特許 7418742 クリールユニット及びクリール装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】クリールユニット及びクリール装置

(51)【国際特許分類】

   B65H 67/08 20060101AFI20240115BHJP

   D01H 15/00 20060101ALI20240115BHJP

   B65H 69/06 20060101ALI20240115BHJP

【ＦＩ】

B65H67/08 Z

D01H15/00 B

B65H69/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020051449

(22)【出願日】2020-03-23

(65)【公開番号】P2021147234

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】390006323

【氏名又は名称】ポリプラスチックス株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591070587

【氏名又は名称】株式会社梶製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002239

【氏名又は名称】弁理士法人Ｇ－ｃｈｅｍｉｃａｌ

(72)【発明者】

【氏名】石沢 宏康

(72)【発明者】

【氏名】村上 浩

(72)【発明者】

【氏名】北川 英樹

【審査官】久慈 純平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３０２３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－３４４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－９４５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６７３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ６７／０８

Ｄ０１Ｈ １５／００

Ｂ６５Ｈ ６９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

糸条パッケージから糸条を引き出すクリールユニットであって、
第１架台と、第２架台と、ガイドロールと、第１カッターと、第２カッターと、スプライサーと、ガイドと、引き取りローラーとを備え、
第１架台に設置した糸条パッケージから繰り出した第１糸条を、引き取りローラーで一方向に進行させ、
第２架台に設置した糸条パッケージから、進行する第１糸条と略並行に第２糸条を繰り出して、その先端をガイドに係止して、
進行する第１糸条にガイドロールを押圧して、第１糸条の進行経路を第２糸条側に移動させ、第２糸条を係止したガイドを第１糸条側に移動させて、進行する第１糸条に第２糸条を接触させ、
第１糸条と第２糸条の接触部分にスプライサーから空気を噴射して第１糸条と第２糸条を交絡させ、
交絡部より進行方向後方の第１糸条を第１カッターにより切断し、交絡部より先端側の第２糸条を第２カッターで切断することで、第１糸条に第２糸条を継糸する機構を備えた、クリールユニット。

【請求項2】

糸条パッケージから糸条を引き出すクリールユニットであって、
第１架台と、第２架台と、第１ガイドロールと、第２ガイドロールと、第１カッターと、第２カッターと、第３カッターと、第４カッターと、スプライサーと、第１ガイドと、第２ガイドと、引き取りローラーとを備え、
第１架台に設置した糸条パッケージから繰り出した第１糸条を、引き取りローラーで一方向に進行させ、
第２架台に設置した糸条パッケージから、進行する第１糸条と略並行に第２糸条を繰り出して、その先端を第２ガイドに係止して、
進行する第１糸条に第１ガイドロールを押圧して、第１糸条の進行経路を第２糸条側に移動させ、第２糸条を係止した第２ガイドを第１糸条側に移動させて、進行する第１糸条に第２糸条を接触させ、
第１糸条と第２糸条の接触部分にスプライサーから空気を噴射して第１糸条と第２糸条を交絡させ、
交絡部より進行方向後方の第１糸条を第１カッターにより切断し、交絡部より先端側の第２糸条を第２カッターで切断することで、第１糸条に第２糸条を継糸する機構と、
第２架台に設置した糸条パッケージから繰り出した第２糸条を、引き取りローラーで一方向に進行させ、
第１架台に設置した糸条パッケージから、進行する第２糸条と略並行に第１糸条を繰り出して、その先端を第１ガイドに係止して、
進行する第２糸条に第２ガイドロールを押圧して、第２糸条の進行経路を第１糸条側に移動させ、第１糸条を係止した第１ガイドを第２糸条側に移動させて、進行する第２糸条に第１糸条を接触させ、
第２糸条と第１糸条の接触部分にスプライサーから空気を噴射して第２糸条と第１糸条を交絡させ、
交絡部より進行方向後方の第２糸条を第４カッターにより切断し、交絡部より先端側の第１糸条を第３カッターで切断することで、第２糸条に第１糸条を継糸する機構とを備えた、クリールユニット。

【請求項3】

糸条パッケージの糸条残分を検知するセンサーを備える、請求項１又は２に記載のクリールユニット。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載のクリールユニットを複数個備えたクリール装置。

【請求項5】

請求項４に記載のクリール装置を用いて糸条パッケージから糸条を引き出す工程を含む、長繊維強化プラスチックの製造方法。

【請求項6】

更に、糸条パッケージから引き出された糸条に溶融プラスチックを付着及び／又は含浸させる工程、糸条に付着及び／又は含浸した溶融プラスチックを固化させる工程を含む、請求項５に記載の長繊維強化プラスチックの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、糸条パッケージから糸条を引き出すクリールユニットと、前記クリールユニットを複数個備えるクリール装置に関する。

【背景技術】

【0002】

クリール装置を用いて、複数個の糸条パッケージから引き出された糸条を一方向に引き揃え、糸条群としたものに、熱可塑性樹脂に含浸させる等の加工を連続的に行うことが知られている（特許文献１参照）。

【0003】

クリール装置を用いて、複数個の糸条パッケージから糸条を引き出す場合、１個の糸条パッケージから糸条の引き出しが終わると、作業を一時停止して、糸条パッケージを新たなものに換えて、新糸条パッケージから引き出された糸条に繋ぎ替える作業が必要である。

【0004】

そして、複数個の糸条パッケージの糸条残量にばらつきがあると、度々作業を停止して繋ぎ替えることが必要となり、作業効率が著しく低下することが問題であった。また、巻き取り量が均一の糸条パッケージを使用すれば、複数個の糸条パッケージを同時に繋ぎ替えることができるが、巻き取り量が均一の糸条パッケージは割高であることが問題であった。また、巻き取り量が不均一な糸条パッケージは安価であるが、このような糸条パッケージを使用した場合にも、糸条残量にかかわらず同時に繋ぎ替えると、作業効率の低下を抑制することができるが、糸条の廃棄分が多くなるため、コスト削減効果は低いことが問題であった。

