CN111372977B - 纤维强化树脂成型材料的制造方法以及纤维强化树脂成型材料制造装置 - Google Patents

Abstract

向纤维束中含浸树脂而成的纤维强化树脂成型材料的制造方法具备：分纤步骤，将纤维束沿长度方向间断性地分纤，在纤维束的宽度方向上并列地形成至少两列沿长度方向延伸的分纤处理列；以及裁断步骤，将分纤步骤后的纤维束在长度方向上隔开间隔地裁断；以满足下述(1)～(3)的全部条件的方式进行分纤步骤以及裁断步骤：(1)1≤c/L≤50(2)c＜a(3)b/L＜1，在(1)～(3)中，c是将分纤处理列的一个分纤处理列投影到在宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是裁断步骤中的间隔，a是分纤处理列中的分纤部分的长度，b是分纤处理列中的未分纤部分的长度。

Description

纤维强化树脂成型材料的制造方法以及纤维强化树脂成型材 料制造装置

技术领域

本发明涉及纤维强化树脂成型材料的制造方法以及纤维强化树脂成型材 料制造装置。

本申请基于2017年11月20日在日本提出申请的特愿2017－223119号 主张优先权，此处援引其内容。

背景技术

作为成型品的机械特性优异、并且适合三维形状等复杂形状的成型的成 型材料，已知有SMC(Sheet Molding Compound：片状模塑料)和可冲压片 材。SMC是例如使不饱和聚酯树脂等热固化性树脂，含浸于将玻璃纤维或碳 纤维等强化纤维裁断而得的纤维束的纤丝之间而成的片状的纤维强化树脂成 型材料。另外，可冲压片材是例如使热塑性树脂含浸于上述经裁断而得的纤 维束而成的片状的纤维强化树脂成型材料。

SMC是用于获得成型品的中间材料。当将SMC成型加工时，使用模具 一边对SMC进行加热一边对其进行压缩(压制)成型。此时，纤维束与热固 化性树脂一体地流动而被填充于模具的型腔内，之后，使热固化性树脂固化。 因而，使用该SMC，能够获得壁厚局部不同的成型品、或者具有肋、凸起等 的成型品等各种形状的成型品。另外，关于可冲压片材的成型品，其能够通 过先利用红外线加热器等加热至热塑性树脂的熔点以上、再利用规定的温度的模具进行冷却加压而获得。

此外，在上述SMC(纤维强化树脂成型材料)的制造中，在所输送的片 材(载体)上涂覆包含热固化性树脂的糊剂，之后将连续的纤维束用裁断机 裁断成规定的长度并散布在糊剂上(例如参照专利文献1、2等)。

另外，在SMC的制造中，为了降低制造成本，使用相对较廉价的被称作 大丝束的纤丝根数多的纤维束，将该纤维束沿宽度方向扩宽(称作“开纤”)， 之后将开纤后的纤维束分割成多个纤维束(称作“分纤”)，并将分纤后的纤 维束用裁断机裁断。

然而，在以往的制造方法中，在纤维束内的纤丝产生了纬斜或弯曲时， 有时由于开纤后的纤维束中的一部分未被分纤而残留下来，或者由于一部分 被切断，而导致在开纤后经过分纤而得的纤维束向裁断机的供给变得不稳定。 这在可冲压片材的情况下也是相同的。

具体而言，专利文献1中公开了一种通过将突起状物刺入开纤后的纤维 束而进行分纤的方法。然而，在使用该方法的情况下，如果纤维束内的纤丝 产生了纬斜或弯曲，则本来应该已经经过分纤的纤维束的一部分不被分纤地 残留到裁断后，有可能导致纤维束不能被分割。

另一方面，专利文献2中公开了一种使用旋转的旋转刀将开纤后的纤维 束连续地分纤的方法。然而，在使用该方法的情况下，如果纤维束产生了弯 曲、或者纤维束内的纤丝产生了纬斜或弯曲，则分纤后的纤维束的一部分会 被切断，有可能导致切断后的纤维束卷绕于辊等。

专利文献3中公开了一种使宽度方向的多个旋转刀在周向上一致，分纤 部分与未分纤部分断续并且分纤成多个纤维束的方法。然而，在使用该方法 的情况下，在裁断后未分纤部分在宽度方向上连续，有可能导致分散性变差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:美国专利申请公开第2012/0213997号说明书

专利文献2:日本特开2006－219780号公报

专利文献3:国际公开第2017/006989号

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于上述以往情况而提出的，其目的在于提供下面这样的纤维 强化树脂成型材料的制造方法以及制造装置：在制造使树脂含浸于裁断后的 纤维束的纤丝之间而成的片状的纤维强化树脂成型材料时，该制造方法以及 制造装置能够维持纤维强化树脂成型材料的品质，并且能够避免纤维束的弯 曲或者纤维束内产生的纤丝的纬斜或弯曲的影响，同时能够将分纤后的纤维 束以稳定的状态供给至裁断机，裁断后的纤维束容易分散。

用于解决技术问题的手段

本发明的第一方式为一种向裁断的纤维束中含浸树脂而成的纤维强化树 脂材料的制造方法，其中，具备：分纤步骤，将所述纤维束沿长度方向间断 性地分纤，在所述纤维束的宽度方向上并列地形成至少两列沿所述长度方向 延伸的分纤处理列；以及裁断步骤，将所述分纤步骤后的所述纤维束在长度 方向上隔开间隔地裁断；以满足下述(1)～(3)的全部条件的方式进行所 述分纤步骤以及所述裁断步骤：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到 在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是所 述裁断步骤中的所述间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所 述分纤处理列中的未分纤部分的长度。

在本发明的纤维强化树脂材料的制造方法中，也可以是，以还满足下述 (4)的方式进行所述分纤步骤以及所述裁断步骤：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

也可以是，通过将在所述纤维束的宽度方向上以规定的间隔并列的多个 刀具间歇地刺入所述纤维束而形成所述分纤处理列。

此时，可以是，所述多个刀具在周向上并列地配置于在所述宽度方向上 以规定的间隔并列的多个旋转刀上，在所述多个旋转刀旋转的同时，所述多 个刀具刺入所述纤维束。

或者，也可以是，所述多个刀具在所述纤维束的输送方向上并列地配置 于在所述宽度方向上以规定的间隔并列的锯刀上，在所述多个锯刀向接近所 述纤维束的方向与远离所述纤维束的方向往复运动的同时，所述多个刀具刺 入所述纤维束。

也可以是，所述分纤步骤以将多个所述纤维束层叠在一起的状态进行。

也可以是，所述树脂是热固化性树脂。

本发明的纤维强化树脂材料的制造方法也可以还具备：在沿规定的方向 输送的第一片上涂覆包含所述树脂的糊剂的步骤；在被涂覆了所述糊剂的所 述第一片上散布被裁断的所述纤维束的步骤；以及将被涂覆了所述糊剂的第 二片重合于被散布了所述纤维束的所述第一片，之后对夹在所述第一片与所 述第二片之间的所述糊剂以及所述纤维束加压，使所述树脂含浸于所述纤维 束的纤丝之间的步骤。

本发明的纤维强化树脂材料的制造方法也可以还具备开纤步骤，该开纤 步骤在所述分纤步骤之前进行，将所述纤维束在所述宽度方向上开纤。

本发明的第二方式为一种纤维强化树脂成型材料制造装置，其具备：分 纤部，其具有多个刀具，通过将所述刀具刺入连续的纤维束，将所述纤维束 分纤为多个纤维束；以及裁断部，其将由所述分纤部处理后的所述纤维束在 所述纤维束的长度方向上隔开间隔地裁断；所述分纤部构成为，通过将所述 刀具间歇地刺入所述纤维束，能够在所述纤维束的宽度方向上并列地形成至 少两列沿所述长度方向延伸的分纤处理列，所述分纤部以及所述裁断部构成 为以满足下述(1)～(3)的全部条件的方式进行处理：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到 在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是所 述裁断部中的所述间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所述 分纤处理列中的未分纤部分的长度。

也可以是，所述分纤部以及所述裁断部构成为以还满足下述(4)的方式 进行处理：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

也可以是，所述分纤部具有在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个 旋转刀，所述多个刀具在周向上并列地配置于所述多个旋转刀，在所述多个 旋转刀旋转的同时，所述多个刀具刺入所述纤维束。

