JP5225260B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method of long fiber reinforced thermoplastic resin strand - Google Patents
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Description
本発明は、長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法、さらに詳しくは強化繊維束の内部に熱可塑性樹脂を良好に含浸させることのできる長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法に関するものである。 The present invention relates to a production apparatus and production method for long fiber reinforced thermoplastic resin strands, and more specifically, a production apparatus and production of long fiber reinforced thermoplastic resin strands that can satisfactorily impregnate a thermoplastic resin into a reinforcing fiber bundle. It is about the method.
繊維強化熱可塑性樹脂(FRTP)は、軽量で高強度であるため、車両や船舶の外装などによく用いられている。特に、繊維強化熱可塑性樹脂の中でも繊維長の長い強化繊維が含有されている長繊維強化熱可塑性樹脂(LFRTP)は、耐衝撃性や剛性に優れているので、近年は自動車のバンパーやボディに多用されるようになってきている。
このような長繊維強化熱可塑性樹脂の成形に用いられるストランドは、溶融された熱可塑性樹脂浴中にガラスロービングなどの強化繊維束を通過させ、強化繊維束を熱可塑性樹脂浴中から引き抜くことにより、強化繊維束に熱可塑性樹脂が含浸されたものとして形成される。
Since fiber reinforced thermoplastic resin (FRTP) is light and high in strength, it is often used for exteriors of vehicles and ships. In particular, among fiber reinforced thermoplastic resins, long fiber reinforced thermoplastic resin (LFRTP) containing reinforced fibers having a long fiber length is excellent in impact resistance and rigidity. It has come to be used frequently.
A strand used for molding such a long fiber reinforced thermoplastic resin passes a reinforcing fiber bundle such as glass roving through a molten thermoplastic resin bath, and pulls the reinforcing fiber bundle out of the thermoplastic resin bath. The reinforcing fiber bundle is impregnated with a thermoplastic resin.
ところが、溶融された熱可塑性樹脂の溶融粘度が高い場合は、複数の強化繊維を束ねた強化繊維束の内部にまで樹脂が含浸されない場合がある。このように内部に樹脂が十分に含浸されていないストランドは樹脂が含浸しきれなかった部分が空隙として残りやすく、ストランドやこのストランドを所定長さに切断してなるペレットを溶融する際に強化繊維が十分に分散しなくなったり、成型品に気泡が入って成型品の機械的物性や外観を大きく損なうという問題がある。 However, when the melt viscosity of the molten thermoplastic resin is high, the resin may not be impregnated even inside the reinforcing fiber bundle in which a plurality of reinforcing fibers are bundled. In such a strand in which the resin is not sufficiently impregnated, the portion where the resin cannot be completely impregnated tends to remain as voids, and the reinforcing fiber is used when melting the strand or the pellet formed by cutting the strand into a predetermined length. May not be sufficiently dispersed, or air bubbles may enter the molded product, which greatly impairs the mechanical properties and appearance of the molded product.
そこで、例えば特許文献1のように、強化繊維束を溶融粘度が高い樹脂に含浸させる前に、強化繊維束を溶融粘度が低い樹脂に含浸させて強化繊維束の内部に一旦樹脂を十分に含浸させ、その後に溶融粘度が高い樹脂を被覆してストランドを製造する技術が提案されている。
Therefore, for example, as in
ところで、上述した特許文献1には、溶融粘度が異なる複数の樹脂を相次いで強化繊維束に被覆する方法として、例えば押出機及びダイを用いたコーティング方法やロールまたはバーなどを用いたコーティング方法などが挙げられている。
しかし、特許文献1のコーティング方法は、あくまでも樹脂を強化繊維束に被覆する方法を例示するに過ぎないものであり、実際の現場においてどのようなコーティング装置を用いてどのような手順で複数の樹脂を連続して強化繊維束にコーティングすればよいのかを示すものではない。すなわち、特許文献1の開示内容のみでは、製造現場で溶融粘度が異なる複数の樹脂を相次いで強化繊維束に被覆することは困難であると言わざるを得ない。
By the way, in
However, the coating method of
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、強化繊維束の内部に熱可塑性樹脂を良好に含浸させて、強化繊維の分散性に優れ且つ気泡のないストランドを実際に製造することができる長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a method of actually manufacturing a strand having excellent dispersibility of reinforcing fibers and having no air bubbles by satisfactorily impregnating a thermoplastic resin inside the reinforcing fiber bundle. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand that can be manufactured.
