JPH0639896A

JPH0639896A - 長繊維強化複合材製造用ダイ

Info

Publication number: JPH0639896A
Application number: JP4195389A
Authority: JP
Inventors: Makoto Arafuka; 真荒深
Original assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Current assignee: Aisin Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】長繊維束を含浸室内で蛇行させるための段取り
作業の作業性を改善する長繊維強化複合材製造用ダイを
提供する。【構成】長繊維束Ｆに溶融樹脂を含浸させるための含浸
室１０の一方側を形成する第１内筒部材１１と、含浸室
１０の他方側を形成する第２内筒部材１２と、第１およ
び第２内筒部材１１、１２の内面に千鳥状に配設され
た、第１および第２内筒部材１１、１２の中心に向かっ
て第１および第２内筒部材１１、１２の径方向に突出
し、かつ、溶融樹脂が通過する開口２９、２０をもつ、
含浸室内で長繊維束Ｆを蛇行させるための複数の蛇行板
２１、２２と、からなる長繊維強化複合材製造用ダイ
１。ダイ１を用いれば、第１および第２内筒部材１１、
１２を一体化するだけで、含浸室１０内で長繊維束Ｆを
蛇行させる段取り作業が自動的に完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長繊維を内部に含有す
る熱可塑性樹脂からなる長繊維強化複合材を製造するた
めのダイに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平３−１８３５３１号公報やＵ．
Ｓ．Ｐａｔ．Ｎｏ．４，４３９，３８７などには、溶融
熱可塑性樹脂中に連続した長繊維束を供給し、これを溶
融熱可塑性樹脂とともに同時に押し出し、その後、長繊
維束を内部に含んで固化した熱可塑性樹脂を切断してペ
レットなどにする製造方法が開示されている。

【０００３】これらの製造方法においては、長繊維束に
溶融熱可塑性樹脂を十分に含浸させるため、溶融熱可塑
性樹脂が加圧注入されているダイの含浸室内を長繊維束
が通過する際に、含浸室内にその半径方向に突出する複
数のピンを千鳥状に配設し、このピンに長繊維束を懸け
渡して、長繊維束を含浸室内で蛇行させるようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の長繊維強化複合
材の製造方法においては、含浸室内に千鳥状に配設した
ピンに長繊維束を懸け渡すために、ダイをその軸に垂直
な面で切断し複数のサブダイに分割していた。すなわ
ち、従来の製造方法においては、各サブダイ毎に、ピン
セットなどを用いて針の穴に糸を通すように、長繊維束
を含浸室内に挿通するとともに、各ピンに長繊維束を懸
け渡していた。そして、各サブダイをボルトで一体化
し、外部ダイ、ダイバック、ダイヘッド、ヒーターなど
をダイに組み付けた後に、漸く、長繊維束に溶融熱可塑
性を含浸させる作業が始まるのであった。

【０００５】このように、従来の長繊維強化複合材の製
造方法においては、長繊維束Ｆを含浸室内で蛇行させる
ための段取り作業の作業性は、著しく非能率的なもので
あった。この段取り作業の悪い作業性は、ひいては、長
繊維強化複合材の製造工程の全体の生産性に悪影響を及
ぼしていた。本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものである。本発明は、長繊維束を含浸室内で蛇行さ
せるための段取り作業の作業性を改善する長繊維強化複
合材製造用ダイを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の長繊維強化複合
材製造用ダイは、長繊維束に溶融樹脂を含浸させるため
の含浸室の一方側を形成する半円柱状の第１筒部材と、
前記含浸室の他方側を形成する半円柱状の第２筒部材
と、前記第１および前記第２筒部材の内面に千鳥状に配
設された、前記第１および前記第２筒部材の中心に向か
って前記第１および前記第２筒部材の径方向に突出し、
かつ、前記溶融樹脂が通過する開口をもつ、前記含浸室
内で前記長繊維束を蛇行させるための複数の板状の蛇行
手段と、からなることを特徴とする。

