糸道ガイド装置
【課題】扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束をボビンに巻き取る際に、繊維束に不要な外力を加えずに、単繊維同士の絡まり、撚り、毛羽立ち等の不具合を引き起こすことなく糸道を安定化させ、かつ方向転換する糸道ガイド装置を提供する。
【解決手段】上流側に配された第１ガイドロール6と、下流側に配された第３ガイドロール7と、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロール2とを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する。第２ガイドロール2は、第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する回動軸Ａを有する支持部材3に回転自在に支持されている。第２ガイドロール2の回転軸は、支持部材の回動軸Ａに直交する単一の平面上に配され、糸道の変動に対応して、回動軸Ａを回動中心とする支持部材の回動視、第２ガイドロール2を糸道の糸道横断方向に傾けて、繊維束を本来の糸道へと自動的に制御する。
【解決手段】上流側に配された第１ガイドロール6と、下流側に配された第３ガイドロール7と、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロール2とを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する。第２ガイドロール2は、第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する回動軸Ａを有する支持部材3に回転自在に支持されている。第２ガイドロール2の回転軸は、支持部材の回動軸Ａに直交する単一の平面上に配され、糸道の変動に対応して、回動軸Ａを回動中心とする支持部材の回動視、第２ガイドロール2を糸道の糸道横断方向に傾けて、繊維束を本来の糸道へと自動的に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束をボビンに巻き取る際に、前記繊維束に不要な外力を加えずに、単繊維同士の絡まり、撚り、毛羽立ち等の不具合を引き起こすことなく糸道を安定化させ、かつ方向転換するのに効果が発揮される糸道ガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やガラス繊維に代表される樹脂補強に用いられる繊維（以下、補強繊維という）の多くは、それら繊維の束（以下、補強繊維束という）にマトリックス樹脂を含浸させて、いわゆるプリプレグとした後、これを所定形状にプリフォームし、加熱硬化させて繊維強化プラスチック成形体として製品化される。
【０００３】
近年、この繊維強化プラスチックス成形体の軽量化志向に伴い、厚みが薄く、且つ厚さ斑が少ない高品位なプリプレグが要望されてきている。
【０００４】
このようなプリプレグを製造する際には、補強繊維束を構成する１本１本の単繊維の高弾性特性をいかんなく発揮させるために、無撚り状態で、薄く広く開繊させる必要がある。
【０００５】
このため、プリプレグの原材料となる補強繊維束についても、予め薄く均一に拡げた状態でボビンに巻き取る、そして、その状態を維持したままでプリプレグの製造工程に提供することが重要な課題になってきている。
【０００６】
このような繊維束の扱いを実現するためには、特に、繊維束の搬送・案内の際に繊維束に不要な外力を与えないことが重要であり、例えば鍔付きロール等で糸道を規制する場合には、繊維束の擦れ・折り畳まれの原因となるので不具合を招くことがあり、必ずしも良くない。そのため、糸道の変動を見越した、すなわち、糸道の変動を許容した、幅広のガイドロールが用いられることが一般的である。
【０００７】
しかしながら、一方で糸道の変動は、巻き取りパッケージの品位低下を引き起こすことになるため、糸道の安定化が重要な課題となってきている。
【０００８】
また、ガイドロール上を繊維束が斜めに走る場合も、繊維束の擦れを引き起こして糸品位を悪化させるため、同様に糸道の安定化が重要な課題である。
【０００９】
従来の技術として、例えば国際公開第２００５／０７３１１８号パンフレット（特許文献１）には、ガイドロールとガイドロールを支持する支持部材とからなり、支持部材は、ガイドロールの回転軸に対し直角にねじれた位置に回転軸を有するもので、糸道の変動に対応して、支持部材の回転軸を回転中心とする回転により前記ガイドロールが糸道に対して傾けられることにより、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる糸道ガイドが開示されている。
【特許文献１】国際公開第２００５／０７３１１８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかるに、上記特許文献１に開示された糸道ガイドは、ガイドロールの回転軸に対し直角にねじれた位置に有する回転軸により糸道の変動に対応するために、糸道の変動に対応する範囲が狭いばかりか、シート状の繊維束糸条群において撚れ、折り畳みを防ぎつつ方向転換させて整列させることには不向きである。
【００１１】
本発明は、例えば扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束をボビンに巻き取る際に、前記繊維束に不要な外力を加えずに、単繊維同士の絡まり、撚り、毛羽立ち等の不具合を引き起こすことなく糸道を安定化させ、かつ方向転換することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の基本構成は、上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する回動軸Ａを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａに直交する平面上に配され、糸道の変動に対応して、回動軸Ａを回動中心とする前記支持部材の回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられ、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、ことを特徴とする糸道ガイド装置にある。
【００１３】
また、本発明の第２の基本構成は、上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する第１回動軸Ａ’と、前記第１及び第３ガイドロールに平行な第２回動軸Ｂとを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａ’に直交する平面上配され、糸道の変動に対応して、前記支持部材の第１及び第２の回動軸Ａ’、Ｂを回動中心とする回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられると同時に糸道方向に移動して、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、ことを特徴とする糸道ガイド装置にある。
【００１４】
