JP2002030538A - 繊維束の開繊方法、及びそのスプレッダーバー設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】繊維束の張力に基づく押圧力により生じるスプ
レッダーバーの撓みを防止して、複数本の繊維束を均一
に開繊し、一平面上に均一に且つ平行に拡げて並べるこ
とを可能にした繊維束の開繊方法を提供し、更には、構
造が簡単で安価であり、良好な生産性が実現できるスプ
レッダーバー設備を提供する。 【解決手段】ボビンから同一平面上に引き出された隣り
合う複数本の繊維束(2, …,2) を、同繊維束(2) の引出
し方向に直交して一平面上に平行に並設された複数本の
スプレッダーバー(11a, …,11a) に、一方が上を跨ぎ、
他方が下を潜るようにして、交互に互い違いに巻き掛け
ている。各繊維束(2) の所定の張力を維持して各スプレ
ッダーバー(11a) に押し付け、均一に且つ平面状に順次
拡げながら開繊する。隣り合う各繊維束(2) の張力を相
対する方向に加え、前記スプレッダーバー(11a) との摺
接部分に加わる押圧力を相殺して同スプレッダーバー(1
1a) の撓みを抑えて、各繊維束(2) の単位幅当たりの目
付けを一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維束の開繊方
法、及びそのスプレッダーバー設備に係わり、特に、複
数本の繊維束を均一に開繊し、平面状に平行に並べるこ
とができる繊維束の開繊方法、及びそのスプレッダー設
備に関する。

【０００２】

【従来の技術】多数の繊維を一平面上に均一に並べて、
ある一定の幅を有する繊維シートを製造する際には、一
般に多数本の繊維束を開繊して製造している。例えば、
繊維強化プラスチックシートの前駆体である繊維を一方
向に引き揃えて並べたプリプレグを製造する場合にも、
所望の製品幅とするために、多数のボビンから同一平面
上に引き出された必要本数の繊維束をスプレッダー設備
を通過させて開繊する。この開繊された繊維シートを、
例えば予め雛型紙上に樹脂が均一に塗布された樹脂フィ
ルムの上に移し替えたのち、ローラー等で加熱して樹脂
を前記繊維束に含浸させる。

【０００３】前記スプレッダー設備の一例としては、例
えば図４に示すようにスプレッダーバー、もしくはスプ
レッダーローラー（以下、単にスプレッダーバーとい
う。）と呼ばれる円形断面のパイプ又は中実体からなる
複数本のスプレッダーバー１ａ，…，１ａを有するスプ
レッダーバー設備１が知られている。複数本の繊維束
２，…，２を開繊する際には、前記スプレッダーバー１
ａを用い、予め張力を加えた各繊維束２を前記バー１ａ
を擦過させる方式が一般的である。

【０００４】この従来のスプレッダーバー設備１におけ
るスプレッダーバー１ａは製品幅以上の間隔をおいて配
された支持部材３，３により、その両端が繊維束２の引
出し方向Ｈに対して横断する方向に向けて、順次上下に
所定の高低差をもってジグザグ状に配されている。各ス
プレッダーバー１ａは同じ外径を有している。全ての繊
維束２，…，２は同一のバー１ａの上を跨いだのちに、
次位のバー１ａの下を潜るようにして互い違いに巻き掛
けられる。

【０００５】前記スプレッダーバー１ａに導入される初
期の各繊維束２は、図６（ａ）に示すように略楕円断面
を有した偏平な形態を有している。これらの繊維束２，
…，２がスプレッダーバー１ａを通過するとき、図５に
示すように、各繊維束２は、その張力により前記スプレ
ッダーバー１ａに押し付けられ、同バー１ａと各繊維束
２との間に発生する押圧力により、各繊維束２は押し潰
すようにして開繊される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記スプレ
ッダーバー１ａは長尺棒材からなり、その両端を上記支
持部材３により支持された支持梁構造である上に、隣接
する各スプレッダーバー１ａは高低差をもってジグザグ
状に配されている。全ての繊維束２，…，２は高位のス
プレッダーバー１ａの上を跨いだのち、そのスプレッダ
ーバー１ａの低位にある次位のスプレッダーバー１ａの
下を潜るようにして互い違いに順次巻き掛けている。

