炭素繊維パッケージ
【課題】
本発明は、分散性と高速解舒性に優れた炭素繊維を提供することおよびかかる炭素繊維に最適なパッケージを提供することを目的とする。また、良好な品質や品位を有する繊維強化複合材料を提供することを目的とする。
【解決手段】
糸さばけ率ｘ［％］が以下の式（１）を満たす糸を内取り解舒用ボビンに巻付けた炭素繊維パッケージ。
１００＜ｘ＜１５０ ・・・（１）
本発明は、分散性と高速解舒性に優れた炭素繊維を提供することおよびかかる炭素繊維に最適なパッケージを提供することを目的とする。また、良好な品質や品位を有する繊維強化複合材料を提供することを目的とする。
【解決手段】
糸さばけ率ｘ［％］が以下の式（１）を満たす糸を内取り解舒用ボビンに巻付けた炭素繊維パッケージ。
１００＜ｘ＜１５０ ・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維パッケージに関する。より詳しくは、糸さばけ率の高い炭素繊維を高速解舒するための炭素繊維パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭素繊維の使用量が増加するとともにその使用分野も広がり、さまざまな方法で加工されるようになった。これら加工方法の中には、織物やフィラメントワインディング、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）、ダイレクトスプレーのように高速で加工するため、炭素繊維の取り出しの容易さ、即ち解舒性が重要な加工上のファクターとなるプロセスがある。そのような用途においては、従来ボビンに巻付けたパッケージからの縦取りによる解舒方法が一般的であるが、炭素繊維は有機繊維やガラス繊維に比較して伸度が極端に低いため毛羽立ちやすく、このような縦取りによる高速供給方法ではしばしば解舒時のトラブルが起こっていた。中でも糸がさばけやすく集束性が低い種類の炭素繊維においては、毛羽やさばけた糸の一部がパッケージ表面に付着し、それがもとで引き出した糸が絡みつき、パッケージ表層にリングを形成し解舒できなくなるケースがあった。
【０００３】
従来、炭素繊維の解舒性を向上させるためのパッケージに関する報告は少なく、さらに内取り解舒または内取り解舒用パッケージに関する記述があるものは特許文献１、特許文献２、特許文献３に見られる程度である。これらは何れも炭素繊維を巻き上げたボビンに関するものや、連続して高次加工可能とする形態のボビンおよびパッケージを主眼としたものであり、いずれも糸の特性とパッケージに関する知見は十分に得られていなかった。
【０００４】
さばけやすい糸はプリプレグ、ＳＭＣやダイレクトスプレーなどのあらゆる高次加工において均一に分散することで樹脂の含浸性が高まり、成型品の特性や品位が向上するなどの理由で有用に使用されているが、反面、糸の引き出し性、つまり高速での解舒性においてトラブルが発生しやすいことが問題となっていた。例えば、さばけやすいがために糸束の一部がからまったり、糸束の微小な毛羽によってパッケージ表面や端面にこすれることで引っかかったり、うまく引き出せないことがある。また、解舒するときに毛羽が周囲に飛散することで作業環境を悪化させる現象もみられる。その結果として、加工速度を低下させるなど生産性を低下しなければならなかったり、毛羽が製品に混入するなどして製品の品質、品位を低下させたり、製品の収率を低下させる問題が発生する場合があった。
本発明者はこれらの現状に鑑み、高速での解舒性に優れ、かつ分散性に優れた炭素繊維パッケージについて鋭意検討した。そこで検討の結果、集束性の低い炭素繊維を高速解舒する用途に供する製品は内取り解舒用ボビンによって巻き取ることにより、問題を根本的に解決しうることを見出し、本発明にいたった。
【特許文献１】特許第２８８４１４２号公報
【特許文献２】特開平１０−２１２０７０号公報
【特許文献３】特公平３−７２５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、分散性と高速解舒性に優れた炭素繊維を提供することおよびかかる炭素繊維を得るために最適なパッケージを提供することを目的とする。また、良好な品質や品位を有する繊維強化複合材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採用する。すなわち、
１．糸さばけ率ｘ［％］が以下の式（１）を満たす糸を内取り解舒用ボビンに巻付けた炭素繊維パッケージ。
【０００７】
１００＜ｘ＜１５０ ・・・（１）
２．糸さばけ率ｘ［％］とパッケージ最内層の綾角ｗ［°］が以下の式（２）を満たすよう巻き取られた１に記載の炭素繊維パッケージ。
【０００８】
３００＜ｘ・ｗ＜３０００ ・・・（２）
３．巻径ａと巻幅ｂとが以下の式（３）を満たすように巻き取られた１または２に記載の炭素繊維パッケージ。
【０００９】
０．５≦ａ／ｂ≦３ ・・・（３）
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、糸さばけ率ｘ［％］が１００＜ｘ＜１５０の炭素繊維を、通常には使用しない内取り用ボビンに巻き付けることによって、高次加工品の品質・品位において優れた製品を提供することができる。また、本発明のパッケージから解舒された炭素繊維およびそれから得られる布帛を用いて製造されるプリプレグやＳＭＣ、ダイレクトスプレー等の樹脂含浸シートは毛羽等の品位と樹脂の含浸状態に優れたものである。さらに、かかる炭素繊維および布帛から得られる繊維強化複合材料は樹脂のボイドが少なく、品位が優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の炭素繊維パッケージは、後述される方法によって測定される糸さばけ率が１００％より大きく１５０％未満の炭素繊維を内取り用の紙管等のボビンに巻きつけたことを特徴とする。本発明において、糸さばけ率とは糸束のさばけやすさを評価するもの（測定方法は後述）であり、高くなるほどさばけやすいことを示す。糸さばけ率が１００％以下の繊維束は集束性が良好でさばけにくいため、解舒性そのものは良好であるが、集束性が良過ぎることで、樹脂が均一に分散しないために樹脂が糸束内に入りにくく、成形品の品質・品位等の問題を引き起こすことがある。また、糸さばけ率が１５０％以上の糸は形態が不安定であるため、パッケージが崩れやすくラージパッケージ化を阻害したり、輸送時にパッケージが崩れて使用できなくなったり、ハンドリング性も極端に低下する。従って、糸さばけ率ｘ［％］は１００＜ｘ＜１５０が良好な範囲である。より好ましくは１０５＜ｘ＜１４５であり、さらに好ましい範囲は１１０＜ｘ＜１４０となる。糸さばけ率ｘ［％］が１００＜ｘ＜１５０の範囲の炭素繊維は次のように得られるものが好ましい。
