JPH0418128A - 炭素繊維用開繊装置 - 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〉 本発明は、石油系又は石炭系ピンチから得られるトウ状
又はシート状炭素繊維の開繊装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、トウ状又は綿状に凝集した炭素繊維の相互付着を
解きはくし単糸状として積層し、フェルト、マット、ペ
ーパー等を製造する場合予備開繊装置としてスパイクに
よる引裂き法、ビータ−による打撃法等が考えられるが
、あまり有効な方法は知られておらず、近憤的方法とし
ては特開昭５６−１１２５１３号公報に見られるように
突起付回転体による開繊法が一般的である。この方式は
第６図（８）、Φ）ニ示スようにベルトコンベヤー１か
らなる繊維供給装置の後に駆動装置により回転する回転
軸２が配置されその回転軸には円盤状の突起８付回転体
３が間隔を置いて固定されている。そして、この回転体
３の前方上部に繊維分離用ノズル４が設置され、ノズル
からは気体（空気等）が突起付回転体の回転方向と逆向
きの接線方向に噴射される構造となっている。また各突
起付回転体の側部には繊維離脱用ノズル５が配置され、
気体（空気等）が回転体３の回転中心側から外側に向か
って噴射されるように配置され、かつ突起付回転体の後
方には開繊された繊維を受けて後方に搬送するベルトコ
ンベヤー６が設けられている。

この開繊装置の作用を説明すると、繊維塊７がベルトコ
ンベヤー１により低速で移送されてきて、回転している
突起付回転体３の突起８に接触すると、繊維９は回転体
突起８に引き取られて行くが繊維９に絡みついた繊維Ｉ
Ｏも引き取られていく。

この絡みついた繊維】Ｏは繊維分離用ノズル４から噴射
される気体（空気等）により回転体突起８に係合してい
る繊維９から分離されて前記繊維塊７に戻される０次い
で、回転体突起８に係合している繊維９は繊維離脱用ノ
ズル５の吹出口の位置にきた時前記ノズル５から噴射さ
れる気体（空気等）により吹き飛ばされて後方の搬送用
コンベヤー６上に落下堆積し回収されるというものであ
る。

しかしこの開繊法では、繊維は突起付回転体３の突起８
により強引に掻き取られるため、比較的脆弱な炭素繊維
はひきちぎられ、短繊維化する場合が多く、また突起付
回転体３の側部に繊維離脱用ノズル５が配置されている
ため回転体突起８０間隔ａは広くならざるを得ない。こ
のため細かく凝集した繊維を開繊する方式としては適当
でない。

〈発明が解決しようとする課題〉 前記特開昭５６−１１２５１３号公報記載の発明に代表
される繊維開繊方式では、開繊しようとする繊維に直接
回転する刃先を当て繊維を掻き取るというものであり、
該装置を比較的脆弱な炭素繊維の開繊に使用すれば繊維
が折れて短繊維化するという問題が生じ、フェルト加工
の前処理等には適当でない。しかも、突起付回転体の間
には′繊維離脱用ノズルが配置されているため、突起付
回転体の刃の取付間隔ａは広くならざるを得す、細かく
絡み合った繊維を開繊する方式には不適であり、処理さ
れた繊維は十分に開繊されないという問題が発生する。

本発明の目的は、上記問題点を解決し比較的脆弱な炭素
繊維あるいは細かく絡み合った炭素繊維体の開繊に適し
た開繊装置を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、トウ状又はシート状の炭素繊維塊を供給する
双ロールの下流に該炭素繊維塊を挟むように一対の繊維
絡み解き用気体噴出ノズルを設け、さらにその下流に該
炭素繊維塊を掻き梳き取る突起付回転体を設けたことを
特徴とする炭素繊維用開繊装置であり、さらに望ましく
は突起付回転体内に繊維絡み防止用気体噴出ノズルを設
けたものであり、また必要に応じて繊維絡み解き用気体
噴出ノズルと突起付回転体間に周囲が金網状で気体通過
を可能とする炭素繊維塊の押えローラーを設けることが
でき、またこの気体噴出ノズルは押えロール−を介して
さらに１段又は２段以上設けることができ、さらに望ま
しくは突起付回転体下流にケーシングで囲まれた吸引式
の回転ドラムを設けたことを特徴とする炭素繊維用開繊
装置である。