【０００７】張力を加えた各繊維束２が各スプレッダー
バー１ａの上を直交して通過するとき、各繊維束２のス
プレッダーバー１ａに対する接触角が大きい。このと
き、前記スプレッダーバー１ａには各繊維束２に加わる
張力の分力が作用して一方向に大きな押圧力が働く。こ
のような従来の単なる両端支持梁構造では、各繊維束２
の押圧力が両端から中間位置にかけて前記スプレッダー
バー１ａ上に均等に作用すると、その押圧力によりその
中央部分が撓んで、下方或いは上方に湾曲する。

【０００８】こうしてスプレッダーバー１ａが撓むと、
各繊維束２は、図６（ｂ）に示すごとく前記スプレッダ
ーバー１ａの撓み方向へと滑るように収束する。このた
め、本来ならば、その繊維本数が単位幅当たり均一に開
繊されるべき繊維束２は、前記スプレッダーバー１ａの
中央部分に収束されてしまい、所要の製品幅が得られな
くなる。その結果、繊維束２の中央部分の単位幅当たり
の目付けが大きくなり、同時に、その両端部分の単位幅
当たりの目付けが小さくなって、繊維束２を均一に開繊
できないという問題が生じていた。

【０００９】かかる不具合を解消すべく、例えば前記ス
プレッダーバー１ａの撓みを少しでも小さく抑えようと
して、剛性の高いスプレッダーバー、すなわち外径の大
きいスプレッダーバーが用いられるようになっている。
一方、繊維束２を更に開繊させる必要性が生じると、繊
維束２に高い張力をかけざるを得なくなる。そのため、
更に一層太いスプレッダーバー１ａを使用せざるを得な
くなる。また、図示せぬボビンに巻かれた繊維束２がボ
ビンから引き出されて巻き径の減少に伴い、繊維束２に
張力を付与すべくボビンにかけられるブレーキ力と繊維
束２の引き出しトルクとの差が漸増し、徐々に張力が大
きくなる。この張力を一定にするには、張力を高精度に
コントロールする必要があり、そのためには高価な張力
コントロール装置を導入せざるを得なくなる。

【００１０】また、繊維束２の張力の増加及びスプレッ
ダーバー１ａの大径化に基づき、上記支持部材３に対す
る前記スプレッダーバー１ａの支持強度を十分に確保す
ることも必要となり、構造が複雑化して、その製作費が
嵩む。

【００１１】ところで、一般的に、繊維束２を開繊する
際には、図７に示すごとく繊維束２の押圧力がスプレッ
ダーバー１ａに所要の強さで加わるように、所望の角度
θで前記スプレッダーバー１ａに前記繊維束２を巻き掛
ける必要がある。繊維束２がスプレッダーバー１ａを通
過するとき、 Ｔ２＝Ｔ１×ｅｘｐ（θ×μ）………（１） Ｔ１：スプレッダーバー通過前の張力 Ｔ２：スプレッダーバー通過後の張力 θ（ｒａｄ）：繊維束がスプレッダー上に接触する接触
面上の角度 μ：繊維束とスプレッダーバーの表面材との間の摩擦係
数 の関係にある。この式（１）から理解できるように、繊
維束２の張力は、スプレッダーバー１ａの表面との接触
角θ内において、その接触角度が増えるにつれて増加す
る。従って、繊維束２の張力はＴ２＞Ｔ１となり、前記
スプレッダーバー１ａの撓みは、図８に示すように水平
方向の分力Ａと垂直方向の分力Ｂとの合力Ｃの方向に生
じるようになる。