【００１２】
原料繊維としてはポリアクリロニトリル系繊維、ピッチ系繊維、レーヨン系繊維等、いずれとするものであってもよいが、耐擦過性に優れた炭素繊維束が得られるという理由で、ポリアクリロニトリル系繊維を原料繊維とするものであるのが好ましい。また、単繊維の数は生産性や樹脂含浸性から３，０００〜５０，０００本、好ましくは１０，０００〜５０，０００の範囲内が適当である。紡糸方法は通常湿式および乾湿式が挙げられるが、乾湿式紡糸法によって得た該ポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐが１≦Ｓｒ／Ｓｐ＜１．０５、好ましくは１≦Ｓｒ／Ｓｐ≦１．０３の範囲内にある炭素繊維が、ガイドとの耐摩擦に強く好適に用いられる。糸さばけ率の調整は、サイジング剤の付着量および組成を変更すること、または原料繊維の製造条件、焼成条件および巻取り条件を調整すること等で達成できる。サイジング剤は特に限定されるものでないが、例えば脂肪族系、芳香族系エポキシ樹脂の水溶液または分散液が挙げられる。分散液には通常乳化剤が用いられる。サイジング剤は、その１００℃乾燥物の軟化点（以下、ＳＺ軟化点という）が５０℃以下が好ましく、２０℃以下であるものがさらに好ましい。また、液状乾燥物の組成成分としては脂肪族系エポキシ樹脂またはその乳化物であるものが好ましい。サイジング剤の付与方法は転写法、浸漬法、スプレー法等、既知の方法を採ることができる。乾燥方法は特に限定されないが、例えば２００℃の空気中で１〜２分乾燥する方法が挙げられる。また、サイジング剤の付着量（以下、ＳＺ付着量という）が０．１から３重量％、好ましくは０．３から３重量％の炭素繊維が通常好適に用いられ、より好ましくは０．３から２重量％であり、さらに好ましくは０．５から１．６％が糸さばけ率調整に好適である。また、パッケージ表面損傷防止用フィルムの包装作業性に劣る場合があるため、ボビンへの巻き始めの糸端のパッケージからの露出は２０ｍｍ以内であることが好ましい。
【００１３】
一般に、外層からの縦取り解舒をする場合、引き出し速度、引き出し角度やガイドまでの長さ、糸の硬さなどによって状態は異なるが、図２のようなバルーニングが発生することが通常である。しかし、本発明の糸さばけ率の範囲の糸は柔らかいため、比較的バルーニングが小さくなる傾向があり、パッケージの表面と引き出した糸が接触しやすい。接触することにより容易に毛羽が発生し、更に、引っかかった場合にはそれがもとでパッケージ表面に糸がからみついたりして解舒できなくなることがある。また、高密度で巻き取った場合に巻層の上下で混繊して解舒できなくなることがある。このようなとき、そのバルーニングが発生しない内取り解舒すること、即ち内取り解舒用ボビンに巻きつけるパッケージ形態をとることにより、問題を解決することができる。本発明において、内取り用のボビンとは、外取り用のボビンにも要求される、炭素繊維束を巻き取ること、梱包したときや輸送時の型崩れによる炭素繊維へのダメージがないこと等の特性に加えて、使用時に簡便に糸束の抜き取りが可能であることが要求され、例えばテープ状固定帯が貼付けされたものや、図１のように螺旋状のミシン目を有するものなど、従来知られているものを用いれば良い。実際に巻き取る条件としてワインド比、張力、ガイド形状、ローラーベールの接圧などを適性にすることで堅牢かつ品位、解舒性の良好なパッケージを得ることができるが、本発明においては、特に糸さばけ率ｘ［％］とパッケージ最内層の綾角ｗ［°］との関係が３００＜ｘ・ｗ＜３０００、好ましくは９００＜ｘ・ｗ＜２５００、より好ましくは１０００＜ｘ・ｗ＜２４００の範囲となるように糸さばけ率に対して一定範囲の綾角とすることで、更に安定した解舒性が得られることを見出した。
【００１４】
パッケージ最内層の綾角とは図３のようにボビンの軸線４が垂直になるように立てた場合の炭素繊維１と水平軸５との角度であり、言い換えると、ボビンに糸を巻き取り始める時のボビンの回転方向に対する炭素繊維の挿入方向との角度のことである。
【００１５】
ｘ・ｗが３００以下であると糸が多重に重なって巻上げられてしまうため、糸を引き出す際のわずかな力によっても二、三重分の糸が一斉に引き出される場合があり、それがもとで絡まり解舒できなくなる場合がある。また、反対にｘ・ｗが３０００以上であると高速解舒時に糸の軸線方向の移動速度が速いことから糸束が大きくさばけたり、絡まったりすることで解舒できなくなる場合がある。
【００１６】
さらに、図４に示している炭素繊維パッケージの巻径ａと巻幅ｂ（それぞれ、図４における６および７）とが０．５≦ａ／ｂ≦３、好ましくは０．５＜ａ／ｂ＜３の関係を満たすように巻き取ることで内取り解舒性を向上させることが可能となる。ａ／ｂが０．５未満であると、巻径に対する巻幅が大きくなることから内層から引き出される糸と内層表面との接触面積が増加し、こすれやすいことで毛羽が発生したり、糸束が絡んだりし、製品の品位を低下させる場合がある。また、ａ／ｂが３を越えると巻崩れしてパッケージ形態の美観が損なわれたり、巻崩れによる解舒不良により毛羽が発生する場合がある。好ましくは０．６≦ａ／ｂ≦２．０、より好ましくは０．７≦ａ／ｂ≦１．５の範囲とすることでさらに良好な解舒性を得ることができる。
【実施例】
【００１７】
本発明の炭素繊維内取り解舒用パッケージおよびその巻取り方法の効果を、実施例および比較例をあげて説明する。
（実施例１〜５、比較例１〜３）
