JPH01263005A

JPH01263005A - Ｆｒｔｐ連続プリプレグ製造装置

Info

Publication number: JPH01263005A
Application number: JP9273588A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Asai; 浅井　俊博; Norio Ohara; 大原　紀夫
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1988-04-14
Publication date: 1989-10-19

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】（産業上の利用分野）本発明は、繊維を強化材とするＦ　ＲＴ　Ｐ　（Ｆｉｂ
ｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｔｈｅｒｍｏ　Ｐｌａｓｔ
ｉｃ　　Ｈ繊維強化熱可塑性プラスチック）連続プリプ
レグの製造装置に関する。

（従来の技術）熱可塑性樹脂を溶融状態で繊維束に含浸させてＦＲＴＰ
連続プリプレグを得る方法として、樹脂粉末を繊維束間
に浸入させた後、加熱溶融させる方法（特公昭５２−３
９８５号公報）、繊維束の表面に熱可塑性樹脂を溶融付
着させた後、板状ローラで樹脂を繊維束間に含浸させる
方法（特開昭６０−３６１３６号公報）、樹脂シートと
繊維束シートをサンドインチにしたものを加熱密着させ
る方法（特開昭５８−２１１４１５号公！１り、繊維束
を樹脂エマルジョンで含浸し、これを乾燥後、押出機の
クロスヘッド内で樹脂を被覆する方法（特公昭６０−６
７６４号公報）等があった。

そこで、本願出願人は、上記各方法に比し、より簡単に
、かつ省エネルギで、また樹脂の高含浸を図るものとし
て、特願昭６２−１７３３６３号に係る製造方法及び製
造装置を提供した。

この方法によれば、繊維束を樹脂中へ導入する前に、抵
抗部材によって繊維束の集合体の幅を拡大させることに
より、樹脂の繊維間への含浸を容易としている。また製
造工程が簡単であり、エネルギ面で非常に有利である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記方法によれば、繊維束に対する樹脂
の含浸は非常に良好となるが、樹脂の含浸作用は樹脂自
体の拡散によってなされる構成であり、樹脂の拡散時間
が必要とされ、一定長さの樹脂槽中において繊維束の移
動速度を速くすれば、拡散時間が不足し、十分な含浸が
得られない欠点があった。さらに繊維束の移動速度を高
速とすれば、第８図に示される如く、樹脂１０１の高粘
性のために繊維束１０２の移動に樹脂１０１の流動が追
随できず、繊維束１０２のまわりに空洞部１０３が発注
し、含浸不良が生ずる欠点があった。

以上のように、繊維束の移動速度が制限され、生産性が
低いという欠点があった。また繊維束中の繊維本数を増
加させた場合においても、樹脂の拡散時間が長くなり、
含浸不足が生じるため、移動速度を遅くする必要があり
、生産性に問題があった。

尚、第８図において、１０４は押出機のクロスヘッド、
１０５は抵抗ピン、１０６は幅寄せビンである。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、生産性の向上を図
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段）その技術的手段は、押出機１のクロスヘッド５に連続繊
維束６通路７が設けられ、該通路７の一方の繊維束導入
部８から繊維束６が渾人され、クロスヘッド５内の熱可
塑性溶融樹脂槽９内を通過して、他方の繊維束導出ノズ
ル部ｌＯより取出された含浸繊維束６を巻取る巻取機１
９を備えてなるＦＲＴＰ連続プリプレグ製造装置におい
て、繊維束導入部８に繊維束６を案内する導入ローラ１
４が回転自在に設けられ、樹脂槽９内に複数の含浸ロー
ラ１５が繊維束６にテンションを付与すべく、回転自在
に配設され、前記ノズル部１０に、該ノズル部１０を樹
脂融点以上に加熱する加熱装置１７が設けられ、ノズル
部１０出口側に含浸繊維束６を樹脂融点以下に冷却する
冷却装置１８が設けられ、前記巻取機１９は含浸繊維束
６にテンションが付与された状態で巻取り可能とされた
点にある。

（作　用）本発明によれば、繊維束６は巻取８１９によって所定テ
ンションのもとに巻取られる。この繊維束６の移動に伴
なって、樹脂槽９内の含浸ローラ１５が連れ廻り、回転
する。この含浸ローラ１５の回転によって繊維束６の繊
維間に溶融樹脂１３が強制的に圧入される。

