JPS62231032A - 短繊維集合体をほぐす方法及び装置 - 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 本発明は絡み合ったり、０繊維よりなる短繊維集合体を
ｔよぐす方法及び装置に係る。

従来の技術 ボイス力の如ぎ短繊維は繊維強化金属複合材料の強化材
として広範囲に使用されている。かかる短ＩＪｌ雑はそ
の製造工程の関係から個々の短繊維が絡み合った状態で
比較的高い繊維体積率の短繊維集合体として生産されて
いる。かかる短繊維集合体を用いて繊維強化金属複合材
料を製造するに際しては、個々の短ａＩ雑の絡み合いを
解かなければ、繊維の配向状態や体積率を調整すること
ができず、また短繊維が均一に分散された均一な性質を
有する複合材料を製造することが困難である。

そのため■例えば短ｍ　８（を集合体を２枚の板の間に
てこすり合せる等の機械的手段によりほぐした後、はぐ
された短繊維のみをふるい分けにより分離する方法や、
■短繊維集合体を液体中へ懸濁さヒて攪拌した後ふるい
分けを行う方法が従来より実施されており、また特開昭
５９−６９５００号公報に記載されている如く、■短繊
維集合体と無機質或いは有機質の微粉末とを均一に混合
し、これにより個々の短繊維を機械的に分離させる方法
が捉案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし上述の■の方法に於ては、短繊維の損傷が著しい
という問題があり、■の方法に於ては大間の液体が必要
であり、また乾燥工程が必要であるという問題があり、
■の方法に於ては微粉末除去工程が必要であるという問
題があり、従ってこれら何れの方法に於ても著しく生産
性が悪く、また短Ｕ＆紺が損１ｔ５され易いという問題
がある。

本発明は、絡み合った短繊維よりなる短繊維集合体をほ
ぐす従来の方法に於ける上述の如き問題に鑑み、実質的
に短繊維を損傷させることなく短繊維集合体を能率よく
はぐずことのできる改善された方法及び装置を提供する
ことを目的としている。

問題点を解決するための手段 上ｊホの如き目的は、本発明によれば、絡み合った短繊
維よりなる短繊維集合体をほぐす方法にして、前記短繊
維集合体を加圧された圧縮性流体に搬送させて絞り通路
に通し、発生する圧力波により前記短繊維集合体に剪断
力を与える方法、及び絡み合った短繊維よりなる短繊維
集合体をほぐす装置にして、加圧された圧縮性流体を供
給する流体供給手段と、一端にて前記流体供給手段に接
続された絞り通路手段と、前記絞り通路手段の絞りの位
置若しくはそれより上流側にて前記絞り通路手段へ前記
短繊維集合体を供給する手段と、前記絞り通路手段の他
端に接続された短繊維捕集手段とを有する装置によって
達成される。

発明の作用及び効果 本発明の方法によれば、短繊維集合体が加圧された圧縮
性流体により搬送される状態にて絞り通路に通され、絞
り通路を通過した際に発生する圧力波によって短繊維集
合体に剪断力が与えられ、該剪断力によって個々の短繊
維が相互に引離されることによってほぐされ、はぐされ
７：　（１々々の短繊維はその状態にて圧縮性流体によ
り搬送されるので、実質的に短繊維を損１０させること
なく短繊維集合体を能率よくほぐすことができる。

また本発明の装置によれば、流体供給手段より供給され
る加圧された圧縮性流体の流れに短繊維集合体が供給さ
れ、該短繊維集合体が圧縮性流体により搬送される状態
にて絞り通路に通されるので、上述の方法を効率よ〈実
施することができる。

尚本発明の方法及び！Ａ置が適用される短繊維集合体を
構成する短Ｕ＆維はボイス力、不連続繊維、長繊維を短
く切断することにより形成された短繊維の何れであって
もよいが、特に個々の４１Ａ帷間の絡み度合が高＜１１
繊維体積率が高い状態にて製造されるボイス力の集合体
に対し本発明が適用される場合にその有効性が大きい。