上記課題を解決するため、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明に係る長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置は、強化繊維束に含浸される熱可塑性の第1樹脂を溶融状態で貯留する第1樹脂槽と、前記第1樹脂槽での含浸に先立って前記強化繊維束に含浸され且つ前記第1樹脂より溶融粘度が低く設定されている第2樹脂を溶融状態で貯留する第2樹脂槽とを備え、前記第1樹脂槽と第2樹脂槽とは隔壁により隔てられており、前記隔壁には強化繊維束を第2樹脂槽から第1樹脂槽へと抜き出す抜出口が設けられ、前記強化繊維束を第2樹脂槽から抜出口を経由し第1樹脂槽へと引き抜くことで前記第2樹脂が含浸した強化繊維束に第1樹脂を含浸させる構成とされていることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the apparatus for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand of the present invention employs the following technical means.
That is, the long fiber reinforced thermoplastic resin strand manufacturing apparatus according to the present invention includes a first resin tank for storing a thermoplastic first resin impregnated in a reinforcing fiber bundle in a molten state, and the first resin tank. Prior to impregnation, a second resin tank that is impregnated in the reinforcing fiber bundle and stores in a molten state a second resin that is set lower in melt viscosity than the first resin, the first resin tank and the second resin tank The resin tank is separated by a partition, and the partition is provided with an outlet for extracting the reinforcing fiber bundle from the second resin tank to the first resin tank, and the outlet of the reinforcing fiber bundle from the second resin tank. The reinforcing fiber bundle impregnated with the second resin is impregnated with the first resin by being drawn out to the first resin tank via the first resin tank.
このようにすれば、強化繊維束が第2樹脂槽から抜出口を経由して第1樹脂槽へ引き出されるに際して、強化繊維束は外気(空気)に接触することなく、迅速で直接的且つ連続的に熱可塑性樹脂の含浸処理が続行されることになる。すなわち、第2樹脂槽で強化繊維束に含浸した第2樹脂が固化する前に、強化繊維束は第1樹脂槽に入ることになる。
そして、強化繊維束が第1樹脂槽内を通過する際には、第2樹脂槽で含浸された第2樹脂に対して第1樹脂槽で含浸される第1樹脂が置き換わるか、又は第2樹脂と第1樹脂とが混合・積層する状態となり、結果として、含浸させたい第1樹脂が強化繊維束の内部まで(芯まで)浸透しやすくなる。このように本発明では、強化繊維束の内部にまで熱可塑性樹脂が確実且つ良好に含浸しており、且つ強化繊維の分散性に優れており、また気泡が含まれていないようになった良質のストランドやペレットを製造できる装置を、具体的且つ実現可能なものとして提供することができる。
In this way, when the reinforcing fiber bundle is pulled out from the second resin tank to the first resin tank via the outlet, the reinforcing fiber bundle is rapidly, directly and continuously without contacting the outside air (air). Therefore, the impregnation treatment with the thermoplastic resin is continued. That is, the reinforcing fiber bundle enters the first resin tank before the second resin impregnated in the reinforcing fiber bundle in the second resin tank is solidified.
When the reinforcing fiber bundle passes through the first resin tank, the first resin impregnated in the first resin tank is replaced with the second resin impregnated in the second resin tank, or the second resin tank is impregnated. The resin and the first resin are mixed and laminated, and as a result, the first resin to be impregnated easily penetrates into the reinforcing fiber bundle (up to the core). As described above, in the present invention, the thermoplastic resin is surely and satisfactorily impregnated into the reinforcing fiber bundle, and the dispersibility of the reinforcing fiber is excellent, and the air quality is not included. The apparatus which can manufacture the strand and pellet of this can be provided as what is concrete and realizable.
