JP3049225B2 - 開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置 - Google Patents
開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置Info
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- JP3049225B2 JP3049225B2 JP33911397A JP33911397A JP3049225B2 JP 3049225 B2 JP3049225 B2 JP 3049225B2 JP 33911397 A JP33911397 A JP 33911397A JP 33911397 A JP33911397 A JP 33911397A JP 3049225 B2 JP3049225 B2 JP 3049225B2
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- fiber
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、開繊シートの製造
技術、更に詳しくは、多数のフィラメントがサイジング
剤によって結合されて集束された繊維束を、幅方向に無
理なく迅速、かつ、確実に展舒して形態的に安定した高
品質の開繊シートを量産できる方法と装置に関するもの
であり、特に繊維強化材料の補強材として用いる炭素繊
維束、ガラス繊維束などで開繊シートを製造する技術分
野おいて頗る有用である。
技術、更に詳しくは、多数のフィラメントがサイジング
剤によって結合されて集束された繊維束を、幅方向に無
理なく迅速、かつ、確実に展舒して形態的に安定した高
品質の開繊シートを量産できる方法と装置に関するもの
であり、特に繊維強化材料の補強材として用いる炭素繊
維束、ガラス繊維束などで開繊シートを製造する技術分
野おいて頗る有用である。
【０００２】
【従来の技術】一般に炭素繊維束、ガラス繊維束などは
繊維強化成形体の補強材として使用されるが、そのサイ
ジング剤としては形態安定性の保持、マトリックス樹脂
との接着性、そして取扱性を考慮して、エポキシ樹脂系
集束剤やポリエステル樹脂系集束剤が採択されている。
しかして、これらのエポキシ樹脂系集束剤やポリエステ
ル樹脂系集束剤は柔軟性と微着性があり、しかも加熱す
ると軟化し、かつ高温に加熱すると炭化して簡単に除去
できるといった性質を有している。
繊維強化成形体の補強材として使用されるが、そのサイ
ジング剤としては形態安定性の保持、マトリックス樹脂
との接着性、そして取扱性を考慮して、エポキシ樹脂系
集束剤やポリエステル樹脂系集束剤が採択されている。
しかして、これらのエポキシ樹脂系集束剤やポリエステ
ル樹脂系集束剤は柔軟性と微着性があり、しかも加熱す
ると軟化し、かつ高温に加熱すると炭化して簡単に除去
できるといった性質を有している。
【０００３】しかして、上記繊維束を繊維強化成形体の
補強材として用いるときには、これを薄くシート状に開
繊して用いるが、この場合、シート状に開繊された繊維
束は構成フィラメントの各々が糸切れがない状態に一定
密度に薄く平行に並んで絡みがなく、一定幅に均一に引
き揃っていることが必要である。
補強材として用いるときには、これを薄くシート状に開
繊して用いるが、この場合、シート状に開繊された繊維
束は構成フィラメントの各々が糸切れがない状態に一定
密度に薄く平行に並んで絡みがなく、一定幅に均一に引
き揃っていることが必要である。
【０００４】ところで、この種の繊維束から開繊シート
を製造する方法として本発明者らは繊維束を流送させな
がら流送過程にある繊維束に気流を通過させることによ
って構成フィラメントを幅方向に拡展させる方法を提案
したが（PCT/JP97/01145）、この方法は流体力学的に構
成フィラメントを幅外方へ移動させ、各構成フィラメン
トの間に気流の通過した空隙を形成することによって繊
維束を拡展せしめるものである（以下、「気流法」と称
す）。
を製造する方法として本発明者らは繊維束を流送させな
がら流送過程にある繊維束に気流を通過させることによ
って構成フィラメントを幅方向に拡展させる方法を提案
したが（PCT/JP97/01145）、この方法は流体力学的に構
成フィラメントを幅外方へ移動させ、各構成フィラメン
トの間に気流の通過した空隙を形成することによって繊
維束を拡展せしめるものである（以下、「気流法」と称
す）。
【０００５】しかしながら、繊維束がサイジング剤によ
って強く結合して集束されていると当該繊維束を構成す
るフィラメントの間に気流が通過し難く、強い気流に会
合させても構成フィラメントの間が広らず、思うように
開繊が進行しない。そこで、このような問題の対応策と
して、前記吸引気流による開繊に先立って予じめ圧延ロ
ールなどによる予備開繊を施すという手段を試みたので
あるが、実際に市販の繊維束におけるサイジング剤の結