【００１２】スプレッダーバー１ａの撓みは、この合力
Ｃが一方向に作用することにより生じる。合力Ｃは上記
式（１）から繊維束２のスプレッダーバー１ａに対する
接触角θにより変動する。スプレッダーバー１ａの撓み
は、この接触角θに変動をもたらす。すなわち、撓みが
大きくなると前記接触角θは小さくなり、繊維束２によ
るスプレッダーバー１ａに対する押圧力も小さくなり、
繊維束２の開繊が期待通りに行われなくなる。従って、
接触角θの変動、つまり繊維束２の開繊能力の面から
も、スプレッダーバー１ａが撓むことは好ましくない。

【００１３】本発明は、かかる従来の課題を解消すべく
なされたものであり、繊維束の張力に基づく押圧力によ
り生じるスプレッダーバーの撓みを防止して、複数本の
繊維束を均一に開繊し、一平面上に均一に且つ平行に拡
げて並べることを可能にした繊維束の開繊方法を提供す
ることを第１の目的とし、更には、構造が簡単で安価で
あり、良好な生産性が実現できるスプレッダーバー設備
を提供することを第２の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用効果】一方、スプ
レッダーバー１ａに巻き掛けられた繊維束２が前記スプ
レッダーバー１ａの中央部分に収束しようとする原因
は、既述したスプレッダーバー１ａの撓みにある。そし
て、繊維束２が最も収束するときは、スプレッダーバー
１ａの撓み量が最大となったときであり、スプレッダー
バー１ａの撓む方向が繊維束２による押圧力の方向と一
致したとき、スプレッダーバー１ａの撓み量が最大とな
り、繊維束がスプレッダーバー１ａの撓み方向に向かっ
て大きく移動することになる。

【００１５】従って、このスプレッダーバー１ａの撓み
方向と繊維束２による押圧力の方向とが異なる場合に
は、繊維束２がスプレッダーバー１ａに沿って、その中
央部に収束することも少なくなる。図８において、押圧
力Ｃの分力成分のうち垂直方向の分力Ｂをゼロにするこ
とができるならば、各繊維束２が前記スプレッダーバー
１ａの中央部分に収束することがなくなるばかりでな
く、繊維束２によるスプレッダーバー１ａに対する押圧
力も均等化され、均一な開繊がなされる。しかし、スプ
レッダーバー１ａに繊維束を押し付けて繊維を拡げよう
とする場合には、その接触角を如何に調整しても、図８
における押圧力Ｃの分力成分のうち垂直方向の分力Ｂを
ゼロにすることは不可能である。

【００１６】従って、上記課題を解決するには、繊維束
２の張力Ｔ１，Ｔ２に基づき前記スプレッダーバー１ａ
にかかる荷重によって生じる撓みを下支えによって補正
する必要がある。しかしながら、この補正のための支持
部材や張力コントロール設備をスプレッダーバー１ａに
付加するには、構造が複雑となり、生産性を損い、しか
も製造費を高騰させる原因にも繋がる。

【００１７】また、繊維束２の開繊の度合いは、繊維束
の開繊に対する性質、繊維束とスプレッダーバー１ａの
表面に用いられる材料との間の摩擦係数μ、繊維束の張
力Ｔ１，Ｔ２、繊維束２のバー１ａに対する巻付きの角
度θによって決定されると言われているが、繊維束２を
開繊するとき、同繊維束２がある程度開繊すると、隣り
合う繊維束２の開繊により干渉されて、その開繊した繊
維束よりもさらに開繊することはない。

【００１８】本件請求項１記載に係る発明は、ボビンか
ら引き出された複数本の繊維束を、同繊維束の引出し方
向に直交して並ぶ複数本のバーに巻き掛け、所定の張力
下で各バーに押し付けて均一に開繊し、平面状に拡げる
繊維束の開繊方法であって、各バーに対して、１本以上
の隣り合う前記繊維束を、一方が上を跨ぎ、他方が下を
潜るようにして、複数本の前記バーに交互に互い違いに
巻き掛けることを含んでなることを特徴とする繊維束の
開繊方法にある。