また、好ましい態様によれば、前記支持部材の回動軸Ａと前記第２ガイドロールに入る糸道のなす角θ１と、前記回動軸Ａと前記第２ガイドロールから出る糸道のなす角θ２とを等しくする。また、前記第２ガイドロールの回転軸と前記支持部材の回動軸Ａの軸間距離を２０ｍｍ以上とすることが好ましい。更に、前記第２ガイドロールの回転軸と糸道のなす角θ３が４５°〜１３５°の範囲であることが望ましく、更には前記ガイドロールに入る糸道と、前記第２ガイドロールから出る糸道との抱き角θ４を、１０°〜１８０°とするとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１〜第３のガイドロールのうち、第２のガイドロールが糸道の変動量に対応して支持部材を介して第１回動軸を中心に糸道の道幅方向に自動的に傾き、或いは第１回動軸を中心に糸道の道幅方向に傾くと同時に糸道方向に移動して、それらの動きに応じて、繊維束を正常な糸道位置に自動的に戻すため、例えば扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束をボビンに巻き取る際に、前記繊維束に不要な外力を加えずに、単繊維同士の絡まり、撚り、毛羽立ち等の不具合を引き起こすことなく糸道を安定化させ、また、糸道の変動に対応する範囲が広く、且つシート状の繊維束糸条群においても撚れ、折り畳みを防ぎつつ方向転換させて整列させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の代表的な実施形態を図面等に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る糸道ガイド装置１の全体構造を模式的に示した斜視図である。糸道ガイド装置１は、走行する繊維束Ｙの本来の糸道（上流及び下流における走行する繊維束の支持位置で定まる糸道を言い、装置の構成に基づき設定された繊維束Ｙの走行路である。この糸道は直線である必要はなく、領域・範囲を含んでいる。）に沿って上流側から下流側に向けて順次配された第１〜第３ガイドロール６，２，７を有している。これらの第１〜第３ガイドロール６，２，７は、図２に示すように、繊維幅方向に互いが平行に配され、第１及び第３ガイドロールの各回転軸は、その両端が図示せぬ固定軸受を介してそれぞれ回転自在に支承されている。一方、前記第２ガイドロールは上端に回動軸Ａを有する支持部材３の軸部３ａに回転自在に支持されている。
【００１７】
この支持部材３の回動軸Ａの軸線は、図１〜図３に示すように、前記第１及び第３ガイドロール６，７の各回転軸に直交したねじれた位置を向いている。すなわち、前記支持部材３に支承される前記第２ガイドロール２の軸線は、図２及び図３に示すように、前記回動軸Ａに直交する一つの平面上に配されている。そのため、前記支持部材３は前記回動軸Ａを中心として繊維束Ｙの走行方向と直交する方向に回動（揺動）可能とされ、図４に示すように、前記第２ガイドロール２が繊維束に対して、その幅方向に傾くように挙動する。この第２ガイドロール２の傾きにより、繊維束は本来の糸道の中心方向に自動的に案内されていく。
【００１８】
次に、本発明の第２実施形態に係る糸道ガイド装置１１を、図５〜図８を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る糸道ガイド装置１の全体構造を模式的に示した斜視図である。なお、本実施形態にあって、上記第１実施形態と実質的に同一の構成を備えた部材については、同一符号を付している。
【００１９】
本実施形態に係る糸道ガイド装置１１も、走行する繊維束Ｙの本来の糸道に沿って上流側から下流側に向けて順次配された第１〜第３ガイドロール６，２，７を有している。第１〜第３ガイドロール６，２，７は、図５に示すように、本来の糸道を横断する方向に軸線を向けて互いが平行に配されている。第１及び第３のガイドロール６，７の各回転軸の両端を図示せぬ固定軸受を介してそれぞれが回転自在に支承されている。一方、前記第２ガイドロール２は、図５〜図７に示すように、前記第１及び第３ガイドロール６，７の間の、第１及び第３ガイドロール６，７を含む平面よりも上方であって、第１及び第３ガイドロール６，７と同様に、その軸線は本来の糸道を横断する繊維幅方向に向けられている。この第２ガイドロール２は、支持部材３の回転軸部３ａに図示せぬ軸受を介して回転自在に支承されている。
【００２０】
本実施形態にあって、上記第１実施形態と異なるところは、前記支持部材３が上記第１実施形態と同様の構造をもつ第１回動軸Ａ’に加えて新たな第２の回動軸Ｂを有していることにある。
すなわち、前記支持部材３は、その上端に上記第１実施形態と同様に、第１回動軸Ａ’を有しており、第１回動軸Ａ’の軸線の向きは、図５〜図７に示すように、前記第１及び第３ガイドロール６，７の各回転軸に直交して交差する９０°ねじれた方向である。また前記支持部材３は、その上端に配された前記第１回動軸Ａ’の外に、その第１回動軸Ａ’と支持部材下端に配された第２ガイドロール２の回転軸部３ａとの間に、第２回動軸Ｂを有している。この第２回動軸Ｂの軸線の向きは、図６及び図７に示すように、第１回動軸Ａ’の軸線に対して９０°捻じれた方向に向けられており、上記第２ガイドロール２の軸線と平行とされている。
【００２１】
そのため、前記支持部材３は、糸道の変動に対応して、上記第１回動軸Ａ’を中心に糸道を横断する繊維束Ｙの幅方向の回動（揺動）が可能とされると同時に、図６に示すとおり、第２回動軸Ｂを中心に繊維束Ｙの走行方向に揺動する。その結果、前記第２ガイドロール２が、繊維束Ｙに対して、その幅方向に傾くように挙動すると同時に、繊維束Ｙの走行方向に向けて揺動する。この第２ガイドロール２の自動的な動きにより、繊維束Ｙは本来の糸道の中心方向に自動的に案内されるようになる。この支持部材３の第１回動軸Ａ’を回転中心とする回動及び第２回動軸Ｂを回転中心とする回動して、第２ガイドロール２が糸道の道幅方向及び糸道方向に傾く複合動作をとることになり、繊維束Ｙのしごき作用を回避しつつ、繊維束Ｙを本来の糸道の中心方向へと自動的に案内されていくようになる。上述べたことから、上記第１及び第２の実施形態にあっては、第２ガイドロール２は糸の走行速度に追従して従属回転できる自由回転ロールであるように構成されているのが好ましい。その方が糸に与えるしごき作用などがより少なくなり、糸質に悪影響を与えることが少ない。また、第２ガイドロール２の形状は円柱状であることが望ましい。円柱状であれば、円錐状や鼓状ロールを用いた場合のようなロール表面での周速差が生じず、糸質に悪影響を与えることが少ない。
【００２２】
次に、支持部材３の回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’と前記第２ガイドロール２に入る糸道のなす角θ１と、回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’と前記第２ガイドロール２から出る糸道のなす角θ２とは実質的に等しいことが好ましい。ここで、角θ１とθ２とが実質的に等しいとは、完全に等しいことを要求するものではなく、±５°の範囲であればよい。このような構成をとることにより、効果的で且つ適切に繊維束Ｙを本来の糸道の方向に案内することができる。特に、上記第２実施形態における支持部材３が、前記第１回動軸Ａ’に加えて第２回動軸Ｂを有している場合には、第１回動軸Ａ’の回動に第２回動軸Ｂの回動が加わることになり、糸道が本来の糸道を外れて、角θ１と角θ２との間に許容範囲を越えて大きく変動したときも、第２ガイドロール２には、第１回動軸Ａ’の回動動作に加えて第２回動動作が加わり、前記ガイドロール２に入る糸道のなす角θ１と、回動軸Ａと前記ガイドロール２から出る糸道のなす角θ２とを、自動的に等しくするように、繊維束Ｙの姿勢を素早く且つ的確に矯正することができるようになる。
【００２３】
また、前記第２ガイドロール２の回転軸と、前記支持部材３の回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌは２０ｍｍ以上であることが好ましい。２０ｍｍ以上にすることにより糸道変動に対する領域・範囲が広くなるため好ましい。より好ましくは３０ｍｍ以上、更に好ましくは５０ｍｍ以上である。前記第２ガイドロール２の回転軸と、前記支持部材３の回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌは長いほど、糸道変動に対する領域・範囲が広くなるため、第２ガイドロール２を含めて前記支持部材３を設置する場所等を適宜決定する。