【0005】

また、クリール装置を用いて引き出された糸条を、長繊維強化プラスチックに加工する場合は、糸条の引き出し作業が停止すると、溶融プラスチックを含浸する工程に付していた糸条は、加熱された状態で停止するため、プラスチックが焦げる等により商品価値が著しく低下して、廃棄を余儀なくされていた。そして、度々糸条の引き出し作業が停止すると、廃棄量が膨大になることが問題であった。すなわち、歩留まりの低下が問題であった。

【0006】

特許文献２には、ガラス繊維の糸を自動的に繋ぎ替える装置の発明が記載されている。しかし、ここに記載の装置は、第１の糸と第２の糸とを合わせて把持し、ここにスプライサーから空気を噴射して第１の糸と第２の糸とを繋ぐため、糸の引き出し作業を停止すること無く繋ぎ替えようとすると、糸に過剰な張力がかかり、糸が切断されやすいことが問題であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１８－０１６７３３号公報

【文献】特開平０４－０６６４８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従って、本発明の目的は、第１の糸条パッケージの糸条を引き出す作業を停止することなく、第２の糸条パッケージの糸条に繋ぎ替える継糸機能を備えたクリールユニットを提供することにある。
本発明の他の目的は、前記クリールユニットを複数備えるクリール装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記クリール装置を用いて長繊維強化プラスチックを製造する方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するものとして、本発明は、糸条パッケージから糸条を引き出すクリールユニットであって、
第１架台と、第２架台と、ガイドロールと、第１カッターと、第２カッターと、スプライサーと、ガイドと、引き取りローラーとを備え、
第１架台に設置した糸条パッケージから繰り出した第１糸条を、引き取りローラーで一方向に進行させ、
第２架台に設置した糸条パッケージから、進行する第１糸条と略並行に第２糸条を繰り出して、その先端をガイドに係止して、
進行する第１糸条にガイドロールを押圧して、第１糸条の進行経路を第２糸条側に移動させ、第２糸条を係止したガイドを第１糸条側に移動させて、進行する第１糸条に第２糸条を接触させ、
第１糸条と第２糸条の接触部分にスプライサーから空気を噴射して第１糸条と第２糸条を交絡させ、
交絡部より進行方向後方の第１糸条を第１カッターにより切断し、交絡部より先端側の第２糸条を第２カッターで切断することで、第１糸条に第２糸条を継糸する機構を備えた、クリールユニットを提供する。

【0010】

本発明は、また、糸条パッケージから糸条を引き出すクリールユニットであって、
第１架台と、第２架台と、第１ガイドロールと、第２ガイドロールと、第１カッターと、第２カッターと、第３カッターと、第４カッターと、スプライサーと、第１ガイドと、第２ガイドと、引き取りローラーとを備え、
第１架台に設置した糸条パッケージから繰り出した第１糸条を、引き取りローラーで一方向に進行させ、
第２架台に設置した糸条パッケージから、進行する第１糸条と略並行に第２糸条を繰り出して、その先端を第２ガイドに係止して、
進行する第１糸条に第１ガイドロールを押圧して、第１糸条の進行経路を第２糸条側に移動させ、第２糸条を係止した第２ガイドを第１糸条側に移動させて、進行する第１糸条に第２糸条を接触させ、
第１糸条と第２糸条の接触部分にスプライサーから空気を噴射して第１糸条と第２糸条を交絡させ、
交絡部より進行方向後方の第１糸条を第１カッターにより切断し、交絡部より先端側の第２糸条を第２カッターで切断することで、第１糸条に第２糸条を継糸する機構と、
第２架台に設置した糸条パッケージから繰り出した第２糸条を、引き取りローラーで一方向に進行させ、
第１架台に設置した糸条パッケージから、進行する第２糸条と略並行に第１糸条を繰り出して、その先端を第１ガイドに係止して、
進行する第２糸条に第２ガイドロールを押圧して、第２糸条の進行経路を第１糸条側に移動させ、第１糸条を係止した第１ガイドを第２糸条側に移動させて、進行する第２糸条に第１糸条を接触させ、
第２糸条と第１糸条の接触部分にスプライサーから空気を噴射して第２糸条と第１糸条を交絡させ、
交絡部より進行方向後方の第２糸条を第４カッターにより切断し、交絡部より先端側の第１糸条を第３カッターで切断することで、第２糸条に第１糸条を継糸する機構とを備えた、クリールユニットを提供する。

【0011】

本発明は、また、糸条パッケージの糸条残分を検知するセンサーを備える前記クリールユニットを提供する。

【0012】

本発明は、また、前記クリールユニットを複数個備えたクリール装置を提供する。

【0013】

本発明は、また、前記クリール装置を用いて糸条パッケージから糸条を引き出す工程を含む、長繊維強化プラスチックの製造方法を提供する。

【0014】

本発明は、また、更に、糸条パッケージから引き出された糸条に溶融プラスチックを付着及び／又は含浸させる工程、糸条に付着及び／又は含浸した溶融プラスチックを固化させる工程を含む、前記長繊維強化プラスチックの製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0015】

