JPH10296865A - Method and apparatus for producing fiber reinforced sheet - Google Patents
Method and apparatus for producing fiber reinforced sheetInfo
- Publication number
- JPH10296865A JPH10296865A JP9108999A JP10899997A JPH10296865A JP H10296865 A JPH10296865 A JP H10296865A JP 9108999 A JP9108999 A JP 9108999A JP 10899997 A JP10899997 A JP 10899997A JP H10296865 A JPH10296865 A JP H10296865A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- mat
- composition
- thermoplastic resin
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂の含浸が十分であり、シート形状を保持
可能な繊維強化シートの製造方法の開示
【解決手段】 熱可塑性樹脂中に強化繊維を配置した繊
維強化シートの製造方法において、熱可塑性樹脂と前記
強化繊維とを互いに絡めたマット状組成物2とし、この
マット状組成物2を熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱
した後、固化温度を超え且つ溶融温度未満に冷却した状
態で加圧する。
(57) Abstract: Disclosed is a method for producing a fiber reinforced sheet which is sufficiently impregnated with a resin and can maintain the sheet shape. [Problem] To produce a fiber reinforced sheet in which reinforcing fibers are arranged in a thermoplastic resin. In the method, the thermoplastic resin and the reinforcing fibers are entangled with each other to form a mat-like composition 2. After heating the mat-like composition 2 to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the thermoplastic resin, the temperature exceeds the solidification temperature and lower than the melting temperature. Pressurized while cooling.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は,熱可塑性樹脂中に
強化繊維を配してなる繊維強化シートの製造方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a fiber reinforced sheet comprising reinforcing fibers in a thermoplastic resin.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂に強化繊維を含めた
繊維強化樹脂製品の製造方法としては、繊維状熱可塑性
樹脂と繊維状補強材とを混合した後、熱可塑性樹脂を溶
融温度まで加熱して樹脂を溶融させ、必要に応じて加圧
する方法が提案されている(特開昭61−130345
号公報)。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing a fiber-reinforced resin product containing a reinforcing resin in a thermoplastic resin, a fibrous thermoplastic resin and a fibrous reinforcing material are mixed, and then the thermoplastic resin is heated to a melting temperature. To melt the resin and pressurize it as necessary (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-130345).
No.).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の
繊維強化シートの製造方法は,成型後も樹脂が溶融温度
以上に保持されるため、加圧解放後の繊維状補強材の弾
性回復により、空隙が発生すると共に、繊維状補強材の
表面を覆っていた溶融樹脂が表面張力により滴状に凝縮
してしまい、樹脂の含浸が不十分なものとなることがあ
った。又、冷却固化するまで企図するシート形状を保持
することが困難であった。However, in the conventional method of manufacturing a fiber-reinforced sheet, the resin is maintained at a temperature higher than the melting temperature even after molding, so that the elasticity of the fibrous reinforcing material after pressure release is restored, and the voids are reduced. Occurs, and the molten resin covering the surface of the fibrous reinforcing material is condensed in a droplet form due to surface tension, and impregnation of the resin may be insufficient. In addition, it was difficult to maintain the intended sheet shape until cooling and solidification.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,本発明の請求項1の繊維強化シートの製造方法は、
熱可塑性樹脂中に強化繊維を配置した繊維強化シートの
製造方法において、前記熱可塑性樹脂と前記強化繊維と
を互いに絡めたマット状組成物とし、このマット状組成
物を前記熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱した後、固
化温度を超え且つ溶融温度未満に冷却した状態で加圧す
ることを特徴とする。Means for Solving the Problems To solve the above problems, a method for producing a fiber reinforced sheet according to claim 1 of the present invention comprises:
In the method for producing a fiber-reinforced sheet in which reinforcing fibers are arranged in a thermoplastic resin, a mat-like composition in which the thermoplastic resin and the reinforcing fibers are entangled with each other, and the mat-like composition is melted at a melting temperature of the thermoplastic resin. After the heating as described above, the pressure is applied in a state where the temperature is higher than the solidification temperature and lower than the melting temperature.
【0005】また、本発明の請求項2の繊維強化シート
の製造装置は、熱可塑性樹脂中に強化繊維を配置した繊
維強化シートの製造装置において、前記マット状組成物
を前記熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱する加熱炉
と、この加熱炉において加熱されたマット状組成物を前
記熱可塑性樹脂の固化温度を超え且つ溶融温度未満に冷
却した状態で加圧することにより前記マット状組成物を
シート化する冷却固化装置と、この冷却固化装置にてシ
ート化された前記マット状混合物を更に加圧してシート
とする加圧装置とを有することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a fiber reinforced sheet in which reinforcing fibers are disposed in a thermoplastic resin, wherein the mat-like composition is melted by melting the thermoplastic resin. A heating furnace for heating to a temperature equal to or higher than the temperature, and pressing the mat-like composition heated in the heating furnace in a state where the mat-like composition is cooled to a temperature exceeding the solidification temperature of the thermoplastic resin and below the melting temperature, to thereby sheet the mat-like composition. And a pressurizing device that further pressurizes the mat-like mixture sheeted by the cooling and solidifying device to form a sheet.
