JPS609962A - 繊維シ−トの製造法 - Google Patents
繊維シ−トの製造法Info
- Publication number
- JPS609962A JPS609962A JP58111501A JP11150183A JPS609962A JP S609962 A JPS609962 A JP S609962A JP 58111501 A JP58111501 A JP 58111501A JP 11150183 A JP11150183 A JP 11150183A JP S609962 A JPS609962 A JP S609962A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tension
- fiber
- roll
- fiber bundles
- fiber bundle
- Prior art date
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- Granted
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- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一方向引揃え繊維プリプレグの新規な製造法に
関するものである。
関するものである。
現在、炭素繊維、ガラス繊維或は全芳香族ポリアミド繊
維等の一方向引揃え繊維シートに。
維等の一方向引揃え繊維シートに。
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスとして含浸した。い
わゆる一方向引揃えプリプレグが複合材料の中間素材と
して広メ利用されている。この様なプリプレグは多数本
の繊維束を均一な間隔で並べ、繊維束間にすき間のない
状態まで繊維束を開繊しシート状とした後、樹脂を含浸
させ製造されるのが一般的である。
脂等の熱硬化性樹脂をマトリックスとして含浸した。い
わゆる一方向引揃えプリプレグが複合材料の中間素材と
して広メ利用されている。この様なプリプレグは多数本
の繊維束を均一な間隔で並べ、繊維束間にすき間のない
状態まで繊維束を開繊しシート状とした後、樹脂を含浸
させ製造されるのが一般的である。
この一方向引揃えプリプレグの特徴のひとつは、繊維が
織布の様に大ぎ（湾曲することな（平行に引揃えられて
いるため、繊維の有する強度９弾性率等を効率よ（発揮
させた複合材料が得られることである。
織布の様に大ぎ（湾曲することな（平行に引揃えられて
いるため、繊維の有する強度９弾性率等を効率よ（発揮
させた複合材料が得られることである。
このような一方向引揃えプリプレグを製造する場合に使
用される繊維束本数は、製造するプリプレグの厚さ或は
幅、或は使用する繊維束の太さ或はフィラメント数によ
って決定されるが極めて多本数にのぼる。たとえば厚さ
０．１〜０、１５ ｍｗで幅１ｍのプリプレグな製造す
る際に使用する繊維束は１５０本〜４００本にもなる。
用される繊維束本数は、製造するプリプレグの厚さ或は
幅、或は使用する繊維束の太さ或はフィラメント数によ
って決定されるが極めて多本数にのぼる。たとえば厚さ
０．１〜０、１５ ｍｗで幅１ｍのプリプレグな製造す
る際に使用する繊維束は１５０本〜４００本にもなる。
この様に多数の繊維束を各繊維束間で張力を均一にし、
引揃えることは極めてむずかしいことであるが、その張
力が不均一であった場合張力のゆるい繊維束はたるみを
生じ繊維に蛇行や乱れが発生する。又、張力が強い繊維
束はひきっげ現象をおこし、プリプレグの外観を著しく
きたないものとする。又、この様なプリプレグを使用し
た成形物は外観に繊維の乱れが発生し。
引揃えることは極めてむずかしいことであるが、その張
力が不均一であった場合張力のゆるい繊維束はたるみを
生じ繊維に蛇行や乱れが発生する。又、張力が強い繊維
束はひきっげ現象をおこし、プリプレグの外観を著しく
きたないものとする。又、この様なプリプレグを使用し
た成形物は外観に繊維の乱れが発生し。
商品価値を低下させるばかりでなく１弾性率或は強度が
所期の値よりも低（、かつばらつきの太さいものとなる
。
所期の値よりも低（、かつばらつきの太さいものとなる
。
従来、多数本の繊維束の引揃えの際の張力の均一化のた
めの検討は数多（なされている。たと次げ繊維束が巻か