【００２４】
更に前記第２ガイドロール２の回転軸と糸道とがなす角θ３は４５°〜１３５°の範囲であることが好ましい。前記数値範囲にすることによりロール面と糸間での擦れが生じ難く、張力変動等により繊維束Ｙが転がるといった問題が生じ難くガイドロール面で繊維束が転がると隣り合う繊維束が重なり、毛羽等が発生し繊維束の走行位置が安定しない。より好ましくは５５°〜１２５°、更に好ましくは６０°〜１２０°である。
【００２５】
また、前記第２ガイドロール２に入る糸道と、前記ガイドロールから出る糸道の抱き角θ４は、１０°〜１８０°であることが好ましい。この範囲にすることにより、第２ガイドロール２が傾いた場合に、第２ガイドロール２への入りの糸道と第２ガイドロール２の稜線とのなす角の変化が大きくなり、効果的に繊維束を本来の糸道方向に案内することが可能となる。より好ましくは２０°〜１８０°、更に好ましくは３０°〜１８０°である。
【実施例】
【００２６】
次に本発明の実施例をより具体的に説明する。
なお、糸道変動の測定は、繊維束幅の両端位置を測定し、その中心値を繊維束の中心として、糸道変動長は第１ガイドロール６の中心値及び第３ガイドロールの中心値との間の距離をいい。繊維束の中心値のロール軸方向のずれを糸道の変動量とした。
【００２７】
（実施例１）
図１に示したようなガイドロール群を用い、フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を２００〜３００℃の酸化性雰囲気中で加熱処理する耐炎化工程によって耐炎化繊維束にし、引き続き、３００〜７００℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる前炭素化炉を通過させ、続いて１，０００〜１，３５０℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる炭素化炉を通過させ、エポキシ樹脂を主成分としたサイジング剤を付与した炭素繊維束１０本のテープ状炭素繊維束の搬送・案内を行った。
【００２８】
炭素繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。ここで、第２ガイドロール２を挟んで上流側の第１ガイドロール６、下流側の第３ガイドロール７は、それぞれ外径５０ｍｍ、ロール幅１００ｍｍのフリー回転ロールとし、それらの軸端を固設ブラケットに固定した。
【００２９】
また、第２ガイドロール２は本発明にかかる糸道ガイド装置１の最も重要な構成部材であり、外径５０ｍｍ、ロール幅１００ｍｍのフリー回転ロールとし、その支持部材は上端に（第１）回動軸Ａを有している。前記第２ガイドロール２の回転軸は、前記回動軸Ａに垂直な直交する単一平面に含まれるものであり、軸受を介して支持部材３をブラケット下端の軸部３ａに回転自在に支持されている。
【００３０】
回動軸Ａと前記第２ガイドロール２に入る糸道のなす角（θ１）と、回動軸Ａと前記ガイドロールから出る糸道のなす角（θ２）をそれぞれ４５°、前記ガイドロールの回転軸と回動軸Ａの距離を１００ｍｍ、前記ガイドロールの回転軸と糸道のなす角（θ３）を６５°、前記ガイドロールに入る糸道と、前記ガイドロールから出る糸道の抱き角（θ４）を９０°とした。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
（実施例２〜１４）
図１に示した糸道ガイド装置を使って、表１に示す条件に変更した以外は、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００３３】
（実施例１５）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束Ｙを１本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径３０ｍｍ、ロール幅６０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と支持部材３の回動軸Ａとの距離Ｌを５０ｍｍにした。結果を表２に示す。
【００３４】
（実施例１６）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束Ｙを３０本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１２０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と支持部材３の回動軸Ａとの距離Ｌを３００ｍｍにした。その結果を表２に示す。
【００３５】
（実施例１７）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して炭素繊維束にし、１０本のテープ状炭素繊維束にし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１８０ｍｍのフリー回転ロールとした。その結果を表２に示す。
【００３６】
（実施例１８）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して耐炎繊維束にし、１０本のテープ状耐炎繊維束にした。
耐炎繊維は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】
（実施例１９）
この実施例１９は図５〜図８に示した本発明の第２実施形態の具体例であり、次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
第２ガイドロール２は実施例において最も重要な構成部材であり、外径５０ｍｍ、ロール幅１００ｍｍのフリー回転ロールとした。支持部材３は、図５に示した装置１であり、第１及び第２の回動軸Ａ’、Ｂを有している。前記第２ガイドロール２の回転軸は、支持部材３の第１回動軸Ａ’に直交する単一平面に含まれており、且つ第２回動軸Ｂは第１回動軸Ａ’に対して９０°ねじれた位置にあり、第１及び第２回動軸Ａ’，Ｂは軸受を介してそれぞれ支持部材１３のブラケットに固定した。その結果を表３に示す。
【００３９】
（実施例２０〜３０）
表１に示す条件に変更した以外は、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。その結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
（実施例３１）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束を１本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径３０ｍｍ、ロール幅６０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌを５０ｍｍにした。その結果を表４に示す。
【００４２】
（実施例３２）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束を３０本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１２０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌを３００ｍｍにした。その結果を表４に示す。
【００４３】
（実施例３３）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して炭素繊維束にし、１０本のテープ状炭素繊維束にし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１８０ｍｍのフリー回転ロールとした。その結果を表４に示す。
