長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法及び製造装置
【課題】繊維束包装体の回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、引抜き法により、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造するに際し、回巻体の最外巻層付近まで強化用繊維束が引き出されても、巻層の崩落を防止することができるようにした、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法及び製造装置を提供すること。
【解決手段】強化用繊維束繰り出し装置１００が、繊維束包装体１０の回巻体１１の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材１２０と、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる回巻体１１の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材１２０を押し付ける押し付け手段１１０，１１３，１１６とを有している。
【解決手段】強化用繊維束繰り出し装置１００が、繊維束包装体１０の回巻体１１の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材１２０と、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる回巻体１１の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材１２０を押し付ける押し付け手段１１０，１１３，１１６とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、引抜き法により、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する製造方法及製造装置に関するものである。
本発明は、
【背景技術】
【０００２】
長繊維強化熱可塑性樹脂ペレット（以下、単に長繊維強化樹脂ペレットともいう）は、射出成形用の原料として使用されるものである。長繊維強化樹脂ペレットは、ペレット長（例えば３〜１０ｍｍ程度）がほぼそのまま繊維長となるため、短繊維強化樹脂ペレットに比べて機械的強度に優れている。
【０００３】
長繊維強化樹脂ペレットの製造には、繊維束包装体が用いられる。図８に示すように、繊維束包装体１０は、強化用繊維束（ロービング）を円筒状に回巻きした回巻体１１に包装を施したものであり、回巻体１１の外表面が包装用の熱収縮フィルム１２によって被覆されている。前記強化用繊維束は、多数本の単繊維（フィラメント）を束ねたストランドを所定本数撚らずに結合して扁平な紐状にしたものである。この繊維束包装体１０は、内取り法にて回巻体から強化用繊維束が引き出される。強化用繊維束は、起立させた回巻体１１の内周側から引き出され、前記熱収縮フィルム１２の開口部を通って上方へ導かれる。
【０００４】
そして、長繊維強化樹脂ペレットは、引抜き法を用いて製造される。この引抜き法としては、撚りを行わない引抜き法と、撚りを行う引抜き法とが知られている。撚りを行わない引抜き法を用いるペレット製造方法では、繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ダイの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、ペレタイザー等により前記長繊維強化樹脂ストランドを所定長さに切断して、長繊維強化樹脂ペレットを製造するようにしている。図１０は撚りを行わない引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【０００５】
また、撚りを行う引抜き法を用いるペレット製造方法では、内取り用繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ダイの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから前記引取り機によって撚りがかけられた樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、ペレタイザー等により前記長繊維強化樹脂ストランドを所定長さに切断して、長繊維強化樹脂ペレットを製造するようにしている。この場合、前記引取り機としては、撚りローラなどのように、撚り機としての機能をも兼ね備えたものが用いられる。図９は撚りを行う引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【０００６】
ところで、繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出しながら、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する場合、強化用繊維束は、回巻体の内周側から順次引き出される。したがって、強化用繊維束が引き出されるにつれて、回巻体の厚みは次第に小さくなる。そして、回巻体の最外巻層付近まで強化用繊維束が引き出されると、巻層が崩落して崩落した巻層の強化用繊維束がもつれることがあった。このため、前記もつれに起因して、強化用繊維束の断線が発生し、当該強化用繊維束に継ぎ合わされている新しい内取り用繊維束包装体への切り替えを行うことができないという不具合があった。
【０００７】
前述した巻層の崩落現象を防止することを目的として、特開２００１−８８８８１号公報に、ガラスロービング包装体が提案されている。このガラスロービング包装体は、ガラスロービングを円筒状に回巻したガラス繊維束回巻体の外表面が、袋状の熱収縮フィルムによって被覆されてなるガラスロービング包装体である。そして、前記熱収縮フィルムが、ポリプロピレン樹脂組成物あるいはポリエチレンテレフタレート樹脂組成物から形成され、動摩擦係数が０．１〜０．７であるガラスロービング包装体である。このガラスロービング包装体は、前記崩落現象を防止すべく、熱収縮フィルムの動摩擦係数を０．１〜０．７としている。
【０００８】
しかしながら、前述したガラスロービング包装体では、確実に前記崩落現象を防止する点において必ずしも十分とはいえなかった。
【特許文献１】特開２００１−８８８８１号公報（段落［０００９］〜［００１１］、図１）
