WO2004015184A1

WO2004015184A1 - 集合繊維の開繊装置

Info

Publication number: WO2004015184A1
Application number: PCT/JP2003/009858
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Shinkado
Original assignee: Harmoni Industry Co., Ltd.
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2004-02-19
Also published as: CA2495312A1; EP1548166A1; EP1548166B1; CN100432315C; JP3907660B2; KR101041420B1; US7596834B2; US20060117538A1; AU2003254801A1; ATE548493T1; JPWO2004015184A1; CA2495312C; CN1675425A; EP1548166A4; KR20050083620A

Abstract

技術分野：繊維強化複合材料の強化材となる強化繊維シートを、集合繊維から開繊して製造する。技術的課題：強化繊維の集合繊維から円滑に開繊シートにする開繊装置を提供する。解決方法：開繊部（２５）に、単一または集合繊維の移動方向に沿って所定間隔で平面状または円弧状に配置された複数の支持部材（２５４）を設けて、支持部材（２５４）の手前および前方で流体により開繊することにより、開繊効率を向上した。主な用途：航空宇宙、陸上輸送、船舶、建築、土木、工業用部品、スポーツ用品など。

Description

明細書集合繊維の開繊装置技術分野本発明は、多数の繊維フィラメントを集合した集合繊維を、集合繊維の移動方向と直交する方向に流体を流す闘繊部を通って移動させることにより、集合繊維に流体移動力を作用させて、幅方向に拡げてシート状に開繊する集合繊維の閧繊装置に関するものである。背景技術近年、合成樹脂などのマトリックスに強化材として、力一ボン繊維やガラス繊維、あるいはァロマティック ·ポリアミド繊維などを、フィラメント状または織物状で埋込んだ繊維強化の複合材料が数多く開発され市販されている。

これらの繊維強化複合材料は、マトリックスと強化材の選択によって、強度、耐熱性、耐食性、電気特性、および重量などの諸点で目的に合致する優れた特性が得られるととから、航空宇宙、陸上輸送、船舶、建築、土木、工業用部品、スポーツ用品などの幅広い分野に応用されている。

強化繊維の使用形態として、マトリヅクス中に強化フィラメントの織物を埋込む構造のものもあるが、マトリックスの必要な幅に多数本の強化フィラメントを平行状に配列したものがある。後者のような使用形態においては、マトリヅクスと強化フィラメントとの接触面積を可及的に大きくすることが有利であり、多数の強化フイラメントを接着剤（サイジング剤 )で断面平面状や楕円形状に集合させた集合繊維から、個々の強化フィラメントを微小間隔で薄くシート状に広げた開繊シート状態でマトリヅクス中に埋め込むことによって、強化フイラメントの微小隙間にマトリヅクスが含浸されて、マトリヅクスと強化フィラメントの接触面積が最大となり、強化フィラメントによる繊維強化効果を最高度に発揮することができるこのため、集合繊維の供給部（繰出ロール）から巻取部（卷取ロール）までの間の移動行路に対面するように、所要横断幅寸法の吸引風洞管を配設し、ここを所定のオーバーフイード状態で移動する集合繊維（例えば、マルチフィラメント）に対して連続的に吸引気流を通気させることにより、集合繊維を吸引気流方向に弓なりに撓ませて幅方向に開繊する集合繊維の通気式開繊装置が提案されている（日本特許第 3 0 6 4 0 1 9号公報）。 ' この日本特許第 3 0 6.4 0 1 9号公報に開示された集合繊維の通気式開繊装置は、非常に長いマルチフィラメントなどの集合繊維に対してダメージを与えることなく、平行、かつ、効率的に開繊カ卩ェすることが可能である。

また、図 1 7に示すように、繰出ロール Aから繰出された集合繊維 1を、駆動ロール 2 a とフリー回転ロール 2 bとで構成されたフロントフィーダ 2を介して通気開繊部 3で閧繊して開繊シート 1 aとし、この閧繊シート 1 aを、パヅクフィーダ 4を通して、巻取ロール

Bで巻取る集合繊維の通気式開繊装置において、通気開繊部 3の吸引風洞 3 a内を弓なりに撓みながら移動する集合繊維 1に対して、そのレベルを繊維レベル検出部 5によって検出することが行なわれている。

繊維レベル検出部 5は、図示するように、集合繊維 1を針金状の繊維レベル感知部 5 a により一括して押下げ、この繊維レベル感知部 5 aを固定した取付部材 5 bのレベルをセンサ 5 cで検出して、検出信号をフロントフィーダ 2の駆動ロール 2 aを駆動する駆動モ —夕にフィードバックすることによって、駆動ロール 2 aの回転数を調整して、駆動口一ル 2 aとフリ一回転ロール 2 bとによる集合繊維 1の送り出し量を制御してそのオーバ一フィード量を調整し、以つて集合繊維 1の撓み量を一定に制御するという方法が試されている。

発明の開示発明が解決しょうとする課題ところで、多数の強化フィラメントを集合した集合繊維では、単一の通気開繊部 3のみでは十分な開繊が行われ難いため、図 1 8に示すよ.うに、集合繊維の移動方向に沿って複数の通気開繊部 3 _{1 3} 3 ₂ , 3 ₃を多段型に配置して、順次開繊を行うようにしている。そのような場合、各通気開繊部 3ぃ 3 ₂ , 3 ₃で円滑に開繊を行わせるために、図 1 8に示すように、各通気開繊部 3ぃ 3 ₂ , 3 ₃の前後に送り口一ル部 2い 2 ₂ , 2 ₃および 4を配置するとともに、各通気開繊部 3 3 ₂ , 3 ₃に前述の繊維レベル検出部 5い 5 ₂ , 5 ₃ を設けている。

本発明の主な目的とするところは、従来装置のように、開繊部における集合繊維の撓み量を繊維レベル検出部により検出し、その検出信号をフロントフィードの駆動口一ルの駆動モ一夕にフィ一ドバヅクして撓み量を制御するという方法を用いることなく、集合繊維を連続して開繊できる閧繊装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、開繊部内における単一または複数の小径の支持部材により、より均一、かつ高開繊度の開繊糸を安定して得ることができる、小型、軽量、かつ、安価な集合繊維の開繊装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的とするところは、繰出ロールの支持構造を簡易化して、その設置所要スペースを小さくすることにより、多錘型や多錘多連型の集合繊維の開繊装置を実現可能にすることにある。課題を解決するための手段上記目的を達成するため、本発明の集合繊維の開繊装置における第 1の特徴は、集合繊維を卷回した繰出口一ルと、この繰出口一ルから操出された集合繊維に対して集合繊維の移動方向と直交する方向に流体を流して閧繊する開繊部と、開繊部で開繊された開繊シ一トを卷取る巻取ロールとを具備し、前記開繊部が、単一または集合繊維の移動方向に沿つて所定間隔で配置された複数の支持部材を有することを特徴とする。

ここで、閧繊部の流体を流す方向は、集合繊維の移動方向と直交する方向に流体を流すものであれば、上方から下方への吸引流体あるいは下方から上方への吹上流体のいずれでもよい。さらには、右方から左方、あるいは左方から右方といった方向についても同様である。 ...

また、上記の開繊部における支持部材の本数を多くすれば間隔寸法が小さくなつて、支持部材藺での集合繊維の撓みも小さくなり、直径寸法を大きくすれば、支持部材の剛性が大きくなり、支持部材が撓むことがなく、間隔寸法も小さくなつて、支持部材間での集合繊維の撓みも小さくなるが、支持部材の本数を多くしたり、直径寸法を大きくしたりすると、間隔寸法が小さくなるのに伴って、流体の流動面積が減少し過ぎることにより、流体による閧繊効率が低下する傾向が出る場合もある。したがって、上記の支持部材の本数，直径寸法，間隔寸法は、集合繊維の種類や強ィ匕フィラメントの直径寸法，本数，サイジング剤の種類などに応じて適宜設定する。 -'

また、上記の単一の支持部材または所定間隔で配置された複数の支持部材の配置は、直線状かつ水平状，傾斜状，円弧状など、集合繊維の種類や強化フィラメントの直径寸法，本数，サイジング剤の種類などに応じて適宜設定する。 "[図 4 (A)、図 6 (B ) 、図 8 参照。 }

本発明の集合繊維の開繊装置における第 2の特徴は、前記開繊部が、その内部に流体流路を形成する枠体と、この枠体における集合繊維の移動方向の前端と後端に配置された大径のガイド部材と、これらガイド部材の間に配置された小径の単一または複数の支持部材とを備えていることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 3の特徴は、前記開繊部におけるガイド部材および/または支持部材が、略円柱状で、かつ、固定または軸心回りに回転可能に構成されていることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 4の特徴は、前記複数の支持部材が、流体の流動方向に対して平面状または略円弧状に配置されていることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 5の特徴は、前記閧繊部が、集合繊維の移動方向に沿って複数段配設されていることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 6の特徴は、前記複数段の開繊部における集合繊維の移動通路の幅寸法が、上流側から下流側に、順次、段階的または連続的に大きく設定されていることを特徴とする。本発明の集合繊維の閧繊装置における第 7の特徴.は、前記繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されていることを特徴とする。ここで、「縦方向」とは、幾何学的な垂直状の場合のみならず、垂直線に対して所望角度だけ傾斜させる場合をも含むことを意味する。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 8の特徴は、前記繰出ロールが、複数配置されていることを特徴とする