【００４４】
（実施例３４）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して耐炎繊維束にし、１０本のテープ状耐炎繊維束にした。
耐炎繊維は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表４に示す。
【００４５】
（実施例３５）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を２００〜３００℃の酸化性雰囲気中で加熱処理する耐炎化工程によって耐炎化繊維束にし、引き続き、３００〜７００℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる前炭素化炉を通過させ、続いて１，０００〜１，３５０℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる炭素化炉を通過させエポキシ樹脂を主成分としたサイジング剤を付与した炭素繊維束を巻き取り、１０本のテープ状炭素繊維束を、ＤＷ法プリプレグ製造装置へ搬送・案内を行った。
炭素繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。結果を表４に示す。
【００４６】
（実施例３６）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を２００〜３００℃の酸化性雰囲気中で加熱処理する耐炎化工程によって耐炎化繊維束にし、引き続き、３００〜７００℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる前炭素化炉を通過させ、続いて１，０００〜１，３５０℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる炭素化炉を通過させエポキシ樹脂を主成分としたサイジング剤を付与した炭素繊維束を巻き取り、１０本のテープ状炭素繊維束を、ＤＷ法プリプレグ製造装置へ搬送・案内を行った。
炭素繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表４に示す。
【００４７】
（実施例３７）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束で１０本のテープ状アクリロニトリル系前駆体繊維束を使用した。
アクリロニトリル系前駆体繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
（比較例１）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
第２ガイドロール２の回転軸を、軸受を介すことなく支持部材３のブラケットに直接固定した。その結果を表５に示す。
【００５０】
（比較例２）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
第２ガイドロール２の回転軸を、軸受を介すことなく支持部材３のブラケットに直接固定した。結果を表５に示す。
【００５１】
【表５】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る糸道ガイド装置の全体構造を示した概略斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る糸道ガイド装置を糸道横断方向に見た正面図である。
【図３】同糸道ガイド装置を糸道方向下流側から見た正面図である。
【図４】糸道が変動したときの第２ガイドロールと第３ガイドロールとの相対的位置関係を誇張して示す糸道変動説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る糸道ガイド装置の全体構造を示した概略斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る糸道ガイド装置を糸道横断方向に見た正面図である。
【図７】同糸道ガイド装置を糸道方向下流側から見た正面図である。
【図８】糸道が変動したときの第２ガイドロールと第３ガイドロールとの相対的位置関係を誇張して示す糸道変動説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１１ 糸道ガイド
２ 第２ガイドロール
３ 支持部材
３ａ 軸部
６ 上流側の第１ガイドロール
７ 下流側の第３ガイドロール
Ａ 支持部材の回動軸
Ａ’ 支持部材の第１回動軸
Ｂ 支持部材の第２回動軸
θ１ 第１ガイドロールから第２ガイドロールに入る糸道のなす角
θ２ 第２ガイドロールから第３ガイドロールに出る糸道のなす角
θ３ ガイドロールの回転軸と糸道のなす角
θ４ 第１ガイドロールから第２ガイドロールに入る糸道と、第３ガイドロール から出る糸道との第２ガイドロールに対する抱き角
Ｌ 第２ガイドロールの回転軸と回動軸Ａ（第１回動軸）との間の距離
Ｙ 繊維束
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束をボビンに巻き取る際に、前記繊維束に不要な外力を加えずに、単繊維同士の絡まり、撚り、毛羽立ち等の不具合を引き起こすことなく糸道を安定化させ、かつ方向転換するのに効果が発揮される糸道ガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やガラス繊維に代表される樹脂補強に用いられる繊維（以下、補強繊維という）の多くは、それら繊維の束（以下、補強繊維束という）にマトリックス樹脂を含浸させて、いわゆるプリプレグとした後、これを所定形状にプリフォームし、加熱硬化させて繊維強化プラスチック成形体として製品化される。
【０００３】
近年、この繊維強化プラスチックス成形体の軽量化志向に伴い、厚みが薄く、且つ厚さ斑が少ない高品位なプリプレグが要望されてきている。
【０００４】
このようなプリプレグを製造する際には、補強繊維束を構成する１本１本の単繊維の高弾性特性をいかんなく発揮させるために、無撚り状態で、薄く広く開繊させる必要がある。
【０００５】
このため、プリプレグの原材料となる補強繊維束についても、予め薄く均一に拡げた状態でボビンに巻き取る、そして、その状態を維持したままでプリプレグの製造工程に提供することが重要な課題になってきている。
【０００６】
このような繊維束の扱いを実現するためには、特に、繊維束の搬送・案内の際に繊維束に不要な外力を与えないことが重要であり、例えば鍔付きロール等で糸道を規制する場合には、繊維束の擦れ・折り畳まれの原因となるので不具合を招くことがあり、必ずしも良くない。そのため、糸道の変動を見越した、すなわち、糸道の変動を許容した、幅広のガイドロールが用いられることが一般的である。
【０００７】
しかしながら、一方で糸道の変動は、巻き取りパッケージの品位低下を引き起こすことになるため、糸道の安定化が重要な課題となってきている。
【０００８】
また、ガイドロール上を繊維束が斜めに走る場合も、繊維束の擦れを引き起こして糸品位を悪化させるため、同様に糸道の安定化が重要な課題である。
【０００９】
従来の技術として、例えば国際公開第２００５／０７３１１８号パンフレット（特許文献１）には、ガイドロールとガイドロールを支持する支持部材とからなり、支持部材は、ガイドロールの回転軸に対し直角にねじれた位置に回転軸を有するもので、糸道の変動に対応して、支持部材の回転軸を回転中心とする回転により前記ガイドロールが糸道に対して傾けられることにより、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる糸道ガイドが開示されている。
