JPS59199211A - 紡糸用ポツトの成形法 - 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】 本発明は、シートワインド法と圧縮流動成形法とを組み
合わせることにより、側壁部と底部・テール部どが異な
る繊維形態の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）からなる紡糸用ポ
ットを同時一体に容易に製造できる成形法に関する。

人造繊維の製造に使用される紡糸用ポットは、その中に
人造繊維のケークが入った状態で約８０００ｒｐｎｌも
の高速で回転するので、安全性の見地から十分な強度を
有り−ることが要求され、加えて、省エネルギーの見地
から、動力削減のため軽量であること、及び、回転時の
空気抵抗を小さくするため肉厚が薄く表面が滑らかであ
ることが要求される。

従来、こうした要求にこたえて鋼線入りべ一クライト製
のものや、炭素繊維などを使用した繊維強化樹脂（ＦＲ
Ｐ）製のものが提案されている（特開昭５６−１５４０
６号、同５６−１５４０７弓、同５６−１８００４号公
報参照）。

紡糸用ボッ１〜は、第１図に示すごとく、側壁部１、底
部２及びゾール部３の各部から構成されているが、一般
に、省エネルギー効果をあげるには側壁部の肉厚を薄ク
シて軽量化をはかり、表面を滑らかにして運転時の空気
抵抗の軽減をはかることが最も有効な手段である。前記
ＦＲＰ製の紡糸用ポットは、繊維を特定方向に配向させ
て強度を高めその分肉厚を薄くすることができるから、
側壁部の軽量化に適しており、省エネルギ一対策上有望
視される。しかし、実際には、ボッ！〜の円周方向に配
向した長繊維のＦＲＰ製紡糸用ポットを製造しようとす
ると次のような問題があった。

例えば、フィラメントワインド法によって繊維を周方向
に巻こうとするとポットの回転軸に対して直角の底部の
個所は巻き回すことが技術的に困難であり、どうしても
周方向に対し３０度程度は傾けて巻かざるをえない。そ
うするとＦＲＰの引張強度は著しく低下する。また、フ
ィラメントワインド法で成形した紡糸用ポットは、表面
を機械加工や塗装するなど再加工の手間をし 必要とする。さらに、シートワインドないｉデーアワイ
ンド法等によっても、紡糸用ポットの側壁部と底部を同
時一体に好都合に成形することは困難である。

本発明者らは、従来法の難点がない成形法を開発すべく
検討した結果、シートワインド法と圧縮流動成形法とを
組み合せた従来にない技法を採用することにＪ：り目的
が達成されることを見出した。

す゛なわら、本発明は下記要旨のものである。

雄型及び雌型を使用して、側壁部と底部・テール部とが
異なる繊維形態の４１ｉ維強化樹脂からなる紡糸用ボッ
１−を同時一体に製作する方法であって、雄型の側面に
、熱硬化性樹脂を含浸さじた繊維シートを巻き回し、雌
型の下部に、熱硬化性樹脂を含浸させた短ＩＪＩ帷から
なる成形素材を充填し、この雌型の中へ前記雄型を組み
込んだのち加熱下で圧縮して、成形素材を雌型下部から
紡糸用ポット側壁部相当部へ流動させ、このときの流動
圧により雄型側面の樹脂含浸！ｖｉ維シー１−を加圧し
ながら、全体を加圧硬化させる紡糸用ポットの成形法で
ある。

本発明の成形法によれば、ポット底部の成形が容易で、
成形後に機械加工や塗装を施すことなく、肉厚斑が殆ん
どなく表面が滑らかな紡糸用ボッ１〜が得られる。そし
て、ここに１ｑられた紡糸用ポットは、ＦＲＰの繊維形
態が側壁部と底部・テール部とで異なっており、特に、
側壁部をポット回転方向に対して±２０度に配向した一
方向繊維シートで強化したＦＲＰ製のものは、所要の強
度を有しながら肉厚が薄いから、安全性と省エネルギー
の点で優れている。

次に、本発明の詳細な説明する。

本成形法は、第２図に示すごとき、雄型４と雌型５とを
使用して行われる。第３図に示すごとく、熱硬化性樹脂
を含浸さゼた繊維シート６を雄型（ａ　）の側面に巻ぎ
回し、熱硬化性樹脂を含浸させた短繊維からなる成形素
材　７を雌型（ｂ）の下部に充填する。