合力は様々である。それゆえ、サイジング剤の結合力が
余り強くなく程良い繊維束にあってはスムースに開繊さ
れて良質の開繊シートを得ることができるのであるが、
サイジング剤の結合による集束力が強くて繊維束の拡展
が侭に成らないときは良質の開繊シートが得られず、ま
た繊維束によっては圧延ロールによる予備開繊の際に繊
維の傷付き、毛羽立ちといった障害が発生する場合もあ
った。
って強く結合して集束されていると当該繊維束を構成す
るフィラメントの間に気流が通過し難く、強い気流に会
合させても構成フィラメントの間が広らず、思うように
開繊が進行しない。そこで、このような問題の対応策と
して、前記吸引気流による開繊に先立って予じめ圧延ロ
ールなどによる予備開繊を施すという手段を試みたので
あるが、実際に市販の繊維束におけるサイジング剤の結
合力は様々である。それゆえ、サイジング剤の結合力が
余り強くなく程良い繊維束にあってはスムースに開繊さ
れて良質の開繊シートを得ることができるのであるが、
サイジング剤の結合による集束力が強くて繊維束の拡展
が侭に成らないときは良質の開繊シートが得られず、ま
た繊維束によっては圧延ロールによる予備開繊の際に繊
維の傷付き、毛羽立ちといった障害が発生する場合もあ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、先に提案し
た気流法を更に改善するものであって、繊維束のサイジ
ング剤による構成フィラメントの集束結合が強力であっ
ても、構成フィラメントを幅方向へ無理なく迅速、か
つ、確実に展舒して形態的に安定した高品質の開繊シー
トを量産できる方法と装置を提供することを技術的課題
とする。
た気流法を更に改善するものであって、繊維束のサイジ
ング剤による構成フィラメントの集束結合が強力であっ
ても、構成フィラメントを幅方向へ無理なく迅速、か
つ、確実に展舒して形態的に安定した高品質の開繊シー
トを量産できる方法と装置を提供することを技術的課題
とする。
【０００７】また、本発明の他の技術的課題は、繊維束
を構成するフィラメントに無理な外力を与えることな
く、サイジング剤を緩やかに解ぐして気流法による開繊
を促進することができる開繊シートの製造方法と装置を
提供するにある。
を構成するフィラメントに無理な外力を与えることな
く、サイジング剤を緩やかに解ぐして気流法による開繊
を促進することができる開繊シートの製造方法と装置を
提供するにある。
【０００８】さらに本発明の他の技術的課題は、市販の
繊維束におけるサイジング剤の集束結合力に関わりな
く、オールラウンドに処理して良質の開繊シートを製造
することができる方法と装置を提供するにある。
繊維束におけるサイジング剤の集束結合力に関わりな
く、オールラウンドに処理して良質の開繊シートを製造
することができる方法と装置を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するために採用した手段】しかして、本発
明者らが上記技術的課題を方法的に解決するため採用し
た手段は、流送過程にある繊維束を加熱して繊維束のサ
イジング剤を帯熱柔軟化させることによって構成フィラ
メントの集束状態を緩舒させるという集束緩舒工程と；
この集束緩舒工程を経てサイジング剤が帯熱柔軟化状態
にある時間を巧みに利用して当該繊維束を所要のオーバ
ーフィード量に保ちながら交差方向に気流を通過せし
め、弓なりに緊張する気流通過部位において繊維束の構
成フィラメントを幅方向に解き分けて当該繊維束をシー
ト状に展舒するというフィラメント通気展舒工程と；前
記気流接触を利用して当該繊維束を強制放熱しサイジン
グ剤を硬化させて繊維束を展舒された状態のシート状形
態にセットせしめる形態安定セット工程とを履歴させて
開繊シートを得るという点に特徴がある。
明者らが上記技術的課題を方法的に解決するため採用し
た手段は、流送過程にある繊維束を加熱して繊維束のサ
イジング剤を帯熱柔軟化させることによって構成フィラ
メントの集束状態を緩舒させるという集束緩舒工程と；
この集束緩舒工程を経てサイジング剤が帯熱柔軟化状態
にある時間を巧みに利用して当該繊維束を所要のオーバ
ーフィード量に保ちながら交差方向に気流を通過せし
め、弓なりに緊張する気流通過部位において繊維束の構
成フィラメントを幅方向に解き分けて当該繊維束をシー
ト状に展舒するというフィラメント通気展舒工程と；前
記気流接触を利用して当該繊維束を強制放熱しサイジン
グ剤を硬化させて繊維束を展舒された状態のシート状形
態にセットせしめる形態安定セット工程とを履歴させて
開繊シートを得るという点に特徴がある。
【００１０】また、本発明者らが上記技術的課題を解決
するために採用した機構的手段は、連続的に流送されて
くる繊維束を加熱し、繊維束の構成フィラメント同士を
集束しているサイジング剤を帯熱柔軟状態に変化せしめ
る加熱手段と；このサイジング剤が帯熱柔軟状態を保持
して送られる繊維束の移動行路に対面するごとく所要の
