JP2554067B2 - 種々のフイラメントよりなる糸，スライバおよびこれらが織物、編物に加工されてなる材料を処理する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は種々のフィラメントよりなる糸、スライバ
等、そして場合により織物又は編物に加工したものを処
理剤で処理する際にこの粉末状処理剤がそのフィラメン
トの構造中によりよく滲透するように各フィラメントの
間を分離させて処理する方法と装置とに関する。

一般に類似のいくつかの方法と装置とが中でも熱可塑
性または熱硬化性物質よりなり、フィラメントが強化剤
となっている複合材料の製造について知られている。例
えばオランダ特許出願7001623号には極めて多数のフィ
ラメントよりなるスライバ糸を個別に分離したのち、そ
の上に粉末化した合成樹脂を塗覆し、次いで樹脂を溶融
して結合製品を得る方法が記述されている。このスライ
バの中の各フィラメントを開織させるのは例えばこのオ
ランダ特許出願に従えば各フィラメントに同じ符号の電
荷を与えることによって行われる。もう一の具体例によ
ればスライバをベンチュリを通過させ、このベンチュリ
を通して液体を高速度で同一方向に通過させる。そのよ
うにしてフィラメントの開織がこのベンチュリを通って
出てくる液体の弛緩の影響のもとにもたらされる。

発明の開示 本発明の目的は、種々のフィラメントよりなる糸、ス
ライバおよびそれらが加工されてなる材料を粉末状処理
剤で効率よくかつ均一に処理するための方法および装置
を提供することにある。

上記した発明の目的は、種々のフィラメントよりなる
糸、スライバおよびそれらが織物、編物に加工されてな
る材料を粉末状処理剤で処理するための方法において、
粉末状処理剤が流動床中でガス流中に懸濁され、粉末状
処理剤の少なくとも１つの流れが材料に指向されるため
にベンチュリーの原理を利用した及出し力によって流動
床から抜き出され、実質的に垂直方向に材料に指向さ
れ、かくすることによってフィラメントに分離し分離さ
れたフィラメントを粉末状処理剤で処理することを特徴
とする処理方法の提供によって達成される。

また、他の目的は、種々のフィラメントよりなる糸、
スライバおよびこれらが織物、編物に加工されてなる材
料を粉末状処理剤で処理するための方法において、粉末
状処理剤の流動床中でガス流中に懸濁する手段、実質的
な開口空間を通して材料を誘導するための手段：開口空
間において処理剤を含む少なくとも１つの流れがベンチ
ュリーの原理を利用した吸出し力によって流動床から抜
き出され実質的に垂直方向に材料に指向するための吐出
末端を有する手段とを有することからなる装置の提供に
よって達成される。

発明を実施するための最良の形態 上記した本発明による場合は、流動床中に懸濁されて
いる粉末状処理剤が吸出し力によって流動床から抜き出
され、制御可能な圧力下に材料に吹付けられるので、モ
ノフィラメントの開織と同時に開織されたモノフィラメ
ントに粉末状処理剤が均一に入り込むことにより、各種
材料を均一に含浸させることが可能となり、これによっ
て最終製品、例えばフィラメントで強化されたプラスチ
ックシートなどの非常に均一な組成のものが得られる。

本発明に従う方法はそのフィラメントの性質やその含
浸剤の性質がどのようなものであっても適用することが
できる。

例えば種々の粉末状熱可塑性または熱硬化性物質のほ
かに種々の粉末状セラミック材料及び金属材料が含浸物
質として考えられる。

また本発明に従う方法は、含浸材料の種々の厚さの層
を被含浸物の異った側の上に適用することも可能であ
る。例えば計量のコアの内側または外側に適用されてい
る織物または編物を本発明を用いて含浸することができ
る。

本発明を１つの応用例により説明すれば粉末状処理材
として研磨材を使用することができ、このものはそれに
よって処理された対象物を粗面化してそれによりこれに
サイズ剤等を付着させるのにより適するようになる。

前述のベンチュリの原理を利用して処理剤がその中に
懸濁されているガスの流れを被処理物質へ指向させるの
が好ましい。

処理剤はガスの流れの中に種々の方法で、例えばこれ
をそのガスの流れの中に溶融物または液体として噴霧さ
せることによって懸濁させることができる。粉末状処理
剤を容器から直接ガスまたは液体の流れの中に注入する
ことも可能である。処理材を流動床中でガスに懸濁さ
せ、そしてその被処理物へ指向されるべきガスの流れを
この流動床からベンチュリの原理の応用によって抜き出
すことも可能である。フィラメントの束に含浸させるた
めに流動床を利用すること自身は例えばオランダ特許第
151928号公報から公知である。しかしながらこの公知の
方法ではその被処理材は含浸剤の流動床を通過させられ
るようになっている。

