JP5870526B2 - Method for producing carbon fiber bundle impregnated with sizing agent solution - Google Patents

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Description

本発明は、炭素繊維強化複合材料等に使用されるサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent solution used for a carbon fiber reinforced composite material or the like.

繊維強化複合材料の一つに、炭素繊維からなる強化材とマトリックス樹脂とにより形成される炭素繊維強化樹脂複合材料がある。このマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などの種々の樹脂が使用され、中でもエポキシ樹脂が広く使われている。一般的に炭素繊維は、直径が5〜8μm程度であり、この単繊維が複数まとまった形態(以下、「炭素繊維束」と表記する)で用いられる。炭素繊維は、伸度が小さくかつ脆い性質を有するために機械的摩擦等によって毛羽が発生し易く、取り扱い性が良くない。また、マトリックス樹脂に対する濡れ性にも乏しいため、強化複合材料の強化材として使用した場合に、炭素繊維の強化材としての優れた性質を十分に発揮することができないことがあった。このため、従来から炭素繊維には、加工性、取り扱い性、そしてマトリックス樹脂との濡れ性を向上させることを目的として、サイジング剤が付与(以下、「付着」と表記する場合もある)されている。   One of the fiber reinforced composite materials is a carbon fiber reinforced resin composite material formed of a reinforcing material made of carbon fiber and a matrix resin. As the matrix resin, various resins such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, and a phenol resin are used. Of these, an epoxy resin is widely used. Generally, carbon fibers have a diameter of about 5 to 8 μm, and are used in a form in which a plurality of single fibers are collected (hereinafter referred to as “carbon fiber bundles”). Since carbon fiber has a low elongation and a brittle nature, fluff is likely to occur due to mechanical friction or the like, and the handleability is not good. In addition, since the wettability to the matrix resin is poor, when used as a reinforcing material for a reinforced composite material, the excellent properties as a carbon fiber reinforcing material may not be sufficiently exhibited. For this reason, conventionally, a sizing agent has been added to carbon fibers for the purpose of improving processability, handleability, and wettability with a matrix resin (hereinafter sometimes referred to as “adhesion”). Yes.

サイジング剤を炭素繊維に付与するサイジング処理の際には、水、又はアセトン等の有機溶剤に、サイジング剤を分散又は溶解させたサイジング剤液が通常用いられる。しかし、サイジング剤を水に分散させた水分散液として用いる方が、有機溶剤に溶解又は分散させて用いる場合に比較して、工業的にも、また安全性の面においても優れる。また、サイジング剤を炭素繊維の表面に付与する方法としては、サイジング剤液をローラー(以下、「ロール」と表記する場合もある)浸漬法、ローラー接触法等によって炭素繊維束に含浸せしめ、これを乾燥することによって行われることが多いが、生産性、サイジング剤の均一付着性の観点からローラー浸漬法が多く用いられる。以下、サイジング剤液が含浸され、乾燥される前の炭素繊維束を「サイジング剤液含浸炭素繊維束」と表記する場合もある。   In the sizing treatment in which the sizing agent is applied to the carbon fiber, a sizing agent solution in which the sizing agent is dispersed or dissolved in water or an organic solvent such as acetone is usually used. However, the use of the sizing agent as an aqueous dispersion in which the sizing agent is dispersed in water is more industrially and safer than the case where the sizing agent is used by being dissolved or dispersed in an organic solvent. In addition, as a method for applying the sizing agent to the surface of the carbon fiber, the carbon fiber bundle is impregnated with a sizing agent solution by a roller (hereinafter also referred to as “roll”) dipping method, a roller contact method, etc. The roller dipping method is often used from the viewpoint of productivity and uniform adhesion of the sizing agent. Hereinafter, the carbon fiber bundle before impregnated with the sizing agent liquid and dried may be referred to as a “sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle”.

炭素繊維の生産性向上のために、複数(例えば数十〜数百本)の炭素繊維束を並行せしめて、多繊維束化を図るのが一般的であるが、かかる状態でローラー浸漬法により炭素繊維束へのサイジング剤液の含浸処理を行う場合、以下のようなことがあった。即ち、炭素繊維束間隔が狭くなり、サイジング剤液の液面から出た直後の、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間に、サイジング剤液の膜が形成され、このサイジング剤液の膜による表面張力がサイジング剤液含浸炭素繊維束に対して働き、サイジング剤液含浸炭素繊維束の糸幅が拡幅されることがあった。   In order to improve the productivity of carbon fibers, a plurality of (for example, several tens to several hundreds) carbon fiber bundles are generally arranged in parallel to form a multi-fiber bundle. When impregnating the carbon fiber bundle with the sizing agent solution, the following occurred. That is, a sizing agent liquid film is formed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles immediately after coming out of the sizing agent liquid surface, and the surface of the sizing agent liquid film is reduced. In some cases, the tension acts on the sizing agent solution-impregnated carbon fiber bundle, and the yarn width of the sizing agent solution-impregnated carbon fiber bundle is widened.

一般的に、炭素繊維束がサイジング剤液浸漬槽を通過した後は、サイジング剤液浸漬槽からサイジング剤液含浸炭素繊維束を引き出すためのローラー(引き上げローラー)や、糸道制御を目的とした溝付きローラー等のガイドローラー、あるいは炭素繊維へのサイジング剤の付着量の調整や、乾燥処理における負荷低減を目的とした水切りローラー(例えば二対のローラーからなるニップローラー)が配置され、これらのローラーを経た後に乾燥処理が行われる。また、サイジング剤液浸漬槽のすぐ後に乾燥ローラーが配されて、サイジング剤液含浸炭素繊維束の引き上げ処理と乾燥処理を同時に行う場合もある。このように、他のローラーが引き上げローラーの役割を担うこともできる。   In general, after the carbon fiber bundle has passed through the sizing agent solution immersion tank, the roller (pull-up roller) for pulling out the sizing agent solution-impregnated carbon fiber bundle from the sizing agent solution immersion tank and the purpose of thread path control A guide roller such as a grooved roller, or a draining roller (for example, a nip roller consisting of two pairs of rollers) for the purpose of adjusting the amount of sizing agent adhering to the carbon fiber and reducing the load in the drying process is arranged. A drying process is performed after passing through a roller. Further, a drying roller may be disposed immediately after the sizing agent solution immersion tank, and the sizing agent solution impregnated carbon fiber bundle may be pulled up and dried at the same time. In this way, another roller can also serve as a pulling roller.

なお、炭素繊維のサイジング処理方法や、サイジング処理工程における炭素繊維束の糸幅の制御方法は多く知られている。特許文献1では、サイジング剤液を含浸せしめた炭素繊維束を緊張下で加熱されたロールに接触させて扁平化し、糸幅が厚みの15倍以上ある炭素繊維束を製造する方法が提案されている。   Many sizing treatment methods for carbon fibers and methods for controlling the yarn width of carbon fiber bundles in the sizing treatment step are known. In Patent Document 1, a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent solution is flattened by bringing it into contact with a heated roll under tension, and a method for producing a carbon fiber bundle having a yarn width of 15 times the thickness or more is proposed. Yes.

特許文献2〜4では炭素繊維束をサイジング剤液に浸漬した後に、加圧気体を吹き付けることにより、炭素繊維束内に内在する毛羽によって発生するサイジング剤の過付着を抑制し、さらに隣り合う炭素繊維束間に発生するサイジング剤液の膜を除去することで、サイジング剤の付着斑を抑制できることが記載されている。   In Patent Documents 2 to 4, the carbon fiber bundle is immersed in the sizing agent solution, and then the pressurized gas is blown to suppress over-adhesion of the sizing agent generated by the fluff inherent in the carbon fiber bundle. It is described that adhesion spots of the sizing agent can be suppressed by removing the film of the sizing agent liquid generated between the fiber bundles.

さらに、特許文献5、6にはサイジング剤液が含浸された炭素繊維束の水切り処理を目的として、サイジング剤液を貯留した槽の後に配置されたガイドローラー上の炭素繊維束に対して加圧気体を噴射することが提案されている。   Further, in Patent Documents 5 and 6, for the purpose of draining the carbon fiber bundle impregnated with the sizing agent solution, pressure is applied to the carbon fiber bundle on the guide roller disposed after the tank storing the sizing agent solution. It has been proposed to inject gas.

特許文献7には、炭素繊維束の水分率を0.2〜10重量%とした後にサイジング剤を付与し乾燥させてからボビンに巻き取り、これらの工程の間、その炭素繊維束の張力を0.5〜6.5gf/Texとすることで、サイジング剤が付与された炭素繊維束の糸幅を安定化させたまま、ボビンに巻き取る炭素繊維パッケージの製造方法が提案されている。   In Patent Document 7, the carbon fiber bundle has a moisture content of 0.2 to 10% by weight, and then a sizing agent is applied and dried, and then wound around a bobbin. During these steps, the tension of the carbon fiber bundle is set. A method of manufacturing a carbon fiber package that is wound around a bobbin while stabilizing the yarn width of a carbon fiber bundle to which a sizing agent has been applied has been proposed by adjusting to 0.5 to 6.5 gf / Tex.

特開平1−292038号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-292038 特開平7−145549号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-145549 特開平8−284071号公報JP-A-8-284071 特開2003−278032号公報JP 2003-278032 A 特開2002−339222号公報JP 2002-339222 A 特開2003−293260号公報JP 2003-293260 A 特開2008−7925号公報JP 2008-7925 A

上記特許文献に記載の方法では、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間にサイジング剤液の膜が形成された状態でガイドローラー等の引き上げローラーに接触することがあった。発生したサイジング剤液膜は、引き上げローラーに接触した時点で消失するが、膜が形成された状態で引き上げローラーに炭素繊維束が接触するため、糸幅の拡幅が助長されることがあった。特に上述したようなニップローラーや乾燥ローラーが引き上げローラーを兼ねている場合には、その影響が顕著となった。また、引き上げローラー等のローラー上では、一端発生した炭素繊維束の糸幅の拡幅状態はそのまま維持される為、その後の乾燥処理を経て得られる炭素繊維束は結果として糸幅が拡幅されたものとなった。   In the method described in the above-mentioned patent document, there is a case where a sizing agent liquid film is formed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles and contacts a pulling roller such as a guide roller. The generated sizing agent liquid film disappears when it comes into contact with the pulling roller. However, since the carbon fiber bundle is in contact with the pulling roller in a state where the film is formed, the widening of the yarn width may be promoted. In particular, when the nip roller and the drying roller as described above also serve as the pulling roller, the influence becomes remarkable. In addition, on the roller such as a pulling roller, the widened state of the yarn width of the carbon fiber bundle generated at one end is maintained as it is, so that the carbon fiber bundle obtained through the subsequent drying treatment has a result that the yarn width is widened as a result. It became.

このため、サイジング剤液の膜が形成されて、糸幅が拡幅されたサイジング剤液含浸炭素繊維束と、糸幅が拡幅されていないサイジング剤液含浸炭素繊維束との間で糸幅の差異が生じ、並行生産される炭素繊維束間の糸幅斑の原因になっていた。さらにこの現象(膜の形成)は、サイジング剤液含浸炭素繊維束の繊維軸方向において、継続的に生じるものではないために、1本の炭素繊維束における繊維軸方向の糸幅斑の原因ともなっていた。   Therefore, a difference in yarn width between a sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle in which a film of a sizing agent liquid is formed and the yarn width is widened, and a sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle in which the yarn width is not widened This was a cause of uneven yarn width between carbon fiber bundles produced in parallel. Furthermore, since this phenomenon (film formation) does not occur continuously in the fiber axis direction of the carbon fiber bundle impregnated with the sizing agent solution, it also causes thread width unevenness in the fiber axis direction of one carbon fiber bundle. It was.

