WO1995005280A1 - Appareil, procede et filiere de revetement pour la production d'une composition thermoplastique renforcee par des fibres longues - Google Patents

Appareil, procede et filiere de revetement pour la production d'une composition thermoplastique renforcee par des fibres longues Download PDF

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WO1995005280A1
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die
branched
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Yoshimitsu Shirai
Toshikatsu Nitoh
Takeshi Amaike
Haruji Murakami
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Polyplastics Co., Ltd.
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    • Y10S366/03—Micromixers: variable geometry from the pathway influences mixing/agitation of non-laminar fluid flow

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for producing a long arrow fiber reinforced thermoplastic resin composition comprising a thermoplastic resin and a male fiber bundle.
  • the present invention relates to a die used when manufacturing a composite material using a thermoplastic resin and a fiber bundle, and more particularly to a coated die used when manufacturing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition reinforced with long fibers As an apparatus for producing a thermoplastic resin composition reinforced with long fibers, a fiber bundle is continuously passed through a passage in a die, and a molten thermoplastic resin is extruded and covered in the passage in the die. Is known which impregnates with a molten thermoplastic resin.
  • Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-2646426 discloses that a roving continuous fiber is coated with a thermoplastic resin in an S die to be reinforced with a continuous long fiber, thereby forming a thermoplastic resin.
  • a die for use in manufacturing a profiled member is disclosed.
  • Below Figure 3 is described in the publication, shows an example of a die for use in the a, arrow F » thermoplastic resin supplied to the supply pipe 2, 2 * from the extruder at F 2 is the roving the width W direction in Sri Tsu preparative S T, via the S 2, are supplied in order to cover impregnate the roving to move to the arrow H direction.
  • the coating die disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-2646426 has a problem that the supply of the molten resin and the impregnation of the coating tend to be uneven in the width direction of the roving. . Also, the supply pressure and supply amount of the resin to be supplied in the width direction of the roving are different, which causes the fiber to be cut or the die to be clogged due to uneven shearing force with the resin in the subsequent molding die. I got a point.
  • the present invention has been completed as a result of intensive studies on a coating die in view of such circumstances, and an apparatus, a method, and a method for manufacturing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin composition that solves the above problems. It is intended to provide a coated die. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to an apparatus for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition, characterized in that a molten thermoplastic resin is extruded from a slit branched into a plurality of fibers and the fiber bundle is coated with the molten thermoplastic resin.
  • a second aspect of the present invention is that a resin supply path is provided on at least one side of a continuous fiber bundle unwound into a moving web, at a position substantially the same as the web width, and a resin supply path leading to the same is provided on the same plane.
  • the present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin composition, which comprises extruding a molten thermoplastic resin from a plurality of branched slits and coating the male fiber bundle with the molten thermoplastic resin.
  • the third aspect of the present invention is that a molten thermoplastic resin is extruded from a slit installed at substantially the same width as the web width on at least one side of the upper and lower surfaces of a continuous fiber bundle which is opened in a die and passes through a die.
  • a long fiber-reinforced thermoplastic resin composition wherein a resin supply path to the slit is branched into a plurality of branches on the same plane in a coating die for treating the S bundle with a molten thermoplastic resin.
  • the present invention relates to a coating die for manufacturing a product.
  • a fourth aspect of the present invention is the long-weave fiber reinforced thermoplastic resin according to the third aspect of the present invention, wherein the branching force of the resin supply path is at least divided into two in a line-symmetrical manner at a central distribution.
  • the present invention relates to a coating die for producing a composition.
  • a split mold in which a branched resin supply path on the same plane is divided into two at the center by the plane, and both resin paths are grooved
  • the present invention relates to a coated die for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin composition, wherein the coated die is assembled with a mating surface.
  • a coating die for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition which is a typical example of each of the present invention.
  • a resin supply path leading to a slit is branched into a plurality of branches, and a molten resin is diverted. Since the resin is extruded, the resin is guided to the slit from one supply port through one supply path. This has the effect of reducing the pressure loss difference and extrusion unevenness in the width direction.