也可以是，所述分纤部具有在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个 锯刀，所述多个刀具在与所述纤维束的输送方向相同的方向上并列地配置于 所述多个锯刀，在所述多个锯刀向接近所述纤维束的方向与远离所述纤维束 的方向往复运动的同时，所述多个刀具刺入所述纤维束。

本发明的纤维强化树脂材料的制造装置也可以还具备配置于所述多个旋 转刀之间或者所述多个锯刀之间的间隔部件，所述分纤部构成为，所述多个 刀具向所述纤维束刺入，直至所述间隔部件与所述纤维束接触为止。

本发明的纤维强化树脂材料的制造装置也可以还具备一对引导部件，该 一对引导部件配置于所述纤维束的输送方向的两侧，并且隔着所述纤维束配 置在与所述刀具相反的一侧，所述引导部件对刺入了所述多个刀具的所述纤 维束进行支承。

本发明的纤维强化树脂材料的制造装置也可以是还具备：第一涂覆部， 其在沿规定的方向输送的第一片上涂覆包含树脂的糊剂；第二涂覆部，其在 沿规定的方向输送的第二片上涂覆所述糊剂；含浸部，其构成为能够对重合 在一起的所述第一片与所述第二片之间的所述糊剂进行加压；第一输送部， 其将被涂覆了所述糊剂的所述第一片输送到所述含浸部；以及第二输送部， 其将被涂覆了所述糊剂的所述第二片输送到所述含浸部；所述裁断部被配置 为，使裁断的所述纤维束散布于所述第一片上的所述糊剂，所述第一输送部以及所述第二输送部被配置为，在所述纤维束散布于所述第一片之后，使所 述第一片与所述第二片重合。

即，本发明具有以下的方式。

[1]一种纤维强化树脂成型材料的制造方法，其为向裁断的纤维束中含 浸树脂而成的纤维强化树脂材料的制造方法，其中，具备：

分纤步骤，将所述纤维束沿长度方向间断性地分纤，在所述纤维束的宽 度方向上并列地形成至少两列沿所述长度方向延伸的分纤处理列；以及

裁断步骤，将所述分纤步骤后的所述纤维束在长度方向上隔开间隔地裁 断；

以满足下述(1)～(3)的全部条件的方式进行所述分纤步骤以及所述 裁断步骤：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到 在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是所 述裁断步骤中的所述间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所 述分纤处理列中的未分纤部分的长度。

[2]如[1]所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，以还满 足下述(4)的方式进行所述分纤步骤以及所述裁断步骤：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

[3]如[1]或[2]所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中， 通过将在所述纤维束的宽度方向上以规定的间隔并列的多个刀具间歇地刺入 所述纤维束而形成所述分纤处理列。

[4]如[3]所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，所述多 个刀具在周向上并列地配置于在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个旋 转刀上，在所述多个旋转刀旋转的同时，所述多个刀具刺入所述纤维束。

[5]如[3]所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，所述多 个刀具在所述纤维束的输送方向上并列地配置于在所述宽度方向上以规定的 间隔并列的锯刀上，在所述多个锯刀向接近所述纤维束的方向与远离所述纤 维束的方向往复运动的同时，所述多个刀具刺入所述纤维束。

[6]如[1]至[5]中任一项所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法， 其中，所述分纤步骤以将多个所述纤维束层叠在一起的状态进行。

[7]如[1]至[6]中任一项所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法， 其中，所述树脂是热固化性树脂。

[8]如[1]至[7]中任一项所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法， 其中，还具备：

在沿规定的方向输送的第一片上涂覆包含所述树脂的糊剂的步骤；

在被涂覆了所述糊剂的所述第一片上散布被裁断的所述纤维束的步骤； 以及

将被涂覆了所述糊剂的第二片重合于被散布了所述纤维束的所述第一 片，之后对夹在所述第一片与所述第二片之间的所述糊剂以及所述纤维束加 压，使所述树脂含浸于所述纤维束的纤丝之间的步骤。

[9]如[1]至[8]中任一项所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法， 其中，还具备开纤步骤，该开纤步骤在所述分纤步骤之前进行，将所述纤维 束在所述宽度方向上开纤。

[10]一种纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，具备：

分纤部，其具有多个刀具，通过将所述刀具刺入连续的纤维束，将所述 纤维束分纤为多个纤维束；以及

裁断部，其将由所述分纤部处理后的所述纤维束在所述纤维束的长度方 向上隔开间隔地裁断；

所述分纤部构成为，通过将所述刀具间歇地刺入所述纤维束，能够在所 述纤维束的宽度方向上并列地形成至少两列沿所述长度方向延伸的分纤处理 列，

所述分纤部以及所述裁断部构成为以满足下述(1)～(3)的全部条件 的方式进行处理：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到 在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是所 述裁断部中的所述间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所述 分纤处理列中的未分纤部分的长度。

[11]如[10]所述的纤维强化树脂材料制造装置，其中，所述分纤部 以及所述裁断部构成为以还满足下述(4)的方式进行处理：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

[12]如[10]或[11]所述的纤维强化树脂材料制造装置，其中，所 述分纤部具有在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个旋转刀，所述多个 刀具在周向上并列地配置于所述多个旋转刀，在所述多个旋转刀旋转的同时， 所述多个刀具刺入所述纤维束。

[13]如[10]或[11]所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中， 所述分纤部具有在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个锯刀，所述多个 刀具在与所述纤维束的输送方向相同的方向上并列地配置于所述多个锯刀， 在所述多个锯刀向接近所述纤维束的方向与远离所述纤维束的方向往复运动 的同时，所述多个刀具刺入所述纤维束。

[14]如[12]或[13]所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中， 还具备配置于所述多个旋转刀之间或者所述多个锯刀之间的间隔部件，

所述分纤部构成为，所述多个刀具向所述纤维束刺入，直至所述间隔部 件与所述纤维束接触为止。

[15]如[10]至[14]中任一项所述的纤维强化树脂成型材料制造装 置，

还具备一对引导部件，该一对引导部件配置于所述纤维束的输送方向的 两侧，并且隔着所述纤维束配置在与所述刀具相反的一侧，

所述引导部件对刺入了所述多个刀具的所述纤维束进行支承。

[16]如[10]至[15]中任一项所述的纤维强化树脂成型材料制造装 置，其中，还具备：

第一涂覆部，其在沿规定的方向输送的第一片上涂覆包含树脂的糊剂；

第二涂覆部，其在沿规定的方向输送的第二片上涂覆所述糊剂；

含浸部，其构成为能够对重合在一起的所述第一片与所述第二片之间的 所述糊剂进行加压；

第一输送部，其将被涂覆了所述糊剂的所述第一片输送到所述含浸部； 以及

第二输送部，其将被涂覆了所述糊剂的所述第二片输送到所述含浸部；

所述裁断部被配置为，使裁断的所述纤维束散布于所述第一片上的所述 糊剂，

所述第一输送部以及所述第二输送部被配置为，在所述纤维束散布于所 述第一片之后，使所述第一片与所述第二片重合。

[17]如[1]至[9]中任一项所述的纤维强化树脂形成材料的制造方 法，其中，所述c/L的值优选的是1.05～50，更优选的是1.05～30，进一步 优选的是1.05～20，特别优选的是1.05～5，最优选的是1.05～4。

[18]如[1]至[9]以及[17]中任一项所述的纤维强化树脂形成材 料的制造方法，其中，所述c的值以及所述a的值优选的是满足1.1c≤a，更 优选的是满足1.5c≤a，进一步优选的是满足2c≤a。

[19]如[1]至[9]、[17]以及[18]中任一项所述的纤维强化树脂 形成材料的制造方法，其中，所述b/L的值优选的是大于0且为1以下，更 优选的是大于0且为0.1以下。

[20]如[1]至[9]以及[17]至[19]中任一项所述的纤维强化树 脂形成材料的制造方法，其中，a/(a+b)的值为0.92～0.99。

[21]如[10]至[16]中任一项所述的纤维强化树脂形成材料制造装 置，其中，所述c/L的值优选的是1.05～50，更优选的是1.05～30，进一步 优选的是1.05～20，特别优选的是1.05～5，最优选的是1.05～4。

[22]如[10]至[16]以及[21]中任一项所述的纤维强化树脂形成 材料制造装置，其中，所述c的值以及所述a的值优选的是满足1.1c≤a，更 优选的是满足1.5c≤a，进一步优选的是满足2c≤a。

