JP2005035703A

JP2005035703A - 繊維束巻取装置および繊維束パッケージの製造方法

Info

Publication number: JP2005035703A
Application number: JP2003198294A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kugita; 健釘田; Kunihiro Mishima; 邦裕三島; Hideyo Matsumae; 秀誉松前
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-07-17
Also published as: JP4423897B2

Abstract

【課題】撚り、毛羽立ち無く繊維束を巻き取ることができる繊維束巻取装置および薄く均一に広げられた状態で巻き取ることにより開繊性の良い繊維束パッケージが製造できる繊維束パッケージの製造方法を提供する。
【解決手段】繊維束Ｆを綾振りしながらボビン７に巻取る繊維束巻取装置において、繊維束Ｆの綾振り運動に追従して、揺動ガイド５ｂを支点ガイド５ａの揺動支点Ｃを中心として揺動させ、揺動ガイド５ｂの追従揺動運動により、支点ガイド５ａから揺動ガイド５ｂの間で繊維束Ｆを捻ることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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取る際に、繊維束に不用な外力を加えずに、撚り、毛羽立ち等がない状態で巻取ることで、扁平糸を巻き戻す際にも開繊性良く巻き戻すことのできる繊維束パッケージが得られる繊維束巻取装置および繊維束パッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炭素繊維束やガラス繊維束に代表される補強繊維束の多くは、それら繊維束にマトリクス樹脂を含浸させた、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。近年、この繊維強化プラスチック成形体の軽量化指向に伴い、厚みが薄く、かつ厚み斑が少ない高品位なプリプレグが要望されつつある。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単糸の高弾性特性をいかんなく発揮させるために、薄く広く開繊させる必要がある。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取ることが重要な課題となってきている。
【０００３】
一般的な繊維束の巻取機では、巻取ボビンの回転軸と平行に往復動する綾振りガイド装置によって繊維束は巻取ボビン軸方向に綾振りされて巻取られる。
【０００４】
従来、上述のような予め薄く広げた扁平テープ状の補強繊維束を、巻始めから巻終わりまで安定した糸幅で巻取る繊維束巻取装置としては、巻取ボビンの回転軸に平行に往復動するガイドスタンドと、前記ガイドスタンドの上部にその回転軸が巻取ボビンの回転軸と直交して配置された一対の上部ガイドローラと、前記ガイドスタンドの下部にその回転軸が巻取ボビンの回転軸と平行に配された一対の下部ガイドローラと、その間に繊維束を軸線方向に９０°捻転させるための円錐状ガイドローラとを有する繊維束巻取装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、揺動ガイドを有する巻取装置としては、巻取ドラムへと細幅帯状体を送る最終の貼り付けローラを、巻取ドラムの外表面に対する法線を揺動中心軸として揺動させることで、細幅帯状体の巻き取り方向に平行な直線と揺動する前記貼り付けローラの回転軸線とを直交させながら細幅帯状体をドラムに巻き付ける巻取装置などが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４８１６６号公報（図２）
【０００６】