横断幅をもって配設され、其処を通過する繊維束に吸引
気流を通過させて開繊シートに展舒せしめる風道手段
と；この風道手段を挟んで配設されており、通過する繊
維束に所要のオーバーフィード量を付与して、吸引気流
と会合する繊維束部位に弓なりの撓曲姿勢を保持させつ
ゝ当該繊維束を流送するフィード手段とを連関統合して
開繊シート製造装置を構成したことを特徴とするもので
ある。
するために採用した機構的手段は、連続的に流送されて
くる繊維束を加熱し、繊維束の構成フィラメント同士を
集束しているサイジング剤を帯熱柔軟状態に変化せしめ
る加熱手段と；このサイジング剤が帯熱柔軟状態を保持
して送られる繊維束の移動行路に対面するごとく所要の
横断幅をもって配設され、其処を通過する繊維束に吸引
気流を通過させて開繊シートに展舒せしめる風道手段
と；この風道手段を挟んで配設されており、通過する繊
維束に所要のオーバーフィード量を付与して、吸引気流
と会合する繊維束部位に弓なりの撓曲姿勢を保持させつ
ゝ当該繊維束を流送するフィード手段とを連関統合して
開繊シート製造装置を構成したことを特徴とするもので
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添附図面に示す実
施形態に基いて、さらに詳しく説明する。 〔方法発明の実施形態〕本発明の技術的課題を方法的に
解決する手段は、図１に方法実施形態として示す。図１
において、符号Ｔで指示するものは繊維束であり、本実
施形態においては７μｍのカーボンファイバーを12,000
本をエポキシ樹脂系サイジング剤によって幅 6.1mm、厚
さ 0.1mmの偏平状態にに集束させたものが開繊対象に選
択されている。
施形態に基いて、さらに詳しく説明する。 〔方法発明の実施形態〕本発明の技術的課題を方法的に
解決する手段は、図１に方法実施形態として示す。図１
において、符号Ｔで指示するものは繊維束であり、本実
施形態においては７μｍのカーボンファイバーを12,000
本をエポキシ樹脂系サイジング剤によって幅 6.1mm、厚
さ 0.1mmの偏平状態にに集束させたものが開繊対象に選
択されている。
【００１２】図１において、図示しない給糸機から５ｍ
／min の流送速度で線状に連続的に流送されてくる繊維
束Ｔは、フィーダー手段を構成するフロントフィーダー
11に引き取られバックフィーダー12方向へ調速制御され
て約２cmのオーバーフィード量が生ずるように送り出さ
れる。このフロントフィーダー11とバックフィーダー12
との間には、上流側に加熱手段２としての熱風送風器、
下流側に風道手段３としての吸引風道管が配設されてお
り、熱風送風器２は繊維束Ｔの上方(20mm)から200 ℃の
熱風を風速10ｍ／sec で吹き付けてエポキシ樹脂系サイ
ジング剤を帯熱柔軟化させながら上記繊維束Ｔを吸引風
道管３に送り込むところの集束緩舒工程を施されるので
あり、図中の帯熱柔軟流域ｈにおいては繊維束Ｔの内部
深く熱が万遍に浸透してサイジング剤が柔軟化し繊維束
Ｔの構成フィラメント相互の集束結合力が緩められる。
そして、この万遍に熱浸透が進んで緩舒された帯熱柔軟
状態の繊維束Ｔは吸引風道管３に導入される。この吸引
風道管３には、バキュームポンプ31と気流コントロール
バルブ32とが付帯されており、当該吸引風道管３の吸引
口3a（通気流域ｓ＝20mm長）に風速50ｍ／sec の吸引気
流を連続的に発生させるようになっている。
／min の流送速度で線状に連続的に流送されてくる繊維
束Ｔは、フィーダー手段を構成するフロントフィーダー
11に引き取られバックフィーダー12方向へ調速制御され
て約２cmのオーバーフィード量が生ずるように送り出さ
れる。このフロントフィーダー11とバックフィーダー12
との間には、上流側に加熱手段２としての熱風送風器、
下流側に風道手段３としての吸引風道管が配設されてお
り、熱風送風器２は繊維束Ｔの上方(20mm)から200 ℃の
熱風を風速10ｍ／sec で吹き付けてエポキシ樹脂系サイ
ジング剤を帯熱柔軟化させながら上記繊維束Ｔを吸引風
道管３に送り込むところの集束緩舒工程を施されるので
あり、図中の帯熱柔軟流域ｈにおいては繊維束Ｔの内部
深く熱が万遍に浸透してサイジング剤が柔軟化し繊維束
Ｔの構成フィラメント相互の集束結合力が緩められる。
そして、この万遍に熱浸透が進んで緩舒された帯熱柔軟
状態の繊維束Ｔは吸引風道管３に導入される。この吸引
風道管３には、バキュームポンプ31と気流コントロール
バルブ32とが付帯されており、当該吸引風道管３の吸引
口3a（通気流域ｓ＝20mm長）に風速50ｍ／sec の吸引気
流を連続的に発生させるようになっている。
【００１３】しかして、繊維束Ｔはフロントフィーダー
11とバックフィーダー12とで構成されるフィーダー手段
によって吸引風道管の吸引口3aの中に所望の撓み量
（ｔ：本実施形態では、12mm)が生ずるように調速制御さ
れている。ちなみに、吸引風道管３の吸引口3a内に符号
