JP4568449B2

JP4568449B2 - 長繊維強化樹脂成形体の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP4568449B2
Application number: JP2001103508A
Authority: JP
Inventors: 宏小野; 嘉弘柳本; 泰嗣浅田; 匠村田; 孝治本居
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2021-04-02
Also published as: JP2002172706A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長繊維強化樹脂成形体の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−１１９１４１号公報には、長繊維強化樹脂成形体の製造装置及び製造方法が開示されている。この先行技術に記載の製造装置を、図６を参照して説明する。
【０００３】
樹脂原液含浸領域Ａと、樹脂原液含浸領域Ａの下部に連ねられた樹脂原液含浸繊維収束領域Ｂとが備えられている。この２つの領域Ａ，Ｂは、円柱状部分と、その下方の円錐状部分を有する内型９１と、内型９１の周囲の外型９２との間隙により構成されている。
【０００４】
領域Ａには、型間間隙上端部の輪状繊維導入口９３と、その下部の繊維を下部に送るための筒状間隙９４と、筒状間隙９４の下部の樹脂原液溜まり用兼樹脂原液含浸用輪状間隙９５と、間隙９５へ樹脂原液を送るための注入管９６と、樹脂原液含浸繊維を間隙９５から下部の領域Ｂへ送り込むための輪状樹脂原液溜まり出口９７とが設けられている。他方、領域Ｂには、内型９１の錐状部分の先端９９方向に向かって厚みが漸増するように間隙９８が設けられている。
【０００５】
この装置を用い、複数本の繊維Ｆが繊維導入口９３に輪状に送り込まれる。筒状間隙９４を通して繊維Ｆが輪状間隙９５内に導かれると、輪状間隙９５に溜められていた樹脂原液Ｌが繊維Ｆに含浸される。次に、輪状樹脂原液溜まり出口９７から樹脂原液含浸繊維Ｆ／Ｌが引き抜かれるとともに収束され、樹脂原液が含浸された繊維束が引き抜かれる。この樹脂原液が含浸された繊維束の樹脂原液を硬化させることにより、長繊維強化樹脂成形体が得られる。
【０００６】
従って、この先行技術に記載の装置を用いることにより、繊維Ｆは、注入管９６から供給された最新の樹脂原液Ｌに接触され、かつ繊維Ｆとともに間隙９５内に入り込んだ空気が繊維導入口９３の上部から外部に通り抜ける。よって、樹脂原液含浸繊維Ｆ／Ｌ内に粗大気泡が取り込まれ難い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記先行技術に記載の装置では、以下のような問題があった。
（１）樹脂原液Ｌとして、通常、熱硬化性樹脂組成物が用いられるが、長期間に渡り製造装置が用いられると、間隙９５に付着した樹脂が硬化して堆積し、間隙９５を閉塞することがあった。従って、比較的短期間で運転を停止し、間隙９５内を清掃しなければならなかった。しかしながら、運転を停止しただけでは清掃は困難であり、その度に、内型９１と外型９２と注入管とを解体しなければならず、清掃作業が非常に煩雑であった。
【０００８】
また、上記のように、短期間で運転を停止し、上記解体作業を行って清掃しなければならなかったため、長期間に渡り連続操業を行うことができなかった。
（２）また、上記先行技術に記載の製造方法では、輪状間隙９５に溜まっている樹脂原液Ｌが繊維Ｆに含浸されるので、長繊維強化樹脂成形体における繊維と樹脂との比率を制御することが困難であった。
【０００９】
（３）さらに、上記先行技術に記載の製造装置では、領域Ａの下方に領域Ｂが位置するように、すなわち上下方向に繊維が移動するようにして長繊維強化樹脂成形体の製造が行われることが予定されている。すなわち、図６に示した内型と外型を９０°回転させ、横向きに製造装置を使用した場合には、樹脂原液が自重により下方に移動しようとするため、樹脂原液が輪状間隙９５の全周に渡り均一に溜まり難い。