JP2005248023A

JP2005248023A - Method for manufacturing fiber-reinforced thermoplastic resin molded product

Info

Publication number: JP2005248023A
Application number: JP2004060709A
Authority: JP
Inventors: Mitsunari Togawa; 三成外川; Seiichiro Eto; 誠一郎江藤; Toshihiro Hatsu; 敏博発
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2005-09-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article which enables resin coating of a fiber bundle in a desirable form by using a manufacturing apparatus having a simple structure. <P>SOLUTION: This method for manufacturing the fiber-reinforced thermoplastic resin molded article is characterized in that the value of X acquired by the formula: X=(100-Vf)/(L1-L2) is ≥450. In the formula, L1 is the diameter ϕL1 (mm) of a resin-coating-die inlet nozzle whereinto a continuous fiber bundle is introduced; L2 is the maximum diameter L2 (mm) at a position 30 mm short of the position where the fiber bundle is introduced into the coating die; and Vf is the volume fraction Vf (%) of fibers in a molded product after coated with a resin. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、熱可塑性樹脂と繊維とからなる繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関する。さらに詳しくは、連続した繊維束が導入される樹脂被覆ダイ入口ノズルの直径を、繊維束径に応じて最適化することで溶融樹脂を良好に被覆できるようにした繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article comprising a thermoplastic resin and fibers. More specifically, a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article that can satisfactorily coat a molten resin by optimizing the diameter of a resin-coated die inlet nozzle into which a continuous fiber bundle is introduced according to the fiber bundle diameter. It relates to a manufacturing method.

連続した繊維束を連続的に熱可塑性樹脂で被覆するには、樹脂被覆ダイの中心部に繊維束を通し、押出機より熱可塑性樹脂を樹脂被覆ダイに押し込み繊維束の周りに樹脂膜を形成して被覆するのが一般的であり、その代表的なものが電線被覆法である。例えば、特許文献１には、構造が簡単で経済的な装置で繊維強化熱可塑性樹脂成形体を得る製造方法が開示されている。しかしこの製造方法では、繊維束が樹脂被覆される際に成形体中心へ配置されるような工夫がないため、繊維束の一方の面側にのみ樹脂が偏って被覆される傾向があり、被覆された後の被覆樹脂中の繊維の体積分率が低い領域では問題にならないものの、体積分率が高い領域では、樹脂の繊維未被覆部分の残存により、製造工程中の繊維束の破断、毛羽立ちを招き、最終的には製造装置内における糸切れを引き起こしたり、その後該成形体をカッティングして得られるペレット等に毛玉を生じさせる原因となり、またかかるペレット等を原料とした成形品に品質上の欠陥を生じさせる原因となっていた。 To continuously coat a continuous fiber bundle with a thermoplastic resin, the fiber bundle is passed through the center of the resin-coated die, and the thermoplastic resin is pushed into the resin-coated die from an extruder to form a resin film around the fiber bundle. The covering is generally performed, and a typical one is the wire covering method. For example, Patent Document 1 discloses a manufacturing method for obtaining a fiber-reinforced thermoplastic resin molded body with an apparatus having a simple structure and being economical. However, in this manufacturing method, since there is no device that is arranged at the center of the molded body when the fiber bundle is resin-coated, there is a tendency that the resin is coated unevenly on only one side of the fiber bundle. This is not a problem in the area where the fiber volume fraction in the coated resin is low, but in the area where the volume fraction is high, the fiber uncovered portion of the resin remains and the fiber bundle breaks and fluffs during the manufacturing process Will eventually cause yarn breakage in the production equipment, and cause fluffing in pellets obtained by cutting the molded body, and quality of molded products made from such pellets as raw materials. It was the cause of the above defects.

