JPH0359186A - 繊維材の製造法 - 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ｗ１維材の製造法に間するものである。

本発明に適用される材料は特に限定されるものではなく
９食品材料や高分子材料などの有機材料や。

無機材料や金属材料およびそれらの複合材料を対象とす
る。

（従来の技術） 従来の繊維材１例えば糸は紡績機で紡がれ、縄は縄ない
機で、鋼索は鋼索機でなわれていた。また麺類は板状に
加工した後、せん断されていた。

また合成繊維は押出し機によって単繊維とした後。

紡績機で紡がれていた。しかし、このような加工を行え
る材料は極めて限られており、脆い材料。

すなはち難加工性材料には上記のいずれも適用できなか
った。また加工性の良い材料でも極細径に加工するのは
極めて難しく、また非能率的であった。

（発明が解決しようとする問題点〉 本発明は単繊維材または複合繊維材の加工法を提供する
ことを第１の目的とする。また本発明は空隙の小さな高
密度の複合繊維材を提供することを第２の目的とする。

また本発明は容易に曲げ得る複合繊維材を提供すること
を第３の目的とする。

さらに本発明は従来法では得られない極細径の繊維材を
能率良く製造する方法を提供することを第４の目的とす
る。

（問題点を解決するための手段・作用〉本発明は次のよ
うに構成する。

１〉第１図ないし第３図に示すように１本発明は心材ｌ
を束ね、外皮材２によりこれを包容した素材３を９通路
に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組４閏
で、捻りを加えながら縮径加工することを特徴とする繊
維材の製造法である。

本発明では心材を互いに接合したい場合には心材に媒接
材を、心材を互いに分離しｋい場合には心材に分離材を
、心材の断面形状を維持したい場合には心材間に空隙充
填材を介在させて心材を束ね、その目的を容易に遂行で
きるようにするのが良°い、これらの媒接材や分離材や
空隙充填材の性状は粉状、膜状あるいは糊状とすること
ができる。

本発明に用いる外皮材の性状は管状２袋状、帯状。

布状または線状とすることができる８本発明における外
皮材には■心材を束ねること、■この工程や次工程で、
心材を加工前後および加工中において保護すること、■
この工程や次工程で、外皮材に接合２分離、光沢９色合
い、肌触り、味覚、加工性、耐久性、導電性など、目的
や用途に応じた特殊な機能を付与することなどができる
。

素材に捻りを加えながら縮径加工するには、素材と捻り
ロールの接触部において２両者の径が比例間係にないよ
うに選定する。大きな捻りと大きな縮径加工を行う場合
には、第２１！Ｉと第３図に示す様に、素材３の径が出
側に向かって小さくなるに従い、捻りロール４の径は逆
に出側に向かって大きくなる様に構成すると良い、＄２
図の場合には捻りロール４が矢印の方向に回転すれば、
素材３は矢印の方向に回転しながら進む、素材と捻りロ
ールの運動は相対的に生じておれば良く、捻りロールを
自転と公転させれば、素材は入側または出側のいずれか
で回転を止めることができる。

２）本発明では好ましくは第１図ないし第３図に示すよ
うに、媒接材または分離材または空隙充填材を介在させ
て心材１を束ね、外皮材２によりこれを包容した素材３
を２通路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロー
ル組４閏で、捻りを加えながら縮径加工して纏謙束５と
し、この１１１１束を心材として前記と同様の工程を繰
り返し、縮径加工することにより細径の繊維材の製造法
が可能となる。この場合には同様に構成した加工機で繰
り返し加工するか、この様な加工機を直列に配設して連
続的に加工することもできる。これらの場合に各工程で
素材は同方向に捻り続けるのが良い、この方法によって
繊維材の複合化または細径化を一層進めることができる
。

３）本発明に於ては好ましくは、第３図に示すように、
複数の心材１を心材供給機７から同時に複数本送り出し
、これを束ねて素材の回転にともなって帯状の外皮材２
を螺旋状に巻き付け１通路に対して同方向に姿勢を傾け
て駆動する捻りロール組４間で、捻りを加えながら縮径
加工する。捻りロール組４は好ましくは自転と公転を行
い、素材３の回転と前進の割合と速度を決める。このよ
うな捻りロール組は第３図のように直列に複数台とする
ことができ、この場合には隣合う捻りロール組は同方向
に自転公転の駆動を行い素材を同方向に捻り続けるける
のが良い、捻り縮径加工の後では繊維束５を巻取機９で
巻取るが９巻取機は巻取るための回転運動と繊維束の捻
れを保つための旋回運動を行う、また心材供ｗｌＩＩ７
や、外皮材供給機８も必要に応じて旋回運動を行うよう
に構成することができる０本発明ではさらに第３図の巻
戻し機１０の位置に捻りロール組を並列に配設すること
ができる。

