JP2000226751A - 繊維束の開繊方法および装置ならびにプリプレグの製造方法および製造装置 - Google Patents
繊維束の開繊方法および装置ならびにプリプレグの製造方法および製造装置Info
- Publication number
- JP2000226751A JP2000226751A JP11027239A JP2723999A JP2000226751A JP 2000226751 A JP2000226751 A JP 2000226751A JP 11027239 A JP11027239 A JP 11027239A JP 2723999 A JP2723999 A JP 2723999A JP 2000226751 A JP2000226751 A JP 2000226751A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber bundle
- fiber
- vibration
- opening
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】単糸同士が交絡していたり、撚りが残存してい
る繊維束であっても、毛羽の発生が少なく、均一な開繊
を安定的に高速で行うことのできる繊維束の開繊方法お
よび装置ならびに前記方法を用いたプリプレグの製造方
法および製造装置を提供する。 【解決手段】繊維束を、繊維束長手方向に対して交差す
る方向に振動するローラで開繊した直後に、外周部に繊
維束長手方向に対して交差する方向に伸びる複数個の繊
維束の支持部を有する無振動回転体で前記繊維束を拾い
上げることを特徴とする繊維束の開繊方法。
る繊維束であっても、毛羽の発生が少なく、均一な開繊
を安定的に高速で行うことのできる繊維束の開繊方法お
よび装置ならびに前記方法を用いたプリプレグの製造方
法および製造装置を提供する。 【解決手段】繊維束を、繊維束長手方向に対して交差す
る方向に振動するローラで開繊した直後に、外周部に繊
維束長手方向に対して交差する方向に伸びる複数個の繊
維束の支持部を有する無振動回転体で前記繊維束を拾い
上げることを特徴とする繊維束の開繊方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行する繊維束を
連続的に開繊する方法および装置、ならびに走行する繊
維束を連続的に開繊してプリプレグを製造する方法に関
し、詳しくは、例えば炭素繊維やガラス繊維などの強化
繊維からプリプレグシートやヤーンプリプレグを製造す
る前段階として、予め繊維束を充分に開繊する方法およ
び装置、ならびに、前記方法を用いて開繊された繊維束
を用いてプリプレグを製造する方法および製造装置に関
する。
連続的に開繊する方法および装置、ならびに走行する繊
維束を連続的に開繊してプリプレグを製造する方法に関
し、詳しくは、例えば炭素繊維やガラス繊維などの強化
繊維からプリプレグシートやヤーンプリプレグを製造す
る前段階として、予め繊維束を充分に開繊する方法およ
び装置、ならびに、前記方法を用いて開繊された繊維束
を用いてプリプレグを製造する方法および製造装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、炭素繊維等の強化繊維束にエポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等のマトリクス樹脂を
含浸させシート状に形成したプリプレグが、その軽量で
高強度である特性から、例えばゴルフシャフト、釣竿等
のスポーツ・レジャー用途、航空機材料、医療用素材あ
るいは産業用資材などの幅広い用途に使用されている。
このようなプリプレグの使用用途の多様化に伴い、厚み
が薄く、厚み斑が少ない高品位なプリプレグの要求が高
まっている。
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等のマトリクス樹脂を
含浸させシート状に形成したプリプレグが、その軽量で
高強度である特性から、例えばゴルフシャフト、釣竿等
のスポーツ・レジャー用途、航空機材料、医療用素材あ
るいは産業用資材などの幅広い用途に使用されている。
このようなプリプレグの使用用途の多様化に伴い、厚み
が薄く、厚み斑が少ない高品位なプリプレグの要求が高
まっている。
【０００３】プリプレグは繊維束をシート状に引き揃
え、その状態で単糸間にマトリクス樹脂を含浸させて製
造される。しかし繊維束の開繊が充分になされていない
状態でプリプレグを製造しようとした場合、プリプレグ
の厚みが薄くならない、厚み斑が発生する、繊維束の内
部までマトリクス樹脂が含浸しない、糸条間にワレがで
きる等の問題が発生する。従って、薄くて厚み斑が少な
くかつ繊維束の内部までマトリクス樹脂が充分に含浸さ
れた、ワレのない高品位なプリプレグを製造するために
は、樹脂を含浸させる前に予め繊維束を充分に開繊させ
ておくことが必要不可欠である。
え、その状態で単糸間にマトリクス樹脂を含浸させて製
造される。しかし繊維束の開繊が充分になされていない
状態でプリプレグを製造しようとした場合、プリプレグ
の厚みが薄くならない、厚み斑が発生する、繊維束の内
部までマトリクス樹脂が含浸しない、糸条間にワレがで
きる等の問題が発生する。従って、薄くて厚み斑が少な
くかつ繊維束の内部までマトリクス樹脂が充分に含浸さ
れた、ワレのない高品位なプリプレグを製造するために
は、樹脂を含浸させる前に予め繊維束を充分に開繊させ
ておくことが必要不可欠である。
【０００４】このような繊維束を開繊する方法として、
特開昭５６−４３４３５号公報のように、繊維束を軸方
向に振動させた丸棒または回転ローラを通過させる方法
