專利名稱：：碳纖維卷裝以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于碳纖維巻裝以及其制造方法，所述碳纖維巻裝正確地形成為密度高而且不容易失去原形。
背景技術(shù)：
：在一般產(chǎn)業(yè)用途如關(guān)于建筑、土木工程和能源，碳纖維的需求每年增加。在成型大型構(gòu)成材料方法，如織物或纖絲巻繞法，現(xiàn)在要求的是纖度為大約7,000-20,000旦的碳纖維，和將多數(shù)碳纖維陳列而進(jìn)行成型。但陳列而進(jìn)行成型時(shí)會發(fā)生的問題是，陳列單位之間出現(xiàn)縫隙，使得樹脂不均勻地浸滲。再說，使用纖度為大約7,000~20,000旦的碳纖維時(shí)，特別是制造大型且厚度大的成型物時(shí)，應(yīng)該增加重疊數(shù)或巻繞數(shù)，造成在成型時(shí)間上不利。即是說，對于減少碳纖維的重疊或巻繞于高次加工設(shè)備的次數(shù)、縮短成型時(shí)間和紗筒架的小型化，纖絲^t多且厚度大的碳纖維巻裝有利。在專利文件1公開了端平型碳纖維巻裝，是將纖度2,5000旦以上的碳纖維巻繞在紗筒上，其單位纖度的絲束寬度為0.15xl(^0.35xlO-Smm/旦、其巻繞開始和巻繞終了時(shí)的巻繞角分別在10。~30。和3。~15°的范圍內(nèi)和其巻繞比W的小數(shù)WO在0.12~0.88的范圍內(nèi)。專利文件1;日本國公開專利特開平10-316311號公報(bào)但是因?yàn)樗鰧＠募械奶祭w維巻裝其巻繞比W的小數(shù)WO是在0.12~0.88，比如小數(shù)WO是0.5時(shí),每次被巻繞的碳纖維完全重疊于在橫向往復(fù)2次以前時(shí)被巻繞過的位置，使得碳纖維巻裝不能正確地形成為密度高而且不容易失去原形。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，關(guān)于巻繞纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束，提供形成為密度高而且不容易失去原形的、最適當(dāng)形狀的碳纖維巻裝以及其制造方法。5第一個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.3(^10-3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14°,終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08。第二個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(r3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14°,終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.90到0.91。第三個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10。到11。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08。第四個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在5。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.09到0.10。第五個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14°,終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3°以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.92到0.93。第六個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10。到11。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2。以上，巻繞比W的小數(shù)W0的范圍在0.92到0.93。第七個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xlO-3mm/JL，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14°，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08。第八個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.90到0.91。第九個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35，000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10。到11。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2°以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08。第十個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl0-3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在5°以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.09到0.10。第十一個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35，000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.92到0,93。第十二個(gè)本發(fā)明是；一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10°到11°，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2。以上，巻繞比W的小數(shù)W0的范圍在0.92到0.93。本發(fā)明就是^^纖維巻裝和其制造方法，能夠?qū)崿F(xiàn)將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束成為密度高、形狀良好、不容易失去原形而且容易拆開的碳纖維巻裝。圖l是在本發(fā)明實(shí)施例中使用的巻繞機(jī)，其巻繞部分的側(cè)視圖。圖2是說明巻繞角的側(cè)視圖。