JP2002309475A - Method for transferring carbon fiber - Google Patents

Method for transferring carbon fiber

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JP2002309475A
JP2002309475A JP2001113821A JP2001113821A JP2002309475A JP 2002309475 A JP2002309475 A JP 2002309475A JP 2001113821 A JP2001113821 A JP 2001113821A JP 2001113821 A JP2001113821 A JP 2001113821A JP 2002309475 A JP2002309475 A JP 2002309475A
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JP
Japan
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carbon fiber
roller
carbon fibers
transferring
carbon
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JP2001113821A
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Japanese (ja)
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Yuki Matsuura
友樹 松浦
Mitsutoshi Ozaki
充利 尾崎
Hiroaki Ninomiya
宏明 二宮
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for transferring carbon fibers, improved in process passableness in a process for manufacturing the carbon fibers and capable of obtaining carbon fibers having high quality and excellent physical properties such as tensile strength or the like. SOLUTION: The method for transferring carbon fibers comprises a process in which the carbon fibers are transferred by using rollers. The roller has a surface having a fluorine resin layer, and the friction coefficient between the surface of the roller and the carbon fibers is in the range of 0.1-0.2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維の移送方
法、特に、品質に優れた炭素繊維の製造および炭素繊維
の後加工に際して、工程通過性が著しく改善された炭素
繊維の移送方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for transferring carbon fibers, and more particularly, to a method for transferring carbon fibers having significantly improved process passability in the production of carbon fibers of excellent quality and post-processing of carbon fibers.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭素繊維は、比強度、比弾性率に優れる
ため、土木・建築などの一般産業分野やスポーツ用品分
野から航空・宇宙分野まで幅広く用途展開がなされてお
り、特に航空・宇宙分野を中心として非常に高い引張強
度が要求される場合がある。しかしながら、炭素繊維は
本質的に脆性な材料であるため、炭化処理して炭素繊維
とする以前の前駆体繊維の表面に傷が存在すると、それ
が軽微なものであっても、炭素繊維とした際にその傷が
破壊の開始点となり引張強度を大きく低下させてしま
う。また、炭化処理あるいは黒鉛化処理後におけるサイ
ジング剤付与などの後加工工程において、上記破壊がさ
らに進展し引張強度を低下させてしまう場合がある。こ
のため、前駆体繊維の製造工程を含め、かかる傷や欠陥
の発生を予防し、炭素繊維の品位を高める方法が数多く
提案されている。このため、例えば、特開平3−167
368号公報では、自動布送り装置によりローラー上の
付着物を拭き取る方法が開示されているが、この方法で
は糸条数が多い場合ローラー長が長くなるため拭き取り
装置とローラーの接触がローラー幅方向に不均一とな
り、ローラー上の付着物を効果的に除去できないという
問題があった。また、特公平3−41561号公報で
は、繊維束を搬送する際に適用する糸道規制具の形状を
工夫することによって、かかる規制具において繊維束に
架かる張力を緩和する方法が開示されている。さらに、
特開平12−73225号公報には高レベルの表面平滑
性と硬度を有するセラミックスを用いた糸道規制具を用
いる方法が開示されている。しかし、これらの方法で
は、傷や欠陥の解消に十分な効果が得られず、得られる
炭素繊維の引張強度は不充分であり、操業性についても
満足されるものではなかった。また、磨耗を低減させる
試みとして、特開平7−278945号公報に、アルミ
ナ/ジルコニア系セラミックスによる糸道規制具が開示
されているが、耐磨耗性が不充分であり、かつ表面凹凸
も大きく、実用性に乏しいものであった。
2. Description of the Related Art Since carbon fiber is excellent in specific strength and specific elastic modulus, it is widely used in general industrial fields such as civil engineering and construction, sporting goods field, and aerospace field, especially in aerospace field. , A very high tensile strength may be required. However, since carbon fibers are inherently brittle materials, if there is a flaw on the surface of the precursor fiber before carbonization to carbon fiber, even if it is minor, it is regarded as carbon fiber. At that time, the scratch becomes a starting point of fracture, and the tensile strength is greatly reduced. Further, in a post-processing step such as the application of a sizing agent after the carbonizing or graphitizing treatment, the above-described fracture may further develop and lower the tensile strength. For this reason, many methods have been proposed for preventing the occurrence of such scratches and defects and for improving the quality of carbon fibers, including the process of producing precursor fibers. For this reason, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-167
