JPH11200136A

JPH11200136A - 開繊方法およびその装置

Info

Publication number: JPH11200136A
Application number: JP10005485A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tanaka; 清次田中; Kosuke Yoshimura; 康輔吉村; Hiroshi Otani; 洋大谷
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】低張力でかつ毛羽の発生が極めて少ない状態で
繊維束を薄く均一に開繊する方法およびその装置、並び
にこれらの方法、装置を用いて得られる開繊繊維束から
なる電気・電子機器筺体用材料、長繊維ペレット、およ
び繊維強化樹脂プリプレグを提供する。【解決手段】連続的に供給される繊維束の走行方向に対
して交差する方向に気流吸入部から吸入された層流の気
体を該繊維束にあて、気流吸入部の反対側を吸引して、
該繊維束を幅方向に開繊することを特徴とする開繊方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続した繊維束の
開繊方法および開繊装置に関し、特に長繊維ペレットや
薄物シート状物の樹脂含浸に好適な開繊方法および開繊
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、現在ガラス繊維、炭素繊維
等の強化繊維をナイロン樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂等をはじめとする熱可塑性樹脂を含浸せしめた
成形材料や、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等
の熱硬化性樹脂を含浸せしめたプリプレグシートは、電
気・電子機器分野や、スポーツ・レジャー分野、航空機
分野等多くの分野で使用されている。

【０００３】この成形材料やプリプレグシートは、繊維
束を開繊して薄く拡がった状態下で合成樹脂を繊維間に
充分含浸させて製造される。合成樹脂には熱可塑性樹脂
や熱硬化性樹脂が使用されるが、繊維束への樹脂の含浸
には樹脂の粘度が大きく影響し、束ねられた繊維間に樹
脂を含浸させるのは困難で、特に熱可塑性樹脂は粘度が
非常に高いため、熱可塑性樹脂を溶融させた状態で繊維
束をその中に通しても繊維束の外周に被覆ができるだけ
で、繊維間には殆ど含浸しない。

【０００４】そこで粉末状にした熱可塑性樹脂を入れた
流動床の中に繊維束を通して、樹脂の粉末を繊維束間に
含浸させる方法もあるが、繊維束が束になった状態では
内部まで確実に含浸させることはできない。

【０００５】そのため、樹脂の含浸を促進させるため
に、繊維束を薄く開繊させることが必要である。また、
プリプレグシートにおいては、強度向上のため特に毛羽
を発生させることなく繊維束を薄く均一に開繊する必要
がある。

【０００６】そこで、このような繊維束を均一に開繊さ
せる技術として、特開平５−２４７７１６号公報のよう
に、中空管の長手軸線方向に等間隔で多数のノズルを備
えた開繊バーを繊維束の進行方向に対してジグザグ状を
なして配列し、ノズルより空気を繊維束に吹き付ける方
法や、特開平３−１４６７３５号公報のように、サイジ
ング剤が付与された強化繊維束を、該強化繊維束を挟む
ように交互配置した少なくとも１本が加熱バーで該強化
繊維束を５０〜２００℃に加熱し、少なくとも３本のバ
ー上を緊張状態で通過させる方法、特開昭５６−４３４
３５号公報のように、繊維束に沿わせた円柱体を円柱体
の軸方向に振動を与える方法等があるが、いずれも繊維
に加わる張力が大きく、また繊維を擦るため、繊維の毛
羽立ちが多く、糸切れし易いという欠点がある。そのた
め、糸の送り速度を速くできない。