[23]如[10]至[16]、[21]以及[22]中任一项所述的纤维强化树 脂形成材料制造装置，其中，所述b/L的值优选的是大于0且为1以下，更 优选的是大于0且为0.1以下。

[24]如[10]至[16]以及[21]至[23]中任一项所述的纤维强化 树脂形成材料制造装置，其中，a/(a+b)的值为0.92～0.99。

发明效果

根据本发明的纤维强化树脂成型材料的制造方法以及制造装置，能够维 持所制造的纤维强化树脂成型材料的品质，并且能够避免纤维束的弯曲或者 纤维束内产生的纤丝的纬斜或弯曲的影响，同时能够将分纤后的纤维束以稳 定的状态供给至裁断机，裁断后的纤维束也容易分散。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的SMC制造装置的构成的侧视图。

图2A是表示图1所示的SMC制造装置所具备的纤维束供给部的一构成 例的侧视图。

图2B是图1所示的SMC制造装置所具备的纤维束供给部的一构成例， 并且是从输送方向观察其分纤部的主视图。

图3是表示被分纤的纤维束的分纤位置的示意图。

图4A是表示图1所示的SMC制造装置所具备的纤维束供给部的另一构 成例的侧视图。

图4B是图1所示的SMC制造装置所具备的纤维束供给部的另一构成例， 并且是从输送方向观察其分纤部的主视图。

图5A是例示刀具的形状的侧视图。

图5B是例示刀具的形状的侧视图。

图5C是例示刀具的形状的侧视图。

图5D是例示刀具的形状的侧视图。

图5E是例示刀具的形状的侧视图。

图6A是用于说明刀具的刃尖角度的示意图。

图6B是用于说明刀具的刀刃角度的示意图。

具体实施方式

以下，参照图1至图6B详细地说明本发明的一实施方式。

以下的说明中的材料、尺寸等只是一个例子，本发明并不一定限定于此， 能够在不变更其主旨的范围内适宜变更而实施。

[纤维强化树脂成型材料的制造方法]

本实施方式的纤维强化树脂成型材料(以下有时简称为“成型材料”)的 制造方法(以下有时简称为“制造方法”)是使树脂含浸于裁断后的纤维束的 纤丝之间而成的片状的纤维强化树脂成型材料的制造方法，能够应用于SMC 和可冲压片材等的制造。

纤维束是使多个强化纤维捆扎在一起而成的。作为本实施方式的制造方 法所使用的强化纤维，例如优选的是碳纤维，但也可以使用玻璃纤维等碳纤 维以外的强化纤维。

作为本实施方式的制造方法所使用的树脂，能够使用热固化性树脂、热 塑性树脂中的任一种。在本实施方式的制造方法中，可以仅使用热固化性树 脂，也可以仅使用热塑性树脂。而且，还可以同时使用热固化性树脂与热塑 性树脂这两方。

在将通过本实施方式的制造方法制造的成型材料用作SMC的情况下，作 为所使用的树脂，优选的是热固化性树脂。另一方面，在将成型材料用作可 冲压片材的情况下，作为所使用的树脂，优选的是热塑性树脂。

作为热固性树脂，可举出例如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树 脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸酯树脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、苯氧基树脂、 醇酸树脂、聚氨酯树脂、马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等。作为热固性树脂， 可以单独使用一种，也可以同时使用两种以上。

作为热塑性树脂，可举出例如聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树 脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酮树脂、聚醚砜树脂、芳香族聚酰胺树脂等。作为 热塑性树脂，可以单独使用一种，也可以同时使用两种以上。

本实施方式的制造方法具备：分纤步骤，将纤维束沿长度方向间断性地 分纤，在纤维束的宽度方向上并列地形成至少两列沿长度方向延伸的分纤处 理列；以及裁断步骤，将分纤步骤后的纤维束在长度方向上隔开间隔地裁断。 本实施方式的制造方法的特征在于，以满足下述(1)～(3)的全部条件的 方式进行分纤步骤以及裁断步骤：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1。

在上述(1)～(3)中，c是将分纤处理列的一个分纤处理列投影到在纤 维束的宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度。L是裁 断部中的纤维束的裁断间隔，与裁断后的纤维束的长度大致相等。A是分纤 处理列中的分纤部分的长度。B是分纤处理列中的未分纤部分的长度。

关于a、b、c以及L，它们在后述的图3中也被示出。

关于a、b、c以及L，它们是使用游标卡尺以0.1mm的单位测定任意的 5个位置而计算出其平均值而得的。

发明人发现，在分纤步骤以及裁断步骤中，通过以满足上述(1)至(3) 的方式进行纤维束的分纤以及裁断，能够避免纤维束内产生的纤丝的纬斜或 弯曲的影响，并且能够将分纤后的纤维束以稳定的状态供给至裁断机裁断。

若c/L的值小于1，即相邻的分纤处理列的分纤部分在长度方向上的重 复部分的长度c小于裁断间隔L，则裁断后的各个纤维束中至少产生两处未被 分割的未分纤部分，裁断后的各个纤维束在纤维束的宽度方向上必然相连。 因此，例如，在SMC的制造时，难以使强化纤维均匀地分散，并且树脂的含 浸性降低，制造出的SMC的品质容易显著降低。

c/L的值优选的是1.05以上。而且，如果c/L的值为50以下，则即使 在待分纤的纤维束内的纤丝存在纬斜或弯曲的情况下，也可减少切断后的纤 维束产生细毛、以及该细毛对工序的干扰。c/L的值优选的是30以下，更优 选的是20以下，进一步优选的是5以下，特别优选的是4以下。

具体而言，c/L的值优选的是1.05～50，更优选的是1.05～30，进一步 优选的是1.05～20，特别优选的是1.05～5，最优选的是1.05～4。

另外，需要使a的值大于c的值，即c＜a。这是因为，在a与c的值相 同的情况下，裁断后的各个纤维束的未分纤部分在宽度方向上连续，例如有 可能在SMC的制造时难以使强化纤维均匀地分散。优选的是1.1c≤a，更优选 的是1.5c≤a，进一步优选的是2c≤a。

在b/L的值为1以上的情况下，裁断后的纤维束在纤维束的宽度方向上 必然相连。因此，例如在SMC的制造时难以使强化纤维均匀地分散，并且树 脂的含浸性降低，所制造的SMC的品质容易显著降低。因而，在本实施方式 的制造方法中，必须使b/L小于1。而且，如果b/L的值为0.1以下，则即 使纤维束内的纤丝产生纬斜、弯曲或交缠，也容易分散。

具体而言，b/L的值优选的是大于0且为1以下，更优选的是大于0且 为0.1以下。

在本实施方式的制造方法中，优选的是以满足下述式(4)的条件的方式 将连续的纤维束在长度方向上间断性地分纤，且在长度方向上隔开间隔地裁 断而获得裁断后的纤维束：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

在a/(a+b)的值小于0.9的情况下，例如当在制造SMC时将纤维束 向糊剂上散布时，由于裁断后的纤维束的未分纤部分难以分割，因此难以使 强化纤维均匀地分散在糊剂上，并且树脂向强化纤维的含浸性降低，所制造 的SMC的品质容易降低。a/(a+b)的值更优选的是0.92以上。

纤维束的处理过程中不存在未分纤部分(即，b＝0)的情况相当于纤维 束在长度方向上被连续地分纤的状态，a/(a+b)的值为1。但是，在该情 况下，由于没有未分纤部分，因此如果纤维束产生了弯曲、或者纤维束内的 纤丝产生了纬斜或弯曲，则分纤后的纤维束的一部分会被切断，有可能导致 被切断的纤维束卷绕于辊等。在本实施方式的制造方法中，由于在连续的纤 维束的长度方向上间断性地进行分纤，因此不会有不存在未分纤部分的情况 (即，b＞0。)因而，必然成为a/(a+b)＜1。

出于将分纤后的纤维束以稳定的状态供给至裁断机的观点，a/(a+b) 的值优选的是0.99以下。

具体而言，a/(a+b)的值优选的是0.92～0.99。

作为将连续的纤维束间断性地分纤的方式，出于能够更稳定地实施纤维 束分纤的观点，优选的是：将在连续的纤维束的宽度方向上以规定的间隔并 列的、成排的多个刀具间歇地刺入连续的纤维束，从而使分纤后的多个纤维 束彼此之间处于局部未分纤的状态。