【０００７】

【発明の作用】本発明の長繊維強化複合材製造用ダイ
は、含浸室の一方側を形成する半円柱状の第１筒部材
と、含浸室の他方側を形成する半円柱状の第２筒部材と
に分割されている。そして、第１および前記第２筒部材
の内面には、複数の蛇行手段が千鳥状に配設されてい
る。この蛇行手段は含浸室内で長繊維束を蛇行させるた
めのものであり、第１および第２筒部材の中心に向かっ
て第１および第２筒部材の径方向に突出する板状の形状
をなすとともに、溶融樹脂が通過する開口をもつ。

【０００８】本発明の長繊維束強化複合材製造用ダイの
含浸室内で長繊維束を蛇行させる段取り作業を行うに際
しては、まず、第１および第２筒部材を分割する。そし
て、分割された第１および第２筒部材の間にそれらの中
心軸と平行に、第１および第２筒部材の全長以上に、長
繊維束を張り渡す。この後、第１および第２筒部材の間
に長繊維束を張り渡したまま、第１および第２筒部材を
一体化する。

【０００９】すると、第１および第２筒部材の内面に
は、第１および第２筒部材の径方向に突出する複数の蛇
行手段が配設されているので、複数の蛇行手段の頂辺
は、長繊維束を第１および第２筒部材の径方向に押圧す
る。さらに、複数の蛇行手段は、第１および第２筒部材
の内面に千鳥状に配設されているので、互いに隣合う蛇
行手段の各頂辺は、それぞれ、長繊維束を第１および第
２筒部材の径方向において逆方向に押圧する。

【００１０】すなわち、本発明の長繊維強化複合材製造
用ダイにおいては、第１および第２筒部材の間に長繊維
束を張り渡したまま、第１および第２筒部材を一体化す
れば、その含浸室内で長繊維束を蛇行させる段取り作業
が自動的に完了する。

【００１１】

【実施例】本発明の長繊維強化複合材製造用ダイの一実
施例につき、以下、図面を参照しながら説明する。図１
は、本発明の長繊維強化複合材製造用ダイの一実施例
（以下、単にダイ１という。）をその中心軸を含む面で
切断した断面図である。図１に示すように、このダイ１
は、長繊維束Ｆに溶融樹脂を含浸させるための含浸室１
０の一方側を形成する半円柱状の第１内筒部材１１と、
含浸室１０の他方側を形成する半円柱状の第２内筒部材
１２と、第１および第２内筒部材１１、１２の内面に千
鳥状に配設された、長繊維束Ｆを蛇行させるための複数
の蛇行板２１、２２と、第１内筒部材１１をその内周面
で保持する半円柱状の第１外筒部材３１と、第２内筒部
材１２をその内周面で保持する半円柱状の第２外筒部材
３２と、第１および第２内筒部材１１、１２と第１およ
び第２外筒部材３１、３２の後端部をその内面および端
面で保持する円柱状のマニホールド４０と、第１および
第２内筒部材１１、１２と第１および第２外筒部材３
１、３２の前端部をその内面および端面で保持する円柱
状のダイヘッド５０と、第１および第２外筒部材３１、
３２と、マニホールド４０の図示上部外周面をその内周
面で保持する半円柱状の第１ヒーター６１と、第１およ
び第２外筒部材３１、３２と、マニホールド４０の図示
下部外周面をその内周面で保持する半円柱状の第２ヒー
ター６２と、マニホールド４０の後端部に配設されたダ
イバック７０と、からなる。

【００１２】図２は、ダイ１の要部をなす第１および第
２内筒部材１１、１２の正面図、および、それらの側面
図である。図２に示すように、第１および第２内筒部材
１１、１２は、半円柱状の部材であり、それらの中央部
は、直方体状の空間をなすように切削されている。第１
および第２内筒部材１１、１２を一体的に組み合わせた
時に生じる直方体状の空間が、長繊維束Ｆに溶融樹脂を
含浸させるための含浸室１０を形成する。また、第１お
よび第２内筒部材１１、１２の所定の位置には、以下に
述べる長繊維束Ｆを蛇行させるための蛇行板２１、２２
をそれらの内部にボルトなどで固定するためのボルト穴
１３、１４が、第１および第２内筒部材１１、１２の半
径方向と平行に穿設されている。