また繊維束６の移動速度が速くなれば、連れ廻りする含
浸ローラ１５の回転も速くなる。

（実施例）以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明すると
、第１図及び第２図において、１は押出機で、ケーシン
グ２と、ケーシング２内に設けられた回転スクリュー３
と、ケーシング２を加熱するヒーター４を有し、押出機
１の先端部には押出方向と交差状としてクロスヘッド５
が備えられている。

クロスヘッド５内には上下方向に連続繊維束６が通過す
る繊維束通路７が形成され、該通路７の上端側が繊維束
導入部８とされ、中間部が樹脂槽９とされ、下端部が繊
維束導出ノズル部１０とされている。またクロスヘッド
５の周壁１１上部にはオーバーフロー口１２が形成され
ており、押出機１の回転スクリュー３によって押出され
た熱可塑性溶融樹脂１３は樹脂槽９内に充満されると共
に、上部のオーバーフロー口１２より流出し、充満量は
略−定に保持される。

繊維束導入部８には、１以上の導入ローラ１４が回転自
在に設けられており、また樹脂槽９内には上下方向に適
宜間隔を有して複数の含浸ローラ１５が回転自在に設け
られている。本実施例においては、各ローラ１４．１５
は水平方向の互いに平行な軸６回りに回転自在に備えら
れている。

１６はヒーターで、クロスヘッド５の樹脂槽９を加熱す
べく構成されており、特に、ノズル部１０に設けられた
ヒーター１７は温度調整可能とされている。

またノズル部１０出口側にはノズル部１０より取出され
た樹脂を含浸状態の含浸繊維束６を樹脂融点以下に象、
冷させるための冷却装置１８が設けられている。

１９は巻取機で、含浸繊維束６に所望のテンションが付
与された状態で巻取り可能に構成されている。

２０はガイドローラ、２１は冷却装置１８の冷却水を受
ける受皿である。

本発明の第１実施例は以上のように構成されており、熱
可塑性溶融樹脂１３は回転スクリュー３の回転によって
、クロスヘッド５内に順次給送され、所定量以上の熔融
樹脂１３はオーバーフロー口１２より流出し、樹脂槽９
内には常に略一定量の溶融樹脂１３が確保される。

一方、繊維束６は通路７の導入部８より導入されると共
に、各ローラ１４，１５の交互の側面を通って架は渡さ
れ、所謂くの字状に屈曲した走行軌跡を形成し、ノズル
部１０より取出され、冷却装置１８及びガイドローラ２
０を通って巻取機１９に巻取られる。この際、含浸繊維
束６に１　ｋｇ以上のテンションがかかった状態で、巻
取機１９に順次巻取られていくよう構成されている。

従って、繊維束６に作用するテンションによって、繊維
束６は各ローラ１４．１５に接触しながら通路７を下方
に移動される。この繊維束６の接触移動によって導入ロ
ーラ１４及び含浸ローラ１５は所定方向に回転され、こ
の含浸ローラ１５の回転に伴なって含浸ローラ１５外周
面に付着している溶融樹脂１３が繊維束６間に圧入され
る。この圧入は繊維束６に作用しているテンションによ
り発生するローラ１５との摩擦によるローラ１５の回転
力によってなされる。そして含浸ローラ１５の複数によ
り樹脂の含浸が順次進行する。

その後、含浸繊維束６はヒーター１７により樹脂融点以
上で、かつ融点＋３０℃以下の温度に調整加熱されてい
るノズル部１０より取出され、直下に備えられた冷却装
置１８に急冷され、巻取機１９に所望のプリプレグが順
次巻取られていく。

以上のように、含浸ローラ１５の回転に伴なって繊維束
６の繊維間に溶融樹脂１３を強制的に圧入する構成であ
り、また繊維束６の移動に伴なって含浸ローラ１５が回
転する構成であるため、繊維束６の移動速度を速くして
も、繊維束６に対する樹脂１３の含浸効果が十分に発揮
され、良好なプリプレグが製造でき、生産性の向上が図
れる。

またノズル部１０の温度を樹脂融点付近にセットしてい
るため、ノズル部１０出口における急冷によって含浸繊
維束６を容易に融点以下に冷却でき、この繊維束６の固
化作用により、ノズル部１０における繊維束６のしぼり
込みが巻取時のテンションによってより良好になされ、
繊維束６内部に残る気泡が抜けると共に、含浸の最終工
程がなされ、気泡のない良好なプリプレグが製造できる
。