注意，在连续的纤维束的宽度方向上以规定的间隔并列的、成排的多个 刀具为2个以上即可，数量不被特别限定。对于一定的纤维束的宽度，用于 更多地进行分纤的刀具的数量越多，则裁断后的纤维束的宽度越窄，所制造 的SMC的品质越会提高。

优选的是，在分纤步骤中，以如下方式进行：在连续的纤维束的宽度方 向上以规定的间隔并列的、成排的多个刀具在周向上并列地配置于多个旋转 刀，将该多个旋转刀的刃尖在纤维束的宽度方向上错开配置，一边使所述旋 转刀旋转，一边将多个刀具间歇地刺入连续的纤维束。另外，也优选如下方 式：使用将多个刀具在与所述纤维束的输送方向相同的方向上并列地配置的 锯刀，一边使所述锯刀在上下方向上摆动，一边将所述多个刀具间歇地刺入 所述连续的纤维束。

在本发明中，“刀具”是这样的一种部件：板状，且与纤维束最初接触的 前端部被制成又细又薄，并且前端部的剖面为大致楔形形状。作为刀具的材 料，可列举金属、陶瓷等硬质的材料。

关于刀具的形状，不作特别限定，只要能够刺入纤维束即可。出于刀具 的耐久性和分纤性的观点，刀具与纤维束接触的部分的最大厚度优选的是 0.3～2mm。刀具与纤维束接触的部分的最大宽度优选的是0.5～1.5mm。刀具 的宽度方向的前端部的角度(刃锋角)优选的是30°～90°。刀具的厚度方向 的刀刃角度(刃尖角)优选的是10°～45°，更优选的是20°～30°。

注意，“刃锋角”的意思是从正面观察刀具的平面部分时的刀具的前端角 度。另外，“刃尖角”的意思是从正面观察刀具的侧面部分(厚度方向的面) 时的刀具的前端角度。

作为将连续的纤维束间断性地分纤的其他方式，能够列举不使用刀具的 手段、例如将空气等气体以规定的条件向纤维束吹送的方式。即使是这种方 式，例如也能够通过间歇地向纤维束吹送气体来满足上述(1)至(3)。

作为将连续的纤维束间断性地分纤之后在长度方向上隔开间隔地裁断的 纤维束的分割性，在裁断的纤维束中，利用未分纤部分以与宽度方向的分割 数相等的数量相连的、换句话说即宽度在裁断前后未变化的纤维束的重量比 例优选的是10％以下，更优选的是5％以下。若裁断后的纤维束中的、利用 未分纤部分在宽度方向上相连的纤维束多，则所制造的成型材料的品质有降 低的趋势。在满足上述(1)至(3)的基础上，通过使纤维束的宽度方向上 的相连更少，并且降低相连的纤维束的重量比例，能够提高所制造的成型材 料的品质。

本发明的制造方法必然具备上述分纤步骤以及裁断步骤，但在本实施方 式中，除此之外也可以还具备下述的涂覆步骤、散布步骤以及含浸步骤。通 过后述的纤维强化树脂成型材料制造装置执行的本实施方式的制造方法具备 以下的步骤。

涂覆步骤：在沿规定的方向输送的第一片上涂覆包含树脂的糊剂。

分纤步骤：在连续的纤维束中形成分纤处理列而分纤为多个纤维束。

裁断步骤：利用裁断机将在分纤步骤中经过分纤的纤维束裁断。

散布步骤：将通过裁断步骤裁断后的纤维束用裁断机裁断，并散布在通 过涂覆步骤涂覆了的糊剂上。

含浸步骤：将被涂覆了糊剂的另一第二片重合于在裁断步骤中被散布了 纤维束的第一片上，之后对夹在第一片与第二片之间的糊剂以及纤维束加压， 使树脂含浸于纤维束的纤丝之间。

在分纤步骤中，也可以将连续的纤维束以在厚度方向上重合在一起的状 态输送，将其分纤为多个纤维束。

另外，也可以为，在将连续的纤维束在宽度方向上开纤之后，在分纤步 骤中将开纤后的纤维束分纤为多个纤维束。即，也可以为，在分纤步骤之前 还具备将连续的纤维束在宽度方向上开纤的开纤步骤。

这样，能够使用相对较廉价的大丝束制造高品质的成型材料。

[纤维强化树脂成型材料的制造装置]

以下，作为本实施方式的纤维强化树脂成型材料制造装置(以下，有时 简称为“制造装置”)，对图1以及图2所示的SMC制造装置具体进行说明。 本实施方式的SMC制造装置是本发明的制造装置的一个例子，并且是执行本 发明的制造方法的制造装置。

本实施方式的SMC制造装置是制造片状的SMC(Sheet Molding Compound：片状模塑料)的装置，该片状的SMC包含由碳(碳素)纤维构 成的纤维束和由不饱和聚酯树脂构成的热固化性树脂，是使热固化性树脂含 浸于裁断后的纤维束的纤丝之间而成的。注意，作为纤维束，除了碳纤维以 外，也能够使用玻璃纤维等强化纤维。作为树脂，除了热固化性树脂以外， 也能够使用热塑性树脂。

图1是示意地表示SMC制造装置1的构成的侧视图。图2A是表示SMC 制造装置1所具备的纤维束供给部10的一构成例的侧视图，图2B是从输送 方向对作为纤维束供给部10的一部分的分纤部进行观察的主视图。

在以下的说明中，设定XYZ正交坐标系，参照各图所示的XYZ正交坐 标系对各部件的位置关系进行说明。

如图1所示，SMC制造装置1具备纤维束供给部10、第一片供给部11、 第一涂覆部12、裁断部13、第二片供给部14、第二涂覆部15和含浸部16。

如图2A中放大所示，纤维束供给部10具有开纤部和分纤部，开纤部一 边将连续的纤维束CF向规定的方向(以下称作“输送方向”)输送一边将其 在宽度方向(Y轴方向)上开纤，分纤部将开纤后的纤维束CF分纤为多个纤 维束CF。

本实施方式的纤维束供给部10作为开纤部具备多个开纤棒17，作为分纤 部具备多个旋转刀18和多个导丝辊19。

在纤维束供给部10中，首先，将从线轴B朝向图1中的X轴正方向(水 平方向右侧)引出的大丝束的纤维束CF在宽度方向上开纤。具体而言，在纤 维束CF通过开纤部即多个开纤棒17的期间，经由各开纤棒17对纤维束CF 施加加热、摩擦、摇动等，从而将纤维束CF在宽度方向上扩宽而开纤。

接下来，利用作为分纤部的多个旋转刀18，在开纤后的纤维束CF中形 成分纤处理列，分纤为在宽度方向上并列的多个纤维束CF。多个旋转刀18 以旋转中心一致或大致一致的方式在开纤的纤维束CF的宽度方向(Y轴方 向)上以规定的间隔并列配置。另外，在各旋转刀18上，在周向上成排地并 列地配置有多个刀具18a。在各旋转刀18之间，优选的是多个刀具18a在宽 度方向上错位配置。由此，能够容易地将裁断后的纤维束CF分散。

如图2B所示，在各旋转刀18之间配置有环状的间隔部件18b。间隔部 件18b的外周面比各刀具18a的边界(刃根)稍微靠上方。在间隔部件18b 与纤维束CF接触时，各刀具18a不能更深地刺入，因此通过将间隔部件更换 为不同尺寸的间隔部件等而使外周面与刃根的位置关系变化，能够调整刀具 18a对纤维束CF的刺入深度。在无需调整的情况下，也可以取下间隔部件18b。

多个旋转刀18旋转自如支承于通过旋转中心而延伸的轴部件18c。由此， 伴随着纤维束CF的输送，能够一边将刀具18a刺入纤维束CF，一边使多个 旋转刀18向与纤维束CF的输送方向相同的方向旋转。作为其他例子，也可 以将多个旋转刀18固定于轴部件18c，与纤维束CF的输送同步地利用驱动 马达等驱动轴部件18c以及多个旋转刀18旋转。