実施例１〜５と比較例１〜３については、全て、フィラメント数１２０００本、実質的に無撚りでテープ形状の炭素繊維を用いた。使用したボビンは図１に示した螺旋状のミシン目付紙管であり、紙管を抜き取った後のパッケージ内径は８０ｍｍ、巻取り速度は１０ｍ／ｍｉｎとした。乾湿式紡糸で得たポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して、炭素繊維束を構成する単繊維の平均単繊維径が７μｍ、実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐが１．０１で引張強度４９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａの炭素繊維となるようにし、ＳＺ軟化点の異なるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂系サイジング剤をＳＺ付着量を調整しながら炭素繊維表面に付与して、炭素繊維束およびそのパッケージを得た。
【００１８】
各実施例、比較例について、得られた炭素繊維束およびそのパッケージについて、以下に示す糸さばけ率、パッケージ形態（巻経、巻幅、綾角）、Ｓｒ／Ｓｐ、ＳＺ軟化点、ＳＺ付着量、解舒性、毛羽、樹脂含浸性について表１にそれぞれ示した。
（実施例６〜２０）
実施例６〜２０については、全て、フィラメント数１２０００本、実質的に無撚りでテープ形状の炭素繊維を用いた。使用したボビンは図１に示した螺旋状のミシン目付紙管であり、紙管を抜き取った後のパッケージ内径は８０ｍｍ、巻取り速度は１０ｍ／ｍｉｎとした。乾湿式紡糸で得たポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して、炭素繊維束を構成する単繊維の平均単繊維径が７μｍ、実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐが１．０２で引張強度４９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａの炭素繊維となるようにし、ＳＺ軟化点の異なるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂系サイジング剤をＳＺ付着量を調整しながら炭素繊維表面に付与して、炭素繊維束およびそのパッケージを得た。
【００１９】
なお、実施例１９，２０については、製糸工程における浴延伸倍率を、実施例６〜１８で用いた炭素繊維に比べ、それぞれ０．７倍、１．７倍として得たポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して得たものを用いた。
【００２０】
各実施例について、得られた炭素繊維束およびそのパッケージについて、以下に示す糸さばけ率、パッケージ形態（巻経、巻幅、綾角）、Ｓｒ／Ｓｐ、ＳＺ軟化点、ＳＺ付着量、解舒性、毛羽、樹脂含浸性について表１にそれぞれ示した。
【００２１】
次に本発明で用いた測定法を説明する。
＜巻径・巻幅＞
図４に示すパッケージ部位をノギスを用いて少数点以下第１位まで測定し、ｍｍ単位で表す。
＜糸さばけ率＞
約２０ｍｍ長にカットした繊維束を２つ用意する。試験装置は包合力試験機（メーカー名：（株）大栄科学精器製作所 型式：ＴＭ２００ｉ 往復速度１００回／分）を用いる。カットした繊維束を１０ｍｍ長だけ突出するように固定具に貼り付け、平行光ラインセンサ（メーカー名：オムロン 型式：形Ｚ４ＬＣ−Ｓ２８４０。丸棒径測定モード）を用いて繊維束先端の最大糸幅を測定する（その幅をＡとする）。その後、２つの固定具を、それぞれに固定された繊維束同士が繊維長方向に５±０．５ｍｍずつ重なるように試験機にセットする。移動側の固定具に固定された繊維束が、固定側の固定具に固定された他方の繊維束の位置を中心として両側１３．５ｍｍずつのストロークをもって移動すると、それぞれの固定具に固定された繊維束同士（５ｍｍずつ）がぶつかり合う。移動する回数、即ち２７ｍｍの距離を往復する回数は５回とし、往復移動する速度は１００回／分とする。往復運動後、糸束の先端の最大糸幅Ｂを糸幅Ａと同様に平行光ラインセンサで測定し、糸さばけ率（％）をＢ／Ａ×１００で定義して糸さばけ率を評価する（図５）。なお、測定数はｎ＝２０本（移動側固定具に固定された１０本および固定側固定具に固定された１０本）とし、単純平均する。
＜綾角＞
炭素繊維パッケージより炭素繊維を最内層まで剥ぎ取り、図３のようにボビンの軸線４が垂直になるように立てた場合の炭素繊維１と水平軸５との角度を分度器により計測する。
＜Ｓｒ／Ｓｐ＞
実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐは、次のようにして測定する。すなわち、炭素繊維束を数ｍｍの長さに切断し、単繊維を抜き出した。次に、銀ペーストを用いて単繊維をシリコンウエハ上に固定し、原子間力顕微鏡、たとえばＤｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩａ原子間力顕微鏡のＤｉｍｅｎｓｉｏｎ ３０００ステージシステムを用い、３次元表面形状の像を得る。なお、走査モードはタッピングモードとし、探針には、たとえばオリンパス光学工業株式会社製Ｓｉカンチレバー一体型探針ＯＭＣＬ−ＡＣ１２０ＴＳを用いる。また、走査速度は０．４Ｈｚ、ピクセル数は５１２×５１２、測定雰囲気は２５±２℃の大気中とする。次に、得られた像について、上記原子間力顕微鏡に付属のソフトウエアＮａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩバージョン４．２２ｒ２を用いてデータ処理し、１次フィルタ、Ｌｏｗｐａｓｓフィルタ、３次Ｐｌａｎｅ Ｆｉｔフィルタを用いてフィルタリングし、得られた像全体を対象にして実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとを算出し、それらの比、すなわち、Ｓｒ／Ｓｐを求める。なお、投影面積は、単繊維が曲面を有していることを考慮し、曲面の曲率に近似した３次曲面への投影面積とする。そして、１個の単繊維について任意に選んだ５か所について上記測定を行い、最大値と最小値とを除いた３か所の相加平均値をもって比Ｓｒ／Ｓｐとする。Ｓｒ／Ｓｐ測定のｎ数は３とし、単純平均値として求める。
