以下、本発明について説明する。

 図1は本発明の長繊維強化熱可塑性樹脂ペ レットを製造するための製造装置の一例を示 す構成説明図である。

 図1に示すように、各ボビン5から繰り出� �れたモノフィラメント繊維(ロービング)1か� �なる強化用繊維束2(ロービング束)は、予熱� �理を行うために、上下に配された一対の加� �用ローラ8A,8Bを備えた予熱用加熱装置7に導� �れる。強化用繊維束2は、複数本のガイドバ� ��6によってバックテンションがかけられなが ら、この一対の加熱用ローラ8A,8Bに交互に複� ��回巻き掛けられることにより、加熱されて� ��る加熱用ローラ8A,8Bに密着して接触するこ� �による接触加熱によって昇温される。

 この予熱用加熱装置7の直ぐ下流側には、 スクリュ10を内蔵する押出機9と、この押出機 9から溶融樹脂(溶融した熱可塑性樹脂)3が連� �供給され、かつ、前記予熱用加熱装置7から� ��昇温された強化用繊維束2が導かれる含浸ヘ ッド(溶融樹脂浴容器)11とが設けられている� �この含浸ヘッド11の内には、連続的に導入さ れる強化用繊維束2に溶融樹脂3を含浸させる� ��めの複数個の含浸ローラ12が配設されてい� �。これら含浸ローラ12と後述する撚り機15と� ��間で、溶融樹脂3が含浸された強化繊維束2� �対して撚りが付与され、樹脂含浸強化用繊� �束からなる長繊維強化樹脂ストランド(棒状� ��成物)4が形成される。含浸ヘッド11の出口に は、含浸ヘッド11から引き取られる高温の長� ��維強化樹脂ストランド(棒状組成物)4の賦形( 賦型)を行うダイ13が取り付けられている。

 このダイ13が取り付けられた含浸ヘッド11 の下流側には、含浸ヘッド11からの高温の長� ��維強化樹脂ストランド4を冷却水中で冷却す る冷却装置14が設けられている。また、この� ��却装置14の直ぐ下流側には、樹脂含浸強化� �繊維束に撚りを付与する機能を有し、かつ� �上流側からの長繊維強化樹脂ストランド4を� ��き取る機能を有する撚り機15が設けられて� �る。さらに、撚り機15の下流側には、長繊維 強化樹脂ストランド4を所定長さに切断して� �レット化するペレタイザー17が設けられてい る。

 図2は図1における撚り機の説明図、図3は� ��2に示す撚りローラによる撚り角度を説明す るための図である。

 撚り機15は、それぞれの回転軸線を平行� �平面(水平面)上に保持し、かつ、該回転軸線 を交差させた状態で上流側からの長繊維強化 樹脂ストランド4を挟むように対向配置され� �一対の撚りローラ16A,16Bにより構成されてい� ��。つまり、図2における上側の撚りローラ16A の回転軸線と下側の撚りローラ16Bの回転軸線 とは、長繊維強化樹脂ストランド4の引き取� �方向(走行方向)と直交する向きでなく、平面 視において引き取り方向に対して互いに相反 する方向に、かつ同角度をなして所定角度ず れた向きに設定されている。

 そして、図3に示すように、平面視におい て、撚りローラ16A(16B)の回転軸線aと直交する 線と、長繊維強化樹脂ストランド4の引き取� �方向(走行方向)とのなす角度を撚り角度θと� ��て定めている。なお、金属製の撚りローラ1 6A,16Bは、ローラ表面(ローラ外周面)全体にわ� ��ってローレット加工による微小凹凸が形成� ��れている。

