JP4162916B2

JP4162916B2 - Ｘ線撮影機用天板及びその製造方法

Info

Publication number: JP4162916B2
Application number: JP2002129739A
Authority: JP
Inventors: 康之西; 広道佐野
Original assignee: Sakai Composites Corp
Current assignee: Sakai Composites Corp
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: TW564169B; JP2003319936A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線撮影機用天板及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、強度等を低下させることなく炭素繊維使用量を低減可能にするＸ線撮影機用天板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線撮影機で人体を透視撮影する場合、被写体の人体を天板の上に載せて撮影する。このように人体を載せる天板は、体重を支え得る十分な強度を有すると共に、撮影画像を鮮明にするためＸ線透過性に優れた材料から製作されることが必要である。このような観点から、Ｘ線撮影機用の天板には、一般材料に比べて引張り強度や弾性率が格段に優れ、かつＸ線透過性にも優れている炭素繊維で強化した繊維強化樹脂が広く使用されている。
【０００３】
従来、炭素繊維強化樹脂製天板の製造方法としては、発泡材を天板の形状に機械加工してコアとし、そのコアの表面に、未硬化樹脂を含浸させた炭素繊維織物を貼り付け、次いで炭素繊維織物に含浸させた未硬化樹脂を加熱硬化させる方法が一般的である。しかし、手貼り操作を基本として成形されているため、天板中の炭素繊維には曲がりやうねりが不可避的に存在しているため、炭素繊維が本来有する強度が十分に活かされていない。すなわち、その炭素繊維の強力利用率は高々７５％程度までであるため、その２５％以上の不足分を炭素繊維の使用量を増やすことによって補うようにしているのが実状であった。
【０００４】
しかし、炭素繊維の使用量を増やすと天板の厚みが増加するため、それによってＸ線の透過損失が増加し、映像の鮮明度を低下させる原因になっていた。また、炭素繊維の使用量が多いことによりコスト高になるという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、従来の天板と炭素繊維使用量が同じ場合には、従来の天板以上の高い強度を有すると共に、曲がりやそりを少なくすることができ、また従来の天板と同等の強度を有する天板を得る場合には、従来の天板よりも少ない炭素繊維使用量にすると共に、曲がりやそりを少なくすることができるＸ線撮影機用天板及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のＸ線撮影機用天板は、長尺形状の表板と裏板を間隔を介して対面配置し、その幅方向の両端部を互いに連結した偏平筒状の成形体からなり、前記表板及び裏板が少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物を主補強材とする繊維強化樹脂から形成され、かつ前記経糸が前記表板及び裏板の長手方向にそれぞれ平行に直線状に配列し、前記成形体からなる天板の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒが９０％以上であることを特徴とするものである。
【０００７】
従来の天板は、手貼りで炭素繊維強化樹脂を製作していたため、補強用の炭素繊維が表板や裏板に対して多かれ少なかれ曲がりやうねりを内在していた。そのため天板に体重が加わることで長手方向に引張り荷重が発生した場合、炭素繊維は分力相当の応力でしか支えないため、負荷よりも大きな応力を有することが必要になる。そのため理論上必要とされる炭素繊維使用量よりも多い炭素繊維を使用するようにしていた。
【０００８】
しかし、本発明の天板では、炭素繊維織物における経糸の炭素繊維を、表板及び裏板に対して真直度Ｒが９０％になるように直線状に配列しているため、炭素繊維の強力利用率を高めることができる。したがって、炭素繊維使用量が従来の手貼り天板と同一である場合には、強度を従来の天板以上にすることができ、また従来の天板と同等の強度の天板にする場合には、従来よりも炭素繊維の使用量を少なくすることができる。その結果、天板を可及的に薄くすることが可能になってＸ線透過損失を低減するため、一層鮮明な撮像を得ることができる。
【０００９】
また、経糸の真直度が高いことにより、繊維強化樹脂の繊維含有率を６０体積％以上にすることも可能になり、その結果、従来の手貼り天板に比べて強度を２０〜３０％、剛性を５〜１０％も向上することができる。また、補強材が炭素繊維織物であるため、その緯糸の作用によって長手方向に配列する炭素繊維のクラックを防止し、さらにそのクラックの伝播を防止するため強度低下を防止することができる。