【特許文献１】国際公開第２００５／０７３１１８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかるに、上記特許文献１に開示された糸道ガイドは、ガイドロールの回転軸に対し直角にねじれた位置に有する回転軸により糸道の変動に対応するために、糸道の変動に対応する範囲が狭いばかりか、シート状の繊維束糸条群において撚れ、折り畳みを防ぎつつ方向転換させて整列させることには不向きである。
【００１１】
本発明は、例えば扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束をボビンに巻き取る際に、前記繊維束に不要な外力を加えずに、単繊維同士の絡まり、撚り、毛羽立ち等の不具合を引き起こすことなく糸道を安定化させ、かつ方向転換することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の基本構成は、上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する回動軸Ａを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａに直交する平面上に配され、糸道の変動に対応して、回動軸Ａを回動中心とする前記支持部材の回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられ、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、ことを特徴とする糸道ガイド装置にある。
【００１３】
また、本発明の第２の基本構成は、上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する第１回動軸Ａ’と、前記第１及び第３ガイドロールに平行な第２回動軸Ｂとを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａ’に直交する平面上配され、糸道の変動に対応して、前記支持部材の第１及び第２の回動軸Ａ’、Ｂを回動中心とする回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられると同時に糸道方向に移動して、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、ことを特徴とする糸道ガイド装置にある。
【００１４】
また、好ましい態様によれば、前記支持部材の回動軸Ａと前記第２ガイドロールに入る糸道のなす角θ１と、前記回動軸Ａと前記第２ガイドロールから出る糸道のなす角θ２とを等しくする。また、前記第２ガイドロールの回転軸と前記支持部材の回動軸Ａの軸間距離を２０ｍｍ以上とすることが好ましい。更に、前記第２ガイドロールの回転軸と糸道のなす角θ３が４５°〜１３５°の範囲であることが望ましく、更には前記ガイドロールに入る糸道と、前記第２ガイドロールから出る糸道との抱き角θ４を、１０°〜１８０°とするとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１〜第３のガイドロールのうち、第２のガイドロールが糸道の変動量に対応して支持部材を介して第１回動軸を中心に糸道の道幅方向に自動的に傾き、或いは第１回動軸を中心に糸道の道幅方向に傾くと同時に糸道方向に移動して、それらの動きに応じて、繊維束を正常な糸道位置に自動的に戻すため、例えば扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束をボビンに巻き取る際に、前記繊維束に不要な外力を加えずに、単繊維同士の絡まり、撚り、毛羽立ち等の不具合を引き起こすことなく糸道を安定化させ、また、糸道の変動に対応する範囲が広く、且つシート状の繊維束糸条群においても撚れ、折り畳みを防ぎつつ方向転換させて整列させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の代表的な実施形態を図面等に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る糸道ガイド装置１の全体構造を模式的に示した斜視図である。糸道ガイド装置１は、走行する繊維束Ｙの本来の糸道（上流及び下流における走行する繊維束の支持位置で定まる糸道を言い、装置の構成に基づき設定された繊維束Ｙの走行路である。この糸道は直線である必要はなく、領域・範囲を含んでいる。）に沿って上流側から下流側に向けて順次配された第１〜第３ガイドロール６，２，７を有している。これらの第１〜第３ガイドロール６，２，７は、図２に示すように、繊維幅方向に互いが平行に配され、第１及び第３ガイドロールの各回転軸は、その両端が図示せぬ固定軸受を介してそれぞれ回転自在に支承されている。一方、前記第２ガイドロールは上端に回動軸Ａを有する支持部材３の軸部３ａに回転自在に支持されている。
【００１７】
この支持部材３の回動軸Ａの軸線は、図１〜図３に示すように、前記第１及び第３ガイドロール６，７の各回転軸に直交したねじれた位置を向いている。すなわち、前記支持部材３に支承される前記第２ガイドロール２の軸線は、図２及び図３に示すように、前記回動軸Ａに直交する一つの平面上に配されている。そのため、前記支持部材３は前記回動軸Ａを中心として繊維束Ｙの走行方向と直交する方向に回動（揺動）可能とされ、図４に示すように、前記第２ガイドロール２が繊維束に対して、その幅方向に傾くように挙動する。この第２ガイドロール２の傾きにより、繊維束は本来の糸道の中心方向に自動的に案内されていく。
【００１８】
次に、本発明の第２実施形態に係る糸道ガイド装置１１を、図５〜図８を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る糸道ガイド装置１の全体構造を模式的に示した斜視図である。なお、本実施形態にあって、上記第１実施形態と実質的に同一の構成を備えた部材については、同一符号を付している。
【００１９】
本実施形態に係る糸道ガイド装置１１も、走行する繊維束Ｙの本来の糸道に沿って上流側から下流側に向けて順次配された第１〜第３ガイドロール６，２，７を有している。第１〜第３ガイドロール６，２，７は、図５に示すように、本来の糸道を横断する方向に軸線を向けて互いが平行に配されている。第１及び第３のガイドロール６，７の各回転軸の両端を図示せぬ固定軸受を介してそれぞれが回転自在に支承されている。一方、前記第２ガイドロール２は、図５〜図７に示すように、前記第１及び第３ガイドロール６，７の間の、第１及び第３ガイドロール６，７を含む平面よりも上方であって、第１及び第３ガイドロール６，７と同様に、その軸線は本来の糸道を横断する繊維幅方向に向けられている。この第２ガイドロール２は、支持部材３の回転軸部３ａに図示せぬ軸受を介して回転自在に支承されている。
【００２０】
本実施形態にあって、上記第１実施形態と異なるところは、前記支持部材３が上記第１実施形態と同様の構造をもつ第１回動軸Ａ’に加えて新たな第２の回動軸Ｂを有していることにある。
すなわち、前記支持部材３は、その上端に上記第１実施形態と同様に、第１回動軸Ａ’を有しており、第１回動軸Ａ’の軸線の向きは、図５〜図７に示すように、前記第１及び第３ガイドロール６，７の各回転軸に直交して交差する９０°ねじれた方向である。また前記支持部材３は、その上端に配された前記第１回動軸Ａ’の外に、その第１回動軸Ａ’と支持部材下端に配された第２ガイドロール２の回転軸部３ａとの間に、第２回動軸Ｂを有している。この第２回動軸Ｂの軸線の向きは、図６及び図７に示すように、第１回動軸Ａ’の軸線に対して９０°捻じれた方向に向けられており、上記第２ガイドロール２の軸線と平行とされている。
