KR20210066806A

KR20210066806A - 부분 분섬 섬유 다발 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20210066806A
Application number: KR1020217007526A
Authority: KR
Inventors: 아키히코 마츠이; 마사루 다테야마; 사토시 세이케; 미츠키 후세; 히로시 히라노; 가즈마 우라
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-06-07
Also published as: EP3859064A1; CN112639188A; JPWO2020066275A1; EP3859064A4; JP7396046B2; CN112639188B; US20220055857A1; US11845629B2; TW202031952A; WO2020066275A1

Abstract

역학 특성이 우수한 섬유 강화 수지 성형 재료를 구성하는, 분섬 폭이 보다 균일한 촙드 섬유로 하는 것이 가능한 부분 분섬 섬유 다발, 및 연속하여 안정적으로 해당 부분 분섬 섬유 다발의 제공을 가능하게 하는 제조 방법을 제공하기 위해서, 분섬 처리부와 미분섬 처리부를 포함하는 부분 분섬 섬유 다발로서, 상기 부분 분섬 섬유 다발의 임의의 위치 P_n(단, n=1 내지 100의 정수이며, 또한 n=100을 제외하는 임의의 위치 P_n과 위치 P_n+1의 간격이 50㎝ 이상임)에 있어서, 폭 방향으로 포함되는 섬유 다발의 수(분섬수: N_n[개])를 상기 부분 분섬 섬유 다발의 전체 폭 W_n[㎜]으로 나눈 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)을 산출한 경우, 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 1.1 이상 3 이하인 것을 특징으로 하는 부분 분섬 섬유 다발.

Description

부분 분섬 섬유 다발 및 그의 제조 방법

본 발명은 부분 분섬 섬유 다발에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 분섬하는 것을 상정하고 있지 않은 단사수가 많은 저렴한 라지 토우로부터도, 실 끊어짐을 일으킬 일 없이 연속하여 얻을 수 있는, 분섬부를 갖는 부분 분섬 섬유 다발에 관한 것이다.

불연속의 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 기술에 있어서 단사수가 많은 섬유 다발을 포함하는 성형 재료에서는, 성형 시의 유동성은 우수하지만, 성형품의 역학 특성은 떨어지는 경향이 있다. 이에 반해, 성형 시의 유동성과 성형품의 역학 특성의 양립을 겨냥하여, 임의의 단사수로 조정한 섬유 다발이 사용되고 있다.

임의의 단사수로 섬유 다발을 분섬하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1, 2에는, 복수의 섬유 다발을 사전에 단일의 보빈에 권취한 복수 섬유 다발 권취체를 사용하여 분섬 처리를 행하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이들 방법은 사전 처리의 섬유 다발의 단사수의 제약을 받기 때문에, 조정 범위가 한정되어 원하는 단사수로 조정하기 어려운 것이었다.

또한, 예를 들어 특허문헌 3 내지 5에는, 슬리터를 사용하여 섬유 다발을 원하는 단사수로 세로 슬릿하는 방법이 개시되어 있다. 이들 방법은 슬릿의 피치를 변경함으로써 단사수의 조정이 가능하기는 있지만, 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 세로 슬릿되기 때문에, 세로 슬릿 후의 실을 각각 다른 보빈에 권취하거나, 그 후의 공정에서는 권취한 복수의 보빈 각각으로부터 섬유 다발을 권출할 필요가 있어, 취급이 곤란해지기 쉽다. 또한, 세로 슬릿 후의 섬유 다발을 반송할 때에는, 세로 슬릿에 의해 발생한 보풀이 가이드 롤이나 이송 롤 등에 다량으로 권취되어, 반송이 용이하지 않게 될 우려가 있다.

또한, 특허문헌 6에는, 복수의 돌출부를 갖는 분섬 수단을 섬유 다발에 부분적으로 찔러 넣음으로써, 분섬 구간을 연속적으로 마련하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 문헌에 기재된 방법으로 얻어지는 부분 분섬 섬유 다발에서는, 그 후의 공정에서 일정 길이로 절단하여 촙드 섬유로 한 경우 그의 폭에 큰 변동을 발생시키기 쉬워, 그 촙드 섬유를 사용하여 제조하는 섬유 강화 수지 성형 재료 및 성형품의 역학 특성에는 개선의 여지가 있었다.

일본 특허 공개 제2002-255448호 공보 일본 특허 공개 제2004-100132호 공보 일본 특허 공개 제2013-49208호 공보 일본 특허 공개 제2014-30913호 공보 일본 특허 제5512908호 공보 국제 공개 제2016/104154호

본 발명의 목적은, 역학 특성이 우수한 섬유 강화 수지 성형 재료를 구성할 수 있는, 분섬 폭이 보다 균일한 촙드 섬유로 하는 것이 가능한 부분 분섬 섬유 다발을 제공하는 데 있다. 추가로, 꼬임이 포함되는 섬유 다발이나 단사수가 많은 라지 토우로부터여도, 장시간 연속하여 부분 분섬 섬유 다발의 제공을 가능하게 하는 데에 있다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서, 다음 어느 것의 수단을 채용하는 것이다. 즉,

[1] 분섬 처리부와 미분섬 처리부를 포함하는 부분 분섬 섬유 다발로서, 상기 부분 분섬 섬유 다발의 임의의 위치 P_n(단, n=1 내지 100의 정수이며, 또한 n=100을 제외하는 임의의 위치 P_n과 위치 P_n+1의 간격이 50㎝ 이상임)에 있어서의 폭 방향으로 포함되는 섬유 다발의 수(분섬수: N_n[개])를 상기 부분 분섬 섬유 다발의 전체 폭 W_n[㎜]으로 나눈 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)을 산출한 경우, 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 1.1 이상 3 이하인 것을 특징으로 하는 부분 분섬 섬유 다발.