しかしながら本発明に従う方法において流動床を利用
する場合には実際の含浸はこの流動床の外側で行われ
る。

本発明はまた有孔底板を通してガスを供給することが
できる空間と粉末状処理剤のための供給管とを備えた上
記本発明に従う方法を実施するための装置にも関し、こ
の装置は上記空間に一つ以上の吸出し配管が設けられて
いてこれらの配管の出口側はこの装置の運転の間に被処
理剤がカバーする経路へ横断方向に往復動できる手段中
へ開口している。ガスが被処理剤に対して種々の側から
指向される場合にはこのガスの流れが互いに完全には衝
突し合わないことに注意すべきである。

本発明を利用する際種々の粉末状処理剤（以下処理剤
が含浸剤である場合について説明する）を一つおきの面
に、または互に隔てられた幾つかの空間の中で異った面
の上に適用して異種の含浸剤の望ましくない混合を避け
るようにすることも可能である。

以下本発明を実施例によって添付の図面の参照のもと
に説明する。

第１図は本発明に従う方法を実施するための装置の図
式的横断面図である。

第２図は本発明に従う装置の平面図である。

第３図は同じ装置の側面図である。

第４図は同じ装置のＡ−Ａ断面図である。

第５図は上記第２、第３及び第４図の装置の主要部分
の拡大図である。

第６図はそのａないしｅ図において本発明の適用のい
くつかの変形を示す。

第１図に示すように、自動的に維持される制御可能な
張力のもとで水平コイルから連続フィラメント束１を巻
き出すことによっていくつかの広幅綛を形成する。それ
らの束はガイド３を介して予熱炉４の中に進入する。こ
の炉は自動的に制御可能な熱源５によって加熱される。
次にその乾燥されて予熱されたフィラメントの束はガイ
ド６を経て熱的に絶縁された容器７を通過し、ここで含
浸が行われる（第２ないし６図をも参照）。次にそれら
の束は溶融炉８を通過し、この中に一つ以上の加熱体が
サーモカップルにより制御されて設けられている。この
ものは手段９によって予め定められた加熱強さに自動的
に制御される。フィラメント束は次に帯状に形成され、
そして冷却されたローラ10を介して冷却手段11に通さ
れ、そして送り出しローラ12及びガイド13を介してロー
ラ14の上に巻き取られる。

このコイルは電気モータ15によって駆動される。上記
送り出しローラ12のあとでフィラメントの帯または例え
ばこれを長手方向及び／又は横断方向に切断することに
よって更に加工することも可能である。

本発明に従う方法を実施するための装置は全体とし
て、または部分的に、垂直に設けることができる。

第２ないし第５図に従う装置においてフィラメント束
は熱的に絶縁された含浸用容器の中で供給軸の外側に位
置するいくつかのローラ16の上に分配される。

場合によってはこれらローラの各軸はシヤフト17のま
わりに対として回動可能に取付けられる。これによって
フィラメント束はそれらがこの装置の中に引き込まれた
時にセンターライン上に位置することができるようにな
る。フィラメント束を２層以上（この場合には２層）の
ローラにわたして広げることはフィラメントの良好な分
布を助ける。これらのローラを通過したあとで各フィラ
メントは含浸される。供給装置18から送り込まれた粉末
状含浸剤はベッド20の中で多孔底板19を通して供給され
るガス21の中で流動化される。

好ましくはこのガスは予熱されている。空間22の中で
その含浸剤が懸濁しているガス流はポンプの作用により
この流動床から制御可能な圧力のもとで含浸ヘッド23中
に吸出され、ここから含浸剤は連続的に移動している第
４図および第５図に示す如く、フィラメント束に対して
実質的に垂直に指向される。最適の含浸を達成するため
に含浸ヘッド23は場合によりその被含浸物の間隔及び／
又は折曲げ角度について調節可能になっている。

含浸容器７内に設けられる種々の部材は簡単に変位及
び／又は交換可能である。例えば異なった型の被処理物
の含浸のために別の型のローラ及び／又は他の含浸ヘッ
ドを使用することができる。