＜ＳＺ軟化点＞
ＳＺ軟化点は、次のようにして測定する。すなわち、サイジング剤を１００℃で２時間乾燥して乾燥物を得る。該乾燥物の流動開始温度を高化式フローテスターを用い、オリフィス内径／長さ＝１ｍｍ／１ｍｍ、荷重＝９．８Ｎ、昇温速度＝３℃／分の条件下で測定する。ｎ数は３とし、その単純平均値を軟化点として算出する。
＜ＳＺ付着量＞
ＳＺ付着量は、次のようにして測定する。すなわち、重量Ｗ１ｇ（２ｇ）の炭素繊維束を、空気に触れないように５０リットル／分の窒素ガスが流されている４５０℃の電気炉（容量：１２０ｃｍ３）に入れ、１５分間放置してサイジング剤を完全に熱分解させる。次に、２０リットル／分の乾燥窒素ガスが流されている容器内に移し、１５分間冷却した後の重量Ｗ２ｇを測定し、次式から求める。
【００２２】
ＳＺ付着量（％）＝（（Ｗ１− Ｗ２）／Ｗ１）×１００
＜解舒不良回数＞
本発明では炭素繊維パッケージの解舒性に関する指標として、以下に示す解舒不良回数を用いる。すなわち、縦床置きしたパッケージをガイドまでの距離１．０ｍとして解舒糸速７０ｍ／分で３０分間解舒した際に混繊またはリング状毛羽発生によるパッケージからの引き出し不能な解舒不良発生回数を測定し、１０ｋｍ当たりの解舒不良発生回数［回／１０ｋｍ］を算出する。
＜毛羽数＞
本発明では炭素繊維の品位に関する指標として、以下に示す毛羽数を用いる。すなわち、７０ｍ／ｍｉｎで解舒した糸をボビンに再巻取りし、評価サンプルである炭素繊維パッケージを、温度２３±３℃、相対湿度６０±５％に管理された温調室に６０分以上放置する。次に、上記温度と湿度条件が設定されている温調室内にある毛羽計数装置を用いて、図９に示した糸道図に従い、炭素繊維をパウダークラッチを内蔵したクリール１３に仕掛けて糸道を作製し、毛羽カウンター１４を通過させる。毛羽カウンターとは、ランプ光から走行糸に照射し、その照射光をレンズで集光せしめた状態で、フォトトランジスタで毛羽数を検出するものである。検出精度としては、糸長２ｍｍ以上で、かつ炭素繊維の単繊維径が３μｍ以上の毛羽を検出することができる。走行時のスリップが発生しないように駆動ローラー１５に炭素繊維を５回以上巻いて、ワインダー１６に巻き付ける。糸速を３ｍ／分に設定して、図９に示したローラー１７を介した糸道で炭素繊維の走行を開始する。糸道が安定したことを確認し、毛羽カウント機器１４から駆動ローラー１５の間で測定した走行時の炭素繊維の張力が６ｇｆ／ｔｅｘになるように、パウダークラッチで初期張力を調整する。その後、毛羽カウンターを作動させて、走行状態での毛羽の評価を、サンプル毎に３０ｍ測定し、１ｍあたりの毛羽数［個／ｍ］を算出する。なお、本実施例では、毛羽数計数装置として、東レエンジニアリング（株）製毛羽数計数装置“ＤＴ−１０５（Ｓ特）”を用いた。
＜樹脂ピックアップ率＞
本発明では炭素繊維の樹脂含浸性に関する指標として以下に示す樹脂ピックアップ率を用いる。すなわち、２４００〜３３００ｔｅｘを１束とする２５０ｍｍ長さの炭素繊維束を３束合わせ、その片端を５０ｍｍ残してかた結びする。結び目上３０〜５０ｍｍ部分をテープ固定し、結び目下から正確に１５０ｍｍで糸束をカットする。糸束３本をそれぞれ均一に張力をかけながら図６に示すように編むことで三つ編みサンプルを作製する。編む回数は３５回に設定する。三つ編み数の数え方は２本束の間に１本束を挿入することで１回と数え、順次２回、３回と数える。３５回編みこんだ後でテール部分がほどけないようにサンプルと同じ８００〜１７００ｔｅｘの炭素繊維束を用いて図７のように結びつける。結び目と結び目の内側である三つ編み部分の長さが１００〜１１０ｍｍになっていることを確認（該範囲を外れる場合はサンプルとして使用しない）し、固定していたテープを剥がして上部結び目上から２０ｍｍ部分をカットする。こうして作製した三つ編みサンプル重量を少数点以下第４位まで電子天秤で測定する（Ｃとする）。樹脂含浸用の樹脂は、平均分子量３７０のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２７：ジャパンエポキシレジン（株）製）を用いる。室温５０℃において、三つ編み下の結び部分にクリップで５００ｇの重りをつけて（図８）、結びの上端１０ｍｍをプライヤーで把持し、エポキシ樹脂を入れた容器の中にサンプル全体を５秒間浸漬する。その後すみやかに引き上げ、空中で１０秒間放置する。その後、すばやくクリップおよび重りを外し、サンプルをアルミ皿に載せて重量を小数点以下第４位まで電子天秤で測定する。樹脂含浸後の重量をＤとしたとき、樹脂ピックアップ率（％）を下式より算出する。なお、測定数はｎ＝１０本とし、単純平均する。
【００２３】
樹脂ピックアップ率（％）＝（Ｄ−Ｃ）／Ｃ×１００
【００２４】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】内取り用ボビン（螺旋状のミシン目つきボビン）からのボビン取り出し図の例
【図２】外層からの縦取りバルーニング説明図
【図３】綾角説明図
【図４】炭素繊維パッケージの巻径および巻幅説明図
【図５】糸さばけ率測定図
【図６】三つ編み方法および回数のカウント方法説明図
【図７】三つ編み端部の結び方法説明図
【図８】樹脂ピックアップ率測定図
【図９】毛羽計数装置図
【符号の説明】
【００２６】
１炭素繊維
２ガイド
３ミシン目
４軸線
５水平軸
６巻径
７巻幅
８固定具
９結び目
１０三つ編みした炭素繊維
１１おもり
１２樹脂
１３クリール
１４毛羽カウンター
１５駆動ローラー
１６ワインダー