[2] 상기 최댓값 A_max가 4개/㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 상기 [1]에 기재된 부분 분섬 섬유 다발.

[3] 상기 최솟값 A_min이 0.1개/㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 부분 분섬 섬유 다발.

[4] 상기 최댓값 A_max의 80％ 이상이 되는 상기 위치 P_n이, 100개소 중 50개소 이상 존재하는 것을 특징으로 하는, 상기 [1] 내지 [3]의 어느 것에 기재된 부분 분섬 섬유 다발.

[5] 상기 최댓값 A_max의 60％ 이하가 되는 상기 위치 P_n이, 100개소 중 30개소 이하 존재하는 것을 특징으로 하는, 상기 [1] 내지 [4]의 어느 것에 기재된 부분 분섬 섬유 다발.

[6] 상기 섬유 다발이 탄소 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 [1] 내지 [5]의 어느 것에 기재된 부분 분섬 섬유 다발.

[7] 상기 섬유 다발에 포함되는, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 사이징제, 또는 폴리아미드 수지를 주성분으로 하는 사이징제의 부착량이 0.1질량％ 이상 5질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 상기 [1] 내지 [6]의 어느 것에 기재된 부분 분섬 섬유 다발.

[8] 복수의 단사로 구성된 섬유 다발을 길이 방향을 따라서 주행시킴과 함께 해당 섬유 다발에 분섬 수단을 단속적으로 삽입함으로써, 상기 섬유 다발에 분섬 처리부와 미분섬 처리부를 형성하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법으로서, 상기 분섬 수단을, 상기 섬유 다발의 폭 방향의 복수 개소에 길이 방향으로 어긋나게 하여 삽입하고, 상기 부분 분섬 섬유 다발의 임의의 위치 P_n(단, n=1 내지 100의 정수이며, 또한 n=100을 제외하는 임의의 위치 P_n과 위치 P_n+1의 간격이 50㎝ 이상임)에 있어서의 폭 방향으로 포함되는 섬유 다발의 수(분섬수: N_n[개])를 상기 부분 분섬 섬유 다발의 전체 폭 W_n[㎜]으로 나눈 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)에 관하여, 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 1.1 이상 3 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.

[9] 상기 분섬 수단을, 상기 섬유 다발의 폭 방향의 복수 개소에 길이 방향으로 어긋나게 하여 삽입함에 있어서, 상기 폭 방향의 복수 개소에 대응하는 위치에서, 또한 길이 방향으로 어긋나게 하여 배치된 복수의 돌출부를 갖는 분섬 수단을 사용하여, 그들 복수의 돌출부를 동시에 섬유 다발에 삽입하는 것을 특징으로 하는, 상기 [8]에 기재된 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.

[10] 상기 섬유 다발을 구성하는 단사의 개수를 F로 할 때, 섬유 다발의 폭 방향에 대하여 (F/10000-1)개 이상 (F/50-1)개 미만의 범위의 개소에서 상기 분섬 수단을 삽입하는 것을 특징으로 하는, 상기 [8] 또는 [9]에 기재된 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.

[11] 사이징 부여 공정, 건조 공정, 열처리 공정, 섬유 다발 폭 확대 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 [8] 내지 [10]의 어느 것에 기재된 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 역학 특성이 우수한 섬유 강화 수지 성형 재료를 구성할 수 있는, 분섬 폭이 보다 균일한 촙드 섬유로 하는 것이 가능한 부분 분섬 섬유 다발을 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 꼬임이 포함되는 섬유 다발이나 단사수가 많은 라지 토우로부터여도, 장시간 연속하여 분섬 처리된 부분 분섬 섬유 다발을 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 관계되는 부분 분섬 섬유 다발에 있어서 분섬수를 측정하는 방법을 설명하는 개략도이다.
도 2는 섬유 다발에 분섬 처리를 실시하여 부분 분섬 섬유 다발을 제조하는 공정의 일례를 도시하는 도면이며, (A) 개략 평면도, (B) 개략 정면도이다.
도 3은 분섬 수단의 돌출부 형상의 예를 도시하는 설명도이다.
도 4는 지그재그 배치된 돌출부를 갖는 회전식의 분섬 수단을 섬유 다발에 찔러 넣은 상태의 모식도이며, (A) 개략 평면도, (B) 개략 정면도이다.
도 5는 지그재그 배치된 복수의 세로 날을 포함하는 분섬 수단을 섬유 다발에 찔러 넣은 상태의 모식도이며, (A) 개략 평면도, (B) 개략 정면도이다.
도 6은 섬유 다발의 폭 방향으로 복수의 세로 날이 일렬로 배치된 분섬 수단을 사용하여, 상기 복수의 세로 날을 다른 타이밍에서 섬유 다발에 찔러 넣은 상태의 모식도이며, (A) 개략 평면도, (B) 개략 정면도이다.
도 7은 비스듬히 배치된 복수의 세로 날을 포함하는 분섬 수단을 섬유 다발에 찔러 넣은 상태의 모식도이며, (A) 개략 평면도, (B) 개략 정면도이다.
도 8은 섬유 다발의 폭 방향으로 복수의 돌출부가 일렬로 배치된 회전식의 분섬 수단을 사용하여, 상기 복수의 돌출부를 동시에 섬유 다발에 찔러 넣은 상태의 모식도이며, (A) 개략 평면도, (B) 개략 정면도이다.
도 9는 본 발명에 관계되는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 있어서의 사이징제 부여 공정의 타이밍예를 도시하는 공정도이다.
도 10은 본 발명에 관계되는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 타이밍예를 도시하는 공정도이다.
도 11은 본 발명에 관계되는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 다른 타이밍예를 도시하는 공정도이다.
도 12는 본 발명에 관계되는 섬유 다발 폭 확대 공정을 포함하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 타이밍예를 도시하는 공정도이다.
도 13은 본 발명에 관계되는 섬유 다발 폭 확대 공정을 포함하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 있어서의, 사이징제 도포 공정과 건조 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 다른 타이밍예를 도시하는 공정도이다.