本発明のクリールユニットは、第１架台１に設置された糸条パッケージからの第１糸条１０の引き出し作業を停止することなく、第２架台２に設置された糸条パッケージから引き出される第２糸条２０に繋ぎ替えることができる。そのため、繋ぎ替えの度に作業を中断する場合に比べて、引き出し作業効率を飛躍的に向上させることができ、歩留まりの低下を防止することができる。
また、上記の通り、糸条の引き出し作業を停止することなく、繋ぎ替えることができるので、本発明のクリールユニットを使用すれば、巻き取り量が不均一である糸条パッケージを使用した場合にも、作業効率を低下させることなく、複数ある糸条パッケージのそれぞれが、糸条残量が一定以下になった時点で継糸作業を実施することができる。
そして、前記クリールユニットを備えるクリール装置を使用すれば、コストを削減しつつ、効率よく長繊維強化プラスチックを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態１に係るクリールユニットＣ１の、継糸作業開始前を示す模式平面図である。

【図2】実施形態１に係るクリールユニットＣ１の、継糸作業開第１段階を示す模式平面図である。

【図3】実施形態１に係るクリールユニットＣ１の、継糸作業第２段階を示す模式平面図である。

【図4】実施形態１に係るクリールユニットＣ１の、継糸作業終了時を示す模式平面図である。

【図5】架台の一例を示す模式図（ａ）と、外取りタイプの糸条パッケージの一例を示す模式図（ｂ）である。

【図6】ガイド付き（第２）スプライサー２３のアーム部４２に第２糸条２０を係止して待機している状態を示す模式図（ａ）と、空気噴出して、第１糸条１０に第２糸条２０を継糸する際に、開口部をパッドで封止している状態を示す模式図（ｂ）である。

【図7】ガイド付き第２カッター２４のアーム部５２に第２糸条２０を係止している状態を示す模式図である。

【図8】架台１又は２に設置した糸条パッケージから糸条１０又は２０を繰り出す際の、繰り出される糸条と水平面との角度（α：度）を示す模式図である。

【図9】実施形態２に係るクリールユニットＣ２の、継糸作業開始前を示す模式平面図である。

【図10】実施形態２に係るクリールユニットＣ２の、継糸作業開第１段階を示す模式平面図である。

【図11】実施形態２に係るクリールユニットＣ２の、継糸作業第２段階を示す模式平面図である。

【図12】実施形態２に係るクリールユニットＣ２の、継糸作業終了時を示す模式平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の実施の形態を、必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

【0018】

（実施形態１）
実施形態１に係るクリールユニットＣ１は、糸条パッケージから繰り出された糸条を引き出す装置であって、図１～４に示す通り、（Ｃ１－ａ）～（Ｃ１－ｄ）の順に作動して、第１架台１に設置された糸条パッケージの第１糸条１０から、第２架台２に設置された糸条パッケージの第２糸条２０に繋ぎ替えて引き出す機構［１］を備える。

【0019】

クリールユニットＣ１は、図１に示す通り、ライン１００に沿って、第１架台１と第２架台２と、（第１）ガイドロール１１と、第１カッター１２と、ガイド付き（第２）スプライサー２３と、ガイド付き第２カッター２４と、引き取りローラー３とが、この順に設置されている。そして、糸条パッケージから、引き取りローラー３により引き出された糸条は、ライン１００に沿って進行する。

【0020】

クリールユニットＣ１では、ライン１００上の一点を交絡位置１０２とし、ライン１００の進行方向において、交絡位置１０２近傍にガイド付き（第２）スプライサー２３を備え、交絡位置１０２より後方に、（第１）ガイドロール１１と第１カッター１２とを備え、交絡位置１０２より前方に、ガイド付き第２カッター２４を備える。

【0021】

糸条パッケージ８０は、糸条が円筒状に巻き取られたものであり、巻き取られた糸条の繰り出し方法によって外取りタイプと、内取りタイプがある。前記外取りタイプは、図５（ｂ）に示すように、糸条８２が軸８１に巻かれたものであり、外側より糸条を繰出して使用するものである。そして、前記内取りタイプは、軸となるものがない状態で巻かれたものであり、内側より糸条を繰出して使用するものである。

【0022】

糸条８２は、例えば５～１６０００ｔｅｘ程度の繊度の繊維の束から成る。また、前記繊維としては、特に制限が無く、例えば、セルロース繊維、綿、絹、麻、毛、レーヨン、ポリエステル、アクリル、ナイロン、アラミド繊維等の有機繊維；カーボン繊維、ガラス繊維、ステンレス繊維等の無機繊維が挙げられる。また、前記繊維は、表面処理（例えば、収束剤等による表面処理）がなされていてもよい。

【0023】

第１架台１と第２架台２は、糸条パッケージ８０を、糸条を繰り出し可能な状態で設置するための部材である。架台の形状は設置される糸条パッケージ８０の糸条の繰り出し方法に応じて選択することができる。

【0024】

たとえば、糸条パッケージ８０が外取りタイプ８０の場合には、図５（ａ）に記載の、取付け軸７０と、取付け軸７０の両端の固定具７１とを備える架台によって、回転可能に保持することが好ましい。前記形状の架台の場合、取付け軸７０に、外取りタイプの糸条パッケージ８０を環装することによって、糸条パッケージ８０を保持することができる。

【0025】

糸条パッケージ８０が内取りタイプの場合には、平板状の架台に載置するのが好ましい。そして、前記架台は、繰り出される糸条がねじれないようにするために、糸条の引き出し速度に応じた速度で、軸部を中心に回転する機能を備えることが好ましい。

【0026】

第１架台１と第２架台２の配置方法には特に制限が無く、ライン１００を中心に、上下に配置（詳細には、一方を上位に配置し、一方を下位に配置）する方法や、並列に配置する方法がある。空間効率及を高める点では、上下配置が好ましい。