一方、このような樹脂の繊維未被覆部分の発生を解消する技術に関して、例えば特許文献２には、繊維束通路として特定の形状を有する蛇行通路を有する樹脂被覆ダイを使用する方法が開示されており、また、特許文献３には、樹脂被覆ダイ内で繊維束に樹脂を二度被覆する方法が開示されているが、これらの方法は製造装置が複雑になりメンテナンスも困難になるため、経済的な問題を抱えている。このように、製造装置の構造が簡単であって、繊維束への樹脂被覆が改良された繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法の出現が望まれていた。
特開平１０−２７８０９２号公報特許第３４１５２６１号公報特開平３−２７２８３０号公報 On the other hand, regarding a technique for eliminating the occurrence of such a resin uncovered portion of resin, for example, Patent Document 2 discloses a method of using a resin-coated die having a meandering passage having a specific shape as a fiber bundle passage. In addition, Patent Document 3 discloses a method of coating a fiber bundle twice with a resin in a resin coating die. However, these methods make the manufacturing apparatus complicated and difficult to maintain. Have a general problem. Thus, the advent of a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded body having a simple structure of the production apparatus and improved resin coating on the fiber bundle has been desired.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-278092 Japanese Patent No. 3415261 JP-A-3-272830

本発明の課題は、かかる従来技術における問題点に鑑み、簡単な構造の製造装置を用いて、望ましい形態で繊維束への樹脂被覆を行うことが可能な繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法を提供することにある。 In view of the problems in the prior art, an object of the present invention is to provide a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded body capable of performing resin coating on a fiber bundle in a desired form using a production apparatus having a simple structure. Is to provide.

上記課題を解決するために、本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法は、連続した繊維束を引き取りながら樹脂被覆ダイを通過させることによって繊維束に熱可塑性樹脂を被覆させて繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造する方法において、繊維束が導入される樹脂被覆ダイ入口ノズルの直径φＬ１（ｍｍ）と、繊維束が樹脂被覆ダイへ導入される手前３０ｍｍにおける最大径Ｌ２（ｍｍ）とが次式（１）を満足する樹脂被覆ダイを使用することを特徴とする方法からなる（第１の方法）。
Ｌ１＜Ｌ２＋０．２（１）
但し、Ｌ１−Ｌ２≧０．０５である。 In order to solve the above problems, a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article according to the present invention is a method in which a fiber bundle is coated with a thermoplastic resin by passing a resin-coated die while taking a continuous fiber bundle. In the method for producing a reinforced thermoplastic resin molded body, the diameter φL1 (mm) of the resin-coated die inlet nozzle into which the fiber bundle is introduced and the maximum diameter L2 (mm) at 30 mm before the fiber bundle is introduced into the resin-coated die And using a resin-coated die satisfying the following formula (1) (first method).
L1 <L2 + 0.2 (1)
However, L1-L2 ≧ 0.05.

また、本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法は、連続した繊維束を引き取りながら樹脂被覆ダイを通過させることによって繊維束に熱可塑性樹脂を被覆させて繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造する方法において、繊維束が導入される樹脂被覆ダイ入口ノズルの直径φＬ１（ｍｍ）と、繊維束が樹脂被覆ダイへ導入される手前３０ｍｍにおける最大径Ｌ２（ｍｍ）と、樹脂が被覆された後の成形体中の繊維の体積分率Ｖｆ（％）とから次式（２）で求められるＸの値が４５０以上であることを特徴とする方法からなる（第２の方法）。
Ｘ＝（１００−Ｖｆ）／（Ｌ１−Ｌ２）（２）
但し、Ｌ１−Ｌ２≧０．０５、また、Ｖｆは、５０≧Ｖｆ＞１０の範囲である。 The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded body according to the present invention includes a fiber-reinforced thermoplastic resin molded body in which a fiber bundle is coated with a thermoplastic resin by passing a resin-coated die while taking a continuous fiber bundle. The diameter of the resin-coated die inlet nozzle φ1 (mm) into which the fiber bundle is introduced and the maximum diameter L2 (mm) 30 mm before the fiber bundle is introduced into the resin-coated die are coated with the resin. The value of X calculated | required by following Formula (2) from the volume fraction Vf (%) of the fiber in a molded object after a further consists of 450 or more (2nd method).
X = (100−Vf) / (L1−L2) (2)
However, L1-L2 ≧ 0.05 and Vf is in the range of 50 ≧ Vf> 10.