〈作　用〉 本発明は前記問題点を解決するために、特に開繊しよう
とする炭素繊維塊に与えるダメージを掻く少なくするた
めに気体噴出ノズルと突起付回転体とを組み合わせたも
のであり、開繊しようとするトウ状又はシート状繊維は
最上部に水平に取り付けられた速度変更可能な一対の回
転ローラーにより垂直に供給され、同ローラーの下部に
設置されている気体（空気等）噴出ノズルより気体が吹
きつけられ、予め開繊され、解きほぐされている。

従って、次の工程である突起付回転体による炭素繊維塊
の掻き梳き取りに対するダメージが小さくなり、繊維の
折損・粉化が極減する。

必要に応じて気体噴出ノズルの下部に、一部開繊された
繊維を確実に下流の突起付回転体に送るための多孔ロー
ラー、即ち周囲が金網状で気体通過を可能とする炭素繊
維塊の押えローラーを設けることができる。

また開繊しようとする繊維の集束度により、１回の気体
吹付けでは予備開繊が不十分な場合には、２段以上にわ
たって気体噴出ノズルを設けることができる。

そして十分に予備開繊された炭素繊維塊を突起付回転体
により掻き梳き取り所望の長さの単繊維を得ることがで
きる。しかしながら回転体の突起部に回転速度によって
は繊維が絡みつき離脱が悪くなることがあるので、突起
付回転体内に繊維絡み防止用の気体噴出ノズルを設ける
ことは望ましい。

このようにして梳き取られた単繊維は装置下部に落下し
、コンベヤー等の何らかの手段で外部へ配出される。配
出手段は特に限定されないが、望ましくは装置底部にケ
ーシングで囲まれた吸引式の回転ドラムを設け、ドラム
の表面を網状にし、開繊繊維をドラムに付着させると同
時に粉化した繊維を吸引するファンを設けることが望ま
しい。

次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する６ 〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例を示すもので、（ａ）は側面
図、（ｂ）は正面図である。

図において開繊しようとする繊維１８は上部ケーシング
ＩＩに取り付けられた繊維塊供給双ローラ−１３により
直下に配した一対の繊維絡み解き用気体噴出ノズル、即
ちジェットノズル１４に供給される。

このジェットノズル１４は短管下部に多数の細孔を備え
た構造であり、このノズルに外部より加圧気体（空気等
）が導入され、細孔より繊維１日に向かって噴出する。

この噴出気体により繊維は概ね付着状態をＨ脱させられ
密な状態から粗の状態となフて、下部の押えローラー１
５に送られる。該押えローラーより出た粗開繊状態の繊
維１９は直下の回転円筒１６に供給され、同円筒周囲に
取り付けられた針状突起１６′により掻き取られ、梳き
取られて下方に放出される。この段階で繊維は単糸化（
開繊）され更に下方の下部ケーシング１２に設けられた
繊維捕集部へ送られる。繊維捕集部は軸１７′によって
回転する繊維捕集ドラム１７とファン２２及びファンと
捕集ドラムを結ぶダクト２２′により構成されている。