そのため、輪状間隙９５の全周に渡り均一に樹脂原液を分散させることができず、長繊維強化樹脂成形体における樹脂の分散性がばらつき、均一な長繊維強化樹脂成形体を得ることができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、長期間に渡って連続操業を行うことができ、繊維と樹脂の比率を容易に制御することができ、さらに長繊維束に樹脂原液を均一に含浸させ得る長繊維強化樹脂成形体の製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、長期間運転しても型を解体する必要がなく、従って長期間に渡り連続操業を行うことができ、繊維と樹脂との比率を容易に制御することができ、長繊維束に樹脂原液が均一に含浸され、さらに縦横いずれの方向に設置したとしても長繊維強化樹脂成形体を安定に得ることができる製造装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明に係る長繊維強化樹脂成形体の製造方法は、繊維束に樹脂原液を含浸させ、成形し、繊維強化樹脂成形体を製造する方法であって、内部に樹脂原液が注入されるように構成されておりかつ外表面から径方向外側に向かって樹脂原液を吐出する樹脂原液吐出孔が設けられた柱状の内型と、該内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する外型との間の筒状の空間に複数本の長繊維を導く工程と、前記筒状の空間において、前記樹脂原液吐出孔から樹脂原液を長繊維に向かって吐出し、樹脂原液を長繊維に付着させる工程と、前記樹脂原液が付着した長繊維を束ね、樹脂原液が含浸された長繊維束を得る工程と、前記樹脂原液が含浸された長繊維束において樹脂原液を硬化させる工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
第１の発明の特定の局面では、前記樹脂原液が発泡性樹脂原液であり、前記発泡性樹脂原液が含浸された長繊維束を、前記内型と外型との間の空間から開放された空間に導き、硬化に先立ち発泡させて長繊維強化樹脂発泡体が得られる。
【００１４】
第１の発明の他の特定の局面では、前記柱状の内型が円柱状の形状を有し、前記筒状の空間が円筒状である。
第１の発明の別の特定の局面では、前記内型が角柱状の形状を有し、前記筒状の空間が角筒状である。
【００１５】
第１の発明のさらに他の特定の局面では、前記硬化工程が、前記長繊維束と同じ方向に移動し、目的とする形状に応じた横断面形状の成形空間を有する可動金型内において行われ、それによって可動金型内の成形空間に応じた横断面形状の長繊維強化樹脂成形体が得られる。
【００１６】
本願の第２の発明は、長繊維束に樹脂原液を含浸させ、成形し、繊維強化樹脂成形体を製造する方法であって、柱状の内型と、内部に樹脂原液が注入されるように構成されており、前記内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面及び外周面を有し、かつ内周面及び外周面に径方向内側及び外側に向かってそれぞれ樹脂原液を吐出する第１，第２の樹脂原液吐出孔が形成されている筒状の第１の外型と、第１の外型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する第２の外型とを有する金型の前記内型と第１の外型との間の第１の筒状の空間と、第１，第２の外型間の第２の筒状の空間にそれぞれ複数本の長繊維を導く工程と、前記第１，第２の樹脂原液吐出孔から樹脂原液を長繊維に向かって吐出し、前記第１，第２の筒状空間において樹脂原液を長繊維に付着させる工程と、前記樹脂原液が付着された長繊維を束ねて樹脂原液が含浸された長繊維束を得る工程と、前記樹脂原液が含浸されている長繊維束の樹脂原液を硬化させる工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
第１，第２の発明では、好ましくは、樹脂原液として熱硬化性樹脂原液が用いられる。熱硬化性樹脂原液の場合、前述した先行技術では樹脂の硬化物の堆積がより大きな問題となるが、本発明によれば樹脂の堆積が生じ難いので、熱硬化性樹脂原液を用いた場合、特に効果的である。
【００１８】
本願の第３の発明は、第１の発明の長繊維強化樹脂成形体の製造方法により繊維強化樹脂成形体を製造するための装置であって、外表面に樹脂原液を吐出する樹脂原液吐出孔が形成されており、内部に該樹脂原液吐出孔に連なる樹脂注入経路が形成されている略柱状の内型と、前記内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する筒状の外型とを備え、前記筒状の空間の径が樹脂原液吐出口よりも下流側において下流側に行くにつれて縮小されており、それによって樹脂原液が付着された複数本の長繊維が束ねられるように構成されており、前記内型の樹脂注入経路に樹脂原液を注入する樹脂注入部材と、前記樹脂原液が付着した長繊維束を硬化・成形する成形部材をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
