(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂含浸連続繊維束を切断して長繊維強化樹脂構造物のペレットを製造する方法において、溶融樹脂に含浸された連続繊維束の切断によって発生する前記繊維の粉塵と前記ペレットとを、粉塵の直径以上でペレット径以下である口径孔を有する吸引面から粉塵を吸引することにより分離することを特徴とする長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法。
【請求項２】
切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレットの移動通路中に設置された吸引面上に、長繊維強化樹脂構造物ペレットを移動させながら粉塵を吸引することを特徴とする請求項１記載の長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法。
【請求項３】
切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレットを、円錐形の吸引面の頂部に落下させ、円錐形吸引面上を滑落させながら粉塵を吸引することを特徴とする請求項２記載の長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法。
【請求項４】
吸引面が振動ふるい面であることを特徴とする請求項２記載の長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法。
【請求項５】
切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレットを円錐形の吸引面の頂部に落下させ、円錐形吸引面上を滑落させながら粉塵を吸引した後、さらにふるい面が吸引面である振動ふるいに導き粉塵を吸引面から吸引することを特徴とする請求項１記載の長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、長繊維で強化された樹脂構造物すなわち長繊維強化樹脂構造物のペレットを製造する方法に関し、溶融樹脂含浸連続繊維束を切断する際に連続繊維から発生する粉塵を、吸引により長繊維強化樹脂構造物ペレットから分離し、粉塵付着の少ない長繊維強化樹脂構造物ペレットを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂を連続繊維で補強した長尺の繊維強化樹脂構造物は、短繊維で補強されたものに比べてはるかに優れた力学的物性を有し、これを切断したペレットは成形材料としても利用することができる。このような長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法としては、連続繊維を引きながら溶融樹脂を均一に含浸させ、得られた溶融樹脂含浸連続繊維束を引き取り、次に求めるペレット長にこれを切断する方法が一般的である。ここに連続繊維としては、例えばガラス繊維があり、かかる繊維を充填したペレットを成形材料として使用した場合には、成形材の耐熱性、強度の向上が期待される。なおガラス繊維は、一般的には、直径が５〜３０μｍ程度であり、得られる長繊維強化樹脂構造物ペレットにおける繊維含量は２０〜７０重量％程度である。
【０００３】
かかるガラス繊維を含浸した溶融樹脂含浸連続繊維束から長繊維強化樹脂構造物ペレットを製造する場合には、その切断工程で充填に用いられたガラス繊維の粉塵が発生する。この付着した粉塵は、長繊維強化樹脂構造物ペレットを使用する場合には成形材の物性を低下させる可能性があり、また長繊維強化樹脂構造物ペレットを製造する作業環境の悪化も問題となる。このため、得られた長繊維強化樹脂構造物ペレットに付着する粉塵、あるいは製造工程において発生する粉塵を除去する方法が必要となり、従来から、溶融樹脂含浸連続繊維束を切断した後に振動ふるいにかけ、長繊維強化樹脂構造物ペレット面に付着する粉塵を振動により除去する方法が行われていた。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしこの方法では、長繊維強化樹脂構造物ペレットは、その性質上帯電しやすく、このため吸塵効果を奏するために、単に振動ふるいで処理しただけでは、必ずしも長繊維強化樹脂構造物ペレットからの粉塵の除去が容易ではない。また、振動ふるいは開放系で行われる場合には、長繊維強化樹脂構造物ペレット製造工程全体の作業環境にも問題を生じる。