JP2021110056A - Method of producing carbon fiber sliver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭素繊維スライバの製造方法に関し、より詳しくは、所定の長さにカットされた線状の炭素繊維集束体を平行に整列し、撚りを掛けて炭素繊維のみからなるスライバを形成する炭素繊維スライバの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a carbon fiber sliver. More specifically, the present invention arranges linear carbon fiber bundles cut to a predetermined length in parallel and twists them to form a sliver consisting of only carbon fibers. The present invention relates to a method for producing a carbon fiber sliver.
炭素繊維は、軽量かつ高強度の特性を有するので、近年、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)として、航空機の機体や自動車部品等に利用されている。この炭素繊維強化プラスチックは、例えば、積層された織物状炭素繊維を樹脂に浸漬させ、繊維間を樹脂で固めることでその強度を発現させている。そして、上記織物状炭素繊維を形成するためには、各種形状の織物を形成する紡績糸に加工できる炭素繊維スライバを製造する技術が必要とされている。 Since carbon fiber has characteristics of light weight and high strength, it has been used as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) in aircraft fuselage, automobile parts, and the like in recent years. The strength of this carbon fiber reinforced plastic is exhibited by, for example, immersing laminated woven carbon fibers in a resin and hardening the spaces between the fibers with a resin. Then, in order to form the woven carbon fiber, a technique for producing a carbon fiber sliver that can be processed into spun yarn for forming woven fabrics of various shapes is required.
例えば、特許文献1には、以下のような炭素繊維スライバの製造方法が開示されている。すなわち、図4に示すように、炭素繊維を含むスライバを製造する方法であって、合成繊維及び/又は天然繊維を含む原料綿101をカード機102に投入して帯状のフリース103を形成するフリース形成工程と、束状の炭素繊維104を揉み解して開繊する炭素繊維開繊工程と、前記フリース103の表面に開繊された前記炭素繊維104aを供給する炭素繊維供給工程と、 前記炭素繊維104aが供給された前記フリース103をカード機105に投入してスライバ106を形成するスライバ形成工程と、を備えることを特徴とする炭素繊維スライバの製造方法が開示されている。ここで、束状の炭素繊維104は、長さ5〜15cm程度の多数の短繊維を束ねたものが、示されている。
For example,
また、上記スライバ形成工程において、フリース103を送るフィードローラ105aと、フィードローラ105aからのフリース103を表面に植設されたワイヤー針で掻き取るテーカイン105bと、テーカイン105bとの表面速度の差により表面に植設されたワイヤー針でテーカイン105bの繊維を受け取ると共にウオーカローラ105cとの間で繊維を梳ずるシリンダ105dと、シリンダ105dで梳ずられた繊維を受け取ってフリースとして取り出すドッファ105eと、ドッファ105eから取り出されたフリースを収束してスライバ106を形成するカレンダーローラ105fとを備えた、カード機(一般のメタリックカード機)105が開示されている。
Further, in the sliver forming step, the surface of the
しかしながら、特許文献1に開示された炭素繊維スライバの製造方法には、次のような課題があった。すなわち、上記炭素繊維スライバの製造方法では、炭素繊維供給工程において、予め揉み解して開繊した炭素繊維104aを合成繊維及び/又は天然繊維を含む原料綿101からなるフリース103の表面に供給して、スライバ形成工程のカード機105に投入する方法であるので、上記スライバ106は、炭素繊維のみからなるスライバではない。したがって、上記スライバ106は、炭素繊維の有する軽量かつ高強度の特性を、十分発揮させることができないという問題があった。
However, the method for producing a carbon fiber sliver disclosed in
また、スライバ形成工程では、フリース103で炭素繊維104aが包まれているので、炭素繊維104aがカード機105から落ちにくいが、炭素繊維のみからなるスライバを形成する場合には、フリースで炭素繊維を包むことができず、炭素繊維がカード機から脱落するという問題があった。
Further, in the sliver forming step, since the
また、炭素繊維は、捲縮性が無く、表面が滑りやすいので、長さ5〜15cm程度の短繊維からなる炭素繊維のみでは、撚りを掛けても互いに絡み合うことが困難で、仮に炭素繊維のみからなるスライバを形成しても簡単に解けてバラバラになってしまい、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができないという問題があった。 In addition, since carbon fibers have no crimping property and the surface is slippery, it is difficult to entangle with each other even if twisted only with carbon fibers composed of short fibers having a length of about 5 to 15 cm. Even if a sliver made of the same material is formed, it is easily melted and separated, and there is a problem that it is not possible to obtain a spun yarn of a required size at the time of spinning.