第４の発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造装置は、第２の発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法により繊維強化樹脂成形体を得るための装置であって、略柱状の内型と、前記内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面及び外周面を有し、内部に樹脂注入経路が構成されており、内周面及び外周面にそれぞれ第１，第２の樹脂原液吐出孔が形成されている第１の外型と、第１の外型に外挿されており、第１の外型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する第２の外型とを備え、樹脂原液が付着された複数本の長繊維を束ねるように、前記樹脂原液口よりも下流側において、第１，第２の筒状空間の径が下流側に行くにつれて縮小されている空間縮小領域が形成されており、樹脂原液が付着した長繊維束の樹脂原液を硬化し、成形する成形部材をさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
第３，第４の発明の特定の局面では、前記樹脂原液が付着された長繊維の横断面形状を変化させる変形加工部材がさらに備えられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２２】
（樹脂原液）
本発明において用いられる上記樹脂原液とは、液状の樹脂または樹脂組成物を広く含むものとし、上記樹脂としては熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれをも用いることができ、好ましくは、熱硬化性樹脂が用いられ、本発明に従って、熱硬化性樹脂の硬化・堆積を確実に抑制することができる。
【００２３】
上記熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂などが挙げられ、中でも耐久性及び機械的強度に優れているためウレタン系樹脂が好ましく用いられる。
【００２４】
また、上記熱可塑性樹脂としても特に限定されず、例えば、スチレン系樹脂などが挙げられる。
好ましくは、上記樹脂原液として、発泡性樹脂原液が用いられ、それによって長繊維強化樹脂発泡体を得ることができる。このような発泡性樹脂原液としては、上記熱硬化性樹脂もしくは熱可塑性樹脂と熱分解型発泡剤とを含む発泡性樹脂組成物が挙げられる。
【００２５】
上記樹脂原液の粘度が高過ぎると長繊維に含浸し難くなり、従って溶融状態において１００００ｃｐｓ以下のものが好ましく、さらには、３０００ｃｐｓ以下のものがより好ましい。
なお、上記樹脂原液においては、必要に応じて、触媒、着色剤、架橋剤、充填剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤などの添加剤が配合されてもよい。
【００２６】
（長繊維）
本発明において長繊維束を構成するための長繊維としては、特に限定されないが、例えばロービングやヤーンのようにストランドをバインダーで軽く付着させて紐状としたものが好適に用いられる。中でも、樹脂原液の含浸が容易であり、成形が容易であり、かつ成形体の機械的物性に優れているため、ロービングが好ましく用いられる。
【００２７】
上記ストランドを構成するフィラメントは、モノフィラメントであってもよく、フィブリル（髭状に繊維が突き出たもの）化繊維であってもよい。
上記長繊維の材質についても特に限定されず、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊維（合成繊維もしくは天然繊維）などが用いられる。中でも、機械的強度を効果的に高め得るため、ガラス繊維や炭素繊維が好ましく用いられる。なお、上記合成繊維としては、例えば、ビニロン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、レーヨンなどが挙げられる。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る長繊維強化樹脂成形体の製造装置１を説明するための正面断面図及び図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う部分を模式的に示す断面図である。
【００２９】
本実施形態の製造装置１では、複数本の長繊維Ｆが図示の矢印Ａ方向に、すなわち上方から下方に向けて搬送される。なお、本実施形態の製造装置では、長繊維Ｆを束ね、かつ樹脂原液を含浸させるに際し、長繊維Ｆが上下方向ではなく水平方向に移動されるように装置が配置されてもよい。この点については後で詳述する。
【００３０】
本実施形態の製造装置１は、略円柱状の内型２と、円筒状の外型３とを有する。外型３の内周面３ａは、その横断面が、内型２の横断面の外形と相似形状とされている。すなわち、内型２の横断面の外形と、外型３の横断面における内周面の形状はいずれも円形とされている。そして、内型２の外周面２ａと外型３の内周面３ａとの間に筒状の空間Ｘが構成されている。筒状の空間Ｘには、複数本の長繊維Ｆが導かれ、該空間Ｘ内で、後述のようにして、長繊維に樹脂原液が付着される。