  • the resin supply path is divided into at least two lines symmetrically from one supply port in one plane with a central distribution in one plane, and is branched. If necessary, the branch can be subdivided, so that slitting can be performed. Has the effect of reducing the unevenness of extrusion of the molten resin supplied from the web in the web width direction according to the degree of subdivision.
  • the branch groove is cut out in a plane-symmetrical split die, and the split die is assembled and manufactured based on the plane of symmetry. Die can be easily manufactured.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a resin supply path of a coating die for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin composition according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side sectional view of the coating die of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a conventional S die to be processed.
  • FIG. 1 is a plan view showing a split mold resin supply path of the present invention
  • FIG. 2 is a side sectional view thereof.
  • a molten thermoplastic resin is supplied from an extruder 1 to a die supply port 3.
  • the molten thermoplastic resin introduced into the die 4 passes from the path 5 to the center path 8 of the die, and a branch path that is bilaterally symmetrical (line symmetric, plane symmetric) with respect to the central axis M of the die. Branched into 9 and 10
  • the total cross-sectional area of the branch paths 9, 10 is preferably equal to or slightly smaller than the cross-sectional area of the path 5, and the lengths of the paths 9, 10 are also preferably equal.
  • the branching path 10 changes its direction in the web traveling direction, and the branching path 11 similarly becomes an equivalent branching path 13, 14 symmetrical with respect to the center axis of the branching path 11 1.
  • Branch. Similarly, the branch path 12 is branched into equivalent branch paths 15 and 16 which are line-symmetric and plane-symmetric with respect to the central axis of the path 12.
  • paths 13 and 14 are symmetric with respect to the central axis N of path 11, and similarly, symmetrically with respect to the central axis P of path 12, so that paths 15, 16 Branched.
  • the path 13 is arranged so as to be symmetrical with respect to the center axis M with the path 16 and the path 14 is arranged so as to be symmetrical with respect to the center axis M with respect to the path 15.
  • the routes 17 and 18 branched from the route 13 and the terminal routes 25, 26, 27 and 28 branched from the routes are a route 14 and its branches 19 with respect to the central axis N. , 20 and terminal pathways 29, 30, 30, 31, 32 further branched therefrom.
  • Terminal routes 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 and 32 are all composed of terminal routes 33, 34, 35, 36, 37, and
  • the slits are arranged linearly in the longitudinal direction of the slit symmetrically with respect to the central axis M, and the resin flows in each axis symmetrically with respect to the central axis M, and is fed to the slit-shaped accumulation part 41 by pressure. .
  • the resin can be pumped to the slit 43 through the slit-shaped path 42 shown in FIG. 2 in a uniform state in the web width direction.
  • the terminal branches 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 31, 32, 33, 34, 35, 36 shown in Figs. , 37, 38, 39, and 40 and then fed to the slit path 42 through the slit accumulation section 41.
  • the resin extruded from the slit 43 must be extruded with little unevenness in the web width direction, that is, with a small difference in the molten resin extrusion pressure, to the web-like fiber bundle conveyed in the direction of arrow F in Fig. 2. Can be.
  • the heat of fusion The plastic resin may be similarly extruded from above or from both the top and the bottom, not from below the web.
  • thermoplastic resin impregnating the web-like fibers examples include polyolefins such as polyethylene and polybutylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, nylon 6, nylon 66, nylon 11, and nylon. Others such as boriamids such as 1,2, nylon 610 and nylon 612, polyacetal, polycarbonate, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polysulfone, polyetherketone, polyetheramide, polyetherimide, etc.
  • the molecular weight of these resins is not particularly limited as long as the resin exerts an appropriate fiber reinforcing effect when impregnated into fibers.
  • Thermoplastic resins include various additives, such as antioxidants, antistatic agents, lubricants, plasticizers, mold release agents, flame retardants, flame retardant additives, depending on the application and use conditions of the resin composition.
  • additives such as antioxidants, antistatic agents, lubricants, plasticizers, mold release agents, flame retardants, flame retardant additives, depending on the application and use conditions of the resin composition.
  • a crystallization accelerator, a coloring agent, an inorganic filler, and the like can be added.