れたボビンを引き出す際のシャフトにバンドブレーキ等
のブレーキ装置を取付け、１本１本引き出し張力が一定
となる様にブレーキ装置を調整する。、方法があるが、
数百本の繊維束の張力を１本１本調整するには手間がか
かり、さらに繊維束ボビンの外層と内層ではその径の変
化により経時的に張力が変化するため調整することはほ
とんど不可能に近い。又繊維束１本１本にダンシングバ
ー或はロールを取付け、さらにパウダーブレーキ或は特
殊なブレーキ装置により、電気的に張力制御を行うこと
は可能であるが、この装置を数百本に対して設置するに
は大きな空間と大きな費用を要する。
めの検討は数多（なされている。たと次げ繊維束が巻か
れたボビンを引き出す際のシャフトにバンドブレーキ等
のブレーキ装置を取付け、１本１本引き出し張力が一定
となる様にブレーキ装置を調整する。、方法があるが、
数百本の繊維束の張力を１本１本調整するには手間がか
かり、さらに繊維束ボビンの外層と内層ではその径の変
化により経時的に張力が変化するため調整することはほ
とんど不可能に近い。又繊維束１本１本にダンシングバ
ー或はロールを取付け、さらにパウダーブレーキ或は特
殊なブレーキ装置により、電気的に張力制御を行うこと
は可能であるが、この装置を数百本に対して設置するに
は大きな空間と大きな費用を要する。
本発明者らは上記欠点の解決を目的として種種検討の結
果本発明に到達したものである。
果本発明に到達したものである。
すなわち本発明の要旨とするところは、多数本の繊維束
を並べ、ニップロールでニップしながら引取り、一方向
引揃え繊維シートを製造するに際して、ニップロールで
トウ開張力を調整しながら繊維シートを製造することに
ある。
を並べ、ニップロールでニップしながら引取り、一方向
引揃え繊維シートを製造するに際して、ニップロールで
トウ開張力を調整しながら繊維シートを製造することに
ある。
以下本発明法を図面により詳細に説明する。
第１図は本発明法の実施に使用される一方向引揃え繊維
シートの製造装置の一例の配置図であり、繊維束群（１
）は一定の間隔に引揃えるためのコーム（２）を通り、
送り込みロール（３）に導入され、さらに適当な長さＬ
を走行した後、繊維束群全体に張力Ｔがかかる様に調整
されたダンサ−ロール等の張力調整装置（４）を通過さ
せ開繊装置（５）によりシート状に開繊し、引張ロール
（６）により樹脂含浸装置等に供給されるものである。
シートの製造装置の一例の配置図であり、繊維束群（１
）は一定の間隔に引揃えるためのコーム（２）を通り、
送り込みロール（３）に導入され、さらに適当な長さＬ
を走行した後、繊維束群全体に張力Ｔがかかる様に調整
されたダンサ−ロール等の張力調整装置（４）を通過さ
せ開繊装置（５）によりシート状に開繊し、引張ロール
（６）により樹脂含浸装置等に供給されるものである。
なお樹脂含浸装置は量線装置と引張ロールの間にあって
もさしつかえないし、又張力調整装置は引張ロールと送
り込みロールの藺であれば本発明法の効果に影響するも
のでばない。
もさしつかえないし、又張力調整装置は引張ロールと送
り込みロールの藺であれば本発明法の効果に影響するも
のでばない。
本発明法は、上述した装置の特に送り込みロール（３）
で繊維束をそれぞれにスリップさせることにより各繊維
束の張力を均一化することに特徴がある。第２図はその
機構を理解するための説明図である。ｎ本の繊維束群に
かかる張力をＴ、各繊維束にそれぞれかかる張力を１１
．１．。
で繊維束をそれぞれにスリップさせることにより各繊維
束の張力を均一化することに特徴がある。第２図はその
機構を理解するための説明図である。ｎ本の繊維束群に
かかる張力をＴ、各繊維束にそれぞれかかる張力を１１
．１．。
ｔ３・・・ｔｎとすれば、張力Ｔは装置に組込まれた張
力制御装置によりいつも一定に保つことが出来るので１
．、１．、１．・・・ｔｎの平均値はＴ／ｎでたえず一
定であるが、ニップロールで繊維束のスリップがない場
合には１．、１．、１．−°・ｔｎはかならずしも一定
ではない。たとえばこの装置の運転開始時即ち引張ロー
ル及び送り出しロールのニップを開始するとぎに１．、
１．、１．・・・ｔｎを均一にしてニップすることは不
可能に近いし、不均一のまま運転すればそのままの不均
一な状態が続（。又、走行中においても送り込みロール
から送りだされる繊維束の長さはそれぞれ微妙に変化し