１７ローラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維パッケージに関する。より詳しくは、糸さばけ率の高い炭素繊維を高速解舒するための炭素繊維パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭素繊維の使用量が増加するとともにその使用分野も広がり、さまざまな方法で加工されるようになった。これら加工方法の中には、織物やフィラメントワインディング、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）、ダイレクトスプレーのように高速で加工するため、炭素繊維の取り出しの容易さ、即ち解舒性が重要な加工上のファクターとなるプロセスがある。そのような用途においては、従来ボビンに巻付けたパッケージからの縦取りによる解舒方法が一般的であるが、炭素繊維は有機繊維やガラス繊維に比較して伸度が極端に低いため毛羽立ちやすく、このような縦取りによる高速供給方法ではしばしば解舒時のトラブルが起こっていた。中でも糸がさばけやすく集束性が低い種類の炭素繊維においては、毛羽やさばけた糸の一部がパッケージ表面に付着し、それがもとで引き出した糸が絡みつき、パッケージ表層にリングを形成し解舒できなくなるケースがあった。
【０００３】
従来、炭素繊維の解舒性を向上させるためのパッケージに関する報告は少なく、さらに内取り解舒または内取り解舒用パッケージに関する記述があるものは特許文献１、特許文献２、特許文献３に見られる程度である。これらは何れも炭素繊維を巻き上げたボビンに関するものや、連続して高次加工可能とする形態のボビンおよびパッケージを主眼としたものであり、いずれも糸の特性とパッケージに関する知見は十分に得られていなかった。
【０００４】
さばけやすい糸はプリプレグ、ＳＭＣやダイレクトスプレーなどのあらゆる高次加工において均一に分散することで樹脂の含浸性が高まり、成型品の特性や品位が向上するなどの理由で有用に使用されているが、反面、糸の引き出し性、つまり高速での解舒性においてトラブルが発生しやすいことが問題となっていた。例えば、さばけやすいがために糸束の一部がからまったり、糸束の微小な毛羽によってパッケージ表面や端面にこすれることで引っかかったり、うまく引き出せないことがある。また、解舒するときに毛羽が周囲に飛散することで作業環境を悪化させる現象もみられる。その結果として、加工速度を低下させるなど生産性を低下しなければならなかったり、毛羽が製品に混入するなどして製品の品質、品位を低下させたり、製品の収率を低下させる問題が発生する場合があった。
本発明者はこれらの現状に鑑み、高速での解舒性に優れ、かつ分散性に優れた炭素繊維パッケージについて鋭意検討した。そこで検討の結果、集束性の低い炭素繊維を高速解舒する用途に供する製品は内取り解舒用ボビンによって巻き取ることにより、問題を根本的に解決しうることを見出し、本発明にいたった。
【特許文献１】特許第２８８４１４２号公報
【特許文献２】特開平１０−２１２０７０号公報
【特許文献３】特公平３−７２５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、分散性と高速解舒性に優れた炭素繊維を提供することおよびかかる炭素繊維を得るために最適なパッケージを提供することを目的とする。また、良好な品質や品位を有する繊維強化複合材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採用する。すなわち、
１．糸さばけ率ｘ［％］が以下の式（１）を満たす糸を内取り解舒用ボビンに巻付けた炭素繊維パッケージ。
【０００７】
１００＜ｘ＜１５０ ・・・（１）
２．糸さばけ率ｘ［％］とパッケージ最内層の綾角ｗ［°］が以下の式（２）を満たすよう巻き取られた１に記載の炭素繊維パッケージ。
【０００８】
３００＜ｘ・ｗ＜３０００ ・・・（２）
３．巻径ａと巻幅ｂとが以下の式（３）を満たすように巻き取られた１または２に記載の炭素繊維パッケージ。
【０００９】
０．５≦ａ／ｂ≦３ ・・・（３）
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、糸さばけ率ｘ［％］が１００＜ｘ＜１５０の炭素繊維を、通常には使用しない内取り用ボビンに巻き付けることによって、高次加工品の品質・品位において優れた製品を提供することができる。また、本発明のパッケージから解舒された炭素繊維およびそれから得られる布帛を用いて製造されるプリプレグやＳＭＣ、ダイレクトスプレー等の樹脂含浸シートは毛羽等の品位と樹脂の含浸状態に優れたものである。さらに、かかる炭素繊維および布帛から得られる繊維強化複合材料は樹脂のボイドが少なく、品位が優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の炭素繊維パッケージは、後述される方法によって測定される糸さばけ率が１００％より大きく１５０％未満の炭素繊維を内取り用の紙管等のボビンに巻きつけたことを特徴とする。本発明において、糸さばけ率とは糸束のさばけやすさを評価するもの（測定方法は後述）であり、高くなるほどさばけやすいことを示す。糸さばけ率が１００％以下の繊維束は集束性が良好でさばけにくいため、解舒性そのものは良好であるが、集束性が良過ぎることで、樹脂が均一に分散しないために樹脂が糸束内に入りにくく、成形品の品質・品位等の問題を引き起こすことがある。また、糸さばけ率が１５０％以上の糸は形態が不安定であるため、パッケージが崩れやすくラージパッケージ化を阻害したり、輸送時にパッケージが崩れて使用できなくなったり、ハンドリング性も極端に低下する。従って、糸さばけ率ｘ［％］は１００＜ｘ＜１５０が良好な範囲である。より好ましくは１０５＜ｘ＜１４５であり、さらに好ましい範囲は１１０＜ｘ＜１４０となる。糸さばけ率ｘ［％］が１００＜ｘ＜１５０の範囲の炭素繊維は次のように得られるものが好ましい。
【００１２】