この第２の方法においては、Ｘ値が５００以上であることが好ましい。また、Ｖｆが、５０≧Ｖｆ≧２０の範囲にあることが好ましい。 In the second method, the X value is preferably 500 or more. Moreover, it is preferable that Vf exists in the range of 50> = Vf> = 20.

また、上記第１、第２の方法においては、繊維束を構成する繊維として各種の強化繊維を使用でき、代表的には炭素繊維を使用できる。また、熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルファイド、スチレン系重合体から選ばれる１種の樹脂または２種以上の混合樹脂を使用できる。 In the first and second methods, various reinforcing fibers can be used as the fibers constituting the fiber bundle, and typically carbon fibers can be used. Moreover, as a thermoplastic resin, 1 type of resin chosen from polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, and a styrene polymer, or 2 or more types of mixed resin can be used, for example.

本発明によれば、樹脂被覆ダイ入口ノズルの直径と、繊維束が樹脂被覆ダイへ導入される手前における最大径とを特定の関係とすることにより、あるいは、樹脂被覆ダイ入口ノズルの直径と、繊維束が樹脂被覆ダイへ導入される手前における最大径と、樹脂が被覆された後の成形体中の繊維の体積分率とから求められるＸ値を特定の範囲に入るようにすることにより、装置的には簡素な構造に保ちつつ、繊維束に対し全周にわたって偏りのない均一な状態での良好な樹脂被覆状態を得ることが可能となり、製造中のトラブルを生じさせることなく、目標とする優れた性能、形態の繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。 According to the present invention, by having a specific relationship between the diameter of the resin-coated die inlet nozzle and the maximum diameter before the fiber bundle is introduced into the resin-coated die, or the diameter of the resin-coated die inlet nozzle, By making the X value obtained from the maximum diameter before the fiber bundle is introduced into the resin-coated die and the volume fraction of the fibers in the molded body after the resin is coated fall within a specific range, While maintaining a simple structure in terms of equipment, it is possible to obtain a good resin coating state in a uniform state with no deviation over the entire circumference of the fiber bundle, and without causing trouble during production, It is possible to produce a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article having excellent performance and form.

以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれら実施態様に限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.

図１は、本発明の一実施態様に係る繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法に使用される製造工程全体の概略を示したのものである。図中、１はロービングから取り出された連続繊維束で矢印ｖの方向へ走行される。２は開繊装置、３は開繊された連続繊維束、４は溶融熱可塑性樹脂を供給する押出機、５は連続繊維束３に溶融熱可塑性樹脂を被覆する樹脂被覆ダイ、６は溶融熱可塑性樹脂が被覆された連続繊維束、７は冷却装置、８はペレタイズ装置、９はペレット化された繊維強化熱可塑性樹脂成形体をそれぞれ示している。 FIG. 1 shows the outline of the whole manufacturing process used for the manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin molding which concerns on one embodiment of this invention. In the figure, 1 is a continuous fiber bundle taken out from roving and travels in the direction of arrow v. 2 is an opening device, 3 is an opened continuous fiber bundle, 4 is an extruder for supplying a molten thermoplastic resin, 5 is a resin coating die for coating the continuous fiber bundle 3 with a molten thermoplastic resin, and 6 is a heat of fusion. A continuous fiber bundle coated with a plastic resin, 7 is a cooling device, 8 is a pelletizing device, and 9 is a pelletized fiber-reinforced thermoplastic resin molding.

上記連続繊維束１としては、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またはこれらの組み合わせが使用でき、ロービング、ヤーン等の連続繊維が使用できる。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、得られる繊維強化樹脂成形体の特性を考慮すると、炭素繊維が好ましい。また、炭素繊維の繊維径は特に制限はないが、得られる繊維強化樹脂成形体の力学特性の観点から１〜５０μｍが好ましく適用できる。 As the continuous fiber bundle 1, for example, high melting point fibers such as glass fiber, carbon fiber, metal fiber, aromatic polyamide fiber, etc., or a combination thereof can be used, and continuous fibers such as roving and yarn can be used. These fibers are usually treated with a known surface treatment agent (bundling agent), but are not limited thereto. Among these fibers, carbon fibers are preferable in consideration of the characteristics of the obtained fiber-reinforced resin molded product. The fiber diameter of the carbon fiber is not particularly limited, but 1 to 50 μm is preferably applicable from the viewpoint of mechanical properties of the obtained fiber reinforced resin molded product.

