KR19990082275A - 탄소 섬유 패키지 및 탄소 섬유 곤포체 - Google Patents

탄소 섬유 패키지 및 탄소 섬유 곤포체 Download PDF

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KR19990082275A
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마꼬또 엔도
하루끼 모리까와
에이찌 야마모또
세이지 미즈까미
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히라이 가쯔히꼬
도레이 가부시끼가이샤
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Abstract

섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유를 사용하고, 패키지의 외경, 보빈 직경 혹은 패키지의 내경, 권취 폭을 특정 범위로 규정한 치즈 권취 패키지 혹은 코어리스 패키지의 형태로 한 탄소 섬유 패키지, 섬도 당 실 폭, 권취 시작과 끝에서의 권취각 및 실 이동을 특정 범위로 규정한 스퀘어 엔드형 패키지 및 평균 부피 밀도를 특정 범위로 규정한 탄소 섬유 곤포체를 제공한다. 이들의 탄소 섬유 패키지, 탄소 섬유 곤포체를 제공함으로써 사용시의 문제 및 불편함을 해소하고, 또한 높은 권취 밀도로 권취가 흐트러지기 어려운 형태의 패키지를 얻을 수 있다.

Description

탄소 섬유 패키지 및 탄소 섬유 곤포체
탄소 섬유의 수요는 해마다 늘어나고 있고, 항공기 및 스포츠 장비 등의 고급 용도로부터 건축, 토목, 에너지 관련 등의 일반 산업 용도로 수요가 전향되고 있다.
일반 산업 용도, 특히 대형 구조 재료를 형성하는 방법에 있어서는 예를 들어 직조법, 필라멘트 권취법, 풀트루전(pultrusion)법 등에서 요구되는 섬도가 약 100,000 데니어 정도로 크다. 현재, 상기 요구를 충족시키기 위해서 약 7,000 내지 20,000 데니어의 실을 몇가닥 합하여 성형을 행하고 있다.
이러한 여건하에서, 섬도가 크고 또한 권사 중량이 큰 대형 패키지가 얻어진다면 고차 가공 설비상에 탄소 섬유의 적재 회수가 감소할 것이고, 크릴(creel) 설비가 소형화됨으로써 탄소 섬유의 사용상에 큰 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 제1 목적은, 상기와 같은 요구를 충족하기 위해서 특히 섬도가 큰 탄소 섬유를 사용시에 문제 및 불편함을 발생시키지 않도록 권취한 대형 패키지 및 대형 곤포체를 제공하는데 있다.
한편, 배합에 의한 성형에 있어서, 배합 단위들 사이에서 간격이 생김으로써 수지의 불균일 함침이 발생할 수 있는 문제가 있다.
또한, 섬유를 상하로 겹치는 것이 어렵고, 횡방향으로 배합하기 때문에 실의 두께는 배합 단위, 즉 7,000 내지 20,000 데니어의 두께로, 그러한 상태로는 실 두께를 증대시키기 어렵다. 특히, 대형이고 또한 두꺼운 성형체를 제조하여 얻을 때에는 적층 회수, 권취 횟수를 많이 할 필요가 있고 성형 시간의 측면에서도 불리해진다.
즉, 필리멘트수가 많고, 또한 두꺼운 탄소 섬유의 패키지를 얻는다면, 고차 가공 설비상에 탄소 섬유의 적재 회수가 감소할 것이고, 성형 시간이 단축될 것이며, 크릴 설비가 소형화될 수 있는 등의 잇점이 있다.
그런데, 탄소 섬유는 일반적인 유기 섬유와는 달리, 영 모듈러스(Young's modulus)가 매우 높아서 신축성이 떨어지기 때문에, 권취 가능 장력의 범위가 매우 작다. 그리고, 장력이 너무 낮으면 권단면에서의 흐트러짐, 외력에 대한 변형, 보빈에서의 실층의 어긋남 등의 문제가 발생하기 쉽고, 장력이 너무 높으면 권취시 실의 손상, 해서성(unwinding)의 악화 등이 발생하므로, 치즈 권취(cheese winding)에 대한 권취 조건을 설정하는 것이 기술적으로 어려웠다.
