JP2022116765A - Fiber-opening mechanism - Google Patents

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利生 岩田
Toshio Iwata
翼 鳥越
Tsubasa TORIGOE
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Abstract

To provide a fiber-opening mechanism capable of opening a fiber bundle without degrading quality.SOLUTION: A fiber-opening mechanism for opening a fiber bundle includes a plurality of fiber-opening bars 6 for performing opening action of a fiber bundle 32, where the plurality of fiber-opening bars 6 include a convex fiber-opening bar 6a formed with a convex part 62 for touching the fiber bundle 32, and a concave fiber-opening bar 6b formed with a concave part 64 for touching the fiber bundle 32, and the fiber bundle 32 progresses while alternately touching the convex part 62 formed on the convex fiber-opening bar 6a, and the concave part 64 formed on the concave fiber opening bar 6b.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、たとえば、長繊維強化樹脂を製造する装置において、繊維束を開繊する際に用いられる開繊機構に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber opening mechanism used for opening fiber bundles, for example, in an apparatus for manufacturing long fiber reinforced resin.

繊維で強化された樹脂として、長繊維強化熱可塑性樹脂が知られている。この長繊維強化熱可塑性樹脂は、繊維と熱可塑性樹脂から成る複合材料であり、熱可塑性樹脂の特性と繊維の強度や耐熱性が複合化され、さまざまな構造部材、耐熱部材に使用されている。 Long fiber reinforced thermoplastic resins are known as resins reinforced with fibers. This long-fiber reinforced thermoplastic resin is a composite material consisting of fibers and thermoplastic resin. It combines the properties of thermoplastic resin with the strength and heat resistance of fibers, and is used in various structural members and heat-resistant members. .

従来より、かかる長繊維強化熱可塑性樹脂を製造する装置として、開繊機構（例えば、特許文献１参照）を備えた長繊維強化熱可塑性樹脂製造装置が知られている。
このような開繊機構において、一般的に開繊バーは、図３に示すように、所定の間隔をもって配置されている。そして、繊維束１０４は開繊バー１０２の上下に交互に当接しながら進行し、繊維束１０４と開繊バー１０２との間の摩擦によって開繊が促進される。その後、図４に示すように、含浸ダイ１０６において、溶融された熱可塑性樹脂１０８を繊維束１０４に含浸させる。 As an apparatus for producing such a long fiber-reinforced thermoplastic resin, a long fiber-reinforced thermoplastic resin production apparatus equipped with a fiber opening mechanism (see, for example, Patent Document 1) has been known.
In such a fiber-spreading mechanism, the fiber-spreading bars are generally arranged at predetermined intervals, as shown in FIG. The fiber bundle 104 advances while alternately contacting the upper and lower sides of the fiber-spreading bar 102, and the friction between the fiber bundle 104 and the fiber-spreading bar 102 promotes fiber-spreading. Thereafter, as shown in FIG. 4, the fiber bundle 104 is impregnated with a molten thermoplastic resin 108 in the impregnation die 106 .

このように、開繊バー１０２によって予め繊維束１０４を開繊させてから開繊機構に送り込むことにより、繊維束１０４に熱可塑性樹脂を十分に含浸させた連続繊維強化ストランド１１０を作成することが可能となる。 In this way, by spreading the fiber bundle 104 in advance by the fiber-spreading bar 102 and feeding it into the fiber-spreading mechanism, the continuous fiber-reinforced strand 110 in which the fiber bundle 104 is sufficiently impregnated with the thermoplastic resin can be produced. It becomes possible.

特開平１０－１１０３４６号公報JP-A-10-110346

しかしながら、従来の開繊機構においては、繊維束１０４と開繊バー１０２との間の摩擦が強い場合には、繊維束１０４に毛羽が発生し易いという問題があった。また、従来の開繊機構においては、一旦繊維束１０４に割れが生じると解消されないため、その後の含浸工程において繊維束１０４に熱可塑性樹脂を十分に含浸させることができないという問題があった。 However, in the conventional fiber-spreading mechanism, when the friction between the fiber bundle 104 and the fiber-spreading bar 102 is strong, there is a problem that the fiber bundle 104 tends to be fuzzy. Further, in the conventional fiber-spreading mechanism, once the fiber bundle 104 is cracked, it cannot be resolved, so there is a problem that the fiber bundle 104 cannot be sufficiently impregnated with the thermoplastic resin in the subsequent impregnation step.