や、特開平２−３６２３６号公報のようにローラを回転
軸方向に振動させ、かつ繊維束に張力振動を与える方法
があるが、これらの方法では、繊維束の単糸同士が交絡
していたり、繊維束自身に撚りがある場合には、振動ロ
ーラ上で繊維束が一旦は開繊されてもローラから離れて
しばらくすると、張力によって再び単糸同士が集束し、
開繊前とほぼ同じ糸幅にまで戻ってしまうという問題が
ある。
特開昭５６−４３４３５号公報のように、繊維束を軸方
向に振動させた丸棒または回転ローラを通過させる方法
や、特開平２−３６２３６号公報のようにローラを回転
軸方向に振動させ、かつ繊維束に張力振動を与える方法
があるが、これらの方法では、繊維束の単糸同士が交絡
していたり、繊維束自身に撚りがある場合には、振動ロ
ーラ上で繊維束が一旦は開繊されてもローラから離れて
しばらくすると、張力によって再び単糸同士が集束し、
開繊前とほぼ同じ糸幅にまで戻ってしまうという問題が
ある。
【０００５】また、特開平１０−１１０３４６号公報の
ように、周面に開繊用のラウンドコーナが設けられてい
る開繊バーを使用し、ラウンドコーナに繊維束を圧接さ
せる方法があるが、この方法では、開繊バーは回転不能
もしくは繊維束の走行速度よりも低速で回転駆動されて
いて、高い張力がかかった繊維束が開繊バーに圧接／擦
過されるため、繊維束の走行速度が高くなると繊維束が
損傷し、毛羽が発生しやすいという問題がある。
ように、周面に開繊用のラウンドコーナが設けられてい
る開繊バーを使用し、ラウンドコーナに繊維束を圧接さ
せる方法があるが、この方法では、開繊バーは回転不能
もしくは繊維束の走行速度よりも低速で回転駆動されて
いて、高い張力がかかった繊維束が開繊バーに圧接／擦
過されるため、繊維束の走行速度が高くなると繊維束が
損傷し、毛羽が発生しやすいという問題がある。
【０００６】また、特開平１０−４０４号公報や特開平
１０−２９２２３８号公報のように、繊維束を軸方向に
振動させたローラとその下流側に位置する無振動のロー
ラ上とを通過させる方法があるが、これらの方法では、
振動ローラで開繊された繊維束が、振動ローラ下流に位
置するフリーローラに一定位置で拾い上げられるため開
繊促進効果が小さく、またフリーローラは繊維束を把持
する力が弱いため、一旦開繊された繊維束の糸幅が元の
幅に戻りやすいという問題がある。
１０−２９２２３８号公報のように、繊維束を軸方向に
振動させたローラとその下流側に位置する無振動のロー
ラ上とを通過させる方法があるが、これらの方法では、
振動ローラで開繊された繊維束が、振動ローラ下流に位
置するフリーローラに一定位置で拾い上げられるため開
繊促進効果が小さく、またフリーローラは繊維束を把持
する力が弱いため、一旦開繊された繊維束の糸幅が元の
幅に戻りやすいという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
述した従来技術の問題点に鑑み、単糸同士が交絡してい
たり、撚りが残存している繊維束であっても、毛羽の発
生が少なく、均一な開繊を安定的に高速で行うことので
きる繊維束の開繊方法および装置ならびに前記方法を用
いたプリプレグの製造方法および製造装置を提供するこ
とを目的とするものである。
述した従来技術の問題点に鑑み、単糸同士が交絡してい
たり、撚りが残存している繊維束であっても、毛羽の発
生が少なく、均一な開繊を安定的に高速で行うことので
きる繊維束の開繊方法および装置ならびに前記方法を用
いたプリプレグの製造方法および製造装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、以下の構成を採用する。すなわち、 （１）繊維束を、繊維束長手方向に対して交差する方向
に振動するローラで開繊した直後に、外周部に繊維束長
手方向に対して交差する方向に伸びる複数個の繊維束の
支持部を有する無振動回転体で前記繊維束を拾い上げる
ことを特徴とする繊維束の開繊方法。
成するために、以下の構成を採用する。すなわち、 （１）繊維束を、繊維束長手方向に対して交差する方向
に振動するローラで開繊した直後に、外周部に繊維束長
手方向に対して交差する方向に伸びる複数個の繊維束の
支持部を有する無振動回転体で前記繊維束を拾い上げる
ことを特徴とする繊維束の開繊方法。
【０００９】（２）前記繊維束を、前記振動するローラ
を通過させる直前において、外周部に繊維束長手方向に
対して交差する方向に伸びる複数個の繊維束の支持部を
有する無振動回転体上を通過させることを特徴とする前
記（１）に記載の繊維束の開繊方法。
を通過させる直前において、外周部に繊維束長手方向に
対して交差する方向に伸びる複数個の繊維束の支持部を
有する無振動回転体上を通過させることを特徴とする前
記（１）に記載の繊維束の開繊方法。
【００１０】（３）前記無振動回転体が繊維束と前記繊
維束の支持部の速度差が実質的にゼロで軸周りに回転す
るものであることを特徴とする前記（１）または（２）
に記載の繊維束の開繊方法。
維束の支持部の速度差が実質的にゼロで軸周りに回転す
るものであることを特徴とする前記（１）または（２）
に記載の繊維束の開繊方法。
【００１１】（４）繊維束の長手方向に対して交差する
方向に振動するローラと、その振動するローラの直後に
設けられた、外周部に繊維束長手方向に対して交差する
方向に伸びる複数個の繊維束の支持部を有する無振動回
転体とを備えたことを特徴とする繊維束の開繊装置。
方向に振動するローラと、その振動するローラの直後に
設けられた、外周部に繊維束長手方向に対して交差する
方向に伸びる複数個の繊維束の支持部を有する無振動回
転体とを備えたことを特徴とする繊維束の開繊装置。
【００１２】（５）前記振動するローラの直前に設けら
れた、外周部に繊維束長手方向に対して交差する方向に