具体的には、特許文献1の方法によれば比較的容易に炭素繊維束を拡繊することは可能であるが、上記したようなサイジング剤液の膜による糸幅の拡幅状態の解消が不十分な場合があり、糸幅斑が発生することがあった。   Specifically, according to the method of Patent Document 1, it is possible to expand the carbon fiber bundle relatively easily, but it is not possible to eliminate the widening state of the yarn width by the film of the sizing agent liquid as described above. In some cases, thread width unevenness may occur.

また、特許文献2〜4では、炭素繊維束をサイジング剤液に浸漬せしめた後にガイドローラーが配置され、その後に加圧気体を噴射するノズルが配置されている。上述した様に、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間にサイジング剤液の膜が形成された場合、該サイジング剤液含浸炭素繊維束は糸幅が拡幅された状態でガイドローラーに接する場合があるため、炭素繊維束の糸幅斑の解消には不十分な場合があった。   In Patent Documents 2 to 4, a guide roller is disposed after the carbon fiber bundle is immersed in a sizing agent solution, and a nozzle that injects pressurized gas is disposed thereafter. As described above, when a sizing agent liquid-impregnated film is formed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles, the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle may come into contact with the guide roller in a state where the yarn width is widened. For this reason, there are cases where it is insufficient to eliminate the yarn width unevenness of the carbon fiber bundle.

また、特許文献5、6に記載の方法で、サイジング剤液含浸炭素繊維束の拡幅が発生する前に液膜を除去しようとする場合、加圧気体の流速を高く設定する必要がある。しかし、加圧気体の流速が高すぎると、炭素繊維にダメージを与えて毛羽が発生したり、サイジング剤液が周囲に飛散して、場内が汚染されたりすることがあった。加圧気体の流速を低く設定した場合、液膜を除去することが難しく、結果としてサイジング剤液含浸炭素繊維束の糸幅の拡幅が発生し、糸幅斑が発生してしまうことがあった。また、かかる方法では、ガイドローラーに直接加圧気体が当たるため、ガイドローラー上においてサイジング剤の乾燥・固着が生じやすく、毛羽や糸切れの発生原因になることもあった。さらに、炭素繊維束がサイジング剤液浸漬槽を通過した後に配置される引き上げローラーが、ニップローラーである場合には、2本のローラーに干渉することなく加圧気体の噴射ノズルを配置することが難しい場合があった。   In addition, when the liquid film is to be removed before the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle is widened by the methods described in Patent Documents 5 and 6, the flow rate of the pressurized gas needs to be set high. However, if the flow rate of the pressurized gas is too high, the carbon fiber may be damaged and fluff may be generated, or the sizing solution may be scattered around and the inside of the field may be contaminated. When the flow rate of the pressurized gas is set low, it is difficult to remove the liquid film. As a result, widening of the yarn width of the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle occurs, and uneven yarn width may occur. . Further, in this method, since the pressurized gas directly hits the guide roller, the sizing agent is likely to be dried and fixed on the guide roller, which may cause fluff and yarn breakage. Furthermore, when the pulling roller disposed after the carbon fiber bundle has passed through the sizing agent solution immersion tank is a nip roller, a pressurized gas injection nozzle can be disposed without interfering with the two rollers. It was sometimes difficult.

また、特許文献7に記載の方法のように、サイジング剤を付与する直前の炭素繊維束の水分率および張力を制御した場合でも、上記したようなサイジング剤液の膜の形成を抑制あるいは除去することはできず、炭素繊維束の糸幅斑の解消には不十分な場合があった。   Moreover, even when the moisture content and tension of the carbon fiber bundle immediately before applying the sizing agent are controlled as in the method described in Patent Document 7, the formation of the sizing agent liquid film as described above is suppressed or removed. In some cases, it was not sufficient to eliminate the uneven yarn width of the carbon fiber bundle.

このため、本発明は、サイジング剤液を含浸させた炭素繊維束における繊維軸方向の糸幅のバラツキを減少させ、さらには並行処理される複数の炭素繊維束間において糸幅を均一化できるサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法を提供することを目的とする。   For this reason, the present invention reduces the variation of the yarn width in the fiber axis direction in the carbon fiber bundle impregnated with the sizing agent solution, and further enables the yarn width to be uniform among the plurality of carbon fiber bundles processed in parallel. It aims at providing the manufacturing method of an agent liquid impregnation carbon fiber bundle.

本発明は、並走する複数の炭素繊維束をサイジング剤液に浸漬させた後、該サイジング剤液の液面よりも上方に配置された引き上げローラーを経由させて、該サイジング剤液に浸漬させた該複数の炭素繊維束を引き上げた後に、乾燥処理を行うサイジング処理工程を含むサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法であって、
該サイジング処理工程において、該複数の炭素繊維束が、該サイジング剤液の液面を出てから、該引き上げローラーに接するまでに走行する走行路の中間地点を走行するよりも前に、該サイジング剤液の液面から出た後の該複数の炭素繊維束のうちの隣り合う炭素繊維束の間で形成される該サイジング剤液の膜を除去するサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法である。
In the present invention, a plurality of parallel running carbon fiber bundles are immersed in a sizing agent solution, and then immersed in the sizing agent solution via a pulling roller disposed above the surface of the sizing agent solution. A method for producing a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent solution comprising a sizing treatment step of performing a drying treatment after pulling up the plurality of carbon fiber bundles,
In the sizing treatment step, the sizing is performed before the plurality of carbon fiber bundles travel on the intermediate point of the traveling path from the time when the carbon fiber bundle comes out of the liquid surface of the sizing agent solution and comes into contact with the pulling roller. It is a manufacturing method of the sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle which removes the film | membrane of this sizing agent liquid formed between the adjacent carbon fiber bundles of this several carbon fiber bundle after coming out from the liquid level of a chemical | medical solution.

本発明により、サイジング剤液を含浸させた炭素繊維束における繊維軸方向の糸幅のバラツキを減少させ、さらには並行処理される複数の炭素繊維束間において糸幅を均一化できるサイジング剤液含浸炭素繊維の製造方法が提供される。   According to the present invention, the carbon fiber bundle impregnated with the sizing agent solution reduces the variation in the yarn width in the fiber axis direction, and further impregnates the yarn width among the plurality of carbon fiber bundles processed in parallel. A method for producing carbon fiber is provided.

本発明に係るサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法の一例を説明するための装置概略図であり、(a)は装置の正面概略図であり、(b)は平面概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the apparatus schematic for demonstrating an example of the manufacturing method of the sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle which concerns on this invention, (a) is the front schematic of an apparatus, (b) is a plane schematic. 本発明に係るサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法の別の一例を説明するための装置概略図であり、(a)は装置の正面概略図であり、(b)は平面概略図である。It is the apparatus schematic for demonstrating another example of the manufacturing method of the sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle which concerns on this invention, (a) is the front schematic of an apparatus, (b) is a plane schematic. . 本発明に係るサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法の更に別の一例を説明するための装置概略図であり、(a)は装置の正面概略図であり、(b)は平面概略図である。It is the apparatus schematic for demonstrating another example of the manufacturing method of the sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle which concerns on this invention, (a) is the front schematic of an apparatus, (b) is a plane schematic. is there. 従来のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法の一例を説明するための装置概略図である。It is the apparatus schematic for demonstrating an example of the manufacturing method of the conventional sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle. 従来のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法の別の一例を説明するための装置概略図である。It is the apparatus schematic for demonstrating another example of the manufacturing method of the conventional sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle. 従来のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法の更に別の一例を説明するための装置概略図である。It is the apparatus schematic for demonstrating another example of the manufacturing method of the conventional sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle. 従来のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法の更に別の一例を説明するための装置概略図である。It is the apparatus schematic for demonstrating another example of the manufacturing method of the conventional sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle.

本発明者らは、サイジング剤液膜によって生じた炭素繊維束の拡幅状態は失われることがないため、サイジング剤液の膜は、サイジング剤液含浸炭素繊維束が拡幅される前に、すなわち、その形成とほぼ同時になるべく早い段階で除去することが、均一な糸幅の炭素繊維束を得るために重要であることを見出し、本発明に至った。具体的に、本発明では、少なくとも、炭素繊維束が、サイジング剤の液面を出てから、引き上げローラーに接するまでに走行する走行路(糸道)の中間地点を走行するよりも前に上記膜を除去する。このため、特許文献1〜7の方法と比べて、サイジング剤液含浸炭素繊維束の糸幅の拡幅をより抑制することができる。   Since the present inventors do not lose the widening state of the carbon fiber bundle caused by the sizing agent liquid film, the film of the sizing agent liquid is expanded before the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle is widened, that is, It was found that it is important to remove carbon fiber bundles of uniform yarn width as early as possible at the same time as the formation thereof, and the present invention has been achieved. Specifically, in the present invention, at least before the carbon fiber bundle travels an intermediate point of the travel path (yarn path) that travels from the liquid surface of the sizing agent until it comes into contact with the pulling roller. Remove the membrane. For this reason, compared with the method of patent documents 1-7, the widening of the thread width of the sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle can be suppressed more.

また、本発明者らは、糸幅の拡幅の助長を抑制する観点から、上記膜の除去方法として、膜が形成された状態の炭素繊維束にローラー等の固体を接触させずに膜のみを除去する方法(例えば、後述する加圧気体や棒状物を用いる方法)を採用することが好ましいことを見出した。   In addition, from the viewpoint of suppressing the promotion of widening of the yarn width, the present inventors, as a method for removing the film, only the film without bringing a solid such as a roller into contact with the carbon fiber bundle in a state where the film is formed. It has been found that it is preferable to employ a removal method (for example, a method using a pressurized gas or a rod-like material described later).

以下に本発明に用いる各材料について説明する。   Hereinafter, each material used in the present invention will be described.

(炭素繊維束)
本発明に使用する炭素繊維束は、ピッチ系、レーヨン系およびポリアクリロニトリル系等のいずれの原料物質から得られたものであってもよい。また、高強度タイプ(低弾性率炭素繊維束)、中高弾性炭素繊維束および超高弾性炭素繊維束のいずれであってもよい。しかし、ポリアクリロニトリル系の炭素繊維束であることが高強度及び高弾性の観点から好ましい。
(Carbon fiber bundle)
The carbon fiber bundle used in the present invention may be obtained from any raw material such as pitch, rayon and polyacrylonitrile. Moreover, any of a high strength type (low elastic modulus carbon fiber bundle), a medium high elasticity carbon fiber bundle, and an ultra high elasticity carbon fiber bundle may be sufficient. However, a polyacrylonitrile-based carbon fiber bundle is preferable from the viewpoint of high strength and high elasticity.

