JPH038854A - ウエブの形成法 - 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〕 本発明は無機繊維又は炭素繊維を用いたウェブの形成法
に関する。得られたウェブはＦＲＰの複合材料として用
いられる。

〔従来の技術〕

従来のウェブは長手方向（以下、経方向と言う。）に繊
維が配向されているものが一般的であり、その強度は経
方向には優れているが緯方向には十分なものではなかっ
た。

このような問題点を解決するために、ガラスロービング
（ｇｌａｓｓ　ｒｏｖｉｎｇ）を、表面にメタリックワ
イヤを有して高速で回転する分繊ローラに供給して、分
繊ローラによる切断と分繊作用を受けさせて短繊維に分
繊させ、さらに分繊された短繊維群をダクト内に落下さ
せて、下方に走行している集束エプロン上に捕集して、
マットを形成する方法が開示されている〔繊維学会誌、
第３１巻、第８号（１９７５）第９８〜９９頁］。この
方法では短繊維群がランダムに配置されたウェブが形成
される。

また、特開昭６３−１３５５５０号公報には、ガラス繊
維ストランドを乱気流中で渦動させ、単一フィラメント
が得られるまでフィラメント化し、絡み合った繊維物質
（後工程でフェルト状に圧縮する。）を製造する方法が
開示されている。この方法でも短繊維群がランダムに配
置されたウェブが形成される。

短繊維群を配向する方法として、例えば、カード機によ
る方法では、メインシリンダーからドツファ−１さらに
その後のロールにおいて、短繊維群がすかれて平行度が
上っていくために、経方向への配向がきわめて強くなる
。従って経方向に強度を与えるウェブが得られる。

このように経方向に強度を与えるウェブは従来から知ら
れているが、緯方向に強度を与えるウェブは殆んど知ら
れていない。例えば特公昭４９−２４８１１号公報に開
示されている方法は、飛動した繊維を空気流と共に繊維
長よりも短かい幅のスリット状断面を有するダクトに通
し、捕集面上に捕集し、ウェブ化する方法である。しか
しながら、この方法では、ダクト内風速を上げる事が均
一なウェブを得る為に必要であり、真人な吸引量で引か
なければならず、又、ダクト周囲を完全にシールする必
要があるので、何層かウェブを重ねたりする事ができな
いと言う問題を残している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のウェブの形成法において、ランダム配置のウェブ
では、特定方向の強度が充分ではない。

本発明では特定方向、即ち、経方向と緯方向に強度を与
えるウェブを形成することを目的とする。

すなわち、本発明の目的は、従来のウェブとは特性の異
なる選択的に繊維を緯方向に配向させたウェブを形成す
るにあたり、真人な風量を必要とせず、且つ完全なダク
トのシールを必要とせずに効率的に実施することができ
、さらに所望の目付けに応じたウェブ化を行なう為に何
層かのウェブを重ねる時に、問題のない方法を提供する
事である。

［課題を解決するための手段］ 本発明者は半乾−湿式ウニブ形成法と言う新しい概念の
方法を見い出し、本発明に至った。

すなわち、本発明のウェブ形成方法は、気流によって飛
走せしめられている無機繊維又は炭素繊維の短繊維群を
、散水流に合流せしめて、該短繊維群を水流と共に流下
せしめ、支持部材上に供給し、該支持部材上にウェブを
形成せしめることを特徴とする。

本発明における、短繊維群を気流によって飛走せしめる
方法としては、例えば、カード機に用いられているよう
なワイヤーを巻いたロールを高速回転し、そこに一対の
ロールやベルト等で把持すれた短繊維群（例えば、カー
ド上がりのラップやスライバー等）を供給し、単糸−本
一本に近い状態に迄開繊し、気流が一定の方向に流れる
ダクト中に噴出し、気流に載せて一定方向に飛走させる
方法、オーブンエンド紡績に用いられているコーミング
ロールに短繊維群を供給し、単糸−本一本に近い状態に
迄開繊し、気流が一定の方向に流れるダクト中に噴出し
、気流に載せて一定方向に飛走せしめる方法等が好まし
く用いられる。

