(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液槽に浸漬した薬液含浸炭素繊維糸条から過剰の薬液を搾液するに当たり、薬液槽から引き上げた各糸条を、糸条が入る程度の溝巾と糸条巾より大の溝深さの溝を複数有し、糸条の走行方向に糸条の走行速度より低い緩速回転する溝付きロールの各溝に、溝底部に接触させることなく走行させ、走行糸条を走行時の揺れによって溝壁のいずれか一方に押し付けることを特徴とする薬液含浸炭素繊維糸条の搾液方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薬液含浸炭素繊維糸条から過剰の薬液を搾液する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、炭素繊維は、その製造工程や加工工程で、電解処理、洗浄処理、サイジング処理、樹脂処理等の各種薬液による含浸処理が施されているが、炭素繊維糸条に薬剤が過剰に付着する場合には、付着斑が生じたり、特に過剰付着部分では糸条同士の接着が起こり、毛羽が発生し、更には糸切れが生じるという問題が発生する。
【０００３】
炭素繊維糸条への薬剤の過剰の付着を減少させるには、薬液に浸漬した薬液含浸炭素繊維糸条をニップローラーを通したり、複数のロールを反転させながら通したり、コームを通したりして過剰の薬液を搾取する方法や、特開平７−１４５５４９号公報等で開示されているようなサイジング剤含浸炭素繊維糸条に加圧気体を吹き付けて過剰なサイジング剤を除去する方法がある。
【０００４】
しかしなら、前者の方法は接触式であるため毛羽の発生は免れ得ず、また巻き付きの危険があり、後者の方法は非接触式であり毛羽の発生が低減されるものの、走行糸条に直角に加圧気体を吹き付ける場合は、ガイドなしには糸条が動揺して除液効果が低く、またサイジング剤が飛散し、汚染を招いたり、サイジング剤の回収を困難にするという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、薬液槽に浸漬した薬液含浸炭素繊維糸条から過剰の薬液を搾液する方法について検討の結果、糸条を深溝の緩速回転の溝付きロールを通すならば搾液効果的のあることを見出し、更に検討の結果本発明に至ったものである。本発明の目的は、炭素繊維の製造工程或いは加工工程における薬液処理において、薬液を含浸させた炭素繊維糸条から過剰の薬液を、毛羽の発生及び薬液の飛散を伴うことなく、糸条毎に効果的に搾液することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、薬液槽に浸漬した薬液含浸炭素繊維糸条から過剰の薬液を搾液するに当たり、薬液槽から引き上げた各糸条を、糸条が入る程度の溝巾と糸条巾より大の溝深さの溝を複数有し、糸条の走行方向に糸条の走行速度より低い緩速回転する溝付きロールの各溝に、溝底部に接触させることなく走行させ、走行糸条を走行時の揺れによって溝壁のいずれか一方に押し付けることを特徴とする薬液含浸炭素繊維糸条の搾液方法、にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において適用される薬液槽は、薬液の種類、設置位置等にもよるが、薬液を炭素繊維糸条に含浸させるための、一部又は全部が薬液中に浸っている浸漬ローラーが配置された構造のものであれば、特に浸漬ロール等の数にも制限はなく、炭素繊維糸条の本数等により槽の大きさが適宜選択される。
【０００８】
また、炭素繊維糸条に含浸させる薬液は、電解処理での硝酸等の電解液、洗浄処理での洗浄液、サイジング処理でのサイジング液、樹脂処理での樹脂液等が挙げられる。
【０００９】
本発明においては、薬液槽から引き上げた薬液含浸炭素繊維糸条を、糸条の走行速度より低い緩速で糸条の走行方向と同方向に回転する深溝の溝付きロールの各溝に通して走行させることを要する。溝付きロールの各溝は、糸条が入る程度の溝巾と糸条巾より大の溝深さの深溝であり、特に糸条巾と同じ巾の溝巾で、糸条巾の２倍以上の溝深さの深溝であることが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、走行する糸条が走行中に生ずる揺れにより溝付きロールの深溝の溝壁のいずれか一方に押し付けられることにより搾液が行われる。溝付きローラにおける深溝の溝巾が糸条巾より小では、無理な押し付けにより毛羽が発生し易くなり、糸条巾より大になると、押し付けが低下して搾液効果がないだけでなく、通過させる糸条量が少なくなり生産量を低下させる。
【００１１】
