JPH0445905A - 繊維強化熱可塑性樹脂シートの加熱方法及び装置 - Google Patents

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−１−の利用分野］ 本発明は１ａ維強化熱可塑性樹脂成形品の素材である繊
紺強化熱可塑性樹脂シートを圧縮成形法にて成形する前
の加熱方法及び装置に関する。

［従来の技術］ 繊維強化熱ｉ′ｉｒ塑性樹脂シートを加熱して熱可塑性
樹脂を軟化させ、該樹脂が流動状態下にある間に加圧成
形して繊維強化熱可塑性樹脂成形品を得ることはよく知
られている。」二記繊維強化熱−１１塑性樹脂シートの
加熱に際して、該シート中の樹脂が軟化し始めるとそわ
まて樹脂によって拘束されていた強化繊維の弾性力によ
ってシートが膨張する。この膨張はシートの加熱表面か
ら発現（）、シート内部への熱伝導を阻害する。

このような条件ドでの加熱効率を高める方法として、加
熱領域を複数のゾーンに分け、初期加熱をシー］・の表
層部が溶融する温度域まで高温急速加熱し、次いでシー
トの表層部と内部温度が成形温度にほぼ均等となる温度
に加熱する方法が特開昭６３−３０２０　（１７−１＋
で提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 繊維強化熱可塑性樹脂シートはその素材の組合せ、製造
履歴によって種々の分類が可能であるが、加熱時の膨張
という観点から区分すると、長繊維を使用しラミネート
法で製造し、更にニートリンク処置した繊維強化熱可塑
性樹脂シートと、短繊維を使用し抄紙法で製造した繊維
強化熱可塑性樹脂シートとはいずれも膨張するが、曲者
のシ＝［・はニートリンク処置しであることからある定
の厚みとなるとそわ、以上は膨張できない１．一方後者
のシートは囲体的には、長さ３ｍｍ程度から５０ｍｍ程
度に切断さね、た強化繊維を湿式状態で分散させ、そｔ
を網で抄いた毛布状のウェブを乾燥させ、ボッｉ・ブＩ
ノスにて樹脂粉を融かして圧縮・冷却して固化させたシ
ート、所謂、短繊維を使用し抄紙法で製造した繊維強化
熱可塑性樹脂シートは、樹脂が融点に達すると各繊細が
３次元的に配向しているために、あたかも湿った存団を
太陽で乾燥させた様に著しく膨張する。　、ＩＩ、体的
にはシート原厚みの約５イｒ７まで膨張するものである
。

シート厚みが大きくなるとシー］・表面からシート厚さ
中心部まてのＲｌｉ　１ｌｌｆが長くなることと、膨張
して空隙が多くなった表面部のシートの熱伝導か悪くな
るため、シート厚さ中心部の温風ト昇がｒ、ｒ＋害され
、表面が焦げ始めるほど過熱さ第１ているにも関わらず
、シート内部は融点に達しない現象か生じる。

従って、［−記特開昭６：ｌ−３０２００７号の方法で
あると面記前者のニードリング処置したようなシートで
あるとそれなりの効果をもたらすが、所謂航処理を必要
とする。後者のシートであると表層部と内部温度が成形
温度にほぼ均等となる温度に加熱する温度が低温といえ
ども長時間を必要とするため、成形のサイクルタイムが
長くなり、場合によっては表層部の樹脂の熱変質を発現
することもある。また、七表層部の樹脂が少なくなり成
形品の表面に強化繊維が浮きにかり、表面不良につなが
るという欠点を有する。

本発明はこのような欠点を解消１）、効率の良い加熱が
可能であり、かつ表面性状の良好な樹脂シート成形品を
得ることができる加熱方法及びその装置を提供すること
をＨ的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、繊維強化熱可・Ｔ性樹脂成形品の素材である
繊維強化熱可塑性樹脂シートの圧縮成形前の加熱に際し
て、加熱途中に膨張した該シートを１′：１．圧下する
ことを特徴とする繊維強化熱可塑性樹脂シートの加熱方
法、 上記加熱途中に膨張１ノた該シートの圧下操作を複数回
繰り返すことを特徴とする方法、Ｌ記加熱途中に膨・１
長した該シートの表面を川下しながら冷却１ノ、続いて
加熱することを特徴とする力７人、 複数のタクト炉を連続的あるいは並列的に配置し、連続
的に配置した各タクト炉の用側部あるいは並列的に配置
した各タクト炉の中間部に被加熱繊維強化熱ｔ４　）’
？ｌｊ性樹脂シートの加圧装置を設けたことを特徴とす
る繊維強化熱可堕性樹脂シートの加熱装置、 ］−記加圧装置としてプレス式加圧装置、ロール式加圧
装置あるいはキャタピラ−式加圧装置を使用することを
特徴とする加熱装置、及び−１°記加圧装置に冷却手段
を付設することを特徴とする加熱装置である。