【特許文献２】特許第３１９４７６５号公報（図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の繊維束巻取装置には、以下に記載するような欠点があった。特許文献１の図２に開示されている繊維束巻取装置においては、ガイドスタンド最下部に設置された最終のガイドローラ１５、１６は、その回転軸が巻取ボビンの回転軸と平行になるように固定されている。繊維束は最終のガイドローラから直角な方向に、つまりボビンの回転軸に直角な方向に送り出されるが、一方、最終のガイドローラから繊維束パッケージに至る間に繊維束走行方向は綾振りにより綾角分傾く。そのため、最終のガイドローラ上で繊維束が屈曲し、繊維束幅方向に張力差が発生する。その結果として、繊維束に部分的な糸たるみ、撚れが入り易く、安定な巻取状態を確保できないものであった。
【０００８】
また、特許文献２の図１、２には、巻取りドラムへと細幅帯状体を送る最終の貼り付けローラ７５を、巻取ドラムの外表面に対する法線を揺動中心軸として揺動させ、巻取ドラムへと送り出す細幅帯状体の巻付装置が開示されている。しかしながら、上記巻付装置においては、シーケンサの制御信号でシリンダのピストンロッドを出し入れすることにより上記貼り付けローラを揺動させているが、揺動を機械的に決めているため、幅広の繊維束において綾振りの際に生じる繊維束幅方向の張力差を完全には吸収しきれない。また、細幅帯状体の走行方向上流側に揺動の支点を有するガイドを有しておらず、揺動した際に、上記貼り付けローラよりも細幅帯状体走行方向上流側において糸道が変動し、上流側の供給ローラ上において特許文献１における場合と同様な屈曲が発生してしまう。さらには、繊維束の巻取では、巻取ボビンの回転数と、綾振りの周期を一定に保つ、いわゆるワインド比一定巻きで巻取られることがあるが、ワインド比一定巻きでは、巻厚が厚くなるに従い綾角が変わるため、時々刻々と変化する繊維束の綾振りには対応できず、安定した巻取り状態を確保できないものであった。
【０００９】
本発明は、これら従来技術の欠点を解消し、広幅の繊維束をボビンに巻き取る際にその巻始めから巻終わりまで、繊維束に不要な外力を加えず、かつ、撚り、毛羽立ち等がない状態で巻き取ることができる繊維束の巻取装置を提供するものであり、さらには、薄く均一に広げられた状態で巻き取ることにより、繊維束を巻き戻す際にも開繊性の良い繊維束パッケージが製造できる繊維束パッケージの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について、鋭意検討を重ねた結果、トラバースガイドの最終ガイドを繊維束に合わせて揺動させることで、綾振りされる際に繊維束に加わる外力を軽減し、その屈曲を吸収することで繊維束幅方向の張力差を軽減することができ、繊維束の撚り、毛羽立ちを抑え良好な状態で巻き取ることができることを見い出した。
【００１１】
本発明の繊維束巻取装置は、上記課題を解決するため、次のような手段を採用する。すなわち、
（１）繊維束を案内するガイドと、ガイドのトラバース機構とを有し、前記ガイドがトラバース機構によりボビン回転軸方向に綾振りされながら繊維束をボビンに巻取る繊維束巻取装置において、前記ガイドは、少なくとも、ボビン軸に実質的に平行に回転軸が配置された支点ガイドと、前記支点ガイドの繊維束走行方向下流に位置し、かつ前記巻取ボビンの回転軸と直交する回転軸を中心として揺動する揺動ガイドとからなり、前記揺動ガイドがトラバース機構による繊維束の綾振りに追従して揺動することを特徴とする。
【００１２】
（２）この場合において、前記揺動ガイドの揺動中心軸は、巻取ボビンの回転軸方向から見て、前記支点ガイドと前記揺動ガイドとの間にあることが好ましい。
【００１３】
（３）前記（２）の巻取装置の場合において、前記揺動ガイドの位置は、巻取ボビンの回転軸方向から見て、前記揺動ガイドの揺動中心軸に対し、前記支点ガイドから揺動ガイドに至る繊維束の糸道の為す角度が０〜３０°の範囲内となる位置であることが好ましい。
【００１４】
（４）前記（１）から（３）のいずれかの巻取装置の場合において、揺動ガイドの位置は、巻取ボビンの回転軸方向から見て、前記揺動ガイドから出る繊維束の糸道の為す角が鉛直線に対し、９０°±３０°の範囲内となる位置であることが好ましい。
【００１５】