連続繊維束１は、開繊装置２により開繊される。開繊手段は特に限定されず、例えばロールバー、静電気、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の方法を用いることができる。 The continuous fiber bundle 1 is opened by the opening device 2. The opening means is not particularly limited, and methods such as a roll bar, static electricity, air jet, water jet, tension bar, and needle punch can be used.

本発明においては、樹脂被覆ダイ５の入口ノズル径が重要な要素となる。本発明の樹脂被覆工程で採用される樹脂被覆ダイ５には、クロスヘッドダイを用いることが好ましい。図２は樹脂被覆工程を説明するものである。３は開繊された連続繊維束、５は樹脂被覆ダイ、１０は押出機４から供給された溶融熱可塑性樹脂、６は溶融熱可塑性樹脂が被覆された連続繊維束、Ｌ２（ｍｍ）は樹脂被覆ダイのノズル入口より３０ｍｍ手前の連続繊維束最大径、φＬ１（ｍｍ）は入口ノズル径を示している。 In the present invention, the inlet nozzle diameter of the resin-coated die 5 is an important factor. A cross head die is preferably used as the resin coating die 5 employed in the resin coating step of the present invention. FIG. 2 illustrates the resin coating process. 3 is an opened continuous fiber bundle, 5 is a resin-coated die, 10 is a molten thermoplastic resin supplied from an extruder 4, 6 is a continuous fiber bundle coated with a molten thermoplastic resin, and L2 (mm) is a resin. The maximum continuous fiber bundle diameter φL1 (mm) 30 mm before the nozzle inlet of the coating die indicates the inlet nozzle diameter.

後述の実施例で説明するように、Ｌ２が１．６５ｍｍである炭素繊維束を使用して、種々のφＬ１径で、種々の繊維体積分率を有する繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造したときのペレット不良率（得られたペレット中の不良ペレットの数の割合）の結果を表１に示す。表２は、Ｌ２が１．２０ｍｍの場合の結果である。得られる成形体の良否はペレット不良率で判断され、好ましくは０．３％未満、最も好ましくは０％である。 As described in Examples below, when a fiber reinforced thermoplastic resin molded body having various fiber volume fractions with various φL1 diameters using a carbon fiber bundle having L2 of 1.65 mm is manufactured. Table 1 shows the results of the percentage of defective pellets (ratio of the number of defective pellets in the obtained pellets). Table 2 shows the results when L2 is 1.20 mm. The quality of the obtained molded product is judged by the pellet defect rate, and is preferably less than 0.3%, and most preferably 0%.

表１から明らかなとおり、（Ｌ１＋０．２）である１．８５ｍｍ未満で不良率が０．３％未満と好ましい繊維強化熱可塑性樹脂成形体が得られる。表２も同様に、（Ｌ１＋０．２）の１．４０ｍｍ未満で不良率が０．３％未満と好ましい繊維強化熱可塑性樹脂成形体が得られる。また、表１、表２とも（Ｌ１−Ｌ２）が０．０５ｍｍ未満では、入口ノズル部で炭素繊維束の破断が生じ製造不可能である。 As is apparent from Table 1, a preferred fiber-reinforced thermoplastic resin molded article having a (L1 + 0.2) of less than 1.85 mm and a defect rate of less than 0.3% is obtained. Similarly, in Table 2, a preferable fiber-reinforced thermoplastic resin molded article having (L1 + 0.2) of less than 1.40 mm and a defect rate of less than 0.3% is obtained. Further, in both Tables 1 and 2, if (L1-L2) is less than 0.05 mm, the carbon fiber bundle is broken at the inlet nozzle portion and cannot be manufactured.