微細分割された含浸剤が含まれているガス流は好まし
くはその含浸されるべきフィラメントに対して例えば第
４図および第５図に示す如く上下の二つ以上の含浸ヘッ
ドから指向されるのがよい。これによってそれぞれのフ
ィラメントの全体にわたって含浸剤が極めて均一に分布
することがもたらされる。ここに記述する含浸方法によ
って、含浸剤が加圧ローラによって幾本かの個別フィラ
メントの間で圧縮されるような機械的含浸系において必
要であるよりも相当に低いフィラメント張力のもとに運
転することが可能になる。

この低いフィラメントの張力は例えば炭素フィラメン
ト等の機械的含浸に際してしばしば生ずるようなフィラ
メントの裂断を実質的に除くことをもたらす。これはよ
り高い含浸効率との組合せにおいてより高い含浸速度を
も可能とする。第５図には含浸剤の懸濁しているガスの
吸出しがベンチュリの原理を利用して道管26を通して行
われることが示されている。道管25によってガスは制御
可能な圧力のもとで供給される。供給されたガスはその
空間７からポンプによって道管25を通して吸い出され、
それによってガスのポンプ循環系が得られ、そして熱損
失が防止される。流動床を利用しない場合には配量装置
18を含浸ヘッドまたは供給主導管へ直接連結するのが有
利である。液体含浸剤を用いる場合にはこの液体を含浸
ヘッド23へ直接に注入するか、またこれを配量装置18か
ら直接吸い出すのが好ましい。

第６図には複数の面を有する含浸ヘッド及び／又は可
動の含浸ヘッドのいくつかの具体例が図式的に示されて
いるが、これらはフィラメント束あるいは場合によって
は織物または編物に加工されたものを連続的に含浸する
のに適している。これらのフィラメント束は場合によっ
てはコアにかぶせられる。そしてコアは例えば（イ）矩
形、（ロ）円筒形または（ハ）蜂の巣状の形状を有して
いることができる。

フィラメント材が供給されそれらの外周に沿って完全
に閉鎖された中空構造体に内側から含浸させるための方
法として裂け目が形成されなければならない。この場合
には含浸ヘッドをその中空の空間中に設けることができ
る。次にそれら含浸ヘッド及び／又はその被含浸物を所
望の含浸が達成されるように動かすことができる。これ
は第6e図及び第6d図によって更に説明する。

第6d図は内側及び外側に含浸されるべきフィラメント
材が設けられている航空機の先端部27を示している。内
側の含浸のためには含浸ヘッド28を、そして外側の含浸
のためには含浸ヘッド29を用いる。この先端部を回転さ
せて含浸ヘッド28及び29を案内部材30及び31の上で往復
動させることにより所望の含浸が得られる。

第6e図において32は内側と外側とに含浸されるべきフ
ィラメント材が設けられている皿アンテナの一部であ
る。この含浸は案内部材35及び36を介して半径方向に往
復動される含浸ヘッド33及び34を用いて行われる。所望
の場合には図示の運動をコンピューター制御によって行
なうことができ、それによってより複雑な形状の物を最
適に含浸させることが可能になる。

織物又は編物に加工されたフィラメント束がコアに利
用されている時はその含浸された物を予め定められた所
望の圧力においてオートクレーブ中で加熱する。場合に
よっては放熱部材がこのオートクレーブの中に組込まれ
ていてもよい。

上に記述した方法によれば、場合により或形状に織り
上げられたフィラメント帯材の含浸された物を処理して
航空機先端部材、レーダードームその他の構造体にする
ことができる。例えば加熱用の二つの型半体よりなる溶
融炉を用いることも可能である。

フィラメント帯材を織り上げ、編み上げ及び／又は燃
り上げるのが容易になるようにこの帯材は全体的に又は
部分的にいくつかの狭い帯材に分割されていてもよい。
次にそれらの狭い帯状に本発明に従う方法によって追加
的な薄い含浸層を設ける。この層は各フィラメントの間
に既に存在する含浸材がその織布及び／又は編織の間に
その位置に保持され、またその上に湿分の吸収を防止す
るためのものである。これを実現するためにフィラメン
トの帯材は場合により例えばその表面を温度処理にかけ
ることができる。特に剛性の高い物質を含浸する場合に
は、対象とする装置を特に著しく適合化させる必要なく
且つ速度の損失なく、まだ溶融炉を通過していない狭幅
の帯材で織布又は編織することができる。次にその織り
あげ、編みあげ及び／又は燃りをかけた物品を溶融炉を
通し、そしてこれを冷却された成形ローラによって場合
により更に加工することができる。