在多个旋转刀18的输送方向两侧，以夹着多个旋转刀18的方式配置有 一对引导部件40。一对引导部件40隔着纤维束CF配置于与多个旋转刀18 相反的一侧。

因而，在通过SMC制造装置1执行的分纤步骤中，多个旋转刀18从与 配置一对引导部件40的一侧相反的一侧接近在一对引导部件40之间移动的 纤维束CF，多个刀具18a刺入纤维束CF。此时，一对引导部件40进行支承 以避免被多个刀具18a刺入的纤维束CF在厚度方向上移动，因此多个刀具 18a可被适当地分纤。

一边使各旋转刀18旋转，一边将多个刀具18a间歇地刺入连续的纤维束 CF，从而将纤维束CF在宽度方向上分纤。此时，通过将多个刀具18a刺入 至间隔部件18b与连续的纤维束CF接触的位置，防止在各刀具18a之间将纤 维束CF连续地分纤。由此，分纤后的多个纤维束CF彼此之间不会成为完全 被分纤的状态，而是成为局部未分纤的状态。之后，由多个导丝辊19引导分 纤后的纤维束CF，将其朝向裁断部13供给。

第一片供给部11将从第一原材卷R1放出的连续的第一片S1朝向第一涂 覆部12供给。SMC制造装置1具备将第一片S1朝向含浸部16输送的第一 输送部20。

第一输送部20具有将环形带22缠绕在一对带轮21a、21b之间而成的输 送机23。输送机23通过使一对带轮21a、21b向同一方向旋转而使环形带22 环绕，并且在该环形带22的表面上将第一片S1朝向图1中的X轴正方向输 送。

第一涂覆部12具有涂布机24，该涂布机24配置于朝向图1中的X轴正 方向输送的第一片S1的上方，供给包含树脂的糊剂P。在第一涂覆部12中， 通过使第一片S1通过涂布机24，将糊剂P以规定的厚度涂覆到第一片S1的 表面上。

对于糊剂P，能够使用除了上述不饱和聚酯树脂等热固化性树脂之外还 适当混合有碳酸钙等填充剂、低收缩化剂、脱模剂、固化引发剂、增粘剂等 的糊剂。

裁断部13比第一涂覆部12靠输送方向的下游侧设置，将从纤维束供给 部10供给的纤维束CF用裁断机13A裁断并散布在糊剂P上。裁断机13A配 置于由输送机23输送的第一片S1的上方，具有引导辊25、夹送辊26和切割 辊27。

引导辊25一边旋转一边将由纤维束供给部10供给的纤维束CF朝向下方 引导。夹送辊26一边在其与引导辊25之间夹住纤维束CF，一边向与引导辊 25相反的方向旋转，从而与引导辊25协作，拉入分纤后的纤维束CF。切割 辊27一边旋转一边将纤维束CF裁断成规定的长度。裁断后的纤维束CF从 引导辊25与切割辊27之间落下，被散布到涂覆了糊剂P的第一片S1上。

如此，裁断部13执行裁断步骤与散布步骤。

第一输送部20将散布有裁断后的纤维束CF的第一片S1输送到含浸部 16。

第二片供给部14将从第二原材卷R2放出的连续的第二片S2朝向第二涂 覆部15供给。SMC制造装置1具备将第二片S2朝向含浸部16输送的第二 输送部28。

第二输送部28配置于由输送机23输送的第一片S1的上方，具有多个引 导辊29。第二输送部28在将从第二片供给部14供给的第二片S2朝向图1 中的X轴负方向(水平方向左侧)输送之后，利用旋转的多个引导辊29将输 送第二片S2的方向变更为图1中的Z轴负方向(垂直方向下侧)，再变更为 X轴正方向。

第二涂覆部15具有涂布机30，该涂布机30配置于朝向X轴负方向输送 的第二片S2的上方，供给糊剂P。在第二涂覆部15中，通过使第二片S2通 过涂布机30，将糊剂P以规定的厚度涂覆到第二片S2的表面上。

第二输送部28将由第二涂覆部15涂覆了糊剂P的第二片S2向含浸部 16输送。

含浸部16比裁断部13靠输送方向的下游侧，具有贴合机构31和加压机 构32。贴合机构31位于输送机23中的下游侧的带轮21b的上方，具有多个 贴合辊33。

各贴合辊33以与涂覆有糊剂P的第二片S2的背面(无糊剂P的面)接 触的状态配置。另外，各贴合辊33以使第二片S2逐渐接近第一片S1的方式 配置。

由此，在第一片S1上重合第二片S2。第一片S1与第二片S2以将纤维 束CF以及糊剂P夹在它们之间并相互贴合的状态向加压机构32侧输送。以 下，将相互贴合在一起的第一片S1以及第二片S2通称为贴合片S3。

加压机构32设于第一输送部20(输送机23)的下游侧。加压机构32具 有将环形带35a缠绕在一对带轮34a、34b之间的下侧输送机36A和将环形带 35b缠绕在一对带轮34c、34d之间的上侧输送机36B。

下侧输送机36A与上侧输送机36B在使彼此的环形带35a、35b对合的 状态下相互对置地配置。加压机构32通过使下侧输送机36A的一对带轮34a、 34b向同一方向旋转而使环形带35a环绕。其结果，上侧输送机36B的一对 带轮34c、34d向同一方向并且向与一对带轮34a、34b相反的方向旋转，环 形带35b以与环形带35a相同的速度向相反方向环绕。由此，将夹在环形带 35a、35b之间的贴合片S3向图1中的X轴正方向输送。

加压机构32具有多个下侧辊37a和多个上侧辊37b。各下侧辊37a以与 环形带35a中的对合部分(与环形带35b之间夹住贴合片S3的区域)的背面 接触的状态配置。同样，多个上侧辊37b以与环形带35b中的对合部分(与 环形带35a之间夹住贴合片S3的区域)的背面接触的状态配置。多个下侧辊 37a与多个上侧辊37b以在贴合片S3的输送方向上交替排列的方式配置。

加压机构32在贴合片S3通过环形带35a、35b之间的期间，利用多个下 侧辊37a以及多个上侧辊37b对夹在第一片S1与第二片S2之间的糊剂P以 及纤维束CF进行加压。此时，糊剂P从隔着纤维束CF的两侧含浸于纤维束 CF的纤丝内。由此，可获得热固化性树脂含浸于纤维束CF的纤丝内的SMC 的原材R。

<SMC的制造方法>

以下，作为本实施方式的纤维强化树脂成型材料的制造方法的一个例子， 对使用上述SMC制造装置1的SMC的制造工序进行说明。

在使用SMC制造装置1制造SMC时，在涂覆步骤中，从第一原材卷R1 将长尺寸的第一片S1放出，通过第一输送部20输送，同时通过第一涂覆部 12将包含所希望的树脂的糊剂P以规定的厚度涂覆在第一片S1上。

接下来，在开纤步骤中，使所希望的材质的纤维束CF在多个开纤棒17 之间通过，将纤维束CF在宽度方向上扩宽。

接下来，在分纤步骤中，将多个旋转刀18在纤维束CF的宽度方向上以 规定的间隔配置，并且将刀具18a在周向上错开，一边使旋转刀18旋转，一 边将多个刀具18a间歇地刺入开纤后的纤维束CF。由此，形成将纤维束CF 在长度方向上间断性地分纤的多个分纤处理列。在各分纤处理列中，未被刀 具18a刺入的部分以未分纤的状态残存下来。

在分纤步骤中，为了防止分纤后的纤维束CF彼此吸引，优选的是将分纤 时的纤维束CF的温度设为60℃以下，更优选的是设为5℃以上50℃以下。

这里，参照图3对分纤后的纤维束CF中的分纤位置进行说明。在图3 中，用细线表示开纤后的纤维束CF的丝束t，用粗线表示开纤后的纤维束CF 的分纤处理列d，用虚线表示开纤后的纤维束CF被裁断机13A切断的切断线。

如图3所示，在分纤后的纤维束CF上，由刀具18a分割到的分纤部分a 和未由刀具18a分割到的未分纤部分b在输送方向上交替排列，形成了所谓 的骑缝线状的分纤处理列d。

在该情况下，即使纤维束CF内的纤丝产生了纬斜、弯曲、交缠，由于其 一部分在分纤后的多个纤维束CF之间相连，因此也能够保持着在宽度方向上 开纤的状态，将分纤后的多个纤维束CF以稳定的状态向裁断机13A侧输送。 另外，即使纤维束CF内的纤丝发生了纬斜或弯曲相等，也不会损伤纤维束 CF。因而，可适当地防止分纤后的纤维束CF的一部分被切断、切断后的纤 维束CF卷绕于裁断部13的辊等这类情况。