これらの結果から本発明に至った。すなわち、入口ノズル径φＬ１（ｍｍ）が、Ｌ２（ｍｍ）との関係が式（１）を満足する樹脂被覆ダイを使用することを特徴とする第１の方法である。
Ｌ１＜Ｌ２＋０．２（１）
但し、Ｌ１−Ｌ２≧０．０５である。 These results led to the present invention. That is, the first method is characterized in that a resin-coated die having a relationship between the inlet nozzle diameter φL1 (mm) and L2 (mm) satisfying the formula (1) is used.
L1 <L2 + 0.2 (1)
However, L1-L2 ≧ 0.05.

また、上記実験結果をφＬ１（ｍｍ）、Ｌ２（ｍｍ）、製造した繊維強化熱可塑性樹脂成形体の繊維体積分率Ｖｆ（％）とペレット不良率とを解析した結果、本発明の第２の方法に至った。すなわち、次式（２）で求められるＸ値が４５０以上であることを特徴とする方法である。
Ｘ＝（１００−Ｖｆ）／（Ｌ１−Ｌ２）（２）
但し、Ｌ１−Ｌ２≧０．０５、また、Ｖｆは、５０≧Ｖｆ＞１０の範囲である。 In addition, as a result of analyzing the experimental results φL1 (mm), L2 (mm), the fiber volume fraction Vf (%) of the manufactured fiber-reinforced thermoplastic resin molded body, and the pellet defect rate, The method has been reached. That is, the method is characterized in that the X value obtained by the following equation (2) is 450 or more.
X = (100−Vf) / (L1−L2) (2)
However, L1-L2 ≧ 0.05 and Vf is in the range of 50 ≧ Vf> 10.

前述の表１、表２に式（２）から求められるＸ値を記載したが、Ｘ値が４５０以上で好ましい成形体が得られ、Ｘ値が５００以上でより好ましい成形体が得られる。また、本発明におけるＶｆ（％）の好ましい範囲は、５０≧Ｖｆ＞１０であり、より好ましくは、５０≧Ｖｆ≧２０である。Ｖｆがこの値より小さいと効果が小さく、Ｖｆが５０％より大きいと樹脂被覆量が少ないため本発明の方法で良好な成形体を得ることは困難である。本発明を利用すれば、使用する繊維のＬ２（ｍｍ）、製造する成形体の繊維体積分率Ｖｆ（％）から、製造するに好ましい入口ノズル径を容易に求めることが可能となる。 Although the X value calculated | required from Formula (2) was described in the above-mentioned Table 1 and Table 2, a preferable molded object is obtained when X value is 450 or more, and a more preferable molded object is obtained when X value is 500 or more. Moreover, the preferable range of Vf (%) in this invention is 50> = Vf> 10, More preferably, it is 50> = Vf> = 20. If Vf is smaller than this value, the effect is small, and if Vf is larger than 50%, the amount of resin coating is small, so that it is difficult to obtain a good molded product by the method of the present invention. If this invention is utilized, it will become possible to obtain | require easily a preferable inlet nozzle diameter for manufacture from L2 (mm) of the fiber to be used, and the fiber volume fraction Vf (%) of the molded object to manufacture.

入口ノズル形状は、繊維束がノズルへ接触した場合、例えば四角形状では角部で繊維破断が発生し易いため、円形が好ましい。出口ノズル形状は、特に限定しないが、製造する繊維強化熱可塑性樹脂成形体の断面形状に制約がない限り、加工費の点から円形が好ましい。また、出口ノズルは図２に示すように繊維束走行方向に入口ノズルに対して水平で真っ直ぐである。 When the fiber bundle comes into contact with the nozzle, the shape of the inlet nozzle is preferably a circular shape because, for example, a rectangular shape is likely to cause fiber breakage at the corners. The shape of the outlet nozzle is not particularly limited, but a circular shape is preferable from the viewpoint of processing cost as long as the cross-sectional shape of the fiber-reinforced thermoplastic resin molded body to be manufactured is not limited. Further, as shown in FIG. 2, the outlet nozzle is horizontal and straight with respect to the inlet nozzle in the fiber bundle traveling direction.