また、上述の装置構成であれば、例えば、含浸させたい熱可塑性樹脂を貯留する樹脂槽に対し、隔壁を設けて第1樹脂槽と第2樹脂槽とに区画すると共に、この隔壁に対し、強化繊維束を第2樹脂槽から抜き出すための抜出口を設けるだけでも実施することができるため、設備構成が複雑になったり製造コストが高騰したりする心配もない。
なお、前記抜出口は、第2樹脂槽から第1樹脂槽へと強化繊維束が引き出されるときに当該強化繊維束をしごいて気泡を押し出し可能にする口径で形成されているものとするのが好適である。
Moreover, if it is an above-mentioned apparatus structure, while providing the partition with respect to the resin tank which stores the thermoplastic resin to impregnate and partitioning into the 1st resin tank and the 2nd resin tank, for this partition, Since it can be carried out only by providing an outlet for extracting the reinforcing fiber bundle from the second resin tank, there is no concern that the equipment configuration becomes complicated or the manufacturing cost increases.
The outlet is formed with a diameter that allows the reinforcing fiber bundles to be pushed out and bubbles to be pushed out when the reinforcing fiber bundles are drawn from the second resin tank to the first resin tank. Is preferred.
このようにすれば、強化繊維束が第2樹脂槽から抜出口を経由して第1樹脂槽へ引き出される際に、強化繊維束がしごかれて気泡が押し出されるようになるので、しごかれた強化繊維束の内部に第2樹脂だけでなく、第1樹脂も十分にしみ込んで、行き渡るようになる。そのため、樹脂が含浸しきれなかった部分が空隙として残ることがなく、一層効果的である。 In this way, when the reinforcing fiber bundle is drawn from the second resin tank to the first resin tank via the outlet, the reinforcing fiber bundle is squeezed and air bubbles are pushed out. Not only the second resin but also the first resin is sufficiently soaked into the inside of the bundle of reinforcing fibers so as to spread. Therefore, a portion that cannot be completely impregnated with the resin does not remain as a void, which is more effective.
なお、前記隔壁は、槽間での熱移動を抑制する断熱部材で構成されて、前記第1樹脂槽と第2樹脂槽が互いに異なる温度で樹脂を保持できるようになっているのが好ましい。
このようにすれば、第1樹脂槽の保持温度と第2樹脂槽の保持温度とを変更することで同じ種類の樹脂を互いに溶融粘度が異なる第1樹脂と第2樹脂として用いることができ、さまざまな種類の樹脂を用いて多様な繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造することが可能となる。
In addition, it is preferable that the said partition is comprised with the heat insulation member which suppresses the heat transfer between tanks, and the said 1st resin tank and the 2nd resin tank can hold | maintain resin at a mutually different temperature.
By doing this, the same type of resin can be used as the first resin and the second resin having different melt viscosities by changing the holding temperature of the first resin tank and the holding temperature of the second resin tank, A variety of fiber reinforced thermoplastic resin pellets can be produced using various types of resins.
