JPH06503517A - 横方向繊維を含む引き出し法 - 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】 横方向繊維を含む引き出し法 本発明は、ある程度の長手方向の連続した繊維とある程度の横方向の繊維とによ り部品を強化することを含む引き出し法に関する。

引き出し法は、長手方向に連続した繊維が必要な形状にそろえられ、樹脂に飽和 され、その中で樹脂か固まるダイを通される周知の技術である。繊維と樹脂とを ダイを通して送る力は、固まった仕上り部品に対してダイの下流で引張力として 加えられる。多くの場合、必然的ではないが、樹脂は熱硬化性で、繊維は各繊維 が連続し、かつ長手方向に延びる粗糸（ロービング）として提供されるガラス繊 維である。

ある引き出しされた部品は全体的に、粗糸として提供される長手方向の繊維によ って構成される。その他の部品や、特に複雑な部品は、粗糸即ち長手方向の繊維 は横方向に割れる傾向かあるため、要求される複雑部品に対して十分な横方向強 度を提供しないので横方向の付加的な強度を必要とする。従来の技術は粗糸の他 に、接着剤で繊維を二次元の形状に保つようにして複数の繊維を二次元の形にお いて全体的に任意のパターンに配置させたマットを釣り合わせて付与する。次に 、マットは当該部品に対して必要とされる幅に分割することを要し、次にマット を既に成形された粗糸の周りで巻きつけるようマットを折り曲げ、かつ形成して 全体的に外層として部品上に付与される。マットと仕上り部品は長手方向に対し て横方向に延び、従って横方向に対して強度を提供する繊維を提供する。

しかしながら、前記マットは引き出し法の効率と経済性とを阻害する多数の重大 な問題を存している。

まず、二次元のマットを形成するのに余分な作業が必要であり、付加的な接着剤 が必要であり、また分割する必要かあるか、その分割からくずが生じ、それら全 てがコストを増大させることを鑑みればマットは粗糸のコストと比較して可成り 高価な商品である。

第２に、マットは必要形状に形成するのが困難である。

より厚く、かつ強力なマットもあるが、これらは接着層が厚いものになることを 考えれば極めて剛性で、かつ折り曲げ難い傾向があり折曲げ作業を実行しうるよ うにするには接着層あるいは接着剤に亀裂を入れることが概ね必要とされる。従 って、その層を複雑な形状に折げ、かつ材料かダイへ入る間にその形状を確実に 保つことは極めて難しいことは勿論である。

より軽量のマットであれば成形はしやすいか、仕上り部品において横方向強度が 不十分であることが多い。さらに、このより軽量のマットは乾燥状態あるいは湿 潤状態においてダイへ入るための引張り強度が不十分であって、従って長手方向 に押され、ダイへの入口において裂かれる可能性がある。

必要強度との間の妥協によって決まり、このことは引き出し作用の有効性を深刻 に制限することは勿論である。

最近になって、粗糸と協働し、また必要な引張り強度を提供するのに接着層への 依存性の少ないマット構造を形成するためにマットの垂直の二次元形状に対して 直角の方向に縫製されたマットが市販されるようになった。

このマットは伸長する傾向かあり、極めて高価であるため引き出し法の経済性を 深刻に阻害する。

（パーク：Ｐａｒｋ）への米国特許第４，０５８，５８１号は、断続した繊維を 樹脂の槽に単純に加えることにより繊維が樹脂を通るにつれて長手方向の繊維に よって取り上げられうるようにして断続した繊維を長手方向に連続した繊維に取 り付ける方法を開示している。このため部品上に横方向繊維の層を導入すること については何ら記述されておらず、このように取り付けられた繊維はダイを通る ことにより単純に真直ぐ、かつ長手方向に引張られるものと考えられる。

従って、本発明の目的は、部品の必要な横方向強度を提供するに必要な横方向繊 維の方向性を得るためにマットを付与することがもはや必要でない改良引き出し 法を提供することである。