樹脂被覆ダイについて、大きさ、形状は特に制限はない。図２では、樹脂被覆ダイ５には一本の開繊された連続繊維束３のみ示しているが、実際には図面に垂直の奥行き方向（通路の幅方向と同じ）に連続繊維束３が多数平行して通過し、これらに対し同時に樹脂被覆を行うことができるようになっている。溶融樹脂の供給は、図１では上側からの例であるが、どの方向であってもよい。 There are no particular restrictions on the size and shape of the resin-coated die. In FIG. 2, only one opened continuous fiber bundle 3 is shown in the resin-coated die 5, but actually the continuous fiber bundle 3 is in the depth direction (same as the width direction of the passage) perpendicular to the drawing. Many pass through in parallel, and resin coating can be performed simultaneously on these. The supply of the molten resin is an example from the upper side in FIG. 1, but may be in any direction.

本発明において、前記被覆用樹脂としては、通常の熱可塑性樹脂を用いる。熱可塑性樹脂としては、結晶性および非晶性の両者を含み、樹脂の分子量としては、繊維束へ被覆後に適当な強度を発揮するものであれば特に制限はない。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１２、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・スチレン樹脂等のスチレン系重合体、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。中でも得られる繊維強化樹脂成形体の特性を考慮するとポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルファイド、スチレン系重合体が好ましく採用される。 In the present invention, a normal thermoplastic resin is used as the coating resin. The thermoplastic resin includes both crystalline and amorphous, and the molecular weight of the resin is not particularly limited as long as it exhibits an appropriate strength after being coated on the fiber bundle. For example, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamide such as nylon 6, nylon 66, nylon 11, nylon 12, nylon 610, nylon 612, polyacetal, polycarbonate, thermoplastic polyurethane, polyphenylene sulfide Polyphenylene oxide, polysulfone, polyether ketone, polyether amide, polyether imide, styrene polymers such as acrylonitrile / styrene resin, other thermoplastic resins, and combinations thereof can be used. Of these, polyamides, polyesters, polyphenylene sulfides, and styrene polymers are preferably employed in consideration of the properties of the obtained fiber reinforced resin molded product.

上記熱可塑性樹脂には、繊維強化樹脂成形体の用途、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、無機充填剤等を配合することもできる。 For the above thermoplastic resin, various additives such as antioxidants, antistatic agents, lubricants, plasticizers, mold release agents, flame retardants, flame retardant aids are used depending on the application and use conditions of the fiber reinforced resin molded product. An agent, a crystallization accelerator, a colorant, an inorganic filler, and the like can also be blended.

冷却装置７は、箱体の上面を内部から冷却水で冷やす態様のものに構成でき、樹脂被覆された連続繊維が箱体の上面を通過することで冷却される。冷却装置はその冷却方法に特に制限はないが、乾燥した成形体を得られる点から、上記のような接触式または乾燥冷気送風などの空冷式が好ましい。 The cooling device 7 can be configured to cool the top surface of the box with cooling water from the inside, and the continuous fiber coated with resin passes through the top surface of the box and is cooled. The cooling device is not particularly limited in its cooling method, but from the viewpoint of obtaining a dried molded body, the contact type as described above or the air cooling type such as dry cold air blowing is preferable.

ペレタイズ装置８は、ガットを引き取るニップ部とガットをカットするカット部を有する一般的なものであり、引き取りとカッティングが可能であれば特に制限されない。また、引き取りとカッティングを個別の装置を使用して行うことも好ましい。 The pelletizing device 8 is a general device having a nip portion for taking a gut and a cut portion for cutting the gut, and is not particularly limited as long as it can be taken and cut. It is also preferred that the picking and cutting be performed using separate devices.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、不良率は、１時間毎に１０回ペレット２００ｇを採取し、樹脂被覆不良、毛羽、割れなどの不良ペレット数を数え、採取した総ペレット数に占める割合を百分率（％）で表した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The defective rate was obtained by collecting 200 g of pellets 10 times every hour, counting the number of defective pellets such as defective resin coating, fluff, and cracks, and expressing the percentage of the total number of collected pellets as a percentage (%).