一方、スライバから紡績糸を得るためには、スライバにドラフトを掛けることによって繊維同士を引き伸ばす必要があり、その場合には、スライバにドラフトを掛けるフロントローラとバックローラとの間隔に対応する長さ(例えば、30〜100cm程度の長さ)に炭素繊維をカットする必要があった。しかし、炭素繊維が30〜100cm程度の長さになると、一般のメタリックカード機では、鋸刃状に密に形成されたワイヤー針を備えているので、炭素繊維がワイヤー針の鋸刃に引っ掛かって折損されやすく、折損された炭素繊維がもつれてネップ化されやすいという問題もあった。 On the other hand, in order to obtain spun yarn from the sliver, it is necessary to stretch the fibers by drafting the sliver, and in that case, the length corresponding to the distance between the front roller and the back roller for drafting the sliver. It was necessary to cut the carbon fibers (for example, a length of about 30 to 100 cm). However, when the carbon fiber has a length of about 30 to 100 cm, a general metallic card machine is provided with a wire needle that is densely formed like a saw blade, so that the carbon fiber is caught by the saw blade of the wire needle. There is also a problem that the broken carbon fibers are easily broken and the broken carbon fibers are easily entangled and formed into a nep.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、繊維の脱落や折損等が生じにくく、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができる炭素繊維のみからなるスライバを簡単に形成できる炭素繊維スライバの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is only carbon fibers which are less likely to cause fibers to fall off or break and can obtain spun yarn of a required size at the time of spinning. An object of the present invention is to provide a method for producing a carbon fiber sliver capable of easily forming a sliver.
上記課題を解決するために、本発明に係る炭素繊維スライバの製造方法は、次のような構成を有している。
(1)線状に形成された炭素繊維集束体をカード機を介して平行に整列して紐状に集合させた後、撚り機によって撚りを掛けて炭素繊維のみからなるスライバを形成する炭素繊維スライバの製造方法であって、
前記炭素繊維集束体は、紡績時にドラフトを掛けることが可能で、撚りを掛けて互いに絡むことが可能な所定の長さにカットされていること、
前記カード機は、フィードローラから送られた前記炭素繊維集束体を表面に植設されたピン針で下方へ押し下げるテーカインと、当該テーカインの回転方向と反対方向へ前記テーカインの回転速度より速い回転速度で回転し表面に植設されたピン針で前記テーカインによって押し下げられた前記炭素繊維集束体を平行に整列させながら上方へ押し上げるシリンダと、前記テーカインと前記シリンダとの上部境界部に配設されガイド面がV字状に形成されて前記炭素繊維集束体の経路を規制するブロック体と、前記シリンダで平行に整列された前記炭素繊維集束体を下流側で受取り一箇所に集合させる滑り台と、集合した前記炭素繊維集束体を押し固めるカレンダーローラとを備えたピンカード機であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the method for producing a carbon fiber sliver according to the present invention has the following configuration.
(1) Carbon fibers formed in a linear shape are aligned in parallel via a card machine and assembled in a string shape, and then twisted by a twisting machine to form a sliver consisting of only carbon fibers. It ’s a method of manufacturing sliver.
The carbon fiber bundle is cut to a predetermined length that can be drafted at the time of spinning and twisted to be entangled with each other.
The card machine has a take-in that pushes down the carbon fiber bundle sent from the feed roller with a pin needle planted on the surface, and a rotation speed that is faster than the rotation speed of the take-in in a direction opposite to the rotation direction of the take-in. A cylinder that pushes up the carbon fiber bundles that are rotated by the above and pushed down by the takein with a pin needle planted on the surface while aligning them in parallel, and a guide that is arranged at the upper boundary between the takein and the cylinder. A block body whose surface is formed in a V shape to regulate the path of the carbon fiber bundle, and a slide that receives the carbon fiber bundles aligned in parallel by the cylinder on the downstream side and collects them in one place. It is a pin card machine provided with a calendar roller for compacting the carbon fiber bundle.