従って、本発明によれば、複数の長手方向にそろえて繊維の本体を形成し、ダイ の上流において前記本体に樹脂を付与し、前記本体を長手方向にダイ部材を通る ようにさせることによって前記本体がダイ部材を通るにつれて樹脂か硬化するよ うにさせ、硬化した樹脂と繊維とにダイ部材の下流で引張り力を加えることによ り前記本体をダイ部材中へ引張る方法において、 ａ）前記本体かダイ部材へ入る前に、前記本体がダイ部材に近づくにつれてダイ 部材によって画成される形状とは相違する形状に本体の少なくとも一部か成形さ れ本体の前記部分とダイ部材との間に空間を残すような形状とされた第１のダイ 部分に本体を通す段階と、ｂ）本体の樹脂が概ね硬化する前に、前記第１のダイ 部分とダイ部材との間に、ダイ部材において前記本体と共に硬化しうる樹脂と樹 脂内に拡散された複数の切断繊維とからなる流体を本体に付与する段階と、Ｃ） 切断繊維の少なくともあるものが長手方向に対して横方向となる方向に切断繊維 を本体に取り付ける段階と、 ｄ）前記本体がダイ部材を通してそれに取り付けられた切断繊維を前記本体と共 に運ぶようにさせる段階とを含むことを特徴とする繊維強化部品を形成する方法 が提供される。

従って、横方向繊維は、これもダイの内部で硬化可能の樹脂内に埋設されたスラ リにわたって任意の方向に切断繊維を含むスラリにおいて部品に付与される。長 手方向の繊維は部品がダイへ入るにつれて事前成形の部品の外面にスラリか付与 されるようにダイの寸法より小さい寸法の第１のダイ部分を通して飽和した樹脂 と共に通される。部品を搬送するために部品と共にスラリをダイの入口へ強制押 し込むためにスラリに適当な圧力を加えることか好ましい。圧力の大きさはスラ リをダイへ押し込むに十分なものでよい。また、部品の本体内の壁部分の間の１ 個所以上の個所、特に隅部において部品を強化するために、繊維即ち粗糸の長手 方向束の間で、横方向繊維、従って横方向の強度を有するスラリで充てんする空 間を形成することが好ましい。

ダイの直前でスラリを供給する室内での繊維を含有するスラリの流れは、本体の 長さ方向に対して横方向に繊維が本体に取り付けられるように調整されることが 好ましい。このことは第１のダイ部分に樹脂用の通気孔を設けることによって達 成できる。

従って、本発明は、まずマットを形成する必要がなく、スラリ自体そこから変形 を行うべき初期形状を保っていないのでスラリは自動的に部品の形状に適合する という利点を存している。

第２に、スラリは、一般的に現地において適当な混合室中で従来の樹脂へ切断繊 維を単純に混合することにより形成されるという点において相対的に安価である 。

第３に、他の部品における種々の位置での種々の厚さを含み部品の特定の強度要 件に対して厚さを変える、即ち合わせることができる。

本発明の一種類以上の実施例を添付図面と関連して以下説明する。

８１図は本発明による引き出し法を概略図示する長手方向断面図、 第２図は第１図の線２−２に沿って視た断面図、第３図は第１図の線３−３に沿 って視た断面図、第４図は第１図の線４−４に沿って視た断面図である。

第１図に示す装置は、１０で指示する引き出しダイを含み、該ダイは、ダイを通 る樹脂がそれによって加熱され、そのため１４で概略図示する引張り装置により ダイから引張り出される最終部品１３としてダイの下流端１２から出てくる樹脂 を熱硬化させる加熱要素１１を含む。

樹脂の繊維による強化は、１５で指示し、個々のパッケージＩ６からの複数の粗 糸の形態で供給される複数の長手方向に連続した繊維によって提供される。本装 置は、１７において概略図示する粗糸の事前成形装置と、容器１８から供給され 、１９で示す装置により粗糸に供給される樹脂で粗糸を飽和させる装置とを示す 。粗糸の事前成形と飽和とは周知であって、従来の引き出し技術において用いら れている。本方法を実施するための種々の装置か利用でき、従ってそれらは当該 技術分野の専門家には周知であるので、ここで詳細に説明する必要はない。

