JP6370825B2

JP6370825B2 - 繊維トウ成形含浸装置及びその製造方法

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Publication number: JP6370825B2
Application number: JP2016059971A
Authority: JP
Inventors: 翁慶隆; 盧徳文
Original assignee: 翁慶隆
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: JP2017172073A

Description

本発明は、繊維トウ成形含浸装置及びその製造方法に関する。

全ての布は複数の繊維トウが編み合わされて形成され、繊維布の応用層面は深く広く、衣類から設備の外ケースの表面、さらには建築材料にまで繊維布が利用されている。これらの繊維布製品の品質と繊維布の性質とは密接な関係があり、繊維布は通常接着剤塗布処理や粘着の製造過程を経て、繊維布により成形される製品は硬化された後折り畳みにくくなり、或いは繊維布の製品は多層の繊維布が重畳されることで厚さや強度が増し、繊維布の製品、単層または多層で重畳されるものが各層に含浸及び接着剤塗布処理が施された後に、重層、単層或いは多層に同時に接着剤の注入が行われ、繊維布の表面に接着剤塗布処理が施される。しかし、従来の製品は粘着性が好ましくなく、接着層のガスや接着層間の接合が不足したり、接着層間が剥離する等のため、繊維布により成形される製品の強度、剛性、弾性等の性質が低下した。

上述の繊維布製品に以上の欠点が存在する理由は、図１及び図２に示すように、従来の繊維布の接着剤塗布処理方式は共に複数の繊維トウ１が先ず１枚の布２に製造され、１枚の布２が接着剤に浸され、或いは布２が成形モジュールに入れられて、成形モジュール内で接着剤が注入されるためである。
この接着剤塗布処理方式では布２の表層にのみ接着層が形成され、布２の内部の各束の繊維トウ１の内部に確実に含浸させることができず、さらには繊維トウ１の表面が接着層３に確実に完全に塗布されない。但し、繊維トウ１の内部には自然に含浸されるために、含浸の深度が不足し、これは、業界では含浸率不足と呼ばれる。本来の構造が極めて緩いため、接着剤が含浸されて固化された後、繊維トウ１内の各繊維間の結合力には限界があり、全体の固化強度に対して好ましくない影響を与える。
また、各複数の繊維トウ１の間の接触点Ａ或いは接触点Ａに近接される箇所の狭小空間箇所には接着剤が流入できない。特に接着剤の粘着度が高いほど、接着剤が繊維トウ１の表面及び相互に接触されるＡの箇所に滲み込みにくくなり、硬化時に、前記箇所では接着層３が欠乏するため布２により製品が成形された後、各層の繊維トウ１の間或いは各繊維トウ１の間の接合強度、剛性及び弾性が不足する等の問題が発生する。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

本発明は、以上の従来技術の課題を解決する為になされたものである。即ち、本発明は、繊維トウ成形含浸装置及びその製造方法を提供することである。
その目的は単一の繊維トウの内部の高含浸率及び外層に形成される結合性の高い樹脂を利用し、布内の各繊維トウの間の粘性を高め、布全体の強度、剛性及び弾性を強化させる点にある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る繊維トウ成形含浸装置は、繊維トウ原料供給ロール及びトウ搬送ロールセットを有し、前記繊維トウ原料供給ロールは少なくとも１つの繊維トウを前記トウ搬送ロールセットに提供する原料送出ユニットと、前記原料送出ユニットに連結され、内部に粗面化処理機構が設置される負圧室を有し、前記繊維トウは前記トウ搬送ロールセットにより前記負圧室内に送出され、前記粗面化処理機構が発生させる連続的な放電ガスが前記繊維トウの表面に対して複数のくぼみを形成させ、且つ前記繊維トウの内部に負圧の真空状態が形成される粗面化処理ユニットと、前記粗面化処理ユニットに連結され、且つ相互に連通される押出装置及び樹脂送入装置を含み、前記押出装置は表面に複数のくぼみが形成される繊維トウを受け取る出力管路を有し、前記樹脂送入装置は前記出力管路に連通される入力管路を有し、且つ前記樹脂送入装置の入力管路により樹脂が高圧方式により前記押出装置の出力管路内に送入されると共に繊維トウの内部及び表面に含浸されるか付着されて樹脂外層が形成され、前記繊維トウの複数のくぼみにより前記樹脂及び前記繊維トウの付着力及び付着面積が増加し、前記繊維トウの内部に高含浸率の形態が形成され、前記押出装置は繊維トウ成形繊維トウ含浸を出力させる狭い出力口を有する樹脂成形ユニットと、前記樹脂成形ユニットに連結され、前記押出装置から出力される繊維トウ成形繊維トウ含浸を受け取り、且つ内部の温度及び圧力が制御されることで、繊維トウ成形繊維トウ含浸の内部及び外層の樹脂が半固化状態に形成される半固化成形ユニットと、前記半固化成形ユニットに連結され、半固化の繊維トウ成形繊維トウ含浸が巻き取られ、その後に編まれて布が形成される巻取りユニットとを備え、前記粗面化処理ユニットは平行に配列される繊維トウを束状に捻合させる前端圧延ロールセット及び後端圧延ロールセットを備えることを特徴とする。