【００１０】
本発明のＸ線撮影機用天板の製造方法は、外型を直線状に貫通する空間に中子が挿入し、該中子の外周に偏平環状の成形隙間を形成した成形金型を使用し、少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物に未硬化樹脂を含浸させて前記成形隙間に挿通すると共に、張力を与えながら引き抜くことにより偏平筒状の成形体に加熱成形し、該成形体を所定長さに裁断して、この成形体からなる天板の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒを９０％以上にすることを特徴とするものである。
【００１１】
このように環状の成形隙間を利用して、未硬化樹脂を含浸した炭素繊維織物に張力をかけながら引抜成形をするため、成形体の長手方向に対して炭素繊維織物の経糸を高い真直度になるように真っ直ぐに配列させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のＸ線撮影機用天板は、長尺形状の表板と裏板とが間隔を介して対面配置され、その幅方向の両端部を互いに連結して偏平状の筒状成形体として構成されている。表板及び裏板は、少なくとも経糸を炭素繊維とする炭素繊維織物を主補強材にした繊維強化樹脂から構成され、その経糸を長尺形状の表板及び裏板の長手方向に沿って配列するようにしたものである。
【００１３】
天板は平面視が矩形状に形成されるが、長手方向に直交する横断面形状は人体を安定状態に載せるため弧状に湾曲させた偏平な筒形の成形体であることが好ましい。平面視での大きさとしては、長手方向が１９０〜２５０ｃｍ、幅方向が３５〜５０ｃｍの範囲にするのが一般的である。
【００１４】
本発明において、主補強材に使用する炭素繊維織物の経糸は、それぞれ表板及び裏板の長手方向に直線状に配列し、その真直度Ｒが９０％以上、好ましくは９５％以上であるように配列させなければならない。このように９０％以上の真直度Ｒにする配列は、本発明者らが行った多数の試験結果によれば、従来の手貼り成形によっては達成は難しく、後述する引抜き成形法を利用することによって達成することができる。
【００１５】
ここで真直度Ｒとは、下記の測定方法で天板の片面当たり１０か所について測定計算した値の総和平均値をいう。
【００１６】
すなわち、天板の表板及び裏板のそれぞれについて幅方向に１０等分した各帯域において、それぞれ幅方向の中心であると共に長手方向の中心位置において、図５に示すように、天板の幅方向中心を通る中心線を基準線ＣＬとしたとき（図１参照）、この基準線ＣＬと平行な長さ１ｍの２本の直線Ｓ，Ｓ’を４０ｍｍの間隔に引くと共に、この直線Ｓ，Ｓ’の両端部同士を短線Ｔ，Ｔ’で結んだ細長い矩形Ａを切り出す。
【００１７】
次いで、このようにして切り出した大きさ１ｍ×４０ｍｍの各帯域の矩形Ａの切片（合計１０個）について、それぞれ燃焼して樹脂分を除去した後、両端の短線Ｔ，Ｔ’のうちいずれか一方（例えばＴ）をクランプし、非クランプ部分で非拘束状態になっている炭素繊維束を振り落とす。次いで、クランプ部分に拘束された炭素繊維束（経糸）の本数Ｎと、反対側の短線（Ｔ’）の部分に残存している炭素繊維束（経糸）の本数Ｎ’とを数え、このＮとＮ’から次式で定義される真直度を算出する。
【００１８】
（Ｎ’／Ｎ）×１００（％）
この測定と計算を上記１０個の切片について行い、その１０個の真直度の総和平均値を本発明における真直度Ｒとする。
【００１９】
本発明の天板は、上記のようにして得られる真直度Ｒが９０％以上、好ましくは９５％以上であることにより、主補強材として使用される炭素繊維織物における経糸の強力利用率を向上することができ、その結果、炭素繊維の使用量を少なくしながら天板の強度や剛性（特に曲げ剛性）を向上することができる。また、ソリやねじれが低減し、寸法精度に優れた天板を得ることができる。さらに、繊維強化樹脂中の炭素繊維の繊維含有率を、従来の手貼り天板では達成不可能であった６０容量％以上にすることが可能になり、天板の強度や剛性の一層の向上のみならず、天板のＸ線透過率を向上させるため撮影映像を一層鮮明にすることがきる。
【００２０】
本発明に使用される炭素繊維織物には、少なくとも経糸が炭素繊維からなる織物が使用されるが、その経糸の炭素繊維束は実質的無撚りであることが好ましい。ここで実質的無撚りとは、撚数が５Ｔ／ｍ以下であるものを意味する。
【００２１】
本発明に使用される炭素繊維織物の構造は、すだれ織であることが好ましい。すだれ織物は、経糸密度に比較して緯糸密度を著しく粗にしてあることが特徴であり、経糸密度を５本／ｃｍ以上にするのに対して、緯糸密度が１本／ｃｍ以下、さらに好ましくは０．２〜０．５本／ｃｍの範囲のものを使用するのがよい。緯糸密度が１本／ｃｍよりも多いと、緯糸との交差によって経糸に形成される単位長さ当たりのクリンプ数（波形の屈曲数）が増大し、経糸の強力利用率が低下する。また、０．２本／ｃｍよりも少ないと、経糸相互間に生ずるクラックの防止作用が低減したり、経糸に対する均一配列効果（均一分散効果）が低減したりする。