伸びる複数個の繊維束の支持部を有する無振動回転体を
備えたことを特徴とする前記（４）に記載の繊維束の開
繊装置。
れた、外周部に繊維束長手方向に対して交差する方向に
伸びる複数個の繊維束の支持部を有する無振動回転体を
備えたことを特徴とする前記（４）に記載の繊維束の開
繊装置。
【００１３】（６）前記無振動回転体が繊維束と前記繊
維束の支持部の速度差が実質的にゼロで軸周りに回転す
るものであることを特徴とする前記（４）または（５）
に記載の繊維束の開繊装置。
維束の支持部の速度差が実質的にゼロで軸周りに回転す
るものであることを特徴とする前記（４）または（５）
に記載の繊維束の開繊装置。
【００１４】（７）前記（１）〜（３）のいずれかに記
載の繊維束の開繊方法を含む開繊方法を用いて開繊した
繊維束に樹脂を含浸せしめてプリプレグを製造すること
を特徴とするプリプレグの製造方法。
載の繊維束の開繊方法を含む開繊方法を用いて開繊した
繊維束に樹脂を含浸せしめてプリプレグを製造すること
を特徴とするプリプレグの製造方法。
【００１５】（８）前記（４）〜（６）のいずれかに記
載の繊維束の開繊装置を含む開繊装置を用いてなること
を特徴とするプリプレグの製造装置。
載の繊維束の開繊装置を含む開繊装置を用いてなること
を特徴とするプリプレグの製造装置。
【００１６】なお、本発明でいう繊維束とは、複数本の
単糸が引き揃えられた１本の繊維束でもよいし、この繊
維束が複数本互いに平行に引き揃えられてシート状にな
っている繊維束でもよい。
単糸が引き揃えられた１本の繊維束でもよいし、この繊
維束が複数本互いに平行に引き揃えられてシート状にな
っている繊維束でもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１８】図１は、本発明に係る繊維束の開繊装置の
一例を示す概略側面図である。
一例を示す概略側面図である。
【００１９】図１において、１は例えば炭素繊維やガラ
ス繊維等の強化繊維束が巻き取られている巻取りパッケ
ージであり、巻取りパッケージ１から強化繊維束２が引
き出される。３はフリー回転ローラであり、繊維束の糸
道を整えるためのものである。
ス繊維等の強化繊維束が巻き取られている巻取りパッケ
ージであり、巻取りパッケージ１から強化繊維束２が引
き出される。３はフリー回転ローラであり、繊維束の糸
道を整えるためのものである。
【００２０】４は加熱手段であり、走行する繊維束２を
加熱するためのものである。繊維束２にサイジング剤が
付与されていて繊維束に柔軟性がない場合は、開繊を行
なう前に予め繊維束をこの加熱手段４により加熱してサ
イジング剤を軟化させておくことにより、より効果的に
開繊を行うことができる。加熱温度は、サイジング剤が
軟化する温度である７０〜１００℃まで繊維束が加熱さ
れればよく、加熱手段は前記条件を実現できる能力を備
えていればよい。加熱方法としては、例えば近赤外線ヒ
ータや中赤外線ヒータ、遠赤外線ヒータ等のヒータある
いは、熱風を吹き付ける方式などいずれの方法を用いて
も構わない。
加熱するためのものである。繊維束２にサイジング剤が
付与されていて繊維束に柔軟性がない場合は、開繊を行
なう前に予め繊維束をこの加熱手段４により加熱してサ
イジング剤を軟化させておくことにより、より効果的に
開繊を行うことができる。加熱温度は、サイジング剤が
軟化する温度である７０〜１００℃まで繊維束が加熱さ
れればよく、加熱手段は前記条件を実現できる能力を備
えていればよい。加熱方法としては、例えば近赤外線ヒ
ータや中赤外線ヒータ、遠赤外線ヒータ等のヒータある
いは、熱風を吹き付ける方式などいずれの方法を用いて
も構わない。
【００２１】５は振動ローラ６の前に設置されたフリー
回転ローラであり、繊維束２はこのフリー回転ローラ５
上で屈曲された後に、所定の角度で振動ローラ６に導か
れる。振動ローラ６は軸方向に振動することができ、加
振の手段としては公知の電磁式加振器、あるいはカム機
構を用いて回転運動を振動に変換する機械的な加振器等
を用いることができる。振動ローラ６は、繊維束２に繊
維束長手方向に対して交差する方向の振動を伝えて開繊
作用を与えるものであり、軸方向に振動するものであれ
ば、その軸を中心にフリー回転するもの、回転駆動され
るもの、固定されているものいずれであってもよい。
回転ローラであり、繊維束２はこのフリー回転ローラ５
上で屈曲された後に、所定の角度で振動ローラ６に導か
れる。振動ローラ６は軸方向に振動することができ、加
振の手段としては公知の電磁式加振器、あるいはカム機
構を用いて回転運動を振動に変換する機械的な加振器等
を用いることができる。振動ローラ６は、繊維束２に繊
維束長手方向に対して交差する方向の振動を伝えて開繊
作用を与えるものであり、軸方向に振動するものであれ
ば、その軸を中心にフリー回転するもの、回転駆動され
るもの、固定されているものいずれであってもよい。
【００２２】振動ローラ６は、開繊する繊維束が多い場
合には振動ローラ長が長くなることと繊維束の張力の総
和が大きくなることから、外径の小さなローラを用いる
とたわんでしまうという問題があるが、外径の小さいロ
ーラを用いた方が大きな開繊効果が得られる。従って、
ローラに大きなたわみが発生しない範囲内で、外径の小
さな振動ローラを用いることが好ましく、具体的にはロ
ーラ径は５０ｍｍ以下であることが好ましい。また、振
動ローラ６の振動数は、小さすぎると開繊効果が得られ
ず、大きすぎても繊維束が振動に追従できないため、５
〜１００Ｈｚ程度が好ましく、１０〜４０Ｈｚであるこ
とがより好ましい。さらに、振動ローラ６の振幅は、１
〜５０ｍｍの範囲にあることが好ましく、５〜２０ｍｍ
の範囲にあることがより好ましい。
