JP2006089154A - Traverser and winder of fiber bundle, and fiber bundle package manufacturing device - Google Patents

Traverser and winder of fiber bundle, and fiber bundle package manufacturing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a traverser of a fiber bundle capable of uniformly winding the fiber bundle with high grade while the fiber bundle is uniformly thin and expanded when winding the tape-like fiber bundle with reinforcing fibers thereof being thin and uniformly expanded, and manufacturing a secondary processed product of the reinforcing fiber such as prepreg of high quality/high grade, and to provide a winder capable of such winding, and a manufacturing device and a manufacturing method of the fiber bundle package. <P>SOLUTION: The traverser comprises a traverse guide to guide the fiber bundle, and a traverse mechanism of the traverse guide. The traverse guide comprises at least a first guide roll having a rotating shaft arranged at a position of twist at a substantially right angle to the rotating shaft of a winding bobbin and a free rotational final guide roller having a rotating shaft arranged substantially parallel to the rotating shaft of the winding bobbin. The free rotational final guide roll forms a traverser of the fiber bundle having an adjustment mechanism at the guide position. There are further provided the fiber bundle winder using the traverser, and the fiber bundle package manufacturing device and the fiber bundle package manufacturing method. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、繊維束の綾振り装置、巻取装置および繊維束パッケージの製造装置に関し、特に扁平糸のように、拡幅されて扁平な断面形状を持つテープ状繊維束を、綾振りさせながらボビンに巻取る際に、高品位な巻取りパッケージを巻き取ることを可能にする繊維束の綾振り装置と、該綾振り装置を用いた巻取装置および繊維束パッケージの製造装置に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fiber bundle traversing device, a winding device, and a fiber bundle package manufacturing device, and in particular, a bobbin while traversing a tape-shaped fiber bundle having a flattened cross-sectional shape such as a flat yarn. The present invention relates to a fiber bundle traversing device that makes it possible to wind a high-quality winding package during winding, a winding device using the traversing device, and a fiber bundle package manufacturing apparatus.

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。   Many of the fibers used for resin reinforcement represented by carbon fibers and glass fibers (hereinafter referred to as reinforcing fibers) are impregnated with a matrix resin in a bundle of these fibers (hereinafter referred to as reinforcing fiber bundle) to form a so-called prepreg. Thereafter, this is preformed into a predetermined shape and cured by heating to produce a fiber-reinforced plastic molded product.

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、かつ厚さむらが少ない高品位なプリプレグが要望されてきている。   In recent years, with the trend toward weight reduction of this fiber-reinforced plastic molded body, there has been a demand for a high-quality prepreg having a small thickness and little thickness unevenness.

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、無撚りの状態で、薄く広く開繊させる必要がある。   When manufacturing such a prepreg, it is necessary to open the fiber thinly and widely in an untwisted state in order to fully exhibit the high elastic characteristics of each single fiber constituting the reinforcing fiber bundle. .

このため、プリプレグの原材料となる補強繊維束の製造過程においても、予め、薄く均一に拡げた状態でボビンに巻取ること、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できることが重要な課題となってきている。   For this reason, even in the manufacturing process of the reinforcing fiber bundle as the raw material of the prepreg, it is important that the bobbin can be wound in advance in a thin and uniformly expanded state and can be provided to the prepreg manufacturing process while maintaining the state. Has become a major issue.

すなわち、ボビンに巻き取られた際において、薄く均一に繊維束が拡げられている均斉なテープ状の繊維束の状態でボビンに巻取られていることが重要であり、例えば、テープ状繊維束の端部付近で、該繊維束をなす繊維が他の部分の繊維と比べてバラけていたり、あるいは、ゆるんでいたり、あるいは、端部が折りたたまれた状態で巻き取られていたりすることは、良好な繊維強化プラスチック成形体の原材料とするには問題がある。   That is, when wound on a bobbin, it is important that the fiber bundle is wound in a uniform tape-like fiber bundle in which the fiber bundle is thinly and uniformly spread. In the vicinity of the end of the fiber, the fibers forming the fiber bundle may be loose or loose compared to other parts of the fiber, or the end may be wound in a folded state. Therefore, there is a problem in using as a raw material for a good fiber-reinforced plastic molded article.

一方で、ボビンに繊維束を巻き取るに際しては、通常は、繊維束を綾振りさせて、すなわち、ボビン軸方向に往復運動をするようにして繊維束をトラバースガイド装置により導いて、所定量の繊維束を、所定の巻取り幅で巻き取るものである。   On the other hand, when winding the fiber bundle around the bobbin, usually, the fiber bundle is traversed, that is, the fiber bundle is guided by the traverse guide device so as to reciprocate in the bobbin axial direction. The fiber bundle is wound at a predetermined winding width.