【特許文献２】特開平７−２２８４２２号公報（段落［００１９］、図１，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、繊維束包装体の回巻体からその内周側より強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、引抜き法により、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造するに際し、回巻体の最外巻層付近まで強化用繊維束が引き出されても、巻層の崩落を防止して崩落した巻層の強化用繊維束がもつれることをなくすことができて、最後まで円滑に強化用繊維束を引き出すことができ、これにより、前記もつれに起因する強化用繊維束の断線を起こすことなく、この強化用繊維束に継ぎ合わされている新しい繊維束包装体への切り替えを行うことができるようにした、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
請求項１の発明は、強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する方法において、前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材を設け、前記回巻体からその内周側より強化用繊維束を順次引き出すに際し、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付けることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する装置において、前記回巻体からその内周側より強化用繊維束が順次引き出される強化用繊維束繰り出し装置を備え、この強化用繊維束繰り出し装置が、前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材と、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付ける押し付け手段とを有していることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２記載の長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置において、前記各崩落防止部材が、前記回巻体の高さ方向全長にわたって延びる棒状の崩落防止棒よりなり、前記押し付け手段が、前記回巻体が装着されたときに該回巻体の内側に該回巻体と互いに同一軸線状に位置し、垂直に立設された支柱と、前記複数の崩落防止棒のそれぞれについて、一方端が前記支柱にピン結合され他方端が当該崩落防止棒にピン結合された複数のリンクとを備えて、前記支柱に対して前記各崩落防止棒を平行運動させるリンク機構を構成したものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法又は製造装置は、回巻体からその内周側より強化用繊維束を順次引き出すに際し、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる回巻体の内周面に追随して該内周面に複数の崩落防止部材を押し付けるようにしたものである。したがって、回巻体の最外巻層付近まで強化用繊維束が引き出されても、巻層の崩落を防止して崩落した巻層の強化用繊維束がもつれることをなくすことができる。よって、前記もつれに起因する強化用繊維束の断線を起こすことなく、この強化用繊維束に継ぎ合わされている新しい回巻体への切り替えを行うことができ、長時間にわたり連続して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態による長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置の全体構成を示す図である。
【００１６】
図１において、１００は強化用繊維束繰り出し装置である。強化用繊維束繰り出し装置１００は、装着された繊維束包装体１０の回巻体１１からその内周側より強化用繊維束Ｒが順次引き出されるものである。
【００１７】
図１に示すように、繊維束包装体１０の回巻体１１から引き出された強化用繊維束Ｒは、複数本（図１の例では３本）が引き揃えられて、一対の加熱用ローラ２２Ａ，２２Ｂを備えた予熱用加熱装置２１に導かれる。強化用繊維束Ｒは、予熱用加熱装置２１によって昇温された後、含浸ダイ２３内に導かれる。この含浸ダイ２３には、スクリュ２７を内蔵する押出機２６から、溶融樹脂（溶融した熱可塑性樹脂）２８が連続供給される。含浸ダイ２３内には、強化用繊維束Ｒに溶融樹脂２８を含浸させるための複数個の含浸ローラ２５が配設されている。また、含浸ダイ２３の出口には、撚りが付与された樹脂含浸強化用繊維束からなる断面円形状の長繊維強化樹脂ストランドＳの線径を定めるダイノズル２４が取り付けられている。
【００１８】
強化用繊維束Ｒは、含浸ダイ２３を通過しながら溶融樹脂が含浸され、樹脂含浸強化用繊維束となされる。この樹脂含浸強化用繊維束は、含浸ダイ２３の下流側に設けられた撚りローラ３０Ａ，３０Ｂにより、撚りが付与される。撚りローラ３０Ａ，３０Ｂは、引取り機及び撚り機として機能するものである。そして、撚りが付与された樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドＳは、撚りローラ３０Ａ，３０Ｂにより、含浸ダイ２３から連続的に引き取られる。
【００１９】
含浸ダイ２３のダイノズル２４から引き出された高温の長繊維強化樹脂ストランドＳは、冷却水槽２９によって冷却硬化されて、撚りローラ３０Ａ，３０Ｂへと導かれる。そして、撚りローラ３０Ａ，３０Ｂの下流側に導かれた長繊維強化樹脂ストランドＳは、ペレタイザー３１で所定長さに切断されて長繊維強化樹脂ペレットとされる。
【００２０】
図２は図１における撚りローラの説明図である。図２に示すように、一対の撚りローラ３０Ａ，３０Ｂは、それぞれの回転軸線を平行な平面（水平面）上に保持し、かつ、該回転軸線を交差させた状態で上流側からの長繊維強化樹脂ストランドＳを挟むように対向配置されている。すなわち、図２における上側の撚りローラ３０Ａの回転軸線ａと下側の撚りローラ３０Ｂの回転軸線とは、平面視において、長繊維強化樹脂ストランドＳの引き取り方向に対して互いに相反する方向に、かつ同一角度をなして所定角度（撚り角度）だけずれた向きに設定されている。
【００２１】
次に、前記強化用繊維束繰り出し装置１００について説明する。
【００２２】
図３は図１における強化用繊維束繰り出し装置の構成を示す図、図４は図３におけるベースプレートを示す平面図、図５は図３に示す強化用繊維束繰り出し装置の要部の構成を示す平面図である。なお、図３では、繊維束包装体１０の熱収縮フィルム１２、傘状ガイド１０４及び浮き上がり防止金具１０６については図示していない。
【００２３】