本発明においては、炭素繊維集束体は、紡績時にドラフトを掛けることが可能で、撚りを掛けて互いに絡むことが可能な所定の長さにカットされているので、特許文献1に記載された合成繊維及び/又は天然繊維を含む原料綿を用いることなく、炭素繊維のみからなるスライバを互いに絡み合わせた状態で形成できる。また、炭素繊維集束体は、紡績時にドラフトを掛けることができる長さにカットされているので、紡績時にスライバに対してドラフトを掛けて引き伸ばす際、炭素繊維がバラバラになることなく、必要なサイズの紡績糸を得ることができる。
In the present invention, the carbon fiber bundle is cut to a predetermined length that can be drafted at the time of spinning and twisted to be entangled with each other. Therefore, the synthesis described in
また、カード機は、フィードローラから送られた炭素繊維集束体を表面に植設されたピン針で下方へ押し下げるテーカインと、当該テーカインの回転方向と反対方向へテーカインの回転速度より速い回転速度で回転し表面に植設されたピン針でテーカインによって押し下げられた炭素繊維集束体を平行に整列させながら上方へ押し上げるシリンダと、テーカインとシリンダとの上部境界部に配設されガイド面がV字状に形成されて炭素繊維集束体の経路を規制するブロック体と、シリンダで平行に整列された炭素繊維集束体を下流側で受取り一箇所に集合させる滑り台と、集合した炭素繊維集束体を押し固めるカレンダーローラとを備えたピンカード機であるので、炭素繊維集束体は、フィードローラによってテーカインの上に載せられた後、テーカインの表面に植設されたピン針で、ブロック体の上流側のガイド面に沿って、下方へ押し下げられる。 In addition, the card machine uses a tecine that pushes down the carbon fiber bundle sent from the feed roller with a pin needle planted on the surface, and a rotation speed that is faster than the rotation speed of the tecine in a direction opposite to the rotation direction of the tecine. A cylinder that pushes up the carbon fiber bundles that are rotated and pushed down by the takein with a pin needle planted on the surface while aligning them in parallel, and a V-shaped guide surface that is arranged at the upper boundary between the takein and the cylinder. A block body formed in the above to regulate the path of the carbon fiber bundle, a slide that receives the carbon fiber bundles aligned in parallel by the cylinder on the downstream side and collects them in one place, and compacts the collected carbon fiber bundles. Since it is a pin card machine equipped with a calendar roller, the carbon fiber focusing body is a pin needle planted on the surface of the take-in after being placed on the take-in by the feed roller to guide the upstream side of the block body. It is pushed down along the surface.
また、テーカインによって下方へ押し下げられた炭素繊維集束体は、シリンダの表面に植設されたピン針によって、ブロック体の下流側のガイド面に沿って、テーカインの回転方向と反対方向に押し上げられる。そのため、炭素繊維集束体がシリンダの回転方向に沿って梳られて、互いに平行に整列される。ここで、シリンダはテーカインより高速で回転しているので、炭素繊維集束体は、テーカイン側に残留しにくく、シリンダ側へ移行するので、繊維の脱落を回避できる。また、テーカイン及びシリンダのピン針は、鋸刃状に密に形成されたメタリックカード機のワイヤー針に比較して、間隔が比較的粗く配置され、また、先端が円錐状に形成されているので、炭素繊維集束体の折損等も生じにくい。 Further, the carbon fiber bundle pushed downward by the takein is pushed up by the pin needle planted on the surface of the cylinder along the guide surface on the downstream side of the block body in the direction opposite to the rotation direction of the takein. Therefore, the carbon fiber bundles are combed along the rotation direction of the cylinder and aligned in parallel with each other. Here, since the cylinder rotates at a higher speed than the take-in, the carbon fiber bundle is less likely to remain on the take-in side and moves to the cylinder side, so that the fibers can be avoided from falling off. Further, the pin needles of the takein and the cylinder are arranged at a relatively coarse distance as compared with the wire needle of the metallic card machine which is densely formed like a saw blade, and the tip is formed in a conical shape. , The carbon fiber bundle is less likely to break.
さらに、シリンダ上で互いに平行に整列された炭素繊維集束体は、高速で回転するシリンダから、遠心力で飛ばされて下流側で滑り台に移動する。滑り台に移動した炭素繊維集束体は、平行に整列された状態で一箇所に集合されてカレンダーローラに供給される。カレンダーローラに供給された炭素繊維集束体は、所定の太さに押し固められた紐状の炭素繊維集束体となる。紐状の炭素繊維集束体は、撚り機によって一方向に撚りを掛けられるので、互いに摩擦力が作用して絡み合う。その結果、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができる炭素繊維のみからなるスライバに形成される。 Further, the carbon fiber bundles aligned in parallel with each other on the cylinder are blown off by centrifugal force from the cylinder rotating at high speed and move to the slide on the downstream side. The carbon fiber bundles that have moved to the slide are collected in one place in a parallel aligned state and supplied to the calendar roller. The carbon fiber bundle supplied to the calendar roller becomes a string-shaped carbon fiber bundle compacted to a predetermined thickness. Since the string-shaped carbon fiber bundles are twisted in one direction by a twisting machine, frictional forces act on each other to entangle them. As a result, it is formed into a sliver consisting only of carbon fibers capable of obtaining a spun yarn of a required size at the time of spinning.
よって、本発明によれば、繊維の脱落や折損等が生じにくく、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができる炭素繊維のみからなるスライバを簡単に形成できる炭素繊維スライバの製造方法を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, there is provided a method for producing a carbon fiber sliver, which is less likely to cause fibers to fall off or break, and can easily form a sliver made of only carbon fibers capable of obtaining a spun yarn of a required size at the time of spinning. can do.
(2)(1)に記載された炭素繊維スライバの製造方法において、
前記撚り機は、前記カレンダーローラの下端から下方へ送給される紐状の前記炭素繊維集束体を縦方向へ挿通した後、横方向へ屈曲させて排出するL字状挿通管を備え、
前記L字状挿通管を縦方向の中心軸の周りに任意の速度で旋回させて、紐状の前記炭素繊維集束体に撚りを掛けることによって、前記スライバを形成することを特徴とする。
(2) In the method for producing a carbon fiber sliver described in (1),
The twisting machine includes an L-shaped insertion tube that inserts the string-shaped carbon fiber bundle fed downward from the lower end of the calendar roller in the vertical direction and then bends and discharges the carbon fiber bundle in the horizontal direction.
