JPH059861A - 炭素繊維の製造方法 - Google Patents
炭素繊維の製造方法Info
- Publication number
- JPH059861A JPH059861A JP3185607A JP18560791A JPH059861A JP H059861 A JPH059861 A JP H059861A JP 3185607 A JP3185607 A JP 3185607A JP 18560791 A JP18560791 A JP 18560791A JP H059861 A JPH059861 A JP H059861A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- sizing agent
- sizing
- carbon fibers
- producing
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- Pending
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- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 時間的且つ経済的損失を最小限度とし、種々
の性状を有したサイズ剤が付与された炭素繊維を無駄な
く効率的に同時に製造することができ、特に、多品種、
少量製造に適した炭素繊維の製造方法を提供する。 【構成】 炭素繊維Fは、糸条振り分け装置2にて区分
けされ、各サイズ剤付与装置1A、1B、1Cへと所定
の本数が供給される。各サイズ剤付与装置1A、1B、
1Cに収容されたサイズ剤S(SA 、SB 、SC )はそ
の性状、つまり、サイズ剤の種類、濃度などが異なる。
の性状を有したサイズ剤が付与された炭素繊維を無駄な
く効率的に同時に製造することができ、特に、多品種、
少量製造に適した炭素繊維の製造方法を提供する。 【構成】 炭素繊維Fは、糸条振り分け装置2にて区分
けされ、各サイズ剤付与装置1A、1B、1Cへと所定
の本数が供給される。各サイズ剤付与装置1A、1B、
1Cに収容されたサイズ剤S(SA 、SB 、SC )はそ
の性状、つまり、サイズ剤の種類、濃度などが異なる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には炭素繊維(本
明細書にて「炭素繊維」とは特に明記しない場合には炭
素繊維のみならず黒鉛繊維をも含めて使用する。)の製
造技術に関するものであり、特に多数本の糸条を連続的
に通糸処理して、性状の異なるサイズ剤が付与された複
数種類の炭素繊維を同時に製造することを特徴とする炭
素繊維の製造方法に関するものである。
明細書にて「炭素繊維」とは特に明記しない場合には炭
素繊維のみならず黒鉛繊維をも含めて使用する。)の製
造技術に関するものであり、特に多数本の糸条を連続的
に通糸処理して、性状の異なるサイズ剤が付与された複
数種類の炭素繊維を同時に製造することを特徴とする炭
素繊維の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、PAN系、ピッチ系炭素繊維のみ
ならずその他の原料を前駆体として製造された炭素繊維
は、自動車、航空機、その他各種産業分野において炭素
繊維強化複合材の強化繊維として広く使用されている。
ならずその他の原料を前駆体として製造された炭素繊維
は、自動車、航空機、その他各種産業分野において炭素
繊維強化複合材の強化繊維として広く使用されている。
【0003】斯る炭素繊維強化複合材を製造するに当り
最も重要なことの一つはマトリクス樹脂と炭素繊維との
間の接着性を改善すること、更には炭素繊維の糸扱い性
の改善にある。
最も重要なことの一つはマトリクス樹脂と炭素繊維との
間の接着性を改善すること、更には炭素繊維の糸扱い性
の改善にある。
【0004】マトリクス樹脂と炭素繊維の接着性を改善
するには、例えば電解酸化等により炭素繊維の表面に官
能基を付与してマトリクス樹脂との接着性を向上する方
策が取られている。一方、このように接着性向上のため
に電解酸化等により表面処理された炭素繊維は、強度は
強いが剛直で耐屈曲性や耐擦過性に乏しい故に製造工程
や高次加工工程においてボビンからの解舒ローラーとの
接触、糸道ガイド或いは整経時の擦過又は屈曲操作など
により毛羽が生じ易く、糸切れなど糸扱性に難点があ
り、高性能の複合材料を高効率にて製造するに際しては
問題であり、そのために糸扱性を改良する目的で炭素繊
維にはサイジング処理が施されている。
するには、例えば電解酸化等により炭素繊維の表面に官
能基を付与してマトリクス樹脂との接着性を向上する方
策が取られている。一方、このように接着性向上のため
に電解酸化等により表面処理された炭素繊維は、強度は
強いが剛直で耐屈曲性や耐擦過性に乏しい故に製造工程
や高次加工工程においてボビンからの解舒ローラーとの
