JPH04148773A - 繊維巻取り用ボビン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の１ 本発明は、繊維を巻取る繊維巻取り用ボビンに関し、特
に炭素繊維用ピッチ繊維やその不融化繊維など脆い繊維
を巻取るのに好適な巻取り用ボビンに関する。

１遼Ｊと１迷 例えば炭素質ピッチを溶融紡糸して製造されたピッチ繊
維は、一端巻取り用ボビンに巻取った後ボビンから解舒
して合糸し、その後合糸したピッチ繊維を不融化し、次
いで予備炭化を行ない又は行なわずに炭化し、必要に応
じて更に黒鉛化して、炭素繊維に形成されている。

上記のピッチ繊維及びその不融化繊維を巻取る巻取り用
ボビンには、従来、主として紙管や塩化ビニル、ポリプ
ロピレン（ＰＰ）、ベークライト等のプラスチック管或
いはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）　、炭素
繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の繊維強化複合樹
脂材料（ＦＲＰ）の管が用いられている。

が　　　゛　　　　よ　　　と　　　るしかしながら、
これら従来のボビンでは、次のような難点があった。

（１）ボビンの胴部表面は平滑仕上げされているが、ピ
ッチ繊維及びその不融化繊維が脆い繊維であることから
巻取った繊維を解舒する際に、ボビンの胴部表面で糸残
りや糸切れが生じ、繊維を全量、最後まで解舒すること
が不可能であり、解舒の際の歩留りが悪い。

（２）糸残りや糸切れにより解舒されたピッチ繊維及び
その不融化繊維に毛羽が発生して、最終製品である炭素
繊維に毛羽を誘発するなど品質面でよくない結果を招来
する。

（３）ボビン胴部表面の平滑仕上げの検査、補修を使用
前に全数のボビンについて行なう必要があり、繰り返し
使用するボビン胴部表面のメンテナンスに多大な労力を
要する。

従って本発明の目的は、炭素繊維用ピッチ繊維やその不
融化繊維など脆い繊維を巻取ったのち解舒する際に、ボ
ビン胴部表面で糸残りや糸切れを発生せず且つ毛羽立ち
を生じることなく、巻取った繊維を全量解舒することが
でき、ボビン胴部表面の仕上げの使用前の検査、補修を
簡略化することを可能とした繊維看取り用ボビンを提供
することである。

るための 上記目的は本発明に係る繊維巻取り用ボビンにて達成さ
れる。要約すれば本発明は、繊維を巻取る巻取り用ボビ
ンであって、その繊維を巻取る胴部表面にエツジに丸み
が付いた微細な凹凸模様を形成したことを特徴とする繊
維巻取り用ボビンである。本発明の好ましい態様によれ
ば、前記凹凸模様を構成する凹凸の深さが１０〜７００
μｍ、凹凸のエツジを為す丸みの曲率半径が５〜１００
０μｍ、凹凸の凸部の最大平面寸法が１０〜２０００μ
ｍ、凹凸の凸部面積が４５〜７０％とされる。

以下、本発明の繊維巻取り用ボビンについて詳述する。

本発明では、繊維巻取り用ボビンの胴部に巻取った炭素
繊維用ピッチ繊維やその不融化繊維などの脆い繊維、例
えばピッチ繊維を解舒する際に胴部表面で糸残りや断糸
、毛羽立ちが発生するのは、胴部表面が平滑であるため
ピッチ繊維と胴部表面との粘着力が大きくなるからであ
ると判断して、これらの間の粘着力を小さくするために
、胴部表面に微細な凹凸模様を形成し、然もその凹凸模
様を構成する凹凸のエツジに丸みを付けるようにしたも
のである。同様、不融化繊維についてもピッチ繊維と同
じことが言える。

上記において微細な凹凸模様とは、微細な凹凸がボビン
の胴部表面の限られた箇所でなく、模様を為す如く全面
に形成されることを意味する。

微細な凹凸模様を構成する凹凸のエツジに丸みを付ける
のは、ボビンの胴部表面に微細な凹凸模様を形成するこ
とによりピッチ繊維との粘着力を小さくすることはでき
るが、その凹凸にエツジがあるとエツジに繊維が引っ掛
かったりダメージを受けて、脆いピッチ繊維や不融化繊
維では胴部表面で糸残りや断糸、毛羽立ちを生じてしま
うからである。