標(biāo)號說明l是碳纖維束，2、3和5是向?qū)г?是張力測定位置，6是押壓棍，7是紗筒，8是碳纖維巻裝。具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)地說明本發(fā)明。在本發(fā)明，碳纖維束的纖度表示為單絲纖度(旦)x單絲數(shù)量。適當(dāng)?shù)奶祭w維束的纖度是在25,000到35,000旦的范圍。通常單絲纖度是在0,2到0.9旦，所以單絲數(shù)量是大約在28,000到175,000的范圍。使碳纖維束的纖度為25,000到35,000旦，其方法不僅僅是；使用大纖度的前體纖維束為出發(fā)原料；在燒成工序且在巻繞工序做完之前將單絲數(shù)量較小的多個(gè)前體纖維束合起來獲得；將從多個(gè)碳纖維巻裝紗筒架拉出多個(gè)碳纖維束，然后將多個(gè)碳纖維束合起而再巻繞在一個(gè)紗筒上；其他方法也可以采用。在本發(fā)明中，每單位纖度的碳纖維寬度應(yīng)當(dāng)控制于0.30xl(T3到0.63xl(T3mm/旦。至于控制方法沒有任何限定，可以采用如；將^f友纖維束接觸于具有槽的棍或固定向?qū)г榷箤挾瓤刂朴谝?guī)定范圍；將上膠劑給予碳纖維束而限制單纖維的移動，以使防止寬度的變動等；可以單獨(dú)也可以復(fù)合釆用上述方法來獲得目標(biāo)范圍的每單位纖度的碳纖維寬度。在制造碳纖維巻裝時(shí)，如果是滿足以下條件下巻繞的，能夠獲得密度高及外觀良好的、不容易失去原形而且容易拆開的碳纖維巻裝。1.開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14°時(shí)終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，并且后述的巻繞比W的小數(shù)W0的范圍在0.07到0.08、或在0.90到0.91或在0.92到0.93?；蛘?，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在5°以上，并且后述的巻繞比W的小數(shù)W0的范圍在0.09到0.10。2.開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10°到11。時(shí)終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2°以上，并且后述的巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08或在0.92到0.93。所述斜紋角度是碳纖維束1和紗筒7形成的角度，在圖2之中表示為角度0。使用巻繞機(jī)將碳纖維束在本發(fā)明規(guī)定的一定的巻繞比巻繞時(shí),一旦決定開始巻繞時(shí)的斜紋角度和巻繞比，終了時(shí)的斜紋角度就被碳纖維束的巻繞量來決定。即隨著巻繞量多斜紋角度縮減，巻繞越多就終了巻繞時(shí)的斜紋角度越少。如果終了時(shí)的斜紋角度是本發(fā)明規(guī)定值以上，可以獲得密度高、外觀好、不容易失去原形而且容易拆開的碳纖維巻裝。換句話說，如果在本發(fā)明規(guī)定的巻繞比和開始巻繞時(shí)的角度將碳纖維束開始巻繞、和到終了巻繞時(shí)的斜紋角度的下限值來決定的碳纖維束的巻繞量終了巻繞，碳纖維巻裝就是形狀良好和不容易失去原形的。較好的是，被巻繞的碳纖維束在紗筒上均勻地分散配置。在紗筒上的絲束的均勻性是，紗筒的回轉(zhuǎn)數(shù)與橫向往復(fù)的速度之比，即巻繞比來決定。具體來說巻繞比表示為下式。W=2L/(7tD0tane)在上式，L是巻繞機(jī)的導(dǎo)向元件對于紗筒實(shí)質(zhì)上平行地進(jìn)行橫向往復(fù)時(shí)的路程，即路程幅，旦O是紗筒的外經(jīng)(mm)，e是開始巻繞時(shí)的斜紋角度。如果巻繞比是整數(shù)的，在每橫向往復(fù)1次后被巻繞的絲束位置完全重疊于其前橫向往復(fù)時(shí)被巻繞過的位置。如果巻繞比具有偏差與整數(shù)，隨著其偏差在每1次的橫向往復(fù)時(shí)被巻繞的絲束位置也具有差距于前1次的橫向往復(fù)時(shí)被巻繞過的位置。就是，如果巻繞比是整數(shù)的，在完全一樣的位置繼續(xù)地進(jìn)行巻繞，使得絲束局部存在，成為不均勻且密度低的巻裝，容易發(fā)生失去原形。再說，巻繞比的小數(shù)WO、即巻繞比與巻繞比的整數(shù)部分之偏差是1/n的倍數(shù)時(shí)，所述n是2以上10以下的整數(shù)，在每n次的橫向往復(fù)時(shí)被巻繞的絲束位置完全重疊于在前n次的橫向往復(fù)時(shí)被巻繞過的位置。即跟巻繞比是整數(shù)的時(shí)候一樣，在完全一樣的位置繼續(xù)地進(jìn)行巻繞。特別是n不大時(shí)使得絲束局部存在，成為不均勻且密度低的巻裝，容易發(fā)生失去原形。為了將巻繞的絲束在紗筒上均勻地配置，這小數(shù)部分即巻繞比的小數(shù)wo，將W0決定于在0.07到0.08的范圍、或在0.09到0.10的范圍、或在O.卯到0.91的范圍或在0.92到0.93的范圍，且將開始時(shí)以及終了時(shí)的斜紋角度彼此規(guī)定于在上述的范圍。在上述范圍內(nèi)，可以將絲束存在的位置在每次橫向往復(fù)時(shí)均勻地進(jìn)行改變，獲得密度高的巻裝。實(shí)施例以下使用實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明。實(shí)施例1使用如圖1構(gòu)成的巻繞設(shè)備，將碳纖維束在紙紗筒上進(jìn)行巻繞而得到碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是端平型的、且其巻繞幅為254mm,所述碳纖維束其總纖度為29,700旦、其單絲數(shù)量為50,000根以及進(jìn)行巻繞時(shí)保持其寬度為12mm，所述紙紗筒其內(nèi)徑為82mm以及其長度為280mm。巻繞時(shí)的條件以及得到的碳纖維其狀態(tài)在表l表示。具體來說，通過導(dǎo)向元件2、3及5將碳纖維束1向圖1之中表示為斷續(xù)線箭形符號的方向進(jìn)行前進(jìn)，導(dǎo)入在押壓棍6和紗筒7之間，巻繞在紗筒7上而獲得碳纖維巻裝8。在此，巻繞時(shí)的接壓是，通過手提秤測定3次紗筒7接觸與押壓棍6的力量的平均值。巻繞時(shí)的張力是，在張力測定位置4，其位置在將碳纖維束巻繞在紗筒7之前，使用張力計(jì)測定作用于碳纖維束的力量，通過最大值及最小值而算出的平均值。實(shí)施例2到6除了將巻繞條件規(guī)定為在表1表示的數(shù)值，跟實(shí)施例1同樣的方法制造端平型碳纖維巻裝。獲得的碳纖維巻裝其性狀在表1表示。實(shí)施例7到8除了使用總纖度28,500旦的碳纖維束以及將巻繞條件規(guī)定為在表1表示的數(shù)值，跟實(shí)施例1同樣的方法制造端平型碳纖維巻裝。