Japanese Patent Publication No. 368 discloses a method of wiping off deposits on a roller using an automatic cloth feeder. However, in this method, when the number of yarns is large, the roller length becomes long, and thus the contact between the wiping device and the roller is caused in the roller width direction. In addition, there is a problem that the deposits on the roller cannot be effectively removed. Further, Japanese Patent Publication No. 3-41561 discloses a method in which the tension applied to the fiber bundle in the restricting device is reduced by devising the shape of the yarn path restricting device applied when the fiber bundle is conveyed. . further,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 12-73225 discloses a method using a yarn path regulating tool using ceramics having a high level of surface smoothness and hardness. However, in these methods, a sufficient effect for eliminating scratches and defects was not obtained, the tensile strength of the obtained carbon fiber was insufficient, and the operability was not satisfactory. Further, as an attempt to reduce wear, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-278945 discloses a yarn path regulating device made of alumina / zirconia ceramics, but the wear resistance is insufficient and the surface irregularities are large. , It was not practical.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、炭素繊維の製造過程における工程通
過性を改善し、高品位で、かつ、引張強度などの物性に
優れた炭素繊維を得ることができる炭素繊維の移送方法
を提供せんとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the background of the prior art, the present invention is directed to a carbon fiber which has improved processability in the process of producing carbon fiber, has high quality, and has excellent physical properties such as tensile strength. To provide a method for transferring carbon fibers capable of obtaining a carbon fiber.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
水決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の炭素繊維の移送方法は、炭素繊
維をローラーを用いて移送する工程において、該ローラ
ーが、フッ素樹脂層を有する表面で構成されており、か
つ、該ローラー表面と炭素繊維との摩擦係数が、0.1
〜0.2の範囲にあることを特徴とするものである。
The present invention employs the following means in order to determine such a problem. That is, in the method of transferring carbon fibers of the present invention, in the step of transferring the carbon fibers using a roller, the roller is formed of a surface having a fluororesin layer, and the surface of the roller and the carbon fiber The coefficient of friction is 0.1
0.20.2.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり炭素
繊維の製造過程における工程通過性を改善し、高品位
で、かつ、引張強度などの物性に優れた炭素繊維を得る
ことができる炭素繊維の移送方法について、鋭意検討
し、炭素繊維をローラーを用いて移送する工程における
該ローラーとして、フッ素樹脂被覆された特定な摩擦係
数を有するものを使用してみたところ、意外にも、かか
る課題を一挙に解決することを究明したものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, that is, a carbon fiber which can improve the processability in the carbon fiber production process and can obtain a carbon fiber having high quality and excellent physical properties such as tensile strength. The method for transferring the fibers was studied diligently, and when using a roller having a specific friction coefficient coated with a fluororesin as the roller in the step of transferring the carbon fibers using a roller, it was surprisingly found that such a problem occurred. Was determined to solve all at once.