接触、糸道ガイド或いは整経時の擦過又は屈曲操作など
により毛羽が生じ易く、糸切れなど糸扱性に難点があ
り、高性能の複合材料を高効率にて製造するに際しては
問題であり、そのために糸扱性を改良する目的で炭素繊
維にはサイジング処理が施されている。
【0005】更に、このようにして製造された炭素繊維
は、プリプレグ成型により或はフィラメントワインディ
ング成型などによりマトリクスが含浸されるが、マトリ
クス樹脂との最良の接着性を得るために、これら成型方
法に応じてサイジング処理におけるサイズ剤の性状、即
ち、種類及び濃度を異ならせている。
は、プリプレグ成型により或はフィラメントワインディ
ング成型などによりマトリクスが含浸されるが、マトリ
クス樹脂との最良の接着性を得るために、これら成型方
法に応じてサイジング処理におけるサイズ剤の性状、即
ち、種類及び濃度を異ならせている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来、炭素繊維を製造
する場合には、同時に多数本の糸条を連続的に通糸し、
不融化処理、炭化処理などの一連の処理が連続的に行な
われ、サイジング処理は、一つのサイズ剤を収容した一
つの浴槽を通糸路中に準備し、多数本の糸条を全てこの
浴槽へと導くことによって行なわれていた。
する場合には、同時に多数本の糸条を連続的に通糸し、
不融化処理、炭化処理などの一連の処理が連続的に行な
われ、サイジング処理は、一つのサイズ剤を収容した一
つの浴槽を通糸路中に準備し、多数本の糸条を全てこの
浴槽へと導くことによって行なわれていた。
【0007】従って、サイズ剤の性状の異なる炭素繊維
を製造する場合には、(1)連続して行なわれている一
連の炭素繊維の製造工程において、炭素繊維の巻取りを
製品用紙管から端切り用紙管に切り換えた後、浴槽中の
サイズ剤を他の性状のサイズ剤に取り換え、その後再度
製品用紙管に切り換えて続行する方法、或は、(2)特
定のサイズ剤を使用して、炭素繊維製品の必要量を上回
る特定量を製造した後、新たに通糸を開始し、性状の異
なるサイズ剤を使用して一連の製造工程を行なう方法、
などが採用されている。
を製造する場合には、(1)連続して行なわれている一
連の炭素繊維の製造工程において、炭素繊維の巻取りを
製品用紙管から端切り用紙管に切り換えた後、浴槽中の
サイズ剤を他の性状のサイズ剤に取り換え、その後再度
製品用紙管に切り換えて続行する方法、或は、(2)特
定のサイズ剤を使用して、炭素繊維製品の必要量を上回
る特定量を製造した後、新たに通糸を開始し、性状の異
なるサイズ剤を使用して一連の製造工程を行なう方法、
などが採用されている。
【0008】しかしながら、上記(1)の方法によれ
ば、他の性状のサイズ剤へと切り換えるための時間が必
要であり、又、糸条の端切り損失が大きく、製造効率が
悪くなる、という問題があり、又、上記(2)の方法に
よれば、炭素繊維を要求に応じて品揃えするのに長時間
を要すると共に、不必要な量の製品をも製造することと
なり、無駄となる場合が生じる、といった問題がある。
ば、他の性状のサイズ剤へと切り換えるための時間が必
要であり、又、糸条の端切り損失が大きく、製造効率が
悪くなる、という問題があり、又、上記(2)の方法に
よれば、炭素繊維を要求に応じて品揃えするのに長時間
を要すると共に、不必要な量の製品をも製造することと
なり、無駄となる場合が生じる、といった問題がある。
【0009】従って、本発明の目的は、時間的且つ経済
的損失を最小限度とし、種々の性状を有したサイズ剤が
付与された炭素繊維を無駄なく効率的に同時に製造する
ことができ、特に、多品種、少量製造に適した炭素繊維
の製造方法を提供することである。
的損失を最小限度とし、種々の性状を有したサイズ剤が
付与された炭素繊維を無駄なく効率的に同時に製造する
ことができ、特に、多品種、少量製造に適した炭素繊維
の製造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
炭素繊維の製造方法にて達成される。要約すれば、本発
明は、多数本の糸条を連続的に通糸処理して炭素繊維を
製造する方法において、通糸処理工程中に、性状の異な
るサイズ剤をそれぞれ収容した複数個の浴槽を準備し、
多数本の糸条を必要に応じて区分けして必要なサイズ剤
の浴槽へと導きサイジング処理して、性状の異なるサイ
ズ剤が付与された複数種類の炭素繊維を同時に製造する
ことを特徴とする炭素繊維の製造方法である。
炭素繊維の製造方法にて達成される。要約すれば、本発
明は、多数本の糸条を連続的に通糸処理して炭素繊維を
製造する方法において、通糸処理工程中に、性状の異な
るサイズ剤をそれぞれ収容した複数個の浴槽を準備し、
多数本の糸条を必要に応じて区分けして必要なサイズ剤
の浴槽へと導きサイジング処理して、性状の異なるサイ
ズ剤が付与された複数種類の炭素繊維を同時に製造する