合には振動ローラ長が長くなることと繊維束の張力の総
和が大きくなることから、外径の小さなローラを用いる
とたわんでしまうという問題があるが、外径の小さいロ
ーラを用いた方が大きな開繊効果が得られる。従って、
ローラに大きなたわみが発生しない範囲内で、外径の小
さな振動ローラを用いることが好ましく、具体的にはロ
ーラ径は５０ｍｍ以下であることが好ましい。また、振
動ローラ６の振動数は、小さすぎると開繊効果が得られ
ず、大きすぎても繊維束が振動に追従できないため、５
〜１００Ｈｚ程度が好ましく、１０〜４０Ｈｚであるこ
とがより好ましい。さらに、振動ローラ６の振幅は、１
〜５０ｍｍの範囲にあることが好ましく、５〜２０ｍｍ
の範囲にあることがより好ましい。
【００２３】繊維束２を支持する支持部８を有する無振
動回転体７は、振動ローラ６の直後に位置する。無振動
回転体７が自身の軸周りに回転することにより支持部８
が移動し、振動ローラ６で開繊された繊維束２は振動ロ
ーラ６から離れた直後に支持部８によって拾い上げられ
る。繊維束２が振動ローラ６から離れ支持部８によって
拾い上げられるまでの距離は短いほど好ましく、具体的
には２０ｍｍ以下とすることが好ましい。
動回転体７は、振動ローラ６の直後に位置する。無振動
回転体７が自身の軸周りに回転することにより支持部８
が移動し、振動ローラ６で開繊された繊維束２は振動ロ
ーラ６から離れた直後に支持部８によって拾い上げられ
る。繊維束２が振動ローラ６から離れ支持部８によって
拾い上げられるまでの距離は短いほど好ましく、具体的
には２０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２４】支持部８と繊維束２との接触面はラップ角
が同じ場合には、支持部８の曲率半径が小さいほど接触
面積が小さくなるため、繊維束２の押しつけ圧力が高く
なり、支持部８が繊維束２を把持する力が強くなる。逆
に支持部８の曲率半径が大きい場合には繊維束２との接
触面積が大きくなるため、曲率半径が小さい場合と同じ
押しつけ圧力を得るには繊維束２の張力を高める必要が
あり、他の部分での毛羽が発生しやすくなるという問題
がある。こうしたことから支持部８の接触面は、繊維束
２の曲率半径が３ｍｍ以下となるような形状をなしてい
ることが好ましい。
が同じ場合には、支持部８の曲率半径が小さいほど接触
面積が小さくなるため、繊維束２の押しつけ圧力が高く
なり、支持部８が繊維束２を把持する力が強くなる。逆
に支持部８の曲率半径が大きい場合には繊維束２との接
触面積が大きくなるため、曲率半径が小さい場合と同じ
押しつけ圧力を得るには繊維束２の張力を高める必要が
あり、他の部分での毛羽が発生しやすくなるという問題
がある。こうしたことから支持部８の接触面は、繊維束
２の曲率半径が３ｍｍ以下となるような形状をなしてい
ることが好ましい。
【００２５】９は図示されない巻取り手段であり、この
巻取り手段９の駆動力により繊維束２は引き取られる。
巻取り手段９としては、モータ等の適当な駆動手段で駆
動されるドライブステーション、回転ドラム等を用いる
ことができる。
巻取り手段９の駆動力により繊維束２は引き取られる。
巻取り手段９としては、モータ等の適当な駆動手段で駆
動されるドライブステーション、回転ドラム等を用いる
ことができる。
【００２６】図２は、本発明に係る無振動回転体と繊維
束支持部の組み合わせの一つの態様を示す斜視図であ
り、図３は、本発明に係る無振動回転体と繊維束支持部
の組み合わせの他の態様を示す斜視図であり、図４は、
本発明に係る無振動回転体と繊維束支持部の組み合わせ
のさらに他の態様を示す斜視図である。
束支持部の組み合わせの一つの態様を示す斜視図であ
り、図３は、本発明に係る無振動回転体と繊維束支持部
の組み合わせの他の態様を示す斜視図であり、図４は、
本発明に係る無振動回転体と繊維束支持部の組み合わせ
のさらに他の態様を示す斜視図である。
【００２７】無振動回転体７と支持部８の組み合わせ
は、図２に示すように無振動回転体に支持部に相当する
突起が設けられているものや、図３に示すように支持部
が大きく、無振動回転体に相当する部分が小さいもの、
図４に示すように無振動回転体に相当する部分が、全長
に渡らず両端のみに存在するもの、無振動回転体と支持
部が一体構造のもの、一体構造でないもの等、同等の機
能をもつものであればどのような形状でも構わない。
は、図２に示すように無振動回転体に支持部に相当する
突起が設けられているものや、図３に示すように支持部
が大きく、無振動回転体に相当する部分が小さいもの、
図４に示すように無振動回転体に相当する部分が、全長
に渡らず両端のみに存在するもの、無振動回転体と支持
部が一体構造のもの、一体構造でないもの等、同等の機
能をもつものであればどのような形状でも構わない。
【００２８】無振動回転体７の回転は、無振動回転体７
と繊維束２の摩擦力を動力源としているものであって
も、何らかの外部からの駆動力によるものであってもい
ずれでもよい。
と繊維束２の摩擦力を動力源としているものであって
も、何らかの外部からの駆動力によるものであってもい
ずれでもよい。
【００２９】振動ローラ６の前に設置されたフリー回転
ローラ５の代わりに支持部８を有する無振動回転体７を
設置することも有効であり、この場合、振動ローラ６で
開繊される前の繊維束２が支持部８で把持されるため、
繊維束２が左右に移動することを抑制し、糸道を安定さ
せるため、開繊された複数の繊維束間に偏りやワレが発
生することを抑制できる。
ローラ５の代わりに支持部８を有する無振動回転体７を
設置することも有効であり、この場合、振動ローラ６で
開繊される前の繊維束２が支持部８で把持されるため、
繊維束２が左右に移動することを抑制し、糸道を安定さ