図３〜図５において、１０１は円板状のベースプレートである。ベースプレート１０１には、所定長さを有して床面に当接する支持脚１０３が取り付けられている。このベースプレート１０１上に、上部ハブ１１１及び下部ハブ１１２を有する支柱１１０が垂直に立設されている。１０４はベースプレート１０１上面の中心位置に固定されて、支柱１１０を支持するブラケットである。このブラケット１０４に支柱１１０が着脱可能に固定されている。繊維束包装体１０がベースプレート１０１上に載置された状態では、繊維束包装体１０（回巻体１１）と支柱１１０が互いに同一軸線状に位置することとなる。
【００２４】
１２０は中空パイプからなる崩落防止棒である。この実施形態では、支柱１１０を中心とする同一円周上の角度９０°に等分した位置に位置される合計４本の崩落防止棒１２０が備えられている（図５参照）。崩落防止棒１２０は回巻体１１の高さ方向全長にわたって延びている。崩落防止棒１２０に回巻体１１から引き出される強化用繊維束Ｒがひっかからないようにするため、崩落防止棒１２０の上端部を内側に湾曲させている。これら４本の崩落防止棒１２０は、回巻体１１の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の崩落防止部材を構成している。なお、崩落防止棒１２０の個数としては、２本以上がよく、好ましくは４〜８本がよい。
【００２５】
１１３は上部リンク、１１６は下部リンクである。４本の崩落防止棒１２０それぞれについて、上部リンク１１３の一方端が支柱１１０の上部ハブ１１１にピン１１４によって結合され、その他方端が当該崩落防止棒１２０の上部にピン１１５によって結合されている。さらに、４本の崩落防止棒１２０それぞれについて、下部リンク１１６の一方端が支柱１１０の下部ハブ１１２にピン１１７によって結合され、その他方端が当該崩落防止棒１２０の下部にピン１１８によって結合されている。
【００２６】
このように、４本の崩落防止棒１２０それぞれについて、固定されている支柱１１０に対して崩落防止棒１２０がリンク１１３，１１６の自重で平行運動するリンク機構が構成されている。崩落防止棒１２０は、その下端がベースプレート１０１に形成された長孔１０２（図３，図４参照）を常に貫通する状態で、リンク１１３，１１６で支持されている。
【００２７】
前記支柱１１０及び前記４組のリンク１１３，１１６は、強化用繊維束Ｒが順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる回巻体１１の内周面に追随して該内周面に４本の崩落防止棒１２０を押し付ける押し付け手段を構成している。
【００２８】
図６は図３に示す強化用繊維束繰り出し装置において回巻体から強化用繊維束が引き出される様子を示す斜視図、図７は図６における浮き上がり防止金具を示す断面図である。
【００２９】
図６において、１０５は傘状ガイドである。傘状ガイド１０５は棒状部と傘部とを有している。起立姿勢の傘状ガイド１０５は、その棒状部の下端が支柱１１０の上端に着脱可能に固定されている。回巻体１１から引き出された強化用繊維束Ｒは、傘状ガイド１０５の傘部の円周縁部に接しながら上方へ導かれる。強化用繊維束Ｒの引き出し中においては傘部の円周縁部が崩落防止部材（崩落防止棒など）の上端部よりも径方向外側に位置するように、傘状ガイド１０５の傘部の大きさが設定されている。この傘状ガイド１０５の傘部は、外周部から中央部に向けて上方に突出する円錐板状（傘状）の形状に限らず、円板状の形状にしてもよい。
【００３０】
図６，図７において、１０６は浮き上がり防止金具である。浮き上がり防止金具１０６は、この実施形態では、繊維束包装体１０の外側に位置し、繊維束包装体１０の高さ方向に延びる棒状部と、この棒状部に連なり、繊維束包装体１０上面の周縁部の一部分において周縁部近傍域を上側から押えるヘッド部とを有している。このヘッド部は、平面視でＣ字状をなしている。２個の浮き上がり防止金具１０６は、それぞれ、ベースプレート１０１に固定されたボス１０７に差し込まれ、ボス１０７に固定ボルト１０８で固定される。繊維束包装体１０によっては、最外巻層の強化用繊維束Ｒに熱収縮フィルム１２が貼りついているものがある。このため、最外巻層の強化用繊維束Ｒが、熱収縮フィルム１２ごと引き出される場合がある。このことを防止するために、浮き上がり防止金具１０６を備えている。崩落防止棒１２０と干渉しない位置であって、繊維束包装体１０上面の周縁部における少なくとも２箇所の位置に対して、浮き上がり防止金具１０６を備えることがよい。
【００３１】
このように構成される強化用繊維束繰り出し装置１００において、まず、繊維束包装体１０の装着が行われる。なお、予め、装着前に、回巻体１１の上下面を覆う部分の熱収縮フィルム１２を取り除いておき、回巻体１１の外周面が熱収縮フィルム１２で被覆されている繊維束包装体１０を使用した。支柱１１０に固定されている傘状ガイド１０５を取り外した後、４本の崩落防止棒１２０を図３における「イ」で示される位置に移動させる。次に、４本の崩落防止棒１２０の上方より繊維束包装体１０を下降させ、繊維束包装体１０を４本の崩落防止棒１２０の外側にはめた状態で、ベースプレート１０１上に載置する。そうすると、繊維束包装体１０の回巻体１１は、支柱１１０と互いに同一軸線状に位置される。また、回巻体１１の内周面は、４本の崩落防止棒１２０によって半径方向外側へ押し付けられている状態となる。このように、繊維束包装体１０の装着が完了すると、支柱１１０に傘状ガイド１０５が固定される。また、浮き上がり防止金具１０６が取り付けられる。
【００３２】
繊維束包装体１０の装着が完了すると、前記した撚りローラ３０Ａ，３０Ｂの動作によって回巻体１１から強化用繊維束Ｒが順次引き出される。その結果、回巻体１１の厚みは次第に小さくなる。つまり、回巻体１１の内周面は次第に後退する。４本の崩落防止棒１２０は、前記したリンク機構により、回巻体１１の次第に後退する内周面に追随して移動し、常に該内周面に押し付けられる。
【００３３】
ここで、前述したように、強化用繊維束繰り出し装置に装着される回巻体１１の外周面は、熱収縮フィルム１２が被覆されている。そして、装着後の回巻体１１の巻層は、この実施形態では、円周方向における４箇所において熱収縮フィルム１２と崩落防止棒１２０とに挟まれた状態となっている。このように、回巻体１１の内周面に向けて押し付けられている４本の崩落防止棒１２０により、回巻体１１の巻層を崩落しないようにしっかりと支えることができる。なお、回巻体１１の内周面に向けて押し付け力を付与し続けることができる場合には、回巻体１１から熱収縮フィルム１２を全て取り除いておいてもよい。
【００３４】
そして、強化用繊維束Ｒの引き出しが進行して、回巻体１１の最外巻層付近まで強化用繊維束Ｒが引き出されても（このときの４本の崩落防止棒１２０の位置を図３における「ロ」で示す）、巻層の崩落を防止して崩落した巻層の強化用繊維束Ｒがもつれることをなくすことができる。よって、強化用繊維束Ｒを含浸ダイ２３まで導くパスラインにおいて前記もつれに起因する強化用繊維束Ｒの断線を起こすことなく、この強化用繊維束Ｒに継ぎ合わされている新しい回巻体への切り替えを行うことができ、長時間にわたり連続して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造を行うことができる。