【００３１】
他方、内型２の上端面２ｂから下方に延びるように樹脂原液注入経路２ｃが形成されている。樹脂原液注入経路２ｃは上端面２ｂに連結された図示しない樹脂原液供給ユニットに連ねられている。樹脂原液が、樹脂原液注入経路２ｃにより内型２内に供給されるように構成されている。
【００３２】
他方、内型２の外周面２ａには、中間高さ位置において、複数の樹脂原液吐出口２ｄが形成されている。複数の樹脂原液吐出口２ｄは、内型２の中間高さ位置において、周方向に分散配置されている。好ましくは、複数の樹脂原液吐出口２ｄは、内型２の外周面２ａのある高さ位置において周方向に均一に分散配置される。
【００３３】
上記樹脂原液注入経路２ｃは、その下端部分が分岐されて、分岐された樹脂原液注入経路部分２ｃ₁が各樹脂原液吐出口２ｄに連ねられている。また、上記分岐された樹脂原液注入経路部分２ｃ₁は、内型２の横断面の中心から径方向外側に延びるように構成されている。従って、樹脂原液は、樹脂原液吐出口２ｄから内型２の横断面の径方向外側に向かって吐出されるように構成されている。
【００３４】
なお、上記樹脂原液が吐出される部分においては、筒状の空間Ｘの空間率は０〜４０％の範囲が好ましい。ここで空間率とは、空間の体積から長繊維の体積と樹脂原液の体積とを除いたものを該空間の全体積で除算して得られた割合をいうものとする。樹脂原液吐出口よりも上流側では、樹脂原液の逆流を防止するために、樹脂原液吐出口が設けられている部分における筒状空間の空間率よりも小さくなることが望ましく、できるだけ長繊維が筒状空間の１００％近くの空間を占めるように構成することが望ましい。従って、図１に示す実施形態では、樹脂原液吐出口２ｄが設けられている部分にも上方に比べて、樹脂原液吐出口２ｄが設けられている部分及びその下方において、筒状空間Ｘの体積が大きくされている。
【００３５】
なお、上記樹脂原液吐出口２ｄが設けられている部分における前述した空間率が４０％を超えると、樹脂の含浸性が悪化することがあり、かつ滞留樹脂が発生して連続操業性が低下することがある。
【００３６】
また、樹脂原液吐出口２ｄから樹脂を吐出する速度については、速い方が好ましいが、あまり速過ぎると長繊維を切断するおそれがある。従って、０．３〜２００ｍ／秒が好ましい。
【００３７】
また、樹脂含浸性を高めるには、樹脂原液吐出口２ｄからの樹脂原液吐出速度を高める方法の他、樹脂原液吐出口２ｄの数を増加させ、かつ樹脂原液吐出口２ｄが設けられている部分における空間Ｘの厚みを小さくする方法が挙げられる。
樹脂原液吐出速度自体を高める場合には、吐出速度を５〜２００ｍ／秒の範囲とすることが望ましく、多数の樹脂原液吐出口２ｄを設けかつ空間Ｘの樹脂原液吐出口２ｄに対向されている部分における厚みを薄くする方法の場合には、樹脂原液吐出速度自体は０．３〜２００ｍ／秒とすればよい。
【００３８】
略円柱状の内型２の下端は円錐状部２ｅを有し、外型３の下端の内周面は、該円錐状部になろう形状とされており、それによって、筒状の空間Ｘの径が下方に行くにつれて縮小している。この縮小領域を通過されて、樹脂原液が付着した長繊維が束ねられるように構成されている。
【００３９】
長繊維強化樹脂成形体の製造に際しては、まず筒状の空間Ｘ内に複数本の長繊維Ｆが挿入され、図示しない引取器により下方に引き取られる。従って、長繊維Ｆは、筒状の空間Ｘ内を上方から下方に向かって移動する。この工程において、樹脂原液４が樹脂原液吐出口２ｄから吐出され、長繊維Ｆに樹脂原液４が付着される。樹脂原液４が付着された長繊維は下方に移動され、筒状の空間Ｘの下方の縮小領域で束ねられ、それによって樹脂原液が含浸された長繊維束が得られる。
【００４０】
この製造装置１では、上記のように樹脂原液４が樹脂原液吐出口２ｄから内型２の横断面の径方向外側に向かって吐出される。従って、上流から送り込まれる繊維束が壁面をクリーニングしながら含浸されるため長期間に渡り連続操業を行った場合でも、樹脂原液の堆積や樹脂原液の固着物などが生じ難い。よって、樹脂原液が含浸された繊維束を得るための工程を長期間に渡り連続的に行うことができる。
【００４１】
上記のようにして、樹脂原液が含浸された長繊維束は、図２に示す可動金型５内に導かれ、可動金型５内で硬化され、それによって長繊維強化樹脂成形体が得られる。なお、図２において、６は図１に示した内型２及び外型３からなるブロックを略図的に示し、４ａは内型に設けられた樹脂原液注入経路に接続されている導管を示し、導管４ａの端部は樹脂原液供給ユニット４ｂに連結されている。
上記筒状の空間Ｘから排出された、樹脂原液が含浸された長繊維束Ｆａが、可動金型５内の成形空間５ａに導かれ、冷却され、硬化する。
【００４２】
なお、樹脂原液として発泡性樹脂原液が用いられて、硬化に先立って発泡させて、発泡体Ｆｃを得てもよい。このようにして、長繊維強化樹脂成形体が得られる。