また、本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法は、上述した製造装置を用いて、長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドを製造する長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法であって、前記第1樹脂槽と第2樹脂槽とを隔壁を用いて隔てると共に、当該隔壁に強化繊維束が通過可能な抜出口を形成しておき、前記第2樹脂槽で第2樹脂が含浸した強化繊維束を前記抜出口を経由して第1樹脂槽へと直接引き抜くことで、前記第2樹脂が含浸した強化繊維束に第1樹脂を含浸させることを特徴とするものである。
なお、本願発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置の最も好ましい形態は、強化繊維束に含浸される熱可塑性の第1樹脂を溶融状態で貯留する第1樹脂槽と、前記第1樹脂槽での含浸に先立って前記強化繊維束に含浸され且つ前記第1樹脂より溶融粘度が低く設定されている第2樹脂を溶融状態で貯留する第2樹脂槽とを備え、前記第1樹脂槽と第2樹脂槽とは隔壁により隔てられており、前記隔壁には強化繊維束を第2樹脂槽から第1樹脂槽へと抜き出す抜出口が設けられ、前記強化繊維束を、第2樹脂槽から抜出口を経由し第1樹脂槽へと引き抜くことで、前記第2樹脂が含浸した強化繊維束に第1樹脂を含浸させる構成とされていて、前記抜出口は、第2樹脂槽から第1樹脂槽へと強化繊維束が引き出されるときに当該強化繊維束をしごいて気泡を押し出し可能にする口径で形成されており、前記抜出口の内径が強化繊維束の径と略同じとされている。
また、本願発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置の他の好ましい形態は、強化繊維束に含浸される熱可塑性の第1樹脂を溶融状態で貯留する第1樹脂槽と、前記第1樹脂槽での含浸に先立って前記強化繊維束に含浸され且つ前記第1樹脂より溶融粘度が低く設定されている第2樹脂を溶融状態で貯留する第2樹脂槽とを備え、前記第1樹脂槽と第2樹脂槽とは隔壁により隔てられており、前記隔壁には強化繊維束を第2樹脂槽から第1樹脂槽へと抜き出す抜出口が設けられ、前記強化繊維束を、第2樹脂槽から抜出口を経由し第1樹脂槽へと引き抜くことで、前記第2樹脂が含浸した強化繊維束に第1樹脂を含浸させる構成とされていて、前記隔壁は、槽間での熱移動を抑制する断熱部材で構成されて、前記第1樹脂槽と第2樹脂槽が互いに異なる温度で樹脂を保持できるようになっている。
Further, the method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand of the present invention is a method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand using the above-described production apparatus. The first resin tank and the second resin tank are separated using a partition wall, and an outlet through which the reinforcing fiber bundle can pass is formed in the partition wall, and the reinforcing fiber impregnated with the second resin in the second resin tank is formed. The reinforcing fiber bundle impregnated with the second resin is impregnated with the first resin by directly pulling the bundle through the outlet and into the first resin tank.
The most preferable embodiment of the long fiber reinforced thermoplastic resin strand production apparatus of the present invention is a first resin tank for storing a thermoplastic first resin impregnated in a reinforcing fiber bundle in a molten state, and the first resin. Prior to impregnation in the tank, a second resin tank for storing the second resin impregnated in the reinforcing fiber bundle and having a melt viscosity set lower than that of the first resin in a molten state, the first resin tank And the second resin tank are separated by a partition, and the partition is provided with an outlet for extracting the reinforcing fiber bundle from the second resin tank to the first resin tank, and the reinforcing fiber bundle is connected to the second resin tank. The reinforcing resin bundle impregnated with the second resin is impregnated with the first resin by being pulled out from the first resin tank through the outlet, and the outlet is connected to the second resin tank from the second resin tank. 1 When the reinforcing fiber bundle is pulled out into one resin tank It squeezes the fiber bundle is formed by a diameter which allows extrusion bubble, the inside diameter of the draw-out opening is substantially the same as the diameter of the reinforcing fiber bundle.
Moreover, the other preferable form of the manufacturing apparatus of the long fiber reinforced thermoplastic resin strand of this invention is the 1st resin tank which stores the thermoplastic 1st resin impregnated in a reinforced fiber bundle in a molten state, The said 1st Prior to impregnation in the resin tank, a second resin tank for storing the second resin impregnated in the reinforcing fiber bundle and having a melt viscosity set lower than that of the first resin in a molten state. The tank and the second resin tank are separated from each other by a partition wall, and the partition wall is provided with an outlet for extracting the reinforcing fiber bundle from the second resin tank to the first resin tank. The reinforcing resin bundle impregnated with the second resin is impregnated with the first resin by pulling it out from the tank via the outlet port, and the partition moves heat between the tanks. The first resin tank and the second resin tank. Fat bath so as to be capable of retaining the resin at different temperatures.