【００３５】
本発明では、複数の崩落防止部材として、複数の前記崩落防止棒１２０に代えて、複数の湾曲板状体を用いるようにしてもよい。この湾曲板状体は、回巻体１１の内周面の湾曲形状に対応した外面形状を有するものである。また、本発明では、前記崩落防止棒１２０を押し付ける押し付け手段として、エアシリンダ、あるいは電動直動アクチュエータを用いるようにしてもよい。エアシリンダ、あるいは電動直動アクチュエータを用いるようにすると、強化用繊維束が満巻きから空巻き直前までにわたって、押し付け力を一定に保持することができるという利点がある。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明する。図１に示す製造装置によって長繊維強化樹脂ペレットの製造実験を行い、図３〜図７に示す強化用繊維束繰り出し装置について評価した。強化用繊維束として、ガラス繊維束を用いた。１本あたりのガラス繊維束の仕様（構成）は、ガラス繊維径（フィラメント径）１７μｍ、重量２４００ｇ／ｋｍである。なお、仕様が同一のガラス繊維束による繊維束包装体であっても、メーカーの違いによって、巻層の崩落の起こりやすさに差があるため、メーカーの異なる２種類の繊維束包装体（繊維束包装体Ａ，Ｂ）を使用した。繊維束包装体の寸法は、外径：φ３００ｍｍ、内径：φ１５０ｍｍ、高さ：３３０ｍｍである。なお、回巻体の上下面を覆う部分の熱収縮フィルムが取り除かれて、回巻体の外周面が熱収縮フィルムで被覆されている繊維束包装体を使用した。
【００３７】
［実施例１］ 実験条件は、繊維束包装体：３個、生産速度（引き取り速度）：８０ｍ／ｍｉｎ、熱可塑性樹脂：ポリプロピレン、繊維含有率：約７０％、撚りローラの撚り角度：１７．５°とした。図１に示すように、３個の繊維束包装体は、それぞれ、強化用繊維束繰り出し装置に装着してある。そして、３個の繊維束包装体それぞれから引き出された合計３本の強化用繊維束を、パスラインを経て含浸ダイに導入するようにした。
【００３８】
その結果、繊維束包装体Ａの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、１０回とも断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。また、繊維束包装体Ｂの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、１０回とも断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。
【００３９】
［比較例１］ 実験条件は、実施例１と同一である。崩落防止部材及び押し付け手段を備えていない強化用繊維束繰り出し装置を使用した。その結果、繊維束包装体Ａの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、８回だけ断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。また、繊維束包装体Ｂの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、３回だけ断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態による長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１における撚りローラの説明図である。
【図３】図１における強化用繊維束繰り出し装置の構成を示す図である。
【図４】図３におけるベースプレートを示す平面図である。
【図５】図３に示す強化用繊維束繰り出し装置の要部の構成を示す平面図である。
【図６】図３に示す強化用繊維束繰り出し装置において回巻体から強化用繊維束が引き出される様子を示す斜視図である。
【図７】図６における浮き上がり防止金具を示す断面図である。
【図８】繊維束包装体の構成を概略的に示す断面図である。
【図９】撚りを行う引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【図１０】撚りを行わない引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…繊維束包装体
１１…回巻体
１２…熱収縮フィルム
２１…予熱用加熱装置
２３…含浸ダイ
２４…ダイノズル
２６…押出機
２５…含浸ローラ
２８…溶融樹脂
２９…冷却水槽
３０Ａ，３０Ｂ…撚りローラ
３１…ペレタイザー
１００…強化用繊維束繰り出し装置
１０１…ベースプレート
１０２…長孔
１０３…支持脚
１０４…ブラケット
１０５…傘状ガイド
１０６…浮き上がり防止金具
１１０…支柱
１１１…上部ハブ
１１２…下部ハブ
１１３…上部リンク
１１４，１１５…ピン
１１６…下部リンク
１１７，１１８…ピン
１２０…崩落防止棒
Ｒ…強化用繊維束
Ｓ…長繊維強化樹脂ストランド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、引抜き法により、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する製造方法及製造装置に関するものである。
本発明は、
【背景技術】
【０００２】
長繊維強化熱可塑性樹脂ペレット（以下、単に長繊維強化樹脂ペレットともいう）は、射出成形用の原料として使用されるものである。長繊維強化樹脂ペレットは、ペレット長（例えば３〜１０ｍｍ程度）がほぼそのまま繊維長となるため、短繊維強化樹脂ペレットに比べて機械的強度に優れている。
【０００３】
長繊維強化樹脂ペレットの製造には、繊維束包装体が用いられる。図８に示すように、繊維束包装体１０は、強化用繊維束（ロービング）を円筒状に回巻きした回巻体１１に包装を施したものであり、回巻体１１の外表面が包装用の熱収縮フィルム１２によって被覆されている。前記強化用繊維束は、多数本の単繊維（フィラメント）を束ねたストランドを所定本数撚らずに結合して扁平な紐状にしたものである。この繊維束包装体１０は、内取り法にて回巻体から強化用繊維束が引き出される。強化用繊維束は、起立させた回巻体１１の内周側から引き出され、前記熱収縮フィルム１２の開口部を通って上方へ導かれる。
【０００４】
