(57)【要約】  本発明は、無端のマルチフィラメント繊維から成る繊維ストランド（２）をより広い最終幅とより薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストランド（２’）へ拡開するための方法及び装置に関する。拡開ステーション（５）での拡開は、繊維ストランド（２）に接触し、超音波周波数領域の振動を繊維ストランド（２）に導入する少なくとも１つのソノトロード（５２）によって行なわれる。これにより、繊維ストランドは、繊維長手方向に対して横に均等に拡幅される（図１）。
2017528606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維ストランドが、無端のマルチフィラメント繊維から成る、当初幅と当初厚さを有する繊維ストランドをより広い最終幅とより薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストランドへ拡開するための方法であって、
・繊維ストランドが、巻解き部から出て巻取り部に向かって長手方向（ｘ方向）に移動され、
・繊維ストランドが、巻解き部と巻取り部の間で拡開ステーションを通過し、この通過時に、調整可能な張力付与状態下に保たれる、
ものにおいて、
・拡開ステーションで、繊維ストランドが、少なくとも１つのソノトロードに接触し、このソノトロードにより上及び／又は下（ｚ方向）から繊維ストランドに導入される振動によって、この繊維ストランドが、長手方向に対して横で横方向（ｙ方向）に均等に拡幅され、
・これら振動が、１５ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの間にある周波数を有する、
こと、を特徴とする方法。
【請求項２】
繊維ストランドのマルチフィラメント繊維が、糊によって包囲され、生じるストリップ状の繊維ストランド内の糊に対するマルチフィラメント繊維の量比が、拡開されてない繊維ストランドに比して変化しないこと、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
引張強度を有する繊維から成る繊維ストランドの拡開時に、これら繊維が、１つの迎角でソノトロードの接触面に供給されること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
繊維ストランドが、巻解き部から出て巻取り部に向かって繊維長手方向に少なくとも２０ｍ／ｍｉｎの速度で移動されること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
繊維ストランドが、巻解き部から出て拡開ステーションに向かって、好ましくは巻取り部まで、連続的に不変の平面（ｘｚ平面）内を移動され、しかも繊維長手方向に上又は下へ転向されるが、拡開部を除いて、繊維長手方向に対して横（ｙ方向）の横への転向を受けないこと、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
拡開により生じるストリップ状の繊維ストランドが、当初幅に比して少なくとも２倍の、好ましくは少なくとも５倍の広い最終幅を与えられ、好ましくは、ストリップ状の繊維ストランドの最終幅が、所定の値に制限されること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
複数の繊維ストランドが、同時に拡開され、１つの共通の特に広幅の拡開された繊維ストランドへ併合されること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
繊維ストランド（２，２’）が、無端のマルチフィラメント繊維から成る、当初幅と当初厚さを有する繊維ストランド（２）をより広い最終幅とより薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストランド（２’）へ拡開するための装置であって、
・繊維長手方向（ｘ方向）に巻き解くための、使用される繊維ストランド（２）用の巻解き装置（１）と、
・使用される繊維ストランド（２）をストリップ状の繊維ストランド（２’）へ横（ｙ方向）に拡開するための拡開ステーション（５）と、
・拡開ステーション（５）を経るその移動時に繊維長手方向に繊維ストランド（２，２’）に均等に張力を付与するための制御可能な張力付与装置（３，７）と、
・拡開されたストリップ状の繊維ストランド（２’）の巻取り装置（８）と、
を有するものにおいて、
・拡開ステーション（５）が、繊維ストランド（２）に接触して拡開するための少なくとも１つのソノトロード（５２）を有し、
・このソノトロード（５２）が、その接触面（５３）を介して１５ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの間の周波数の振動を上及び／又は下（ｚ方向）から繊維ストランド（２，２’）に導入可能である、
こと、を特徴とする装置。
【請求項９】