さらに、各含浸ローラ１５の回転によって溶融樹脂１３
が攪拌され、樹脂温度が均一化されると共に空洞化も防
止できる。

第３図は約１０ｃｍ長さのナイロン樹脂槽９中で炭素繊
維束６をナイロン含浸した結果を示しており、従来方法
に比べ、含浸ローラ１５を２本人れた状態で、１．７倍
の速度で製造が可能となった。また１繊維束６中の繊維
本数を１２０００本に増加しても含浸ローラ１５を９本
以上配置すれば、１．７倍の速度で製造可能となり、生
産性が向上できる。

第４図は第２実施例を示しており、含浸ローラ１５の表
面に多数の溝２３を設けたものであり、この含浸ローラ
１５によれば、繊維束６を広げる効果が発揮され、含浸
能率がより向上する。

第５図は第３実施例を示しており、含浸ローラ１５が楕
円形ローラとされたものであり、攪拌効果がより向上す
ると共に、繊維束６の移動軌跡が周期的に変動するため
、空洞化がより確実に防止できる。また各ローラ１５間
での移動中の樹脂拡散も付加されて、含浸がより良好に
なされる。

第６図は第４実施例を示しており、複数の繊維束６を同
一樹脂槽９内で含浸する構造であり、生産性が向上でき
る。

第７図は第５実施例を示しており、含浸ローラ１５を対
にした構造とされている。この場合、対のローラ１５の
圧延作用により、繊維束６が広げられ、また樹脂の圧入
機能も増大し、より確実な含浸状態が得られる。

（発明の効果）本発明によれば、ＦＲＴＰ連続プリプレグ製造装置にお
いて、繊維束導入部に繊維束を案内する導入ローラが回
転自在に設けられ、樹脂槽内に複数の含浸ローラが繊維
束にテンションを付与すべく、回転自在に配設され、繊
維束導出ノズル部に、該ノズル部を樹脂融点以上に加熱
する加熱装置が設けられ、ノズル部出口側に含浸繊維束
を樹脂融点以下に冷却する冷却装置が設けられ、巻取機
は含浸繊維束にテンションが付与された状態で巻取り可
能とされたものであり、繊維束の移動に伴なって、連れ
回る含浸ローラの回転によって繊維束の繊維間に溶融樹
脂を強制的に圧入するため、繊維束に対する樹脂の含浸
効果が十分発揮でき、生産性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す要部断面説明図、第
２図は各ローラの回転を示す説明図、第３図は繊維束の
移動速度と含浸ローラ本数及び繊維束中の繊維本数との
関係を示す関係図、第４図は第２実施例を示す含浸ロー
ラの部分図、第５図は第３実施例を示す説明図、第６図
は第４実施例を示す説明図、第７図は第５実施例を示す
説明図、第８図は先行技術を示す要部断面説明図である
。１・・・押出機、５・・・クロスヘッド、６・・・繊維
束、７・・・繊維束通路、８・・・繊維束導入部、９・
・・樹脂槽、１０・・・繊維束導出ノズル部、Ｉ４・・
・導入ローラ、１５・・・含浸ローラ、１７・・・ヒー
ター、１８・・・冷却装置、１９・・・巻取機。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）押出機１のクロスヘッド５に連続繊維束６通路７
が設けられ、該通路７の一方の繊維束導入部８から繊維
束６が導入され、クロスヘッド５内の熱可塑性溶融樹脂
槽９内を通過して、他方の繊維束導出ノズル部１０より
取出された含浸繊維束６を巻取る巻取機１９を備えてな
るＦＲＴＰ連続プリプレグ製造装置において、繊維束導
入部８に繊維束６を案内する導入ローラ１４が回転自在
に設けられ、樹脂槽９内に複数の含浸ローラ１５が繊維
束６にテンションを付与すべく、回転自在に配設され、
前記ノズル部１０に、該ノズル部１０を、樹脂融点以上
に加熱する加熱装置１７が設けられ、ノズル部１０出口
側に含浸繊維束６を樹脂融点以下に冷却する冷却装置１
８が設けられ、前記巻取機１９は含浸繊維束６にテンシ
ョンが付与された状態で巻取り可能とされたことを特徴
とするＦＲＴＰ連続プリプレグ製造装置。