本発明で用いられる短繊維は、アルミナ繊維、ガラス繊
維等の無機繊維又は炭素繊維等何れでもよく、目的に応
じて適宜選択される。

短繊維の繊維長は通常４〜６０ｍｍに形成されているが
本発明では、これらの繊維長の短繊維が差し支えな（用
いられる。もっとも繊維長が規制されている場合は、１
０〜５０ｍｍの範囲のものが好ましく用いられるが、１
０ｍｍよりも短かい繊維が少量含まれているような短繊
維群を用いても何等差し支えはない。

繊維の太さは、通常ガラス繊維では５〜２０μｍのもの
が用いられており、本発明でも通常の繊維が用いられる
。

本発明で用いる散水流とは、扇形に飛散する水滴膜であ
り、加圧水をスリット状ノズルから噴出させることによ
り容易に得られる。扇形散水流は支持部材の進行方向に
直角に拡がる態様であり、ウェブの進行方向から見て扇
形である。

散水流の形状としては支持部材上で、はぼ矩形になるも
のが好ましいが、目的に応じて長円形その他とすること
も可能である。散水流の水滴膜と支持部材の移動方向は
通常は直交して配置されるが、任意の角度に傾けること
も好ましい実施態様である。

水滴膜は緯方向に対して経方向への飛散が少ない方が短
繊維群の配向性が高いという点で好ましい。

また散水流に用いられる水には、本発明の効果を損なわ
ぬ限り、他の物質を溶解又は懸濁状態で含有することも
許される。他の物質では例えば着色の為の染料や顔料、
その他、制電剤、糊剤又は接着剤、増粘剤などである。

また、本発明の効果は、前記水滴膜に代えて、水以外の
液であっても発揮され、これらも本発明の散水流に含ま
れる。

水以外に用いうる液体としては、接着剤等の含有液、樹
脂又はその溶液、モノマー等が目的に応じて分散混合し
て用いられる。

本発明では好ましい態様としてコーミングロールが用い
られるが、コーミングロールにより短繊維群は開繊され
、かつ分離され、ノーズの吹出し口より気流と共に飛走
されて散水流に合流される。

その際、当初概ね垂直方向を向いていた短繊維は水流に
乗り、散水流が扇形に拡がるにしたがい緯方向に向けら
れて、最終的に緯方向に配向されて支持部材に堆積され
る。中央部附近の繊維も近辺の繊維に大部分が接触して
、その緯方向に向（のに連れて緯方向に配向される。

短繊維の量と散水流の水量は条件によって種り設定され
るが、常に短繊維が散水流に乗って配向されるように水
量、即ち水圧が選ばれる。また散水流ノズルを適切に選
ぶことで扇形の拡散角度を変えることができる。さらに
、ノズルの支持部材からの高さを変えることで緯方向の
拡散幅を設定することができる。このような条件は製造
されるウェブの種類によって適切に選定される。

散水流と飛走する短繊維群の合流点は、扇形の散水流の
幅が、短繊維群の飛走幅と大略等しいか又は大となる位
置であれば特に制■されるものではないが、強いて言え
ばノズルに近い点が有利である。また短繊維群と散水流
の合流角度は特に制限されるものではないが、散水流の
噴出方向軸と直交する方向軸の上方より１０〜８０度の
角度で合流せしめるのがよい。１０度以下でも８０度以
上で、も配向が乱れる。より好ましい範囲は２５〜７５
度である。支持部材としては例えば金網、プラスチック
製網等が用いられる。なお、支持部材下より水を速やか
に吸引することを補助的に行ってもよい。

また、コーミング装置と散水波装置の組合せ装置１台に
よる場合では、例えば縞幅２００〜３００　ｍｍのウェ
ブが形成される。それ以上の縞幅から１０００ｍｍ以上
のウェブを形成するために前記組合せ装置が数台緯方向
に配置される。また、ウェブの目付量を増量するために
、前記組合せ装置が数台ウェブの経方向に配置してもよ
い。これらの配置はウェブの均一性を高める上で好まし
い態様である。

本発明の方法によって得られるウェブの特徴は短繊維が
緯方向に選択的に配向されていることにある。この配向
状態はマイクロ波配向計（神崎製糸■製）により測定で
きる。即ち、経／緯（横）の繊維の配向比率は透過マイ
クロ波の強度比により示され、その値は概ね、１以下、
好ましくは０．７〜０．３である。

このウェブは必要あれば平行に又は交叉して積層され、
マトリックス樹脂を含浸させてプリプレグ又は繊維補強
プラスチックとして、また不織布、紙、布帛に積層、一
体化されて、特定方向の性能改善に、また本発明のウェ
ブ同志を同一の支持体上で散水流の角度を異ならせて複
数積層したり、−旦製造したウェブを交叉積層一体化し
て不織布に加工する等、多くの有用な用途に用いられる
。