【００２１】
そのため、前記支持部材３は、糸道の変動に対応して、上記第１回動軸Ａ’を中心に糸道を横断する繊維束Ｙの幅方向の回動（揺動）が可能とされると同時に、図６に示すとおり、第２回動軸Ｂを中心に繊維束Ｙの走行方向に揺動する。その結果、前記第２ガイドロール２が、繊維束Ｙに対して、その幅方向に傾くように挙動すると同時に、繊維束Ｙの走行方向に向けて揺動する。この第２ガイドロール２の自動的な動きにより、繊維束Ｙは本来の糸道の中心方向に自動的に案内されるようになる。この支持部材３の第１回動軸Ａ’を回転中心とする回動及び第２回動軸Ｂを回転中心とする回動して、第２ガイドロール２が糸道の道幅方向及び糸道方向に傾く複合動作をとることになり、繊維束Ｙのしごき作用を回避しつつ、繊維束Ｙを本来の糸道の中心方向へと自動的に案内されていくようになる。上述べたことから、上記第１及び第２の実施形態にあっては、第２ガイドロール２は糸の走行速度に追従して従属回転できる自由回転ロールであるように構成されているのが好ましい。その方が糸に与えるしごき作用などがより少なくなり、糸質に悪影響を与えることが少ない。また、第２ガイドロール２の形状は円柱状であることが望ましい。円柱状であれば、円錐状や鼓状ロールを用いた場合のようなロール表面での周速差が生じず、糸質に悪影響を与えることが少ない。
【００２２】
次に、支持部材３の回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’と前記第２ガイドロール２に入る糸道のなす角θ１と、回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’と前記第２ガイドロール２から出る糸道のなす角θ２とは実質的に等しいことが好ましい。ここで、角θ１とθ２とが実質的に等しいとは、完全に等しいことを要求するものではなく、±５°の範囲であればよい。このような構成をとることにより、効果的で且つ適切に繊維束Ｙを本来の糸道の方向に案内することができる。特に、上記第２実施形態における支持部材３が、前記第１回動軸Ａ’に加えて第２回動軸Ｂを有している場合には、第１回動軸Ａ’の回動に第２回動軸Ｂの回動が加わることになり、糸道が本来の糸道を外れて、角θ１と角θ２との間に許容範囲を越えて大きく変動したときも、第２ガイドロール２には、第１回動軸Ａ’の回動動作に加えて第２回動動作が加わり、前記ガイドロール２に入る糸道のなす角θ１と、回動軸Ａと前記ガイドロール２から出る糸道のなす角θ２とを、自動的に等しくするように、繊維束Ｙの姿勢を素早く且つ的確に矯正することができるようになる。
【００２３】
また、前記第２ガイドロール２の回転軸と、前記支持部材３の回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌは２０ｍｍ以上であることが好ましい。２０ｍｍ以上にすることにより糸道変動に対する領域・範囲が広くなるため好ましい。より好ましくは３０ｍｍ以上、更に好ましくは５０ｍｍ以上である。前記第２ガイドロール２の回転軸と、前記支持部材３の回動軸Ａ及び第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌは長いほど、糸道変動に対する領域・範囲が広くなるため、第２ガイドロール２を含めて前記支持部材３を設置する場所等を適宜決定する。
【００２４】
更に前記第２ガイドロール２の回転軸と糸道とがなす角θ３は４５°〜１３５°の範囲であることが好ましい。前記数値範囲にすることによりロール面と糸間での擦れが生じ難く、張力変動等により繊維束Ｙが転がるといった問題が生じ難くガイドロール面で繊維束が転がると隣り合う繊維束が重なり、毛羽等が発生し繊維束の走行位置が安定しない。より好ましくは５５°〜１２５°、更に好ましくは６０°〜１２０°である。
【００２５】
また、前記第２ガイドロール２に入る糸道と、前記ガイドロールから出る糸道の抱き角θ４は、１０°〜１８０°であることが好ましい。この範囲にすることにより、第２ガイドロール２が傾いた場合に、第２ガイドロール２への入りの糸道と第２ガイドロール２の稜線とのなす角の変化が大きくなり、効果的に繊維束を本来の糸道方向に案内することが可能となる。より好ましくは２０°〜１８０°、更に好ましくは３０°〜１８０°である。
【実施例】
【００２６】
次に本発明の実施例をより具体的に説明する。
なお、糸道変動の測定は、繊維束幅の両端位置を測定し、その中心値を繊維束の中心として、糸道変動長は第１ガイドロール６の中心値及び第３ガイドロールの中心値との間の距離をいい。繊維束の中心値のロール軸方向のずれを糸道の変動量とした。
【００２７】
（実施例１）
図１に示したようなガイドロール群を用い、フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を２００〜３００℃の酸化性雰囲気中で加熱処理する耐炎化工程によって耐炎化繊維束にし、引き続き、３００〜７００℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる前炭素化炉を通過させ、続いて１，０００〜１，３５０℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる炭素化炉を通過させ、エポキシ樹脂を主成分としたサイジング剤を付与した炭素繊維束１０本のテープ状炭素繊維束の搬送・案内を行った。
【００２８】
炭素繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。ここで、第２ガイドロール２を挟んで上流側の第１ガイドロール６、下流側の第３ガイドロール７は、それぞれ外径５０ｍｍ、ロール幅１００ｍｍのフリー回転ロールとし、それらの軸端を固設ブラケットに固定した。
【００２９】
また、第２ガイドロール２は本発明にかかる糸道ガイド装置１の最も重要な構成部材であり、外径５０ｍｍ、ロール幅１００ｍｍのフリー回転ロールとし、その支持部材は上端に（第１）回動軸Ａを有している。前記第２ガイドロール２の回転軸は、前記回動軸Ａに垂直な直交する単一平面に含まれるものであり、軸受を介して支持部材３をブラケット下端の軸部３ａに回転自在に支持されている。
【００３０】
回動軸Ａと前記第２ガイドロール２に入る糸道のなす角（θ１）と、回動軸Ａと前記ガイドロールから出る糸道のなす角（θ２）をそれぞれ４５°、前記ガイドロールの回転軸と回動軸Ａの距離を１００ｍｍ、前記ガイドロールの回転軸と糸道のなす角（θ３）を６５°、前記ガイドロールに入る糸道と、前記ガイドロールから出る糸道の抱き角（θ４）を９０°とした。結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
（実施例２〜１４）
図１に示した糸道ガイド装置を使って、表１に示す条件に変更した以外は、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。結果を表１及び表２に示す。
【００３３】
（実施例１５）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束Ｙを１本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径３０ｍｍ、ロール幅６０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と支持部材３の回動軸Ａとの距離Ｌを５０ｍｍにした。結果を表２に示す。
【００３４】
（実施例１６）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束Ｙを３０本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１２０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と支持部材３の回動軸Ａとの距離Ｌを３００ｍｍにした。その結果を表２に示す。