そして、長繊維強化樹脂ペレットは、引抜き法を用いて製造される。この引抜き法としては、撚りを行わない引抜き法と、撚りを行う引抜き法とが知られている。撚りを行わない引抜き法を用いるペレット製造方法では、繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ダイの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、ペレタイザー等により前記長繊維強化樹脂ストランドを所定長さに切断して、長繊維強化樹脂ペレットを製造するようにしている。図１０は撚りを行わない引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【０００５】
また、撚りを行う引抜き法を用いるペレット製造方法では、内取り用繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ダイの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから前記引取り機によって撚りがかけられた樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、ペレタイザー等により前記長繊維強化樹脂ストランドを所定長さに切断して、長繊維強化樹脂ペレットを製造するようにしている。この場合、前記引取り機としては、撚りローラなどのように、撚り機としての機能をも兼ね備えたものが用いられる。図９は撚りを行う引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【０００６】
ところで、繊維束包装体から強化用繊維束を連続的に引き出しながら、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する場合、強化用繊維束は、回巻体の内周側から順次引き出される。したがって、強化用繊維束が引き出されるにつれて、回巻体の厚みは次第に小さくなる。そして、回巻体の最外巻層付近まで強化用繊維束が引き出されると、巻層が崩落して崩落した巻層の強化用繊維束がもつれることがあった。このため、前記もつれに起因して、強化用繊維束の断線が発生し、当該強化用繊維束に継ぎ合わされている新しい内取り用繊維束包装体への切り替えを行うことができないという不具合があった。
【０００７】
前述した巻層の崩落現象を防止することを目的として、特開２００１−８８８８１号公報に、ガラスロービング包装体が提案されている。このガラスロービング包装体は、ガラスロービングを円筒状に回巻したガラス繊維束回巻体の外表面が、袋状の熱収縮フィルムによって被覆されてなるガラスロービング包装体である。そして、前記熱収縮フィルムが、ポリプロピレン樹脂組成物あるいはポリエチレンテレフタレート樹脂組成物から形成され、動摩擦係数が０．１〜０．７であるガラスロービング包装体である。このガラスロービング包装体は、前記崩落現象を防止すべく、熱収縮フィルムの動摩擦係数を０．１〜０．７としている。
【０００８】
しかしながら、前述したガラスロービング包装体では、確実に前記崩落現象を防止する点において必ずしも十分とはいえなかった。
【特許文献１】特開２００１−８８８８１号公報（段落［０００９］〜［００１１］、図１）
【特許文献２】特開平７−２２８４２２号公報（段落［００１９］、図１，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の課題は、繊維束包装体の回巻体からその内周側より強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、引抜き法により、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造するに際し、回巻体の最外巻層付近まで強化用繊維束が引き出されても、巻層の崩落を防止して崩落した巻層の強化用繊維束がもつれることをなくすことができて、最後まで円滑に強化用繊維束を引き出すことができ、これにより、前記もつれに起因する強化用繊維束の断線を起こすことなく、この強化用繊維束に継ぎ合わされている新しい繊維束包装体への切り替えを行うことができるようにした、長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
請求項１の発明は、強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する方法において、前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材を設け、前記回巻体からその内周側より強化用繊維束を順次引き出すに際し、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付けることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する装置において、前記回巻体からその内周側より強化用繊維束が順次引き出される強化用繊維束繰り出し装置を備え、この強化用繊維束繰り出し装置が、前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材と、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付ける押し付け手段とを有していることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２記載の長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置において、前記各崩落防止部材が、前記回巻体の高さ方向全長にわたって延びる棒状の崩落防止棒よりなり、前記押し付け手段が、前記回巻体が装着されたときに該回巻体の内側に該回巻体と互いに同一軸線状に位置し、垂直に立設された支柱と、前記複数の崩落防止棒のそれぞれについて、一方端が前記支柱にピン結合され他方端が当該崩落防止棒にピン結合された複数のリンクとを備えて、前記支柱に対して前記各崩落防止棒を平行運動させるリンク機構を構成したものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法又は製造装置は、回巻体からその内周側より強化用繊維束を順次引き出すに際し、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる回巻体の内周面に追随して該内周面に複数の崩落防止部材を押し付けるようにしたものである。したがって、回巻体の最外巻層付近まで強化用繊維束が引き出されても、巻層の崩落を防止して崩落した巻層の強化用繊維束がもつれることをなくすことができる。よって、前記もつれに起因する強化用繊維束の断線を起こすことなく、この強化用繊維束に継ぎ合わされている新しい回巻体への切り替えを行うことができ、長時間にわたり連続して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態による長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置の全体構成を示す図である。
