JP3346358B2 - 繊維束及び繊維束の製造方法、繊維束の接合方法並びに繊維束接合装置 - Google Patents

繊維束及び繊維束の製造方法、繊維束の接合方法並びに繊維束接合装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は扁平な繊維束及び繊
維束の製造方法、繊維束の接合方法並びに繊維束接合装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】繊維強化複合材を製造する際、無撚のマ
ルチフィラメントヤーン(繊維束)を強化繊維として使
用する場合、例えばフィラメントワインディング法のよ
うに繊維束に樹脂溶液を含浸させた状態でマンドレル上
に巻き付けた後、樹脂を硬化させる方法がある。また、
繊維束で三次元織物(三次元繊維構造体)を形成した
後、樹脂溶液を含浸させて硬化させる方法がある。
【0003】無撚の繊維束を例えばマンドレル上に巻き
付けた場合、繊維束は巻き付け力によって扁平に押しつ
ぶされた状態で巻き付けられる。また、三次元繊維構造
体を製造する場合、強化繊維の体積含有率を高めるため
に、三次元繊維構造体を構成する繊維層を圧縮するが、
この場合も繊維束は扁平に押しつぶされた状態となる。
【0004】フィラメントワインディング法で繊維強化
複合材を製造する場合、あるいは三次元繊維構造体を繊
維強化複合材の強化材として使用する場合、繊維束を初
めから開繊した状態で配列する方が、複合材の物性上好
ましい。ここで、繊維束を開繊するとは、繊維束を構成
するフィラメントを拡げて繊維束を扁平な状態にするこ
とを意味する。
【0005】フィラメントワインディング法あるいは三
次元繊維構造体の製造方法において、繊維束はボビンか
ら繰り出されるため、ボビンに巻かれた繊維束が完全に
使用し尽される前に、次のボビンの繊維束と接合する必
要がある。繊維束の接合を通常の糸のように結節部を設
けて接合すると、結節部は開繊されない状態で製品内に
存在する状態となり、製品の物性が低下する。そのた
め、結節部を設けずに繊維の絡み合いによって繊維束の
端部同士を接合する方法が提案されている。
【0006】例えば、特開昭51−147569号公報
には、多数本の連続繊維からなるストランドの接続に際
し、ストランドの端部と端部を重ね合わせ、該重ね合わ
せ部の繊維を気体流により相互に絡み合わせる方法が開
示されている。そして、接合装置として図16(a)に
示すように、筒状容器81の中央部に容器の中心にほぼ
垂直な気体流入口82を有し、かつ容器の両側に1対以
上の気体排出口83と、ストランド84の重ね合わせ部
の中央が容器の中心にくるような1対のストランド把持
部85とを有するものが開示されている。
【0007】また、特開平6−100246号公報に
は、2本のトウの端部同士を載置部上に重ね合わせ、重
ね合わせ部にエアーを噴射することによりトウを構成す
る繊維を交絡させて該トウを接合する装置として、図1
7に示す装置が開示されている。この装置は、装置本体
86と、装置本体86に対して蝶番87により回動可能
に連結された被せ板体88とからなり、装置本体86は
載置部89を備えている。載置部89上には多数の細長
の整流板90が、幅方向が垂直方向に延びるように、所
定間隔をおいて平行に配設されている。最も外側の整流
板90は他の整流板90より少し高く形成されている。
【0008】被せ板体88はエアー吹込み窓91を有す
るロ字状のトウ固定部92を備えている。トウ固定部9
2は整流板90と平行な支持棒93に両端が固定された
多数の押さえ細軸94と、エアー噴射用ノズル95とを
備えている。エアー噴射用ノズル95は整流板90と直
交する方向へ移動可能になっている。そして、2本のト
ウ(図示せず)の端部を重合させた状態で載置部89上
に載置し、被せ板体88を装置本体86に被せた状態
で、エアー噴射を行いながらエアー噴射用ノズル95を
整流板90と直交する方向に移動させて2本のトウを接
合する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】特開昭51−1475
69号公報に開示された接合方法では、繊維束中央部に
当たる乱気流により筒状容器81内のストランド全体を
回転させて絡み合わせるため、図16(b)に示すよう
に、把持部付近にくびれが生じる。そして、くびれ部の
繊維は開繊が難しく、このような接合部が複合材に混入
すると、マトリックスリッチ部ができ、成形品の物性が
低下する。くびれ部の状態を繊維の開繊が容易な状態に
すると、接続強度が弱くなる。
【0010】一方、特開平6−100246号公報に開
示された方法では、接合すべき各トウは、先端が自由な
状態において重合部の隣接部が押さえられた状態でエア
ーの作用を受ける。そして、整流板90の作用により繊
維が横方向(繊維の長手方向と直交する方向)に流れる
のが阻止されて、繊維が横方向にバラけることなく絡み
合うことで引き抜き強度が向上する。しかし、繊維の先
端が自由な状態でエアーの作用を受けるため、接合部に
おける繊維の配列方向が大きく乱れた状態となり、複合
材にしたときの物性が当該部分で低下する。
【0011】また、従来、複合材の強化用の三次元繊維
構造体として、複数枚積層したクロス材を結合糸で結合
したものがある。クロス材は取扱いに便利で湾曲面上に
積層することも容易である。しかし、クロス材を構成す
る繊維である経糸及び緯糸の少なくとも一方が蛇行状態
で配列されているため、複合材とした時の物性が、各層
を構成する繊維が直線状に配列されたものに比較して悪
くなる。従って、クロス材のように取扱いに便利で、繊
維が面内で直線状に配置された一方向材があれば、物性
の優れた複合材を得るための三次元繊維構造体の製造が
容易になる。
【0012】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その第1の目的は撚りのない長繊維からな
る扁平な複数本の繊維束を接合して一つの繊維束を形成
した際、接合部においても繊維配列方向と直交する方向
へ伸縮可能で形状の自由度が大きく、しかもばらばらに
なり難くて取扱い性の良い繊維束を提供することにあ
り、第2の目的はその繊維束の接合方法を提供すること
にある。また、第3の目的は撚りのない長繊維からなる
扁平な2本の繊維束を、その接合部においても形状の自
由度が大きな状態でしかも取扱い性が低下しないように
接合する繊維束の接合方法を提供することにあり、第4
の目的はその繊維束接合装置を提供することにある。ま
た、第5の目的は撚りのない長繊維からなる扁平な繊維
束で、繊維配列方向と直交する方向へ伸縮可能でばらば
らになり難い繊維束の製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記第1の目的を達成す
るため請求項1に記載の発明の繊維束は、撚りのない長
繊維からなる扁平な複数本の繊維束を、少なくとも一部