【0006】本発明でいう炭素繊維としては、シリコー
ン系油剤を付与せしめた前駆体繊維を200〜400℃
の活性雰囲気中で酸化処理し、次いで不活性雰囲気中で
300〜2000℃で炭化処理する、いわゆる炭素繊維
であればどのようなものでも使用することができ、一般
に公知の製法により製造されるが、炭素繊維を窒素、ア
ルゴンヘリウム等の不活性雰囲気中で2000〜300
0℃に加熱する、いわゆる黒鉛化工程を経た、弾性率の
高い黒鉛化繊維においてより効果が顕著であり好適に用
いられる。
[0006] As the carbon fiber in the present invention, a precursor fiber to which a silicone-based oil agent has been applied is prepared at 200 to 400 ° C.
Any carbon fiber can be used as long as it is oxidized in an active atmosphere and then carbonized at 300 to 2000 ° C. in an inert atmosphere, and any carbon fiber can be used. , Carbon fibers in an inert atmosphere of nitrogen, argon helium, etc.
The effect is more remarkable in the graphitized fiber having a high elastic modulus after passing through a so-called graphitization step of heating to 0 ° C., and is preferably used.

【0007】かかる炭素繊維の前駆体繊維としては、ア
クリル系、レーヨン系、ピッチ系、またはポリビニル系
などの繊維を適用することができる。特に、アクリル系
繊維を前駆体繊維とした炭素繊維は、優れた機械的特性
を有するため本発明において好ましく用いられる。
[0007] As the precursor fiber of such carbon fibers, fibers of acrylic type, rayon type, pitch type or polyvinyl type can be applied. In particular, carbon fibers using acrylic fibers as precursor fibers are preferably used in the present invention because they have excellent mechanical properties.

【0008】本発明における炭素繊維をローラーを用い
て移送する工程とは、炭化処理工程を経た後の炭素繊維
に何らかの連続処理を施す工程において、炭素繊維糸条
を案内する方法であり、そのような工程としては、例え
ば炭素繊維の製造工程における炭化工程以降の工程、加
撚工程、解撚工程、さらには炭素繊維強化プリプレグの
製造工程における糸条の移送工程などを含むものであ
る。
The step of transferring carbon fibers using a roller in the present invention is a method of guiding carbon fiber yarns in a step of performing some continuous treatment on carbon fibers after a carbonization step. Examples of the process include a process after a carbonizing process in a carbon fiber manufacturing process, a twisting process, an untwisting process, and a yarn transferring process in a carbon fiber reinforced prepreg manufacturing process.

【0009】ここでいう加撚工程としては、例えば、炭
素繊維を巻いたボビンの長手方向の軸に対して垂直な軸
を中心として回転させられるクリールを用いて、張力を
加えながら炭素繊維を引き出し、接触角が180°とな
るように交互に配置された複数の駆動ローラー上を一定
速度で走行させる方法などがあり、所望のターン数の撚
りを加える工程を指す。また、解撚工程とは、上記加撚
工程とクリールの回転方向が反対であることを除いた同
様な方法で行うことが可能であり、所望のターン数まで
撚りを減らす工程を指すものである。
In the twisting step, for example, the carbon fiber is drawn out while applying tension using a creel that is rotated about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the bobbin around which the carbon fiber is wound. There is a method of running at a constant speed on a plurality of drive rollers alternately arranged so that the contact angle becomes 180 °, and refers to a process of twisting a desired number of turns. The untwisting step can be performed in a similar manner except that the rotation direction of the creel is opposite to that of the twisting step, and refers to a step of reducing twisting to a desired number of turns. .

【0010】また、本発明でいうローラーとは、炭素繊
維の製造工程および後加工工程において、炭素繊維が直
接接触する全てのローラーを意味するものである。
In the present invention, the term "roller" means any roller that is in direct contact with the carbon fiber in the carbon fiber production step and the post-processing step.

【0011】本発明は、かかるローラーの表面を、フッ
素樹脂層で構成することが必須である。すなわち、かか
るフッ素樹脂層でローラーの表面を構成することによ
り、炭素繊維との摩擦係数を0.1〜0.2の範囲に調
整、制御することが必須である。本発明でいう炭素繊維
とローラー表面との摩擦係数とは、炭素繊維がローラー
表面との間における静摩擦係数のことである。
In the present invention, it is essential that the surface of such a roller is formed of a fluororesin layer. That is, it is necessary to adjust and control the coefficient of friction with the carbon fiber in the range of 0.1 to 0.2 by forming the surface of the roller with such a fluororesin layer. The coefficient of friction between the carbon fiber and the roller surface in the present invention is a coefficient of static friction between the carbon fiber and the roller surface.

【0012】かかるフッ素樹脂としては、ポリテトラフ
ルオロエチレン(以下、PTFEという)、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、
ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフル
オライド、ポリビニルフルオライドなどが好適に用いら
れる。このうち、ポリテトラフルオロエチレンが巻き付
き防止効果の点から望ましく用いられる。
Examples of such a fluororesin include polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer,
Polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride and the like are preferably used. Among them, polytetrafluoroethylene is desirably used from the viewpoint of the effect of preventing winding.

【0013】本発明において炭素繊維との摩擦係数を
0.1〜0.2の範囲とするようなローラー表面の処理
方法としては、いかなる手法を用いることも可能であ
り、具体的には、ローラー表面にコーティング処理を施
す方法、フィルムを巻き回す方法、または、かかるフィ
ルムやコーティングあるいはローラー自体の表面上に、
エンボス加工を施す等の方法も好ましくも使用される。
このうち、特にローラー表面にコーティング処理を施す
方法がローラーの取扱い性が良好であるため好ましく採
用される。
In the present invention, any method can be used to treat the surface of the roller so that the coefficient of friction with the carbon fiber is in the range of 0.1 to 0.2. How to apply a coating on the surface, how to wind the film, or on the surface of such a film or coating or the roller itself,
A method such as embossing is also preferably used.
Among them, a method of applying a coating treatment to the surface of the roller is preferably adopted because the handleability of the roller is good.

