JPH02263914A - プリプレグシート製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は繊維束を開繊整列させ、整列した繊維群にマト
リックス金属粒子を溶射して巻取るプリプレグシート製
造装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、強化繊維として、アルミナ繊維、シリカ繊維、シ
リコンカーバイト繊維、ポロン繊維、窒化珪素繊維、炭
素繊維などを用い、マトリックス金属としてアルミニウ
ム、マグネシウム、チタン。

銅などを用いた繊維強化金属が開発されており、例えば
各種の機械部品や構造材など多くの産業分野に利用され
ている。

この種の繊維強化金属の製造装置として例えば特公昭６
２−２７１４２号公報に開示されている装置は次のよう
に構成されている。すなわち、装置の入口には、前記各
種長繊維の繊維束が巻かれたドラムが回転自在に軸支さ
れており、このドラムの後方には、原動側から回転駆動
されドラムからの繊維束を添接させて送り出す上下一対
の開繊ドラムが周面を互いに対接させて配設されている
。

開繊ドラムの繊維束進入側側方には、繊維束に横向き流
を吹き付けて捌くことにより展開させて開繊ドラムへ進
入させる開繊装置が設けられており、また、開繊ドラム
の後方には、開繊された開繊ドラム上の繊維に前記各種
のマトリック材料をプラズマ溶射するプラズマ溶射装置
が配設されている。

さらにプラズマ溶射装置の後方には、巻取りドラムが配
設されている。

このように構成されていることにより、ドラムから巻戻
された繊維束は、開繊装置から噴出される横向き流状の
圧縮空気によって開繊され、開繊ドラムの幅方向に拡が
って添接しながら送り出される。拡がって開繊ドラムに
添接しながら搬送される繊維群には、マトリック材料が
微粒子状で連続して溶射されるので、このマトリック材
料は開繊された繊維の間へ入り込んで堆積され、表面が
スポンジ状でドラム面側が蜜なプリプレグシートが形成
される。このプリプレグシートは巻取りドラムに巻取ら
れる。また積層状のプリプレグシートを製造する場合に
は、上記開繊、溶射装置が上下に複数組設けられて各ラ
インで製造されたプリプレグシートが積層され、加熱装
置で軟化されたのち加圧装置で加圧成形されることによ
り、積層状のプリプレグシートとなって巻取りドラムに
巻取られる。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながらこのような従来の装置においては、開繊さ
れた繊維束には冷間において溶射が行われてプリプレグ
シートが形成されそのま一巻取られるので、繊維束中へ
の溶射粒子のまわり込みや、繊維と溶射粒子との密着が
悪く、また、プリプレグシートの表面が平滑に仕上がら
ないという問題があった。

（Ｌｍ題を解決するための手段］ このような課題を解決するために本発明では、繊維束の
開繊装置と巻取り装置との間に、開繊済繊維の予熱装置
と、予熱済繊維へのマトリックス金属溶射装置と、溶射
法ｍｉの熱間圧延装置とを設けた。

〔作　用〕

開繊された繊維群は予熱装置で予熱されたのちこれにマ
トリックス金属粒子が溶射されるので、この溶射粒子は
繊維の間へよくまわり込んで繊維と溶射粒子とがよ（密
着したプリプレグシートが形成される。このプリプレグ
シートは熱間圧延製装置で加熱されながら圧延されるの
で、表面が平滑になり内部が緻密になる。

〔実施例〕

図は本発明に係るプリプレグシート製造装置の実施例を
示す概略斜視図である。図において、プリプレグシート
製造装置ｌの入口側には、複数個のボビン２が支持され
ており、各ボビン２には、例えば炭化珪素繊維や窒化珪
素繊維、窒化硼素繊維、チラノ繊維（本出願人の登録商
標、ポリメタロカルボシランを焼成して得られる５ｉ−
ＴｉまたはＺｒ−Ｃ−系の無機繊′ｍ）を、繊維の種類
や繊維太さによって異なるが、例えば１０μｍ径の繊維
を２００本以上集めて束にした繊維束３が前工程で巻取
られている。各繊維束３は、後述する巻取りドラム２５
の巻取りにより一定速度でボビン２か、ら引き出されて
おり、これらの繊維束３は、格子状スクリーン４を経て
脱サイジング用の電気炉５に並列状態で導かれている。

電気炉５の後方には、繊維束３を案内する複数個のガイ
ドローラ６とアルミニウムペースト等が蓄えられた槽７
などからなる前処理装置８が配設されており、さらに前
処理装置８の後方には、熱風発生機と乾燥炉等からなる
乾燥機９が配設されている。全体を符号１０で示すもの
は乾燥機９の後方に設けられた開繊装置であって、各繊
維束３を千鳥状に添接させて開繊する複数個の開繊ころ
１１と、開繊された各繊維群３Ａを添接させて並列させ
る複数列の並列ころ１２と、各繊維群３Ａを添接させて
案内するガイドローラ１３と、左右の円板とその同一円
周上位置を連結する複数個の連結部材とからなり繊維群
３Ａ″を連結部材に順次添接させながら回転して整列さ
せる整列ローラ１４と、各繊維群３Ａを添接させて整列
させる固定ローラ１５とを備えている。