原料繊維としてはポリアクリロニトリル系繊維、ピッチ系繊維、レーヨン系繊維等、いずれとするものであってもよいが、耐擦過性に優れた炭素繊維束が得られるという理由で、ポリアクリロニトリル系繊維を原料繊維とするものであるのが好ましい。また、単繊維の数は生産性や樹脂含浸性から３，０００〜５０，０００本、好ましくは１０，０００〜５０，０００の範囲内が適当である。紡糸方法は通常湿式および乾湿式が挙げられるが、乾湿式紡糸法によって得た該ポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐが１≦Ｓｒ／Ｓｐ＜１．０５、好ましくは１≦Ｓｒ／Ｓｐ≦１．０３の範囲内にある炭素繊維が、ガイドとの耐摩擦に強く好適に用いられる。糸さばけ率の調整は、サイジング剤の付着量および組成を変更すること、または原料繊維の製造条件、焼成条件および巻取り条件を調整すること等で達成できる。サイジング剤は特に限定されるものでないが、例えば脂肪族系、芳香族系エポキシ樹脂の水溶液または分散液が挙げられる。分散液には通常乳化剤が用いられる。サイジング剤は、その１００℃乾燥物の軟化点（以下、ＳＺ軟化点という）が５０℃以下が好ましく、２０℃以下であるものがさらに好ましい。また、液状乾燥物の組成成分としては脂肪族系エポキシ樹脂またはその乳化物であるものが好ましい。サイジング剤の付与方法は転写法、浸漬法、スプレー法等、既知の方法を採ることができる。乾燥方法は特に限定されないが、例えば２００℃の空気中で１〜２分乾燥する方法が挙げられる。また、サイジング剤の付着量（以下、ＳＺ付着量という）が０．１から３重量％、好ましくは０．３から３重量％の炭素繊維が通常好適に用いられ、より好ましくは０．３から２重量％であり、さらに好ましくは０．５から１．６％が糸さばけ率調整に好適である。また、パッケージ表面損傷防止用フィルムの包装作業性に劣る場合があるため、ボビンへの巻き始めの糸端のパッケージからの露出は２０ｍｍ以内であることが好ましい。
【００１３】
一般に、外層からの縦取り解舒をする場合、引き出し速度、引き出し角度やガイドまでの長さ、糸の硬さなどによって状態は異なるが、図２のようなバルーニングが発生することが通常である。しかし、本発明の糸さばけ率の範囲の糸は柔らかいため、比較的バルーニングが小さくなる傾向があり、パッケージの表面と引き出した糸が接触しやすい。接触することにより容易に毛羽が発生し、更に、引っかかった場合にはそれがもとでパッケージ表面に糸がからみついたりして解舒できなくなることがある。また、高密度で巻き取った場合に巻層の上下で混繊して解舒できなくなることがある。このようなとき、そのバルーニングが発生しない内取り解舒すること、即ち内取り解舒用ボビンに巻きつけるパッケージ形態をとることにより、問題を解決することができる。本発明において、内取り用のボビンとは、外取り用のボビンにも要求される、炭素繊維束を巻き取ること、梱包したときや輸送時の型崩れによる炭素繊維へのダメージがないこと等の特性に加えて、使用時に簡便に糸束の抜き取りが可能であることが要求され、例えばテープ状固定帯が貼付けされたものや、図１のように螺旋状のミシン目を有するものなど、従来知られているものを用いれば良い。実際に巻き取る条件としてワインド比、張力、ガイド形状、ローラーベールの接圧などを適性にすることで堅牢かつ品位、解舒性の良好なパッケージを得ることができるが、本発明においては、特に糸さばけ率ｘ［％］とパッケージ最内層の綾角ｗ［°］との関係が３００＜ｘ・ｗ＜３０００、好ましくは９００＜ｘ・ｗ＜２５００、より好ましくは１０００＜ｘ・ｗ＜２４００の範囲となるように糸さばけ率に対して一定範囲の綾角とすることで、更に安定した解舒性が得られることを見出した。
【００１４】
パッケージ最内層の綾角とは図３のようにボビンの軸線４が垂直になるように立てた場合の炭素繊維１と水平軸５との角度であり、言い換えると、ボビンに糸を巻き取り始める時のボビンの回転方向に対する炭素繊維の挿入方向との角度のことである。
【００１５】
ｘ・ｗが３００以下であると糸が多重に重なって巻上げられてしまうため、糸を引き出す際のわずかな力によっても二、三重分の糸が一斉に引き出される場合があり、それがもとで絡まり解舒できなくなる場合がある。また、反対にｘ・ｗが３０００以上であると高速解舒時に糸の軸線方向の移動速度が速いことから糸束が大きくさばけたり、絡まったりすることで解舒できなくなる場合がある。
【００１６】
さらに、図４に示している炭素繊維パッケージの巻径ａと巻幅ｂ（それぞれ、図４における６および７）とが０．５≦ａ／ｂ≦３、好ましくは０．５＜ａ／ｂ＜３の関係を満たすように巻き取ることで内取り解舒性を向上させることが可能となる。ａ／ｂが０．５未満であると、巻径に対する巻幅が大きくなることから内層から引き出される糸と内層表面との接触面積が増加し、こすれやすいことで毛羽が発生したり、糸束が絡んだりし、製品の品位を低下させる場合がある。また、ａ／ｂが３を越えると巻崩れしてパッケージ形態の美観が損なわれたり、巻崩れによる解舒不良により毛羽が発生する場合がある。好ましくは０．６≦ａ／ｂ≦２．０、より好ましくは０．７≦ａ／ｂ≦１．５の範囲とすることでさらに良好な解舒性を得ることができる。
【実施例】
【００１７】
本発明の炭素繊維内取り解舒用パッケージおよびその巻取り方法の効果を、実施例および比較例をあげて説明する。
（実施例１〜５、比較例１〜３）
実施例１〜５と比較例１〜３については、全て、フィラメント数１２０００本、実質的に無撚りでテープ形状の炭素繊維を用いた。使用したボビンは図１に示した螺旋状のミシン目付紙管であり、紙管を抜き取った後のパッケージ内径は８０ｍｍ、巻取り速度は１０ｍ／ｍｉｎとした。乾湿式紡糸で得たポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して、炭素繊維束を構成する単繊維の平均単繊維径が７μｍ、実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐが１．０１で引張強度４９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａの炭素繊維となるようにし、ＳＺ軟化点の異なるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂系サイジング剤をＳＺ付着量を調整しながら炭素繊維表面に付与して、炭素繊維束およびそのパッケージを得た。
【００１８】