【０００７】また、特開平２−１４５８３０号公報に
は、連続的に給糸される繊維束を、円柱体上に弾性体を
備えたエキスパンダーロール上を張力をかけて走行さ
せ、ロール軸方向の拡張力により繊維束を開繊させる装
置が記載されているが、繊維束の弾性体に対する接圧を
高くして摩擦力により繊維束を弾性体と一緒に拡げてい
るので張力をかなり高くする必要がある。また、円柱体
を曲げて回転させるので拡幅量はそれほど多くなく、設
備が複雑な割には効果が小さい。また、拡幅力が直接作
用するのは繊維束の中でも弾性体と接する部分の繊維の
みであるため、繊維束の拡幅は均一ではなく、中央部が
盛り上がった状態となる欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、低張力で、しかも毛羽の
発生を極力抑えた状態で繊維束を薄く均一に開繊できる
開繊方法および開繊装置、並びにこれらの方法、装置を
用いて得られる開繊繊維束からなる電気・電子機器筺体
用材料、長繊維ペレット、および繊維強化樹脂プリプレ
グを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、上記課
題を解決するために、連続的に供給される繊維束の走行
方向に対して交差する方向に気流吸入部から吸入された
層流の気体を該繊維束にあて、気流吸入部の反対側を吸
引して、該繊維束を幅方向に開繊することを特徴とす
る。

【００１０】更に詳しくは、連続的に供給される繊維束
を、空気吸入部が絞られた風洞管の直胴部に導き、該直
胴部の気流吸入部の反対側を吸引して該繊維束を幅方向
に開繊することを特徴とする。この場合、前記繊維束を
前記風洞管の直胴部に導く前に加熱するか、もしくは予
備的に開繊するのが好ましい。

【００１１】本発明の装置は、上記課題を解決するため
に、（Ａ）連続的に供給される繊維束の走行方向に対し
交差して配設され、かつ気流吸入部が絞られた風洞管
と、（Ｂ）該風洞管の直胴部に該繊維束の走行方向と実
質的に同方向で設けられた通糸口を有し、（Ｃ）該風洞
管内部の気体を吸引する吸引手段を備え、（Ｄ）該風洞
管内部の気体を吸引することにより、該繊維束を気流の
作用により放物状に撓ませて、繊維束の幅方向に開繊す
ることを特徴とする。

【００１２】この場合、吸引手段は、ターボブロワ、ロ
ータリーブロワのうちのいずれかを用い、軸の回転数を
制御することが好ましい。また、風洞管の直胴部に繊維
束を導く前に、繊維束の加熱部または繊維束の予備開繊
部を設けるのが好ましい。

【００１３】前記の開繊方法を具備した装置を用い開繊
繊維束を作製し、粉末状の合成樹脂を該開繊繊維束に付
着・混入した後加熱含浸させ、更に溶融樹脂で表面を被
覆して得られる材料は、たとえば電気・電子機器用部品
に適用して最適なものである。

【００１４】たとえば、前述のような方法により製造さ
れ、かつ、繊維束として炭素繊維を用い、粉末状の熱可
塑性樹脂で含浸・被覆することにより長繊維ペレットが
製造できる。

【００１５】また、複数本の炭素繊維等の強化繊維を前
述のような方法により製造してシート状にし、樹脂含浸
部で合成樹脂を含浸することにより繊維強化樹脂プリプ
レグが製造できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。

【００１７】図１、図２、および図３は、本発明の一実
施態様に係る開繊方法および開繊装置を示している。

【００１８】図１は、本発明の繊維束の開繊装置の概略
斜視図、図２は、図１に示された開繊装置の内部詳細を
示す、繊維束走行方向と直角方向のＡ−Ａ断面図、図３
は、開繊装置内における繊維束の開繊状態を示す概念図
である。

【００１９】先ず、本発明の開繊装置の構成要素を説明
する。３０は、本発明の開繊装置により開繊される繊維
束で複数本の単繊維からなる。１は、空気Ｇの吸入部６
が絞られ、かつ繊維束３０の給糸口８と開繊繊維束３１
の排糸口９からなる風洞管２と、該風洞管２に内蔵され
た分流板３と、吸入部の反対側の風洞管２に接続された
吸引管４と吸引ブロワ５で構成された開繊装置を示して
いる。開繊装置１の空気Ｇの吸入部６は、繊維束３０の
走行方向Ｖと平行でその断面形状は長方形を呈し、長辺
側が繊維束３０の走行方向Ｖと同軸方向となるように配
設され、風洞管２の直胴部７とは交差角度θ１で接続さ
れている。１０は、吸引ブロワ５の風量を周波数を変更
することにより制御するためのインバータ制御器で、図
示しない給電設備に接続されている。