The sliver is formed by turning the L-shaped insertion tube around a central axis in the vertical direction at an arbitrary speed and twisting the string-shaped carbon fiber bundle.
本発明においては、撚り機は、カレンダーローラの下端から下方へ送給される紐状の炭素繊維集束体を縦方向へ挿通した後、横方向へ屈曲させて排出するL字状挿通管を備え、L字状挿通管を縦方向の中心軸の周りに任意の速度で旋回させて、紐状の炭素繊維集束体に撚りを掛けることによって、スライバを形成するので、カレンダーローラから送給される紐状の炭素繊維集束体の送給速度に応じて、L字状挿通管の旋回速度を調節することによって、紐状の炭素繊維集束体を所望な程度に絡み合わせたスライバを形成することができる。そのため、当該スライバが紡績時に簡単に解けてバラバラになるのを回避しつつ、紡績時に必要なドラフトを掛けながら必要な撚りを加えて、所望のサイズの紡績糸を得ることができる。 In the present invention, the twisting machine includes an L-shaped insertion tube that inserts a string-shaped carbon fiber bundle fed downward from the lower end of the calendar roller in the vertical direction and then bends it in the horizontal direction to discharge the carbon fiber bundle. , The L-shaped insertion tube is swirled around the central axis in the vertical direction at an arbitrary speed, and the string-shaped carbon fiber bundle is twisted to form a sliver, so that it is fed from the calendar roller. By adjusting the turning speed of the L-shaped insertion tube according to the feeding speed of the string-shaped carbon fiber bundle, it is possible to form a sliver in which the string-shaped carbon fiber bundle is entwined to a desired degree. can. Therefore, it is possible to obtain a spun yarn of a desired size by applying the necessary twist while applying the necessary draft at the time of spinning, while avoiding the sliver from being easily unraveled and falling apart at the time of spinning.
(3)(2)に記載された炭素繊維スライバの製造方法において、
前記L字状挿通管の下方には、前記L字状挿通管から排出される前記スライバを受領しケンスに案内する受皿を備え、当該受皿を前記L字状挿通管の旋回方向と反対方向に旋回させて、前記スライバを螺旋状に巻回してケンスに収納することを特徴とする。
(3) In the method for producing a carbon fiber sliver described in (2),
Below the L-shaped insertion tube, a saucer that receives the sliver discharged from the L-shaped insertion tube and guides it to Kens is provided, and the saucer is directed in the direction opposite to the turning direction of the L-shaped insertion tube. It is characterized in that the sliver is spirally wound and stored in a kens by being swiveled.
本発明においては、L字状挿通管の下方には、L字状挿通管から排出されるスライバを受領しケンスに案内する受皿を備え、当該受皿をL字状挿通管の旋回方向と反対方向に旋回させて、スライバを螺旋状に巻回してケンスに収納するので、L字状挿通管の旋回によって撚りを掛けたスライバを、撚りを掛けた状態を維持しつつ、螺旋状に巻回してケンスに収納することができる。 In the present invention, below the L-shaped insertion tube, a saucer that receives the sliver discharged from the L-shaped insertion tube and guides it to the spiral is provided, and the saucer is directed in the direction opposite to the turning direction of the L-shaped insertion tube. Since the sliver is spirally wound and stored in the Kens, the sliver twisted by the swirling of the L-shaped insertion tube is spirally wound while maintaining the twisted state. Can be stored in a kens.
本発明によれば、繊維の脱落や折損等が生じにくく、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができる炭素繊維のみからなるスライバを簡単に形成できる炭素繊維スライバの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a method for producing a carbon fiber sliver, which is less likely to cause fibers to fall off or break, and can easily form a sliver made of only carbon fibers capable of obtaining a spun yarn of a required size at the time of spinning. Can be done.
次に、本発明の実施形態に係る炭素繊維スライバの製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本炭素繊維スライバの製造方法とその製造装置について、図1〜図3を用いて詳細に説明する。図1に、本実施形態に係る炭素繊維スライバの製造方法に使用する製造装置の模式的断面図を示す。図2に、図1に示す製造装置におけるA部詳細段面図を示す。図3に、図1に示す製造装置におけるB部詳細断面図を示す。 Next, the method for producing the carbon fiber sliver according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the manufacturing method of the carbon fiber sliver and the manufacturing apparatus thereof will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a carbon fiber sliver according to the present embodiment. FIG. 2 shows a detailed step view of part A in the manufacturing apparatus shown in FIG. FIG. 3 shows a detailed cross-sectional view of part B in the manufacturing apparatus shown in FIG.