33で指示されるものは投受光型のＣＣＤラインセンサー
であり、常時、其処を通る繊維束Ｔの撓み量を検出して
制御信号を出力し、フロントフィーダー11のサーボモー
ター（図示せず）の回転速度を制御して吸引風道管の吸
引口3a内の撓み量を必要な値のオーバーフィード状態を
保たせる。
11とバックフィーダー12とで構成されるフィーダー手段
によって吸引風道管の吸引口3aの中に所望の撓み量
（ｔ：本実施形態では、12mm)が生ずるように調速制御さ
れている。ちなみに、吸引風道管３の吸引口3a内に符号
33で指示されるものは投受光型のＣＣＤラインセンサー
であり、常時、其処を通る繊維束Ｔの撓み量を検出して
制御信号を出力し、フロントフィーダー11のサーボモー
ター（図示せず）の回転速度を制御して吸引風道管の吸
引口3a内の撓み量を必要な値のオーバーフィード状態を
保たせる。
【００１４】かくして、帯熱柔軟流域ｈを経由して吸引
風道管３の吸引口3aに導かれてきた繊維束Ｔのサイジン
グ剤は熱の浸透により全体が柔軟化して構成フィラメン
トの集束が緩舒した状態で吸引風道管の吸引口3aに突入
し、其処で風速50ｍ／sec の吸引気流に会合する。そし
て、このとき、繊維束Ｔを結合していたサイジング剤は
熱で柔軟化して構成フィラメントの集束が緩舒された状
態になっているので、吸引口3aで弓なりに撓曲して移動
する際に集束が緩んだ各構成フィラメントの間を吸引気
流が吹き通って各構成フィラメントを幅外方へ解き分け
て繊維束Ｔ全体は幅方向へシート状に展舒されると同時
に、その際の吸引気流は帯熱状態にある当該繊維束のサ
イジング剤を強制空冷して硬化させ、開繊シートＴW の
安定した形態にセットせしめることになる。こうして、
所定幅サイズの安定な製品形態にセットされた開繊シー
トＴW は、巻取機（図示せず）で巻き取られてゆくこと
になる。
風道管３の吸引口3aに導かれてきた繊維束Ｔのサイジン
グ剤は熱の浸透により全体が柔軟化して構成フィラメン
トの集束が緩舒した状態で吸引風道管の吸引口3aに突入
し、其処で風速50ｍ／sec の吸引気流に会合する。そし
て、このとき、繊維束Ｔを結合していたサイジング剤は
熱で柔軟化して構成フィラメントの集束が緩舒された状
態になっているので、吸引口3aで弓なりに撓曲して移動
する際に集束が緩んだ各構成フィラメントの間を吸引気
流が吹き通って各構成フィラメントを幅外方へ解き分け
て繊維束Ｔ全体は幅方向へシート状に展舒されると同時
に、その際の吸引気流は帯熱状態にある当該繊維束のサ
イジング剤を強制空冷して硬化させ、開繊シートＴW の
安定した形態にセットせしめることになる。こうして、
所定幅サイズの安定な製品形態にセットされた開繊シー
トＴW は、巻取機（図示せず）で巻き取られてゆくこと
になる。
【００１５】本発明装置の技術的課題を機構的に解決す
る手段は上記方法発明の実施形態の説明に引用した図１
の装置のほか、図２〜図７の実施形態に示される。
る手段は上記方法発明の実施形態の説明に引用した図１
の装置のほか、図２〜図７の実施形態に示される。
【００１６】〔装置発明の実施形態〕図２の実施形態
は、加熱手段２として加熱ロール１本を配設して構成し
た点が図１に示す装置と異なり、フィード手段（11・1
2）の構成および制御機構、吸引風道菅３の構成は図１
の装置と変わりがない。
は、加熱手段２として加熱ロール１本を配設して構成し
た点が図１に示す装置と異なり、フィード手段（11・1
2）の構成および制御機構、吸引風道菅３の構成は図１
の装置と変わりがない。
【００１７】図３および図４に示す実施形態は、加熱手
段２として、５本の回転加熱ロールから成るロール列を
繊維束の流路上に配設して繊維束Ｔを広い流域に亙って
段々に加熱して繊維束Ｔのサイジング剤を帯熱柔軟化さ
せるものであり、一挙に高温加熱を施すことが困難な材
質のサイジング剤や繊維束を対象とする場合に有利であ
る。この実施形態の装置においては加熱ロール列に繊維
束を圧接して流送することによって帯熱柔軟化の進行す
る当該繊維束を徐々に幅方向へ緩舒するという前処理を
施してから吸引風道菅３に導入することになるので、吸
引風道管における吸引開繊効率が高くなる。なお、本実
施形態の装置における他の構成は図１の装置と基本的に
同一である。
段２として、５本の回転加熱ロールから成るロール列を
繊維束の流路上に配設して繊維束Ｔを広い流域に亙って
段々に加熱して繊維束Ｔのサイジング剤を帯熱柔軟化さ
せるものであり、一挙に高温加熱を施すことが困難な材
質のサイジング剤や繊維束を対象とする場合に有利であ
る。この実施形態の装置においては加熱ロール列に繊維
束を圧接して流送することによって帯熱柔軟化の進行す
る当該繊維束を徐々に幅方向へ緩舒するという前処理を
施してから吸引風道菅３に導入することになるので、吸
引風道管における吸引開繊効率が高くなる。なお、本実
施形態の装置における他の構成は図１の装置と基本的に
同一である。
【００１８】図５に示す実施形態は、加熱手段２とし
て、超音波発生器を採用したものであって、給糸機（図