【0014】本発明におけるコーティング方法としては
いかなる手法も用いられるが、フッ素樹脂のコーティン
グ方法として一般的に用いられる粉体で塗布する方法、
または水系あるいは有機系ディスパージョンとして塗布
する方法が好適に用いられる。いずれの方法において
も、塗布後加熱溶融することによりフッ素樹脂塗膜が形
成される。フッ素樹脂コーティング層の厚みは50〜2
00μmの範囲にあることが好ましい。厚みが50μm
未満の場合、ローラー表面を均一にコーティングするこ
とが困難であり、処理ムラが出来やすく擦過毛羽の発生
原因となることがある。一方、厚みが200μm以上の
場合、ローラー径への影響が大きいため工程速度の制御
が困難となる上、コスト的にも不利となる。
Although any method can be used as a coating method in the present invention, a method of coating with a powder generally used as a method of coating a fluororesin,
Alternatively, a method of applying as an aqueous or organic dispersion is suitably used. In either method, a fluororesin coating film is formed by heating and melting after coating. The thickness of the fluororesin coating layer is 50 to 2
It is preferably in the range of 00 μm. 50 μm thick
If it is less than 1, it is difficult to uniformly coat the roller surface, and processing unevenness is likely to occur, which may cause fraying. On the other hand, if the thickness is 200 μm or more, the influence on the roller diameter is large, so that it is difficult to control the process speed and disadvantageously in terms of cost.

【0015】また、ローラー表面に、前記フッ素樹脂フ
ィルムを巻き回す手法も好適に用いられる。このような
フィルムに用いられるフッ素樹脂フィルムとして、前記
フッ素樹脂単独からなるフィルム以外に、他のポリマー
フィルムと複合化されたフッ素樹脂系複合フィルムを用
いることも可能であり、コスト的に有利であるため好適
に用いられる。複合化される他のポリマーフィルムとし
てはポリエステルフィルムまたはポリビニルクロライド
フィルムなどがある。また、炭素繊維の品位に影響を与
えない範囲において、フッ素樹脂フィルムの表面上にエ
ンボス加工を施すことも好ましい。
A method of winding the fluororesin film around a roller surface is also suitably used. As the fluororesin film used for such a film, in addition to the film made of the fluororesin alone, it is also possible to use a fluororesin composite film compounded with another polymer film, which is advantageous in cost. Therefore, it is suitably used. Other polymer films to be composited include a polyester film or a polyvinyl chloride film. Further, it is also preferable to perform embossing on the surface of the fluororesin film as long as the quality of the carbon fiber is not affected.

【0016】かくして、炭素繊維を案内するローラー表
面に、フッ素樹脂層を設け、かつ、炭素繊維と該ローラ
ー表面との摩擦係数を、0.1〜0.2の範囲に調整し
たものを形成することができる。なお、かかる摩擦係数
としては、より好ましくは摩擦係数が0.1〜0.15
の範囲であるのがよい。すなわち、炭素繊維とローラー
表面との摩擦係数が0.1未満である場合、駆動ローラ
ー上で炭素繊維が滑ることにより炭素繊維表面に傷を生
じたり、工程速度が不安定となりやすい。また、炭素繊
維の糸道を屈曲させるローラー上でも炭素繊維が滑るこ
とにより弛みが発生し、ローラーから炭素繊維が外れる
などの問題が起こりうる。一方、摩擦係数が0.2を越
える場合、単糸がローラーに取られることにより毛羽が
発生し、炭素繊維の品位を低下させ、ひいては巻き付き
による糸切れの原因となる可能性がある。
[0016] Thus, a roller in which the fluororesin layer is provided on the surface of the roller for guiding the carbon fiber and the coefficient of friction between the carbon fiber and the roller surface is adjusted in the range of 0.1 to 0.2 is formed. be able to. The friction coefficient is more preferably 0.1 to 0.15.
It is good to be in the range. That is, when the coefficient of friction between the carbon fiber and the roller surface is less than 0.1, the carbon fiber slips on the drive roller, and the surface of the carbon fiber is likely to be damaged or the process speed tends to be unstable. In addition, even on a roller that bends the yarn path of the carbon fiber, the carbon fiber slips, causing loosening, which may cause problems such as detachment of the carbon fiber from the roller. On the other hand, if the coefficient of friction exceeds 0.2, the single yarn is taken up by the roller, causing fluff, deteriorating the quality of the carbon fiber, and possibly causing the yarn to break due to winding.