 このように構成される製造装置において� ��まず、強化用繊維束2は、一対の加熱用ロー ラ8A,8Bに導かれ、該加熱用ローラ8A,8Bに交互� �複数回巻き掛けられることで接触加熱によ� �て昇温された状態で、含浸ヘッド11内に導か れる。強化用繊維束2は、押出機9から供給さ� ��た高温の溶融樹脂3が充満されている含浸ヘ ッド11内の各含浸ローラ12を通過している過� �で樹脂含浸を受け、樹脂含浸強化用繊維束� �なされる。また、この樹脂含浸強化用繊維� �は、撚りローラ16A,16Bによる撚り動作により� ��含浸ヘッド11内の下流側の含浸ローラ12を出 発点として撚りが生成・成長する。このよう に、強化用繊維束2に押出機9から供給された� ��融樹脂3を含浸させつつ、該樹脂含浸強化用 繊維束に撚りを付与し、含浸ヘッド11から撚� ��が付与された樹脂含浸強化用繊維束からな� ��長繊維強化樹脂ストランド4が連続的に引き 取られる。

 そして、含浸ヘッド11からダイ13を経て連 続的に引き取られる高温の長繊維強化樹脂ス トランド4は、冷却装置14によって冷却硬化さ れて、撚りローラ16A,16Bへと導かれる。冷却� �置14からの冷却が施された長繊維強化樹脂ス トランド4に対して、所定の撚り角度θが設定 された撚りローラ16A,16Bにより、撚り動作と� �き取りとが行われる。そして、撚り機15の下 流側に導かれた断面円形状の長繊維強化樹脂 ストランド(棒状組成物)4は、ペレタイザー17� ��所定長さに切断されて、長繊維強化熱可塑� ��樹脂ペレット(以下、単に長繊維ペレットと 言うこともある)となされる(図4参照)。

 以下、より詳しく本発明について説明する� ��前述したように、撚りローラ(16A,16B)は、樹� ��含浸強化用繊維束に撚りをかけ、この撚り� ��付与された樹脂含浸強化用繊維束である長� ��維強化樹脂ストランド(以下、単に長繊維ス トランドと言うこともある)の引き取りを行� �ものである。この撚りローラの回転数をN(rpm )、該ローラ直径をD(m)、撚り角度θ(°)とする� ��、図2及び図3から分かるように、長繊維ス� �ランドの引き取り速度V(m/min)は、式(1)で表さ れる。一方、長繊維ストランドの回転方向速 度v(m/min)は、式(2)で表される。そして、長繊� ��ストランドの断面の面積相当円直径として� ��められる長繊維ストランド径をd(m)とすると 、長繊維ストランドの回転数n(rpm)は、式(3)で 与えられる。

 以上の結果から,1mあたりの長繊維ストラン� ��の撚り数Xは,長繊維ストランドの回転数nを� ��繊維ストランドの引き取り速度Vで割ったと ころの式(4)で求められる。この式(4)から、前 記撚り数X(rev/m)は、長繊維ストランド径dと撚 り角度θとで決まることがわかる。

 また、この場合の撚り単位長さ(1回転の撚� �がかけられる長繊維ストランド長さ)L(m/rev)� �、式(5)で示される。そして、長繊維ストラ� �ド径dに依存しない撚りピッチP(m/rev・m)は、� ��(6)で与えられる。また、式(4),(6)より、撚り 数Xと撚りピッチPとの関係は、式(7)で表され� ��。

 一方、強化用繊維束の体積充填率V _f (%)は、図5に示すように、長繊維ストランド� �d(長繊維ストランドの断面の面積相当円直径 )と、導入されるモノフィラメント繊維(ロー� ��ング)の本数とで決まる。すなわち、強化用 繊維束の体積充填率V _f は、長繊維ストランド長手方向(ペレット長� �方向)に垂直な方向のストランド断面(ペレッ ト断面)の断面積中に占める強化用繊維束の� �面積の比率である。強化用繊維束の占める� �算上の断面積S _fcalc (m ² )は、図5に示すように,モノフィラメント繊維 (ロービング)の直径をd _f 、本数をmとすると、式(8)で求められる。さ� �に、長繊維ストランド(長繊維ペレット)の断 面積Ss(m ² )は、式(9)で求められる。そして、強化用繊� �束の体積充填率V _f は、式(10)に示すように、前記断面積S _s に対する前記断面積S _fcalc
の比率で求められることになる。