본 발명은 분섬 처리부와 미분섬 처리부를 포함하는 부분 분섬 섬유 다발로서, 상기 부분 분섬 섬유 다발의 임의의 위치 P_n(단, n=1 내지 100의 정수이며, 또한 n=100을 제외하는 임의의 위치 P_n과 위치 P_n+1의 간격이 50㎝ 이상임)에 있어서의 폭 방향으로 포함되는 섬유 다발의 수(분섬수: N_n[개])를 상기 부분 분섬 섬유 다발의 전체 폭(W_n[㎜])으로 나눈 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)을 산출한 경우, 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 1.1 이상 3 이하인 것을 특징으로 하는 부분 분섬 섬유 다발이다.

본 발명의 부분 분섬 섬유 다발은, 섬유 배향 방향(길이 방향)으로 슬릿이 들어간 분섬 처리부와 슬릿이 들어가 있지 않은 미분섬 처리부를 포함하는데, 분섬 처리가 행하여지고 있는 개소를 본 경우에, 그 분섬 처리는 섬유 다발 길이 방향으로 연속적이 아니라 단속적으로 행하여지고 있고, 그 때문에 분섬 처리부의 슬릿 연장선 상에는 미분섬 처리부가 존재하고 있다.

본 발명의 부분 분섬 섬유 다발은 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)이 상기한 바와 같은 관계를 갖고 있는데, 분섬수 A_n 등의 도출 방법은 다음과 같다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 부분 분섬 섬유 다발의 임의의 위치 P_n에 있어서의 폭 방향으로 포함되는 섬유 다발의 수(분섬수: N_n[개])를 상기 부분 분섬 섬유 다발의 전체 폭(W_n[㎜])으로 나눈 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)을 산출하고, 이어서 상기 임의의 위치로부터 50㎝ 이상의 간격을 마련한 위치 P_n+1에 있어서의 단위폭당의 분섬수 A_n+1을 산출한다. 이 측정을 n=1부터 100까지(단, n은 정수), 즉 100개소에 대하여 반복하고, 단위폭당의 분섬수(A₁ 내지 A₁₀₀)를 각각 산출한다. 이어서, 100개소에 대하여 산출한 단위폭당의 분섬수(A₁ 내지 A₁₀₀)에 포함되는 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min을 계산한다.

최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min의 하한은 1.1 이상인 것이 중요하며, 1.3 이상이 바람직하고, 1.5 이상이 보다 바람직하다. 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 이 범위이면, 날이 상시 다발에 삽입되지 않기 때문에, 보풀 발생을 억제하여 슬릿 날의 교환 수명을 늘릴 수 있다. 또한, 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min의 상한은 3 이하인 것이 중요하며, 2.5 이하가 바람직하고, 2 이하가 보다 바람직하다. 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 이 범위이면, 섬유 다발의 길이 방향으로 분섬 처리부를 보다 균등하게 마련하게 되기 때문에, 부분 분섬 섬유 다발을 일정 길이로 절단한 촙드 섬유로 한 경우에는 그의 분섬 폭이 보다 균일해지고, 성형품으로 한 경우에는 역학 특성의 변동을 작게 하는 것이 가능하다.

부분 분섬 섬유 다발에서 100개소 측정한 분섬수(A₁ 내지 A₁₀₀)의 최댓값 A_max는 4개/㎜ 이하가 바람직하고, 3.5개/㎜ 이하가 보다 바람직하고, 3개/㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 분섬수의 최댓값 A_max가 이 범위이면, 섬유 다발에 대하여 분섬 수단을 삽입하기 쉽고, 섬유 다발에 의해 균등하게 분섬 처리부를 마련할 수 있는 결과, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 촙드 섬유로 하여 성형품으로 한 경우, 해당 성형품의 역학 특성을 더욱 높이는 것이 가능하다.

분섬수의 최솟값 A_min은 0.1개/㎜ 이상이 바람직하고, 0.3개/㎜ 이상이 보다 바람직하고, 0.5개/㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 분섬수의 최솟값 A_min이 이 범위이면, 섬유 다발을 보다 미세하게 분섬할 수 있으므로, 촙드 섬유로서 분섬 폭이 보다 일정해지는 분섬 처리를 가능하게 하여, 해당 촙드 섬유를 성형품으로 한 경우, 그의 역학 특성을 더욱 높이는 것이 가능하다.

촙드 섬유로 하여 역학 특성이 높은 성형품을 얻는 관점에서는, 각 분섬수 A_n은 기본적으로 그 값이 큰 쪽이 바람직하다. 따라서, 최댓값 A_max의 80％ 이상이 되는 분섬수 A_n의 측정 위치가 100개소 중 50개소 이상 있는 것이 바람직하고, 60개소 이상 있는 것이 보다 바람직하고, 70개소 이상 있는 것이 더욱 바람직하다. 최댓값 A_max의 80％ 이상이 되는 분섬수 A_n의 측정 위치의 수가 이 범위이면, 촙드 섬유로서의 분섬 섬유 다발 폭이 보다 일정해지는 분섬 처리를 가능하게 하여, 해당 촙드 섬유를 성형품으로 한 경우, 그의 역학 특성을 더 높여서 역학 특성의 변동을 작게 하는 것이 가능하다.