【００２０】開繊装置１の給糸口８の手前には、糸道を
規制するため、中央部が鼓状にくびれたフリーローラー
１１が配備され、図示しない軸受に支持されている。ま
た、開繊装置１の給糸口８の直ぐ手前および排糸口９の
直ぐ後には、糸道ガイドと開繊均一化のための筒状を呈
したフリーローラー１２がそれぞれ配備され、図示しな
い軸受に支持されている。

【００２１】１３は、前工程から搬送される繊維束３０
に対して後述する前処理を施す前処理部であり、開繊さ
れる繊維束３０の状態に応じて予備開繊やサイジング剤
の軟化、除去を行なうものである。

【００２２】また、１４は、開繊された開繊繊維束３１
に、たとえば熱可塑性樹脂においては、ポリフェニレン
サルファイド樹脂（通称名：ＰＰＳ樹脂）、ナイロン樹
脂、ポリアミド樹脂等の粉末を付着・混入する樹脂付着
混入部であり、図示しない粉末樹脂含浸部が更に後部に
配設される。また、エポキシ系熱硬化性樹脂にあって
は、直接図示しない樹脂含浸部に開繊繊維束３１が搬送
される。

【００２３】次に、上記図面を用いて本発明の開繊方法
について説明する。

【００２４】連続的に給糸される繊維束３０は、先ず前
処理部１３に搬送され繊維束の状態により前処理が必要
な場合には、適当な前処理が施される。特にサイジング
剤により繊維束３０に柔軟性がない場合や、繊維束３０
が丸く束ねられている場合には、繊維束３０をヒーター
や熱風ノズルで加熱してサイジング剤を軟化あるいは除
去したり、しごきバー等の簡単な開繊手段で予備開繊し
ておくことが有効である。

【００２５】次に前処理部１３を通過した繊維束３０
は、図示しないドライブステーションで引き取られてい
るため、開繊装置１の手前に配備された鼓状のフリーロ
ーラー１１で糸道規制された後、開繊装置１の給糸口８
の直ぐ手前の筒状を呈したフリーローラー１２で糸道ガ
イドと開繊の均一化を行い、次に開繊装置１を構成する
風洞管２の直胴部７に設けられたスリット状の給糸口８
に入る。予めインバータ制御器１０で所望風量に設定さ
れた吸引ブロワ５が稼動しているため、空気Ｇは吸入部
６から繊維束３０の走行方向Ｖに対し直交して吸引され
る。絞られた吸入部６から拡幅された風洞管２の直胴部
７による空気Ｇの拡がり流線と、風洞管２の直胴部７で
開繊繊維束３１の走行位置に対し排気側に内蔵した分流
板３による空気Ｇの均衡化と直進流線の減少化により、
給糸口８から入った繊維束３０は吸引される空気流によ
って放射状に撓みながら走行方向Ｖとほぼ直角方向の幅
方向に単繊維間を開繊させる。

【００２６】そして、開繊繊維束３１は、風洞管２の直
胴部７で給糸口８と反対側に設けられたスリット状の排
糸口９から開繊装置１の外側に出た後、再度筒状のフリ
ーローラー１２で糸道ガイドと開繊の均一化が行われ、
次の工程に進む。

【００２７】長繊維ペレットを製造する場合には、樹脂
付着混入部１４において、熱可塑性樹脂粉末を開繊繊維
束３１間に付着・混入した後、図示しない粉末樹脂含浸
部で前記樹脂粉末を溶融・含浸した後、ペレット化す
る。また、複数本の単繊維を一方向に並べてシート状に
引き揃えてプリプレグを製造する場合は、直接図示しな
い樹脂含浸部に開繊繊維束３１を搬送し、開繊繊維束３
１間にたとえばエポキシ系熱硬化樹脂を含浸した後、シ
ート化する。