獲得的碳纖維巻裝其性狀在表l表示。比較例1到3除了將開始巻繞時(shí)的斜紋角度以及巻繞比規(guī)定為在表2表示的數(shù)值，跟實(shí)施例1同樣的方法開始巻繞，但是碳纖維束在紗筒上偏在，不能成為^友纖維巻裝。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通過實(shí)施例1到8以及比較例1到3的結(jié)果可以理解，滿足本發(fā)明規(guī)定的要件時(shí)，即使對大纖度的碳纖維束，也能夠獲得密度高及外觀良好的、不容易失去原形而且容易拆開的碳纖維巻裝。權(quán)利要求1.一種碳纖維卷裝，所述碳纖維卷裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上卷繞而得到的端平型卷裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30×10-3到0.63×10-3mm/旦，開始卷繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14°，終了卷繞時(shí)的斜紋角度在3°以上，卷繞比W的小數(shù)W0的范圍在0.07到0.08。2.—種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.90到0.91。3.—種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35，000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.3(^10-3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10。到11。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08。4.一種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.3(^10-3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在5。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.09到0.10。5.—種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xlO-Smm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.92到0.93。6.—種碳纖維巻裝，所述碳纖維巻裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到的端平型巻裝，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.3(^10-3到0.63xlO-3mm/_§L，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10°到11°,終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.92到0.93。7.—種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3°以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08。8.—種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.3(^10-3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14°，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.90到0.91。9.一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10。到11。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.07到0.08。10.—種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14°，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在5°以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.09到0.10。11.一種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25，000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3到0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13。到14。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在3。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.92到0.93。12.—種碳纖維巻裝的制造方法，是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上巻繞而得到端平型巻裝的方法，其特征在于；所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30xl(T3至,J0.63xl(^mm/旦，開始巻繞時(shí)的斜紋角度的范圍在10。到11。，終了巻繞時(shí)的斜紋角度在2。以上，巻繞比W的小數(shù)WO的范圍在0.92到0.93。全文摘要本發(fā)明的目的是，關(guān)于卷繞纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束，提供形成為密度高而且不容易失去原形的、最適當(dāng)形狀的碳纖維卷裝以及其制造方法。本發(fā)明是一種碳纖維卷裝，所述碳纖維卷裝是將纖度在25,000到35,000旦的碳纖維束在紗筒上卷繞而得到的端平型卷裝，所述碳纖維束的每纖度的寬度范圍在0.30×10^-3到0.63×10^-3mm/旦，開始卷繞時(shí)的斜紋角度的范圍在13°到14°，終了卷繞時(shí)的斜紋角度在3°以上，卷繞比W的小數(shù)W0的范圍在0.07到0.08。文檔編號B65H54/38GK101511715SQ200780032790公開日2009年8月19日申請日期2007年8月31日優(yōu)先權(quán)日2006年9月6日發(fā)明者桐山孝之,真木則仁申請人:三菱麗陽株式會社