ことを特徴とする炭素繊維の製造方法である。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る炭素繊維の製造方法を図
面に則して更に詳しく説明する。
面に則して更に詳しく説明する。
【0012】図1及び図2を参照すると、本発明の炭素
繊維の製造方法を実施するためのサイズ剤付与装置の一
実施例が示される。
繊維の製造方法を実施するためのサイズ剤付与装置の一
実施例が示される。
【0013】本発明によれば、ピッチ繊維などが、互に
平行に配列して、例えば1m/分の通糸速度にて連続通
糸され、当業者には周知の通常の態様にて不融化処理、
焼成処理などが施されて多数本の糸条(炭素繊維)Fが
製造される。このように連続通糸されて同時に製造され
る炭素繊維Fの本数は、一般に10〜500本とされ、
各炭素繊維Fは、フィラメント数が100〜10000
0とされ、通常1000〜50000フィラメントから
なる。
平行に配列して、例えば1m/分の通糸速度にて連続通
糸され、当業者には周知の通常の態様にて不融化処理、
焼成処理などが施されて多数本の糸条(炭素繊維)Fが
製造される。このように連続通糸されて同時に製造され
る炭素繊維Fの本数は、一般に10〜500本とされ、
各炭素繊維Fは、フィラメント数が100〜10000
0とされ、通常1000〜50000フィラメントから
なる。
【0014】このような炭素繊維Fは、更に、例えば電
解酸化処理、更には洗浄処理などにて表面処理を行な
い、次いで、本発明に従って構成される複数個の、本実
施例では3個のサイズ剤付与装置1(1A、1B、1
C)へと供給される。
解酸化処理、更には洗浄処理などにて表面処理を行な
い、次いで、本発明に従って構成される複数個の、本実
施例では3個のサイズ剤付与装置1(1A、1B、1
C)へと供給される。
【0015】本実施例では、多数本の炭素繊維Fは各サ
イズ剤付与装置1A、1B、1Cへと供給されるに先立
って、当業者には周知の、糸分け及び糸振りローラなど
を備えた糸条振り分け装置2にて区分けされ、各サイズ
剤付与装置1A、1B、1Cへと所定の本数が供給され
る。各サイズ剤付与装置1A、1B、1Cは、本実施例
では同じ構成とされ、ただ、収容するサイズ剤S(S
A 、SB 、SC )はその性状、つまり、サイズ剤の種
類、濃度などが異なるものとされる。
イズ剤付与装置1A、1B、1Cへと供給されるに先立
って、当業者には周知の、糸分け及び糸振りローラなど
を備えた糸条振り分け装置2にて区分けされ、各サイズ
剤付与装置1A、1B、1Cへと所定の本数が供給され
る。各サイズ剤付与装置1A、1B、1Cは、本実施例
では同じ構成とされ、ただ、収容するサイズ剤S(S
A 、SB 、SC )はその性状、つまり、サイズ剤の種
類、濃度などが異なるものとされる。
【0016】各サイズ剤付与装置1A、1B、1Cは、
それぞれ対応のサイズ剤S(SA 、SB 、SC )を貯溜
する浴槽4(4A 、4B 、4C )と、該浴槽4に炭素繊
維Fを導き、該浴槽4内のサイズ剤S中に浸漬せしめ、
次いで浴槽外へと送出するためのローラ手段6とを有す
る。ローラ手段6は、該浴槽4内のサイズ剤S中に浸漬
した状態にて設けられた少なくとも1個の案内ローラ6
aと、浴槽4の上方のサイズ剤Sに浸漬しない浴槽4の
入口及び出口部に配置された案内ローラ6b、6cとを
有する。案内ローラ6a〜6cは任意の材料にて作製し
得るが、直径20〜100mmのステンレススチール、
アルミニウム、黒鉛、炭素繊維強化樹脂、炭素繊維強化
黒鉛材等で作製するのが好ましい。
それぞれ対応のサイズ剤S(SA 、SB 、SC )を貯溜
する浴槽4(4A 、4B 、4C )と、該浴槽4に炭素繊
維Fを導き、該浴槽4内のサイズ剤S中に浸漬せしめ、
次いで浴槽外へと送出するためのローラ手段6とを有す
る。ローラ手段6は、該浴槽4内のサイズ剤S中に浸漬
した状態にて設けられた少なくとも1個の案内ローラ6
aと、浴槽4の上方のサイズ剤Sに浸漬しない浴槽4の
入口及び出口部に配置された案内ローラ6b、6cとを
有する。案内ローラ6a〜6cは任意の材料にて作製し
得るが、直径20〜100mmのステンレススチール、
アルミニウム、黒鉛、炭素繊維強化樹脂、炭素繊維強化
黒鉛材等で作製するのが好ましい。
【0017】本発明にて使用されるサイズ剤としては、
エマルジョンタイプの任意のものを使用することができ
るが、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等
の公知の各種の樹脂に界面活性剤を添加して水分散液と
したものが好適に使用される。サイズ剤の濃度は通常
0.5〜10重量%の範囲とされ、サイズ剤の炭素繊維
への付着量は一般に炭素繊維重量当り0.2〜5重量%
の範囲となるようにされる。
エマルジョンタイプの任意のものを使用することができ
るが、例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等
