KR102647053B1 - 부분 분섬 섬유 다발, 중간 기재, 성형품 및 그들의 제조 방법 - Google Patents

부분 분섬 섬유 다발, 중간 기재, 성형품 및 그들의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

부분 분섬 섬유 다발 내에, 스플라이스부가 존재하는 경우에 있어서도, 섬유 다발을 연속해서 장시간, 안정적으로 분섬 가능한 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법을 제공하는 것, 및 그것을 사용한 중간 기재나 성형품의 제조 방법을 제공한다. 이를 위해서, 섬유 다발끼리가 접합되어 이루어지는 스플라이스부를 갖는 섬유 다발을 길이 방향을 따라서 주행시킬 때, 분섬 수단의 돌출부를 섬유 다발에 찔러넣음으로써 섬유 다발의 일부분을 분섬하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법이며, 스플라이스부를 검지하여 얻어지는 스플라이스부의 위치 정보에 기초하여, 분섬 수단이 섬유 다발을 찔러넣는 시기를 변동시키는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법을 제공한다.

Description

부분 분섬 섬유 다발, 중간 기재, 성형품 및 그들의 제조 방법
본 발명은, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법, 그리고 이들의 제조 방법이나 제조 장치에서 얻어진 부분 분섬 섬유 다발에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 단사수가 많고, 저렴한 라지토우를, 실 끊김을 일으키지 않고, 연속해서 분섬하는 것을 가능하게 한 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법 및 제조 장치, 그리고 이들의 제조 방법이나 제조 장치에서 얻어진 부분 분섬 섬유 다발, 중간 기재 및 성형품에 관한 것이다.
불연속인 강화 섬유(예를 들어, 탄소 섬유)의 다발상 집합체(이하, 섬유 다발이라고 하는 경우도 있다.)와 매트릭스 수지를 포함하는 성형 재료를 사용하여, 가열, 가압 성형에 의해, 원하는 형상의 성형품을 제조하는 기술이 알려져 있다. 이러한 성형 재료에 있어서, 단사수가 많은 섬유 다발을 포함하는 성형 재료에서는 성형 시의 유동성에는 우수하지만, 성형품의 역학 특성은 떨어지는 경향이 있다. 이에 비해, 성형 시의 유동성과 성형품의 역학 특성의 양립을 겨냥하여, 성형 재료 내의 섬유 다발로서, 임의의 단사수로 조정한 섬유 다발이 사용되고 있다.
섬유 다발의 단사수를 조정하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1, 2에는, 복수의 섬유 다발을 사전에 권취한 복수 섬유 다발 권취체를 사용하여, 분섬 처리를 행하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이들 방법은, 사전 처리의 섬유 다발 단사수의 제약을 받기 때문에, 조정 범위가 한정되어, 원하는 단사수로 조정하기 어려운 것이었다.
또한, 예를 들어 특허문헌 3 내지 5에는, 원반상의 회전날을 사용하여 섬유 다발을 원하는 단사수로 세로 슬릿하는 방법이 개시되어 있다. 이들 방법은, 회전날의 피치를 변경함으로써 단사수의 조정이 가능하기는 하지만, 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 세로 슬릿된 섬유 다발은 수렴성이 없기 때문에, 세로 슬릿 후의 실을 보빈에 권취하거나, 권취한 보빈으로부터 섬유 다발을 권출하거나 하는 취급이 곤란해지기 쉽다. 또한, 세로 슬릿 후의 섬유 다발을 반송할 때에는, 세로 슬릿에 의해 발생한 지모상(枝毛狀)의 섬유 다발이, 가이드롤이나 이송롤 등에 권취되어, 반송이 용이하지 않게 될 우려가 있다.
또한, 특허문헌 6에는, 섬유 방향에 평행한 세로 슬릿 기능이 있는 세로날에 더하여, 섬유 방향에 수직인 가로날을 갖는 분섬 커터에 의해, 세로 슬릿과 동시에 섬유를 소정 길이로 커트하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법이면, 세로 슬릿 후의 섬유 다발을 일단 보빈에 권취하여 반송하는 것이 불필요해져, 취급성은 개선된다. 그러나, 분섬 커터는 세로날과 가로날을 구비하기 때문에, 한쪽의 날이 먼저 커트 수명에 달하면, 날 전체를 교환하지 않을 수 없게 되는 폐해가 발생하는 것이었다.
근년, 증대되는 산업용 탄소 섬유의 수요는, 생산성의 면에서, 장척화가 필수로 되어 있다. 한편, 라지토우는, 레귤러토우와 비교하여 필라멘트수가 많고 단척인 경우가 많다. 그래서, 섬유 다발끼리를 서로 연결시켜 장척품을 얻고 있다. 섬유 다발끼리의 이음부를 스플라이스부라고 칭한다. 스플라이스부는, 섬유 다발의 말단부끼리를 가압 유체에 의해 교락 또는 기계식 노터에 의해 접합하고 있으며, 섬유 다발의 필라멘트수가 약 2배로 구성된다. 스플라이스부를 갖는 섬유 다발은, 장척화에 의한 조업성 및 생산성 향상에 유효하지만, 스플라이스부는 섬유 밀도가 높기 때문에, 스플라이스부에 회전날 등의 날을 찔러넣어 분섬 처리하였을 때, 섬유 다발을 파단시킬 우려가 있었다. 그 때문에, 스플라이스부를 갖는 섬유 다발을 분섬 처리하는 것은 곤란하였다.
특허문헌 7에는, 미리 개섬한 섬유 다발을 돌기 구비의 회전 분섬 수단으로 함으로써, 안정되면서 저렴하게 제조 가능한 개섬 시트의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 섬유 다발 내에 스플라이스부가 존재하는 경우, 돌기 구비 회전 수단이 연속 회전하기 때문에, 돌기 부분이 스플라이스부를 파단시키고, 파단된 섬유 다발이 분섬롤이나 이송롤에 휘감겨, 반송이 불가능해질 우려가 있다.
또한, 특허문헌 8에는, 블레이드상의 분섬 수단을 섬유 다발에 찔러, 절단부를 넣으면서 분섬하고, 폭 방향으로 블레이드를 선회시키는 것으로, 수지 함침을 용이하게 하기 위한 유로(폭이 넓은 분섬부)를 형성함으로써, 이후의 수지 함침성을 향상시켜, 제조 공정의 간소화가 가능한 제조 방법이 개시되어 있다. 그러나, 섬유 다발 내에, 섬유 다발을 구성하는 복수의 실 다발끼리의 스플라이스부가 존재하는 경우, 블레이드가 섬유 다발 내에서 연속적으로 계속 분섬하기 때문에, 블레이드 부분에 스플라이스부가 파단되어, 섬유 다발이 막힘으로써 반송이 불가능해질 우려가 있다. 또한, 당해 블레이드는 매우 박육하기 때문에, 스플라이스부가 파단되어, 막혔을 때에 파손될 우려가 있다.
또한, 특허문헌 9에는, 요철상의 분섬 지그를 간헐적으로 회전시켜 분섬함으로써, 섬유 다발의 품위 개선 및 장시간의 안정 운전이 가능한 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 10에는, 회전하는 분섬 지그로 연속되는 섬유 다발을 간헐적으로 분섬함으로써, 분섬 부족, 롤에의 휘감김, 섬유 다발의 사행(斜行) 및 사행(蛇行)되어 안정된 연속 운전이 가능한 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 11에는, 회전날의 돌출부를 섬유 다발에 찔러넣는 회전 분섬 수단을 구비하고, 또한 섬유 다발의 꼬임의 유무를 검지하는 촬상 수단을 구비하고, 섬유 다발의 꼬임이 돌출부에 접촉하기 직전부터 통과할 때까지, 섬유 다발에 대한 압박력을 저감시키도록 분섬 수단을 제어함으로써, 안정적으로 분섬 가능한 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 12에는, 고정식의 홈롤에서 분섬하는 분섬 수단을 구비하고, 라지토우를 레귤러토우 및 홈롤에서 분섬함으로써 레귤러토우 단독 생산 시 대비, 대폭적인 비용 억제가 가능한 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 방법이 개시되어 있다. 신규 크릴 스타트 시에 스플라이스 또는 실 매듭부를 통과시킬 필요가 있고, 그 경우, 홈롤을 수동으로 평롤측으로 움직이게 하여, 스플라이스부 또는 실 매듭부가 롤을 통과 후, 다시 홈롤측으로 되돌리는 것이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 13에는, 회전날의 돌출부를 섬유 다발에 찔러넣는 회전 분섬 수단을 구비하고, 또한 섬유 다발의 꼬임의 유무를 검지하는 촬상 수단을 구비하고, 부분 분섬 섬유 다발의 분섬 처리 부분과 미분섬 처리 부분에 있어서, 꼬임부의 분섬 처리를 회피하여 미분섬 처리 부분으로 하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 어떤 경우에 있어서도, 스플라이스부가 존재하는 섬유 다발에 있어서, 부분 분섬 섬유 다발이 효율적으로 안정적으로 제조되는 방법은 개시되어 있지 않다. 또한, 부분 분섬 섬유 다발을 커트하고, 그것을 사용하는 Sheet Molding Compound(시트 몰딩 컴파운드)(이하, SMC라 약칭함) 공정에 있어서의 커트 후의 부분 분섬 섬유 다발의 분할의 용이함을 평가하는 방법은, 개시되어 있지 않다.
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부분 분섬 섬유 다발의 연속 생산에 있어서, 섬유 다발에 스플라이스부가 존재하면, 분섬 공정에서 스플라이스부가 분섬 수단과 접촉하였을 때에 보풀 찌꺼기가 퇴적되어, 섬유 다발이 촌단되는 경우가 있고, 그 경우에는 연속 생산할 수 없다. 또한, 분섬 후의 부분 분섬 섬유 다발은, 절단부가 들어간 상태이기 때문에, 완전히 분할되지는 않았다. 그 때문에, 후속 공정인 Sheet Molding Compound(SMC)공정에 있어서, 중요한 품질 항목인 커트한 부분 분섬 섬유 다발의 분산 상태에 관련되는 분할 용이함을 평가하는 방법이 없었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 부분 분섬 섬유 다발 내에 스플라이스부가 존재하는 경우에 있어서도, 섬유 다발을 연속해서 장시간, 안정적으로 분섬 가능한 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법을 제공하는 것, 및 그것을 사용한 중간 기재나 성형품의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 커트한 부분 분섬 섬유 다발의 분산 상태를, 분할의 용이함에 관계되는 「분할수」로 평가하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 발명자는 예의 검토한 결과, 부분 분섬 섬유 다발의 스플라이스부를 검지하고, 또한 스플라이스부를 분섬 수단의 찔러넣기로부터 회피하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법을 발견하였다. 즉, 본 발명의 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법은, 다음의 구성을 갖는다.
섬유 다발끼리가 접합되어 이루어지는 스플라이스부를 갖는 섬유 다발을 길이 방향을 따라서 주행시키면서, 분섬 수단의 돌출부가, 섬유 다발에 찔러넣기와 발취를 반복함으로써, 섬유 다발의 길이 방향의 일부분을 분섬하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법이며,
스플라이스부를 검지하여 얻어지는 스플라이스부의 위치 정보에 기초하여, 스플라이스부 전에 있어서 상기 분섬 수단의 돌출부를 상기 섬유 다발로부터 발취하고, 상기 스플라이스부가 분섬 처리부를 통과할 때, A 조건 또는 B 조건을 충족하는, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법이다
A 조건: 분섬 수단의 돌출부의 찔러넣기가 정지된다
B 조건: 분섬 수단의 돌출부의 이동 속도가, 섬유 다발의 주행 속도와 실질적으로 동일한 속도가 된다.
즉, 스플라이스부를 검지하여 얻어지는 스플라이스부의 위치 정보에 기초하여, 스플라이스부 전에 있어서 상기 분섬 수단의 돌출부를 상기 섬유 다발로부터 발취하고, 상기 스플라이스부를 통과시킨 후, 다시 분섬 수단의 돌출부를 섬유 다발에 찔러넣는 시기를, 비스플라이스부의 섬유 다발에 찔러넣는 시기로 변동시키는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법이다.
또한, 분섬 수단의 돌출부가 상기 스플라이스부를 통과할 때에는, 섬유 다발의 주행 속도와 실질적으로 동일한 속도로 이동함으로써, 상기 다시 분섬 수단을 섬유 다발에 찔러넣는 시기를 변동시키는 제조 방법을 제공한다. 또한, 분섬 수단의 돌출부가, 상기 스플라이스부를 통과할 때에는, 분섬 수단에 의한 섬유 다발의 찔러넣기를 일시 정지시킴으로써, 분섬 수단의 돌출부가 섬유 다발에 찔러넣는 시기를 변동시키는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 섬유 다발에 찔러넣은 상기 분섬 수단으로부터 상기 섬유 다발의 길이 방향을 따라서 상류에 있어서, 스플라이스부를 검지하는 촬상 수단을 구비하고, 섬유 다발의 폭의 변화율에 기초하여, 스플라이스부의 검지를 행하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법을 제공한다. 또한, 상기 분섬 수단이, 상기 섬유 다발의 길이 방향에 직교하는 회전축을 구비하고, 상기 회전축 표면의 일부에 상기 돌출부가 복수 마련되어 있는 부분 분섬 다발의 제조 방법을 제공한다.