そこでこのような現状のもと、従来の設備をそのまま使用でき、長繊維強化樹脂構造物ペレットに付着する粉塵を効果的に除去し、かつ、その除去工程が作業環境を悪化させることのない長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法の開発が熱望されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような事情に鑑みて、溶融樹脂含浸連続繊維束を切断した後の長繊維強化樹脂構造物ペレットを、その口径孔が粉塵の直径以上でペレット径以下である吸引口を有する吸引装置により吸引して粉塵を分離したところ長繊維強化樹脂構造物ペレットと粉塵との分離に極めて優れていることを見いだし、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は、溶融樹脂含浸連続繊維束を切断して長繊維強化樹脂構造物のペレットを製造する方法において、溶融樹脂に含浸された連続繊維束の切断によって発生する前記繊維の粉塵と前記ペレットとを、粉塵の直径以上でペレット径以下である口径孔を有する吸引面から粉塵を吸引することにより分離することを特徴とする長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法を提供するものである。また、切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレットの移動通路中に設置された吸引面上に、長繊維強化樹脂構造物ペレットを移動させながら粉塵が吸引されることを特徴とする前記長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法を提供するものである。また、切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレットを、円錐形の吸引面の頂部に落下させ、円錐形吸引面上を滑落させながら粉塵を吸引することを特徴とする前記の長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法を提供するものである。また、吸引面が振動ふるいのふるい面であることを特徴とする前記長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法を提供するものである。さらに、切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレットを、円錐形の吸引面の頂部に落下させ、円錐形吸引面上を滑落させながら粉塵を吸引した後、さらにふるい面が吸引面である振動ふるいに導き粉塵を吸引面から吸引することを特徴とする前記の長繊維強化樹脂構造物ペレットの製造方法を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明の長繊維強化樹脂構造物を製造するために使用できる工程例の概略図を図１に示す。図１において、１はロービングから取り出された繊維束である。２はロールバー、３は溶融熱可塑性樹脂を供給する押出機、４は繊維束１に溶融熱可塑性樹脂を含浸させるクロスヘッドダイ、５は溶融熱可塑性樹脂が含浸された繊維束、７は引取ロール、８はペレタイザー、９はホッパー、１０は吸引面、１１は振動ふるいである。図１の引取ロール７で引き取られた長繊維強化樹脂構造物はペレタイザー８で任意の長さに切断され、ペレットとして９のホッパーを通過し、１０の吸引面上を滑落しながら粉塵が長繊維強化樹脂構造物ペレットから分離される。なお、ペレットを１０の吸引面通過後に振動ふるい上に集め、さらに粉塵を除去してもよい。
【０００８】
本発明において使用する吸引面とは、溶融樹脂含浸連続繊維束を切断する際に溶融樹脂に含浸された連続繊維から発生した繊維片からなる粉塵を、長繊維強化樹脂構造物ペレットから吸引により分離するための面をいう。この吸引面の設置場所としては、溶融樹脂含浸連続繊維束の切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレット移動通路中に設置されることが好ましい。好ましい態様としては図１に示したようにホッパー下部への設置が例示できる。切断されたペレットがホッパーにより一カ所に集められ、ここを通過することにより吸引面上部に長繊維強化樹脂構造物ペレットが落下できるからである。
【０００９】
本発明における吸引面の形状等について図２によって説明する。なお、図中１２はペレットを示す。本発明に用いられる吸引面は、切断後の長繊維強化樹脂構造物ペレットが吸引面の上部に落下し、かつ、落下した長繊維強化樹脂構造物ペレットが吸引面上を滑落する際、容易に長繊維強化樹脂構造物ペレットがその滑落を継続し得るような傾斜を有することが好ましい。このような吸引面を用いることにより、長繊維強化樹脂構造物ペレットの滑落が妨害されず製造効率がよいからである。従って吸引面は例えば円錐形（図２−１）、多角錐（図２−２）、ドーム型、単なる傾斜面（図２−３）等の傾斜面を有することが好ましい。なおこの吸引面はメッシュあるいはパンチングメタルなどで構成され、吸引面下部から吸引することにより、各メッシュ孔、各パンチングメタル孔から粉塵を吸引することができる。ここに、メッシュ孔、パンチングメタル孔の口径としては、長繊維強化樹脂構造物ペレットは通過させずに粉塵を通過しうる口径であれば足り、長繊維強化樹脂構造物ペレット径よりも小さく、粉塵径よりも大きいことが必要である。一般的には、１０〜３０００μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは１００〜１５００μｍである。なお、前記口径は、孔が円形でないときは内接円の直径を指すものとする。