本発明の集合繊維の開繊装置における第 9の特徴は、前記開繊部が、集合繊維の移動方向と直交する方向に複数並置されていることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 0の特徴は、前記集合繊維の移動方向に沿つて複数段配置された閧繊部および/または集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、構成部材の少なくとも一部を共用して連設一体型に構成されていることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 1の特徴は、前記開繊部が、加熱された流体による流体流路であることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 2の特徴は、前記開繊部におけるガイド部材および/または支持部材が、加熱されていることを特徴とする。

本発明の第 1 3の特徴は、前記ガイド部材および Zまたは支持部材が、ヒータを内蔵していることを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 4の特徴は、前記ガイド部材および/または支持部材が、パイプ状で、その中に加熱された流体を通すことを特徴とする。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 5の特徴は、前記ガイド部材および/または支持部材が、パイプ状で、集合繊維の進行方向と交差する方向にスリットを備え、このスリツトから加熱された流体を噴出させることを特徴とする。発明の効果本発明の集合繊維の開繊装置における第 1の特徴とする構成によれば、開繊部が、集合繊維の移動方向と直交する方向の単一または複数の支^部材を有するので、集合繊維および開繊シートが単一または小さい閭隔で並べた複数の支持部材上を通過することによる開繊作用は、従来の風洞管での開繊作用を単一の支持部材の前後両側で、または複数の支持部材の各前後で細かい間隔で段階を追って連続的に行なわれていることになり、より確実な開繊作用と、開繊品質の向上につながつている。

しかも、閧繊部を移動する集合繊維が、常に、これら単一または複数の支持部材の配置状態に応じた一定の姿勢に保たれて開繊される。したがって；移動中の集合繊維の繊維レペルを、従来のように通気吸引力と集合繊維に係る張力とのバランスによって円弧状に撓ませた集合繊維の高さレベルを常に繊維レベル ί食出部で検出して、フロントフィーダの駆動ロールの駆動モータにフィ一ドバックし、フロントフィーダから送出される集合繊維のオーバ一フィード量を制御する必要がないので、特に、多段型開繊装置において、各段の開繊部間の繊維レベル検出部およびフロントフィ一ダなどを省略することが可能になり、開繊装置を小型、軽量、かつ、安価にできる。

本発明の集合繊維の閧繊装置における第 2の特徴とする構成によれば、梓体における集合繊維の移動方向の前端と後端に大径のガイド部材を配置したので、集合繊維が開繊部へ安定して供給され、あるいは開繊部から安定して送出されると共に、これらガイド部材の間に小径の単一または複数の支持部材を配置したので、開繊部を移動する集合繊維は、これら単一または複数の支持部材の配置状態に応じた一定の姿勢を保持し、均質な閧繊動作が行なわれ、開繊部で繊維レベルを検出する必要がなくなる。また、支持部材を小径にしたことにより、大きな流体流路面積が得られるため、閧繊部において良好な開繊作用が得られる。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 3の特徴とする構成によれば、ガイド部材および/または支持部材が、略円柱状で、かつ、固定または軸心回りに回転可能に構成されているので、これらのガイド部材および/または支持部材上を集合繊維が移動する際に、流体の流動力とガイド部材および/または支持部材による摩擦力とによって円滑に閧繊作用を行うことができる。ガイド部材および/または支持部材が固定されている場合は、ガイド部材および/または支持部材の支持構造が簡単になり、装置の底廉価が実現できる。また、ガイド部材および/または支持部材が軸心周りに回転可能に構成されている場合は、集合繊維の移動によってガイド部材および/または支持部材が軸心回りに回転して、集合繊維の移動および開繊動作が円滑になると共に、ガイド部材および/または支持部材における集合繊維との摩擦による摩耗を軽減でき、しかも、その摩耗位置をそれそれの周面方向に分散させることができ、ガイド部材および/または支持部材を長寿命にできる。本発明の集合繊維の開繊装置における第 4の特徴とする構成によれば、複数の支持部材が流体の流動方向に対して平面状または略円弧状に配置されているので、支持部材上を移動する集合繊維が、支持部材の配置に応じて流体の流動方向こ対して平面状または円弧状に橈んだ一定の姿勢で移動しながら開繊されるため、効率の良い開繊が可能となる。円弧状に橈んだ状態で閧繊される場合は、オーバ一フィ一ド状態の集合繊維のオーバ一フィ一ド分をその橈みによって吸収できると共に、複数の支持部材が水平状に配置された場合に比較して、集合繊維と流体との接触面積が増大して、開繊効率を向上することができる。本発明の集合繊維の開繊装置における第 5の特徴とする構成によれば、開繊部が集合繊維の移動方向に沿って複数段配置されているので、集合繊維が複数段の開繊部の上を、上流側から下流側に移動していくのに伴って、順次、集合繊維の開繊が進行していき、円滑に開繊することができる。この場合、各段の開繊部に繊維レベル検出部を必要としないのみならず、各段の開繊部の上流側に、フロントフィーダを必要としないので、構成が簡素化され、小型化、軽量化、低価格化が実現され、開繊装置の全長も短くできる。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 6の特徴とする構成によれば、複数段の開繊部における集合繊維の移動通路の幅寸法が、上流側から下流側に、順次、.段階的または連続的に大きく設定されているので、集合繊維が上流側から下流側に移動して各段の閧繊部を通過するごとに、開繊が進行してその幅寸法が増大するのに対応可能であり、円滑に開繊シートを得ることができる。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 7の特徴とする構成によれば、繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されているので、繰出ロールの軸心を横方向にして配置した従来装置に比較して、開繊機構部の入口部分のガイドロールへの集合繊維の供給位置の振れがほとんどなく、しかも、集合繊維の振れ分がガイドロールの周面に沿って吸収されるため、繰出口一ルを軸心方向にトラバースさせる必要がなく、繰出ロールの支持機構部の構成を簡易化できると共に、繰出ロールの設置所要スペースを小さくできる。本発明の集合繊維の開繊装置における第 8の特徴とする構成によれば、前記繰出 D—ルが、複数配置されているので、各繰出ロールから繰出された複数の集合繊維を開繊部で開繊させることができ、幅広状の開繊シートを得ることができる。しかも、複数の繰出口一ルが、その軸心を縦方向にして配置されているので、複数の繰出ロールを互いに接近させて配置可能になり、従来実現が困難であった多錘型の開繊装置が実現できる。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 9の特徴とする構成によれば、開繊部が、集合繊維の移動方向と直交する方向に複数並置されているので、複数の繰出ロールから繰出された複数の集合繊維を、複数並置された開繊部の上を移動させて同時並行的に開繊することができ、従来実現が困難であった幅広状の閧繊シートが得られる多錘連設型開繊装置が実現できる。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 0の特徴とする構成によれば、集合繊維の移動方向に沿つて複数段配置された開繊部および/または集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、流体流路，スぺ一サ部材，ガイド部材などの構成材料の少なくとも一部を共用して連設一体型に構成されているので、それそれが独立した複数の開繊部を複数段縦列配置したり、並置したりする場合に比較して、幅広状の閧繊シートが円滑に得られるのみならず、構成部材の部品点数を少なくできて材料費を節減でき、しかも、連設一体型の開繊部の長さ寸法および/または幅寸法を小さくすることができ、開繊装置を小型化、軽量化、かつ、安価にできる。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 1の特徴とする構成によれば、加熱された流体による開繊部で、集合繊維に付着しているサイジング剤が加熱軟化されて、集合繊維を構成する強化繊維どうしの結合力が弱められて、集合繊維の閧繊効率が向上する。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 2の特徴とする構成によれば、閧繊部における加熱されているガイド部材および/または支持部材によって、集合繊維が加熱されるので、集合繊維に付着しているサイジング剤が加熱軟化されて、集合繊維を構成する強化繊維どうしの結合力が弱められて、集合繊維の開繊効率が向上する。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 3の特徴とする構成によれば、ヒー夕を内蔵しているガイド部材および/または支持部材によって集合繊維が加熱されるので、集合繊維に付着しているサイジング剤が加熱軟化されて、集合繊維を構成する強化繊維どうしの結合力が弱められて、集合繊維の開繊効率が向上する。

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 4の特徴とする構成によれば、加熱された流体を通したガイド部材および/または支持部材によって集合繊維が加熱されるので、集合繊維に付着しているサイジング剤が加熱軟化されて、集合繊維を構成する強化繊維どうしの結合力が弱められて、集合繊維の闢繊効率が向上する。 '