（５）前記（１）から（４）のいずれかの巻取装置の場合において、前記支点ガイドと揺動ガイドとは、ガイドスタンドに支持され、ガイドスタンドがトラバース機構によりボビンの回転軸方向に往復動させることにより、繊維束の綾振りを行うことが好ましい。
【００１６】
（６）前記（５）の巻取装置の場合において、前記ガイドスタンドには、前記支点ガイドの上流側に、さらに前記ボビンの回転軸と直交する軸を回転軸とする第一のガイドが設けられているのが好ましい。
【００１７】
（７）前記（６）の巻取装置の場合において、前記第一のガイドと前記支点ガイドとの間には、さらに繊維束を前記第一のガイドの回転軸に対して４５度に捻る補助ガイドが備えられていることが好ましい。
【００１８】
（８）前記（１）から（７）のいずれかの巻取装置の場合において、前記ガイドのトラバース機構に代え、ボビンをその回転軸方向に往復動させることにより、繊維束の綾振りを行うことが好ましい。
【００１９】
本発明の繊維束パッケージの製造装置は、前記（１）から（８）のいずれかに記載の繊維束巻取装置を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の繊維束パッケージの製造方法は、前記繊維束パッケージの製造装置を用いることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について、一実施例の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２２】
ここで、図１は、本発明の繊維束巻取装置１の一実施例の斜視図、図２は図１の装置の主要部の正面図、図３は図１の装置に用いられている揺動ガイドと支点ガイドの位置関係を示す概略側面図である。なお、図３においては、揺動ガイド５ｂのガイド軸は、巻取ボビン７の回転軸と平行になった瞬間を示している。
【００２３】
図１において、まず本発明の巻取装置１におけるテープ状断面の繊維束Ｆの概略の流れを説明すると、図示しない上流工程から搬送ロールを経て、最終の糸道ガイド１１を通過した繊維束Ｆは、図の矢印Ｐ方向に往復動運動するトラバースガイド１２により、前記糸道ガイド１１を支点とする綾振り運動を与えられて最終的に巻取ボビン７に巻取られる。
【００２４】
本発明の繊維束巻取装置１は、図１、図２に示すように、上記糸道ガイド１１の他、後述する複数のローラ３ａ、３ｂ等を支持した状態で、ガイドレールであるトラバース機構８上を巻取ボビンの両端間で図のＰ方向に往復動運動するトラバースガイド１２を有している。
【００２５】
トラバースガイド１２は、図２、３に示すように、上から順に第一のガイド３ａ、ガイド３ｂ、補助ガイド４、支点ガイド５ａ、揺動ガイド５ｂを有し、これらはいずれもガイドスタンド２に対して、強制駆動なしでフリー回転できる状態で片持ち支持されている。このうちガイド３ａ、３ｂは、繊維束Ｆの平面が両ガイドの外周面に沿う方向、すなわちガイド軸が巻取ボビン７の回転軸とほぼ直角にねじれた位置関係に設けられている。ガイド３ｂは、第１のガイド３ａ直下に繊維束を挟むように設けられている。これら第一のガイド３ａとガイド３ｂは、トラバースガイド１２の往復動に伴って綾振り運動をする繊維束Ｆを把持するとともに、ガイドアウト後の糸道が巻取ボビン７の回転軸に対して実質的に直角になるように保つためのものであるが、この機能を満足するために、ガイド軸が巻取りボビン７の回転軸とほぼ直角にねじれた位置関係であるガイドは、第１のガイド３ａ、ガイド３ｂを含めて２本以上設けることが好ましい。
【００２６】
補助ガイド４は、繊維束の流れ方向を約４５度捻るために、前述の第一のガイド３ａ、ガイド３ｂの回転軸に対して４５度の交叉角となるように支持されている。
【００２７】
次の支点ガイド５ａと揺動ガイド５ｂは、本発明の巻取装置の特徴であり、図１、図２、図４および図５を用いて詳細に説明する。図４、図５は、いずれもトラバースガイド１２における揺動部分の概略側面図であり、それぞれ揺動ガイド５ｂの揺動前、揺動後の状態を示している。
【００２８】