또한, 커트한 부분 분섬 섬유 다발을 사용하는 SMC 공정에서의, 커트한 부분 분섬 섬유 다발의 분할의 용이함을 평가하는 방법으로서, 부분 분섬 섬유 다발의 분할수에 의한 평가 방법을 발견하였다. 즉, 탄소 섬유를 포함하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 의해 얻어지는 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 폭 15mm의 길이로 커트하고, 그 후, 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여 충격을 부여한 후, 부분 분섬 섬유 다발의 분할수를 확인하는 것이다. 이 때, 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 100m/s2의 가속도를 60msec 부여하는 조건에서 충격을 부여하였을 때, 식 1 및 식 2의 분할수: Y가 되는 부분 분섬 섬유 다발을 제공한다.
비스플라이스부: (X/11.1×103)≤Y≤(X/1.5×103) [식 1]
스플라이스부: (X/25.0×103)≤Y≤(X/2.5×103) [식 2]
여기서, X는 부분 분섬 섬유 다발의 총 필라멘트수이다. 또한, 분할수 Y는 부분 분섬 섬유 다발이 분할된 소편의 수이며, 양의 정수가 된다. 또한, 분할수 Y는 섬유 다발의 형태이며, 또한 각 섬유 다발의 중량이 0.0007g 이상이 되는 섬유 다발을 1개로 카운트한다.
또한, 본 발명의 중간 기재의 제조 방법은, 상기 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 의해 얻어지는 부분 분섬 섬유 다발을 커트하고, 그 후 수지를 함침시키는 중간 기재의 제조 방법이다.
또한, 본 발명의 성형품의 제조 방법은, 상기 중간 기재의 제조 방법에 의해 얻어지는 중간 기재를 프레스하는 성형품의 제조 방법이다.
본 발명은, 섬유 다발 내에 스플라이스부가 존재하는 경우에 있어서도, 섬유 다발을 연속해서 장시간, 안정적으로 분섬 가능한 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법 및 제조 장치를 제공할 수 있다. 또한, 스플라이스부가 분섬 수단의 돌출부에 접촉하여 파단되는 것을 방지할 수 있음으로써, 스플라이스부를 갖는 라지토우의 연속 분섬 처리가 가능해져, 성형품의 재료 비용, 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 커트한 부분 분섬 섬유 다발의 분할수 평가 방법으로, 실제의 부분 분섬 섬유 다발의 분할 용이함을 확인함으로써, 후속 공정인 SMC 가공을 하기 전에 양호한 분산 상태를 나타내는 부분 분섬 섬유 다발인 것을 사전에 확인하는 것이 가능하여, 이상품의 유출을 미연에 방지하는 효과가 있다.
도 1은, 스플라이스부를 갖는 섬유 다발에 분섬 처리를 실시한 부분 분섬 섬유 다발의 일례를 나타내는 (a) 개략 평면도, (b) 개략 측면도, (c) 개략 측면도이다.
도 2는, 스플라이스부를 갖는 섬유 다발에, 분섬 수단을 찔러넣는 이동 사이클의 일례를 나타내는 개략 측면도이다.
도 3은, 스플라이스부를 갖는 섬유 다발에, 분섬 수단을 발취 후, 다시 찔러넣는 시기를 나타내는, (a) 개략 평면도, (b) 개략 측면도이다.
도 4는, 스플라이스부를 검지하는 촬상 장치를 구비하고, 스플라이스부를 포함하는 주행하는 섬유 다발에 분섬 수단을 찔러넣는 이동 사이클의 일례를 나타내는 개략 측면도이다.
도 5는, 섬유 다발에 분섬 처리를 실시한 부분 분섬 섬유 다발의 일례를 나타내는 개략 평면도이다.
도 6은, 주행하는 섬유 다발에 분섬 수단을 찔러넣은 일례를 나타내는 (a) 개략 평면도와 (b) 개략 측면도이다.
도 7은, 분섬 수단의 일부를 이루는 돌출부의 접촉부의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.
도 8은, 돌출부에 있어서의 접촉부의 모퉁이부의 예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 9는, 회전 분섬 수단을 찔러넣는 이동 사이클의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 10은, 중간 기재의 제조 프로세스인 SMC 공정의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 11은, 중간 기재의 제조 프로세스인 SMC 공정의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 12는, 커트한 부분 분섬 섬유 다발의 분할수를 평가하는 방법의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다. 또한, 본 발명은 당해 도면의 양태에 한정되는 것은 전혀 아니다.
섬유 다발에 분섬 처리를 실시하는 공정과 부분 분섬 섬유 다발의 개략도를, 도 5 및 도 6에 예시한다. 도 6은, 주행하는 섬유 다발에 분섬 수단을 찔러넣은 일례를 나타내는 (a) 개략 평면도, (b) 개략 측면도이다. 도면 중의 섬유 다발 주행 방향 A(화살표)가 섬유 다발(100)의 길이 방향이며, 도시하지 않은 섬유 다발 공급 장치로부터 연속적으로 섬유 다발(100)이 공급되어, 폭 방향으로 폭을 넓힌 후, 분섬 처리 공정으로 주행하고 있다.
분섬 수단(200)은, 섬유 다발(100)에 찔러넣기 쉬운 돌출 형상을 갖는 돌출부(210)를 구비하고 있으며, 주행하는 섬유 다발(100)에 찔러넣어, 섬유 다발(100)의 길이 방향으로 분섬 처리를 행한다. 섬유 다발을 분섬할 수 있는 영역은, 분섬 수단(220)의 돌출부(210)가 섬유 다발에 접촉하고 있는 영역으로, 이 영역을 분섬 처리부(150)라 칭한다. 여기서, 분섬 수단(200)은, 섬유 다발(100)의 주행 방향에 대하여, 섬유 다발의 연직 방향으로 찔러넣는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 주행 방향에 대하여, 섬유 다발의 연직 방향이란, 섬유 다발의 단면이, 가로로 긴 타원 혹은 가로로 긴 직사각형과 같은 편평 형상으로 한 경우의 수평 방향의 상면 및 하면(예를 들어, 도 6에 나타내는 섬유 다발(100)의 측표면에 상당함)이다. 또한, 구비하는 돌출부(210)는 하나의 분섬 수단(200)에 대하여 하나여도 되고, 또한 복수여도 된다. 하나의 분섬 수단(200)에서 돌출부(210)가 복수인 경우, 돌출부(210)의 마모 빈도가 줄어듦으로써, 교환 빈도를 저감시키는 것도 가능해진다. 또한, 분섬하는 섬유 다발수에 따라서, 복수의 분섬 수단(200)을 동시에 사용하는 것도 가능하다. 복수의 분섬 수단(200)을 병렬, 엇갈림, 위상을 어긋나게 하거나 하여, 복수의 돌출부(210)를 임의로 배치할 수 있다.
복수의 단사를 포함하는 섬유 다발(100)을 분섬 수단(200)에 의해 개수가 보다 적은 분섬 다발로 나누어가는 경우, 복수의 단사는 실질적으로 섬유 다발(100) 내에서, 정렬된 상태가 아니라, 단사 레벨에서는 교락되어 있는 부분이 많기 때문에, 분섬 처리 중에 접촉부(211) 부근에 단사가 교락되는 락합부(160)를 형성하는 경우가 있다.
분섬 처리부(150)에서, 분섬 처리된 후, 분섬 수단(200)을 섬유 다발(100)로부터 발취한다. 이 발취에 의해 분섬 처리가 실시된 분섬 처리 구간(110)이 생성되고, 그와 동시에 락합부(160)가 축적된 락합 축적부(120)가 생성된다. 또한, 분섬 처리 중에 섬유 다발로부터 발생한 보풀은 보풀 집합소(140)로서 분섬 처리 시에 락합 축적부(120) 부근에 생성된다.
그 후 다시 분섬 수단(200)을 섬유 다발(100)에 찔러넣음으로써, 미분섬 처리 구간(130)이 생성된다. 이상의 분섬 처리 조작을 반복함으로써, 섬유 다발(100)은, 도 5에 예시하는 부분 분섬 섬유 다발이 된다. 그리고, 다음 공정에 공급되기 위해서 롤 등의 형상으로 권취된다.
분섬 수단(200)은, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위라면 특별히 제한이 없고, 금속제 바늘이나 얇은 플레이트 등의 예리한 형상과 같은 형상을 구비한 것이 바람직하다. 분섬 수단(200)은, 분섬 처리를 행하는 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여, 복수의 분섬 수단(200)을 마련하는 것이 바람직하고, 분섬 수단(200)의 수는, 분섬 처리를 행하는 섬유 다발(100)의 구성 단사 개수 F(개)에 의해 임의로 선택할 수 있다. 섬유 다발에 강화 섬유를 사용하는 경우의 분섬 처리 구간의 수는, 어떤 섬유 다발(100)의 폭 방향에 있어서 ((F/10000)-1)개 이상 ((F/500)-1) 군데 미만의 분섬 처리 구간수를 갖는 것이 바람직하다. 여기서, F는 분섬 처리를 행하는 섬유 다발을 구성하는 총 단사 개수(개)이다. (F/10000-1)개 미만이면, 후속 공정에서 강화 섬유 복합 재료로 하였을 때, 역학 특성의 향상이 발현되기 어렵고, 또한 (F/500-1)개 이상이면, 분섬 처리 시에 실 끊김이나 보풀일기의 우려가 있다.
이어서, 본 발명의 섬유 다발끼리가 접합되어 이루어지는 스플라이스부가 갖는 섬유 다발(100)에 있어서의 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법을, 도 1을 사용하여 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서의 「부분 분섬 섬유 다발」이란, 상기한 바와 같이 섬유 다발에 분섬 처리를 실시하고, 길이 방향의 일부분에 절단부를 넣은 것이다. 본 발명에 있어서의 「스플라이스부를 갖는 부분 분섬 섬유 다발」이란, 섬유 다발을 구성하는 복수의 실 다발끼리의 접합부인 스플라이스부를 갖는 부분 분섬 섬유 다발이다. 또한, 스플라이스부란, 섬유 다발끼리를 접합시킨 부분을 갖는 섬유 다발을 연속적으로 섬유 다발의 제조 공정에 공급하여, 조업성 및 생산성을 향상시키는 수단으로서, 섬유 다발의 말단부끼리를 가압 유체에 의해 교락 또는 기계식 노터에 의해 접합한 부분이다.
도 1은, 주행하는 스플라이스부(180)를 갖는 섬유 다발(100)을 부분 분섬 섬유 다발로 하는 공정의 일례를 나타내는 (a) 개략 평면도, (b) 개략 측면도, (c) 다른 개략 측면도이다. 도면 중의 섬유 다발 주행 방향 A(화살표)가 섬유 다발(100)의 길이 방향이며, 도시하지 않은 섬유 다발 공급 장치로부터 연속적으로 스플라이스부를 갖는 섬유 다발(100)이 공급되고 있다. 분섬 수단은 돌출부(240)를 구비하는 회전 분섬 수단(220)이다. 섬유 다발(100)은 전술한 바와 같이, 분섬 수단에 의해 부분 분섬 섬유 다발이 되는 처리를 받으면서 주행하고 있다. 도 1에 있어서, 회전 분섬 수단(220)의 돌출부(210)(도 1 중의 검정색 동그라미)는, 스플라이스부(180)의 직전에, 섬유 다발(100)로부터 발출되어, 분섬 처리 구간(110)을 종료한다. 돌출부(210)(도 1 중, 검정색 동그라미)는, 회전 분섬 수단(220)이 회전을 개시함으로써 섬유 다발(100)로부터 발출된다. 그리고, 회전 분섬 수단(220)은 섬유 다발 주행 방향 A와 동일한 방향으로 실질적으로 동일한 속도로 회전하고, 다음의 돌출부(210)(도 1 중, 흰색 동그라미)가, 주행하는 섬유 다발(100)에 다시 찔러넣어진다. 이렇게 해서, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 스플라이스부(180)는 미분섬 처리 구간(130)에 존재하게 된다. 도 1의 (a) 중, 스플라이스부(180)부에 걸리는 회전 분섬 수단(220)의 선은, 스플라이스부(180)에 있어서, 회전 분섬 수단(220)이 섬유 다발(100)의 하방에서 분섬 처리를 회피하면서 회전하고 있음을 나타내고 있다.
여기서, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 바람직한 구성에 대하여 설명한다. 도 4는, 섬유 다발끼리가 접합되어 이루어지는 스플라이스부(180)를 갖는 섬유 다발(100)을 길이 방향으로 주행시킬 때, 스플라이스부(180)를 검지하는 수단(900 내지 930)을 상류에 구비하고 있다. 도 4의 예에서는, 분섬 수단(220)의 상류 위치에서, 섬유 다발을 촬상하는 카메라(910)를 구비하고, 카메라(910)로 촬상되는 화상은, 섬유 다발의 폭 방향의 정보를 처리하는 화상 처리 장치(920)에 연속적으로 송신되고 있다. 또한, 스플라이스부(180)를 검지하면, 회전 분섬 수단(220)의 속도를 변경하기 위한 속도 변경 신호 출력(930)을 발생한다. 여기서, 스플라이스부(180)를 검지하는 방법을 설명한다.