各実施例、比較例について、得られた炭素繊維束およびそのパッケージについて、以下に示す糸さばけ率、パッケージ形態（巻経、巻幅、綾角）、Ｓｒ／Ｓｐ、ＳＺ軟化点、ＳＺ付着量、解舒性、毛羽、樹脂含浸性について表１にそれぞれ示した。
（実施例６〜２０）
実施例６〜２０については、全て、フィラメント数１２０００本、実質的に無撚りでテープ形状の炭素繊維を用いた。使用したボビンは図１に示した螺旋状のミシン目付紙管であり、紙管を抜き取った後のパッケージ内径は８０ｍｍ、巻取り速度は１０ｍ／ｍｉｎとした。乾湿式紡糸で得たポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して、炭素繊維束を構成する単繊維の平均単繊維径が７μｍ、実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐが１．０２で引張強度４９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａの炭素繊維となるようにし、ＳＺ軟化点の異なるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂系サイジング剤をＳＺ付着量を調整しながら炭素繊維表面に付与して、炭素繊維束およびそのパッケージを得た。
【００１９】
なお、実施例１９，２０については、製糸工程における浴延伸倍率を、実施例６〜１８で用いた炭素繊維に比べ、それぞれ０．７倍、１．７倍として得たポリアクリロニトリルフィラメントを焼成して得たものを用いた。
【００２０】
各実施例について、得られた炭素繊維束およびそのパッケージについて、以下に示す糸さばけ率、パッケージ形態（巻経、巻幅、綾角）、Ｓｒ／Ｓｐ、ＳＺ軟化点、ＳＺ付着量、解舒性、毛羽、樹脂含浸性について表１にそれぞれ示した。
【００２１】
次に本発明で用いた測定法を説明する。
＜巻径・巻幅＞
図４に示すパッケージ部位をノギスを用いて少数点以下第１位まで測定し、ｍｍ単位で表す。
＜糸さばけ率＞
約２０ｍｍ長にカットした繊維束を２つ用意する。試験装置は包合力試験機（メーカー名：（株）大栄科学精器製作所 型式：ＴＭ２００ｉ 往復速度１００回／分）を用いる。カットした繊維束を１０ｍｍ長だけ突出するように固定具に貼り付け、平行光ラインセンサ（メーカー名：オムロン 型式：形Ｚ４ＬＣ−Ｓ２８４０。丸棒径測定モード）を用いて繊維束先端の最大糸幅を測定する（その幅をＡとする）。その後、２つの固定具を、それぞれに固定された繊維束同士が繊維長方向に５±０．５ｍｍずつ重なるように試験機にセットする。移動側の固定具に固定された繊維束が、固定側の固定具に固定された他方の繊維束の位置を中心として両側１３．５ｍｍずつのストロークをもって移動すると、それぞれの固定具に固定された繊維束同士（５ｍｍずつ）がぶつかり合う。移動する回数、即ち２７ｍｍの距離を往復する回数は５回とし、往復移動する速度は１００回／分とする。往復運動後、糸束の先端の最大糸幅Ｂを糸幅Ａと同様に平行光ラインセンサで測定し、糸さばけ率（％）をＢ／Ａ×１００で定義して糸さばけ率を評価する（図５）。なお、測定数はｎ＝２０本（移動側固定具に固定された１０本および固定側固定具に固定された１０本）とし、単純平均する。
＜綾角＞
炭素繊維パッケージより炭素繊維を最内層まで剥ぎ取り、図３のようにボビンの軸線４が垂直になるように立てた場合の炭素繊維１と水平軸５との角度を分度器により計測する。
＜Ｓｒ／Ｓｐ＞
実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとの比Ｓｒ／Ｓｐは、次のようにして測定する。すなわち、炭素繊維束を数ｍｍの長さに切断し、単繊維を抜き出した。次に、銀ペーストを用いて単繊維をシリコンウエハ上に固定し、原子間力顕微鏡、たとえばＤｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩａ原子間力顕微鏡のＤｉｍｅｎｓｉｏｎ ３０００ステージシステムを用い、３次元表面形状の像を得る。なお、走査モードはタッピングモードとし、探針には、たとえばオリンパス光学工業株式会社製Ｓｉカンチレバー一体型探針ＯＭＣＬ−ＡＣ１２０ＴＳを用いる。また、走査速度は０．４Ｈｚ、ピクセル数は５１２×５１２、測定雰囲気は２５±２℃の大気中とする。次に、得られた像について、上記原子間力顕微鏡に付属のソフトウエアＮａｎｏｓｃｏｐｅ ＩＩＩバージョン４．２２ｒ２を用いてデータ処理し、１次フィルタ、Ｌｏｗｐａｓｓフィルタ、３次Ｐｌａｎｅ Ｆｉｔフィルタを用いてフィルタリングし、得られた像全体を対象にして実表面積Ｓｒと投影面積Ｓｐとを算出し、それらの比、すなわち、Ｓｒ／Ｓｐを求める。なお、投影面積は、単繊維が曲面を有していることを考慮し、曲面の曲率に近似した３次曲面への投影面積とする。そして、１個の単繊維について任意に選んだ５か所について上記測定を行い、最大値と最小値とを除いた３か所の相加平均値をもって比Ｓｒ／Ｓｐとする。Ｓｒ／Ｓｐ測定のｎ数は３とし、単純平均値として求める。
＜ＳＺ軟化点＞
ＳＺ軟化点は、次のようにして測定する。すなわち、サイジング剤を１００℃で２時間乾燥して乾燥物を得る。該乾燥物の流動開始温度を高化式フローテスターを用い、オリフィス内径／長さ＝１ｍｍ／１ｍｍ、荷重＝９．８Ｎ、昇温速度＝３℃／分の条件下で測定する。ｎ数は３とし、その単純平均値を軟化点として算出する。
＜ＳＺ付着量＞
ＳＺ付着量は、次のようにして測定する。すなわち、重量Ｗ１ｇ（２ｇ）の炭素繊維束を、空気に触れないように５０リットル／分の窒素ガスが流されている４５０℃の電気炉（容量：１２０ｃｍ３）に入れ、１５分間放置してサイジング剤を完全に熱分解させる。次に、２０リットル／分の乾燥窒素ガスが流されている容器内に移し、１５分間冷却した後の重量Ｗ２ｇを測定し、次式から求める。
【００２２】
ＳＺ付着量（％）＝（（Ｗ１− Ｗ２）／Ｗ１）×１００
＜解舒不良回数＞
本発明では炭素繊維パッケージの解舒性に関する指標として、以下に示す解舒不良回数を用いる。すなわち、縦床置きしたパッケージをガイドまでの距離１．０ｍとして解舒糸速７０ｍ／分で３０分間解舒した際に混繊またはリング状毛羽発生によるパッケージからの引き出し不能な解舒不良発生回数を測定し、１０ｋｍ当たりの解舒不良発生回数［回／１０ｋｍ］を算出する。