本発明において比較的小さな捻れを生じさせる場合には
、第２図や第３図とは逆に、捻りロール径は出側に向か
って小さくなる様に構成すると良い、捻りロールの径を
素材径の縮径比率よりも出側に向かって小さくすれば、
繊維束に第２図とは逆方向の捻れを発生させることもで
きる。

４）本発明では繊維束を加工後に細径の繊維束または単
繊維に分離する場合には次のように行う。

すなはち２分離材または分離材と空隙充填材を介在させ
て心材を束ね、外皮材によりこれを包容した素材を２通
路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組間
で捻りを加えながら縮径加工して繊維束とし、この繊維
束を心材として分離材または分離材と空隙充填材を介在
させて束ね、外皮材によりこれを包容した素材を２通路
に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組間で
。

捻りを加えながら縮径加工して繊維束としたのち。

このｉａｍ束の捻れを緩めながら小束毎にまたは単繊維
毎に分離する。この分離を容易にするために分離材部を
捻り戻し加工によって破壊するか、溶解除去するか、溶
融するのが良い。

５）本発明では偏平の繊維束を得るには次のように行う
、すなはち、前述の方法によって得た繊維束を２通路に
対して直交し、互いに逆方向に駆動する平行ロール間で
、直進させて偏平に加工する。この場合には板圧延に用
いるような円筒ロール対を用いても良いが、目的に応じ
て偏平な孔型を持つロール対を用いても良い。

（実施態様） （１）でんぷんを主成分とする粘性媒接材を介在させて
、小麦粉を主成分として練って伸ばしに心材を束ね、小
麦粉を主成分とする膜帯状外皮材によりこれを包容した
素材を２通路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻り
ロール組間で、捻りを加えながら縮径加工して繊維束と
し、続けてこの繊！を束を心材として前記と同様の工程
を繰り返し。

縮径加工して複合麺を得る。

（２）水速溶性でんぷんを主成分とする分離材を介在さ
せて小麦粉を主成分として練って伸ばした心材を束ね、
水速溶性でんぷんと小麦粉を主成分とする膜帯状外皮材
によりこれを包容した素材を。

通路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組
間で、捻りを加えながら縮径加工して繊維束とし、続け
てこの繊維束を心材として前記と同様の工程を繰り返し
、縮径加工して複合麺を得。

これを水中にいれて纏径繊維束麺に、さらには細径１１
繊維麺に分離する。細径繊維束の段階で分離を止める場
合には、その細径繊維束の外皮材として、水に溶解しに
くい材料を選定すれば良い。

（３〉高分子材料を主成分とする媒接材を介在させて炭
化珪素を主成分とする心材を束ね、高分子材料を主成分
とする薄膜帯状外皮材によりこれを包容した素材を２通
路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組間
で、捻りを加えながら縮径加工して繊維束とし、続けて
この繊維束を心材として前記と同様の工程を繰り返し、
縮径加工して複合セラミックス素材を得る。薄膜帯状外
皮材は再使用する場合にははぎ取るが、焼成して高分子
材料を除去しても良い。

（４）高分子材料を主成分とする媒接材を介在させて炭
化珪素を主成分とする心材を束ね、高分子材料と窒化珪
素を主成分とする膜帯状外皮材によりこれを包容した素
材を２通路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロ
ール組間で、捻りを加えながら縮径加工して繊維束とし
、続けてこの繊維束を心材として前記と同様の工程を繰
り返し。

縮径加工して複合セラミックス素材を得る。心材や外皮
材の材質としては、窒化珪素、窒化アルミニウム、サイ
アロン、アルミナ、部分安定化ジルコニア、ムライト、
コーディエライト、その他のセラミックスやそれらの混
合物とすることができる。

（５）１ｍ粉を空隙充填材とし、鋼管内にニオブ・錫化
合物粉を充填した心材を束ね、鋼管または銅帯の外皮材
によりこれを包容した素材を２通路に対し同方向に姿勢
を傾けて駆動する捻りロール組間で、捻りを加えながら
縮径加工して繊維束とし。