【００１６】
図１において、１００は強化用繊維束繰り出し装置である。強化用繊維束繰り出し装置１００は、装着された繊維束包装体１０の回巻体１１からその内周側より強化用繊維束Ｒが順次引き出されるものである。
【００１７】
図１に示すように、繊維束包装体１０の回巻体１１から引き出された強化用繊維束Ｒは、複数本（図１の例では３本）が引き揃えられて、一対の加熱用ローラ２２Ａ，２２Ｂを備えた予熱用加熱装置２１に導かれる。強化用繊維束Ｒは、予熱用加熱装置２１によって昇温された後、含浸ダイ２３内に導かれる。この含浸ダイ２３には、スクリュ２７を内蔵する押出機２６から、溶融樹脂（溶融した熱可塑性樹脂）２８が連続供給される。含浸ダイ２３内には、強化用繊維束Ｒに溶融樹脂２８を含浸させるための複数個の含浸ローラ２５が配設されている。また、含浸ダイ２３の出口には、撚りが付与された樹脂含浸強化用繊維束からなる断面円形状の長繊維強化樹脂ストランドＳの線径を定めるダイノズル２４が取り付けられている。
【００１８】
強化用繊維束Ｒは、含浸ダイ２３を通過しながら溶融樹脂が含浸され、樹脂含浸強化用繊維束となされる。この樹脂含浸強化用繊維束は、含浸ダイ２３の下流側に設けられた撚りローラ３０Ａ，３０Ｂにより、撚りが付与される。撚りローラ３０Ａ，３０Ｂは、引取り機及び撚り機として機能するものである。そして、撚りが付与された樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドＳは、撚りローラ３０Ａ，３０Ｂにより、含浸ダイ２３から連続的に引き取られる。
【００１９】
含浸ダイ２３のダイノズル２４から引き出された高温の長繊維強化樹脂ストランドＳは、冷却水槽２９によって冷却硬化されて、撚りローラ３０Ａ，３０Ｂへと導かれる。そして、撚りローラ３０Ａ，３０Ｂの下流側に導かれた長繊維強化樹脂ストランドＳは、ペレタイザー３１で所定長さに切断されて長繊維強化樹脂ペレットとされる。
【００２０】
図２は図１における撚りローラの説明図である。図２に示すように、一対の撚りローラ３０Ａ，３０Ｂは、それぞれの回転軸線を平行な平面（水平面）上に保持し、かつ、該回転軸線を交差させた状態で上流側からの長繊維強化樹脂ストランドＳを挟むように対向配置されている。すなわち、図２における上側の撚りローラ３０Ａの回転軸線ａと下側の撚りローラ３０Ｂの回転軸線とは、平面視において、長繊維強化樹脂ストランドＳの引き取り方向に対して互いに相反する方向に、かつ同一角度をなして所定角度（撚り角度）だけずれた向きに設定されている。
【００２１】
次に、前記強化用繊維束繰り出し装置１００について説明する。
【００２２】
図３は図１における強化用繊維束繰り出し装置の構成を示す図、図４は図３におけるベースプレートを示す平面図、図５は図３に示す強化用繊維束繰り出し装置の要部の構成を示す平面図である。なお、図３では、繊維束包装体１０の熱収縮フィルム１２、傘状ガイド１０４及び浮き上がり防止金具１０６については図示していない。
【００２３】
図３〜図５において、１０１は円板状のベースプレートである。ベースプレート１０１には、所定長さを有して床面に当接する支持脚１０３が取り付けられている。このベースプレート１０１上に、上部ハブ１１１及び下部ハブ１１２を有する支柱１１０が垂直に立設されている。１０４はベースプレート１０１上面の中心位置に固定されて、支柱１１０を支持するブラケットである。このブラケット１０４に支柱１１０が着脱可能に固定されている。繊維束包装体１０がベースプレート１０１上に載置された状態では、繊維束包装体１０（回巻体１１）と支柱１１０が互いに同一軸線状に位置することとなる。
【００２４】
１２０は中空パイプからなる崩落防止棒である。この実施形態では、支柱１１０を中心とする同一円周上の角度９０°に等分した位置に位置される合計４本の崩落防止棒１２０が備えられている（図５参照）。崩落防止棒１２０は回巻体１１の高さ方向全長にわたって延びている。崩落防止棒１２０に回巻体１１から引き出される強化用繊維束Ｒがひっかからないようにするため、崩落防止棒１２０の上端部を内側に湾曲させている。これら４本の崩落防止棒１２０は、回巻体１１の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の崩落防止部材を構成している。なお、崩落防止棒１２０の個数としては、２本以上がよく、好ましくは４〜８本がよい。
【００２５】
１１３は上部リンク、１１６は下部リンクである。４本の崩落防止棒１２０それぞれについて、上部リンク１１３の一方端が支柱１１０の上部ハブ１１１にピン１１４によって結合され、その他方端が当該崩落防止棒１２０の上部にピン１１５によって結合されている。さらに、４本の崩落防止棒１２０それぞれについて、下部リンク１１６の一方端が支柱１１０の下部ハブ１１２にピン１１７によって結合され、その他方端が当該崩落防止棒１２０の下部にピン１１８によって結合されている。
【００２６】
このように、４本の崩落防止棒１２０それぞれについて、固定されている支柱１１０に対して崩落防止棒１２０がリンク１１３，１１６の自重で平行運動するリンク機構が構成されている。崩落防止棒１２０は、その下端がベースプレート１０１に形成された長孔１０２（図３，図４参照）を常に貫通する状態で、リンク１１３，１１６で支持されている。
【００２７】
前記支柱１１０及び前記４組のリンク１１３，１１６は、強化用繊維束Ｒが順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる回巻体１１の内周面に追随して該内周面に４本の崩落防止棒１２０を押し付ける押し付け手段を構成している。
【００２８】
図６は図３に示す強化用繊維束繰り出し装置において回巻体から強化用繊維束が引き出される様子を示す斜視図、図７は図６における浮き上がり防止金具を示す断面図である。
【００２９】
図６において、１０５は傘状ガイドである。傘状ガイド１０５は棒状部と傘部とを有している。起立姿勢の傘状ガイド１０５は、その棒状部の下端が支柱１１０の上端に着脱可能に固定されている。回巻体１１から引き出された強化用繊維束Ｒは、傘状ガイド１０５の傘部の円周縁部に接しながら上方へ導かれる。強化用繊維束Ｒの引き出し中においては傘部の円周縁部が崩落防止部材（崩落防止棒など）の上端部よりも径方向外側に位置するように、傘状ガイド１０５の傘部の大きさが設定されている。この傘状ガイド１０５の傘部は、外周部から中央部に向けて上方に突出する円錐板状（傘状）の形状に限らず、円板状の形状にしてもよい。
【００３０】
