂槽の上流側の境壁または
天板に設けられる。上流側の境壁に設けられる場合は、
その形状は、強化用長繊維束体、もしくはこれらを並べ
たものの断面形状に適合するようなスリット形状であれ
ば足りる。上流側の天板に設けられる場合は、溶融樹脂
が漏れる心配がないので、上記のような形状であっても
勿論かまわないが、単なる大きな開口部でも足りる。

【００３４】＜出口ノズル＞前記溶融樹脂槽の下流側境
壁に設けられる出口ノズルの形状については、製造した
い一方向樹脂構造体の断面形状により決められる。

【００３５】出口ノズルの断面積は、希望する一方向樹
脂構造体中の強化用長繊維束含有量と、使用するベース
ポリマーや強化用長繊維束の種類によって決められる。
例えば、ポリプロピレン（比重0.9）をマトリクスと
し、平均単繊維径17μm、集束本数4,000本のガラス繊維
ロービング（比重2.6）を50本使用し、一方向樹脂構造
体中のガラス繊維含有量60wt%としたい場合は、ノズル
断面積は約155mm²にすればよい。

【００３６】さらに、出口ノズル後段には、冷却設備、
およびロッドの真円度やシートの表面平滑性などといっ
た形状の改良を目的としたサイジングダイ、賦形冷却ロ
ールなどを種々設置することができる。また、直径1〜4
mm程度の比較的細いロッド状一方向強化樹脂構造体を、
3〜50mmの長さに細断するためのペレタイザーを備える
こともできる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の製造方法、および製造装置は、
スケールアップ等の目的で強化用長繊維束を多数使用し
た場合でも、装置が非常にコンパクトにできるため、省
スペース性にきわめて優れている。このため、一方向強
化樹脂構造体製品のコストアップにつながるのを避ける
ことができるほか、一方向強化樹脂構造体製造時の作業
性が非常に良好である。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００３９】［発明の実施の形態１］図１には、この発
明の実施の形態１を示す。

【００４０】図１は、一方向強化樹脂構造体の製造装置
の一態様を水平面で切断した模式的断面図である。

【００４１】この図１において、溶融樹脂槽１内には、
円筒状で略鉛直方向に沿って固定された開繊ピン４が５
０本配設されている。正確には、これら開繊ピン４は、
強化用長繊維束２の進行方向に５本づつ千鳥状に配置さ
れ、これを一列とすると、強化用長繊維束２の進行方向
に直交する方向に１０列併設されている。その一列が１
本の強化用長繊維束２を開繊、溶融樹脂含浸を行う一系
列である。従って、この実施の形態では、開繊ピン４が
１０系列配置されていることになる。

【００４２】そして、１０本の強化用長繊維束２は、図
１中左側の上流側境壁に設けられた強化用長繊維束導入
口３から溶融樹脂槽１内に導入され、下流側（図面の右
側）へ向けて進行し、開繊ピン４に巻き掛けられなが
ら、千鳥状に進んでいる。このとき、開繊ピン４に接触
することで開繊されると共に開繊された繊維の間に溶融
樹脂による含浸が行われる。含浸された強化用長繊維束
２は、下流側境壁に設けられた円形の出口ノズル５から
引き出され、図示省略の冷却水槽にて水冷された後、一
定の長さに細断され、ペレット状の一方向強化樹脂構造
体が形成されるようになっている。

【００４３】［発明の実施の形態２］図２には、この発
明の実施の形態２を示す。

【００４４】この実施の形態２は、実施の形態１と比較
すると、開繊ピン４が１１列配置されると共に、各列に
５本づつ配置された開繊ピン４は千鳥状でなく一直線状
に配設されており、これら開繊ピン４に対して強化用長
繊維束２は非接触状態で進行するようになっている点で
異なっている。この実施の形態２では、１本の強化用長
繊維束２を左右両側から挟むようにして開繊ピン４が対
で配置されることにより、２列で１系列となっている。
ここでは、１系列につき５対配置されている。また、こ
の開繊ピン４の１１列の内、間の９列は、両側の系列に
共用されているため、この実施の形態２も全部で１０系
列となっている。また、出口ノズル５は横長長方形状を
呈しており、この点でも異なっている。