を重ねた状態又は平行に隣接して配置した状態で、各繊
維束のそれぞれを繊維配列方向に所定の間隔をおいて2
箇所で押さえ、当該押さえた2箇所の間において各繊維
束に対して繊維配列方向と交差する方向へ一端から順に
通過させるように複数箇所に気体を噴射して隣接する繊
維を交絡させて製作した。
【0014】従って、この発明の繊維束は、接合部にお
いても繊維配列方向と直交する方向へ伸縮可能で形状の
自由度が大きく、しかもばらばらになり難い。その結
果、取扱い性が良くなる。
【0015】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記複数本の扁平な繊維束は互いに
平行に配置され、隣接する繊維の交絡によりシートを構
成している。従って、この発明の繊維束は、樹脂を含浸
させて一方向材を形成したり、三次元繊維構造体を製造
するときのクロス材の代わりに積層して使用するのに好
適である。
【0016】第2の目的を達成するため請求項3に記載
の発明では、撚りのない長繊維からなる扁平な複数本の
繊維束を、少なくとも一部を重ねた状態又は平行に隣接
して配置した状態で、各繊維束のそれぞれを繊維配列方
向に所定の間隔をおいて2箇所で押さえ、当該押さえた
2箇所の間において各繊維束に対して繊維配列方向と交
差する方向へ一端から順に通過させるように複数箇所に
気体を噴射して隣接する繊維を交絡させる。
【0017】この発明では、繊維束はそれぞれが繊維配
列方向に所定の間隔をおいて2箇所で押さえられた状態
で気体の作用を受けるため、繊維は両把持部を支点とし
て回転されて互いに交絡する。従って、接合部において
も繊維は基本的に繊維束の長手方向に沿って配列され
る。
【0018】第3の目的を達成するため請求項4に記載
の発明では、請求項3に記載の発明において、前記複数
本の扁平な繊維束は2本の扁平な繊維束であり、各繊維
束の端部を重ねた状態で端部同士が接合される。従っ
て、扁平な2本の繊維束は接合部も扁平な状態に保持さ
れ、接合部においても繊維束の幅方向への伸縮が可能で
形状の自由度が大きく、取扱い性が1本の繊維束と同等
となる。
【0019】請求項5に記載の発明では、請求項4に記
載の発明において、前記両繊維束の端部を重ね合わせる
際、前記気体の噴射側に位置する繊維束を弛ませた状態
で気体を噴射する。従って、気体の噴射側に位置する繊
維が弛んだ状態で気体の作用を受けるため、気体の作用
により繊維が両把持部を支点として回転される際の移動
範囲が広くなり、気体の噴射側から離れた位置の繊維と
交絡し易くなる。
【0020】請求項6に記載の発明では、請求項4又は
請求項5に記載の発明において、前記両繊維束の端部を
重ね合わせる際、当該重ね合わせる部分の幅を他の部分
の幅を拡げた状態で気体の噴射による繊維束の接合を行
った後、繊維束の重合部をその幅が半分になるように折
り曲げて重ね合わせ、その重合部を繊維配列方向に所定
の間隔をおいて2箇所で押さえた状態で、前記と同様に
気体を噴射して重合部の繊維を交絡させる。
【0021】この発明では、2本の繊維束の接合に際し
て、先ず重ね合わせる部分の幅を他の部分の幅より拡げ
た状態、例えば1.5〜2倍程度に拡げた状態で、気体
の噴射による繊維束の接合が行われる。次に重合部をそ
の幅が半分になるように折り曲げて重ね合わせ、その重
合部を繊維配列方向に所定の間隔をおいて2箇所で押さ
えた状態で、気体の噴射による繊維束の接合が行われ
る。従って、2本の繊維束の端部を単に重ねた状態で、
気体の噴射による接合を行った場合、接合部の表面に存
在する各繊維束の自由端のうちの一方が、二度目の接合
処理により接合部の内部に配置される。
【0022】第4の目的を達成するため請求項7に記載
の発明では、扁平な繊維束の端部を支承するための2か
所の支承部が所定の間隔をおいて配置されたベースと、
前記ベースに設けられ、前記両支承部と共同して繊維束
を把持する把持位置と、繊維束を開放する退避位置とに
アクチュエータにより移動される把持部材と、前記ベー
スに対して前記支承部に支承される繊維束と交差する方
向に相対移動可能に配設された可動部材と、前記可動部
材に設けられ、前記支承部に支承された繊維束を押圧可
能な作用位置と、繊維束の支承部間への配置を許容する
退避位置とに移動配置可能な押さえ部材と、前記可動部
材に設けられ、該可動部材が前記ベースに対して相対移
動する際に、前記支承部と前記把持部材とに把持された
繊維束に対して繊維配列方向と交差する方向へ一端から
順に通過させて気体が噴射するように配置されたノズル
と、前記可動部材を基準位置に戻す可動部材戻し手段と
を備えた。
【0023】この発明では、2本の繊維束を接合する
際、2本の繊維束はそれぞれの端部がベースの支承部間
に跨って押さえ部材を挟んだ状態で配置され、かつ把持
位置に配置された把持部材と支承部とによって把持状態
に保持される。その状態でノズルから気体が噴射される
とともに、可動部材が基準位置からベースに対して繊維
束と交差する方向に相対移動される。押さえ部材は可動
部材と一体に移動され、押さえ部材が両繊維束の間から
退避した箇所の繊維束に向かってノズルから気体が噴射
される。そして、重ね合わされた繊維束の両端部は両支
承部と把持部材とで把持された状態で気体の作用を受け
て両把持部を支点として回転されて交絡される。
【0024】請求項8に記載の発明では、請求項7に記
載の発明において、前記把持部材は把持位置に配置され
た際に、把持状態にある繊維束の近傍に配置されて両支
承部間の繊維束全体を覆う規制部材を備えている。従っ
て、この発明では、ノズルから噴射された気体が規制部
材によりその流れの方向が繊維束の幅方向へ変更され、
繊維が両把持部を支点として回転する作用を受け易くな
る。
【0025】第2の目的を達成するため請求項9に記載
の発明では、請求項3に記載の発明において、前記複数
の繊維束は互いに平行に配置され、前記の気体噴射によ
り隣接する繊維を交絡させる処理を適宜行って繊維束を
シート状に加工する。従って、この発明では請求項2に
記載の発明の繊維束を簡単に製造できる。
【0026】
【0027】第の目的を達成するため請求項1に記
載の発明では、撚りのない長繊維からなる扁平な1本の
繊維束を、繊維配列方向に所定の間隔をおいて2箇所で
押さえた状態で、当該押さえた2箇所の間において繊維
束に対して繊維配列方向と交差する方向へ一端から順に
通過させるように複数箇所に気体を噴射して隣接する
繊維を交絡させる処理繊維配列方向に適宜の間隔で行
われる。従って、この発明では請求項1又は2に記載の
発明の繊維束を簡単に製造できる。
【0028】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明を繊維束としての2本のトウの端部を接合する場合に
具体化した第1の実施の形態を図1〜図9に従って説明
する。
【0029】先ず繊維束接合装置について説明する。図