【0006】本発明の繊維強化シートの製造方法及び製
造装置によれば、繊維状熱可塑性樹脂を溶融温度以上に
加熱すると、樹脂は表面張力で繊維状から滴状へと変化
する。その際、滴状溶融樹脂はその表面エネルギーを低
く保つために、より多くの強化繊維と接触できる状態を
保ち、強化繊維が交差する点に溶融樹脂が集中して存在
することとなる。According to the method and apparatus for producing a fiber-reinforced sheet of the present invention, when the fibrous thermoplastic resin is heated to a temperature higher than the melting temperature, the resin changes from fibrous to drop-like due to surface tension. At that time, in order to keep the surface energy of the droplet-shaped molten resin low, the molten resin is kept in contact with more reinforcing fibers, and the molten resin is concentrated at the intersections of the reinforcing fibers.
【0007】続いて、熱可塑性樹脂を溶融温度以下且つ
軟化温度以上まで冷却して熱可塑性樹脂の流動性を下げ
た状態で加圧することにより、不織布状マット内部の空
隙を減少させ、シート化される。Subsequently, the thermoplastic resin is cooled to a temperature lower than the melting temperature and higher than the softening temperature and is pressed in a state where the fluidity of the thermoplastic resin is reduced, so that the voids inside the nonwoven fabric-like mat are reduced to form a sheet. You.
【0008】これにより、樹脂を強化繊維の交点付近に
集中して存在させ、繊維への含浸を十分に行うことがで
きる。Thus, the resin can be concentrated near the intersection of the reinforcing fibers, and the fibers can be sufficiently impregnated.
【0009】すなわち、樹脂温度を溶融温度以下として
樹脂の一部を結晶化させ、流動性を下げてから加圧する
ことにより、加圧圧縮された強化繊維の弾性による圧解
放後の形状復元を防止でき、加圧から樹脂固化までの繊
維強化シートの厚みが増すことを防ぐことができる。
又、強化繊維の形状回復に伴って、溶融樹脂中に空隙が
でき、繊維への含浸効果を低減してしまうことを防止で
きるため、樹脂への含浸効果が高まる。In other words, the resin temperature is reduced to a melting temperature or less to partially crystallize the resin, thereby reducing the fluidity, and then pressurizing the resin, so that the shape of the pressurized and compressed reinforcing fiber after elastic release of the reinforcing fiber is prevented. Thus, it is possible to prevent the thickness of the fiber reinforced sheet from pressurization to resin solidification from increasing.
Further, voids are formed in the molten resin with the recovery of the shape of the reinforcing fibers, so that it is possible to prevent the effect of impregnating the fibers from being reduced, thereby increasing the effect of impregnating the resin.
【0010】従って、強化繊維の中に樹脂が十分に含浸
して固化されることとなり、繊維強化シートの形状を保
持することが容易になる。Therefore, the resin is sufficiently impregnated into the reinforcing fibers and solidified, and the shape of the fiber reinforced sheet can be easily maintained.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】次に,本発明の好ましい実施形態
にかかる繊維強化シートの製造方法並びに製造装置を図
面に基づいて説明する。Next, a method and an apparatus for manufacturing a fiber reinforced sheet according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0012】図1は、この実施の形態にかかる繊維強化
シートの製造装置である。図1において、符号の1はマ
ット状組成物2を繰り出す繰り出し機である。FIG. 1 shows an apparatus for manufacturing a fiber reinforced sheet according to this embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a feeder that feeds out a mat composition 2.
【0013】このマット状組成物2は、熱可塑性樹脂繊
維と強化繊維とからなるものである。ここにおいて、熱
可塑性樹脂は、その一部として結晶性を持ち、溶融温度
でその流動性が変化するものであれば、特に限定されな
いが、例として、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポ
リオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやオ
キソベンゾイル構造等を持つポリエステル系樹脂、ナイ
ロン6等のポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂若しく
はそれらの共重合体や他の樹脂との混合物等が挙げられ
る。The mat-like composition 2 is composed of thermoplastic resin fibers and reinforcing fibers. Here, the thermoplastic resin is not particularly limited as long as it has crystallinity as a part thereof and its fluidity changes at a melting temperature, but examples thereof include polypropylene, polyolefin-based resins such as polyethylene, and polyethylene terephthalate. And a polyester resin having an oxobenzoyl structure or the like, a polyamide resin such as nylon 6, a polyacetal resin, a copolymer thereof, or a mixture with another resin.
【0014】又、マット状組成物2の強化繊維として
は、炭素繊維(CF)、ガラス繊維(GF)等の無機繊
維、アラミド繊維、ナイロン繊維等の有機繊維、金属繊
維等、通常の樹脂の強化に用いられるものであれば、特
に限定されない。強化繊維のモノフィラメント径は、1
〜50μmが好ましく、2〜30μmが特に好ましい。径
が1μm未満であると繊維が折れ易く、取り扱いが困難
である。径が50μmを越えると強化繊維としての性能
を十分に発揮することができない。The reinforcing fibers of the mat-like composition 2 include inorganic fibers such as carbon fibers (CF) and glass fibers (GF), organic fibers such as aramid fibers and nylon fibers, and metal fibers and other ordinary resins. There is no particular limitation as long as it is used for reinforcement. The monofilament diameter of the reinforcing fiber is 1
Is preferably from 50 to 50 μm, and particularly preferably from 2 to 30 μm. If the diameter is less than 1 μm, the fibers are easily broken and handling is difficult. If the diameter exceeds 50 μm, the performance as a reinforcing fiber cannot be sufficiently exhibited.