このようにして得られたウェブを不織布、他と一体加工
する方法としては、高圧噴射水流処理による繊維交絡方
法、ニードルパンチング法、熱融着法、接着剤を用いる
方法等の何れでも良く、用いる繊維や使用目的に応じて
適宜選択される。

本発明のウェブ形成法を、図示の本発明の方法を実施す
るための装置の一例に基づき以下詳細に説明する。

第１図は本発明のウェブ形成法を実施するための装置の
一実施態様を示す斜視図である。

図において、コーミング装置４は、小さい直径を有する
２個のコーミングロールＣ１、Ｃ２を有しており、この
コーミングロールに１個のノーズ５が一体に配設されて
いる。１４は装置を支持するフレームである。

ステーブルファイバー、すなわち短繊維より形成したス
ライバー２は、ケンス１より引出され、フィードロール
３により供給される。供給されたスライバーはコーミン
グロールｃ、　、Ｃｍを経由してノーズ５へ遠心力によ
り送り出される。フィードロール３の速度はコーミング
ロールＣＩよりも極めて遅い。コーミングロールＣ２は
コーミングロールＣＩの速度と同速度またはそれ以上の
高速度に設定される。

第３図はコーミングロールの歯の一例を示す拡大図であ
る。歯１３の形状、作用角θ１、背角θ２歯のピッチ２
、高さＨ１歯の数等は用いられる繊維の種類、繊維長、
繊維の供給量等により異なり、目的に応じて適宜選択さ
れる。

またコーミングロールの回転数は、スライバーの開繊性
と繊維の飛走性とを考慮して適宜選択されるが、一般的
には２５００〜１００００ｒｐＨｌの範囲で使用される
。さらにまたコーミングロールの個数は複数が好ましい
。１個では繊維を開繊させ飛走させる作用が十分でない
場合もある。

コーミングロールによりスライバー２中の繊維は開繊さ
れ、かつ分離され、ノーズ５の吹出し方向に気流にした
がって配向して飛走される。二のノーズ５の吹出し口が
横長であることが好ましい。

飛走されたステープルファイバー９は、第２図に示すよ
うに高圧ホース６より送液され散水流ノズル７より噴出
された散水流８に合流する。散水流ノズル７の噴出口は
スリット状に形成されているものが好ましい。スリット
状ノズルから噴出された散水流８は第１図に示すように
狭い径幅で緯方向に拡がり扇形になる。

第２図は第１図を簡略化して示す側面図である。

図においてαは散水流８に合流する飛走されたステープ
ルファイバー９の合流角度である。

散水流８の条件としては、用いられる繊維や飛走する繊
維貴信によって異なるが、一般的には水量１〜２０２／
分が好ましい。ＩＡ／分以下であるとステープルファイ
バーが散水流８に合流せず突き抜けてしまうことがある
。また２０！／分以上であると、支持材１１上に堆積し
たウェブ１゜を乱すことがある。例えば３３ｇ／ｍのス
ライバーを用い、支持部材の速度が５ｍ／分の場合は、
水量を５１７分にするとよい。

散水流８に合流されたステープルファイバーは散水流の
拡幅に従って緯方向に配向され、支持部材１１上に堆積
される。この時、支持部材１１が４０メツシユ以下の低
メツシュであれば、サクションボックス１２により吸引
せずとも配向は乱れることなく堆積されることが多いが
、５０メツシュ以上の高メツシユの場合には、繊維の種
類や量、水量等の条件によっては折角の配向が乱れるこ
とがあり、支持部材１１の下よりサクションボックス１
２により水を速やかに吸引することにより乱れが防止で
き、好ましい実施態様である。

（実施例〕 次に本発明の実施例を示し、本発明を更に詳しく説明す
る。実施例の説明に先立ち、ここで用いられる特性値の
測定方法を下記に示す。

目付量；標準状態のサンプルから２５０＋ｍＸ２５０ｍ
ｎ＋のサンプル３枚を採取し、水分平衡状態に至らせて
後、重さ（ｇ）を秤り、その平均値を単位面積当り（ｇ
／ｍ”）で表わす。