開繊されて捕集ドラムに堆積した繊維２０は咳捕集ドラ
ムの回転によって下部へ送られ開繊シート又は開繊繊維
塊として外部へ回収される。

以上述べたように本発明の開繊装置では繊維に与えるダ
メージが極めて少ない状態で開繊することが可能である
。

なお、この実施例ではシェアドノズルの下部に押えロー
ラー１５を設けているが、この押えローラーは繊維塊の
ほつれ具合によっては必ずしも必要でない。

次に第２図に本発明の他の実施例を示す、（ａ）は断面
図、（ｂ）は正面図である。

回において開繊しようとする繊維１８は上部ケーシング
１１に配置された供給双ローラ−１３により一対の繊維
絡み解き用気体噴出ノズル、即ち開繊用ジェットノズル
１４に送られる。供給ローラー１３はダブルロール方式
であり、最上部に取り付けられた可変速モーター２６に
よりベルト等２８を介して駆動される。ジェットノズル
１４は外部より配管２３、バルブ２４により接続されて
いる。ジェ・、トノズルの詳細を第３図に示すが、２本
１組の対向した円筒４Ｉからなり、原料繊維は該円筒の
間を通って下部へ送られる。また円筒下部には垂直方向
に対しある角度αを持った位置に同円筒長手方向に沿っ
て等間隔に均一な細孔があけられており、外部より圧縮
気体（空気等）が導入され、細孔より噴出する構造とな
っている。噴出気体（空気等）は繊維束に作用し集束し
た状態を解きほぐすことになる。

本実施例では該ジェットノズルは上下２段に設置したが
、設置段数は開繊しようとする繊維の集束状態によって
増減すればよい。第２図（ａ）、０））に示すように上
部ジェットノズル１４の直下には押えローラー１５が配
置されており、上段ノズルで一部開繊されて送られてき
た繊維束を把持しつつ下段ジェットノズル１４′に送り
込む、間挿えローラー１５は第４図に示すように前述供
給ローラー１３と同様、ダブルロール方式であり円筒４
５が軸４６に取り付けられ、プーリー４７により外部駆
動装置により駆動され互いにかみ合う一対の歯車４日に
よって内側に回転する。

なお、該押えローラー１５が上段押えローラーと構造的
に異なる点は円筒外部が金網等有孔の材料４５で構成さ
れている点である。このことにより上段ジェットノズル
からの噴流気体を容品に下部へｉｉｓさせ噴流の乱れを
防止する。もし該円筒外部が有孔でないとすると、上段
ジェットノズルからの噴流気体は第２図（ａ１、Φ）に
示すように該押えローラー１５に当たり気体流に大きな
乱れが生じ開繊しようとする繊維が飛散する等して次工
程への送りが円滑に進まないことになる。以下同様に繊
維は下段ジェットノズル１４′にて更に開繊が進み最下
段押えローラー１５′に把持されながら突起付回転円筒
１６に送られる。

次にこの回転円筒１６に送られる繊維１９は同円筒表面
に植え込まれた突起１６′により掻き取られ、梳き取ら
れて下部に放出される。

回転円筒の構造の一例を第５図に示すが、円筒４９には
針状突起５０が植え込まれており、円筒本体は固定軸５
１によって軸受５３を介して与えられている。円筒の回
転は円筒側面に取り付けた溝車５４により行われる。

また必要に応じて、固定軸５１には回転円筒内下部に接
近してノズル５２が取り付けられており、外部よりバル
ブ５５を経て圧縮気体（空気等）が導入される。また回
転円筒４９にはノズル５２にあけられた細孔５６と同じ
位相を持つ細孔５７があけられており、回転中の円筒４
９最下部からは常に圧縮気体が外部に噴出していること
になる。この噴出気体は開繊された繊維（単糸）が針状
突起５０に絡みつくのを防止し、下部の繊維捕集装置へ
放出する機能を有している。

第２図において、開繊され単糸状となった繊維２０は下
部ケーシング１２に設置された回転ドラムＩ７の表面に
堆積し、回転ドラム１７の回転に沿って外部に回収され
る。なお回転ドラム１７の表面は金網等有孔材料により
構成されており、可変速駆動モーター３０によりベルト
３１、ベルト車３２、軸１７′により駆動される。また
ダクト３３の先端には吸引用ファン２２が配置され、回
転ドラム１７に繊維を吸引捕集すると同時に開繊により
発生する微細繊維を吸引し後続の籾回収装置等へ送給す
る。