【００２２】
すだれ織物に用いられる緯糸には、必ずしも経糸と同じ炭素繊維を使用してもよく、好ましくは有機繊維を使うのがよい。すなわち、本発明で使用するすだれ織物における緯糸は、互いに隣接する経糸相互間にクラックを生じないように抑制し、かつそのクラックが伝播成長しないように抑制することにより、炭素繊維織物の補強機能を維持させるためのものであるので、必ずしも高強度、高弾性率でなくてもよいからである。緯糸に用いる有機繊維としては、特に限定されないが、例えばポリアミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等を使用することができる。
【００２３】
すだれ織物の緯糸に有機繊維を使用する場合は、その繊度は５０〜３５０ｄｔｅｘの範囲であることが好ましい。繊度が３５０ｄｔｅｘよりも大きいと、経糸の炭素繊維に大きなクリンプを形成させるため、強力利用率を低下させる。また、５０ｄｔｅｘよりも小さいと、経糸に対するクラックの抑制作用や経糸の均一分散性付与効果が低減する。
【００２４】
炭素繊維織物としてすだれ織物を使用する場合、複数枚を積層して使用することが好ましい。また、複数枚のすだれ織物を積層する場合、任意の２枚のすだれ織物の間に、経糸と緯糸の両方が炭素繊維からなる少なくとも１枚の完全炭素繊維織物を挿入するとよい。この完全炭素繊維織物を挿入することにより、天板の形状安定性が向上し、ねじれやソリの発生を抑制することができる。
【００２５】
また、上記のようにすだれ織物の間に挿入配置する完全炭素繊維織物は、表板と裏板の幅方向両端部を跨いで両板間に連続するように配置することが好ましい。このように両板に跨がるように連続配置することにより、天板全体の剛性が増大し、一層形状安定性を向上することができる。また、このように完全炭素繊維織物を挿入する場合、特に好ましくは、裏板の幅よりも広幅の完全炭素繊維織物を裏板側に挿入し、この裏板の両側に延長する両端部を表板側へ折り返して重ね合わせた構造にするとよい。
【００２６】
すだれ織物に併用して使用する完全炭素繊維織物は、経糸と緯糸の両方が炭素繊維束からなるものであれば、特に構造は限定されない。また、その経糸密度及び緯糸密度は、共に５本／ｃｍ以上であればよい。
【００２７】
炭素繊維織物を複数層積層する場合、特にすだれ織物を複数層積層するようにした場合には、その最外層の表面に一方向性炭素繊維シートを積層するようにするとよい。一方向性炭素繊維シートは経糸だけで緯糸を有しないので、天板の表面外観を良好にするからである。また、この最外層に積層するシートは、主として外観向上を目的とするので、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の有機繊維からなる不織布や紙であってもよい。
【００２８】
炭素繊維織物、一方向性炭素繊維シート、有機繊維の不織布や紙には、樹脂を含浸させることにより繊維強化樹脂にする。その樹脂には、熱硬化性樹脂が好ましく使用される。従来の天板では、天板の必要強度を確保するために専らエポキシ樹脂が使用されることが多かったが、本発明の場合には、上述したように炭素繊維織物における経糸の強力利用率が向上しているため、エポキシ樹脂に限定されることなく、不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂なども使用することができる。
【００２９】
不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、エポキシ樹脂に比べて難燃性の付与を容易に行うことができる。また、不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、エポキシ樹脂に比べて低収縮性にすることが容易であるため、一層寸法安定性に優れた天板を得ることができる。
【００３０】
本発明の天板は、炭素繊維織物の経糸の強力利用率が向上しているため、長尺形状の表板と裏板とから形成された偏平筒状の成形体は、その空洞のままの状態で製品にしてもよいし、また従来の天板のように、空洞内部に発泡材をコアとして挿入してもよい。このような発泡材は、筒状成形体を成形後に発泡樹脂を注入して後加工により成形することができる。
【００３１】
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明のＸ線撮影機用天板を例示したものである。
【００３２】
天板１は、平面視が長尺矩形の表板２と裏板３とを上下に間隔をおいて対面配置し、かつ幅方向の両端部を互いに連結した構成になっている。また、長手方向に直交する横断面は、表板２及び裏板３とも上方側が凹状の弧状に湾曲し、かつ両端部を互いに連結した三日月形になっている。また、断面三日月形の筒状成形体の内部には発泡材４が充填されており、かつ長手方向の両端部に封止蓋５，５が装着されている。また、天板１の長手方向の一方の端部には、Ｘ線撮影機に取り付けるための装着孔６，６が左右一対設けられている。