、たとえば送り込みロールに導入される繊維束が棒状で
あるか、平面状であるかにより、或は繊維束は多少のク
リンプを有しているのが普通であるから、その程度によ
り送り込みロールからの送り出される繊維束の長さはそ
れぞれ微妙な差が発生し、送り出された繊維間の張力は
均一にはならない。
力制御装置によりいつも一定に保つことが出来るので１
．、１．、１．・・・ｔｎの平均値はＴ／ｎでたえず一
定であるが、ニップロールで繊維束のスリップがない場
合には１．、１．、１．−°・ｔｎはかならずしも一定
ではない。たとえばこの装置の運転開始時即ち引張ロー
ル及び送り出しロールのニップを開始するとぎに１．、
１．、１．・・・ｔｎを均一にしてニップすることは不
可能に近いし、不均一のまま運転すればそのままの不均
一な状態が続（。又、走行中においても送り込みロール
から送りだされる繊維束の長さはそれぞれ微妙に変化し
、たとえば送り込みロールに導入される繊維束が棒状で
あるか、平面状であるかにより、或は繊維束は多少のク
リンプを有しているのが普通であるから、その程度によ
り送り込みロールからの送り出される繊維束の長さはそ
れぞれ微妙な差が発生し、送り出された繊維間の張力は
均一にはならない。
ところが本発明法での上記ニツプロールテ繊維束を適度
にスリップさせるとこれらの張力の不均一が均一化され
るのである。
にスリップさせるとこれらの張力の不均一が均一化され
るのである。
さらに詳しく説明を加えれば、第１図に示す引張ロール
（６）では繊維束群のスリップがおこらない様にニップ
圧を充分に取り、送り込みロールはニップ圧を小さくと
り、適当にスリップをさせる。すなわち引張ロールの周
速に対して送り込みロールの周速を遅（するわけである
。もちろんこの間張力制御装置は正常に作動し全張力Ｔ
を維持している。さらにこのスリップを繊維束１本１本
について説明すれば、スリップの大きさは繊維束にかか
る張力ｔに比例するから張力のゆるんだ繊維束はスリッ
プが少なく、すなわち送り込みロールからの送り込み量
は少な（、だんだんゆるみは少な（なり、ついには他の
繊維束と同じ張力になる。又、張力のかかりすぎた繊維
束は他の繊維束に比較しスリップの度合は大きくなり張
力は低下し、ついには他の繊維束と同じ張力となる。即
ち繊維束の平均張力Ｔ／ｎよりも太き（張力がかかった
繊維束はスリップ度合が太き（な’ＪＴ／ｎにかぎりな
（近すこうとし、逆にＴ／ｎより小さい張力の繊維束は
スリップ度合が少な（なり、やがてＴ／ｎに近ずぎ繊維
束同志かたがいに張力の均一化の方向にスリップし合う
わけである。この作用は多数本引揃え繊維束の張力の均
一化におどろくべき効果を発揮する。たとえば前述した
ように数百本の繊維束を張力が不均一なまま、実際には
均一化しようとしても不可能であるが、引張ロール。
（６）では繊維束群のスリップがおこらない様にニップ
圧を充分に取り、送り込みロールはニップ圧を小さくと
り、適当にスリップをさせる。すなわち引張ロールの周
速に対して送り込みロールの周速を遅（するわけである
。もちろんこの間張力制御装置は正常に作動し全張力Ｔ
を維持している。さらにこのスリップを繊維束１本１本
について説明すれば、スリップの大きさは繊維束にかか
る張力ｔに比例するから張力のゆるんだ繊維束はスリッ
プが少なく、すなわち送り込みロールからの送り込み量
は少な（、だんだんゆるみは少な（なり、ついには他の
繊維束と同じ張力になる。又、張力のかかりすぎた繊維
束は他の繊維束に比較しスリップの度合は大きくなり張
力は低下し、ついには他の繊維束と同じ張力となる。即
ち繊維束の平均張力Ｔ／ｎよりも太き（張力がかかった
繊維束はスリップ度合が太き（な’ＪＴ／ｎにかぎりな
（近すこうとし、逆にＴ／ｎより小さい張力の繊維束は
スリップ度合が少な（なり、やがてＴ／ｎに近ずぎ繊維
束同志かたがいに張力の均一化の方向にスリップし合う
わけである。この作用は多数本引揃え繊維束の張力の均
一化におどろくべき効果を発揮する。たとえば前述した
ように数百本の繊維束を張力が不均一なまま、実際には
均一化しようとしても不可能であるが、引張ロール。
送り込みロールをニップし走行を開始すると。
始めは不均一な繊維束が多く、半数程度がたるんだ状態
にあるが適度なスリップを与えると。
にあるが適度なスリップを与えると。
少しずつ均一化し、やがて全繊維束が一平面となるまで