【００３５】
（実施例１７）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して炭素繊維束にし、１０本のテープ状炭素繊維束にし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１８０ｍｍのフリー回転ロールとした。その結果を表２に示す。
【００３６】
（実施例１８）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して耐炎繊維束にし、１０本のテープ状耐炎繊維束にした。
耐炎繊維は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】
（実施例１９）
この実施例１９は図５〜図８に示した本発明の第２実施形態の具体例であり、次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
第２ガイドロール２は実施例において最も重要な構成部材であり、外径５０ｍｍ、ロール幅１００ｍｍのフリー回転ロールとした。支持部材３は、図５に示した装置１であり、第１及び第２の回動軸Ａ’、Ｂを有している。前記第２ガイドロール２の回転軸は、支持部材３の第１回動軸Ａ’に直交する単一平面に含まれており、且つ第２回動軸Ｂは第１回動軸Ａ’に対して９０°ねじれた位置にあり、第１及び第２回動軸Ａ’，Ｂは軸受を介してそれぞれ支持部材１３のブラケットに固定した。その結果を表３に示す。
【００３９】
（実施例２０〜３０）
表１に示す条件に変更した以外は、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。その結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
（実施例３１）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束を１本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径３０ｍｍ、ロール幅６０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌを５０ｍｍにした。その結果を表４に示す。
【００４２】
（実施例３２）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
炭素繊維束を３０本のテープ状炭素繊維束とし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１２０ｍｍのフリー回転ロールとし、前記第２ガイドロール２の回転軸と第１回動軸Ａ’との間の距離Ｌを３００ｍｍにした。その結果を表４に示す。
【００４３】
（実施例３３）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して炭素繊維束にし、１０本のテープ状炭素繊維束にし、第２ガイドロール２は外径５０ｍｍ、ロール幅１８０ｍｍのフリー回転ロールとした。その結果を表４に示す。
【００４４】
（実施例３４）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を使用して耐炎繊維束にし、１０本のテープ状耐炎繊維束にした。
耐炎繊維は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表４に示す。
【００４５】
（実施例３５）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数１２，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を２００〜３００℃の酸化性雰囲気中で加熱処理する耐炎化工程によって耐炎化繊維束にし、引き続き、３００〜７００℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる前炭素化炉を通過させ、続いて１，０００〜１，３５０℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる炭素化炉を通過させエポキシ樹脂を主成分としたサイジング剤を付与した炭素繊維束を巻き取り、１０本のテープ状炭素繊維束を、ＤＷ法プリプレグ製造装置へ搬送・案内を行った。
炭素繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。結果を表４に示す。
【００４６】
（実施例３６）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束を２００〜３００℃の酸化性雰囲気中で加熱処理する耐炎化工程によって耐炎化繊維束にし、引き続き、３００〜７００℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる前炭素化炉を通過させ、続いて１，０００〜１，３５０℃の温度分布を有する窒素雰囲気からなる炭素化炉を通過させエポキシ樹脂を主成分としたサイジング剤を付与した炭素繊維束を巻き取り、１０本のテープ状炭素繊維束を、ＤＷ法プリプレグ製造装置へ搬送・案内を行った。
炭素繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表４に示す。
【００４７】
（実施例３７）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
フィラメント数６０，０００本のアクリロニトリル系前駆体繊維束で１０本のテープ状アクリロニトリル系前駆体繊維束を使用した。
アクリロニトリル系前駆体繊維束は、図示していない上流側の搬送ロールから供給され、図示していない下流側の搬送ロールへ搬送される。その結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】
（比較例１）
次の事項を除いて、実施例１と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
第２ガイドロール２の回転軸を、軸受を介すことなく支持部材３のブラケットに直接固定した。その結果を表５に示す。
【００５０】
（比較例２）
次の事項を除いて、実施例１９と同様にして繊維束の搬送・案内を行った。
第２ガイドロール２の回転軸を、軸受を介すことなく支持部材３のブラケットに直接固定した。結果を表５に示す。
【００５１】
【表５】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る糸道ガイド装置の全体構造を示した概略斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る糸道ガイド装置を糸道横断方向に見た正面図である。
【図３】同糸道ガイド装置を糸道方向下流側から見た正面図である。
【図４】糸道が変動したときの第２ガイドロールと第３ガイドロールとの相対的位置関係を誇張して示す糸道変動説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る糸道ガイド装置の全体構造を示した概略斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る糸道ガイド装置を糸道横断方向に見た正面図である。
【図７】同糸道ガイド装置を糸道方向下流側から見た正面図である。
【図８】糸道が変動したときの第２ガイドロールと第３ガイドロールとの相対的位置関係を誇張して示す糸道変動説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１１ 糸道ガイド
