JPH0320335A - 炭素繊維織物の開繊装置 - 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》 この発明は、マルチフィラメントの糸条で織製された炭
素繊維織物の開繊装置、即ち、糊剤で相互結合された炭
素フィラメント相互をバラバラに分離するのに使用され
る装置に関するものである。

《従来の技術｝ マルチフィラメントの糸条を織製して得られた炭素繊維
の織り組織体を補強メンバとして含む複合材を成形する
際に、その或形工程の前工程として上記糸条のフィラメ
ント相互の結合を解く開繊工程を設けた戒形方法は、特
開昭６　２−２　３　１　０７３号公報により公知であ
り、その開繊操作を超音波を作用させることによって行
うことも上記公報に開示されている。そして該方法によ
れば、成形された複合材の強度を大幅に向上させること
が可能であり、超音波を用いることによって個々のフィ
ラメントをよりバラバラな状態に開繊することができ、
上記方法の効果をよりよく発揮させることができる。

《発明が解決しようとする課題〉 上記方法を経済的に且つ工業的に実施するためには、炭
素繊維織物を連続的に開繊するための装置が必要であり
、該装置は、開繊しようとする炭素繊維織物を能率良く
、織物全体を均一に、且つ可能な限り完全に炭素フィラ
メントの一本一本をバラバラにできるものでなければな
らず、また当然に装置自体のコストや運転コストが低廉
で、且つ操作や保守管理が容易なものでなければならな
い。

この発明は、上記特開昭６２−２３１０７３号公報で提
唱された方法における超音波開繊工程を実施するのに特
に適しており、且つ上記要求を充分に満足させることが
できる装置を得ることを課題としている。

《課題を解決するための手段｝ この発明の装置は、炭素繊維織物２０に水中で超音波を
作用させることにより該織物を構威する糸条を開繊する
ものである。そのためにこの発明の装置は、水容器２と
、該水容器に水没状態で設置される超音波発振器３と、
該発振器に水中で対向するガイド板４と、該ガイド板の
発振器側の面４ａに沿うように炭素繊維織物２０を連続
的に移送する移送手段７とを備えている。

超音波発振器３は、ガイド板４の発振器側の面４ａに垂
直な軸回りに回転自在に装着し、該発振器を該軸回りに
回動させる手段３ａを設けることにより、より均一な開
繊が可能な装置を得ることができる。

また、ガイド板４の発振器３側の面４ａを水容器２の水
面に対して傾斜させて設置し、あるいは発振器側が凸と
なる曲面に形戒することにより、開繊操作をより能率良
く且つ均一に行うことができる装置が得られる。

《作用〉 開繊しようとする炭素繊維織物２０ａは、移送手段７に
より移送されてガイド板４の超音波発振器３側を通過す
る。このとき、通過する炭素繊維織物２０ｂに超音波が
印加され、その音圧により織物２０ｂがガイド板４に押
接されて平らに展伸された状態となり、該状態で織物を
構或するマルチフィラメントの糸条に超音波が作用し、
糸条が開繊される。この間繊時の炭素繊維織物２０ｂに
は、水中で平らに展伸された状態でしかもガイド板４で
バンクアンプされた状態で超音波が作用するので、超音
波が効率良く且つ織物面に均一に印加される。本発明に
用いる超音波発振器の周波数は２０ないし５０ＫＨｚの
範囲で使用可能である。

望ましくは２６ないし２８ＫＨｚで印加する。

開繊された織物２０ｃは、移送手段７で連続的に水容器
２から引き出され、適宜設置した乾燥装置８を経て巻き
取られる。

《実施例》 この発明の一実施例の全体構成を模式的に示す第１図に
おいて、１は開繊しようとする炭素繊維織物２０ａを供
給するための織物供給装置、２ば開繊水槽、３は開繊水
槽２内に設置された超音波発振器、４は硝子板からなる
ガイド板、５はガイド板４を超音波発振器３に対向させ
て支持しているガイド支持枠、６は水槽２の水深調整用
堰板、７は送出ベルト、８は乾燥装置、９は開繊した織
物２０ｃを巻き取る巻き取り装置である。