권취의 흐트러짐 및 해서시에 모우(fuss) 발생이 적은 탄소 섬유 패키지에 대하여 일본 특허 공개 제87-46468호에, 탄소 섬유가 소정의 권취비로 보빈상에 권취되는 스퀘어 엔드(square-end) 형 패키지에서 상기 실의 권취 시작과 끝에서의 권취각이 각각 10 내지 30。 및 4 내지 12。로 귄취되는, 실 1 내지 9 트래버스마다 이미 권취되어 있는 실로부터 실 평균 폭의 50 내지 150 %만큼의 이동을 갖는 것을 특징으로 하는 패키지가 제안되어 있다. 이 패키지는 실과 실의 겹침 정도를 작게 함으로써 해서시의 모우 및 실 끊김을 방지하는 이른바, "오픈 권취(open wind)"에 의한 패키지로 하는 것을 특징으로 하고 있지만, 보빈의 크기가 일정한 경우, 실의 수 즉, 섬도가 크고 또한 실의 두께가 큰 실을 권취함에 따라 오픈 권취를 적용하면, 실-실의 겹침 부분에서 생기는 공간이 커지거나 권취면의 굴곡이 커지거나 하기 때문에 권취 밀도가 낮고, 유연한 패키지가 되며 권취 장력 및 권취면을 누르는 압력(면압)에 의해 실이 단부로 밀려나오게 됨으로써 단면의 팽창이 발생하기 쉽다. 이러한 패키지는 운반 중에 귄사가 흐트러지거나 단면의 팽창이 보빈의 길이보다 커지기 때문에 고차 가공시에 실을 장치할 때 실에 손상을 입히거나 하는 문제가 있다.
본 발명의 제2 목적은 상기와 같은 문제점에 착안하여 기본적으로 패키지로의 권취 형태를 변형시켜, 특히 섬도가 큰 탄소 섬유사의 권취에 대해서 높은 권취 밀도 및 권취가 흐트러지기 어려운 최적의 형태를 갖는 패키지와 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 특히 섬도가 큰 탄소 섬유의 대형 패키지 및 곤포체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 실이 쉽게 흐트러지지 않도록 높은 권취 밀도를 갖는 바람직한 형태로 정밀하게 형성된 탄소 섬유 패키지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
<발명의 개시>
본 발명의 탄소 섬유 패키지의 제1 태양은 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유를 권취한 치즈 권취 패키지로, 패키지의 외경(D mm), 보빈 직경(d mm) 및 권취 폭(L mm)이
d≥50,
20≤(D-d)/2≤400 및
0.05≤(D-d)/2L≤0.7
를 만족시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 탄소 섬유 패키지의 제2 태양은, 섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유를 권취한 코어리스(coreless) 패키지로서, 패키지의 외경(D mm), 패키지의 내경(di mm) 및 권취 폭(L mm)이
di≥50,
20≤(D-di)/2≤400 및
0.05≤(D-di)/2L≤0.7
를 만족시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 탄소 섬유 패키지의 제3 태양은 섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유사를 섬도당 실 폭이 0.15×10-3내지 0.8×10-3mm/데니어가 되도록 보빈상에 권취한 스퀘어 엔드형 패키지로서, 권취 시작과 끝에서의 권취각이 각각 10 내지 30。 및 3 내지 15。의 범위에 있고 권취비 W에서의 단수 W0가 0.12 내지 0.88의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은 섬도 25,000 데니어 이상의 연속 탄소 섬유가 평균 부피 밀도 0.03 내지 1.2 g/㎤의 범위로 용기에 수용되어 있는 탄소 섬유 곤포체를 제공한다.
<발명을 실시하기 위한 양호한 형태>
본 발명의 탄소 섬유 패키지의 제1 및 제2 태양에 있어서, 권취 밀도가 0.8 내지 1.2 g/㎤의 범위에 있는 것이 바람직하다. 여기에서 권취 밀도란 "귄취된 탄소 섬유의 중량/권취된 탄소 섬유가 차지하는 외관 체적"을 말한다. 치즈 권취 패키지도 코어리스 패키지도 그의 권취 형태는 통상적으로 도너츠 원주상이기 때문에, 권취된 탄소 섬유가 차지하는 외관 체적은 치즈 권취 패키지의 경우, π·L(D2-d2)/4, 코어리스 패키지의 경우, π·L(D2-di2)/4로서 구할 수 있다.
또한, 권취되는 탄소 섬유는 실질적으로 꼬임이 없는 것이 바람직하다. 꼬임이 있으면 높은 권취 밀도로 권취하는 것이 곤란해지고, 또 장력의 불균일에 의한 느슨함이 보빈상에서 발생하여 서로 얽히고, 해서시에 문제를 일으키는 경우가 있다. 여기에서 "실질적으로 꼬임이 없다"는 것은 꼬임이 1 m길이 당 1 회전 이하인 것을 의미한다.
탄소 섬유 곤포체에서 사용되는 탄소 섬유는 실질적으로 꼬임이 없는 것이 바람직하다.