주행하는 섬유 다발은, 카메라(910)로 상방으로부터 촬상된다. 촬상에는, 에어리어 카메라나 라인 센서 카메라가 사용된다. 촬상된 섬유 다발의 평면 화상은, 폭 방향에 관련되는 양단의 위치가 그 화상으로부터 인식할 수 있게 되어 있다. 그리고, 양단의 위치 정보에 기초하여 양단간의 거리를, 섬유 다발폭으로 인식할 수 있다. 예를 들어, 스플라이스부를 갖는 섬유 다발에 있어서, 연속적으로 촬상한 화상으로부터 섬유폭을 측정하면, 섬유 다발(100)의 폭은, 스플라이스부의 직전에 수10mm에 걸쳐 점차 좁아져가, 스플라이스부에 들어가면 통상의 섬유 다발폭보다 좁은 상태가 계속된다. 그리고, 스플라이스부가 종료되면, 수10mm에 걸쳐 점차 넓어져, 통상의 섬유 다발(100)의 폭으로 되돌아간다. 즉, 주행하는 섬유 다발을 연속 촬상하여 얻어진 화상을 기초로, 섬유 다발폭의 프로파일의 특징을 판별하여, 스플라이스부를 검지할 수 있다.
예를 들어, 스플라이스부의 검지는, 섬유 다발(100)의 폭 방향의 변화율에 기초하여 행해진다. 폭 방향의 변화율이란, 폭 방향으로 폭을 넓힌 섬유 다발(100)의 폭(W1, 예를 들어 50mm)과 스플라이스부의 폭(W2, 예를 들어 15mm)에 있어서, 다음 식에서 구해진다
폭 방향의 변화율=(W1-W2)/W1
예시로는, (50-15)/50=0.7이 되고, 소정의 변화율을 상회함으로써 스플라이스부를 검지한다. 스플라이스부를 검지하는 폭 방향의 변화율은, 섬유 다발의 종류나 공정 조건에 따라서 변화되지만, 0.4 이상이 바람직하게 사용된다. 또한, 스플라이스부의 폭(W2)이, 소정의 값을 하회함으로써 검지하는 방법도 바람직하게 사용된다. 그리고, 스플라이스부를 검지한 경우, 분섬 수단(200) 혹은 회전 분섬 수단(220)의 돌출부가 섬유 다발을 찔러넣는 시기를 변동시켜, 분섬 처리를 회피한다.
또한, 상기 회전 분섬 수단(220)으로서는, 도 1, 도 2에 나타내는 스플라이스부(180)를 갖는 섬유 다발의 조출 방향에 직교하는 회전축(240)을 따라서 회전 가능하게 하기 위한 회전 기구를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 도 3에 나타내는, 분섬 수단(200)이 상하 이동하는 기구를 갖는 것도 바람직하다. 도 2에 나타내는 회전 기구를 갖는 회전 분섬 수단(220)의 경우, 섬유 다발(100)의 주행 속도와 실질적으로 동일한 속도로 회전 분섬 수단(220)을 회전 이동시킴으로써, 회전 분섬 수단(220)의 돌출부(210)가 섬유 다발(100)에 찔러넣는 시기를 변동시킬 수 있다. 또한, 도 3에 나타내는 분섬 수단(200)이 상하 이동하는 경우에는, 스플라이스부(180)의 직전까지 분섬 수단(200)의 돌출부(210)를 하강시켜, 스플라이스부가 통과하는 동안, 분섬 수단(220)의 돌출부(210)가 섬유 다발(100)로의 찔러넣기를 일시 정지시킴으로써, 분섬 수단(200)의 돌출부(210)가 섬유 다발(100)에 찔러넣는 시기를 늦추는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용하는 섬유 다발은, 섬유 다발을 구성하는 복수의 실 다발끼리의 접합부인 스플라이스부를 갖는다. 섬유 다발끼리를 접합시킨 스플라이스부를 갖는 섬유 다발은, 연속적으로 섬유 다발의 제조 공정에 공급하는 것이 가능하여, 조업성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 스플라이스부의 형상은, 섬유 다발의 말단부끼리를 가압 유체에 의해 교락 또는 기계식 노터에 의해 접합한 부분이, 섬유 다발의 길이 방향 길이가 20mm 내지 150mm이며, 또한 섬유 다발의 길이 방향 길이가 20mm 내지 150mm인 부분의 섬유 다발 단위 면적당 중량이, 통상의 섬유 다발의 약 2배가 되는 것이다.
스플라이스부는, 섬유 다발의 제조 공정 및 그 이후에서 어떠한 이유에 의해, 연속 섬유 다발이 파단된 상태의 말단끼리를 접합시켜, 연속적인 섬유로 함으로써, 제품의 사용 용도에 따라서는 규정 길이를 충족하는 제품으로서의 활용이 가능해지고, 규정 길이 미만품의 삭감이 가능해진다.
또한, 가압 유체에 의해 교락 또는 기계식 노터에 의해 접합되어 있기 때문에, 분섬 처리를 행하기 전의 섬유 다발의 폭 확대 공정에서 폭을 넓힌 경우에 있어서도, 스플라이스부만 섬유 다발의 폭이 좁아진다. 그러나, 폭 확대 공정을 통과시키기 위해 필요한 접합 강도를 유지하고, 실 끊김없이 연속 생산하는 관점에서, 스플라이스부의 사폭은 5 내지 20mm, 그 중에서도 10 내지 15mm의 범위인 것이 바람직하다.
여기서, 섬유 다발에 있어서는, 스플라이스부 이외에도 섬유 다발의 폭이 좁아지는 경우가 있다. 예를 들어, 첫번째는, 각 공정(원료 공정 및 분 분섬 섬유 다발의 제조 공정을 포함함)에 존재하는 가이드나 홈롤 등에 섬유 다발이, 예를 들어 어느 쪽이든 한쪽의 편측 부분에 과잉으로 닿은 상태인 경우, 섬유 다발이 협폭이 된다. 두번째는, 각 공정(원료 공정 및 분 분섬 섬유 다발의 제조 공정을 포함함)에서 조건 이상 등에 의해 발생한 섬유 다발의 손상이나 단사의 끊김이 발생한 경우, 그 섬유 다발이 받은 대미지 부분이 협폭이 된다. 또한, 꼬임부 등의 단사의 상태의 차이로도 섬유 다발의 폭이 좁아지는 경우가 있다. 한편, 스플라이스부는 5 내지 20mm, 그 중에서도 10 내지 15mm의 범위인 것, 또한 길이 방향으로는 20mm 내지 150mm인 것이 특징이다. 즉, 스플라이스부와 다른 원인에 의해 발생한 협폭과의 특징을 판별하여, 스플라이스부를 검지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상술한 가이드나 홈롤 등에 섬유 다발이 접촉하여 협폭이 되었을 때에는, 섬유 다발의 폭의 변화가 스플라이스부의 폭의 변화보다 작고, 또한 섬유 다발의 폭은 0.5m 이상에 걸쳐 협폭이 되므로, 스플라이스부에서는 「없다」고 판별한다. 또한, 꼬임부의 경우에는, 단사 등이 꼬임부를 경계로 위치가 교체되어 있기 때문에, 꼬임부에 분섬 처리 수단을 접촉시켜 분섬 처리를 행한 경우, 섬유 다발의 폭은 좁아진다. 어느 정도의 단사가 정리된 섬유 다발 상태에서 꼬임부가 형성되는 경우도 있지만, 꼬임부는 직전·직후의 짧은 구간에서 섬유폭이 급준하게 좁아지므로, 스플라이스부에서는 「없다」고 판별한다. 이상과 같이, 스플라이스부와 꼬임부는, 섬유 다발의 폭 변화율의 특징을 사용하여 판별할 수 있다. 그리고, 스플라이스부가 20mm 이상 150mm인 구간에 걸쳐 계속되기 때문에, 그 분섬 처리를 회피하기 위한 것은, 꼬임부의 분섬 처리 회피 방법과는 다른 것이 된다.
[섬유 다발]
본 발명에 있어서 사용하는 섬유 다발(100)은, 복수의 단사를 포함하는 섬유 다발이면 섬유의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 이 중, 강화 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 강화 섬유란 수지 보강용 섬유이며, 그 중에서도 탄소 섬유, 아라미드 섬유 및 유리 섬유로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들은 단독으로 사용해도 되고 2종류 이상을 병용할 수도 있다. 그 중에서도 탄소 섬유는 경량이면서 강도가 우수한 복합 재료를 제공하는 것이 가능하므로, 특히 적합하다. 탄소 섬유로서는, PAN계, 피치계 중 어느 것이어도 되고, 그의 평균 섬유 직경은 3 내지 12㎛가 바람직하고, 6 내지 9㎛가 보다 바람직하다.
탄소 섬유의 경우에는, 통상 연속 섬유를 포함하는 단사가 1000 내지 60000개 정도 집속된 섬유 다발을, 보빈에 권취한 권사체(패키지)로서 공급된다. 섬유 다발은 무꼬임이 바람직하기는 하지만, 꼬임이 들어 있는 스트랜드라도 사용 가능하고, 반송 중에 꼬임이 생겨도, 본 발명에는 적용 가능하다. 단사수에도 제약은 없고, 단사수가 많은, 소위 라지토우를 사용하는 경우에는, 섬유 다발의 단위 중량당 가격은 저렴하기 때문에, 단사수가 많을수록, 최종 제품의 비용을 저감시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 라지토우로서, 섬유 다발끼리를 하나의 다발로 통합하여 권취한, 소위 합사한 형태를 사용해도 된다.
강화 섬유를 사용할 때는, 강화 섬유 복합 재료로 할 때의 매트릭스 수지와의 접착성을 향상시키는 등의 목적으로 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다. 표면 처리의 방법으로서는, 전해 처리, 오존 처리, 자외선 처리 등이 있다. 또한, 강화 섬유의 보풀일기를 방지하거나, 강화 섬유 스트랜드의 수렴성을 향상시키거나, 매트릭스 수지와의 접착성을 향상시키는 등의 목적으로 사이징제가 부여되어 있어도 상관없다. 사이징제로서는 특별히 한정되지 않지만, 에폭시기, 우레탄기, 아미노기, 카르복실기 등의 관능기를 갖는 화합물을 사용할 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 된다.
본 발명에 있어서 사용하는 섬유 다발은, 미리 집속된 상태인 것이 바람직하다. 여기에서 미리 집속된 상태란, 예를 들어 섬유 다발을 구성하는 단사끼리의 교락에 의한 집속된 상태나, 섬유 다발에 부여된 사이징제에 의한 집속된 상태, 섬유 다발의 제조 공정에서 함유되어 이루어지는 꼬임에 의한 집속된 상태를 가리킨다.
[권출]
부분 분섬 섬유 다발을 제조하는 공정은, 섬유 다발을 조출하는 권출 수단과, 섬유 다발을 분섬하는 돌출부를 복수 구비한 분섬 수단과, 분섬 수단을 섬유 다발에 찔러넣는/발취시키는 제어 수단과, 분섬된 부분 분섬 섬유 다발을 권취하는 권취 수단을 구비한 것이 바람직하다.
어느 경우에도, 섬유 다발 주행 방향 상류측에 배치한, 섬유 다발을 권출하는 권출 장치(도시하지 않음) 등으로부터 섬유 다발을 권출하는 섬유 다발의 권출 방향은, 보빈의 회전축과 수직으로 교차하는 방향으로 인출하는 가로 배출 방식이나, 보빈(지관)의 회전축과 동일한 방향으로 인출하는 세로 배출 방식을 생각할 수 있지만, 해서(解舒) 꼬임이 적은 것을 감안하면 가로 배출 방식이 바람직하다.
또한, 권출 시의 보빈의 설치 자세에 대하여는, 임의의 방향으로 설치할 수 있다. 그 중에서도, 크릴에 보빈을 찌른 상태에 있어서, 크릴 회전축 고정면이 아닌 측의 보빈의 단부면이 수평 방향 이외의 방향을 향한 상태에서 설치하는 경우에는, 섬유 다발에 일정한 장력이 걸린 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 섬유 다발에 일정한 장력이 없을 경우에는, 섬유 다발이 패키지(보빈에 섬유 다발이 권취된 권체)로부터 어긋나서 떨어져 패키지로부터 이격되거나, 혹은 패키지로부터 이격된 섬유 다발이 크릴 회전축에 권취됨으로써, 권출이 곤란해지는 것을 생각할 수 있다.
또한, 권출 패키지의 회전축 고정 방법으로서는, 크릴을 사용하는 방법 외에도, 평행하게 배열된 2개의 롤러 상에, 롤러와 평행하게 패키지를 올려놓고, 배열된 롤러 상에서 패키지를 굴리도록 하여, 섬유 다발을 권출하는, 서피스 권출 방식도 적용 가능하다.
또한, 크릴을 사용한 권출인 경우, 크릴에 벨트를 걸어, 그의 한쪽을 고정하고, 다른 한쪽에 추를 달아매는, 스프링으로 인장하거나 하여, 크릴에 브레이크를 거는 것으로, 권출 섬유 다발에 장력을 부여하는 방법을 생각할 수 있다. 이 경우, 감기 직경에 따라서, 브레이크력을 가변하는 것이, 장력을 안정시키는 수단으로서 유효하다.
또한, 분섬 후의 단사 개수의 조정에는, 섬유 다발의 폭을 넓히는 방법과, 섬유 다발의 폭 방향으로 나란히 배치한 복수의 분섬 수단의 피치에 의해 조정이 가능하다. 분섬 수단의 피치를 작게 하여, 섬유 다발폭 방향으로 보다 많은 분섬 수단을 마련함으로써, 보다 단사 개수가 적은, 소위 가는 다발로 분섬 처리가 가능해진다. 또한, 분섬 수단의 피치를 좁히지 않고도, 분섬 처리를 행하기 전에 섬유 다발의 폭을 넓혀, 폭을 넓힌 섬유 다발을 보다 많은 분섬 수단으로 분섬함으로써도, 단사 개수의 조정이 가능하다.