本発明の目的は、品質を劣化させずに繊維束を開繊することができる開繊機構を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fiber opening mechanism capable of opening a fiber bundle without deteriorating quality.

本発明の開繊機構は、
繊維束を開繊する開繊機構であって、
前記繊維束の開繊作用を行なうための複数本の開繊バーを備え、
複数本の前記開繊バーには、
前記繊維束が当接する凸状部が形成された凸開繊バーと、
前記繊維束が当接する凹状部が形成された凹開繊バーと
の二種類が含まれ、
前記繊維束は、前記凸開繊バーに形成された前記凸状部と前記凹開繊バーに形成された前記凹状部とに交互に当接しながら進行することを特徴とする。
これにより、開繊工程で繊維束に割れを生じさせることなく均質にほぐすことができるため、繊維束の品質を劣化させずに繊維束を開繊することができる。 The fiber opening mechanism of the present invention is
A fiber opening mechanism for opening a fiber bundle,
comprising a plurality of fiber-spreading bars for performing the fiber-spreading action of the fiber bundle;
In the plurality of fiber-spreading bars,
a projecting fiber-spreading bar having a projecting portion with which the fiber bundle abuts;
There are two types: a concave spread bar in which a concave portion with which the fiber bundle abuts is formed,
The fiber bundle advances while alternately contacting the convex portions formed on the convex fiber-spreading bar and the concave portions formed on the concave fiber-spreading bar.
As a result, the fiber bundle can be uniformly loosened without causing cracks in the fiber bundle in the opening step, so that the fiber bundle can be opened without degrading the quality of the fiber bundle.

また、本発明の開繊機構は、
前記凸状部の表面、および前記凹状部の表面は梨地に形成されていることを特徴とする。
これにより、梨地の微小な凹凸によって繊維の毛羽立ちを抑制するとともに繊維束の開繊と収束を促進することができる。 Further, the fiber opening mechanism of the present invention is
A surface of the convex portion and a surface of the concave portion are satin-finished.
As a result, it is possible to suppress the fluffing of the fibers and promote the opening and convergence of the fiber bundles due to the minute unevenness of the satin finish.

また、本発明の開繊機構は、
隣接する前記凸状部の中心同士および隣接する前記凹状部の中心同士の間隔は、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする。
これにより、隣接する繊維束に適切な間隔を維持させることができる。 Further, the fiber opening mechanism of the present invention is
The distance between the centers of the adjacent convex portions and the distance between the centers of the adjacent concave portions is 20 mm or more and 100 mm or less.
This allows adjacent fiber bundles to maintain a proper spacing.

本発明によれば、品質を劣化させずに繊維束を開繊することができる開繊機構を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fiber opening mechanism which can open a fiber bundle can be provided without deteriorating quality.

実施の形態に係る開繊機構を用いた長繊維強化熱可塑性樹脂製造装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a long-fiber-reinforced thermoplastic resin manufacturing apparatus using a fiber opening mechanism according to an embodiment; FIG. 実施の形態に係る開繊機構を上方から視た図である。It is the figure which looked at the fiber-spreading mechanism which concerns on embodiment from the upper direction. 従来の開繊機構を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a conventional fiber opening mechanism. 従来の含浸ダイにおいて連続繊維強化ストランドを作成する状況を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the production of continuous fiber reinforced strands in a conventional impregnation die;

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態に係る開繊機構を備えた装置の概略図である。本実施の形態においては、開繊機構を用いて長繊維強化熱可塑性樹脂製造装置を製造する場合を例に説明する。図１に示すように、長繊維強化熱可塑性樹脂製造装置２は、繰出機４、開繊機構５、押出機８、含浸ダイ１０、賦形ダイ１２、水槽１４、フォーミングロール１６、引取機１８、カッター部２０を備えている。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus having a fiber spreading mechanism according to an embodiment. In the present embodiment, a case of manufacturing a long fiber reinforced thermoplastic resin manufacturing apparatus using a fiber opening mechanism will be described as an example. As shown in FIG. 1, the long fiber reinforced thermoplastic resin manufacturing apparatus 2 includes a feeder 4, a fiber opening mechanism 5, an extruder 8, an impregnation die 10, a shaping die 12, a water tank 14, a forming roll 16, and a take-up machine 18. , and a cutter portion 20 .