実施例１
繊維束として東レ（株）製炭素繊維（商品名”トレカ”、グレードＴ７００ＳＣ−２４０００）、熱可塑性樹脂として東レ（株）製ポリアミド６（商品名”アミラン”、グレードＣＭ１０１７）からなる種々の炭素繊維体積分率を有する繊維強化熱可塑性樹脂成形体を、図１の装置を用いて、ガット引き速度１５ｍ／分として、種々のノズル径で製造した。Ｌ２は１．６５ｍｍであった。それぞれの条件での不良率を表１に表す。なお、（１．６５＋０．０５）ｍｍ未満である１．６８ｍｍのノズル径においては、入口ノズルで繊維束が破断し製造不可能であった。 Example 1
Various carbon fibers made of carbon fiber (trade name “Trekka”, grade T700SC-24000) manufactured by Toray Industries, Inc. as a fiber bundle, and polyamide 6 (trade name “Amilan”, grade CM1017) manufactured by Toray Industries, Inc. as a thermoplastic resin. A fiber-reinforced thermoplastic resin molded body having a volume fraction was produced with various nozzle diameters at a gut pulling speed of 15 m / min using the apparatus of FIG. L2 was 1.65 mm. Table 1 shows the defect rate under each condition. In addition, in the nozzle diameter of 1.68 mm which is less than (1.65 + 0.05) mm, the fiber bundle broke at the inlet nozzle, and it was impossible to manufacture.

実施例２
強化繊維として東レ（株）製炭素繊維（商品名”トレカ”、グレードＴ３００−１２０００）を使用して、種々のノズル径を使用した他は、実施例１と同様に製造した。Ｌ２は１．２０ｍｍであった。それぞれの不良率を表２に表す。なお、（１．２０＋０．０５）ｍｍ未満である１．２３ｍｍのノズル径においては、入口ノズルで繊維束が破断し製造不可能であった。 Example 2
It was manufactured in the same manner as in Example 1 except that carbon fiber (trade name “Trekka”, grade T300-12000) manufactured by Toray Industries, Inc. was used as the reinforcing fiber and various nozzle diameters were used. L2 was 1.20 mm. Each defect rate is shown in Table 2. In addition, in the nozzle diameter of 1.23 mm which is less than (1.20 + 0.05) mm, the fiber bundle broke at the inlet nozzle, and the production was impossible.

表１、表２のとおり、入口ノズル径φＬ１が（Ｌ２＋０．２）ｍｍ未満のとき不良率０．２％以下の好ましい成形体が得られた。また、φＬ１、Ｌ２、Ｖｆから求められるＸ値が４５０以上で更に不良率の小さい成形体が得られ、Ｘ値が５００以上で不良率０％の最も好ましい成形体が得られた。本実施例のとおり、本発明の効果は明らかであった。 As shown in Table 1 and Table 2, when the inlet nozzle diameter φL1 was less than (L2 + 0.2) mm, a preferable molded product having a defect rate of 0.2% or less was obtained. Further, a molded product having an X value obtained from φL1, L2, and Vf of 450 or more and a smaller defect rate was obtained, and a most preferable molded product having an X value of 500 or more and a defect rate of 0% was obtained. As in this example, the effect of the present invention was clear.

本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法は、連続した繊維束を引き取りながら樹脂被覆ダイを通過させることによって繊維束に熱可塑性樹脂を被覆させて繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造するあらゆる用途に適用できる。 The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molding according to the present invention is a method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molding by covering a fiber bundle with a thermoplastic resin by passing a resin-coated die while taking a continuous fiber bundle. It can be applied to any use.