여기서 폭 확대란, 섬유 다발(100)의 폭을 넓히는 처리를 의미한다. 폭 확대 처리 방법으로서는 특별히 제한이 없고, 진동롤을 통과시키는 진동 폭 확대법, 압축한 공기를 분사하는 에어 폭 확대법 등이 바람직하다.
[분섬 수단]
분섬 수단에 있어서, 섬유 다발에 찔러넣은 날(돌출부(210))은, 섬유 다발을 길이 방향으로 나누며 진행하여, 섬유 다발을 분섬한다. 나누기 위해서, 섬유 다발의 이동과 분섬 수단의 이동의 사이에 속도차가 있다. 여기서, 속도차는, 섬유 다발이 이동하고, 분섬 수단이 이동하지 않음으로써 속도차를 발생시켜도 되고, 분섬 수단측이 이동하고, 섬유 다발이 이동하지 않음으로써 속도차를 발생시켜도 된다. 또한, 양쪽이 이동하지만, 속도차가 있는 경우여도 된다. 또한, 섬유 다발에 찔러넣은 날은 발취 가능하여, 찔러넣기와 발취를 반복함으로써 부분 분섬 처리를 달성한다.
본 발명에 사용할 수 있는 분섬 수단을 예시한다. 분섬 수단의 형태는, 판의 선단이 돌출된 날을 갖는 블레이드, 캐터필러 등의 이동하는 벨트에 복수의 블레이드가 형성된 것, 회전축을 갖는 원반의 주위 표면에 돌출된 날을 복수 형성한 것 등이 바람직하다. 분섬 처리는, 분섬 수단(200)이나 회전 분섬 수단(220)의 돌출부(210)가, 섬유 다발(100)에 찔러넣어져, 섬유 다발(100)과 돌출부(210)가 접촉된 상태에서, 섬유 다발(100)이 이동하는 것에 비해 돌출부(210)는 이동하지 않으므로, 그 속도의 차에 의해 분섬 처리가 행해진다. 또한, 부분 분섬 처리는, 판의 선단이 돌출된 날을 갖는 블레이드의 경우에는, 예를 들어 블레이드를 상하로 움직이게 하여, 섬유 다발로부터 날을 빼고 꽂아 얻어진다. 이동하는 벨트에 복수의 블레이드가 형성된 것이나, 돌기가 복수인 회전날의 경우에는, 이동이나 회전에 의해 돌기부가 삽입되고 이어서 빠지기 때문에, 부분적으로 분섬 처리가 이루어진다. 분섬 처리부(150)란, 분섬 처리가 가능한 구간이다. 분섬 처리부(150)는, 예를 들어 블레이드상의 분섬 수단(200)이면, 도 6의 (a)에 나타내는, 돌출부(210)에 해당한다. 또한, 복수의 돌출부(210)를 갖는 회전 분섬 수단(240)이면, 돌출부(210)와 인접하는 돌출부(210) 사이에 해당한다.
[찔러넣기, 발취: 시간]
부분 분섬 섬유의 분섬 처리는, 통상 분섬 수단(200)의 찔러넣기와 발취를 반복하여 분섬 처리 구간(110)을 형성한다(도 6). 그 때, 다시 찔러넣는 타이밍은, 분섬 수단(200)을 발취한 후의 경과 시간으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 다시 발취하는 타이밍도, 분섬 수단(200)을 찔러넣은 후의 경과 시간으로 설정하는 것이 바람직하다. 찔러넣기, 및/또는 발취의 타이밍을 시간으로 설정함으로써, 소정 거리 간격의 분섬 처리 구간(110), 및 미분섬 처리 구간(130)을 생성하는 것이 가능해지고, 분섬 처리 구간(110)과 미분섬 처리 구간(130)의 비율도 임의로 결정하는 것이 가능해진다. 또한, 소정 시간 간격은 상시 동일해도 되지만, 분섬 처리를 진행시킨 거리에 따라서 길게 해나가거나 혹은 짧게 해가는 것이나, 그 때마다의 섬유 다발의 상태에 따라서, 예를 들어 섬유 다발이 원래 가지고 있는 보풀이나 단사의 교락이 적은 경우에는, 소정 시간 간격을 짧게 하는 등, 상황에 따라서 변화시켜도 된다.
[발취: 압박력이나 장력, 장력차]
도 6에 나타내는 바와 같이, 섬유 다발(100)에 분섬 수단(200)을 찔러넣으면, 분섬 처리의 경과에 따라서, 생성되는 락합부(160)가 돌출부(210)를 계속 누르기 때문에, 분섬 수단(200)은 락합부(160)로부터 압박력을 받는다.
전술한 바와 같이, 복수의 단사는 실질적으로 섬유 다발(100) 내에서 정렬된 상태가 아니고, 단사 레벨로 교락되어 있는 부분이 많고, 또한 섬유 다발(100)의 길이 방향에 있어서는, 교락이 많은 개소와 적은 개소가 존재하는 경우가 있다. 단사 교락이 많은 개소는 분섬 처리 시의 압박력의 상승이 빨라지고, 반대로, 단사 교락이 적은 개소는 압박력의 상승이 느려진다. 따라서, 분섬 수단(200)에는, 섬유 다발(100)로부터의 압박력을 검지하는 압박력 검지 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 분섬 수단(200)의 전후에서 섬유 다발(100)의 장력이 변화되는 경우가 있기 때문에, 분섬 수단(200)의 부근에는 섬유 다발(100)의 장력을 검지하는 장력 검지 수단을 적어도 하나 구비해도 되고, 복수 구비하여 장력차를 연산해도 된다. 이들 압박력, 장력, 장력차의 검지 수단은, 개별로 구비할 수도 있고, 어느 것을 조합하여 마련할 수도 있다. 여기서, 장력을 검지하는 장력 검지 수단은, 분섬 수단(200)으로부터 섬유 다발(100)의 길이 방향을 따라서 전후의 적어도 한쪽으로부터 10 내지 1000mm 이격된 범위에 배치하는 것이 바람직하다.
이들 압박력, 장력, 장력차는, 검출한 값에 따라서 분섬 수단(200)의 발출을 제어하는 것이 바람직하다. 검출한 값의 상승에 수반하여, 임의로 설정한 상한값을 초과한 경우에 분섬 수단(200)을 발출하도록 제어하는 것이 더욱 바람직하다. 상한값은 압박력, 장력의 경우에는 1N/mm, 장력차는 0.8N/mm 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 상한값은, 섬유 다발의 상태에 따라서, ±10％의 폭에서 변동시켜도 된다. 여기서, 압박력, 장력, 장력차의 단위(N/mm)는 섬유 다발(100)의 폭당 작용하는 힘을 나타낸다. 압박력, 장력, 장력차를 낮게 설정하면, 분섬 수단(200)을 찔러넣고 즉시, 분섬 수단(200)을 발취하는 압박력이나 장력, 장력차에 도달하기 때문에, 충분한 분섬 거리가 얻어지지 않아, 분섬 처리 구간(110)이 너무 짧아지고, 부분 분섬 처리가 실시된 섬유 다발이 얻어지지 않게 된다. 한편, 압박력, 장력, 장력차를 높게 설정하면, 분섬 수단(200)을 찔러넣은 후, 분섬 수단(200)을 발취하는 압박력이나 장력, 장력차에 도달하기 전에 섬유 다발(100)에 단사의 커트가 증가하기 때문에, 분섬 처리가 실시된 섬유 다발이 지모상으로 튀어나오거나, 발생하는 보풀이 증가하는 등의 문제가 발생하기 쉬워진다. 튀어나온 지모는, 반송 중의 롤에 권취되거나, 보풀은 구동롤에 퇴적되어 섬유 다발에 미끄럼을 발생시키거나 하는 등, 반송 불량을 발생시키기 쉽게 한다. 따라서, 압박력, 장력, 장력차는 분섬 처리 공정에 따라서 조정하는 것이 바람직하다.
분섬 수단(200)의 발취 타이밍을 시간으로 제어하는 경우와는 달리, 압박력, 장력, 장력차를 검지하는 경우에는, 분섬 처리 시에 섬유 다발(100)을 커트할 정도의 힘이 걸리기 전에 분섬 수단(200)을 발취하기 때문에, 섬유 다발(100)에 무리한 힘이 걸리지 않게 되어, 연속된 분섬 처리가 가능해진다.
여기서, 상기 단사 레벨로 교락되어 있는 부분에 있어서 발생하는 압박력, 장력, 장력차의 변동은, 스플라이스부에 있어서는 압박력, 장력, 장력차가 발생하지 않는 경우가 많다. 그래서, 스플라이스부를 검지하기 위해서, 압박력이나 장력이 아니라, 섬유 다발의 폭 방향의 폭 변동을 관찰하는 방법이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는, 섬유 다발을 카메라 등의 화상으로 연속 측정하고, 폭 방향의 폭의 변화율에 의해 화상 검지하는 것이 바람직하다. 또한, 꼬임과 스플라이스부의 회피하기 위한 시간이나 찔러넣기의 타이밍이 다르기 때문에, 꼬임부와 스플라이스부를 판정하는 경우에 있어서, 화상에 의한 스플라이스부의 발생 위치 정보와 길이 방향의 길이 정보도 검지하는 것이 바람직하다. 이하, 화상에 의한 스플라이스부의 검지에 대하여 설명한다.
[화상 검지]
스플라이스부를 갖는 섬유 다발(100)이 전술한 분섬 처리를 행하면서 주행하고 있다(도 4). 섬유 다발(100)에 찔러넣은 분섬 수단(200)으로부터 섬유 다발(100)의 길이 방향에 따른 상류의 적어도 한쪽의 측이며, 주행하는 섬유 다발로부터 10 내지 1000mm 이격된 범위에 있어서, 섬유 다발(100)의 섬유 다발의 폭을 검지하는 촬상 수단을 구비하는 것도 바람직하다. 도 4에서는, 촬상 수단으로서 검지 카메라(910)를 예시하고 있다. 이 촬상에 의해, 스플라이스부(180)의 위치(협폭 부분)를 미리 특정하고, 그 결과를 바탕으로, 스플라이스부(180)에 분섬 수단(200)을 찔러넣지 않도록 미리 설정한 모드를 제어함으로써, 찔러넣기에 의한 섬유 다발의 실 끊김을 방지할 수 있다. 또한, 찔러넣은 분섬 수단(200)에 스플라이스부(180)가 접근하였을 때, 분섬 수단(200)을 발출하는 것, 즉, 스플라이스부(180)를 분섬 처리하지 않음으로써, 찔러넣기에 의한 스플라이스부의 파단을 방지할 수 있다.
스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접근한 동작에 대하여 설명한다. 분섬 수단으로부터 섬유 다발의 흐름 방향 상류 10 내지 1000mm 위치에, 섬유 다발을 촬상하는 검지 카메라(910)를 설치한다. 스플라이스부는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 섬유 다발폭이 수10mm에 걸쳐 점차 좁아져가고, 스플라이스부는 섬유폭이 전후의 섬유 다발의 폭의 30％ 내지 70％로 좁아져간다. 회전 분섬 수단을 실질적으로 동일한 속도로 회전시키는 타이밍은, 스플라이스부의 직전(내지 수10mm)에서, 스플라이스부를 검지한 위치로부터 분섬 수단까지의 거리(m)를, 섬유 다발의 이동 속도(m/분)로 나누고, 회전 개시 시각으로부터 몇초 후에 회전을 개시할지를 구하여, 회전을 개시하는 타이밍을 펄스 신호로서 회전축 등의 모터 제어부에 전달한다. 또한, 검지한 스플라이스부의 화상으로부터 협폭으로 되어 있는 길이(m)를 구하고, 섬유 다발의 이동 속도로부터 동일한 속도로 회전을 행하는 시간을 구한다. 스플라이스부가 통과한 후에는 회전을 정지하는 타이밍을 펄스 신호로서 회전축 등의 모터 제어부에 전달하여, 통상의 운전 상태로 되돌린다.
이어서, 스플라이스부가 분섬 수단(210)에 접근한 동작에 대하여 설명한다. 분섬 수단으로부터 섬유 다발의 흐름 방향 상류 10 내지 1000mm 위치에, 섬유 다발을 촬상하는 검지 카메라(910)를 설치하였다. 스플라이스부는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 섬유 다발폭이 수10mm에 걸쳐 점차 좁아져 있다. 스플라이스부를 검지하면, 분섬 수단(200)의 돌출부(210)를 섬유 다발(100)로부터 발취하고 찔러넣어 정지한다. 정지를 개시하는 타이밍과 정지시키는 시간은, 스플라이스부를 검지한 위치로부터 분섬 수단까지의 거리(m)를, 섬유 다발의 이동 속도(m/분)로 나누어, 정지 개시 시각을 구하고, 몇초 후에 정지를 개시할지를 구하였다. 또한, 검지한 스플라이스부의 화상으로부터 협폭이 된 길이(m)를 구하고, 섬유 다발의 이동 속도로부터 찔러넣기를 정지하는 시간을 구한다. 스플라이스부가 통과한 후에는 다시 분섬 처리 수단(210)의 돌출부(220)을 찔러넣어, 통상의 운전 상태로 되돌린다.