ここで、繰出機４には、繊維束３２が巻回された複数の炭素繊維ロービング４ａが収納されている。また、繰出機４は、炭素繊維ロービング４ａから繊維束３２を繰り出すための繰出ロール４ｂを備えている。なお、繊維束３２には、たとえば、ガラス繊維、炭素繊維などが用いられる。 Here, the feeding machine 4 stores a plurality of carbon fiber rovings 4a around which the fiber bundles 32 are wound. The feeding machine 4 also includes a feeding roll 4b for feeding the fiber bundle 32 from the carbon fiber roving 4a. Glass fiber, carbon fiber, or the like, for example, is used for the fiber bundle 32 .

開繊機構５は、繰出ロール４ｂから繰り出された繊維束３２を開繊する開繊工程を実行するためのロールバーである開繊バー６を複数備えている。開繊バーは、所定の間隔をもって配置され、繊維束３２は開繊バー６の上下に交互に当接ながら進行し、繊維束３２と開繊バー６との間の摩擦によって開繊が促進される。なお、開繊機構５の構造、作用については、後に詳しく説明する。 The fiber-spreading mechanism 5 includes a plurality of fiber-spreading bars 6, which are roll bars for executing the fiber-spreading step of spreading the fiber bundle 32 delivered from the delivery roll 4b. The fiber-spreading bars are arranged at predetermined intervals, and the fiber bundles 32 advance while alternately contacting the upper and lower sides of the fiber-spreading bar 6, and the fiber-spreading is promoted by the friction between the fiber bundles 32 and the fiber-spreading bar 6. be. The structure and action of the fiber spreading mechanism 5 will be described later in detail.

押出機８は、溶融した熱可塑性樹脂を含浸ダイ１０に供給する装置であり、含浸ダイ１０は、開繊された繊維束３２に溶融した熱可塑性樹脂を含浸する含浸工程を実行する装置である。かかる含浸工程において連続繊維強化ストランド３４が作成される。なお、熱可塑性樹脂には、たとえば、ポリプロピレン、ポリアミドなどが用いられる。 The extruder 8 is a device that supplies molten thermoplastic resin to an impregnation die 10, and the impregnation die 10 is a device that performs an impregnation step of impregnating the spread fiber bundle 32 with the molten thermoplastic resin. . A continuous fiber reinforced strand 34 is created in the impregnation process. In addition, polypropylene, polyamide, etc. are used for a thermoplastic resin, for example.

賦形ダイ１２は、連続繊維強化ストランド３４の径を絞るための装置であり、含浸ダイ１０の連続繊維強化ストランド３４が排出される側に取り付けられている。
水槽１４は、賦形ダイ１２で径が絞られた連続繊維強化ストランド３４を水などの液体に浸し、冷却を行うための装置である。 The shaping die 12 is a device for narrowing the diameter of the continuous fiber reinforced strand 34 and is attached to the impregnation die 10 on the side from which the continuous fiber reinforced strand 34 is discharged.
The water tank 14 is a device for immersing the continuous fiber reinforced strand 34 whose diameter has been reduced by the shaping die 12 in a liquid such as water and cooling it.

フォーミングロール１６は、水槽１４で冷却された連続繊維強化ストランド３４の外径形状を成形するためのロールバーである。
引取機１８は、連続繊維強化ストランド３４を引き取る引取工程を実行するためのロールである。 The forming roll 16 is a roll bar for forming the outer diameter shape of the continuous fiber reinforced strand 34 cooled in the water tank 14 .
The take-up machine 18 is a roll for carrying out the take-up process of taking off the continuous fiber reinforced strand 34 .

カッター部２０は、引取機１８で引き取った連続繊維強化ストランド３４を所定の長さにカッティングするための装置である。このカッター部２０で連続繊維強化ストランド３４をカットすることにより、長繊維強化熱可塑性樹脂３８が製造される。 The cutter unit 20 is a device for cutting the continuous fiber reinforced strand 34 taken by the take-up machine 18 into a predetermined length. By cutting the continuous fiber reinforced strand 34 with the cutter unit 20, a long fiber reinforced thermoplastic resin 38 is produced.