図１は、綾振り装置１、巻取装置２の全体を示した外観モデル斜視図であり、綾振り装置１は、繊維束を案内するトラバースガイド３を有している。   FIG. 1 is an external appearance model perspective view showing the entire traversing device 1 and winding device 2, and the traversing device 1 has a traverse guide 3 for guiding a fiber bundle.

図１において、通常の巻取装置２における繊維束の概略の流れを説明すると、図示していない上流工程から搬送ロールを経て、糸道ガイド４を通過した繊維束Ｙは、図の矢印Ｐ方向に往復運動するトラバースガイド３により、前記糸道ガイド４を支点とする綾振り運動を与えられて最終的に巻糸パッケージ（巻取りボビン）５として巻取られる。９はプレッシャーロールである。   In FIG. 1, the schematic flow of the fiber bundle in the normal winding device 2 will be described. The fiber bundle Y that has passed through the yarn path guide 4 from the upstream process (not shown) and passed through the yarn path guide 4 is indicated by the arrow P in the figure. The traverse guide 3 reciprocally moves in a traverse manner with the yarn path guide 4 as a fulcrum, and is finally wound up as a wound package (winding bobbin) 5. 9 is a pressure roll.

トラバースガイド３部分は、特にその具体的構造が限定されるものではないが、図２に示したように、第１のガイドロール６、中間ガイドロール７、最終ガイドロール８を有している。   Although the specific structure is not particularly limited, the traverse guide 3 portion includes a first guide roll 6, an intermediate guide roll 7, and a final guide roll 8, as shown in FIG.

第１のガイドロール６は、通常、その回転軸方向は巻取りボビンの回転軸方向と直交する方向に設けられているものである。７は中間ガイドロールであり、通常、巻取りボビン回転軸方向と３０°〜７０°くらいの角度で交わるような構成で用いられる。   The first guide roll 6 is usually provided with a rotation axis direction perpendicular to the rotation axis direction of the winding bobbin. Reference numeral 7 denotes an intermediate guide roll, which is normally used in such a configuration that it intersects with the winding bobbin rotation axis direction at an angle of about 30 ° to 70 °.

この７の中間ガイドロールは、図２や図４に示したように、例えば、２本もしくはそれ以上の本数のロールをそれぞれ上述した適宜の角度で巻取りボビン回転軸方向と交わるようにして複数本用いてもよく、あるいは一本のみを用いて構成してもよい。   As shown in FIGS. 2 and 4, the seven intermediate guide rolls are, for example, a plurality of rolls such that two or more rolls intersect the winding bobbin rotation axis direction at the appropriate angles described above. You may use this, or you may comprise using only one.

また、中間ガイドロール７は上記の角度のもののみでなく、最終ガイドロール８の真上に最終ガイドロールと平行に設けられてもよい。   Further, the intermediate guide roll 7 is not limited to the above-described angle, and may be provided directly above the final guide roll 8 and in parallel with the final guide roll.

本発明は、上述の最終ガイドロール８に関係するものであり、この最終ガイドロール８とは、本発明においては、プレッシャーロール９のすぐ上流に位置する、巻取りボビンの回転軸方向と実質的に平行な回転軸方向を有した自由回転するロールであり、より下流の１個のガイドロールをいうものである。   The present invention relates to the above-described final guide roll 8, and in the present invention, this final guide roll 8 is substantially the same as the rotational axis direction of the winding bobbin located immediately upstream of the pressure roll 9. Is a free-rotating roll having a rotation axis direction parallel to the one, and means one guide roll further downstream.

該最終ガイドロール８は、巻取りボビン５の回転軸方向と実質的に平行な回転軸方向を有した自由回転するロールであり、最終ガイドロール８上において糸道自体は直角に直進する方向を有するものであるが、繊維束は左右に綾振りされながらガイドされるものであるために、通常、繊維束は、該最終ガイドロール８から斜めに出ていくこととなる。このような走行状態を呈する場合、走行する繊維束が、薄く均一に拡げられている均斉なテープ状の形態のものであるときには、該繊維束の屈曲を引き起こすことがある。この状態を図３の（ａ）にモデル的に示した。   The final guide roll 8 is a freely rotating roll having a rotation axis direction substantially parallel to the rotation axis direction of the take-up bobbin 5, and the yarn path itself moves straight on the final guide roll 8 at a right angle. However, since the fiber bundle is guided while being traversed to the left and right, the fiber bundle usually comes out obliquely from the final guide roll 8. When exhibiting such a running state, the fiber bundle may be bent when the running fiber bundle is in the form of a uniform tape that is thinly and evenly spread. This state is shown as a model in FIG.