3〜図5に示すように、繊維束接合装置1はベース2
と、ベース2に対して相対移動可能に配設された可動部
材3とを備えている。ベース2は平面ほぼコ字状に形成
され、平行に延びる一対の支持部2aの先端に、扁平な
繊維束Fの端部を支承するための2か所の支承部4が所
定の間隔をおいて配設されている。各支承部4には繊維
束Fを支持部2aの長手方向と直交する方向に延びるよ
うに案内するガイド部4aが、繊維束Fの幅とほぼ等し
い間隔をおいて突設されている。各支承部4には対向す
る位置に一段低くなった把持面4bが形成されている。
【0030】ベース2には支持部2aの基端側にアクチ
ュエータとしてのエアシリンダ5が、そのピストンロッ
ド5aがベース2の上方で垂直方向に延びるように固定
されている。ピストンロッド5aには、支持アーム6が
固定されている。支持アーム6の先端には支持ロッド7
が支持され、支持ロッド7に支承部4と共同して繊維束
Fを把持する把持部材8が支持されている。把持部材8
は支承部4と対向するように配置された一対の把持プレ
ート8aで構成されている。支持アーム6はピストンロ
ッド5aと共にエアシリンダ5に対して相対回動可能と
なっている。
【0031】エアシリンダ5には支持ブラケット9が固
定され、支持ブラケット9には支持アーム6と当接して
その回動を規制する規制部材としての2本のボルト10
が互いに直交する方向に延びる状態で螺合されている。
支持アーム6は図5に実線で示す把持部材8が支承部4
と対向する作用位置と、同位置から90度回動されて把
持部材8が支承部と対向しない鎖線で示す退避位置とに
回動可能となっている。また、把持部材8はエアシリン
ダ5の作動により、支承部4と共同して繊維束Fを把持
する把持位置と、繊維束Fを開放する退避位置とに移動
可能となっている。
【0032】把持プレート8a間には規制部材11が支
持されている。規制部材11は繊維束Fより広い幅に形
成され、把持部材8が支承部4と共同して繊維束Fを把
持する把持位置に配置された際、繊維束Fとの間に僅か
な隙間が存在する位置に設けられている。
【0033】可動部材3はベース2の支持部2aの下面
に固定されたガイドレール12に沿って移動可能に設け
られ、支承部4に支承される繊維束Fと交差(この実施
の形態では直交)する方向に移動可能となっている。可
動部材3はばね13(図5及び図7(a),(b)に図
示)により基準位置側に付勢され、可動部材3に固定さ
れた係止部14aがガイドレール12に固定されたスト
ッパ15と当接して、基準位置に保持される。また、可
動部材3にはストッパ15と当接して可動部材3が基準
位置から所定距離以上移動するのを規制する係止部14
bが設けられている。ばね13は可動部材3を基準位置
に戻す可動部材戻し手段を構成する。
【0034】可動部材3には可動部材3が基準位置に配
置された状態において、両支承部4の間で支承部4の繊
維束把持位置より僅かに下方に位置する載置部16が設
けられている。載置部16の基端には軸支部17が突設
され、軸支部17に支持された支軸18に対して第1及
び第2の押さえ部材19,20が基端において回動可能
に支持されている。両押さえ部材19,20は、支承部
4に支承された繊維束Fと接触可能な作用位置と、繊維
束Fの支承部4間への配置を許容する退避位置とに移動
配置可能に設けられている。
【0035】第1の押さえ部材19は載置部16と共同
して、第1の繊維束Fを支承部4の把持面4bより下方
で挟持可能になっている。第2の押さえ部材20は第1
の押さえ部材19と共同して、第2の繊維束Fを支承部
4の把持面4bとほぼ同じ高さで挟持可能になってい
る。両押さえ部材19,20の基端には操作部19a,
20aが突設されている。
【0036】図3及び図4において可動部材3の下方に
は、作業者が手で把持可能な柄部21が設けられてい
る。柄部21の上部にはノズルブロック22が固定され
ノズルブロック22には圧縮エア供給配管23が接続さ
れている。ノズルブロック22の上面には、エア噴射孔
24aが形成された薄板24が固定されている。エア噴
射孔24aは載置部16より前方(図3の左方)に設け
られ、可動部材3が基準位置に配置された状態では繊維
束Fと対向しない位置に配置され、可動部材3の基準位
置からの移動に伴って繊維束Fと対向する位置を横切る
ようになっている。
【0037】次に前記のように構成された繊維束接合装
置1の作用を説明する。図1及び図2は接合手順を示す
模式斜視図である。なお、図中接合する2本の繊維束F
を区別するために、繊維束Fにハッチングが施してあ
る。繊維束Fを接合する際は、先ず可動部材3を基準位
置に配置した状態で、図1(a)に示すように、把持部
材8及び両押さえ部材19,20を退避位置に配置す
る。なお、把持部材8の退避位置は実際は図1(a)に
示す状態から90度回動された位置であるが、便宜上単
に載置部16の上方に配置した状態で示している。
【0038】その状態で図1(b)に示すように、第1
の繊維束Fを両支承部4に跨る状態で載置部16上に配
置した後、図1(c)に示すように、第1の押さえ部材
19を作用位置に配置する。そして、第1の繊維束Fを
移動させて、図1(d)に示すように、第1の繊維束F
の端が把持面4b上となるように配置させる。次に図1
(e)に示すように、第2の繊維束Fを第1の押さえ部
材19上で両支承部4に跨るように配置した後、図1
(f)に示すように、第2の押さえ部材20を作用位置
に配置する。そして、第2の繊維束Fを移動させて、図
2(a)に示すように、第2の繊維束Fの端が把持面4
bと対向する位置となるように配置させる。
【0039】次に支持アーム6を回動させて把持部材8
を作用位置に配置した後、エアシリンダ5を駆動させて
把持部材8を図2(b)及び図7(b)に示すように把
持位置に配置する。この状態では両繊維束Fはそれぞれ
繊維配列方向に所定の間隔をおいて2箇所で把持プレー
ト8aに押さえられて、把持部材8と支承部4とによっ
て把持される。
【0040】次にノズルブロック22への圧縮空気の供
給を開始した後(図2(c)の状態)、作業者が可動部
材3をばね13の力に抗してベース2に対して相対移動
させる。その結果、可動部材3が繊維束Fと直交する方
向へ相対移動され、図2(d)に示すように、支承部4
と把持部材8とに把持された繊維束Fが、エア噴射孔2
4aと対向する位置へ向かって移動される。繊維束Fは
両押さえ部材19,20及び載置部16によって挟持さ
れているが、挟持力は両押さえ部材19,20の自重に
よるものであるため、可動部材3の移動により繊維束F
は両押さえ部材19,20及び載置部16の間から円滑
に脱出する。
【0041】そして、図2(e)に示すように、エア噴
射孔24aが繊維束Fの下方を横切るように移動され
る。図2(f)及び図7(b)に示すように、エア噴射
孔24aが繊維束Fに対して基準位置と反対側の位置ま
で移動した時点で、係止部14bがストッパ15と当接