동일한 관점에서, 최댓값 A_max의 60％ 이하가 되는 분섬수 A_n의 측정 위치의 수는 100개소 중 30개소 이하인 것이 바람직하고, 20개소 이하가 보다 바람직하고, 10개소 이하가 더욱 바람직하다. 최댓값 A_max의 60％ 이하가 되는 측정 위치의 수가 이 범위이면, 촙드 섬유로서의 분섬 섬유 다발 폭이 보다 일정해지는 분섬 처리를 가능하게 하여, 해당 촙드 섬유를 성형품으로 한 경우, 그의 역학 특성을 더 높여서 역학 특성의 변동을 작게 하는 것이 가능하다.

본 발명에 사용되는 섬유 다발은 강화 섬유로서 사용되는 것이며, 복수의 단사를 포함하는 섬유 다발이면 해당 강화 섬유의 종류로서 특별히 제한은 없지만, 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 금속 섬유로 이루어지는 군에서 선택되는 섬유가 바람직하다. 그 중에서도 탄소 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 탄소 섬유로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계, 레이온계의 탄소 섬유가, 역학 특성의 향상, 섬유 강화 수지의 경량화 효과의 관점에서 바람직하게 사용할 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 된다. 그 중에서도, 얻어지는 섬유 강화 수지의 강도와 탄성률의 밸런스의 관점에서, PAN계 탄소 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.

강화 섬유 다발 중에 포함되는 강화 섬유의 단섬유 직경은 0.5㎛ 이상이 바람직하고, 2㎛ 이상이 보다 바람직하고, 4㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 강화 섬유의 단섬유 직경은 20㎛ 이하가 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 바람직하고, 10㎛ 이하가 더욱 바람직하다.

강화 섬유 다발의 스트랜드 강도는 3.0GPa 이상이 바람직하고, 4.0GPa 이상이 보다 바람직하고, 4.5GPa 이상이 더욱 바람직하다. 강화 섬유 다발의 스트랜드 탄성률은 200GPa 이상이 바람직하고, 220GPa 이상이 보다 바람직하고, 240GPa 이상이 더욱 바람직하다. 강화 섬유 다발의 스트랜드 강도 또는 탄성률이 각각 이 범위이면, 성형품의 역학 특성을 높일 수 있다.

탄소 섬유의 경우에는, 통상, 연속 섬유를 포함하는 단사가 3000 내지 60000개 정도 집속된 섬유 다발이 보빈에 권취되어서 권사체(패키지)로서 공급된다. 섬유 다발은 무꼬임이 바람직하지만, 꼬임이 들어가 있는 스트랜드여도 사용 가능하고, 반송 중에 꼬임이 들어가도 본 발명에는 적용 가능하다. 단사수에도 제약은 없고, 단사수가 많은, 소위 라지 토우를 사용하는 경우에는, 섬유 다발의 단위 중량당의 가격이 저렴하기 때문에, 단사수가 많을수록 최종 제품의 비용을 저감시킬 수 있어 바람직하다. 또한, 라지 토우로서, 복수의 섬유 다발을 하나의 다발에 통합하여 권취한, 소위 합사한 형태를 사용해도 된다.

본 발명의 부분 분섬 섬유 다발에는 사이징제가 부여되어 있는 것이 바람직하다. 사이징제의 용질의 종류에는 특별히 한정되지 않지만, 에폭시기, 우레탄기, 아미노기, 카르복실기 등의 관능기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 사이징제, 또는 폴리아미드 수지를 주성분으로 하는 사이징제를 사용하는 것이다. 이들은 1종 또는 2종 이상을 병용해도 된다. 또한, 사이징제를 부여한 강화 섬유 다발에 추가로 해당 사이징제와는 다른 종의 사이징제로 처리하는 것도 가능하다. 또한, 주성분이란 용질 성분의 70중량％ 이상을 차지하는 성분을 말한다.

에폭시 수지의 종류로서는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 지방족형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지의 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.

또한, 폴리아미드 수지에는 수용성 폴리아미드 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 수용성 폴리아미드는 주쇄 중에 3급 아미노기 및/또는 옥시에틸렌기를 갖는 디아민과 카르복실산으로부터 중축합하여 얻어지는 폴리아미드 수지로 할 수 있고, 상기 디아민으로서, 피페라진환을 갖는 N,N'-비스(γ-아미노프로필)피페라진, N-(β-아미노에틸)피페라진 등 주쇄 중에 3급 아미노기를 포함하는 모노머, 옥시에틸렌알킬아민 등의 주쇄 중에 옥시에틸렌기를 포함하는 알킬디아민이 유용하다. 또, 디카르복실산으로서는 아디프산, 세바스산 등을 사용할 수 있다.

이 수용성 폴리아미드 수지를 사용한 사이징제는 각종 매트릭스재와의 친화성이 우수하고, 컴포지트 물성을 현저하게 향상시키는데, 특히 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 및 폴리에테르아미드이미드계 수지의 매트릭스재에 있어서 우수한 밀착성의 개선 효과가 있다.

상기 수용성 폴리아미드는 공중합체여도 된다. 공중합 성분으로서는, 예를 들어 α-피롤리돈, α-피페리돈, ε-카프로락탐, α-메틸-ε-카프로락탐, ε-메틸-ε-카프로락탐, ε-라우로락탐 등의 락탐을 들 수 있다. 2원 공중합 혹은 다원 공중합도 가능한데, 공중합 비율은 수용성이라고 하는 물성을 방해하지 않는 범위에 있어서 결정된다. 바람직하게는, 락탐환을 갖는 공중합 성분 비율을 30중량％ 이내로 하지 않으면 폴리머가 물에 완전 용해되지 않게 되므로, 그 범위 내이다.

그러나, 상기 범위 밖의 공중합 성분 비율로 난수용성인 폴리머일지라도, 유기 및 무기산을 사용하여 용액을 산성으로 한 경우, 용해성이 증대하여 수가용성이 되어 사용이 가능해진다. 유기산으로서는, 아세트산, 클로르아세트산, 프로피온산, 말레산, 옥살산, 플루오로아세트산 등이 있고, 무기산으로서는 일반적인 무기산류인 염산, 황산, 인산 등을 들 수 있다.

