JPS609961A - 繊維束拡幅装置 - 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】 本発明は、繊維束の拡幅又は開繊に係わシ、一方向引き
揃え繊維束のシート状テープを均一にかつ毛羽等の発生
を少なく連続的に製造する装置に係わる。

現在、炭素繊維、ガラス繊維、全芳香族ポリアミド繊維
等の補強用繊維束テープにエポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂等を繊維束テープにエポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂等を始めとする熱硬化性樹脂を含浸せし
めたプリプレグは板バネやハニカム構造材等の工業材料
、あるいは釣竿、ゴルフシャフト、バドミントンシャフ
ト等のスポーツ、レジャー用機材として広く利用されて
いる。さらに近年においては航空機材料、自動車用素材
、医療用素材において上述したプリプレグを用いた成形
材料を利用する検討が多く行われ一部で実用化されるに
至っている。

このようなプリプレグの使用、用途の多様化に伴い、均
一で薄いプリプレグの必要性も増す傾向にある。均一で
薄いプリプレグは薄肉成形体を得るたｔ界なく、一方向
引揃え補強繊維強化樹脂の異方性の特徴を生かした多彩
な設計を可能ならしめ、複合材料の使用用途をさらに拡
大するものと考えられる。

均一でしかも薄いプリプレグを作るためには通常、細い
繊維束あるいはフィラメント数の少ない繊維束を一方向
に引揃えて薄い繊維束シートを作るか、比較的太い繊維
束、あるいはフィラメント数の多い繊維束を何んらかの
手段によって拡幅し一方向に引揃えて薄い繊維束シート
を作るかのいずれかの方法が採られる。

一般に細い繊維束あるいはフィラメント数の少ない繊維
束は高価であるため、出来る限り太い繊維束、フィラメ
ント数の多い繊維束を拡幅し薄い繊維束シートを作りプ
リプレグ化する方が有利と考えられる。

本発明者らは、薄いプリプレグシートの製造方法につき
種々検討の結果本発明に到達したものである。即ち本発
明の要旨とするところは、供給側および出口側に各々ガ
イドロールを有し該ガイドロール間に互に平行な複数の
拡幅ロールを備えた装置であって該拡幅ロールへの複数
本の互に平行に並べた繊維束の人出角が３０〜９０°に
各拡幅ロールが配置された繊維束拡幅装置にある。

本発明による装置によれば引揃え繊維束を連続的に効率
良く拡幅できるためプリプレグ製造装置の一部として使
用すれば高品質の薄いプリプレグを得ることができる。

図１に本発明による装置の原理を説明するための模式図
を示す。

図１（Ａ）に半径Ｒなるロールの表面を張力Ｔのもとに
走行する厚み感　の繊維束を示す。又ａ及びｂの部分の
繊維束断面の模式図を同図（Ｂ）に示す。

図１（Ａ）において繊維束を構成する各単繊維の走行方
向への互いのすべりが無ければ、一番外を走行する単繊
維は−なる歪みを受け△’ｒ４ｆ−Ｈの過剰な張力が加
わり、それに伴ない△Ｐなる力で内側へ押し付けられる
。

このような原理によシ繊維束内の外側を走行する繊維は
内側へ内側へと押し付けられる。この時に各単繊維間で
走行方向と直角の方向にすベシが生じると各単繊維が内
側へ内側へと沈み込み結果としてＰ′なる力で横方向へ
押し拡げられる。この時ロールが固定されている場合に
は、ロールと接する単繊維の横方向の重さが増すため、
さらに効果がある。これ社ロールがつれ回わりで回転す
る場合では静止マサツ状愈となるが固定されている場合
には動マサツ状態となって横方向の繊維スベリがよくな
るためであると考えられる。

上述の原理にもとづき繊維束の拡幅装置を種々検討した
結果本発明の装置を開発するに至った。

図２　（Ａ＞　ＣＢ）に本発明による装置の概略図を示
した。

図２（Ａ）においてロールム及びＥはガイドロールをＢ
、Ｏ，Ｄけ拡幅用ロールを示す。図２０３）に炭素繊維
束を通した時の例を示す。拡幅ロール径は、拡幅効果、
繊維束の損傷、ロール強度等を考慮すれば６〜６０−、
望ましくは１０〜３０匍が適当である。

又、図２（Ａ）の繊維束の拡幅用ロールへの入出角、♂
、β０．γ０は３０〜９０ｏが適当である。

ｓＯＱ以下では張力によるロールへの負荷が大となりロ
ールの曲がりの原因となる他、繊維束の損傷による毛羽
の発生が多く実用とはならなかった。又、９０°を越す
と繊維束の拡幅効果が少なく、目的の薄いプリプレグを
製造するには不適当でちった。拡幅用ロールは回転及び
固定が可能で目的に応じて選択できるようになっている
。又、ロール材質としてはＳＫ　材又はステンレス材が
適当であるが、表面はスベリを良くし繊維束の拡幅を促
進するためと、毛羽の発生を抑えるために、梨地表面と
するのが良い。さらに摩耗を防ぎ長期使用に耐え得るも
のとしてはロールの表面にクロムメッキを施した後、梨
地加工を行なったものが最適である。

拡幅用ロールの本数３本以上が適当であるが、ス 図４　（Ａ）　ｌ　Ａ　４及びＥのガイドロールを梨地
表面の固定ロールとすれば、わずかではおるが、拡幅効
果を持つので、図３の如き５本ロールの装置でもある程
度の拡幅は可能である。

以下に本発明による実施例を示す。

実施例 図１（Ａ）の如き装置であって、α０．β０．γ０がい
ずれも４５°１ガイドロールを含む５本のロールがすべ
て回転固定が可能な拡幅装置をプリプレグ製造装置に組
み込み、糊剤付着量０．３　ｗｔ％の炭素繊維（３ｏ　
ｏ　ｏ　ｔｔ　）で製造した時のプリプレグの外観及び
繊維束一本当りの拡がり幅及び１ブライ当りの理論成形
厚み（Ｖ）＝６０％）を表１に示した。表中ａ、ｂ、ｃ
、ｄは、ロールの表面加工、ロールの固定、回転等の条
件の違いを示す。なお繊維束に加わる張力は１本当り約
ｔｓｋｇであった。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の装置の原理を示す模式図、図２及び３は
本発明の装置の概略図を示すものである。 す　Ｊ （、Ａ’） 回 （Ｂ） ａ　−ｅ ＋　２　図 つ −１１ 吻　３　図 １→

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給側および出口側に各々ガイドロールを有し、
   該ガイドロールの間に互に平行な複数の拡幅ロールを備
   えた装置であって、該拡幅ロールへの複数本の互に平行
   に並べた繊維束の人出角が３０〜９０°に各拡幅ロール
   が配置されてなる繊維束拡幅装置。
2. （２）梨地表面を有する拡幅ロールを用いることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の繊維束拡幅装置。