【００３３】
表板２と裏板３とは、図２に示すように、それぞれ経糸が実質的無撚り（撚数が５Ｔ／ｍ以下）の炭素繊維束からなる２枚のすだれ織物１１，１１と、この２枚のすだれ織物１１，１１の間に、経糸と緯糸が共に炭素繊維束からなる完全炭素繊維織物１２を挿入し、かつこれら織物に熱硬化性樹脂が含浸した状態で加熱硬化された繊維強化樹脂から構成されている。すだれ織物１１の経糸と完全炭素繊維織物１２の経糸とは、それぞれ表板２及び裏板３の長手方向に平行に配列しており、その真直度Ｒが９０％以上になっている。
【００３４】
表板２及び裏板３を構成する繊維強化樹脂は、図２の積層構造に限定されるものではなく、図３のような形態であってもよい。図３の実施形態では、図２の炭素繊維織物の積層構造の最外層の表面に、一方向性炭素繊維シート１３を積層したものである。一方向性炭素繊維シート１３は緯糸を持たないため、平面性や平滑性に優れており、最外側に配置されることにより天板の外観を良好にすることができる。
【００３５】
本発明の天板は、完全炭素繊維織物１２を、図４に示すような配置にしたものであってもよい。図４の実施形態では、裏板３を２枚のすだれ織物１１，１１の間に１枚の完全炭素繊維織物１２を挿入するように構成し、かつその完全炭素繊維織物１２は幅が裏板３の幅よりも広幅にしてあり、その広幅の両端部１２ｅ，１２ｅを、それぞれ表板２側へ折り返すようにしている。その表板２では、完全炭素繊維織物１２の両端部１２ｅ，１２ｅは、２枚のすだれ織物１１，１１の間に挟まれた状態で互いにオーバラップしている。また、表板２及び裏板３とも、最外層に一方向性炭素繊維シート１３を積層している。
【００３６】
図４の天板１では、完全炭素繊維織物１２が挿入されていることによって形状安定性が向上し、ソリや曲がりを発生しにくくしている。さらに、この完全炭素繊維織物１２の両端部１２ｅ，１２ｅが裏板３と表板２との間に跨がるように折り返されているため、天板全体の剛性が向上している。また、最外層に一方向性炭素繊維シート１３を配置されていることで、外観性が向上している。
【００３７】
上述した優れた性能を有する本発明のＸ線撮影機用天板は、以下に説明する引抜き成形法により効率よく、かつ連続的に製造することができる。
【００３８】
引抜き成形法に使用する成形金型は、外型の内側に直線状に貫通する空間を設け、その空間に中子を挿入してその中子の外周に偏平環状の成形隙間を形成するように構成されている。この成形金型を使用し、少なくとも経糸が炭素繊維からなる炭素繊維織物を供給ロールから引き出し、この炭素繊維織物に未硬化樹脂を含浸させて、上記成形金型の成形隙間に挿通して引き抜き成形する。この引き抜き成形は、成形金型の上流側では炭素繊維織物にブレーキを掛け、下流側を連続的に牽引することにより実施する。炭素繊維織物は、成形金型の成形隙間で引き抜き成形されながら未硬化樹脂が加熱硬化していき、偏平な筒状成形体に成形される。次いで、連続的に成形されて出てくる偏平筒状の成形体を、切断機を同期させて所要の長さに順次裁断し、天板の原形体にする。
【００３９】
上記のように未硬化樹脂が含浸した炭素繊維織物を成形金型で引き抜き成形するとき、その成形金型の直前における炭素繊維織物の張力を５Ｎ／ｍｍ²以上、好ましくは１０Ｎ／ｍｍ²以上にする。このような張力の付与により、炭素繊維織物の経糸（炭素繊維束）は含浸樹脂が硬化する前に幅方向や長手方向に相対移動しながら、長手方向に平行な状態に引き揃えられ、次いで成形金型を通過する間に加熱硬化される。このように炭素繊維織物に張力を付与するため、炭素繊維織物の供給源、すなわち炭素繊維織物を巻回したロールの支持軸にはブレーキを設け、適度の制動を掛けながら炭素繊維織物の引き出しを行うようにすることが好ましい。
【００４０】
炭素繊維織物に与える張力の上限は、特に限定されないが、あまり大きすぎると、複数枚の炭素繊維織物を積層して牽引するとき層間に張力むらが発生し、成形後の天板に歪みを内包することになるので、９８０Ｎ／ｍｍ²までを上限にすることが好ましい。さらに好ましくは４９０Ｎ／ｍｍ²以下、最も好ましくは３００Ｎ／ｍｍ²以下にするとよい。
【００４１】
また、成形金型の上流側には環状の絞り隙間を有する含浸処理部を配置し、この絞り隙間を通過させることにより、炭素繊維織物の表面に付与した未硬化樹脂を織物内部に含浸させると共に、偏平状の筒状成形体にプリフォームすることが好ましい。この含浸処理部としては、下流側の成形金型とほぼ同じ構成にしたものを使用するとよい。具体的には、環状の絞り隙間の大きさを成形金型の成形隙間よりも若干大きめに構成したものがよい。
【００４２】