[속도 변경(섬유 다발의 주행 속도와 회전 분섬 처리 수단의 회전 속도가 실질적으로 동속]
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 촬상 수단(예를 들어, 검지 카메라(910))으로 얻어진 화상을 연산하는 화상 연산 처리 장치(920)를 더 구비하고, 화상 연산 처리 장치(920)의 연산 결과에 기초하여, 회전 분섬 수단(220)의 회전 속도를 제어하는 회전 속도 제어 수단(예를 들어, 모터로의 속도 변경 신호 출력(930))을 더 구비해도 된다. 예를 들어, 화상 연산 처리 장치(920)가 스플라이스부(180)를 검지한 경우, 스플라이스부(180)가 분섬 수단(200)을 경과할 때의 통과성을 높일 수 있다. 구체적으로는, 촬상 수단인 검지 카메라(910)에 의해 스플라이스부(180)를 검지하면, 스플라이스부(180)에 접촉하기 직전부터 통과할 때까지, 회전 분섬 수단(220)의 돌출부(210)가 스플라이스부(180)에 대하여 최저한의 접촉에 머물도록, 회전 분섬 수단(220)의 속도를 제어하는 모드로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 스플라이스부(180)를 검지하였을 때, 길이 방향을 따라서 주행하고 있는 섬유 다발 속도와 회전 분섬 수단(220)의 회전 속도가 실질적으로 동일한 속도가 되는 것이 바람직하다. 실질적으로 동일한 속도란, 회전 분섬 수단(220)의 회전 속도를 섬유 다발 주행 속도의 100 내지 95％의 속도로 회전하는 모드로 하는 것이 바람직하다. 이 범위를 상회하거나 혹은 하회하는 경우에는, 돌출부(210)가 스플라이스부(180)의 일부에 걸림으로써, 파단된 섬유 다발이, 회전 분섬 수단(220)에 실이 말려 들어가버리는 경우가 있다.
분섬 수단(200)이 섬유 다발(100)의 폭 방향으로 복수 존재하며, 또한 등간격으로 배치되는 구성에서는, 섬유 다발(100)의 폭이 변화되면, 분섬된 단사 개수도 변화되기 때문에, 안정된 단사 개수의 분섬 처리를 행할 수 없게 되는 경우가 있다. 또한, 꼬임을 무리하게 분섬 처리하면, 섬유 다발(100)을 단사 레벨로 끊어 보풀을 많이 발생시키기 때문에, 락합부(160)가 집적되어 이루어지는 락합 축적부(120)의 형상이 커진다. 큰 락합 축적부(120)를 남겨 두면, 권체로부터 해서되는 섬유 다발(100)에 걸리기 쉬워진다.
[꼬임부 빨리 감기 회피]
섬유 다발(100)의 꼬임을 검지한 경우, 전술한 꼬임에 분섬 수단(200)을 찔러넣지 않도록 제어하는 것 이외에도, 섬유 다발(100)의 주행 속도를 변화시켜도 된다. 구체적으로는, 꼬임을 검지한 후, 분섬 수단(200)이 섬유 다발(100)로부터 발출하고 있는 타이밍에서, 꼬임이 분섬 수단(200)을 경과할 때까지의 동안, 섬유 다발(100)의 주행 속도를 빨리 함으로써, 효율적으로 꼬임을 회피할 수 있다.
[회전 분섬 수단]
이하, 본 발명에 사용할 수 있는 회전 분섬 수단을 사용한 스플라이스부의 회피 방법(도 2)과, 꼬임부 등의 회피 방법(도 9)을 대비하면서 설명한다. 도 9는, 통상의 분섬 처리에 수반하는 락합 축적부(120) 등이 발생하고 있다. 돌출부(210)를 구비한 분섬 수단(200)을 단순하게 섬유 다발(100)에 찔러넣는 것 이외에도, 분섬 수단으로서 회전 가능한 회전 분섬 수단(220)을 사용하는 것도 바람직한 양태이다. 도 9는, 회전 분섬 수단을 찔러넣는 이동 사이클의 일례를 나타내는 설명도이다. 회전 분섬 수단(220)은, 섬유 다발(100)의 길이 방향에 직교하는 회전축(240)을 구비한 회전 기구를 갖고 있으며, 회전축(240) 표면에는 돌출부(210)가 마련되어 있다. 도면 중의 섬유 다발 주행 방향 B(화살표)에 따라서 섬유 다발(100)이 주행함에 따라서, 회전 분섬 수단(220)에 마련된 돌출부(210)가 섬유 다발(100)에 찔러넣어져, 분섬 처리가 시작된다. 여기서, 도시는 생략하지만, 회전 분섬 수단(220)은 회전 속도 제어 기구, 압박력 검지 기구와 회전 정지 위치 유지 기구를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이들 기구에 의해, 소정의 압박력이 회전 분섬 수단(220)에 작용할 때까지는, 도 9의 (a)의 위치에서 회전 정지 위치를 유지하여 분섬을 계속한다. 돌출부(210)에 락합부(160)나 락합 축적부(120)가 발생하는 등, 소정의 압박력을 초과하면, 도 9의 (b)와 같이, 회전 분섬 수단(220)이 회전을 시작한다. 그 후, 도 9의 (c)와 같이, 돌출부(210)(도 9 중 검정색 동그라미)가 섬유 다발(100)로부터 빠지고, 다음의 돌출부(210)(도 9중 흰색 동그라미)가 섬유 다발(100)에 찔러넣는 동작을 행한다. 도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)의 동작이 짧으면 짧을수록, 미분섬 처리 구간은 짧아지기 때문에, 섬유 다발의 분섬 처리 구간의 비율을 많게 하고자 하는 경우에는 도 9의 (a) 내지 도 9의 (c)의 동작을 짧게 하는 것이 바람직하다. 락합부(160)나 락합 축적부(120)는, 주행하는 섬유 다발에 접촉하고 있는 이동하지 않는 돌출부(210)에 막혀 집중되어 있다. 그 때문에, 압박력의 상승을 검지하여, 돌출부(210)를 빠르게 빼고 꽂아, 락합부(160)나 락합 축적부(120)를 빠져나가는 것이 유효하다. 돌출부(210)는 섬유 다발의 이동 속도보다 빠르게 빼고 꽂아도 섬유 다발에의 대미지는 적어, 바람직하게 적용할 수 있다. 즉, 주행하는 섬유 다발의 이동 속도와, 분섬 수단(200)의 빼고 꽂는 속도, 혹은 회전 분섬 수단(220)의 회전 속도에는, 속도차를 갖고 있다.
한편, 도 2는 스플라이스부를 갖는 섬유 다발의 분섬 처리 방법을 나타낸다. 돌출부(210)를 구비한 분섬 수단(200)을 단순하게 섬유 다발(100)에 찔러넣는 것 이외에도, 분섬 수단으로서 회전 가능한 회전 분섬 수단(220)을 사용하는 것도 바람직한 양태이다. 또한, 회전 분섬 수단의 회전은, 섬유 다발을 분섬 처리할 때에는, 상기한 바와 같이, 락합부나 꼬임부 등의 발생에 따라서 간헐적으로 회전 동작하고 있다. 도 2는, 스플라이스부를 갖는 섬유 다발에, 회전 분섬 수단(220)을 찔러넣는 이동 사이클의 일례를 나타내는 설명도이다. 회전 분섬 수단(220)은 섬유 다발(100)의 길이 방향에 직교하는 회전축(240)을 구비한 회전 기구를 갖고 있으며, 회전축(240) 표면에는 돌출부(210)가 마련되어 있다. 도면 중의 섬유 다발 주행 방향 B(화살표)에 따라서 섬유 다발(100)이 주행함에 따라서, 회전 분섬 수단(220)에 마련된 돌출부(210)가 섬유 다발(100)에 찔러넣어져, 분섬 처리가 시작된다. 여기서, 도시는 생략하지만, 회전 분섬 수단(220)은, 회전 속도 제어 기구, 압박력 검지 기구와 회전 정지 위치 유지 기구를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이들 기구에 의해, 사폭 검지부(900) 및 검지 카메라(910)에 의해, 스플라이스부(180)가 검지될 때까지는, 회전 분섬 수단(220)은 도 2의 (a)의 위치에서, 미리 설정한 소정의 시간 동안, 회전 정지 위치를 유지하여 분섬을 계속한다. 그 후, 도 4의 (a)와 같이, 사폭 검지부(900) 및 검지 카메라(910)에 의해 스플라이스부(180)를 검지한 경우, 돌출부(210)가 검지된 스플라이스부(180)에 접촉하기 직전부터 통과할 때까지, 도 4의 (b)와 같이 돌출부(210)가 스플라이스부(180)에 대하여 최저한의 접촉에 머물도록, 회전 분섬 수단(220)의 속도를 제어하는 모드로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 스플라이스부(180)를 검지하였을 때, 길이 방향을 따라서 주행하고 있는 섬유 다발 속도와 회전 분섬 수단(220)의 주속도가 실질적으로 동일한 속도가 되는 것이 바람직하다. 이것은, 속도차가 발생하면, 찔러넣은 돌출부(210)와 스플라이스부(180)에 접촉하는 시간이 길어지기 때문에, 스플라이스부(180)를 포함하는 섬유 다발(100)을 구성하는 단사에의 대미지가 커지기 때문이다. 접촉하는 거리에 대하여는, 속도와 접촉 시간에 의해 결정하고, 접촉 시간이 길어지면 접촉 시간도 길어진다. 또한, 접촉 시간을 짧게 하기 위해서, 회전 분섬 수단(210)의 주속도를 빨리하면, 돌출부(210)를 찔러넣는 횟수가 많아지고, 섬유 다발(100)을 구성하는 단사에의 대미지가 커지기 때문이다. 여기에서 말하는, 실질적으로 동일한 속도란, 회전 분섬 수단(220)의 주속도를 섬유 다발 주행 속도의 100 내지 95％의 속도로 회전하여, 운전하는 것을 의미한다.
여기서, 회전 분섬 수단(220)의 표면의 돌출부(210)의 돌기의 간격에 대하여 설명한다. 회전 분섬 수단(220)에 돌출부(210)를 많이 배치함으로써, 분섬 처리 비율이 많은 섬유 다발(100)이 얻어지거나, 회전 분섬 수단(220)의 수명을 길게 하거나 할 수 있다. 분섬 처리 비율이 많은 섬유 다발이란, 섬유 다발 내에 있어서의 분섬 처리된 길이를 길게 한 섬유 다발, 혹은 분섬 처리된 구간과 미분섬 처리의 구간의 발생 빈도를 높인 섬유 다발이다. 또한, 하나의 회전 분섬 수단(220)에 마련된 돌출부(210)의 수가 많을수록, 섬유 다발(100)과 접촉하여 돌출부(210)가 마모하는 빈도를 저감시킴으로써, 수명을 길게 할 수 있다. 돌출부(210)를 마련하는 수로서는, 원반상의 외연에 등간격으로 3 내지 12개 배치하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 내지 8개이다. 인접하는 돌출부(210)와의 간격은, 도 1의 (b)와 같이, 스플라이스부에 있어서의 돌출부(210)와의 접촉을 최소로 억제하기 위해서, 스플라이스부의 길이 이상의 간격으로 해도 된다. 또한, 도 1의 (c)와 같이, 스플라이스부의 길이 미만이어도 상관없다. 인접하는 돌출부(210)의 간격이 스플라이스부의 길이보다 짧아도, 동일한 속도로 회전함으로써, 돌출부(210)의 각각의 이(齒)가 삽입될 뿐, 어긋남을 수반하는 응력은 발생하지 않기 때문에, 섬유 다발의 대미지가 낮게 억제되기 때문이다. 이상과 같이, 부분 분섬 섬유 다발 내에 스플라이스부가 존재하는 경우에 있어서도, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)의 돌출부(210)에 접촉하여 파단되는 것을 방지할 수 있음으로써, 섬유 다발을 연속해서 장시간, 안정적으로 분섬 처리할 수 있다. 또한, 스플라이스부를 갖는 저렴한 라지토우의 연속 분섬 처리가 가능해져, 성형품의 재료 비용, 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 스플라이스부의 분섬 처리 방법은, 꼬임부 등의 분섬 처리 방법과 양립시키는 것이 바람직하다. 섬유 다발폭이 안정된 섬유 다발(100)을 얻고자 하는 경우, 회전 분섬 수단(220)에는, 꼬임을 검지하는 촬상 수단을 갖고 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 촬상 수단이 꼬임을 검지할 때까지의 통상 시에는, 회전 분섬 수단(220)은 회전 및 정지를 간헐적으로 반복함으로써 분섬 처리를 행하고, 꼬임을 검지한 경우에는, 회전 분섬 수단(220)의 회전 속도를 통상 시보다 높이고 및/또는 정지 시간을 짧게 함으로써, 섬유 다발폭을 안정시킬 수 있다. 부분 분섬 처리에 있어서, 회전 분섬 수단(220)의 간헐적인 회전과 정지를 반복하는 방법 이외에도, 상시에 회전 분섬 수단(220)을 계속 회전해도 된다. 그 때, 섬유 다발(100)의 주행 속도와 회전 분섬 수단(220)의 회전 속도를, 상대적으로 어느 한쪽을 빠르게 하거나, 혹은 늦게 해도 된다. 상대 속도를 조정함으로써, 분섬 작용을 자유 자재로 컨트롤이 가능해진다.