示せず）から流送されてくる繊維束Ｔに対し 35,000HZ
の超音波振動を与えて繊維束Ｔおよびサイジング剤を 2
00℃に振動熱を発生させ、当該サイジング剤を帯熱柔軟
化させるものである。この実施形態例においても、その
他の構成は図１のものと基本的に同一である。
て、超音波発生器を採用したものであって、給糸機（図
示せず）から流送されてくる繊維束Ｔに対し 35,000HZ
の超音波振動を与えて繊維束Ｔおよびサイジング剤を 2
00℃に振動熱を発生させ、当該サイジング剤を帯熱柔軟
化させるものである。この実施形態例においても、その
他の構成は図１のものと基本的に同一である。
【００１９】図６に示す実施形態は、加熱手段として高
周波誘電加熱器( 80Ｍ HZ ）を採択したものであって、
ガラス繊維束等の絶縁性素材の繊維束Ｔの開繊処理に適
している。この実施形態例も、その他の構成は図１のも
のと基本的に同一である。
周波誘電加熱器( 80Ｍ HZ ）を採択したものであって、
ガラス繊維束等の絶縁性素材の繊維束Ｔの開繊処理に適
している。この実施形態例も、その他の構成は図１のも
のと基本的に同一である。
【００２０】図７に示す実施形態は、加熱手段としてセ
ラミックス遠赤外線ヒーターを採用したものであり、そ
の他の構成は図１のものと基本的に同一である。
ラミックス遠赤外線ヒーターを採用したものであり、そ
の他の構成は図１のものと基本的に同一である。
【００２１】
【実施例】次に、本発明を図１の装置を使用してカーボ
ンファイバーの繊維束を加工対象として開繊シートを製
造した実施例を挙げて、本発明の効果を検証する。 〔実施例１〕 加工対象とした繊維束 ａ．構成カーボンファイバー ７μｍ ｂ．構成繊維本数 12,000本 ｃ．初期繊維束（幅） 6.1mm ｄ．サイジング剤 エポキシ樹脂系集束剤 加工条件 ｅ．繊維束の上方20mmの位置から 200℃の熱風吹付 ｆ．風速 10ｍ／sec ｇ．熱風器の数 １基 ｈ．吸引風道菅規格 通気流域ｓ＝20mmの吸引口 ｉ．繊維束の流送速度 ５ｍ／min 開繊状態 ｊ．吸引風道通過直後の拡展幅 36mm（平均） ｋ．サイジング剤安定硬化後の拡展幅 28mm（平均） 比較例 図１の熱風器２に代えて、ロール圧延器（上下一対のロールを５連）で同一 種類の繊維束を幅 10 mmに予備圧延したうえで、吸引風道３によって吸引気流に よる開繊を施したが、この場合における最終開繊幅は19mmであった。実施例１に よる幅拡展率は、比較例の実に1.47倍に達した。 〔実施例２〕 加工対象とした繊維束 ａ．構成カーボンファイバー 7μｍ ｂ．構成繊維本数 6,000本 ｃ．初期繊維束（幅） 2 mm ｄ．サイジング剤 エポキシ樹脂結合剤が強固に固結 加工条件 ｅ．繊維束の上方10mmの位置から 400℃の熱風吹付 ｆ．風速 10 ｍ／sec ｇ．熱風器の数 １基 ｈ．吸引風道菅規格 通気流域ｓ＝20mmの吸引口 ｉ．繊維束の流送速度 ５ｍ／min 開繊状態 ｊ．吸引風道通過直後の拡展幅 15mm（平均） ｋ．サイジング剤安定硬化後の拡展幅 10mm（平均） 図１の熱風器２に代えて、ロール圧延器（上下一対のロ
ールを５連）で同一種類の繊維束を幅 ３mmに予備圧延
したうえで、吸引風道３によって吸引気流による開繊を
施したが、この場合における最終開繊幅は４mmであっ
た。実施例２による幅拡展率は、比較例の実に2.5倍に
達した。
ンファイバーの繊維束を加工対象として開繊シートを製
造した実施例を挙げて、本発明の効果を検証する。 〔実施例１〕 加工対象とした繊維束 ａ．構成カーボンファイバー ７μｍ ｂ．構成繊維本数 12,000本 ｃ．初期繊維束（幅） 6.1mm ｄ．サイジング剤 エポキシ樹脂系集束剤 加工条件 ｅ．繊維束の上方20mmの位置から 200℃の熱風吹付 ｆ．風速 10ｍ／sec ｇ．熱風器の数 １基 ｈ．吸引風道菅規格 通気流域ｓ＝20mmの吸引口 ｉ．繊維束の流送速度 ５ｍ／min 開繊状態 ｊ．吸引風道通過直後の拡展幅 36mm（平均） ｋ．サイジング剤安定硬化後の拡展幅 28mm（平均） 比較例 図１の熱風器２に代えて、ロール圧延器（上下一対のロールを５連）で同一 種類の繊維束を幅 10 mmに予備圧延したうえで、吸引風道３によって吸引気流に よる開繊を施したが、この場合における最終開繊幅は19mmであった。実施例１に よる幅拡展率は、比較例の実に1.47倍に達した。 〔実施例２〕 加工対象とした繊維束 ａ．構成カーボンファイバー 7μｍ ｂ．構成繊維本数 6,000本 ｃ．初期繊維束（幅） 2 mm ｄ．サイジング剤 エポキシ樹脂結合剤が強固に固結 加工条件 ｅ．繊維束の上方10mmの位置から 400℃の熱風吹付 ｆ．風速 10 ｍ／sec ｇ．熱風器の数 １基 ｈ．吸引風道菅規格 通気流域ｓ＝20mmの吸引口 ｉ．繊維束の流送速度 ５ｍ／min 開繊状態 ｊ．吸引風道通過直後の拡展幅 15mm（平均） ｋ．サイジング剤安定硬化後の拡展幅 10mm（平均） 図１の熱風器２に代えて、ロール圧延器（上下一対のロ