본 발명에서의 탄소 섬유 자체의 특성은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 인장 강도 200 내지 700 kgf/㎟, 인장 탄성율 15 내지 50 tf/㎟의 범위에 있는 것이면 된다.
본 발명에 관한 탄소 섬유 패키지에서 상기와 같은 탄소 섬유가 섬도 25,000 데니어 이상, 바람직하게는 30,000 데니어 이상, 보다 바람직하게는 40,000 내지 100,000 데니어인 큰 탄소 섬유의 섬유 다발로써 치즈 권취 패키지 혹은 코어리스 패키지의 형태로 권취된다. 이러한 큰 탄소 섬유의 섬유 다발을 가진 필라멘트수는 통상 27,000 이상, 바람직하게는 40,000 이상, 보다 바람직하게는 55,000 내지 150,000가 된다.
치즈 권취 패키지의 경우, 섬도 25,000 데니어 이상의 큰 탄소 섬유를 패키지에 권취한 경우, 패키지의 외경(Dmm), 보빈 직경(d mm)과 권취 폭(L mm)의 관계에 있어서, d가 50 mm보다 작아지면 패키지 최내층의 탄소 섬유의 곡률이 작아지기 때문에 패키지 해서시에 실이 끌려가서 끊어지기 쉽거나, 고차 가공에서 문제가 발생하기 쉬워진다. 또한, 필라멘트수가 많은 큰 탄소 섬유가 되면 실 두께가 두꺼워지기 때문에 더욱 이 문제가 발생하기 쉽다. 또한, 권취시의 권취각이 커지기 때문에 단차가 발생하기 쉽다는 문제도 있다. 한편, d가 200 mm보다 커지면 보빈 직경내의 공간이 커지고, 패키지 치즈로서의 탄소 섬유가 차지하는 부분의 체적 효율이 나빠진다는 문제가 있다.
또한, 권취 두께, 즉 (D-d)/2가 20 mm보다 작으면 대형 패키지로 한 의미가 적어지고, 400 mm를 넘으면 대형화되기 쉽거나 중량이 너무 커져 취급이 곤란해진다.
또한 권취 두께와 권취 폭의 비, 즉 (D-d)/2L이 0.05보다 작아지면 권취되는 탄소 섬유의 양이 적어져 버리거나, 또 권취되는 탄소 섬유의 양을 확보하고자 하면 권취 폭이 상이하게 커져 사용상 불편하다. (D-d)/2L이 0.7보다 커지면 단부에서의 권취각이 커져 권취 흐트러짐이 발생하기 쉬워진다.
따라서, 본 발명에 관한 치즈 권취 탄소 섬유 패키지에 있어서,
d≥50, 바람직하게는 200≥d≥50,
20≤(D-d)/2≤400, 바람직하게는 50≤(D-d)/2≤400, 및
0.05≤(D-d)/2L≤0.7
의 범위로 규정된다.
한편, 코어리스 패키지에 대해서도 마찬가지로 섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유를 권취하여 패키지를 형성함에 있어서, 패키지의 외경(D mm), 패키지의 내경(di mm) (즉, 패키지를 형성하기 위해 사용되고, 패키지 형성 후에 제거되는 보빈의 직경) 및 권취 폭(L mm)이
di≥50, 바람직하게는 200≥di≥50,
20≤(D-di)/2≤400 바람직하게는,
50≤(D-di)/2≤400 및
0.05≤(D-di)/2L≤0.7
의 관계를 만족하도록 설정된다.
또한, 본 발명에 관한 탄소 섬유 곤포체에서는 상기한 섬도 25,000 데니어 이상의 연속 탄소 섬유가 특정 범위의 부피 밀도에서, 즉 평균 부피 밀도 0.03 내지 1.2 g/㎤, 바람직하게는 0.2 내지 0.9 g/㎤의 범위로 해서 용기, 예를 들어 카톤 케이스(carton case)에 수용되어 있다.
용기에 수납된 탄소 섬유의 중량을 그의 탄소 섬유가 차지하는 외관 체적으로 나눔으로써 부피 밀도를 구할 수 있다. 예를 들어, 직방체의 카톤 케이스를 용기로 하여 탄소 섬유를 투입한 경우에는, 투입된 탄소 섬유의 중량을 탄소 섬유가 충전된 높이로부터 구한 외관 체적으로 나누어 부피 밀도를 구한다. 부피 밀도가 0.03 내지 1.2 g/㎤의 곤포체를 제조하는 구체적인 방법으로는, 고정된 롤로부터 트래버스 기구가 장치된 다이 위에 놓인 카톤 케이스내로 흔들어 떨어뜨림으로써 실현할 수 있다. 트래버스 기구로서는 톱니형의 궤적을 그리도록 이동시키거나, 용기의 저면 형상에 따르도록 이동하는 기구로 하는 것이 좋다. 부피 밀도가 0.03 g/㎤ 미만이면 곤포 효율이 나빠지고, 1.2 g/㎤를 넘으면 실이 너무 눌러져 용기로부터 꺼내 사용시 불량을 일으킨다.