【００１３】図３は、長繊維束Ｆを蛇行させるための蛇
行板２１の正面図、および、その側面図である。図３に
示すように、蛇行板２１は、板状の部材であり、第１お
よび第２筒部材１１、１２の内周面に着脱自在に配設さ
れ、それらの中心に向かってそれらの径方向に突出する
一対の突出部２３、２３と、突出部２３、２３を連結す
る連結部２５と、からなる。一対の突出部２３、２３と
連結部２５とが、溶融樹脂が通過する開口２７を形成す
る。また、一対の突出部２３、２３の根元部には、第１
および第２内筒部材１１、１２の所定の位置に穿設され
たボルト穴１３、１４と整合するボルト穴２９、２９が
穿設されている。さらに、一対の突出部２３、２３と連
結部２５の頂部は、含浸室１０内で長繊維束Ｆを蛇行中
に、長繊維束Ｆが切断しないように、所定の曲率半径で
丸められている。

【００１４】ここで、図１に示すように、蛇行板２１
は、第１内筒部材１１の後端部と第２内筒部材１２の前
端部とに、一対配設されており、この蛇行板２１の突出
部２３の突出長（図３における突出部２３の高さ）は、
第１および第２内筒部材１１、１２内に切削された直方
体状の空間の高さと同一の寸法に形成されている。この
ように蛇行板２１、２１を構成することによって、第１
内筒部材１１の後端部に配設された蛇行板２１が、ダイ
バック７０およびマニホールド４０を経由して含浸室１
０内に導入された長繊維束Ｆを、第１内筒部材１１の後
端部において、含浸室１０の中心を通過させ、第２内筒
部材１２の後端部に配設された蛇行板２１が、以下に述
べる蛇行板２２が含浸室１０内で蛇行させた長繊維束Ｆ
を、第２内筒部材１２の前端部において、含浸室１０お
よび以下に述べるダイヘッド５０の導出路５１の中心を
通過させる。

【００１５】図４は、長繊維束Ｆを蛇行させるための蛇
行板２２の正面図、および、その側面図である。図４に
示すように、蛇行板２２は、蛇行板２１と同様の板状の
部材であり、第１および第２筒部材１１、１２の内周面
に着脱自在に配設され、それらの中心に向かってそれら
の径方向に突出する一対の突出部２４、２４と、突出部
２４、２４を連結する連結部２６と、からなる。一対の
突出部２４、２４と連結部２６とが、溶融樹脂が通過す
る開口２０を形成する。また、一対の突出部２４、２４
の根元部には、第１および第２内筒部材１１、１２の所
定の位置に穿設されたボルト穴１３、１４と整合するボ
ルト穴２８、２８が穿設されている。さらに、一対の突
出部２４、２４と連結部２６の頂部は、含浸室１０内で
長繊維束Ｆを蛇行中に、長繊維束Ｆが切断しないよう
に、所定の曲率半径で丸められている。

【００１６】ここで、図１に示すように、蛇行板２２
は、第１および第２内筒部材１１、１２の中央部に、千
鳥状に三対配設されており、この蛇行板２２の突出部２
４の突出長（図４における突出部２４の高さ）は、第１
および第２内筒部材１１、１２内に切削された直方体状
の空間の高さよりも大きい寸法に形成されている。この
ように三対の蛇行板２２を構成することによって、三対
の蛇行板２２が、前記した第１内筒部材１１の後端部に
配設された蛇行板２１が含浸室１０の中心を通過させた
長繊維束Ｆを、第１および第２内筒部材１１、１２の中
央部において、蛇行させるようになる。