して可動部材3の相対移動が規制される。その状態で両
押さえ部材19,20を退避位置に配置した後、可動部
材3を基準位置側へ移動させる。可動部材3が基準位置
へ復帰されるまでに再び繊維束Fは圧縮エアの噴射作用
を受け、可動部材3が基準位置に復帰した状態で繊維束
Fの接合が完了する。
【0042】次に圧縮エアの供給を停止させた後、エア
シリンダ5を駆動させて把持部材8を開放位置に配置
し、支持アーム6を回動させて把持部材8を退避位置へ
移動させた後、繊維束Fを支承部4から離脱させて一連
の接合作業が終了する。
【0043】次にエア噴射孔24aからの噴射エアが繊
維束Fの重合部の繊維を交絡させる作用を図8(a)〜
(d)の模式図に従って説明する。なお、図において白
丸及び黒丸はそれぞれ繊維束Fを構成する複数本の繊維
の集合体を示す。前記のように2本の扁平な繊維束Fの
重合部はその両端が把持された状態で、圧縮エアの噴射
領域を繊維束Fの幅方向(図8の左右方向)の一端から
順に通過する。図8(b),(c)に示すように、重合
部の繊維はその間に、開繊作用と回転作用を受け、隣接
する繊維同士が交絡する。繊維は1本ずつ交絡されるの
ではなく、ある程度まとまった単位として交絡される。
繊維は噴射気流Aの作用によって両把持部を支点として
回転されるため、一端が自由な状態で回転される場合と
異なり、交絡された状態においても、繊維は基本的に繊
維束Fの長手方向(繊維配列方向)に沿って配列され
る。
【0044】2250デニールのポリアラミド繊維(商
品名ケブラー)を12本合わせて開繊幅13mmとした
繊維束(70000本のフィラメントからなる炭素繊維
束に相当)を2本使用し、一方の繊維束を赤に着色し、
他方の繊維束は無着色(黄色)の状態で接合を行い、接
合後の重合部を観察した。その結果、両把持部間におけ
る繊維の状態は、中央部で着色繊維と非着色繊維が混ざ
った状態になっているが、繊維の絡み合いは見られなか
った。また、図9に示すように、把持部に近い両側に、
即ち圧縮エアが噴射された箇所の両側に繊維束Fの幅方
向に並んで複数箇所の交絡部25が存在し、着色繊維と
非着色繊維とが組み紐状に交絡していた。
【0045】70000本の炭素繊維フィラメントから
なる繊維束の端部を接合したものを使用して、フィラメ
ントワインディング装置で実際にマンドレル上に繊維束
Fを配列した。そして、接合部がボビンから繊維束供給
ヘッドまでの経路の途中に存在するガイドバー及び繊維
束供給ヘッドを通過する際に、ガイドバーへの繊維の巻
き付き、ガイドバー通過時の糸剥がれ、ヘッド通過時の
糸剥がれ、ヘッド通過時の繊維端のめくれの有無を調べ
た。その結果、ガイドバーへの繊維の巻き付き、ガイド
バー通過時の糸剥がれ、ヘッド通過時の糸剥がれは発生
しなかった。ヘッド通過時に繊維端のめくれが発生した
が、繊維束は円滑に供給された。
【0046】圧縮エアの噴射流を繊維束Fに対して1往
復作用させた場合と、2往復作用させた場合とを比較し
たところ、2往復作用させた場合の方が接合部における
交絡状態が密になり、引っ張り強度は高くなった。しか
し、1往復作用させた場合でも、引っ張り強度は20k
g近くあり、1往復するだけで十分な強度が得られた。
なお、引っ張り強度の測定は、1本の繊維束の両端を接
合してリング状とし、その繊維束をバネばかりで引っ張
り、接合部が剥がれた時の値を引っ張り強度とした。
【0047】この実施の形態では次の効果を有する。 (1) 2本の扁平な繊維束Fは重ね合わされた端部が
それぞれ繊維配列方向に所定の間隔をおいて2箇所で押
さえられ、当該押さえられた2箇所の間において各繊維
束Fに対して繊維配列方向と交差する方向に気体が噴射
されて、隣接する繊維が交絡される。従って、接合後も
扁平な状態に保持されるとともに、接合部においても繊
維は基本的に繊維束Fの長手方向に沿って配列され、繊
維束の幅方向へ伸縮可能で形状の自由度が大きく、ばら
ばらになり難いため、取扱い性が良くなる。
【0048】(2) 重ね合わされた両繊維束Fの端部
のうち、エアの噴射側に位置する繊維束が弛んだ状態で
圧縮エアの作用を受けるため、エアの作用により繊維が
両把持部を支点として回転される際の移動範囲が広くな
る。その結果、エアの噴射側から離れた位置の繊維と交
絡し易くなり、弛ませずに圧縮エアを作用させた接合部
に比較して、引っ張り強度が高くなる。
【0049】(3) 第1の押さえ部材19は押さえ位
置に配置された状態で載置部16と対向する面と反対側
の面が、支承部4の把持面4bと同一平面上となる。従
って、エア噴射側に位置する繊維束Fの弛み量が、第1
の押さえ部材19の厚さによって設定され、弛み量を適
正な値に設定するのが簡単になる。
【0050】(4) エア噴射孔24aが繊維束Fの幅
方向へ相対移動し、繊維束Fの重合部に対して幅方向の
一端から順次反対側の端部へと向かって圧縮エアが作用
するため、繊維の開繊と回転とが効率良く行われる。ま
た、多数の噴射ノズルあるいは噴射孔を繊維束の幅方向
に並べて、リレー式に順次噴射する構成に比較して構成
が簡単になる。
【0051】(5) 繊維束Fが圧縮エアの作用を受け
る際、繊維束Fを挟んでエア噴射孔24aと反対側にお
いて繊維束の近くに規制部材11が配置される。従っ
て、圧縮エアが繊維束の幅方向に拡がり、規制部材が無
い場合に比較して繊維の回転が起こり易くなり、接合部
の強度が高くなる。
【0052】(6) 2本の繊維束Fの重合部を2箇所
で把持する際、載置部16と第1の押さえ部材19とで
第1の繊維束Fを挟持してその端の位置決めを行い、第
1の押さえ部材19と第2の押さえ部材20とで第2の
繊維束Fを挟持してその端の位置決めを行う。従って、
把持部材8による把持間隔が短くても各繊維束Fの端が
両把持プレート8aの外側へはみ出す長さを短くでき、
接合後に繊維束Fの接合部が繊維束供給ヘッドを通過す
る際に繊維の端のめくれが起こり難くなる。
【0053】(7) 載置部16及び両押さえ部材1
9,20が可動部材3と共に移動するため、把持状態に
ある繊維束Fに圧縮エアが作用する際に、載置部16及
び両押さえ部材19,20を圧縮エアの作用に悪影響を
及ぼさない位置に退避させるための構成が簡単になる。
【0054】(8) 把持部材8及び規制部材11を支
承部4の間に繊維束Fを配置する作業の邪魔にならない
退避位置へ移動させる方法として、支持アーム6と共に
ピストンロッド5aを中心にして回動させる構成が採用
されている。従って、ピストンロッド5aの突出量を大
きくして、把持部材8及び規制部材11を支承部4から
離間させる構成に比較して装置がコンパクトになる。
【0055】(9) 繊維束接合装置1全体が片手で持
てる大きさ及び重量に形成されているため、柄部21を
掴んだ状態で可動部材3をベース2に対して相対移動さ
せる操作が可能となる。従って、可動部材3を駆動させ
る駆動部を省略できて装置の構造が簡単になり、接合作