これら図に示すように、支点ガイド５ａは、補助ガイド４の下方にそのガイド軸が補助ガイド軸に対してさらに４５度捻られた状態、つまり第一のガイド３ａから見ればその回転軸が９０度捻られた状態である巻取ボビン７の回転軸と一致する方向にガイドスタンド２に回転自在に片持ち支持されている。一方、揺動ガイド５ｂは、ブラケット１０にそのガイド軸が巻取ボビン軸に一致する方向に片持ち状態で回転自在に支持されており、しかもブラケット１０は、図４に示すようにガイドスタンド２に対して軸受け９により、その中心軸５ｂ’を中心として回転自在に片持ち支持されており、この中心軸５ｂ’は、巻取ボビン７の回転軸と直交している。この場合、支点ガイド５ａ、揺動ガイド５ｂおよび中心軸５ｂ’の位置関係については、中心軸５ｂ’が支点ガイド５ａと揺動ガイド５ｂとの間に位置する構成を採っているが、好ましくは、図４に示すように支点ガイド５ａから繊維束Ｆが離れる点Ｃ（これを揺動の支点とする）と揺動ガイド５ｂに入る繊維束Ｆの揺動ガイド上の接地点Ｄと中心軸５ｂ’の三者が同一平面上にある位置関係が良い。また、揺動ガイド５ｂは、軸受け９の中心軸５ｂ’を揺動中心（図４においては、支点ガイド５ａの下面にある揺動支点Ｃも揺動中心）とし、かつ中心軸５ｂ’と揺動ガイド５ｂの回転軸との距離を図３のＸ（図４においては、揺動ガイド５ｂの半径をＲとすると、Ｘ＝Ｒとなる）となるように配置する。このような構成により、揺動ガイド５ｂは、それ自体自由回転しつつ、トラバースガイド１２の往復動運動に追従して揺動運動をすることができる。
【００２９】
６は、巻取ボビン７での巻取り作業をスムーズに行うため、巻取中に適度の接圧でパッケージ表面を押圧するプレッシャーローラである。
【００３０】
以上が本発明の巻取装置の基本構成であるが、各構成部材としては以下の構成を採用するとより好ましいものとなる。
【００３１】
まず、図３において、揺動ガイド５ｂに入る繊維束Ｆの揺動ガイド５ｂ上の接地点Ｄは、中心軸５ｂ’と揺動ガイド５ｂに入る繊維束の糸道、即ち直線ＣＤとのなす角θ１は、あまりに過大な角度を採用すると、揺動ガイド５ｂが揺動したとしても、支点ガイド５ａから揺動ガイド５ｂに至る間（点ＣＤ間）で繊維束Ｆは図５の矢印Ｑ方向にねじれることはなく、支点ガイド５ａ上で屈曲、糸滑り等が発生する原因となるため、３０°以内であることが好ましく、０°であることが好ましい。図４、図５は、このθ１が０°である場合を示したものであるが、揺動ガイド５ｂの揺動により繊維束Ｆは中心軸５ｂ’を回転軸として綾振りによる綾角φに追従して図５の矢印Ｑ方向にねじれることになるが、かかる構成の場合、点Ｃにおいて繊維束Ｆに対する張力は、中心軸５ｂ’方向、すなわち支点ガイド５ａのガイド軸に対して直角方向にのみ働くので、支点ガイド５ａのガイド軸方向への糸滑りを抑制できる。
【００３２】
次に、図３において、巻取ボビン７の回転軸方向から見て、揺動中心軸５ｂ’と揺動ガイド５ｂから出る糸道のなす角θ２は、９０°から大きく外れると、綾振りにより繊維束Ｆに働く張力が、揺動ガイド５ｂを揺動させる力として変換されず、揺動ガイド５ｂが繊維束Ｆの綾振りに追従して揺動できなくなるため、９０°±３０°以内であることが好ましい。θ２が９０°である場合が最も好ましい場合であるが、この時、揺動ガイド５ｂの揺動により、繊維束の綾振りによる屈曲を最も効率よく吸収し、繊維束に対するダメージを最小限に抑えることができる。
【００３３】
以上述べてきた各ガイドは、フリー回転ローラと説明したが、これに限定されず静止状態の棒状ガイドであってもよい。さらに、揺動ガイド５ｂは、図６に示すようなガイド軸方向中央部が凹んだ鼓状であるガイド５ｃを用いてもよい。その場合、このガイド軸方向中央部が凹んだ鼓状ローラは、曲率半径が５０ｍｍ以上であることが好ましい。５０ｍｍ未満であると繊維束幅が狭まってしまうことがある。さらに、ガイド軸方向中央部が凹んだ鼓状ガイド５ｃを用いる場合は、繊維束Ｆがその中央部を通るようにする必要がある。もし、ガイドの中央部からずれた位置を繊維束幅を狭める力が作用することになり、繊維束幅を広げ且つ走行を安定化させることができなくなってしまうことがある。
【００３４】