【0015】更に、マット状組成物2の製造方法は限定
されないが、例として、熱可塑性樹脂繊維と強化繊維と
をエアにより混合積層し、ニードルパンチングにて一体
化させる方法などが挙げられる。Further, the method for producing the mat-like composition 2 is not limited, but examples include a method in which thermoplastic resin fibers and reinforcing fibers are mixed and laminated by air, and integrated by needle punching.
【0016】図1の符号3は繰り出し機1から繰り出さ
れたマット状組成物2を加熱する加熱炉である。マット
状組成物2は繰り出し機1から加熱炉3の加熱溶融ゾー
ンHZを通過して加熱溶融される。加熱炉3には、多数
のヒータ3a及び反射板3bが多数上下に略等間隔で配
置されており、マット状組成物1の加熱手段HMを構成
している。この上下に対向するように配列されたヒータ
3a及び反射板3bの間の領域が、マット状組成物2の
加熱領域とされている。Reference numeral 3 in FIG. 1 denotes a heating furnace for heating the mat-like composition 2 fed from the feeder 1. The mat composition 2 is heated and melted from the feeding machine 1 through the heating and melting zone HZ of the heating furnace 3. In the heating furnace 3, a number of heaters 3a and a number of reflectors 3b are arranged vertically at substantially equal intervals, and constitute a heating means HM for the mat composition 1. The region between the heater 3a and the reflector 3b which are arranged so as to face up and down is the heating region of the mat composition 2.
【0017】加熱溶融ゾーンHZにおける、マット状組
成物2の溶融温度以上への加熱方法は、材料、温度、速
度などから適宜最適な方法が選択される。熱風、遠赤外
線、誘電加熱、特に限定されない。As a method of heating the mat-shaped composition 2 to a temperature not lower than the melting temperature in the heating melting zone HZ, an optimal method is appropriately selected from materials, temperature, speed and the like. Hot air, far infrared rays, dielectric heating, are not particularly limited.
【0018】又、マット状組成物2の溶融温度以上での
加熱時間は、熱可塑性樹脂繊維が且つ滴状に溶融変形す
るのに十分な時間であればよい。この溶融変形に必要な
時間は材料により変化するが、通常、ポリプロピレン樹
脂は230度Cで12秒以上、ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂は250度Cで10秒以上である。The heating time at or above the melting temperature of the mat composition 2 may be a time sufficient for the thermoplastic resin fibers to be melted and deformed into droplets. The time required for the melt deformation varies depending on the material, but is usually 12 seconds or more at 230 ° C. for a polypropylene resin and 10 seconds or more at 250 ° C. for a polyethylene terephthalate resin.
【0019】尚、溶融状態のマット状組成物2に振動を
与えて樹脂の変形を促進することにより、加熱時間を短
縮させることも可能である。又、振動により樹脂の強化
繊維の交わる点への局在化を促進することもできる。The heating time can be shortened by applying vibration to the molten mat-like composition 2 to promote deformation of the resin. In addition, the vibration can promote the localization of the resin at the intersection of the reinforcing fibers.
【0020】加熱溶融ゾーンHZにおいて薄肉化された
マット状組成物2は、次のシート化装置4において、溶
融温度未満固化温度以上の温度で加圧され、シート化工
程を経る。シート化工程を行うシート化装置4のケース
5内には、一組の加圧用のロール6が配備されており、
ケース5の下部には電熱ヒータ7とブロア8が設けられ
ている。ブロア8から送風される空気は電熱ヒータ7に
より、熱可塑性樹脂の溶融温度以下固化温度未満まで暖
められてケース5内を流れる。ブロア8から送風された
空気は、排気口9から排気される。加熱炉3において溶
融温度に加熱された熱可塑性樹脂は、このシート化工程
に至って、溶融温度以下固化温度以上に冷却され、加圧
用のロール6により加圧されてシート化される。尚、マ
ット状組成物2を溶融温度以下、固化温度以上に冷却す
る方法は特に限定されないが、空冷法が簡便である。The mat-like composition 2 thinned in the heat-melting zone HZ is pressed at a temperature lower than the melting temperature and equal to or higher than the solidification temperature in the next sheet-forming apparatus 4, and undergoes a sheet-forming step. A set of pressurizing rolls 6 is provided in a case 5 of the sheeting apparatus 4 that performs the sheeting process.
An electric heater 7 and a blower 8 are provided below the case 5. The air blown from the blower 8 is heated by the electric heater 7 to a temperature lower than the melting temperature of the thermoplastic resin and lower than the solidification temperature, and flows through the case 5. The air blown from the blower 8 is exhausted from the exhaust port 9. The thermoplastic resin heated to the melting temperature in the heating furnace 3 reaches the sheet forming step, is cooled to a temperature lower than the melting temperature and higher than the solidification temperature, and is pressed into a sheet by a pressing roll 6. In addition, the method of cooling the mat-shaped composition 2 below the melting temperature and above the solidification temperature is not particularly limited, but the air cooling method is simple.
【0021】図1の符号10は、冷却固化装置である。
シート化装置4においてシート状に加圧処理されたマッ
ト状組成物2は、冷却固化装置10のプレスロール1
1、12により更に加圧されて、繊維強化シート13に
薄肉化され、巻き取り機14のロール15に巻き取られ
る。なお、不織布法混合物2の冷却固化方法としては、
適切な温度に温調されたロールによって、加圧する方法
が通常用いられるが、特に限定されない。Reference numeral 10 in FIG. 1 denotes a cooling and solidifying device.