【0017】本発明の移送方法は、炭素繊維強化プリプ
レグの製造工程における糸条の移送工程にも使用するこ
とができる。すなわち、かかる炭素繊維強化プリプレグ
の製造方法としては、ウェット法およびホットメルト法
のいずれの方法でもよいが、炭素繊維の体積含有率が制
御しやすいホットメルト法において、好適に用いられ
る。特に、一方向炭素繊維強化プリプレグの製造におい
て、毛羽の発生を低減させることにより、繊維方向特性
に優れた炭素繊維強化複合材料を提供することができる
のでよい。
The transfer method of the present invention can also be used in a yarn transfer step in a carbon fiber reinforced prepreg manufacturing step. That is, as a method for producing such a carbon fiber reinforced prepreg, any of a wet method and a hot melt method may be used, but it is preferably used in a hot melt method in which the volume content of carbon fibers is easily controlled. In particular, in the production of a unidirectional carbon fiber reinforced prepreg, by reducing the generation of fluff, it is possible to provide a carbon fiber reinforced composite material having excellent fiber directional characteristics.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定され
るものではない。 <摩擦係数の測定方法>摩擦係数は、後述する実施例を
含め、測定対象となるフィルムやコーティング膜は、1
5mmφ鏡面丸棒ガイド(梨地ガイドのみ20mmφ)
表面に巻き付けたり、塗布するが、このとき、該フィル
ムやコーティング膜の接合部や重合部が、後述の炭素繊
維が接触しない該ガイド部分に配置されるように、注意
する。このようにして、該ガイド表面に、該フィルムや
コーティング膜を固定した後、炭素繊維を掛け、該炭素
繊維の片側の端に固定した荷重(T1)を吊し、反対側
の端に吊した荷重(T2)を増やしていき、該炭素繊維
が滑ったときの荷重(T2)と接触角から下式で計算し
て求めたものである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the invention thereto. <Method of Measuring Friction Coefficient> The coefficient of friction, including the examples described later, is measured for a film or coating film of 1
5mmφ mirror round bar guide (20mmφ only for satin guide)
At this time, care is taken so that the bonding portion or the overlapping portion of the film or the coating film is arranged on the guide portion where the carbon fiber described below does not contact. After fixing the film or the coating film on the guide surface in this way, a carbon fiber is hung thereon, a fixed load (T1) is hung on one end of the carbon fiber, and hung on the opposite end. The load (T2) is increased, and the load (T2) when the carbon fiber slides and the contact angle are calculated by the following formula.