含浸処理部では、炭素繊維織物に対して未硬化樹脂を織物内部に含浸させる作用のほか、経糸を幅方向に均等に分散させて偏平筒状成形体をプリフォームする作用を行う。このように経糸を均等分散させた偏平筒状成形体のプリフォームのため、補強材として炭素繊維織物を使用することは有効であり、その炭素繊維織物の緯糸が経糸の幅方向の移動を抑制し、経糸を幅方向に斑のないように均等分散させる作用を行う。
【００４３】
また、成形金型の下流側には加熱炉を配置し、その成形金型で加熱硬化した成形体を更に仕上げ処理を行うようにするとよい。すなわち、成形金型で引き抜き成形された直後の成形体は、まだ熱硬化樹脂の硬化が約６０％程度であるため、さらに加熱炉で加熱処理することにより８０〜９０％まで硬化を進行させ、歪みの少ない形態安定性に優れた天板成形体にすることができる。
【００４４】
図６は、本発明のＸ線撮影機用天板の製造方法を実施する装置を例示したものである。
【００４５】
図６において、３１及び３２はそれぞれクリールスタンド（図示せず）に支持された補強シートロール群である。クリールスタンドの支持軸（図示せず）にはブレーキが取りつけられ、各ロールから引き出される補強シートに制動力が付与されるようになっている。
【００４６】
一方の補強シートロール群３１は表板２を形成するための補強シート群を配置したもので、炭素繊維のすだれ織物１１を巻いたロール２１が２個と、一方向性炭素繊維シート１３を巻いたロール２３が１個それぞれ配置されている。すだれ織物１１及び一方向性炭素繊維シート１３は、共に表板２と略同一幅に形成されている。また、すだれ織物１１は経糸が実質的無撚りの炭素繊維束であり、緯糸にポリアミド繊維等の有機繊維が使用され、その緯糸密度は１本／ｃｍ以下になっている。
【００４７】
他方、補強シートロール群３２は、裏板３を形成するための補強シート群を配置したもので、炭素繊維のすだれ織物１１を巻いたロール２１が２個と、完全炭素繊維織物１２を巻いたロール２２が１個と、一方向性炭素繊維シート１３を巻いたロール２３が１個それぞれ配置されている。すだれ織物１１は、上記補強シートロール群３１にセットされているものと同じ構成からなる。また、すだれ織物１１と一方向性炭素繊維シート１３とは裏板３と同一幅に形成されているが、完全炭素繊維織物１２は裏板３よりも幅が２倍以上の広幅に形成されている。
【００４８】
３３及び３４は未硬化の熱硬化性樹脂液を満たした樹脂液槽である。これら樹脂液槽３３，３４に、上記補強シートロール群３１及び３２からブレーキを与えながら引き出した補強シートを浸漬し、未硬化の熱硬化性樹脂液を付与する。これら樹脂液槽３３，３４に続く下流側に、それぞれ含浸処理部３５、成形金型３６、牽引手段３７、加熱炉３８、切断機３９、搬送コンベア４０が順に設置されている。
【００４９】
含浸処理部３５の上流では、牽引手段３７の牽引作用により補強シートロール群３１から引き出されたすだれ織物１１と一方向性炭素繊維シート１３の補強シート群が樹脂液槽３３で樹脂液を付与され、また補強シートロール群３２から引き出されたすだれ織物１１、完全炭素繊維織物１２、一方向性炭素繊維シート１３の補強シート群が樹脂液槽３４で樹脂液を付与される。
【００５０】
まず、補強シートロール群３１側のすだれ織物１１が、ガイド６１を介して中子４１の表面（図６では下側面）に沿わされる。次いで、補強シートロール群３２側から引き出された幅広の完全炭素繊維織物１２の両端部が、折り返しガイド６２によって下側に折り返されながら、ガイド６３を介して、上記の最初に中子４１の表面（図６の下側面）に沿わされたすだれ織物１１の表面に折り重ねられる。
【００５１】
次に、含浸処理部３５の入口において、補強シートロール群３１側のすだれ織物１１と一方向性炭素繊維シート１３とが、すだれ織物１１側を内側にして上記完全炭素繊維織物１２の折り返し部の上に積層される。また、補強シートロール群３２側のすだれ織物１１、完全炭素繊維織物１２、一方向性炭素繊維シート１３の補強シート群が、中子４１の反対側（図６では上面側）に沿わされる。
【００５２】
含浸処理部３５は、図７に示すように、外型４２と中子４１から構成されている。外型４２は上型４２ａと下型４２ｂから構成され、その内側に断面三日月状の空間４３が前後に直線状に貫通し、その空間４３の内側に断面三日月状の中子４１が貫通することにより、その中子４１の周囲に環状の絞り隙間４３ａを形成している。この絞り隙間４３ａの隙間幅は、下流側の成形金型３６の成形隙間４５ａ（図８参照）の隙間幅よりもやや広幅に形成されている。
【００５３】
この含浸処理部３５は、上記樹脂液槽３３，３４で樹脂液を付着したすだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３を中子４１の表面に沿わせて絞り隙間４３ａを通過させる際に、その絞り作用により樹脂液をそれぞれすだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３の内部に含浸させる。そして、含浸処理部３５の出口側において、すだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３を、図４の横断面図に示すような断面三日月状の積層状態にプリフォームにする。このプリフォームでは、すだれ織物１１及び完全炭素繊維織物１２がそれぞれ緯糸を有するため、これら緯糸が経糸群に対して横ずれ抵抗を与え幅方向に均一分布させがら、牽引手段３７の牽引作用により長手方向に平行に引き揃えた状態にする。