  • the coating die for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin composition of the present invention a plurality of segments arranged in the web width direction with respect to a web-like continuous fiber bundle passing through the die.
  • the molten resin can be extruded uniformly via the branch end route.

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Description

明細書
発明の名称 長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の製造装置、 その製造方法及びその
製造用被覆ダイ
技術の分野
本発明は、熱可塑性樹脂と雄維束とからなる長鏃維強化熱可塑性樹脂組成物の 製造装置およびその製造方法に関する。 また本発明は熱可塑性樹脂と繊維束とを 用いて複合材料を製造する際に されるダイに関し、 更に詳しくは長繊維強化 熱可塑性樹脂組成物を製造する際に使用される被覆ダイに関する。
背景技術
長繊維で強化された熱可塑性樹脂組成物を製造する装置としては、 ダイ内通路 に繊維束を連統的に通過させ、 このダイ内通路に溶融熱可塑性樹脂を押出して被 し、 織維束を溶融熱可塑性樹脂で含浸させる被覆ダイが知られている。
例えば特開昭 6 3 - 2 6 4 3 2 6号公報には、被 Sダイ内でロービング連統繊 維を熱可塑性樹脂で被覆することにより、連続した長繊維で強化された熱可塑性 樹脂製異形断面材を製造する際に使用されるダイが開示されている。後記図 3は、 同公報に記載され、 被 aに用いられるダイの例を示し、矢印 F »、 F 2にて押出機 より供給管 2、 2 *に供給された熱可塑性樹脂は、 ロービングの幅 W方向にスリ ッ ト S T、 S 2を介して、矢 H方向に移動するロービングを被覆含浸させるため に供給される。
しかしながら、 特開昭 6 3— 2 6 4 3 2 6号公報に開示されている被覆ダイで は、溶融樹脂の供給、 被覆含浸がロービングの幅方向に不均一になり易いという 問題点があった。 またロービングの幅方向に供給する樹脂の供給圧、供給量が異 なることにより、 その後の成形ダイス内で樹脂とのせん断力の不均一により繊維 が切れたり、 ダイスの詰まりを生じさせたりする問題点があつた。
本発明は、 このような事情に鑑みて被覆ダイについて鋭意検討がなされた結果 完成されたものであり、上記問題点を解決する長繊維強化熱可塑性樹脂組成物を 製造するための装置、 方法及び被覆ダイを提供することを目的とする。 発明の開示
すなわち本発明の第一は、移動するウェブ伏に開繊された連統繊維束の少なく とも片面に対し、前記ウェブ幅と略同一幅に設置しかつそれに至る樹脂供給経路 を同一平面上で複数に分枝させたスリットから溶融熱可塑性樹脂を押出して前記 繊維束に溶融熱可塑性樹脂を被覆することを特徴とする長繳維強化熱可塑性樹脂 組成物の製造装置に関する。 また本発明の第二は、移動するウェブ状に開織され た連铳繊維束の少なくとも片面に対し、 前記ウェブ幅と略同一幅に設置しかつそ れに至る樹脂供給経路を同一平面上で複数に分枝させたスリットから溶融熱可塑 性樹脂を押出して前記雄維束に溶融熱可塑性樹脂を被覆することを特徴とする長 織維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。
また本発明の第三は、 ダイ内を通過するゥエブ伏に開幟された連続繊維束の上 下少なくとも片面に対し、前記ウェブ幅と略同一幅に設置したスリットから溶融 熱可塑性樹脂を押出して前 ¾S維束に溶融熱可塑性樹脂を被理する被覆ダイにお いて、前記スリッ卜に至る樹脂供給経路を同一平面上で複数に分枝させたことを 特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイに関する。
また本発明の第四は前記第三の発明において、樹脂供給経路の分枝力 <中央振り 分けで線対称に少なくとも 2分割して分枝させたことを特徴とする長織維強化熱 可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイに関する。