ソノトロード（５２）の接触面（５３）が、拡開によって達成可能なストリップ状の繊維ストランド（２’）の最終幅よりも広い幅を備えること、を特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも２つのソノトロード（５２，５２’，５２’’，５２’’’）が、拡開ステーション（５）に設けられ、隣接する２つのソノトロード（５２，５２’，５２’’，５２’’’）が、予調整された間隔及び予調整された互いに異なる整向で配置され、これにより、異なった性状の繊維ストランド（２）が、適合可能な巻付けで、ソノトロード（５２，５２’，５２’’，５２’’’）に接触可能であること、を特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
ソノトロード（５２）の接触面（５３）に対する繊維ストランド（２，２’）の迎角を調整するために、付加的なガイドローラ（４，６）が、拡開ステーション（５）の前後に設けられていること、を特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
繊維ストランド（２，２’）に均等に張力を付与するための制御可能な張力付与装置が、少なくとも２つのローラを有する２つのダンサーユニット（３，７）から成り、前側のダンサーユニット（３）が、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開ステーション（５）の前に設けられ、後側のダンサーユニット（７）が、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開ステーション（５）の後に設けられていること、を特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
拡開されたストリップ状の繊維ストランド（２’）の統一的な最終幅の制限及び調整をするために、ストリップ幅制限器が設けられ、このストリップ幅制限器が、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開ステーション（５）の後に配置されること、を特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
巻解き装置（１）から出て拡開ステーション（５）に向かって不変の平面（ｘｚ平面）内で繊維ストランド（２）を連続的に移動するために、巻解き装置（１）が、回転可能で、繊維ストランド（２）の移動方向に対して横（ｙ方向）に移動可能な巻解きリールとして形成されていること、を特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前側のダンサーユニット（３）が、巻解きリールの回転速度をコントロールし、巻取り装置（８）が、トルク駆動される巻取りリールとして形成されていること、を特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
複数の繊維ストランド（２）が相並んで拡開装置（５）を通過可能であるように、拡開装置（５）が設計され、個々の拡開された繊維ストランド（２’）を１つの広幅の繊維ストランド（２’’）へ併合するために、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開装置（５）の後に配置されたフィードシステム（９）が設けられ、必要に応じて、別の拡開装置（５’）が、この広幅の繊維ストランド（２’’）を統一するために設けられていること、を特徴とする請求項８〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維ストランドが、無端のマルチフィラメント繊維から成る、当初幅と当初厚さを備える繊維ストランドをより広い最終幅とより薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストランドへ拡開するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維ストランドの拡開は、しばらく前から知られており、ポリマー繊維から成る繊維ストランドの場合には、物理的な特性を改善するために使用される。何故なら、拡開により、例えば繊維ストランド内のフィラメントの捩れが排除され、同方向のフィラメントを有する繊維ストランドが得られるからである。カーボン繊維から成る繊維ストランドの場合、拡開により、特に、これら繊維ストランドから生産された織布又は積層布のより少ない単位面積重量の達成が追求される。このような織布又は積層布は、特に、複合体のために使用することができる。通常は、繊維織布又は繊維積層布又は例えばカーボン繊維のような補強糸から成る他のテキスタイルシート材料が、熱可塑性のマトリクスで被覆され、このような１次製品（プリプレグ）がプレスされることによって、このような複合材が構成される。生じる複合体の重量をできるだけ僅かに保つため、テキスタイルシート材料のため、特にできるだけ僅かな厚さと不変の良好な機械的特性とを有する繊維ストランドのために使用される。繊維ストランドの厚さの低減及び処理は、繊維ストランドの拡開によって得られる。