本発明においては、薬液含浸の各炭素繊維糸条を溝付きローラの溝の溝底部に接触させることなく走行させることが、搾液された薬液が再付着するのを避けるうえで好ましい。糸条を溝底部に非接触状態にするには糸条の走行距離、張力状態等を考慮し溝付きローラを配置することにより達せられる。搾液された薬液は、回転する溝付きローラの溝の溝壁を伝わりさらに溝底部に沿って流下し、溝付きローラの下方で回収される。溝の溝深さが浅いと、糸条を溝底部に非接触状態で走行させることが困難になる。
【００１２】
溝付きロールの回転速度は、糸条の走行速度より低い緩速であることが必要であり、好ましくは糸条の走行速度の０．２倍程度の速度であり、溝付きロールの回転がない場合は、糸条と溝壁との擦過が生じ毛羽が生じ易くなり、溝付きロールの回転速度が糸条の走行速度を超えると、搾液効果が低下する傾向にあり、同時に毛羽の発生、巻き付きを生じることがある。
【００１３】
また、溝付きロールは、その少なくとも溝内面が摩擦係数０．８以下の材質からなることが、糸条と溝壁との擦過を小さくするうえで好ましく、かかる材質としては、特に分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレン（摩擦係数０．１２）、ナイロン（摩擦係数０．４４〜０．６６）、高密度ポリエチレン（摩擦係数０．６１）、フッ素樹脂（摩擦係数０．７２）等が好ましいものとして挙げられ、本発明においては、ロールの本体部及び溝部が特に超高分子量ポリエチレンからなる溝付きロールが好適に用いられる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例中、評価は次の方法に拠った。
【００１５】
（水分率）
含浸させた薬液の含有率を、薬液を水として、水分率（重量％）で示した。
（毛羽の発生、ロール巻付き）
過剰の薬液の搾液状態を観察し、毛羽の発生、ロール巻付きの各状態につき、現象の生じないものを○、生じるものを×で判定した。
【００１６】
（実施例１）
炭素繊維糸条（単繊維繊度１．１ｄｔｅｘ、単繊維数１２０００本）１００本をそれぞれ所定間隔の並列状態で、硝酸水溶液の電解液を満たした電解槽に浸漬し、この槽から浸漬ロールを経た糸条をロールで引き上げ、水平方向に走行させると共に、走行する各糸条を、糸条巾の１．０倍の溝巾で糸条巾の２．０倍の溝深さの深溝を１００個有し、糸条の走行方向に糸条の走行速度の０．２倍（１／５）の速度で緩速回転するロール本体部直径２００ｍｍの超高分子量ポリエチレン製溝付きロールの各溝に溝中間部に糸条の中心を位置させて走行させ、走行時の揺れにより糸条を溝壁のいずれか一方に押し付けることにより糸条に付与された過剰の電解質を搾液しつつ、巻き取った。
【００１７】
得られた炭素繊維糸条について、その水分率、毛羽の発生、ロール巻付きの各状態を表１に示した。
【００１８】
（比較例１）
実施例１において、溝付きロールに代えて溝のない鏡面ロールを用い、ロール面に糸条を接触させた以外は、実施例１と同様にして糸条を巻き取った。得られた処理糸条について、その水分率、毛羽の発生、ロール巻付きの状態を表１に示した。
【００１９】
（比較例２）
実施例１において、溝付きロールに代えて歯と歯の間隔が糸条巾と同じ固定されたコームを用いた以外は、実施例１と同様にして糸条を巻き取った。得られた処理糸条について、その水分率、毛羽の発生、ロール巻付きの状態を表１に示した。
【００２０】
（比較例３〜４）
実施例１において、溝付きロールを回転速度が０、回転速度が糸条の走行速度の１．２倍とした以外は、実施例１と同様にして糸条を巻き取った。得られた処理糸条について、その水分率、毛羽の発生、ロール巻付きの状態を表１に示した。
【００２１】
（比較例５〜６）
実施例１において、溝付きロールを糸条巾の０．５倍の溝巾で糸条巾の６倍の溝深さの溝付きロール、糸条巾の６倍の溝巾で糸条巾の０．５倍の溝深さの溝付きロールにそれぞれ代えた以外は、実施例１と同様にして糸条を巻き取った。得られた処理糸条について、その水分率、毛羽の発生、ロール巻付きの状態を表１に示した。
【００２２】
（実施例２〜３）
実施例１において、電解槽を、水系サイジング剤のサイジング槽、水主体の洗浄槽にそれぞれ代えた以外は、実施例１と同様にして糸条を巻き取った。得られた処理糸条について、その水分率、毛羽の発生、ロール巻付きの状態を表１に示した。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、炭素繊維の製造工程或いは加工工程における炭素繊維糸条への薬液の含浸処理の際、薬液を含浸させた炭素繊維糸条から過剰の薬液を毛羽の発生及び糸切れを伴うことなく、効果的に搾液することができる。また搾液が糸条毎に行われるので糸条相互の合糸のない状態で処理糸条を得ることができる。