【００２８】ここで、開繊装置１の吸入部６の短辺Ｌ１
寸法と直胴部７のＬ２寸法との比率は、吸引される空気
の拡がり流線との関係から１：１０以下が好ましく、
１：３〜１：７の比率範囲がより好ましい。

【００２９】また、断面が長方形を呈した吸入部６にあ
って、繊維束の走行方向と平行な一対の長辺と風洞管の
直胴部との交差角度θ１は、吸入部と直胴部を接続する
傾斜板の内壁で、吸引される空気が剥離現象を起こして
傾斜板の内壁部で渦が発生しない範囲で選択することが
重要であり、３０度〜１２０度の範囲が好ましく、４５
度〜９０度以下の範囲がより好ましい。

【００３０】また、直胴部７の長さＬ３は、走行する繊
維束に対し交差する形で吸引される空気の流線が、繊維
束を通過した後もしばらくの間は排気側に向かって直進
させる後部助走域を有することが好ましく、直胴部のＬ
２寸法に対し、Ｌ３＝Ｌ２（１〜１０）、すなわち、Ｌ
３はＬ２と同一長さからＬ２の１０倍の長さまでである
ことが好ましく、Ｌ３＝Ｌ２（２〜５）、すなわち、Ｌ
３はＬ２の２倍の長さからＬ２の５倍の長さまでである
ことがより好ましい。

【００３１】また、連続的に給糸される繊維束を開繊装
置に導入するための給糸口８と開繊装置で開繊された開
繊繊維束を該開繊装置より排糸するための排糸口９は、
風洞管の直胴部に繊維束の走行方向と実質的に同方向
で、かつ排糸口９は、給糸口８に対し反対側で同一位置
に設けられる。開繊装置内は、吸入部から吸入される空
気の流れによって系外よりも圧力が低下した状態になる
ため、給糸口８や排糸口９からも空気が開繊装置内に流
入しようとする。給糸口８では、更に繊維束の走行に伴
う随伴流が開繊装置内に流入する。これら、給糸口８、
排糸口９から流入する空気が多いと、吸入部から吸入さ
れた層流空気の流線に乱れが生じ、開繊を阻害する要因
となる。このため、給糸口８、排糸口９の開口面積はで
きる限り小さい方が好ましい。風洞管の直胴部に設ける
給糸口８、排糸口９の開口位置は、繊維束の種類、繊維
束の太さ、繊維束の状態によって適当な位置を選択すれ
ばよい。

【００３２】また、給糸口８や排糸口９の仕上げが粗暴
で、走行する繊維束や開繊繊維束が接触すると擦過によ
り毛羽立ちや糸切れの原因となり易い。このため、摩擦
抵抗を下げるために、給糸口８、排糸口９に表面加工と
して梨地加工や硬質クロームメッキ加工を施したり、セ
ラミックス棒の取付け、あるいは給糸口８、排糸口９に
上記繊維束を接触させないよう給糸口８、排糸口９の直
近に軽い力で回るフリーローラーを配備することが好ま
しい。

【００３３】また、開繊装置の直胴部の排気側に内蔵さ
れる分流板３は、吸入された空気の均衡化と直進流線を
減少させ、風洞管の管壁方向への拡がり流線を生じさせ
るためのものであり、平板状よりも山形状のものが好ま
しい。