【０００３】
公知の装置の場合、繊維ストランドの拡開は、異なる方法で得られる。１つの可能性は、繊維ストランドを電場内で帯電させることであり、これにより、フィラメントが相互に反発し、このようにして離れる。このような拡開方法は、エネルギーを大量に消費するものであり、電気伝導性の、従って帯電可能な繊維ストランドにしか適用可能でない。ガラス繊維又はテキスタイル繊維は、例えばこのような拡開方法の前に含浸処理を受けなければならない。
【０００４】
他の方法原理の場合は、ストランドを開くために、繊維ストランド内へ長手方向に空気が吹き込まれる。繊維ストランド内のフィラメントは、例えば織りのような種々の処理過程における繊維ストランドの処理を容易化する糊によって包囲される。この糊は、繊維を接着し、この吹込み方法では、繊維ストランドの均等な拡開を困難にする。更に、糊の除去は、困難である。何故なら、一方で、異なった性状の糊が使用され、他方で、この糊は、次処理時に例えば破断の危険のあるカーボン繊維への損傷を防止するからである。
【０００５】
別の方法バリエーションの場合は、拡開のために振動が繊維ストランドに導入される。そして、米国特許第５，０４２，１１１号明細書及び米国特許第３，７０４，４８５号明細書には、１つの方法が記載されており、ここでは、ラウドスピーカーによって音波が発生され、振動するエアクッションが繊維ストランドを拡開する。このような方法は、非常に粗悪に制御可能であり、繊維ストランドの不均等な最終幅を生じさせる。繊維ストランドへの振動の良好な伝達は、音が例えば水のような液体に導入される場合に得られる。これは、米国特許第５，５１１，３９５号明細書及び欧州特許第１  ６５２  ９７８号明細書に記載されている。しかしながら、この方法において欠点であるのは、フィラメントを包囲する糊が、ウォーターバス内で変化することである。これは、糊の性状に応じて化学的変化を生じさせることがある。しかしながら、いずれの場合でも、繊維ストランド内の糊に対する繊維の量比が影響を受け、これは、望ましくない。方法の別の欠点は、水から出る拡開された繊維ストリップが脱水及び乾燥されなければならないことにある。このような乾燥プロセスは、エネルギーを大量に消費するものであり、乾燥の前に機械的な脱水が行なわれる。ストリップの脱水のため、欧州特許第１  ６５２  ９７８号明細書による装置の場合は、拡開されたストリップが圧搾装置に供給される。このような圧搾プロセス時に脱水以外に付加的な拡開も行なわれることがわかった。従って、十分な開発が、同様の装置による、特に種々のロールを介する及び場合によっては振動棒を介する繊維ストランドのジグザグガイドによる乾燥した繊維ストランドの拡開に取り組まれた。この方法の場合も、繊維上に存在する糊を熱的又は化学的に分解するために、繊維ストランドは、拡開前、拡開中及び拡開後に、加熱装置によって加熱され、これは、一方で、糊に影響を与え、他方でエネルギーコストを生じさせる。しかしながら、糊の変化は、望ましくない。何故なら、繊維ストランド内の糊は、それ以外の処理過程のために必要とされるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，０４２，１１１号明細書
【特許文献２】米国特許第３，７０４，４８５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５１１，３９５号明細書
【特許文献４】欧州特許第１  ６５２  ９７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の課題は、異なった性状の繊維ストランドのために適用可能であり、特に繊維ストランド内の繊維に対する糊の比に影響を与えない繊維ストランドを拡開するための経済的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴を有する方法によって満足される。このような方法を実施するために、請求項８の特徴を有する装置を使用することができる。
【０００９】
従属請求項には、有利な方法の特徴もしくは装置の特徴が記載されている。
【００１０】
本発明による方法は、当初幅（ｙ方向の広がり）と当初厚さ（ｚ方向の広がり）を備える繊維ストランドをより広い最終幅とより薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストリップへ拡開するために、即ち、繊維ストランドをその長手方向に対して横（ｘ方向）に拡幅するために使用される。この方法は、無端のマルチフィラメント繊維から成る全ての繊維ストランドに、即ち、例えばケイ酸塩のようなセラミックから成る繊維、玄武岩から成る繊維、ガラスから成る繊維、炭化ケイ素から成る繊維、スチール、アルミニウム、チタンのような金属から成る繊維、例えばケブラーのようなアラミドから成る繊維に適用可能であり、しかしながらまたポリマー繊維にも適用可能である。拡開の目標は、物理的特性の改善又は低い単位面積重量だけとすることができる。異なる数のフィラメントを有するマルチフィラメント繊維、即ち１０００本のフィラメントを含む１Ｋ繊維のマルチフィラメント繊維が、しかしながら例えば５００００本のフィラメントを有する５０Ｋ繊維のマルチフィラメント繊維が使用可能である。