[분섬 수단: 상하 왕복]
본 발명은, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)의 찔러넣기와 발취를, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)의 왕복 이동에 의해 행하는 상하 왕복 이동 기구를 더 가져도 된다. 또한, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)을 섬유 다발(100)의 조출 방향에 따라서 상하 왕복 이동시키기 위한 상하 왕복 이동 기구를 더 갖는 것도 바람직한 양태이다. 또한, 상하 왕복 이동 기구에는, 압공이나 전동의 실린더나 슬라이더 등의 직동 액추에이터를 사용할 수 있다.
스플라이스부를 포함한 섬유 다발을 사용할 때에 있어서도, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)의 찔러넣기와 발취를, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)의 상하 왕복 이동에 의해 행하는 상하 왕복 이동 기구를 더 가져도 된다. 또한, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)을 섬유 다발(100)의 조출 방향에 따라서 상하 왕복 이동시키기 위한 상하 왕복 이동 기구를 더 갖는 것도 바람직한 양태이다.
여기서, 도시는 생략하지만, 사폭 검지부(900) 및 검지 카메라(910)에 의해, 스플라이스부(180)가 검지될 때까지는, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)은 미리 설정한 소정의 시간 동안, 간헐적으로 상하 왕복 이동을 반복한다. 그 후, 사폭 검지부(900) 및 검지 카메라(910)에 의해 스플라이스부(180)를 검지한 경우, 검지한 스플라이스부(180)에 접촉하기 직전부터 통과할 때까지, 분섬 수단(200), 회전 분섬 수단(220)이 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)로부터 발취 상태가 되도록 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 왕복 이동 기구에는, 압공이나 전동의 실린더나 슬라이더 등의 직동 액추에이터를 사용할 수 있다.
[모퉁이부]
돌출부(210)의 선단에 있어서의 섬유 다발(100)과의 접촉부의 형상은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 모퉁이부를 둥글게 한 형상으로 하는 것이 바람직하다. 돌출부(210)의 모퉁이부(230L, 230R)는, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같은 원호상(곡률 반경: r), 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같은 부분적으로 원호 R1, R2(각도 범위: θ1, θ2, 곡률 반경: r1, r2)와 직선 L1의 조합과 같이, 모퉁이부 전체로서 곡면상으로 형성하는 것이 바람직하다.
모퉁이부의 형상이 불충분하며 예리한 경우, 단사가 커트되기 쉬워져, 분섬 처리할 때, 섬유 다발(100)이 지모상으로 튀어나오거나, 보풀의 발생이 증가하기 쉬워지거나 한다. 지모가 튀어나오면, 반송 중의 롤에 권취하거나, 보풀이 구동롤에 퇴적하여 섬유 다발을 미끄러지게 하거나 하는 반송 불량을 발생시키는 경우가 있다. 또한, 커트된 단사는 보풀이 되어 락합부를 형성하는 원인이 될 수 있다. 락합부가 집적되어 이루어지는 락합 축적부가 커지면, 권체로부터 해서되는 섬유 다발에 걸리기 쉬워진다.
도 8의 (a)에 있어서의 곡률 반경 r은, 접촉부의 판 두께 치수에 0.01 내지 0.5를 곱한 치수가 바람직하고, 0.01 내지 0.2를 곱한 치수가 보다 바람직하다. 또한, 도 8의 (b)의 원호 부분은 복수 마련해도 된다. 원호 부분과 직선 부분은 임의로 설정할 수 있다.
[중간 기재의 제조 방법]
본 발명에 있어서, 중간 기재란, 불연속 강화 섬유를 포함하는 매트에 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지를 함침시켜 이루어지는 섬유 강화 수지 시트이다. 시트는, 탄소 섬유 등의 강화 섬유와 수지 재료가 복합되어 있고, 탄소 섬유 등의 섬유 다발이 수지 재료의 분산 또는 배열된 상태에서, 형상은 시트상의 기재이다. 이 시트상의 기재는, 제품의 구조에 따라서 적층되고, 예를 들어 가압 성형에 의해 컴포지트 제품이 된다.
중간 기재의 제조 방법으로서는, 예를 들어, 도 10, 도 11에 나타내는 것과 같은 하기 (1) 도공 공정, (2) 커트 공정 및 (3) 수지 함침 공정을 갖는 방법을 들 수 있다. 일반적으로, 중간 기재는 SMC 가공으로 제조된다. 도 10은, 열경화성 수지를 도공하는 경우의 중간 기재의 제조 공정의 1예를 나타낸다. 도 11은, 열가소성 수지를 도공하는 경우의 중간 기재의 제조 공정의 1예를 나타낸다. 도 10 및 도 11에 있어서, 롤체의 부분 분섬 섬유 다발(1502)이며, 크릴(1501)로부터 권출되어, 커트 공정(1503)에서 소정의 길이로 절단된다. 이 때, 절단 방향은 부분 분섬 섬유 다발의 길이 방향에 대하여 각도 θ(0°<θ≤90°)로 커트된다. 그리고, 분산 기구(1504)를 거쳐, 분할된 섬유 다발의 소편이 되고, 수지 컴파운드(1506) 상에 살포된다. 또한, 수지 함침 공정(1511)에 반송되어, 중간 기재(1512)가 된다. 그리고, 중간 기재(1512)는 또한 후속 공정을 위해서 일단, 롤상으로 권취된다. 이하, (1) 공정으로부터 (3) 공정까지를 상세하게 설명한다.
(1) 도공 공정(1509): 도공하는 수지가 열경화성 수지인 경우에는, 소정의 방향으로 반송되는 제1 시트(1507) 및 제2 시트(1508) 상에 수지를 포함하는 페이스트를 도공한다(도 10). 또한, 도공하는 수지가 열가소성 수지인 경우에는, 커트 후의 섬유 다발 위로부터 살포한다(도 11).
열경화성 수지란, 예를 들어 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 비닐에스테르 수지, 페놀 수지, 에폭시아크릴레이트 수지, 우레탄아크릴레이트 수지, 페녹시 수지, 알키드 수지, 우레탄 수지, 말레이미드 수지, 시아네이트 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지로서, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한, 추가로 공중합시킨 것이어도 된다.
또한, 열가소성 수지란, 예를 들어 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르술폰 수지, 방향족 폴리아미드 수지 등을 들 수 있다. 열가소성 수지로서, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한, 추가로 공중합시킨 것이어도 된다.
또한, 도공하는 열경화성 수지 및/또는 열가소성 수지 이외에도, 탄산칼슘 등의 충전제나, 저수축화제, 이형제, 경화 개시제, 증점제 등을 혼합한 것을 사용할 수도 있다.
(2) 커트 공정(1503): 주행하는 부분 분섬 섬유 다발은 커터날을 사용하여 소정의 길이로 절단된다. 절단 방향은 부분 분섬 섬유 다발의 길이 방향에 대하여 각도 θ(0°<θ≤90°)이면 절단 가능하지만, 보다 바람직하게는, 각도 θ는 8° 내지 20°가 바람직하다. 길이 방향에 대하여 각도를 부여함으로써, 그 후의 수지 함침 상태가 양호하여 바람직하다. 도공하는 수지가 열경화성 수지인 경우에는, 연속되는 섬유 다발을 재단기로 커트하여, 소정 방향으로 반송되는 제1 시트(1507) 상에 살포한다(도 10). 또한, 도공하는 수지가 열가소성 수지인 경우에는, 연속되는 섬유 다발을 재단기로 커트하여, 소정 방향으로 반송되는 컨베이어 벨트 상에 살포한다(도 11).
이 때, 균일한 단위 면적당 중량이나 두께가 되게 살포시키기 위해서, 커트 후에 분산 기구를 사용해도 된다. 이 분산 기구로서, 커트 후의 섬유 다발을 돌기물을 갖는 회전하는 롤에 충돌시키는 기구나, 에어를 분사하는 기구 등을 사용할 수 있다.
(3) 수지 함침 공정(1511): 도공하는 수지가 열경화성 수지인 경우에는, 섬유 다발이 살포된 제1 시트(1507) 상에, 페이스트가 도공된 제2 시트(1508)를 중첩한 후, 제1 시트(1507)와 상기 제2 시트(1508) 사이에 끼워 넣어진 페이스트 및 섬유 다발을 가압함으로써, 섬유 다발의 필라멘트간에 수지를 함침시킨다(도 10). 또한, 도공하는 수지가 열가소성 수지인 경우에는, 섬유 다발 및 열가소성 수지가 살포된 컨베이어 벨트를, 상측으로부터 컨베이어 벨트로 중첩하고, 또한 가열 하에서 가압함으로써, 섬유 다발의 필라멘트간에 수지를 함침시킨다(도 11).
[성형품의 제조 방법]
성형품의 제조 방법으로서는, 예를 들어, 하기 프레스 공정을 갖는 방법을 들 수 있다.
프레스 공정: 중간 기재를 소정의 사이즈로 잘라낸 후, 가압 프레스기에 의해 가압 및 가온 조건 하에서 소정 시간 프레스한다.
[부분 분섬 섬유 다발의 분할수의 평가 방법]
부분 분섬 섬유 다발은 길이 방향으로 절단되어, SMC 공정에 사용된다. 커트한 부분 분섬 섬유 다발의 분할 용이함을 확인함으로써, 후속 공정인 SMC 가공을 하기 전에 양호한 분포 상태인지 여부를 사전에 평가하는 방법을 설명한다.
본 발명에 있어서의, 「분할수」란, 보빈상으로 권취를 행한 부분 분섬 섬유 다발(폭 20mm 내지 100mm)을 권출한 후, 임의의 길이로 커트한 섬유 다발에 충격을 부여하여, 부분 분섬 섬유 다발을 뿔뿔이 흩어지게 한 것으로, 분섬에 의한 절단부를 기점으로 하여, 분할된 상태를 피스(소편)의 수로서 나타낸 것이다. 섬유 다발이 분할된 소편에 있어서, 중량이 0.0007g 이상인 소편을 1개로 카운트한다. 분할수는 양의 정수이지만, 분할수는 10회의 측정을 행하여, 소수 제1위까지의 평균값을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 분할수 평가 방법으로서는, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 의해 얻어지는 부분 분섬 섬유 다발을 임의의 길이로 커트하고, 그 후, 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여 충격을 부여한 후, 부분 분섬 섬유 다발의 분할수를 확인하는 것이다. 본 평가 방법은, 상술한 SMC 공정의 (2) 커트 공정에 있어서의 부분 분섬 섬유 다발의 분산 상태를 사전에 확인하는 목적에 적합한 것을 발견하였다.
본 발명에 있어서의 부분 분섬 섬유 다발의 커트 길이의 조건은, 바람직하게는 5mm 이상 35mm 미만이고, 더욱 바람직하게는 10mm 이상 21mm 미만이다.
또한, 본 발명에 있어서의 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대한 충격 부여 방법으로서는, 부분 분섬 섬유 다발을 임의의 용기에 넣고, 임의의 높이로부터 낙하시켜 충격을 부여하는 방법이 바람직하다. 도 12는, 분할수 평가 방법에 있어서의 충격의 부여하는 방법의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 12의 (a)에 있어서, 커트한 부분 분섬 섬유 다발(1000)은 용기(1004)에 봉입되어, 높이 H의 통상 가이드(1005)의 상부로부터 저판(1006)으로 자유 낙하된다. 도 12의 (b)는, 자유 낙하 후의 부분 분섬 섬유 다발(1000)이 저판과의 충돌에 의한 충격으로 뿔뿔이 분할된 상태를 나타낸다. 이 때의 충격을 부여하는 조건으로서는, 가속도 80m/s2 이상을 60ms 부여하는 조건으로부터 가속도 250m/s2 이하를 60ms 부여하는 조건이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 가속도 90m/s2 이상을 60ms 부여하는 조건으로부터 가속도 120m/s2 이하를 60ms 부여하는 조건이다. 「가속도 90m/s2×60ms」란, 자유 낙하 속도에 관련하여, 자유 낙하에서 얻어지는 가속도(90m/s2)를 시간 누적(60m초)함으로써 충격의 강도(충격량)를 나타내고 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 커트한 부분 분섬 섬유를 넣는 용기는, 낙하하였을 때의 충격에 견딜 수 있는 재질의 용기(1004)가 바람직하고, 예를 들어 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 불소 수지, 알루미늄, 스테인리스제 등의 각종 재질의 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 커트한 부분 분섬 섬유 다발을 넣은 용기(1004)를 임의의 높이 H로부터 낙하시켰을 때, 충격 완충을 위해 바닥면에 부설하는 저판(1006)의 재질은, 테플론(등록 상표), 고무, 우레탄폼, 발포 폴리에틸렌폼, 고무 스펀지제 등의 각종 재질의 것을 사용할 수 있다.
또한, 다른 충격 부여 방법으로서는, 임의의 크기의 판 상에 부분 분섬 섬유 다발을 올려놓고, 판의 수평 방향 하측으로부터 진동을 대는 방법, 임의의 크기의 판 상에 부분 분섬 섬유 다발을 올려놓고, 판의 수평 방향 하측으로부터 해머로 두드려 충격을 부여하는 방법을 사용할 수 있다. 이 때 사용하는 판의 재질은 스테인리스, 알루미늄, 구리, 테플론(등록 상표)제 등의 각종 재질의 것을 사용할 수 있다. 이 때, 섬유 다발에 부여하는 충격 조건으로서는, 가속도로 환산하면 80m/s2 이상을 60ms 부여하는 조건으로부터, 250m/s2 이하의 가속도를 60ms 부여하는 조건이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90m/s2 이상의 가속도를 60ms 부여하는 조건으로부터, 120m/s2 이하의 가속도를 60ms 부여하는 조건이다. 가속도 80mm/s2 미만이면, 부분 분섬 섬유 다발에 부여하는 충격이 적기 때문에 분할하기 어렵고, 후속 가공 공정의 분산 상태의 예측과 달라져 버린다. 가속도가 250m/s2를 초과하면, 부분 분섬 섬유 다발에 부여되는 충격이 너무 크기 때문에 지나치게 분할되어버려, 후속 가공 공정의 분산 상태의 예측과 달라져 버린다.