사이징제의 부착량의 상한으로서는 강화 섬유 다발(최종적으로 얻어지는 부분 분섬 섬유 다발)의 질량을 100질량％로 했을 때, 5질량％ 이하가 바람직하고, 4질량％ 이하가 보다 바람직하고, 3질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 사이징제의 부착량이 5질량％를 초과하면, 섬유 다발의 유연성이 부족해지게 되어 너무 딱딱해져서, 보빈의 권취, 권출이 원활하게 되지 않게 될 가능성이 있다. 또한, 분섬 처리 시에 분섬 수단이 섬유 다발에 들어가지 않고 미분섬 처리부가 생길 가능성이 있다.

또한, 사이징제의 부착량의 하한으로서는 0.1질량％ 이상이 바람직하고, 0.3질량％ 이상이 보다 바람직하고, 0.5질량％ 이상이 더욱 바람직하다. 사이징제의 부착량을 이 범위로 함으로써, 단사가 교락하는 락합부(絡合部)를 억제한다고 하는 효과가 얻어져서, 부분 분섬 섬유 다발의 생산성이나 품위의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 섬유 다발을 절단할 때, 섬유 다발이 갈라지거나 단사 분산되는 것을 억제할 수 있어, 소정의 다발 형태로의 유지성이 향상된다. 즉, 절단된 섬유 다발을 형성하는 단사 개수의 분포가 좁아져, 균일하고 또한 최적 형태의 촙드 섬유 다발을 얻는 것이 가능하다. 이에 의해, 성형품의 역학 특성 향상, 및 역학 특성의 변동을 저감하는 것이 가능하다. 또한, 사이징제의 부착량의 도출 방법은 후술한다.

이어서, 본 발명에 관계되는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 대하여 예를 들어서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명에 관계되는 부분 분섬 섬유 다발은, 이하에 개시하는 구체적인 양태에 한정하여 해석되는 것은 아니다.

본 발명에 관계되는 부분 분섬 섬유 다발은 권출 장치 등으로부터 섬유 다발을 권출한 후, 필요에 따라 해당 섬유 다발을 폭 확대하고, 그 후 분섬 처리를 행하는 공정을 거쳐서 얻어진다. 이하, 각 공정에 대하여 상세하게 설명한다.

처음에, 섬유 다발의 권출에 대하여 설명한다. 섬유 다발 주행 방향 상류측에 배치한, 섬유 다발을 권출하는 권출 장치 등으로부터, 복수의 단사로 구성된 섬유 다발을 권출한다. 섬유 다발의 권출 방향은, 보빈의 회전축과 수직으로 교차하는 방향으로 인출하는 가로 보냄 방식이나, 보빈(지관)의 회전축과 동일한 방향으로 인출하는 세로 보냄 방식을 생각할 수 있는데, 해제 꼬임이 적은 것을 감안한다면 가로 보냄 방식이 바람직하다.

권출 시의 보빈의 설치 자세에 대해서는 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 가해진 상태에서 유지되는 것이 바람직하다. 섬유 다발에 일정한 장력이 없을 경우에는, 섬유 다발이 패키지(보빈에 섬유 다발이 권취된 권체)로부터 벗어나서 떨어져서 패키지로부터 이격되거나, 혹은 패키지로부터 이격된 섬유 다발이 크릴 회전축에 권취됨으로써 권출이 곤란해지는 것이 생각된다.

권출 패키지의 회전축 고정 방법으로서는, 크릴을 사용하는 방법 외에, 평행하게 배열된 2개의 롤러 상에 롤러와 평행하게 패키지를 얹고, 배열된 롤러 상에서 패키지를 굴리도록 하여 섬유 다발을 권출하는, 서페이스 권출 방식도 적용 가능하다.

크릴을 사용한 권출의 경우, 크릴에 벨트를 걸고, 그의 한쪽을 고정하고, 다른 한쪽에 추를 매달고, 스프링으로 인장하거나 하여, 크릴에 브레이크를 걺으로써, 권출 섬유 다발에 장력을 부여하는 방법이 생각된다. 이 경우, 감기 직경에 따라 브레이크력을 가변하는 것이 장력을 안정시키는 수단으로서 유효하다.

이어서, 폭 확대 및 분섬 처리의 공정을 설명한다. 또한, 이들 처리는 항상 일정한 조건에서 행할 필요는 없고, 일정한 주기 혹은 원하는 개소에서 폭 확대의 폭을 변동시켜도 상관없다.

폭 확대 공정에서는, 예를 들어 전술한 바와 같이 권출된 섬유 다발을 주행시키면서, 해당 섬유 다발에 압축한 공기를 분사하거나, 혹은 해당 섬유 다발을 축방향으로 진동하는 진동 폭 확대 롤에 통과시킴과 함께 그 후에 폭 규제 롤에 통과시키고, 임의의 폭으로 폭 확대한다.

분섬 처리 공정에서는, 폭을 확대한 섬유 다발에 대하여 분섬 날을 간헐적으로 삽입하여 강화 섬유 다발 내에 부분적인 분섬 개소를 형성한다. 도 2는, 섬유 다발에 분섬 처리를 실시하고 있는 공정의 일례를 도시하고 있다. (A)는 개략 평면도, (B)는 개략 정면도이며, 복수의 단사로 구성되어 있는 섬유 다발(100)은 도면의 좌측(상류측)으로부터 우측(하류측)으로 주행하고 있다. 도면 중의 섬유 다발 주행 방향 X(화살표)가 섬유 다발(100)의 길이 방향이며, 도시되지 않은 섬유 다발 공급 장치로부터 연속적으로 섬유 다발(100)이 공급되고 있는 것을 나타낸다.