【００１１】
本方法の場合、拡開すべき繊維ストランドは、巻解き部から出て繊維長手方向に移動され、拡開ステーションを経て案内され、そこで、拡開が行なわれ、次いで拡開されたストリップ状の繊維ストランドは、巻き取られるか、即座に別の製造プロセスへ投入される。本発明による方法の場合、繊維ストランドは、拡開ステーションで例えばエアクッション又は液体のような流体を使用せずに振動にさらされる。この場合、ソノトロードによって伝達される超音波が使用される。その際、ソノトロードは、上又は下から繊維ストランドに接触する。機械的な振動は、ｚ方向に、即ち繊維ストランドの長手方向（ｘ方向）に対して垂直に導入され、これにより、繊維ストランドは、横方向（ｙ方向）に拡幅される。その際、使用される振動は、１５〜８０ｋＨｚの、好ましくは２０〜４０ｋＨｚの間の周波数を有する。２０ｋＨｚ未満の周波数の場合は、装置全体を実質的に拡大しかつ高価にする非常に大きいソノトロードが使用される。４０ｋＨｚ超の周波数の導入については、確かにソノトロードは小さくなるが、プロセス精度は、同程度で低下する。
【００１２】
この場合、超音波発振子は、交換可能なソノトロードを備え、これらソノトロードは、その端面を介して高周波の機械的振動（超音波）を繊維ストランドに導入する。拡開ステーションでは、１つ又は複数のソノトロードを使用することができる。繊維ストランドの拡開ステーションの通過時に、繊維ストランドは、ソノトロードに巻き付けることができ、ソノトロードの接触面に対する迎角は、変更可能である。
【００１３】
１つの繊維ストランド内で、個々のフィラメントは、糊によって包囲されている。糊の組成は、繊維のメーカーに応じて異なっている。エポキシベースの糊が知られている。このような糊は、繊維ストランドの処理を容易化する。そして、例えばカーボン繊維は、長手方向に高い引張強度を備えるが、繊維長手方向に対して横には、非常に容易に判断することがある。不利なことに、糊は、繊維が互いにくっつくことを生じさせ、これが、繊維ストランドの拡開を困難にする。有利には、繊維ストランドのフィラメント上の糊は、拡開ステーションで変化しない。一方で、糊が媒体とは接触しないので、化学的変化が行なわれない。他方で、糊に対する繊維の量比が、プロセス全体で変化しない。ソノトロードによって発せられる振動は、繊維ストランド内に摩擦を生じさせ、これが、熱を発生させ、糊の軟化を生じさせ、繊維ストランドの拡開を容易化する。例えばカーボン繊維のような導電性の繊維は、付加的に熱伝導に寄与する。ソノトロードの接触面の領域のみで糊の軟化が行なわれ、その直後に既に再び繊維ストランドの冷却が行なわれるので、糊／繊維の量比が変化しない。
【００１４】
拡開ステーションの通過時に、繊維ストランドは、張力付与状態下に保たれる。この張力付与状態は、調整可能であり、できるだけ均等な拡開を得るために、好ましくは方法全体にわたって同じである。この場合、達成可能な拡開幅は、この張力付与状態に依存する。張力が高いほど、即ち、繊維ストランドが固く保持されるほど、拡開幅は狭くなる。一定に保たれた張力付与状態の場合で一定の振動周波数の場合には、拡開幅は、振動振幅の変更によって変更することができる。
【００１５】
前記の方法により、繊維ストランドは、高い速度、好ましくは少なくとも２０ｍ／ｍｉｎの速度で移動させると共に均等に拡開することができる。この方法により、繊維ストランドは、少なくとも２倍の最終幅を有するストリップ状の繊維ストランドへ拡開することができ、好ましくは、最終幅は、少なくとも５倍分だけ変化する。従って、例えば、２ｍｍの幅を有する１２Ｋカーボン繊維ストランドは、３０ｋＨｚの周波数の場合に、１２ｍｍの均等なストリップ状の広い繊維ストランドへ拡開される。相応のストリップ幅制限器により、最終幅は、所定の最終幅値に調整することができる。
【００１６】
有利には、本発明による方法は、繊維ストランドが乾式で処理され、繊維ストランドの脱水、加熱又は乾燥のためのエネルギーが必要ないので、経済的な方法である。更に、その組成、即ちプロセス中のマルチ繊維ストランドと糊の量比に関する繊維ストランドの性状は、変化しない。規定通りに、統一的な広い最終幅と薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストランドが得られ、これが、希望通りに、低い単位面積重量を生じさせ、織布又は積層布に繊維ストイランドを適用する場合には、例えば引張強度のような等しく良好な機械的特性を有する軽量の複合体を生じさせる。
【００１７】
