JPH06114961A - 液晶樹脂複合体の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶樹脂複合体のシート状素材を積層して所
定厚さの板状素材を成形するに際して、下層シート材に
対する押圧力を十分に確保して層間のエア排出性を高め
ることができる液晶樹脂複合体の成形装置を提供する。 【構成】 所定距離を隔てて平行に配設された所定半径
を有する一対の回転ロール部材２,３と、該回転ロール
部材の外周部に周方向へ移動自在に設けられたキャタピ
ラ４とを備えてなるマンドレル１と、熱可塑性マトリッ
クス樹脂中に熱可塑性液晶樹脂が繊維状となるように両
者が押し出されてなるシート状素材２０を、上記回転ロ
ール部材のいずれか一方の外周面に沿って送給する素材
送給装置９とを備えたことを特徴とし、また、シート状
素材２０が送給される上記ロール部材２のコーナ部にお
いて上記シート状素材をそのマトリックス樹脂の最低成
形可能温度以上かつ液晶樹脂の液晶転移温度未満の温度
に加熱する外部ヒータ１３を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶樹脂複合体の成
形装置、特に、一定以上の板厚を有する液晶樹脂複合体
の板状成形用素材を成形し得る成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶樹脂複合体を押出機にて成形する場
合、マトリックス樹脂中に液晶樹脂が良好に繊維化され
た状態の成形品を得るためには、押出し時の剪断速度を
一定以上に保ち、更に、押出し後に延伸させる必要があ
る。このため、例えば特開昭６２−１１６６６６号公報
にも記載されているように、得られる成形品はかなり薄
いシート状(フィルム状あるいはテープ状の場合も含む)
のものとなり、そのままでは、ある程度以上の肉厚が必
要される、例えばプレス成形用などの素材として用いる
ことはできない。尚、例えば特開平１−２５９０６２号
公報では、熱可塑性液晶樹脂と熱可塑性のナイロンより
なる樹脂複合体を、プレス処理等して繊維強化樹脂(Ｆ
ＲＰ)の基材として用いることが開示されている。

【０００３】そこで、上記のようなシート状のものか
ら、例えばプレス成形などにも用いることができるよう
に、一定以上の板厚を有する板状の成形用素材を形成す
る方法として、シート状の素材をマンドレルに巻回して
所定厚さになるまで積層するとともに、これを加熱・押
圧して互いに溶着させることにより、所定厚さの板状素
材を得る方法が考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法は、シート状素材を何層にも積層して一定の厚さを得
るものであるので、この積層中に、シート状素材間にエ
アの巻き込みが生じる場合が考えられ、各層間の溶着不
良や表面品質の低下を招来するおそれがある。上記シー
ト材を巻き取るマンドレルとしては、矩形フレーム状の
ものが考えられるが、特に、このタイプのマンドレルを
用いてシート材の巻回および圧着を行う場合、下層シー
ト材に対する押圧力について、マンドレルのコーナ部で
は比較的大きな押圧力が得られるものの、コーナ間の平
坦部では押圧力が不足がちになり、各層間のエア等の排
除がそれだけ難しくなるという問題があった。

【０００５】このため、マンドレル自体を円筒形もしく
はそれに近い形状とし、これにシート状素材を巻回させ
ることが考えられるがこの場合には、積層して得られた
板状部材にソリが生じて後工程のプレス成形にそのまま
適用することが難しい。また、このソリを少しでも緩和
するには上記円筒形の曲率半径を大きくすることが必要
であるが、この曲率半径を大きくした場合には、やはり
巻回時の下層シート材に対する押圧力を十分に確保する
ことが、それだけ難しくなるという問題があった。