如上，在本实施方式的SMC的制造方法中，通过使分纤后的多个纤维束 CF彼此之间处于局部未分纤的状态，能够避免纤维束CF的弯曲、以及纤维 束CF中产生的纤丝内的纬斜、弯曲、交缠等的影响，同时能够将分纤后的纤 维束CF以稳定的状态供给至裁断部13的裁断机13A，易于分散裁断后的纤 维束CF。

另外，作为纤维束CF，易于使用相对较廉价大丝束，能够降低SMC的 制造成本。

在裁断步骤中，利用裁断机13A将在裁断部13中分纤后的纤维束CF裁 断，在散布步骤中，裁断后的纤维束CF被散布到涂覆于第一片S1的糊剂P 上。

分纤步骤以及裁断步骤以满足上述式(1)～(3)的方式进行。由此， 纤维束CF的强化纤维被均匀地分散，树脂的含浸性提高，从而能够制造高品 质的SMC。

在含浸步骤中，利用第二片供给部14，从第二原材卷R2将长尺寸的第 二片S2放出，利用第二涂覆部15将糊剂P以规定的厚度涂覆在第二片S2上。 接着，在含浸部16中，利用贴合机构31将第二片S2重合于第一片S1。接 着，利用加压机构32，对被第一片S1与第二片S2夹住的糊剂P与纤维束进 行加压，使热固化性树脂含浸于纤维束的纤丝之间。由此，可获得热固化性 树脂适当地含浸于纤维束CF的纤丝内而成的SMC的原材R。

SMC的原材R在被卷取成卷状之后被送向下一工序。然后，原材R被以 规定的长度切断，从而最终作为片状的SMC(纤维强化树脂成型材料)出厂。 注意，第一片S1以及第二片S2在对SMC进行成型加工之前被剥离。

本实施方式的制造装置并不限定于上述SMC制造装置1的内容，在不脱 离其主旨的范围内能够加入各种变更。

例如，在纤维束供给部10的分纤部中，也可以取代多个旋转刀18而使 用图4A以及图4B所示那样的多个锯刀38。注意，图4A是表示SMC制造 装置1所具备的纤维束供给部的另一构成例的侧视图，图4B是从输送方向观 察其分纤部的主视图。

多个锯刀38在开纤后的纤维束CF的宽度方向(Y轴方向)上以规定的 间隔并列配置。另外，在各锯刀38上，多个刀具38a以在与纤维束CF的输 送方向相同的方向上成排的方式并列地配置。而且，在各锯刀38之间，优选 的是将多个刀具38a在纤维束CF的宽度方向上错位配置。由此，能够容易地 分散裁断后的纤维束CF。

在各锯刀38之间配置有间隔部件38b。间隔部件38b的上表面比各刀具 38a的边界(刃根)稍微靠上方。

在输送方向上的隔着多个锯刀38的两侧配置有一对引导部件40。多个锯 刀38被配置为能够在刺入位置和分离位置之间上下往复移动(摆动)，刺入 位置是使多个刀具38a从与配置一对引导部件40的一侧相反的一侧向在一对 引导部件40之间输送的纤维束CF刺入的位置，分离位置是多个锯刀38与纤 维束CF分离的位置。

即，在使用锯刀38的分纤步骤中，一边使锯刀38在上下方向(Z轴方 向)上往复运动，一边将多个刀具38a间歇地刺入开纤后的纤维束CF，从而 将纤维束CF在宽度方向上分纤。此时，通过将多个刀具38a刺入至间隔部件 38b与连续的纤维束CF接触的位置，防止在各刀具38a之间将纤维束CF连 续地分纤。由此，与使用旋转刀18的情况相同，能够使分纤后的多个纤维束 CF彼此之间处于局部未分纤的状态。

因而，即使SMC制造装置1为这种结构，也能够避免纤维束CF的弯曲、 以及纤维束CF中产生的纤丝内的纬斜、弯曲、交缠的影响，同时能够将分纤 后的纤维束CF以稳定的状态供给至裁断机13A。另外，通过使用相对较廉价 的大丝束的纤维束CF，能够降低SMC的制造成本。

在使用SMC制造装置1的本实施方式的制造方法中，在使用旋转刀18、 锯刀38的分纤步骤中，也可以将连续的纤维束CF以在厚度方向上重合在一 起的状态分纤为多个纤维束CF。

另外，刀具18a、38a只要是能够间歇地刺入沿输送方向连续的纤维束 CF的形状即可，例如可以采用图5A至图5E所示的刀具18a、38a的形状。 而且，刀具18a、38a可以是单刃，也可以是双刃。

另外，在宽度方向(Y轴方向)上相邻的多个旋转刀18或者锯刀38之 间，可以使各自的刀具18a、38a间歇地刺入纤维束CF的时机一致，也可以 使各自的刀具18a、38a间歇地刺入纤维束CF的时机错开。

在使刺入的时机一致的情况下，通过将多个旋转刀等在纤维束CF的宽度 方向上以交错状排列，或者在相邻的旋转刀等中使刀具的形状、配置不同， 能够满足上述(2)。

另外，也可以将旋转刀18与锯刀38组合起来，构成分纤部。

另外，关于刀具18a、38a，优选的是将图6A所示的刃锋角α和图6B所 示的刃尖角β设定为满足30°≤α≤90°、10°≤β≤45°(更优选的是20°≤β≤30°)中 的任一方或者两方。另外，关于刀具18a、38a的厚度，优选的是设为0.3～ 2mm。

本发明的纤维强化树脂成型材料的制造装置也可以不具备开纤部。即， 也可以是由其他装置进行开纤并向制造装置供给的结构。

<实施例>

以下，使用实施例更详细地说明本发明的制造方法以及制造装置。本发 明不被以下的实施例的内容限定，在不变更其主旨的范围内能够适当变更实 施。

<实施例1>

使用上述SMC制造装置1制造了SMC。

作为分纤部，使用了具备4个旋转刀18的分纤部。对于各个旋转刀18， 使用了在周向上成排地并列配置6个刀具18a的旋转刀。各个刀具18a设为 与纤维束CF接触的部分的最大厚度为1mm、与纤维束CF接触的部分的最大 宽度为1mm、宽度方向上的前端部的角度(刃锋角)为64°、厚度方向上的 前端部的角度(刃尖角)为30°的大致三角形的形状。各旋转刀18以多个刀 具18a的周向上的位置(相位)与沿纤维束CF的宽度方向相邻的旋转刀18 偏离30°的方式安装。在各旋转刀18之间配置了间隔部件18b，间隔部件18b 的宽度设为2.2mm。

作为纤维束CF，使用了碳纤维束(三菱化学公司制，产品名：TR50S15L， 纤维数：15000根)。作为糊剂P所使用的树脂，使用了乙烯基酯树脂。

在开纤棒17中，将纤维束CF扩宽到了15mm的宽度。分纤时的纤维束 CF的输送速度设为40m/min。通过利用4个旋转刀18进行分纤，在开纤后 的纤维束CF中，在纤维束CF的宽度方向上以3mm间隔形成了4列以下的 分纤处理列：长度56.6mm的分纤部分a与长度0.5mm的未分纤部分b在纤 维束CF的长度方向上交替地连续，并且在纤维束CF的宽度方向上邻接的分 纤处理列的不包含未分纤部分的分纤部分的端部之间的距离c为28.1mm。利 用裁断机13A进行的裁断是在分纤后的纤维束CF的长度方向上以25.4mm间 隔(L)进行的。裁断后的纤维束CF被散布在了涂覆于第一片S1上的糊剂P 上。纤维强化树脂成型材料的碳纤维含有率为58％。

在实施例1中，c/L为1.11，c＜a，b/L为0.02，a/(a+b)为0.99， 满足上述式(1)至(4)的全部条件。

<实施例2>

SMC制造装置1、纤维束CF以及糊剂P与实施例1所使用的相同。

将分纤部分a的长度设为实施例1的2倍的113.2mm，将未分纤部分b 的长度设为0.8mm。另外，将在纤维束CF的宽度方向上邻接的分纤处理列的 不包含未分纤部分的分纤部分的端部之间的距离c设为实施例1的2倍的 56.2mm。其他方面以与实施例1相同的工序进行，制造了SMC。