이와 같이, 곤포체의 형태에 있어서 큰 탄소 섬유의 대량 수납이 가능하고, 고차 가공에서의 사용에 매우 편리한 형태의 큰 탄소 섬유를 제공할 수 있다.
본 발명의 탄소 섬유 패키지의 제3 태양에 있어서, 권취되어 있는 실이 1 내지 9 트래버스마다, 상기 실보다도 내층에 권취되어 있는 실로부터 실 평균 폭의 10 내지 70 %만큼 이동하는 것이 바람직하다.
이 제3 태양의 탄소 섬유의 패키지는 섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유사를 섬도 당 실 폭이 0.15×10-3내지 0.8×10-3mm/데니어가 되도록 보빈상에 권취하여 스퀘어 엔드형 패키지를 형성함에 있어서, 권취 시작과 끝에서의 권취각을 각각 10 내지 30。 및 3 내지 15。의 범위로 하고, 권취비 W에서의 단수 W0를 0.12 내지 0.88의 범위로 하여 제조된다. 이 방법에서도 권취되는 실에 1 내지 9 트래버스마다, 이미 권취되어 있는 실로부터 실 평균 폭의 10 내지 70 %만큼의 이동을 부여하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 탄소 섬유사의 섬도란 단사 섬도(데니어)×필라멘트수로 표시되는 것이다. 섬도는 상기와 같이 25,000 데니어를 넘는 것이면 어떠한 것이든 상관없지만, 통상 보강 섬유로서의 성능을 발휘하기 위해서는 단사 섬도는 통상 0.2 내지 0.9 데니어이기 때문에 필라멘트수는 28,000 이상이 된다.
권취되는 탄소 섬유사의 섬도를 25,000 데니어 이상으로 하는 방법으로서는 두꺼운 데니어의 전구체 섬유를 출발 물질로서 사용하는 방법, 몇 개정도 적은 필라멘트수의 전구체 섬유를 소성 공정 도중에서 권취기로 다 감을 때까지 합사하는 방법, 일단 탄소 섬유로서 권취한 것을 크릴에서 잡아 끌어 합사하면서 권취하는 방법 등이 있는데, 어느 것으로 한정되는 것은 아니다.
실 폭을 0.15×10-3내지 0.8×10-3mm/데니어로 규제하는 방법으로서도 특히 한정되지 않지만, 실을 홈이 있는 롤러, 고정 가이드 등에 접촉시키는 방법, 사이징제를 부여함으로써 단사가 이동하는 것을 구속하는 방법 등을 조합하여 실시하는 것이 일반적이다. 또한, 실 폭은 10 m 간격으로 측정한 5 점의 평균치로서 표시한다. 본 발명에서는 권취되는 탄소 섬유사는 두꺼운 데니어이기 때문에 상기 범위를 넘은 실 폭으로 하는 것은 실질적으로 곤란하다.
상기 두께가 큰 데니어를 갖는 탄소 섬유사를 권취하는 구체적인 수단으로서는, 예를 들어 권취기의 권취 스핀들(spindle)에 권취용 보빈을 설치하고, 트래버스 가이드로서 스핀들 축에 평행하게 선회하는 외경이 5 내지 30 mm인 자유 회전 롤을 복수개 늘어놓아 사용하고, 탄소 섬유사를 트래버스 가이드를 통하여 완전히 권취한다. 이 경우, 권취 시작의 권취각이 10。미만, 특히 5。미만(권취 끝에서의 권취각이 3。미만, 특히 2。미만)이면 권취가 흐트러지기 쉽고 실 손상의 원인이 된다. 보다 바람직하게는 권취 시작의 권취각 범위는 12 내지 17。이고, 권취 끝에서의 권취각 범위는 4 내지 7。이다.
상기 권취기를 사용하여 상기 탄소 섬유사를 소정의 권취비로 권취할 때에는 권취되는 실이 보빈상에서 균일하게 분포하는 것이 바람직하다. 이 보빈상에서 실 위치의 균일성을 결정하는 것은, 보빈의 회전수와 트래버스 속도비, 즉 권취비이다. 구체적으로 권취비 W는 다음 식으로 표시된다.