【0027】

更に、取付け軸７０と固定具７１とを備える架台は、取付け軸７０が水平になるよう設置してもよいし、取付け軸７０が垂直或いは斜めになるよう設置してもよい。

【0028】

第１架台１に設置された糸条パッケージから繰り出された第１糸条１０は、引き取りローラー３によって引き出される。第１糸条１０の引き出し速度は、例えば８～１０００ｍ／分である。

【0029】

引き取りローラー３は、架台に設置された糸条パッケージから繰り出した糸条を、ライン１００に沿って引き出すための部材である。引き取りローラー３は、前記効果を有する範囲において特に制限が無いが、例えば、糸条を２本のロールで挟み込み、押えて送るロール式引取機や、糸条を２本のベルトで挟み込み、押さえて送るベルト式引取機である。

【0030】

（第１）ガイドロール１１は、円筒状のガイドロール部材と、このガイドロール部材に内挿される支軸と、この支軸を回転自在に支持する軸受とから構成されている。そして、（第１）ガイドロール１１を進行する第１糸条１０を押圧すると、第１糸条の進行に追従して回転する。前記ガイドロール部材は、糸条との摩擦抵抗を抑えるために表面処理（例えば、梨地処理後に、ハードクロムメッキを施す等の処理）が施されていてもよい。

【0031】

（第１）ガイドロール１１は、交絡位置１０２より進行方向後方の、ライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第１糸条１０を引き出した場合の、第１糸条１０の進行経路より外側）において、移動可能に設置される。そして、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始するタイミングで、（第１）ガイドロール１１を、駆動機構によってライン１００側（図１矢印１０３）に移動させると、（第１）ガイドロール１１は第１糸条１０の進行速度に合わせて回転しながら、進行中の第１糸条１０を第２糸条２０側に押圧する。これにより、摩擦による劣化を抑制しつつ、（第１）ガイドロール１１を経由した第１糸条１０の進行経路を、ライン１００上を通る経路に変更させることができる。

【0032】

ガイド付き（第２）スプライサー２３は、進行する第１糸条１０と略並行に繰り出された第２糸条２０を、第１糸条１０と継糸するまでのあいだ係止するための機能と、空気（例えば、圧縮空気）を噴射する機能を有する部材である。尚、第２糸条２０を、「進行する糸条と略並行に繰り出す」とは、第２糸条２０（ここでは、新糸条）を、架台に設置された糸条パッケージから、第１糸条１０（ここでは、旧糸条）の進行方向前方側であって、進行する旧糸条と交わらない位置に繰り出すことを意味する。ガイド付き（第２）スプライサー２３としては、特に制限されることはないが、例えば、特表２０１７－５０８６８６号に記載の糸継ぎ機を使用することができる。図６に示されるガイド付き（第２）スプライサー２３は、噴射口４１近傍に、第２糸条２０をガイドするためのアーム部４２と、空気噴出時に開口部を封止するパッド４３を備える。パッド４３を備えることにより、効率よく且つ効果的に糸条を交絡させることができる。また、空気噴射により第２糸条２０が吹き飛ばないように保持することもできる。

【0033】

ガイド付き（第２）スプライサー２３は、ライン１００の進行方向において交絡位置１０２近傍の、ライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第２糸条２０を引き出した場合の、第２糸条２０の進行経路より外側）において移動可能に設置せられ、第２糸条２０を係止した状態で待機し、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始するタイミングで、駆動機構によってライン１００側に移動して、第１糸条１０と第２糸条２０とが接触した部分に、空気を噴射する。

【0034】

ガイド付き（第２）スプライサー２３は、第１糸条１０と第２糸条２０とが接触した部分に空気を噴射することで、各糸条の繊維をほぐし、交絡させて、第１糸条と第２糸条とを継糸する。ガイド付き（第２）スプライサー２３による空気噴射は、第１糸条１０と第２糸条２０との接触した部分を、第２糸条２０側（すなわち、新糸条側）から空気噴射を行うことが、効率よく且つ効果的に糸条を交絡させることができる点で好ましい。空気の噴射時間は、例えば０．１～５秒程度である。また、空気の噴射は連続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。

【0035】

ガイド付き第２カッター２４は、進行する第１糸条１０と略並行に繰り出された第２糸条２０を、第１糸条１０と継糸するまでのあいだ係止するための機能と、継糸後に余分な第２糸条を切断する機能とを備える部材である。図７に示されるガイド付き第２カッター２４は、刃５１近傍に、第２糸条２０をガイドするためのアーム部５２を備える。

【0036】

ガイド付き第２カッター２４は、交絡位置１０２より進行方向前方の、ライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第２糸条２０を引き出した場合の、第２糸条２０の進行経路より外側）において移動可能に設置される。そして、第２糸条２０を係止した状態で待機し、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始するタイミングで、駆動機構によってライン１００側に移動し、ガイド付き（第２）スプライサー２３により第１糸条１０と第２糸条２０とを交絡させた後に、第２糸条２０の交絡部１０４より先端側２５を切断して除去する。第２糸条２０の切断位置は、交絡部１０４より先端側であればよいが、なかでも、交絡部１０４の前方０．１～５０ｍｍ辺りで切断することが、一旦繋がれた糸条が剥がれる等の不都合を排除することができる点で好ましい。

【0037】

第１カッター１２は、継糸後に余分な第１糸条を切断する機能を備える部材である。尚、第１カッター１２は、第１糸条をガイドする機能を備えていてもよい。第１カッター１２は、交絡位置１０２より進行方向後方であって、（第１）ガイドロール１１より進行方向前方の、ライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第１糸条１０を引き出した場合の、第１糸条１０の進行経路より外側）において移動可能に設置される。そして、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始するタイミングで、駆動機構によってライン１００側に移動し、ガイド付き（第２）スプライサー２３により第１糸条１０と第２糸条２０とを交絡させた後に、第１糸条１０を交絡部１０４より進行方向後方にて切断する。第１糸条１０の切断位置は、交絡部１０４より進行方向後方であれば特に制限がなく、交絡部１０４の後方０．１～５００ｍｍ辺りである。