【００１９】本発明は、上記（１）式のＴ２＝Ｔ１×ｅ
ｘｐ（θ×μ）の関係において、繊維束がスプレッダー
バーと接触する接触角θと、繊維束とスプレッダーバー
の表面材との間の摩擦係数μとが設定され、各繊維束に
所定の張力、つまり押し付け力を得るようにする。そし
て、隣り合う各繊維束を複数本が所定のピッチをもって
並設された前記スプレッダーバーに、一方が同スプレッ
ダーバーを跨ぐとき、他方が同スプレッダーバーを潜る
ようにして、交互に互い違いに巻き掛け、所定の繊維束
張力を維持して各スプレッダーバーに押し付け、均一に
且つ平面状に順次拡げながら開繊する。このとき、隣り
合う各繊維束の張力により発生する同一のスプレッダー
バーに対する押圧力は相対する方向に向かうことにな
る。すなわち、隣り合う各繊維束による前記スプレッダ
ーバーの摺接部分に加わる押圧力は相殺される。

【００２０】こうして、各スプレッダーバーに巻き掛け
られる複数本の繊維束により加わるスプレッダーバーに
対する押圧力が相殺方向に加えられるため、同スプレッ
ダーバーの撓みを小さく抑えることができ、初期に設定
された各繊維束に対する前記スプレッダーバーの反力が
維持される。その結果、各繊維束は偏平状に均一に開繊
して拡げることができ、各繊維束の単位幅当たりの目付
けを一定にすることができ、所望の製品幅が得られる。

【００２１】請求項２に係る発明のごとく、隣り合う複
数本の前記繊維束を、複数本の前記バーのうちの１本以
上を跨いで交互に互い違いに巻き掛けることにより確実
に達成される。この発明によれば、各繊維束の引出し方
向に直交して並ぶ複数本のスプレッダーバーへの巻き掛
けピッチを設定して、隣り合う各繊維束を、一方が前記
スプレッダーバーを跨いで、他方が同スプレッダーバー
を潜るように交互に互い違いに同じ高さで巻き掛ける。
このため、上記請求項１に係る発明の作用効果が確実に
達成されることに加えて、上述のごとくスプレッダーバ
ーの撓みがなく、各繊維束と各バーとの接触角が変動し
ないため、初期の各繊維束の張力を維持して繊維束の開
繊度合いを安定化させることができる。

【００２２】また、同一の張力をもって開繊度を少なく
しようとするときは、１本のスプレッダーバーに対する
繊維束の接触角を２本以上のスプレッダーバーに分散さ
せるようにすればよい。そのため、本発明にあっては、
繊維束が２本以上のスプレッダーバーを跨ぐようにし
て、次の２本以上のスプレッダーバーを跨ぐように順次
巻き掛けるようにする。このときも、隣り合う繊維束の
同一バーに対する巻掛け方向は逆となる。

【００２３】更に、本発明の繊維束の開繊方法は、繊維
束を開繊する本発明の代表的な設備を使って実施され
る。その代表的なスプレッダーバー設備が、請求項３に
係る発明であり、ボビンから引き出された複数本の繊維
束を、同繊維束の引出し方向に直交して並ぶ複数本のバ
ーに巻き掛け、所定の張力下でバーに押し付けて均一に
開繊し、平面状に拡げる開繊用のスプレッダーバー設備
であって、複数本の前記バーは、一平面上に平行に並設
されてなり、各バーに対して、１本以上の隣り合う前記
繊維束の一方が上を跨ぎ、他方が下を潜るようにして、
複数本の並列する前記バーに交互に互い違いに巻き掛け
られてなることを特徴としている。

【００２４】この発明によれば、複数本のスプレッダー
バーは、同繊維束の引出し方向に直交して一平面上に平
行に並んでいる。隣り合う各繊維束は、一方が前記スプ
レッダーバーを跨いで、他方が同スプレッダーバーを潜
るように交互に互い違いに且つ同じ高さで巻き掛けられ
る。所定の張力下で各繊維束を各スプレッダーバーに押
し付けると、同スプレッダーバーに対して、各繊維束の
張力に基づく押圧力が相殺方向に加えられてスプレッダ
ーバーの撓みを小さく抑え、各繊維束は均一に且つ平面
状に順次拡げながら開繊される。