【００４５】そして、その出口ノズル５から１０本の強
化用長繊維束２を引き出すことにより、シート状に形成
され、これが図示省略の一組のニップロールにて賦形冷
却されるようになっている。

【００４６】他の構成は実施の形態１と同様である。

【００４７】［発明の実施の形態３］図３には、この発
明の実施の形態３を示す。

【００４８】この実施の形態３は、実施の形態２と比較
すると、１１列配置された開繊ピン４の下流側近傍に、
略鉛直方向に沿う転向用ピン７が１０本配設されている
と共に、１０本の強化用長繊維束２がまとめて挿通され
る１つの円形の出口ノズル５が形成されている点で異な
っている。

【００４９】そして、樹脂が含浸された強化用長繊維束
２が出口ノズル５を通してロッド状に引き出され、この
ロッドがサイジングダイにて賦形冷却されるようになっ
ている。

【００５０】他の構成は実施の形態２と同様である。

【００５１】

【実施例】以下に、本発明の製造方法及び製造装置を用
いて一方向強化樹脂構造体を製造した実施例について説
明する。

【００５２】［実施例１］この実施例１は、図１に示す
実施の形態１の製造装置を用いて一方向強化樹脂構造体
を製造した。

【００５３】開繊ピン４は、径8mm、高さ40mmのもの50
本が、強化用長繊維束２の進行方向に50mmピッチで５本
配設され、強化用長繊維束２の進行方向と直角方向に2m
m間隔で10列に整列されて、底板に垂直に固定されてい
る。

【００５４】「強化用長繊維束２」としてのガラス繊維
のロービング２［平均単繊維径17μm、テックス番手2,3
10g/km、集束本数4,000本］10本を水平に並べて、溶融
樹脂槽１の上流側境壁に設けられた1mm×10mmの縦長長
方形の強化用長繊維束導入口３の10個からそれぞれ供給
した。ロービング２を、上記開繊ピン４に巻き掛けた状
態で左右に千鳥状に通過させながら連続的に下流側から
引取る一方で、この槽１内へ押出し機（不図示）から改
質ポリプロピレン［無水マレイン酸改質物(M-PP)、結晶
融点(DSC測定)：160℃、MFR(230℃、21.2N)：130g/10mi
n］の溶融物（溶融樹脂）を供給し、開繊されたロービ
ング２の間に溶融樹脂を充分に含浸させた。溶融樹脂槽
１内の温度は270℃に調整した。このときのロービング
２の1本の広がり幅を観察したところ、約38mmであり、
開繊ピン４の高さとしては充分であった。

【００５５】この実施例における溶融樹脂槽１の最低必
要幅（図の縦方向の長さ）は、(開繊ピン４径×系列数)
＋(開繊ピン４間隔×(系列数−1))＝(8mm×10)＋(2mm×
9)＝98mm（9.8cm）であった。

【００５６】従って、系列数100の装置を設計した場合
でも、(8mm×100)＋(2mm×99)＝998mm（99.8cm）であ
り、充分実施可能である。

【００５７】出口ノズル５としては、直径2.4mmの円形
ノズル10個を10mmピッチで水平方向に一列に設置したも
のを使用し、出口ノズル５の１穴につきロービング１本
を通過させるようにした。出口ノズル５から引出した各
含浸ロービング６（溶融樹脂が含浸された強化用長繊維
束２）は、冷却水槽にて水冷した後10mm長さに細断し、
ペレット状一方向強化樹脂構造体とした。ガラス繊維含
有量は48wt%であった。

【００５８】［実施例２］この実施例２は、図２に示す
実施の形態２の製造装置を用いて一方向強化樹脂構造体
を製造した。

【００５９】開繊ピン４は、径8mm、高さ40mmのもの55
本が、強化用長繊維束２の進行方向に50mmピッチで５本
配設され、強化用長繊維束２の進行方向と直角方向に1m
m間隔で11列に整列されて、底板に垂直に固定されてい
る。