このように幅広のテープ状の繊維束が屈曲をすると、屈曲した繊維束の外側と内側とで糸走行経路長さの差を生じ、この差が該繊維束を構成している一部の単繊維のたるみを引き起こし、その状態で張力が加わり引っ張られると、繊維束が図３の（ｂ）にモデル的に示したようにバラけてしまうこととなる。特に、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ような繊維は、一般には、該繊維自体が伸びにくいという性質を有するものであり、図３（ａ）に示したような「張り」側が優先し、反対側端部では「弛み」が明確に発生することが多い。   When such a wide tape-shaped fiber bundle is bent, a difference in yarn traveling path length occurs between the outer side and the inner side of the bent fiber bundle, and this difference is a part of the single fiber constituting the fiber bundle. If fiber slack is caused and tension is applied and pulled in this state, the fiber bundle will be loosened as schematically shown in FIG. 3B. In particular, fibers used for resin reinforcement typified by carbon fibers and glass fibers generally have the property that the fibers themselves are difficult to stretch, and the “stretching” as shown in FIG. The “side” has priority, and “sagging” often occurs clearly at the opposite end.

上述のバラけた状態を起こすことは、そのまま不均斉なテープ状の繊維束として巻き取られたり、繊維束端部で折り畳まれた状態で巻き取られたり、あるいは繊維束が一部重なったりして巻き取られる状態を引起こすこととなり、いずれの場合にあっても、そのままでは高品位で優れたプリプレグを製造するための原材料としては不適当なものとなる。   To cause the above-mentioned loose state, it is wound up as an unbalanced tape-like fiber bundle, wound up in a folded state at the end of the fiber bundle, or the fiber bundle partially overlaps. In any case, it is unsuitable as a raw material for producing a high-quality and excellent prepreg.

従来からも、テープ状の拡幅された無撚りの繊維束を綾振りさせながら巻取りボビン等に巻き取る場合には、上述したような問題があり、かかる問題点を解決して、薄く均一に拡げられた状態で巻き取ることを目的として、巻取ボビンの回転軸と実質的に直角にねじれた位置に回転軸が配された第１のガイドローラーと、該巻取ボビンの回転軸と実質的に平行に回転軸が配された最終のガイドローラーとを有した綾振りガイド装置において、該最終のガイドローラーと繊維束との接触長が１５ｍｍ以上であるようにして、しっかりと繊維束をグリップして把持した状態でガイドするという技術思想の綾振りガイド装置が提案されている（特許文献１）。   Conventionally, when winding a tape-shaped widened untwisted fiber bundle on a winding bobbin while traversing, there is the above-mentioned problem, and this problem is solved by thinly and uniformly. For the purpose of winding in an expanded state, a first guide roller having a rotating shaft arranged at a position substantially twisted at a right angle to the rotating shaft of the winding bobbin, and the rotating shaft of the winding bobbin substantially In the traverse guide device having a final guide roller having a rotation axis arranged in parallel to each other, the contact length between the final guide roller and the fiber bundle is 15 mm or more, and the fiber bundle is firmly fixed. A traverse guide device having a technical idea of guiding in a gripped and gripped state has been proposed (Patent Document 1).

しかし、特許文献１にて提案されている発明は、ある程度、テープ状繊維束の幅が狭めのものには前述した高いグリップ力が有効であったが、特に繊維束の幅が広めになってくると、高いグリップ力がかえって繊維束を屈曲させることとなり、屈曲した繊維束の内外の糸走行経路長さの差が大きくなり、前述したようなバラケ発生は解決できないものであった。   However, in the invention proposed in Patent Document 1, the above-mentioned high grip force was effective for a tape-shaped fiber bundle having a narrow width, but the width of the fiber bundle was particularly wide. When it comes, the fiber bundle is bent instead, and the difference in the yarn traveling path length inside and outside the bent fiber bundle becomes large, and the occurrence of the above-mentioned variation cannot be solved.

また、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繊維束の幅で巻取る繊維束巻取装置として、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、該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の巻取装置が提案されている（特許文献２）。   In addition, as a fiber bundle winding device for winding a flat tape-shaped reinforcing fiber bundle spread thinly in advance as described above with a stable fiber bundle width from the beginning of winding to the end of winding, it is parallel to the rotation axis of the winding bobbin. A guide stand that reciprocates, a pair of upper guide rollers having a rotation shaft disposed at an upper portion of the guide stand perpendicular to the rotation shaft of the take-up bobbin, and a rotation shaft disposed at the lower portion of the guide stand. There has been proposed a fiber bundle winding device having a pair of lower guide rollers arranged in parallel with the rotation axis of the roller and a conical guide roller for twisting the fiber bundle 90 ° in the axial direction therebetween (patent) Reference 2).