W=2L/(πD0tanθ)
여기서, L은 권취기의 가이드가 보빈에 대해서 실질적으로 평행하게 선회하는 스트로크, 즉 트래버스 폭(mm), D0는 보빈의 외경(mm), θ는 권취 시작의 권취각이다.
권취비가 정수인 경우는 1 트래버스 후의 실 위치가 완전히 앞의 실에 겹치게 되고, 정수에서 벗어나면 그 값에 따라서 1 트래버스 후의 위치가 앞의 실과 어긋나게 되는 것이다. 권취비가 정수인 경우는 완전히 동일한 위치에 실이 계속 권취되기 때문에 실이 국소적으로 존재하고, 불균일하고 권취 밀도가 낮은 패키지가 되어 권취 흐트러짐이 발생하기 쉽다.
권취되는 실을 보빈상에 균일하게 분포시키기 위해서는, 이 정수로부터 벗어난 소수 부분, 즉 권취비 W의 단수 W0를 0.12 내지 0.88의 범위로 하면 좋다. 이 범위라면 트래버스마다 실이 존재하는 위치를 구석 구석까지 변경할 수 있기 때문에 권취 밀도가 높은 패키지를 만들 수 있다. W0가 0.12미만이거나 0.88를 넘으면 상술한 바와 같이 정수에 가까워지기 때문에 실이 보빈상에 국소적으로 존재하고, 권취 밀도가 낮고 흐트러지기 쉬운 패키지가 된다.
또한, 선회하면서 보빈상에 권취되는 실은 수회의 트래버스마다 거의 동일한 위치에 겹쳐지지만, 그 때의 밑실(이미 내층측에 권취된 실)에 대한 윗실의 이동폭을 실 이동폭이라 하고, 그 폭의 밑 실폭에 대한 비율을 실 이동량이라고 한다. 본 발명에서의 두꺼운 데니어, 또한 두께가 큰 탄소 섬유의 패키지에서는 이 실 이동량도 중요하고, 실 이동량이 70 %를 넘는 경우에는 실-실 간의 겹치지 않는 부분의 비율이 커져 그 부분에 공간이 생겨 버린다. 따라서, 패키지로서의 권취 밀도가 낮아지고, 장력과 면압에 의해 눌러져 단부가 팽창하거나 권취시 단부가 흐트러지거나, 가령 패키지로서 완전히 권취되었다 하더라도 운반시 권취가 흐트러지는 경우가 있다. 반대로, 실 이동량을 10 % 미만으로 하는 경우에는 실의 상하의 겹침 면적이 너무 많아져 상하의 실 모우가 서로 간섭하거나, 사이징제의 점착에 의해 해서시 모우 및 실 끊김을 발생시키는 경우가 있다. 실 이동량의 보다 바람직한 범위는 20 내지 50 %이다.
이러한 두꺼운 데니어 탄소 섬유를 통상의 권취기를 사용하여 보빈에 권취할 때의 실 이동량은 상술한 바에 의해 결정한 권취비와 실폭에 의해 결정되는데, 그 결정 방법에 대해서는 일본 특허 공개 제87-46468호에 기술한 방법과 동일한 것이 좋다.
이하에 본 발명을 보다 구체적인 실시예에 근거하여 설명한다.
<실시예 1>
필라멘트수 50,000(단사:0.63 데니어), 무게 3.5 g/m의 탄소 섬유를 보빈 직경 80 mm의 보빈에 권취 폭 250 mm로 권취기를 사용하여 권취하였다. 그 때의 패키지 직경 D는 400 mm, (D-d)/2는 160, (D-d)/2L은 0.64였다. 단부의 짜임새 결함 등의 문제 없이 30 kg의 권취 제품을 만들 수 있었다. 이 탄소 섬유 패키지를 필라멘트 권취기의 크릴에 걸고 장력 4 kg으로 해서한 결과, 엉킴 등의 문제 없이 해서할 수 있었다.
<비교예 1>
필라멘트수 50,000(단사: 0.63 데니어), 무게 3.5 g/m의 탄소 섬유를 보빈 직경 30 mm의 보빈에 권취 폭 250 mm로 권취기를 사용하여 권취하였다. 단부의 짜임새 결함 등의 문제가 10 %의 확률로 발생하였지만 30 kg의 권취 제품을 만들 수 있었다. 그 때의 패키지 직경 D는 500 mm, (D-d)/2는 235, (D-d)/2L은 0.94였다. 이 탄소 섬유 패키지를 필라멘트 권취기의 크릴에 걸고 장력 4 kg으로 해서한 결과, 실 내부에 부분적인 실 느슨함이 발생하고 성형품에 다수의 공간이 발생하였다.