【００２５】複数本のスプレッダーバーを一平面上に平
行に配しているため、開繊される繊維束を含む平面に対
して直交する方向の空間を小さくすることができる。従
って、従来のごとく複数本のスプレッダーバーを上下に
ジグザグ状に配する場合と較べると、スプレッダーバー
設備の専有空間が低減でき、或いは複数段での開繊がで
きる。

【００２６】また、スプレッダーバーの撓みを小さく抑
えることができるため、使用するスプレッダーバーに従
来よりも剛性の低いものを使用しても所定の繊維束張力
が確保でき、更にはその張力を制御するために高価な張
力コントロール装置を必要としない。このため、構造が
簡単となり、その製作費が低減できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明
の代表的な実施形態であるスプレッダーバー設備の一例
を概略的に示す平面図、図２は同側面図である。なお、
これらの図にあって上記従来技術と実質的に同じ部材に
ついては、図４〜図８に付した符号と同一の符号を付し
ている。

【００２８】また、本実施形態ではプリプレグ製造用の
スプレッダーバーを例に挙げて説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば織物製造用のスプ
レッダーバー、炭素繊維を焼成する際の前駆体繊維のス
プレッダーバーなどにも効果的に適用できる。

【００２９】図１及び図２において、符号１０は、本実
施形態であるスプレッダーバー設備であり、その基本的
な構成は図３に示す従来のスプレッダーバー設備１と同
様である。本発明の主要な特徴部は、全てのスプレッダ
ーバー１１ａ，…，１１ａの高さを一平面上に水平に設
定して所定のピッチをもって配列し、隣り合う複数本の
繊維束２，…，２を前記スプレッダーバー１１ａの１本
ごとに、もしくは複数本おきに、一方が上を跨ぎ、他方
が下を潜るように交互に互い違いに巻き掛ける。

【００３０】このスプレッダーバー設備１０によれば、
図示せぬ左右の支持部材に所定のピッチをおいて各スプ
レッダーバー１１ａの両端部がそれぞれ固設支持されて
いる。各スプレッダーバー１１ａは円形断面を有する長
尺の中実体からなり、同じ外径を有している。各スプレ
ッダーバー１１ａは、繊維束２の引出し方向Ｈに直交し
て一平面上に平行に並設されている。

【００３１】本実施形態にあっては、並列する５本のス
プレッダーバー１１ａ，…，１１ａに、図示せぬ多数の
ボビンから同一平面上に引き出された隣り合う８本の繊
維束２，…，２が、所定の張力下で一本ごとに交互に互
い違いに且つ均一に巻き掛けられる。巻き掛けられた隣
り合う各繊維束２は、各スプレッダーバー１１ａを上下
から挟み込むようにして押し付けられる。所定の張力下
で隣り合う各繊維束２を各スプレッダーバー１１ａに押
し付けると、同スプレッダーバー１１ａに対して、各繊
維束２の張力に基づく上下方向の押圧力が相殺方向に加
えられる。

【００３２】一方、上下方向の押圧力と比較すると極め
て小さいが、繊維束２の引出し方向に前記張力に基づく
水平方向の分力が作用している。その結果、前記スプレ
ッダーバー１１ａの上下方向の撓みは殆どなくなり、水
平方向の撓みも張力などに影響せず無視できる程度に小
さく抑えることができ、各繊維束２は均一に且つ平面状
に順次拡げながら開繊される。