분섬 수단(200)은 섬유 다발(100)에 찔러 넣기 쉬운 돌출 형상을 갖는 돌출부(210)(분섬 날)를 구비하고 있고, 주행하는 섬유 다발(100)에 해당 돌출부(210)를 찔러 넣고, 섬유 다발(100)의 길이 방향에 대략 평행한 분섬 처리부(150)(분섬 처리 도중의 상태)를 생성한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 섬유 다발 폭 방향으로 복수 개소에서 삽입하는 분섬 수단의 돌출부를 섬유 다발 길이 방향으로 위상을 어긋나게 하여 삽입할 필요가 있지만, 도 2에 있어서는, 동일 위상으로 삽입되는 돌출부에 의한 작용만을 설명하기 위해서, 위상을 어긋나게 하여 삽입하는 다른 돌출부는 생략하고 있다.

여기서, 분섬 수단(200)은 도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 섬유 다발(100)의 측면을 따르는 방향으로 찔러 넣는 것이 바람직하다. 섬유 다발의 측면이란, 섬유 다발의 단면이, 가로로 긴 타원 혹은 가로로 긴 직사각형과 같은 편평 형상인 것으로 한 경우의 단면 단부에 있어서의 수직 방향의 면(예를 들어, 도 1에 도시하는 섬유 다발(100)의 측표면에 상당한다)이다.

분섬 수단(200)은 섬유 다발(100)의 폭 방향으로 복수의 돌출부(210)를 갖고, 또한 해당 돌출부(210)가 섬유 다발 주행 방향 X로 위상을 어긋나게 하여 섬유 다발에 삽입되도록 가동시킬 필요가 있는데, 1개의 분섬 수단(200)이 구비하는 돌출부(210)의 수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 돌출부(210)는 1개의 분섬 수단(200)에 대하여 1개여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 1개의 돌출부(210)를 구비하는 분섬 수단(200)이 복수 있어도 된다. 1개의 분섬 수단(200)에 돌출부(210)가 복수인 경우, 각 돌출부(210)에 있어서의 단위 시간당의 마모량이 줄어드는 것으로부터, 분섬 수단의 교환 빈도를 저감시키는 것도 가능하게 된다. 또한, 분섬하는 섬유 다발수에 따라, 복수의 분섬 수단(200)을 동시에 사용하는 것도 가능하다. 복수의 분섬 수단(200)을 병렬, 번갈음, 위상을 어긋나게 하는 등 하여, 복수의 돌출부(210)를 임의로 배치할 수 있다.

섬유 다발(100)을 구성하는 복수의 단사는 실질적으로 섬유 다발(100) 내에서, 정렬된 상태가 아니라 단사 레벨에서는 교락(교차·락합)하고 있는 부분이 많다. 그 때문에, 복수의 단사를 포함하는 섬유 다발(100)을 분섬 수단(200)에 의해 개수가 보다 적은 분섬 다발로 나누어 갈 경우, 분섬 처리 중에, 섬유 다발(100)과 분섬 수단(200)의 접촉부(211) 부근에 락합부(160)를 형성하는 경우가 있다. 여기서 락합부(160)를 형성한다란, 예를 들어 분섬 처리 구간 내에 미리 존재하고 있었던 단사끼리의 교락을 분섬 수단(200)에 의해 접촉부(211)에 형성(이동)시키는 경우나, 분섬 수단(200)에 의해 새롭게 단사가 교락한 집합체를 형성(제조)시키는 경우 등을 들 수 있다.

임의의 범위에 분섬 처리부(150)를 생성한 후, 분섬 수단(200)을 섬유 다발(100)로부터 발취한다. 이 발취에 의해 분섬 처리가 실시된 분섬 처리부(110)가 생성되고, 그와 동시에 상기와 같이 생성된 락합부(160)가 분섬 처리부(110)의 단부 부위에 축적된다. 또한, 분섬 처리 중에 섬유 다발로부터 발생한 보풀은 보풀 고임(140)이 된다.

그 후, 원하는 길이의 섬유 다발이 주행한 후에 다시 분섬 수단(200)을 섬유 다발(100)에 찔러 넣음으로써 미분섬 처리부(130)가 생성되어, 섬유 다발의 폭 방향에 있어서의 어떤 한 곳에 있어서, 분섬 처리부(110)와 미분섬 처리부(130)가 섬유 다발(100)의 길이 방향을 따라서 교대로 배치된 부분 분섬 섬유 다발이 형성된다.

또한, 분섬 처리를 행할 때의 섬유 다발(100)의 주행 속도는 변동이 적은 안정적인 속도가 바람직하고, 일정한 속도가 보다 바람직하다.

또한, 도 2에는 도시되어 있지 않지만, 본 발명에 있어서는 이상과 같은 분섬 처리에서 섬유 다발의 폭 방향으로 복수의 돌출부를 삽입하는데, 그 때, 그들 복수의 돌출부가 섬유 다발에 대하여 길이 방향으로 위상을 어긋나게 하여 삽입되도록 한다.

분섬 수단(200)은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위이면 특별히 제한이 없고, 금속제의 바늘이나 얇은 플레이트 등의 예리한 형상의 돌출부(210)를 구비한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 4에 도시한 바와 같은, 회전축 방향으로 다른 위상에서 마련된 복수의 돌출부(210)(날)를 갖는 회전 날(분섬 수단(200))이나, 도 5 내지 도 7에 도시하는 바와 같은, 다른 위상에서 섬유 다발에 삽입되는 복수의 세로 날(돌출부)을 포함하는 분섬 수단(200)이 바람직하다.

섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h의 하한은 5㎜ 이상이 바람직하고, 7㎜ 이상이 보다 바람직하고, 10㎜ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h의 상한은 50㎜ 이하가 바람직하고, 35㎜ 이하가 보다 바람직하고, 40㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 돌출부의 높이 h가 이 범위이면, 분섬 수단을 소형으로 할 수 있고, 또한 안정적으로 섬유 다발을 분섬하는 것이 가능하다. 분섬 수단의 돌출부의 섬유 다발에 찔러 넣는 방법은 섬유 다발에 대하여 비스듬해도 되고, 섬유 다발의 표리 어느 것이든 서로 다른 방향으로부터 찔러 넣어도 된다.

돌출부(210)의 선단 형상은 찔러 넣기가 가능하면 특별히 제한은 없지만, 도 3에 도시한 바와 같은 형상이 바람직하다. 선단이 날카로운 돌출부(2a1 내지 2a3)는 찔러 넣기성이 양호하고, 선단에 R 형상을 갖는 돌출부(2a4 내지 2a6)는 단사의 절단을 방지할 수 있는 것에 의해 보풀의 발생이 적다. (2a7, 2a8)에 도시하는 돌출부는 회전식의 분섬 수단에 사용한 경우, 특히 찔러 넣기성이 향상된다.

돌출부(210)는 분섬 처리를 행하는 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 복수 필요한데, 그 수는, 분섬 처리를 행하는 섬유 다발(100)의 구성 단사 개수 F(개)에 의해 임의로 선택할 수 있다. 돌출부(210)의 수는, 섬유 다발(100)의 폭 방향에 대하여 (F/10000-1)개 이상 (F/50-1)개 미만으로 하는 것이 바람직하다. (F/10000-1)개 미만이면, 후공정에서 강화 섬유 복합 재료로 했을 때에 역학 특성의 향상이 발현되기 어렵고, (F/50-1)개를 초과하면 분섬 처리 시에 실 끊어짐이나 보풀 일기의 우려가 있다.

분섬 간격을 조정하기 위해서는, 섬유 다발의 폭 방향으로 배열하여 배치한 복수의 돌출부의 피치에 의해 조정이 가능하다. 돌출부의 피치를 작게 하고, 섬유 다발 폭 방향으로 보다 많은 돌출부를 마련함으로써, 보다 단사 개수가 적은, 소위 가는 다발로 분섬 처리가 가능하게 된다. 가는 다발로 하기 위한 돌출부와 돌출부의 간극(이하 분섬 폭이라고 칭한다)의 하한은 0.1㎜ 이상이 바람직하고, 0.2㎜ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 분섬 폭의 상한은 10㎜ 이하가 바람직하다. 분섬 폭이 0.1㎜ 미만과 같은 좁은 폭이면, 보풀 등에 의해 분섬 수단의 주행 방향이 사행되어 돌출부끼리가 접촉하는 것에 의한 분섬 수단의 손상 등이 염려된다. 한편, 분섬 폭이 10㎜를 초과하는 경우, 분섬 수단끼리가 접촉할 걱정은 없지만, 보풀이나 단사의 교락 등에 의해 주행 방향이 사행되어 일정 폭의 분섬 폭을 얻기 어려워지는 경우가 있다. 또한, 성형품으로 한 경우, 역학 특성의 발현율이 저하될 우려가 있다.

이어서, 복수의 돌출부를 갖는 분섬 수단에 대해서, 도 4 내지 도 7을 사용하여 설명한다.

도 4 및 도 5는, 분섬 수단에 있어서의 복수의 돌출부(210)의 위치를 섬유 다발(100)의 상류측과 하류측에서 어긋나게 하거나, 한번의 분섬 처리 시에 섬유 다발의 길이 방향으로 배열한 분섬 수단의 돌출부(210)가 2개 이상 동시에 섬유 다발에 찔러 넣도록 배치하거나 한 양태이다. 도 4는 복수의 돌출부(210)(날)를 포함하는 회전 날(분섬 수단(200)), 도 5는 복수의 세로 날(돌출부(210))을 포함하는 분섬 수단(200)을 갖는 것이다. 이렇게 돌출부를 번갈아 배치함으로써, 즉 돌출부를, 섬유 다발의 폭 방향의 복수 개소에 대응하는 위치에서, 또한 길이 방향으로 어긋나게 하여 배치함으로써, 그들 복수의 돌출부를 동시에 섬유 다발에 삽입할 수 있고, 그 결과 보풀 발생을 억제하고, 분섬 폭이 비교적 균일한 촙드 섬유로 하는 것이 가능한 부분 분섬 섬유 다발을 제조할 수 있다. 또한, 이때, 섬유 다발에 삽입되는 복수의 돌출부가 길이 방향으로 어긋나 있으면 되고, 그들 복수의 돌출부가 하나의 분섬 수단에 배치되어 있는 필요는 반드시 있는 것은 아니다.

각 돌출부에 의한 분섬 처리 구간 길이 A(㎜)는 30㎜ 이상 1500㎜ 이하, 인접하는 상류측과 하류측의 돌출부 간의 거리 B(㎜)는 20㎜ 이상 1500㎜ 이하, 각 돌출부에 의한 미분섬 처리 구간 길이 C(㎜)는 1㎜ 이상 150㎜ 이하가 바람직하다. 인접하는 상류측의 돌출부에 의한 분섬 궤적과 하류측의 돌출부에 의한 분섬 궤적의 거리 D는 0.01㎜ 이상 5㎜ 이하가 바람직하다. 이 범위이면, 분섬 수단의 부하를 저감할 수 있어, 다발 폭 방향의 분섬수가 비교적 균일한 부분 분섬 섬유 다발을 제조할 수 있다.