【００５４】
また、成形金型３６は、図８に示すように、含浸処理部３５と同様に上型４４ａと下型４４ｂから外型４４が構成され、その内側に断面三日月状の空間４５が前後に直線状に貫通すると共に、ヒータ４６を内蔵している。この空間４５の内側に断面三日月状の中子４１が貫通することにより、その中子４１の周囲に環状の成形隙間４５ａを形成している。
【００５５】
成形金型３６では、含浸処理部３５で断面三日月状にプリフォームされたすだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３の積層体を、中子４１に沿わせるように成形隙間４５ａに通し、かつ牽引手段３７で引っ張りながら引き抜くと共に、ヒータ４６で加熱硬化することにより、図４に示すような三日月状の横断面をもつ偏平筒状の成形体１００にする。
【００５６】
このような成形操作をするとき、成形金型３６の入口側におけるすだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３の張力を５Ｎ／ｍｍ²以上、好ましくは５〜９８０Ｎ／ｍｍ²、さらに好ましくは１０〜４９０Ｎ／ｍｍ²以下、最も好ましくは１０〜３００Ｎ／ｍｍ²以下にするとよい。このような張力の付与により、含浸処理部３５と成形金型３６との間で、含浸処理部３５で断面三日月状にプリフォームされたすだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３内の炭素繊維束を真っ直ぐに引き揃え、天板にしたときの真直度を９０％以上にすることができる。
【００５７】
上記中子４１はシリンダー４７に片持支持され、前後に水平移動可能になっている。この中子４１は含浸処理部３５を貫通するだけでなく、下流側の成形金型３６まで延長し、その成形金型３６にも貫通している。すだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３を含浸処理部３５や成形金型３６に最初にセットするとき、中子４１を挿入した状態のままで行うことは難しい。しかし、シリンダー４７により中子４１を空間４３，４５から抜いた状態にし、それらの空間４３，４５にすだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３を通した後に中子４１を挿入すれば、簡単にセットすることができる。
【００５８】
牽引手段３７は、加熱硬化後の偏平筒状の成形体１００を連続的に引っ張るためのものであり、その牽引作用により成形金型３６の上流側ですだれ織物１１，完全炭素繊維織物１２，一方向性炭素繊維シート１３に高い張力を発生させ、長手方向に延長する経糸などを真っ直ぐに引き揃えるようにする。
【００５９】
図９（Ａ）〜（Ｄ）は、牽引手段３７が連続的な牽引作用を行う行程を説明する。
【００６０】
牽引手段３７は、ベース５２の上に前後一対のプラー５０，５１を設けるように構成されている。前後のプラー５０，５１は、それぞれ上部グリップ５０ａ，５１ａと下部グリップ５０ｂ，５１ｂから構成され、かつ互いの対向面を成形体１００の表面に合わせて前者が弧状の凹面、後者が弧状の凸面になっている。さらに対向面には、それぞれゴム等の摩擦係数の大きなパッドが貼り付けられている。また、上部グリップ５０ａ，５１ａはそれぞれシリンダー５０ｃ，５１ｃに連結され、その作動により上下に昇降可能にしてあり、下降したとき下部グリップ５０ｂ，５１ｂとの間に成形体１００を把持するようになっている。
【００６１】
ベース５２の上において、プラー５０は前後方向の中間点Ｐを境に前側半分の行程を往復移動し、またプラー５１は後側半分の行程を往復移動するようになっている。しかも、プラー５０と５１は互いに反対方向に移動し、それぞれ図の右方向に移動するときは、上部グリップ５０ａ，５１ａと下部グリップ５０ｂ，５１ｂが成形体１００を挟んで搬送し、また左方向に移動するときは成形体１００を離して相対移動するようになっている。
【００６２】
上記構成の牽引手段３７は、図９（Ａ）〜（Ｄ）の行程を繰り返すことにより成形体１００を連続的に牽引しながら図の右方向に搬送する。
【００６３】
まず図９（Ａ）では、プラー５０と５１はベース５２上の両端部に位置し、プラー５０が成形体１００を把持するのに対して、プラー５１は離し、それぞれ図９（Ｂ）になるまで中間点Ｐに向けて移動する。図９（Ｂ）の中間点Ｐで、プラー５０は成形体１００を離し、プラー５１が把持するように切り替わる。そして、図９（Ｃ）に示すように、今度はプラー５１が成形体１００を搬送しながら、プラー５０と５１は互いに反対方向へ移動し、図９（Ｄ）の状態になる。再び図９（Ａ）に戻り、以後これを繰り返すことにより成形体１００を加熱炉３８へ向けて連続搬送する。