ールを５連）で同一種類の繊維束を幅 ３mmに予備圧延
したうえで、吸引風道３によって吸引気流による開繊を
施したが、この場合における最終開繊幅は４mmであっ
た。実施例２による幅拡展率は、比較例の実に2.5倍に
達した。
【００２２】本発明の方法および装置は概ね上記のとお
りであるが、本発明は前述の実施形態に限定されるもの
では決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種
々の設計変更が可能であって、特に繊維束のサイジング
剤を帯熱柔軟状態に加熱して構成フィラメントの集束を
緩舒せしめる加熱手段に関してはサイジング剤を軟化さ
せ得る他の加熱手段も種々採択することができ、また、
そのような加熱手段を組み合わせて複合的に用いること
も可能であって、本発明の技術的範囲に属することは云
うまでもない。
りであるが、本発明は前述の実施形態に限定されるもの
では決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種
々の設計変更が可能であって、特に繊維束のサイジング
剤を帯熱柔軟状態に加熱して構成フィラメントの集束を
緩舒せしめる加熱手段に関してはサイジング剤を軟化さ
せ得る他の加熱手段も種々採択することができ、また、
そのような加熱手段を組み合わせて複合的に用いること
も可能であって、本発明の技術的範囲に属することは云
うまでもない。
【００２３】また、図１および図３と４に示す実施形態
においては、何れも、加熱ロールは駆動源によってドラ
イブされる回転加熱ロールが採用しているけれども、フ
リーロール方式であってもよく、また回転不能な固定ロ
ール方式であってもよいのであり、何れにしても、本発
明の技術的範囲に属する。
においては、何れも、加熱ロールは駆動源によってドラ
イブされる回転加熱ロールが採用しているけれども、フ
リーロール方式であってもよく、また回転不能な固定ロ
ール方式であってもよいのであり、何れにしても、本発
明の技術的範囲に属する。
【００２４】
【発明の効果】以上、実施形態を挙げて具体的に説明し
たとおり、本発明は繊維束を集束しているサイジング剤
が帯熱することによって柔軟状態に軟化するというサイ
ジング剤の物性を巧みに利用し、この性質を利用してサ
イジング剤を帯熱柔軟化させた状態で所要のオーバーフ
ィード量に保たせて当該繊維束に対して交差方向に気流
を通過させ、弓なりに緊張する気流通過部位において繊
維束の構成フィラメントを幅方向に解き分けて当該繊維
束をシート状に展舒しつゝ、その際の強制放熱によって
サイジング剤を硬化させ繊維束を展舒された状態のシー
ト状形態にセットするという構成を採用している。それ
ゆえ、繊維束のサイジング剤が強く結合して構成フィラ
メントの集束が非常に強力な繊維束を対象としても、オ
ールラウンドに構成フィラメントを幅方向へ無理なく迅
速、かつ、確実に展舒して形態的に安定した高品質の開
繊シートを量産することが可能である。
たとおり、本発明は繊維束を集束しているサイジング剤
が帯熱することによって柔軟状態に軟化するというサイ
ジング剤の物性を巧みに利用し、この性質を利用してサ
イジング剤を帯熱柔軟化させた状態で所要のオーバーフ
ィード量に保たせて当該繊維束に対して交差方向に気流
を通過させ、弓なりに緊張する気流通過部位において繊
維束の構成フィラメントを幅方向に解き分けて当該繊維
束をシート状に展舒しつゝ、その際の強制放熱によって
サイジング剤を硬化させ繊維束を展舒された状態のシー
ト状形態にセットするという構成を採用している。それ
ゆえ、繊維束のサイジング剤が強く結合して構成フィラ
メントの集束が非常に強力な繊維束を対象としても、オ
ールラウンドに構成フィラメントを幅方向へ無理なく迅
速、かつ、確実に展舒して形態的に安定した高品質の開
繊シートを量産することが可能である。
【図１】図１は本発明の方法実施形態を示す処理工程
と、その処理工程を実行するために採択した本発明装置
の第１実施形態を表わした機構説明図である。
と、その処理工程を実行するために採択した本発明装置
の第１実施形態を表わした機構説明図である。
【図２】図２は本発明装置の第２実施形態を表わした平
面機構説明図である。
面機構説明図である。
【図３】図３は本発明装置の第３実施形態を表わした平
面機構説明図である。
面機構説明図である。
【図４】図４は上記第３実施形態を側面から表わした機
構説明図である。
構説明図である。
【図５】図５は本発明装置の第４実施形態を表わした機
構説明図である。
構説明図である。
【図６】図６は本発明装置の第５実施形態を表わした機
構説明図である。
構説明図である。
【図７】図７は本発明装置の第６実施形態を表わした機
構説明図である。
構説明図である。
２ 加熱手段 ３ 風道手段 31 バキュームポンプ 32 気流コントロールバルブ 33 ＣＣＤラインセンサー 11 フロントフィーダー 12 バックフィーダー Ｔ 繊維束 ＴW 開繊シート