この方法のために、拡開すべき繊維ストランド用の巻解き装置と、使用される繊維ストランドをストリップ状の繊維ストランドへ拡開するための拡開ステーションと、拡開ステーションを経るその移動時に繊維ストランドに均等に張力を付与するための制御可能な張力付与装置と、拡開されたストリップ状の繊維ストランドの巻取り装置と、を有する装置が使用される。本発明に従い、拡開ステーションが、繊維ストランドに接触して拡開するための少なくとも１つのソノトロードを有し、このソノトロードが、その接触面を介して１５ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの間の周波数の振動を上及び／又は下（ｚ方向）から繊維ストランドに導入し、これが、ｙ方向の繊維ストランドの拡開を生じさせる。その際、好ましくは、２つ又は３つのソノトロードが、相前後して繊維ストランドに作用する。拡開ステーションが多くのソノトロードを有するほど、拡開結果は良好になるが、装置も高価になる。この理由から、２つ又は３つのソノトロードを有する拡開ステーションが好ましい。超音波発振子は、好ましくは交換可能なソノトロードを備え、これらソノトロードは、その端面に、繊維ストランドに接触するための接触面を備える。これら接触面は、繊維ストランドの移動方向、即ち繊維長手方向に平らに又は凹に又は凸にすることができる。接触面の幅、即ち、繊維の移動に対して横の接触面の広がりは、いずれにしても、拡開によって達成可能なストリップ状の繊維ストランドの最終幅よりも広いように選択される。
【００１８】
例えば、少なくとも２つのソノトロードが、拡開ステーションに設けられる場合は、隣接する２つのソノトロードが、予調整された間隔で配置される。この間隔は、繊維ストランド材料の性状に従う。更に、隣接するソノトロードは、好ましくは、互いに異なる整向で設けられるので、第１のソノトロードが、例えば繊維ストランドに上から接触し、第２のソノトロードが、繊維ストランドに下から接触する。これは、より均等なプロセス結果を生じさせる。その際、ソノトロードの接触面は、好ましくは１つの平面内に存在する。これに対して、例えばカーボン繊維ストランドのような引張強度を有する繊維ストランドの場合は、ソノトロードへの巻付けが望まれる。このような繊維ストランドの拡開のため、接触面は、好ましくは、通過する繊維ストランドに対して異なる高さで配置されるので、この繊維ストランドは、できるだけジグザグラインで拡開ステーションを経て案内される。このためソノトロードの接触面に対する繊維ストランドの所望の迎角を達成するために、拡開ステーションの前又は後に、ガイドローラを設けることができる。更に、拡開されたストリップ状の繊維ストランドの統一的な最終幅を得るために、付加的に、ストリップ幅制限器を拡開ステーションの後に組み込むことができる。
【００１９】
本発明を、図面の実施例により説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による装置の原理図
【図２】ソノトロードの異なる形態２ａ，２ｂ，２ｃ
【図３】ソノトロードの異なる配置３ａ，３ｂ，３ｃ
【図４】本発明による別の装置の原理図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、これら実施例に限定されていない。図１の原理図は、巻解き装置１から出て拡開ステーション５を経て巻取り装置８までの拡開すべき繊維ストランド２の原理的な通過を示す。この場合、繊維ストランド２は、１２Ｋ繊維ストランドである。即ち、繊維ストランドは、これらフィラメントは、無端で繊維ストランド２内で相並んで配置されかつそれぞれ糊によって包囲された１２０００本のフィラメントから成る。この糊は、繊維ストランド２がその移動時に損害を受けることを防止する。巻解き装置１のリール上に供給された使用される繊維ストランド２は、このリールから巻き解かれる。リールからの繊維ストランド２の巻解きにより、各回転によって異なる巻解き位置が生じる。この繊維ストランド２が、常に同じ位置で後続のダンサー装置３に供給され、このダンサー装置が、繊維ストランド２を拡開ステーション５へ更に導き、従って繊維ストランド２が、不変の平面内で巻解き装置１から出て拡開ステーション５に向かって移動されるように、巻解き装置１内のリールは、移動方向に回転可能であり、繊維ストランド２の移動方向に対して横に、即ちｙ方向に移動可能に配置されている。従って、例えばセンサーによって繊維ストランド２の巻解き位置を検出し、巻解きリールを相応に所望の巻解き位置に移動させることができる。
【００２２】
繊維ストランド２は、次に前側のダンサーユニット３に到達し、この前側のダンサーユニットは、後側のダンサーユニット７と共に張力付与装置として使用され、前側のダンサーユニット３が、繊維ストランド２，２’の移動方向で拡開ステーション５の前に設けられ、後側のダンサーユニット７が、拡開ステーション５の後に設けられている。これは、拡開ステーション５内の繊維ストランド２，２’が、全プロセス中に均等に張力を付与されていることを生じさせる。繊維ストランド２の巻解き装置１からの巻解き過程と、拡開された繊維ストランド２’の巻取り装置８への巻取り過程とに応じて、ダンサーユニット３，７は、繊維ストランド２，２’への張力付与に影響を与える変化した条件に対処する。示した装置の場合、ダンサーユニット３，７は、３つのローラを有する。繊維ストランド２，２’への均等な張力付与のためには、２つのローラで十分である。拡開ステーション５への所望の繊維ストランドの案内に依存して、ダンサーユニット３の第３のローラは、繊維ストランド２用の付加的なガイドローラとして使用することができる。拡開装置５の前の別のガイドローラ４もしくは拡開ステーション５の後の別のガイドローラ６は、特に拡開ステーション５への進入時の繊維ストランド２の所望の迎角を調整するために使用される。