＜毛羽数＞
本発明では炭素繊維の品位に関する指標として、以下に示す毛羽数を用いる。すなわち、７０ｍ／ｍｉｎで解舒した糸をボビンに再巻取りし、評価サンプルである炭素繊維パッケージを、温度２３±３℃、相対湿度６０±５％に管理された温調室に６０分以上放置する。次に、上記温度と湿度条件が設定されている温調室内にある毛羽計数装置を用いて、図９に示した糸道図に従い、炭素繊維をパウダークラッチを内蔵したクリール１３に仕掛けて糸道を作製し、毛羽カウンター１４を通過させる。毛羽カウンターとは、ランプ光から走行糸に照射し、その照射光をレンズで集光せしめた状態で、フォトトランジスタで毛羽数を検出するものである。検出精度としては、糸長２ｍｍ以上で、かつ炭素繊維の単繊維径が３μｍ以上の毛羽を検出することができる。走行時のスリップが発生しないように駆動ローラー１５に炭素繊維を５回以上巻いて、ワインダー１６に巻き付ける。糸速を３ｍ／分に設定して、図９に示したローラー１７を介した糸道で炭素繊維の走行を開始する。糸道が安定したことを確認し、毛羽カウント機器１４から駆動ローラー１５の間で測定した走行時の炭素繊維の張力が６ｇｆ／ｔｅｘになるように、パウダークラッチで初期張力を調整する。その後、毛羽カウンターを作動させて、走行状態での毛羽の評価を、サンプル毎に３０ｍ測定し、１ｍあたりの毛羽数［個／ｍ］を算出する。なお、本実施例では、毛羽数計数装置として、東レエンジニアリング（株）製毛羽数計数装置“ＤＴ−１０５（Ｓ特）”を用いた。
＜樹脂ピックアップ率＞
本発明では炭素繊維の樹脂含浸性に関する指標として以下に示す樹脂ピックアップ率を用いる。すなわち、２４００〜３３００ｔｅｘを１束とする２５０ｍｍ長さの炭素繊維束を３束合わせ、その片端を５０ｍｍ残してかた結びする。結び目上３０〜５０ｍｍ部分をテープ固定し、結び目下から正確に１５０ｍｍで糸束をカットする。糸束３本をそれぞれ均一に張力をかけながら図６に示すように編むことで三つ編みサンプルを作製する。編む回数は３５回に設定する。三つ編み数の数え方は２本束の間に１本束を挿入することで１回と数え、順次２回、３回と数える。３５回編みこんだ後でテール部分がほどけないようにサンプルと同じ８００〜１７００ｔｅｘの炭素繊維束を用いて図７のように結びつける。結び目と結び目の内側である三つ編み部分の長さが１００〜１１０ｍｍになっていることを確認（該範囲を外れる場合はサンプルとして使用しない）し、固定していたテープを剥がして上部結び目上から２０ｍｍ部分をカットする。こうして作製した三つ編みサンプル重量を少数点以下第４位まで電子天秤で測定する（Ｃとする）。樹脂含浸用の樹脂は、平均分子量３７０のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２７：ジャパンエポキシレジン（株）製）を用いる。室温５０℃において、三つ編み下の結び部分にクリップで５００ｇの重りをつけて（図８）、結びの上端１０ｍｍをプライヤーで把持し、エポキシ樹脂を入れた容器の中にサンプル全体を５秒間浸漬する。その後すみやかに引き上げ、空中で１０秒間放置する。その後、すばやくクリップおよび重りを外し、サンプルをアルミ皿に載せて重量を小数点以下第４位まで電子天秤で測定する。樹脂含浸後の重量をＤとしたとき、樹脂ピックアップ率（％）を下式より算出する。なお、測定数はｎ＝１０本とし、単純平均する。
【００２３】
樹脂ピックアップ率（％）＝（Ｄ−Ｃ）／Ｃ×１００
【００２４】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】内取り用ボビン（螺旋状のミシン目つきボビン）からのボビン取り出し図の例
【図２】外層からの縦取りバルーニング説明図
【図３】綾角説明図
【図４】炭素繊維パッケージの巻径および巻幅説明図
【図５】糸さばけ率測定図
【図６】三つ編み方法および回数のカウント方法説明図
【図７】三つ編み端部の結び方法説明図
【図８】樹脂ピックアップ率測定図
【図９】毛羽計数装置図
【符号の説明】
【００２６】
１炭素繊維
２ガイド
３ミシン目
４軸線
５水平軸
６巻径
７巻幅
８固定具
９結び目
１０三つ編みした炭素繊維
１１おもり
１２樹脂
１３クリール
１４毛羽カウンター
１５駆動ローラー
１６ワインダー
１７ローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸さばけ率ｘ［％］が以下の式（１）を満たす糸を内取り解舒用ボビンに巻付けた炭素繊維パッケージ。
１００＜ｘ＜１５０ ・・・（１）
【請求項２】
糸さばけ率ｘ［％］とパッケージ最内層の綾角ｗ［°］が以下の式（２）を満たすよう巻き取られた請求項１に記載の炭素繊維パッケージ。
３００＜ｘ・ｗ＜３０００ ・・・（２）
【請求項３】
巻径ａと巻幅ｂとが以下の式（３）を満たすように巻き取られた請求項１または請求項２に記載の炭素繊維パッケージ。
０．５≦ａ／ｂ≦３ ・・・（３）
【請求項１】
糸さばけ率ｘ［％］が以下の式（１）を満たす糸を内取り解舒用ボビンに巻付けた炭素繊維パッケージ。
１００＜ｘ＜１５０ ・・・（１）
【請求項２】
糸さばけ率ｘ［％］とパッケージ最内層の綾角ｗ［°］が以下の式（２）を満たすよう巻き取られた請求項１に記載の炭素繊維パッケージ。
３００＜ｘ・ｗ＜３０００ ・・・（２）
【請求項３】
巻径ａと巻幅ｂとが以下の式（３）を満たすように巻き取られた請求項１または請求項２に記載の炭素繊維パッケージ。
０．５≦ａ／ｂ≦３ ・・・（３）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１５１６９０（Ｐ２００６−１５１６９０Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１０９０６（Ｐ２００５−３１０９０６）
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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