しかし、特許文献２に開示されている繊維束巻取装置においては、ガイドスタンドの上部に設置された一対の上部ガイドロールにおいて、その一方を中央が凹んだ湾曲周面を持つ鼓形状とし、この湾曲により繊維束を拘束して一定経路のもとに巻き取られるようにしている。しかしながら、鼓形状のガイドロールにより繊維束を拘束することは、テープ状の繊維束の幅方向に力を掛けるということであり、そのこと自体が、繊維束のつぶれを引き起こし単繊維どうしの絡まりや繊維束端部での折畳みの原因となるほか、巻き取った繊維束の糸幅も狭くなってしまうので、何ら本質的な解決は得られない。   However, in the fiber bundle winding device disclosed in Patent Document 2, in the pair of upper guide rolls installed on the upper part of the guide stand, one of them is a drum shape having a curved peripheral surface with a concave center, The fiber bundle is constrained by bending so that it is wound up under a fixed path. However, constraining the fiber bundle with the drum-shaped guide roll means that a force is applied in the width direction of the tape-shaped fiber bundle, which itself causes the fiber bundle to be crushed and entangled between single fibers. In addition to causing folding at the end of the fiber bundle, the thread width of the wound fiber bundle is also narrowed, so no essential solution can be obtained.

そもそも、円錐状や鼓状のガイドロールを用いることは、巻き取られる繊維束の幅も狭くなってしまったり、また繊維束幅方向で周速差が生じながらトラバースして巻き取るものであるがため、繊維束にダメージを与えたり品位の低下につながる方向なのである。
特開２００４−１５５５９０号公報 特開２００１−３４８１６６号公報（図２） In the first place, the use of a conical or drum-shaped guide roll reduces the width of the wound fiber bundle, or traverses and winds while producing a difference in peripheral speed in the fiber bundle width direction. For this reason, the fiber bundle is damaged or the quality is lowered.
JP 2004-155590 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-348166 (FIG. 2)

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、一般に伸びにくいという繊維特性を有する炭素繊維などの補強繊維が薄く均一に幅広く広げられてなるテープ状繊維束を巻き取るに際しても、該均一に薄く拡幅されたままに均斉に高品位に巻取ることを可能とし、ひいては、プリプレグなどの該補強繊維の２次加工製品を高品質・高品位なものとして製造することを可能にすることのできる繊維束の綾振り装置を提供することにある。   In view of the above-described points, the object of the present invention is to uniformly wind a tape-shaped fiber bundle in which reinforcing fibers such as carbon fibers having fiber characteristics that are generally difficult to stretch are thinly and widely spread. It is possible to wind up to high quality uniformly while being thin and widened, and in turn, it is possible to manufacture a secondary processed product of the reinforcing fiber such as prepreg as high quality and high quality. The object is to provide a traversing device for a fiber bundle.

また、他の目的は、そのような巻き取りを可能にする巻取り装置を提供すること、繊維束パッケージの製造装置と製造方法を提供することにある。   Another object is to provide a winding device that enables such winding, and to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method for a fiber bundle package.

上述した目的を達成する本発明の繊維束の綾振り装置は、以下の(1) の構成からなる。
（１）繊維束を案内するトラバースガイドと、該トラバースガイドのトラバース機構とを有し、該トラバースガイドは少なくとも巻取りボビンの回転軸と実質的に直角にねじれた位置に回転軸が配された第１のガイドロールと、前記巻取りボビンの回転軸と実質的に平行に回転軸方向が配された自由回転最終ガイドロールを有するとともに、該自由回転最終ガイドロールはそのガイド位置の調整機構を有してなることを特徴とする繊維束の綾振り装置。 The fiber bundle traversing device of the present invention that achieves the above-mentioned object has the following configuration (1).
(1) It has a traverse guide for guiding the fiber bundle and a traverse mechanism of the traverse guide, and the traverse guide is arranged at least at a position twisted substantially at right angles to the rotation axis of the winding bobbin. A free rotating final guide roll having a rotating shaft direction substantially parallel to a rotating shaft of the winding bobbin, and the free rotating final guide roll has a mechanism for adjusting a guide position thereof; A traversing device for fiber bundles, characterized by comprising:

また、かかる本発明の繊維束の綾振り装置において、好ましくは、以下の(2) 〜(5) の具体的構成を有するものである。
（２）ガイド位置の調整機構によって自由回転最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角を調整することを特徴とする上記（1) 記載の繊維束の綾振り装置。
（３）自由回転最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角を３０°以上７０°以下の範囲内に調整することが可能なように、該ガイド位置の調整機構が構成されてなることを特徴とする上記(1) または(2) 記載の繊維束の綾振り装置。
（４）ガイドされる繊維束が拡幅されたテープ状繊維束を呈しているものであって、自由回転最終ガイドロールの糸離れ点において、該テープ状繊維束の繊維束幅が５ｍｍ以上１２ｍｍ以下を呈する繊維束を綾振りするものであることを特徴とする上記(1) 、(2) または(3) 記載の繊維束の綾振り装置。
（５）ガイドされる繊維束が、引張弾性率５０ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下のものであることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) または(4) 記載の繊維束の綾振り装置。 In addition, the fiber bundle traversing device of the present invention preferably has the following specific configurations (2) to (5).
(2) The fiber bundle traversing device according to (1) above, wherein the winding angle of the fiber bundle around the free rotating final guide roll is adjusted by a guide position adjusting mechanism.
(3) The guide position adjusting mechanism is configured such that the winding angle of the fiber bundle around the free rotating final guide roll can be adjusted within a range of 30 ° to 70 °. The fiber bundle traversing device according to the above (1) or (2).
(4) The fiber bundle to be guided presents a widened tape-like fiber bundle, and the fiber bundle width of the tape-like fiber bundle is 5 mm or more and 12 mm or less at the yarn separation point of the free rotating final guide roll. The fiber bundle traversing device according to the above (1), (2) or (3), wherein the fiber bundle exhibiting
(5) The fiber bundle traversing device according to (1), (2), (3) or (4) above, wherein the fiber bundle to be guided has a tensile modulus of 50 GPa or more and 1000 GPa or less .

また、本発明の繊維束の巻取装置は、以下の(6) の構成を有するものである。
（６）上記(1) 〜(5) のいずれかに記載の繊維束の綾振り装置を備えてなることを特徴とする繊維束の巻取装置。 The fiber bundle winding device of the present invention has the following configuration (6).
(6) A fiber bundle winding device comprising the fiber bundle traversing device according to any one of (1) to (5) above.

また、本発明の繊維束パッケージの製造装置は、以下の(7) の構成を有するものである。
（７）上記(6) に記載の繊維束の巻取装置を備えてなることを特徴とする繊維束パッケージの製造装置。 The fiber bundle package manufacturing apparatus of the present invention has the following configuration (7).
(7) A fiber bundle package manufacturing apparatus comprising the fiber bundle winding device according to (6).

また、本発明の繊維束パッケージの製造方法は、以下の(8) の構成を有するものである。
（８）上記(7) に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。 The method for producing a fiber bundle package of the present invention has the following configuration (8).
(8) A method for producing a fiber bundle package, comprising producing a fiber bundle package using the fiber bundle package production apparatus according to (7).

請求項１にかかる本発明の繊維束の綾振り装置によれば、一般に伸びにくいという繊維特性を有する炭素繊維などの補強繊維が薄く均一に幅広く広げられてなるテープ状繊維束を巻き取るに際して、均一に薄く拡幅されたままに、均斉かつ高品位に巻取りボビンに巻取ることを可能にできる繊維束の綾振り装置が提供されるものである。   According to the traversing device for a fiber bundle of the present invention according to claim 1, when winding a tape-shaped fiber bundle in which reinforcing fibers such as carbon fibers having fiber characteristics that are generally difficult to stretch are thinly and widely spread, There is provided a fiber bundle traversing device that can be wound uniformly and with high quality on a winding bobbin while being uniformly widened.

そして、本発明の繊維束の綾振り装置を用いれば、均一に薄く拡幅されたままに均斉かつ高品位に巻取りされた補強繊維のテープ状繊維束を用いて、均斉で、より厚みが薄く、かつ厚さむらなどもなく高品質・高品位なプリプレグを製造することができるものである。   And if the fiber bundle traversing device of the present invention is used, the tape-like fiber bundle of reinforcing fibers wound uniformly and thinly while being uniformly thinned and widened, is uniform and thinner. In addition, it is possible to manufacture a high-quality and high-quality prepreg with no uneven thickness.

また、本発明によれば、上述のような補強繊維が薄く均一に幅広く広げられてなるテープ状繊維束を、高品位・高品質に巻き取ることを可能にする巻取り装置、繊維束パッケージの製造装置、製造方法が提供されるものである。   In addition, according to the present invention, a winding device and a fiber bundle package that can wind up a tape-like fiber bundle in which the reinforcing fibers as described above are thin and uniformly spread widely with high quality and high quality. A manufacturing apparatus and a manufacturing method are provided.

以下、更に詳しく本発明の繊維束の綾振り装置について、説明する。   Hereinafter, the fiber bundle traversing device of the present invention will be described in more detail.