【００６４】
加熱炉３８は特に限定されるものではなく、公知のものをいずれも使用することができる。この加熱炉３８は、成形金型３６で加熱硬化した成形体１００を再加熱して仕上処理を行い、成形体１００の硬化をほぼ完結させると共に、内部の歪みを除去して形態を安定化させる。仕上処理された成形体１００は切断機３９により所定長さにカットされ、搬送コンベア４０により搬出される。切断機３９は剪断型であっても、回転型であってもよい。いずれの場合も、成形体１００の移動に同期しながら切断を行うようになっている。
【００６５】
所定長さに切断された成形体は、そのまま両端部に封止蓋を装着して天板にしてもよいが、必要により発泡材などのコアを充填してから封止蓋を装着するようにしてもよい。コアについては、従来の天板では、コアの表面に炭素繊維織物と樹脂とを貼り付けたり、加熱したりするため、コア自体が加工に耐える強度と耐熱性を有することが必要であり、そのため発泡材の発泡倍率を２０倍以下にする必要があった。しかし、本発明の天板は、上述したように引抜成形によって製造されるため、表板と裏板からなる外殻を成形した後に発泡材を注入して発泡させることができる。したがって、強度や耐熱性は特に考慮する必要がなく、発泡倍率も２０倍を超える大きさであってもよく、数百倍であってもよい。したがって、天板のＸ線吸収量を低減することができ、一層鮮明度の高い撮影を可能にすることができる。
【００６６】
【実施例】
実施例１
主補強材の炭素繊維織物として、下記仕様のすだれ織物Ａと完全炭素繊維織物Ｂを使用し、表面の被覆材として下記仕様の一方向性炭素繊維シートＣを使用し、かつ含浸樹脂としてエポキシ樹脂を使用して、図６の成形装置により成形金型直前の引張り張力を１０Ｎ／ｍｍ²に維持しながら連続引き抜き成形して、図４の構成からなる断面三日月形空洞の成形体を得ると共に、その空洞部にポリウレタン発泡材を充填した天板（長さ２００ｃｍ×幅５０ｃｍ）を製作した。
【００６７】
すだれ織物Ａ
経糸；炭素繊維（繊度１６０dtex，引張り強度４９００Ｎ／ｍｍ²，弾性率２３００００Ｎ／ｍｍ²）
緯糸；ポリエステル繊維（繊度８０dtex，引張り強度１０００Ｎ／ｍｍ²）
経糸密度；５本／ｃｍ、緯糸密度；１本／ｃｍ
完全炭素繊維織物Ｂ
経糸；炭素繊維（繊度２０dtex，引張り強度４２００Ｎ／ｍｍ²，弾性率２３００００Ｎ／ｍｍ²）
緯糸；炭素繊維（繊度２０dtex，引張り強度４２００Ｎ／ｍｍ²，弾性率２３００００Ｎ／ｍｍ²）
経糸密度；４本／ｃｍ、緯糸密度；１２本／ｃｍ
一方向性炭素繊維シートＣ炭素繊維（繊度１６０dtex，引張り強度４９００Ｎ／ｍｍ²，弾性率２３０
０００Ｎ／ｍｍ²）
配列密度；２本／ｃｍ
上記のようにして得られた天板の表板及び裏板の真直度は、それぞれ表板、裏板共に９０％であり、また繊維充填率は表板、裏板共に６１容量％であった。
【００６８】
この天板の引張り強度と曲げ強度を測定したところ、引張り強度は６９０Ｎ／ｍｍ²、曲げ剛性は８２０００Ｎ／ｍｍ²であった。また，目視によりソリ、捩れの有無を検査した結果、殆ど存在しなかった。
【００６９】
比較例１
主補強材の炭素繊維織物Ａ，Ｂ、一方向性炭素繊維シートＣおよび含浸樹脂をそれぞれ実施例１と同じ材料を使用し、これら材料を予め切削加工したポリウレタン発泡材のコア材に手貼りして、天板を製作した。この手貼り作業において、完全炭素繊維織物Ｂはすだれ織物Ａと同一幅に裁断し、両端部を裏側から表側へ折り返す構成にはせず、それぞれ独立に分離した完全炭素繊維織物Ｂとして貼りつけるようにした以外は、実施例１と全く同じ構成にした。
【００７０】
このようにして得られた天板の表板及び裏板の真直度は、表板が６０％であり、裏板が５０％であった。また、繊維充填率は表板が５０容量％、裏板が５０容量％であった。また、天板の強度と曲げ剛性を測定したところ、強度が５７０Ｎ／ｍｍ²、曲げ剛性が７７０００Ｎ／ｍｍ²であり、実施例１の天板に比べて劣っていた。また、目視によりソリや捩れを検査したところ、僅かなソリと捩れが存在していた。
【００７１】
【発明の効果】
上述したように本発明のＸ線撮影機用天板によれば、炭素繊維織物における経糸の炭素繊維を、表板及び裏板に対して真直度Ｒが９０％になるように配列しているため、炭素繊維の強力利用率を高めることができる。したがって、炭素繊維使用量が従来の手貼り天板と同一である場合には、強度を従来の天板以上にすることができ、また従来の天板と同等の強度の天板にする場合には、従来よりも炭素繊維の使用量を少なくすることができる。その結果、天板を可及的に薄くすることが可能になってＸ線透過損失を低減するため、一層鮮明な撮像を得ることができる。
【００７２】
また、経糸の真直度が高いことにより、繊維強化樹脂の繊維含有率を６０体積％以上にすることも可能になり、その結果、従来の手貼り天板に比べて強度を２０〜３０％、剛性を５〜１０％も向上することができる。また、補強材が炭素繊維織物であるため、その緯糸の作用によって長手方向に配列する炭素繊維のクラックを防止し、さらにそのクラックの伝播を防止するため強度低下を防止することができる。