本発明の集合繊維の開繊装置における第 1 5の特徴とする構成によれば、パイプ状のガィド部材および/または支持部材のスリットから噴出される加熱された流体によって集合繊維が加熱されるので、集合繊維に付着しているサイジング剤が加熱軟化されて、集合繊維を構成する強化繊維どうしの結合力が弱められるとともに、加熱された流体による閧繊動作によって、集合繊維の閧繊効率が著しく向上する。図面の簡単な説明図 1は本発明の第 1実施形態に係る一錘型集合繊維の通気式開繊装置における正面図でめる。

図 2は図 1の装置における集合繊維供給部の概略平面図である。

図 3は図 1の装置における多段通気開繊部の挞大平面図である。

図 4 (A) は図 3の多段通気閧繊部における 1段目の通気閧繊部の正断面図である。図 4 (B ) は図 3の多段通気閧繊部における 1段目の通気閧繊部の側面図である。図 4 ( C ) は図 3の多段通気閧繊部における 2段目の通気閧繊部の側面図である。図 4 (D ) は図 3の多段通気閧繊部における 3段目の通気閧繊部の側面図である。図 5 (A) は本発明の第 2実施形態に係る多錘型集合繊維の通気式開繊装置における概略構成平面図である。

図 5 (B ) は図 5 (A) の装置の概略構成正面図である

図 6 (A) は図 5の多錘型集合繊維の通気式開繊装置における連設一体型通気閧繊部の部分拡大平面図である。

図 6 (B) は図 6 (A) の連設一体型通気開繊部の拡大正面図である。

図 6 (C) は図 6 (B) のさらに要部拡大正面図である。

図 7は本発明の第 3実施形態に係る上下多段型に構成された多錘型集合繊維の通気式開繊装置の概略構成正面図である。

図 8は本発明の第 4実施形態に係る通気開繊部の正断面図である。

図 9は図 8の通気開繊部を用いた本発明の第 5実施形態に係る通気式開繊装置の概略構成正面図である。

図 10は図 9の通気式開繊装置におけるフ口;ントフィーダの概略構成正面図である。図 11は図 9の通気式閧繊装置における繊維レベル検出部の概略拡大正面図である。図 12 (A) は本発明の第 6実施形態に係る多錘型集合繊維の開繊装置における概略平面図である。

図 12 (B) は図 12 (A) の多錘型集合繊維の閧繊装置における概略正面図である。図 13 (A) は図 12の多錘型集合繊維の通気式開繊装置における上流側の送りロール部の集合繊維非送り状態時の拡大側面図である。

図 13 (B) は図 13 (A) の送りロール部の拡大正面図である。

図 13 (C)は図 13 (A)の送りロール部の集合繊維送り状態時の拡大正面図である。図 14は本発明の第 7実施形態に係る上下多段多錘型集合繊維の開繊装置の概略正面図

Cめる。

図 15 (A) は本発明の多錘型集合繊維の開繊装置における異なる実施形態の支持部材の支持構造を示す要部分解斜視図である。

図 15 (B) は図 15 (A) の多錘型集合繊維の開繊装置における支持部材の支持構造を示す縦断面図である。

図 16 (A) は加熱された気体によって形成した通気閧繊部の実施形態の概略断面図である。

図 16 (B) はガイド部材およびまたは支持部材をパイプ状に形成し、ヒ一夕を内蔵させた実施形態の拡大断面図である。図 1 6 ( C ) はガイド部材および/または支持部.材をパイプ状に形成し、空洞内部に加熱された流体を流す実施形態の拡大断面図である。

図 1 6 (D ) はガイド部材およぴゾまたは支持部材をパイプ状に形成するとともに、開繊シ一トと交差するスリットを形成して、空洞内部に加熱された気体を流す実施形態の拡大断面図である。

図 1 7は従来の集合繊維の通気式開繊装置における概略正面図である。

図 1 8は従来の多段型集合繊維の通気式開繊装置における概略正面図である。

図 1 9 (A) は図 1 8の従来装置における問題点の一つについて説明する集合繊維供給部の概略正面図である。 '

図 1 9 (B ) は図 1 9 (A) の集合繊維供給部の概略平面図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明に係る各種の実施の形態について、図面を参照して説明する。

(第 1実施形態）

図 1は、第 1の実施形態に係る一錘型の集合繊維の通気式閧繊装置における正面図を示す。図 1において、 1 0は集合繊維供給部（給糸部）で、図 2の要部平面図に示すように、台 1 1上に力一ボン繊維などの多数本の強化フィラメントを接着剤（サイジング剤）によつて結着した集合繊維 1 2を卷付けた繰出口一ル 1 3が、その軸心を垂直方向にして、軸心回りに回転自在に支持されている。 1 4は繰出ロール 1 3から繰り出された集合繊維 1

2の移動方向を平面視で略 9 0度変更するガイドロールで、その軸心が垂直状に固定または軸芯回りに回転自在に配置されている。 1 5はガイドロール 1 4から送られてきた集合繊維 1 2を、所定の高さ位置で後述する通気式開繊機構部 2 0に送込むガイドロールで、その軸心回りに固定または回転自在に配置されている。

なお、前記繰出ロール 1 3は、可調節型の張力付与手段 1 6を備えており、この張力付与手段 1 6によって、繰り出される集合繊維 1 2に張力を付与するとともに、集合繊維 1

2に付与される張力を、集合繊維 1 2を構成する強化フィラメントの材質、太さ、あるいはサイジング剤の種類などに応じて、最適な張力に l整することができる。

20は通気式閧繊機構部で、複数のガイドロ一ル 21, 22と、複数の通気開繊部（図示例は、 3台の通気開繊部 25 a， 25 b, 25 c ) を集合繊維 12の移動方向に沿って縦列配置した多段通気開繊部 25と、多段通気開繊部 25によってシ一ト状に開繊された閧繊シート 12 aを卷取る巻取ロール部 28とを備えている。

多段閧繊機構部 25は、図 3および図 4 (A)〜（D) に示すように、 3台の通気開繊部 25 a， 25 b， 25 cを上流側から下流側に沿って多段に縦列配置して構成されており、各通気開繊部 25 a, 25b， 25 cにおける集合繊維 12の移動通路の幅寸法 w 1 , w2， w3は、図 3および図 4 (A)〜（D) に示すように、集合繊維 12の移動方向の下流側になるほど大きく（w 1 <w 2 <w 3 )設定されている。この幅寸法の点を除けば、後述するように、各通気開繊部 25 a, 2 5 b, 25 cは略同様の構造である。

そのため、今、通気開繊部 25 aを代表として説明する。通気開繊部 25 aは、通気風涧、例えば、下方から吸引する吸弓 I風洞を形成するための角筒状の風洞管 250を有し、この風洞管 250の両側板 251 , 25 1間に跨って、かつ集合繊維 12の移動方向の前後に、集合繊維 12の移動方向に対して直交する方向で、かつ水平状態に配置された大径のガイド部材 252， 253と、これらのガイド部材 252 , 253間に所定間隔で、平面状かつ、水平状態に配置された複数の小径の支持部材 254とを備えている。

ガイド部材 252, 253および/または支持部材 254は、風洞管 25◦の側板 25 1, 25 1に対して固定してもよいし、その軸心回りに回転自在に構成してもよい。ガイド部材 252, 253および Zまたは支持部材 254を側板 25 1, 25 1に対して固定すると、それらの支持構造が簡単になり、コストダウンができる。また、ガイド部材 25 2, 253および支持部材 254を回転自在に構成すると、集合繊維 12を構成する強化フィラメントの材質、太さ、あるいはサイジング剤の種類などによっては、集合繊維 12 の移動動作および開繊作用が円滑になり、しかも集合繊維 12との摩擦による摩耗が軽減され、かつその摩耗位置が周面方向に常に変化して偏摩耗が生じないため望ましい場合がある。

各側板 251, 251の内側には、それぞれスぺーサ部材 255 a, 255 b, 255 cを介して、集合繊維 12の幅方向の移動を規制するガイド部材 256 , 256が、前記集合繊維 12の上下方向位置を規制するガイド部材 252, 253よりも若干高くなるように、着脱自在に取り付けられている。ここで、前記ガイド部材 256, 256の高さ寸法を大きくするほど、通気開繊部の通気流が安定した層流となり、集合繊維 12の開繊動作が安定化できるが、ある程度以上大きくしても通気流の安定化による開繊動作の安定化効果の向上が得られなくなるし、却って装置の大型ィ匕および高額ィ匕を招来するので、ガイド部材 256， 256の高さ寸法は、集合繊維 12の強化フイラメントの材質，太さ，サィジング剤の種類などに応じて適宜設定すればよい。

前記の各通気開繊部 25 a， 25 b, 25 cにおける両側板 251， 251と、スぺーサ部材 255 a, 255 b, 255 cと、ガイド部材 256, 256とは、ボルト 257， 257によって組立、分解可能に一体化されている。さらに、各通気開繊部 25 a, 25 b， 25 cの両側板 251， 251における集合繊維の移動方向端部には、ガイド部材固定用のねじ孔 258が設けられている。