業を行う場所の自由度が大きくなって作業性も良くな
る。
【0056】(10) 繊維束Fの幅方向の位置決め作
用をなすガイド部4aが設けられているため、2本の繊
維束Fを幅方向にずれることなく重ねることが簡単にで
き、接合が適正な条件で行われる。
【0057】(第2の実施の形態)次に第2の実施の形
態を図10及び図11に従って説明する。この実施の形
態は2本の繊維束Fの接合部が繊維束供給ヘッドを通過
する際に、繊維の端がめくれるのを確実に防止すること
ができる接合方法に関するものである。
【0058】前記実施の形態の接合方法で接合された繊
維束Fは、図10に示すように、2本の繊維束Fの繊維
の端Fa,Fbが繊維束Fの表面に自由状態で存在す
る。従って、図10の右方向へ繊維束Fが移動されて図
示しない繊維束供給ヘッドを通過する場合は端Faがめ
くれ、繊維束Fが左方向へ移動されて繊維束供給ヘッド
を通過する場合は端Fbがめくれる。
【0059】この実施の形態では繊維束Fの重合部にお
ける繊維の端のうち、繊維束供給ヘッドを通過する際に
進行方向前側となる繊維の端が繊維束Fの表面に露出し
ないようにした点が前記実施の形態と大きく異なってい
る。繊維束Fの重合部を2箇所で把持した状態で圧縮エ
アを噴射し、繊維を交絡させて接合する基本的な構成は
前記実施の形態と同様のため、異なる部分を図11
(a)〜(f)に基づいて説明する。
【0060】図11(a)に示すように、先ず2本の繊
維束Fの端部を重ね合わせた後、図11(b)に示すよ
うに、重合部及びその近傍の繊維を開繊して幅を5割以
上拡げる。次に重合部の両端を支承部4及び把持部材8
で把持した後、図11(c)に示すように、エア噴射孔
24aから圧縮エアを噴射して重合部の接合処理を行
う。ここまでの処理は重合部の幅が拡げられている点を
除けば、前記実施の形態の接合処理と同じである。
【0061】次に図11(d)に示すように、繊維束を
ヘッドへ供給する際の進行方向前側の繊維の端Faが内
側となるように繊維束Fを二つに折る。その結果、図1
1(e)に示すように、繊維の端Faが繊維束Fの内部
に配置される。この状態で、図11(f)に示すよう
に、繊維の端Faより前記進行方向前側でエア噴射孔2
4aから圧縮エアを噴射して重合部の接合処理を行う。
その結果、最終的に繊維束Fの幅は前記実施の形態とほ
ぼ同じとなる。なお、図11(c)〜(f)において、
交絡部25を横線で模式的に示している。
【0062】図11には支承部4や把持部材8等を図示
していないが、ガイド部4aの間隔を変更可能に構成し
た点を除いて前記実施の形態と同様の構成の繊維束接続
装置を使用して接合作業を実施できる。
【0063】従って、この実施の形態では前記実施の形
態の(1)〜(10)の効果の他に、次の効果を有す
る。 (11) 重合部の接合処理を行った後、繊維束をヘッ
ドへ供給する際の進行方向前側の繊維の端Faが内側と
なるように折って、折口が開かないように2回目の接合
処理を行う。従って、繊維束をヘッドへ供給する際の進
行方向前側の繊維の端Faが繊維束Fの表面に露出せ
ず、接合部がヘッドを通過する際に繊維の端がめくれる
のを確実に防止できる。
【0064】(12) 2本の繊維束Fの重合部の幅を
各繊維束Fの幅より5割以上拡げ、て1回目の接合処理
を行った後、繊維束をヘッドへ供給する際の進行方向前
側の繊維の端Faが内側となるように二つ折りにして2
回目の接合処理を行う。従って、接合部の幅が前記実施
の形態とほぼ同じ状態の繊維束を得るのが容易となる。
【0065】(13) 2回目の接合処理が繊維の端F
aより前記進行方向前側で行われるため、2回目の接合
処理の際に1回目の接合処理で交絡された箇所の影響を
受けず、エアの噴射条件を変更しなくても適正な交絡状
態が得られる。
【0066】(第3の実施の形態)次に第3の実施の形
態を図12及び図13に従って説明する。この実施の形
態では、複数本の扁平な繊維束から1枚のシート状の繊
維束が形成されている点が前記両実施の形態と大きく異
なっている。
【0067】図12(a),(b)に示すように、シー
ト状繊維束26は撚りのない長繊維からなる扁平な複数
本の繊維束Fが、互いに平行に配置されるとともに、隣
接する繊維の交絡によりシートが構成されている。その
結果、シート状繊維束26は繊維の配列方向と交差する
方向に伸縮可能で、しかもバラバラになり難い。
【0068】従って、このシート状繊維束26は、樹脂
を含浸させて一方向材を形成したり、三次元繊維構造体
を製造するときのクロス材の代わりに積層して使用する
のに好適である。また、扁平な繊維束Fの本数を変える
ことで、任意の幅の一方向材を容易に製造することがで
きる。さらに、繊維束を構成する繊維が互いに交絡され
た状態で複合材を構成するため、繊維同士の結合力が増
加し、クラック発生が抑制されて複合材の耐衝撃性等の
物性が向上するとともに、複合材が破壊したときの繊維
の飛散が抑制される。
【0069】次にシート状の繊維束26の製造方法の一
例を説明する。図13(a),(b)に示すように、所
定間隔をおいて配置された2組のローラ27a,27
b、28a,28b間に、撚りのない長繊維からなる扁
平な複数本の繊維束Fを、互いに平行にかつ隙間無く配
置する。その状態で圧縮エアを噴射する状態のノズル2
9を、ローラ27a等に対して平行に繊維束Fを横切る
ように移動させる。ノズル29が1往復して元の位置に
復帰すると、全ての繊維束Fに対してその配列方向に各
ローラ27a等及びノズル29を所定量相対移動させ
る。そして再び圧縮エアを噴射する状態のノズル29を
往復移動させる。この操作を繰り返すことにより、隣接
する各繊維束Fの繊維が交絡されて1枚のシート状繊維
束26が形成される。なお、各ローラ27a等及びノズ
ル29は繊維束Fの配列方向へ移動可能な図示しないフ
レームに設けられ、ノズル29はフレームに対して繊維
束Fの配列方向へ相対移動可能となっている。
【0070】この製造方法では2組みのローラ27a等
で多数の繊維束Fを把持した状態で、圧縮エアを噴射す
る状態のノズル29をローラ間で往復移動させる工程を
繰り返すという簡単な構成でシート状繊維束26を製造
できる。
【0071】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
ではなく、例えば、次のように具体化してもよい。 ○ シート状繊維束26を作成する場合、矩形又は正方
形の場合は同じ長さの扁平な繊維束を平行に並べて第3
の実施の形態の方法で製造できるが、一方向材の形状が
他の形状の場合は、矩形又は正方形のシート状繊維束2
6をカットして使用することになる。しかし、そのよう
な使用方法は繊維が無駄になり、コストアップになる。
この実施の形態は所望の形状のシート状繊維束26を製
造するのに適したものである。例えば、図14(a)に
示すような、矩形の一部が切り欠かかれた形状のシート
状繊維束26を製造する場合、図14(b)に示すよう