図1〜図3に示すように、本炭素繊維スライバの製造方法は、線状に形成された炭素繊維集束体1をカード機3を介して平行に整列して紐状に集合させた後、撚り機5によって撚りを掛けて炭素繊維1aのみからなるスライバ2を形成する炭素繊維スライバの製造方法である。本炭素繊維スライバの製造方法に使用する製造装置10には、少なくとも、以下に説明するカード機3(3P)と、撚り機5とが含まれる。炭素繊維集束体1は、複数の炭素繊維1aが線状に集束されたもので、その太さは、0.5〜2mm程度が好ましい。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the method for producing the carbon fiber sliver, the linearly formed
ここで、炭素繊維集束体1は、紡績時にドラフトを掛けることが可能で、撚りを掛けて互いに絡むことが可能な所定の長さにカットされていることが必要である。炭素繊維集束体1の所定の長さは、例えば、30〜100cm程度が好ましい。炭素繊維集束体1が所定の長さより短くなると、炭素繊維1aのみからなるスライバ2に撚りを掛けても互いに絡み合わず、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることが難しくなるからである。また、炭素繊維集束体1が所定の長さより長くなると、紡績時にスライバ2に対してドラフトを掛ける際、フロントローラとバックローラとの間隔が大きくなり過ぎて、一般的な紡績機では対応が難しくなるからである。
Here, the
なお、炭素繊維集束体1は、所定の太さで線状に形成された新品の炭素繊維1aの束を所定の長さにカットしたものが好ましいが、再利用の炭素繊維1aの束を所定の長さにカットしたものでもよい。例えば、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)に使用された炭素繊維凝集体を加熱処理して再利用する物でも良い。加熱処理して再利用する場合、所定の長さに切断した炭素繊維凝集体を、例えば、以下に説明するローラ加圧装置(図示しない)によって分割して、上記所定の長さにカットされた炭素繊維集束体1を形成しても良い。
The
具体的には、ローラ加圧装置は、少なくとも一対のローラ体を備えている。また、ローラ体の外周面にそれぞれの回転軸に対して螺旋状に形成された山部と谷部とを有し、互いに山部と谷部が対向して配置されている。そして、一方のローラ体の山部と他方のローラ体の山部とが、炭素繊維凝集体を炭素繊維に沿って狭圧しながら回転して分割する。このように、ローラ加圧装置によって所定の長さに切断した炭素繊維凝集体を分割して、上記所定の長さで線状に形成された炭素繊維集束体1を形成しても良い。
Specifically, the roller pressurizing device includes at least a pair of roller bodies. Further, the outer peripheral surface of the roller body has peaks and valleys formed spirally with respect to each rotation axis, and the peaks and valleys are arranged so as to face each other. Then, the mountain portion of one roller body and the mountain portion of the other roller body rotate and divide the carbon fiber aggregate along the carbon fiber while narrowing the pressure. In this way, the carbon fiber aggregates cut to a predetermined length by the roller pressurizing device may be divided to form the
また、カード機3は、炭素繊維集束体1を送るフィードローラ31と、当該フィードローラ31から送られた炭素繊維集束体1を表面に植設されたピン針321で下方へ押し下げるテーカイン32と、当該テーカイン32の回転方向(矢印F1の方向)と反対方向(矢印F2の方向)へテーカイン32の回転速度v1より速い回転速度v2で回転し表面に植設されたピン針331でテーカイン32によって押し下げられた炭素繊維集束体1を平行に整列させながら上方へ押し上げるシリンダ33と、テーカイン32とシリンダ33との上部境界部に配設されガイド面341、342がV字状に形成されて炭素繊維集束体1の経路を規制するブロック体34と、シリンダ33で平行に整列された炭素繊維集束体1を下流側で受取り集合させる滑り台35と、集合した炭素繊維集束体1を押し固めるカレンダーローラ36とを備えたピンカード機3Pである。
Further, the
なお、ピンカード機3Pの上流側には、炭素繊維集束体1を供給する搬送コンベア7を備えている。搬送コンベア7には、所定の長さにカットされた炭素繊維集束体1を搬送方向に揃えて載置する。また、フィードローラ31は、一対の円筒状ローラ31a、31bからなり、搬送コンベア7によって搬送される炭素繊集束体1を所定の速度で回転しながらテーカイン32の上部に供給する。テーカイン32は、表面にピン針321が所定の間隔で植設された円筒状ローラ体である。ピン針321は、先端部が円錐状に形成され、表面に対して先端部が回転方向へ傾斜して起立している。
A conveyor 7 for supplying the carbon