集合繊維 12の移動方向に沿って配置された通気閧繊部 25 a， 25b, 25 cにおける各スぺ一サ部材 255 a， 255 b, 255 cの厚さ寸法 t l， t 2 , t 3は、 t l> t 2>t 3に、すなわち、下流側になるほど小さく設定されており、それによつてガイド部材 256， 256間に形成される集合繊維 12の移動通路の幅寸法 w 1， w 2， w 3が、前述のように、 wl<w2<w3に、すなわち、下流側になるほど大きく設定されており、集合繊維 12の開繊が進行することに伴って、開繊シ一ト 12 aの幅寸法が増大するのに対応可能になっている。なお、スぺーサ部材 255 a, 255b, 255 cおよびガイド部材 256 , 256を側板 251, 251に対してボルト 257 , 257によって組立、分解可能に一体化したのは、厚さ寸法 t 1， t 2， t 3が異なるスぺ一サ部材 255 a,

255 b, 255 cを交換することによって、スぺ一サ部材を除く通気開繊部 25 a, 2

5 b, 25 cの構成部材を共用化するためである。

次に、上記の一錘型集合繊維の通気式開繊装置における開繊動作について説明する。まず、繰出口一ル 13から集合繊維 12を引き出し、ガイドロール 14でその移動方向を水平面内で略 90度変更して、ガイドロール 15によって所定高さ位置に保持して、通気式

13

恙替 ffl細. ( \i 閧繊機構部 2 0に送出する。ガイドロール 2 1 , 2 2を通った断面がテープ状、楕円形状などの集合繊維 1 2は、移動方向に送出され、通気開繊部 2 5で開繊されて、各強化フィラメントが横一列に並んだ開繊シート 1 2 aとなり、卷取ロール部 2 8によって卷取られる。

ここで、垂直状に配置された繰出ロール 1 3から集合繊維 1 2を繰り出すのに伴って、集合繊維 1 2の繰出高さ位置が上下するが、繰り出された集合繊維 1 2は、垂直状に配置されたガイドロール 1 4によって平面視で略 9 0度方向変換され、かつ、水平状に配置されたガイドロール 1 5によって上下から押圧されるので、ガイドロール 1 5の入口部分での集合繊維 1 2の上下の振れ量は小さく、しかもガイドロール 1 5は軸心を水平方向にして配置されているので、集合繊維 1 2はガイドロール 1 5の周面に沿ってガイドされ、図

1 9 (A) (B ) に示すように、繰出口一ル Aおよびガイドロール 2の軸心を水平方向にして配置した従来装置に比較して、ガイドロール 1 5へ供給される集合繊維 1 2の供給位置の左右への振れは極めて小さい。そのため、通気式開繊機構部 2 0への集合繊維 1 2の供給位置が一定する。このため、従来装置のように、繰出ロールを軸心方向にトラパースする必要がなく、繰出ロール 1 3の設置所要スペースを小さくすることができる。

また、繰出ロール 1 3には、張力付与手段 1 6によって適度の負荷が掛かっているので、繰出口一ル 1 3から繰り出される集合繊維 1 2には適度の張力が付与されている。この供給ロール 1 3側の張力付与手段 1 6による張力と、卷取口一ル部 2 8による巻き取り張力とによって、集合繊維 1 2および閧繊シート 1 2 aには、常に適度の張力が付与されている o

多段通気閧繊部 2 5においては、各通気開繊部 2 5 a , 2 5 b , 2 5 cが、ガイド部材 2 5 2 , 2 5 3および平面状、かつ水平状に配置された複数の支持部材 2 5 4を備えているため、下方に向かう吸引風洞の通気によって、集合繊維 1 2が平面状、かつ水平状の支持部材 2 5 4に当接して平面状、かつ水平状に維持されるので、その姿勢が常に平面状、かつ水平状の一定状態に維持されるため、各通気開繊部 2 5 a， 2 5 b， 2 5 cに、図 1 7に示す従来装置のように繊維レベル検出部 5い 5 ₂ , 5 ₃を設ける必要はない。したがつて、従来のように、その検出信号をフロントフィーダ 2 2 ₂， 2 ₃の駆動ロールの駆動モ一夕にフィードパックすることが不要になり、各通気開繊部 2 5 a， 2 5 b , 2 5 c の上流側のフロントフィーダおよびその駆動モー夕を省略することができ、装置点数が著しく少なくなると共に、通気式開繊機構部 2 0の全長が小さくなり、通気式開繊装置全体の小型化、軽量化およぴ低価格化が可能になる。

以上のように、集合繊維 1 2および開繊シート 1 2 aの繊維レベルは、各通気鬨繊部 2 5 a , 2 5 b , 2 5 cのガイド部材 2 5 2， 2 5 3および複数の支持部材 2 5 4によって平面状、かつ水平状に維持され、かつ、繰出ロール 1 3の張力付与手段 1 6および卷取ロ —ル部 2 8の駆動モー夕の回転数を調整することによって、通気開繊部 2 5 a， 2 5 b , 2 5 cによって円滑に開繊動作が行われる。また、卷取ロール部 2 8への閧繊シート 1 2 aの卷取時の張力を一定に調整することによっ、卷取られた開繊シート 1 2 aの波打ちがなくなり、高品質の閧繊シート 1 2 aの卷取体が得られる。

以上説明した一錘多段型集合繊維の閧繊装置によれば、各通気開繊部 2 5 a , 2 5 b ,

2 5 c上を移動中の集合繊維 1 2または開繊シート 1 2 aが、複数の支持部材 2 5 4上を通過することによる閧繊作用が、従来の風洞管での閧繊作用を細かい間隔で段階を追って連続的に行われていることによる、より確実な開繊と、閧繊品質の向上につながつている。また、各通気開繊部 2 5 a , 2 5 b , 2 5 c上を移動中の集合繊維 1 2または開繊シ一ト 1 2 aが、複数の支持部材 2 5 4によって水平状の姿勢に保持されるので、各通気閧繊部 2 5 a , 2 5 b , 2 5 cの上流側にフロントフィ一ダを設置し、各通気開繊部 2 5 a，

2 5 b , 2 5 cを移動中の集合繊維 1 2または開繊シート 1 2 aの繊維レベルを検出して上流側のフロントフィ一ダの駆動モ一夕にフィードパックする繊維レベル検出部や、その検出信号の処理制御部、さらにはフロントフィーダおよびその駆動モー夕が不要になり、構成が簡易化されて原価低減ができるのみならず、それらの設置場所も不要になるので、集合繊維の通気式開繊装置全体を小型化、軽量化、かつ、低価格化できる。このような効果は、多段通気閧繊部 2 5の通気開繊部 2 5 a , 2 5 b , 2 5 c , …の設置段数が増大するほど顕著になる。

より幅広状の開繊シ一ト 1 2 aが必要な場合は、繰出ロール 1 3を多数並置することが考えられるが、図 1 7ないし図 1 9に示す従来の通気式閧繊装置のように、繰出ロール A の軸心を水平状態にして配置した場合は、集合繊維 1 2の繰り出しに伴って、繰出口一ルを繰出方向と直交する軸心方向にトラパースさせることが必要であるため、繰出ロール 1 台あたりの設置所要スペースが大きくなり、既述のように、事実上、繰出口一ルを多数並置する多錘型集合繊維の通気式開繊装置は実現が困難であつた。

(第 2実施形態）

図 5 (A) (B)は、多数の繰出ロールを用いて幅広状の開繊シートを作成可能にした多錘型集合繊維の通気式開繊装置を示す概略平面図および概略正面図である。図 5 (A) (B ) において、 10' は集合繊維供給部（給糸部）で、多数の繰出ロール 13, …を、それそれの軸心を垂直状態にして行列状に配置して、繰出ロール 13,…の配設位置に応じて、各ガイドロール 14' を、 1段目のガイドロール 14 aと、 2段目のガイドロール 14bの複数個ずつ設けて、それそれのガイドロ一ル 14a, 14bによる集合繊維 12の方向変換角度を、繰出ロール 13,…の配置位置に応じて異ならせて、 2段目のガイドロール 14bを出た各集合繊維 12が平行状態で水平移動するようにしている。また、ガイドロール 15，は、多数の集合繊維 12をガイドするため長尺に形成されている。