上記凹凸のエツジを為す丸みの曲率半径は最大１０００
μｍあればよく、これを超える必要以上に大きな曲率半
径の丸みを付けることは不要であり、又５μｍ未満に小
さくなるとエツジが立ちすぎて、エツジでの繊維の引っ
掛かつりやダメージが発生するので、凹凸のエツジの丸
みの曲率半径は５〜１０００μｍとすることが適当であ
る。

凹凸の凸部の平面形状は、丸、楕円、菱形、長方形、四
角形、三角形、星形などいずれでもよく、２種以上の平
面形状の凸部が重なったものでも、混在したものでもよ
い、凹凸の凸部の最大平面寸法は、ボビン胴部表面の繊
維との粘着力を小さくするためには、１０〜２０００μ
ｍとすることがよく、好ましくは３０〜１４００μｍで
ある。

凹凸の深さ（凹凸の凹部下端から凸部上端までの長さ）
は、１０〜７００μｍの範囲がよい、凹凸の深さが１０
μｍ未満では、ボビンの胴部表面が平滑であるのと変わ
らず、ボビンに巻取ったピッチ繊維と胴部表面との粘着
力を小さくできない、逆に凹凸の深さが７００μｍを超
えると凹凸が粗すぎて、上述したように凹凸のエツジに
丸みを付けても、繊維の引っ掛かりやダメージをなくす
ことができない。一般に、凹凸の深さが深くなる番こ従
い、凹凸のエツジの丸みは曲率半径を太き（するのが好
ましい。

凹凸の凸部の面積、即ちボビンの胴部表面に占める凸部
の面積は、４５〜７０％であることが好ましく、より好
ましくは５０〜６０％がよい。

以上の微細凹凸模様は、微細な皺目模様であってもよい
。

ボビンの胴部表面にエツジに丸みが付いた微細な凹凸模
様を形成する方法としては種々あるが、例えばポリエチ
レン製発泡シュリンクフィルムなどの表面は、微細且つ
エツジに丸みが付いた凹凸が形成された表面状態となっ
ているので、これをボビンの胴部表面に被せて、適宜な
温度、例えば約１２０℃の熱風で熱収縮して被覆するこ
とにより、胴部表面にエツジに丸みが付いた微細な凹凸
模様を得ることができる。

或いは、微細且つエツジに丸みが付いた凹凸模様仕上げ
を表面に施したプラスチックフィルムをボビンの胴部表
面に貼付けて、プラスチックフィルムによるエツジに丸
みが付いた微細な凹凸模様を胴部表面に得てもよい。

ボビンの胴部表面にサンド、鋼球等によるブラスト処理
を施して、胴部表面にエツジに丸みが付いた微細な凹凸
模様を形成することもできる。

又ボビンを繊維強化複合樹脂材料（ＦＲＰ）製とし、そ
のボビンの作製の際の繊維強化複合樹脂材料のボビンへ
の成形、硬化時に、微細且つエツジに丸みが付いた凹凸
模様仕上げを表面に施したプラスチックフィルムによる
転写で、ボビンの胴部表面にエツジに丸みが付いた微細
な凹凸模様を形成することもできる。

即ち、成形された繊維強化複合樹脂材料を硬化してボビ
ンとする前に、その胴部表面に所定の凹凸模様仕上げを
したプラスチックフィルムを巻付けて胴部表面に凹凸模
様を転写し、その後繊維強化複合樹脂材料を硬化して、
得られたボビンの胴部表面からプラスチックフィルムを
剥せば、胴部表面にエツジに丸みが付いた微細な凹凸模
様を形成することができる。

ボビンの材料は、大気下で表面が変形、変質しないもの
であれば特に制限はないが、吸水性については吸水率０
．１５％以下の実質的に吸水がないものがよい。このよ
うなボビンの材料を例示すれば、塩化ビニル、ベークラ
イト、ポリプロピレン（ｐｐ）及びフッ素コーティング
ナイロン等のプラスチック、ガラス繊維強化プラスチッ
ク（ＧＦＲＰ）及び炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲ
Ｐ）等の繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、アルミニウ
ム合金及び５Ｕ５３０４等の金属な酸洗又はブラスト処
理したものが挙げられる。

１ｉＪＩ 次に、本発明を実施例に基づいて更に説明する。

本発明に従い、塩化ビニルパイプにポリエチレン製発泡
シュリンクフィルムを被覆する等の方法にて、エツジに
曲率半径が５〜１０００μｍの丸みが付いた凹凸の深さ
が１０〜７００μｍ、凸部の最大平面寸法が１０〜２０
００μｍ、凸部面積が４５〜７０％の微細な凹凸模様を
胴部表面に形成したボビン（本発明ボビンＮｌｌ〜５）
を作製した。そしてこれを使用して５００フイラメント
のピッチ繊維を５００ｍ／分の速度で巻取った。次いで
巻取ったピッチ繊維を２０ｇの張力を掛けて８０ｍ／分
の速度で解舒し、その解舒の際のピッチ繊維のボビン胴
部表面の糸残り、糸切れ及び毛羽立ちを目視により調べ
た。