本発明によれば、上述の工程により各繊維トウの表面に樹脂外層が成形され、且つくぼみが確実に繊維トウの表面を被覆させる樹脂外層に緊密に接合される。これにより、複数の繊維トウの内部の含浸率が極めて高くなり、強固な構造になる。各繊維トウが同時に成形される樹脂外層に接触される箇所は、レーヨン繊維を含む繊維トウが塗布されることで繊維トウの各層或いは各繊維トウの間の接合力がさらに強まり、製品全体の強度、剛性及び弾性が高まる。

従来の繊維布成形を示す概念図（一）である。従来の繊維布成形を示す概念図（二）である。本発明の第１実施形態による繊維トウ成形含浸装置を示す概念図である。本発明の繊維トウ成形を示す概念図（一）である。本発明の繊維トウ成形を示す概念図（二）である。本発明の繊維トウ成形を示す概念図（三）である。本発明の繊維トウ成形を示す概念図（四）である。本発明の繊維トウ成形を示す概念図（五）である。

以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
本発明の第１施形態に係る繊維トウ成形含浸装置（図３参照）は、繊維トウ原料供給ロール１１及びトウ搬送ロールセット１２を有し、繊維トウ原料供給ロール１１により少なくとも１つの繊維トウ２０がトウ搬送ロールセット１２に提供される原料送出ユニット１０を備える。

粗面化処理ユニット３０は原料送出ユニット１０に連結されると共に前端圧延ロールセット３１、後端圧延ロールセット３２及び負圧室３３を有する。前端圧延ロールセット３１及び後端圧延ロールセット３２により平行に配列される繊維トウ２０が捻合されて加工に必要な繊維トウ２０構造、或いは波状もしくは真っ直ぐな束状等が形成される（図４参照）。

また、負圧室３３の内部には粗面化処理機構３３０が設置され（電弧発生器）、繊維トウ２０がトウ搬送ロールセット１２により負圧室３３内に進入され、粗面化処理機構３３０が発生させる連続的な放電ガスが繊維トウ２０の表面に対して複数のくぼみ２１を形成させ、同時に負圧室３３が機械方式により空気を負圧室３３の外に抽出させることで、負圧室３３内の圧力が低下して負圧が発生し、粗面化処理機構３３０にくぼみが形成される際に発生する粉塵が吸収される。また、負圧室３３の繊維トウ２０の内部に自然に負圧状態が形成される。

従って、繊維トウ２０が粗面化処理ユニット３０を経た後その表面には複数のくぼみ２１が形成される（図５参照）。

続いて、樹脂成形ユニット４０は粗面化処理ユニット３０に連結され、樹脂成形ユニット４０は相互に連通される押出装置４１及び樹脂送入装置４２（連続式スクリュー）を備える。押出装置４１は、表面に複数のくぼみ２１が形成される繊維トウ２０を輸送させるための出力管路４１０を有し、樹脂送入装置４２は出力管路４１０に連通される入力管路４２０を有し、連続式スクリューの設計により樹脂が高圧方式により入力管路４２０から押出装置４１の出力管路４１０に入力されると共に繊維トウ２０の内部に含浸されて、表面に樹脂外層５０が形成される。
繊維トウ２０の内部に高含浸率の形態が形成されることで、繊維トウ２０の表面の複数のくぼみ２１により樹脂及び繊維トウ２０の付着力及び付着面積が増加される。押出装置４１は、繊維トウ成形含浸繊維トウ６０を出力させるための狭い出力口４１１を有する。

ちなみに、入力管路４２０は出力管路４１０の外囲に沿って３２度〜６４度の入力角度θで設置され（最も好ましい入力角度は３２度〜６０度であり、且つ最大入力角度は６５度より大きくない）、入力管路４２０に入力される樹脂が繊維トウ２０の表面に充満され、同時に繊維トウ２０が入力管路４２０の輸送圧力が過大なために断裂するのを回避させる。