これまでにおいて、本発明の繊維束巻取装置は、トラバース機構８に装着され、巻取ボビン７の回転軸に平行に同ボビン７の両端間を往復動するトラバースガイド１２を備えているものについて述べてきたが、トラバースガイドが固定され、巻取ボビンがその回転軸と平行に往復動する、いわゆるボビントラバース方式の場合にも本発明と同様の装置が適用できる。つまり、ガイドスタンド２と巻取ボビン７とが相対的に往復運動するような場合に適用できる。
【００３５】
各ガイドを構成する素材としては、繊維束の張力に対して十分な強度が保証される材料であればよく、炭素鋼、ステンレス鋼あるいはセラミックなどが好ましく用いられる。
【００３６】
次に、上述した巻取装置の作用を説明する。
【００３７】
図１、２に示すように、断面が扁平状の繊維束Ｆが糸道ガイド１１を通過し、ガイドスタンド２の上部に設置された第一のガイド３ａ、ガイド３ｂ間に入ると、ここでまず繊維束の両面がこれら両ガイドで把持されて拘束される。
【００３８】
次に補助ガイド４の外周面で扁平面が４５度捻られ、支点ガイド５ａでさらに４５度捻られ、結局、図４の揺動支点のＣ点においては、第一のガイド３ａ通過時点の繊維束に対して９０度捻転された状態、すなわち繊維束の扁平面が揺動ガイド５ｂおよび巻取ボビン７の回転軸方向と一致する方向に捻転する。
【００３９】
巻取作業前の繊維束の糸道はこのような状態であり、この状態でトラバースガイド１２が図２のＰ方向にトラバース運動を開始すると、トラバースガイド１２はトラバースエンドである図の破線位置まで移動するが、この間、揺動ガイド５ｂはトラバース運動に追従して支点ガイド５ａの揺動支点Ｃを中心として半径Ｒで揺動する。この際、揺動ガイド５ｂは、支点ガイド５ａとの間で図５の矢印Ｑ方向に捻れることになり、支点ガイド５ａ上において繊維束Ｆの幅方向の糸長差によって生じる屈曲を自動的に防ぐことができる。また、この過程での揺動ガイド５ｂの揺動角θ３は、トラバースガイドの揺動運動に追従するように回転するので、トラバース中に生じる繊維束両端に生じる張力差を解消するように回転する。すなわち、トラバースガイド１２が巻取ボビン７に対して往復動し、綾振りし始めると、繊維束Ｆは、前記トラバースガイド１２から前記巻取ボビン７へ至る間で、前記巻取ボビン７の巻取面上の綾角φ方向に引っ張られる。また、トラバースガイド１２が巻取ボビン７左端部においてトラバース方向を反転する際にも、これに追従して揺動ガイド５ｂの揺動方向が反転することで繊維束を安定に供給でき、パッケージ端面乱れによる巻姿不良を防ぐことができる。
【００４０】
本発明の支点ガイド５ａ、揺動ガイド５ｂによる揺動機構は、以上のようなトラバースガイド１２と巻取ボビン７間の繊維束走行方向の変動に対して、的確に追従反応し、繊維束をプレッシャーローラ６を介して巻取ボビン７へとスムーズに送り出すことで安定な巻取状態を確保することができる。また、支点ガイド５ａ下面の揺動中心Ｃの位置は、各ガイドローラの回転運動によりトラバース運動中は当初位置を維持したままであるため、当初のトラバース幅が確保される。
【００４１】
また、巻取ボビン７の回転数と綾振りの周期を一定に保つ、いわゆるワインド比一定巻きにおいては、巻取ボビン７の巻取面上の綾角φは巻厚が厚くなるに従い時々刻々と変動するが、本発明に用いている揺動ガイド５ｂは軸受９を介してガイドスタンド２に取り付けられ、自由に回転できるため、綾角φの変動にも即座に追従することができ、繊維束を安定した状態で巻取ボビン７へと送り出すことができる。
【００４２】
以上に述べた本発明の繊維束巻取装置は、各種繊維束の巻取に用いることが出来るが、中でも、後工程で繊維束を拡幅する必要があって扁平テープ状に巻き取っておくことが特に有益な補強繊維束、すなわち、ガラス繊維束、アラミド繊維束、炭素繊維束、黒鉛化繊維束に好適に使用できる。特には、炭素繊維束や黒鉛化繊維束に好適に使用できる。このような本発明の繊維束巻取装置を備えた繊維束パッケージの製造装置を用いて繊維束パッケージを巻取ることにより、開繊性の良いパッケージが得られ好適である。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例を用いて、本発明をより具体的に説明する。
【００４４】