【0019】μ=(1/θ)*ln(T2/T1) μ:摩擦係数 ここでいう摩擦係数とは、いわゆる静摩擦係数の範疇に
属するが、静摩擦係数は、動摩擦係数より、一般に高い
数値を示し、同時に両者は高い正の相関関係を有する。
また、かかる摩擦係数の、繊維束の乾燥・湿潤状態、又
は搬送速度や有効接触面の形状による変動幅は±0.0
2程度に制御した。 <炭素繊維巻き付き回数の測定方法>糸速5m/分で炭
素繊維150mを解撚した際に、駆動ローラー(計6
個)に単糸が取られた、すなわち単糸が巻き付いた回数 <擦過毛羽の測定方法>直径10mmのステンレス棒
(表面クロムめっき処理、表面粗さ1〜1.5S)5本を
50mm間隔で各々平行に、かつそれらの表面を炭素繊
維糸条が120゜の接触角で接触しながら通過し得るよ
うに棒をジグザグに配置した擦過装置を用いた。この装
置により、入り側の炭素繊維糸条に1デニール当たり
0.09gの張力をかけ、3m/分の糸速で通過させ、
側面から繊維糸条に対して直角にレーザー光線を照射し
た際の毛羽数を毛羽検出装置でカウントする。 <ストランド強度の測定方法>測定する炭素繊維に、BA
KELITE(登録商標)ERL4221/3フッ化ホウ素モノエチ
ルアミン/アセトン=100/3/4(重量部)で混合
した樹脂組成物を含浸させ、次に130℃で30分間硬
化させ樹脂含浸ストランドを得、樹脂含浸ストランド試
験法(JIS R7601)により測定を行った。
Μ = (1 / θ) * ln (T2 / T1) μ: friction coefficient The friction coefficient mentioned here belongs to the category of the so-called static friction coefficient, and the static friction coefficient is generally higher than the dynamic friction coefficient. At the same time, both have a high positive correlation.
Further, the fluctuation range of the coefficient of friction due to the dry / wet state of the fiber bundle, the transport speed and the shape of the effective contact surface is ± 0.0%.
It was controlled to about 2. <Method of measuring the number of windings of carbon fiber> When 150 m of carbon fiber was untwisted at a yarn speed of 5 m / min, a driving roller (6 in total) was used.
The number of times a single yarn was wound on each piece, i.e., the number of times the single yarn was wound. <Method of measuring fuzzing fluff> Five stainless steel rods with a diameter of 10 mm (surface chromium plating, surface roughness 1 to 1.5 S ) at 50 mm intervals A rubbing device was used in which the rods were arranged in a zigzag manner so that the carbon fiber yarns could pass through them in parallel with each other and at a contact angle of 120 ° on their surfaces. With this apparatus, a tension of 0.09 g per denier is applied to the entrance side carbon fiber yarn, and the carbon fiber yarn is passed at a yarn speed of 3 m / min.
The number of fluffs when a laser beam is irradiated at right angles to the fiber yarn from the side is counted by a fluff detecting device. <Measurement method of strand strength>
Impregnating a resin composition mixed with KELITE (registered trademark) ERL4221 / 3 boron monoethylamine / acetone = 100/3/4 (parts by weight), and then curing at 130 ° C. for 30 minutes to obtain a resin-impregnated strand; The measurement was carried out by a resin impregnated strand test method (JIS R7601).

【0020】実施例1 ジメチルスルホキシドを溶剤とするアクリロニトリル9
8%、アクリル酸2%からなるポリマーを乾湿式法によ
り紡糸し、単繊維繊度0.11Tex、フィラメント数
12,000本の炭素繊維前駆体繊維を得た。得られた
前駆体繊維に2.5ターン/mの撚りを入れ、酸化性雰
囲気中250〜270℃、延伸比1.0にて熱処理する
ことで耐炎化繊維に転換後、不活性雰囲気中最高温度9
00℃、延伸比1.0の低温炭化炉および、最高温度
1,400℃、延伸比の高温炭化炉にて炭素化すること
により炭素繊維束を得た。得られた炭素繊維束を硫酸水
溶液中で6クーロン/g−CFの陽極酸化処理を行った
後、水洗および150℃で乾燥することにより表面酸化
炭素繊維束を得た。得られた表面酸化炭素繊維束を、サ
イジング剤としての付着量が1.0wt%となるように
濃度を調整したエポキシ変性ポリウレタン水溶液を満た
した浴中を通過浸漬し、150℃で乾燥した後、表面に
ポリテトラフルオロエチレンコーティングを施したロー
ラーを介してボビンに巻き取った。この炭素繊維束を、
同じく表面にポリテトラフルオロエチレンコーティング
を施したローラーを介して解撚し炭素繊維を得た。サイ
ジング剤付与工程および解撚工程における擦過毛羽の発
生はごくわずかであり、引張強度に優れた炭素繊維とな
った。結果を表1に示す。
Example 1 Acrylonitrile 9 using dimethyl sulfoxide as a solvent
A polymer composed of 8% and 2% of acrylic acid was spun by a dry-wet method to obtain a carbon fiber precursor fiber having a single fiber fineness of 0.11 Tex and a filament number of 12,000. The obtained precursor fiber is twisted at 2.5 turns / m and heat-treated in an oxidizing atmosphere at a temperature of 250 to 270 ° C. and a draw ratio of 1.0 to convert it into oxidized fiber. Temperature 9
Carbon fiber bundles were obtained by carbonization in a low-temperature carbonization furnace at 00 ° C. and a draw ratio of 1.0 and a high-temperature carbonization furnace at a maximum temperature of 1,400 ° C. and a draw ratio. The obtained carbon fiber bundle was subjected to anodizing treatment at 6 coulomb / g-CF in an aqueous sulfuric acid solution, and then washed with water and dried at 150 ° C. to obtain a surface carbon fiber bundle. The obtained surface oxidized carbon fiber bundle was immersed in a bath filled with an aqueous solution of an epoxy-modified polyurethane whose concentration was adjusted so that the amount of adhesion as a sizing agent was 1.0 wt%, and dried at 150 ° C. It was wound on a bobbin via a roller having a surface coated with polytetrafluoroethylene. This carbon fiber bundle,
Similarly, carbon fibers were obtained by untwisting through a roller having a surface coated with polytetrafluoroethylene. In the sizing agent applying step and the untwisting step, the generation of fraying was very slight, and the carbon fiber was excellent in tensile strength. Table 1 shows the results.