また、シリンダ33は、テーカイン32と同様に、表面にピン針331が所定の間隔で植設された円筒状ローラ体である。ピン針331は、先端部が円錐状に形成され、表面に対して先端部が回転方向へ傾斜して起立している。また、シリンダ33のピン針331は、テーカイン32のピン針321と先端側がラップしつつ、互いに干渉しない位置で、シリンダ33の周方向に沿って縦列状に配置されている。また、シリンダ33の上部外周側には、ウォーカローラ332が配設されている。
Further, the
そのため、搬送コンベア7によってピンカード機3Pに供給される炭素繊維集束体1は、フィードローラ31によってテーカイン32の上に載せられた後、テーカイン32の表面に植設されたピン針321で、ブロック体34の上流側のガイド面341に沿って、下方へ押し下げられる。
Therefore, the carbon
また、テーカイン32によって下方へ押し下げられた炭素繊維集束体1は、シリンダ33の表面に植設されたピン針331によって、ブロック体34の下流側のガイド面342に沿って、テーカイン32の回転方向(矢印F1の方向)と反対方向(矢印F2の方向)に押し上げられる。そして、炭素繊維集束体1が、シリンダ33の回転方向(矢印F2の方向)に沿って梳られて、互いに平行に整列される。なお、テーカイン32の回転速度v1は80〜100rpmで、シリンダ33の回転速度v2は400〜500rpm程度が好ましい。
Further, the carbon
ここで、シリンダ33はテーカイン32より高速で回転しているので、炭素繊維集束体1は、テーカイン32側に残留しにくく、シリンダ33側へ移行するので、繊維の脱落を回避できる。また、テーカイン32及びシリンダ33のピン針321、331は、鋸刃状に密に形成されたメタリックカード機のワイヤー針に比較して、間隔が比較的粗く配置され、また、先端が円錐状に形成されているので、炭素繊維集束体1の折損等も生じにくい。
Here, since the
次に、シリンダ33上で互いに平行に整列された炭素繊維集束体1は、高速で回転するシリンダ33から、遠心力で飛ばされて下流側で滑り台35に移動する。滑り台35に移動した炭素繊維集束体1は、平行に整列された状態で一箇所に集合されてカレンダーローラ36に供給される。カレンダーローラ36は、凹溝が形成された一対の円筒状ローラ36a、36bからなり、カレンダーローラ36に供給された炭素繊維集束体1は、所定の太さに押し固められた紐状の炭素繊維集束体11となる。紐状の炭素繊維集束体11は、10〜20mm程度の太さになり、以下に説明する撚り機5によって一方向に撚りを掛けられるので、互いに摩擦力が作用して絡み合う。その結果、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができる炭素繊維1aのみからなるスライバ2に形成される。
Next, the carbon
ここで、撚り機5は、カレンダーローラ36の下端から下方へ送給される紐状の炭素繊維集束体11を縦方向へ挿通した後、横方向へ屈曲させて排出する縦管511と横管512とからなるL字状挿通管51と、L字状挿通管51の縦管511と直交し縦方向の中心軸JPで連結された回転板52と、回転板52の外周面に当接してL字状挿通管51を中心軸JPの周りに回転させる駆動モータ53と、を備えていることが好ましい。
Here, the twisting
そして、駆動モータ53を矢印F3に方向へ回転させて、L字状挿通管51を中心軸JPの周りに矢印F4の方向へ任意の速度で旋回させて、横管512から排出される紐状の炭素繊維集束体11に、矢印F4の方向へ撚りを掛けることによって、スライバ2を形成する。
Then, the
したがって、カレンダーローラ36から送給される紐状の炭素繊維集束体11の送給速度に応じて、L字状挿通管51の旋回速度を調節することによって、紐状の炭素繊維集束体11を所望な程度に絡み合わせたスライバ2を形成することができる。例えば、炭素繊維集束体1が50〜60cmの長さでカットされている場合、スライバ2に掛ける撚りは、3〜5回/m程度が好ましい。
Therefore, by adjusting the turning speed of the L-shaped
その結果、当該スライバ2が紡績時に簡単に解けてバラバラになるのを回避しつつ、紡績時にスライバ2に対して必要なドラフトを掛けながら必要な撚りを加えて引き伸ばし、所望のサイズの紡績糸を得ることができる。
As a result, while avoiding that the
なお、L字状挿通管51の下方には、L字状挿通管51の横管512から排出されるスライバ2を受領しケンス62に案内する受皿61を備えた収容装置6が設置されていることが好ましい。ここで、受皿61は、円錐状に形成された受け部の下端からケンス62の周壁側へ延びる案内筒611を有し、案内筒611の下端部がケンス62の上蓋63の外周側に形成された貫通孔631に連結されている。スライバ2は、貫通孔631を経由して、ケンス62内に収容される。
Below the L-shaped
また、上蓋63は、図示しない回転機構に連結されている。そして、上記回転機構を作動させて、受皿61をL字状挿通管51の旋回方向(矢印F4の方向)と反対方向(矢印F5の方向)に旋回させて、スライバ2を螺旋状に巻回してケンス62に収納することが好ましい。これによって、L字状挿通管51の旋回によって撚りを掛けたスライバ2を、撚りを掛けた状態を維持しつつ、螺旋状に巻回してケンス62に収納することができる。
Further, the
<作用効果>
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る炭素繊維スライバの製造方法によれば、炭素繊維集束体1は、紡績時にドラフトを掛けることが可能で、撚りを掛けて互いに絡むことが可能な所定の長さにカットされているので、特許文献1に記載された合成繊維及び/又は天然繊維を含む原料綿を用いることなく、炭素繊維1aのみからなるスライバ2を互いに絡み合わせた状態で形成できる。また、炭素繊維集束体1は、紡績時にドラフトを掛けることができる長さにカットされているので、紡績時にスライバ2に対してドラフトを掛けて引き伸ばす際、炭素繊維1aがバラバラになることなく、必要なサイズの紡績糸を得ることができる。