 強化用繊維束の重量含有率W _f (%)は、長繊維ストランド(長繊維ペレット)を� ��成している熱可塑性樹脂及び当該強化用繊� ��束の比重をそれぞれの占める体積含有率に� ��けて重量比率を求め,長繊維ストランドに対 する強化用繊維束の重量の比率として求めれ ばよい。このような関係から、特定された熱 可塑性樹脂及び強化用繊維束の組合せにおい ては、モノフィラメント繊維(ロービング)の� ��数を定め、強化用繊維束の体積充填率V _f を設定すれば、自ずと長繊維ストランド径(=� ��繊維ペレット径)dが決まることとなる。そ� �て、長繊維ストランド径dに合わせて撚り角� ��θを設定すれば、式(4)により撚り数Xが決ま� ��、撚りピッチPが決まることになる。

 したがって、強化用繊維束内の繊維の本数� ��設定し、強化用繊維束の体積充填率V _f が所定の範囲を満たすように調整して強化用 繊維束に溶融熱可塑性樹脂を含浸させるとと もに、該樹脂含浸強化用繊維束を、撚りピッ チPが所定の範囲を満たすように撚り角度θを 設定(調整)して、撚りをかけながら引き取り� ��得られた長繊維ストランドを所定長さに切� ��することにより、適正な厚みの外周表面樹� ��層が形成された長繊維ペレットを得ること� ��できる。

 この場合、強化用繊維束の体積充填率Vfは� �70%~20%の範囲がよい。体積充填率V _f が20%未満では、補強効果が不十分で射出成形 品の機械的強度を満足することができず、一 方、体積充填率V _f が70%を超えて過度に強化用繊維束が多くなる と、強化用繊維束への溶融熱可塑性樹脂の含 浸が困難となって長繊維ストランドの引き取 り運転ができなくなる。なお、用いるモノフ ィラメント繊維(ロービング)としては、強度� ��取り扱い易さなどの点から、直径4~30μmのモ ノフィラメント繊維がよい。

 強化用繊維束の体積充填率V _f が所定範囲に設定された場合、長繊維ストラ ンド(長繊維ペレット)の外周表面樹脂層を適� ��な厚みとするには、体積充填率V _f が高くなるに従って撚りピッチPを小さくし� �撚り数Xを多くすることで、外周表面樹脂層� ��厚みが薄くならないようにし、逆に体積充� ��率V _f が低くなるに従って撚りピッチPを大きくし� �撚り数Xを少なくすることで、外周表面樹脂� ��の厚みが過大にならないようにすることが� ��きる。この場合、撚りピッチPは、式(6)に示 すように、撚り角度θによって調整すること� ��できる。撚り角度θを小さくするに従って� �りピッチPが大きくなって撚り数Xが減少し、 逆に撚り角度θを大きくするに従って撚りピ� ��チPが小さくなって撚り数Xが増加する。

 そして、撚りピッチPは、体積充填率V _f が70%~20%の範囲において、2.5~36(m/rev・m)の範囲 がよく、より好ましくは、体積充填率V _f が70%≧V _f >50%では、2.5(m/rev・m)≦P<6.0(m/rev・m)の範� �がよく、体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%では、6.0(m/rev・m)≦P≦36(m/rev・m)の範囲� �よい。

 体積充填率V _f が70%≧V _f >50%において撚りピッチPが2.5(m/rev・m)未満� �は、また、体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%において撚りピッチPが6.0(m/rev・m)未満で は、撚りをかけすぎの状態(ペレット断面中� �部へ強化用繊維束が集まりすぎた状態)で長� ��維ペレットの外周表面樹脂層の厚みが過大� ��射出成形品における強化用繊維束の分散性� ��悪く、射出成形品の外観や、補強効果を十� ��に発現して射出成形品の機械的強度を満足� ��ることができない。