続けてこの繊維束を心材として前記と同様の工程を繰り
返し、縮径加工して電導線を得る。ニオブ・錫化合物の
代わりに、ニオブ・チタン化合物。

ニオブ・窒素化合物、ニオブ・ゲルマニウム化合物、ラ
ンタン・バリウム・銅・酸素化合物、ランタン・ストロ
ンチウム・鋼・酸素化合物、イツトリウム・バリウム・
鋼・酸素化合物、スカンジウム・バリウム・銅・酸素化
合物、その他の超電導物質とすることができる。

（６）炭素鋼粉を空隙充填材とし、ステンレス鋼管内に
高炭素鋼線を充填した心材を束ね、ステンレス鋼管外皮
材によりこれを包容した素材を加熱し、これを通路に対
し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロールＭ間で、捻
りを加えながら縮径加工してｍ維束とし、続けてこの繊
維束を心材として前記と同様の工程を繰り返し、縮径加
工してステンレス鋼被覆複合線を得る。

＜７）　ａｌｌ管内に溶接用ブラックスを充填した心材
を束ね、Ｉ管または鋼帯の外皮材によりこれを包容した
素材を２通路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻り
ロール組間で、捻りを加えながら縮径加工して繊維束と
し、続けてこの繊維束を心材として前記と同様の工程を
繰り返し、縮径加工して鋼とブラックスの複合線を得る
。

（８）炭素銅粉を空隙充填材とし、炭素鋼管内にステン
レス鋼線を充填した心材を束ね、炭素鋼管または炭素鋼
帯の外皮材によりこれを包容した素材を加熱し、これを
通路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組
間で、捻りを加えながら縮径加工して繊維束とし、＆ｌ
！けてこの繊維束を心材として前記と同様の工程を繰り
返し、炭素鋼を酸洗除去し、この繊維束の捻れを緩めな
がら束毎にまたは単繊維毎に分離してステンレス鋼繊維
材を得る。このように酸洗により分離する場合には外皮
材が心材よりも酸洗除去されやすいような外皮材と心材
と酸洗液を選定すれば良い。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成することにより次の効果を得
ることができる。

（１）加工の困難な材料を繊維材に加工できる。

この場合に大きな効果を得るためには次のように構成す
るのが望ましい、すなはち。

■心材よりも加工の容易な表皮材を用いる。外皮材の厚
みの割合が大きくなるほど加工は容易になるので、心材
の加工の難易度によって外皮材の厚みと材質を選択する
。

■心材間および心材と外皮材間に心材よりも容易に流動
する材料、すなはち加工性の良い材料や粉末や粘性材料
を充填する。

■材料が全断面にわたって均一に変形するように。

加工機の前後における材料の径の変化率は１０％以上が
良く、材料が容易に加工継続されるためにその径の変化
率は５０％以下とするのが良い、ただし材料の径の変化
率は径の変化量を変化前の径で除した百分率である。

■本発明に於て好ましい捻りロールの姿勢は、第１図の
様に記号をとるとき、心材と外皮材が共に加工性の良い
金属材料で、心材の間に加工性の悪い非金属粉末や金属
粉末を充填する場合には、捻りロールの捻り角Ａは４５
度以内、捻りロールの接近角Ｂは特に限定されるもので
はなく、加工面角Ｃは材料がうまく進むために２０度以
下２度以上とし、ＡとＣの間には次の間係式を満足させ
るのが良い。

０．００２＜　５ｉｎＡ　−５ｌｎｃ＜　０．０７　　
　（１）この式は材料の進行と径の縮小の割合を示す指
標であって、下限も上限も共に材料が進み難くなること
によって制限されているが、材料に張力を加えることに
よってこれらの限界は広げることができる。また加工性
の悪い材料を加工すれば上式の許容範囲は狭くなる０例
えば導線をアルミフォイルで包容した場合の好ましいＡ
、　　Ｃの値は（Ａ、Ｃ。

５ｉｎＡｓｉｎＣ）の形で示すと次の通りである。　　
（４，２，０゜００２）　、　（４，４，０，００５）
　、　（１０，２，０，００６）　、（１０、４，０，
０１２）　。