Claims (7)
- 【請求項１】 流送中の繊維束を加熱することにより繊
維束のサイジング剤を帯熱柔軟化させ、このサイジング
剤が帯熱柔軟化状態にある間に当該繊維束を所要のオー
バーフィード量に保ちながら交差方向に気流を通過せし
め、弓なりに緊張する気流通過部位において繊維束の構
成フィラメントを幅方向に解き分けて当該繊維束をシー
ト状に展舒する一方、その際の強制放熱によりサイジン
グ剤を硬化させて繊維束を展舒された状態のシート状形
態にセットすることを特徴とした開繊シートの製造方
法。 - 【請求項２】 流送される繊維束に熱風を吹き付けるこ
とにより当該繊維束のサイジング剤を帯熱柔軟化せしめ
る請求項１記載の、開繊シートの製造方法。 - 【請求項３】 流送される繊維束を、加熱ロールに接触
させることによって当該繊維束のサイジング剤を帯熱柔
軟化せしめる請求項１記載の、開繊シートの製造方法。 - 【請求項４】 温度および回転が制御可能な複数の回転
加熱ロールによって構成される加熱ロール列を繊維束の
流路上に配設し、この加熱ロール列に繊維束を圧接して
流送することにより帯熱柔軟化の進行する当該繊維束を
徐々に幅方向へ緩舒せしめ、この状態にある繊維束を所
要のオーバーフィード量に保ちながら交差方向に気流を
通過させることによってシート状に展舒せしめる請求項
１記載の、開繊シートの製造方法。 - 【請求項５】 流送される繊維束に対し、遠赤外線加
熱、若しくは高周波加熱、又は超音波加熱を施すことに
よって当該繊維束のサイジング剤を帯熱柔軟化せしめる
請求項１記載の、開繊シートの製造方法。 - 【請求項６】 繊維束を結合集束しているサイジング剤
が、有機質集束剤である請求項１〜５の何れか一つに記
載の、開繊シートの製造方法。 - 【請求項７】 連続的に流送されてくる繊維束を加熱
し、繊維束の構成フィラメント同士を集束しているサイ
ジング剤を帯熱柔軟状態に変化せしめる加熱手段と；こ
のサイジング剤が帯熱柔軟状態を保持して送られる繊維
束の移動行路に対面するごとく所要の横断幅をもって配
設され、其処を通過する繊維束に吸引気流を通過させて
開繊シートに展舒する風道手段と；この風道手段を挟ん
で配設されており、通過する繊維束に所要のオーバーフ
ィード量を付与して、吸引気流と会合する繊維束部位に
弓なりの撓曲姿勢を保持させながら当該繊維束を流送す
るフィード手段とを包含することを特徴とする開繊シー
ト製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33911397A JP3049225B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33911397A JP3049225B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11172562A JPH11172562A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3049225B2 true JP3049225B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=18324390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33911397A Expired - Lifetime JP3049225B2 (ja) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | 開繊シートの製造方法、および開繊シート製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049225B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007023922A1 (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Maruhachi Corporation | 薄層補強材 |
| CN101818397B (zh) * | 2003-07-08 | 2011-10-12 | 福井县 | 制造分散的复丝束的方法和所应用的设备 |
| WO2013094742A1 (ja) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 帝人株式会社 | 補強繊維ストランドの製造方法 |
| US10550496B2 (en) | 2015-02-26 | 2020-02-04 | Teijin Limited | Method for producing yarns separated from reinforcing fiber strands |
| CN110844700A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-02-28 | 段康伟 | 一种框纱高效整理装置 |