 一方、体積充填率V _f が70%≧V _f >50%において撚りピッチPが6.0(m/rev・m)以上� �は、また、体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%において撚りピッチPが36(m/rev・m)超では� ��撚りが不十分の状態(ペレット断面周辺部へ 強化用繊維束が分散しすぎた状態)で長繊維� �レットの外周表面樹脂層の厚みが薄すぎる� �のとなり、長繊維ストランドの製造時にモ� �フィラメント繊維の折損や毛羽の発生に起� �する長繊維ストランドの破断を起こし易く� �る。

 このように、強化用繊維束として直径4~30μm のモノフィラメント繊維(ロービング)の束を� ��い、該モノフィラメント繊維の本数を設定� ��、強化用繊維束の体積充填率V _f が70%~20%の範囲を満たすように強化用繊維束� �溶融熱可塑性樹脂を含浸させるとともに、� �樹脂含浸強化用繊維束を、撚りピッチPが2.5~ 36(m/rev・m)の範囲、より好ましくは、70%≧V _f >50%では、2.5(m/rev・m)≦P<6.0(m/rev・m)の範� �を満たすように、50%≧V _f ≧20%では、6.0(m/rev・m)≦P≦36(m/rev・m)の範囲� �満たすように、撚り角度θを設定して、撚り をかけながら引き取り、得られた長繊維スト ランドを所定長さに切断することにより、適 正な厚みの外周表面樹脂層が形成された長繊 維ペレットを得ることができる。

 表1は、撚り角度θ、撚りピッチP、長繊維 ストランド径d、及び撚り数Xの具体的数値の� ��を示すものである。

 そしてさらに、発明者らは、長繊維ペレッ� ��断面(長繊維ストランド断面)における強化� �繊維束の分散状態を表す指標である比率A _f を見出し、強化用繊維束の体積充填率V _f に対応させて強化用繊維束の分散状態を表す 比率A _f が所定範囲を満たすようにした。これにより 、強化用繊維束の特性の相違や、製造装置の 特性のばらつき等があっても、より確実に、 適正な厚みの外周表面樹脂層が形成された長 繊維ペレットを得ることができる。

 すなわち、強化用繊維束の分散状態を表す� ��率A _f (%)は、図6、図7に示すように、長繊維ペレッ� ��断面(長繊維ストランド断面)の面積S _S (m ² )に対し当該断面おける強化用繊維束の最外� �部分を囲う仮想線bの内側の面積S _freal (m ² )の占める比率(%)である。
 A _f =(S _freal /S _S )×100…(11)

 比率A _f は、ある長繊維ペレット断面(長繊維ストラ� �ド断面)の値に対して、使用されているモノ� ��ィラメント繊維の数、すなわち体積充填率V _f に依存するとともに、撚りピッチPによって� �化する。すなわち、体積充填率V _f が高くなるほど比率A _f は大きくなる傾向となり、撚りピッチPが大� �くなる(撚り数が少なくなる)ほど、強化用繊 維束を集束させるねじり力が小さくなるため 、比率A _f は大きくなる。

 そして、この比率A _f は、体積充填率V _f が70%≧Vf>50%においては、(1.8V _f -0.01V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲がよく、体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、(2.3V _f -0.02V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲であることがよい。

 すなわち、体積充填率V _f が70%≧V _f >50%において比率A _f が下限値:(1.8V _f -0.01V _f ² )%を下回ると、また、体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%において比率A _f が下限値:(2.3V _f -0.02V _f ² )%を下回ると、ペレット断面中央部へ強化用� ��維束が集まりすぎた状態となり長繊維ペレ� ��トの外周表面樹脂層の厚みが過大なため、� ��出成形品における強化用繊維束の分散性が� ��く、射出成形品の外観や、補強効果を十分� ��発現して射出成形品の機械的強度を満足す� ��ことができない。