に、所望の形状の窓30aを有し、多数の係止ピン31
が取り付けられた枠体30を使用する。そして、扁平な
繊維束Fを係止ピン31で折り返すようにして窓30a
を覆うように平行に配列する。その後、適宜の箇所で繊
維束を繊維配列方向に所定の間隔をおいて2箇所で把持
し、把持部の間において圧縮エアを噴射して隣接する繊
維を交絡させる作業を繰り返す。この実施の形態では繊
維束の使用量が必要最小限の量で済み、製造コストを低
くできる。窓30aの形状を変えることにより、三角
形、台形、円形等任意の形状のシート状繊維束26を同
様にして製造できる。
【0072】○ 繊維束Fを構成する繊維を交絡させる
場合、交絡部25が繊維束の幅方向と平行に配列される
構成に限らず、図15(a)に示すように幅方向に対し
て斜めに延びるように配列される構成としてもよい。例
えば、第3の実施の形態で、二組のローラ27a,27
b、28a,28bを連続的に回転させて繊維束Fを所
定量ずつ移動させながら、ノズル29を往復移動させる
と、交絡部25は図15(a)に示すように配列とな
る。
【0073】○ また、繊維束Fを停止させた状態で、
エア噴射の位置を繊維配列方向に対して斜めに移動させ
るようにしてもよい
【0074】○ 異なる種類の繊維束を上下に重ねて接
合してもよい。例えば、炭素繊維からなる繊維束と、熱
可塑性樹脂製繊維からなる繊維束とを重ねた状態で、圧
縮エアの作用により両繊維束の繊維を交絡させる。この
場合、繊維を交絡させた後、加熱プレスすると炭素繊維
で強化された熱可塑性の複合材ができる。
【0075】○ 撚りのない長繊維からなる扁平な繊維
束Fに、繊維配列方向に前記第3の実施の形態と同様な
交絡部25を有する箇所を繊維束Fの全長にわたって所
定の間隔をおいて設けてもよい。この繊維束Fは、撚り
のない長繊維からなる扁平な1本の繊維束を、所定の間
隔をおいて2箇所で押さえた状態で、繊維束に対して繊
維配列方向と交差する方向の複数箇所に気体を噴射して
隣接する繊維を交絡させる処理を繊維配列方向に適宜の
間隔で行うことにより製造される。このような、繊維束
Fは撚りのない長繊維からなる扁平な繊維束と異なって
ばらばらになり難く取扱い性が向上する。また、この繊
維束Fを使用した複合材は、破壊の際に繊維の飛散が防
止される。
【0076】○ 可動部材3とベース2とを相対移動さ
せる操作を作業者が手で行う代わりに、アクチュエータ
で行う構成としてもよい。 ○ 柄部21を持ってベース2と可動部材3とを一緒に
持ち運び可能な構成とする代わりに、ベース2が所定位
置に固定された構成としてもよい。この場合、接合作業
の場所の自由度は低下するが、手動操作でノズルを繊維
束Fに対して相対移動させる操作が簡単になる。
【0077】○ エアシリンダ5に代えてソレノイドを
使用してもよい。 ○ 第1の実施の形態で規制部材11を平板状ではな
く、波形、あるいは繊維束Fの幅方向中央部との距離が
最大となる曲面状又は山形形状としてもよい。また、規
制部材11を省略してもよい。
【0078】○ 第1の実施の形態で第1の繊維束を弛
ませずに、単に2本の繊維束の端部を重ねて重合部の両
端を把持して圧縮エアを噴射して繊維を交絡させてもよ
い。 ○ 第2の押さえ部材20を省略して、第1の繊維束F
の弛み量を設定する第1の押さえ部材19のみを設けて
もよい。また、両押さえ部材19,20を省略してもよ
い。しかし、押さえ部材19,20が無い場合は、2本
の繊維束Fの端部同士の重合部の長さを長くしないと、
把持部材8による把持が難しくなる。
【0079】○ 繊維束の幅方向全域に順次圧縮エアを
噴射する構成として、多数のノズルを幅方向に並べ、リ
レー式に順次エア噴射を行う構成としてもよい。 ○ 第2の実施の形態の接合方法において、重合部を拡
げた状態で1回目の接合処理を行う代わりに、重合部を
拡げずに1回目の接合処理を行い、1回目の接合処理後
に重合部を拡げて二つ折りにして2回目の接合処理を行
うようにしてもよい。
【0080】○ 繊維束の材質は炭素繊維やポリアラミ
ド繊維に限らず、超高分子量ポリエチレン繊維や他の繊
維を使用してもよい。前記実施の形態から把握できる請
求項記載以外の発明について、以下にその効果とともに
記載する。
【0081】(1) 請求項9に記載の発明において、
前記繊維束を2組のローラで所定間隔をおいて把持し、
繊維束の把持位置を順次繊維束の長手方向へ移動させな
がら、圧縮気体を噴射するノズルを2組のローラ間でロ
ーラの軸方向に往復移動させてローラ間の繊維を交絡さ
せる。この場合、繊維束を間欠的にローラ間で移動させ
て繊維束の停止状態で圧縮気体を噴射するノズルを2組
のローラ間で移動させる方法に比較して、生産性が良く
なる。
【0082】(2) 請求項9に記載の発明において、
前記繊維束は、所望の形状の窓を備えた枠体に突設され
た係止部と係合して折り返すように配列されることによ
り互いに繊維配列方向に平行に隣接して配置される。こ
の場合、所望の形状の一方向材を容易に製造できる。
【0083】
【発明の効果】以上詳述したように請求項1及び請求項
2に記載の発明の繊維束は、繊維配列方向と直交する方
向へ伸縮可能で形状の自由度が大きく、しかもばらばら
になり難くて取扱い性が良くなる。
【0084】請求項2に記載の発明の繊維束は、樹脂を
含浸させて一方向材を形成したり、三次元繊維構造体を
製造するときのクロス材の代わりに積層して使用するの
に好適である。
【0085】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の繊維束を簡単に製造できる。請求項4〜
請求項8に記載の発明によれば、撚りのない長繊維から
なる扁平な2本の繊維束を、その接合部においても形状
の自由度が大きな状態でしかも取扱い性が低下しないよ
うに接合することができる。
【0086】請求項5に記載の発明によれば、繊維が交
絡し易くなり、接合部の引っ張り強度がより向上する。
請求項6に記載の発明によれば、繊維束の接合部が繊維
束供給ヘッドを通過する際に繊維の端がめくれるのを確
実に防止できる。
【0087】請求項8に記載の発明によれば、圧縮エア
が繊維束の幅方向に拡がり、規制部材が無い場合に比較
して繊維の回転が起こり易くなり、接合部の強度が高く
なる。
【0088】請求項9に記載の発明によれば、請求項2
に記載の発明の繊維束を簡単に製造できる。請求項1
に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の
繊維束を簡単に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態の繊維束接合手順を示す模
式斜視図。
【図2】 同じく繊維束接合手順を示す模式斜視図。
【図3】 繊維束接合装置の一部破断側面図。
【図4】 同じく背面図。
【図5】 同じく平面図。
【図6】 押さえ部材の斜視図。
【図7】 (a)は可動部材の移動状態を示す平面図、