<실시예 2>
필라멘트수 50,000(단사: 0.63 데니어), 무게 3.5 g/m의 탄소 섬유를 3 m의 높이에서 400 mm×400 mm×400 mm의 카톤 케이스의 중심을 대각선의 교점으로 하는 1변 250 mm의 정방형 궤적을 그리도록 수평 방향으로 선회하는 카톤 케이스 내에 20 kg을 흔들어 떨어뜨려서 곤포체를 얻었다. 토우(tow)는 한쪽으로 치우침 없이 수납되어 있었다. 그 곤포체에서의 탄소 섬유의 충전된 높이는 160 mm이고, 부피 밀도는 0.78 g/㎤이었다. 이 카톤 케이스에서 토우를 일으켜 세워, 풀 트루더로 뽑아 성형을 행하였지만, 해서 트러블은 발생하지 않았다.
<비교예 2>
필라멘트수 50,000(단사: 0.63 데니어), 무게 3.5 g/m의 탄소 섬유를 3 m의 높이에서 400 mm×400 mm×400 mm의, 실시예 2와 마찬가지로 선회하는 카톤 케이스내에 20 kg 흔들어 떨어뜨렸다. 흔들어 떨어뜨릴 때 토우를 위에서 반복해 눌러주어 곤포체를 얻었다. 그 곤포체에서 탄소 섬유의 충전된 높이는 90 mm이고 부피 밀도는 1.4 g/㎤이었다. 이 카톤 케이스에서 토우를 일으켜 세워 풀트루더로 뽑아 성형을 행하였지만, 토우가 모우에 의해 서로 얽혀지면서 일어나 가이드 롤에 감겨 성형을 행할 수 없었다.
<실시예 3>
필라멘트수 50,000(단사: 0.63 데니어), 무게 3.5 g/m의 탄소 섬유를 보빈 직경 80 mm, 권취 폭 250 mm의 추출 가능한 보빈에 권취기를 사용하여 권취한 후, 보빈을 뽑고 코어리스 패키지를 작성하였다. 단부의 짜임새 결함 등의 문제 없이 30 kg의 권취 제품을 만들 수 있었다. 그 때의 패키지 직경 D는 400 mm, di는 80 mm, (D/di)/2는 160, (D-di)/2L은 0.64였다. 이 탄소 섬유 패키지를 풀트루더의 크릴에 장치하고, 패키지의 최내층으로부터 해서한 결과, 엉킴 등의 문제없이 해서할 수 있었다.
<비교예 3>
필라멘트수 50,000(단사: 0.63 데니어), 무게 3.5 g/m의 탄소 섬유를 보빈 직경 30 mm, 권취 폭 250 mm의 추출 가능한 보빈에 권취기를 사용하여 권취한 후, 보빈을 뽑아 코어리스 패키지를 작성하였다. 단부의 짜임새 결함 등의 문제가 15 %의 확률로 발생하였지만, 30 kg의 권취 제품을 만들 수 있었다. 그 때의 패키지 입경 D는 500 mm, (D-di)/2는 235, (D-di)/2L은 0.94였다. 이 탄소 섬유 패키지를 풀트루더의 크릴에 걸고 패키지의 최내층으로부터 해서한 결과, 부분적인 실 느슨함이 발생하고 수지의 함침 불량이 발생하였다.
<실시예 4(수준 1 내지 7), 비교예 4(수준 8, 9)>
섬도 31,500 데니어(필라멘트수: 50,000)의 탄소 섬유사를 실 폭 12 mm로 유지하면서 내경 82 mm, 길이 280 mm의 종이 관에 감아 폭 250 mm로 권취하고, 스퀘어 엔드형 패키지를 만들었다. 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이 권취비를 변경함으로써 실 이동량을 변경하고 얻어지는 패키지의 권취 상태, 권취 밀도 및 측면에서의 해서성을 조사하였다. 얻어진 패키지 중 수준 2에서 권취 상태, 해서성 모두 특히 양호한 것을 얻을 수 있었다.
실시예 4의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 규정한 요건을 충족함으로써(수준 2: 특히 이 경우, 권취비의 단수), 큰 섬도의 탄소 섬유사이라 해도 권취 밀도, 권취 상태, 해서성 모든 것이 양호한 패키지를 얻을 수 있었다.
<비교예 5 (수준 10, 11)>
섬도 7,200 데니어(필라멘트수: 12,000)의 탄소 섬유사를 실 폭 7 mm로 유지하면서 실시예 1과 동일한 내경, 길이를 갖는 종이 관에 감아 폭 250 mm로 권취하고, 스퀘어 엔드형 패키지를 만들었다. 표3에 나타낸 바와 같이, 권취비를 변경하고, 얻어지는 패키지의 권취 상태, 권취 밀도 및 측면에서의 해서성을 조사하였다. 얻어진 패키지는 모두 권취 상태, 해성성 모두 열등하였다.