【0038】

第１カッター１２、ガイド付き第２カッター２４、（第１）ガイドロール１１、及びガイド付き（第２）スプライサー２３は、糸条の切断が終了すれば、駆動機構によって、元の位置に戻る。

【0039】

尚、本実施形態では、ガイドは、第２カッター及び（第２）スプライサーに付属しているが、第２カッターや（第２）スプライサーとは別に設けてもよいし、第２カッター又は（第２）スプライサーの一方にのみ付属していてもよい。

【0040】

第２カッターや（第２）スプライサーとは別個の部材として設けられる場合のガイドは、前記効果を有する範囲において特に制限が無いが、例えば、糸条を通過させるためのリングを形成したワイヤである。

【0041】

そして、ガイドは、第２カッターより進行方向前方の、ライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第２糸条２０を引き出した場合の、第２糸条２０の進行経路より外側）において移動可能に設置される。そして、ガイドは、第２糸条２０を係止した状態で待機し、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始するタイミングで、駆動機構によってライン１００側に移動する。これにより、ガイドに係止される第２糸条を、第１糸条と接触させることができる。そして、糸条の切断が終了すれば、駆動機構によって、元の位置に戻される。

【0042】

クリールユニットＣ１は、第１架台１に設置された糸条パッケージの糸条残分を検知するセンサー（図示せず）を備えていてもよい。そして、センサーにより第１糸条の残分が一定以下になったことを検知したのを機に、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始する機能を備えていてもよい。

【0043】

前記センサーとしては、例えば、糸条パッケージの糸条残分が少なくなると、第１糸条パッケージの円筒状の軸が可視化するので、それを検知するセンサーであってもよいし、超音波を照射して糸条パッケージの糸条厚みが一定以下となったのを感知するセンサーであってもよいし、糸条パッケージの重量が一定以下となったのを感知するセンサーであってもよい。

【0044】

更に、第１架台１に設置した糸条パッケージから第１糸条１０を繰り出す角度、及び第２架台２に設置した糸条パッケージから第２糸条２０を繰り出す角度（水平面と引き出される糸条との角度（α；度）、図８参照）は、例えば６０度以上となるように調整することが、糸にかかる張力を抑制することができる点において好ましい。そこで、糸条パッケージから繰り出される糸条の角度を調整するために、糸条の進行方向を転換する機能を備えるガイドを設けてもよい。

【0045】

前記ガイドとしては、前記効果を有する範囲において特に制限が無いが、例えば、糸条を通過させるためのリングを形成したワイヤである。

【0046】

更にまた、上記クリールユニットＣ１を構成する各部材は、それぞれ別個の部材として設けられていてもよいし、２個以上の部材が結合していてもよい。すなわち、ガイド付き第２カッター２４や、ガイド付き（第２）スプライサー２３のように、１個の部材が２個以上の機能を備えていてもよい。

【0047】

上記構成を有するクリールユニットＣ１は、下記［１］の継糸機構を備える。
［１］第１架台１に設置した糸条パッケージから繰り出され、引き取りローラー３により引き出されて一方向に進行する第１糸条に、第２架台２に設置した糸条パッケージから引き出された第２糸条を継糸する機構。

【0048】

クリールユニットＣ１によれば、第１架台１に設置された糸条パッケージからの第１糸条の引き出し作業を停止することなく、第２架台２に設置された糸条パッケージから引き出される第２糸条に繋ぎ替える作業、すなわち継糸作業、を行うことができる。そのため、継糸の度に作業を中断する場合に比べて、引き出し作業効率を飛躍的に向上させることができる。また、第１架台１に設置された糸条パッケージからの第１糸条の引き出しが終わりに近づいた時に、前記継糸作業を行うことで糸条の無駄を無くすことができ、原料コストの削減や、資源の有効利用に効果を発揮することができる。

【0049】

そして、クリールユニットから引き出された糸条に加工を施すことが望まれる場合には、引き取りローラー３の進行方向前方及び／又は進行方向後方に加工装置を設けて、進行する糸条に加工を施せばよい。

【0050】

（実施形態２）
実施形態２に係るクリールユニットＣ２は、糸条パッケージから繰り出された糸条を引き出す装置であって、第１架台１に設置された糸条パッケージの第１糸条１０から、第２架台２に設置された糸条パッケージの第２糸条２０に繋ぎ替えて引き出す機構［１］、及び図９～１２に示す通り、（Ｃ２－ｅ）～（Ｃ２－ｈ）の順に作動して、第２架台２に設置された糸条パッケージの第２糸条２０から、第１架台１に設置された糸条パッケージの第１糸条１０に繋ぎ替えて引き出す機構［２］を備える。そして、機構［１］では、クリールユニットＣ１の機構［１］と同様に、図１～４に示す通り、（Ｃ１－ａ）～（Ｃ１－ｄ）の順に作動する。

【0051】

クリールユニットＣ２は、図９に示す通り、ライン１００に沿って、第１架台１と第２架台２と、第１ガイドロール１１と第２ガイドロール２１と、第１カッター１２と第４カッター２２と、ガイド付き第１スプライサー１３とガイド付き第２スプライサー２３と、ガイド付き第２カッター２４とガイド付き第３カッター１４と、引き取りローラー３とが、この順に設置されている。

【0052】

また、第１ガイドロール１１と第２ガイドロール２１、第１カッター１２と第４カッター２２、ガイド付き第１スプライサー１３とガイド付き第２スプライサー２３、ガイド付き第２カッター２４とガイド付き第３カッター１４は、それぞれライン１００を挟んで略対称に配置される。