本発明の一実施態様に係る繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法に用いる装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the apparatus used for the manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin molding which concerns on one embodiment of this invention. 図１の装置に用いられる樹脂被覆ダイの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the resin coating die used for the apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１連続繊維束
２開繊装置
３開繊された繊維束
４押出機
５樹脂被覆ダイ
６熱可塑性樹脂樹脂が被覆された繊維束
７冷却装置
８ペレタイズ装置
９ペレット形状の繊維強化熱可塑性樹脂成形体
１０溶融熱可塑性樹脂
φＬ１入口ノズル径
Ｌ２入口ノズル手前３０ｍｍでの繊維束の最大径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Continuous fiber bundle 2 Fiber opening apparatus 3 Fiber bundle opened 4 Extruder 5 Resin coating die 6 Fiber bundle coated with thermoplastic resin 7 Cooling device 8 Pelletizing device 9 Pellet-shaped fiber reinforced thermoplastic resin molding 10 Melt thermoplastic resin φL1 Inlet nozzle diameter L2 Maximum diameter of fiber bundle 30mm before inlet nozzle

Claims

連続した繊維束を引き取りながら樹脂被覆ダイを通過させることによって繊維束に熱可塑性樹脂を被覆させて繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造する方法において、繊維束が導入される樹脂被覆ダイ入口ノズルの直径φＬ１（ｍｍ）と、繊維束が樹脂被覆ダイへ導入される手前３０ｍｍにおける最大径Ｌ２（ｍｍ）とが次式（１）を満足する樹脂被覆ダイを使用することを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
Ｌ１＜Ｌ２＋０．２（１）
但し、Ｌ１−Ｌ２≧０．０５である。 In a method for manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article by coating a fiber bundle with a thermoplastic resin by passing the resin-coated die while taking a continuous fiber bundle, a resin-coated die inlet nozzle into which the fiber bundle is introduced Fiber reinforcement characterized by using a resin-coated die in which the diameter φL1 (mm) and the maximum diameter L2 (mm) at 30 mm before the fiber bundle is introduced into the resin-coated die satisfy the following formula (1) A method for producing a thermoplastic resin molded article.
L1 <L2 + 0.2 (1)
However, L1-L2 ≧ 0.05.

連続した繊維束を引き取りながら樹脂被覆ダイを通過させることによって繊維束に熱可塑性樹脂を被覆させて繊維強化熱可塑性樹脂成形体を製造する方法において、繊維束が導入される樹脂被覆ダイ入口ノズルの直径φＬ１（ｍｍ）と、繊維束が樹脂被覆ダイへ導入される手前３０ｍｍにおける最大径Ｌ２（ｍｍ）と、樹脂が被覆された後の成形体中の繊維の体積分率Ｖｆ（％）とから次式（２）で求められるＸの値が４５０以上であることを特徴とする、繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
Ｘ＝（１００−Ｖｆ）／（Ｌ１−Ｌ２）（２）
但し、Ｌ１−Ｌ２≧０．０５、また、Ｖｆは、５０≧Ｖｆ＞１０の範囲である。 In a method for manufacturing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article by coating a fiber bundle with a thermoplastic resin by passing the resin-coated die while taking a continuous fiber bundle, a resin-coated die inlet nozzle into which the fiber bundle is introduced From the diameter φL1 (mm), the maximum diameter L2 (mm) 30 mm before the fiber bundle is introduced into the resin coating die, and the volume fraction Vf (%) of the fibers in the molded body after the resin is coated The value of X calculated | required by following Formula (2) is 450 or more, The manufacturing method of the fiber reinforced thermoplastic resin molded object characterized by the above-mentioned.
X = (100−Vf) / (L1−L2) (2)
However, L1-L2 ≧ 0.05 and Vf is in the range of 50 ≧ Vf> 10.

Ｘ値が５００以上であることを特徴とする、請求項２に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法。 The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article according to claim 2, wherein the X value is 500 or more.

Ｖｆが、５０≧Ｖｆ≧２０の範囲にあることを特徴とする、請求項２または３に記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法。 The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article according to claim 2, wherein Vf is in a range of 50 ≧ Vf ≧ 20.

繊維束を構成する繊維が炭素繊維であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法。 The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein the fibers constituting the fiber bundle are carbon fibers.

熱可塑性樹脂がポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルファイド、スチレン系重合体から選ばれる１種の樹脂または２種以上の混合樹脂であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形体の製造方法。 The fiber according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermoplastic resin is one kind of resin selected from polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, and styrene polymer, or a mixed resin of two or more kinds. A method for producing a reinforced thermoplastic resin molded article.