【００１０】
本発明において、長繊維強化樹脂構造物ペレットと粉塵との分離のための吸引力としては、メッシュ孔やパンチングメタル孔を通過する風速で表すと、０．５〜４０ｍ／ｓｅｃの範囲で行うのが好ましく、特には５〜２５ｍ／ｓｅｃの範囲である。この範囲での吸引によって、帯電している長繊維強化樹脂構造物ペレットから十分に粉塵を分離することができ、あるいは通路中に浮遊している粉塵を十分に吸引分離することができる。なお、吸引した粉塵は回収袋等に集め、一括して廃棄処理することができる。
【００１１】
吸引面と長繊維強化樹脂構造物ペレット通路との関係は、例えば図２−１に示した如く、吸引面が長繊維強化樹脂構造物ペレット移送通路の一部を形成する構成であってもよい。吸引面の面積を拡大し、あるいは吸引面自体に傾斜を持たせることにより、長繊維強化樹脂構造物ペレットを吸引面上を十分な時間を掛けて滑落させることが可能であり、ペレット移動により遊離した粉塵を更に吸引することもでき吸引効果が増強する。
【００１２】
本発明の長繊維強化樹脂構造物ペレットと粉塵との分離は、製造された長繊維強化樹脂構造物ペレットを図１に示す吸引面１０を経過した後に、さらに、振動ふるい１１上でふるいに掛けられた場合に、ふるい面を通過する粉塵をふるい下部面から吸引分離してもよい。このような強制的な粉塵の離脱と吸引回収により、より完全な分離が可能である。しかも、このように数段階にわたり繰り返される吸引操作によっても、従来の製造工程に対し製造時間の延長などの弊害もなく、しかも作業環境を改善することができる。
【００１３】
本発明において、含浸に用いられる熱可塑性樹脂には特に制限はない。結晶性および非晶性のいずれでもよく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２等のポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルアミド、ポリエーテルイミド、アクリロニトリル・スチレン樹脂等のその他の熱可塑性樹脂およびこれらの組み合わせが使用できる。
【００１４】
本発明において用いられる繊維束の繊維の種類としても、特に制約はなく、例えばガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、芳香族ポリアミド繊維等の高融点繊維等がいずれでもよい。溶融樹脂含浸連続繊維束の切断により粉塵が発生する繊維において本発明は奏功する。
【００１５】
また、本発明によって得られる長繊維強化樹脂構造物には目的に応じて、一般に樹脂に添加される各種の添加物、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、浸滑剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、難燃焼助剤、結晶化促進剤、着色剤、無機充填材や有機充填材等を配合することもできる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融樹脂含浸連続繊維束を切断する際に発生する連続繊維束からなる粉塵の粉塵除去を、長繊維強化樹脂構造物ペレットを製造する既存の設備で達成するこことができ、処理時間は従来の製造時間を維持できる。得られた長繊維強化樹脂構造物ペレットはその製造工程で発生した粉塵の付着が少ないため、かかるペレットを使用した製品の物性を向上させることができる。さらに、本発明によれば、作業環境を改善することができ、従来より粉塵の回収に携わる作業員のみならず、長繊維強化樹脂構造物ペレット製造にかかる作業環境全体を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる長繊維強化樹脂構造物の製造工程を示す一例である。
【図２】本発明に使用することのできる吸引面の形状の説明図である。
【符号の説明】
１  連続繊維束
２  ロールバー
３  押出機
４  クロスヘッドダイ
５  熱可塑性樹脂が含浸された繊維束
７  引取ロール
８  ペレタイザー
９  ホッパー
１０  吸引面
１１  振動ふるい
１２  ペレット
【図１】
0003559064.tif 000002
【図２】
0003559064.tif 000003