The mat-shaped composition 2 that has been subjected to pressure treatment into a sheet in the sheet forming device 4 is pressed into a press roll 1 of a cooling and solidifying device 10.
It is further pressurized by 1 and 12, thinned into a fiber reinforced sheet 13, and wound around a roll 15 of a winder 14. The method of cooling and solidifying the nonwoven fabric mixture 2 includes:
A method of pressurizing with a roll adjusted to an appropriate temperature is usually used, but is not particularly limited.
【0022】この実施の形態では、加熱溶融ゾーンHZ
において、熱可塑性樹脂を溶融温度以上に加熱すると、
熱可塑性樹脂は繊維状から滴状へと変化するが、滴状で
流動状態の溶融樹脂は、より多くの強化繊維と接触でき
る状態となって強化繊維が交差する点に溶融樹脂が集中
し、表面張力のエネルギーを放出する。これにより、樹
脂を強化繊維の交点付近に集中して存在させ、繊維への
含浸を十分に行うことができる。In this embodiment, the heating and melting zone HZ
In, when heating the thermoplastic resin above the melting temperature,
The thermoplastic resin changes from fibrous to drop-like, but the molten resin in a drop-like and fluidized state is in a state where it can come into contact with more reinforcing fibers, and the molten resin concentrates at the points where the reinforcing fibers intersect, Releases surface tension energy. This allows the resin to be concentrated near the intersections of the reinforcing fibers, so that the fibers can be sufficiently impregnated.
【0023】すなわち、熱可塑性樹脂を溶融温度以下且
つ軟化温度以上まで冷却し、樹脂温度を溶融温度以下と
して樹脂の一部を結晶化させると、熱可塑性樹脂の流動
性を下がる。この状態で加圧することにより、不織布状
マット内部の空隙が減少し、圧解放後に強化繊維の弾性
による原形に復元しようとすることが防止され、シート
形状が保持される。That is, when the thermoplastic resin is cooled to a temperature lower than the melting temperature and higher than the softening temperature, and a part of the resin is crystallized at a temperature lower than the melting temperature, the fluidity of the thermoplastic resin decreases. By applying pressure in this state, the voids inside the nonwoven fabric mat are reduced, and it is prevented from trying to restore to the original shape due to the elasticity of the reinforcing fibers after releasing the pressure, and the sheet shape is maintained.
【0024】以下、この実施の形態の実施例1〜6並び
に比較例1〜6について説明する (実施例1)強化繊維と熱可塑性樹脂とのマット状組成
物2を図1に示す設備を用いてシート化を行った。Hereinafter, Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 of this embodiment will be described. (Example 1) A mat-like composition 2 of a reinforcing fiber and a thermoplastic resin was prepared using the equipment shown in FIG. Into sheets.
【0025】実施例1では、加熱溶融ゾーンHZにおい
ては、遠赤外線により炉内温度を約285度Cに保持
し、マット状組成物2は280度C以上に昇温された
後、約15秒かけて加熱溶融ゾーンHZを通過するよう
にした。In Example 1, in the heating and melting zone HZ, the temperature in the furnace was maintained at about 285 ° C. by far infrared rays, and after the mat-like composition 2 was heated to 280 ° C. or higher, it took about 15 seconds. Through the heating and melting zone HZ.
【0026】又、シート化装置4では、ブロア10及び
電熱ヒータ9により炉内雰囲気温度を約180度Cに保
持し、ロール間クリアランスを約0.4mmのプレスロー
ル6(ロール表面温度約180度C)により加圧した。In the sheet forming apparatus 4, the atmosphere in the furnace is maintained at about 180 ° C. by the blower 10 and the electric heater 9, and the clearance between the rolls is about 0.4 mm. C).
【0027】冷却固化装置10においては、表面温度約
25度Cのプレスロール11,12(線圧約20Kgf
/cm)により冷却した。In the cooling and solidifying apparatus 10, the press rolls 11 and 12 (linear pressure of about 20 kgf) having a surface temperature of about 25 ° C.
/ Cm).
【0028】マット状組成物2としては、繊維径約10
μm、平均厚さ約50mmの炭素繊維と、繊維径約20μm
平均長さ約50mmのポリエステル(ポリエチレンテレフ
タレート)繊維(溶融温度255度C)のマット状組成
物を用いた。The mat composition 2 has a fiber diameter of about 10
μm, average thickness about 50mm carbon fiber and fiber diameter about 20μm
A mat-like composition of polyester (polyethylene terephthalate) fibers (melting temperature: 255 ° C.) having an average length of about 50 mm was used.
【0029】マット状組成物2の厚みは約12mmとし、
強化繊維としてのカーボンファイバー(CF)と熱可塑
性樹脂であるポリエチレンテレフタレート(PET)の
重量配分比は、CF:PET=約50:50(重量パー
セント)とし、カーボンファイバー(CF)の繊維目付
量は、約450g/mとした。The thickness of the mat composition 2 is about 12 mm,
The weight distribution ratio between carbon fiber (CF) as the reinforcing fiber and polyethylene terephthalate (PET) as the thermoplastic resin is CF: PET = about 50:50 (weight percent), and the basis weight of the carbon fiber (CF) is , About 450 g / m.