繊維トウ２０が樹脂成形ユニット４０を経た後に繊維トウ成形含浸繊維トウ６０が形成され、図６に示すように、各繊維トウ成形含浸繊維トウ６０の各繊維トウ６１の内部は極めて高い含浸率を有する樹脂により外層が樹脂外層５０を被覆させる。

本実施形態において、繊維トウはレーヨン繊維を含む。

次は、半固化成形ユニット７０は樹脂成形ユニット４０に連結され、半固化成形ユニット７０は押出装置４１から出力される内及び外層に高含浸率の樹脂を有する繊維トウ成形含浸繊維トウ６０を受け取り、且つ半固化成形ユニット７０は内部の温度及び圧力が制御されることで、繊維トウ成形含浸繊維トウ６０の各繊維トウ６１の内及び外層の樹脂が半固化状態に形成され、その後に編まれて布が形成される。

最後に、巻取りユニット８０（巻取りリング）は半固化成形ユニット７０に連結され、半固化の繊維トウ成形含浸繊維トウ６０が巻き取られ、その後に編まれて布９０が形成される。

さらに、本発明の他の実施形態に係る繊維トウの製造方法は、少なくとも１つの繊維トウ２０がトウ搬送ロールセット１２に提供される原料送出工程と、繊維トウ２０の表面に複数のくぼみ２１が形成され、且つ前端圧延ロールセット３１及び後端圧延ロールセット３２により平行に配列される繊維トウ２０が捻合されて加工に必要な波状或いは真っ直ぐな束状の形態に符合する捻合工程が行われる粗面化処理工程と、負圧室３３に設置され、負圧室３３には電弧発生器３３０が設置され、電弧発生器３３０が発生させる連続的な放電ガスが前記繊維トウ２０の表面に対して複数のくぼみ２１を形成させ、負圧室３３が負圧を発生させることで粗面化処理機構がくぼみを形成させる際に発生させる粉塵が吸収されると共に前記繊維トウ２０の内部に負圧の真空状態が形成される粗面化処理工程と、連続式スクリューにより高圧方式で樹脂が内部に含浸されて外表が前記繊維トウ２０に付着され、繊維トウ成形含浸繊維トウ６０が形成され、樹脂はレーヨン繊維を含む繊維トウである樹脂成形工程と、温度及び圧力の制御により前記繊維トウ成形含浸繊維トウ６０の各繊維トウ６１内及び外層の樹脂が半固化状態に形成され、その後に編まれて布が形成される半固化成形工程と、半固化の繊維トウ成形含浸繊維トウ６０が巻き取られ、その後に編まれて布９０が形成される巻き取り工程とを含む。

図７及び図８に示すように、本発明に係る繊維トウ成形含浸繊維トウ６０の繊維トウ６１の外層は前記樹脂を被覆させ、これにより編まれて布９０が形成される際に、前記布９０内の各繊維トウ６１の内部が極めて高い樹脂含浸率を有するため、固化後に繊維トウ６１自体の構造強度が高くなる。
加えて、各繊維トウ６１の外層にはレーヨン繊維を含む繊維トウの樹脂が被覆され、これにより複数の繊維トウ成形含浸繊維トウ６０の接触点Ｂがレーヨン繊維を含む繊維トウが塗布されることで布９０が製品に成形された後の全体の強度、剛性及び弾性が高まり、従来の繊維布の層と層の間或いは繊維トウの間の接合強度、剛性及び弾性が不足するという問題を改善させる。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１繊維トウ
２布
３接着層
Ａ接触点
１０原料送出ユニット
１１繊維トウ原料供給ロール
１２トウ搬送ロールセット
２０繊維トウ
２１くぼみ
３０粗面化処理ユニット
３１前端圧延ロールセット
３２後端圧延ロールセット
３３負圧室
３３０粗面化処理機構
４０樹脂成形ユニット
４１押出装置
４１０出力管路
４１１狭い出力口
４２樹脂送入装置
４２０入力管路
５０樹脂外層
６０繊維トウ成形含浸繊維トウ
６１繊維トウ
７０半固化成形ユニット
８０巻取りユニット
９０布
Ｂ接触点
θ 入力角度