在实施例2中，c/L为2.21，c＜a，b/L为0.03，a/(a+b)为0.99， 满足上述式(1)至(4)的全部条件。

<实施例3>

SMC制造装置1、纤维束CF以及糊剂P与实施例1所使用的相同。

将分纤部分a的长度设为259.0mm，将未分纤部分b的长度设为1.0mm。 另外，将在纤维束CF的宽度方向上邻接的分纤处理列的不包含未分纤部分的 分纤部分的端部之间的距离c设为129.0mm。其他方面以与实施例1相同的 工序进行，进行了SMC的制造。

在实施例3中，c/L为5.08，c＜a，b/L为0.04，a/(a+b)为0.99， 满足上述式(1)至(4)的全部条件。

<实施例4>

SMC制造装置1、纤维束CF以及糊剂P与实施例1所使用的相同。

将分纤部分a的长度设为849mm，将未分纤部分b的长度设为5mm。另 外，将在纤维束CF的宽度方向上邻接的分纤处理列的不包含未分纤部分的分 纤部分的端部之间的距离c设为823mm。其他方面以与实施例1相同的工序 进行，制造了SMC。

在实施例4中，c/L为32.4，c＜a，b/L为0.20，a/(a+b)为0.99， 满足上述式(1)至(4)的全部条件。

<比较例1>

使用了与实施例1相同的SMC制造装置1，但4个旋转刀18被以多个 刀具18a的周向上的位置全部一致的方式安装。纤维束CF以及糊剂P与实施 例1所使用的相同。

将分纤部分a的长度设为实施例1的一半的28.3mm。另外，由于上述旋 转刀18的安装方式的改变，在纤维束CF的宽度方向上邻接的分纤处理列的 不包含未分纤部分的分纤部分的端部之间的距离c变为28.3mm。其他方面以 与实施例1相同的工序进行，制造了SMC。

在比较例1中，c/L为1.11，c＝a，b/L为0.02，a/(a+b)为0.98， 不满足上述式(1)至(4)中的(2)。

<比较例2>

SMC制造装置1、纤维束CF以及糊剂P与实施例1所使用的相同。

将分纤部分a的长度设为1584.8mm，将未分纤部分b的长度设为10mm。 另外，将在纤维束CF的宽度方向上邻接的分纤处理列的不包含未分纤部分的 分纤部分的端部之间的距离c设为1558.8mm。

在比较例2中，c/L为61.3，c＜a，b/L为0.39，a/(a+b)为0.99， 不满足上述式(1)至(4)中的(1)。

对于各实施例以及比较例，按照以下的要点进行了评价。

<裁断后的纤维束的分割性>

作为裁断后的纤维束的分割性的指标，使用了裁断后的纤维束CF的相连 数。

在第一片S1上以未涂覆树脂的状态散布了裁断后的纤维束CF，使用镊 子将其取出，使用游标卡尺以0.1mm为单位测量了纤维束的宽度与长度，使 用电子天秤以0.1mg为单位测定了重量。采样数量设为500个。通过以下的 式子计算了裁断后的纤维束的纤丝数，将4000以上且小于7000设为两者相 连，将7000以上且10000根以下设为三者相连，将10000以上且小于13000 根设为四者相连，将13000以上且15000根以下设为五者相连，以此方式进行了计数，计算出了在纤维束整体中所占的比率。

裁断后的纤维束的纤丝数＝[(裁断后的纤维束的重量)×(所使用的碳 纤维束的纤丝数)]/[(裁断后的纤维束的长度)×(所使用的碳纤维束的每 单位长度的重量)]

<使用了SMC的成型物的机械特性>

作为使用了SMC的成型物的机械特性，评价了拉伸强度。

使用能够加工平板的模具将各例的SMC配置于模具，通过加压型的冲压 机，以10MPa进行了约130℃×5分钟的加压而使其固化，获得了300×300mm 的平板。从平板的0°方向(SMC制造装置1的X轴)与90°方向分别切出了 6片250×25×2mm的试验片(共12片)，按照JIS K7073测定了拉伸强度，并 且计算出了拉伸强度的偏差。

表1示出了各实施例以及比较例的结果。

[表1]

在实施例1中，分纤后的纤维束CF没有出现一部分卷绕于辊等的情况， 被稳定地供给到了裁断部13。在裁断后的纤维束CF中，利用未分纤部分而 两者相连的情况有38％，但三者以上相连的情况不存在，对纤维束CF在制 造出的糊剂P上的分散性不会有影响。制造出的SMC的品质表现出了与使用 同尺寸的短切碳纤维束的SMC大致同等的机械特性，该同尺寸的短切碳纤维 束是使用纤维数少的碳纤维束CF(纤维数：3000根)在无分纤步骤的情况下 得到的。拉伸强度的偏差也为8％，没有明显的局部强度降低。

在实施例2中，分纤后的纤维束CF也被稳定地供给到了裁断部13。在 裁断后的纤维束CF中，利用未分纤部分而两者相连的情况有10％，但三者 以上相连的情况不存在，对纤维束CF在制造出的糊剂P上的分散性不会有影 响。制造出的SMC的品质表现出了与使用同尺寸的短切碳纤维束的SMC大 致同等的机械特性，该同尺寸的短切碳纤维束是使用纤维数少的碳纤维束CF (纤维数：3000根)在无分纤步骤的情况下得到的。拉伸强度的偏差也为5 ％，没有明显的局部强度降低。

在实施例3中，存在分纤后的纤维束CF的一部分卷绕于辊等的情况，存 在中断SMC的制造的情况，但其频率较低，制造上的影响较少。

另外，在裁断后的纤维束CF中，利用未分纤部分而两者相连的情况有3 ％，但三者以上相连的情况不存在，对纤维束CF在制造出的糊剂P上的分散 性不会有影响。制造出的SMC的品质表现出了与使用同尺寸的短切碳纤维束 的SMC大致同等的机械特性，该同尺寸的短切碳纤维束是使用纤维数少的碳 纤维束CF(纤维数：3000根)在无分纤步骤的情况下得到的。拉伸强度的偏 差也为4％，没有明显的局部强度降低。

在实施例4中，存在分纤后的纤维束CF的一部分卷绕于辊等的情况，存 在中断SMC的制造的情况，但其频度较低，制造上的影响较少。

另外，在裁断后的纤维束CF中，利用未分纤部分而两者相连的情况有1 ％，但三者以上相连的情况不存在，对纤维束CF在制造出的糊剂P上的分散 性不会有影响。制造出的SMC的品质表现出了与使用同尺寸的短切碳纤维束 的SMC大致同等的机械特性，该同尺寸的短切碳纤维束是使用纤维数少的碳 纤维束CF(纤维数：3000根)在无分纤步骤的情况下得到的。拉伸强度的偏 差也为5％，没有明显的局部强度降低。

在比较例1中，分纤后的纤维束CF虽然没有出现一部分卷绕于辊等的情 况，被稳定地供给到了裁断部13，但是在裁断后的纤维束CF中，利用未分 纤部分而五者相连的情况有14％。制造出的SMC的品质存在体现出与使用 同尺寸的短切碳纤维束的SMC大致同等的机械特性的部分和机械特性变差 的部分，该同尺寸的短切碳纤维束是使用纤维数少的碳纤维束CF(纤维数： 3000根)在无分纤步骤的情况下得到的。拉伸强度的偏差大至16％，未能制 作出机械特性均匀的原材R。

在比较例2中，分纤后的纤维束CF的一部分被卷绕到了辊等上，未能制 造出SMC。

由上可知，根据本实施方式的制造方法以及制造装置，即使经由将大丝 束分纤的工序，也能够高效地制造机械特性良好的纤维强化树脂成型材料。

工业实用性

根据本发明的纤维强化树脂成型材料的制造方法以及制造装置，能够维 持所制造的纤维强化树脂成型材料的品质，并且能够避免纤维束的弯曲或者 纤维束内产生的纤丝的纬斜或弯曲的影响，同时能够将分纤后的纤维束以稳 定的状态供给至裁断机，裁断后的纤维束也容易分散。

附图标记说明

1 SMC制造装置(制造装置)

10 纤维束供给部

11 第一片供给部

12 第一涂覆部

13 裁断部

13A 裁断机

14 第二片供给部

15 第二涂覆部

16 含浸部

18 旋转刀

18a、38a 刀具

18b、38b 间隔部件

20 第一输送部

28 第二输送部

31 贴合机构

32 加压机构

38 锯刀

40 引导部件

CF 纤维束

P 糊剂

S1 第一片

S2 第二片

S3 贴合片

R 原材

Claims (26)