【００４３】
可動金型５としては、図示の矢印Ｙ方向、すなわち樹脂原液が含浸された長繊維束Ｆａが引き取られる方向に移動され得る適宜な可動金型を用いることができる。また、成形空間５ａは、目的とする繊維強化樹脂成形体の形状に応じた横断面を有するように構成される。すなわち、横断面が円形の長繊維強化樹脂成形体を得ようとする場合には、成形空間５ａの横断面は円形とされ、横断面が矩形の長繊維強化樹脂成形体を得ようとする場合には、成形空間５ａの横断面は矩形とされる。
【００４４】
なお、図２では、上記可動金型５が用いられていたが、図３に示す変形例のように、固定的に設けられる金型７と、金型７の後段に引取器８を配置してもよい。すなわち、引取器８により長繊維束を引き取りつつ、固定的に配置された金型７内で樹脂原液が含浸された長繊維束５を硬化させ、引取器８により得られた長繊維強化樹脂成形体を引き取るように構成してもよい。
【００４５】
さらに、図４に示すように、内型２Ａ及び外型３Ａからなるブロック６Ａの後段にレジューサー９を連ね、レジューサー９の後段に樹脂原液が含浸された長繊維束中の樹脂分布をより均一にするための摺動部１０を設けてもよい。
【００４６】
図４では、内型２Ａ及び外型３Ａからなる部分は、略図的に示されており、ここでは、内型２内に設けられた樹脂原液注入経路２ｃに導管４ａが挿入されており、導管４ａの外側端に樹脂原液供給ユニット４ｂが連結されている。
【００４７】
また、内型２Ａ及び外型３Ａは、図１におけるブロック６の下流部分、すなわち長繊維Ｆを束ねるための前述の縮小部を除いた形状とされており、その代わりに結束部材としてレジューサー９が連ねられている。樹脂原液が付着された複数本の長繊維は、筒状の空間Ｘからレジューサー９内の経路９ａに導かれる。経路９ａにおいては、筒状の空間Ｘの径が徐々に小さくなるように、円錐状の内型部９ｂと、該円錐状の内型部９ｂの外周側面に倣った形状を有する外型部９ｃとが設けられている。従って、樹脂原液が付着された複数本の繊維は、レジューサー９内を通過するにしたがって束ねられていき、円錐状の内型部９ｂの後段において樹脂原液が付着された長繊維が束ねられ、長繊維束とされる。このように、長繊維Ｆを束ねる縮小部は、ブロック６Ａと別部材で構成されていてもよい。
【００４８】
さらに、レジューサー９の後段に設けられた変形加工部としての摺動部１０は、複数のローラー１０ａを有し、複数のローラー１０ａ間にシート１１が架け渡されている。シート１１は、ローラー１０ａの周面に沿うように配置されており、図示のように長繊維束Ｆａの搬送方向において捻りを有するように構成されている。従って、樹脂原液が付着された長繊維束Ｆａが、シート１１間で擦られ、長繊維束Ｆａが変形加工される。
【００４９】
この摺動部１０によりしごかれることにより、樹脂原液が長繊維束に均一に含浸されると共に、所望とする形状に変形される。しかる後、硬化されることにより、変形加工された形状の繊維強化樹脂成形体が得られる。
【００５０】
（第２の実施形態）
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る長繊維強化樹脂成形体の製造装置を示す縦断面図及び図４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う部分を模式的に示す断面図である。
【００５１】
本実施形態では、円柱状の内型２１と、第１の外型２２と、第２の外型２３とが備えられている。第１の外型２２は円筒状の形状を有する。従って、外型２２の内周面２２ａの横断面形状は、内型２１の横断面の外形と相似形状とされている。同様に、第１の外型２２の外周面２２ｂの横断面形状と、第２の外型２３の内周面２３ａの横断面形状とがいずれも円形でありかつ相似とされている。
【００５２】
従って、内型２１の外周面２１ａと外型２２の内周面２２ａとの間に第１の筒状の空間Ｘ１が構成され、第１の外型２２の外周面２２ｂと第２の外型２３の内周面２３ａとの間に第２の筒状の空間Ｘ２が構成される。
【００５３】
本実施形態では、第１，第２の筒状の空間に、それぞれ、複数本の長繊維Ｆが導かれる。
他方、第１の外型２２の内周面においては、中間高さ位置において複数の第１の樹脂原液吐出口２２ｃが形成されている。複数の第１の樹脂原液吐出口２２ｃは、樹脂原液を断面の径方向内側、すなわちその筒状の空間Ｘ１内に樹脂原液を吐出するように構成されている。他方、第１の外型２２の外周面においても、中間高さ位置において周方向に複数の第２の樹脂原液吐出口２２ｄが形成されている。樹脂原液吐出口２２ｄは、樹脂原液を横断面の径方向外側に向かって、すなわち第２の筒状の空間Ｘ２に吐出するように構成されている。
【００５４】
第１，第２の樹脂原液吐出口２２ｃ，２２ｄは、好ましくは図５（ａ）において同じ高さ位置に形成される。
