(57)【要約】【課題】  弾性率１５０GPa以上の高弾性率セラミックス繊維束であっても毛羽立ちや糸切れを発生することなく繊維束を開繊できる方法と装置を提供する。【解決手段】  互いに平行に複数個並べた固定ロール中に弾性率１５０GPa以上のセラミックス繊維からなる繊維束を流送して繊維束幅を広げる際、該固定ロールの表面荒さが２μmRmax以下であり、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであり、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に複数個並べた固定ロール中に弾性率１５０GPa以上のセラミックス繊維からなる繊維束を流送して繊維束幅を広げる際、該固定ロールの表面荒さが２μmRmax以下であり、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであり、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱することを特徴とする高弾性率繊維束の繊維束の開繊方法。
【請求項２】
繊維束の送り出しと巻き取りの間に複数個の固定ロールを備えており、該固定ローラーの表面荒さが２μmRmax以下であり、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであり、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱できることを特徴とする高弾性率繊維束の繊維束の開繊装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維束の開繊方法およびその装置に関するもので、特に弾性率１５０GPa以上の高弾性率セラミックス繊維束であっても毛羽立ちや糸切れを発生することなく繊維束を開繊できる繊維束の開繊方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セラミックス繊維を強化材としたセラミックス基複合材料等の複合材料の複合化過程において繊維への界面層のコーティングやマトリックス原料の含浸等のプロセスがある。これらのプロセスにおいて反応ガスや原料粉末等をセラミックス繊維束内にまで浸透させることが複合材料の組織の均一化や特性の向上に不可欠である。これを達成する方法の一つに繊維束を開繊することが提案されている。
【０００３】
これまでに繊維束の開繊方法としては、丸棒しごきによる方法（特許文献１参照）、丸棒を横振動させる方法（特許文献２参照）、水流による方法（特許文献３参照）、一定張力下での高圧空気流による方法（特許文献４参照）、一定張力下で超音波で振動させる方法（特許文献５参照）、およびサイジング剤を帯熱柔軟下させ所要のオーバーフィード量を保ちながら公差方向に気流を通過させる空気流開繊方式（特許文献６参照）がある。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−９９６１号公報
【特許文献２】特開昭５６−４３４３号公報
【特許文献３】特開昭５２−１５１３６２号公報
【特許文献４】特開昭５７−７７３４２号公報
【特許文献５】特開平１−２８２３６２号公報
【特許文献６】特開平１１−１７２５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの方法では、繊維束に張力をかけた状態で強制的に開繊させたり、繊維束に対して垂直方向に気流を加えて開繊させるため、特に弾性率１５０GPa以上の高弾性率セラミックス繊維束では毛羽立ちや糸切れを生じやすいという問題があった。
本発明はこれらの問題を解決するための繊維束の開繊方法およびその装置が提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、互いに平行に複数個並べた固定ロール中に繊維束を流送して繊維束幅を広げる際、該固定ロールの表面荒さが２μmRmax以下であり、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであり、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱することを特徴とする高弾性率繊維束の開繊方法に関するものである。
また、本発明は、繊維束の送り出しと巻き取りの間に複数個の固定ロールを備えており、該固定ロールの表面荒さが２μmRmax以下であり、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであり、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱できることを特徴とする高弾性率繊維束の開繊装置に関するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、特に弾性率１５０GPa以上の高弾性率セラミックス繊維束であっても毛羽立ちや糸切れを発生することなく繊維束を開繊する方法と装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明によれば、互いに平行に複数個並べた固定ロール中に繊維束を流送して繊維束幅を広げる際、該固定ロールの表面荒さが２μmRmax以下であり、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであり、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱する繊維束の開繊方法が提供される。
これにより繊維束が固定ロールにより開繊される際に、繊維が固定ローラーとの摩擦で傷つけられることがなく、サイジング剤の流動性が高いために繊維の毛羽立ちや糸切れを紡糸しながら繊維束を広げることが可能となる。
【０００９】
本発明に用いられる繊維の種類としては、炭化珪素繊維、アルミナ繊維等のセラミック系繊維が使用でき、これらは単独あるいは複合して用いられる。なお、繊維の太さ、サイジング剤の種類、量などについては通常用いられているものと同じであれば使用できる。
【００１０】
本発明においては、互いに平行に複数個並べた固定ロール中に繊維束を流送する。
固定ロールは自在にその位置を変えられる構造のものが望ましく、繊維束に係る張力と開繊効果を吟味した上で、繊維束と固定ロールの接触角を変えるように固定ロール相互の位置関係を変更する。固定ロールの形状は一般的に言えば、直径１０ｍｍ以上の円柱状のものであって、その表面荒さは２μmRmax以下であり、好ましくは、１μmRmax以下であることが好ましい。更に複数の繊維束を並列させて処理する場合は、固定ロールの表面にガイド状の溝を設けることも可能である。
【００１１】
固定ロールの数は開繊幅を大きくするためには多い方が好ましいが、多すぎると繊維へのダメージが大きくなり毛羽立ちや糸切れの原因となるので２個から６個が好ましい。
固定ロールの材質は、加熱温度に耐えられるもので、表面硬度が高く、耐摩耗性を有するものが望ましく、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであることが好ましい。
【００１２】
本発明においては、固定ロールは、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱される。好ましくは流動性を十分高めるためにサイジング剤の軟化点またはガラス転移点より３０℃以上高い温度に加熱されることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、繊維束の送り出しと巻き取りの間に複数個の固定ロールを備えており、該固定ロールの表面荒さが２μmRmax以下であり、ケイ素、チタン、クロム、アルミニウム、ジルコニウムの酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物のいずれかからなるセラミックスであり、繊維束のサイジング剤の軟化点またはガラス転移点以上に加熱できる繊維束の開繊装置が提供される。
固定ローラーの加熱方法としてはローラーに抵抗加熱ヒーターを組み込んだり、熱風を吹き付ける方法があるが特に制約はない。しかし、ローラーの表面温度はサイジング剤の軟化点またはガラス転移点より３０℃以上高くできることが好ましい。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１
Ｓｉ：６７％、Ｃ：３１％、Ｏ：０．３％、Ａｌ：０．８％、Ｂ：０．０６％（原子比Ｓｉ：Ｃ：Ｏ：Ａｌ＝１：１．０８：０．００８：０．０１２）の結晶性炭化ケイ素繊維の長繊維束（平均直径：７．５μｍ、１６００本／繊維束、）をポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）でサイジングした。この炭化ケイ素繊維は３９２ＧＰａの高い弾性率の繊維である。この繊維束を図１に示す装置を用いて開繊した。固定ローラーは窒化ケイ素製（表面荒さ１μmRmax）で内部抵抗加熱ヒーターを内蔵しており、固定ローラー表面を、ポリエチレンオキサイドの軟化点（６５−６７℃）より約３０℃高い１００℃に加熱した。繊維束の送り速度は５ｃｍ／秒とした。これにより繊維束は約１ｍｍから３ｍｍに開繊することができ、繊維の毛羽立ちや糸切れも確認されなかった。
【００１５】
比較例１
実施例１と同じ繊維束と装置を用いて開繊した。ただし、固定ローラーは加熱せず、ステンレス製として常温とした。実施例１と同じ繊維束の送り速度で開繊したところ、開繊幅は２ｍｍと小さくなり、繊維の毛羽立ちや糸切れも確認された。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は本発明の開繊装置の概略図である。
【符号の説明】
【００１７】
１．送り出しボビン
２．巻き取りボビン
３．繊維束
４．ヒーター内蔵固定ローラー
【図１】
2005113276.tif 000003