JPH02269027A - 非線形強化熱可塑性複合物品の連続引抜成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全般的に、非線形熱可塑性複合物品を引抜成形
する方法並びに装置に房し； さらに特別には、引抜成形可塑性複合体に角形曲がりを
連続的に形成する方法並びに装置に関する。

引抜成形法によって繊維強化材によって強化された成形
熱硬化樹脂生成物の製法は十分に確立されている。かよ
うな引抜成形法においては、一つ以上の強化ｉ＊ｍスト
ランドをクリールから引張り、含浸用の熱硬化性樹脂槽
を通過させ、次いで加熱複合体フォーミングダイを通じ
て引張り、ここで樹脂マトリックスが所望の形状に形成
され、かつ、硬化する。各種のガイド、予備付形および
予熱機構および装置が、加熱フォーミングダイと共にお
よび（または）その部分として一般に使用されている。

木用ａＪｌにおいて以侵使用する「加熱フォーミングダ
イ」の用語は、かようなガイド、予備付形並びに予熱装
置も包含させる考えである。加熱フォーミングダイの後
に配置される引取機構は複合体を１程中を前進させる。

一般に成形複合体は決められた長さの物品に切断される
。

熱可塑性物質の強化複合生成物の引抜成形法も開発され
、かつ、以前から使用されている。かような方法は、熱
可塑性物質含浸強化材を加熱フォーミングダイを通して
引張るか、または加熱フォーミングダイに次いで、熱可
塑性物質を最初に溶融させ、釘形し、次いで、熱可塑性
物質が凝固する温度に冷却させるような温度を有する冷
却ダイを通して引張るのを除いては、上記の熱硬化樹脂
複合体生成物の製造方法と同様である。

慣用の引抜成形装置は、連続的に運転され、線形強化複
合体を生産する。すなわち、形成される複合体は加熱フ
ォーミングダイおよび実質的に線状経路中にある引抜成
形装置の他の部分を通じて引張られ、単一直線軸線を有
する物品のような選定された長さの物品に切断される。

１９７５年３月２５日にＧＯｌｄＷＯｒｔｈｖ等に発行
されたｕ、ｓ、ｐ、鞄３．８７３，３９９には、長さの
少なくとも一部分が弯曲している引抜成形強化熱硬化樹
脂複合物の形成方法および装置が開示されている。この
方法および装置には、全長にわたつて弓形に弯曲してお
り、閤にダイキャビティを形成しているＶＡＷ４ダイ部
分の使用が含まれている。

１９８４年９月４日にｃｏ＋ｄｗｏｒｔｈｙ等に発行さ
れたＵ、Ｓ、Ｐ、Ｎ１３，４６９，５４１には、弓形形
状強化熱硬化樹脂複合物品を製造する引抜成形法が開示
されている。この方法では、横断面の異なるダイアブロ
ーチを使用し、一定の横断面容積を有するまたは有しな
い変動横断面形状を有する強化複合体物品を形成する。

Ｋｉｌｗｅｙｅｒ等に発行された１９８０年３月２５日
付のｕ、ｓ、ｐ、馳４，１９４，８７３．１９８０年９
月１５日の４，２８９，４６５および１９８１年１０月
２０日付の４．２９６．０６０には、変動横断面形状お
よび線形軸線を有する熱硬化樹脂マトリックスの引抜成
形連続繊維強化複合物品が開示されている。

本発明によって、１１以上の角形または弓形曲がりを有
する非線形強化熱可塑性複合物品を連続的に引抜成形す
るための方法並びに装置が提供される。非線形とは物品
が単一直線軸とは異って伸びていることの意味である。

久ｍ１１造 熱可塑性物質を含浸させた繊維強化材を、加熱フォーミ
ングダイを通して引張ることによって非線形強化熱可塑
性複合物品を連続的に引抜成形する方法が提供される。

ダイの温度は、熱可塑性物質が最初に溶融し、ダイを出
たとき成形熱可塑性複合体がなお変形可能であるような
温度である。

変形可能な複合体を、冷却の間複合体が加熱フォーミン
グダイを通過する方向に対して横に移動させ、それによ
って該複合体中に角形曲がりを形成する。次いで複合体
を１個以上の角形曲がりを有する非線形物品に分離する
。この方法を実施するための装置も提供される。