さらに本発明の第五は前記第四の発明において、 同一平面上にある分枝樹脂供 給経路を前記平面で中央二分割したとき、双方の樹脂経路が溝伏である割型を、 前記平面を合わせ面として組み立てられてなることを特徴とする長繊維強化熱可 塑性樹脂組成物製造用被覆ダイに関する。 以下、各本発明の典型例である長纖維 強化熱可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイを中心に説明する
本発明は、 ダイ内に導入した樹脂を、 ウェブ状繊維束の幅方向に長いスリット から押出すに際し、 スリッ卜に至る樹脂供給経路を複数枝に分枝して溶融樹脂を 分流させ、 スリットから押出すようにしたので、 1つの供給口から 1本の供給経 路を経てスリッ卜に樹脂を導く方法に比べ、 スリットの長手方向、 すなわちゥェ ブ幅方向の圧力損失差、押出ムラを減じることができる作用がある。
また、樹脂の供給経路を一つの平面内で、 1つの供給口から中央振り分けで線 対称に少なくとも 2分割して分枝させ、 また必要に応じてこの分枝を細分化でき るので、 スリツ卜から供給される溶融樹脂のウェブ幅方向での押出しムラを、 そ の細分化の程度に応じて一段と減じること力《できる作用がある。
さらに、 分枝経路をダイ内に形成する際に面対称の割型に分枝溝をほり、 対称 面を基に割型を合わせ組立製作することにより、 ゥエブ幅方向における押出ムラ の少ない本発明のダイを容易に製作することができる。
図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施例の長娥維強化熱可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイの樹脂 供給経路を説明する平面図である。
図 2は図 1の被覆ダイの側断面図である。
図 3は従来例の被 Sダイを示す斜視図である。
また主な符号の説明は以下の通りである。
3 供耠ロ
4 被 ダイ
5 分枝前経路
1 1， 1 2 分枝後経路
2 5〜4 0 末端経路
4 3 スリット
F ウェブ搬送方向
以下、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイの一実施例を図 を参照して説明する。
図 1は、本発明の割型の樹脂供給経路を示す平面図であり、 図 2はその側断面 図である。 図 1において、 溶融熱可塑性樹脂は、押し出し機 1からダイ供袷口 3 に供給される。 ダイ 4内に導入された溶融熱可塑性樹脂は経路 5からダイの中央 経路 8、 さらにダイの中心軸 Mに対し左右対称的 （線対称、面対称） な分枝経路 9と 1 0に分枝される。
分枝経路 9、 1 0の合計断面積は、経路 5の断面積と等しいかまたはやや小で あることが好ましく、 経路 9、 1 0の長さもそれぞれ等しいことが好ましい。 分 枝経路 1 0はウェブ進行方向に向きを変え、分枝経路 1 1は、 同様に分枝経路 1 1の中心軸に対して線対称、面対称な等価分枝経路 1 3、 1 4に分枝する。 同様 に分枝経路 1 2は、 絰路 1 2の中心軸に対して線対称、 面対称な等価分枝経路 1 5、 1 6に分枝される。
このように、経路 1 3と 1 4は、経路 1 1の中心軸 Nに対して対称的に、 同様 に経路 1 2の中心軸 Pに対して対称的に、経路 1 5、 1 6力《分枝される。
この場合、経路 1 3は、 中心軸 Mに対し経路 1 6と対称的に、 また、 経路 1 4 は中心軸 Mに対して経路 1 5と対称的になるように配置される。経路 1 3から分 枝した経路 1 7、 1 8、 またこれらから分枝した末端経路 2 5、 2 6、 2 7、 2 8は、 中心軸 Nに対して経路 1 4とその分枝 1 9、 2 0及びこれらからさらに分 枝した末端経路 2 9、 3 0、 3 1、 3 2と対称的に配置される。
末端絰路 2 5、 2 6、 2 7、 2 8、 2 9、 3 0、 3 1、 3 2は、 これらの全体 が、末端経路 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、 3 7、 3 8、 3 9、 4 0と中心軸 Mに対 して対称的にスリツト長手方向に直線的に配列され、各軸に対称的な樹脂流動が なされてスリツト状集積部 4 1に圧送される。 その結果ウェブ幅方向に均一な状 態で、 図 2に示すスリット状経路 4 2を通り、 スリット 4 3まで樹脂を圧送する ことができる。