 一方、体積充填率V _f が70%≧V _f >50%において比率A _f がその上限値95を上回ると、また、体積充填� ��V _f が50%≧V _f ≧20%において比率A _f がその上限値95を上回ると、ペレット断面周� ��部へ強化用繊維束が分散しすぎた状態とな� ��長繊維ペレットの外周表面樹脂層の厚みが� ��すぎて不足するため、長繊維ストランドの� ��造時にモノフィラメント繊維の折損や毛羽� ��発生に起因する長繊維ストランドの破断を� ��こし易くなる。

 ここで、比率A _f に関して、70%≧V _f >50%における下限値:(1.8V _f -0.01V _f ² )%、及び、50%≧V _f ≧20%における下限値:(2.3V _f -0.02V _f ² )%は、以下の手順にて導いたものである。

 すなわち、(i)体積充填率V _f が70%~20%の範囲において撚りピッチPを種々変� ��て得られた個々の長繊維ペレットについて� ��そのペレット断面のSEM観察に基づいて、長� ��維ペレットの断面積S _s 、及び該ペレット断面における前記仮想線b� �内側の前記面積S _freal を、画像処理装置によって実測し、前記の式 (11)から、比率A _f を求める。(ii)前記個々の長繊維ペレットに� �いて、(A _f /V _f )の値を算出する。(A _f /V _f )の値は、設定された当該体積充填率V _f に対する強化用繊維束の分散状態を表してい る。(iii)50%≧V _f ≧20%において、良好な射出成形品が得られる (A _f /V _f )の値の下限を求め、それらの値による経験� �(回帰式)を作成し(図8参照)、(A _f /V _f )=-0.02V _f +2.3という関係から、比率A _f の下限値=(2.3V _f -0.02V _f ² )%としたものである。(iv)また、70%≧V _f >50%において、良好な射出成形品が得られ� �(A _f /V _f )の値の下限を求め、それらの値による経験� �(回帰式)を作成し(図8参照)、(A _f /V _f )=-0.01V _f +1.8という関係から、比率A _f の下限値=(1.8V _f -0.01V _f ² )%としたものである。

 このように、強化用繊維束として直径4~30μm のモノフィラメント繊維(ロービング)の束を� ��い、該モノフィラメント繊維の本数を設定� ��、強化用繊維束の体積充填率V _f が70%~20%の範囲を満たすように強化用繊維束� �溶融熱可塑性樹脂を含浸させるとともに、� �樹脂含浸強化用繊維束を、強化用繊維束の� �散状態を表す比率A _f が、70%≧V _f >50%では、(1.8V _f -0.01V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲を満たすように、50%≧V _f ≧20%では、(2.3V _f -0.02V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲を満たすように、撚り角度を設定 して、撚りをかけながら引き取り、得られた 長繊維ストランドを所定長さに切断すること により、適正な厚みの外周表面樹脂層が形成 された長繊維ペレットを得ることができる。

 なお、上述した具体的実施形態には以下� ��構成を有する発明が主に含まれている。

 本発明は、棒状組成物から切断された長繊� ��強化熱可塑性樹脂ペレットであって、前記� ��状組成物は、長尺の強化用繊維束とこの強� ��用繊維束に含浸された溶融熱可塑性樹脂と� ��有する樹脂含浸強化用繊維束に撚りがかけ� ��れて形成されたものであり、前記強化用繊� ��束が、直径4~30μmのモノフィラメント繊維の 束であり、ペレット長手方向に垂直な方向の ペレット断面の断面積中に占める強化用繊維 束の断面積の比率である体積充填率V _f が70%~20%の範囲であり、P=L/d(L:棒状組成物一回 転あたりに棒状組成物長手方向に撚りが進む 長さ、d:棒状組成物の断面の面積相当円直径) で表される撚りピッチPが2.5~36(m/rev・m)の範囲 で与えられていることを特徴とする長繊維強 化熱可塑性樹脂ペレットである。