【００１７】図１に示すように、第１および第２外筒部
材３１、３２は、第１および第２内筒部材２１、２２の
外周面の半径と同一の半径の内周面をもつ半円柱状の部
材である。また、第１および第２外筒部材３１、３２の
図示右端部には、以下に述べるマニホールド４０をボル
トなどで固定するためのボルト穴３３、３４が、それぞ
れ、複数個穿設され、それらの図示左端部には、以下に
述べるダイヘッド５０をボルトなどで固定するためのボ
ルト穴３５、３６が、それぞれ、複数個穿設され、それ
らの外周部には、以下に述べる第１および第２ヒーター
６１、６２をボルトなどで固定するためのボルト穴３
７、３８が、それぞれ、複数個穿設されている。

【００１８】図１に示すように、マニホールド４０は、
円柱状の部材であり、図示しない押出機から押し出され
てきた溶融樹脂を含浸室１０に導入するための導入路４
１がその内部に紙面に対して垂直な方向に切削されてい
る。この導入路４１は、直方体状の空間と円柱状の空間
とを連結した形状をなし、アルファベットのＴの字を図
１中でほぼ横倒しにした状態に配設されている。図示右
側の直方体状の空間の一端が押出機の吐出口と連通し、
図示左側の円柱状の空間に第１および第２内筒部材１
１、１２の図示右端部が嵌合している。また、マニホー
ルド４０の周縁部には、第１および第２外筒部材３１、
３２のボルト穴３３、３４と整合するボルト穴４５、４
６が穿設され、その図示右端部には、以下に述べるダイ
バック７０をボルトなどで固定するためのボルト穴４
７、４８が穿設されている。

【００１９】図１に示すように、ダイヘッド５０は、円
柱状の部材であり、溶融樹脂が含浸された長繊維束Ｆを
外部に導出するための導出路５１がその内部に紙面に対
して垂直な方向に切削されている。この導出路５１は、
円錐台状の空間と円柱状の空間とを連結した形状をなし
ている。図示右側の円柱状の空間に第１および第２内筒
部材１１、１２の図示左端部が嵌合し、図示左側の円錐
台状の空間を介して溶融樹脂が含浸された長繊維束Ｆが
外部に排出される。また、ダイヘッド５０の周縁部に
は、第１および第２外筒部材３１、３２のボルト穴３
５、３６と整合するボルト穴５３、５４が穿設されてい
る。

【００２０】図１に示すように、第１および第２ヒータ
ー６１、６２は、第１および第２外筒部材３１、３２、
マニホールド４０およびダイヘッド５０の外周面の半径
と同一の半径の内周面をもつ半円柱状をなし、含浸室１
０内に導入された溶融樹脂を固化させないためにダイ１
を全体的に保温または加熱する部材である。また、第１
および第２ヒーター６１、６２には、第１および第２外
筒部材３１、３２の外周部に穿設されたボルト穴３７、
３８と整合するボルト穴６３、６４が穿設されている。

【００２１】図１に示すように、ダイバック７０は、図
示左端部の円柱状部７１と、円柱状部７１の半径方向に
突出する図示右端部のフランジ部７２と、からなり、円
柱状部７１とフランジ部７２の中心部には、長繊維束Ｆ
を挿通するための貫通穴７３が穿設されている。円柱状
部７１は、マニホールド４０の右端部と嵌合し、フラン
ジ部７２の図示左端面は、マニホールド４０の右端面と
当接している。また、フランジ部７２の周縁部には、マ
ニホールド４０の右端部に穿設されたボルト穴４７、４
８と整合するボルト穴７５、７６が穿設されている。

【００２２】以下、前記したように構成されたダイ１の
使用方法を説明する。ダイ１を用いて、長繊維束Ｆをそ
の含浸室１０内で蛇行させる段取り作業を行うには、ま
ず、ダイバック７０の貫通穴７３に長繊維束Ｆを、図１
の左右方向におけるマニホールド４０の長さ以上に挿通
する。そして、内部に長繊維束Ｆが挿通されたダイバッ
ク７０をマニホールド４０の図１に示す右端部に嵌合さ
せた後、そのボルト穴７５、７６およびマニホールド４
０のボルト穴４７、４８のボルトを挿通して、ダイバッ
ク７０をマニホールド４０に固定する。