【0021】実施例2 サイジング剤付与工程および解撚工程におけるローラー
として、ローラー表面にエンボス加工ポリテトラフルオ
ロエチレンフィルム(HI−PERFORMANCE
PRODUCTS社製TP−100S、厚み150μ
m)を巻き付けた以外は実施例1と同様にして炭素繊維
を得た。結果を表1に示す。
Example 2 An embossed polytetrafluoroethylene film (HI-PERFORMANCE) was used as a roller in the sizing agent application step and the untwisting step.
PRODUCT-100 TP-100S, 150μ thickness
m) was wound, and a carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0022】実施例3 サイジング剤付与工程および解撚工程におけるローラー
として、ローラー表面にポリテトラフルオロエチレンフ
ィルム(HI−PERFORMANCE PRODUC
TS社製、厚み50μm)を巻き付けた以外は実施例1
と同様にして炭素繊維を得た。結果を表1に示す。
Example 3 A polytetrafluoroethylene film (HI-PERFORMANCE PRODUC) was formed on the roller surface as a roller in the sizing agent application step and the untwisting step.
Example 1 except that TS Co., Ltd., 50 μm thick) was wound.
A carbon fiber was obtained in the same manner as described above. Table 1 shows the results.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】表1から明らかなように、ローラーの表面
にPTFE処理を施した実施例1では、巻き付き回数、
毛羽数共に少なく品質に優れた炭素繊維が得られた。
As is clear from Table 1, in Example 1 in which the surface of the roller was subjected to PTFE treatment,
A carbon fiber excellent in quality with few fluffs was obtained.

【0025】比較例1 サイジング剤付与工程および解撚工程におけるローラー
として、ローラー表面に梨地処理を施したものを用いる
以外は実施例1と同様にして炭素繊維を得た。結果を表
2に示す。
Comparative Example 1 Carbon fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that a roller subjected to a satin finish on the roller surface was used as a roller in the sizing agent applying step and the untwisting step. Table 2 shows the results.

【0026】比較例2 サイジング剤付与工程および解撚工程におけるローラー
として、ローラー表面にテトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体フィルム(東レ(株)ト
ヨフロン50F製、厚み50μm)を巻き付けた以外は
実施例1と同様にして炭素繊維を得た。結果を表2に示
す。
Comparative Example 2 A roller was used in the sizing agent application step and the untwisting step, except that a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer film (manufactured by Toray Co., Ltd. 50F, thickness 50 μm) was wound around the roller surface. A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

【0027】比較例3 サイジング剤付与工程および解撚工程におけるローラー
として、ローラー表面を鏡面処理したものを用いる以外
は実施例1と同様にして炭素繊維を得た。結果を表2に
示す。
Comparative Example 3 Carbon fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that a roller having a mirror-finished surface was used as a roller in the sizing agent applying step and the untwisting step. Table 2 shows the results.