【００２３】
拡開ステーション５は、図１のこの例では、３つの超音波発振子５１を有する。各超音波発振子５１は、端面の接触面５３を有する交換可能なソノトロード５２を備える。図示してない超音波発生器で、振動が発生させられ、これら振動は、上からもしくは下から、即ちｚ方向に、繊維ストランド２に導入される。この例で、３つのソノトロード５２は、繊維ストランド２，２’の移動方向に相前後して配置され、隣接するソノトロード５２は、異なる整向で拡開ステーション５内に設けられ、しかも、第１及び第３のソノトロード５２の接触面５３が、その振動を上から下へ繊維ストランド２に導入し、その間に配置された第２のソノトロード５２が、接触面の振動を下から上へ繊維ストランド２に導入するように設けられている。この例の場合、ソノトロード５２によって３０ｋＨｚの周波数を有する機械的な振動が繊維ストランド２，２’に導入される。第１のソノトロード５２において既に、使用される繊維ストランド２の拡開が、即ち、横方向（ｙ方向）の繊維ストランドの拡開が、行なわれる。この拡開は、後続のソノトロード５２との接触時の繊維ストランド２の通過時に増大する。拡開ステーション５を経る繊維ストランド２，２’の通過は、示した例では、水平に、即ち上又は下へ転向することなく行なわれる。このような経過は、特に敏感な又は弾性的な繊維ストランドのために選択される。
【００２４】
拡開ステーション５から出る拡開されたストリップ状の繊維ストランド２’は、後側のダンサーユニット７を介して巻取り装置８に供給され、そこで、拡開された繊維ストランド２’が、相応の巻取り張力でリールに巻き取られる。このため、巻取り装置８内のリールは、トルク駆動される巻取りリールとして形成することができる。
【００２５】
図２ａ，２ｂ，２ｃは、異なるソノトロード５２’，５２’’，５２’’’を示す。ソノトロード５２’，５２’’，５２’’’への接触時の繊維ストランド２の損傷を防止するために、それぞれの接触面ソノトロード５３’，５３’’，５３’’’は、例えば図２ｂの接触面５３’’を凸にとするように、繊維ストランド２の移動方向に半径を備えることができる。これは、拡開過程時のこのソノトロード５２への容易な巻付けを可能にし、繊維ストランド２が、このような巻付け時に損傷を受けることはない（図３ｂ参照）。図２ａによるソノトロード５２’’’も、凸の接触面５３’’’を備え、これは、加えて、このようなソノトロード５２’’’が、図３ａに示したように、拡開装置５内で互いに入り込まされるように配置できるとの利点を有する。更に、図２ｃは、接触面５３’の外周縁５４に同様に半径を備え、中心に陥没した平面５５を備えるソノトロード５２’を示す。拡開装置内でこのようなソノトロード５２’を使用する場合、繊維ストランド２は、周縁５４を介して張力を付与され、僅かに陥没させた平面を経る振動の導入時に、自遊空間を振動させなければならない。このような複数のソノトロード５２’の可能な配置を、図３ｃが示す。
【００２６】
図３ａ，３ｂ，３ｃに示したようなソノトロード５２の巻付けは、カーボン繊維ストランドの場合が好ましい。繊維ストランド２は、急な迎角で、ソノトロード５２’，５２’’，５２’’’の接触面５３’，５３’’，５３’’’に供給される。これは、図１の例で第１及び第３のソノトロード５２が、第２のソノトロード５２に比して下げられ、これにより、接触面５３は、もはや同じ高さに配置されているのではなく、第１と第３の接触面５３が、第２の接触面５３に比して深く位置決めされている場合でも可能である。
【００２７】
別の実施例を図４は示す。この例では、複数の繊維ストランド２が、同時に拡開される。即ち、ｙ方向に、複数の繊維ストランド２が相並んで拡開装置５を経て案内され、拡開された、即ちｙ方向に拡幅された複数の繊維ストランド２’が、拡開装置５から出る。これら複数の拡開された繊維ストランドから唯一の広幅の繊維ストランド２’’’を形成するために、個々の拡開された繊維ストランド２’がフィードシステム９に供給され、このフィードシステムが、繊維ストランド２’を１つの共通の繊維ストランド２’’に併合する。付加的に、統合された繊維ストランド２’’の統一及び／又は更なる拡幅のために、この繊維ストランドは、別の拡開装置５’を通過することができる。このように形成された広幅の繊維ストランド２’’’は、有利には、織布又は積層布を製造するために使用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１                                  巻解き装置
２                                  拡開されてない繊維ストランド