【0053】

そして、第１ガイドロール１１と第１カッター１２と、ガイド付き第２スプライサー２３とガイド付き第２カッター２４は機構［１］において作動し、第２ガイドロール２１と第４カッター２２と、ガイド付き第１スプライサー１３とガイド付き第３カッター１４は機構［２］において作動する。そして、作業対象である糸条が第１糸条と第２糸条の間で変更になる以外は、第２ガイドロール２１と第４カッター２２は、第１ガイドロール１１と第１カッター１２と同様に作動し、ガイド付き第１スプライサー１３とガイド付き第３カッター１４は、ガイド付き第２スプライサー２３とガイド付き第２カッター２４と同様に作動する。

【0054】

そして、第２架台２に設置した糸条パッケージから繰り出された第２糸条２０は、引き取りローラー３により引き取られ、ライン１００に沿って一方向に進行する。

【0055】

第２ガイドロール２１は第１ガイドロール１１と同じ機能を有する部材である。第２ガイドロール２１は、交絡位置１０２より進行方向後方の、ライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第２糸条２０を引き出した場合の、第２糸条２０の進行経路より外側）において移動可能に設置される。そして、第２ガイドロール２１は、駆動機構によってライン１００側（図９矢印１０３）に移動すると、第２糸条の進行速度に合わせて回転しながら、進行中の第２糸条を第１糸条側に押圧する。これにより、摩擦による劣化を抑制しつつ、第２ガイドロール２１を経由した第２糸条の進行経路を、ライン１００上を通る経路に変更させることができる。

【0056】

ガイド付き第１スプライサー１３は、ガイド付き（第２）スプライサー２３と同じ機能を有する部材である。ガイド付き第１スプライサー１３は、進行する第２糸条２０と略並行に繰り出された第１糸条１０を、第２糸条２０と継糸するまでのあいだ係止するための機能と、空気（例えば、圧縮空気）を噴射する機能を有する。

【0057】

ガイド付き第１スプライサー１３は、ライン１００の進行方向において交絡位置１０２近傍の、ライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第１糸条１０を引き出した場合の、第１糸条１０の進行経路より外側）において移動可能に設置せられ、第１糸条１０を係止した状態で待機し、第２糸条と第１糸条の継糸作業を開始するタイミングで、駆動機構によってライン１００側に移動して、第２糸条２０と第１糸条１０とが接触した部分に、空気を噴射する。

【0058】

ガイド付き第３カッター１４は、ガイド付き第２カッター２４と同じ機能を有する部材である。ガイド付き第３カッター１４は、進行する第２糸条２０と略並行に繰り出された第１糸条１０を、第２糸条２０と継糸するまでのあいだ係止するための機能と、継糸後に、余分な第１糸条を切断する機能とを備える。

【0059】

ガイド付き第３カッター１４は、交絡位置１０２より進行方向前方、且つライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第１糸条１０を引き出した場合の、第１糸条１０の進行経路より外側）において移動可能に設置される。そして、ガイド付き第３カッター１４は、第１糸条１０を係止した状態で待機し、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始するタイミングで、駆動機構によってライン１００側に移動し、ガイド付き第１スプライサー１３により第１糸条１０と第２糸条２０とを交絡させた後に、第１糸条１０の交絡部１０４より先端側１５を切断し、除去する。第１糸条１０の切断位置は、交絡部１０４より先端側であればよいが、なかでも、交絡部１０４の前方０．１～５０ｍｍ辺りで切断することが、一旦繋がれた糸条が剥がれる等の不都合を排除することができる点で好ましい。

【0060】

尚、本実施形態では、ガイドは、第３カッター及び第１スプライサーに付属しているが、第３カッターや第１スプライサーとは別に設けてもよいし、第３カッター又は第１スプライサーの一方にのみ付属していてもよい。

【0061】

第４カッター２２は、第１カッター１２と同じ機能を有する部材である。すなわち、継糸後に余分な第２糸条を切断する機能を備える部材である。また、第４カッター２２は、第２糸条をガイドする機能を備えていてもよい。第４カッター２２は、交絡位置１０２より進行方向後方であって、第２ガイドロール２１より進行方向前方、且つライン１００より外側（好ましくは、引き取りローラー３により第２糸条２０を引き出した場合の、第２糸条２０の進行経路より外側）において移動可能に設置される。そして、第１糸条と第２糸条の継糸作業を開始するタイミングで、駆動機構によってライン１００側に移動し、ガイド付き第１スプライサー１３により第１糸条１０と第２糸条２０とを交絡させた後に、第２糸条２０を交絡部１０４より進行方向後方にて切断する。第２糸条２０の切断位置は、交絡部１０４より進行方向後方であれば特に制限がなく、交絡部１０４の後方０．１～５００ｍｍ辺りである。

【0062】

ガイド付き第１スプライサー１３、ガイド付き第３カッター１４、第２ガイドロール２１、及び第４カッター２２は、糸条の切断が終了すれば、駆動機構によって、元の位置に戻る。

【0063】

スプライサーによる空気噴射は、旧糸条と新糸条との接触部を、新糸条側から空気噴射を行うことが好ましい。従って、進行する第１糸条１０に第２糸条２０を繋ぐ場合には、第１糸条１０と第２糸条２０との接触部を、第２糸条２０側から空気噴射を行い、進行する第２糸条２０に第１糸条１０を繋ぐ場合には、第１糸条１０と第２糸条２０との接触部を第１糸条１０側から空気噴射を行うことが好ましい。そのため、スプライサーが空気噴射方向を選択できる場合は、空気噴射方向を前記の通りに設定することが好ましく、スプライサーが空気噴射方向を選択できない場合には、図９～１２に示すように、第１糸条側１０から空気を噴射するガイド付き第１スプライサー１３と、第２糸条２０側から空気を噴射するガイド付き第２スプライサー２３を設置するのが好ましい。