また、本発明に原料として使用する炭素繊維の形態についても特に限定はなく、例えば、炭素繊維の直径が3μm以上10μm以下のものを用いることができる。また、炭素繊維束を構成する炭素繊維の本数についても特に限定はなく、例えば、1000〜100000本とすることができる。また、炭素繊維強化複合材料とする際に、炭素繊維とマトリックス樹脂との親和性や接着性を容易に向上させるため、炭素繊維に電解液中での電解酸化処理や気相又は液相での酸化処理を施し、表面処理することが好ましい。   Moreover, there is no limitation in particular also about the form of the carbon fiber used as a raw material in this invention, For example, the diameter of carbon fiber can be 3 micrometers or more and 10 micrometers or less. Moreover, there is no limitation in particular also about the number of the carbon fibers which comprise a carbon fiber bundle, For example, it can be 1000-100000. In addition, when making the carbon fiber reinforced composite material, in order to easily improve the affinity and adhesion between the carbon fiber and the matrix resin, the carbon fiber is subjected to electrolytic oxidation treatment in an electrolytic solution or in a gas phase or a liquid phase. It is preferable to perform an oxidation treatment and surface treatment.

(サイジング剤液)
本発明に使用するサイジング剤液は、サイジング剤を水、又はアセトン等の有機溶剤に分散又は溶解させたものを用いることができるが、工業性および安全性の観点から、サイジング剤を水に分散又は溶解させた水分散液又は水溶液であることが好ましい。
(Sizing solution)
As the sizing agent liquid used in the present invention, a sizing agent dispersed or dissolved in water or an organic solvent such as acetone can be used. From the viewpoint of industrial and safety, the sizing agent is dispersed in water. Alternatively, a dissolved aqueous dispersion or aqueous solution is preferable.

なお、上記サイジング剤は、炭素繊維の分野で公知なものを必要に応じて使用することができる。サイジング剤は、後述する主剤および各種添加剤を含むことができ、例えば、主剤および乳化剤からなることができる。このサイジング剤液を含浸せしめた炭素繊維束を乾燥させることにより、炭素繊維の表面にサイジング剤が付着した炭素繊維束を得ることができる。   In addition, the said sizing agent can use a well-known thing in the field | area of carbon fiber as needed. The sizing agent can contain the main ingredient and various additives mentioned later, for example, can consist of a main ingredient and an emulsifier. By drying the carbon fiber bundle impregnated with the sizing agent solution, a carbon fiber bundle having a sizing agent attached to the surface of the carbon fiber can be obtained.

サイジング剤の主剤(主成分)としては、エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等が挙げられるが、炭素繊維強化複合材料とする際に複合するマトリックス樹脂に合わせて適宜選択することができる。   As the main component (main component) of the sizing agent, epoxy resin, epoxy-modified polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, polyamide resin, polyurethane resin, polycarbonate resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, polyimide resin, bismaleimide resin, A urethane-modified epoxy resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyvinyl pyrrolidone resin, a polyether sulfone resin, and the like can be mentioned, and can be appropriately selected according to the matrix resin to be combined when the carbon fiber reinforced composite material is used.

これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。サイジング剤液のサイジング剤の濃度としては、サイジング剤の種類にもよるが、サイジング剤液が水分散液である場合、水が連続相として存在する濃度範囲となるように調整することが好ましく、通常10質量%以上50質量%以下の濃度で調製する。サイジング剤の水分散液の調製段階で濃度を10質量%未満とすることもできるが、10質量%以上とする場合と比較して、水分散液中の水の占める割合が大きくなり、水分散液の調製から使用(炭素繊維のサイジング処理)までの間の運搬・保管などの面で経済的に劣ることがある。このため、サイジング剤の濃度を10質量%未満とする場合は、使用(炭素繊維のサイジング処理)の際に、所望の付着量となるように、サイジング剤液を0.1〜10質量%程度の低濃度水性液に希釈して、炭素繊維に含浸せしめる方法が一般的である。なお、サイジング剤液には、前記主成分及び水の他に、界面活性剤、平滑剤、乳化剤等の各種添加剤を含んでもよい。   These may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the sizing agent in the sizing agent liquid depends on the type of the sizing agent, but when the sizing agent liquid is an aqueous dispersion, it is preferable to adjust the concentration range so that water exists as a continuous phase. Usually, it is prepared at a concentration of 10% by mass or more and 50% by mass or less. Although the concentration can be less than 10% by mass in the preparation stage of the aqueous dispersion of the sizing agent, the proportion of water in the aqueous dispersion increases as compared with the case of 10% by mass or more. It may be economically inferior in terms of transportation and storage from the preparation of the liquid to its use (carbon fiber sizing treatment). For this reason, when the concentration of the sizing agent is less than 10% by mass, the sizing agent solution is about 0.1 to 10% by mass so that a desired adhesion amount is obtained during use (carbon fiber sizing treatment). A method of diluting in a low concentration aqueous solution and impregnating the carbon fiber is common. The sizing agent liquid may contain various additives such as a surfactant, a smoothing agent, and an emulsifier in addition to the main component and water.

<サイジング処理工程>
(サイジング剤液の含浸方法)
炭素繊維束へのサイジング剤液の含浸方法は、炭素繊維の分野で公知の含浸方法から必要に応じて選択することができるが、炭素繊維束を等間隔に並列に配置しシート状にしてサイジング剤液に浸漬させる方法を用いることが生産性の観点から好ましい。並列に配置する各炭素繊維束間の間隔や本数については本発明においては特に制限されず、装置の幅に合わせて適宜選択することができる。なお、炭素繊維束間の間隙の度合いによって、隣り合う炭素繊維束間に形成されるサイジング剤液の膜は、その形成され易さ、頻度が異なるが、状況に合わせて、サイジング処理工程におけるサイジング剤液の膜の除去操作を行うことが望ましい。
<Sizing process>
(Impregnation method of sizing solution)
The method for impregnating the carbon fiber bundle with the sizing agent liquid can be selected as necessary from known impregnation methods in the field of carbon fiber, but the carbon fiber bundles are arranged in parallel at equal intervals to form a sheet. It is preferable from the viewpoint of productivity to use a method of immersing in a chemical solution. The distance between the carbon fiber bundles arranged in parallel and the number of the carbon fiber bundles are not particularly limited in the present invention, and can be appropriately selected according to the width of the apparatus. Depending on the degree of the gap between the carbon fiber bundles, the sizing agent liquid film formed between the adjacent carbon fiber bundles is easily formed and the frequency is different. It is desirable to perform an operation for removing the film of the chemical solution.

また、炭素繊維束にサイジング剤液を含浸させる際に、サイジング剤液を貯留した槽を用いる場合は、サイジング剤液の種類、貯留した槽の設置位置等にもよるが、例えば、サイジング剤液を炭素繊維束に含浸せしめるための浸漬ローラーが配置された構造のものを用いることができる。その際、特に浸漬ローラー等の数にも制限はなく、炭素繊維束の本数等により槽の大きさを適宜選択することが可能である。
浸漬ローラーとは、一部又は全部がサイジング剤液中に浸っているローラーであって、例えば、図1の符号2で表されるローラーである。サイジング剤液中で炭素繊維束をこのローラーに接触させることで、炭素繊維束にサイジング剤液を容易に含浸せしめることができる。
In addition, when a tank storing the sizing agent liquid is used when the carbon fiber bundle is impregnated with the sizing agent liquid, depending on the type of the sizing agent liquid, the installation position of the stored tank, etc., for example, the sizing agent liquid Can be used in which a dipping roller for impregnating the carbon fiber bundle is disposed. At that time, the number of immersion rollers is not particularly limited, and the size of the tank can be appropriately selected depending on the number of carbon fiber bundles.
The immersion roller is a roller that is partially or entirely immersed in the sizing agent solution, and is, for example, a roller represented by reference numeral 2 in FIG. The carbon fiber bundle can be easily impregnated with the sizing agent liquid by bringing the carbon fiber bundle into contact with the roller in the sizing agent liquid.

(サイジング剤液の膜の除去方法)
本発明のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法では、炭素繊維束がサイジング剤液の液面を出てから、引き上げローラー(ガイドローラーやニップローラー)に接するまでの距離の中間地点よりも前の位置で、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間に形成されるサイジング剤液の膜の除去を行う。さらには、この除去操作を、炭素繊維束がサイジング剤液の液面から出た直後の位置、特に炭素繊維束が液面から出る位置で行うと、サイジング剤液の膜の形成とほぼ同時にこれを除去(あるいは形成自体を抑制)することができるので好ましい。隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間に形成された液膜を、引き上げローラーに接触する前に、上記したような位置で除去することで、サイジング剤液の膜によって糸幅が大きく拡幅されることもなく、サイジング剤液の膜が形成されなかった他の炭素繊維束と同品質の糸幅を得ることが出来、さらには繊維軸方向の糸幅斑の発生を解消することが出来る。
(Method for removing film of sizing solution)
In the method for producing a carbon fiber bundle impregnated with the sizing agent liquid of the present invention, the carbon fiber bundle is located before the middle point of the distance from the surface of the sizing agent liquid until it comes into contact with the pulling roller (guide roller or nip roller). The film of the sizing agent solution formed between adjacent sizing agent solution-impregnated carbon fiber bundles is removed. Furthermore, if this removal operation is performed at a position immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent liquid, particularly at a position where the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface, it is almost simultaneously with the formation of the film of the sizing agent liquid. Can be removed (or the formation itself can be suppressed). By removing the liquid film formed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles at the position as described above before contacting the pulling roller, the yarn width is greatly widened by the film of the sizing agent liquid. Therefore, it is possible to obtain a yarn width having the same quality as that of other carbon fiber bundles in which a film of the sizing agent solution is not formed, and to eliminate occurrence of yarn width unevenness in the fiber axis direction.

上述したように1つのローラー(例えばニップローラー)が、炭素繊維束を引き上げるための引き上げローラーとしての役割と、他の役割(例えば、水切りローラーとしての役割)とを兼ねることもできる。これらのローラーは、通常、炭素繊維束がサイジング剤液浸漬槽を通過した直後に配置されることから、引き上げローラーは、サイジング剤液に浸漬させた炭素繊維束がサイジング剤液の液面を出てから最初に接触するローラーであることができる。   As described above, one roller (for example, a nip roller) can also serve as a pulling roller for pulling up the carbon fiber bundle and another role (for example, a role as a draining roller). Since these rollers are usually arranged immediately after the carbon fiber bundle has passed through the sizing agent solution immersion tank, the pulling roller has a carbon fiber bundle immersed in the sizing agent solution that exposes the liquid surface of the sizing agent solution. It can be the first roller to contact after.

なお、サイジング剤液膜の形成と消失、すなわち炭素繊維束繊維軸方向の糸幅の拡幅と狭幅が繰り返されることにより、炭素繊維束の走行位置が左右に揺れ、隣接する炭素繊維束と接触する場合がある。接触した場合には、炭素繊維束間での混繊、毛羽や糸切れが発生することがある。このような隣接する炭素繊維束との接触を防止するためにも、形成されたサイジング剤液の膜は早期に、さらに好ましくは形成とほぼ同時に除去することが好ましい。   In addition, formation and disappearance of the sizing agent liquid film, that is, by repeating the widening and narrowing of the yarn width in the direction of the carbon fiber bundle fiber axis, the running position of the carbon fiber bundle swings to the left and right, and makes contact with the adjacent carbon fiber bundle. There is a case. In the case of contact, fiber mixing, fluff and yarn breakage may occur between the carbon fiber bundles. In order to prevent such contact with adjacent carbon fiber bundles, it is preferable to remove the formed sizing agent liquid film at an early stage, more preferably almost simultaneously with the formation.