均一化が進む。又、このスリップは全張力Ｔと送り込み
ロールの圧力を調整することにより任意に調整出来る。
均一化が進む。又、このスリップは全張力Ｔと送り込み
ロールの圧力を調整することにより任意に調整出来る。
しかしながら一般に全張力Ｔは２本装置の中の開繊工程
に必要とする張力から決定されることが多（、実質的に
はスリップの調整は送り出しロールのニップ圧で調整す
ることとなる。
に必要とする張力から決定されることが多（、実質的に
はスリップの調整は送り出しロールのニップ圧で調整す
ることとなる。
本発明考等の詳細な検討の結果、このスリップの度合、
即ち送り出しロールと引張ロールの周速の差は０．５％
〜２％で多（の場合は０．５％〜１チで充分であった。
即ち送り出しロールと引張ロールの周速の差は０．５％
〜２％で多（の場合は０．５％〜１チで充分であった。
；し
以上の様に本発明法は、ニップローの組合せと、ニップ
ロールと繊維束のスリップを利用して、多数本の繊維束
を均一な張力に引揃えという困難な問題を比較的簡単な
装置で経済的にかつ効果的に解決した。又、この方法に
より製造した引揃え繊維束シートで製造した一方回引揃
えプリプレグは、前述した繊維の蛇行や乱れのない高品
質なものであった。
ロールと繊維束のスリップを利用して、多数本の繊維束
を均一な張力に引揃えという困難な問題を比較的簡単な
装置で経済的にかつ効果的に解決した。又、この方法に
より製造した引揃え繊維束シートで製造した一方回引揃
えプリプレグは、前述した繊維の蛇行や乱れのない高品
質なものであった。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例
６０００フイラメントからなる炭素繊維束１５８本を供
糸速度１００ｍ／時間で供糸し。
糸速度１００ｍ／時間で供糸し。
幅が５０５ｙ＋ｍになる様にコームで幅を規制し。
送り出しロールに供給した。一方送り出しロールと引張
ロールの間での張力は１２０ｋｐＫなる様に張力制御装
置を調整した。まず送り出しロールのニップ圧を線圧で
０．７７ ｋＰ／ｃｍで走行させたところ、走行開始直
後は張力がバラバラで送り出しロールと張力制御装置の
間でたるみのある炭素繊維束が約半数あったが、走行開
始後６分でたるみはなくなり、きれいな平面状の引揃え
シートとして引張ロールを通過した。又。
ロールの間での張力は１２０ｋｐＫなる様に張力制御装
置を調整した。まず送り出しロールのニップ圧を線圧で
０．７７ ｋＰ／ｃｍで走行させたところ、走行開始直
後は張力がバラバラで送り出しロールと張力制御装置の
間でたるみのある炭素繊維束が約半数あったが、走行開
始後６分でたるみはなくなり、きれいな平面状の引揃え
シートとして引張ロールを通過した。又。
本実施例では引張ロールに入る前で、厚さ７０μのエポ
キシ樹脂をコーティングした離型紙を引揃え炭素繊維束
に合体し引張ロールに引続き設置した加熱ニップロール
で樹脂を含浸しプリプレグとした。このプリプレグは繊
維のたるみによる蛇行も乱れもなかった。
キシ樹脂をコーティングした離型紙を引揃え炭素繊維束
に合体し引張ロールに引続き設置した加熱ニップロール
で樹脂を含浸しプリプレグとした。このプリプレグは繊
維のたるみによる蛇行も乱れもなかった。
次に比較例として、送り出しロールのニップ圧を３．２
ｋｙ／ｃｍとしその他の条件はすべて実施例と同一と
して走行させた。走行開始直後のたるみのある繊維束は
１時間以上の走行後も均一な張力にはならず、これで製
造したプリプレグは繊維の蛇行、乱れが著しく、製品に
はならなかった。
ｋｙ／ｃｍとしその他の条件はすべて実施例と同一と
して走行させた。走行開始直後のたるみのある繊維束は
１時間以上の走行後も均一な張力にはならず、これで製
造したプリプレグは繊維の蛇行、乱れが著しく、製品に
はならなかった。
第１図
本発明法の実施に使用される引揃え繊維シートの製造装
置の一例の配置図 （１）繊維束供糸装置 （２） コーム （３）送り出しニップロール （４）張力制御装置 （５） 開繊装置 （６） 引張ロール 第２図 本発明法のニップロールでのスリップ機構の説明図 ＴＱ維束群全体にかかる張力 １．、１．、１．・°・ｔｎ 繊維束１本１本にかかる
張力