の公知の各種の樹脂に界面活性剤を添加して水分散液と
したものが好適に使用される。サイズ剤の濃度は通常
0.5〜10重量%の範囲とされ、サイズ剤の炭素繊維
への付着量は一般に炭素繊維重量当り0.2〜5重量%
の範囲となるようにされる。
【0018】斯る構成のサイズ剤付与装置1により、各
種のサイズ剤によりサイジング処理された炭素繊維F
A 、FB 、FC が同時に製造される。
種のサイズ剤によりサイジング処理された炭素繊維F
A 、FB 、FC が同時に製造される。
【0019】又、サイジング処理が不要の炭素繊維が要
求される場合があるが、このような場合には、不要とさ
れる本数の炭素繊維だけはサイズ付与装置1内にサイズ
剤Sを収容することなく通糸するか、或はサイズ付与装
置1を通さないで通糸すれば良い。
求される場合があるが、このような場合には、不要とさ
れる本数の炭素繊維だけはサイズ付与装置1内にサイズ
剤Sを収容することなく通糸するか、或はサイズ付与装
置1を通さないで通糸すれば良い。
【0020】図3及び図4には、本発明に従ったサイズ
剤付与装置1の他の実施例が示される。
剤付与装置1の他の実施例が示される。
【0021】この実施例によれば、サイズ剤付与装置1
は一つの浴槽4を備え、仕切り板8により槽内は三つの
浴槽4(4A 、4B 、4C )に区分され、各槽に性状の
異なるサイズ剤S(SA 、SB 、SC )が収容される。
この構成のサイズ剤付与装置1を使用した場合には、糸
条振り分け装置2は必要なく、各種のサイズ剤によりサ
イジング処理された炭素繊維FA 、FB 、FC が同時に
製造される。又、仕切り板8は、処理される炭素繊維の
本数、或はサイズ剤の種類に応じて、浴槽4の任意の位
置に設置することができる。
は一つの浴槽4を備え、仕切り板8により槽内は三つの
浴槽4(4A 、4B 、4C )に区分され、各槽に性状の
異なるサイズ剤S(SA 、SB 、SC )が収容される。
この構成のサイズ剤付与装置1を使用した場合には、糸
条振り分け装置2は必要なく、各種のサイズ剤によりサ
イジング処理された炭素繊維FA 、FB 、FC が同時に
製造される。又、仕切り板8は、処理される炭素繊維の
本数、或はサイズ剤の種類に応じて、浴槽4の任意の位
置に設置することができる。
【0022】特に、この実施例によれば、炭素繊維の通
糸に当たり直線通糸が可能となり、糸条振り分け装置2
による糸に与えるダメージをなくすることができ、好ま
しい。
糸に当たり直線通糸が可能となり、糸条振り分け装置2
による糸に与えるダメージをなくすることができ、好ま
しい。
【0023】図5及び図6には、本発明に従ったサイズ
剤付与装置1の更に他の実施例が示される。
剤付与装置1の更に他の実施例が示される。
【0024】この実施例によれば、サイズ剤付与装置1
は、図1及び図2に示す第1の実施例と同様に三つの浴
槽4(4A 、4B 、4C )を備えているが、本実施例で
は中央の浴槽4B が他の二つの浴槽4A 、4C に対し
て、炭素繊維の通糸方向に沿って異なる位置に配置され
ている。斯る構成により、図3及び図4に示す実施例と
同じく糸条振り分け装置2を必要とせず、しかも、図3
及び図4に示す実施例に比較してスペース的に余裕がで
き、各サイズ剤付与装置1の構成を自由に設計し得ると
いう利点がある。
は、図1及び図2に示す第1の実施例と同様に三つの浴
槽4(4A 、4B 、4C )を備えているが、本実施例で
は中央の浴槽4B が他の二つの浴槽4A 、4C に対し
て、炭素繊維の通糸方向に沿って異なる位置に配置され
ている。斯る構成により、図3及び図4に示す実施例と
同じく糸条振り分け装置2を必要とせず、しかも、図3
及び図4に示す実施例に比較してスペース的に余裕がで
き、各サイズ剤付与装置1の構成を自由に設計し得ると
いう利点がある。
【0025】各浴槽4A 、4B 、4C には性状の異なる
サイズ剤S(SA 、SB 、SC )が収容され、各種のサ
イズ剤によりサイジング処理された炭素繊維FA 、F
B 、FC が同時に製造される。
サイズ剤S(SA 、SB 、SC )が収容され、各種のサ
イズ剤によりサイジング処理された炭素繊維FA 、F
B 、FC が同時に製造される。
【0026】勿論、図3〜図6の実施例においても、サ
イジング処理が不要の炭素繊維が要求される場合には、
不要とされる本数の炭素繊維だけはサイズ付与装置1内
にサイズ剤Sを収容することなく通糸するか、或はサイ
ズ付与装置1を通さないで通糸すれば良い。
イジング処理が不要の炭素繊維が要求される場合には、
不要とされる本数の炭素繊維だけはサイズ付与装置1内
にサイズ剤Sを収容することなく通糸するか、或はサイ
ズ付与装置1を通さないで通糸すれば良い。
【0027】
【発明の効果】以上の如くに構成される本発明の炭素繊
維の製造方法によれば、時間的且つ経済的損失を最小限
度とし、種々の性状を有したサイズ剤が付与された炭素
繊維を無駄なく効率的に且つ同時に製造することがで