<Effect>
As described in detail above, according to the method for producing a carbon fiber sliver according to the present embodiment, the
また、カード機3は、フィードローラ31から送られた炭素繊維集束体1を表面に植設されたピン針321で下方へ押し下げるテーカイン32と、当該テーカイン32の回転方向(矢印F1の方向)と反対方向(矢印F2の方向)へテーカイン32の回転速度v1より速い回転速度v2で回転し表面に植設されたピン針331でテーカイン32によって押し下げられた炭素繊維集束体1を平行に整列させながら上方へ押し上げるシリンダ33と、テーカイン32とシリンダ33との上部境界部に配設されガイド面341、342がV字状に形成されて炭素繊維集束体1の経路を規制するブロック体34と、シリンダ33で平行に整列された炭素繊維集束体1を下流側で受取り一箇所に集合させる滑り台35と、集合した炭素繊維集束体1を押し固めるカレンダーローラ36とを備えたピンカード機3Pであるので、炭素繊維集束体1は、フィードローラ31によってテーカイン32の上に載せられた後、テーカイン32の表面に植設されたピン針321で、ブロック体34の上流側のガイド面341に沿って、下方へ押し下げられる。
Further, the
また、テーカイン32によって下方へ押し下げられた炭素繊維集束体1は、シリンダ33の表面に植設されたピン針331によって、ブロック体34の下流側のガイド面342に沿って、テーカイン32の回転方向(矢印F1の方向)と反対方向(矢印F2の方向)に押し上げられる。そのため、炭素繊維集束体1がシリンダ33の回転方向(矢印F2の方向)に沿って梳られて、互いに平行に整列される。ここで、シリンダ33はテーカイン32より高速で回転しているので、炭素繊維集束体1は、テーカイン32側に残留しにくく、シリンダ33側へ移行するので、繊維の脱落を回避できる。また、テーカイン32及びシリンダ33のピン針321、331は、鋸刃状に密に形成されたメタリックカード機のワイヤー針に比較して、間隔が比較的粗く配置され、また、先端が円錐状に形成されているので、炭素繊維集束体1の折損等も生じにくい。
Further, the carbon
さらに、シリンダ33上で互いに平行に整列された炭素繊維集束体1は、高速で回転するシリンダ33から、遠心力で飛ばされて下流側で滑り台35に移動する。滑り台35に移動した炭素繊維集束体1は、平行に整列された状態で一箇所に集合されてカレンダーローラ36に供給される。カレンダーローラ36に供給された炭素繊維集束体1は、所定の太さに押し固められた紐状の炭素繊維集束体11となる。紐状の炭素繊維集束体11は、撚り機5によって一方向に撚りを掛けられるので、互いに摩擦力が作用して絡み合う。その結果、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができる炭素繊維1aのみからなるスライバ2に形成される。
Further, the carbon
よって、本実施形態によれば、繊維の脱落や折損等が生じにくく、紡績時に必要なサイズの紡績糸を得ることができる炭素繊維1aのみからなるスライバ2を簡単に形成できる炭素繊維スライバの製造方法を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the production of a carbon fiber sliver capable of easily forming a
また、本実施形態によれば、撚り機5は、カレンダーローラ36の下端から下方へ送給される紐状の炭素繊維集束体11を縦方向へ挿通した後、横方向へ屈曲させて排出するL字状挿通管51を備え、L字状挿通管51を縦方向の中心軸JPの周りに任意の速度で旋回させて、紐状の炭素繊維集束体11に撚りを掛けることによって、スライバ2を形成するので、カレンダーローラ36から送給される紐状の炭素繊維集束体11の送給速度に応じて、L字状挿通管51の旋回速度を調節することによって、紐状の炭素繊維集束体11を所望な程度に絡み合わせたスライバ2を形成することができる。そのため、当該スライバ2が紡績時に簡単に解けてバラバラになるのを回避しつつ、紡績時に必要なドラフトを掛けながら必要な撚りを加えて、所望のサイズの紡績糸を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, the twisting
また、本実施形態によれば、L字状挿通管51の下方には、L字状挿通管51から排出されるスライバ2を受領しケンス62に案内する受皿61を備え、当該受皿61をL字状挿通管51の旋回方向(矢印F4の方向)と反対方向(矢印F5の方向)に旋回させて、スライバ2を螺旋状に巻回してケンス62に収納するので、L字状挿通管51の旋回によって撚りを掛けたスライバ2を、撚りを掛けた状態を維持しつつ、螺旋状に巻回してケンス62に収納することができる。
Further, according to the present embodiment, below the L-shaped
本発明は、所定の長さにカットされた線状の炭素繊維集束体を平行に整列し、撚りを掛けて炭素繊維のみからなるスライバを形成する炭素繊維スライバの製造方法として利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a method for producing a carbon fiber sliver in which linear carbon fiber bundles cut to a predetermined length are arranged in parallel and twisted to form a sliver composed of only carbon fibers.