多段通気閧繊部は、図 6 (A) (B) に示すように、 3段の通気開繊部 25 a' ， 25 b，， 25 c' を集合繊維 12の移動方向に対して縦列式に連設配置する共に、集合繊維 12の移動方向に対して直交する幅方向に多数並置連設した連設一体型通気開繊装置 25 ，に構成されている。この連設一体型通気開繊装置 25' は、 3個分の吸引風洞を形成する風洞管 250' の両側板 251 ' , 251，間に跨って、集合繊維 12の移動方向の前端および後端に配置された長尺の共通ガイド部材 252，， 253' と、これらの共通ガィド部材 252' ， 253，間に所定間隔で配置された 2本の補間用の共通ガイド部材 2 59a, 259bと、前記前端側の共通ガイド部材 252⁵ と補間用の共通ガイド部材 2 59 aとの間、補間用の共通ガイド部材 259 aと 259 bとの間、補間用の共通ガイド部材 259 bと後端側の共通ガイド部材 253' との間に、それそれ所定間隔で水平状に配置された長尺の複数の支持部材 254 a, 254，， 254' と、 3段の通気鬨繊部 2 5 a，， 25b，， 25 c，に跨って、長尺の複数の共通ガイド部材 256 aと、各段の通気閧繊部 25 a，， 25b' , 25 c，の吸引風洞を区画する仕切部材 260とを備えている。共通のガイド部材 252，， 253' 、補間用の共通ガイド部材 259 a， 25 9 bおよび支持部材 254 a, 254，， 254，は、前述と同様の理由で、側板 251 ，， 251，に対して固定してもよいし、回転自在に構成してもよい。

ここで、補間用の共通ガイド部材 259 aと 259 bとの間、および補間用の共通ガイド部材 259 bと共通ガイド部材 253，との間に配置された支持部材 254，， 254，は、図 3および図 4と同様に小径のものであるが、共通ガイド部材 252，と補間用の共通ガィド部材 259 aとの間に配置された支持部材 254aは、支持部材 254⁵よりも大径のものである。これは、 1段目の通気開繊部 25 a⁵ および 2段目の通気開繊部 25 b，では、支持部材 254' を小径にして、風洞の通気面積を大きくすることによって、吸引風洞を通過する集合繊維 12および閧繊シ一ト 12 aの各強化フイラメント間を吸引気流が通過し易くして開繊効率を高めると共に、 3段目の通気開繊部 25 c，ではかなり開繊が進行しているので、開繊効果よりも開繊シート 12 aを水平状態に保持することを重視しているためである。

また、 3段目の通気開繊部 25 c，の支持部材 254 aは、図 6 (C) に拡大して示すように、側板 251，， 251⁵ の上端に形成した半円弧状の凹部 251 a， 251 aに落とし込んである。支持部材 254 aが側板 251' , 251' の上端よりも上方向に出ているため、その上を走行する開繊シート 12 aは、仕切板のない連続した風洞管上での開繊作用を受けることになり、隣接する閧繊シート同士が隙間なく並び、連続した閧繊シートに形成されていくことが可能となる。

また、集合繊維 12の移動方向に沿った各共通ガイド部材 256 aは、 1段目の通気開繊部 25a，， 2段目の通気開繊部 25b' , 3段目の通気閧繊部 25 c ' に対応する部分の厚さ寸法 t 1， t 2, t 3が、 t l>t 2 = t 3に設定されており、したがって、集合繊維 12および開繊シ一ト 12 aの移動通路となる各共通ガイド部材 256 a, 256 a間の幅寸法 wl， w2， w3が、 wlく w2 =w3に設定されている。

上記の多錘型集合繊維の閧繊装置においては、多数の繰出ロール 13, …から繰り出された集合繊維 12が、各ガイドロール 14， (14a, 14 b) によって方向転換され、ガイドロール 15，を通って、連設一体型通気開繊部 25' の、 1段目， 2段目， 3段目の通気開繊部 25a，， 25b⁵ ， 25c，で連続的に閧繊され、卷取ロール部 28，の卷取ロール 281' に卷取られる。したがって、従来では実現が困難であつた多錘型合繊維の通気式閧繊装置が実現できるのみならず、特に、連設一体型通気開繊部 2 5，は、 1段目， 2段目， 3段目の通気開繊部 2 5 a ' , 2 5 b ⁵ , 2 5 c ⁵ を、図 3に示すような個別の通気閧繊部 2 5 a， 2 5 b , 2 5 cを多段に縦列配置しないで、かつ、幅方向においても個別の通気開繊部を並置使用しないで、補間用の共通ガイド部材 2 5 9 a， 2 5 9 bや、共通ガイド部材 2 5 6 a などを共通使用して、連設一体型に構成したので、構成が簡易化されると共に、小型化，軽量化されて、縦列方向の連設数ゃ幅方向の連設数に比較して、価格上昇を抑えている。また、支持部材 2 5 4，， 2 5 4 aを水平状（面一状）に配置しても、小さい間隔で並ベた複数の支持部材 2 5 4，， 2 5 4 a上を集合繊維 1 2が通過することによる閧繊作用が、従来の風洞管での閧繊作用を細かい間隔で段階を追って連続的に行なわれていることによる、より確実な開繊と、開繊品質の向上につながつている。しかも、吸引通気方向に沿って円弧状に配置する場合に比較して、連設一体型通気閧繊部 2 5 ' の高さ寸法を小さくすることができる。

(第 3実施形態）

図 7は、複数の多錘型集合繊維の通気式開繊装置を、上下方向に所定間隔で配置して、繰出口一ル 1 3 a， 1 3 b， …の交換時の設備停止をなくした多錘型集合繊維の通気式閧繊装置における概略構成を示す。

すなわち、繰出口一ル 1 3 aの集合繊維 1 2がなくなると、空になった繰出口一ル 1 3 aを取り外して、.新しい繰出口一ル 1 3 aを取り付けなければならないので、この繰出口

—ル 1 3 aの交換時は、開繊装置を停止しなければならない。ところが、多錘型集合繊維の通気式鬨繊装置においては、繰出口一ル 1 3 aの数が多いため、繰出ロール 1 3 aの交換に要する時間が長くなり、その間の装置停止時間が長くなる。このため、図 7の多錘型集合繊維の通気式開繊装置は、複数の集合繊維供給部（給糸部） 1 0 ' a， …， 1 0， n と、複数の通気式開繊機構部 2 0 ' a , ···, 2 0 ' nと、複数の巻取ロール部 2 8， a，

•••2 8， nとを上下方向に所定間隔で多段に配置している。

したがって、上段の集合繊維供給部（給糸部） 1 0， aおよび通気式開繊機構部 2 0 ' aによって集合繊維 1 2の閧繊中に、その下段の集合繊維供給部（給糸部） 1 0， b , ·,

1 0， nおよび通気式開繊機構部 2 0， b， ··.， 2 0， nに集合繊維 1 2をセットし、上段の集合繊維供給部（給糸部） 1 0 ' aおよび通気式閧繊機構部 2 (Γ aによる開織が終了すると、直ちに、その下段の集合繊維供給部（給糸部） 1 0 ' bおよび通気式開繊機構部 2 0 ' bで集合繊維 1 2の閧繊を開始する。また、この下段の集合繊維供給部（給糸部 ) 1 0， bおよび通気式開繊機構部 2 0， bで集合繊維 1 2の開繊中に、上段の集合繊維供給部（給糸部） 1 0 ⁵ aおよび通気式開繊機構部分 2 0， aに集合繊維 1 2をセットする。以下、このようにして、連続的に集合繊維 1 2の開繊を行うことができる。

上下の設置段数に余裕がある場合は、同時に複数台の集合繊維供給部（給糸部） 1 0，および通気式開繊機構部 2 0 ' で集合繊維 1 2の開繊を行うこともできる。また、上段、下段の 2段を組み合わせてそれぞれ交互に一錘おきに開繊させ、巻取ロールのところで、一錘おきに閧繊された開繊強化フィラメントを隙間なく巻き取り、連続した閧繊シ一トにするといつたことも可能である。

また、上記の図 7の実施形態では、集合繊維 1 2および開繊シート 1 2 aを、図の左端から水平方向に移動させて、右端の卷取ロール部 2 8で巻き取る場合について説明したが、少なくとも通気閧繊部 2 5， a , 2 5 ' bを、集合繊維 1 2の移動方向が一方では上方から下方へ、他方では下方から上方になるように縦方向に並べて配置し、上下の通気闘繊部 2 5， a， 2 5， bから送り出される閧繊シート 1 2 a， 1 2 bの移動方向を方向変換口 —ルで 9 0 °変換して水平方向に移動するようにし、両閧繊シート 1 2 a， 1 2 bを並置させて 1枚の幅広状の閧繊シートに仕上げることもできる。あるいは、一方の閧繊シ一ト 1 2 aの各強化フィラメントを奇数位置に、他方の開繊シート 1 2 bの各強化フイラメントを偶数位置になるように、交互に配置して幅広状の開繊シ一トに仕上げることもできる。 (第 4実施形態）