 なお、「面積相当円直径」は、棒状組成� ��の断面積が円形の場合にはその断面直径寸� ��を、棒状組成物の断面形状が円形でない場� ��にはその断面積を有するものとして想定さ� ��る円の直径寸法を示すものとして使用する� ��のである。

 前記長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットにお� ��て、前記体積充填率V _f が70%≧V _f >50%においては、前記撚りピッチPが2.5(m/rev� ��m)≦P<6.0(m/rev・m)の範囲で与えられおり、� ��記体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、前記撚りピッチPが6.0(m/rev� �m)≦P≦36(m/rev・m)の範囲で与えられているこ� ��が好ましい。

 前記長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットにお� ��て、前記ペレット断面の面積に対し当該断� ��おける強化用繊維束の最外周部分を囲う仮� ��線の内側の面積の占める比率A _f が、前記体積充填率V _f が70%≧V _f >50%においては、(1.8V _f -0.01V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲であり、前記体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、(2.3V _f -0.02V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲であることが好ましい。

 本発明は、棒状組成物から切断された長繊� ��強化熱可塑性樹脂ペレットであって、前記� ��状組成物は、長尺の強化用繊維束とこの強� ��用繊維束に含浸された溶融熱可塑性樹脂と� ��有する樹脂含浸強化用繊維束に撚りがかけ� ��れて形成されたものであり、前記強化用繊� ��束が、直径4~30μmのモノフィラメント繊維の 束であり、ペレット長手方向に垂直な方向の ペレット断面の断面積中に占める強化用繊維 束の断面積の比率である体積充填率V _f が70%~20%の範囲であり、前記ペレット断面に� �ける該断面の面積に対し当該断面おける強� �用繊維束の最外周部分を囲う仮想線の内側� �面積の占める比率A _f が、前記体積充填率V _f が70%≧V _f >50%においては、(1.8V _f -0.01V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲であり、前記体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、(2.3V _f -0.02V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲であることを特徴とする長繊維強 化熱可塑性樹脂ペレットである。

 本発明は、長尺の強化用繊維束に溶融熱可� ��性樹脂を含浸させつつ、該樹脂含浸強化用� ��維束をこれに撚りをかけながら引き取り、� ��りが付与された樹脂含浸強化用繊維束から� ��る棒状組成物を所定長さに切断して形成さ� ��る長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造� ��法であって、前記強化用繊維束として、直� ��4~30μmのモノフィラメント繊維の束を用い、 該モノフィラメント繊維の本数を設定し、棒 状組成物長手方向に垂直な方向の棒状組成物 断面の断面積中に占める強化用繊維束の断面 積の比率である体積充填率V _f が70%~20%の範囲を満たすように強化用繊維束� �溶融熱可塑性樹脂を含浸させるとともに、� �樹脂含浸強化用繊維束を、P=L/d(L:棒状組成物 一回転あたりに棒状組成物長手方向に撚りが 進む長さ、d:棒状組成物の断面の面積相当円� ��径)で表される撚りピッチPが2.5~36(m/rev・m)の 範囲を満たすように撚り角度を設定して、撚 りをかけながら引き取ることを特徴とする長 繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造方法で ある。

 前記長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製� ��方法において、前記体積充填率V _f が70%≧V _f >50%においては、前記撚りピッチPが2.5(m/rev� ��m)≦P<6.0(m/rev・m)の範囲を満たし、前記体� ��充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、前記撚りピッチPが6.0(m/rev� �m)≦P≦36(m/rev・m)の範囲を満たすように、前� ��撚り角度を設定することが好ましい。

 前記長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製� ��方法において、前記棒状組成物断面におけ� ��該断面の面積に対し当該断面おける強化用� ��維束の最外周部分を囲う仮想線の内側の面� ��の占める比率A _f が、前記体積充填率V _f が70%≧V _f >50%においては、(1.8V _f -0.01V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲を満たし、前記体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、(2.3V _f -0.02V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲を満たすように、前記撚り角度を 設定することが好ましい。