置の一例の配置図 （１）繊維束供糸装置 （２） コーム （３）送り出しニップロール （４）張力制御装置 （５） 開繊装置 （６） 引張ロール 第２図 本発明法のニップロールでのスリップ機構の説明図 ＴＱ維束群全体にかかる張力 １．、１．、１．・°・ｔｎ 繊維束１本１本にかかる
張力
Claims (1)
- 多数本の繊維束を並べ、ニップロールでニップしながら
引取り、一方向引揃え繊維シートを製造するに際して、
ニップロールでトウ間張力を調整することを特徴とする
繊維シートの製造法０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58111501A JPS609962A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 繊維シ−トの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58111501A JPS609962A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 繊維シ−トの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS609962A true JPS609962A (ja) | 1985-01-19 |
| JPH0331822B2 JPH0331822B2 (ja) | 1991-05-08 |
Family
ID=14562893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58111501A Granted JPS609962A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 繊維シ−トの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609962A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012081407A1 (ja) * | 2010-12-13 | 2012-06-21 | 東レ株式会社 | 炭素繊維プリプレグおよびその製造方法、炭素繊維強化複合材料 |
| JP2023137705A (ja) * | 2022-03-18 | 2023-09-29 | 芝浦機械株式会社 | 開繊装置及び開繊方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59228036A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-21 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維束の拡幅法 |
-
1983
- 1983-06-21 JP JP58111501A patent/JPS609962A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59228036A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-21 | 三菱レイヨン株式会社 | 繊維束の拡幅法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012081407A1 (ja) * | 2010-12-13 | 2012-06-21 | 東レ株式会社 | 炭素繊維プリプレグおよびその製造方法、炭素繊維強化複合材料 |
| US9074064B2 (en) | 2010-12-13 | 2015-07-07 | Toray Industries, Inc. | Carbon fiber prepreg, method for producing same and carbon fiber reinforced composite material |
| JP2023137705A (ja) * | 2022-03-18 | 2023-09-29 | 芝浦機械株式会社 | 開繊装置及び開繊方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0331822B2 (ja) | 1991-05-08 |
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