なお、第１，第２の樹脂原液吐出口２２ｃ，２２ｄから樹脂原液を吐出するために、樹脂原液を供給する樹脂原液注入経路が、第１の外型２２内に構成されている。すなわち、樹脂原液注入経路２２ｅが設けられている。樹脂原液注入経路２２ｅは、内型２１内の樹脂原液注入経路２１ｂに連通されている。樹脂原液注入経路２１ａは、図示しない樹脂原液供給ユニットに連結されている。
【００５５】
なお、樹脂原液注入経路は内型２１内に設けられずともよく、第１の外型２２に直接樹脂原液供給ユニットを連結し、第１の外型２２内の樹脂原液注入経路２２ｅに樹脂原液を直接供給してもよい。
【００５６】
本実施形態では、第１，第２の筒状の空間Ｘ１，Ｘ２に複数本の長繊維Ｆがそれぞれ供給され、第１，第２の樹脂原液吐出口２２ｃ，２２ｄから径方向内側または径方向外側に向かって樹脂原液が吐出される。従って、複数本の長繊維Ｆに、樹脂原液が付着され、樹脂原液が付着された長繊維Ｆが空間Ｘ１，Ｘ２から排出される。
【００５７】
しかる後、第１の実施形態と同様にして、樹脂原液が付着された長繊維が束ねられ、樹脂原液が含浸された長繊維束が得られる。なお、結束は、レジューサーを連ねることにより、あるいは内型２１、外型２２，２３に縮小部分を設けることにより行い得る。
【００５８】
また、樹脂原液が含浸された長繊維束を硬化し、成形する成形部材としては、図２及び図３に示した可動金型５や固定金型７などを適宜用いることができ、特に限定されるものではない。また、複数本の長繊維Ｆを搬送する部材についても、図３に示した引取器などを適宜用いることができる。
【００５９】
本実施形態においても、樹脂原液は、樹脂原液吐出口２２ｃ，２２ｄから外型２２の横断面の径方向内側または外側に吐出されるように構成されているので、長時間操業を行ったとしても、樹脂原液が空間Ｘ１，Ｘ２に特定の部分に溜まり難い。従って、長期間に渡り連続操業を行うことができる。
【００６０】
なお、上記第１，第２の実施形態では、筒状の空間が円筒状とされているため、内型として略円柱状のものが用いられ、外型の内周面及び第１，第２の外型の内周面も円筒状とされていたが、本発明においては、筒状の空間は角筒状の形状であってもよい。その場合には、内型が角柱状の形状とされる。
【００６１】
次に、具体的な実施例につき説明する。
（実施例１）
図１（ａ）及び（ｂ）に示した製造装置１を用いた。なお、内型２の樹脂原液吐出口より上部の外径は３５ｍｍ、長さは２００ｍｍ、下部の外径は３２ｍｍ、長さは２５０ｍｍとし、外径３の下部の内径は４０ｍｍとした。また、樹脂原液吐出口の径は０．７ｍｍとした。直径１７μｍのガラス繊維（１４０００番手）を撚り、弱く巻き取ったものを１本のロービングとし、該ロービンクを長繊維Ｆとして用意した。また、ポリオール（住友バイニルウレタン社製）１００重量部に対して、発泡剤として水０．６重量部と、触媒（三共有機合成社製、Ｓ−ＣＭ３１Ａ）０．１重量部を予備混合し、さらにジフェニルメタンジイソシアネート（住友バイニルウレタン社製、４４Ｕ２０）１３０重量部を衝突混合して、２０℃における粘度が２０００ｃｐｓであるポリウレタン原液である樹脂原液を用意した。
【００６２】
上記長繊維４８本を筒状の空間Ｘに導き、上記樹脂原液を樹脂原液注入経路２ｃ内に注入し、樹脂原液吐出口２ｄから樹脂原液を吐出し、長繊維に付着させた。この場合、樹脂原液と長繊維とを重量比で１対１の割合で供給し、長繊維Ｆは３ｍ／分の速度で空間Ｘから引き取った。しかる後、このようにして樹脂原液が含浸された長繊維を束ね、図２に示した結束部材で束ね、可動金型５を用いて発泡硬化成形を行い、繊維強化発泡成形体を得た。
【００６３】
（実施例２）
実施例１と同じ長繊維及び発泡性樹脂原液を用意した。図１に示した製造装置において、筒状の空間Ｘに、実施例１と同様に樹脂原液と長繊維とを重量比で１対１で供給し、０．５ｍ／分の速度で引き取った。なお、図１に示した製造装置において、筒状の空間Ｘは、樹脂原液吐出口よりも上方部分では、内径が９０ｍｍ、樹脂原液吐出口が設けられている部分よりも下方では、空間Ｘの内径が８０ｍｍ、外径が１００ｍｍとされているものを用いた。さらに、下方の出径部においては、金型出口縮小率が８７．１％となるように、出口径が５６ｍｍとされているものを用いた。
【００６４】
上記のようにして、筒状の空間Ｘにおいて樹脂原液を長繊維に付着させ、しかる後出径部において束ね、樹脂原液が含浸された長繊維束を得た。
上記実施例１，２で得られた繊維強化樹脂成形体では、樹脂原液が均一に含浸されているためか、発泡硬化後、外観性に優れ、曲げ強度に優れた繊維強化発泡樹脂成形体を得ることができた。また、連続操業性に優れ、実施例１，２のいずれにおいても３日以上連続操業することが可能であることが確かめられた。
【００６５】
【発明の効果】
第１の発明に係る長繊維強化樹脂成形体の製造方法では、上記筒状の空間において、樹脂原液吐出口から樹脂原液が長繊維に向かって吐出され、樹脂原液が長繊維に付着される。従って、樹脂原液が筒状の空間の特定の部分に溜まり難い。