 本発明は、長尺の強化用繊維束に溶融熱可� ��性樹脂を含浸させつつ、該樹脂含浸強化用� ��維束をこれに撚りをかけながら引き取り、� ��りが付与された樹脂含浸強化用繊維束から� ��る棒状組成物を所定長さに切断して形成さ� ��る長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造� ��法であって、前記強化用繊維束として、直� ��4~30μmのモノフィラメント繊維の束を用い、 該モノフィラメント繊維の本数を設定し、棒 状組成物長手方向に垂直な方向の棒状組成物 断面の断面積中に占める強化用繊維束の断面 積の比率である体積充填率V _f が70%~20%の範囲を満たすように強化用繊維束� �溶融熱可塑性樹脂を含浸させるとともに、� �樹脂含浸強化用繊維束を、前記棒状組成物� �面における該断面の面積に対し当該断面お� �る強化用繊維束の最外周部分を囲う仮想線� �内側の面積の占める比率A _f が、前記体積充填率V _f が70%≧V _f >50%においては、(1.8V _f -0.01V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲を満たし、前記体積充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、(2.3V _f -0.02V _f ² )%≦A _f ≦95%の範囲を満たすように撚り角度を設定し て、撚りをかけながら引き取ることを特徴と する長繊維強化熱可塑性樹脂ペレットの製造 方法である。

<実施例>
 図1に示す製造装置を用い、熱可塑性樹脂と してポリプロピレン(比重:0.9g/cm3)を使用し、� ��ラス繊維のモノフィラメント繊維(比重:2.5g/ cm3、繊維径df:17μm)を使用し、長繊維ストラン ドを製造し、これを切断して直径3.0mm×長さ6m mの長繊維ペレットを製造した。

 得られた長繊維ペレットの断面をSEM(走査電 子顕微鏡)観察し、ペレット断面におけるガ� �ス繊維束の分布状態(外周表面樹脂層の厚み� ��合い)を観察するとともに、強化用繊維束の 分散状態を表す前記比率A _f (%)を測定した。なお、後述の表2において、� �レット断面におけるガラス繊維束(強化用繊� ��束)の分布状態の評価は、外周表面樹脂層の 厚みが適正であるもの(比率A _f が本発明で規定する範囲を満たすもの)を○� �し、外周表面樹脂層の厚みが適正範囲から� �れているものを×とした。

 また、得られた長繊維ペレットを成形原� ��として使用し、型締め力が100トンの射出成� ��機(40mmφのフルフライト型スクリュ)を用い� �短冊形状(長さ200mm×幅15mm×厚み2mm)の試験片� �射出成形した。なお、射出成形品(短冊形状� ��験片)の繊維含有率が20%となるように、実施 例、比較例の各ペレットを適宜樹脂ペレット で希釈して使用した。

 そして、射出成形品(短冊形状試験片)の� �面状態を目視観察し、成形品表面に未分散� �ガラス繊維束が存在しているか否かを調べ� �。なお、後述の表2において、射出成形品の� ��面状態の評価は、未分散のガラス繊維束が� ��在していない良好なものを○とし、未分散� ��ガラス繊維束が存在しているものを×とし� �。

 実施例1では、前記体積充填率V _f が70%~20%の範囲を満たすように強化用繊維束� �溶融熱可塑性樹脂を含浸させるとともに、� �記撚りピッチPが2.5~36(m/rev・m)の範囲を満た� �ように撚り角度を設定して、樹脂含浸強化� �繊維束を撚りをかけながら引き取るという� �造方法を採用した。実施例1では、前記製造� ��法によって、ペレット径が3.0mm、体積充填� �V _f が42.2%、撚りピッチPが5.44m/rev・mの長繊維ペ� �ットを製造した。得られた該長繊維ペレッ� �の比率A _f は、64%であった。