本発明では、少なくとも炭素繊維束が、サイジング剤液の液面と、引き上げローラーとの間の炭素繊維束の走行路の中間地点を走行するより前にサイジング剤液の膜を除去するため、従来の方法と比較して、炭素繊維束間の接触を防ぐことができ、炭素繊維束間での混繊、毛羽や糸切れの発生を防ぐことができる。   In the present invention, at least the carbon fiber bundle removes the film of the sizing agent liquid before traveling on the intermediate point of the traveling path of the carbon fiber bundle between the liquid surface of the sizing agent liquid and the pulling roller. Compared with this method, the contact between the carbon fiber bundles can be prevented, and the occurrence of blending, fluff and yarn breakage between the carbon fiber bundles can be prevented.

隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束間に形成されるサイジング剤液の膜を除去する方法としては、加圧気体を噴射する方法が好ましく用いられる。加圧気体は、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束間に形成されるサイジング剤液の膜に直接に噴射されるような機構となっていれば良い。この際、サイジング剤液含浸炭素繊維束に噴射されていても良く、噴射されていなくとも良い。即ち、加圧気体がサイジング剤液の膜だけでなく、炭素繊維束に接触していても良いし、接触していなくても良い。   As a method for removing the sizing agent liquid film formed between adjacent sizing agent solution-impregnated carbon fiber bundles, a method of injecting pressurized gas is preferably used. The pressurized gas only needs to have a mechanism that is directly jetted onto a sizing agent liquid film formed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles. At this time, the carbon fiber bundle impregnated with the sizing agent solution may or may not be injected. That is, the pressurized gas may be in contact with the carbon fiber bundle as well as the film of the sizing agent solution, or may not be in contact.

なおその際、引き上げローラーに前記加圧気体が直接当たるような場合、引き上げローラー表面に付着したサイジング剤液は乾燥、固着しやすくなる。この固着したサイジング剤は毛羽や糸切れの原因にもなるため、引き上げローラーには前記加圧気体が直接当たらないように、加圧気体を噴射することがさらに好ましい。たとえば、加圧気体を噴射する噴射ノズル4を、図1に示すような配置とすることで、ガイドローラー5に加圧気体を直接当てることなく、隣り合う炭素繊維束間のサイジング剤液膜の形成を抑制、あるいは除去することができる。   At that time, when the pressurized gas directly hits the pulling roller, the sizing agent liquid adhering to the surface of the pulling roller is easily dried and fixed. Since this fixed sizing agent also causes fluff and thread breakage, it is more preferable to inject pressurized gas so that the pressurized gas does not directly hit the pulling roller. For example, by arranging the injection nozzle 4 for injecting the pressurized gas as shown in FIG. 1, the sizing agent liquid film between the adjacent carbon fiber bundles is not directly applied to the guide roller 5. Formation can be suppressed or eliminated.

上記加圧気体に用いる気体としては、空気が好ましく用いられる。さらに、気体中に存在する塵芥などの異物を除去する為に、フィルターを通した加圧気体を噴射することが好ましい。また加圧気体の噴射速度は、隣り合う炭素繊維束の間に発生するサイジング剤液の膜を除去できる速度に適宜調節すればよく、サイジング剤液の粘度、炭素繊維束の構成本数にもよるが、例えば、気体の衝突部(噴射された加圧気体と、サイジング剤液含浸炭素繊維束とが衝突する部分)で1.0〜30.0m/秒以下で調節すれば良い。この範囲であれば、サイジング剤液の膜を容易に除去でき、毛羽発生や、サイジング剤液が周囲に飛散し、場内汚染することを容易に防ぐことができるので好ましい。   Air is preferably used as the gas used for the pressurized gas. Furthermore, in order to remove foreign substances such as dust existing in the gas, it is preferable to inject pressurized gas that has passed through a filter. Moreover, the injection speed of the pressurized gas may be appropriately adjusted to a speed at which the film of the sizing agent liquid generated between adjacent carbon fiber bundles can be removed, and depends on the viscosity of the sizing agent liquid and the number of carbon fiber bundles, For example, it may be adjusted at 1.0 to 30.0 m / second or less in a gas collision portion (a portion where a jetted pressurized gas and a sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle collide). If it is this range, since the film | membrane of a sizing agent liquid can be removed easily and it can prevent fluff generation | occurrence | production and a sizing agent liquid scattering to the circumference | surroundings and contaminating in the field, it is preferable.

さらに、炭素繊維束に加圧気体を噴射する方法を用いる場合は、加圧気体を吹き出す、加圧気体吹き出し口を備えた噴射ノズルを用いることができる。前記噴射ノズルには、扇形ノズル、スリットノズル、柱状ノズル等を用いることができる。炭素繊維束を構成する単繊維の繊度、本数にもよるが、炭素繊維束にサイジング剤液を付与した後に、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間隙毎に加圧気体が噴射されるように間隙数分の噴射ノズルを配して加圧気体を噴射しても良い。また、複数の繊維束群に、若しくは繊維束全体に対し加圧気体が噴射されるよう、任意の個数の噴射ノズルを配して、炭素繊維束に対し加圧気体を噴射しても良い。   Furthermore, when using the method of injecting pressurized gas to a carbon fiber bundle, the injection nozzle provided with the pressurized gas blower which blows off pressurized gas can be used. As the spray nozzle, a sector nozzle, a slit nozzle, a columnar nozzle, or the like can be used. Depending on the fineness and number of single fibers constituting the carbon fiber bundle, after applying a sizing agent liquid to the carbon fiber bundle, a pressurized gas is injected into each gap between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles. The pressurized gas may be ejected by arranging ejection nozzles corresponding to the number of gaps. Further, an arbitrary number of injection nozzles may be arranged to inject the pressurized gas into the carbon fiber bundle so that the pressurized gas is injected into the plurality of fiber bundle groups or the entire fiber bundle.

また、噴射ノズルの加圧気体吹き出し口は、炭素繊維束がサイジング剤液の液面を出てから、引き上げローラー(ガイドローラーやニップローラー)に接するまでの距離の中間地点よりも前の位置で、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間隙毎に加圧気体が噴射されるように、若しくは繊維束全体に対し加圧気体が噴射されるように、配置する。この際、噴射ノズルの加圧気体吹き出し口は、サイジング剤液から炭素繊維束を引き上げた直後、即ちサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後の位置に配置してできるだけ早く液膜が除去されるようにすることが好ましい。例えば、サイジング剤液の液面から炭素繊維束が出る位置に加圧気体を噴射することで、サイジング剤液の膜の発生を実質的に抑制することができる。さらに、噴射ノズルの加圧気体吹き出し口と炭素繊維束との距離は、1cm以上10cm以下とすることが好ましい。噴射ノズルの加圧気体吹き出し口と炭素繊維束との距離がこの範囲であれば、加圧気体によって炭素繊維束から除かれたサイジング剤液が飛散して、ノズル孔の目詰まりを誘発したり、場内汚染の原因となったりすることを容易に防ぐことができ好ましい。さらに好ましくは2cm以上8cm以下とするのがよい。   Also, the pressurized gas outlet of the injection nozzle is located at a position before the middle point of the distance from when the carbon fiber bundle comes out of the surface of the sizing agent liquid until it comes into contact with the pulling roller (guide roller or nip roller). In addition, it is arranged so that a pressurized gas is injected into every gap between adjacent sizing agent solution-impregnated carbon fiber bundles, or a pressurized gas is injected over the entire fiber bundle. At this time, the pressurized gas outlet of the spray nozzle is arranged at a position immediately after pulling up the carbon fiber bundle from the sizing agent liquid, that is, immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent liquid. Is preferably removed. For example, the generation of the film of the sizing agent liquid can be substantially suppressed by injecting the pressurized gas to the position where the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent liquid. Furthermore, the distance between the pressurized gas outlet of the injection nozzle and the carbon fiber bundle is preferably 1 cm or more and 10 cm or less. If the distance between the pressurized gas outlet of the spray nozzle and the carbon fiber bundle is within this range, the sizing agent liquid removed from the carbon fiber bundle by the pressurized gas will scatter and induce clogging of the nozzle hole. It is preferable because it can be easily prevented from causing in-site contamination. More preferably, it is 2 cm or more and 8 cm or less.

噴射ノズルの加圧気体吹き出し口と炭素繊維束のなす角度は、隣り合う炭素繊維束間に発生するサイジング剤液の膜を除去できる角度であれば、特に制限はなく、適宜選択することができる。その際、上記したようなサイジング剤液の飛散や、あるいは槽に貯留されたサイジング剤液が加圧気体の噴射によって周囲に飛散しないように適宜調節することが好ましく、そのために噴射ノズルの加圧気体吹き出し口はその角度を自由に調節できる機構としておくことが好ましい。   The angle formed by the pressurized gas outlet of the spray nozzle and the carbon fiber bundle is not particularly limited as long as it is an angle that can remove the film of the sizing agent liquid generated between the adjacent carbon fiber bundles, and can be appropriately selected. . At that time, it is preferable to appropriately adjust the sizing agent liquid as described above or the sizing agent liquid stored in the tank so that the sizing agent liquid is not scattered around by the injection of the pressurized gas. The gas outlet is preferably a mechanism that can freely adjust its angle.

また、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束間に形成されるサイジング剤液の膜を除去する方法として、少なくとも一部分をサイジング剤液の膜に直接接触せしめる部材をサイジング剤液含浸炭素繊維束間に設ける方法も好ましく用いることができる。この部材は、その少なくとも一部分を炭素繊維束間に位置することによってサイジング剤液の膜を除去することができる。この際、前記部材は、炭素繊維束がサイジング剤液の液面を出てから、引き上げローラー(ガイドローラーやニップローラー)に接するまでに走行する走行路の中間地点を走行するよりも前に、サイジング剤液の膜を除去できるように配置する。その際、前記部材は、サイジング剤液から炭素繊維束を引き上げた直後の位置に設けてできるだけ早く液膜を除去するようにすることが好ましい。   Further, as a method for removing a sizing agent liquid film formed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles, a member that makes at least a portion directly contact the sizing agent liquid film is interposed between the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles. The method of providing can also be used preferably. This member can remove the film | membrane of a sizing agent liquid by positioning at least one part between carbon fiber bundles. At this time, before the member travels through the intermediate point of the traveling path from when the carbon fiber bundle comes out of the liquid surface of the sizing agent solution and comes into contact with the pulling roller (guide roller or nip roller), Arrange so that the film of the sizing solution can be removed. At that time, it is preferable that the member is provided at a position immediately after the carbon fiber bundle is pulled up from the sizing agent solution so as to remove the liquid film as soon as possible.