次に、本発明において長繊維強化熱可塑性樹脂製造装置２の要部を構成する開繊機構５について説明する。図２は実施の形態に係る開繊機構５を上方から視た図である。図２に示すように、開繊機構５の主要部分を構成する開繊バー６には、繊維束３２が当接する凸状部６２が軸方向に複数形成された凸開繊バー６ａと、繊維束３２が当接する凹状部６４が軸方向に複数形成された凹開繊バー６ｂとの二種類が含まれ、凸開繊バー６ａと凹開繊バー６ｂとは、繊維束３２と直交して交互に配置されている。なお、図２においては、１本の凸開繊バー６ａ、１本の凹開繊バー６ｂに対して、それぞれ凸状部６２、凹状部６４が５か所設けられ、５本の繊維束３２がこれらに当接する場合を例示している。また、凸状部６２の表面部分と凹状部６４の表面部分には、梨地になるように表面処理が施されている。なお、この表面処理は凸状部６２、凹状部６４に限らず、凸開繊バー６ａと凹開繊バー６ｂの表面全体に施されていてもよい。また、表面処理は、凸状部６２の表面部分と凹状部６４の表面部分のいずれか一方に施されていても構わない。 Next, a description will be given of the fiber spreading mechanism 5 which constitutes a main part of the long fiber reinforced thermoplastic resin manufacturing apparatus 2 in the present invention. FIG. 2 is a top view of the fiber spreading mechanism 5 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the fiber-spreading bar 6 constituting the main part of the fiber-spreading mechanism 5 includes a convex fiber-spreading bar 6a on which a plurality of convex portions 62 with which the fiber bundles 32 abut are formed in the axial direction; The concave fiber-spreading bar 6b has a plurality of recessed portions 64 with which the bundle 32 abuts. are arranged alternately. In FIG. 2, five convex portions 62 and five concave portions 64 are provided for one convex fiber-spreading bar 6a and one concave fiber-spreading bar 6b, respectively. are in contact with these. Further, the surface portion of the convex portion 62 and the surface portion of the concave portion 64 are subjected to surface treatment so as to have a satin finish. This surface treatment is not limited to the convex portions 62 and the concave portions 64, and may be applied to the entire surface of the convex fiber-spreading bar 6a and the concave fiber-spreading bar 6b. Moreover, the surface treatment may be applied to either the surface portion of the convex portion 62 or the surface portion of the concave portion 64 .

ここで、各々の開繊バー６の軸方向の長さは、２００ｍｍ以上１０，０００ｍｍ以下、繊維束３２は１，０００本以上６０，０００本以下の繊維から成ることが望ましい。そして、凸開繊バー６ａにおいて隣接する凸状部６２の中心同士の間隔、および凹開繊バー６ｂにおいて隣接する凹状部６４の中心同士の間隔は、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましいが、最低でも２０ｍｍ以上の間隔は必要である。 Here, it is desirable that the axial length of each spreading bar 6 is 200 mm or more and 10,000 mm or less, and the fiber bundle 32 is composed of 1,000 or more and 60,000 or less fibers. The distance between the centers of the adjacent convex portions 62 in the convex fiber-spreading bar 6a and the distance between the centers of the adjacent concave portions 64 in the concave fiber-spreading bar 6b are preferably 20 mm or more and 100 mm or less, An interval of at least 20 mm is required.

また、各々の開繊バー６の凸状部６２や凹状部６４が形成されていない非形成部分６３の直径は、３０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、凸状部６２の最大径は３８ｍｍ以上８７ｍｍ以下、凹状部６４の最大径は１２ｍｍ以上４２ｍｍ以下であることが好ましい。 In addition, the diameter of the non-formed portion 63 where the convex portion 62 and the concave portion 64 of each fiber-spreading bar 6 are not formed is preferably 30 mm or more and 50 mm or less, and the maximum diameter of the convex portion 62 is 38 mm or more. It is preferable that the maximum diameter of the concave portion 64 is 12 mm or more and 42 mm or less.

また、軸方向における凸状部６２および凹状部６４の幅は、開繊前の繊維束３２の２倍以上３倍以下であることが好ましい。すなわち、たとえば、開繊前の繊維束３２の幅が１０ｍｍである場合には、凸状部６２および凹状部６４の幅は、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、開繊前の繊維束３２の幅が３０ｍｍである場合には、凸状部６２および凹状部６４の幅は、６０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが好ましい。 Moreover, the width of the convex portion 62 and the concave portion 64 in the axial direction is preferably two to three times the width of the fiber bundle 32 before opening. That is, for example, when the width of the fiber bundle 32 before opening is 10 mm, the width of the convex portion 62 and the concave portion 64 is preferably 20 mm or more and 30 mm or less. is 30 mm, the widths of the convex portion 62 and the concave portion 64 are preferably 60 mm or more and 90 mm or less.