【００３３】本実施形態によれば、各スプレッダーバー
１１ａを一平面上に平行に配しているため、開繊される
各繊維束２を含む平面に対して直交する方向の空間を小
さくすることができる。従来のごとく複数本のスプレッ
ダーバー１ａを上下にジグザグ状に配する場合と較べる
と、スプレッダーバー設備１０の専有空間が低減でき
る。この専有空間を利用して、複数段での開繊ができ
る。複数本のスプレッダーバー１１ａ，…，１１ａを複
数段に列状に配し、各列のスプレッダーバー１１ａごと
に各繊維束２を巻き掛けて開繊作業を行なう場合でも、
各列のスプレッダーバー１１ａに対して、１本以上の隣
り合う各繊維束２を交互に互い違いに巻き掛ける。

【００３４】図７に示すように、各繊維束２は、スプレ
ッダーバー通過前の張力Ｔ１、スプレッダーバー通過後
の張力Ｔ２、繊維束２が１ａ上に接触する接触面部分の
接触角θ（ｒａｄ）、繊維束２とスプレッダーバー１１
ａの表面材との間の摩擦係数をμとしたとき、Ｔ２＝Ｔ
１×ｅｘｐ（θ×μ）によって与えられる式に基づい
て、前記スプレッダーバー１１ａを通過するときの各繊
維束２の所定の張力が得るべく前記接触角θと前記摩擦
係数μとの値を設定している。各繊維束２における初期
の張力を最適な値に設定して、各繊維束２を前記スプレ
ッダーバー１１ａに通過させる。

【００３５】このとき、隣り合う各繊維束２を、並列す
る各スプレッダーバー１１ａに交互に互い違いに且つ繊
維束２間の間隔を均等に巻き掛け、同一のスプレッダー
バー１１ａに対して各繊維束２の張力に基づいて生じる
押圧力が相対するようにする。こうして、スプレッダー
バー１１ａの摺接部分に加わる各繊維束２の押圧力を相
殺させる。その結果、各繊維束２と各スプレッダーバー
１１ａとの接触角θを変動させることなく、上述のよう
に前記スプレッダーバー１１ａの撓みを小さく抑えて、
初期の各繊維束２による引出し方向のスプレッダーバー
１１ａに対する押圧力が維持される。

【００３６】更に、スプレッダーバー１１ａの撓みを小
さく抑えることにより、繊維束２の幅方向におけるスプ
レッダーバー１１ａに対する繊維束２の接触角θにも変
動が生じない。その結果、繊維束２の幅方向における開
繊の度合いにも変動が生ぜず、均一な開繊が行われる。

【００３７】更に、図８に示すように、前記スプレッダ
ーバー１１ａにおいて、水平方向の分力Ａと垂直方向の
分力Ｂとの合力Ｃによる撓み力が一方向に集中して作用
することなく、従来のごとく各繊維束２が前記スプレッ
ダーバー１１ａに沿って収束することもない。このよう
に、各繊維束２を偏平状に且つ均一に開繊して拡げるこ
とができ、単位幅当たりの繊維の分布の良い所望の繊維
製品を得ることができるようになる。

【００３８】ところで、繊維束２の開繊の度合いは、繊
維束２の開繊に対する性質、繊維束２とスプレッダーバ
ー１１ａとの摩擦係数μ、繊維束２の張力Ｔ１，Ｔ２、
繊維束２のスプレッダーバー１１ａに対する接触角θに
より決まる。図示せぬ多数のボビンから引き出される各
繊維束２に与えられる張力は増加の方向にあり、その張
力は低下することなく、繊維束２の開繊の度合いが低下
することもない。

【００３９】各スプレッダーバー１１ａのピッチ、本数
や外径等を設定すれば、最適な開繊条件が容易に得られ
る。例えば、各スプレッダーバー１１ａの巻き掛けピッ
チを設定して、隣り合う各繊維束２を、一方が前記スプ
レッダーバー１１ａを跨いで、他方が同スプレッダーバ
ー１１ａを潜るように交互に互い違いに同じ高さで巻き
掛ける。同スプレッダーバー１１ａの撓みがなく、同ス
プレッダーバー１１ａと各繊維束２との接触角が変動し
ないため、初期の各繊維束２の張力を維持して繊維束２
の開繊度合いが安定化する。