本発明の繊維束の綾振り装置は、繊維束を案内するトラバースガイドと、該トラバースガイドのトラバース機構とを有し、該トラバースガイドは少なくとも巻取ボビンの回転軸と実質的に直角にねじれた位置に回転軸が配された第１のガイドロールと、前記巻取りボビンの回転軸と実質的に平行に回転軸方向が配された自由回転最終ガイドロールを有するとともに、該自由回転する最終ガイドロールはそのガイド位置の調整機構を有するものである。   A traverse guide for guiding a fiber bundle and a traverse mechanism for the traverse guide, wherein the traverse guide is twisted at a substantially right angle with at least a rotation axis of a winding bobbin. A first guide roll having a rotation shaft disposed at a position, and a free rotation final guide roll having a rotation axis direction disposed substantially parallel to the rotation shaft of the winding bobbin, and the free rotation final guide The roll has a guide position adjusting mechanism.

図４の（ａ）、（ｂ）に本発明にかかる繊維束の綾振り装置の概略説明モデル正面図を示した。本発明の綾振り装置は、自由回転をする最終ガイドロール８のガイド位置を調整する機構を有するものであり、該最終ガイドロールの回転軸方向を巻取りボビンの回転軸方向と実質的に平行な状態を保ちつつ、そのガイド位置が調整可能なように構成されているものである。   4 (a) and 4 (b) are schematic explanatory front views of the fiber bundle traversing device according to the present invention. The traverse device of the present invention has a mechanism for adjusting the guide position of the final guide roll 8 that freely rotates, and the rotation axis direction of the final guide roll is substantially parallel to the rotation axis direction of the winding bobbin. The guide position can be adjusted while maintaining a stable state.

該ガイド位置の調整機構は、例えば、図５に概略構造モデルを例示したように、ベース板１１上の孔にボルトを通してガイドロール８の支持部材１０を固定するような態様であれば、該ボルト通し孔を長い孔にする等の手段でガイド位置を調整できるものである。また、ガイドロール８の支持部材１０をスライド上に設置するという手段によりガイド位置を調整できるようにしてもよい。   If the guide position adjusting mechanism is an embodiment in which the support member 10 of the guide roll 8 is fixed through a bolt in a hole on the base plate 11 as illustrated in a schematic structural model in FIG. The guide position can be adjusted by means such as making the through hole a long hole. Moreover, you may enable it to adjust a guide position by the means of installing the supporting member 10 of the guide roll 8 on a slide.

ガイド位置の調整は、主に、該ガイド位置の調整を行うことによって、最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角の大小を調整することを主目的に行うのがよいものである。   Adjustment of the guide position is preferably performed mainly for adjusting the winding angle of the fiber bundle around the final guide roll by adjusting the guide position.

具体的には、例えば、図４（ａ）においてＲ1 にて示した最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角を、図４（ｂ）においてＲ2 にて示したように、最終ガイドロールのガイド位置を調整して、最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角をＲ1 からＲ2 の如くに変更すること等が自在にできるようにするのである。 Specifically, for example, the winding angle of the fiber bundle around the final guide roll indicated by R 1 in FIG. 4 (a) is the final guide roll as indicated by R 2 in FIG. 4 (b). The guide position is adjusted so that the winding angle of the fiber bundle around the final guide roll can be freely changed from R 1 to R 2 .

最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角は、本発明者らの各種知見によれば、特にテープ状繊維束の幅が５〜１２ｍｍなどの、特に幅が広くかつ薄い場合には、３０°以上７０°以下の範囲内になるようにガイド位置の調整機構を用いてガイド位置を調整することがよい。   According to the various findings of the present inventors, the winding angle of the fiber bundle around the final guide roll is 30 °, particularly when the width of the tape-shaped fiber bundle is particularly wide and thin, such as 5 to 12 mm. It is preferable to adjust the guide position using a guide position adjusting mechanism so that it is within the range of 70 ° or less.

該調整は、繊維束の品種、特に、テープ状の繊維束のテープ幅に対応させて行うのがよい。例えば、テープ状の繊維束のテープ幅が小さくなるほど、巻付け角が大きくなるようにするのがよい。具体的には、本発明者らの各種知見によれば、最終のガイドロールの糸離れ点においてテープ幅５ｍｍ程度となる繊維束では該巻付け角を７０°程度、同じくテープ幅１２ｍｍ程度となる繊維束では該巻付け角を３０°程度にするのがよい。   The adjustment is preferably performed in accordance with the type of fiber bundle, particularly the tape width of the tape-like fiber bundle. For example, the winding angle is preferably increased as the tape width of the tape-shaped fiber bundle is reduced. Specifically, according to the various findings of the present inventors, in a fiber bundle having a tape width of about 5 mm at the yarn separation point of the final guide roll, the winding angle is about 70 °, and the tape width is also about 12 mm. In a fiber bundle, the winding angle is preferably about 30 °.