(b)は同じく部分側面図。
【図8】 繊維束接合作用を説明する模式図。
【図9】 繊維束の接合部の模式平面図。
【図10】 繊維束の接合部状態を示す模式図。
【図11】 第2の実施の形態の接合手順を示す模式
図。
【図12】 (a)は第3の実施の形態の繊維束の接合
手順の一部を示す模式平面図、(b)はシート状繊維束
の模式平面図。
【図13】 (a)は接合手順を示す模式平面図、
(b)は模式側面図。
【図14】 別の実施の形態のシート状繊維束の形状を
示す模式図、(b)は接合途中の状態を示す模式平面
図。
【図15】 の実施の形態のシート状繊維束の模式
図。
【図16】 (a)は従来技術の繊維束接合装置を示す
模式斜視図、(b)は接合された繊維束の模式図。
【図17】 別の従来技術の模式斜視図。
【符号の説明】
1…繊維束接合装置、2…ベース、3…可動部材、4…
支承部、5…アクチュエータとしてのエアシリンダ、8
…把持部材、11…規制部材、13…可動部材戻し手段
としてのばね、19…第1の押さえ部材、20…第2の
押さえ部材、22…ノズルとしてのノズルブロック、2
9…ノズル、F…繊維束。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−39662(JP,A) 特開 昭56−145075(JP,A) 特開 昭54−106644(JP,A) 特開 平8−284036(JP,A) 特開 平5−86532(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B65H 69/06

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撚りのない長繊維からなる扁平な複数本
    の繊維束を、少なくとも一部を重ねた状態又は平行に隣
    接して配置した状態で、各繊維束のそれぞれを繊維配列
    方向に所定の間隔をおいて2箇所で押さえ、当該押さえ
    た2箇所の間において各繊維束に対して繊維配列方向と
    交差する方向へ一端から順に通過させるように複数箇所
    に気体を噴射して隣接する繊維を交絡させて製作した繊
    維束。
  2. 【請求項2】 前記複数本の扁平な繊維束は互いに平行
    に配置され、隣接する繊維の交絡によりシートを構成し
    ている請求項1に記載の繊維束。
  3. 【請求項3】 撚りのない長繊維からなる扁平な複数本
    の繊維束を、少なくとも一部を重ねた状態又は平行に隣
    接して配置した状態で、各繊維束のそれぞれを繊維配列
    方向に所定の間隔をおいて2箇所で押さえ、当該押さえ
    た2箇所の間において各繊維束に対して繊維配列方向と
    交差する方向へ一端から順に通過させるように複数箇所
    に気体を噴射して隣接する繊維を交絡させる繊維束の接
    合方法。
  4. 【請求項4】 前記複数本の扁平な繊維束は2本の扁平
    な繊維束であり、各繊維束の端部を重ねた状態で端部同
    士が接合される請求項3に記載の繊維束の接合方法。
  5. 【請求項5】 前記両繊維束の端部を重ね合わせる際、
    前記気体の噴射側に位置する繊維束を弛ませた状態で気
    体を噴射する請求項4に記載の繊維束の接合方法。
  6. 【請求項6】 前記両繊維束の端部を重ね合わせる際、
    当該重ね合わせる部分の幅を他の部分の幅を拡げた状態
    で気体の噴射による繊維束の接合を行った後、繊維束の
    重合部をその幅が半分になるように折り曲げて重ね合わ
    せ、その重合部を繊維配列方向に所定の間隔をおいて2
    箇所で押さえた状態で、前記と同様に気体を噴射して重
    合部の繊維を交絡させる請求項4又は請求項5に記載の
    繊維束の接合方法。
  7. 【請求項7】 扁平な繊維束の端部を支承するための2
    か所の支承部が所定の間隔をおいて配置されたベース
    と、 前記ベースに設けられ、前記両支承部と共同して繊維束
    を把持する把持位置と、繊維束を開放する退避位置とに
    アクチュエータにより移動される把持部材と、 前記ベースに対して前記支承部に支承される繊維束と交
    差する方向に相対移動可能に配設された可動部材と、 前記可動部材に設けられ、前記支承部に支承された繊維
    束を押圧可能な作用位置と、繊維束の支承部間への配置
    を許容する退避位置とに移動配置可能な押さえ部材と、 前記可動部材に設けられ、該可動部材が前記ベースに対
    して相対移動する際に、前記支承部と前記把持部材とに
    把持された繊維束に対して繊維配列方向と交差する方向
    へ一端から順に通過させて気体が噴射するように配置さ
    れたノズルと、 前記可動部材を基準位置に戻す可動部材戻し手段とを備
    えた繊維束接合装置。
  8. 【請求項8】 前記把持部材は把持位置に配置された際
    に、把持状態にある繊維束の近傍に配置されて両支承部
    間の繊維束全体を覆う規制部材を備えている請求項7に
    記載の繊維束接合装置。
  9. 【請求項9】 前記複数の繊維束は互いに平行に配置さ
    れ、前記の気体噴射により隣接する繊維を交絡させる処
    理を適宜行って繊維束をシート状に加工する請求項3に
    記載の繊維束の接合方法。
  10. 【請求項10】 撚りのない長繊維からなる扁平な1本
    繊維束、繊維配列方向に所定の間隔をおいて2箇所
    で押さえた状態で、当該押さえた2箇所の間において繊
    維束に対して繊維配列方向と交差する方向へ一端から順
    に通過させるように複数箇所に気体を噴射して、隣接す
    る繊維を交絡させる処理が繊維配列方向に適宜の間隔で
    行われる繊維束の製造方法。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3346358B2 (ja) * 1999-11-26 2002-11-18 株式会社豊田自動織機 繊維束及び繊維束の製造方法、繊維束の接合方法並びに繊維束接合装置
JP3833654B2 (ja) * 2001-06-12 2006-10-18 三菱レイヨン株式会社 炭素繊維の製造装置とその製造方法
JP3981290B2 (ja) 2002-04-01 2007-09-26 秀夫 富山 回転歯ブラシの製造方法及び製造装置
JP4630193B2 (ja) * 2004-02-13 2011-02-09 三菱レイヨン株式会社 炭素繊維前駆体繊維束の製造方法及び製造装置
DE102005051666A1 (de) * 2005-10-28 2007-05-03 Bayerische Motoren Werke Ag Faserverbundstruktur
JP5097377B2 (ja) * 2006-10-11 2012-12-12 三菱レイヨン株式会社 糸条支持装置及び糸条支持方法