織物供給装置１は、開繊しようとする炭素繊維織物２０
ａを送り出すローラ装置１ａを備えており、該ローラ装
置１ａを回転駆動する減速機付きモーター１ｂが設けら
れている。電気制御ボックス１０に組み込まれた電気回
路は、ローラ装置１ａの回転速度が送出ベルト７の速度
と同期するようにコントロールしている。

開繊水槽２内の水面は、水深調整用堰板６の上縁により
規定される高さにあり、槽内の水を常に清浄に保つため
、給水口２ａから水道水が常時供給され、排水口２ｂよ
り排出されている。この給水口２ａは織物供給装Ｗ１か
ら遠い側、即ち炭素繊維織物２０の出口側にあり、排水
口２ｂは入口側にあるので、水槽２内には織物２０の移
送方向と反対の方向の水流が生じ、超音波発振器３部分
の水が清浄に保たれる。

開繊水槽２の入口上縁部には高さを調整できるガイドロ
ーラー２０が設けられている。炭素繊維織物は曲げに弱
いため、このガイドローラ２Ｃの高さを調整することに
よって織物供給装置１からガイ下板４に至る織物２０ａ
に大きな屈曲力が加わらないようにすると共に、織物２
０ｂがガイド板４の発振器側の面（下面）４ａに添設さ
れた状態で送られるようにしている。

水槽２に案内された織物２０ａは、ガイド板４の下方に
案内され、ガイ゛ド板４の下面に沿って移送される。織
物２０はある幅を有しており、例えばその中央部と側部
とでは超音波の当たり方が異なるため、開繊作用に強弱
が生じ、従って糸条の開繊が不均一になる虞がある。そ
こで均一な開繊効果を保証するため、図示実施例の装置
では、超音波発振器３を回転軸３Ｃに装着し、この回転
軸３ｃをベルト伝動装ｉｌ＆３ｅを介″して減速機３ｄ
付きモータ３ａで１分間に２回転の割合で回転させてい
る。

図示装置に用いた超音波発振器３の発振周波数は２８Ｋ
Ｈｚ、出力は１．２Ｋｗである。水は発振器に対して負
荷として作用するため、できるだけ軽負荷になるように
して発振子を能率よく振動させる。そのためには、水が
共振するように発振器３の設置水深を決定するのが良く
、２８ＫＨｚの発振周波数の図示装置では、発振器３の
設置水深を１／２波長の整数倍の１６２ｆｌの深さとし
ている。また織物２０ｂを通過させる水深は、超音波の
音圧が最大となる水面から１／４波長の奇数倍の深さと
し、図示装置では１３．５ｍｍの位置にガイド板４を設
置してある。この超音波発振器３の設置水深及びガイド
板４の設置水深を調整できるように、堰板６及びガイド
支持枠５にネジ等を用いた図示しない高さ調整装置が設
けられている。

炭素繊維織物２０は、超音波照射を行うと糸条の幅が広
がるので、予め織密度を粗く　（たて、よこ共３本／ｅ
ｌｍ前後）織ってある。そのため、ガイド板４を用いず
に水中もしくは水面に織物２０ｂを通過させて超音波を
照射すると、織物が不規則な形状になり、均一な開繊織
物が得られない。この問題を避けるために、ガイド板４
を設けてその発振器側に織物２０ｂを通過させている。

織物の通過時、超音波発振器３から超音波を照射すると
上向に働く音圧により織物２０ｂがガイド板４に密着し
、超音波が織物２０ｂに均一に照射され、均一な開繊織
物２０ｃが得られる。

ガイド板４を水面と平行に設置すると、水中に溶存した
空気が超音波により空気泡となってガイド板４に付着し
、また織物２０ｂにも空気泡が付着して開繊効果が不均
一になる場合がある。そのため、発生した空気泡をガイ
ド板４の下より逃すため、織物２０ｂの送り出し側が高
くなる方向にガイド板４を僅かに傾斜させて装着してあ
る。

更にガイド板４を設けることにより、超音波発振器３か
ら照射された超音波がガイド板４で反射され、反射した
超音波がさらに織物２０ｂに照射される。同時に、ガイ
ド板４自身も振動し、密着した織物２０ｂを振動させる
作用も生じる。ガイド板４を設けてその発振器側に織物
２０ｂを通過させてやれば、上記作用の相乗作用によっ
て開繊の均一性、開繊能率が著しく向上することとなる
。