図６，図７において、１０６は浮き上がり防止金具である。浮き上がり防止金具１０６は、この実施形態では、繊維束包装体１０の外側に位置し、繊維束包装体１０の高さ方向に延びる棒状部と、この棒状部に連なり、繊維束包装体１０上面の周縁部の一部分において周縁部近傍域を上側から押えるヘッド部とを有している。このヘッド部は、平面視でＣ字状をなしている。２個の浮き上がり防止金具１０６は、それぞれ、ベースプレート１０１に固定されたボス１０７に差し込まれ、ボス１０７に固定ボルト１０８で固定される。繊維束包装体１０によっては、最外巻層の強化用繊維束Ｒに熱収縮フィルム１２が貼りついているものがある。このため、最外巻層の強化用繊維束Ｒが、熱収縮フィルム１２ごと引き出される場合がある。このことを防止するために、浮き上がり防止金具１０６を備えている。崩落防止棒１２０と干渉しない位置であって、繊維束包装体１０上面の周縁部における少なくとも２箇所の位置に対して、浮き上がり防止金具１０６を備えることがよい。
【００３１】
このように構成される強化用繊維束繰り出し装置１００において、まず、繊維束包装体１０の装着が行われる。なお、予め、装着前に、回巻体１１の上下面を覆う部分の熱収縮フィルム１２を取り除いておき、回巻体１１の外周面が熱収縮フィルム１２で被覆されている繊維束包装体１０を使用した。支柱１１０に固定されている傘状ガイド１０５を取り外した後、４本の崩落防止棒１２０を図３における「イ」で示される位置に移動させる。次に、４本の崩落防止棒１２０の上方より繊維束包装体１０を下降させ、繊維束包装体１０を４本の崩落防止棒１２０の外側にはめた状態で、ベースプレート１０１上に載置する。そうすると、繊維束包装体１０の回巻体１１は、支柱１１０と互いに同一軸線状に位置される。また、回巻体１１の内周面は、４本の崩落防止棒１２０によって半径方向外側へ押し付けられている状態となる。このように、繊維束包装体１０の装着が完了すると、支柱１１０に傘状ガイド１０５が固定される。また、浮き上がり防止金具１０６が取り付けられる。
【００３２】
繊維束包装体１０の装着が完了すると、前記した撚りローラ３０Ａ，３０Ｂの動作によって回巻体１１から強化用繊維束Ｒが順次引き出される。その結果、回巻体１１の厚みは次第に小さくなる。つまり、回巻体１１の内周面は次第に後退する。４本の崩落防止棒１２０は、前記したリンク機構により、回巻体１１の次第に後退する内周面に追随して移動し、常に該内周面に押し付けられる。
【００３３】
ここで、前述したように、強化用繊維束繰り出し装置に装着される回巻体１１の外周面は、熱収縮フィルム１２が被覆されている。そして、装着後の回巻体１１の巻層は、この実施形態では、円周方向における４箇所において熱収縮フィルム１２と崩落防止棒１２０とに挟まれた状態となっている。このように、回巻体１１の内周面に向けて押し付けられている４本の崩落防止棒１２０により、回巻体１１の巻層を崩落しないようにしっかりと支えることができる。なお、回巻体１１の内周面に向けて押し付け力を付与し続けることができる場合には、回巻体１１から熱収縮フィルム１２を全て取り除いておいてもよい。
【００３４】
そして、強化用繊維束Ｒの引き出しが進行して、回巻体１１の最外巻層付近まで強化用繊維束Ｒが引き出されても（このときの４本の崩落防止棒１２０の位置を図３における「ロ」で示す）、巻層の崩落を防止して崩落した巻層の強化用繊維束Ｒがもつれることをなくすことができる。よって、強化用繊維束Ｒを含浸ダイ２３まで導くパスラインにおいて前記もつれに起因する強化用繊維束Ｒの断線を起こすことなく、この強化用繊維束Ｒに継ぎ合わされている新しい回巻体への切り替えを行うことができ、長時間にわたり連続して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造を行うことができる。
【００３５】
本発明では、複数の崩落防止部材として、複数の前記崩落防止棒１２０に代えて、複数の湾曲板状体を用いるようにしてもよい。この湾曲板状体は、回巻体１１の内周面の湾曲形状に対応した外面形状を有するものである。また、本発明では、前記崩落防止棒１２０を押し付ける押し付け手段として、エアシリンダ、あるいは電動直動アクチュエータを用いるようにしてもよい。エアシリンダ、あるいは電動直動アクチュエータを用いるようにすると、強化用繊維束が満巻きから空巻き直前までにわたって、押し付け力を一定に保持することができるという利点がある。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の実施例について説明する。図１に示す製造装置によって長繊維強化樹脂ペレットの製造実験を行い、図３〜図７に示す強化用繊維束繰り出し装置について評価した。強化用繊維束として、ガラス繊維束を用いた。１本あたりのガラス繊維束の仕様（構成）は、ガラス繊維径（フィラメント径）１７μｍ、重量２４００ｇ／ｋｍである。なお、仕様が同一のガラス繊維束による繊維束包装体であっても、メーカーの違いによって、巻層の崩落の起こりやすさに差があるため、メーカーの異なる２種類の繊維束包装体（繊維束包装体Ａ，Ｂ）を使用した。繊維束包装体の寸法は、外径：φ３００ｍｍ、内径：φ１５０ｍｍ、高さ：３３０ｍｍである。なお、回巻体の上下面を覆う部分の熱収縮フィルムが取り除かれて、回巻体の外周面が熱収縮フィルムで被覆されている繊維束包装体を使用した。
【００３７】
［実施例１］ 実験条件は、繊維束包装体：３個、生産速度（引き取り速度）：８０ｍ／ｍｉｎ、熱可塑性樹脂：ポリプロピレン、繊維含有率：約７０％、撚りローラの撚り角度：１７．５°とした。図１に示すように、３個の繊維束包装体は、それぞれ、強化用繊維束繰り出し装置に装着してある。そして、３個の繊維束包装体それぞれから引き出された合計３本の強化用繊維束を、パスラインを経て含浸ダイに導入するようにした。
【００３８】
その結果、繊維束包装体Ａの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、１０回とも断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。また、繊維束包装体Ｂの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、１０回とも断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。
【００３９】
［比較例１］ 実験条件は、実施例１と同一である。崩落防止部材及び押し付け手段を備えていない強化用繊維束繰り出し装置を使用した。その結果、繊維束包装体Ａの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、８回だけ断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。また、繊維束包装体Ｂの場合、合計１０回の繊維束包装体の切り替え実験を行い、３回だけ断線を起こすことなく切り替えを行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態による長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１における撚りローラの説明図である。