【００６０】「強化用長繊維束２」としてのガラス繊維
のロービング２［平均単繊維径17μm、テックス番手2,3
10g/km、集束本数4,000本］10本を水平に並べて、溶融
樹脂槽１の上流側境壁に設けられた1mm×10mmの縦長長
方形の強化用長繊維束導入口３の10個からそれぞれ供給
した。ロービング２を、上記開繊ピン４の間を非接触で
通過させながら連続的に下流側から引取る一方で、この
溶融樹脂槽１内へ押出し機（不図示）から改質ポリプロ
ピレン［無水マレイン酸改質物(M-PP)、結晶融点(DSC測
定)：160℃、MFR(230℃、21.2N)：130g/10min］の溶融
物（溶融樹脂）を供給し、開繊されたロービング２の間
に溶融樹脂を充分に含浸させた。溶融樹脂槽１内の温度
は270℃に調整した。このときのロービング２の1本の広
がり幅を観察したところ、約36mmであり、開繊ピン４の
高さとしては充分であった。

【００６１】この例における溶融樹脂槽１の最低必要幅
（図の縦方向の長さ）は、(開繊ピン４径×(系列数＋
1))＋(開繊ピン４間隔×系列数)＝(8mm×11)＋(1mm×1
0)＝98mm（9.8cm）であった。系列数100の装置を設計し
た場合でも、(8mm×101)＋(2mm×100)＝1008mm（1.008
m）であり、充分実施可能である。

【００６２】また、出口ノズル５としては、縦0.3mm×
横100mmの横長長方形のノズルを使用し、ロービング２
の10本をこの出口ノズル５を通してシート状に引出し
た。出口ノズル５から引出したシート状の含浸ロービン
グ６は、図示省略の一組のニップロールにて賦形冷却し
た。ガラス繊維含有量は61wt%であった。

【００６３】［実施例３］この実施例３は、図３に示す
実施の形態３の製造装置を用いて一方向強化熱可塑性樹
脂を製造した。

【００６４】開繊ピン４は、径8mm、高さ40mmのもの55
本が、強化用長繊維束２の進行方向に50mmピッチで５本
配設され、強化用長繊維束２の進行方向と直角方向に1m
m間隔で11列に整列されて、底板に垂直に固定されてい
る。さらに、下流側の最終開繊ピン４の後に、径4mm、
高さ30mmの転向用ピン７が10本設けられている。

【００６５】「強化用長繊維束２」であるガラス繊維の
ロービング２［平均単繊維径17μm、テックス番手2,310
g/km、集束本数4,000本］10本を水平に並べて、溶融樹
脂槽１の上流側境壁に設けられた1mm×10mmの縦長長方
形の強化用長繊維束導入口３の10個からそれぞれ供給し
た。ロービング２を、上記開繊ピン４の間を非接触で通
過させながら連続的に下流側から引取る一方で、この溶
融樹脂槽１内へ押出し機（不図示）から改質ポリプロピ
レン［無水マレイン酸改質物(M-PP)、結晶融点(DSC測
定)：160℃、MFR(230℃、21.2N)：130g/10min］の溶融
物（溶融樹脂）を供給し、開繊されたロービング２の間
に溶融樹脂を充分に含浸させた。溶融樹脂槽１内の温度
は270℃に調整した。このときのロービング２の1本の広
がり幅を観察したところ、約36mmであり、開繊ピン４の
高さとしては充分であった。

【００６６】この例における溶融樹脂槽１の最低必要幅
（図の縦方向の長さ）は、(開繊ピン４径×(系列数＋
1))＋(開繊ピン４間隔×系列数)＝(8mm×11)＋(1mm×1
0)＝98mm（9.8cm）であった。系列数100の装置を設計し
た場合でも、(8mm×101)＋(2mm×100)＝1008mm（1.008
m）であり、充分実施可能である。