【００２３】次に、図５に示すように、分割した第１お
よび第２内筒部材１１、１２の間にそれらの中心軸と平
行に、第１および第２筒部材１１、１２の全長および図
１の左右方向におけるダイヘッド５０の長さ以上に、長
繊維束Ｆを張り渡す。なお、理解を容易にするため、図
５においては、ダイバック７０、マニホールド４０、ダ
イヘッド５０などは省略してある。

【００２４】図５に示すように、長繊維束Ｆを第１およ
び第２内筒部材１１、１２の間にそれらの中心軸と平行
に張り渡した後、第１および第２内筒部材１１、１２を
一体化する。すると、図６に示すように、第１および第
２筒部材１１、１２の内面に配設され、それらの中心に
向かってそれらの径方向に突出する蛇行板２１、２２
が、長繊維束Ｆを第１および第２内筒部材１１、１２の
半径方向に押圧する。

【００２５】この際、第１内筒部材１１の後端部と第２
内筒部材１２の前端部とに、それぞれ、配設された一対
の蛇行板２１の突出部２３の突出長は、第１および第２
内筒部材１１、１２内に切削された直方体状の空間の高
さと同一の寸法に形成されている。したがって、第１内
筒部材１１の後端部と第２内筒部材１２の前端部とにお
いて、長繊維束Ｆは、含浸室１０の中心を通過する。ま
た、第１および第２内筒部材１１、１２の中央部に千鳥
状に配設された、三対の蛇行板２２の突出部２４の突出
長は、第１および第２内筒部材１１、１２内に切削され
た直方体状の空間の高さよりも大きい寸法に形成されて
いる。したがって、第１および第２内筒部材１１、１２
の中央部において、第１内筒部材１１の後端部に配設さ
れた蛇行板２１が含浸室１０の中心を通過させた長繊維
束Ｆは、三対の蛇行板２２の突出部によって、含浸室１
０内で蛇行する。すなわち、ダイ１を用いれば、第１お
よび第２内筒部材１１、１２を一体化するだけで、含浸
室１０内で長繊維束Ｆを蛇行させる段取り作業が自動的
に完了する。

【００２６】そして、ダイヘッド５０の導出路５１に長
繊維束Ｆを挿通した後、マニホールド４０とダイヘッド
５０を、それぞれ、第１および第２内筒部材１１、１２
の前端部と後端部に仮止めする。この仮止め作業の後、
第１および第２外筒部材３１、３２を、それぞれ、第１
および第２内筒部材１１、１２の外周面に当接させる。
次いで、第１および第２外筒部材３１、３２の図１にお
ける右端部のボルト穴３３、３４とマニホールド４０の
ボルト穴４５、４６、および、第１および第２外筒部材
３１、３２の図１における左端部のボルト穴３５、３６
とマニホールド４０のボルト穴５３、５４を、それぞ
れ、整合させる。この整合作業の後、各ボルト穴にボル
トを挿通して、第１および第２内筒部材１１、１２、第
１および第２外筒部材３１、３２、マニホールド４０、
ダイヘッド５０、ダイバック７０を一体化する。

【００２７】さらに、第１および第２ヒーター６１、６
２を、それぞれ、第１および第２外筒部材３１、３２の
外周面に当接させる。次いで、第１および第２ヒーター
６１、６２のボルト穴６３、６４と第１および第２外筒
部材３１、３２の外周部のボルト穴３７、３８を整合さ
せる。この整合作業の後、最後に、各ボルト穴にボルト
を挿通して、第１および第２内筒部材１１、１２、第１
および第２外筒部材３１、３２、マニホールド４０、ダ
イヘッド５０、第１および第２ヒーター６１、６２、お
よび、ダイバック７０を一体化すれば、図１に示すダイ
１の組立てが完了する。