【００３４】また、分流板３の折り曲げ角度θ２は、直
胴部の幅、直胴部の長さ、繊維束の太さ、繊維束の形状
等を勘案して選択すればよい。

【００３５】また、給糸口手前のフリーローラー１１か
ら給糸口８までの距離Ｌ４は、繊維束の開繊幅に影響を
およぼすため慎重に決められるべきである。何故なら、
連続的に低張力で給糸される繊維束は、フリーローラー
１１を通過直後から開繊装置の直胴部に設けられた給糸
口８に向かって扇形状に除々に拡幅するためである。フ
リーローラー１１を給糸口８に極めて接近させた場合、
給糸口８に直ぐ繊維束が到達するため、フリーローラー
１１を給糸口８より離した場合に比べ、扇形状に拡幅さ
れる繊維束の拡幅角度が大きくなる割には、給糸口に達
した時の拡がり幅は若干狭くなる。上記両者において、
排糸口８で同一の拡がり幅をもった開繊繊維束を得よう
とした場合、フリーローラー１１を給糸口８に極めて接
近させた場合は、当然若干なりとも吸引ブロワの風量を
上げなければならず、開繊された単繊維を傷める方向に
なる。また、Ｌ４が長過ぎると今度は扇形状に拡幅され
る繊維束にばたつきが生じ、給糸口８に達した時拡がり
幅に変動を生じたり、糸道の安定性が低下する。以上述
べた点から、Ｌ４は、繊維の種類、繊維の太さ、繊維の
状態等を考慮の上、最適寸法を選択すべきであるが、概
ねＬ４は、１０００ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以上
５００ｍｍ以下がより好ましい。

【００３６】また、連続的に給糸される繊維束の張力
は、ボビンに巻かれた繊維束が常に低速で回転し、繊維
束が引き解かれている状態にあればできる限り低い方が
好ましい。当然のことながら、開繊装置内を同一風量で
吸引した場合、張力が低い繊維束は、開繊装置内で放物
状に撓み易く、大きな拡がり幅をもった開繊繊維束とな
る。繊維束の張力は、繊維束の種類、繊維束の太さ、繊
維束の状態等によって大きく左右されるが、少なくとも
上限が４００ｇ〜７００ｇ以下が好ましい。

【００３７】図１から図３の開繊装置を構成する風洞管
２の形状は、矩形状での態様を示したが、本態様に必ず
しも限定されるものではなく、筒状、多角形状等であっ
てもよい。

【００３８】また、風洞管の直胴部に設けられた給糸口
８と、給糸口８の反対側に設けられた排糸口９の位置は
同一平面内での態様を示したが、本態様に必ずしも限定
されるものではなく、走行する繊維束が開繊装置の両サ
イドで少し傾いている場合や、多少位置が異なる場合に
は、給糸口８と排糸口９が同一平面内でなくてもよい。

【００３９】また、繊維束が水平方向に走行し、吸入部
から吸入された空気が繊維束の走行方向に対し上方から
交差する形で当たる態様を示したが、本態様に必ずしも
限定されるものではなく、繊維束が水平方向に走行する
場合にあっても、開繊装置の吸入部が繊維束の走行位置
よりも下部側に位置し、吸入された空気が繊維束の走行
方向に対し下方から交差する形で当たってもよい。ま
た、繊維束が垂直方向に走行する場合には、左右いずれ
かの水平方向に吸入部を設け、吸入された空気が横方向
から繊維束を交差する形で当たるようにしてもかまわな
い。

【００４０】また、図２、図３では、くの字状に折り曲
げ、更に一部分を折り曲げた分流板３を示したが、本態
様に必ずしも限定されるものではなく、前記機能を有す
れば他の形状であってもよい。また、繊維束の走行速度
が比較的遅い場合や、所望開繊幅が開繊前の繊維束の幅
に対し少ない場合には、繊維束の種類、繊維束の太さ、
繊維束の状態にもよるが、場合によっては分流板を風洞
管の直胴部から取り外してもかまわない。

【００４１】また、樹脂付着混入部１４は、樹脂の粉末
性状、粒度、付着・混入量等により最適な方法を採れば
よく、たとえば市販の粉末定量供給機、金網上に定量供
給される樹脂粉末を金網を加振することにより、開繊繊
維束３１上に付着混入する金網加振方式、あるいは層内
に入れた樹脂粉末の下部から空気を送り込み、前記樹脂
粉末を流動化させ、その流動化した中に開繊繊維束３１
を通す流動床方式等が挙げられる。