また、本発明の装置を用いる場合、所期の効果を良好に得る上で、綾振りされる繊維束の特性にも好ましい範囲があり、本発明者らの各種知見によれば、ガイドされる繊維束が引張弾性率５０ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下のものであることが最も好ましいものである。   In addition, when using the apparatus of the present invention, there is a preferable range for the properties of the fiber bundle traversed in order to obtain the desired effect well, which is guided according to various findings of the present inventors. Most preferably, the fiber bundle has a tensile modulus of 50 GPa or more and 1000 GPa or less.

本発明の技術思想は、テープ状の繊維束のテープ幅が大きい繊維束では、巻付け角を大きくとってガイドでのグリップ力を大きくすると繊維束の屈曲により、該繊維束の屈曲側の内外間で繊維通過経路長さの差が大きく、繊維束がよりバラケやすくなる方向であるので、巻付け角を小さくしてガイドによるグリップ力を小さくするというものである。   The technical idea of the present invention is that, in a fiber bundle having a tape-like fiber bundle having a large tape width, when the winding angle is increased and the grip force at the guide is increased, the fiber bundle is bent and the inner and outer sides of the fiber bundle are bent. The difference between the fiber passage path lengths is large and the fiber bundle is more easily broken, so that the winding angle is reduced to reduce the grip force by the guide.

ただし、グリップ力が小さすぎると、擦過による毛羽が増える傾向にあるので、上述のように、巻付け角の下限で３０°は少なくともあるのがよく、またグリップ力はある程度あれば十分であり、それ以上に大きくしても効果はほとんど変わりないので、巻付け角の上限で７０°近辺までで十分である。   However, if the grip force is too small, fluff due to scratching tends to increase, so as described above, there should be at least 30 ° at the lower limit of the winding angle, and a certain amount of grip force is sufficient. Since the effect is hardly changed even if it is made larger than that, it is sufficient that the upper limit of the winding angle is around 70 °.

最終ガイドロールは、設置する場所の関係でその大きさには制約を受けることも多く、一般には、ロール直径で１０ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内とするのがよい。   The size of the final guide roll is often restricted due to the location where it is installed, and in general, the roll diameter is preferably in the range of 10 mm to 25 mm.

該最終ロール直径と上述した巻付け角との関係に基づいて、繊維束と最終ガイドロール１本のロール表面での接触長でいうと、該接触長は１５ｍｍ以下であるのがよく、１０〜１５ｍｍの範囲内であるのが好ましい。   Based on the relationship between the final roll diameter and the winding angle described above, the contact length on the surface of the roll of the fiber bundle and one final guide roll is preferably 15 mm or less. It is preferably within the range of 15 mm.

本発明にかかる繊維束の綾振り装置は、繊維束の巻取装置に組み込まれて、また、繊維束パッケージの製造装置に組込まれて、それぞれの装置を構成し、本発明の該繊維束パッケージの製造装置を用いて本発明の繊維束パッケージの製造方法を実施することができるものである。   The fiber bundle traversing device according to the present invention is incorporated in a fiber bundle winding device or in a fiber bundle package manufacturing apparatus to constitute each device, and the fiber bundle package of the present invention. The manufacturing method of the fiber bundle package of this invention can be implemented using this manufacturing apparatus.