【００６７】出口ノズル５としては、直径6.0mmの円形
ノズルを使用し、各ロービング２を転向用ピン７に沿わ
せて方向を変えた後、この出口ノズル５を通してロッド
状に引出した。出口ノズル５から引出したロッド状の含
浸ロービング６は、図示省略のサイジングダイにて賦形
冷却し、形を整えた。ガラス繊維含有量は63wt%であっ
た。

【００６８】［比較例１］この比較例１は、図４に示す
製造装置を用いて一方向強化樹脂構造体を製造した。

【００６９】図４の（ａ）は水平方向に沿う断面図、
（ｂ）は鉛直方向に沿う断面図で、開繊ピン４は、径8m
m、長さ400mmのものが、50mmピッチで直線状に5本、両
側壁を架橋するように水平に固定されている。

【００７０】「強化用長繊維束２」のガラス繊維のロー
ビング２［平均単繊維径17μm、テックス番手2,310g/k
m、集束本数4,000本］10本を水平に並べて、溶融樹脂槽
１の上流側境壁に設けられた1mm×10mmの横長長方形の
強化用長繊維束導入口３の10個からそれぞれ供給した。
ロービング２を、上記開繊ピン４に巻き掛けた状態で上
下に千鳥状に通過させながら連続的に下流側から引取る
一方で、この溶融樹脂槽１内へ押出し機（不図示）から
改質ポリプロピレン［無水マレイン酸改質物(M-PP)、結
晶融点(DSC測定)、MFR(230℃、21.2N)：130g/10min］の
溶融物（溶融樹脂）を供給し、開繊されたロービング２
の間に溶融樹脂を充分に含浸させた。溶融樹脂槽１内の
温度は270℃に調整した。

【００７１】このときのロービング１の広がり幅を観察
したところ、１本のロービング２につき約38mmであり、
この例における溶融樹脂槽１の最低必要幅（水平断面図
の縦方向の長さ）は、上記広がり幅×系列数＝38mm×10
＝380mm（38cm）であった。系列数100の装置を設計した
場合、38mm×100＝3800mm（3.8m）となり、非現実的で
ある。

【００７２】出口ノズル５としては、直径2.4mmの円形
ノズル10個を38mmピッチで水平方向に一列に設置したも
のを使用し、ノズル1穴につき１本のロービング２を通
過させるようにした。出口ノズル５から引出した各含浸
ロービング６は、図示省略の冷却水槽にて水冷した後10
mm長さに細断し、ペレット状一方向強化樹脂構造体とし
た。ガラス繊維含有量は48wt%であった。

【００７３】［比較例２］この比較例２は、図５に示す
製造装置を用いて一方向強化熱可塑性樹脂を製造した。

【００７４】図５の（ａ）は水平方向に沿う断面図、
（ｂ）は鉛直方向に沿う断面図で、開繊ピン４は、径8m
m、長さ400mmのもの10本が、強化用長繊維束２の進行方
向に50mmピッチで５本併設され、両側壁を架橋するよう
に水平に固定され、これを一列として、上下に1mm間隔
で2列に整列されている。

【００７５】「強化用長繊維束２」としてのガラス繊維
のロービング２［平均単繊維径17μm、テックス番手2,3
10g/km、集束本数4,000本］10本を水平に並べて、溶融
樹脂槽１の上流側境壁に設けられた1mm×10mmの横長長
方形の強化用長繊維束導入口３の10個からそれぞれ供給
した。ロービング２を、上記上段開繊ピン４と下段開繊
ピン４との間を非接触で通過させながら連続的に下流側
から引取る一方で、この溶融樹脂槽１内へ押出し機（不
図示）から改質ポリプロピレン［無水マレイン酸改質物
(M-PP)、結晶融点(DSC測定)、MFR(230℃、21.2N)：130g
/10min］の溶融物（溶融樹脂）を供給し、開繊されたロ
ービング２の間に溶融樹脂を充分に含浸させた。溶融樹
脂槽１内の温度は270℃に調整した。