Claims

繊維トウ原料供給ロール及びトウ搬送ロールセットを有し、前記繊維トウ原料供給ロールは少なくとも１つの繊維トウを前記トウ搬送ロールセットに提供する原料送出ユニットと、
前記原料送出ユニットに連結され、内部に粗面化処理機構が設置される負圧室を有し、前記繊維トウは前記トウ搬送ロールセットにより前記負圧室内に送出され、前記粗面化処理機構が発生させる連続的な放電ガスが前記繊維トウの表面に対して複数のくぼみを形成させ、且つ前記繊維トウの内部に負圧の真空状態が形成される粗面化処理ユニットと、
前記粗面化処理ユニットに連結され、且つ相互に連通される押出装置及び樹脂送入装置を含み、前記押出装置は表面に複数のくぼみが形成される繊維トウを受け取る出力管路を有し、前記樹脂送入装置は前記出力管路に連通される入力管路を有し、且つ前記樹脂送入装置の入力管路により樹脂が高圧方式により前記押出装置の出力管路内に送入されると共に繊維トウの内部及び表面に含浸されるか付着されて樹脂外層が形成され、前記繊維トウの複数のくぼみにより前記樹脂及び前記繊維トウの付着力及び付着面積が増加し、前記繊維トウの内部に高含浸率の形態が形成され、前記押出装置は繊維トウ成形含浸繊維トウを出力させる狭い出力口を有する樹脂成形ユニットと、
前記樹脂成形ユニットに連結され、前記押出装置から出力される繊維トウ成形含浸繊維トウを受け取り、且つ内部の温度及び圧力が制御されることで、繊維トウ成形含浸繊維トウの内部及び外層の樹脂が半固化状態に形成される半固化成形ユニットと、
前記半固化成形ユニットに連結され、半固化の繊維トウ成形含浸繊維トウが巻き取られ、その後に編まれて布が形成される巻取りユニットと、を備え、
前記粗面化処理ユニットは平行に配列される繊維トウを束状に捻合させる前端圧延ロールセット及び後端圧延ロールセットを備えることを特徴とする、
繊維トウ成形含浸装置。
前記粗面化処理機構は電弧発生器であることを特徴とする、請求項１に記載の繊維トウ成形含浸装置。
前記負圧室は負圧を発生させることで前記粗面化処理機構がくぼみを形成させる際に発生させる粉塵を吸収させることを特徴とする、請求項１に記載の繊維トウ成形含浸装置。
前記繊維トウはレーヨン繊維を含むことを特徴とする、請求項１に記載の繊維トウ成形含浸装置。
前記樹脂送入装置は連続式スクリューであることを特徴とする、請求項１に記載の繊維トウ成形含浸装置。
前記入力管路は前記出力管路の外囲に沿って、該出力管路に対して３２度〜６４度の入力角度で設置されて前記入力管路により入力される樹脂を前記繊維トウの内部及び表面に充満させ、同時に前記繊維トウが入力管路の輸送圧力が過大なために断裂するのを回避させることを特徴とする、請求項１に記載の繊維トウ成形含浸装置。
少なくとも１つの繊維トウがトウ搬送ロールセットに提供される原料送出工程と、
内部に粗面化処理機構、平行に配列される繊維トウを束状に捻合させる前端圧延ロールセット及び後端圧延ロールセットが設置される負圧室を有し、前記粗面化処理機構が発生させる連続的な放電ガスにより前記繊維トウの表面に複数のくぼみが形成され、且つ前記繊維トウの内部に負圧の真空状態が形成される粗面化処理工程と、
樹脂が提供されると共に高圧方式により前記繊維トウの内部及び表面に付着されて繊維トウ成形含浸繊維トウが形成される樹脂成形工程と、
温度及び圧力の制御により前記繊維トウ成形含浸繊維トウの内部及び外層の樹脂が半固化状態に形成される半固化成形工程と、
半固化の繊維トウ成形含浸繊維トウが巻き取られ、その後に編まれて布が形成される巻き取り工程と、を含むことを特徴とする、
繊維トウの製造方法。
前記樹脂成形工程中の高圧方式には連続式スクリューが採用されることを特徴とする、請求項７に記載の繊維トウの製造方法。
前記粗面化処理工程は負圧室に設置され、前記負圧室には電弧発生器が設置され、前記電弧発生器が発生させる連続的な放電ガスが前記繊維トウの表面に対して前記複数のくぼみを形成させ、前記負圧室が負圧を発生させることで前記粗面化処理機構がくぼみを形成させる際に発生させる粉塵が吸収されると共に前記繊維トウの内部に負圧の真空状態が形成されることを特徴とする、請求項７に記載の繊維トウの製造方法。
前記繊維トウはレーヨン繊維を含むことを特徴とする、請求項７に記載の繊維トウの製造方法。