２ 第２ガイドロール
３ 支持部材
３ａ 軸部
６ 上流側の第１ガイドロール
７ 下流側の第３ガイドロール
Ａ 支持部材の回動軸
Ａ’ 支持部材の第１回動軸
Ｂ 支持部材の第２回動軸
θ１ 第１ガイドロールから第２ガイドロールに入る糸道のなす角
θ２ 第２ガイドロールから第３ガイドロールに出る糸道のなす角
θ３ ガイドロールの回転軸と糸道のなす角
θ４ 第１ガイドロールから第２ガイドロールに入る糸道と、第３ガイドロール から出る糸道との第２ガイドロールに対する抱き角
Ｌ 第２ガイドロールの回転軸と回動軸Ａ（第１回動軸）との間の距離
Ｙ 繊維束
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、
上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、
前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する回動軸Ａを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、
前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａに直交する平面上に配され、
糸道の変動に対応して、回動軸Ａを回動中心とする前記支持部材の回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられ、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、
ことを特徴とする糸道ガイド装置。
【請求項２】
上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、
上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、
前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する第１回動軸Ａ’と、前記第１及び第３ガイドロールに平行な第２回動軸Ｂとを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、
前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａ’に直交する平面上に配され、
糸道の変動に対応して、前記支持部材の第１及び第２の回動軸Ａ’、Ｂを回動中心とする回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられると同時に糸道方向に移動して、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、
ことを特徴とする糸道ガイド装置。
【請求項３】
前記支持部材の回動軸Ａと前記第２ガイドロールに入る糸道のなす角θ１と、前記回動軸Ａと前記第２ガイドロールから出る糸道のなす角θ２とが等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の糸道ガイド装置。
【請求項４】
前記第２ガイドロールの回転軸と前記支持部材の回動軸Ａの軸間距離が２０ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の糸道ガイド装置。
【請求項５】
前記第２ガイドロールの回転軸と糸道のなす角θ３が４５°〜１３５°の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の糸道ガイド装置。
【請求項６】
前記第２ガイドロールに入る糸道と、前記第２ガイドロールから出る糸道の抱き角θ４が、１０°〜１８０°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の糸道ガイド装置。
【請求項１】
上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、
上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、
前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する回動軸Ａを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、
前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａに直交する平面上に配され、
糸道の変動に対応して、回動軸Ａを回動中心とする前記支持部材の回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられ、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、
ことを特徴とする糸道ガイド装置。
【請求項２】
上流側に配された第１ガイドロールと、下流側に配された第３ガイドロールと、第１及び第３ガイドロールの間に配された第２ガイドロールとを少なくとも備え、走行する繊維束を案内する糸道ガイド装置であって、
上面視で前記第１〜第３ガイドロールは互いに平行に配され、
前記第２ガイドロールは、互いに平行な前記第１及び第３ガイドロールの回転軸に直交する第１回動軸Ａ’と、前記第１及び第３ガイドロールに平行な第２回動軸Ｂとを有する支持部材に回転自在に支持されてなり、
前記第２ガイドロールの前記回転軸は、前記支持部材の前記回動軸Ａ’に直交する平面上に配され、
糸道の変動に対応して、前記支持部材の第１及び第２の回動軸Ａ’、Ｂを回動中心とする回動により、前記第２ガイドロールが糸道の道幅方向に傾けられると同時に糸道方向に移動して、繊維束が本来の糸道方向に自動的に案内されるように構成されてなる、
ことを特徴とする糸道ガイド装置。
【請求項３】
前記支持部材の回動軸Ａと前記第２ガイドロールに入る糸道のなす角θ１と、前記回動軸Ａと前記第２ガイドロールから出る糸道のなす角θ２とが等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の糸道ガイド装置。
【請求項４】
前記第２ガイドロールの回転軸と前記支持部材の回動軸Ａの軸間距離が２０ｍｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の糸道ガイド装置。
【請求項５】
前記第２ガイドロールの回転軸と糸道のなす角θ３が４５°〜１３５°の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の糸道ガイド装置。
【請求項６】
前記第２ガイドロールに入る糸道と、前記第２ガイドロールから出る糸道の抱き角θ４が、１０°〜１８０°であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の糸道ガイド装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８９９５４（Ｐ２０１０−８９９５４Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６４５１８（Ｐ２００８−２６４５１８）
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１０日（２００８．１０．１０）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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