JPS6028567A - 繊維束の拡幅法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は繊維束の拡幅又は開繊に係わり、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方法に係わる。

〔背景技術〕

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
ステル樹脂等を始めとする熱硬化性樹脂を含浸せしめた
グリプレグは、板バネやハニカム構造材等の工業材料、
あるいは釣竿、ゴルフシャフト等のスポーツレジャー用
機材の成形材料として広（利用されている。

さらに最近では、航空機材料、自動車用素材。

医療用素材とし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なわれ、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ない、補
強用繊維の整合性、目付分布の均一性の向上の要求とと
もにより薄いプリプレグへの要求度も相当高（なりつつ
ある。均一でしかも薄いプリプレグを製造するために通
常行われる方法は、繊維束を出来る限り拡幅し、シート
状テープを作り、それに樹脂含浸を施すと言う工程から
成り立っている。

したがって薄くて均質なプリプレグを得るためには１毛
羽の発生、＃Ａ維の損傷等を出来るだけ少なくしながら
繊維束を開繊、拡幅することが非常に重要である。

薄く℃均質なプリプレグを得ろことが出来れば、薄肉成
形体を得るためだけでな（、一方向引き揃え線維強化樹
脂の異方性の特徴を生かした設計を可能ならしめ、複合
材相の使用用途をさらに拡大することが可能となる。

〔発明の目的〕

本発明者等は９ｐｉ維束を連続的にかつ１毛羽等の欠点
を少なくして効率良く、開繊、拡幅する方法を種々検討
の結果９本発明に到達したものである。

〔発明の構成〕

本発明の要旨は、Ｒ細束を単数又は複数のロールの表面
に張力下に走行させて繊維束を押し拡げる方法において
、ロールの少な（とも一つを、走行する繊維束の走行速
度に対して遅（回転させて繊維束を拡幅することにある
。

以下具体的に本発明を説明する。

第１表は、ロールの回転、固定と繊維束の拡幅との関係
を調べるために、第１図に示す繊維束の拡幅実験装置に
よって行なった実験の結果を示すものである。

第１図中（１）は繊維束、（２）はバンドブレーキを有
する繊維束ボビンの巻き出し装置、（３）はガイド、　
（４）、　（５）、　（６）は繊維束の拡幅用の自由回
転及び固定可能なロール、（７）は繊維束の拡幅装置を
示す。

使用し声緘細束は炭素繊維からなる３０００ｆｉＩ！、
２００　Ｔｎ９／ｍ　のもので、走行条件はいずれも１
ｍ／ｍｉｎ、張力は５００Ｊ’である。

第　１　表 第１表より明らかな通り、繊維束を拡幅するには、固定
ロールが望ましく、上記実験では３本の拡幅ロールを固
定させた場合と自由回転の場合ではその拡り幅が１．５
倍以上異なる。しかるに固定ロールを使用したものはロ
ールでの毛羽の発生及び毛羽溜まりがひどく実用性に欠
けると言う問題点があり、この改良が必要であることを
示している。

第２図は、第３図の装置の拡幅用ロールに可変速モータ
ーと゛ギヤボックスから放る駆動装置（８）を取り付け
た繊維束拡幅実験装置を示し、第２表は、この装置で行
なった繊維束の拡幅実験の結果を示す。使用した繊維束
は、炭素繊維からなる３０００ｆ１６．２００ｍ９／ｍ
　のもので。

走行条件はいずれも１　ｍ／ｒｎｆｎ　、張力は５００
１である。

第　２　表 第２表の実験結果より、拡幅用ロールを自由回転でも固
定でもな（、繊維束の走行速度に対して遅（回転させる
ことで、ロールでの毛羽の発生１毛羽溜まりを抑えて効
率よく拡幅出来ることが明らかである。

第２表中ケース１及び２は、＃１！維束走行速度より速
く又は同じ表面速度で回転させた場合を示し、繊維束へ
の損傷は無いものの拡幅効果は極めて小さい。

ケース３及び４では繊維束の損傷が無くしかも相当拡幅
効果が見られる。

ケース５では毛羽の発生が少し見られるものの毛羽溜ま
りが無いため、安定した走行か継続可能であった。

ケース６のロールを固定した場合では２毛羽の発生に加
え９毛羽溜まりがひどく長時間走行させると、拡幅した
繊維束に２毛羽溜まりの部分で割れが生じたり、溜まっ
た毛羽が塊つとなって繊維束にからみついたりして安定
走行が出来なかった。

