JPH0331823B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、繊維束の拡幅又は開繊に係わり、一
方向引き揃え繊維束のシート状テープを均一にか
つ毛羽等の発生を少なく連続的に製造する装置に
係わる。 現在、炭素繊維、ガラス繊維、全芳香族ポリア
ミド繊維等の補強用繊維束テープにエポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等を繊維束テープに
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を始め
とする熱硬化性樹脂を含浸せしめたプリプレグは
板バネやハニカム構造材等の工業材料、あるいは
釣竿、ゴルフシヤフト、バトミントンシヤフト等
のスポーツ、レジヤー用機材として広く利用され
ている。さらに近年においては航空機材料、自動
車用素材、医療用素材において上述したプリプレ
グを用いた成形材料を利用する検討が多く行われ
一部で実用化されるに至つている。 このようなプリプレグの使用、用途の多様化に
伴い、均一で薄いプリプレグの必要性も増す傾向
にある。均一で薄いプリプレグは薄肉成形体を得
るためだけでなく、一方向引揃え補強繊維強化樹
脂の異方性の特徴を生かした多彩な設計を可能な
らしめ、複合材料の使用用途をさらに拡大するも
のと考えられる。 均一でしかも薄いプリプレグを作るためには通
常、細い繊維束あるいはフイラメント数の少ない
繊維束を一方向に引揃えて薄い繊維束シートを作
るか、比較的太い繊維束、あるいはフイラメント
数の多い繊維束を何んらかの手段によつて拡幅し
一方向に引揃えて薄い繊維束シートを作るかのい
ずれかの方法が採られる。 一般に細い繊維束あるいはフイラメント数の少
ない繊維束は高価であるため、出来る限り太い繊
維束、フイラメント数の多い繊維束を拡幅し薄い
繊維束シートを作りプリプレグ化する方が有利と
考えられる。 本発明者らは、薄いプリプレグシートの製造方
法につき種々検討の結果本発明に到達したもので
ある。即ち本発明の要旨とするところは、供給側
および出口側に各々ガイドロールを有し該ガイド
ロール間に互に平行な複数の拡幅ロールを備えた
装置であつて該拡幅ロールへの複数本の互に平行
に並べた繊維束の入出角が30〜90゜に各拡幅ロー
ルが配置されてた繊維束拡幅装置にある。 本発明による装置によれば引揃え繊維束を連続
的に効率良く拡幅できるためプリプレグ製造装置
の一部として使用すれば高品質の薄いプリプレグ
を得ることができる。 図１に本発明による装置の原理を説明するため
の模式図を示す。 図１Ａに半径Ｒなるロールの表面を張力Ｔのも
とに走行する厚み△Ｒの繊維束を示す。又ａ及び
ｂの部分の繊維束断面の模式図を同図Ｂに示す。 図１Ａにおいて繊維束を構成する各単繊維の走
行方向への互いのすべりが無ければ、一番外を走
行する単繊維は△Ｒ／Ｒなる歪みを受け△Ｔ＝E_f △Ｒ／Ｒの過剰な張力が加わり、それに伴ない△Ｐ なるで内側へ押し付けられる。 このような原理により繊維束内の外側を走行す
る繊維は内側へ内側へと押し付けられる。この時
に各単繊維間で走行方向と直角の方向にすべりが
生じると各単繊維が内側へ内側へと沈み込み結果
としてP′なる力で横方向へ押し拡げられる。この
時ロールが固定されている場合には、ロールと接
する単繊維の横方向の重さが増すため、さらに効
果がある。これはロールがつれ回わりで回転する
場合では静止マサツ状態となるが固定されている
場合には動マサツ状態となつて横方向の繊維スベ
リがよくなるためであると考えられる。 上述の原理にもとづき繊維束の拡幅装置を種々
検討した結果本発明の装置を開発するに至つた。 図２Ａ，Ｂに本発明による装置の概略図を示し
た。 図２ＡにおいてロールＡ及びＥはガイドロール
をＢ，Ｃ，Ｄは拡幅用ロールを示す。図２Ｂに炭
素繊維束を通した時の例を示す。拡幅ロール径
は、拡幅効果、繊維束の損傷、ロール強度等を考
慮すれば６〜60mm、望ましくは10〜30mmが適当で
ある。 又、図２Ａの繊維束の拡幅用ロールへの入出
角、α゜，β゜，γ゜は30〜90゜が適当である。 30゜以下では張力によるロールへの負荷が大と
なりロールの曲がりの原因となる他、繊維束の損
傷による毛羽の発生が多く実用とはならなかつ
た。又、90゜を越すと繊維束の拡幅効果が少なく、
目的の薄いプリプレグを製造するには不適当であ
つた。拡幅用ロールは回転及び固定が可能で目的
に応じて選択できるようになつている。又、ロー
ル材質としてはSK材又はステンレス材が適当で
あるが、表面はスベリを良くし繊維束の拡幅を促
進するためと、毛羽の発生を抑えるために、梨地
表面とするのが良い。さらに摩耗を防ぎ長期使用
に耐え得るものとしてはロールの表面にクロムメ
ツキを施した後、梨地加工を行なつたものが最適
である。 拡幅用ロールの本数３本以上が適当であるが、
図２Ａ，Ａ及びＥのガイドロールを梨地表面の固
定ロールとすれば、わずかではあるが、拡幅効果
を持つので、図３の如き３本ロールの装置でもあ
る程度の拡幅は可能である。しかしながら充分な
効果を得るためには図２Ｂに示すように複数の拡
幅ロールを設けることが必要である。 以下に本発明による実施例を示す。 実施例 １ 図２Ａの如き装置であつて、α゜，β゜，γ゜がいず
れも45゜、ガイドロールを含む５本のロールがす
べて回転固定が可能な拡幅装置をプリプレグ製造
装置に組み込み、糊剤付着量0.3wt％の炭素繊維
（3000fl）で製造した時のプリプレグの外観及び
繊維束一本当りの拡がり幅及び１プライ当りの理
論成形厚み（Ｖ＝60％）を表１に示した。表中
ａ，ｂ，ｃ，ｄは、ロールの表面加工、ロールの
固定、回転等の条件の違いを示す。なお繊維束に
加わる張力は１本当り約1.5Kgであつた。

【表】 比較例 １ 実施例１と同様にして、但し拡幅用ロールの
α゜，β゜，γ゜の角度を変更して実験したところ、次
のような結果が得られた。

【表】 【図面の簡単な説明】

図１は本発明の装置の原理を示す模式図、図２
及び３は本発明の装置の概略図を示すものであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給側および出口側に各々ガイドロールを有
   し、該ガイドロールの間に互に平行な複数の拡幅
   ロールを備えた装置であつて、該拡幅ロールへの
   複数本の互に平行に並べた繊維束の入出角が30〜
   90゜に各拡幅ロールが配置されてなる繊維束拡幅
   装置。 ２ 梨地表面を有する拡幅ロールを用いることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の繊維束拡
   幅装置。