よって、連続操業性に優れ、長期間に渡り長繊維強化樹脂成形体の製造を行うことかできる。すなわち、従来の長繊維強化樹脂成形体の製造方法では、樹脂原液が輪状間隙に溜まり、堆積するため、運転を停止し、解体及び清掃といった煩雑な作業を頻繁に行わねばならなかったのに対し、第１の発明に係る製造方法では、このような煩雑な作業を行わずともよく、また長期間に渡り連続操業を行うことかできる。
【００６６】
しかも、上記樹脂原液と長繊維との供給比率を容易に制御することができ、所望とする繊維強化樹脂成形体を安定に得ることができる。
上記樹脂原液として発泡性樹脂原液を用い、発泡性樹脂原液が含浸された長繊維束を、内型と外型との間の空間から開放された空間に導き、硬化に先立ち発泡した場合には、本発明に従って長繊維強化樹脂発泡体を得ることができる。
【００６７】
柱状の内型が円柱状の形状を有し、筒状の空間が円筒状である場合には、最終的に円筒状の長繊維強化樹脂成形体を容易に得ることができ、内型が角柱状の形状を有し、筒状の空間が角筒状である場合には、横断面が矩形の長繊維強化樹脂成形体を得ることができる。
【００６８】
硬化工程が、長繊維束と同じ方向に移動し、目的とする形状に応じた横断面形状の成形空間を有する可動金型内において行われる場合には、可動金型内の成形空間の横断面形状に応じた横断面形状を有する長繊維強化樹脂成形体を容易に得ることができる。
【００６９】
第２の発明においても、第１，第２の筒状の空間から樹脂原液が長繊維に向かって吐出され、樹脂原液が長繊維に付着されるので、第１の発明と同様に、第１，第２の筒状の空間内に樹脂原液が溜まり難く、従って長期間に渡り連続操業を行うことができる。また、従来技術で必要であった煩雑な運転停止、解体及び清掃といった作業を簡略化することができる。さらに、長繊維と樹脂原液の供給比率を調整することにより、所望とする長繊維強化樹脂成形体を容易に得ることができる。
【００７０】
さらに、第２の発明では、第１，第２の筒状空間に長繊維をそれぞれ導くため、第１の発明に比べて、樹脂原液をより効果的に均一に含浸させることができ、かつより多くの長繊維が含まれている長繊維強化樹脂成形体を得ることができる。
【００７１】
第３の発明に係る製造装置では、樹脂原液吐出口を有する内型、内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する筒状の外型と、樹脂原液注入部材と、成形部材とを備えるので、第１の発明に従って、長繊維強化樹脂成形体を得ることができ、長期間に渡り長繊維強化樹脂成形体を連続操業により製造することができる。
【００７２】
同様に、第４の発明に係る製造装置においても、第１，第２の筒状の空間を有するように、内型、第１の外型及び第２の外型が構成されており、第１，第２の樹脂原液吐出口から長繊維に向かって樹脂原液が吐出されて、長繊維に樹脂原液が付着される。従って、第２の発明に従って、長繊維強化樹脂成形体を得ることができ、煩雑な運転停止、解体及び清掃といった作業を簡略化することができ、長期間に渡り連続操業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る長繊維強化樹脂成形体の製造装置の用具を示す縦断面図及び（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う部分の模式的断面図。
【図２】樹脂原液が含浸された長繊維束を硬化し、成形する装置の一例を示す略図的縦断面図。
【図３】樹脂原液が含浸された長繊維束を硬化し、成形する装置の他の例を示す略図的縦断面図。
【図４】樹脂原液が含浸された長繊維束を結束するレジューサーが筒状の空間に連結されている変形例を説明するための略図的縦断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る長繊維強化樹脂成形体の製造装置を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ線に沿う部分の模式的断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る長繊維強化樹脂成形体の製造装置を示す縦断面図。
【符号の説明】
２…内型
２ａ…外周面
２ｂ…上端面
２ｃ…樹脂原液注入経路
２ｄ…樹脂原液吐出口
３…外型
３ａ…内周面
４…樹脂原液
４ａ…導管
４ｂ…樹脂原液供給部材
５…可動金型
５ａ…成形空間
７…固定金型
８…引取器
９…レジューサー
１０…摺動部
２１…内型
２１ａ…外周面
２２…第１の外型
２２ａ…内周面
２２ｂ，２２ｃ…第１，第２の樹脂原液吐出口
２３…第２の外型
２３ａ…内周面
Ｆ…長繊維
Ｘ…筒状の空間
Ｘ１，Ｘ２…第１，第２の筒状の空間