このような開繊装置１０の後方には、全体を符号１６で
示す溶射装置が上下の圧接ローラ１７を介して配設され
ており、この溶射装置１０は、圧接ローラエフから送り
込まれる繊維９３Ａを添接させるカバーとその内部のヒ
ータとからなり繊維群３Ａを予熱する予熱装置１８と、
その上方にあって予熱された繊維束３Ａにマトリックス
金属粒子１９をプラズマ溶射する溶射ガン２０と、予熱
後溶射された繊維群３Ａを変向させるガイドローラ２１
と、変向された繊維群３Ａを添接させるカバーとその内
部のヒータとからなり繊維群３Ａを加熱する加熱装置２
２と、加熱されながら走行する繊維＃３Ａをカバーに圧
接する圧延ローラ２３とで構成されている。さらに、溶
射装置１６の下流側には、繊維群３Ａへの金属粒子の溶
射によって形成されたプリプレグシート２４を巻取るド
ラム２５が設けられている。

以上のように構成されたプリプレグシート製造装置の動
作を説明する。各ボビン２から繊維束３を巻戻して巻取
りドラム２５に導き、これに巻始め端を固定したのち、
巻取りドラム２５を、繊維束３の走行速度が巻始めから
巻終りまで同速度となるように回転駆動する。駆動によ
りポビン２から巻戻されて走行する繊維束３は、格子状
スクリーン４を経て電気炉５へ導かれ、前工程のサイジ
ング加工により繊維束３に付着された収束剤が除去され
たのち前処理装置８に導かれる。前処理装置８のｐｓ７
内にはアルミニウムペーストやセラミックス粉末、短繊
維等の介在物と、天然パラフィンやワックス等の滑剤が
？Ａ濁された処理液が収容されており、これが繊維束３
に付着されることにより、繊維の均一分散性や開繊性を
良好にされるとともに、製造工程中における繊維の損傷
、劣化が無くなる。このように前処理された繊維束３は
、乾燥機９に導かれ、乾燥機９では、熱風発生機からの
熱風で繊維束３への付着物が乾燥される。こうして処理
された繊維束３は、開繊装置１ｏによりローラ幅方向に
拡がるように開繊されたのち、並列して整列され、圧接
ローラ１７を経て溶射装置１６へ導かれる。溶射装置１
６において、予熱装置１８のカバーに添接して走行する
繊維群３Ａは、カバー内部のヒータで予熱され、これに
溶射ガン２０によりマトリックス金属粒子１９がプラズ
マ溶射されるので、このマトリックス金属粒子１９は開
繊された繊維の間へ入り込んで堆積され、プリプレグシ
ート２４となる。そしてこのプリプレグシート２４は加
熱装置２２のカバーに添接して走行し、カバー内部のヒ
ータで加熱しながら圧延ローラ２３でカバーに圧接され
て圧延されるので、プリプレグシート２４の表面が平滑
化し内部が緻密化される。そしてこのプリプレグシート
２４は巻取り装置のドラム２５に巻取られる。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように本発明によればプリプ
レグシート製造装置において、繊維束の開繊装置と巻取
り装置との間に、開繊済繊維の予ｖ５装置と、予熱済繊
維へのマトリックス金属溶射装置と、溶射済繊維の熱間
圧延装置とを設けたことにより、開繊後の繊維群は予熱
装置で予熱されたのちこれにマトリックス金属粒子が溶
射されるので、繊維群中への溶射粒子のまわり込みが良
好になり、繊維と溶射粒子とがよく密着して、製品の品
質が向上する。また、このプリプレグシートは、溶射後
に熱間圧延されるので、表面が平滑になり、マトリック
スや内部が緻密になり、マトリックスと繊維との接着力
が向上して品質がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るプリプレグシート製造装置の実施例を
示す概略斜視図である。 ｌ・・・・プリプレグシート製造装置、３・・３Ａ・・
・・繊維群、ｌＯ・・・・ １６・・・・溶射装置、１８・・・・ １９・・・・マトリックス金属粒子、 ・溶射ガン、２２・・・・加熱装置、 ・圧延ローラ、２４・・・・ブリプレ ２５・・・・巻取りドラム。 ・・繊維束、 開繊装置、 予熱装置、 ２０・・・ ２３・・・ グシート、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維束の開繊装置と巻取り装置との間に、開繊済繊維の
   予熱装置と、予熱済繊維へのマトリックス金属溶射装置
   と、溶射済繊維の熱間圧延装置とを設けたことを特徴と
   するプリプレグシート製造装置。