【0030】(実施例2)実施例2においては、マット
状組成物2の強化繊維と熱可塑性樹脂との素材が異な
り、その他は実施例1と同様である。実施例2のマット
状組成物2の素材の強化繊維の繊維径は約18μm、平
均長さ約50ミリのガラス繊維(Eガラス)であり、熱
可塑性樹脂の素材は繊維径約20μm、平均長さ50mm
のポリエステル(ポリエチレンテレフタレート)繊維
(溶融温度255度C)を用いた。Example 2 Example 2 is the same as Example 1 except that the materials for the reinforcing fibers of the mat composition 2 and the thermoplastic resin are different. The fiber diameter of the reinforcing fibers of the material of the mat composition 2 of Example 2 is about 18 μm and glass fiber (E glass) having an average length of about 50 mm, and the material of the thermoplastic resin is a fiber diameter of about 20 μm and the average length. 50mm
(Polyethylene terephthalate) fiber (melting temperature: 255 ° C.) was used.
【0031】実施例2のマット状組成物2の厚みは、約
12mmであり、強化繊維とするガラス繊維(GF)と、
熱可塑性樹脂とするポリエチレンテレフタレート(PE
T)の重量配分比は、GF:PET=59:41(重量
パーセント)とし、ガラス繊維の繊維目付量は、約55
0g/mとした。The thickness of the mat composition 2 of Example 2 is about 12 mm,
Polyethylene terephthalate as thermoplastic resin (PE
The weight distribution ratio of T) is GF: PET = 59: 41 (weight percent), and the basis weight of glass fibers is about 55%.
0 g / m.
【0032】(実施例3)実施例3では、強化繊維と熱
可塑性樹脂繊維とのマット状組成物2を図1に示す設備
を用いてシート化を行った。この実施例3では、加熱溶
融ゾーンHZの炉内温度を遠赤外線により290度Cに
保持し、マット状組成物2を285度C以上に昇温した
後、約15秒かけて加熱溶融ゾーンHZを通過させた。
シート化装置4では、ブロア8及び電熱ヒータ7により
炉内雰囲気温度を約190度Cに保持し、ロール間のク
リアランスを約0.4mmとしたプレスロール6,6(ロ
ール表面温度約190度C)により加圧した。冷却固化
装置10では、表面温度を約25度Cにコントロールし
たプレスロール11,12を線圧約20kgf/cmと
して固化した。マット状組成物2としては、繊維径が約
10μm、平均長さ約50mmの炭素繊維(CF)からな
る強化繊維と、繊維径が約20μm、平均長さ約50mm
のポリアミド(ナイロン66)(溶融温度265度C)
の繊維状の熱可塑性樹脂とを絡めたものを用いた。実施
例3のマット状組成物2の厚みは約12mmであり、強化
繊維としての炭素繊維(CF)と熱可塑性樹脂であるナ
イロン66(Nyl)の重量配分比は、CF:Nyl=
約55:45(重量パーセント)とした。又、炭素繊維
の繊維目付量は、約410g/mとした。Example 3 In Example 3, a mat-like composition 2 of reinforcing fibers and thermoplastic resin fibers was formed into a sheet using the equipment shown in FIG. In Example 3, after the temperature in the furnace of the heating and melting zone HZ was maintained at 290 ° C. by far infrared rays and the temperature of the mat-like composition 2 was raised to 285 ° C. or more, the heating and melting zone HZ took about 15 seconds. Passed through.
In the sheet forming apparatus 4, the atmosphere temperature in the furnace is maintained at about 190 ° C. by the blower 8 and the electric heater 7, and the press rolls 6 and 6 (roll surface temperature is about 190 ° C.) having a clearance between the rolls of about 0.4 mm are provided. ). In the cooling and solidifying apparatus 10, the press rolls 11, 12 whose surface temperature was controlled at about 25 ° C. were solidified at a linear pressure of about 20 kgf / cm. The matting composition 2 includes a reinforcing fiber made of carbon fiber (CF) having a fiber diameter of about 10 μm and an average length of about 50 mm, and a fiber diameter of about 20 μm and an average length of about 50 mm.
Polyamide (nylon 66) (melting temperature 265 ° C)
Used in combination with the above fibrous thermoplastic resin. The thickness of the mat composition 2 of Example 3 is about 12 mm, and the weight distribution ratio of carbon fiber (CF) as the reinforcing fiber and nylon 66 (Nyl) as the thermoplastic resin is CF: Nyl =
It was about 55:45 (weight percent). The basis weight of the carbon fibers was about 410 g / m.
【0033】(実施例4)実施例4では、強化繊維と熱
可塑性樹脂繊維とのマット状組成物2の素材を代えた他
は実施の形態3と同様である。マット状組成物2は、繊
維径約18mm、平均長さ約50mmのガラス繊維(Eガラ
ス)を強化繊維とし、繊維径約20μm、平均長さ約5
0mmのポリアミド(ナイロン66)繊維(溶融温度26
5度C)を熱可塑性樹脂とした。マット状組成物2の厚
みは約12mmとし、強化繊維となるガラス繊維(GF)
とナイロン66(Nyl)の重量配分比は、GF:Ny
l=約64:36(重量パーセント)とした。ガラス繊
維の繊維目付量は、約500g/mとした。Example 4 Example 4 is the same as Example 3 except that the material of the mat-like composition 2 of the reinforcing fibers and the thermoplastic resin fibers was changed. The mat-shaped composition 2 has glass fibers (E glass) having a fiber diameter of about 18 mm and an average length of about 50 mm as reinforcing fibers, a fiber diameter of about 20 μm, and an average length of about 5 mm.