せるため、開繊された複数の繊維束間に偏りやワレが発
生することを抑制できる。
【００３０】繊維束２と支持部８の接触面が同一速度で
移動していない場合、繊維束２は曲率半径の小さな支持
部８の接触面で擦過されるため毛羽が発生し、速度差が
大きい場合は繊維束２が切れてしまうことがある。従っ
て繊維束２と支持部８は実質的に相対速度がゼロである
ことが好ましい。
移動していない場合、繊維束２は曲率半径の小さな支持
部８の接触面で擦過されるため毛羽が発生し、速度差が
大きい場合は繊維束２が切れてしまうことがある。従っ
て繊維束２と支持部８は実質的に相対速度がゼロである
ことが好ましい。
【００３１】繊維束２は振動ローラ６からの振動を与え
られ、支持部８との接触面を支点として繊維束長手方向
に対して交差する方向に振動し開繊される。一方支持部
８は、無振動回転体７が軸周りに回転することにより所
定経路上を移動する。支持部８は所定経路上を繊維束２
と同速で移動するため、振動ローラ６から離れて行く
が、まもなく無振動回転体７上の次の支持部８’が振動
ローラ６直後で、振動開繊された繊維束２を拾い上げ
る。繊維束２を拾い上げた支持部８’は接触面で繊維束
２を把持し、開繊状態を維持したまま、１つ前の支持部
８と同一経路上を移動して行く。このとき繊維束２は、
開繊された状態の支持部８’上の接触面を支点として振
動ローラ６から振動を与えられさらに開繊を促進され
て、さらに次の支持部８”によって拾い上げられる。こ
の過程を繰り返すことにより、最終的に繊維束２は大き
く開繊された状態で安定する。
られ、支持部８との接触面を支点として繊維束長手方向
に対して交差する方向に振動し開繊される。一方支持部
８は、無振動回転体７が軸周りに回転することにより所
定経路上を移動する。支持部８は所定経路上を繊維束２
と同速で移動するため、振動ローラ６から離れて行く
が、まもなく無振動回転体７上の次の支持部８’が振動
ローラ６直後で、振動開繊された繊維束２を拾い上げ
る。繊維束２を拾い上げた支持部８’は接触面で繊維束
２を把持し、開繊状態を維持したまま、１つ前の支持部
８と同一経路上を移動して行く。このとき繊維束２は、
開繊された状態の支持部８’上の接触面を支点として振
動ローラ６から振動を与えられさらに開繊を促進され
て、さらに次の支持部８”によって拾い上げられる。こ
の過程を繰り返すことにより、最終的に繊維束２は大き
く開繊された状態で安定する。
【００３２】無振動回転体７と支持部８の組み合わせ
は、振動ローラ６の直後に設置した場合には、開繊を促
進する効果を持ち合わせているが、それ単独で使用して
も繊維束２の開繊幅を維持する能力があることから、振
動ローラ６の下流に無振動回転体７と支持部８の組み合
わせを複数組配置することによって、繊維束２の開繊幅
を維持したまま、下流部へと搬送していくことも可能で
ある。
は、振動ローラ６の直後に設置した場合には、開繊を促
進する効果を持ち合わせているが、それ単独で使用して
も繊維束２の開繊幅を維持する能力があることから、振
動ローラ６の下流に無振動回転体７と支持部８の組み合
わせを複数組配置することによって、繊維束２の開繊幅
を維持したまま、下流部へと搬送していくことも可能で
ある。
【００３３】繊維束２にかかる張力が高すぎると、開繊
効果が得にくいという問題や、振動ローラ６との擦過あ
るいは支持部８の接触面へ強く押し付けられることによ
り毛羽が発生してしまうという問題がある。逆に張力が
低すぎると、振動ローラ６の振動が繊維束２へ伝わりに
くいため開繊効果が得にくく、さらに繊維束２が所定の
経路を進まず蛇行してしまうという問題が発生する。従
って、張力が繊維束１本当たり１０〜５００ｇｆの範囲
になるように巻き取ることが好ましく、１００〜２００
ｇｆの範囲であることがより好ましい。
効果が得にくいという問題や、振動ローラ６との擦過あ
るいは支持部８の接触面へ強く押し付けられることによ
り毛羽が発生してしまうという問題がある。逆に張力が
低すぎると、振動ローラ６の振動が繊維束２へ伝わりに
くいため開繊効果が得にくく、さらに繊維束２が所定の
経路を進まず蛇行してしまうという問題が発生する。従
って、張力が繊維束１本当たり１０〜５００ｇｆの範囲
になるように巻き取ることが好ましく、１００〜２００
ｇｆの範囲であることがより好ましい。
【００３４】
【実施例】実施例１ 図１に示す、繊維束の開繊装置を用いて開繊実験を行っ
た。加熱手段４として遠赤外線ヒータ、フリー回転ロー
ラ５として直径２０ｍｍの梨地表面のローラを使用し
た。振動ローラ６として直径１０ｍｍの丸棒を回転不可
能な状態で振動源に固定し、振動源としては電磁式加振
器を使用した。無振動回転体７と繊維束支持部８として
図５に示す様に、直径４０ｍｍのローラに、突起間の角
度４５゜、突起高さ２ｍｍ、先端の直径が２ｍｍの突起
を設けた形状で、表面に梨地加工を施した物を使用し
た。
た。加熱手段４として遠赤外線ヒータ、フリー回転ロー
ラ５として直径２０ｍｍの梨地表面のローラを使用し
た。振動ローラ６として直径１０ｍｍの丸棒を回転不可
能な状態で振動源に固定し、振動源としては電磁式加振
器を使用した。無振動回転体７と繊維束支持部８として
図５に示す様に、直径４０ｍｍのローラに、突起間の角
度４５゜、突起高さ２ｍｍ、先端の直径が２ｍｍの突起
を設けた形状で、表面に梨地加工を施した物を使用し
た。
【００３５】フリー回転ローラ５と振動ローラ６の間
隔、および振動ローラ６と繊維束支持部８の間隔はそれ
ぞれ１０ｍｍになるように調整した。フリー回転ローラ
３として表面を梨地加工されたローラを使用した。この
装置を使用し、繊維束２として炭素繊維（東レ株式会社
製“トレカ”（登録商標）Ｔ７００ＳＣ−１２Ｋ）を使
用し、張力１５０ｇ／本、繊維束の走行速度１０ｍ／