 実施例2~5では、前記体積充填率V _f が70%≧V _f >50%においては、前記撚りピッチPが2.5(m/rev� ��m)≦P<6.0(m/rev・m)の範囲を満たし、前記体� ��充填率V _f が50%≧V _f ≧20%においては、前記撚りピッチPが6.0(m/rev� �m)≦P≦36(m/rev・m)の範囲を満たすように、前� ��撚り角度を設定するという製造方法を採用� ��た。

 実施例2は、前記製造方法によって、ペレッ ト径が3.0mm、体積充填率V _f が42.2%、撚りピッチPが8.62m/rev・mの長繊維ペ� �ットを製造した。得られた該長繊維ペレッ� �の比率A _f は、75%であった。実施例3は、前記製造方法� �よって、ペレット径が3.0mm、体積充填率V _f が42.2%、撚りピッチPが17.82m/rev・mの長繊維ペ� ��ットを製造した。得られた該長繊維ペレッ� ��の比率A _f は、89%であった。

 また、実施例4は、前記製造方法によって、 ペレット径が3.0mm、体積充填率V _f が59.0%、撚りピッチPが3.72m/rev・mの長繊維ペ� �ットを製造した。得られた該長繊維ペレッ� �の比率A _f は、74%であった。実施例5は、前記製造方法� �よって、ペレット径が3.0mm、体積充填率V _f が29.7%、撚りピッチPが17.82m/rev・mの長繊維ペ� ��ットを製造した。得られた該長繊維ペレッ� ��の比率A _f は、81%であった。

 実施例1~5について、ペレット断面におけ� ��ガラス繊維束の分布状態(外周表面樹脂層の 厚み度合い)の観察結果、及び射出成形品(短� ��形状試験片)の表面状態の観察結果を表2に� �す。

 表2から分かるように、実施例1~5のいずれ も、良好な結果が得られた。

 一方、比較例1は、実施例4に対して撚りピ� �チPが本発明で規定する下限値(2.5m/rev・m)か� �外れたものである。このため、比較例1の長� ��維ペレットは、撚りをかけすぎの状態(ペレ ット断面中央部へ強化用繊維束が集まりすぎ た状態)であってその外周表面樹脂層の厚み� �過大であった。そのため、射出成形に際し� �可塑化し難いため、成形品表面に未分散の� �ラス繊維束が残っていた。なお、比較例1の� ��繊維ペレットの比率A _f は、70%であり、本発明で規定する比率A _f の下限値71.4%を下回っていた。

 また、比較例2は、実施例4に対して撚りピ� �チPが本発明で規定する上限値(6.0m/rev・m未満 )から外れたものである。このため、比較例2� ��長繊維ペレットは、撚りが不十分の状態(ペ レット断面周辺部へ強化用繊維束が分散しす ぎた状態)であってその外周表面樹脂層の厚� �が薄すぎるものであった。そのため、長繊� �ストランドの製造時にモノフィラメント繊� �の折損や毛羽の発生に起因する長繊維スト� �ンドの破断が発生した。なお、比較例2の長� ��維ペレットの比率A _f は、99%であり、本発明で規定する比率A _f の上限値95%を上回っていた。

 また、比較例3は、体積充填率V _f が本発明で規定する下限値(20%)からから外れ� ��ものである。このため、比較例3の長繊維ペ レットは、強化用繊維による補強効果が不十 分なものであり、射出成形品の機械的強度を 満足することができないものであった。なお 、この比較例3では、長繊維ストランドの製� �時にモノフィラメント繊維の折損や毛羽の� �生に起因する長繊維ストランドの破断は発� �しなかった。

 また、比較例4は、体積充填率V _f が本発明で規定する上限値(70%)からから外れ� ��ものである。このため、比較例4では、長繊 維ペレットの製造に際し、強化用繊維束が多 すぎるため、強化用繊維束への溶融熱可塑性 樹脂の含浸が困難となり、引取り抵抗が増大 して強化用繊維束の破断が生じ、長繊維スト ランドの引き取り運転ができなくなった。