前記部材としては、サイジング剤液の膜を除去、あるいは発生自体を抑制できる構造であれば特に制限はない。例えば、サイジング剤液の膜を除去する部材としては、サイジング剤液から炭素繊維束を引き上げた直後の位置において、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間に突起状物(ピン状突起物等)や棒状物を配する形態としても良く、炭素繊維束の走行方向と順方向または逆方向に回転する溝付きローラーを配して、前記溝付きローラーによってサイジング剤液含浸炭素繊維束間に発生するサイジング剤液の膜を除去する構造としても良い。ただし、前記部材が、部材上や部材の左右を走行するサイジング剤液含浸炭素繊維束に接触してしまうと、毛羽発生の原因となったり、糸幅変動の原因となったりすることがあるため、走行するサイジング剤液含浸炭素繊維束に接触しない構造、配置とすることが望ましい。   The member is not particularly limited as long as it has a structure that can remove the film of the sizing agent solution or suppress the generation itself. For example, as a member for removing the film of the sizing agent liquid, a protrusion (such as a pin-shaped protrusion) between the adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles at a position immediately after the carbon fiber bundle is pulled up from the sizing agent liquid Sizing generated between the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles by arranging a grooved roller that rotates in the forward or reverse direction with respect to the traveling direction of the carbon fiber bundle, and may be configured as a rod-shaped object. A structure that removes the film of the chemical solution may be used. However, if the member comes into contact with the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle traveling on the member or on the left and right of the member, it may cause fluffing or cause fluctuations in yarn width. It is desirable to have a structure and arrangement that do not contact the traveling sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle.

前記部材は、たとえば、図2および図3に示すような構造、配置とすることができる。図2(a)、(b)では、サイジング剤液含浸炭素繊維束に接触しないように棒状の部材8が隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間に配置されている。また、図3(a)、(b)では、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間に溝付きローラーの溝頂部9aが配置され、溝付きローラー9はサイジング剤液含浸炭素繊維束に接触しないように配置されている。   The member can have a structure and arrangement as shown in FIGS. 2 and 3, for example. In FIG. 2 (a), (b), the rod-shaped member 8 is arrange | positioned between the adjacent sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle so that it may not contact a sizing agent liquid impregnation carbon fiber bundle. 3A and 3B, the groove top portion 9a of the grooved roller is disposed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles so that the grooved roller 9 does not contact the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle. Is arranged.

(乾燥処理)
引き上げローラーによって引き上げたサイジング剤液含浸炭素繊維束の乾燥方法としては、従来、炭素繊維束にサイジング剤を付与する際に用いられる乾燥方法を適宜使用することができ、例えば、乾燥炉を通過させて乾燥させる方法や、加熱した加熱ローラーを炭素繊維束に接触させることによって乾燥させる方法がある。
(Drying process)
As a method for drying a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent liquid pulled up by a pulling roller, conventionally, a drying method used when applying a sizing agent to a carbon fiber bundle can be used as appropriate, for example, passing through a drying furnace. And a method of drying by bringing a heated heating roller into contact with the carbon fiber bundle.

本発明のサイジング処理工程に際して、炭素繊維束に付与する張力は、0.5〜5.0cN/texとすることが好ましい。張力が0.5cN/tex以上の場合は、サイジング剤液を含浸せしめる前の炭素繊維束の収束性が低下することを容易に防ぐことができ、走行する炭素繊維束の振動、ゆれによる毛羽の発生や糸道変動、さらにはこれらに起因した糸幅の変動を容易に防ぐことができる。さらには、サイジング剤液の膜によるサイジング剤液含浸炭素繊維束の糸幅の拡幅がより程度の大きなものとなることを容易に防ぎ、上述したサイジング剤液の膜の除去を効果的に行うことができる。逆に、張力が5.0cN/tex以下の場合には、サイジング剤液の膜の形成を抑制しやすくなる。さらには、張力付与による単繊維切れ、毛羽立ちの発生、及び単繊維切れ、毛羽立ちに起因した炭素繊維束の糸幅変動を容易に防ぐことができる。また、単繊維同士の絡みや、ローラーへの単繊維の巻き付き等の工程トラブルの原因となることを容易に防ぐことができる。以上の観点から、サイジング剤を付与する直前の炭素繊維束の張力は0.5〜5.0cN/texとすることが好ましく、より好ましくは1.0〜4.5cN/texであり、さらに好ましくは1.5〜4.0cN/texである。サイジング処理に際して、炭素繊維束の張力を上記範囲にすることで、本発明をより効果的とすることができる。   In the sizing treatment step of the present invention, the tension applied to the carbon fiber bundle is preferably 0.5 to 5.0 cN / tex. When the tension is 0.5 cN / tex or more, it is possible to easily prevent the convergence of the carbon fiber bundle before impregnating with the sizing solution, and to prevent the fluff caused by vibration and vibration of the running carbon fiber bundle. Occurrence, yarn path fluctuations, and yarn width fluctuations caused by them can be easily prevented. Furthermore, it is possible to easily prevent the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle from being widened by the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle, and to effectively remove the sizing agent liquid film. Can do. Conversely, when the tension is 5.0 cN / tex or less, it becomes easy to suppress the formation of a film of the sizing agent solution. Furthermore, it is possible to easily prevent the occurrence of single fiber breakage and fluffing due to the application of tension, and the variation in the yarn width of the carbon fiber bundle due to single fiber breakage and fluffing. Moreover, it can prevent easily that it becomes the cause of process troubles, such as the entanglement of single fibers, and the winding of the single fiber around a roller. From the above viewpoint, the tension of the carbon fiber bundle immediately before applying the sizing agent is preferably 0.5 to 5.0 cN / tex, more preferably 1.0 to 4.5 cN / tex, still more preferably. Is 1.5 to 4.0 cN / tex. In the sizing treatment, the present invention can be made more effective by setting the tension of the carbon fiber bundle within the above range.

以下、本発明の炭素繊維束の製造方法について、実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although the manufacturing method of the carbon fiber bundle of this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
まず、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、商品名:「JER828」)40質量部と、固状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製、商品名:「JER1001」)40質量部と、プルロニック型界面活性剤((株)ADEKA製、商品名:「アデカプルロニックF−88」)20質量部とを混合し、サイジング剤を調製した。その後、このサイジング剤を水で希釈して固形分40質量%のサイジング剤の水分散液を調製した後、さらに希釈して固形分5.5質量%の水分散液とし、以降、これをサイジング剤液として用いた。
Example 1
First, 40 parts by mass of liquid bisphenol A type epoxy resin (made by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name: “JER828”) and solid bisphenol A type epoxy resin (made by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name: “JER1001”) “) 40 parts by mass and 20 parts by mass of a pluronic surfactant (manufactured by ADEKA, trade name:“ Adeka Pluronic F-88 ”) were mixed to prepare a sizing agent. Thereafter, the sizing agent was diluted with water to prepare an aqueous dispersion of a sizing agent having a solid content of 40% by mass, and further diluted to obtain an aqueous dispersion having a solid content of 5.5% by mass. Used as a chemical solution.

サイジング剤付与前の炭素繊維束(三菱レイヨン(株)製、商品名:「パイロフィルTR 50S」、フィラメント数15000本、総繊度1000tex、繊維径7μm)30本を、各炭素繊維束間の距離が6mmとなるように並列状態に配置し、シート状にした。上記のサイジング剤液を図1に示す浸漬槽3内に投入した後、このサイジング剤液にシート状の炭素繊維束1を浸漬し、速度10m/分、炭素繊維束への付与張力を2.5cN/texの条件で、サイジング剤液を炭素繊維束に含浸させた。   30 carbon fiber bundles (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: “Pyrofil TR 50S”, 15,000 filaments, total fineness 1000 tex, fiber diameter 7 μm) before the sizing agent are applied, and the distance between each carbon fiber bundle is It arranged in parallel so that it might be set to 6 mm, and it was made into the sheet form. After the sizing agent solution is put into the immersion tank 3 shown in FIG. 1, the sheet-like carbon fiber bundle 1 is immersed in the sizing agent solution, the speed is 10 m / min, and the tension applied to the carbon fiber bundle is 2. The carbon fiber bundle was impregnated with the sizing agent solution under the condition of 5 cN / tex.

浸漬槽3内のサイジング剤液に浸漬され、2本の浸漬ローラー2を経て、サイジング剤液含浸炭素繊維束をガイドローラー5により引き上げる糸道とした。炭素繊維束がサイジング剤液の液面を出てから、ガイドローラー5に至るまでに走行する走行路の距離(以下、「引き上げ距離」と表記する場合もある)は、50cmとした。さらに、浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出る位置(炭素繊維束の走行路における液面から0cmの位置)に、加圧エアーが噴射されるように噴射ノズル4を配した。以下、噴射した加圧エアーが炭素繊維束に接触する位置、即ち加圧エアーと炭素繊維束の衝突部の位置を「除去操作実施位置」と表記することがある。加圧エアーの除去操作実施位置での流速は5.0m/秒とした。なお、噴射ノズル4と炭素繊維束との距離は5cmとした。
ガイドローラー5を経たあとの炭素繊維束は、1対のニップロール6に挟持し、水切り処理を行い、140℃に加熱した加熱ローラー7に90秒間接触させる事により乾燥し、サイジング剤の付着した炭素繊維束を得た。なお、乾燥処理後の炭素繊維束はボビンに巻き取った。
The yarn path was dipped in the sizing agent liquid in the dipping tank 3, passed through the two dipping rollers 2, and the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle was pulled up by the guide roller 5. The distance (hereinafter also referred to as “pull-up distance”) of the traveling path from which the carbon fiber bundle travels from the liquid surface of the sizing agent solution to the guide roller 5 was 50 cm. Further, the injection nozzle 4 is set so that the pressurized air is injected to a position where the carbon fiber bundle comes out from the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 (position 0 cm from the liquid level in the running path of the carbon fiber bundle). Arranged. Hereinafter, the position where the injected pressurized air contacts the carbon fiber bundle, that is, the position of the collision portion between the pressurized air and the carbon fiber bundle may be referred to as “removal operation execution position”. The flow rate at the position where the pressurized air removal operation was performed was 5.0 m / sec. The distance between the injection nozzle 4 and the carbon fiber bundle was 5 cm.
The carbon fiber bundle after passing through the guide roller 5 is sandwiched between a pair of nip rolls 6, drained, dried by bringing it into contact with a heating roller 7 heated to 140 ° C. for 90 seconds, and a carbon to which a sizing agent is adhered. A fiber bundle was obtained. The carbon fiber bundle after the drying treatment was wound up on a bobbin.

上記の炭素繊維束の処理は2時間連続で行い、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束間でのサイジング剤液の膜の形成の有無を目視で観察した。加圧エアーの噴射を開始してからは、サイジング剤液の膜は形成されなかった。したがって、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置やガイドローラー5にまで、液膜を残したままの炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅を以下の方法により測定した。その結果を表1の実施例1に示す。   The above-described treatment of the carbon fiber bundle was performed continuously for 2 hours, and the presence or absence of the formation of a sizing agent liquid film between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles was visually observed. A film of sizing agent liquid was not formed after the injection of pressurized air was started. Therefore, the carbon fiber bundle with the liquid film remaining did not reach the position 25 cm from the liquid surface, which is the middle point of the pulling distance, or the guide roller 5. Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. The yarn width of the obtained carbon fiber bundle to which the sizing agent was adhered (carbon fiber bundle wound on a bobbin after the drying treatment) was measured by the following method. The results are shown in Example 1 in Table 1.