また、飽和装置１９と、第１のダイ部分２１の入口とから溢れた余分の樹脂を受 け取る容器２０も概略図示されている。

従来の引き出し装置に対して、本発明による装置は第１のダイ部分２１と、全体 的に２２で示すスラリ供給装置を追加することにより修正されている。スラリ供 給装置２２は、容器１７にある樹脂と類似か、あるいは同じでよい樹脂と複数の 切断繊維とからなるスラリを受け入れ、かつ混合する容器２３を含む。繊維は（ 図示していない）装置によりある長さに切断され、樹脂の槽２３中へ導入され、 混合過程により繊維を全ての方向に任意に方向づけだ樹脂と繊維との均質な塊を 形成するよう混合される。繊維の長さは１２．７ミリ（ｌ／２インチ）からＳＯ ，ａミリ（２インチ）の範囲でよく、全ての繊維は同じ長さでよく、あるいは必 要に応じ任意の長さに切断してよい。繊維は粗糸と同じ材料で形成するのが好ま しく、他の材料を用いてもよいものの多くの場合はガラス繊維である。繊維の長 さは、以下説明するように繊維を横方向に最も効果的に取り付けることが判明し たので１９．０５ミリ（０，７５インチ）以上が好ましい。

スラリ供給装置２２はさらに、容器２３から供給槽２５までスラリを運ぶ高圧ポ ンプ２４を含む。槽２５は全体的に円筒形で円筒形内壁２６を画成し、その一部 に、ポンプ２４から連がる口２７が取り付けられ、槽はスラリで充たされる。槽 の一端壁２８は概ね平坦であり、第１のダイ部分に取り付ける形状とされた開口 を存している。

槽の前壁２９はダイ１０の口に向かって軸線方向に円錐状に輻合しスラリをダイ の３０で示す口に向かって導こうとする。

このように室２５の後壁は（第４図において断面で示す）第１のダイ部分２１の 前面によって画成され、室の前壁は（第２図において断面で示す）ダイ１０の後 面によって画成されている。ダイ部分を室に取り付ける適当な装置は当該技術分 野の専門家には明らかなので図面からは省略しである。

第３図を参照すれば、ダイの口３０は、必要に応じて当然変わる部品のある形状 を画成する形状とされている。

第１のダイ部分２１はダイの形状と類似の形状であるか僅かに小さい形状を画成 している。このように第３図においては、３０て示すダイの口と、３１で示す事 前成形装置によって形成される形状とは事前形成された部品が口３０へ入るにつ れて該部品の外側の囲りで概ね完全に狭い帯を残す。さらに、第１のダイ部分に より事前成形された部品は、例えば３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ，３１Ｄおよび３１ Ｅで示す４個の空間のような空間を部品の部分の間に残すよう欠けた部分を含む 。次に、この狭い帯と空間とは、３２で示す矢印に沿って、槽から部品の外周と ダイの内面との間の狭い空間中へ流れるスラリによって充たされる。部品はスラ リによって完全に囲まれ、ポンプ２４によって発生するスラリ内の圧力かスラリ 全てに加えられるので、スラリは事前成形された部品かダイへ入るにつれて該部 品の周囲の全ての部分に均等に入ろうとし、事前成形部品をダイの中心に保持し 、該部品がダイへ入るにつれて該ダイの周りでスラリの概ね一定の層を付与する 。ポンプ２４によって発生する槽内の圧力はスラリをダイ中へ強制的に入れ、双 方の樹脂材料を熱硬化させるダイの作用により引張り装置１４によりダイから引 張られる一体部品として部品が完全に形成できるようにするまでスラリか事前成 形部品と共にダイに沿って運動させるに十分なものとされている。