【００４２】なお、本発明が適用できる繊維束として
は、炭素繊維、ガラス繊維、ケブラー繊維等が挙げられ
る。

【００４３】以上述べた本発明の開繊技術は、衣料用繊
維の高次加工等、あらゆる分野での開繊繊維束の製造技
術に適用できる。

【００４４】

【実施例】［実施例１］図４は、本実施例で使用した装
置の概略構成図である。

【００４５】吸入部６の短辺Ｌ１＝１０ｍｍ、直胴部７
の幅Ｌ２＝□５０ｍｍ、直胴部７の長さＬ３＝１００ｍ
ｍ、吸入部６と直胴部７との交差角度θ１＝６０゜、給
糸口８と排糸口９は２ｍｍ×５０ｍｍで、表面は硬質ク
ロームメッキした後梨地加工した開繊装置１を用い、風
洞管２の直胴部７にθ２＝７０゜でくの字状に折り曲げ
た分流板３を内蔵し、定格風量３ｍ³／分の吸引ブロワ
５に吸引管４を介して接続した。

【００４６】また、開繊装置１の給糸口８から１００ｍ
ｍ隔てて糸道規制のため中央部が鼓状にくびれたフリー
ローラー１１を配備した。

【００４７】また、開繊装置１の給糸口８の直ぐ手前と
排糸口９の直ぐ後には、糸道ガイドと開繊の均一化のた
めフリーローラー１２を配備した。

【００４８】また、前処理部１３として、反射板で囲わ
れた角形筒状の中に容量１ＫＷ／本の赤外線ヒーターを
２本取付け、走行する繊維束３０を上下から挟む格好で
２００℃〜４００℃に加熱して繊維束３０に付着したサ
イジング剤を軟化あるいは飛ばして開繊し易くしてい
る。

【００４９】また、開繊装置１の後部には、樹脂付着混
入部１４、粉末樹脂含浸部１５に続き、ボビン１８に巻
かれた繊維束３０を引き取るためのドライブステーショ
ン１７を設置し、更に後部側に樹脂含浸部１６を配備し
た。なお、樹脂付着混入部１４は、市販の粉末定量供給
機で樹脂粉末を金網上に供給し、金網を加振することに
より樹脂粉末を走行する開繊繊維束３１上に落下させ、
付着・混入させた。

【００５０】次に上記実施例装置の実施条件と効果を説
明する。

【００５１】使用した繊維束３０は、炭素繊維（東レ株
式会社製“トレカ”Ｔ７００ＳＣ−１２Ｋ−５０Ｃ）で
無撚糸である。繊維束はサイジング剤により扁平になっ
ており、初期幅は６ｍｍであった。この糸を送り速度９
ｍ／分で走行させ、吸引ブロワ５を４０ＨＺでインバー
タ制御した（風量は約２ｍ³／分）上記装置に通したと
ころ、開繊装置の排糸口９の直ぐ後のフリーローラー１
２上で開繊幅は１８ｍｍ〜２０ｍｍで繊維が薄く均一に
開繊していた。また、開繊幅の変動が少なく、開繊繊維
束３１は極めて安定した状態で走行した。また、毛羽の
発生は極めて少なかった。

【００５２】その際の糸張力を前処理部１３と鼓状をし
たフリーローラー１１の間で測定したところ、約３６０
ｇ前後であった。

【００５３】この装置により開繊した開繊繊維束３１に
樹脂付着混入部１４において、ＰＰＳ樹脂粉末を付着・
混入させた後、粉末樹脂含浸部１５で含浸し、更に樹脂
含浸部１６で溶融したＰＰＳ樹脂で外周を被覆したとこ
ろ、樹脂が均一に含浸し、かつ繊維と樹脂の割合が極め
て安定した高品位な長繊維ペレットが得られた。