［作用］ 本発明は上記したように、１ａ維強化熱可塑性樹脂成形
品の素材である繊維強化熱可塑性樹脂シートを加熱する
と、シート表面の温度がトチし、やがて樹脂の融点に達
する。融点に達した部分は繊維が自由になり膨張を始め
る。この加熱途中に膨弓長した燕シートを一月圧干する
ことによってシート厚みを小さくするので、圧下後の加
熱では、圧縮されたシート表面付近の熱伝導がよくなり
、シート表面から与えられた熱エネルギーがシート内部
まで伝わるようになる。この結果未軟化樹脂の軟化か保
進される。

十−記シートの圧−トは例えば、シートが膨張によって
その厚みが２倍程度になると圧）することが好ましい。

、上記シートの加熱過程において、特にシート十表層部
で樹脂の減少傾向が見られるが、上記加熱途中の膨張し
た該シーＩ・の圧下操作は強化繊維と強化繊維間に軟化
溶融して滞留している樹脂とをｐ１度接触させるので、
樹脂か均等分散されるという効果をもたらす。

上記シートの加熱手段としては当該分野て＝一般的に使
用されている赤外線加熱を使用できることはいうまでも
ないわ。

また、本発明は上記加熱途中に膨張した該シートの圧下
操作を複数回、例えば２〜３回繰り返すことにより、圧
縮されたシート表面付近の熱伝導がよくなり、シート表
面から与えられた熱エネルギーがシート内部までより早
く伝わるようになるので、特に、ノゾいシートの場合の
効果的な加熱法といえる。更に、、上記した強化繊維と
軟化溶融した樹脂との再接触機会が増し、樹脂の均等分
散効果が増大する。。

また、本発明は］−記加熱途中に膨張した慈シートの表
面を圧下しながら冷却し、続いて加熱すると加熱エネル
キー的には不利であるか、該シートの表面が冷却される
ため、表面の過熱防止につながるのと、シート表面と内
部の温度差が低減されてより均一に加熱されたシートか
得られる。また、軟化溶融した樹脂は該シートの搬送範
囲において該シートと接触する設備、例えば、後述する
ロール等の圧゛ト装置に付省、蓄積する可能性を持フて
いるが、Ｌ［下装置を冷却しておくとイ〈［着現象を軽
減することがてきる。

次に、本発明にかかる装置を図面に基ついて説明する。

第１図は複数のタクト炉１を連続的に配置した態様を示
しており、具体的には、三つのタクト炉１を連続的に配
置しである。各タクト炉ｌ内ト下部には赤外線加熱ヒー
タ２を設けである。また各タクト炉１のほぼ中央部には
所定の長さに切断した繊維強化熱可塑＋＋１樹脂シート
３を搬送するための例えば、ワイヤー式コンヘア４が配
置されている。詠コンベア４はロール５によって支持さ
ゎており、また駆動される。

各タクト炉１の出側部には加圧装置６を設置する。この
例では第１タクト・炉１と第２タクト炉１の出側部に加
圧装置６、具体的にはロール式加圧装置６を設置しであ
る。

上記のように構成した加熱装置において、所定の長さに
切断したｔｄｉＡ維強化熱強化熱可塑性樹脂シート３ベ
ア４によって矢印の方向に搬送されて第１タクト炉１に
装入され、赤外線加熱ヒータ２によ）て該シート・３の
Ｌ１面から所定時間加熱される。この加熱過程において
シート３の表裏面から供給された熱によって熱可塑性樹
脂は軟化を開始（へ同時にシート３は膨張を始める。所
定時間後シート３は第１タクト炉１から第２タクト炉１
に搬送されるが、第１タクト炉１の出側部に設けたロー
ル式加圧装置６によって膨張したシート３はハトされ、
てシー１−　Ｊ’、’みを小さく　’ｌ−るので、第２
タクト炉１の加熱では、圧縮されたシート３表面付近の
熱伝導がよくなり、シート３表向から一１Ｊえられた熱
エネルギーがシート３内７′ｆ１５まで伝わる。同様に
第２タクト炉１から第３タクト炉１に搬送される途中て
１ｆｆ度膨ツ１（シたシート３は斤−士され、圧縮され
たシート３か加熱されるのでシート３内部まで熱可塑＋
＋［樹脂を後続（図示せず）する加圧成形に適した温度
まで加熱できる。

第２図は複数のタクト炉１を並列的に配置した態様の一
つのタクト炉１を示しており、ロール式加圧装置６をタ
クト炉１のほぼ中央部に設置しである点を除けば他の構
成は第１図と同様である。

、上記ロール式加１」−装置６のロールは内部水冷構造
としである１、従って、所定の長さに切断した繊維強化
熱可塑性樹脂シート３はコンベア４によって矢印の方向
に搬送されてタクト炉１に装入され、赤外線加熱ビータ
２によって該シート３のＬ上面から所定時間加熱される
。この加熱過程においてシート３の表裏面から供給され
た熱によって熱り塑性樹脂は軟化を開始し、同時にシー
ト３は膨・爪を始める。所定時間後シート３はタクト炉
１の中央部に設けたロール式加圧装置６によって膨張し
たシート３は圧１されてシート厚みを小さく１−るので
、タクト炉１の後段での加熱では、斤縮されたノート３
表面付近の熱伝導がよくなり、シート３表面から与えら
れた熱エネルギーがシート３内部まで伝わる。上記ロー
・ル式加圧装置６のロール表面は冷却されているのでシ
ート圧下時のロールへの樹脂イー１着は抑制される。