【００２８】前記したように組み立てたダイ１を図示し
ない押出機のダイ接続部に取り付け、溶融樹脂、たとえ
ば、溶融した６，６ナイロンをマニホールド４０を経由
して含浸室１０内に押し出すとともに、長繊維束Ｆをバ
ックダイ７０およびマニホールド４０を経由してダイ１
の含浸室１０内に導入し、従来の製造方法と同様に、長
繊維強化複合材を製造する。なお、含浸室内１０におい
て、溶融樹脂は、蛇行板２１と蛇行板２２との間に形成
される空間、蛇行板２２と蛇行板２２との間に形成され
る空間、蛇行板２１、２２の頂部と第１および第２内筒
部材１１、１２の内面との間に形成される空間に加え
て、蛇行板２１、２２の開口２９、２０を流動するの
で、溶融樹脂の流動は、蛇行板２１、２２によって阻害
されることはない。以上の説明から明らかなように、ダ
イ１を用いれば、含浸室１０内で長繊維束Ｆを蛇行させ
る段取り作業を、著しく簡略化し、かつ、効率化するこ
とができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の長繊維強
化複合材製造用ダイにおいては、第１および第２筒部材
の内面に、第１および第２筒部材の径方向に突出する複
数の蛇行手段が配設されているので、第１および第２筒
部材の間に長繊維束を張り渡したまま、第１および第２
筒部材を一体化すれば、その含浸室内で長繊維束を蛇行
させる段取り作業が自動的に完了する。すなわち、含浸
室内で長繊維束を蛇行させる段取り作業が複数の段階を
経なければ終了しない、従来の長繊維強化複合材製造用
ダイを用いた場合とは、著しく異なり、本発明の長繊維
強化複合材製造用ダイを用いた場合、この段取り作業は
一段階で完了する。この結果、本発明の長繊維強化複合
材製造用ダイは、長繊維束を含浸室内で蛇行させるため
の段取り作業の作業性を、著しく簡略化し、かつ、効率
化し、ひいては、長繊維強化複合材の製造工程の全体の
生産性を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の長繊維強化複合材製造用ダイの一実施
例であるダイ１をその中心軸を含む面で切断した断面図
である。

【図２】ダイ１の要部をなす第１および第２内筒部材１
１、１２の正面図、および、それらの側面図である。

【図３】ダイ１の長繊維束Ｆを蛇行させるための蛇行板
２１の正面図、および、その側面図である。

【図４】ダイ１の長繊維束Ｆを蛇行させるための蛇行板
２２の正面図、および、その側面図である。

【図５】ダイ１を用いて長繊維束Ｆを含浸室１０内で蛇
行させる段取り作業を説明するためにダイ１の要部をそ
の中心軸を含む面で切断した断面図である。

【図６】ダイ１を用いて長繊維束Ｆを含浸室１０内で蛇
行させる段取り作業が完了した状態を説明するためにダ
イ１の要部をその中心軸を含む面で切断した断面図であ
る。

【符号の説明】

１：ダイ、１１：第１内筒部材、１２：第２内筒部材、
２１：蛇行板、２２：蛇行板、３１：第１外筒部材、３
２：第２外筒部材、４０：マニホールド、５０：ダイヘ
ッド、６１：第１ヒーター、６２：第２ヒーター、７
０：ダイバック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長繊維束に溶融樹脂を含浸させるための含
浸室の一方側を形成する半円柱状の第１筒部材と、前記含浸室の他方側を形成する半円柱状の第２筒部材
と、前記第１および前記第２筒部材の内面に千鳥状に配設さ
れた、前記第１および前記第２筒部材の中心に向かって
前記第１および前記第２筒部材の径方向に突出し、か
つ、前記溶融樹脂が通過する開口をもつ、前記含浸室内
で前記長繊維束を蛇行させるための複数の板状の蛇行手
段と、からなることを特徴とする長繊維強化複合材製造
用ダイ。