【0064】

クリールユニットＣ２は、クリールユニットＣ１と同様に、第１架台１及び第２架台２に設置された各糸条パッケージの糸条残分を検知するセンサーを備えていてもよい。そして、センサーにより糸条残分が一定以下になったことを検知したのを機に、継糸作業を開始する機能を備えていてもよい。

【0065】

上記構成を有するクリールユニットＣ２は、下記［１］［２］の継糸機構を備える。
［１］第１架台１に設置した糸条パッケージから繰り出され、引き取りローラー３により引き出されて一方向に進行する第１糸条に、第２架台２に設置した糸条パッケージから引き出された第２糸条を継糸する機構。
［２］第２架台２に設置した糸条パッケージから繰り出され、引き取りローラー３により引き出されて一方向に進行する第２糸条に、第１架台１に設置した糸条パッケージから引き出された第１糸条を継糸する機構。

【0066】

クリールユニットＣ２によれば、第１架台１に設置された糸条パッケージから繰り出された第１糸条１０の引き出し作業を停止することなく、第２架台２に設置された糸条パッケージから繰り出された第２糸条２０に繋ぎ替える作業を行うことができ、また、第２架台２に設置された糸条パッケージから繰り出された第２糸条２０の引き出し作業を停止することなく、第１架台１に設置された糸条パッケージから繰り出された第１糸条１０に繋ぎ替える作業を行うこともできる。そのため、継糸作業後に、架台に設置された、旧糸条パッケージを新糸条パッケージに取り替えることで、連続的に糸条の引き出し作業を行うことができ、継糸の度に作業を中断する場合に比べて、引き出し作業効率を飛躍的に向上させることができ、歩留まりの低下を抑制することができる。

【0067】

［クリール装置］
本開示のクリール装置は、クリールユニットＣ１又はクリールユニットＣ２を複数個備える。

【0068】

前記クリール装置が備えるクリールユニットの数は、特に制限はないが、例えば１～４８個である。クリールユニットの配置方法としては、特に制限がなく、上下配置や並列配置など、用途に応じて適宜選択することができる。

【0069】

前記クリール装置によれば、糸条の引き出し作業を停止することなく、糸条の繋ぎ替え作業を行うことができる。そのため、連続的に糸条の引き出し作業を行うことができ、引き出し作業効率を飛躍的に向上させることができる。また、糸条の無駄を無くすことができ原料コストの削減や、資源の有効利用に効果を発揮することができる。

【0070】

［長繊維強化プラスチックの製造方法］
本開示の長繊維強化プラスチックの製造方法は、上記クリール装置を用いて糸条パッケージから糸条を引き出す工程を含む。

【0071】

前記長繊維強化プラスチックは予備成形体（若しくは、プリプレグ）であり、前記長繊維強化プラスチックの形状としては、例えば、ペレット状やテープ状など、最終製品である成形体の成型方法に応じて適宜選択することができる。

【0072】

例えば、最終製品である成形体を射出成形により形成する場合にはペレット状が好ましく、前記成形体をプレス成形やインサート成形により形成する場合には、テープ状が好ましい。

【0073】

前記長繊維強化プラスチックの製造方法は、前記工程以外にも他の工程を設けることができる。

【0074】

ペレット状の長繊維強化プラスチックの製造方法は、以下の工程を含むことが好ましい。
［１］ 上記クリール装置を用いて糸条パッケージから糸条を引き出す工程
［２］ 糸条パッケージから引き出された糸条に溶融プラスチックを付着及び／又は含浸させる工程
［３］ 糸条に付着及び／又は含浸した溶融プラスチックを固化させて、ストランド状（＝紐状）の長繊維強化プラスチックを得る工程
［４］ ストランド状の長繊維強化プラスチックを裁断する工程

【0075】

前記工程［２］で使用するプラスチックとしては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

【0076】

前記ポリオレフィン系樹脂には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ－１－ブテン、ポリイソブチレン、エチレンとプロピレンの共重合体、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体、ポリメチルペンテン、エチレン又はプロピレン（５０モル％以上）と他の共重合モノマー（例えば、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、芳香族ビニル等）とのランダム、ブロック、若しくはグラフト共重合体が含まれる。

【0077】

また、前記ポリオレフィン系樹脂には、マレイン酸変性ポリオレフィン（マレイン酸変性ポリプロピレン）、無水マレイン酸変性ポリオレフィン（無水マレイン酸変性ポリプロピレン）等の酸変性ポリオレフィンも含まれる。

【0078】

前記ポリアミド系樹脂には、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６９、ポリアミド６１０、ポリアミド１０１０、ポリアミド６１２、ポリアミド４６、ポリアミド１１、ポリアミド１２等の脂肪族ポリアミド；ナイロンＭＸＤ、ナイロン６Ｔ（ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸）、ナイロン６Ｉ、ナイロン９Ｔ、ナイロンＭ５Ｔ、ナイロン１０Ｔ等の芳香族ポリアミドが含まれる。

【0079】

前記工程［２］では、糸条を構成する繊維束の中心部にまで溶融プラスチックを含浸させてもよいし、溶融プラスチックが糸条の表面を被覆するだけでもよい。更には、これらの中間であってもよい。すなわち、溶融プラスチックが糸条の表面を被覆し、且つ繊維束の表面近傍に含浸していてもよい。