なお織物２０をガイド板４の反発振器側面に沿わせて通
過させてもそれなりの効果が達成されるが、超音波がガ
イド板４を通過するので減衰され、ガイド板４上では織
物２０が音圧により浮かび上がろうとするのでこれを抑
えるローラ５ａ、５ａ等を設ける必要がある。しかし織
物２０をガイド板４の上方を通過させると、織物が上下
に波打って超音波照射が不均一になり易く、開繊効果も
ガイド板４の下面に通過させたときより劣る。

開繊能率を向上させるためのガイド板４の材質は、ガラ
ス、プラスチック、アルミニウム等であるが、織物２０
ｂが連続開繊している状況を容易に視認できるという点
で透明板が適し、さらに超音波の減衰率の小さいガラス
板が適している。

ガイド板４の下面を通過した開繊織物２０ｃは、送出ベ
ルト７で水槽２から引き上げられる。超音波照射前の被
開繊織物２０ａは、開繊した時の糸条の広がり幅を見込
んで密度管粗く織ってあるので、送出ベルト７と、織物
供給裳置１の送り速度が一致しないと目ずれが起こる。

この目ずれを防止するために、電気制御ボックス１０に
組み込まれた電気回路により送出ベルト７と織物供給装
置１の送り速度を同期させている。超音波照射部分を通
過する織物２０ｂの速度を一定にコントロールしている
のは、送出ベルト７の駆動モーター７ａであり、織物供
給装置１及び巻き取り装置９は、送出ベルト７のスピー
ドに連動させて、織物２０にテンションが掛かって目ず
れが起こらないようコントロールされる。

また、超音波処理後の開ｌｌｌ織物２０ｃは、多量の水
を含んでおり、そのまま乾燥させると乾燥時間が掛かる
。そこで図示装置では、送出ベルト７としてアラミド製
メッシュベルトを用い、乾燥装置８に開繊織物２０ｃが
入る前にできるだけ水をきる構造としている。また送出
ベルト７も、調整ローラ２Ｃと同様に、ガイド板４のエ
ッジ部での織物２０ｃの屈曲を和らげるために、先端側
（ガイド板４側）の高さを調整できるようにしている。

次いで開繊織物２０ｃは、乾燥装置８に送り込まれ、遠
赤外線熱風により乾燥される。この時、水の沸点以下の
温度で乾燥する。乾燥装ｔ８のガイドベルト８ａもメッ
シュ製で、開繊織物２０ｃの上下から乾燥することがで
きる。

乾燥を終わった織物２０ｃは、巻き取り装置９のローラ
９ａで巻き取られる。

《発明の効果》 以上説明したこの発明の装置によれば、炭素繊維織物の
マルチフィラメントの糸条をフィラメント単位にバラバ
ラに開繊することができ、均一な開繊織物が得られ、作
業能率が良く、而もこの発明の装置は、構造が簡単で操
作や保守管理も容易であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の装置の一実施例を模式的に示す側面図で
ある。 図中、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水容器（２）と、該水容器に水没状態で設置される
   超音波発振器（３）と、該発振器に水中で対向するガイ
   ド板（４）と、該ガイド板の発振器側の面（４ａ）に沿
   うように炭素繊維織物（２０）を連続的に移送する移送
   手段（７）とを備えた、炭素繊維織物の開繊装置。 ２、超音波発振器（３）がガイド板（４）の発振器側の
   面（４ａ）に垂直な軸回りに回転自在に装着され、該発
   振器を該軸回りに回動させる手段（３ａ）を備えている
   、請求項第１項記載の炭素繊維織物の開繊装置。 ３、ガイド板（４）の発振器（３）側の面（４ａ）が水
   容器（２）の水面に対して傾斜させて設置されている、
   請求項第１又は２項記載の炭素繊維織物の開繊装置。 ４、ガイド板（４）の発振器（３）側の面（４ａ）が発
   振器側が凸となる曲面に形成されている、請求項第１、
   ２又は３項記載の炭素繊維織物の開繊装置。