【０００６】この発明は、上記諸問題に鑑みてなされた
もので、液晶樹脂複合体のシート状素材を積層して所定
厚さの板状素材を成形するに際して、下層シート材に対
する押圧力を十分に確保して層間のエア排出性を高める
ことができる液晶樹脂複合体の成形装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本願の第１の
発明に係る液晶樹脂複合体の成形装置は、外周部の少な
くとも一部に所定曲率のコーナ部を有するマンドレル基
体と、該マンドレル基体の外周部に周方向へ移動自在に
設けられたマンドレル外周体と、熱可塑性マトリックス
樹脂中に熱可塑性液晶樹脂が繊維状となるように両者が
押し出されてなるシート状素材を、上記コーナ部におけ
るマンドレル外周体の外表面に沿って送給する送給装置
とを備えたものである。

【０００８】また、本願の第２の発明に係る液晶樹脂複
合体の成形装置は、所定距離を隔てて平行に配設された
所定半径を有する一対の回転ロールを備えてなるマンド
レルと、熱可塑性マトリックス樹脂中に熱可塑性液晶樹
脂が繊維状となるように両者が押し出されてなるシート
状素材を、上記回転ロールのいずれか一方の外周面に沿
って送給する送給装置とを備えたものである。

【０００９】更に、本願の第３の発明に係る液晶樹脂複
合体の成形装置は、上記第１または第２の発明に係る成
形装置において、上記液晶樹脂複合体の成形装置は、上
記マトリックス樹脂の最低成形可能温度が上記液晶樹脂
の液晶転移温度よりも低い液晶樹脂複合体のシート状素
材の巻回工程に適用されるものであり、この巻回工程
は、上記マトリックス樹脂の最低成形可能温度よりも低
温に冷却されたシート状素材を送給して行われ、該シー
ト状素材が送給される上記コーナ部または回転ロールに
おいて上記シート状素材を上記最低成形可能温度以上か
つ液晶転移温度未満の温度に加熱する加熱手段が設けら
れていることを特徴としたものである。

【００１０】また、更に、本願の第４の発明に係る液晶
樹脂複合体の成形装置は、上記第１乃至第３の発明に係
る成形装置において、巻回されたシート状素材の上記コ
ーナ部または上記回転ロールに対応する部分以外を、該
シート状素材が変形し得る温度に温調する温調手段が設
けられていることを特徴としたものである。

【００１１】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、上記送給装
置から送給されたシート状素材を、マンドレル外周体に
沿って巻回し積層することができる。この場合におい
て、上記シート状素材は、上記コーナ部で確実に下層シ
ート材に対して押圧されるので、十分な押圧力を確保す
ることができる。また、コーナ部間で平坦部を確保でき
るので、初期巻回部としてのコーナ部の曲率半径を小さ
く設定することが可能になり、巻回時の押圧力をより高
めることができるようになる。この結果、層間のエア排
出性を高めることができる。

【００１２】また、本願の第２の発明によれば、上記送
給装置から送給されたシート状素材を、上記一対の回転
ロール間に掛け渡して巻回し積層することができる。こ
の場合において、上記シート状素材は、上記回転ロール
の外周部で確実に下層シート材に対して押圧されるの
で、十分な押圧力を確保することができる。また、両回
転ロール間で平坦部を確保できるので、初期巻回部とし
ての回転ロール外周部の曲率半径を小さく設定すること
が可能になり、巻回時の押圧力をより高めることができ
るようになる。この結果、層間のエア排出性を高めるこ
とができる。

【００１３】更に、本願の第３の発明によれば、基本的
には、上記第１または第２の発明と同様の効果を奏する
ことができる。その上、特に、上記加熱手段を設けたの
で、マトリックス樹脂の最低成形可能温度が上記液晶樹
脂の液晶転移温度よりも低い液晶樹脂複合体を成形する
に際して、押出し・延伸された筒状素材をマトリックス
樹脂の最低成形可能温度よりも低温に冷却し、液晶樹脂
の繊維化状態を固定させた場合でも、上記加熱手段によ
って液晶樹脂複合体のマトリックス樹脂の最低成形可能
温度以上かつ液晶樹脂の液晶転移温度未満の温度に再加
熱することができる。すなわち、液晶樹脂複合体の繊維
化状態を良好に維持した上で、シート層間の溶着性を向
上させることができる。