なお、本実施の形態において、開繊前の繊維束３２の幅は、０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、開繊後の繊維束３２の幅は、１ｍｍ以上９０ｍｍ以下、好ましくは１６ｍｍ以上３６ｍｍ以下であることを想定している。 In the present embodiment, the width of the fiber bundle 32 before opening is 0.5 mm or more and 30 mm or less, preferably 8 mm or more and 12 mm or less, and the width of the fiber bundle 32 after opening is 1 mm or more and 90 mm or less. , preferably 16 mm or more and 36 mm or less.

また、開繊バー６の軸方向における凸状部６２および凹状部６４の曲率は、それぞれ開繊前の繊維束３２の幅の√２倍以上１．５×√２倍以下であるのが好ましい。そして、開繊バー６における凸状部６２および凹状部６４の最大高さおよび最大深さは、それぞれ開繊前の繊維束３２の幅の（√２－１）倍以上１．５×（√２－１）倍以下であるのが好ましい。 Also, the curvatures of the convex portions 62 and the concave portions 64 in the axial direction of the fiber-spreading bar 6 are preferably √2 times or more and 1.5×√2 times or less of the width of the fiber bundle 32 before spreading. . The maximum height and maximum depth of the convex portion 62 and the concave portion 64 in the fiber-spreading bar 6 are (√2−1) times or more the width of the fiber bundle 32 before fiber-spreading, respectively, and are 1.5×(√ 2-1) It is preferably less than twice.

次に、開繊工程における開繊機構５の作用について説明する。まず、開繊工程において、繊維束３２が開繊バー６に差し掛かると、繊維束３２は、凸開繊バー６ａの凸状部６２および凹開繊バー６ｂの凹状部６４に交互に当接しながら開繊され、含浸ダイ１０に向かって進行する（図１参照）。 Next, the operation of the fiber-spreading mechanism 5 in the fiber-spreading process will be described. First, in the fiber-spreading step, when the fiber bundle 32 reaches the fiber-spreading bar 6, the fiber bundle 32 alternately abuts against the convex portions 62 of the convex fiber-spreading bar 6a and the concave portions 64 of the concave fiber-spreading bar 6b. The fibers are opened while moving toward the impregnation die 10 (see FIG. 1).

具体的には、実施の形態のように、凸開繊バー６ａが最も繰出機４側に位置する場合には、繊維束３２は、まず凸開繊バー６ａの凸状部６２の上面に当接した後に凹開繊バー６ｂの凹状部６４の下面に当接しながら進行することを繰り返す。このように、繊維束３２を凸状部６２と凹状部６４に交互に当接させて進行させることにより、従来型の太さが均一の開繊バーを用いる場合に比べて開繊工程において繊維束３２に生じる摩擦力を低減することができる。 Specifically, when the convex fiber-spreading bar 6a is located closest to the feeding device 4 side as in the embodiment, the fiber bundle 32 first hits the upper surface of the convex portion 62 of the convex fiber-spreading bar 6a. After coming into contact with the lower surface of the recessed portion 64 of the recessed fiber-spreading bar 6b, it is repeatedly advanced. In this way, by causing the fiber bundle 32 to alternately abut against the convex portions 62 and the concave portions 64, the fiber bundle 32 can be more easily spread out during the fiber opening process than when a conventional fiber opening bar having a uniform thickness is used. Frictional forces occurring in the bundle 32 can be reduced.

なお、繊維束３２は、図１、２に例示するのとは反対に、凸状部６２の下面、凹状部６４の上面に当接しながら進行してもよい。
また、繊維束３２が凸状部６２に当接すると、繊維束３２は、凸状部６２が***していることによって幅方向に開かれ（ほぐされ）、繊維束３２の開繊が凸状部６２で促進される。この時、梨地の表面処理による微細な凹凸が凸状部６２に施されていることにより、繊維束３２と凸開繊バー６ａの接触面積が少なくなり摩擦力が低減する。これにより開繊が促進されるとともに繊維切れ（毛羽の発生、より酷い場合は繊維束３２破断）を抑制することが可能となる。 1 and 2, the fiber bundle 32 may advance while contacting the lower surface of the convex portion 62 and the upper surface of the concave portion 64. As shown in FIG.
Further, when the fiber bundle 32 comes into contact with the convex portion 62, the fiber bundle 32 is opened (unraveled) in the width direction due to the protrusion of the convex portion 62, and the opened fiber bundle 32 is convex. facilitated in section 62; At this time, since the convex portion 62 is provided with fine unevenness by the satin surface treatment, the contact area between the fiber bundle 32 and the convex fiber spreading bar 6a is reduced, thereby reducing the frictional force. This promotes fiber opening and suppresses fiber breakage (generation of fluff, or breakage of the fiber bundle 32 in a more severe case).