【００５４】［実施例２］図４に示す実施例装置の概略
構成図で、開繊装置１に分流板３を内蔵しない他は、実
施例１と同一の繊維束を用い、同一条件で実施した。

【００５５】その結果、吸引ブロワ５を４０ＨＺでイン
バータ制御した（風量は約２ｍ³／分）上、糸を送り速
度９ｍ／分で走行させたところ、開繊装置１の排糸口９
の直ぐ後のフリーローラー１２上で開繊幅は１７ｍｍ〜
２０ｍｍであったが、開繊繊維束３１の長手中央部が他
の部分よりもやや薄くなったり、長手中央部での開繊繊
維束３１の割れが時として発生したが、毛羽の発生は、
実施例１と同程度と少なかった。

【００５６】このため、送り速度を５．５ｍ／分まで下
げて走行させた。上記と同一場所での開繊幅は３３ｍｍ
で、薄く均一に開繊した。また、毛羽の発生は上記送り
速度時と同程度であった。

【００５７】また、糸張力を前処理部１３と鼓状をした
フリーローラー１１の間で測定したところ、送り速度９
ｍ／分時は実施例１と同じく約３６０ｇ前後であった
が、送り速度５．５ｍ／分時は約３４０ｇ前後となっ
た。

【００５８】［比較例］図５は比較例として使用した装
置の概略構成図である。

【００５９】この比較例は、前処理部１３の後部に配設
される開繊部にしごきバー１９、２０、２１、２２、２
３（表面は硬質クロームメッキ＋梨地加工）の５本を図
のように千鳥配列したものであり、本発明の開繊装置を
用いない例である。前処理部１３や繊維束３０は上記の
実施例１、２と同じものを使用し、前処理部１３での繊
維束３０の加熱温度、繊維束３０の送り速度も実施例
１、２と同一条件で行った。

【００６０】この条件下では、ボビン１８に抵抗を負荷
し、糸張力を上げることで開繊幅を広くすることができ
るが、開繊部の前で糸張力を約７００ｇに調整した時、
開繊幅は元幅の６ｍｍから１１ｍｍとなったが、開繊部
の後ではしごきバーによる摩擦抵抗が非常に大きく糸張
力が５０００ｇ以上となった。また、絶えず繊維束とし
ごきバーが擦れあっている上に開繊部での糸張力が高い
ため、毛羽の発生が非常に多く、繊維束としごきバーの
接触部付近に毛羽溜まりが発生した。更にこの装置で開
繊した開繊繊維束３１に樹脂付着混入部１４において、
ＰＰＳ樹脂粉末を付着・混入させた後、粉末樹脂含浸部
１５で含浸し、更に樹脂含浸部１６で溶融したＰＰＳ樹
脂で外周を被覆して長繊維ペレットを試作したところ、
毛羽が溜まったところは被覆厚さが薄くなり、時として
繊維束の割れが生じた。また、試作した長繊維ペレット
を長手方向に切断し、樹脂の含浸状態を調べたところ、
未含浸部分が内在しているものが多数あった。毛羽発生
を極力減らすため、繊維束の送り速度を遅くしたとこ
ろ、糸張力は減少したが実施例のように充分な開繊がで
きなかった。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連続的に供給される繊維束の開繊に際し、絞られた吸入
部から吸入された層流の空気が、該繊維束の幅方向に流
線方向を変えて流れるよう吸入部に対し風洞管の直胴部
を大きくし、吸入部の反対側から吸引するようにしたの
で、繊維が一方向に引き揃えられて薄く均一に開繊した
良好な開繊繊維束を得ることができる。従って、目標と
する開繊シート状物を、容易に且つ安定して製造するこ
とができる。

【００６２】また、本発明を用いて、電磁波シールド性
と薄肉・軽量化のため、高強度・高弾性率を有する連続
炭素繊維を補強材とするＦＲＰシートを射出成形するた
めの長繊維ペレットを製造すれば含浸性が格段に向上で
き、大量生産することも可能である。また、射出成形機
上部のホッパーへのペレットの空送或いはペレット溶融
時に発生するトラブルを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の開繊装置の概略斜視図である。