ここに繊維シートの繊維及び成形素材の短繊維は、いず
れも通常ＦＲＰの製造に用いられる無Ｒ繊維、有歇繊維
であって、例えば炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリア
ミド繊維等である。

これらを１種又は２種以上用いることができる。

熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリニス
デル樹脂、フラン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂等である。

強化繊維と樹脂との混合比は３０〜・７０体積％とする
のが好ましり、３０体積％未満では強度が低下し、また
、７０体積％を超えると成形性が低下するほか繊維含有
率の増加に見合うそれ以上の強度の向上がない。

雄型側面に巻き回す繊維シートとしでは、−方向に引揃
必４した繊維シートや織物シートなどが用いられる。一
方向繊維シートを使用ザる場合、繊維の配向は紡糸用ボ
ッ１〜の運転時に最大の応力を受りる円周方向、すなわ
らポット回転方向に対して±２０度の範囲とするのがよ
い。配向角がこの範囲をはずれる場合は紡糸用ポットの
円周方向の強度と弾性率が低下する、正の配勺 南向と負の配向角に配Ｉｎだ繊維の量比を等しくして、
円周方向に対称に繊維を配−リ−るのがよい。織物シー
トを使用する場合にはボッ１へ回転方向に対し適宜方向
を変えて強化することも可能である。

雄型側面に繊維シートを巻き回りとぎ、巻き回し後の厚
みは金型のキャビディ（Ｉ雄金型間の隙間、成形後の厚
みに相当）よりもどうしても厚目になるが、雌型の中へ
の雄型の組み込みを一層円滑にするため、巻き回しは雄
型側面の下部の方を厚目に上部を薄目にするのが好都合
である。巻き回しは雄型側面のテーパ一部に施される関
係上、繊維シートはテープ状に何本かに分りで使用する
と巻ぎ回し作業に便利である。

ｍ維シートないしａｍテープの長さはポット側壁部の円
周長の１．５倍以下にしてＪ−３＜ど、成形時において
金型キャビティ内の材料の流動性が良好となり、表面の
滑らかな紡糸用ポットを得ることができる。

雌型の下部に充填する成形素材を構成する繊維材料は短
繊維であり、その繊維長は通常１〜１００ｍｍである。

１ｍｍ未満では成形物の強度が低下し、Ｔ　ＯＯｍ　ｍ
を越えると成形素材の流動性が悪くなり、いずれも好ま
しくない。

上記のように準備をしたのら、雌型の中へ雄型を組み込
み、加熱しながら圧縮する。このとき、第４図に示づご
とく、雄型側面に巻き回した繊維シートに含浸された樹
脂は、金型の動きに伴う成形素材の流動圧にＪこり金型
のキャビティ内にくまなく流れ込み加圧硬化して紡糸用
ボッ１へが製作される。

得られた紡糸用ポットは、ボイドがなく、また、第５図
に示ずごとく、巻き回し部分１０と短ＩＪＡ帷強化部分
１１との境界１２が強固に一体化し全体として十分な強
度のものとなる。

また、その表面は金型表面と同様滑らかであり、再加工
の必要がない。特に本発明の成形法によって、一方向長
繊維シートをＩ！維の配向角がポット回転方向に対し±
２０度の範囲で巻き回して製作された紡糸用ポットは、
強度的に最も右利であり側壁部の肉厚が薄くても十分な
強度を有し、安全性と省エネルギーの見地から極めて有
用なものである。

本発明を実施例により説明するとともに比較例を示す。

実施例 エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維（東邦ベスロン社製
、ベスファイト■）の一方向引揃えプリプレグシート（
繊維含有率５４体積％）を用意し、その長さく繊維方向
）を紡糸用ポット周長の１．１倍に、そして、幅を約３
０ｍｍにカットした。得られたプリプレグシート（４ｏ
ｏｇ　）を第３図に示す雄型（ａ　）の側面に、ポット
回転方向と繊維方向との角度が０度（平行）になるごと
く巻き回した。この際、雄型側面のテーパーのない上部
は、成形後の厚みよりも少な目に巻き回し、その分デー
バーのある下部に多く巻き回し側面下部において積層数
が多くなるようにした。

別に、エポキシ樹脂を含浸さ已た炭素繊維（同上）のス
トランドを１５ｍｍにカットし、得られた短１１８ｆ［
８００ｏを第３図に示Ｊ−雌型（ｂ　）の下部に充填し
た。

この雌型の中へ前記雄型を組み込み金型湿度を８０℃に
加熱しながら徐々に圧入し！、：。次いで、金型温度を
約３０分で１３０℃に上げた。この昇温途中の約９０℃
になるまでに雌型中への雄型の圧入を完了した。続いて
、約９０分間１３０℃に保って成形を終えた。