1.一种纤维强化树脂成型材料的制造方法，其为向裁断的纤维束中含浸树脂而成的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，具备：

分纤步骤，将连续的纤维束沿长度方向间断性地分割，在所述连续的纤维束的宽度方向上并列地形成至少两列沿所述长度方向延伸的分纤处理列；以及

裁断步骤，在所述分纤步骤后，通过将所述连续的纤维束在长度方向上隔开间隔地裁断，得到裁断的纤维束；

以满足下述(1)～(3)的全部条件的方式进行所述分纤步骤以及所述裁断步骤：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是所述裁断步骤中的所述间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所述分纤处理列中的未分纤部分的长度。

2.如权利要求1所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

以还满足下述(4)的方式进行所述分纤步骤以及所述裁断步骤：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

3.如权利要求1所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

通过将在所述连续的纤维束的宽度方向上以规定的间隔并列的多个刀具间歇地刺入所述连续的纤维束而形成所述分纤处理列。

4.如权利要求3所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

所述多个刀具在周向上并列地配置于在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个旋转刀各自的外周，通过使所述多个旋转刀旋转，将所述多个刀具刺入所述连续的纤维束。

5.如权利要求3所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

所述多个刀具在所述连续的纤维束的输送方向上并列地配置于在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个锯刀各自之上，通过使所述多个锯刀向接近所述连续的纤维束的方向与远离所述连续的纤维束的方向往复运动，将所述多个刀具刺入所述连续的纤维束。

6.如权利要求1所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

所述分纤步骤以将多个所述连续的纤维束层叠在一起的状态进行。

7.如权利要求1所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

所述树脂是热固化性树脂。

8.如权利要求7所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，还具备：

在沿规定的方向输送的第一片上涂覆包含所述树脂的糊剂的步骤；

在被涂覆了所述糊剂的所述第一片上，散布在所述裁断步骤中得到的所述裁断的纤维束的步骤；以及

将被涂覆了所述糊剂的第二片重合于被散布了所述裁断的纤维束的所述第一片，之后对夹在所述第一片与所述第二片之间的所述糊剂以及所述裁断的纤维束加压，使所述树脂含浸于所述裁断的纤维束的纤丝之间的步骤。

9.如权利要求1所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

还具备开纤步骤，该开纤步骤在所述分纤步骤之前进行，将所述连续的纤维束在所述宽度方向上扩宽。

10.一种纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，具备：

分纤部，其具有多个刀具，通过将所述刀具刺入连续的纤维束，将所述连续的纤维束分为多个束；以及

裁断部，其将由所述分纤部处理后的所述连续的纤维束在所述连续的纤维束的长度方向上隔开间隔地裁断；

所述分纤部构成为，通过将所述刀具间歇地刺入所述连续的纤维束，能够在所述连续的纤维束的宽度方向上并列地形成至少两列沿所述长度方向延伸的分纤处理列，

所述分纤部以及所述裁断部构成为以满足下述(1)～(3)的全部条件的方式进行处理：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是所述裁断部中的所述间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所述分纤处理列中的未分纤部分的长度。

11.如权利要求10所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，

所述分纤部以及所述裁断部构成为以还满足下述(4)的方式进行处理：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

12.如权利要求10所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，

所述分纤部具有在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个旋转刀，所述多个刀具在周向上并列地配置于所述多个旋转刀各自的外周，通过使所述多个旋转刀旋转，将所述多个刀具刺入所述连续的纤维束。

13.如权利要求10所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，

所述分纤部具有在所述宽度方向上以规定的间隔并列的多个锯刀，所述多个刀具在与所述连续的纤维束的输送方向相同的方向上并列地配置于所述多个锯刀各自之上，在所述多个锯刀向接近所述连续的纤维束的方向与远离所述连续的纤维束的方向往复运动的同时，所述多个刀具刺入所述连续的纤维束。

14.如权利要求12所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，

还具备配置于所述多个旋转刀之间的间隔部件，

所述分纤部构成为，所述多个刀具向所述连续的纤维束刺入，直至所述间隔部件与所述连续的纤维束接触为止。

15.如权利要求10所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，

还具备一对引导部件，该一对引导部件配置于所述连续的纤维束的输送方向的两侧，并且隔着所述连续的纤维束配置在与所述刀具相反的一侧，

所述引导部件对刺入了所述多个刀具的所述连续的纤维束进行支承。

16.如权利要求10所述的纤维强化树脂成型材料制造装置，其中，还具备：

第一涂覆部，其在沿规定的方向输送的第一片上涂覆包含树脂的糊剂；

第二涂覆部，其在沿规定的方向输送的第二片上涂覆所述糊剂；

含浸部，其构成为能够对重合在一起的所述第一片与所述第二片之间的所述糊剂进行加压；

第一输送部，其将被涂覆了所述糊剂的所述第一片输送到所述含浸部；以及

第二输送部，其将被涂覆了所述糊剂的所述第二片输送到所述含浸部；

所述裁断部被配置为，使通过由所述裁断部将所述连续的纤维束裁断而得到的裁断的纤维束散布于所述第一片上的所述糊剂，

所述第一输送部以及所述第二输送部被配置为，在所述裁断的纤维束散布于所述第一片上之后，使所述第一片与所述第二片重合。

17.一种纤维强化树脂成型材料的制造方法，其为向裁断的纤维束中含浸树脂而成的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

所述纤维强化树脂成型材料的制造方法包含：将在宽度方向上并列地形成有至少两列沿长度方向延伸的分纤处理列的连续纤维束在长度方向上隔开间隔地裁断，从而得到裁断的纤维束的步骤，

所述纤维强化树脂成型材料的制造方法满足下述(1)～(3)的全部条件：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是将所述连续纤维束在长度方向上隔开间隔地裁断时的间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所述分纤处理列中的未分纤部分的长度，

所述纤维束为碳纤维束。

18.如权利要求17所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

所述纤维强化树脂成型材料的制造方法还满足下述(4)的条件：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

19.如权利要求17所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

所述树脂是热固化性树脂。

20.如权利要求17所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，还包含：

在被涂覆了包含所述树脂的第一糊剂的第一片上，散布所述裁断的纤维束的步骤；

将被涂覆了包含所述树脂的第二糊剂的第二片重合于被散布了所述裁断的纤维束的所述第一片的步骤；

对向所述第一片与所述第二片之间夹入所述第一糊剂、所述第二糊剂以及所述裁断的纤维束而成的层叠体加压，使所述树脂含浸于所述裁断的纤维束的纤丝之间的步骤。

21.如权利要求17所述的纤维强化树脂成型材料的制造方法，其中，

L为25.4mm。

22.一种连续碳纤维束，其用于制造向裁断的碳纤维束中含浸树脂而成的纤维强化树脂材料，其中，该连续碳纤维束在宽度方向上并列地形成有至少两列沿长度方向延伸的分纤处理列，且满足下述(1)～(3)的全部条件：

(1)1≤c/L≤50

(2)c＜a

(3)b/L＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，L是为了用于制造所述纤维强化树脂材料而将所述连续纤维束在长度方向上隔开间隔地裁断时的间隔，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，b是所述分纤处理列中的未分纤部分的长度。

23.如权利要求22所述的连续碳纤维束，其中，

所述连续碳纤维束还满足下述(4)的条件：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

24.如权利要求22所述的连续碳纤维束，其中，

L为25.4mm。

25.一种连续碳纤维束，其中，该连续碳纤维束在宽度方向上并列地形成有至少两列沿长度方向延伸的分纤处理列，且满足下述(1)～(3)的全部条件：

(1)1≤c/25.4≤50

(2)c＜a

(3)b/25.4＜1

在上述(1)～(3)中，c是将所述分纤处理列的一个分纤处理列投影到在所述宽度方向上邻接的其他分纤处理列时重叠的分纤部分的长度，c的单位是毫米，a是所述分纤处理列中的分纤部分的长度，a的单位是毫米，b是所述分纤处理列中的未分纤部分的长度，b的单位是毫米。

26.如权利要求25所述的连续碳纤维束，其中，

所述连续碳纤维束还满足下述(4)的条件：

(4)0.9≤a/(a+b)＜1。

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