配向比率；マイクロ波配向計（神崎製糸■製）により透
過マイクロ波の強度比を測定する。配向比率１．０とは
、縦／緯の透過マイクロ波の強度が同一である事を示し
、例えば、スパンボンド不織布のような完全ランダムな
繊維配列の場合、この値をとる。従って、ｌより小さけ
れば、緯方向に繊維が多く配向している事を示す。実際
の測定機におけるＴＤ／ＭＤ値のＭＤ力方向繊維に吸収
されない透過マイクロ波強度が太き（なり、ＴＤ／ＭＤ
は小さくなる。（通常、ウェブを製造する時のマシン方
向をＭＤに合わせ、それと直角の方向をＴＤとする。） 実施例１ 第１図に示すコーミング装置と散水波装置および支持部
材の組合せ装置を用いて本発明のウェブ形成法を実施し
た。

コーミング装置は、直径１００ｍｍ、幅３０ｍｍのコー
ミングロール２個を備えており、コーミングロールＣ７
を３００Ｏｒｐｍ、コーミングロールＣ２も９０００ｒ
ｐｍで回転させている。そして支持部材から５００ｍｍ
の高さの位置に設置している。

次に高圧ホース６に連結した散水流ノズル７はスリット
形の噴出口を備えており、コーミング装置のステープル
ファイバー噴出ノーズ５の前方の位置でかつ少し上方に
位置させて、ノズルから下方へ噴出する散水流の中心軸
とノーズの端との距離りを４０ｍｍに設定する。背圧３
にｇ／ａｍ”　Ｇ　、噴出角度６５度、水量５１／分と
して散水流を噴出した。散水流は扇形であり、その結果
支持部材としての２０メツシユの金網上での形状は線幅
３００Ｉ、径幅２０〜４０１の矩形である。

このような装置に、シュラ−社製のガラスステープルフ
ァイバー（単糸径９〜１４μｍ）から成るスライバーを
供給し、コーミング装置を通して開繊し、ノーズから飛
走させ、合流角度α３０度で散水流に合流させた。ステ
ープルファイバーは散水流の中で水流に乗り緯方向を向
き扇形に拡がり、３０ｍ／分で移動している金網上に堆
積して幅２５０ｎｖ、日付量８０ｇ／ｍ”のウェブを形
成した。

このウェブを乾燥して、経／緯の繊維の配向比率を測定
したところ０．５を示し、緯方向に繊維が配向されてい
ることを示した。

比較例として、抄造法で製造したガラス不織布（平均繊
維長１５ｍｍ）の配向比率を測定したとこ３．０を示し
、経方向に繊維が配向されていることを示した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、特定の方向に繊維を配向させたウェブ
の製造方法が提供される。

また、経方向に対して緯方向に複数台のコーミング装置
を配置して、広幅のウェブを製造することができる。

さらにまた、既設の不織布製造工程に数台のコーミング
装置を配置して、不織布の緯方向にステープルファイバ
ーを配向させたウェブを形成するという簡単な装置によ
り、繊維を経緯方向に配向してなる広幅の複合不織布を
製造することができる。

さらにまた、従来公知のこの種のウェブを製造する際に
生ずる複雑な製造工程、コストの上昇、繊維の均等配列
、強力吸引の必要、湿式１程への適用が困難である等の
問題点を解決して高均斉性に優れたウェブを製造するこ
とができる。

本発明により製造されたウェブを複合材料として用いて
、従来よりも強度を高めたＦＲＰを製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウェブの形成法を実施するための装置
の一例を示す斜視図であり、第２図は第１図に示した装
置の要部を示す側面図、第３図はコーミングロールの歯
の一例を示す拡大図である。 １・・・ケンス、２・・・スライバー、３・・・フィー
ドロール、４・・・コーミング装置、５・・・ノーズ、
６・・・高圧ホース、７・・・散水流ノズル、８・・・
散水流、９・・・飛走されたステープルファイバー　１
０・・・ウェブ、１１・・・支持部材、１２・・・サク
ションボックス、１３・・・針、１４・・・フレーム、
Ｃ３及びＣｔ・・・コーミングロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．気流によって飛走せしめられている無機繊維又は炭
   素繊維の短繊維群を、散水流に合流せしめて、該短繊維
   群を水流と共に流下せしめ、支持部材上に供給し、該支
   持部材上にウエブを形成せしめることを特徴とするウエ
   ブの形成法。