本発明に係る長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置及び製造方法を用いれば、強化繊維束の内部に熱可塑性樹脂を良好に含浸させて、強化繊維の分散性に優れ且つ気泡のないストランドやペレットを実際に製造することができる。 If the apparatus and method for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand according to the present invention are used, a strand that is excellent in dispersibility of the reinforcing fiber and has no air bubbles can be obtained by satisfactorily impregnating the thermoplastic fiber inside the reinforcing fiber bundle. Pellets can actually be produced.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図1及び図2は、本発明に係る長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置1を模式的に示している。
この製造装置1は、ガラス繊維などの長繊維(フィラメント)を2000〜3000本集めて外径1〜2mm程度の紐状束にした上で、この紐状束の内部及び外側にポリプロピレン(PP)等の集束剤を含浸及び塗布することで、ペレットの元となる強化繊維束2(ストランド)を製造するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG.1 and FIG.2 has shown typically the
The
製造装置1は、集束剤が塗布される前の強化繊維束2がボビン3に巻き取られた状態の回巻体4を、一つ又は複数(図例では3つ)保持するストック部5と、このストック部5から強化繊維束2を連続的に送り出すフィード部6と、このフィード部6によって送り出される強化繊維束2に熱可塑性の溶融樹脂7を含浸させる(集束剤が塗布する)樹脂含浸部8とを有している。さらに、製造装置1は、樹脂含浸部8から取り出される長繊維強化樹脂ストランド9に対して適宜処理を施す後処理部10とを有している。
The
この後処理部10には、例えば長繊維強化樹脂ストランド9を冷却し、含浸状態となった樹脂の硬化を促す水槽12や、長繊維強化樹脂ストランド9に撚りをかける撚りローラ装置13、長繊維強化樹脂ストランド9を所定長さに切断するペレタイザ14などが含まれている。
製造装置1に備えられた樹脂含浸部8は、強化繊維束2の移送方向を向く長い筒状となっており、この樹脂含浸部8内には熱可塑性の溶融樹脂7が貯留されている。強化繊維束2が筒状の樹脂含浸部8内を通過することで、熱可塑性の溶融樹脂7が含浸・塗布される。
The
The resin impregnated
樹脂含浸部8の入口(強化繊維束2の移送方向において上流側)には、強化繊維束2を通過可能な入口孔27が形成されており、この入口孔27を介して、強化繊維束2は樹脂含浸部8内に入ってゆく。樹脂含浸部8の出口にはダイノズル11が設けられており、取り出される長繊維強化樹脂ストランド9を所定断面径(太さ)に整形させるようになっている。樹脂含浸部8内であって出口と入口の間には、搬送ロールが設けられ、強化繊維束2は搬送ロールに掛け廻されつつ、出口から入口へと移送される。
An
さらに、本発明に係る長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置1では、図2に拡大して示すように、樹脂含浸部8が第2樹脂槽15と第1樹脂槽16とを有したものとされている。強化繊維束2の送り方向に対して、第2樹脂槽15の方が上流側で、第1樹脂槽16の方が下流側となるように配置されている。ゆえに、強化繊維束2は、第2樹脂槽15を通った後に第1樹脂槽16を通過するようになる。
Furthermore, in the long fiber reinforced thermoplastic resin