【００１４】更に、本願の第４の発明によれば、基本的
には、上記第１乃至第３の発明と同様の効果を奏するこ
とができる。その上、特に、上記温調手段を設けたの
で、巻回されたシート状素材の上記コーナ部または上記
回転ロールに対応する部分以外を、該シート状素材が変
形し得る温度に温調することができ、巻回時におけるシ
ート状素材の変形を容易にし、マンドレル外周体あるい
は回転ロール外周部の移動に対する追従性を確保するこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を、添付図面に基づ
いて詳細に説明する。図１および図２に示すように、本
実施例に係る液晶樹脂複合体の成形装置は、所定距離を
隔てて平行に配置された所定半径を有する一対のロール
部材２,３と、これら両ロール部材２,３の外周部に掛け
回して配設され、ロール部材２,３の周方向で移動自在
に設けられたキャタピラ（登録商標）４とを有するマン
ドレル１を備えている。つまり、該マンドレル１では、
上記一対のローラ部材２,３がマンドレル基体を構成
し、上記キャタピラ４がマンドレル外周体を構成してい
る。また、上記マンドレル１のロール部材２,３のいず
れか一方、例えばロール部材２側の上方には、マンドレ
ル１に巻回されるべき液晶樹脂複合体のシート状素材２
０を巻き付けたボビン１０と、該ボビン１０からのシー
ト状素材２０の送り方向を略９０度変換するとともに、
マンドレル１への巻回時におけるシート状素材２０に作
用する張力を適宜調整するためのテンションローラ１１
とを備えた素材送給装置９が配置されている。

【００１６】本実施例では、上記液晶樹脂複合体は、熱
可塑性マトリックス樹脂と熱可塑性液晶樹脂とを調製
し、押出し装置にて所定以上の剪断速度で押し出すとと
もに更に延伸させることにより、上記マトリックス樹脂
中に液晶樹脂が繊維状となるように成形されたもので、
押出し時に剪断速度を一定以上に維持することと押出し
後に延伸させることにより、比較的薄いシート状(ある
いはフィルム状,テープ状など)に成形されている。そし
て、このシート状素材２０が上記ボビン１０に巻き取ら
れている。

【００１７】上記ロール部材２,３の回転主軸２c,３c
は、その両端側が各スタンド８で所定高さに支持されて
いる。また、マンドレル１の側方には、ロール部材２,
３を回転駆動させるための駆動モータ１５が配置されて
おり、該駆動モータ１５の駆動力は、プーリ２２,伝動
ベルト２３及びプーリ２１を順次介して、ロール部材２
の回転主軸２cに伝達されるとともに、プーリ２５,伝動
ベルト２６及びプーリ２４を順次介して、ロール部材３
の回転主軸３cに伝達される。そして、上記モータ１５
の駆動力によってロール部材２,３が回転駆動される
と、このロール部材２,３の回転力により、キャタピラ
４がロール部材２,３の外周部に沿った状態で循環移動
するようになっている。

【００１８】上記素材送給装置９から送給されるシート
状素材２０は、上記キャタピラ４の循環移動に伴って、
ロール部材２の外側外周部分の一部で構成されるコーナ
部に位置するキャタピラ４に対して、その接線方向に引
っ張られて該キャタピラ４の外周部に沿って巻き取られ
て行く。このように、上記シート状素材２０は、マンド
レル１のコーナ部で確実に下層シート材に対して押圧さ
れるので、十分な押圧力を確保することができる。ま
た、コーナ部間(つまり、両ロール部材２,３間に位置す
るキャタピラ４)で、シート状素材２０の積層体に平坦
部を確保できる。この平坦部領域では、シート状素材２
０の積層体は、その内側がキャタピラ４で支持されるこ
とにより、弛みが生じることが抑制されている。従っ
て、この平坦部を比較的長く設定することが可能であ
る。