本発明は、添付の図面と関連させて次の好ましい態様の
説明を読めば当業者には容易に明らかになるであろう。

ましい、　の響 ８１図を参照すると、本発明の引抜成形装置が例示され
ており、全般的に数字１０によって示す。

装置１０には、１本以上の強化繊維ストランド１４が引
出され、そしてガイド１５を通過するクリール１２が含
まれる。ガイド１５からストランド１４は、次いで熱可
塑性物質を含有する槽１６を通って引張られ、それによ
ってストランドは熱可塑性物質で含浸される。

ストランド１４の強化繊維は、好ましくはガラス繊維、
炭素繊維、アラミド繊維などから成る群から選ばれる。

本発明によって多種類の熱可塑性物質が利用できる。か
ような熱可塑性物質の例は、ポリ（アリーレンサルファ
イド）、ナイロン、ポリカーボネート、ポリアミド−イ
ミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリオレフィン、ポリ（７リーレン
サルフアイドスルホン）、ポリ（アリーレンサルファイ
ドケトン）などである。これらのうちでポリ（アリーレ
ンサルファイド）が好ましく、その中でポリ（フェニレ
ンサルファイド）が最も好ましい。

ポリ（アリーレンサルファイド）の用語には、ホモポリ
マーおよび少なくとも１５０℃、さらに好ましくは約２
００°〜約５００℃の融点または軟化点を有する常態で
固体のアリーレンサルファイドコポリマー、ターポリマ
ーなどが含まれる。

ポリ（アリーレンサルファイド）物質の他の例は、ポリ
（４，４’−ビフェニレンサルファイド）、ポリ（２，
４−１リレンサルフアイド）およびρ−ジクロＯベンゼ
ン、２．４−ジクロロトルエンおよび硫化ナトリウムか
らのコポリマーなどである。

槽１６中において使用される熱可塑性物質は固体粉末形
態または水のような液体担体中における粉末のスラリー
も利用できる。繊維ストランド１４は、槽１６中に繊維
を拡げ、かつ、ａ！維を熱可塑性物質で含浸させる数本
のりデイレクト（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）バーの周囲を通過
する。水スラリーを使用したときは、水を除去し、かつ
、固体熱可塑性物質で含浸された乾燥ストランドを形成
する加熱乾燥室（示してない）を使用する。別態様にお
いては、熱可塑性樹脂を既に含浸した繊維強化物質の供
給手段をストランド含ｆｆ１＊１６および連携Ｉｌｌの
代りに使用する。

熱可塑性物質槽１６または予備含浸させた強化物質の供
給源からの熱可塑性含浸強化線ｗ１２０のストランドは
、加熱フォーミングダイ２２を通過する。前記したよう
に、加熱フォーミングダイ２２は、ガイド、予備付形、
予熱およびフォーミング装置を含む直列のａ種の構成部
材から成ることができる。加熱フォーミングダイ２２は
、人口から出口まで全般的に減少する温度勾配に維持さ
れ、それによって熱可塑性物質を最初に溶融させ次いで
釘形または成形の間冷即することができる。得られた成
形熱可塑性複合体２４の出口温度は該熱可塑性物質がな
お変形可能なような温度である。

温度勾配の代りに、熱可塑性物質を完全に溶融させ、か
つ、これがなお変形可能であるような温度でダイを出す
のに十分な温度であれば加熱フォーミングダイ２２は均
−ｍ瓜を有することができる。例えば、熱可塑性物質が
ポリ（フェニレンサルファイド）である場合には、加熱
フォーミングダイ２２の温度は、熱可塑性物質を溶融さ
せ、かつ、複合体が約３００℃でダイを出るような均一
温度でもよい。

加熱フォーミングダイ２２を出た複合体２４は選択的に
移動可能なガイド２６を通して引張られる。その好まし
い形態において、ガイド２６は溶融状態で冷却ダイに入
る複合体２４が熱可塑性物質の融点以下の濃度に維持さ
れている冷却ダイを含む。ガイド２６から複合体物質は
、引抜成形法において一般に使用されている種類の掴み
／引張機構２７を通過する。引張機構２７を通過した後
、複合体２４は切断・装＠２８によって所望長さの物品
３０に切断される。