【００４０】また、繊維束２の開繊の度合いが少なけれ
ば、スプレッダーバー１１ａの本数を増加し、ピッチを
狭め、或いは外径を大きくする。例えば、同一の張力を
もって開繊度合を少なくしようとするときは、１本のス
プレッダーバー１１ａに対する繊維束２の接触角θを２
本以上のスプレッダーバー１１ａ，…，１１ａに分散さ
せる。同一のスプレッダーバー１１ａに対して、隣り合
う各繊維束２の巻掛け方向を互い違いにして、各繊維束
２が２本以上のスプレッダーバー１１ａ，…，１１ａを
跨いで次の２本以上のスプレッダーバー１１ａ，…，１
１ａを潜るように順次巻き掛ける。

【００４１】本実施形態では、スプレッダーバー１１ａ
は円形断面をなしているが、例えば断面が多角形をなす
スプレッダーバー１１ａを使用することができ、繊維束
２を損傷しない形状であれば、他の断面形状を有するス
プレッダーバー１１ａを採用してもよい。

【００４２】また、図８に示した分力Ａの水平方向に対
するスプレッダーバー１１ａの撓みを小さくしたけれ
ば、この向きに対するスプレッダーバー１１ａの剛性を
高くする。その一例として、スプレッダーバー１１ａ
は、例えば繊維束２の引出し方向Ｈである横方向に潰れ
たような楕円断面をなしていてもよい。

【００４３】また、従来のごとくスプレッダーバー１１
ａが撓むことを少しでも避けるために外径の太い、例え
ば５０ｍｍφ程度の高価なスプレッダーバーを用いるこ
となく、比較的に外径の細い、例えば２０ｍｍφの安価
なスプレッダーバー１１ａでも、その撓みを十分に小さ
く抑えることができる。

【００４４】本実施形態によれば、繊維束２の張力を如
何に設定しても、その張力に基づく押圧力によって撓み
が大きくならないため、格別の張力コントロール設備等
を設ける必要がない。このため、従来のごときスプレッ
ダーバー設備１と較べると、スプレッダーバー設備１０
の構造が簡単となり、実用的であり、且つ廉価なスプレ
ッダーバー設備１０が得られ、その製造費をも高騰させ
ることなく経済的な効果が顕著に得られる。

【００４５】以下に、本発明のスプレッダーバー１１ａ
を使用した場合と、従来のスプレッダーバー１ａを使用
した場合とを比較した。 （具体例１）繊維材料に、Grafil社製の炭素繊維３４−
７００を使い、単位面積当たりの重量が１１５ｇ／ｍ²
となるように引き揃え、その引き揃えた繊維に、樹脂を
離型紙上に塗布した樹脂フィルムを重ねて前記樹脂を含
浸し、幅１ｍのプリプレグを製造した。

【００４６】そして、次の初期条件下における本発明の
スプレッダーバー１１ａによる開繊と従来のスプレッダ
ーバー１ａによる開繊の結果を、各バー１１ａ，１ａの
軸方向に対する単位面積当たりの繊維重量分布（ＦＡ
Ｗ）と、張力の変動を考慮して、約２０００ｍ使用後の
ＦＡＷの分布とを評価した。図３（ａ）及び（ｂ）に本
発明による単位面積当たりの繊維重量分布（ＦＡＷ）の
変化を、同図（ｃ）及び（ｄ）に従来の単位面積当たり
の繊維重量分布（ＦＡＷ）の変化を示している。

【００４７】「本発明による場合」３／４インチ径の円
形断面を有する６本のハードクロム製のスプレッダーバ
ー１１ａを、１．５インチのピッチをおいて一平面上に
平行に並べた本発明のスプレッダーバー設備１０を使っ
て調査したところ、図３（ａ），（ｂ）に示すように、
初期に設定された各繊維束２による前記スプレッダーバ
ー１１ａに対する押圧力を維持して、単位幅当たりの目
付けが一定のプリプレグを製造できた。単位幅当たりの
繊維分布の良い所望の製品幅をもつ繊維製品が得られ
た。