第２表で示した実験結果より、拡幅用ロールを自由回転
でも固定でもな（張力下に走行する繊維束の走行速度に
対し、ロールの表面速度が遅くなるよう回転速度を選択
することによって繊維束の拡幅を効率良く行なえること
が明らかである。

本発明の方法を適用したプリプレグの製造例を第３図に
よって説明する。

引き揃えられた繊維束（１１）は、フィードロール（１
２）からガイドコーム（１３）をへて、可変速モーター
とギヤボックスからなる駆動装置（２０）を備えた拡幅
用ロール（１４）上で拡幅され、樹脂を塗布した離型紙
（１５）に合体して、予熱用プレートヒーター（１６）
で加熱されて、ロール保護用離型紙（１８）を積層後、
樹脂含浸用加熱ニップロール（１７）で樹脂含浸され、
プリプレグ巻取りロール（１９）に巻取られる。

本発明の方法は１例えば炭素繊維に適用する場合、繊維
径が８μ以上の従来一般に使用されている炭素繊維から
構成される繊維束ばかりでな（，２〜３μ程度の極細炭
素繊維２〜３万本から構成されるような繊維束に適用し
ても優れた性能を得ることが可能である。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例 第３表に、第３図に示すような本発明による繊維束拡幅
装置を備えたプリプレグ装造装置を使用して３０００ｆ
の炭素繊維束（単位長重量約２０　ｏｍｙ／ｍ　）　１
２５本と樹脂を塗布した離型紙から製造した５　００　
ｍｍ幅のプリプレグの性能を示した。

プリプレグの製造条件は走行速度２　ｍ／ｍｉｎ　。

繊維束拡幅用ロールの表面速度０．２　ｍ／ｍｉｎ　、
　プリプレグ全幅張力１２０ｋＰ、予熱プレートヒータ
一温度１３０°Ｃ１加熱ロール温度１００℃である。

第　３　表 第３表から明らかなように本発明の方法によって、高品
質の極薄の一方向繊維強化プリプレグが得られることが
分る。

比Ｊ板側１ ／ 繊維束拡幅用ロールを自由回転とした他は。

実施例１と同様にして製造したプリプレグの性能を第４
表に示した。

第　４　表 第４表から明らかなように拡幅用ロールを自由回転とし
たとぎは、プリプレグに毛羽は見られないものの繊維束
の拡幅が不充分であるため目開きが多数発生し、グリプ
レグとしては使用出来ないものであった。

比較例２ 繊維束拡幅用ロールを固定した他は、実施例と同様にし
て製造したプリプレグの性能を第５表に示した。

第　５　表 第５表から明らかなように拡幅用ロールを固定した場合
は２毛羽溜まりによる毛羽が塊つとなってプリプレグ上
に見られ、連続した一方向引き揃え繊維強化プリプレグ
テープとして満足すべきものは得られなかった。

〔発明の効果〕

本発明の方法は、一方向引き揃え繊維束から均質の薄い
レート状テープを連続的に製造することが出来るため、
プリプレグの製造に適用すると１毛羽等の外観的欠点が
解消された均質で薄いプリプレグを連続的に長時間にわ
たって安定に製造することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は自由回転又は固定可能な繊維束拡幅用ロールを
有する繊維束拡幅装置、第２図は第１図の装置にさらに
拡幅ロール駆動装置を取り付けた本発明を実施するのに
好適な繊維束拡幅装置、第３図は繊維束拡幅装置を組み
込んだ一方向引き揃え繊維強化グリプレグ製造用装置例
を示す。 （１）、　（１１）　繊維束 （４）、　（５）、　（６）、　（１４）拡幅ロール（
１５）　樹脂を塗布した離型紙 （１８）　ロール保護用離型紙

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 繊維束を単数又は複数・のロールの表面に張力下に押し
   当てながら走行させて繊維束を押し拡げる方法において
   、ロールの少な（とも一つを。 走行する繊維束の走行速度に対して遅（回転させること
   を特徴とする繊維束の拡幅法。