(サイジング剤の付着した炭素繊維束の糸幅測定)
CCDカメラ((株)キーエンス製、商品名:CV−020(35万画素1/3型白黒、正方格子CCDカメラ)とコントローラー((株)キーエンス製、商品名:CV−2000)とを使用して、サイジング剤が付着した炭素繊維束の糸幅を測定した。撮像は、視野範囲を最大150mm、電子シャッタースピードを1/100秒とし、コントローラーのエッジ幅測定モードを使用し、あらかじめ寸法測定済の試験片にてキャリブレーションを実施した上でサイジング剤が付着した炭素繊維束の糸幅を測定した。
(Measurement of yarn width of carbon fiber bundle with sizing agent attached)
Using a CCD camera (manufactured by Keyence Corporation, product name: CV-020 (350,000 pixel 1/3 type black and white, square lattice CCD camera) and a controller (manufactured by Keyence Corporation, product name: CV-2000) The width of the carbon fiber bundle to which the sizing agent was attached was measured, and the image was taken with a maximum field-of-view range of 150 mm, an electronic shutter speed of 1/100 second, and the dimensions were measured in advance using the controller's edge width measurement mode. After calibrating with the test piece, the yarn width of the carbon fiber bundle to which the sizing agent was adhered was measured.

具体的には、測定対象、即ち乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束を、フリーローラー(アルミ合金製、直径200mm)との距離2mの位置から、張力を約2.0cN/texとして供給し、フリーローラーに抱角約30度以上で押当て、この炭素繊維束を約10m/minの速度で走行させた。糸幅測定は上記フリーロール上炭素繊維束の抱角ほぼ中央付近の糸幅を撮像した。約40mm間隔で測定し、3500回以上連続測定した。測定は、得られた炭素繊維束(ボビンに巻き取ったもの)すべてについて行い、その測定結果はCV−2000に接続されたコンピューター内の数式ソフトに取り込み、変動係数CV(%)を算出して、サイジング剤が付着した炭素繊維束の糸幅測定結果として、表1の実施例1に記載した。なお、CV値(%)が小さいほど、炭素繊維束の糸幅が均一であることを意味する。   Specifically, a carbon fiber bundle wound around a bobbin after drying processing is supplied from a position 2 m away from a free roller (aluminum alloy, diameter: 200 mm) at a tension of about 2.0 cN / tex. The carbon fiber bundle was run at a speed of about 10 m / min. The yarn width was measured by imaging the yarn width near the center of the holding angle of the carbon fiber bundle on the free roll. Measurements were made at intervals of about 40 mm, and continuous measurements were made 3500 times or more. The measurement is performed on all of the obtained carbon fiber bundles (those wound on a bobbin), and the measurement results are taken into mathematical software in a computer connected to CV-2000, and the coefficient of variation CV (%) is calculated. The results of measuring the yarn width of the carbon fiber bundle to which the sizing agent was attached are shown in Example 1 of Table 1. In addition, it means that the yarn width of the carbon fiber bundle is uniform as the CV value (%) is small.

(実施例2)
噴射ノズル4の炭素繊維束の走行路における除去操作実施位置を、炭素繊維束が浸漬槽3内のサイジング剤液の液面を出た位置から3cmの位置とした以外は、実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後には、サイジング剤液の膜が形成されたが、加圧エアーの衝突部(除去操作実施位置)ではすべて除去されたために、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置やガイドローラー5にまで、液膜を残したままの炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の実施例2に示す。
(Example 2)
The removal operation execution position in the traveling path of the carbon fiber bundle of the injection nozzle 4 is the same as that of Example 1 except that the position where the carbon fiber bundle comes out of the surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 is 3 cm. The carbon fiber bundle was processed by the method of and evaluated. Immediately after the carbon fiber bundle came out from the liquid level of the sizing agent solution in the immersion tank 3, a film of the sizing agent solution was formed, but all of the film was removed at the collision part (removal operation execution position) of the pressurized air. Furthermore, the carbon fiber bundle with the liquid film remaining did not reach the position 25 cm from the liquid surface, which is the middle point of the pulling distance, or the guide roller 5. Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. The results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle (carbon fiber bundle wound around a bobbin after the drying treatment) to which the sizing agent is adhered are shown in Example 2 of Table 1.

(実施例3)
噴射ノズル4の炭素繊維束の走行路における除去操作実施位置を、炭素繊維束が浸漬槽3内のサイジング剤液の液面を出た位置から20cmの位置とした以外は、実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から、炭素繊維束が出た直後には、サイジング剤液の膜が形成されたが、加圧エアーの衝突部ではすべて除去されたために、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置やガイドローラー5にまで、液膜を残したままの炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の実施例3に示す。
(Example 3)
The removal operation execution position in the traveling path of the carbon fiber bundle of the injection nozzle 4 is the same as that of Example 1 except that the position of the carbon fiber bundle is 20 cm from the position where the liquid surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 comes out. The carbon fiber bundle was processed by the method of and evaluated. Immediately after the carbon fiber bundle came out from the liquid level of the sizing agent solution in the immersion tank 3, a film of the sizing agent solution was formed, but all of the film was removed at the collision part of the pressurized air. The carbon fiber bundle with the liquid film remaining did not reach the position 25 cm from the liquid surface as the intermediate point or the guide roller 5. Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. Table 3 shows the results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle to which the sizing agent was adhered (carbon fiber bundle wound on a bobbin after the drying treatment).

(実施例4)
炭素繊維束への付与張力を、1.2cN/texとした以外は、実施例2と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後に形成されるサイジング剤液の膜の形成頻度は実施例2と比較すると多かったものの、加圧エアーの衝突部ではすべて除去されたために、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置やガイドローラー5にまで、液膜を残したままの炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の実施例4に示す。
Example 4
The carbon fiber bundle was treated and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the tension applied to the carbon fiber bundle was 1.2 cN / tex. Although the frequency of the sizing agent liquid film formed immediately after the carbon fiber bundle emerges from the liquid surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was higher than that in Example 2, it was all in the collision part of the pressurized air. Since it was removed, the carbon fiber bundle with the liquid film remaining did not reach the position 25 cm from the liquid surface, which is the middle point of the pulling distance, or the guide roller 5. Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. Table 4 shows the results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle to which the sizing agent was adhered (carbon fiber bundle wound on a bobbin after drying treatment).

(実施例5)
炭素繊維束への付与張力を、5.0cN/texとした以外は、実施例2と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後の、サイジング剤液の膜の形成頻度は実施例2と比較すると少なかったものの、ゼロになることはなかった。サイジング剤液の膜は、加圧エアーの衝突部ではすべて除去されたために、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置やガイドローラー5にまで、液膜を残したままの炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の実施例5に示す。
(Example 5)
The carbon fiber bundle was treated and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the tension applied to the carbon fiber bundle was 5.0 cN / tex. Although the frequency of forming the film of the sizing agent liquid immediately after the carbon fiber bundle came out from the liquid surface of the sizing agent liquid in the dipping tank 3 was smaller than that in Example 2, it did not become zero. Since the film of the sizing agent liquid was completely removed at the collision part of the pressurized air, the carbon fiber bundle with the liquid film remaining at the position 25 cm from the liquid surface, which is the middle point of the pulling distance, to the guide roller 5 Never reached. Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. The results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle (carbon fiber bundle wound around the bobbin after the drying treatment) to which the sizing agent is adhered are shown in Example 5 of Table 1.

(実施例6)
炭素繊維束の本数を15本に変更し、炭素繊維束間の隙間が12mmとなるように並列状態に配置し、シート状にした以外は、実施例2と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後の、サイジング剤液の膜の形成頻度は実施例2と比較すると少なかったものの、ゼロになることはなかった。サイジング剤液の膜は、加圧エアーの衝突部ではすべて除去されたために、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置やガイドローラー5にまで液膜を残したまま、炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の実施例6に示す。
(Example 6)
The number of carbon fiber bundles was changed to 15, and the carbon fiber bundles were processed in the same manner as in Example 2 except that they were arranged in parallel so that the gap between the carbon fiber bundles was 12 mm. And evaluated. Although the frequency of forming the film of the sizing agent liquid immediately after the carbon fiber bundle came out from the liquid surface of the sizing agent liquid in the dipping tank 3 was smaller than that in Example 2, it did not become zero. Since the film of the sizing agent liquid was completely removed at the collision part of the pressurized air, the carbon fiber bundle was left with the liquid film remaining at the position 25 cm from the liquid surface, which is the middle point of the pulling distance, and the guide roller 5. Never reached. Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. Table 6 shows the results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle to which the sizing agent was adhered (carbon fiber bundle wound on a bobbin after the drying treatment).

(実施例7)
図2(a)および(b)に示すように、浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た位置から5cmの位置の炭素繊維束の間に、炭素繊維束に接触しないように棒状の部材8を配した以外は、実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。なお、実施例7では、加圧エアーの噴射は行っていない。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から、炭素繊維束が出た直後には、サイジング剤液の膜が形成されたが、サイジング剤液の膜が棒状の部材8に接触した時点でサイジング剤液の膜はすべて除去されたために、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置や、ガイドローラー5にまで液膜を残したまま、炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の実施例7に示す。
(Example 7)
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the carbon fiber bundle is not contacted between the carbon fiber bundles at a position of 5 cm from the position where the carbon fiber bundles have come out from the liquid surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3. The carbon fiber bundles were processed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the bar-shaped member 8 was disposed. In Example 7, pressurized air is not injected. Immediately after the carbon fiber bundle comes out from the surface of the sizing agent liquid in the dipping tank 3, a film of the sizing agent liquid is formed. When the film of the sizing agent liquid comes into contact with the rod-shaped member 8, the sizing is performed. Since all of the film of the chemical solution was removed, the carbon fiber bundle did not reach while leaving the liquid film at a position 25 cm from the liquid surface, which is the middle point of the pulling distance, and the guide roller 5. Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. Table 7 shows the results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle to which the sizing agent was adhered (carbon fiber bundle wound on a bobbin after the drying treatment).

(実施例8)
図3(a)および(b)に示すように、浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た位置から10cmの位置に、炭素繊維束に接触しないように溝付きローラー9を配した以外は、実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。なお、実施例8では、加圧エアーの噴射は行っていない。また、この溝付きローラー9は、炭素繊維束の走行方向と逆方向に回転する駆動ローラーとした。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後には、サイジング剤液の膜が形成されたが、サイジング剤液の膜が溝付きローラーの溝頂部9aに接触した時点でサイジング剤液の膜はすべて除去されたために、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置や、ガイドローラー5にまで液膜を残したまま、炭素繊維束が到達することはなかった。また、ガイドローラー5上の炭素繊維束の糸幅は均一であった。また、2時間の連続処理の間、毛羽の発生もなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の実施例8に示す。
(Example 8)
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), a grooved roller is placed at a position 10 cm from the position where the carbon fiber bundle comes out from the surface of the sizing agent liquid in the dipping tank 3 so as not to contact the carbon fiber bundle. A carbon fiber bundle was treated and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 9 was provided. In Example 8, the injection of pressurized air is not performed. The grooved roller 9 was a drive roller that rotated in the direction opposite to the traveling direction of the carbon fiber bundle. Immediately after the carbon fiber bundle comes out from the surface of the sizing agent liquid in the dipping tank 3, a film of the sizing agent liquid is formed, but when the film of the sizing agent liquid contacts the groove top 9a of the grooved roller. Since all the film of the sizing agent liquid was removed, the carbon fiber bundle did not reach while leaving the liquid film at the position 25 cm from the liquid surface, which is the middle point of the pulling distance, and the guide roller 5. . Further, the yarn width of the carbon fiber bundle on the guide roller 5 was uniform. Further, no fluff was generated during the continuous treatment for 2 hours, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. Table 8 shows the results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle to which the sizing agent was adhered (carbon fiber bundle wound on a bobbin after drying treatment).