分、振動ローラの振動周波数４０Ｈｚ、振幅５ｍｍで振
動させた条件で繊維束を開繊させた。その結果、初期幅
６ｍｍであった繊維束は繊維束支持部８から離れる段階
で、開繊幅が３５ｍｍに達した。開繊幅は安定してお
り、毛羽の発生も殆どなかった。 実施例２ 実施例１と同じ装置を用い、繊維束２として炭素繊維
（東レ株式会社製“トレカ”（登録商標）Ｍ４０ＪＢ−
３Ｋ）、繊維束の走行速度６ｍ／分、振動ローラの振動
周波数３０Ｈｚとした以外は、実施例１と同様の条件で
繊維束を開繊させた。その結果、初期幅が１ｍｍであっ
た繊維束は繊維束支持部８から離れる段階で、開繊幅が
７ｍｍに達した。 比較例１ 無振動回転体７として直径４０ｍｍで表面に梨地加工を
施されたローラを使用し、その表面に繊維束支持部を設
けず、無振動回転体単独で使用した以外は、実施例１と
同じ条件で繊維束を開繊したが、初期幅６ｍｍであった
繊維束の無振動回転体７から離れる段階での開繊幅は２
５ｍｍ程度であり、開繊幅が著しく減少した。 比較例２ 無振動回転体７として直径４０ｍｍで表面に梨地加工を
施されたローラを使用し、その表面に繊維束支持部を設
けず、無振動回転体単独で使用した以外は、実施例１と
同じ条件で繊維束を開繊したが、初期幅１ｍｍであった
繊維束の無振動回転体７から離れる段階での開繊幅は５
ｍｍ程度であり、開繊幅は著しく減少した。また、開繊
幅は不安定であった。
隔、および振動ローラ６と繊維束支持部８の間隔はそれ
ぞれ１０ｍｍになるように調整した。フリー回転ローラ
３として表面を梨地加工されたローラを使用した。この
装置を使用し、繊維束２として炭素繊維（東レ株式会社
製“トレカ”（登録商標）Ｔ７００ＳＣ−１２Ｋ）を使
用し、張力１５０ｇ／本、繊維束の走行速度１０ｍ／
分、振動ローラの振動周波数４０Ｈｚ、振幅５ｍｍで振
動させた条件で繊維束を開繊させた。その結果、初期幅
６ｍｍであった繊維束は繊維束支持部８から離れる段階
で、開繊幅が３５ｍｍに達した。開繊幅は安定してお
り、毛羽の発生も殆どなかった。 実施例２ 実施例１と同じ装置を用い、繊維束２として炭素繊維
（東レ株式会社製“トレカ”（登録商標）Ｍ４０ＪＢ−
３Ｋ）、繊維束の走行速度６ｍ／分、振動ローラの振動
周波数３０Ｈｚとした以外は、実施例１と同様の条件で
繊維束を開繊させた。その結果、初期幅が１ｍｍであっ
た繊維束は繊維束支持部８から離れる段階で、開繊幅が
７ｍｍに達した。 比較例１ 無振動回転体７として直径４０ｍｍで表面に梨地加工を
施されたローラを使用し、その表面に繊維束支持部を設
けず、無振動回転体単独で使用した以外は、実施例１と
同じ条件で繊維束を開繊したが、初期幅６ｍｍであった
繊維束の無振動回転体７から離れる段階での開繊幅は２
５ｍｍ程度であり、開繊幅が著しく減少した。 比較例２ 無振動回転体７として直径４０ｍｍで表面に梨地加工を
施されたローラを使用し、その表面に繊維束支持部を設
けず、無振動回転体単独で使用した以外は、実施例１と
同じ条件で繊維束を開繊したが、初期幅１ｍｍであった
繊維束の無振動回転体７から離れる段階での開繊幅は５
ｍｍ程度であり、開繊幅は著しく減少した。また、開繊
幅は不安定であった。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を奏
することができる。
することができる。
【００３７】本発明の繊維束開繊方法、繊維束開繊装置
を用いることにより、単糸同士が交絡していたり、撚り
が残存している繊維束であっても、毛羽の発生が少なく
均一な開繊を、安定的に高速で行うことができる。
を用いることにより、単糸同士が交絡していたり、撚り
が残存している繊維束であっても、毛羽の発生が少なく
均一な開繊を、安定的に高速で行うことができる。
【００３８】また、本発明のプリプレグの製造方法、製
造装置を用いることにより、単糸同士が攻落していた
り、撚りが残存している繊維束を用いた場合であって
も、ワレのない品位良好なプリプレグを安定的に高速で
得ることができる。
造装置を用いることにより、単糸同士が攻落していた
り、撚りが残存している繊維束を用いた場合であって
も、ワレのない品位良好なプリプレグを安定的に高速で
得ることができる。
【図１】本発明に係る繊維束の開繊装置の一例を示す概
略側面図である。
略側面図である。
【図２】本発明に係る無振動回転体と繊維束支持部の組
み合わせの一つの態様を示す斜視図である。
み合わせの一つの態様を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る無振動回転体と繊維束支持部の組
み合わせの他の態様を示す斜視図である。
み合わせの他の態様を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る無振動回転体と繊維束支持部の組
み合わせのさらに他の態様を示す斜視図である。
み合わせのさらに他の態様を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る実施例で用いた、無振動回転体と
繊維束支持部の組み合わせ態様を示す側面図である。
繊維束支持部の組み合わせ態様を示す側面図である。
１：繊維束巻取りパッケージ ２：繊維束 ３、５：フリー回転ローラ ４：加熱手段 ６：振動ローラ ７：無振動回転体 ８：繊維束支持部 ９：巻取り手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F072 AA07 AB09 AB10 AB22 AC01 AC02 AD24 AD38 AG03 AH21 AJ16 AL05 4L036 AA01 MA04 UA21
Claims (8)
- 【請求項１】繊維束を、繊維束長手方向に対して交差す