一方、繊維束３２が凹状部６４に当接すると、繊維束３２は、凹状部６４が沈降していることによってその幅を狭められ、収束される。なお、凹状部６４に当接した繊維束３２は、凹状部６４の表面部分に梨地の表面処理がなされていることにより、その微細な凹凸によって摩擦力が低減し、繊維束３２の収束が促進される。 On the other hand, when the fiber bundle 32 comes into contact with the concave portion 64, the width of the fiber bundle 32 is narrowed and converged due to the sinking of the concave portion 64. As shown in FIG. The fiber bundle 32 in contact with the recessed portion 64 has a satin surface treatment applied to the surface portion of the recessed portion 64, so that the minute unevenness reduces the frictional force and promotes the convergence of the fiber bundle 32. be done.

この実施の形態に係る発明によれば、凸開繊バー６ａと凹開繊バー６ｂとを交互に配置し、凸状部６２で繊維束３２を開き、凹状部６４で収束させることを繰り返すことにより、開繊工程で繊維束３２に割れを生じさせることなく均質にほぐすことができる。また、凸状部６２で繊維束３２を開き、凹状部６４で収束させることを繰り返すことにより、摩擦力が強すぎることによって毛羽が生じることを抑制できる。このため、繊維束３２の品質を劣化させずに繊維束３２を開繊することができる。 According to the invention of this embodiment, the convex fiber-spreading bars 6a and the concave fiber-spreading bars 6b are alternately arranged, and the fiber bundles 32 are opened at the convex portions 62 and converged at the concave portions 64, which are repeated repeatedly. Therefore, the fiber bundle 32 can be loosened uniformly without cracking in the opening process. Further, by repeating the process of opening the fiber bundle 32 at the convex portion 62 and converging it at the concave portion 64, it is possible to suppress the generation of fluff due to excessive frictional force. Therefore, the fiber bundle 32 can be opened without deteriorating the quality of the fiber bundle 32 .

なお、本実施の形態においては、開繊機構５が凸開繊バー６ａと凹開繊バー６ｂがそれぞれ３本ずつの合計６本の開繊バー６を有する場合を例示しているが、開繊バー６としては、一対の凸開繊バー６ａと凹開繊バー６ｂが２組以上（合計４本の開繊バー６）備えられていればよい。上限としては、一対の凸開繊バー６ａと凹開繊バー６ｂが１０組（合計２０本の開繊バー６）以下であることが望ましい。 In this embodiment, the case where the fiber-spreading mechanism 5 has a total of six fiber-spreading bars 6, three convex fiber-spreading bars 6a and three concave fiber-spreading bars 6b, is illustrated. As the fiber bar 6, two or more sets of a pair of convex fiber-spreading bar 6a and concave fiber-spreading bar 6b (four fiber-spreading bars 6 in total) may be provided. As an upper limit, it is desirable that the number of pairs of convex fiber-spreading bars 6a and concave fiber-spreading bars 6b is 10 or less (20 fiber-spreading bars 6 in total).

また、本実施の形態では、開繊機構５で５本の繊維束３２を開繊する場合を例示しているが、開繊機構５で同時に開繊できる繊維束３２は２本以上１００本以下であるのが好ましい。 Further, in the present embodiment, the case where the fiber-spreading mechanism 5 spreads five fiber bundles 32 is exemplified, but the number of fiber bundles 32 that can be simultaneously spread by the fiber-spreading mechanism 5 is 2 or more and 100 or less. is preferred.

また、上述の実施の形態においては、開繊機構５が長繊維強化熱可塑性樹脂を製造する場合に用いられる場合を例示して説明しているが、開繊機構５は、長繊維強化熱可塑性樹脂製造装置２以外の長繊維強化樹脂を製造する装置に用いられてもよい。たとえば、繊維束３２を熱硬化樹脂との複合材とする場合に開繊機構５を用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the fiber-spreading mechanism 5 is used for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin is described as an example. It may be used in a device other than the resin manufacturing device 2 that manufactures a long fiber reinforced resin. For example, the fiber opening mechanism 5 may be used when the fiber bundle 32 is a composite material with a thermosetting resin.