0 mm polyamide (nylon 66) fiber (melting temperature 26
5 ° C) was used as the thermoplastic resin. The thickness of the mat-like composition 2 is about 12 mm, and glass fiber (GF) serving as a reinforcing fiber
And the weight distribution ratio of nylon 66 (Nyl) is GF: Ny
1 = about 64:36 (weight percent). The fiber basis weight of the glass fiber was about 500 g / m.
【0034】(実施例5)実施例5では、強化繊維と熱
可塑性樹脂繊維とのマット状組成物2のを図1を用いて
シート化を図った。加熱溶融ゾーンHZでは、遠赤外線
により炉内温度を220度Cに保持し、マット状組成物
2を210度C以上に昇温し、約15秒かけて加熱溶融
ゾーンHZを通過させた。Example 5 In Example 5, a sheet of the mat-like composition 2 of the reinforcing fibers and the thermoplastic resin fibers was formed using FIG. In the heating and melting zone HZ, the temperature inside the furnace was maintained at 220 ° C. by far infrared rays, the temperature of the mat-like composition 2 was raised to 210 ° C. or higher, and the composition 2 was passed through the heating and melting zone HZ over about 15 seconds.
【0035】シート化装置4では、ブロア8及び電熱ヒ
ータ7により炉内雰囲気温度を約100度Cに保持し、
ロール間クリアランスを約0.4mmとしたプレスロール
6(ロール表面温度約100度C)により加圧した。In the sheet forming apparatus 4, the atmosphere temperature in the furnace is maintained at about 100 ° C. by the blower 8 and the electric heater 7,
Pressure was applied by a press roll 6 (roll surface temperature about 100 ° C.) having a clearance between rolls of about 0.4 mm.
【0036】冷却固化装置10では、表面温度約25度
Cのプレスロール11,12(線圧約20Kgf/c
m)により冷却した。In the cooling and solidifying apparatus 10, press rolls 11 and 12 having a surface temperature of about 25 ° C. (linear pressure of about 20 kgf / c) are used.
m).
【0037】この実施例5では、マット状組成物2は、
繊維径約10μm、平均長さ約50mmの炭素繊維を強化
繊維として用い、繊維径約20μm、平均長さ約50mm
のポリプロピレン繊維(溶融温度110度C)を熱可塑
性樹脂とした。マット状組成物2の厚みは約12mm、
又、炭素繊維(CF)とポリプロピレン(PP)の重量
配分比は、CF:PP=約61:39(重量パーセン
ト)である。マット状組成物2の繊維目付量は、約37
0g/mであった。In Example 5, the mat composition 2
Using carbon fiber with a fiber diameter of about 10 μm and an average length of about 50 mm as a reinforcing fiber, a fiber diameter of about 20 μm and an average length of about 50 mm
Was used as a thermoplastic resin. The thickness of the mat composition 2 is about 12 mm,
The weight distribution ratio between the carbon fiber (CF) and the polypropylene (PP) is CF: PP = about 61:39 (weight percent). The fiber basis weight of the mat composition 2 is about 37
It was 0 g / m.
【0038】(実施例6)実施例6では、強化繊維と熱
可塑性樹脂繊維とのマット状組成物2に異なる素材を用
いた他は、実施例5と同様である。マット状組成物2
は、繊維径が約18mm、平均長さは約50mmのガラス繊
維(Eガラス)を強化繊維とし、繊維径約20μm、平
均長さ約50mmのポリプロピレン(PP)を繊維状熱可
塑性樹脂(溶融温度110度C)とした。Example 6 Example 6 is the same as Example 5 except that a different material was used for the mat composition 2 of the reinforcing fibers and the thermoplastic resin fibers. Matte composition 2
Is a glass fiber (E glass) having a fiber diameter of about 18 mm and an average length of about 50 mm as a reinforcing fiber, and a polypropylene (PP) having a fiber diameter of about 20 μm and an average length of about 50 mm is made of a fibrous thermoplastic resin (melting temperature). 110 ° C).
【0039】マット状組成物2の厚みは約12mmであ
り、ガラス繊維とポリプロピレン繊維(PP)との重量
配分比は、GF:PP=約69:31(重量パーセン
ト)であり、ガラス繊維の繊維目付量は約470g/m
であった。The thickness of the mat composition 2 is about 12 mm, the weight distribution ratio between the glass fiber and the polypropylene fiber (PP) is GF: PP = about 69:31 (weight percent), The basis weight is about 470g / m
Met.
【0040】以上いずれの実施例1〜6において、マッ
ト状組成物2における、強化繊維と熱可塑性樹脂との比
率は、体積換算で実施例1のものととほぼ同一になるよ
うに設定した。In each of Examples 1 to 6, the ratio of the reinforcing fibers to the thermoplastic resin in the mat composition 2 was set so as to be substantially the same as that in Example 1 in terms of volume.
【0041】(比較例1)比較例1では、シート化装置
4の雰囲気温度及びロール表面温度を280度Cにした
他は実施例1と同様である。Comparative Example 1 Comparative Example 1 is the same as Example 1 except that the ambient temperature of the sheet forming apparatus 4 and the roll surface temperature were set to 280 ° C.