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| KR101041420B1 (ko) | 2002-08-08 | 2011-06-15 | 가부시키가이샤 하모니 산교 | 집합섬유의 개섬장치 |
| JP4813932B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2011-11-09 | サカイオーベックス株式会社 | 繊維強化集成材 |
| WO2012140793A1 (ja) * | 2011-04-14 | 2012-10-18 | 帝人株式会社 | 強化繊維複合材料 |
| FR2975939B1 (fr) | 2011-06-01 | 2014-05-09 | Hexcel Reinforcements | Ruban voile presentant une resistance au delaminage amelioree |
| KR101437212B1 (ko) | 2012-01-11 | 2014-09-11 | (주)엘지하우시스 | 함침성이 우수한 연속 탄소섬유보강 열가소성 플라스틱 복합재 및 그 제조 방법 |
| JP6061419B2 (ja) * | 2012-08-24 | 2017-01-18 | 川崎重工業株式会社 | ファイバー状電極の製造設備および製造方法 |
| CA3023637A1 (en) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | Toray Industries, Inc. | Production method for partially separated fiber bundle, partially separated fiber bundle, fiber-reinforced resin molding material using partially separated fiber bundle, and production method for fiber-reinforced resin molding material using partially separated fiber bundle |
| CN106629254B (zh) * | 2016-12-07 | 2023-04-14 | 周易 | 一种碳纤维扩展设备及扩展方法 |
| JP6732101B2 (ja) | 2017-03-17 | 2020-07-29 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 繊維材の賦形装置及び繊維材の賦形方法 |
-
1997
- 1997-12-09 JP JP33911397A patent/JP3049225B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN101818397B (zh) * | 2003-07-08 | 2011-10-12 | 福井县 | 制造分散的复丝束的方法和所应用的设备 |
| WO2007023922A1 (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-01 | Maruhachi Corporation | 薄層補強材 |
| JP2007055111A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Maruhachi Kk | 薄層補強材 |
| WO2013094742A1 (ja) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 帝人株式会社 | 補強繊維ストランドの製造方法 |
| US9528200B2 (en) | 2011-12-22 | 2016-12-27 | Teijin Limited | Method for manufacturing reinforcing fiber strand |
| US10550496B2 (en) | 2015-02-26 | 2020-02-04 | Teijin Limited | Method for producing yarns separated from reinforcing fiber strands |
| CN110844700A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-02-28 | 段康伟 | 一种框纱高效整理装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11172562A (ja) | 1999-06-29 |
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