２’                                拡開された繊維ストランド
２’’                              併合された拡開された複数の単ストランドから成る繊維ストランド
２’’’                            単ストランドから統一された繊維ストランド
３                                  前側のダンサーユニット
４，４’                            ガイドローラ
５，５’                            拡開ステーション
５１                                超音波発振子
５２，５２’，５２’’，５２’’’  ソノトロード
５３，５３’，５３’’，５３’’’  接触面
５４                                周縁
５５                                平面
６，６’                            ガイドローラ
７                                  後側のダンサーユニット
８                                  巻取り装置
９                                  フィードシステム
【図１】
2017528606.tif 000003
【図２ａ】
2017528606.tif 000004
【図２ｂ】
2017528606.tif 000005
【図２ｃ】
2017528606.tif 000006
【図３ａ】
2017528606.tif 000007
【図３ｂ】
2017528606.tif 000008
【図３ｃ】
2017528606.tif 000009
【図４】
2017528606.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月5日(2016.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維ストランドが、無端のマルチフィラメント繊維から成る、当初幅と当初厚さを有する繊維ストランドをより広い最終幅とより薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストランドへ拡開するための方法であって、
・繊維ストランドが、巻解き部から出て巻取り部に向かって長手方向（ｘ方向）に移動され、
・繊維ストランドが、巻解き部と巻取り部の間で拡開ステーションを通過し、この通過時に、調整可能な張力付与状態下に保たれる、
ものにおいて、
・繊維ストランドが、拡開ステーション内で、全通過中に、均等に張力を付与され、
・拡開ステーションで、繊維ストランドが、少なくとも１つのソノトロードの端面の接触面に接触し、このソノトロードにより上及び／又は下（ｚ方向）から繊維ストランドに導入される振動によって、この繊維ストランドが、長手方向に対して横に、即ち横方向（ｙ方向）に、均等に拡幅され、
・これら振動が、１５ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの間にある周波数を有する、
こと、を特徴とする方法。
【請求項２】
繊維ストランドのマルチフィラメント繊維が、糊によって包囲され、生じるストリップ状の繊維ストランド内の糊に対するマルチフィラメント繊維の量比が、拡開されてない繊維ストランドに比して変化しないこと、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
引張強度を有する繊維から成る繊維ストランドの拡開時に、これら繊維が、１つの迎角でソノトロードの接触面に供給されること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
繊維ストランドが、巻解き部から出て巻取り部に向かって繊維長手方向に少なくとも２０ｍ／ｍｉｎの速度で移動されること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
繊維ストランドが、巻解き部から出て拡開ステーションに向かって、好ましくは巻取り部まで、連続的に不変の平面（ｘｚ平面）内を移動され、しかも繊維長手方向に上又は下へ転向されるが、拡開部を除いて、繊維長手方向に対して横（ｙ方向）の横への転向を受けないこと、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
拡開により生じるストリップ状の繊維ストランドが、当初幅に比して少なくとも２倍の、好ましくは少なくとも５倍の広い最終幅を与えられ、好ましくは、ストリップ状の繊維ストランドの最終幅が、所定の値に制限されること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
複数の繊維ストランドが、同時に拡開され、１つの共通の特に広幅の拡開された繊維ストランドへ併合されること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