1 炭素繊維集束体
1a 炭素繊維
2 スライバ
3 カード機
3P ピンカード機
5 撚り機
10 製造装置
11 紐状の炭素繊維集束体
31 フィードローラ
32 テーカイン
33 シリンダ
34 ブロック体
35 滑り台
36 カレンダーローラ
51 L字状挿通管
61 受皿
62 ケンス
321 ピン針
331 ピン針
341、342 ガイド面
JP 中心軸
1 Carbon
Claims (3)
前記炭素繊維集束体は、紡績時にドラフトを掛けることが可能で、撚りを掛けて互いに絡むことが可能な所定の長さにカットされていること、
前記カード機は、フィードローラから送られた前記炭素繊維集束体を表面に植設されたピン針で下方へ押し下げるテーカインと、当該テーカインの回転方向と反対方向へ前記テーカインの回転速度より速い回転速度で回転し表面に植設されたピン針で前記テーカインによって押し下げられた前記炭素繊維集束体を平行に整列させながら上方へ押し上げるシリンダと、前記テーカインと前記シリンダとの上部境界部に配設されガイド面がV字状に形成されて前記炭素繊維集束体の経路を規制するブロック体と、前記シリンダで平行に整列された前記炭素繊維集束体を下流側で受取り集合させる滑り台と、集合した前記炭素繊維集束体を押し固めるカレンダーローラとを備えたピンカード機であることを特徴とする炭素繊維スライバの製造方法。 Manufacture of a carbon fiber sliver that forms a sliver consisting of only carbon fibers by arranging linearly formed carbon fiber bundles in parallel via a card machine and assembling them in a string shape, and then twisting them with a twisting machine. It ’s a method,
The carbon fiber bundle is cut to a predetermined length that can be drafted at the time of spinning and twisted to be entangled with each other.
The card machine has a take-in that pushes down the carbon fiber bundle sent from the feed roller with a pin needle planted on the surface, and a rotation speed that is faster than the rotation speed of the take-in in a direction opposite to the rotation direction of the take-in. A cylinder that pushes up the carbon fiber bundles that are rotated by the above and pushed down by the takein with a pin needle planted on the surface while aligning them in parallel, and a guide that is arranged at the upper boundary between the takein and the cylinder. A block body whose surface is formed in a V shape to regulate the path of the carbon fiber bundle, a slide for receiving and collecting the carbon fiber bundles aligned in parallel by the cylinder on the downstream side, and the collected carbon. A method for manufacturing a carbon fiber sliver, which is a pin card machine equipped with a calendar roller that compacts a fiber bundle.
前記撚り機は、前記カレンダーローラの下端から下方へ送給される紐状の前記炭素繊維集束体を縦方向へ挿通した後、横方向へ屈曲させて排出するL字状挿通管を備え、
前記L字状挿通管を縦方向の中心軸の周りに任意の速度で旋回させて、紐状の前記炭素繊維集束体に撚りを掛けることによって、前記スライバを形成することを特徴とする炭素繊維スライバの製造方法。 In the method for producing a carbon fiber sliver according to claim 1,
The twisting machine includes an L-shaped insertion tube that inserts the string-shaped carbon fiber bundle fed downward from the lower end of the calendar roller in the vertical direction and then bends and discharges the carbon fiber bundle in the horizontal direction.
The carbon fiber is characterized in that the sliver is formed by turning the L-shaped insertion tube around a central axis in the vertical direction at an arbitrary speed and twisting the string-shaped carbon fiber bundle. How to make sliver.
前記L字状挿通管の下方には、前記L字状挿通管から排出される前記スライバを受領しケンスに案内する受皿を備え、当該受皿を前記L字状挿通管の旋回方向と反対方向に旋回させて、前記スライバを螺旋状に巻回してケンスに収納することを特徴とする炭素繊維スライバの製造方法。
In the method for producing a carbon fiber sliver according to claim 2,
Below the L-shaped insertion tube, a saucer for receiving the sliver discharged from the L-shaped insertion tube and guiding the sliver to Kens is provided, and the saucer is directed in the direction opposite to the turning direction of the L-shaped insertion tube. A method for producing a carbon fiber sliver, which comprises turning and spirally winding the sliver and storing it in a kens.
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