第2樹脂槽15には熱可塑性の第2樹脂7aが溶融状態で貯留され、第1樹脂槽16には熱可塑性の第1樹脂7bが溶融状態で貯留されている。具体的には、第2樹脂槽15には熱可塑性の第2樹脂7aを供給される第2樹脂供給口25aが設けられ、この第2樹脂供給口25aには、当該第2樹脂供給口25aに第2樹脂7aを送り出す送り出し装置26aが設けられている。第1樹脂槽16には熱可塑性の第1樹脂7bが供給される第1樹脂供給口25bが設けられ、この第1樹脂供給口25bには、当該第1樹脂供給口25bに第1樹脂7bを送り出す送り出し装置26bが設けられている。
The
これら第2樹脂槽15内の第2樹脂7aと第1樹脂槽16内の第1樹脂7bとは、例えば樹脂の種類を異ならせるなどにより、第2樹脂7aの溶融粘度が第1樹脂7bの溶融粘度よりも低くなる関係に設定されている。
第2樹脂7aの溶融粘度を第1樹脂7bの溶融粘度よりも低くする手法としては、第2樹脂7aに第1樹脂7bの樹脂より同じ溶融温度でも溶融粘度が低くなるような種類の熱可塑性樹脂を用いてもよいし、また第2樹脂槽15内の温度(樹脂の貯留温度)を第1樹脂槽16内より高温にすれば同じ種類の熱可塑性樹脂でも溶融粘度を変化させることができる。また、例えば熱可塑性樹脂が同じPPであっても、第2樹脂7aに低分子量のもの、第1樹脂7bに高分子量のものを用いれば、第2樹脂7aの溶融粘度を第1樹脂7bの溶融粘度よりも低くすることができる。
The
As a method for making the melt viscosity of the
さて、この実施形態では、筒状に形成された樹脂含浸部8の内部に、当該樹脂含浸8を上流側と下流側とに隔てる隔壁20を設けることにより、第2樹脂槽15と第1樹脂槽16とが隣接して設けられるものとなっている。即ち、第2樹脂槽15と第1樹脂槽16とは両槽間に間隔を置かずに直接的に併設されたものとなっている。なお、二つの槽を連結してその連結間にできる壁を隔壁20にする構造としてもよいし、一つの槽内に隔壁20を設けることでその槽内を二つの槽に仕切るような構造としてもよい。この場合、第2樹脂槽15と第1樹脂槽16とを隔てる隔壁20として、両槽間での熱移動を抑制する断熱部材により形成しておき、第2樹脂槽15と第1樹脂槽16とが、各別に異なる温度で溶融樹脂を保持できるようにするのが好適である。
Now, in this embodiment, by providing the
この隔壁20には両槽内間を相互連通させる抜出口21が設けられている。従って、この抜出口21により、第2樹脂槽15内の強化繊維束2を第1樹脂槽16内へと抜き出すことができる。なお、この抜出口21が設けられる位置は、第2樹脂槽15及び第1樹脂槽16の各槽内において、共に溶融樹脂(第2樹脂7a、第1樹脂7b)が貯留される深さ範囲内とすることが必要である。尤も、第2樹脂槽15及び第1樹脂槽16の両槽内において、溶融樹脂が常時充満される仕様とするのであれば、抜出口21の位置は隔壁20のどの位置でもよい。
The
この抜出口21は、第2樹脂槽15から第1樹脂槽16への強化繊維束2の通過を許すものの、第1樹脂槽16〜第2樹脂槽15間の樹脂の移動(浸入)を規制する大きさとされている。すなわち、抜出口21の内径は強化繊維束2の径を略同じとされている。なお、抜出口21は、通過時に強化繊維束2をしごいて気泡を押し出し可能にするような口径で形成されていてもよい。とはいえ、具体的に抜出口21の口径をどの程度のサイズにするかは、強化繊維束2の太さや引張強度、強化繊維束2の送り速度、第2樹脂7aの粘度などの種々様々な条件によって変動し得るが、例えば外径1mmφの強化繊維束2の場合であれば抜出口21は口径1mmφ〜3mmφ程度に形成すればよい。
The
以下、このような構成を具備して成る本発明の製造装置1により、長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドを製造する際の状況、言い換えれば本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法を説明する。