【0028】比較例4 サイジング剤付与工程および解撚工程におけるローラー
として、ローラー表面にポリエチレンフィルム(宇部フ
ィルム(株)製ニューポリラップ、厚み10μm)を巻
き付けた以外は実施例1と同様にして炭素繊維を得た。
結果を表2に示す。
Comparative Example 4 Carbon fibers were prepared in the same manner as in Example 1 except that a polyethylene film (New Poly Wrap, Ube Film Co., Ltd., thickness: 10 μm) was wound around the roller surface as a roller in the sizing agent application step and the untwisting step. I got
Table 2 shows the results.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】表2から明らかなように、ローラー表面が
梨地処理である比較例1では、巻き付き回数、毛羽数共
に多くなり、ストランド強度も低下してしまう。また、
摩擦係数が0.2を越える比較例2でも、巻き付き回
数、毛羽数共に多くなり、ストランド強度が低下してし
まう。
As is clear from Table 2, in Comparative Example 1 in which the surface of the roller has a satin finish, both the number of windings and the number of fluffs increase, and the strand strength also decreases. Also,
Also in Comparative Example 2 in which the coefficient of friction exceeds 0.2, both the number of windings and the number of fluffs increase, and the strand strength decreases.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によれば、炭素繊維の製造および
炭素繊維の後加工に際して、工程通過性が著しく改善さ
れ、さらに擦過毛羽、糸切れなどによる欠陥を低減した
品質に優れた炭素繊維を提供することができる。
According to the present invention, in the production of carbon fiber and the post-processing of the carbon fiber, the processability is remarkably improved, and the quality of the carbon fiber is further improved by reducing defects such as fuzzing and yarn breakage. Can be provided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3B154 AA14 AB01 BB32 BB47 BC24 BF06 BF30 DA21 4L045 AA03 BA03 DB02 DC42 DC45 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3B154 AA14 AB01 BB32 BB47 BC24 BF06 BF30 DA21 4L045 AA03 BA03 DB02 DC42 DC45

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素繊維をローラーを用いて移送する工程
において、該ローラーが、フッ素樹脂層を有する表面で
構成されており、かつ、該ローラー表面と炭素繊維との
摩擦係数が、0.1〜0.2の範囲にあることを特徴と
する炭素繊維の移送方法。
In the step of transferring carbon fibers using a roller, the roller is formed of a surface having a fluororesin layer, and the coefficient of friction between the roller surface and the carbon fibers is 0.1%. A method for transferring carbon fibers, wherein the method is in the range of 0.2 to 0.2.
【請求項2】前記フッ素樹脂層の厚みが、50〜200
μmの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の炭素
繊維の移送方法。
2. The fluororesin layer has a thickness of 50 to 200.
The method for transferring carbon fibers according to claim 1, wherein the diameter is in a range of μm.
【請求項3】前記フッ素樹脂層が、フッ素樹脂フィルム
からなることを特徴とする請求項1または2記載の炭素
繊維の移送方法。
3. The method according to claim 1, wherein said fluororesin layer is made of a fluororesin film.
【請求項4】前記炭素繊維が、黒鉛化繊維であることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維の
移送方法。
4. The method according to claim 1, wherein the carbon fibers are graphitized fibers.
【請求項5】前記炭素繊維の移送工程が、炭素繊維の製
造工程における、サイジング剤付与工程以降での工程の
一部または全部をなすものである請求項1〜4のいずれ
かに記載の炭素繊維の移送方法。
5. The carbon fiber according to claim 1, wherein the step of transferring the carbon fiber forms part or all of the steps after the sizing agent applying step in the carbon fiber manufacturing step. Fiber transfer method.
【請求項6】前記炭素繊維の移送工程が、炭素繊維の加
撚工程の一部または全部をなすものである請求項1〜4
のいずれかに記載の炭素繊維の移送方法。
6. The carbon fiber transferring step forms part or all of a carbon fiber twisting step.
The method for transferring carbon fibers according to any one of the above.
【請求項7】前記炭素繊維の移送工程が、炭素繊維の解
撚工程の一部または全部をなすものである請求項1〜4
のいずれかに記載の炭素繊維の移送方法。
7. The carbon fiber transferring step forms part or all of a carbon fiber untwisting step.
The method for transferring carbon fibers according to any one of the above.
【請求項8】前記炭素繊維の移送工程が、炭素繊維強化
プリプレグの含浸工程の一部または全部をなすものであ
る請求項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維の移送方
法。
8. The method of transferring carbon fibers according to claim 1, wherein the step of transferring carbon fibers forms part or all of a step of impregnating a carbon fiber reinforced prepreg.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101845755A (en) * 2010-03-16 2010-09-29 天津碧海蓝天水性高分子材料有限公司 Self-emulsifying polyurethanes epoxy sizing agent for carbon fibers and preparation method thereof
EP3653772A4 (en) * 2017-07-10 2020-07-22 Toray Industries, Inc. Method for manufacturing carbon fiber bundles with sizing agent applied

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