る方向に振動するローラで開繊した直後に、外周部に繊
維束長手方向に対して交差する方向に伸びる複数個の繊
維束の支持部を有する無振動回転体で前記繊維束を拾い
上げることを特徴とする繊維束の開繊方法。 - 【請求項２】前記繊維束を、前記振動するローラを通過
させる直前において、外周部に繊維束長手方向に対して
交差する方向に伸びる複数個の繊維束の支持部を有する
無振動回転体上を通過させることを特徴とする請求項１
に記載の繊維束の開繊方法。 - 【請求項３】前記無振動回転体が繊維束と前記繊維束の
支持部の速度差が実質的にゼロで軸周りに回転するもの
であることを特徴とする請求項１または２に記載の繊維
束の開繊方法。 - 【請求項４】繊維束の長手方向に対して交差する方向に
振動するローラと、その振動するローラの直後に設けら
れた、外周部に繊維束長手方向に対して交差する方向に
伸びる複数個の繊維束の支持部を有する無振動回転体と
を備えたことを特徴とする繊維束の開繊装置。 - 【請求項５】前記振動するローラの直前に設けられた、
外周部に繊維束長手方向に対して交差する方向に伸びる
複数個の繊維束の支持部を有する無振動回転体を備えた
ことを特徴とする請求項４に記載の繊維束の開繊装置。 - 【請求項６】前記無振動回転体が繊維束と前記繊維束の
支持部の速度差が実質的にゼロで軸周りに回転するもの
であることを特徴とする請求項４または５に記載の繊維
束の開繊装置。 - 【請求項７】請求項１〜３のいずれかに記載の繊維束の
開繊方法を含む開繊方法を用いて開繊した繊維束に樹脂
を含浸せしめてプリプレグを製造することを特徴とする
プリプレグの製造方法。 - 【請求項８】請求項４〜６のいずれかに記載の繊維束の
開繊装置を含む開繊装置を用いてなることを特徴とする
プリプレグの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11027239A JP2000226751A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 繊維束の開繊方法および装置ならびにプリプレグの製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11027239A JP2000226751A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 繊維束の開繊方法および装置ならびにプリプレグの製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000226751A true JP2000226751A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12215535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11027239A Pending JP2000226751A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 繊維束の開繊方法および装置ならびにプリプレグの製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000226751A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011240666A (ja) * | 2010-05-20 | 2011-12-01 | Toyota Motor Corp | プリプレグの製造装置およびプリプレグの製造方法 |
| CN102392332A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-03-28 | 天津海天长丰科技开发有限公司 | 大丝束碳纤维薄层化处理装置 |
| CN102776645A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-14 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 展纤导向机构 |
| CN103603119A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-02-26 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 碳纤维展纤装置 |
| WO2014171016A1 (ja) * | 2013-04-19 | 2014-10-23 | 福井県 | 繊維束の開繊方法及び装置 |
| KR101840491B1 (ko) | 2010-05-11 | 2018-03-20 | 사이텍 테크놀러지 코포레이션 | 프리프레그의 연속적인 생산을 위해 섬유 다발을 스프레드하기 위한 장치 및 방법 |
| KR102680463B1 (ko) * | 2024-01-18 | 2024-07-02 | 신관식 | 가연분사기의 가연사 분리장치 |
-
1999
- 1999-02-04 JP JP11027239A patent/JP2000226751A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101840491B1 (ko) | 2010-05-11 | 2018-03-20 | 사이텍 테크놀러지 코포레이션 | 프리프레그의 연속적인 생산을 위해 섬유 다발을 스프레드하기 위한 장치 및 방법 |
| JP2011240666A (ja) * | 2010-05-20 | 2011-12-01 | Toyota Motor Corp | プリプレグの製造装置およびプリプレグの製造方法 |