【0042】(比較例2)比較例2では、シート化装置
4の雰囲気温度及びロール表面温度を280度Cにした
他は実施例2と同様である。Comparative Example 2 Comparative Example 2 is the same as Example 2 except that the ambient temperature of the sheet forming apparatus 4 and the roll surface temperature were 280 ° C.
【0043】(比較例3)比較例3では、シート化装置
4の雰囲気温度及びロール表面温度を290度Cにした
他は実施例3と同様である。Comparative Example 3 Comparative Example 3 is the same as Example 3 except that the ambient temperature of the sheet forming apparatus 4 and the roll surface temperature were set to 290 ° C.
【0044】(比較例4)比較例4では、シート化装置
4の雰囲気温度及びロール表面温度を290度Cにした
他は実施例4と同様である。Comparative Example 4 Comparative Example 4 is the same as Example 4 except that the atmosphere temperature of the sheet forming apparatus 4 and the roll surface temperature were set to 290 ° C.
【0045】(比較例5)シート化装置4の雰囲気温度
及びロール表面温度を220度Cにした他は実施例3と
同様である。(Comparative Example 5) The same as Example 3 except that the ambient temperature and the roll surface temperature of the sheet forming apparatus 4 were set to 220 ° C.
【0046】(比較例6)シート化装置4の雰囲気温度
及びロール表面温度を220度Cにした他は実施例4と
同様である。(Comparative Example 6) The same as Example 4 except that the ambient temperature and the roll surface temperature of the sheet forming apparatus 4 were set to 220 ° C.
【0047】(実施例と比較例の比較)実施例1〜6、
比較例1〜6において得られたシートの厚み及び引張弾
性率を評価した。(Comparison of Examples and Comparative Examples) Examples 1 to 6,
The thickness and tensile modulus of the sheets obtained in Comparative Examples 1 to 6 were evaluated.
【0048】 材料構成 平均肉厚 引張弾性率 mm kgf/cm2 実施例1 CF/PET 0.42 820 実施例2 GF/PET 0.41 350 実施例3 CF/Nyl 0.42 890 実施例4 GF/Nyl 0.41 410 実施例5 CF/PP 0.43 690 実施例6 GF/PP 0.42 220 比較例1 CF/PET 0.51 630 比較例2 GF/PET 0.48 310 比較例3 CF/Nyl 0.49 610 比較例4 GF/Nyl 0.48 350 比較例5 CF/PP 0.52 520 比較例6 GF/PP 0.50 210 以上の実施例と比較例との比較により、熱可塑性樹脂繊
維を一旦滴状に溶融させた後、一部を結晶化させて粘度
を高めてシート化することにより、樹脂の含浸状態が良
く、シート厚みの制御を正確に行えることがわかった。Material composition Average thickness Tensile elastic modulus mm kgf / cm 2 Example 1 CF / PET 0.42 820 Example 2 GF / PET 0.41 350 Example 3 CF / Nyl 0.42 890 Example 4 GF / Nyl 0.41 410 Example 5 CF / PP 0.43 690 Example 6 GF / PP 0.42 220 Comparative Example 1 CF / PET 0.51 630 Comparative Example 2 GF / PET 0.48 310 Comparative Example 3 CF / Nyl 0.49 610 Comparative Example 4 GF / Nyl 0.48 350 Comparative Example 5 CF / PP 0.52 520 Comparative Example 6 GF / PP 0.50 210 By comparing the above Examples and Comparative Examples, thermoplasticity was obtained. Once the resin fibers are melted in the form of droplets, a portion is crystallized to increase the viscosity to form a sheet, so that the resin impregnation is good and the control of the sheet thickness is accurate. It was found to obtain.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明の繊維強化シートの製造方法及び
製造装置によれば、樹脂温度を溶融温度以下として樹脂
の一部を結晶化させ、流動性を下げてから加圧すること
により、加圧圧縮された強化繊維の弾性による圧解放後
の形状復元を防止でき、加圧から樹脂固化までの繊維強
化シートの厚みが増すことを防ぐことができる。又、強
化繊維の形状回復に伴って、溶融樹脂中に空隙ができ、
繊維への含浸効果を提言してしまうことを防止できるた
め、樹脂への含浸効果が高まる。According to the method and apparatus for producing a fiber-reinforced sheet of the present invention, the resin temperature is reduced to a melting temperature or lower to partially crystallize the resin, reduce the fluidity, and then pressurize. It is possible to prevent shape restoration after pressure release due to elasticity of the compressed reinforcing fiber, and it is possible to prevent increase in thickness of the fiber reinforced sheet from pressurization to resin solidification. Also, with the recovery of the reinforcing fiber shape, voids are formed in the molten resin,
Since it is possible to prevent the suggestion of the impregnation effect on the fiber, the impregnation effect on the resin is enhanced.
【0050】従って、強化繊維の中に樹脂が十分に含浸
して固化されることとなり、繊維強化シートの形状を保
持することが容易になると共に、熱可塑性樹脂繊維を一
旦滴状に溶融させた後、一部を結晶化させて粘度を高め
てシート化するので、樹脂の含浸状態が良く、シート厚
みの制御が正確に行うことができる。Therefore, the resin is sufficiently impregnated and solidified in the reinforcing fiber, so that the shape of the fiber reinforced sheet can be easily maintained, and the thermoplastic resin fiber is once melted in a droplet form. Thereafter, since a part is crystallized to increase the viscosity to form a sheet, the impregnation state of the resin is good, and the thickness of the sheet can be accurately controlled.