【００７６】このときのロービング２の広がり幅を観察
したところ、ロービング２、1本につき約36mmであり、
この例における溶融樹脂槽１の最低必要幅（水平断面図
の縦方向の長さ）は、上記広がり幅×系列数＝36mm×10
＝360mm（36cm）であった。系列数100の装置を設計した
場合、36mm×100＝3600mm（3.6m）となり、非現実的で
ある。

【００７７】出口ノズル５としては、直径2.4mmの円形
ノズル10個を36mmピッチで水平方向に一列に設置したも
のを使用し、この出口ノズル５の1穴につきロービング
２の1本を通過させるようにした。出口ノズル５から引
出した各含浸ロービング６は、図示省略の冷却水槽にて
水冷した後10mm長さに細断し、ペレット状一方向強化樹
脂構造体とした。ガラス繊維含有量は48wt%であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す製造装置の一態
様を水平面で切断した模式的断面図である。

【図２】この発明の実施の形態２を示す製造装置の一態
様を水平面で切断した模式的断面図である。

【図３】この発明の実施の形態３を示す製造装置の一態
様を水平面で切断した模式的断面図である。

【図４】比較例１の製造装置の一態様を示す模式的断面
図で、（ａ）は水平面で切断した模式的断面図、（ｂ）
は垂直面で切断した模式的断面図である。

【図５】比較例２の製造装置の一態様を示す模式的断面
図で、（ａ）は水平面で切断した模式的断面図、（ｂ）
は垂直面で切断した模式的断面図である。

【符号の説明】

１溶融樹脂槽２ロービング（強化用長繊維束）３強化用長繊維束導入口４開繊ピン５出口ノズル６含浸ロービング７転向用ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｋ 105:08 309:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融樹脂槽内の溶融樹脂中を強化用長繊
維束を通過させ、該溶融樹脂槽内に配列された複数の開
繊ピンにより、前記強化用長繊維束を開繊させると共に
溶融樹脂を含浸させる一方向強化樹脂構造体の製造方法
において、前記開繊ピンは、略鉛直方向に沿って配設されると共
に、これら複数の開繊ピンが、２本以上の強化用長繊維
束を開繊させるように２系列以上設けられたことを特徴
とする、一方向強化樹脂構造体の製造方法。
【請求項２】前記開繊ピンが１系列につき３本以上設
けられたことを特徴とする、請求項１記載の一方向強化
樹脂構造体の製造方法。
【請求項３】前記強化用長繊維束を、左右両側から挟
むように対で設けられた開繊ピンの間を、非接触で通過
させることによって溶融樹脂を含浸させることを特徴と
する、請求項１記載の一方向強化樹脂構造体の製造方
法。
【請求項４】前記開繊ピンが１系列につき３対以上設
けられたことを特徴とする、請求項３記載の一方向強化
樹脂構造体の製造方法。
【請求項５】溶融樹脂が貯留されて、該溶融樹脂中を
強化用長繊維束が通過される溶融樹脂槽を有し、該溶融
樹脂槽内に前記強化用長繊維束を開繊させると共に溶融
樹脂を含浸させる複数の開繊ピンが配置された一方向強
化樹脂構造体の製造装置において、前記開繊ピンは、略鉛直方向に沿って配設されると共
に、これら複数の開繊ピンが、２本以上の強化用長繊維
束を開繊させるように２系列以上設けられたことを特徴
とする、一方向強化樹脂構造体の製造装置。
【請求項６】前記開繊ピンを１系列につき３本以上設
けたことを特徴とする、請求項５記載の一方向強化樹脂
構造体の製造装置。
【請求項７】前記開繊ピンが、前記強化用長繊維束を
左右両側から挟むように対で設けられ、且つ、該強化用
長繊維束には接触しない位置に設けられたことを特徴と
する、請求項５記載の一方向強化樹脂構造体の製造装
置。
【請求項８】前記開繊ピンを１系列につき３対以上設
けたことを特徴とする、請求項７記載の一方向強化樹脂
構造体の製造装置。