| CN102392332A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-03-28 | 天津海天长丰科技开发有限公司 | 大丝束碳纤维薄层化处理装置 |
| CN102392332B (zh) * | 2011-09-02 | 2014-01-08 | 天津海天长丰科技开发有限公司 | 大丝束碳纤维薄层化处理装置 |
| CN102776645A (zh) * | 2012-08-09 | 2012-11-14 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 展纤导向机构 |
| CN102776645B (zh) * | 2012-08-09 | 2014-05-28 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 展纤导向机构 |
| WO2014171016A1 (ja) * | 2013-04-19 | 2014-10-23 | 福井県 | 繊維束の開繊方法及び装置 |
| CN105121720A (zh) * | 2013-04-19 | 2015-12-02 | 福井县 | 纤维束的开纤方法以及装置 |
| US9828702B2 (en) | 2013-04-19 | 2017-11-28 | Fukui Prefectural Government | Method and device for opening fiber bundle |
| CN103603119A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-02-26 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 碳纤维展纤装置 |
| CN103603119B (zh) * | 2013-10-24 | 2015-09-16 | 常州市第八纺织机械有限公司 | 碳纤维展纤装置 |
| KR102680463B1 (ko) * | 2024-01-18 | 2024-07-02 | 신관식 | 가연분사기의 가연사 분리장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6094791A (en) | Method and apparatus for opening reinforcing fiber bundle and method of manufacturing prepreg | |
| EP1172191B1 (en) | Production device and method for opened fiber bundle and prepreg production method | |
| JP5148734B2 (ja) | 連続繊維束のガイド装置を備えた連続繊維束巻取機と同機によるボビンの製造方法、及び同製造方法により得られる炭素繊維ボビン | |
| JP4983950B2 (ja) | 繊維束の綾振り装置、繊維束パッケージの製造装置および製造方法 | |
| JPH11508222A (ja) | 光ファイバに制御回転を導入する方法 | |
| WO2014171016A1 (ja) | 繊維束の開繊方法及び装置 | |
| US5524841A (en) | Apparatus and methods for winding a plurality of strands | |
| JP2000226751A (ja) | 繊維束の開繊方法および装置ならびにプリプレグの製造方法および製造装置 | |
| JP7001998B2 (ja) | 部分分繊繊維束の製造方法と部分分繊繊維束、および部分分繊繊維束を用いた繊維強化樹脂成形材料とその製造方法 | |
| JP2001262443A (ja) | 繊維束の開繊装置及び開繊方法並びにプリプレグの製造方法 | |
| JPS62184172A (ja) | 繊維束の拡幅法 | |
| JP4423897B2 (ja) | 繊維束巻取装置および繊維束パッケージの製造方法 | |
| JP2001316971A (ja) | 強化繊維織物及びその製造方法、並びに強化繊維織物の糸条開繊装置 | |
| JP3702535B2 (ja) | プリプレグの製造方法およびその装置 | |
| JP2013076193A (ja) | 繊維束の開繊装置及び開繊方法 | |
| JPH0748725A (ja) | 毛羽抑制装置 | |
| JP2004225183A (ja) | 強化繊維束の開繊方法および開繊装置 | |
| JP2004225222A (ja) | 強化繊維束の開繊方法および開繊装置 | |
| JP2002363855A (ja) | 繊維束の開繊装置および開繊方法ならびにプリプレグの製造方法 | |
| JP3814999B2 (ja) | 炭素繊維プリプレグの製造装置および製造方法 | |
| JP2014005580A (ja) | 炭素繊維束の開繊・搬送方法、および炭素繊維一方向性プリプレグの製造方法 | |
| JP5574630B2 (ja) | ガイド装置、連続繊維束の巻取機、連続繊維束の製造方法、および炭素繊維束 | |
| WO2005024111A1 (ja) | 補強繊維織物の製造方法および製造装置 | |
| JP4293663B2 (ja) | 強化繊維織物の製造方法並びに強化繊維織物の糸条開繊装置及び強化繊維織物の製造機 | |
| JP2006257593A (ja) | 熱硬化性プリプレグ用の強化繊維束の開繊装置および開繊方法およびプリプレグの製造方法 |