第２図は内壁３０Ａを備えたダイと部品の断面を示す。

部品は長手方向の粗糸３５により画成された事前成形部分と、前記粗糸の周りで 帯３６により画成された部品の外側部分とを含む。帯３６はスラリから形成され るので、概ね任意方向と横方向に向けられることにより部品に対して横方向の補 強強度を提供するよう繊維の長さの一部が横方向となるある程度の横方向繊維を 含む。

第１のダイ部分２１は第４図に示す形状を存している。

このダイ形状は、フランジと２個の垂下脚を備えたチャンネル状本体を製造する 意図のものである。ダイ形状は第１の横方向本体部分４０と、空間４３．４４に よって分離された２個の垂下脚４１．４２と、端部において４５．４６で示す空 間を含む。このように、ダイ形状は、第２図の断面で示すように、部分４０．４ １．４２の形状が仕上り部品より０．３８ミリ（０，０１５インチ）から０、７ ６　ミリ（０，０３０インチ）の寸法だけ小さく非連続の繊維を受け入れる空間 を提供するという点において所期の部品の形状の一部のみを形成している。

さらに、第１のダイ部分２１によって画成され、最初は部品が介在しない空間は 強度を付加するために横方向の繊維で完全に充てんされるが、これらの空間は、 例えば本体部分即ち壁部分４０．４２の闇の隅のような隅部において特に画成さ れる。

事前成形部品の形状を画成する第１のダイ部分を貫通する開口の他に、通気孔と して作用する追加の開口４７゜４８．４９，５０．５１が設けられている。この ように、これらの開口は長手方向の繊維が全く通らないように残され、室２５を 外部に接続する開口を形成する。従って、加圧された樹脂は樹脂の通常の流れに 対して反対方向にこれらの開口を通ることができ第１のダイ部分２１の後面から 出て槽２０へ戻る。

図示例においては、開口は所期の仕上り部品の外形内に位置するが、この配置は 必須というのではなく、その他の位置に開口を設けてもよい。

通気開口の目的は部品の運動の後方で流れて樹脂が室を通ることができるように することである。通気開口は繊維がこれらの開口を通るのでなくて単に樹脂自体 が逃げることができるようにする寸法とされている。この樹脂の流れは繊維が開 口の中２個の開口を横切って広がり、繊維の一方端が一方の開口に、他方端が他 方の開口に来て部品の長さ方向に対して全体的に横方向に位置するようにさせる 。横方向繊維は次に、前進し、かつダイ中へ引張り込まれるにつれて長手方向の 繊維に取り付けられる。繊維が横方向にダイ中へ吸引されるにつれて、もし繊維 が単に槽中に介在し、任意に取り付けられるときに起るような、繊維の一方端が 最初に引張られ、繊維の残り部分が部品の長手方向に延びるということははるか に起りがたい。

従って、室は繊維を部品に対して好ましくは横方向に取り付けることにより、繊 維が好ましくはそのような横方向に留まり、その場合は横方向の強度を提供しな いのであるが部品の長手方向に延びることが少ない要領で繊維と樹脂とを流すよ うに構成される。