得られた炭素繊維強化樹脂製紡糸用ポットは、表面が極
めて滑らかで寸法精度が良好であった。

側壁部厚みは約２ｍｍでポット全体の重量は約１２００
ｇであった。

ちなみに、現在数多く使用されている鋼線入りベークラ
イト製紡糸用ポットの側壁部厚みは８ｍｍであり、ポッ
ト全体の重量は約２ｅｏｏｏである。

比較例 エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維（同上〉のス１−ラ
ンドを１５ｍｍにカットしたものを約１５００ｏ＋１ｔ
ｆｆ型の下部に充填し、この雌型の中へ雄型（プリプレ
グシートの巻き回しはない。）を圧入し側面のづ′みず
みまで繊維と樹脂を流動させて成形を行っＩζ。この場
合成形の条例は実施例と同様とした。

得られた紡糸用ポットは、表面が滑らかであったが、所
要の強度をもたせる必要上、側壁部厚みが約３．５ｍｍ
となりポット全体の重量が約１５００ｇであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は紡糸用ポットの断面概略図、第２図は雌型に雄
型を組み込んだ場合の断面概略図、第３図はプリプリグ
シーＩ〜を巻き回した雄型（ａ　）及び成形素材を充填
した雌型（ｂ）の各断面概略図、第４図は実施例に従っ
て雄型を雌型に組み及み圧縮して成形素４Ａを紡糸用ポ
ット側壁相当部へ流動させた場合の断面概略図、第５図
は実施例で１ｇられた紡糸用ボッ１〜の側壁部、底部及
びテール部にＪ３ける繊維配向を示す部分拡大断面見取
図である。 記号の説明 １：側壁部、２：底部、３：テール部、４：ｔｄｉ型、
５：雌型、６：プリプレグシート、７：成形素材、８：
紡糸用ボッｈ側壁部相当部、９：紡糸用ポット底部・テ
ール部相当部、１０：巻ぎ回し部分、１１：短繊維強化
部分、１２：境界 特許出願人　東邦ベスロン林六会社 代理人弁理士　土　居　三　部 第１図 第２図 第す図 手続補正書 昭和５８年７月　４日 特許庁長官　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第７３８６３号 ２、発明の名称 紡糸用ポットの成形法 ３、補正をする者　〒１０３ 事件との関係　　特許出願人 居　所　　東京都中央区日本橋三丁目３番９号名　称　
　東邦ベスロン林式会社 代表者　　渇　浅　誠　也 ４、代理人〒１０５ 住　所　　東京都港区西新ｍ１丁目１０番８号５、補正
命令の日イ」　　自発補正 ６、補正の対象　　　　明細書の発明の１ｉＹＩな説明
の欄７、補正の内容　　　　別紙の通り （１）明ＩＩ書第７真下４行〜下２行を下記のとおり訂
正する。 「である。雄型側面のテーパ一部への繊維シートの巻き
回しは繊維シートをテープ状に何本かに分りで使用する
と、巻き回し作業に便利である。」 以　　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）雄型及び雌型を使用して、側壁部と底部・テール
   部とが異なる繊維形態の繊維強化樹脂からなる紡糸用ポ
   ットを同時一体に製作する方法であって、雄型の側面に
   、熱硬化性樹脂を含浸させた＃ｉｉｌシートを巻き回し
   、雌型の下部に、熱硬化性樹脂を含浸させた短繊維から
   なる成形素材を充填し、この雌型の中へ前記雄型を組み
   込んだのち加熱下で圧縮して、成形素材を雌型下部から
   紡糸用ボッ１〜側壁部相当部へ流動させ、このときの流
   動圧により雄型側面の樹脂含浸Ｉ［シートを加圧しなが
   ら、全体を加圧硬化させる紡糸用ポットの成形法。
2. （２）雄型の側面に、熱硬化性樹脂を含浸させた一方向
   繊維シートを繊維の配向角が紡糸用ボット回転方向に対
   し±２０度の範囲で巻き回す特許請求の範囲（１）の成
   形法。
3. （３）雄型の側面に、熱硬化性樹脂を含浸させた織物シ
   ートを巻き回す特許請求の範囲（１）の成形法。