(比較例1)
炭素繊維束に加圧エアーを噴射しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後から、サイジング剤液の膜が形成され、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置にまで到達する場合や、ガイドローラー5に接触する直前までサイジング剤液の膜が残存する場合もあった。サイジング剤液の膜はガイドローラー5に接触すると同時に消失したが、このような状態でガイドローラー5に接触した炭素繊維束は、ガイドローラー5上で糸幅の拡幅が確認でき、実施例1と比較して、並行処理した30本の炭素繊維束の糸幅も明らかに不均一であった。2時間の連続処理の間、毛羽の発生はなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の比較例1に示す。
(Comparative Example 1)
The carbon fiber bundle was treated and evaluated in the same manner as in Example 1 except that pressurized air was not jetted onto the carbon fiber bundle. Immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3, a film of the sizing agent liquid is formed and reaches a position of 25 cm from the liquid surface which is an intermediate point of the pulling distance, In some cases, a film of the sizing agent liquid remained until just before contacting the guide roller 5. The film of the sizing agent solution disappeared simultaneously with the contact with the guide roller 5, but the carbon fiber bundle in contact with the guide roller 5 in such a state can be confirmed to have a widened yarn width on the guide roller 5. In comparison, the yarn widths of the 30 carbon fiber bundles processed in parallel were also clearly non-uniform. During the continuous treatment for 2 hours, no fluff was generated, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. The results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle (carbon fiber bundle wound on a bobbin after drying treatment) to which the sizing agent is adhered are shown in Comparative Example 1 in Table 1.

(比較例2)
噴射ノズル4の配置を、炭素繊維束が浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から出た位置から40cmの位置とした以外は、実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後から、サイジング剤液の膜が形成され、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置にまで到達する場合もあった。サイジング剤液の膜は加圧エアーの衝突部ではすべて除去されたために、ガイドローラー5にまで液膜を残したままの炭素繊維束が到達することはなかったが、サイジング剤液の膜により生じた炭素繊維束の糸幅の拡幅は解消されず、ガイドローラー5上では糸幅の拡幅が確認でき、実施例1と比較して、並行処理した30本の炭素繊維束の糸幅も不均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。2時間の連続処理の間、毛羽の発生はなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の比較例2に示す。
(Comparative Example 2)
The carbon fiber bundle is treated in the same manner as in Example 1 except that the arrangement of the injection nozzle 4 is 40 cm from the position where the carbon fiber bundle comes out of the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3. evaluated. Immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3, a film of the sizing agent liquid may be formed and reach a position of 25 cm from the liquid surface that is the middle point of the lifting distance. It was. Since the film of the sizing agent liquid was completely removed at the collision part of the pressurized air, the carbon fiber bundle with the liquid film remaining on the guide roller 5 did not reach, but it was generated by the film of the sizing agent liquid. The widening of the yarn width of the carbon fiber bundle was not eliminated, and the widening of the yarn width could be confirmed on the guide roller 5. Compared with Example 1, the yarn width of the 30 carbon fiber bundles processed in parallel was not uniform. Met. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. During the continuous treatment for 2 hours, no fluff was generated, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. The results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle to which the sizing agent is adhered (carbon fiber bundle wound on a bobbin after drying treatment) are shown in Comparative Example 2 in Table 1.

(比較例3)
噴射ノズル4およびガイドローラー5を図4に示すように配置し、炭素繊維束をガイドローラー5で引き上げた後、引き上げ方向とは逆方向の接線方向にガイドローラー5上の炭素繊維束に対して、衝突部での流速を30.0m/秒として、加圧エアーを噴射した以外は実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後から、サイジング剤液の膜が形成され、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置にまで到達する場合もあった。ガイドローラー5にまで液膜を残したままの炭素繊維束が到達することはなかったが、サイジング剤液の膜により生じた炭素繊維束の糸幅の拡幅は解消されず、ガイドローラー5上では糸幅の拡幅が確認でき、実施例1と比較して、並行処理した30本の炭素繊維束の糸幅も不均一であった。なお、加圧エアーを噴射しても浸漬槽3内のサイジング剤液の液面はわずかに揺れる程度であり、サイジング剤液が飛散して周囲を汚染することはなかった。加圧エアーの噴射を開始してから1時間後には、ガイドローラー5にサイジング剤液の乾燥・固着は見られ、これによる単糸の巻き付きが発生したため、得られた炭素繊維束の品位は低いものであった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の比較例3に示す。
(Comparative Example 3)
After the injection nozzle 4 and the guide roller 5 are arranged as shown in FIG. 4 and the carbon fiber bundle is pulled up by the guide roller 5, the carbon fiber bundle on the guide roller 5 is tangential to the direction opposite to the pulling direction. The carbon fiber bundles were treated and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the flow velocity at the collision part was 30.0 m / second and pressurized air was injected. Immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3, a film of the sizing agent liquid may be formed and reach a position of 25 cm from the liquid surface that is the middle point of the lifting distance. It was. Although the carbon fiber bundle with the liquid film remaining on the guide roller 5 did not reach, the widening of the yarn width of the carbon fiber bundle caused by the film of the sizing agent liquid was not eliminated, and on the guide roller 5 The widening of the yarn width was confirmed, and compared with Example 1, the yarn widths of the 30 carbon fiber bundles processed in parallel were also non-uniform. In addition, even if pressurized air was injected, the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3 was only slightly shaken, and the sizing agent liquid was not scattered and contaminated the surroundings. One hour after the start of the injection of the pressurized air, the sizing agent liquid was dried and fixed on the guide roller 5 and the single yarn was wound by this, so the quality of the obtained carbon fiber bundle was low. It was a thing. The results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle (carbon fiber bundle wound around the bobbin after the drying treatment) to which the sizing agent is adhered are shown in Comparative Example 3 in Table 1.

(比較例4)
炭素繊維束がサイジング剤液の液面を出てから、ガイドローラー5に至るまでの距離を20cmとした以外は、比較例3と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。加圧エアーの噴射を開始した直後から、浸漬槽3内のサイジング剤液の液面が大きく波立ち、サイジング剤が周囲に飛散したために、実験を中止した。
(Comparative Example 4)
The carbon fiber bundle was treated and evaluated in the same manner as in Comparative Example 3 except that the distance from the carbon fiber bundle coming out of the sizing agent liquid to the guide roller 5 was 20 cm. Immediately after the start of injection of pressurized air, the liquid level of the sizing agent liquid in the dipping tank 3 was greatly swollen and the sizing agent was scattered around, so the experiment was stopped.

(比較例5)
噴射ノズル4を図5に示すように配置し、炭素繊維束をガイドローラー5で引き上げた後、ガイドローラー5上の炭素繊維束に対して、加圧エアーを噴射した以外は実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から、炭素繊維束が出た直後から、サイジング剤液の膜が形成され、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置にまで到達する場合や、ガイドローラー5に接触する直前までサイジング剤液の膜が残存する場合もあった。サイジング剤液の膜はガイドローラー5に接触すると消失したが、このような状態でガイドローラー5に接触した炭素繊維束は、加圧エアーが噴射された後もガイドローラー5上で糸幅の拡幅が確認でき、実施例1と比較して、並行処理した30本の炭素繊維束の糸幅も不均一なものであった。なお、ガイドローラー5にサイジング剤液の乾燥・固着は見られ、これによる単糸の巻き付きが発生したため、得られた炭素繊維束の品位は低いものであった。得られた炭素繊維束の糸幅測定の結果を表1の比較例5に示す。
(Comparative Example 5)
The injection nozzle 4 is arranged as shown in FIG. 5, the carbon fiber bundle is pulled up by the guide roller 5, and then the pressurized air is jetted onto the carbon fiber bundle on the guide roller 5. The carbon fiber bundle was processed by the method of and evaluated. The film of the sizing agent liquid is formed immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3, and reaches the position of 25 cm from the liquid level that is the middle point of the lifting distance. In some cases, a film of the sizing agent liquid remains until just before contact with the guide roller 5. The film of the sizing agent solution disappeared when it contacted the guide roller 5, but the carbon fiber bundle that contacted the guide roller 5 in such a state increased the yarn width on the guide roller 5 even after the pressurized air was jetted. As compared with Example 1, the yarn widths of the 30 carbon fiber bundles processed in parallel were also non-uniform. In addition, since the sizing agent solution was dried and fixed on the guide roller 5 and the single yarn was wound by this, the quality of the obtained carbon fiber bundle was low. The results of measuring the yarn width of the obtained carbon fiber bundle are shown in Comparative Example 5 in Table 1.

(比較例6)
噴射ノズル4を図6に示すように配置し、ガイドローラー5を経た後の炭素繊維束に対して、加圧エアーを噴射した以外は実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から、炭素繊維束が出た直後から、サイジング剤液の膜が形成され、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置にまで到達する場合や、ガイドローラー5に接触する直前までサイジング剤液の膜が残存する場合もあった。サイジング液の膜はガイドローラー5に接触すると消失したが、このような状態でガイドローラー5に接触した炭素繊維束は、ガイドローラー5上で糸幅の拡幅が確認でき、実施例1と比較して、並行処理した30本の炭素繊維束の糸幅も不均一なものであった。なお、2時間の連続処理の間、毛羽の発生はなく、またガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られた炭素繊維束の糸幅測定の結果を表1の比較例6に示す。
(Comparative Example 6)
The injection nozzle 4 is disposed as shown in FIG. 6, and the carbon fiber bundle is processed in the same manner as in Example 1 except that pressurized air is injected onto the carbon fiber bundle after passing through the guide roller 5. evaluated. The film of the sizing agent liquid is formed immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid level of the sizing agent liquid in the immersion tank 3, and reaches the position of 25 cm from the liquid level that is the middle point of the lifting distance. In some cases, a film of the sizing agent liquid remains until just before contact with the guide roller 5. The film of the sizing solution disappeared when it contacted the guide roller 5, but the carbon fiber bundle that was in contact with the guide roller 5 in such a state could confirm the widening of the yarn width on the guide roller 5, and compared with Example 1. Thus, the yarn widths of the 30 carbon fiber bundles processed in parallel were also non-uniform. During the continuous treatment for 2 hours, no fluff was generated, and the sizing solution was not dried or fixed on the guide roller 5. The results of measuring the yarn width of the obtained carbon fiber bundle are shown in Comparative Example 6 in Table 1.

(比較例7)
炭素繊維束への付与張力を、6.0cN/texとした以外は、比較例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後の、サイジング剤液の膜の形成頻度は比較例1と比較すると少なかったものの、ゼロになることはなく、引き上げ距離の中間地点である液面から25cmの位置にまで到達する場合もあった。ガイドローラー5にまで液膜を残したまま、炭素繊維束が到達することはなかったが、サイジング剤液の膜により生じた炭素繊維束の糸幅の拡幅は解消されず、ガイドローラー5上では糸幅の拡幅が確認でき、実施例1と比較して30本の炭素繊維束の糸幅も不均一であった。2時間の連続処理の間、炭素繊維束には常に毛羽が発生し、ガイドローラー5や水切りローラー6や乾燥ロール7には単糸の巻き付きが多発したため、得られた炭素繊維束の品位は低いものであった。なお、ガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られた炭素繊維束の糸幅測定の結果を表1の比較例7に示す。
(Comparative Example 7)
The carbon fiber bundle was processed and evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the tension applied to the carbon fiber bundle was 6.0 cN / tex. Immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent solution in the immersion tank 3, the film forming frequency of the sizing agent solution is less than that of the comparative example 1, but it does not become zero, and the lifting distance of In some cases, it reached a position of 25 cm from the liquid level as an intermediate point. The carbon fiber bundle never reached the guide roller 5 while leaving the liquid film, but the widening of the yarn width of the carbon fiber bundle caused by the film of the sizing agent liquid was not eliminated, and on the guide roller 5 The widening of the yarn width could be confirmed, and the yarn widths of the 30 carbon fiber bundles were not uniform as compared with Example 1. During continuous processing for 2 hours, fluff was always generated in the carbon fiber bundle, and the guide roller 5, the draining roller 6 and the drying roll 7 were frequently wound with a single yarn, so the quality of the obtained carbon fiber bundle was low. It was a thing. Note that the sizing agent liquid was not dried or adhered to the guide roller 5. The results of measuring the yarn width of the obtained carbon fiber bundle are shown in Comparative Example 7 in Table 1.