JP2008221724A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Toyota Motor Corp 繊維束及びその接合方法、並びに、frp成形体の製造方法
DE08730982T1 (de) * 2008-02-28 2011-03-17 Bell Helicopter Textron, Inc., Fort Worth Harzimprägniertes baufaserseil
EP2252731B1 (en) * 2008-02-28 2015-08-19 Bell Helicopter Textron Inc. Uncured composite rope including a plurality of different fiber materials
US9193559B2 (en) * 2010-02-26 2015-11-24 Zoltek Companies, Inc. Spliced carbon fiber tow and splicing method
RU2473723C2 (ru) * 2011-08-08 2013-01-27 Закрытое Акционерное Общество "Препрег - Современные Композиционные Материалы" Узел и способ площения жгута, а также площильная установка
US10570536B1 (en) 2016-11-14 2020-02-25 CFA Mills, Inc. Filament count reduction for carbon fiber tow
JP7003990B2 (ja) * 2018-02-01 2022-01-21 東レ株式会社 部分分繊繊維束、中間基材、成形品およびそれらの製造方法
US10604870B2 (en) * 2018-05-31 2020-03-31 Hexcel Corporation Increasing the filament count of carbon fiber tows
DE102019112554B4 (de) * 2019-05-14 2020-12-17 Cetex Institut gGmbH Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Prozessieren mehrerer Rovings
JP7409373B2 (ja) 2020-03-31 2024-01-09 東レ株式会社 接合ストランド、及びその製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785904A (en) 1967-01-03 1974-01-15 Celanese Corp Apparatus for making cross-lapped spread webs
US3871164A (en) 1974-03-25 1975-03-18 Du Pont Splicing apparatus
JPS51147569A (en) 1975-06-13 1976-12-17 Unitika U M Glass Kk Connection method and equipment for strand
JPS54106644A (en) * 1977-12-28 1979-08-21 Murata Machinery Ltd Yarn connecting method of air nozzle knotter
JPS56145075A (en) * 1980-04-09 1981-11-11 Toray Ind Inc Jointing of yarn and apparatus thereof
DE3115234A1 (de) 1981-04-15 1982-11-11 W. Schlafhorst & Co, 4050 Mönchengladbach Spleisskopf
JPS5939662A (ja) 1982-08-27 1984-03-05 Teijin Seiki Co Ltd 糸条の結合装置
JPS60100246A (ja) * 1983-11-07 1985-06-04 Hitachi Ltd アドレス組替装置
JPS61106634A (ja) 1984-10-29 1986-05-24 Nikkiso Co Ltd 一方向プリプレグおよびその製造方法
DE3538870A1 (de) 1985-11-02 1987-05-07 Bayer Ag Vorrichtung zum verbinden von spinnbaendern
DE3902994A1 (de) 1989-01-10 1990-07-12 Seydel Vermoegensverwaltung Spleissvorrichtung
DE8900201U1 (ja) 1989-01-10 1989-02-16 Spinnereimaschinenfabrik Seydel & Co Gmbh, 4800 Bielefeld, De
JPH07100891B2 (ja) * 1991-09-24 1995-11-01 東レエンジニアリング株式会社 紡績糸の継ぎ目
JPH06100246A (ja) 1992-09-21 1994-04-12 Kanebo Ltd トウの接合装置
DE4324752C2 (de) * 1993-07-23 1996-08-22 Hoechst Ag Multifilamentglattgarn mit geringer Öffnungsneigung und gutem Fadenschluß, Verfahren zur Herstellung von Multifilamentglattgarnen und dessen Verwendung
JPH08284036A (ja) * 1995-04-10 1996-10-29 Toray Ind Inc 接続炭素繊維束、および炭素繊維束の接続処理方法
JP3722323B2 (ja) * 1997-02-14 2005-11-30 東レ株式会社 炭素繊維とその製造方法および製造装置
US5765352A (en) * 1997-05-14 1998-06-16 Petree And Stoudt Associates Yarn splicing device and method
JP3346358B2 (ja) * 1999-11-26 2002-11-18 株式会社豊田自動織機 繊維束及び繊維束の製造方法、繊維束の接合方法並びに繊維束接合装置

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GB2356641B (en) 2002-04-17

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