なお、上記実施形態は、通気閧繊部 2 5、 2 5 a , 2 5 b， 2 5 c、 2 5 ' a , 2 5 ' b , 2 5， cにおける複数の支持部材 2 5 4， 2 5 4 ' , 2 5 4 aが、集合繊維 1 2および開繊シ一ト 1 2 aの移動方向に沿って平面状、かつ水平状に配置された場合について説明したが、図 8に示すように、複数の支持部材 2 5 4を通気方向に対して凸状の円弧状に配置してもよい。このような支持部材が円弧状に配置された通気閧繊部においても、図 1に示すように、単一の集合繊維 1 2の開繊装置としたり、図 3に示すように、多段型通気開繊装置としたり、図 5に示すように、多段多連型通気開繊装置としたり、図 7に示すように、上下多段型の多錘型集合繊維の開繊装置に構成することができる。このような場合も、供給ロール 1 3の張力付与手段 1 6による張力および卷取ロール部 2 8の卷取張力を適宜設定することにより、集合繊維 1 2および開繊シート 1 2 aを、円弧状に配置された複数の支持部材に沿つて円弧状に変形させることが可能で、複数の支持部材を水平状に配置する場合と同様に、繊維レベル検出部、上流側の送りロール部、下流側の送りロール部を省略することができる

(第 5実施形態）

なお、上記の図 8に示したように、複数の支持部材 2 5 4を円弧状に配置する場合は、必要に応じて、図 9に示すように、ガイドロ一ル 2 1 , 2 2の下流側に、上流側の送り口 —ル部 2 3を配置したり、この送りロール部 2 3の下流側，すなわち、通気閧繊部 2 5の上流側に繊維レベル検出部 2 4を配置したり、通気開繊部 2 5の下流側に下流側の送り口 —ル部 2 6および繊維レベル検出部 2 7を配置したりすることができる。

前記上流側の送りロール部 2 3と下流側の送りロール部 2 7とは同一構成を有するので、上流側の送り口一ル部 2 3について代表して説明すると、図 1 0に示すように、駆動モ一夕によって駆動される駆動ロール 2 3 1と、この駆動ロール 2 3 1と協働して集合繊維 1 2を送り出すフリー回転ロール 2 3 2 , 2 3 3と、前記駆動ロール 2 3 1とフリー回転口 —ル 2 3 2 , 2 3 3間に所定方向から集合繊維 1 2を供給するガイドロール 2 3 4と、前記駆動ロール 2 3 1とフリー回転ロール 2 3 2 , 2 3 3間から所定方向に集合繊維 1 2を送り出すガイドロール 2 3 5と、前記フリ一回転ロール 2 3 2， 2 3 3を回転自在に取り付けた保持部材 2 3 6と、この保持部材 2 3 6を昇降させるァクチユエ一夕の一例であるエアシリンダ 2 3 7とを備え、エアシリンダ 2 3 7のピストンロッド 2 3 8により前記保持部材 2 3 6を昇降させることによって、駆動ロール 2 3 1に対するフリー回転ロール 2 3 2， 2 3 3に所定の荷重を掛けて、集合繊維 1 2を送るように構成されている。

繊維レベル検出部 2 4， 2 7は同一構成を有するので、代表して繊維レベル検出部 2 4 について説明すると、図 1 1に示すように、集合繊維 1 2の移動方向の前後位置に所定間隔で一対の固定または回転自在のガイドロール 2 4 1， 2 4 2を備え、これらのガイド口ール 2 4 1 , 2 4 2上を集合繊維 1 2が移動するようにし、そして、送りロール部 2 3によってォ一バーフィード状態で送られてきた集合繊維 1 2を、これらのガイドロ一ル 2 4 1， 2 4 2間で通気によって円弧状に橈ませ、その橈んだ集合繊維 1 2の繊維レベルを検出する光電式または変位センサ 2 4 3が設けられている。

上記図 9に示す単一の集合繊維の開繊装置においても、図 1に示す単一の集合繊維の開繊装置と基本的には同様の闢繊動作を行うが、上流側の送り口一ル部 2 3 , 繊維レベル検出部 2 4 , 下流側の送りロール部 2 6および繊維レベル検出部 2 7を設けたことによる、動作上の相違点について説明する。上流側の送りロール部 2 3の送り量は、下流側の送りロール部部 2 6の送り量よりも若干大きく設定されており、所謂、オーバーフィード状態になっている。このため、繊維レベル検出部 2 4および多段閧繊装置部 2 5において、集合繊維 1 2がオーバーフィード分だけ、撓み可能になっている。なお、繊維レベル検出部 2 4 , 2 7における撓み状態は、吸引機構または軽量の重り等の作用により安定化される。繊維レベル検出部 2 4で検出された繊維レベルは、図 1 0の送りロール部 2 3の駆動口

—ラ 2 3 1の駆動モー夕に送られて、駆動モータをオン 'オフすることによって、集合繊維 1 2の送り量を適宜調整して、オーバ一フィード量を適正値に調整する。

繊維レベル検出部 2 7で検出された閧繊シート 1 2 aの繊維レベルは、卷取ロール部 2

8の駆動モー夕に送られて、駆動モ一夕の回転数を調整することによって、巻取ロール部

2 8への開繊シート 1 2 aの卷取時の張力を一定に調整する。それによつて、巻き取られた開繊シート 1 2 aの波打ちがなくなり、高品質の開繊シート 1 2 aの卷取体が得られる。

(第 6実施形態）

図 1 2に示すように、多錘型集合繊維の閧繊装置においても、上流側の送りロール部 2 3 ' , 繊維レベル検出部 2 4 ' および下流側の送りロール部 2 6，を設けてもよい。

上流側の送りロール部 2 3 ' は、図 1 3 (A) に示すように、長尺の共通の駆動口一ル 2 3 1 ' と、各集合繊維 1 2に対応した多数の個別のフリ一回転ロール 2 3 2と、これら個別のフリー回転口一ル 2 3 2に対応した多数の個別のエアシリンダ 2 3 7とを備えている。そして、集合繊維 1 2のオーバ一フィード量が大きいときは、図 1 3 (A) ( B ) に示すように、個別のエアシリンダ 2 3 7によって個別のフリ一回転ロール 2 3 2を引上げ

21

^ m itt ^± ΒΙΙΛ て、集合繊維 1 2の送出を一時停止し、ォ一パーフィード量が適正値になると、図 1 3 ( C ) に示すように、個別のエアシリンダ 2 3 7によって個別のフリー回転ロール 2 3 2を押下げて、駆動ロール 2 3 1 ' と協働して、それそれの集合繊維 1 2を独立して送り出させるようにしている。

(第 7実施形態）

図 1 4に示すように、上下多段型の多錘型集合繊維の開繊装置においても、ガイドロール 1 5に代えて、あるいは、ガイドロール 1 5とともに、上流側の送り口一ル部 2 3， a および繊維レベル検出部 2 4 ' aを設けてもよい。

図 1 5 (A) (B ) は、本発明に係る多錘型の集合繊維の開繊装置における支持部材の支持構造の他の実施形態を示すものである。すなわち、図 3、図 4、図 6における通気開繊部 2 5 , 2 5，では、複数の支持部材 2 5 4 , 2 5 4 'の支持構造として、側板 2 5 1，スぺ一サ部材 2 5 5，ガイド部材 2 5 6に貫通孔を設けて、この貫通孔に支持部材 2 5 4 , 2 5 4 ' を揷通して支持する場合について説明したが、小径の多数の支持部材 2 5 4 , 2 5 4 ' を小径の多数の貫通孔に相通する作業は、それほど容易ではない。

そこで、図 1 5 (A) ( B ) の実施形態の通気開繊部 2 5 "では、側板 2 5 1にその上端から所定深さの複数のスリヅト 2 5 1 bを形成し、このスリヅト 2 5 1 bに支持部材 2 5 4を落とし込みによって支持している。このようなスリット 2 5 1 bに支持部材 2 5 4 を落とし込む支持構造では、貫通孔に支持部材 2 5 4を揷通させる場合に比較して、側板 2 5 1への支持部材 2 5 4の組立作業が格段に容易、かつ、短時間で行える利点がある。なお、このように、スリット 2 5 1 bに支持部材 2 5 4を落とし込みによって支持する構造では、必要に応じて図示するように、側板 2 5 1の上面両端部に雌ねじ部 2 5 1 cを形成するとともに、平板部 2 6 0 aと、その両側から立ち下がる立下部 2 6 O bと、前記平板部 2 6 0 aの雌ねじ部 2 5 1 cに対応する位置に孔 2 6 0 cとを有する、断面形状が略 ϋ字状のキャップ 2 6 0を側板 2 5 1に被せて、ねじ 2 6 1により固定するようにすると、支持部材 2 5 4がスリット 2 5 l b内で浮き上がったり、スリット 2 5 l bから脱落したりすることを防止できる。

図 1 5 (A) ( B ) の実施形態では、側板 2 5 1のみを示しているが、前述のように、側板 2 5 1とともにスぺーサ部材 2 5 5やガイド部材 2 5 6を用いる場合には、これらのスぺ一サ部材 2 5 5やガイド部材 2 5 6にも、側板 2 5 1と同一のピッチで、かつ、同一の深さにスリヅトを形成して、これらのスリヅ卜に支持部材 2 5 4を落とし込めばよい。また、必要に応じてこれらの側板 2 5 1 , スぺ一サ部材 2 5 5およびガイド部材 2 5 6に跨って、前記同様のキャップ 2 6 0を被せて、ねじで固定すればよい。