【図２】図１の開繊装置の内部詳細を示す繊維束走行方
向と直角方向のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１の開繊装置内における繊維束の開繊状態を
示す概念図である。

【図４】本発明の実施例装置の概略構成図である。

【図５】比較例装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１：開繊装置２：風洞管３：分流板４：吸引管５：吸引ブロワ６：吸入部７：直胴部８：給糸口９：排糸口１０：インバータ制御器１１，１２：フリーローラー１３：前処理部１４：樹脂付着混入部１５：粉末樹脂含浸部１６：樹脂含浸部１７：ドライブステーション（糸の引き取り用）１８：ボビン１９〜２３：しごきバー３０：繊維束３１：開繊繊維束Ｇ：空気Ｖ：繊維束走行方向 θ１：吸入部６と直胴部７との交差角度 θ２：分流板の折り曲げ角度Ｌ１：吸入部６の短辺Ｌ２：直胴部７の幅Ｌ３：直胴部７の長さＬ４：フリーローラー１１〜給糸口８までの距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に供給される繊維束の走行方向に対
して交差する方向に気流吸入部から吸入された層流の気
体を該繊維束にあて、気流吸入部の反対側を吸引して、
該繊維束を幅方向に開繊することを特徴とする開繊方
法。
【請求項２】連続的に供給される繊維束を、気流吸入部
が絞られた風洞管の直胴部に導き、該直胴部の気流吸入
部の反対側を吸引して該繊維束を幅方向に開繊すること
を特徴とする請求項１記載の開繊方法。
【請求項３】前記繊維束を前記風洞管の直胴部に導く前
に加熱するかもしくは予備的に開繊することを特徴とす
る請求項１または２に記載の開繊方法。
【請求項４】繊維束が炭素繊維、アラミド繊維等の強化
繊維である請求項１〜３のいずれかに記載の開繊方法。
【請求項５】（Ａ）連続的に供給される繊維束の走行方
向に対して交差する方向に配設され、かつ気流吸入部が
絞られた風洞管と、（Ｂ）該風洞管の直胴部に該繊維束の走行方向と実質的
に同方向で設けられた通糸口を有し、（Ｃ）該風洞管内部の気体を吸引する吸引手段を備え、（Ｄ）該風洞管内部の気体を吸引することにより、該繊
維束を気流の作用により放物状に撓ませ、繊維束の幅方
向に開繊することを特徴とする開繊装置。
【請求項６】吸引手段は、ターボブロワ、ロータリーブ
ロワのうちのいずれかを用い、軸の回転数を制御するこ
とを特徴とする請求項５に記載の開繊装置。
【請求項７】請求項４の風洞管の直胴部に繊維束を導く
前に、繊維束の加熱部または繊維束の予備開繊部を有す
ることを特徴とする請求項５または６に記載の開繊装
置。
【請求項８】繊維束が炭素繊維、アラミド繊維等の強化
繊維である請求項５〜７のいずれかに記載の開繊装置。
【請求項９】請求項１〜４のいずれかに記載の方法を用
い、もしくは請求項５〜８のいずれかに記載の装置を用
いて得られる開繊繊維束の表面を溶融樹脂で被覆してな
ることを特徴とする電気・電子機器筺体用材料。
【請求項１０】請求項１〜４のいずれかに記載の方法を
用い、もしくは請求項５〜８のいずれかに記載の装置を
用いて得られる開繊繊維束の表面を溶融樹脂で被覆して
なることを特徴とする長繊維ペレット。
【請求項１１】請求項１〜４のいずれかに記載の方法を
用い、もしくは請求項５〜８のいずれかに記載の装置を
用いて得られる開繊繊維束を構成する複数本の単繊維を
一方向に並べてシート状にされた状態において、合成樹
脂が含浸されてなることを特徴とする繊維強化樹脂プリ
プレグ。