なお、本実施例では、繊維束パッケージ上の繊維束幅を、繊維束がパッケージに巻かれた状態で、ノギスを用いて繊維束の長さ方向に約２００ｍｍ間隔で６０点測定しその平均繊維束幅とバラツキＣＶ値を求めた。なお、ＣＶ値とは、繊維束幅測定値の標準偏差を平均繊維束幅で割ったものである。
【００４５】
（実施例１）
図１〜図３に示す繊維束巻取装置において、ポリアクリロニトリル系繊維を前駆体繊維とする炭素繊維束（単繊維数１２０００本、単繊維直径７μｍ、繊維束幅６ｍｍ、繊維束幅と繊維束厚さの比約６０、ストランド弾性率２３０ＧＰａ）を巻取速度１０ｍ／分、綾振り幅２５０ｍｍで外径φ８０ｍｍのボビン（紙管）に巻き取った。ここで、本発明の繊維束巻取装置のトラバースガイド１２が有しているガイドについては、全て外径φ２２ｍｍで長さが４０ｍｍのフリー回転ローラを用い、図の通り上から第一のガイド３ａ、ガイド３ｂ、補助ガイド４、支点ガイド５ａ、揺動ガイド５ｂの順に配置した。さらに、図３の揺動ガイド５ｂの位置は、θ１＝１０°、θ２＝１００°とした。ただし、θ１、θ２の符号については、図３において、反時計まわりを正方向、時計まわりを負方向とした。
【００４６】
得られた炭素繊維束パッケージは、繊維束パッケージ上の平均繊維束幅が７．５ｍｍ、ＣＶ値が６．３％の巻取変動幅の小さい満足なものであり、しかも、繊維束には撚り、毛羽立ちのないものであった。
【００４７】
（比較例１）
トラバースガイド１における揺動ガイド５ｂの代わりに巻取ボビン７の回転軸に平行な回転軸を持つフリー回転ローラを用いた以外は、実施例１と同様の巻取装置とした。
【００４８】
得られた炭素繊維束パッケージは、繊維束パッケージ上の平均繊維束幅が７．５ｍｍ、ＣＶ値が９．７％であり、繊維束を１００ｍ巻き返したところ、合計２個の撚りが確認され、パッケージ表面には、毛羽立ちが顕著に現れ、品質不良であった。
【００４９】
（比較例２）
図３における揺動ガイド５ｂの位置をθ１＝−１０°とした以外は、実施例１と同様とした。その結果、巻取中に揺動ガイド５ｂが揺動せず、本発明の機能を果たせなかった。
【００５０】
（比較例３）
図３における揺動ガイド５ｂの位置をθ１＝６０°とした以外は、実施例１と同様とした。得られた炭素繊維束パッケージは、繊維束パッケージ上の平均繊維束幅が６．８ｍｍ、ＣＶ値が８．４％であった。なお、この際、支点ガイド３ａの表面上において、糸滑りが発生し、多数の毛羽巻き付きが確認された。
【００５１】
（実施例２）
図３における揺動ガイド５ｂの位置をθ１＝０°とした以外は、実施例１と同様とした。得られた炭素繊維束パッケージは、繊維束パッケージ上の平均繊維束幅が７．５ｍｍ、ＣＶ値が６．０％の巻取変動幅の小さい満足なものであり、しかも、繊維束には撚り、毛羽立ちのないものであった。
【００５２】
（比較例４）
図３の揺動ガイド５ｂの位置は、θ２＝１５０°とした以外は、実施例１と同様とした。その結果、巻取中に揺動ガイド５ｂは揺動せず、本発明の機能を果たせなかった。
【００５３】
（比較例５）
図３の揺動ガイド５ｂの位置は、θ２＝３０°とした以外は、実施例１と同様とした。その結果、巻取中に揺動ガイド５ｂは揺動せず、本発明の機能を果たせなかった。
【００５４】
（実施例３）
図３の揺動ガイド５ｂの位置は、θ２＝９０°とした以外は、実施例１と同様とした。得られた炭素繊維束パッケージは、繊維束パッケージ上の平均繊維束幅が７．５ｍｍ、ＣＶ値が６．１％の巻取変動幅の小さい満足なものであり、しかも、繊維束には撚り、毛羽立ちのないものであった。
【００５５】
（実施例４）
図３の揺動ガイド５ｂの位置は、θ１＝０°、θ２＝９０°とした以外は、実施例１と同様とした。
【００５６】
得られた炭素繊維束パッケージは、繊維束パッケージ上の平均繊維束幅が７．８ｍｍ、ＣＶ値が５．８％の巻取変動幅の小さい満足なものであり、しかも、繊維束には撚り、毛羽立ちのないものであった。なお、実施例１から４の中で、本実施例４が平均繊維束幅、巻取変動幅、繊維束の撚り、毛羽立ち等を含めて総合的に最も満足のゆく結果が得られた。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の繊維束巻取装置および繊維束パッケージの製造方法によれば、繊維束に不要な外力を加えず、撚り、毛羽立ち無く繊維束を巻き取ることが可能となる。すなわち、繊維束の糸道に追従させて揺動ガイドを揺動させることにより、繊維束に加わる不用な外力を軽減し、さらに屈曲による繊維束幅方向の張力差を吸収して、巻取ボビンへとスムーズに送り出すことができるので、繊維束の撚り、毛羽立ちを抑えることが可能となる。このため、巻き取られた炭素繊維束パッケージは、薄く均一で開繊性の良いものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の繊維束巻取装置の一実施例を示す全体斜視図である。