【図1】本発明の実施の形態に関わる繊維強化シートの
製造装置の構成を示す概念図FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a manufacturing apparatus of a fiber reinforced sheet according to an embodiment of the present invention.
1 繰り出し機 2 マット状組成物 3 加熱炉 4 シート化装置 7 電熱ヒータ 8 ブロア 10 冷却固化装置 14 巻き取り機 REFERENCE SIGNS LIST 1 feeding machine 2 mat composition 3 heating furnace 4 sheeting device 7 electric heater 8 blower 10 cooling and solidifying device 14 winder
Claims (2)
強化シートの製造方法において、 前記熱可塑性樹脂と前記強化繊維とを互いに絡めたマッ
ト状組成物とし、このマット状組成物を前記熱可塑性樹
脂の溶融温度以上に加熱した後、固化温度を超え且つ溶
融温度未満に冷却した状態で加圧することを特徴とする
繊維強化シートの製造方法。1. A method for producing a fiber reinforced sheet in which reinforcing fibers are arranged in a thermoplastic resin, wherein the thermoplastic resin and the reinforcing fibers are entangled with each other in a mat-like composition; A method for producing a fiber-reinforced sheet, comprising heating a plastic resin at a temperature equal to or higher than its melting temperature, and then pressurizing while cooling to a temperature exceeding the solidification temperature and below the melting temperature.
強化シートの製造装置において、 前記マット状組成物を前記熱可塑性樹脂の溶融温度以上
に加熱する加熱炉と、この加熱炉において加熱されたマ
ット状組成物を前記熱可塑性樹脂の固化温度を超え且つ
溶融温度未満に冷却した状態で加圧することにより前記
マット状組成物をシート化する冷却固化装置と、この冷
却固化装置にてシート化された前記マット状混合物を更
に加圧してシートとする加圧装置とを有することを特徴
とする繊維強化シートの製造装置。2. An apparatus for producing a fiber reinforced sheet in which reinforcing fibers are arranged in a thermoplastic resin, wherein: a heating furnace for heating the mat-like composition to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the thermoplastic resin; A cooling and solidifying device for sheeting the mat-like composition by pressing the mat-like composition in a state of being cooled to a temperature above the solidification temperature of the thermoplastic resin and below the melting temperature, and forming a sheet with the cooling-solidification device An apparatus for producing a fiber-reinforced sheet, further comprising: a pressurizing device that further presses the matted mixture formed into a sheet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9108999A JPH10296865A (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Method and apparatus for producing fiber reinforced sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9108999A JPH10296865A (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Method and apparatus for producing fiber reinforced sheet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296865A true JPH10296865A (en) | 1998-11-10 |
Family
ID=14499015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9108999A Withdrawn JPH10296865A (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Method and apparatus for producing fiber reinforced sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10296865A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002103365A (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-09 | Sekisui Chem Co Ltd | Method for producing fiber-reinforced thermoplastic sheet and production apparatus used therefor |
| WO2016002470A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | 帝人株式会社 | Method for producing fiber-reinforced plastic |
-
1997
- 1997-04-25 JP JP9108999A patent/JPH10296865A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002103365A (en) * | 2000-09-28 | 2002-04-09 | Sekisui Chem Co Ltd | Method for producing fiber-reinforced thermoplastic sheet and production apparatus used therefor |
| WO2016002470A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | 帝人株式会社 | Method for producing fiber-reinforced plastic |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10711109B2 (en) | Method of making a semifinished product | |
| US8540830B2 (en) | Method of producing a thermoplastically moldable fiber-reinforced semifinished product | |
| US4104340A (en) | Method of making structural member from prepreg sheet of fusible resin microfibers and heat-resistant reinforcing fibers | |
| KR100230025B1 (en) | Fiber reinforced porous sheets | |
| WO1988005838A1 (en) | Method of manufacturing molded articles | |
| JP3913854B2 (en) | Manufacturing method of fiber composite sheet | |
| JPH10296865A (en) | Method and apparatus for producing fiber reinforced sheet | |
| WO2005033390A2 (en) | Composite fabric product and method of manufacturing the same | |
| JP2881117B2 (en) | Method for producing hollow fiber reinforced thermoplastic resin product | |
| JP3154627B2 (en) | Method for producing fiber molded body | |
| JPH06200460A (en) | Fiber composite product | |
| JP2986252B2 (en) | Fiber composite | |
| JPS622063B2 (en) | ||
| JP2879111B2 (en) | Heat resistant fiber aggregate | |
| JP3667932B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus for fiber reinforced sheet | |
| JP3032582B2 (en) | Method for improving appearance of fiber-reinforced thermoplastic resin molded product | |
| JPH0138903B2 (en) | ||
| JPH05278031A (en) | Thermoplastic resin impreganated composite reinforcing fiber material | |
| JP2661749B2 (en) | Method for producing fiber-reinforced resin long composite molded body | |
| JPH1044253A (en) | Method for producing fiber reinforced thermoplastic resin sheet | |
| JPH05245835A (en) | Base material for molding fiber-reinforced thermoplastic resin and method for producing the same | |
| JP3224747B2 (en) | Method of manufacturing door trim base material for automobile | |
| JP3802784B2 (en) | Biodegradable fiber composite material | |
| JP2545499B2 (en) | Fiber composite | |
| JP3283320B2 (en) | Manufacturing method of laminated molded products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040120 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050629 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050902 |