なお第２図（ａ）に示すように捕集ドラムから繊維を取
り出す際圧密ローラー２５を設置することにより、シー
ト状の積層繊維を連続的に取り出すことができ、捕集ド
ラム１７の回転数を変更することにより積層繊維の目付
量を任意に変えることができる。

〈発明の効果〉 このように、本発明によれば、比較的脆弱な炭素繊維か
らなるトウ状またはシート状炭素繊維の折損を防止しつ
つ開繊を行うことができる。

また、本発明によれば比較的脆弱な炭素繊維に対して噴
出気体（空気等）の量を調節可能なジェットノズルによ
り徐々に開繊できるため、また開繊しようとする繊維の
集束状態によりジェットノズルの段数を変えることがで
きる等広い範囲で応用可能であるが、特に連続したトウ
状またはシート状炭素繊維の開繊処理に有効である。な
お該装置によれば捕集ドラムに圧密ローラー２５を設置
することにより、シート状の積層繊維を連続的に取り出
すことが可能であり、また捕集ドラム１７の回転数を変
更することにより積層繊維の目付量を任意に変えること
ができ、従って例えば本装置とニードルパンチラインを
結合することによりフェルト製造プロセスの簡略化が図
られ低コスト化も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図で、（ａ）は側面図
、（ｂ）は正面図、第２図は本発明の他の実施例を示す
図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、第３図は気体
噴出ノズルの概略図で、（ａ）は断面図、Ｑ））は正面
図、第４図は押えローラーの概略図で、（ａ）は側面図
、（ロ）は正面図、第５図は吸引式回転ドラムの概略図
で、（ａ）は側断面図、ら）は正面断面図、第６図は従
来の原理を示す参考図で、（ａｌは側面図、部）は正面
図である。 １１・・・上部ケーシング、　　１２・・・下部ケーシ
ング、１３・・・繊維供給ローラー、　１４・・・ジェ
ントノズル、１５・・・押えローラー、　　　１６・・
・回転円筒、１６′・・・針状突起、 １７・・・繊維捕集用回転ドラム、 １７′・・・回転ドラム駆動軸、 １８・・・原料繊維、　　　　　１９・・・半開織繊維
、２０・・・開繊繊維（単糸状繊維）、 ２１・・・回収された開繊シートまたは塊、２２・・・
吸引用ファン、　　　２２′・・・吸引用ダクト、２３
・・・配管、　　　　　　　２４・・・パルプ、２５・
・・圧密ローラー、　　　２６・・・可変速モーター。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第３図 （Ｏ） （ｂ） 第４図 （Ｃ） （ｂ） 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トウ状又はシート状の炭素繊維塊を供給する双ロー
   ルの下流に該炭素繊維塊を挟むように一対の繊維絡み解
   き用気体噴出ノズルを設け、さらにその下流に該炭素繊
   維塊を掻き梳き取る突起付回転体を設けたことを特徴と
   する炭素繊維用開繊装置。 ２、突起付回転体内に繊維絡み防止用気体噴出ノズルを
   設けたことを特徴とする請求項１記載の炭素繊維用開繊
   装置。 ３、繊維絡み解き用気体噴出ノズルと突起付回転体間に
   周囲が金網状で気体通過を可能とする炭素繊維塊の押え
   ローラーを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載
   の炭素繊維用開繊装置。 ４、炭素繊維塊の押えローラーの下流にさらに１段又は
   ２段以上の一対の繊維絡み解き用気体噴出ノズルを設け
   たことを特徴とする請求項１、２又は３記載の炭素繊維
   用開繊装置。 ５、突起付回転体下流にケーシングで囲まれた吸引式の
   回転ドラムを設けたことを特徴とする請求項１、２、３
   又は４記載の炭素繊維用開繊装置。