（１０，２０，０，０５９）、（１５，１５，０，０６
７）　。

（２）本発明によって製造する複合繊維材は、捻りによ
って空洞が消滅しやすいために見かけの密度が高く、長
さ方向に均質であり、空洞位置で断線することがなくな
る。この場合に大きな効果を得るには次のように構成す
るのが望ましい。

■心材と外皮材を捻りなから縮径加工する。

■繰り返し加工を行う場合には同じ方向に捻り続けるの
が良い。

（３）本発明によって製造する複合繊維材は繊維材が捻
れているｋめに２曲げや捻りに対して特定のｓｉｎのみ
に大きな応力が働くことはなく、繊維材の伸びが小さく
ても破損を生じさせずに小さな力で容易に曲げることが
できる。この様な複合繊維材を製造する好ましい条件は
前記の■と■に同じである。

（４）本発明によって極細径の繊維材が能率良く製造で
きるようになる。この場合には前述の様に。

心材を束ねて加工し、あとでこれを分離する０本発明に
より！！遺した繊維束は捻れているために隣接する束や
繊維とともつれあるいはからことなく。

単繊維にまで容易に分離できる。順次大きな束から小さ
な束へと分離していく過程では、必要に応じて表皮材を
除去し、繊維の捻れを小さくする方向に捻ると、捻り力
により繊維は互いに離反して分離巻取が容易になる。な
お、捻れがない繊維束に捻りを加えると１ｍ碓は互いに
締め付けられて離反しにくくなる。

（５）本発明では心材を外皮材で包容することにより、
心材をもつれさせずにまた。傷つけずに扱うことができ
る。また外皮材が互いに接合する材料を用いれば繊維を
容易に一体の繊維束にすることができる。

（６）本発明によって種々の材料を組み合わせた多軸複
合材料を製造することができる。なお本発明によって得
た多軸複合材料を素材として種々の断面に加工すること
ができる。

本発明に用いる捻りロール組の本数は２本以上であれば
良く、捻りロール組は自転、公転、または自転と公転を
行えるものとする。捻りロール組の駆動は、捻りロール
軸を直接駆動する方式の他。

捻りロール胴部を環状駆動体に内接して摩擦力で駆動し
ても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の説明図であって。 第１図は捻りロールで加工中の横断面図、第２図は１組
の捻りロールで加工する場合の例、第３１！１は複数の
捻りロール組で加工し、その前後に関連設備を配置した
場合である。 ｌ：心材、２：外皮材、３：素材、４：捻りロール組、
５：繊維束、６；媒接材または分離材または空隙充填材
、７：心材供給機、８：外皮材供給機、９：巻取機、１
０：　巻戻し機、１１：通路中心軸、１２：捻りロール
中心軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、心材を束ね、外皮材によりこれを包容した素材を、
   通路に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組
   間で、捻りを加えながら縮径加工することを特徴とする
   繊維材の製造法。 ２、媒接材または分離材または空隙充填材を介在させて
   心材を束ね、外皮材によりこれを包容した素材を、通路
   に対し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組間で
   、捻りを加えながら縮径加工して繊維束とし、続けてこ
   の繊維束を心材として前記と同様の工程を繰り返し、縮
   径加工することを特徴とする繊維材の製造法。 ３、複数の心材を心材供給機から同時に複数本送り出し
   、これを束ねて素材の回転にともなって帯状の外皮材を
   螺旋状に巻き付け、通路に対して同方向に姿勢を傾けて
   駆動する捻りロール組間で、捻りを加えながら縮径加工
   して繊維束とし、この繊維束を巻取機で巻取ることを特
   徴とする繊維材の製造法。 ４、分離材または分離材と空隙充填材を介在させて心材
   を束ね、外皮材によりこれを包容した素材を、通路に対
   し同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組間で捻り
   を加えながら縮径加工して繊維束とし、この繊維束を心
   材として分離材または分離材と空隙充填材を介在させて
   束ね、外皮材によりこれを包容した素材を、通路に対し
   同方向に姿勢を傾けて駆動する捻りロール組間で、捻り
   を加えながら縮径加工して繊維束としたのち、この繊維
   束の捻れを緩めながら小束毎にまたは単繊維毎に分離す
   ることを特徴とする繊維材の製造法。 ５、請求項１ないし３によって得た繊維束を、通路に対
   して直交し、互いに逆方向に駆動する平行ロール間で、
   直進させて偏平に加工することを特徴とする繊維材の製
   造法。