【図３】図１における強化用繊維束繰り出し装置の構成を示す図である。
【図４】図３におけるベースプレートを示す平面図である。
【図５】図３に示す強化用繊維束繰り出し装置の要部の構成を示す平面図である。
【図６】図３に示す強化用繊維束繰り出し装置において回巻体から強化用繊維束が引き出される様子を示す斜視図である。
【図７】図６における浮き上がり防止金具を示す断面図である。
【図８】繊維束包装体の構成を概略的に示す断面図である。
【図９】撚りを行う引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【図１０】撚りを行わない引抜き法によって得られる長繊維強化樹脂ペレットを示す模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…繊維束包装体
１１…回巻体
１２…熱収縮フィルム
２１…予熱用加熱装置
２３…含浸ダイ
２４…ダイノズル
２６…押出機
２５…含浸ローラ
２８…溶融樹脂
２９…冷却水槽
３０Ａ，３０Ｂ…撚りローラ
３１…ペレタイザー
１００…強化用繊維束繰り出し装置
１０１…ベースプレート
１０２…長孔
１０３…支持脚
１０４…ブラケット
１０５…傘状ガイド
１０６…浮き上がり防止金具
１１０…支柱
１１１…上部ハブ
１１２…下部ハブ
１１３…上部リンク
１１４，１１５…ピン
１１６…下部リンク
１１７，１１８…ピン
１２０…崩落防止棒
Ｒ…強化用繊維束
Ｓ…長繊維強化樹脂ストランド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する方法において、
前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材を設け、前記回巻体からその内周側より強化用繊維束を順次引き出すに際し、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付けることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
【請求項２】
強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する装置において、
前記回巻体からその内周側より強化用繊維束が順次引き出される強化用繊維束繰り出し装置を備え、この強化用繊維束繰り出し装置が、前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材と、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付ける押し付け手段とを有していることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置。
【請求項３】
前記各崩落防止部材が、前記回巻体の高さ方向全長にわたって延びる棒状の崩落防止棒よりなり、前記押し付け手段が、前記回巻体が装着されたときに該回巻体の内側に該回巻体と互いに同一軸線状に位置し、垂直に立設された支柱と、前記複数の崩落防止棒のそれぞれについて、一方端が前記支柱にピン結合され他方端が当該崩落防止棒にピン結合された複数のリンクとを備えて、前記支柱に対して前記各崩落防止棒を平行運動させるリンク機構を構成したものであることを特徴とする請求項２記載の長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置。
【請求項１】
強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する方法において、
前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材を設け、前記回巻体からその内周側より強化用繊維束を順次引き出すに際し、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付けることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
【請求項２】
強化用繊維束を円筒状に回巻きした回巻体から強化用繊維束を連続的に引き出して含浸ダイに導入し、この含浸ダイにより強化用繊維束に溶融した熱可塑性樹脂を含浸させ、前記含浸ヘッドの下流側に設けられた引取り機により、前記含浸ダイから撚りがかけられた、あるいは撚りがかけられていない樹脂含浸強化用繊維束からなる長繊維強化樹脂ストランドを連続的に引き取り、この長繊維強化樹脂ストランドをペレット化して長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットを製造する装置において、
前記回巻体からその内周側より強化用繊維束が順次引き出される強化用繊維束繰り出し装置を備え、この強化用繊維束繰り出し装置が、前記回巻体の内周面を外側へ押し付けるための巻層崩落防止用の複数の崩落防止部材と、強化用繊維束が順次引き出されるにつれて厚みが次第に小さくなる前記回巻体の内周面に追随して該内周面に前記複数の崩落防止部材を押し付ける押し付け手段とを有していることを特徴とする長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置。
【請求項３】
前記各崩落防止部材が、前記回巻体の高さ方向全長にわたって延びる棒状の崩落防止棒よりなり、前記押し付け手段が、前記回巻体が装着されたときに該回巻体の内側に該回巻体と互いに同一軸線状に位置し、垂直に立設された支柱と、前記複数の崩落防止棒のそれぞれについて、一方端が前記支柱にピン結合され他方端が当該崩落防止棒にピン結合された複数のリンクとを備えて、前記支柱に対して前記各崩落防止棒を平行運動させるリンク機構を構成したものであることを特徴とする請求項２記載の長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１０７１４７（Ｐ２００９−１０７１４７Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７９１９５（Ｐ２００７−２７９１９５）
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２６日（２００７．１０．２６）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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