【0080】

糸条に付着及び／又は含浸させる溶融プラスチック量は、用途に応じて適宜変更することができる。

【0081】

前記工程［３］における、糸条に付着及び／又は含浸した溶融プラスチックの固化は、プラスチックの融点以下の温度で冷却することによって行うことができる。冷却方法としては、空冷、水冷等が挙げられる。糸条に含浸させた溶融プラスチックを固化させることで、工程［３］を経て、ストランド状の長繊維強化プラスチック（＝繊維束が長さ方向に揃えられた糸条に、プラスチックが付着して一体化した、ストランド状の複合体）が得られる。

【0082】

また、必要に応じて、冷却前に、溶融プラスチックが付着及び／又は含浸した糸条に成形処理を施してもよい。成形方法としては特に制限がないが、例えば、ストランドの太さを任意に調整する場合は、所望する太さに合わせた開口を有する口金から、溶融プラスチックが付着及び／又は含浸した糸条を、押出機等を利用して押出して成形し、その後、冷却する方法等が挙げられる。

【0083】

前記工程［４］は、ストランド状の長繊維強化プラスチックを、例えばペレット状（円柱状）に、裁断する工程である。裁断サイズは用途に応じて適宜選択することができ、例えば５～５０ｍｍの範囲である。

【0084】

工程［４］を経て、ペレット状の長繊維強化プラスチック（＝ペレットと同じ長さの、繊維束が長さ方向に揃えられた糸条に、プラスチックが付着して一体化した、ペレット状の複合体）が得られる。

【0085】

テープ状の長繊維強化プラスチックの製造方法は、以下の工程を含むことが好ましい。
［１］ 上記クリール装置を用いて糸条パッケージから糸条を引き出す工程
［２’］ 糸条パッケージから引き出された糸条を開繊する工程
［３’］ 開繊した糸条（＝開繊糸）に溶融プラスチックを付着及び／又は含浸させる工程
［４’］ 溶融プラスチックが付着及び／又は含浸した糸条を固化させて、テープ状の長繊維強化プラスチックを得る工程

【0086】

前記工程［２’］では、例えば、糸条に厚み方向に圧力を加えることで糸条を開繊することができる。これにより開繊糸が得られる。

【0087】

前記工程［３’］は、開繊糸を本工程に付す以外は、ペレット状の長繊維強化プラスチックの工程［２］と同様の方法で行うことができる。

【0088】

前記工程［４’］における冷却は、ペレット状の長繊維強化プラスチックの工程［３］と同様の方法で行うことができる。

【0089】

また、必要に応じて、冷却前に、溶融プラスチックが付着及び／又は含浸した糸条に成形処理を施してもよい。成形方法としては特に制限がないが、例えば、任意のサイズのテープを所望する場合は、所望するテープサイズ（厚み、幅）に合わせたスリットから、溶融プラスチックが付着及び／又は含浸した糸条を、押出機等を利用して押出して成形し、その後、冷却する方法や、溶融プラスチックが付着及び／又は含浸した糸条を、所望するテープサイズ（厚み、幅）までローラー等で加圧して成形し、その後、冷却する方法が挙げられる。

【0090】

工程［４’］を経て、任意の厚みや幅を有するテープ状の長繊維強化プラスチック（＝テープと同じ長さの開繊糸が、長さ方向に揃えられ、ここにプラスチックが付着して一体化した、テープ状の複合体）が得られる。

【0091】

従来は、糸条の繋ぎ替えを行う度に、引き取りローラー３による糸条の引き出しを停止させていた。そのため、長繊維強化プラスチックの製造効率が悪かった。また、溶融プラスチックを含浸する工程に付した状態で、糸条の引き出し作業が停止すれば、糸条は加熱された状態に長く留まるため、プラスチックが焦げる等により、歩留まりが低下する問題が生じていた。しかし、本開示の製造方法によれば、糸条の引き出し作業を停止することなく糸条の繋ぎ替えが可能なクリール装置を用いて長繊維強化プラスチックを製造するため、歩留まりの低下を抑制することができ、長繊維強化プラスチックの製造効率を飛躍的に向上させることができる。

【0092】

そして、前記製造方法によって得られる、ペレット状の長繊維強化プラスチックには、ペレットと等しい長さの繊維（繊維の長さは、例えば５～５０ｍｍ程度）が、ペレットの長さ方向に配列した状態で含まれる。また、テープ状の長繊維強化プラスチックには、テープの長さに等しい長さの繊維が、テープの長さ方向に配列した状態で含まれる。そのため、前記ペレット状の長繊維強化プラスチックやテープ状の長繊維強化プラスチックを、溶融し成形して得られる成形体は、軽量であり、その上、高い機械的強度を有するので、金属代替品として好適に使用することができる。

【符号の説明】

【0093】

１ 第１架台
１０ 第１糸条
１１ 第１ガイドロール
１２ 第１カッター
１３ ガイド付き第１スプライサー
１４ ガイド付き第３カッター
１５ 交絡部より先端側の第１糸条
２ 第２架台
２０ 第２糸条
２１ 第２ガイドロール
２２ 第４カッター
２３ ガイド付き（第２）スプライサー
２４ ガイド付き第２カッター
２５ 交絡部より先端側の第２糸条
３ 引き取りローラー
４１ 噴射口
４２ ガイド付きスプライサーのアーム部
４３ スプライサー開口部封止用のパッド
５１ 刃
５２ ガイド付きカッターのアーム部
７０ 取付け軸
７１ 固定具
８０ 糸条パッケージ（外取りタイプ）
８１ 軸
８２ 巻き取られた糸条
１００ ライン
１０１ ライン（若しくは、糸条）の進行方向
１０２ 交絡位置
１０３ ガイドロールの移動方向
１０４ 糸条の交絡部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】