수준 1 수준 2 수준 3
섬도(데니어) 31,500 31,500 31,500
실 폭(mm) 12 12 12
실 이동량/실 이동폭(%/mm) 4/0.5 24/2.9 96/11.6
권취각(시작/끝) 13.2/5.5 13.2/5.5 24.3/10
권취비 8.2522 8.2788 4.3000
트래버스 폭(mm) 250 250 250
보빈 외경(mm) 82 82 82
최종 권취 직경(mm) 192 194 202
권취 밀도 1.02 1.00 0.90
권취 상태 O O △
해서성 △ O △
권취량(kg) 6 6 6
수준 4 수준 5 수준 6 수준 7 수준 8 수준 9
섬도(데니어) 31,500 31,500 31,500 31,500 31,500 31,500
실 폭(mm) 25 6 12 12 12 12
실 이동량/실 이동폭(%/mm) 12/2.9 48/2.9 37/4.4 39/4.7 31/3.7 30/3.6
권취각(시작/끝) 13.2/5.5 13.2/5.5 12.4/5.5 12.4/5.5 13.5/5 12.3/5
권취비 8.2788 8.2788 8.1548 8.8167 8.1045 8.8959
트래버스 폭(mm) 250 250 250 250 250 250
보빈 외경(mm) 82 82 82 82 82 82
최종 권취 직경(mm) 192 202 202 202 213 213
권취 밀도 1.02 0.90 0.90 0.90 0.80 0.80
권취 상태 O △ △ △ X X
해서성 O △ △ △ X X
권취량(kg) 6 6 6 6 6 6
수준 10 수준 11
섬도(데니어) 7,200 7,200
실 폭(mm) 7 7
실 이동량/실 이동폭(%/mm) 53/3.7 51/3.6
권취각(시작/끝) 13.5/5 12.3/5
권취비 8.1045 8.8959
트래버스 폭(mm) 250 250
보빈 외경(mm) 82 82
최종 권취 직경(mm) 202 202
권취 밀도 0.90 0.90
권취 상태 △ △
해서성 △ △
권취량(kg) 6 6
<산업상 이용 가능성>
본 발명의 탄소 섬유 패키지에 의하면 섬도가 큰 탄소 섬유를, 사용시 문제가 발생하지 않는 적절한 대형 치즈 권취 패키지 혹은 인사이드 패키지의 형태로 할 수 있고, 큰 탄소 섬유가 요구되는 용도에 매우 편리한 형태로 저렴하게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 탄소 섬유 곤포체에 의하면, 섬도가 큰 탄소 섬유를 사용시 문제가 발생하지 않는 상태로 대량으로 용기내에 수납할 수 있고, 상기 패키지와 마찬가지로 큰 탄소 섬유가 요구되는 용도에 매우 편리한 형태로 저렴하게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 특히 큰 섬도의 탄소 섬유사를, 높은 권취 밀도로 권취 상태도 양호하고 권취 흐트러짐이 일어나기 어렵고, 또한 해서성도 양호한 상태로 바람직한 패키지 형태로 권취할 수 있다.

Claims (8)

  1. 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유를 권취한 치즈 권취 패키지로서, 상기 패키지의 외경(D mm), 보빈 직경(d mm) 및 권취 폭(L mm)이
    d≥50,
    20≤(D-d)/2≤400 및
    0.05≤(D-d)/2L≤0.7
    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 패키지.
  2. 섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유를 권취한 코어리스 패키지로서, 패키지의 외경(D mm), 패키지의 내경(di mm) 및 권취 폭(L mm)이
    di≥50,
    20≤(D-di)/2≤400 및
    0.05≤(D-di)/2L≤0.7
    를 만족시키는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 권취 밀도가 0.8 내지 1.2 g/㎤의 범위에 있는 탄소 섬유 패키지.
  4. 섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유사를, 섬도 당 실폭이 0.15×10-3내지 0.8×10-3mm/데니어가 되도록 보빈상에 권취한 스퀘어 엔드형 패키지로서, 권취 시작과 끝에서의 권취각이 각각 10 내지 30。 및 3 내지 15。의 범위에 있고, 권취 비 W에서의 단수 W0가 0.12 내지 0.88의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 패키지.
  5. 제4항에 있어서, 권취되어 있는 실이 1 내지 9 트래버스마다 이것보다 내층에 권취되어 있는 실로부터 실 평균 폭의 10 내지 70 %만큼 이동하는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 패키지.