【００１９】本実施例では、上記液晶樹脂複合体は、マ
トリックス樹脂の最低成形可能温度(つまり、結晶性の
ものにあっては融点)が液晶樹脂の液晶転移温度よりも
低く設定されており、上記シート状素材を押出成形する
際には、両者を混錬溶融した樹脂材料は、マトリックス
樹脂の最低成形可能温度および、液晶樹脂の液晶転移温
度よりも高い適当な温度に保たれた状態で押し出され
る。そして、この成形後に、液晶樹脂の繊維化状態を有
効に固定し、また、シート状素材２０どうしが互いに溶
着することがないように、適当な温度(マトリックス樹
脂の最低成形可能温度よりも低い温度)に冷却しながら
上記ボビン１０に巻き取られている。従って、このボビ
ン１０に巻き取られたシート状素材２０を上記マンドレ
ル１に巻回させて積層し互いに溶着させるには、シート
状素材２０を上記モールドウインドウ内の適当な温度に
再度加熱する必要がある。

【００２０】このため、本実施例では、シート状素材２
０が送給される上記コーナ部においてシート状素材２０
をそのマトリックス樹脂の最低成形可能温度以上かつ液
晶樹脂の液晶転移温度未満の温度に加熱する加熱ヒータ
１３(外部ヒータ)が設けられている。かかる外部ヒータ
１３を設けることにより、マトリックス樹脂の最低成形
可能温度が上記液晶樹脂の液晶転移温度よりも低い液晶
樹脂複合体を成形するに際して、押出し・延伸されたシ
ート状素材をマトリックス樹脂の最低成形可能温度より
も低温に冷却し、液晶樹脂の繊維化状態を固定させた場
合でも、容易に液晶樹脂複合体のモールドウインドウ内
の温度に再加熱することができる。

【００２１】また、上記キャタピラ４の内側には、キャ
タピラ４の外周部に積層されたシート状素材２０が、上
記コーナ部でもキャタピラ４の動きに容易に追従するこ
とができるように、キャタピラ４の外周部に積層された
シート状素材２０を加熱して所定温度に温調する多数の
温調ヒータ５(内部ヒータ)が、マンドレル１の平坦部に
おけるキャタピラ４の上下の内面に沿って配設されてい
る。これら内部ヒータ５,…,５は、マンドレル１の後方
に配置されたコントローラ６に接続され、該コントロー
ラ６によってその発熱量等が制御される。尚、マンドレ
ル１の側面部は、上記内部ヒータ５,…,５をキャタピラ
４内方に取り付けた上で、カバー７,７によって覆われ
ている。上記内部ヒータ５,…,５を設けることにより、
シート状素材２０が変形し得る温度に温調することがで
き、該シート状素材２０が上記コーナ部を回る際のキャ
タピラ４に対する追従性を確保することができる。

【００２２】以上、説明したように、本実施例によれ
ば、上記素材送給装置９から送給されたシート状素材２
０を、マンドレル外周体としてのキャタピラ４に沿って
巻回し積層することができる。この場合において、上記
シート状素材２０は、ロール部材２の外側外周部の一部
で構成されるコーナ部で確実に下層シート材に対して押
圧されるので、十分な押圧力を確保することができる。
また、ロール部材２,３のコーナ部間で平坦部を確保で
きるので、初期巻回部としてのコーナ部の曲率半径を小
さく設定することが可能になり、巻回時の押圧力をより
高めることができるようになる。この結果、層間のエア
排出性を高めることができるのである。