き、特に多品種、少量製造するのに極めて適していると
いう特長を有する。
維の製造方法によれば、時間的且つ経済的損失を最小限
度とし、種々の性状を有したサイズ剤が付与された炭素
繊維を無駄なく効率的に且つ同時に製造することがで
き、特に多品種、少量製造するのに極めて適していると
いう特長を有する。
【図1】本発明に係る炭素繊維の製造方法を実施するた
めのサイズ剤付与装置の一実施例の平面図である。
めのサイズ剤付与装置の一実施例の平面図である。
【図2】図1のサイズ剤付与装置の概略断面構成図であ
る。
る。
【図3】本発明に係る炭素繊維の製造方法を実施するた
めのサイズ剤付与装置の他の実施例の平面図である。
めのサイズ剤付与装置の他の実施例の平面図である。
【図4】図3のサイズ剤付与装置の概略断面構成図であ
る。
る。
【図5】本発明に係る炭素繊維の製造方法を実施するた
めのサイズ剤付与装置の更に他の実施例の平面図であ
る。
めのサイズ剤付与装置の更に他の実施例の平面図であ
る。
【図6】図5のサイズ剤付与装置の概略断面構成図であ
る。
る。
【符号の説明】 1 サイズ剤付与装置 2 糸条振り分け装置 4 浴槽 6 ローラ手段 8 仕切り板
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D06M 15/70 // D06M 101:40
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 多数本の糸条を連続的に通糸処理して炭
素繊維を製造する方法において、通糸処理工程中に、性
状の異なるサイズ剤をそれぞれ収容した複数個の浴槽を
準備し、多数本の糸条を必要に応じて区分けして必要な
サイズ剤の浴槽へと導きサイジング処理して、性状の異
なるサイズ剤が付与された複数種類の炭素繊維を同時に
製造することを特徴とする炭素繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185607A JPH059861A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 炭素繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185607A JPH059861A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 炭素繊維の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059861A true JPH059861A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16173764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185607A Pending JPH059861A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 炭素繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH059861A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103741409A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 江苏恒神纤维材料有限公司 | 碳纤维生产线专用试验浸胶槽 |
| KR20210055550A (ko) * | 2019-11-07 | 2021-05-17 | 박은진 | 재귀반사실의 개질방법 |
| CN120556214A (zh) * | 2025-07-29 | 2025-08-29 | 中复神鹰碳纤维股份有限公司 | 一种同时进行多种碳纤维表面处理的装置和方法 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3185607A patent/JPH059861A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103741409A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-23 | 江苏恒神纤维材料有限公司 | 碳纤维生产线专用试验浸胶槽 |
| KR20210055550A (ko) * | 2019-11-07 | 2021-05-17 | 박은진 | 재귀반사실의 개질방법 |
| CN120556214A (zh) * | 2025-07-29 | 2025-08-29 | 中复神鹰碳纤维股份有限公司 | 一种同时进行多种碳纤维表面处理的装置和方法 |
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