さらに、開繊機構５は、長繊維強化樹脂のみならず、開繊が必要な他の製品を製造する際にも適用することが可能である。たとえば、ＵＤテープ、シート状成形材料（ＳＭＣ）、プリプレグ、および繊維の織物などを製造する場合にも用いることができる。なお、これらの製品を製造する場合と比較して、長繊維強化熱可塑性樹脂を製造する場合には、繊維束３２の進行速度が速く毛羽が発生しやすい。このため、毛羽の除去という観点からすれば、実施の形態に係る開繊機構５は、長繊維強化熱可塑性樹脂を製造するのに最適である。 Furthermore, the fiber-spreading mechanism 5 can be applied not only to the manufacturing of long-fiber reinforced resins, but also to the manufacture of other products that require fiber-spreading. For example, it can be used to manufacture UD tapes, sheet molding materials (SMC), prepregs, and fiber fabrics. Compared to the case of producing these products, in the case of producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin, the speed of the fiber bundles 32 advances faster, and fluff is likely to occur. Therefore, from the viewpoint of fluff removal, the fiber opening mechanism 5 according to the embodiment is most suitable for producing a long-fiber-reinforced thermoplastic resin.

２ 長繊維強化熱可塑性樹脂製造装置
４ 繰出機
４ａ 炭素繊維ロービング
４ｂ 繰出ロール
５ 開繊機構
６ 開繊バー
６ａ 凸開繊バー
６ｂ 凹開繊バー
８ 押出機
１０ 含浸ダイ
１２ 賦形ダイ
１４ 水槽
１６ フォーミングロール
１８ 引取機
２０ カッター部
３２ 繊維束
３４ 連続繊維強化ストランド
３８ 長繊維強化熱可塑性樹脂
６２ 凸状部
６３ 非形成部分
６４ 凹状部
１０２ 開繊バー
１０４ 繊維束
１０６ 含浸ダイ
１０８ 熱可塑性樹脂
１１０ 連続繊維強化ストランド 2 Long fiber reinforced thermoplastic resin production device 4 Feeding machine 4a Carbon fiber roving 4b Feeding roll 5 Spreading mechanism 6 Spreading bar 6a Convex spreading bar 6b Concave spreading bar 8 Extruder 10 Impregnation die 12 Shaping die 14 Water tank 16 Forming roll 18 Take-up machine 20 Cutter part 32 Fiber bundle 34 Continuous fiber reinforced strand 38 Long fiber reinforced thermoplastic resin 62 Convex part 63 Non-formed part 64 Concave part 102 Fiber spreading bar 104 Fiber bundle 106 Impregnation die 108 Thermoplastic resin 110 Continuous fiber reinforced strand

Claims (3)

繊維束を開繊する開繊機構であって、
前記繊維束の開繊作用を行なうための複数本の開繊バーを備え、
複数本の前記開繊バーには、
前記繊維束が当接する凸状部が形成された凸開繊バーと、
前記繊維束が当接する凹状部が形成された凹開繊バーと
の二種類が含まれ、
前記繊維束は、前記凸開繊バーに形成された前記凸状部と前記凹開繊バーに形成された前記凹状部とに交互に当接しながら進行することを特徴とする開繊機構。 A fiber opening mechanism for opening a fiber bundle,
comprising a plurality of fiber-spreading bars for performing the fiber-spreading action of the fiber bundle;
In the plurality of fiber-spreading bars,
a convex fiber-spreading bar having a convex portion with which the fiber bundle abuts;
There are two types: a concave spread bar having a concave portion with which the fiber bundle abuts,
A fiber-spreading mechanism, wherein the fiber bundle advances while alternately contacting the convex portions formed on the convex fiber-spreading bar and the concave portions formed on the concave fiber-spreading bar. 前記凸状部の表面、および前記凹状部の表面は梨地に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の開繊機構。 2. The fiber spreading mechanism according to claim 1, wherein the surface of the convex portion and the surface of the concave portion are satin-finished. 隣接する前記凸状部の中心同士および隣接する前記凹状部の中心同士の間隔は、２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の開繊機構。 3. The fiber spreading mechanism according to claim 1, wherein a distance between centers of adjacent convex portions and a distance between centers of adjacent concave portions is 20 mm or more and 100 mm or less.
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