繊維ストランド（２，２’）が、無端のマルチフィラメント繊維から成る、当初幅と当初厚さを有する繊維ストランド（２）をより広い最終幅とより薄い最終厚さを有するストリップ状の繊維ストランド（２’）へ拡開するための装置であって、
・繊維長手方向（ｘ方向）に巻き解くための、使用される繊維ストランド（２）用の巻解き装置（１）と、
・使用される繊維ストランド（２）をストリップ状の繊維ストランド（２’）へ横（ｙ方向）に拡開するための拡開ステーション（５）と、
・拡開ステーション（５）を経るその全移動時に繊維長手方向に繊維ストランド（２，２’）に均等に張力を付与するための制御可能な張力付与装置（３，７）と、
・拡開されたストリップ状の繊維ストランド（２’）の巻取り装置（８）と、
を有するものにおいて、
・拡開ステーション（５）が、繊維ストランド（２）に接触して拡開するための少なくとも１つのソノトロード（５２）を有し、
・このソノトロード（５２）が、その端面の接触面（５３）を介して１５ｋＨｚ〜８０ｋＨｚの間の周波数の振動を上及び／又は下（ｚ方向）から繊維ストランド（２，２’）に導入可能である、
こと、を特徴とする装置。
【請求項９】
ソノトロード（５２）の接触面（５３）が、拡開によって達成可能なストリップ状の繊維ストランド（２’）の最終幅よりも広い幅を備えること、を特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも２つのソノトロード（５２，５２’，５２’’，５２’’’）が、拡開ステーション（５）に設けられ、隣接する２つのソノトロード（５２，５２’，５２’’，５２’’’）が、予調整された間隔及び予調整された互いに異なる整向で配置され、これにより、異なった性状の繊維ストランド（２）が、適合可能な巻付けで、ソノトロード（５２，５２’，５２’’，５２’’’）に接触可能であること、を特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
ソノトロード（５２）の接触面（５３）に対する繊維ストランド（２，２’）の迎角を調整するために、付加的なガイドローラ（４，６）が、拡開ステーション（５）の前後に設けられていること、を特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
繊維ストランド（２，２’）に均等に張力を付与するための制御可能な張力付与装置が、少なくとも２つのローラを有する２つのダンサーユニット（３，７）から成り、前側のダンサーユニット（３）が、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開ステーション（５）の前に設けられ、後側のダンサーユニット（７）が、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開ステーション（５）の後に設けられていること、を特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
拡開されたストリップ状の繊維ストランド（２’）の統一的な最終幅の制限及び調整をするために、ストリップ幅制限器が設けられ、このストリップ幅制限器が、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開ステーション（５）の後に配置されること、を特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
巻解き装置（１）から出て拡開ステーション（５）に向かって不変の平面（ｘｚ平面）内で繊維ストランド（２）を連続的に移動するために、巻解き装置（１）が、回転可能で、繊維ストランド（２）の移動方向に対して横（ｙ方向）に移動可能な巻解きリールとして形成されていること、を特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前側のダンサーユニット（３）が、巻解きリールの回転速度をコントロールし、巻取り装置（８）が、トルク駆動される巻取りリールとして形成されていること、を特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
複数の繊維ストランド（２）が相並んで拡開装置（５）を通過可能であるように、拡開装置（５）が設計され、個々の拡開された繊維ストランド（２’）を１つの広幅の繊維ストランド（２’’）へ併合するために、繊維ストランド（２，２’）の移動方向で拡開装置（５）の後に配置されたフィードシステム（９）が設けられ、必要に応じて、別の拡開装置（５’）が、この広幅の繊維ストランド（２’’）を統一するために設けられていること、を特徴とする請求項８〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
2017528606.tif 000011
2017528606.tif 000012
2017528606.tif 000013
2017528606.tif 000014