분할수의 임계적 의의에 대하여 설명한다. 먼저, SMC의 물성 및 품위를 안정적이면서 양호한 것으로 하기 위해서는, SMC 공정에서의 분할 필라멘트수를 11.1×103 이하로 할 필요가 있고, 할섬(割纖) 공정에서의 섬유 다발 통과성을 양호한 것으로 하기 위해서는, 분할 필라멘트수를 1.5×103 이상으로 할 필요가 있다.
더욱 바람직하게는, 분할 필라멘트수가 3×103인 경우가, 물성 및 보풀 품위가 가장 안정된다. 분할 필라멘트수 하한인 11.1×103 이상이 되었을 경우, 분할수가 작아 할섬폭이 넓기 때문에, 시트에 살포하였을 때에 간극이 발생하여, 명백한 물성 저하를 야기한다. 또한, 분할 필라멘트수가 1.5×103 이하가 된 경우, 물성은 문제없기는 하지만 분섬 처리 수단의 할섬니(割纖齒)와 할섬니의 피치가 좁아짐으로써, 섬유 막힘이 발생하고, 보풀이 많아져 품위 저하를 야기한다. 즉, 상기 분할수 평가 방법으로, 실제의 부분 분섬 섬유 다발의 분할 용이함을 확인하고, 분할수 Y가
비스플라이스부: (X/11.1×103)≤Y≤(X/1.5×103) [식 1]
스플라이스부: (X/25.0×103)≤Y≤(X/2.5×103) [식 2]
일 때, 후속 공정의 SMC 가공을 하기 위해 양호한 분포 상태를 나타내는 부분 분섬 섬유 다발인 것을, 사전에 확인하는 것이 가능하여, 이상품의 유출을 미연에 방지하는 효과가 있다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 설명한다. 또한, 본 발명이 본 실시예나 비교예에 의해 한정 해석되는 것은 전혀 아니다.
먼저, 실시예, 비교예에서 사용한 섬유 다발에 대하여 설명한다.
섬유 다발(1): 섬유 직경 섬유 다발 7.2㎛, 인장 탄성률 240GPa, 필라멘트수 50000개가 연속된 탄소 섬유 다발을 사용하였다. (ZOLTEK사제, 제품명: "ZOLTEK(등록 상표)" PX35-50K 섬유수: 50000개)
특성값의 측정 방법, 그리고 효과의 평가 방법은 다음과 같다.
(1) 분할수의 평가
평가는 실온에서 행하였다. 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트한다. 커트한 부분 분섬 섬유 다발(1000)은 불소 수지제의 칭량병(용기(1004))에 봉입한다. 부분 분섬 섬유 다발(1000)에의 충격은, 도 12의 개략도에 나타내는 자연 낙하법으로 부여한다. 도 12에서는, 염화비닐제 파이프를 통상 가이드(1005)에 사용하고, 통상 파이프의 저면에는 고무제의 저판(1006)이 부설되어 있다. 커트한 부분 분섬 섬유 다발이 들어간 용기(1004)를 통상 파이프의 상부에 세팅하여, 1m의 높이 H로부터 자연 낙하시킨다. 용기(1004)는 저판(1006)에 충돌하여 정지한다. 그 때, 커트한 부분 분섬 섬유 다발(1000)에는, 100m/s2의 가속도가 60m초간 부여된다. 이 충격 조건을 「가속도 100m/s2×60ms」라고 표기한다.
그 후, 용기(1004)로부터 부분 분섬 섬유 다발(1000)로 취출하고, 뿔뿔이 흩어져진 섬유 다발의 소편 개수를 센다. 평가는 10회 측정을 행하여, 평균값을 산출한다. 평균값은 소수 제2위를 반올림하여, 소수 제1위까지의 값을 평균 분할수로 한다.
(2) 가공 시트 상에 분산된 경우의 틈새 상태의 평가
도 10의 SMC 공정에 투입하고, (2) 커트 공정 후에 있어서, 시트에의 커트한 부분 분섬 섬유 다발의 분산 상태를 눈으로 보고 관찰하였다. 시트 상에 깔려있던 부분 분섬 섬유 다발을 상면으로부터 보았을 때, 깔려있던 부분 분섬 섬유 다발의 간극으로부터 하지인 시트가 보였을 경우를 「틈새 있음」, 완전히 보이지 않을 경우를 「틈새 없음」이라고 판정한다.
<실시예 1>
도 1의 (a)에 나타내는 구성을 사용하여 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 주행하는 섬유 다발에 있어서 스플라이스부를 검지하고, 스플라이스부에 상대하는 회전 분섬 수단(220)의 빼고 찌르는 운전 모드를 변경시키는 장치였다. 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)을 와인더를 사용하여 일정 속도 20m/min으로 권출하고, 권출한 섬유 다발(100)을 10Hz로 축방향으로 진동하는 진동 폭 확대롤에 섬유 다발(100)을 통과시켰다. 섬유 다발(100)을 폭을 넓힌 후에, 45mm폭으로 규제된 폭 규제롤을 통과함으로써, 45mm로 폭을 넓힌 폭 확대 후 강화 섬유를 얻었다. 스플라이스부는 길이 방향으로 100mm이며 폭은 45mm보다 좁고, 폭 방향으로 15mm였다. 얻어진 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)의 폭 확대 후 섬유 다발에 대하여, 두께 0.3mm, 폭 3mm, 높이 20mm의 돌출 형상을 구비하는 회전 분섬 수단(220)을 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 3mm 등간격으로 평행하게 세트한 분섬 처리 수단을 준비하였다. 이 분섬 처리 수단으로 스플라이스부를 포함한 폭 확대 섬유 다발에 대하여, 회전 분섬 수단(220)이 114rpm의 속도로 회전함으로써 간헐적으로 빼고 찔러, 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 회전 속도는 섬유 다발의 이동 속도와 동일하지 않았다.
이 때, 회전 분섬 처리 수단(220)은, 일정 속도 20m/min으로 주행하는 폭 확대 후 섬유 다발에 대하여, 3sec간, 회전 분섬 수단(220)을 찔러 분섬 처리 구간(156mm)을 생성하고, 0.5sec간(10mm)으로 찌르지 않고 분섬 처리를 빼어, 미분섬 처리 구간을 제작하였다. 회전 분섬 수단(220)의 회전에 의해, 다시 찌르는 동작과 발출하는 동작을 반복하여 행하였다. 단, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 섬유 다발의 길이 방향에 따른 주행 속도와 실질적으로 동일한 속도 20m/min으로 회전 분섬 수단(220)을 회전시켰다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 15 분할로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스의 길이 방향 길이가 100mm인 것에 비해, 회전 분섬 수단에 구비되는 돌출부간의 길이 방향의 길이는 19mm이기 때문에 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 약간 접촉하였다. 그 접촉 거리는 25mm였지만, 스플라이스부가 파단되지 않고, 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였다((1) 분할수의 평가에 의함). 평균 분할수는 15.2였다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 틈새없이 분산하는 것을 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 2>
실시예 1과 마찬가지의 조건, 또한 부분 분섬 섬유 다발의 스플라이스부를 검지하고, 스플라이스부에 상대하는 돌출부의 빼고 찌르는 운전 모드를 변경시키는 장치를 준비하였다.
스플라이스부가 분섬 처리 수단에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 돌출부의 이동 속도를 섬유 다발의 주행 방향에 따른 방향으로 섬유 다발의 95％의 속도(19m/분)로 회전시켜 운전하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 15 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 약간 접촉하였지만, 스플라이스부가 파단되지 않고, 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 평균 분할수는 15.3이었다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 틈새없이 분산되는 것을 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 3>
도 3의 (a) (b)에 나타내는, 철제 블레이드가 상하하는 분섬 수단(200)으로 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)을, 와인더를 사용하여 일정 속도 20m/min으로 권출하고, 권출한 섬유 다발(1)을 10Hz에서 축방향으로 진동하는 진동 폭 확대롤에 강화 섬유를 통과시켜, 강화 섬유를 폭을 넓힌 후에, 45mm폭으로 규제된 폭 규제롤을 통과함으로써, 45mm로 폭을 넓힌 폭 확대 섬유 다발을 얻었다. 얻어진 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에 대하여, 두께 0.3mm, 폭 3mm, 높이 20mm의 돌출 형상을 구비하는 분섬 수단(200)(철제 플레이트제)이, 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 3mm 등간격으로 나란히 세트한 분섬 수단(200)을 준비하였다.
이 분섬 처리 수단이, 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에 대하여, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)의 주행 방향에 대하여, 섬유 다발의 하측으로부터 분섬 수단(200)을 수직으로 찔러넣고, 수직으로 발취하는 일련의 움직임을 간헐적으로 행하여, 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다.
이 때, 분섬 처리 수단은 일정 속도 20m/min으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여, 3sec간, 분섬 처리 수단을 찔러 분섬 처리 구간을 1000mm 길이 생성하고, 0.5sec간에서 분섬 처리를 빼어 미처리 분섬 구간을 167mm 제작하였다. 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 단, 스플라이스부가 분섬 수단(200)에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 분섬 수단(200)에 의한 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에의 찔러넣기를 일시 정지시킴으로써, 분섬 수단(200)이 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에 찔러넣는 시기를 변동시켰다. 정지를 개시하는 타이밍과 정지시키는 시간은, 스플라이스부를 검지한 위치로부터 분섬 수단까지의 거리(m)를, 섬유 다발의 이동 속도(m/분)로 나누어, 정지 개시 시간을 구하였다. 또한, 검지한 스플라이스부의 화상으로부터 협폭이 된 길이(m)를 구하고, 섬유 다발의 이동 속도로부터 정지 시간을 구하였다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향으로 15 분할의 범위로 분할되어 있고, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 철제 플레이트에 접촉하지 않으면서, 스플라이스부가 파단되지 않고 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 평균 분할수는 15.1이었다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 틈새없이 분산되는 것을 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 4>
도 1의 (a)에 나타내는 구성의 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 두께 0.3mm, 폭 3mm, 높이 20mm의 돌출 형상을 구비하는 회전 분섬 수단(220)을 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 11.1mm 등간격으로 평행하게 세트한 분섬 처리 수단을 준비한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 분섬 처리를 행하였다. 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 섬유 다발의 길이 방향에 따른 주행 속도와 실질적으로 동일한 속도로 회전 분섬 수단(220)을 회전시켰다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 4.5 내지 6.0 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 약간 접촉하였지만, 스플라이스부가 파단되지 않고, 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 비스플라이스부는 4.5 내지 6.0 분할의 범위로 분할되는 것을 확인하였다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 다소의 틈새가 발생하는 것을 확인하였지만, 문제가 되는 레벨은 아니었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 5>
도 1의 (a)에 나타내는 구성의 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 두께 0.3mm, 폭 3mm, 높이 20mm의 돌출 형상을 구비하는 회전 분섬 수단(220)을 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 1.5mm 등간격으로 평행하게 세트한 분섬 처리 수단을 준비한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 분섬 처리를 행하였다. 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 섬유 다발의 길이 방향에 따른 주행 속도와 실질적으로 동일한 속도로 회전 분섬 수단(220)을 회전시켰다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 30.0 내지 33.0 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 약간 접촉하였지만, 스플라이스부가 파단되지 않고, 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 가속도 「100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 비스플라이스부는 30.0 내지 33.0 분할의 범위가 되는 것을 확인하였다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 틈새는 없지만, 수지가 함침되기 어려운 부피가 큰 상태가 되는 것을 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 6>
실시예 4와 마찬가지의 조건, 또한 부분 분섬 섬유 다발의 스플라이스부를 검지하고, 스플라이스부에 상대하는 돌출부의 빼고 찌르는 운전 모드를 변경시키는 장치(도 4를 참조)를 준비하였다.
스플라이스부가 분섬 처리 수단에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 돌출부의 속도를 섬유 다발의 주행 방향에 따른 방향으로 사속의 95％의 속도로 회전시켜 운전하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 4.5 내지 6.0 분할의 범위에서 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 약간 접촉하였지만, 스플라이스부가 파단되지 않고, 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 비스플라이스부는 4.5 내지 6.0 분할의 범위로 분할되는 것을 확인하였다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 다소의 틈새가 발생하는 것을 확인하였지만, 문제가 되는 레벨은 아니었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 7>
실시예 5와 마찬가지의 조건, 또한 부분 분섬 섬유 다발의 스플라이스부를 검지하고, 스플라이스부에 상대하는 돌출부의 빼고 찌르는 운전 모드를 변경시키는 장치를 준비하였다. 도 4에 도시한 바와 같이 실시예 1과 마찬가지의 조건, 또한 부분 분섬 섬유 다발의 스플라이스부를 갖는 협폭 부분을 할섬 공정 전에 검지하고, 그 검지한 스플라이스부의 협폭 부분의 정보를 바탕으로, 돌출부의 모터에 회전 속도 변경 신호를 보내고, 분섬 수단의 회전 속도를 섬유 다발의 반송 속도와 실질적으로 동일하게 함으로써, 스플라이스부에의 분섬 수단의 찔러넣기 면적이 최소한으로 되게 하는 운전 모드로 변경시키는 장치를 준비하였다.