Claims

長繊維束に樹脂原液を含浸させ、成形し、繊維強化樹脂成形体を製造する方法であって、
内部に樹脂原液が注入されるように構成されておりかつ外表面から径方向外側に向かって樹脂原液を吐出する樹脂原液吐出孔が設けられた柱状の内型と、該内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する外型との間の筒状の空間に複数本の長繊維を導く工程と、
前記筒状の空間において、前記樹脂原液吐出孔から樹脂原液を長繊維に向かって吐出し、樹脂原液を長繊維に付着させる工程と、
前記樹脂原液が付着した長繊維を束ね、樹脂原液が含浸された長繊維束を得る工程と、
前記樹脂原液が含浸された長繊維束において樹脂原液を硬化させる工程とを備えることを特徴とする長繊維強化樹脂成形体の製造方法。
前記樹脂原液が発泡性樹脂原液であり、前記発泡性樹脂原液が含浸された長繊維束を、前記内型と外型との間の空間から開放された空間に導き、硬化に先立ち発泡させて長繊維強化樹脂発泡体を得ることを特徴とする、請求項１に記載の長繊維強化樹脂成形体の製造方法。
前記柱状の内型が円柱状の形状を有し、前記筒状の空間が円筒状である、請求項１または２に記載の長繊維強化樹脂成形体の製造方法。
前記内型が角柱状の形状を有し、前記筒状の空間が角筒状である、請求項１または２に記載の長繊維強化樹脂成形体の製造方法。
前記硬化工程が、前記長繊維束と同じ方向に移動し、目的とする形状に応じた横断面形状の成形空間を有する可動金型内において行われ、それによって可動金型内の成形空間に応じた横断面形状の長繊維強化樹脂成形体が得られる、請求項１〜４のいずれかに記載の長繊維強化樹脂成形体の製造方法。
長繊維束に樹脂原液を含浸させ、成形し、繊維強化樹脂成形体を製造する方法であって、
柱状の内型と、内部に樹脂原液が注入されるように構成されており、前記内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面及び外周面を有し、かつ内周面及び外周面に径方向内側及び外側に向かってそれぞれ樹脂原液を吐出する第１，第２の樹脂原液吐出孔が形成されている筒状の第１の外型と、第１の外型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する第２の外型とを有する金型の前記内型と第１の外型との間の第１の筒状の空間と、第１，第２の外型間の第２の筒状の空間にそれぞれ複数本の長繊維を導く工程と、
前記第１，第２の樹脂原液吐出孔から樹脂原液を長繊維に向かって吐出し、前記第１，第２の筒状空間において樹脂原液を長繊維に付着させる工程と、
前記樹脂原液が付着された長繊維を束ねて樹脂原液が含浸された長繊維束を得る工程と、
前記樹脂原液が含浸されている長繊維束の樹脂原液を硬化させる工程とを備えることを特徴とする長繊維強化樹脂成形体の製造方法。
前記樹脂原液が熱硬化性樹脂原液である、請求項１〜６のいずれかに記載の長繊維強化樹脂成形体の製造方法。
長繊維束に樹脂原液を含浸して成形し、繊維強化樹脂成形体を製造するための装置であって、
外表面に樹脂原液を吐出する樹脂原液吐出孔が形成されており、内部に該樹脂原液吐出孔に連なる樹脂注入経路が形成されている略柱状の内型と、
前記内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する筒状の外型とを備え、
前記筒状の空間の径が樹脂原液吐出口よりも下流側において下流側に行くにつれて縮小されており、それによって樹脂原液が付着された複数本の長繊維が束ねられるように構成されており、
前記内型の樹脂注入経路に樹脂原液を注入する樹脂注入部材と、
前記樹脂原液が付着した長繊維束を硬化・成形する成形部材をさらに備えることを特徴とする、長繊維強化樹脂成形体の製造装置。
長繊維束に樹脂原液を含浸して成形し、繊維強化樹脂成形体を製造するための装置であって、
略柱状の内型と、
前記内型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面及び外周面を有し、内部に樹脂注入経路が構成されており、内周面及び外周面にそれぞれ第１，第２の樹脂原液吐出孔が形成されている第１の外型と、
第１の外型に外挿されており、第１の外型の横断面の外形と横断面が相似形状の内周面を有する第２の外型とを備え、樹脂原液が付着された複数本の長繊維を束ねるように、前記樹脂原液吐出口よりも下流側において、第１，第２の筒状空間の径が下流側に行くにつれて縮小されている空間縮小領域が形成されており、
樹脂原液が付着した長繊維束の樹脂原液を硬化し、成形する成形部材をさらに備えることを特徴とする、長繊維強化樹脂成形体の製造装置。
前記樹脂原液が付着された長繊維束の横断面形状を変化させる変形加工部材をさらに備える、請求項８または９に記載の長繊維強化樹脂成形体の製造装置。