なお、上記実施形態では、側板 2 5 1に深いスリット 2 5 1 bを形成して、支持部材 2 5 4を側板 2 5 1の上端よりも低い位置に支持する場合について説明したが、側板 2 5 1 に浅いスリヅトを形成して、支持部材 2 5 4の上部を側板 2 5 1の上端と同等高さ位置に支持するようにしてもよい。このような場合はキャップ 2 6 0は、平板状のものでよい。なお、上記の実施形態は、図 4 , 図 6に示す場合と同様に、支持部材 2 5 4を、平面状で、かつ、水平状に配置する場合について説明したが、図 8に示す場合と同様に、支持部材 2 5 4を円弧状に配置する場合は、各スリットの深さを円弧状に異ならせればよい。なお、上記実施形態においては、通気開繊部 2 5に風洞に通気する気流の温度については、特に述べていないが、単一または多段式の通気開繊部を有する集合繊維の通気式閧繊装置において、各強化フィラメントを結着する接着剤（サイジング剤）の種類によっては、図 1 6 (A) に示すように、通気開繊部に熱風 2 7 0による熱風吸引風洞を形成して、接着剤（サイジング剤）による接着力を弱めて、開繊動作を促進させるようにしてもよい。また、図示は省略するが、多段式の通気閧繊部を有する集合繊維の通気式開繊装置において、各強化フィラメントを結着する接着剤（サイジング剤）の種類によっては、各段の通気開繊部間に熱風を通す熱風吸引風洞を介在させて、接着剤（サイジング剤）による結着力を弱めて、開繊動作を促進させるようにしてもよい。

なお、上記実施形態においては、ガイド部材および支持部材が、無空のものとして説明したが、図 1 6 (B ) に示すように、ガイド部材 2 5 2 , 2 5 3および/または支持部材 2 5 4をパイプ状に構成して、このパイプ状のガイド部材 2 5 2， 2 5 3および/または支持部材 2 5 4の空洞 2 7 1の内部に、カートリッジヒー夕 2 7 2を内蔵させて、ガイド部材 2 5 2 , 2 5 3および/または支持部材 2 5 4を加熱するようにしてもよい。そのようにすると、力一トリヅジヒータ 2 7 2によって加熱されているガイド部材 2 5 2， 2 5 W

3および Zまたは支持部材 2 5 4によって、集合繊維および/または開繊シートが適宜加熱され、集合繊維のサイジング剤が加熱軟ィ匕されることによって、その結着力が弱められるため、より円滑な開繊動作が得られる。

また、図; I 6 ( C) に示すように、ガイド部材 2 5 2 , 2 5 3および Zまたは支持部材 2 5 4をパイプ状に構成して、このパイプ状の 2 5 2， 2 5 3およびまたは支持部材 2 5 4の空洞 2 7 1の内部に、熱風，蒸気，温水などの加熱された流体 2 7 3を流すようにしてもよい。そのようにすると、パイプ内を流れる加熱された流体 2 7 3によって加熱されているガイド部材 2 5 2 , 2 5 3および/または支持部材 2 5 4により、集合繊維および/または閧繊シ一トが適宜加熱され、集合繊維のサイジング剤が加熱軟化されることによって、その結着力が弱められるため、より円滑な開繊動作が得られる。

また、多錘型集合繊維の閧繊装置においては、図 1 6 (D ) に示すように、通気閧繊部の最終段部のガイド部材 2 5 2 , 2 5 3および/または支持部材 2 5 4をパイプ状に構成するとともに、このパイプ状のガイド部材 2 5 2 , 2 5 3および/または支持部材 2 5 4の一部に開繊シートの移動方向と交差するスリット 2 7 4を形成して、ガイド部材 2 5 2， 2 5 3 および/または支持部材 2 5 4の空洞 2 7 1の内部に、熱風 2 7 5を流して、スリット 2 7 4から開繊シート 1 2 aに向かって熱風を噴出するようにすると、開繊シート 1 2 aを構成する強化フィラメントどうしがより均一な間隔で開繊され、かつ、その均一な間隔が冷却したサイジング剤によつて維持されるようになる。

以上、本発明の複数の実施形態例を説明してきたが、本発明は、これらの実施形態例にのみ制約されるものではなく、本発明の精神および請求の範囲に記載内の構成をもつ実施形態も本発明の範囲内に含まれることを意図している。例えば、各実施形態において、スぺ一サ部材 2 5 5やガイド部材 2 5 6 aの厚さ寸法 tを、段階的に変ィ匕させる場合について説明したが、集合繊維 1 2または開繊シート 1 2 aの移動方向に沿って連続的に変化するようにして、集合繊維 1 2または閧繊シート 1 2 aの移動通路の幅寸法 wを下流側に向かって連続的に増大させるようにしてもよい。

あるいは、集合繊維 1 2の種類によっては、枠体 2 5 0 , 2 5 0 ³ の側板 2 5 1 , 2 5 1，の間隔寸法が、集合繊維 1 2または鬨繊シート 1 2 aの移動方向に沿って連続的に増大するように、末広がり状に配置して、集合繊維 1 .2または閧繊シ一ト 1 2 aの移動通路の幅寸法 wを下流側に向かって連続的に増大させるようにしてもよい。

さらに、図 4に示す実施形態では、個別の通気閧繊部 2 5 a， 2 5 b , 2 5 cにおいて複数の支持部材 2 5 4を平面状、かつ水平状に配置し、図 6および図 7に示す実施形態では、多段連接型の通気閧繊部 2 5 ' および 2 5 ⁵ aにおいて複数の支持部材 2 5 4 a , 2

5 4 ' を平面状、かつ水平状に配置する場合について説明したが、個別または多段型の通気閧繊部において、集合繊維 1 2の移動方向に沿って、平面状、かつ、斜めに上昇または斜めに下降する傾斜状に配置してもよい。また、上記実施形態では、通気風洞はすべて _:吸弓 I通気によって形成する場合について説明したが、吹上通気によって形成してもよい。

さらに、上記実施形態では、ガイド部材 2 5 2， 2 5 3， 2 5 2，， 2 5 3，、補間用の共通ガイド部材 2 5 9 a , 2 5 9 bおよび支持部材 2 5 4 , 2 5 4 a , 2 5 4 ' を、すベて直円柱状の、すなわち、その長さ方向のどの位置でも直径寸法が一定の部材で構成する場合について説明したが、例えば、長さ方向の両端部が大径で、中央部に近付くにしたがって漸次小径になる、所謂、鼓状のガイド部材や支持部材を用いてもよい。このようなガイド部材ゃ支持部材を用いると、直円柱状のガイド部材ゃ支持部材に比較して、 1本の集合繊維 1 2の中心軸線から開繊シート 1 2 aの両端に位置する強化フィラメントまでの距離の差が減少して、開繊シート 1 2 aの両端の強化フィラメントに大きな弓 I張力が作用して延びが大きくなる現象を軽減することができる。

また、上記実施形態では、いずれも支持部材が複数の場合について説明したが、支持部材は少なくとも 1本以上であればよく、単一の支持部材を用いることもできる。この場合は、複数の支持部材を用いる場合に比較すると、集合繊維 1 2および閧繊シート 1 2 aの開繊効果が低下し、姿勢が安定し難い傾向はあるが、従来の支持部材が全く存在しない通気開繊部に比較すると、支持部材の前後で閧繊動作が行われる結果、格段に円滑な開繊動作が得られるとともに、集合繊維および Zまたは閧繊シートが支持部材によって支持される結果、集合繊維および/または開繊シートの姿勢が安定する。また、繰出ロールの張力付与手段および巻取ロールにより集合繊維 1 2および開繊シート 1 2 aに付与される張力により、単一の支持部材による支持であっても、集合繊維 1 2および開繊シート 1 2 aの姿がさらに安定する。

さらに、上記実施形態では、各繰出しロール 1 3ごとに張力付与手段 1 6を設ける場合について説明したが、各繰出しロール 1 3を逆回転させることにより、常に集合繊維 1 2 に張力を付与することもできる。例えば、各繰出しロール 1 3の軸にプーリを設け、これらのプ一リをペルトなどの動力伝達手段を介して、単一の駆動モータなどによつて集合繊維 1 2の繰り出し方向とは逆方向に低張力状態で回転させることにより、多数の集合繊維 1 2に常に一括して所定の張力を付与するようにしてもよい。集合繊維 1 2に常に張力が掛かっているということは、開繊加工が一次停止した時でも、集合繊維 1 2が弛むことがなく、常にピンと張った状態を維持することができ、閧繊加工の再開においても、集合繊維 1 2の初期設定をほとんど省くことができる。また、このように単一の駆動モ一夕などによって、多数の集合繊維 1 2に一括して所定の張力を付与するようにすると、コストダゥンを図ることができる。