【００２３】また、上記外部ヒータ１３を設けたので、
マトリックス樹脂の最低成形可能温度が上記液晶樹脂の
液晶転移温度よりも低い液晶樹脂複合体を成形するに際
して、押出し・延伸されたシート状素材２０をマトリッ
クス樹脂の最低成形可能温度よりも低温に冷却し、液晶
樹脂の繊維化状態を固定させた場合でも、上記外部ヒー
タ１３によって液晶樹脂複合体のマトリックス樹脂の最
低成形可能温度以上かつ液晶樹脂の液晶転移温度未満の
温度に再加熱することができる。すなわち、液晶樹脂複
合体の繊維化状態を良好に維持した上で、シート層間の
溶着性を向上させることができる。

【００２４】更に、キャタピラ４の内側に、上記内部ヒ
ータ５,…,５を設けたので、巻回されたシート状素材２
０を、該シート状素材が変形し得る温度に温調すること
ができ、特に、該シート状素材２０が上記コーナ部を回
る際におけるシート状素材２０の変形を容易にし、キャ
タピラ４の動き対する追従性を確保することができるの
である。

【００２５】尚、上記実施例では、マンドレル１は、所
定距離を隔てて平行に配置された所定半径を有する一対
のロール部材２,３と、これら両ロール部材２,３の外周
部に掛け回して配設されキャタピラ４とを主要部として
構成されていたが、上記両ロール部材２,３間の間隔、
つまり平坦部の長さが短い場合やシート状素材２０の幅
が比較的広い場合、あるいは巻回回数が少なくても良い
場合などには、上記キャタピラ４を設けることなく、シ
ート状素材２０を上記一対の回転し得るロール部材２,
３間に掛け渡して巻回し積層することができる。この場
合においても、上記シート状素材２０は、上記ロール部
材２の外周部で確実に下層シート材に対して押圧される
ので、十分な押圧力を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る液晶樹脂複合体の成形
装置の全体構成を示す斜視図である。

【図２】 上記成形装置の側面説明図である。

【符号の説明】

１…マンドレル ２,３…ロール部材 ４…キャタピラ ５…内部ヒータ ９…素材送給装置 １３…外部ヒータ ２０…シート状素材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部の少なくとも一部に所定曲率のコ
   ーナ部を有するマンドレル基体と、該マンドレル基体の
   外周部に周方向へ移動自在に設けられたマンドレル外周
   体と、熱可塑性マトリックス樹脂中に熱可塑性液晶樹脂
   が繊維状となるように両者が押し出されてなるシート状
   素材を、上記コーナ部におけるマンドレル外周体の外表
   面に沿って送給する送給装置とを備えたことを特徴とす
   る液晶樹脂複合体の成形装置。
2. 【請求項２】 所定距離を隔てて平行に配設された所定
   半径を有する一対の回転ロールを備えてなるマンドレル
   と、熱可塑性マトリックス樹脂中に熱可塑性液晶樹脂が
   繊維状となるように両者が押し出されてなるシート状素
   材を、上記回転ロールのいずれか一方の外周面に沿って
   送給する送給装置とを備えたことを特徴とする液晶樹脂
   複合体の成形装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された液
   晶樹脂複合体の成形装置において、 上記液晶樹脂複合体の成形装置は、上記マトリックス樹
   脂の最低成形可能温度が上記液晶樹脂の液晶転移温度よ
   りも低い液晶樹脂複合体のシート状素材の巻回工程に適
   用されるものであり、この巻回工程は、上記マトリック
   ス樹脂の最低成形可能温度よりも低温に冷却されたシー
   ト状素材を送給して行われ、該シート状素材が送給され
   る上記コーナ部または回転ロールにおいて上記シート状
   素材を上記最低成形可能温度以上かつ液晶転移温度未満
   の温度に加熱する加熱手段が設けられていることを特徴
   とする液晶樹脂複合体の成形装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３に記載された液晶
   樹脂複合体の成形装置において、 巻回されたシート状素材の上記コーナ部または上記回転
   ロールに対応する部分以外を、該シート状素材が変形し
   得る温度に温調する温調手段が設けられていることを特
   徴とする液晶樹脂複合体の成形装置。