従って、第２図に示すように、仕上り部品は以前は４０．４１．４２の要素にお いて第１のダイ部分によって形成されていた部品３５において長手方向の繊維を 含む。

仕上り部品の残りの部分は、横方向の繊維が部品３５の外面では薄いコーティン グを、部品３５の隅即ち端部においてはより厚い部分を形成しこれらの部分で付 加的な強度を提供するよう横方向繊維から構成される装手続補正書（睦） １．事件の表示 ２−発明の名称 横方向繊維を含む引き出し法 氏名（名称） オムニグラス　リミテッド ４、代理人 ５−補正命令の日付 ６−補正により増加する請求項の数 ７、補正の対象 明細書、請求の範囲及び要約書間訳文 ８−　補正の内容　別紙のとおり 明細書、請求の範囲及び要約書間訳文の浄書（内容に変更なし）国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／Ｃ＾９１１００２８５ Ｓ＾　５０１６８ フロントページの続き Ｅ）、　０Ａ（ＢＦ、　ＢＪ、　ＣＦ、　ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　Ｇ Ｎ、　ＭＬ、　ＭＲ，ＳＮ、　ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＵ、　ＢＢ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の長手方向に連続した繊維をそろえて繊維の本体を形成し、ダイの上流 において前記本体に樹脂を付与し、前記本体がダイ部材を通るにつれて樹脂が硬 化するように長手方向にダイ部材を前記本体が通るようにさせ、前記本体をダイ 部材中へ引張るようにダイ部材の下流において硬化した樹脂と繊維に引張り力を 加えることを含む繊維強化部品を形成する方法において、ａ）前記本体がダイ部 材へ入る前に、前記本体がダイ部材に近づくにつれて前記ダイ部材により画成さ れる形状と異なる形状に前記本体の少なくとも一部が形成されて前記本体の前記 部分とダイ部材との間で空間を残すような形状とされた第１のダイ部分に前記本 体を通す段階と、 ｂ）前記本体において樹脂が概ね硬化する前に前記第１のダイ部分とダイ部材と の間で前記本体に対して、ダイ部材において前記本体と共に硬化可能の樹脂と前 記樹脂内に拡散された複数の切断繊維とからなる流体を付与する段階と、 ｃ）前記切断繊維の少なくともあるものが長手方向に対して横方向である方向で 前記本体に切断繊維を取り付ける段階と、 ｄ）前記本体が取り付けられた切断繊維を前記本体と共にダイ部材を通して運ぶ ようにする段階とを含むことを特徴とする繊維強化部品を形成する方法。
2. ２．前記流体が加圧されて供給されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法。
3. ３．前記圧力が、前記流体が加圧されて前記空間においてダイに強制的に入れら れるようにダイの入口において圧力が加えられることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の方法。
4. ４．前記本体が複数の面を有し、前記本体が、切断繊維が前記流体から前記本体 の各面に付与されるよう各面がダイの対応する面から離隔されるよう前記本体が 第１のダイ部分によって成形されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 方法。
5. ５．長手方向に連続した繊維が第１のダイ部分によって繊維群に形成され、繊維 群の間の空間へ切断繊維が入るように一群の繊維と隣接する次の群の繊維との間 でそれぞれ複数の空間が提供されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 方法。
6. ６．切断繊維の長さが１２．７ミリ（０．５インチ）から５０．８ミリ（２イン チ）の範囲であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
7. ７．前記流体が前記本体に前記樹脂が付与されるのとは別に前記本体に付与され 、前記樹脂が前記本体が第１のダイ部分を通る前に付与されることを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の方法。
8. ８．前記本体がその間で隅部を画成するようある角度を付けて配置された２個の 壁を含み、前記第１のダイ部分が、前記切断繊維によって充てんされる空間を前 記隅部で形成し、各壁を横切って前記壁より薄くそこを横切って前記の切断繊維 の薄い層を付与する空間を形成する形状とされていることを特徴とする請求の範 囲第５項に記載の方法。
9. ９．少なくともある成分が前記長手方向に対して横方向である方向において前記 切断繊維を前記本体に堆積するよう前記第１のダイ部分とダイ部材との間の領域 に前記流体が流れるようにさせることを含むことを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の方法。
10. １０．前記樹脂が前記領域から逃げ前記方向において前記繊維を堆積できるよう にする通気孔を提供することを含むことを特徴とする請求の範囲第９項に記載の 方法。
11. １１．前記領域が前記ダイ部材を前壁として前記第１のダイ部材を後壁として有 する室によって形成され、前記通気孔が前記第１のダイ部分に設けられているこ とを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の方法。
12. １２．前記本体がその間で隅部を画成するようある角度で配置された２個の壁を 含み、前記隅部に通気孔が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１１項 に記載の方法。