また本発明の方法及び装置に於ける絞り通路は先細末広
ノズル、先細ノズル、オリフィス等の何れであってもよ
いが、圧縮性流体及びこれにより搬送される短繊維集合
体の流速を音速又はそれ以上に達成し、これにより効率
的に〉、０繊維束合体を（Ｊぐすことができる点に於て
先細末広ノズル又は先ｍ／ズル、特に先細末広ノズルが
好ましい。

更に本発明の方法に於ける圧縮性流体は短Ｕ＆維に悪影
響を及ぼさない限り任意の圧縮性流体であってよいが、
特に空気、又はアルゴンや窒素の如き不活性ガスが好ま
しい。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実廠例 添付の図は本発明の装置を示す概略構成図である。図に
於て、１は先細末広ノズル（ラバール管）を示しており
、該ノズルの上流側端部には途中に流量制御弁１２を有
する導管１４の穏やかに末広がり状をなす一端が接続さ
れている。導管１４の他端は流最制御弁１６及び圧力制
御弁１８を介して窒素ガスボンベ２０に接続されている
。かくして流量制御弁１６、圧力制御弁１８、窒素ガス
ボンベ２０は高圧の窒素ガスを供給する流体供給手段を
構成しており、先細末広ノズル１０及びＳ管１２は絞り
通路手段を構成している。

導管１４の末広がり状をなす部分１４ａｔ、：近接する
一定流路断面積の部分１４１）には短繊維集合体２２を
貯容するホッパー２４の吐出０２６が連通Ｉｆｆ続され
ている。ポツパー２４の本体２８と吐出口２６との間に
は短繊維集合体の供給量を制御する流量制御弁３０が設
けられている。本体２８のト端部は導管３２により導管
１４の流量制御弁１２よりも上流側の部分と連通接続さ
れている。

かくして類ホッパー２４及び導管３２は導管１４内へ短
繊維集合体２２を供給する手段を構成しており、ホッパ
ー２４内のｙｒｉ繊維は導管１４内を高速度にて流れる
窒素ガスによる吸出し作用及び引きずり作用により導管
１４内へ供給される。また導管３２を経て本体２８の上
端へ供給される高圧の窒素ガスは短繊維集合体２２を吐
出口２６へ向けて押圧し、また短繊維集合体を引きずり
作用によって吐出口２６へ移動させ、これによりホッパ
ー２４より導管１４内へ短繊維集合体を供給することを
補助するようになっている。

先細末広ノズル１０の他端は導管１４及びノズル１０の
内容積に比して逃かに容積の大きい９ｆｉ繊維浦集容器
３４に接続されている。容器３４内にはノズル１０より
の噴流を容器の下方へ鍋内させる偏向板３６が設けられ
ており、ノズル１０を通過することによりほぐされた知
識１１ｔ３８は容器３４の下方部へ沈積し、知識１３８
は容ｒａ３４の下端に設けられた開閉弁４０を有する取
出口４２を経て容器外へ取出されるようになっている。

また容器３４の上端には偏向板３６の背後の側にてフィ
ルタ４４を有する排気マニホールド４６が接続されてお
り、これにより実質的に窒素ガスのみが容器外へ自然排
気式に排出されるようになっている。勿論容器３４内の
窒素ガスは強制的に容器外へ排出されてもよい。

ノズル１０の喉部４８よりも上流側には該部分の内圧を
検出する圧カセンザ５０が設けられており、これにより
センサ５０を監視しつつ流量制御弁１２．１６及び圧力
制御弁１８を制御することにより、ノズル１０の喉部４
８前後の圧力比を適宜に設定し得るようになっている。