스플라이스부가 분섬 처리 수단에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 돌출부의 속도를 섬유 다발의 주행 방향에 따른 방향으로 사속의 95％의 속도로 회전시켜 운전하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 30.0 내지 33.0 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 약간 접촉하였지만, 스플라이스부가 파단되지 않고, 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 비스플라이스부는 30.0 내지 33.0 분할의 범위가 되는 것을 확인하였다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 틈새는 없지만, 섬유끼리의 겹침 부분이 많은 상태로 분산되는 것을 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 8>
도 3의 (a) (b)에 나타내는 바와 같은 방법으로 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 두께 0.3mm, 폭 3mm, 높이 20mm의 돌출 형상을 구비하는 분섬 수단(200)(철제 플레이트제)이, 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 11.1mm 등간격으로 나란히 세트한 분섬 수단(200)을 준비한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여 분섬 처리를 행하였다.
이 분섬 처리 수단이, 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에 대하여, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)의 주행 방향에 대하여, 섬유 다발의 하측으로부터 분섬 수단(200)을 수직으로 찔러넣고, 수직으로 발취하는 일련의 움직임을 간헐적으로 행하여, 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다.
스플라이스부가 분섬 수단(200)에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 분섬 수단(200)에 의한 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에의 찔러넣기를 일시 정지시킴으로써, 분섬 수단(200)이 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에 찔러넣는 시기를 변동시켰다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향으로 4.5 내지 6.0 분할의 범위로 분할되어 있고, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 철제 플레이트에 접촉하지 않으면서, 스플라이스부가 파단되지 않고 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 비스플라이스부는 4.5 내지 6.0 분할의 범위가 되는 것을 확인하였다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 다소의 틈새가 발생하는 것을 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<실시예 9>
도 3의 (a) (b)에 나타내는 바와 같은 방법으로 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 두께 0.3mm, 폭 3mm, 높이 20mm의 돌출 형상을 구비하는 분섬 수단(200)(철제 플레이트제)이, 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 1.5mm 등간격으로 나란히 세트한 분섬 수단(200)을 준비한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지로 하여 분섬 처리를 행하였다.
이 분섬 처리 수단이, 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에 대하여, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)의 주행 방향에 대하여, 섬유 다발의 하측으로부터 분섬 수단(200)을 수직으로 찔러넣고, 수직으로 발취하는 일련의 움직임을 간헐적으로 행하여, 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 스플라이스부가 분섬 수단(200)에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 분섬 수단(200)에 의한 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에의 찔러넣기를 일시 정지시킴으로써, 분섬 수단(200)이 스플라이스부를 포함한 섬유 다발(100)에 찔러넣는 시기를 변동시켰다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향으로 30.0 내지 33.0 분할의 범위로 분할되어 있고, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 철제 플레이트에 접촉하지 않으면서, 스플라이스부가 파단되지 않고 안정되게 분섬 처리를 행할 수 있었다. 또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm로 커트하고, 그 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 「가속도 100m/s2×60ms」의 조건의 충격을 부여하였을 때, 비스플라이스부는 30.0 내지 33.0 분할의 범위가 되는 것을 확인하였다. 또한, 가공용 시트 상에 분산하였을 때에 틈새는 없지만, 섬유끼리의 겹침 부분이 많은 상태로 분산되는 것을 확인하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 1>
사폭 검지부(900)가 없고, 스플라이스부가 분섬 수단에 접근하였을 때, 운전 모드 변경 기능이 없는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 15 분할로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접촉하여 스플라이스부의 일부가 파단되고, 파단 부분이 병렬된 회전 분섬 수단(220)의 사이에 막히고, 퇴적되어 실이 끊겼다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 2>
스플라이스부가 분섬 처리 수단에 접근하였을 때, 섬유 다발의 꼬임의 유무를 검지하는 촬상 수단을 구비하고, 섬유 다발의 꼬임이 돌출부에 접촉하기 직전부터 통과할 때까지, 섬유 다발에의 압박력이 저감되도록 분섬 수단을 제어하는 장치를 준비하여 운전하는 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지의 조건에서 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다. 구체적으로는, 촬상 수단에 의해 꼬임을 검지하고, 돌출부가 검지한 꼬임에 접촉하기 직전부터 통과할 때까지, 분섬 수단의 돌출부로의 섬유 다발이 닿을 때에 걸리는 압박력이 저감되는 것이 바람직하다. 꼬임을 검지하였을 때, 압박력의 상한값의 0.01 내지 0.8배의 범위로 저감시키는 것이 바람직하다. 이 범위를 하회하는 경우, 실질적으로 압박력을 검지할 수 없게 되기 때문에, 압박력의 제어가 곤란해져, 제어 기기 자체의 검출 정밀도를 높일 필요가 발생한다. 또한, 이 범위를 상회하는 경우에는, 꼬임을 분섬 처리하는 빈도가 많아져, 섬유 다발이 가늘어진다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 15 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 통상 섬유 다발이 꼬여 있는 협폭 부분을 검지하는 촬상 수단에 있어서, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부는, 검지되어, 압박력이 저감된 상태가 되었지만, 섬유 다발과 실질적으로 동일한 속도로 하지 않았다. 그 때문에, 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접촉하여 스플라이스부의 일부가 파단되고, 파단 부분이 병렬된 회전 분섬 수단(220)의 사이에 막히고, 퇴적되어 실이 끊겼다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 3>
사폭 검지부(900)가 없고, 스플라이스부가 분섬 수단에 접근하였을 때, 운전 모드 변경 기능이 없는 것 이외에는, 실시예 4, 5, 6, 7과 마찬가지의 조건에서 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 실시예 4 및 6과 마찬가지의 조건 하에서는, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 4.5 분할로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접촉하여 스플라이스부의 일부가 파단되고, 파단 부분이 병렬된 회전 분섬 수단(220)의 사이에 막히고, 퇴적되어 실이 끊겼다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 실시예 5 및 7과 마찬가지의 조건 하에서는, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 30.0 내지 33.0 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부가 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접촉하여 스플라이스부의 일부가 파단되고, 파단 부분이 병렬된 회전 분섬 수단(220)의 사이에 막히고, 퇴적되어 실이 끊겼다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<비교예 4>
스플라이스부가 분섬 처리 수단에 접근하였을 때, 섬유 다발의 꼬임의 유무를 검지하는 촬상 수단을 구비하고, 섬유 다발의 꼬임이 돌출부에 접촉하기 직전부터 통과할 때까지, 섬유 다발에의 압박력이 저감되도록 분섬 수단을 제어하는 장치를 준비하여 운전하는 것 이외에는, 실시예 3, 8, 9와 마찬가지의 조건에서 부분 분섬 섬유 다발을 제작하였다.
얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 실시예 3과 마찬가지의 조건 하에서는, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 15 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 통상 섬유 다발이 꼬여 있는 세폭 부분을 검지하는 촬상 수단에 있어서, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부는, 검지되어 압박력이 저감된 상태가 되었지만, 스플라이스부라고 판단되지 않았기 때문에, 분섬 처리를 정지 처리하지 않았다. 그 때문에, 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접촉하여 스플라이스부의 일부가 파단되고, 파단 부분이 병렬된 회전 분섬 수단(220)의 사이에 막히고, 퇴적되어 실이 끊겼다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 실시예 8과 마찬가지의 조건 하에서는, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 4.5 내지 6.0 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 통상 섬유 다발이 꼬여 있는 세폭 부분을 검지하는 촬상 수단에 있어서, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부는, 검지되어 압박력이 저감된 상태가 되었지만, 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접촉하여 스플라이스부의 일부가 파단되고, 파단 부분이 병렬된 회전 분섬 수단(220)의 사이에 막히고, 퇴적되어 실이 끊겼다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발은, 실시예 9와 마찬가지의 조건 하에서는, 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 4.5 내지 6.0 분할의 범위로 분섬되어 있으며, 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에 단사가 교락된 부분이 축적되어 이루어지는 락합 축적부(120)를 갖고 있었다. 부분 분섬 섬유 다발을 500m 제작한 바, 통상 섬유 다발이 꼬여 있는 세폭 부분을 검지하는 촬상 수단에 있어서, 부분 분섬 섬유 다발 내에 존재하는 스플라이스부는, 검지되어 압박력이 저감된 상태가 되었지만, 분섬 처리되었을 때, 스플라이스부가 회전 분섬 수단(220)에 접촉하여 스플라이스부의 일부가 파단되고, 파단 부분이 병렬된 회전 분섬 수단(220)의 사이에 막히고, 퇴적되어 실이 끊겼다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112020074509472-pct00001
또한, 표 1 내에서 나타내고 있는 「스플라이스부에 분섬 수단이 접촉하는 거리」란, 도 1에 나타내는 기구로, 스플라이스부(180)가 분섬 처리 수단인 돌출부(210)에 접근하였을 때, 운전 모드 변경에 의해, 섬유 다발(100)의 길이 방향에 따른 주행 속도와 실질적으로 동일한 속도로 돌출부(210)를 회전시켰을 때, 스플라이스부(180)에 돌출부(210)가 접촉하는 경우가 있지만, 그 때의 접촉부(211)의 길이 방향의 거리이다.
본 발명은, 복수의 단사를 포함하는 섬유 다발을 2개 이상의 가는 다발로 분섬할 것이 요망되는 모든 섬유 다발에 적용할 수 있다. 특히 강화 섬유를 사용할 때는, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발은 매트릭스 수지를 함침한 불연속 섬유의 중간 기재 등, 모든 강화 섬유 복합 재료에 사용할 수 있다.
100: 섬유 다발
110: 분섬 처리 구간
120: 락합 축적부
130: 미분섬 처리 구간
140: 보풀 집합소
150: 분섬 처리부
160: 락합부
170: 분섬 거리
180: 스플라이스부
200: 분섬 수단
210: 돌출부
211: 접촉부
220: 회전 분섬 수단
230L, 230R: 모퉁이부
240: 회전축
900: 사폭 검지부
910: 검지 카메라
920: 화상 처리 장치
930: 속도 변경 신호 출력
1501: 크릴
1502: 탄소 섬유
1503: 커트 공정
1504: 분산 기구
1505: 필름
1506: 수지 컴파운드
1507: 제1 시트
1508: 제2 시트
1509: 도공 공정
1510: 컨베이어
1511: 수지 함침 공정
1512: 중간 기재
1000: 커트한 부분 분섬 섬유 다발
1004: 용기
1005: 통상 가이드
1006: 저판

Claims (19)

  1. 복수의 단사를 포함하는 섬유 다발의 길이 방향을 따라서 복수의 다발로 분섬된 분섬 처리 구간과 미분섬 처리 구간이 교대로 형성되어 이루어지는 부분 분섬 섬유 다발이며, 섬유 다발끼리가 접합되어 이루어지는 스플라이스부는 미분섬 처리 구간에 존재하는 부분 분섬 섬유 다발에 있어서, 탄소 섬유를 포함하는 부분 분섬 섬유 다발을, 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 폭 15mm로 커트하고, 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여, 100m/s2의 가속도를 60msec 부여하는 조건의 충격을 부여하였을 때, 식 1 및 식 2의 분할수: Y(Y는 양의 정수)가 되는, 부분 분섬 섬유 다발.
    비스플라이스부: (X/11.1×103)≤Y≤(X/1.5×103)… [식 1]
    스플라이스부: (X/25.0×103)≤Y≤(X/2.5×103)… [식 2]
    여기서, X는 부분 분섬 섬유 다발의 총 필라멘트수이다.
  2. 스플라이스부를 갖는 섬유 다발을 길이 방향을 따라서 주행시키면서, 분섬 수단의 돌출부가, 분섬 처리부에 있어서 섬유 다발에 찔러넣기와 발취를 반복함으로써, 섬유 다발의 길이 방향의 일부분을 분섬하는 하기의 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 의해 얻어지는 부분 분섬 섬유 다발을, 길이 방향에 대하여 수직 방향으로 15mm의 길이로 커트하고, 그 후, 커트한 부분 분섬 섬유 다발에 대하여 100m/s2의 가속도를 60msec 부여하는 조건의 충격을 부여한 후, 부분 분섬 섬유 다발의 분할수를 계수하는, 부분 분섬 섬유 다발의 평가 방법.
    <부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법>
    분섬 수단이, 상기 섬유 다발의 길이 방향에 직교하는 회전축을 구비하고, 상기 회전축 표면의 일부에 상기 돌출부가 복수 마련되어 있고, 스플라이스부를 검지하여 얻어지는 스플라이스부의 위치 정보에 기초하여, 스플라이스부 전에 있어서 상기 분섬 수단의 돌출부를 상기 섬유 다발로부터 발취하고, 상기 스플라이스부가 분섬 처리부를 통과할 때, B 조건「돌출부를 갖는 분섬 수단의 회전 속도가, 섬유 다발의 주행 속도와 동일한 속도」를 충족하는 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부분 분섬 섬유 다발에 부여하는 충격이, 자유 낙하, 진동 또는 타격에 의한 힘의 작용인, 부분 분섬 섬유 다발의 평가 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 부분 분섬 섬유 다발에 부여하는 충격이, 상기 커트한 부분 분섬 섬유 다발을 용기에 넣고, 1.0m의 높이로부터 자유 낙하시켜, 저판에 충돌시키는 힘의 작용인, 부분 분섬 섬유 다발의 평가 방법.
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