【図２】図１の装置の主要部の正面図である。
【図３】図１の装置に用いられている揺動ガイドと支点ガイドの位置関係を示す概略側面図である。
【図４】図２の揺動ガイド揺動前の側面図である。
【図５】図２の揺動ガイド揺動後の側面図である。
【図６】鼓状ガイドの概略図である。
【符号の説明】
１：繊維束巻取装置
２：ガイドスタンド
３ａ：第一のガイド
３ｂ：ガイド
４：補助ガイド
５ａ：支点ガイド
５ｂ：揺動ガイド
５ｃ：鼓状ガイド
５ｂ’：中心軸
６：プレッシャローラ
７：巻取ボビン
８：トラバース機構
９：軸受け
１０：ブラケット
１１：最終の糸道ガイド
１２：トラバースガイド
Ｆ：繊維束
Ｃ：揺動支点
Ｄ：繊維束の接地点
φ：綾角
θ１：中心軸３ｂ’と直線ＣＤとのなす角
θ２：中心軸３ｂ’と揺動ガイド５ｂから出る糸道のなす角
θ３：揺動ガイド５ｂの揺動角
Ｘ：中心軸５ｂ’と揺動ガイド５ｂの回転軸との距離
Ｒ：揺動ガイド５ｂの半径

Claims

繊維束を案内するガイドと、ガイドのトラバース機構とを有し、前記ガイドがトラバース機構によりボビン回転軸方向に綾振りされながら繊維束をボビンに巻取る繊維束巻取装置において、前記ガイドは、少なくとも、ボビン軸に実質的に平行に回転軸が配置された支点ガイドと、前記支点ガイドの繊維束走行方向下流に位置し、かつ前記巻取ボビンの回転軸と直交する回転軸を中心として揺動する揺動ガイドとからなり、前記揺動ガイドがトラバース機構による繊維束の綾振りに追従して揺動することを特徴とする繊維束巻取装置。
前記揺動ガイドの揺動中心軸は、巻取ボビンの回転軸方向から見て、前記支点ガイドと前記揺動ガイドとの間にあることを特徴とする請求項１に記載の繊維束巻取装置。
前記揺動ガイドの位置は、巻取ボビンの回転軸方向から見て、前記揺動ガイドの揺動中心軸に対し、前記支点ガイドから揺動ガイドに至る繊維束の糸道の為す角度が０〜３０°の範囲内となる位置であることを特徴とする請求項２に記載の繊維束巻取装置。
前記揺動ガイドの位置は、巻取ボビンの回転軸方向から見て、前記揺動ガイドの揺動中心軸に対し、前記揺動ガイドから出る繊維束の糸道の為す角度が９０°±３０°の範囲内となる位置であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の繊維束巻取装置。
前記支点ガイドと揺動ガイドとは、ガイドスタンドに支持され、ガイドスタンドがトラバース機構によりボビンの回転軸方向に往復動されることにより繊維束の綾振りが行われることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の繊維束巻取装置。
前記ガイドスタンドには、前記支点ガイドの上流側に、さらに前記ボビンの回転軸と直交する軸を回転軸とする第一のガイドが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の繊維束巻取装置。
前記第一のガイドと前記支点ガイドとの間には、さらに繊維束を前記第一のガイドの回転軸に対して４５度に捻る補助ガイドが備えられていることを特徴とする請求項６に記載の繊維束巻取装置。
前記ガイドのトラバース機構に代え、ボビンをその回転軸方向に往復動させることにより、繊維束の綾振りを行うことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の繊維束巻取装置。
請求項１から８のいずれかに記載の繊維束巻取装置を備えたことを特徴とする繊維束パッケージの製造装置。
請求項９記載の繊維束パッケージの製造装置を用いて繊維束パッケージを製造することを特徴とする繊維束パッケージの製造方法。