(比較例8)
図7に示すように、浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た位置から10cmの位置に、炭素繊維束に接触して回転する平ローラー5aを配した。すなわち、比較例8では、この平ローラー5aと、他の例と同様にサイジング剤液の液面から50cmの位置に設けたガイドローラー5との2つのローラーで炭素繊維束を引き上げる構成とした。このため、比較例8の引き上げ距離は、液面から第1の引き上げローラーである平ローラー5aまでの距離となり、10cmとなる。この平ローラー5aの設置以外は、実施例1と同様の方法で炭素繊維束を処理し、評価した。なお、比較例8では、加圧エアーの噴射は行っていない。また、この平ローラー5aはフリーローラーとした。浸漬槽3内のサイジング剤液の液面から炭素繊維束が出た直後には、サイジング剤液の膜が形成され、引き上げ距離の中間地点である液面から5cmの位置にまで到達する場合や、ガイドローラー5aに接触する直前までサイジング剤液の膜が残存する場合もあった。サイジング剤液の膜は平ローラー5aに接触すると同時に消失したが、このような状態で平ローラー5aに接触した炭素繊維束は、平ローラー5a上や、ガイドローラー5上でも糸幅の拡幅が確認でき、実施例1と比較して、並行処理した30本の炭素繊維束の糸幅も明らかに不均一であった。2時間の連続処理の間、毛羽の発生はなく、また平ローラー5aやガイドローラー5には、サイジング剤液の乾燥・固着は見られなかった。得られたサイジング剤の付着した炭素繊維束(乾燥処理後にボビンに巻き取った炭素繊維束)の糸幅測定の結果を表1の比較例8に示す。
(Comparative Example 8)
As shown in FIG. 7, a flat roller 5 a that rotates in contact with the carbon fiber bundle was disposed at a position 10 cm from the position where the carbon fiber bundle came out from the surface of the sizing agent solution in the immersion tank 3. That is, in Comparative Example 8, the carbon fiber bundle was pulled up by two rollers, the flat roller 5a and the guide roller 5 provided at a position 50 cm from the liquid surface of the sizing agent liquid, as in the other examples. For this reason, the pulling distance of Comparative Example 8 is a distance from the liquid level to the flat roller 5a that is the first pulling roller, and is 10 cm. Except for the installation of the flat roller 5a, the carbon fiber bundle was processed and evaluated in the same manner as in Example 1. In Comparative Example 8, pressurized air is not injected. The flat roller 5a was a free roller. Immediately after the carbon fiber bundle comes out from the liquid surface of the sizing agent liquid in the immersion tank 3, a film of the sizing agent liquid is formed and reaches a position of 5 cm from the liquid surface which is an intermediate point of the lifting distance. In some cases, a film of the sizing agent liquid remains until just before contacting the guide roller 5a. The film of the sizing agent solution disappeared at the same time as it contacted the flat roller 5a. However, the carbon fiber bundle that contacted the flat roller 5a in such a state was confirmed to be widened on the flat roller 5a and the guide roller 5 as well. Compared to Example 1, the yarn widths of the 30 carbon fiber bundles processed in parallel were also clearly non-uniform. During the continuous treatment for 2 hours, no fluff was generated, and neither drying nor fixing of the sizing agent liquid was observed on the flat roller 5a or the guide roller 5. The results of yarn width measurement of the obtained carbon fiber bundle (carbon fiber bundle wound around the bobbin after the drying treatment) to which the sizing agent is adhered are shown in Comparative Example 8 in Table 1.

Figure 0005870526
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本発明の製造方法は、並走する複数の炭素繊維束をサイジング剤液に浸漬させた後、サイジング剤液の液面よりも上方に配置された引き上げローラーを経由させて、サイジング剤液に浸漬させた複数の炭素繊維束を引き上げた後に、乾燥処理を行うサイジング処理工程を含む。   In the production method of the present invention, a plurality of parallel running carbon fiber bundles are immersed in the sizing agent solution, and then immersed in the sizing agent solution via a pulling roller disposed above the liquid level of the sizing agent solution. It includes a sizing process step of performing a drying process after pulling up the plurality of carbon fiber bundles.

また、本発明では、複数の炭素繊維束をサイジング処理する際に、サイジング剤液含浸炭素繊維束が該サイジング剤液の液面を出てから、引き上げローラーに接するまでに走行する走行路の中間地点を走行するよりも前に、隣り合うサイジング剤液含浸炭素繊維束の間に形成されるサイジング剤液の膜の除去を行い、その後にサイジング剤液含浸炭素繊維束の乾燥処理を行う。即ち、炭素繊維束がサイジング剤液の膜を有さない状態で、サイジング剤の液面と、引き上げローラーとの間の炭素繊維束の走行路の中間地点を走行し、この膜を有さない状態で引き上げローラーに供給される。このため、従来の製造方法と比較して、サイジング剤液の膜によって生じるサイジング剤液含浸炭素繊維束の拡幅を解消でき、サイジング処理された炭素繊維束における繊維軸方向の糸幅のバラツキを減少させ、さらには並行処理される複数の炭素繊維束間において糸幅を均一化することが可能である。   Further, in the present invention, when sizing a plurality of carbon fiber bundles, the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle is intermediate in the traveling path from when the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle exits the liquid surface until it comes into contact with the pulling roller. Before traveling on the spot, the film of the sizing agent liquid formed between adjacent sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles is removed, and then the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundles are dried. That is, while the carbon fiber bundle does not have a film of the sizing agent liquid, the carbon fiber bundle travels in the middle of the traveling path of the carbon fiber bundle between the liquid surface of the sizing agent and the pulling roller, and does not have this film. In the state, it is supplied to the lifting roller. For this reason, compared with the conventional manufacturing method, the widening of the sizing agent liquid-impregnated carbon fiber bundle caused by the sizing agent liquid film can be eliminated, and the variation in the yarn width in the fiber axis direction in the sized carbon fiber bundle is reduced. Furthermore, it is possible to make the yarn width uniform among a plurality of carbon fiber bundles that are processed in parallel.

1 炭素繊維束
2 浸漬ローラー
3 サイジング剤液槽(浸漬槽)
4 噴射ノズル
5 ガイドローラー(引き上げローラー)
5a 平ローラー(引き上げローラー)
6 水切りローラー(ニップローラー)
7 加熱ローラー
8 棒状の部材
9 溝付きローラー
9a 溝付きローラーの溝頂部
1 Carbon fiber bundle 2 Immersion roller 3 Sizing agent bath (immersion bath)
4 Injection nozzle 5 Guide roller (lifting roller)
5a Flat roller (lifting roller)
6 Draining roller (nip roller)
7 Heating roller 8 Bar-shaped member 9 Grooved roller 9a Groove top of grooved roller

Claims (5)

並走する複数の炭素繊維束をサイジング剤液に浸漬させた後、該サイジング剤液の液面よりも上方に配置された引き上げローラーを経由させて、該サイジング剤液に浸漬させた該複数の炭素繊維束を引き上げた後に、乾燥処理を行うサイジング処理工程を含むサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法であって、
該サイジング処理工程において、該複数の炭素繊維束が、該サイジング剤液の液面を出てから、該引き上げローラーに接するまでに走行する走行路の中間地点を走行するよりも前に、該サイジング剤液の液面から出た後の該複数の炭素繊維束のうちの隣り合う炭素繊維束の間で形成される該サイジング剤液の膜を除去するサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法。
After immersing a plurality of carbon fiber bundles running in parallel in a sizing agent solution, the plurality of carbon fiber bundles immersed in the sizing agent solution via a pulling roller disposed above the liquid level of the sizing agent solution A method for producing a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent solution including a sizing treatment step of performing a drying process after pulling up the carbon fiber bundle,
In the sizing treatment step, the sizing is performed before the plurality of carbon fiber bundles travel on the intermediate point of the traveling path from the time when the carbon fiber bundle comes out of the liquid surface of the sizing agent solution and comes into contact with the pulling roller. A method for producing a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent liquid, wherein a film of the sizing agent liquid formed between adjacent carbon fiber bundles of the plurality of carbon fiber bundles after coming out of the liquid surface of the agent liquid is removed.
該サイジング処理工程において、該サイジング剤液に浸漬させた該複数の炭素繊維束のうちの隣り合う炭素繊維束の間に形成される膜に対して、加圧気体を噴射することによって、該サイジング剤液の膜を除去する請求項1に記載のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法。   In the sizing treatment step, the sizing agent liquid is injected by injecting a pressurized gas onto a film formed between adjacent carbon fiber bundles among the plurality of carbon fiber bundles immersed in the sizing agent liquid. The method for producing a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent solution according to claim 1, wherein the film is removed. 噴射ノズルを用いて該加圧気体を噴射し、該引き上げローラーに該加圧気体が直接当たらないように該噴射ノズルを配置する請求項2に記載のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法。   The method for producing a sizing-agent-impregnated carbon fiber bundle according to claim 2, wherein the pressurized gas is sprayed using a spray nozzle, and the spray nozzle is disposed so that the pressurized gas does not directly hit the pulling roller. 該サイジング処理工程において、該サイジング剤液の液面と該引き上げローラーとの間に、該サイジング剤液の膜を除去する部材を、該サイジング剤液に浸漬させた該複数の炭素繊維束に接触しない位置に設置し、その際、該部材の少なくとも一部分を、該サイジング剤液に浸漬させた該複数の炭素繊維束のうちの隣り合う炭素繊維束の間に位置させることによって、該サイジング剤液の膜を除去する請求項1に記載のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法。   In the sizing treatment step, a member for removing a film of the sizing agent liquid is in contact with the plurality of carbon fiber bundles immersed in the sizing agent liquid between the liquid level of the sizing agent liquid and the pulling roller. The film of the sizing agent liquid is disposed by placing at least a part of the member between adjacent carbon fiber bundles of the plurality of carbon fiber bundles immersed in the sizing agent liquid. The method for producing a carbon fiber bundle impregnated with a sizing agent solution according to claim 1, wherein the carbon fiber bundle is removed. 該サイジング処理工程において、該複数の炭素繊維束に付与する張力を0.5cN/tex以上5.0cN/tex以下とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のサイジング剤液含浸炭素繊維束の製造方法。   The sizing agent liquid-impregnated carbon fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein in the sizing treatment step, a tension applied to the plurality of carbon fiber bundles is 0.5 cN / tex or more and 5.0 cN / tex or less. A method of manufacturing a bundle.
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