本発明の集合繊維の通気式開繊装置は、集合繊維を巻回した繰出口一ルと、この繰出口ールから操出された集合繊維に対して集合繊維の移動方向と直交する方向に通気させて開繊する通気開繊部と、通気開繊部で開繊された開繊シートを卷取る卷取ロールとを具備し、前記通気開繊部が、単一または集合繊維の移動方向に沿って所定間隔で配置された複数の支持部材を有することを特徴とするものであるから、集合繊維および開繊シートが単一の支持部材または小さい間隔で並べた複数の支持部材上を通過することによる閧繊作用は、従来の風洞管での開繊作用を少なくとも支持部材の前後の 2回または細かい間隔で段階を追って連続的に行っていることになり、より確実な開繊と、閧繊品質の向上につながっている。

しかも、集合繊維または閧繊シートが、通気閧繊部の支持部材の配置に沿って常に一定の姿勢になるため、通気開繊部の上流側にフロントフィーダを設けると共に、通気開繊部に繊維レベル検出部を設けて、繊維レベル検出部で検出した繊維レベルをフロントフィーダの駆動ロールの駆動モ一夕にフィードバックして、オーバ一フィ一ド状態を調整する必要がなくなる。したがって、繊維レベル検出部、フロントフィーダやその駆動モ一夕などの構成部材点数が減少して部材費が低減できるのみ.ならず、それらの設置スペースが不要になるので、構成が簡易化され、小型化、軽量化、かつ、低価格化が実現できる。

上記の効果は、集合繊維の移動方向に沿って、複数の通気開繊部を多段に配置する場合、その段数が増大するほど顕著になる。しかも、複数の通気開繊部における開繊シートの通路の幅寸法を、開繊シートの移動方向の下流側になるほど段階的または連続的に増大させることによって、集合繊維および開繊シ一トが、通気開繊部を通って開繊されるのに伴い、その幅寸法を増大するのに順次対応していくため、円滑な連続開繊を実現することができ。

また、本発明は、集合繊維の繰出ロールを、 'その軸線を縦方向にして配置したので、繰出ロールから繰り出される集合繊維の繰り出し位置が上下に変化しても、通気式開;！ #構部への供給位置の振れが小さく、かつ、ガイドロールの周面に沿って供給されてその振れが吸収されるので、繰出ロールから繰出される集合繊維の繰り出し位置が上下に変化しても、繰出ロールをその軸心を水平方向にして配置した従来の通気式閧繊装置のように、繰出口一ルをその軸心方向にトラバースする必要がなく、繰出ロールの設置所要スペースが小さくて済むので、従来実現が困難であった、多錘型集合繊維の通気式開繊装置における複数の集合繊維繰出を実現することができる。

また、上記実施形態は、いずれも簡便な通気式の開繊装置について説明したが、本発明の開繊装置は、水や油などの流体による閧繊装置として使用することもできる。産業上の利用の可能性本発明に係る集合繊維の閧繊装置は、多数の強化フイラメントを集合した集合繊維を、容易、かつ確実に開繊して開繊シートを製造することができ、このようにして製造された開繊シートは、マトリックス中に埋設し繊維強化複合材料として、航空宇宙、陸上輸送、船舶、建築、土木、工業用部品、スポーツ用品などの幅広い分野において利用できる。

Claims

請求の範囲..

1 . 集合繊維を卷回した繰出ロールと、この繰出ロールから操出された集合繊維に対して集合繊維の移動方向と直交する方向に流体を流して開繊する開繊部と、開繊部で開繊された閧繊シートを卷取る卷取ロールとを具備し、

前記開繊部が、単一ま.たは集合繊維の移動方向に沿って所定間隔で配置された複数の支持部材を有することを特徴とする集合繊維の閧繊装置。

2 . 前記開繊部が、その内部に流体流路を形成する枠体と、この枠体における集合繊維の移動方向の前端と後端に配置された大径の:ガイド部材と、これらガイド部材の間に配置された小径の複数の支持部材とを備えていることを特徴とする請求項 1に記載の集合繊

3 . 前記開繊部におけるガイド部材および/または支持部材が、略円柱状で、かつ、固定または軸心回りに回転可能に構成されていることを特徴とする請求項 2に記載の集合

4 . 前記複数の支持部材が、流体の流動方向に対して平面状または略円弧状に配置されていることを特徴とする請求項 3に記載の集合繊維の開繊装置。

5 . 前記開繊部が、集合繊維の移動方向に沿って複数段配設されていることを特徴とする請求項 3に記載の集合繊維の開繊装置。

6 . 前記開繊部が、集合繊維の移動方向に沿って複数段配設されていることを特徴とする請求項 4に記載の集合繊維の開繊装置。

7 . 前記複数段の開繊部における集合繊維の移動通路の幅寸法が、上流側から下流側に、順次、大きく設定されていることを特徴とする請求項 5に記載の集合繊維の開繊装置。

8 . 前記複数段の開繊部における集合繊維の移動通路の幅寸法が、上流側から下流側に、順次、大きく設定されていることを特徴とする請求項 6に記載の集合繊維の開繊装置。

9 . 前記繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されていることを特徴とする請求項 1に記載の集合繊維の開繊装置。

1 0 . 前記繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されていることを特徴とする請求項 2に記載の集合繊維の開繊装置。

11. 前記繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されていることを特徴とする請求項 3に記載の集合繊維の開繊装置。

12. 前記繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されていることを特徴とする請求項 4に記載の集合繊維の開繊装置。

13. 前記繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されていることを特徴とする請求項 5に記載の集合繊維の式開繊装置。

14. 前記繰出ロールが、その軸心を縦方向にして配置されていることを特徴とする請求項 6に記載の集合繊維の閧繊装置。 ·'

15. 前記繰出ロールが、複数配置されていることを特徴とする請求項 9に記載の集

6. 前記繰出口一ルが、複数配置されていることを特徴とする請求項 10に記載の集

17. 前記繰出ロールが、複数配置されていることを特徴とする請求項 11に記載の合繊維の開繊装置。

18. 前記繰出ロールが、複数配置されていることを特徴とする請求項 12に記載の

19. 前記繰出ロールが、複数配置されていることを特徴とする請求項 13に記載の集合繊維の開繊装置。

20. 前記繰出口一ルが、複数配置されていることを特徴とする請求項 14に記載の集合繊維の開繊装置。

21. 前記開繊部が、集合繊維の移動方向と直交する方向に複数並置されていることを特徴とする請求項 5に記載の集合繊維の開繊装置。

22. 前記閧繊部が、集合繊維の移動方向と直交する方向に複数並置されていることを特徴とする請求項 6に記載の集合繊維の閧繊装置。

23. 前記集合繊維の移動方向に沿って複数段配置された閧繊部および Zまたは集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、構成部材の少なくとも一部を共用して連接一体型に構成されていることを特徴とする請求項 5に記載の集合繊維の開繊装

2 4 . 前記集合繊維の移動方向に沿って複数段配置された閧繊部および/または集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、構成部材の少なくとも一部を共用して連接一体型に構成されていることを特徴とする請求項 6に記載の集合繊維の閧繊装置。

2 5 . 前記集合繊維の移動方向に沿って複数段配置された開繊部および/または集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、構成部材の少なくとも一部を共用して連接一体型に構成されていることを特徴とする'請求項 7に記載の集合繊維の閧

2 6 . 前記集合繊維の移動方向に沿って複数段配置された開繊部および/または集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、構成部材の少なくとも一部を共用して連接一体型に構成されていることを特徴とする請求項 8に記載の集合繊維の開

2 7 . 前記集合繊維の移動方向に沿って複数段配置された開繊部および/または集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、構成部材の少なくとも一部を共用して連接一体型に構成されていることを特徴とする請求項 2 1に記載の集合繊維の

2 8 . 前記集合繊維の移動方向に沿って複数段配置された閧繊部および/または集合繊維の移動方向に直交する方向に並置された複数の開繊部が、構成部材の少なくとも一部を共用して連接一体型に構成されていることを特徴とする請求項 2 2に記載の集合繊維の

2 9 . 前記開繊部が、加熱された流体による流体流路であることを特徴とする請求項 1 に記載の集合繊維の閧繊装置。

3 0 . 前記開繊部におけるガイド部材および/または支持部材が、加熱されていることを特徴とする請求項 2に記載の集合繊維の開繊装置。

3 1 . 前記ガイド部材および/または支持部材が、ヒー夕を内蔵していることを特徴とする請求項 3 0に記載の集合繊維の開繊装置。

3 2 . 前記ガイド部材および/または支持部材が、パイプ状で、その中に加熱された流体を通すことを特徴とする請求項 3 0に記載の集合繊維の開繊装置。

3 3 . 前記ガイド部材および/または支持部材が、パイプ状で、集合繊維の進行方向と交差する方向にスリツトを備え、このスリツ卜から加熱された流体を噴出させることを特徴とする請求項 3 2に記載の集合繊維の開繊装置。