第３図は一つのタクト炉１を連続的に配置し両炉の間に
別途加圧区間７を構成した態様を示１ノている。加圧区
間７にはキャタピラ−式加圧装置６を設置しである。こ
の加圧装置６は網状エントレスベルト８を上下に配置し
た構成である。このキャタピラ−式加圧装置６て膨張し
たシート３を加圧するとシート３内に介在している客囲
気ガスはイ■意の方向に排出できる。この加圧区間７に
はキャタピラ−式加圧装置６に代えて第４図に示すよう
なプレス式加圧装置６を設置できる。このプレス式加圧
装置６のプレス面９は網状板あるいは孔あき板で構成し
、例えば、Ｌ部プレス面９を師動装置η１０て上下駆動
すると、膨張したシート３内に介在している雰囲気カス
は任意の方向に排出できる。

［実施例］ 実施例１ 設定条件・第１図の加熱炉を用いた。従来法による加熱
力法は、圧トロールを使用１ノない方法て加熱した。結
果を下記の表に示した。

・赤外線加熱ヒーター２６０℃に設定、シート表面温度
が２２０℃になる加熱条件で比較 ・カラスｙ＆維含有率４０ｗｔ、！Ａ＋樹脂はポリプロ
ピ１ノンｆｉｏ＋ｗ１．’１４ ［発明の効果］ 以」−説明した本発明の加熱方法及び装置によれば、次
のような効果が期待できる。

■抄紙法スタンパブルシートの板厚範囲拡大従来のまま
では、ガラス含有率が４０％のものは、板厚が３ｍｒｎ
未満のものしか、赤外線炉で加熱ト］−１来なかったが
、本発明では、板厚５ｍｍでも加熱できる。１ ■加熱時間の減少 抄紙法スタンパブルシートを焦げないで、旧つ、板ｊ【
ｆ中心部まて加熱しようとすると従来法では、加熱ヒー
ターの設定温度を、加熱「１標温度と同程度、′Ｘｌ−
なわち、２２０℃［１標にすると、２２０℃に設定する
ような方法を取らざるを得ないため、加熱時間が極端に
長くなるが、本発明では、加熱ヒーターの温度を十けて
効率的な加熱が可能となる。

■チャージ時間、ハンドリングの手間の減少ＪＩ７いシ
ートが利用できるので、ハンドリングの手間が省け、時
間が短くなる。

０表面＋１状の改善 ハンドリングか短くなるので温度低下が少なく、成形品
表面への樹脂の流動が良くなるため、成形品表面への強
化繊維の浮き上がりが少なくなるため、表面性状が改善
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数のタクト炉を連続的に配置した態様の説明
図。第２図は複数のタクト炉を並列的に配置した態様の
説明図。第３図は複数のタクト炉を連続的に配置した他
の態様の説明図。第４図は加圧装置の一態様の説明図。 １・・・タフＩ・炉、２・・・赤外線加熱ヒーター、３
・・・所定の長さに切断した繊維強化熱可塑＋１１樹脂
シート、４・・・ワイヤー式コンベア、５・・・コンベ
ア支持、駆動ロール、６・・・圧下装置、７・・・加圧
区間、８・・・網状エンｌ＜’　１ノスベルト、９・・
・網状板あるいは孔あき板プレス面、１０・・・旧′Ｆ
駈動装置である。。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維強化熱可塑性樹脂成形品の素材である繊維強化
   熱可塑性樹脂シートの圧縮成形前の加熱に際して、加熱
   途中に膨張した該シートを一旦圧下することを特徴とす
   る繊維強化熱可塑性樹脂シートの加熱方法。 ２、上記加熱途中に膨張した該シートの圧下操作を複数
   回繰り返すことを特徴とする請求項１の方法。 ３、上記加熱途中に膨張した該シートの表面を圧下しな
   がら冷却し、続いて加熱することを特徴とする請求項１
   又は２の方法。 ４、複数のタクト炉を連続的あるいは並列的に配置し、
   連続的に配置した各タクト炉の出側部あるいは並列的に
   配置した各タクト炉の中間部に被加熱繊維強化熱可塑性
   樹脂シートの加圧装置を設けたことを特徴とする繊維強
   化熱可塑性樹脂シートの加熱装置。 ５、上記加圧装置としてプレス式加圧装置を使用するこ
   とを特徴とする請求項４の装置。 ６、上記加圧装置としてロール式加圧装置を使用するこ
   とを特徴とする請求項４の装置。 ７、上記加圧装置としてキャタピラー式加圧装置を使用
   することを特徴とする請求項４の装置。 ８、上記加圧装置に冷却手段を付設することを特徴とす
   る請求項４〜７のいずれか１項記載の装置。