処理剤としては例えば下記を使用することができる。

アセタール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル／
ブタシジェン／スチレン樹脂、アルミニウム、アルキッ
ド樹脂、アルミナ、アリール樹脂、ビスマレイミド樹
脂、コバルト、銅、エコノール、エポキシ樹脂、フルオ
ロカーボン樹脂、フッ素今日重合物、鉛、メラミン樹
脂、ニッケル、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、
ポリアクリレート、ポリアミド（ナイロン）、ポリブタ
ジエン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、芳香族ポリエステル、熱可塑性ポリエステル、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルスルホン、ポリアルケン、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリイミド、ポリオキシメチレン樹脂、変形ポ
リフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルホ
ン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、編成ポリプロピレンオキサイド、シリカ、炭
化珪素、窒化珪素、シリコーン、スチレンアクリロニト
リル共重合物、スチレン共重合体、チタン、タングステ
ン、尿素、ビニルエステル、ゴム。

またその添加剤としては下記のようなものが挙げられ
る： 静電防止剤、発泡剤、着色剤、コンクリート、カップ
リング剤、充填剤、防炎剤、発泡剤、熱安定剤、中空充
填材、滑剤、鉱物類、可塑剤、加工助剤、シリコーン、
安定剤、超合金、紫外線吸収剤、水溶性プラスチック、
ウイスカー。

その処理されるべき物質は例えば次のようなものから
なることができる： アルミニウム、酸化アルミニウム、アラミド樹脂、石
綿、ホウ素、炭素、コバルト、銅、ガラス、高級シリカ
及び石英、珪酸リチウムアルミニウム、マグネシウム、
ニッケル、ポリアルケン、シリカ、珪素、炭化珪素、窒
化珪素、鋼鉄、チタン、タングステン、亜鉛、ジルコニ
ア、ジルコニウム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デー ヤヘル，ヘイ ヘー オランダ国 2202 セーアー ノールド ウアク エラスマスヴエーヒ 17 (56)参考文献 特開 昭50−40845（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−94979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−32885（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−19677（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3703396（ＵＳ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】種々のフィラメントよりなる糸、スライバ
   およびこれらが織物、編物に加工されてなる材料を粉末
   状処理剤で処理するための方法において、粉末状処理剤
   が流動床中でガス流中に懸濁され、粉末状処理剤の少な
   くとも１つの流れが材料に指向されるためにベンチュリ
   の原理を利用した吸出し力によって流動床から抜き出さ
   れ、実質的に垂直方向に材料に指向され、かくすること
   によってフィラメントに分離し分離されたフィラメント
   を粉末状処理剤で処理することを特徴とする、上記処理
   方法。
2. 【請求項２】処理剤の懸濁しているガスの流れを被処理
   物に対して種々の側から指向させガスの流れが互いに完
   全には衝突しないことを特徴とする、請求の範囲第１項
   記載の方法。
3. 【請求項３】被処理物へ流されるガスの流れが被処理物
   の上を往復動の態様で動かされることを特徴とする、請
   求の範囲第１項記載の方法。
4. 【請求項４】処理剤が被処理物に対して指向されるガス
   の流れに計量された量で直接供給されることを特徴とす
   る、請求の範囲第１項記載の方法。
5. 【請求項５】処理剤が含浸剤であることを特徴とする、
   請求の範囲第１項記載の方法。
6. 【請求項６】処理剤が、これによって処理されたものを
   粗面化しサイズ剤がその上に付着するのによりよく適す
   るようにする研磨材である、請求の範囲第１項記載の方
   法。
7. 【請求項７】種々のフィラメントよりなる糸、スライバ
   およびこれらが織物、編物に加工されてなる材料を粉末
   状処理剤で処理するための装置において、粉末状処理剤
   を流動床中でガス流中に懸濁する手段、実質的な開口空
   間を通して材料を誘導するための手段、および開口空間
   において処理剤を含む少なくとも１つの流れがベンチュ
   リの原理を利用した吸出し力によって流動床から抜き出
   され、実質的に垂直方向に材料に指向するための吐出末
   端を有する手段とを有することからなる装置。