【００４８】「従来による場合」これに対して、１．５
インチ径の円形断面を有する６本のハードクロム製のス
プレッダーバー１ａを、２インチのピッチをおいて上下
に２インチの高低差でジグザグ状に配した従来のスプレ
ッダーバー設備１を使用した。その結果、図３（ｃ）、
（ｄ）に示すように、初期設定された各繊維束２による
スプレッダーバー１１ａに対する押圧力が変化して単位
幅当たりの目付けがさらに不均一となり、繊維束２を均
一に開繊して拡げることができなかった。単位幅当たり
の繊維分布の良い繊維製品が得られなかった。

【００４９】以上の説明からも明らかなように、本発明
に係る繊維束の開繊方法、及びそのスプレッダーバー設
備１０によれば、各スプレッダーバー１１ａが一平面状
に平行に並ぶスプレッダーバー設備１０とし、且つ開繊
される隣り合う繊維束２が前記スプレッダーバー１１ａ
を１本ごとに、もしくは複数本おきに一方が上を跨い
で、他方が下を潜るようにして交互に互い違いに巻き掛
けているため、初期設定された各繊維束２による前記ス
プレッダーバー１１ａに対する押圧力が維持されて製品
上の単位幅当たりの目付けを一定にすることができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではな
く、それらの実施形態から当業者が容易に変更可能な技
術的な範囲をも当然に包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態であるスプレッダー
バー設備の一例を概略的に示す平面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】本発明のスプレッダーバーと従来のスプレッダ
ーバーとの単位面積当たりの繊維重量分布の変化を示す
グラフである。

【図４】従来のスプレッダーバー設備を概略的に示す斜
視図である。

【図５】スプレッダーバーによる繊維束の開繊の原理を
説明するための説明図である。

【図６】従来のスプレッダーバーの撓みにより生じる繊
維束の滑りを説明するための説明図である。

【図７】繊維束の張力と摩擦係数との関係を説明するた
めの説明図である。

【図８】スプレッダーバーに加わる張力の関係を説明す
るための説明図である。

【符号の説明】

１，１０ スプレッダーバー設備 １a,１１ａ スプレッダーバー ２ 繊維束 ３ 支持部材 Ａ 水平方向の分力 Ｂ 垂直方向の分力 Ｃ 合力 Ｔ１ 繊維束に与えられる入り側張力 Ｔ２ 摩擦により増加した張力 θ スプレッダーバー上に繊維が接触する角
度 μ 繊維束とスプレッダーバー表面材の摩擦
係数

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボビンから引き出された複数本の繊維束
   を、同繊維束の引出し方向に直交して並ぶ複数本のバー
   に巻き掛け、所定の張力下で各バーに押し付けて均一に
   開繊し、平面状に拡げる繊維束の開繊方法であって、 各バーに対して、１本以上の隣り合う前記繊維束を、一
   方が上を跨ぎ、他方が下を潜るようにして、複数本の前
   記バーに交互に互い違いに巻き掛けること、を含んでな
   ることを特徴とする繊維束の開繊方法。
2. 【請求項２】 隣り合う複数本の前記繊維束を、複数本
   の前記バーのうちの１本以上を跨いで交互に互い違いに
   巻き掛けることを含んでなる請求項１記載の繊維束の開
   繊方法。
3. 【請求項３】 ボビンから引き出された複数本の繊維束
   を、同繊維束の引出し方向に直交して並ぶ複数本のバー
   に巻き掛け、所定の張力下でバーに押し付けて均一に開
   繊し、平面状に拡げる開繊用のスプレッダーバー設備で
   あって、 複数本の前記バーは、一平面上に平行に並設されてな
   り、 各バーに対して、１本以上の隣り合う前記繊維束の一方
   が上を跨ぎ、他方が下を潜るようにして、複数本の並列
   する前記バーに交互に互い違いに巻き掛けられてなるこ
   とを特徴とするスプレッダーバー設備。