【００７３】
本発明による天板の製造方法は、少なくとも経糸が炭素繊維で且つ未硬化樹脂を含浸した炭素繊維織物を成形金型に対し引き抜きにより成形するため、炭素繊維織物の経糸を高い真直度に真っ直ぐに配列させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線撮影機用天板を例示し、（Ａ）は一部を切り欠いて示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図２】本発明の天板を構成する表板（又は裏板）の断面図である。
【図３】本発明の天板を構成する表板（又は裏板）の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明の天板の他の例を示す横断面図である。
【図５】本発明で規定する真直度の測定法について説明する説明図である。
【図６】本発明のＸ線撮影機用天板を製造する装置を示す概略工程図である。
【図７】図６におけるＹ−Ｙ矢視断面図である。
【図８】図６におけるＺ−Ｚ矢視断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は、図６の工程図に示す牽引手段の作動を行程順に示す説明図である。
【符号の説明】
１天板
２表板
３裏板
４コア（発泡材）
１１すだれ織物
１２完全炭素繊維織物
１３一方向性炭素繊維シート
２１〜２３（補強シートの）ロール
３３，３４樹脂液槽
３５含浸処理部
３６成形金型
３７牽引手段
３８加熱炉
３９切断機
１００成形体

Claims

長尺形状の表板と裏板を間隔を介して対面配置し、その幅方向の両端部を互いに連結した偏平筒状の成形体からなり、前記表板及び裏板が少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物を主補強材とする繊維強化樹脂から形成され、かつ前記経糸が前記表板及び裏板の長手方向にそれぞれ平行に直線状に配列し、前記成形体からなる天板の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒが９０％以上であるＸ線撮影機用天板。
前記炭素繊維織物が緯糸密度１本／ｃｍ以下のすだれ織物である請求項１に記載のＸ線撮影機用天板。
前記すだれ織物の緯糸が５０〜３５０ｄｔｅｘの有機繊維からなる請求項２に記載のＸ線撮影機用天板。
前記すだれ織物を複数枚積層し、かつ任意の２枚のすだれ織物の間に経糸及び緯糸が共に炭素繊維である完全炭素繊維織物を挿入した請求項２又は３に記載のＸ線撮影機用天板。
前記完全炭素繊維織物を前記表板と裏板との両側に跨がるように連続配置した請求項４に記載のＸ線撮影機用天板。
前記裏板に該裏板よりも広幅の完全炭素繊維織物を挿入し、該完全炭素繊維織物の両端部を前記表板側に折り返すようにした請求項５に記載のＸ線撮影機用天板。
前記複数枚積層したすだれ織物の最外層の表面に一方向性炭素繊維シートを積層した請求項４〜６のいずれかに記載のＸ線撮影機用天板。
前記複数枚積層したすだれ織物の最外層の表面に有機繊維からなる不織布または紙を積層した請求項４〜６のいずれかに記載のＸ線撮影機用天板。
前記繊維強化樹脂の繊維含有率が６０容量％以上である請求項１〜８のいずれかに記載のＸ線撮影機用天板。
外型を直線状に貫通する空間に中子が挿入し、該中子の外周に偏平環状の成形隙間を形成した成形金型を使用し、少なくとも経糸が炭素繊維である炭素繊維織物に未硬化樹脂を含浸させて前記成形隙間に挿通すると共に、張力を与えながら引き抜くことにより偏平筒状の成形体に加熱成形し、該成形体を所定長さに裁断して、この成形体からなる天板の幅方向中心を通る中心線を基準に規定した前記経糸の真直度Ｒを９０％以上にするＸ線撮影機用天板の製造方法。
前記炭素繊維織物をブレーキをかけながら引き出すと共に、前記成形隙間に挿通する直前の張力を５Ｎ／ｍｍ²以上にする請求項１０に記載のＸ線撮影機用天板の製造方法。
横断面が環状の絞り隙間をもつ含浸処理部を前記成形金型の上流側に配置し、前記絞り隙間に前記炭素繊維織物を通過させて該炭素繊維織物表面に付与した未硬化樹脂を織物内部に含浸させる請求項１０又は１１に記載のＸ線撮影機用天板の製造方法。
加熱炉を前記成形金型の下流側に配置し、該加熱部で加熱硬化後の成形体を仕上げ処理する請求項１０，１１又は１２に記載のＸ線撮影機用天板の製造方法。
前記炭素繊維織物が緯糸密度１本／ｃｍ以下のすだれ織物からなる請求項１０，１１又は１２に記載のＸ線撮影機用天板の製造方法。
前記すだれ織物の緯糸が５０〜３５０ｄｔｅｘの有機繊維からなる請求項１４に記載のＸ線撮影機用天板の製造方法。
前記すだれ織物を複数枚積層し、かつ任意のすだれ織物間に経緯両糸が炭素繊維からなる完全炭素繊維織物を挿入した請求項１４又は１５に記載のＸ線撮影機用天板の製造方法。