まずは、製造装置1のストック部5に保持された一つ又は複数の回巻体4から、フィード部6が強化繊維束2を連続的に引き出し、この強化繊維束2を樹脂含浸部8の入口孔27を介して樹脂含浸部8内へと送り込む。樹脂含浸部8では、強化繊維束2は最初に第2樹脂槽15内を通過し、次に隔壁20の抜出口21を経由して第1樹脂槽16内を通過するようになる。強化繊維束2は、フィード部6により連続的に送り出されているため、第2樹脂槽15を通過した強化繊維束2は連続的に第2樹脂7aが含浸され、第2樹脂7aが含浸した強化繊維束2は抜出口21を通過した後、第2樹脂槽16の第1樹脂7bに含浸されることになる。
Hereinafter, the production process of the long fiber reinforced thermoplastic resin strand by the
First, the
これにより強化繊維束2には、第2樹脂槽15内では低粘度の第2樹脂7aが含浸し(図3(a)参照)、第1樹脂槽16内では、第2樹脂7aよりも高粘度の第1樹脂7bが含浸し且つ繊維束の周りを被覆するようになる(図3(b)参照)。
そして、第1樹脂槽16に設けられたダイノズル11から所定断面径(太さ)を有した長繊維強化樹脂ストランド9として取り出され、この長繊維強化樹脂ストランド9が、後処理部10において水槽12での冷却、撚りローラ装置13による撚りの付与、ペレタイザ14による所定長さごとの切断などを受けることとなり、最終的に長繊維強化熱可塑性樹脂ペレット30として製造されることとなる。
As a result, the reinforcing
And it is taken out from the
この製造過程にあって、樹脂含浸部8では、強化繊維束2が第2樹脂槽15から抜出口21を経由して第1樹脂槽16へと引き出されるに際し、強化繊維束2は外気(空気)に接触することなく、迅速で直接的且つ連続的に熱可塑性樹脂の含浸処理が続行されることになる。すなわち、第2樹脂槽15で強化繊維束2に含浸した第2樹脂7aが固化する前に、強化繊維束2は第1樹脂槽16に入ることになる。
In this manufacturing process, when the reinforcing
そして、強化繊維束2が第1樹脂槽16内を通過する際には、第2樹脂槽15で含浸された第2樹脂7aに対して第1樹脂槽16で含浸される第1樹脂7bが置き換わるか、又は第2樹脂7aと第1樹脂7bとが混合・積層する状態となり、結果として、含浸させたい第1樹脂7bが強化繊維束2の内部まで(芯まで)浸透しやすくなる。
しかも、第2樹脂槽15中で強化繊維束2に気泡が含まれていたとしても、強化繊維束2が第2樹脂槽15から第1樹脂槽16へ引き出される際に抜出口21によってしごかれるので、この気泡が繊維束外へと押し出され、強化繊維束2内には第2樹脂7aだけでなく第1樹脂7bも十分にしみ込んで行き渡るようになる。
When the reinforcing
Moreover, even if the reinforcing
それゆえ、強化繊維束2には溶融樹脂の含浸不良に伴う空隙が残ることはなく、強化繊維束2の内部にまで熱可塑性樹脂(第1樹脂7b)を良好に含浸させることができ、強化繊維23(図3中に示す)の分散性に優れ且つ気泡のないペレット30を製造することができる。また、第2樹脂槽15の第2樹脂7aと第1樹脂槽16の第1樹脂7bがともに強化繊維束2へ含浸するため、ペレット30としての最終的な樹脂含有率を上げることができる。
Therefore, voids due to poor impregnation of the molten resin do not remain in the reinforcing
なお、この樹脂含浸部8では、強化繊維束2への含浸性や密着性を向上させるために添加剤(例えば、マレイン酸変性PPなど)を入れることができる。この場合、添加剤は、第2樹脂槽15の第2樹脂7aにのみ添加すればよい。このようにすることで、使用する添加剤の総量を抑制できる利点がある。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
In addition, in this
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed according to the embodiment.