上述の如く構成された装置は以下の如く作動し、これに
より本発明の方法が実施される。

まずホッパー２４内にほぐされるべぎ短繊維集合体を装
入し、しかる後圧力制御弁１８及び流出制御弁１２．１
６を適宜１．：設定することにより窒素ガスの流量及び
圧力を適宜に設定し、しかる後圧力制御弁３０を開弁す
る。流量制御弁３０が開かされると、短繊維集合体２２
が吐出口２４を軽て導管１４内へ供給され、導管１４内
を流れる窒素ガスにより搬送される状態にてノズル１０
に通される。ノズル１０の喉部４８の下流側には圧力波
５２（特に喉部を通過する窒素ガスの流速が音速又は音
速を越える場合にはｍｓ波）が発生し、該圧力波により
ｙｒＩｍ　Ｍｅ果会合体剪断力が与えられ、該剪断力に
より個々の短繊維が互いに引離されることにＪ、ってほ
ぐされる。かくしてほぐされた短繊維及び窒素ガスは偏
向板３６に衝突して下方へ偏向され、次第にその流速が
低下する。短繊維は偏向板３６による幅面及び自生によ
って容器３４の下方部に沈積し、実質的に窒素ガスのみ
が排気マニホールド４６を経て容器外へ排出される。

次に上述の如き装置を用いて行われた本発明の方法の具
体的実施例について説明する。

平均繊維径０．５μｍ、平均繊維長１００μｍである１
００ｇの炭化ケイ素ボイス力（東海カーボン株式会社製
「トーカマックス」）の集合体く見掛（）の繊維体積率
５％）をホッパー２４内に装入し、ボンベ２０よりの窒
素ガス供給圧５０に！ＩＩ／Ｃｍ２、流量制御弁１６を
通過する窒素ガスの流ｆｉｔｌＯＱ／ｓｅｃ、流攪制御
弁１２を通過する窒素ガスの流出８Ｑ／ｓｅｃ、吐出口
２６が接続された部分に於ける導管１４内の窒素ガスの
流速１００Ｉｌｌ／　Ｓｅｃの条件にて図示の装置を運
転し、これにより炭化ケイ素ホイスカ及び窒素ガスを超
音速にてノズル１０に通した。

かくして装置を運転することにより容器３４の下方部に
得られた炭化ケイ素ホイスカを観察したところ、その児
掛けの体積率は約２％に均一に低減されて、６つ、ホイ
スカは相互の絡みもなく均一にＩＪぐされており、また
ボイス力の平均繊維径は８０μｍであり、ボイス力に対
する慣（糟は軽（散であることが認められた。

また炭化ケイ素ボイス力を平均繊維径０．１μｍ、平均
１１組長５０μｍである窒化ケイ素ボイス力（タテホ化
学株式会社製）（見掛けの繊維体積率６％）に置き代え
、上述の場合と同一の条件にて上述の装置を運転したと
ころ、窒化ケイ素ボイス力の見掛けの体積率は約２％に
均一に低減されており、ボイス力は相互の絡み合いなく
十分にほぐされており、またホイスカの損傷も殆ど生じ
ていないことが認められた。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。例えば導管１４
の途中に絞りを設け、該絞りの喉部にホッパー２４の吐
出口２６が開口するよう構成されてもよく、また吐出口
２６は先細末広ノズル１０等の喉部又はそのすぐ上流側
の部分に間口するよう設【プられてもよい。更に流ｍ制
御弁１６を廃止し、導管１４の導管３２との接続部と吐
出０２６の接続部との間及び導管３２の途中に設けられ
てもよい。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本発明による装置の一つの実施例を示す概略
構成図である。 １０・・・先細末広ノズル、１２・・・流ｍ制御弁、１
４・・・導管、１４ａ・・・末広がり状をなず部分、１
４ｂ・・・−電流路断面積の部分、１６・・・流ｍ制御
弁。 １８・・・圧力制御弁、２０・・・窒素ガスボンベ、２
２・・・短繊維集合体、２４・・・ホッパー、２６・・
・吐出口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絡み合った短繊維よりなる短繊維集合体をほぐす
   方法にして、前記短繊維集合体を加圧された圧縮性流体
   に搬送させて絞り通路に通し、発生する圧力波により前
   記短繊維集合体に剪断力を与える方法。
2. （２）絡み合った短繊維よりなる短繊維集合体をほぐす
   装置にして、加圧された圧縮性流体を供給する流体供給
   手段と、一端にて前記流体供給手段に接続された絞り通
   路手段と、前記絞り通路手段の絞りの位置若しくはそれ
   より上流側にて前記絞り通路手段へ前記短繊維集合体を
   供給する手段と、前記絞り通路手段の他端に接続された
   短繊維捕集手段とを有する装置。