以上のようにして図 1、 2に示した末端分枝 2 5、 2 6、 2 7、 2 8、 2 9、 3 0、 3 1、 3 2、 3 3、 3 4、 3 5、 3 6、 3 7、 3 8、 3 9、 4 0を経た後、 スリット状集積部 4 1を経てスリット状経路 4 2に圧送される。 スリット 4 3か ら押出された樹脂は、 図 2の矢印 F方向から搬送されるウェブ状繊維束に対して ウェブ幅方向に押出しムラの少ない、すなわち溶融樹脂押出し圧力差の少ない押 出を行うことができる。
なお、 ウェブ状連続織維束を被現するために、 図 3に見られるように、溶融熱 可塑性樹脂はウェブの下からではなく、 上から、 あるいは上下双方から同様に押 出しても構わない。
ウェブ状繊維を含浸する熱可塑性樹脂としては、 例えばポリエチレン、 ポリブ 口ビレン等のポリオレフィン、 ボリエチレンテレフ夕レートゃポリブチレンテレ フタレー卜等のボリエステル、 ナイロン 6、 ナイロン 6 6、 ナイロン 1 1、 ナイ ロン 1 2、 ナイロン 6 1 0、 ナイロン 6 1 2等のボリアミ ド、 ポリアセタール、 ポリカーボネート、 ポリウレタン、 ポリフエ二レンサルフアイ ド、 ポリフエニレ ンオキサイド、 ポリスルフォン、 ポリエーテルケトン、 ポリエーテルアミ ド、 ポ リエーテルィミ ド等のその他の熱可塑性樹脂およびこれらの組合せ力 <使用できる。 これらの樹脂の分子量としては、繊維に含浸した場合、適当な繊維強化効果を発 撣するものであれば特に制限はない。
熱可塑性樹脂には、 樹脂組成物の用途、使用条件に応じて各種の添加剤、 例え ば酸化防止剤、 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、 無機充現剤等を配合することもできる。
以上説明したように、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイ によれば、 ダイ内を通過するウェブ状連铳繊維束に対し、 ウェブ幅方向に配列さ れた複数の分枝末端経路を経由して溶融樹脂を均一に押出すことができる。

Claims

請求の範囲
1. 移動するウェブ状に開織された連続繊維束の少なくとも片面に対し、前記ゥ エブ幅と略同一幅に設置しかつそれに至る樹脂供給経路を同一平面上で複数に分 枝させたスリッ卜から溶融熱可塑性樹脂を押出して前記繊維束に溶融熱可塑性樹 脂を被覆することを特徴とする長雄維強化熱可塑性樹脂組成物の製造装置。
2. 移動するウェブ状に開蛾された連铳雄維束の少なくとも片面に対し、 前記ゥ ェブ幅と略同一幅に設置しかつそれに至る樹脂供給経路を同一平面上で複数に分 枝させたスリットから溶融熱可塑性樹脂を押出して前記繊維束に溶融熱可塑性樹 脂を被覆することを特徴とする長繳維強化熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
3. ダイ内を通過するウェブ状に開繊された連統織維束の上下少なくとも片面に 対し、 前記ウェブ幅と略同一幅に設置したスリットから溶融熱可塑性樹脂を押出 して前記繊維束に溶融熱可塑性樹脂を被覆する被覆ダイにおいて、前記スリッ ト に至る樹脂供給経路を同一平面上で複数に分枝させたことを特徴とする長繊維強 ィ匕熱可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイ。
4. 樹脂供給経路の分枝が中央振り分けで線対称に少なくとも 2分割して分枝さ せたことを特徴とする請求項 3記載の長繊維強化熱可塑性樹脂組成物製造用被覆 ダイ。
5. 同一平面上にある分枝樹脂供給径路を前記平面で中央二分割したとき、 双方 の樹脂経路力《溝状である割型を、前記平面を合わせ面として組み立てられてなる ことを特徴とする請求項 4記載の長繊維強化熱可塑性樹脂組成物製造用被覆ダイ t
PCT/JP1994/001364 1993-08-17 1994-08-17 Appareil, procede et filiere de revetement pour la production d'une composition thermoplastique renforcee par des fibres longues WO1995005280A1 (fr)

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