図１は、本発明で採用され得る綾振り装置１、巻取装置２の一般的な全体構成の概要を示した外観モデル斜視図である。FIG. 1 is an external model perspective view showing an outline of a general overall configuration of a traverse device 1 and a winding device 2 that can be employed in the present invention. 図２は、図１に示した本発明で採用され得る綾振り装置１、巻取装置２におけるトラバースガイド部分の構造例を示した概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view showing a structural example of a traverse guide portion in the traverse device 1 and the winding device 2 that can be employed in the present invention shown in FIG. 図３は、従来の綾振り装置において、最終ガイドロール上で発生しやすいテープ状繊維束の緩み発生状況と、繊維束のバラけ発生状況をモデル的に図示したものであり、前者を図３（ａ）に示し、後者を図３（ｂ）に示したものである。FIG. 3 is a schematic diagram showing a situation in which a tape-like fiber bundle is loosened and a situation in which a fiber bundle is loosened, which is likely to occur on the final guide roll in a conventional traverse device. The latter is shown in FIG. 3 (b). 図４の（ａ）、（ｂ）は、本発明にかかる繊維束の綾振り装置を説明する概略説明モデル正面図である。（ａ）と（ｂ）は、自由回転最終ガイドロールのガイド位置の調整前後の状態をモデル的に示したものである。FIGS. 4A and 4B are front views schematically illustrating a fiber bundle traversing device according to the present invention. (A) And (b) shows the state before and after adjustment of the guide position of the free rotation last guide roll in model. 図５は、本発明の繊維束の綾振り装置における自由回転最終ガイドロールのガイド位置の調整機構の構造例を示した概略構造モデル斜視図である。FIG. 5 is a schematic structural model perspective view showing a structural example of a mechanism for adjusting the guide position of the free rotating final guide roll in the fiber bundle traversing device of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１：綾振り装置
２：巻取装置
３：トラバースガイド
４：糸道ガイド
５：巻糸パッケージ（巻取りボビン）
６：第１のガイドロール
７：中間ガイドロール
８：最終ガイドロール
９：プレッシャーロール
１０：最終ガイドロールの支持部材
１１：ベース板
Ｙ：繊維束
Ｐ：トラバース往復運動方向
Ｒ1 、Ｒ2 ：巻付け角 1: Traverse device 2: Winding device 3: Traverse guide 4: Yarn path guide 5: Winding yarn package (winding bobbin)
6: the first guide roll 7: intermediate guide roll 8: Final guide roll 9: Pressure roll 10: final guide roll of the support member 11: Base plate Y: fiber bundle P: traverse reciprocation direction R 1, R 2: winding Corner

Claims (8)

繊維束を案内するトラバースガイドと、該トラバースガイドのトラバース機構とを有し、該トラバースガイドは少なくとも巻取りボビンの回転軸と実質的に直角にねじれた位置に回転軸が配された第１のガイドロールと、前記巻取りボビンの回転軸と実質的に平行に回転軸方向が配された自由回転最終ガイドロールを有するとともに、該自由回転最終ガイドロールはそのガイド位置の調整機構を有してなることを特徴とする繊維束の綾振り装置。   A traverse guide for guiding the fiber bundle, and a traverse mechanism of the traverse guide, wherein the traverse guide is a first shaft having a rotation shaft disposed at a position twisted substantially at a right angle to the rotation shaft of the winding bobbin. And a free rotating final guide roll having a rotating shaft direction substantially parallel to the rotating shaft of the winding bobbin, and the free rotating final guide roll has a guide position adjusting mechanism. A traversing device for fiber bundles, characterized in that ガイド位置の調整機構によって自由回転最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角を調整することを特徴とする請求項１記載の繊維束の綾振り装置。   2. The fiber bundle traversing device according to claim 1, wherein a winding angle of the fiber bundle around the free rotating final guide roll is adjusted by a guide position adjusting mechanism. 自由回転最終ガイドロールへの繊維束の巻付け角を３０°以上７０°以下の範囲内に調整することが可能なように、該ガイド位置の調整機構が構成されてなることを特徴とする請求項１または２記載の繊維束の綾振り装置。   The guide position adjusting mechanism is configured such that the winding angle of the fiber bundle around the free rotating final guide roll can be adjusted within a range of 30 ° to 70 °. Item 3. A fiber bundle traversing device according to item 1 or 2. ガイドされる繊維束が拡幅されたテープ状繊維束を呈しているものであって、自由回転最終ガイドロールの糸離れ点において、該テープ状繊維束の繊維束幅が５ｍｍ以上１２ｍｍ以下を呈する繊維束を綾振りするものであることを特徴とする請求項１、２または３記載の繊維束の綾振り装置。   A fiber in which the fiber bundle to be guided exhibits a widened tape-like fiber bundle, and the fiber bundle width of the tape-like fiber bundle is 5 mm or more and 12 mm or less at the yarn separation point of the free rotating final guide roll 4. The fiber bundle traversing device according to claim 1, wherein the bundle traverses the bundle. ガイドされる繊維束が、引張弾性率５０ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下のものであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の繊維束の綾振り装置。   5. The fiber bundle traversing device according to claim 1, wherein the guided fiber bundle has a tensile modulus of 50 GPa or more and 1000 GPa or less. 請求項１〜５のいずれかに記載の繊維束の綾振り装置を備えてなることを特徴とする繊維束の巻取装置。   A fiber bundle winding device comprising the fiber bundle traversing device according to any one of claims 1 to 5. 請求項６に記載の繊維束の巻取装置を備えてなることを特徴とする繊維束パッケージの製造装置。   An apparatus for manufacturing a fiber bundle package, comprising the fiber bundle winding device according to claim 6. 請求項７に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。   A method for manufacturing a fiber bundle package, wherein the fiber bundle package is manufactured using the apparatus for manufacturing a fiber bundle package according to claim 7.
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