非線形熱可塑性複合物品形成用の装Ｗｉ１０の操作にお
いて、複合体２４がガイド２６を通して引張られるに伴
い、複合体は冷却され、かつ、複合体が加熱ダイ２２を
通過する方向に対して横に周期的に移動させる。すなわ
ち、ガイド２６は横に往復運動をし、これが今度は複合
体２４が冷却され引抜成形設備１０によって引張られる
のに伴って複合体を横に往復運動をさせる。この方法で
は、引張および切断工程の完結後に角形曲がり（ａｎｇ
ｕｌａｒ　ｂｅｎｄｓ）を含有する複合物品が製造され
る。「角形曲がり」の用語は、複合体の一対の直線部分
が弓形部分によって互に接続されている形彫を表わすの
に本川ｌｌ書において使用する。例えば、特に第６図を
参照すると、一対の角形曲がり３４および３６を有する
強化熱可塑性複合物品３２が示しである。

特に第２〜５図を参照すると、加熱フォーミングダイ２
２と引取手段２７に関するガイド２６の操作によって複
合体２４に角形曲がりを形成する状況が示されている。

第２図には、加熱フォーミングダイ２２、ガイド２６お
よび引取手段２７が問題のガイド２６で加熱フォーミン
グダイおよび引取手段２７の中心線の位置から移動して
いる状態が示されている。中心線は断続１ｉ１２５によ
って示されている。引取手段２７によって複合体２４中
に生成された張力は、複合体２４を加熱フォーミングダ
イ２２とガイド２６との問およびガイド２６と引取手段
２７との間を本質的にｌｌＩｗＡで左右に移動させる。

ガイド２６の横移動により、かつ、その結果として複合
体２４中に冷却の間生成された角形曲がりは、複合体２
４に固定され、かつ、複合体２４上の張力が解放された
後に再び出現する。

第３図は、ガイド２６がその中心線位置に戻り、かつ、
運転されており、第２図に示した操作の間ガイド２６を
通過した複合体２４の部分が引取手段２７を通過した後
の時点のダイ２２、ガイド２６および引取手段２７を示
す。引取手段２７を通過したことによって複合体２４の
張力は解放され、第２図に示したガイド２６の運動に相
当する角形曲がり４０が複合体２４中に現われる。得ら
れた物品は、第３図に示した複合体のセクション２４の
２つの直線軸に沿って伸びているから上記の定義のよう
に非線形である。

第４図には、ガイド２６が中心線２５から反対方向に移
動した瞬間より、なお債の時点でのダイ２２、ガイド２
６および引取手段２７を示す。

第５図には、ガイド２６が中心位置に戻り、がっ、運転
されており、ガイド２６を通過した複合体２４の部分は
引取手段２７を既に通過した後の時点でのダイ２２、ガ
イド２６および引取装置２７を示す。第４図に示したガ
イド２６の運動に相当する角形曲がり４２が、複合体が
引取手段２７を通過した後に複合体２４中に現われてい
る。

複合体２４を角形曲がり４０および４２を含有する長さ
に切断されたとき、第６図に示した物品３２のような物
品が、物品３２の曲がり３４および３６に相当する曲が
り４ｏおよび４２を有して形成される。この物品は三つ
の直線軸に沿って伸びるセクション２４を有する。当業
者には理解できるであろうが、加熱フォーミングダイ２
２を通して複合体２４を引張り、複合体の冷却の間ガイ
ド部１１４２６の往復運動によって複合体中に角形曲が
りを形成し、そして、固定された曲がりを有する複合体
を決められた長さの物質に切ｌｌｉする方法は、所望数
の非線形物品が製造されるまで連続的に行うことができ
る。

説明した角形曲がりは中心１１２５からガイド２６を単
に移すこと以外の方法によっても形成できることも理解
できるであろう。例えば、ガイド２６を伸ばし、そして
、その入口域がなお中心線に在る間にその出口域を中心
線から離すような位置に妨かせば、ガイド２６全体が、
その入口および出口載量の線を中心線に平行に保持しな
がらあたかも反対方向に中心線を離れて移動したように
同じ方向に曲がりを有する複合体が得られるであろう。

同様にガイド２６を中心線に保持するが、引取手段２７
を中心線から離して移動させることによっても、あたか
もガイド２６が反対方向に中心線を離れて移動したよう
に同じ方向に曲がりを有する複合体が得られるであろう
。同様な効果が１ｑられる他の変法も当業者には同様に
明らかであろう。