1 製造装置
2 強化繊維束
7a 第2樹脂
7b 第1樹脂
15 第1樹脂槽
16 第2樹脂槽
20 隔壁
21 抜出口
30 ペレット
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第1樹脂槽と第2樹脂槽とは隔壁により隔てられており、前記隔壁には強化繊維束を第2樹脂槽から第1樹脂槽へと抜き出す抜出口が設けられ、
前記強化繊維束を、第2樹脂槽から抜出口を経由し第1樹脂槽へと引き抜くことで、前記第2樹脂が含浸した強化繊維束に第1樹脂を含浸させる構成とされていて、
前記抜出口は、第2樹脂槽から第1樹脂槽へと強化繊維束が引き出されるときに当該強化繊維束をしごいて気泡を押し出し可能にする口径で形成されており、
前記抜出口の内径が強化繊維束の径と略同じとされていることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。 A first resin tank for storing the thermoplastic first resin impregnated in the reinforcing fiber bundle in a molten state; and the impregnated reinforcing fiber bundle prior to impregnation in the first resin tank and melted from the first resin. A second resin tank for storing the second resin having a low viscosity in a molten state;
The first resin tank and the second resin tank are separated by a partition, and the partition is provided with an outlet for extracting the reinforcing fiber bundle from the second resin tank to the first resin tank,
The reinforcing fiber bundle is configured to impregnate the first resin into the reinforcing fiber bundle impregnated with the second resin by pulling the reinforcing fiber bundle from the second resin tank to the first resin tank via the outlet .
The outlet is formed with a diameter that allows the reinforcing fiber bundle to be squeezed out to extrude bubbles when the reinforcing fiber bundle is drawn from the second resin tank to the first resin tank,
An apparatus for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand, wherein an inner diameter of the outlet is substantially the same as a diameter of a reinforcing fiber bundle .
前記第1樹脂槽と第2樹脂槽とは隔壁により隔てられており、前記隔壁には強化繊維束を第2樹脂槽から第1樹脂槽へと抜き出す抜出口が設けられ、
前記強化繊維束を、第2樹脂槽から抜出口を経由し第1樹脂槽へと引き抜くことで、前記第2樹脂が含浸した強化繊維束に第1樹脂を含浸させる構成とされていて、
前記隔壁は、槽間での熱移動を抑制する断熱部材で構成されて、前記第1樹脂槽と第2樹脂槽が互いに異なる温度で樹脂を保持できるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造装置。 A first resin tank for storing the thermoplastic first resin impregnated in the reinforcing fiber bundle in a molten state; and the impregnated reinforcing fiber bundle prior to impregnation in the first resin tank and melted from the first resin. A second resin tank for storing the second resin having a low viscosity in a molten state;
The first resin tank and the second resin tank are separated by a partition, and the partition is provided with an outlet for extracting the reinforcing fiber bundle from the second resin tank to the first resin tank,
The reinforcing fiber bundle is configured to impregnate the first resin into the reinforcing fiber bundle impregnated with the second resin by pulling the reinforcing fiber bundle from the second resin tank to the first resin tank via the outlet .
The partition wall is made of a heat insulating member that suppresses heat transfer between the tanks, and the first resin tank and the second resin tank can hold the resin at different temperatures. Item 2. An apparatus for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand according to Item 1.
前記第1樹脂槽と第2樹脂槽とを隔壁を用いて隔てると共に、当該隔壁に強化繊維束が通過可能な抜出口を形成しておき、
前記第2樹脂槽で第2樹脂が含浸した強化繊維束を前記抜出口を経由して第1樹脂槽へと直接引き抜くことで、前記第2樹脂が含浸した強化繊維束に第1樹脂を含浸させること
を特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ストランドの製造方法。
Using the manufacturing apparatus according to claim 1 or 2, a method for producing a long fiber-reinforced thermoplastic resin strand to produce a long fiber-reinforced thermoplastic resin strands,
Separating the first resin tank and the second resin tank using a partition, and forming an outlet through which the reinforcing fiber bundle can pass through the partition,
The reinforcing fiber bundle impregnated with the second resin in the second resin tank is directly drawn out to the first resin tank via the outlet, so that the reinforcing fiber bundle impregnated with the second resin is impregnated with the first resin. A process for producing a long fiber reinforced thermoplastic resin strand, characterized by comprising:
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