比較のために、従来通り、胴部表面を表面粗さＩＳ〜４
０Ｓの平滑仕上げしたままのボビン（比較ボビンＮ１１
６〜１０）を作製して、同様にピッチ繊維の巻取り、解
舒を行ない、ピッチ繊維のボビン胴部表面への糸残り等
を調べた。

本発明ボビン胆１〜５及び比較ボビンＮ１６〜１０のボ
ビンサイズは、いずれも外径３１８ｍｍＸ幅３２０ｍｍ
であった。

これら本発明ボビン＆　１〜５及び比較ボビン虱６〜ｌ
Ｏについての結果を、ボビンの材料及びその胴部表面の
処方等と併せて第１表に示す。

第１表において、処理の欄のシュリンクフィルムは、ポ
リエチレン製発泡シェリンクフィルム（商品名「タフミ
ラン」東興資材（株）製）を被覆したことを示し、フィ
ルム貼付けは微細凹凸模様仕上げをしたプラスチックフ
ィルムを貼付けたことを示し、作製時転写はボビン作製
時に微細凹凸模様仕上げをしたプラスチックフィルムで
転写したことを示す。

尚、比較ボビン嵐８は、市販の平滑な塩ビパイプをその
まま使用し、特別な平滑処理を行なわなかった。比較ボ
ビン＆９は、市販の光沢がある表面樹脂塗装品をそのま
ま使用し、同様に特別な平滑処理を行なわなかった。比
較ボビン＆１０は、旋盤仕上げで平滑でない粗仕上げで
あり、胴部周方向には線状の傷があった。即ち比較ボビ
ンＮＩＬｌＯの胴部の傷は、暢１００〜２００μｍ、深
さ５０〜ｌＯＯμｍの線傷であるが、この傷がボビンの
胴部に繊維巻取り方向に形成されていることが毛羽の発
生の原因になる。

第１表に示されるように、本発明ボビン磁１〜５では、
ボビンの胴部表面にエツジに丸みが付いた所定の微細な
凹凸模様を形成しているので、巻取ったピッチ繊維を解
舒する際に、本発明ボビン１１１１１Ｌ２で僅かに毛羽
立ちを発生した以外は、ボビン胴部表面への糸残りや、
糸切れ及び毛羽立ちが発生せず、又ボビンＮｌｌ〜５の
いずれもピッチ繊維の全量を最後まで解舒することがで
きた。

これに対し、比較例ボビン＆６〜９では、ボビンの胴部
表面が平滑になっているので、巻取ったピッチ繊維を解
舒する際にボビン胴部表面への糸残りや糸切れ、毛羽立
ちが発生し、又全量解舒することができなかった。比較
ボビン販１０では、ボビン胴部表面の仕上げが旋盤によ
る粗仕上げなので、胴部表面へのピッチ繊維の糸残り及
び断糸は改善されて発生しなくなったものの、依然とし
て解舒に際し毛羽立ちが発生している。

１１立皇１ 以上説明したように、本発明の繊維巻取り用ボビンは、
胴部表面にエツジに丸みが付いた微細な凹凸模様を形成
したので、炭素繊維用ピッチ繊維やその不融化繊維など
脆い繊維を巻取ったのち解舒する際に、ボビン胴部表面
で糸残りや糸切れ、毛羽立ちを発生することなく、巻取
った繊維を全量解舒することができる。又ボビン胴部表
面の仕上げの検査、補修を使用前に綿密に行なう必要が
な（なり、簡略化することが可能となる。

復代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）繊維を巻取る巻取り用ボビンであって、その繊維を
   巻取る胴部表面にエッジに丸みが付いた微細な凹凸模様
   を形成したことを特徴とする繊維巻取り用ボビン。 ２）前記凹凸模様を構成する凹凸の深さが１０〜７００
   μｍ、凹凸のエッジを為す丸みの曲率半径が５〜１００
   ０μｍ、凹凸の凸部の最大平面寸法が１０〜２０００μ
   ｍ、凹凸の凸部面積が４５〜７０％である請求項１記載
   の繊維巻取り用ボビン。