  6. 섬도 25,000 데니어 이상의 탄소 섬유사를 섬도 당 실폭이 0.15×10-3내지 0.8×10-3mm/데니어가 되도록 보빈상에 권취하여 스퀘어 엔드형 패키지를 형성함에 있어서, 권취 시작과 끝에서의 권취각을 각각 10 내지 30。 및 3 내지 15。의 범위로 하고, 권취비 W에서의 단수 W0를 0.12 내지 0.88의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 패키지의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 권취되어 있는 실이 1 내지 9 트래버스마다 이미 권취되어 있는 실로부터 실 평균 폭의 10 내지 70 %만큼의 이동을 부여하는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 패키지의 제조 방법.
  8. 섬도 25,000 데니어 이상의 연속 탄소 섬유가 평균 부피 밀도가 0.03 내지 1.2 g/㎠의 범위에서 용기에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 곤포체.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4318833B2 (ja) * 2000-03-29 2009-08-26 東邦テナックス株式会社 炭素質繊維梱包体及び炭素質繊維梱包体の製造方法
DE10104463A1 (de) * 2001-02-01 2002-09-12 Inst Textil & Faserforschung Kreuzwickelspule
EP2060525B1 (en) * 2006-09-06 2012-03-21 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Carbon fiber package and process for producing the same
US20100320302A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Catbridge Machinery, Llc In-Line Formed Core Supporting a Wound Web
WO2011124662A1 (en) * 2010-04-07 2011-10-13 Dsm Ip Assets B.V. Package with high young's modulus yarn and method for winding the yarn package
EP3397797B1 (en) 2015-12-31 2023-08-30 UT-Battelle, LLC Method of producing carbon fibers from multipurpose commercial fibers
ES2884056T3 (es) * 2017-05-30 2021-12-10 Philip Morris Products Sa Método y kit para desenrollar una lámina de material enrollado en una bobina
CN114981054A (zh) * 2020-01-21 2022-08-30 三菱化学株式会社 Smc的制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58212564A (ja) * 1982-06-02 1983-12-10 Toray Ind Inc 多糸条同時巻き炭素繊維パッケ−ジの製造法
JPS5922859A (ja) * 1982-07-22 1984-02-06 Toray Ind Inc 炭素繊維パツケ−ジ
JPS59108656A (ja) * 1982-12-07 1984-06-23 Toray Ind Inc 炭素繊維パツケ−ジ
JPS59133173A (ja) * 1983-01-18 1984-07-31 Toray Ind Inc 炭素質繊維パツケ−ジ
US4586679A (en) * 1984-02-06 1986-05-06 Toray Industries, Inc. Yarn package of carbon filament yarn
JPS6160570A (ja) * 1984-08-30 1986-03-28 Toho Rayon Co Ltd 炭素繊維パッケ−ジ
JPS6257932A (ja) * 1985-09-06 1987-03-13 Toa Nenryo Kogyo Kk 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法
JPS62156316A (ja) * 1985-12-26 1987-07-11 Toa Nenryo Kogyo Kk 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法
JPS62156315A (ja) * 1985-12-26 1987-07-11 Toa Nenryo Kogyo Kk 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法
JPS62171871A (ja) * 1986-01-23 1987-07-28 Mitsubishi Chem Ind Ltd ピツチ系炭素繊維の巻き取り方法
US4763785A (en) * 1987-10-09 1988-08-16 Basf Aktiengesellschaft Center-pull fiber package and method for producing the package
WO1990001523A1 (en) * 1988-08-12 1990-02-22 Ube Industries, Ltd. Carbide fibers with high strength and high modulus of elasticity and polymer composition used for their production
US5489067A (en) * 1989-09-27 1996-02-06 Kamitsu Seisakusho, Ltd. Turret type precision yarn winder
JPH04119123A (ja) * 1990-08-31 1992-04-20 Shinasahi Kasei Carbon Fiber Kk 繊維トウ並びに繊維トウの巻取り方法及び巻取り装置
JPH0797138A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Toray Ind Inc 炭素繊維の無芯パッケージ
FR2946888B1 (fr) * 2009-06-17 2011-07-29 Mega Bio Pharma Procede de preparation de nacre mecanostructuree par mecano-synthese, nacre mecanostructuree ainsi obtenue et ses applications
JP6246468B2 (ja) * 2010-03-11 2017-12-13 メルク パテント ゲーエムベーハー 治療および化粧品におけるファイバー
US10178988B2 (en) * 2011-09-23 2019-01-15 Depuy Mitek, Llc Compliant inserter for implants

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CN1432526A (zh) 2003-07-30
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EP0893386A1 (en) 1999-01-27

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