上述したように、ガイド２６は各種の形態を取ることが
できるが、冷却グイと同じ設計のものが好ましい。ガイ
ド２６を通過するときの複合体２４の温度は、複合体２
４がなお変形可能な温度から該複合体を構成している熱
可塑性物質の融点より低い温度に低下させるように制御
する。ガイド４゜ ２６が中心線を離れて繰返し横に移動し、かつ、中心線
に戻る結果として、角形曲がりが複合体に固定される。

このように、本発明は目的を実施し、かつ、上記した並
びに固有の目的および利点を達成するために十分適合し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の一形態の
略図である。 第２図〜第５図は、第１図の装置の一部分の略図であり
、特に、非線形強化熱可塑性複合物品形成のための操作
の略図である。 第６図は第１〜５図に示した装置によって形成される型
の非輪形強化熱可塑性複合物品の側面図である。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）非線形強化熱可塑性複合物品を連続的に引抜成形
   する方法であつて、 熱可塑性物質を含浸させた強化材を、該熱可塑性物質が
   最初に溶融し、かつ、ダイを出る得られた成形熱可塑性
   複合体がなお変形可能であるようなダイ温度を有する加
   熱複合体形成用ダイを通して引抜き； 該変形可能な複合体を冷却させる間に、該複合体が前記
   の加熱ダイを通過する方向に対して該複合体を横に移動
   させて該複合体に１個以上の角形または弓形曲がりを生
   成させ；そして 前記の冷却複合体を分離された非線形物品に分割する ことを特徴とする前記の方法。
2. （２）前記の熱可塑性物質が、ポリ（アリーレンサルフ
   アイド）、ナイロン、ポリカーボネート、ポリアミド−
   イミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエー
   テルエーテルケトン、ポリオレフィン、ポリ（アリーレ
   ンサルフアイドスルホン）またはポリ（アリーレンサル
   フアイドケトン）である請求項１に記載の方法。
3. （３）前記の熱可塑性物質が、ポリ（アリーレンサルフ
   アイド）である請求項２に記載の方法。
4. （４）前記のポリ（アリーレンサルフアイド）が、ポリ
   （フェニレンサルファイド）である請求項３に記載の方
   法。
5. （５）前記の強化材が、ガラス繊維、炭素繊維またはア
   ラミド繊維の少なくとも１種のストランドから成る請求
   項１〜４の任意の１項に記載の方法。
6. （６）前記の変形可能な複合体を、前記の加熱ダイを出
   た後に冷却ガイドを通して引張り、そして、該冷却ガイ
   ドを該複合体が前記の加熱ダイを通過する方向に対して
   横に移動させ、それによつて該複合体を横に移動させる
   請求項１〜５の任意の１項に記載の方法。
7. （７）前記の得られた強化繊維の含浸ストランドを前記
   の加熱複合体フォーミングダイを通して引張り、前記の
   冷却複合体を決められた長さの非線形物品に切断する前
   に、少なくとも１種の強化繊維のストランドの前記の熱
   可塑性物質による含浸を含む請求項１〜６の任意の１項
   に記載の方法。
8. （８）非線形熱可塑性複合物品を引抜成形する装置であ
   って、 熱可塑性物質を含浸させた強化材を供給する供給手段； 前記の熱可塑性物質を溶融させ、かつ、前記の強化材お
   よび熱可塑性物質を、ダイ手段を出たときなお変形可能
   である複合体に成形する加熱複合体フォーミングダイ手
   段； 前記の変形可能な複合体を冷却させる間に該複合体が前
   記の加熱ダイ手段を通過する方向に対して横に該複合体
   を移動させ、それによって該複合体中に１個以上の角形
   曲がりを形成するためのガイド手段；および 前記の熱可塑性物質含浸強化材およびそれから形成され
   た前記の複合体を、前記の供給手段から前記の加熱ダイ
   および前記のガイド手段を通して引張るための手段 から或ることを特徴とする前記の装置。
9. （９）前記のガイド手段に、前記の複合体が前記の加熱
   ダイ手段を通過する方向に対して横方向に選択的に移動
   可能である冷却ダイを含む請求項８に記載の装置。
10. （１０）前記の供給手段が、少なくとも１種の繊維強化
    材の実質的に連続ストランドを供給する強化材供給手段
    ；および前記のストランドを前記の熱可塑性物質で含浸
    する含浸手段から成る請求項９に記載の装置。
11. （１１）前記の複合体を決められた長さの物品に切断す
    るための手段を含む請求項８〜１０の任意の１項に記載
    の装置。