도 4나 도 5에 도시한 바와 같이, 인접하는 돌출부(210)의 위치를 섬유 다발(100)의 상류측과 하류측에서 어긋나게 하는 경우, 상류측의 돌출부의 배치수와 하류측의 돌출부의 배치수의 비(돌출부의 배치수가 큰 쪽을 분자, 돌출부의 배치수가 작은 쪽을 분모로 한다.)가 1 이상 2.5 이하인 것이 바람직하고, 1 이상 2 이하가 보다 바람직하고, 1 이상 1.5 이하가 더욱 바람직하다. 상류측의 돌출부의 배치수와 하류측의 돌출부의 배치수의 비가 이 범위이면, 분섬 폭을 균일화할 수 있고, 성형품으로 한 경우에는 역학 특성의 변동을 작게 하는 것이 가능하다.

또한, 인접하는 돌출부의 위치를 섬유 다발의 상류측과 하류측으로 어긋나게 하여 배치하는 경우, 섬유 다발의 상류측에 배치하는 돌출부의 섬유 다발 길이 직교 방향의 배치 간격과 섬유 다발의 하류측에 배치하는 돌출부의 섬유 다발 길이 직교 방향의 배치 간격이 동일한 개소가 적어도 1개 이상 존재하는 것이 바람직하고, 나아가 상류측에 배치하는 돌출부와 하류측에 배치하는 돌출부가, 섬유 다발의 폭 방향에 대해서는 교대로 또한 동일 간격으로 존재하는 것이 바람직하다.

도 6은, 섬유 다발의 폭 방향에 평행하게 복수의 돌출부(210)를 배치하고, 돌출부(210)를 다른 타이밍에서 삽입 발출하는 양태를 도시한 것이다. 인접하는 돌출부끼리의 섬유 다발에 대한 찔러 넣기 타이밍의 차는 0.2주기 이상 0.8주기 이하가 바람직하고, 0.3주기 이상 0.7주기 이하가 보다 바람직하고, 0.4주기 이상 0.6주기 이하가 더욱 바람직하다. 이 범위에서 삽입 발출함으로써, 보풀 발생을 억제하여 비교적 분섬 폭이 균일한 촙드 섬유로 할 수 있는 부분 분섬 섬유 다발을 제조할 수 있다. 여기서, 1 주기란 섬유 다발에 돌출부를 찔러 넣은 후부터, 일정 시간 경과 후, 돌출부를 빼서 다시 찔러 넣을 때까지의 시간을 의미한다. 1개의 돌출부에 의한 분섬 처리 구간 길이 A(㎜)는 30㎜ 이상 1500㎜ 이하, 1개의 돌출부에 의한 미분섬 처리 구간 길이 C(㎜)는 1㎜ 이상 150㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 분섬 수단의 부하를 저감할 수 있어, 분섬 폭이 비교적 균일한 촙드 섬유로 할 수 있는 부분 분섬 섬유 다발을 제조할 수 있다.

또한, 도 4 내지 도 6에 도시하는 경우에 있어서는, 분섬 수단의 돌출부를 삽입 발출하는 타이밍을 제어함으로써, 섬유 다발의 전체 폭에 걸쳐 분섬되지 않는 구간이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 제어함으로써, 분섬된 섬유 다발 각각의 폭이 비교적 균일한 부분 분섬 섬유 다발을 제조할 수 있다.

도 7은, 섬유 다발의 폭 방향에 대하여 순차 경사 방향으로 복수의 돌출부(210)를 배치하고, 그들 돌출부(210)를 동시에 삽입 발출하는 양태를 도시한 것이다. 도 4나 5와 마찬가지로, 한번의 분섬 처리 시에 섬유 다발의 길이 방향으로 비스듬히 배열한 돌출부(210)를 2개 이상 동시에 섬유 다발에 찔러 넣을 수 있다. 그 때문에, 도 4, 5의 양태와 마찬가지로, 보풀 발생을 억제하고, 분섬 폭이 비교적 균일한 촙드 섬유로 하는 것이 가능한 부분 분섬 섬유 다발을 제조할 수 있다.

1개의 돌출부에 의한 분섬 처리 구간 길이 A(㎜)는 30㎜ 이상 1500㎜ 이하, 인접하는 상류측과 하류측의 돌출부 간의 길이 방향의 거리 B(㎜)는 5㎜ 이상 1500㎜ 이하, 1개의 돌출부에 의한 미분섬 처리 구간 길이 C(㎜)는 1㎜ 이상 150㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 분섬 수단의 부하를 저감할 수 있어, 분섬 폭이 비교적 균일한 촙드 섬유로 할 수 있는 부분 분섬 섬유 다발을 제조할 수 있다.

이상과 같이 하여 얻어지는 부분 분섬 섬유 다발에는, 사이징제가 부여되어 있는 것이 바람직하다. 다음으로 사이징제 부여의 타이밍에 대해서, 도 9 내지 도 13에 기초하여 설명한다. 도 9는, 강화 섬유 다발의 제조 공정 중에 있어서의 사이징제 부여 공정의 타이밍예를 도시하고 있다. 도 9에는, 섬유 다발(100)이 분섬 처리 공정(300)을 거쳐서 부분 분섬 섬유 다발(180)로 가공되는 공정 중에 있어서, 사이징제 도포 공정(401), 건조 공정(402), 열처리 공정(403)을 포함하는 사이징제 부여 공정(400)이, 분섬 처리 공정(300)보다 전에 행하여지는 패턴 A와, 분섬 처리 공정(300)보다 후에 행하여지는 패턴 B가 나타나 있다. 패턴 A, 패턴 B의 어느 타이밍이든 가능하다. 또한, 사이징제 부여 공정에 있어서 건조 공정과 열처리 공정은 반드시 포함할 필요는 없다.

도 10은, 섬유 다발 폭 확대 공정(301)을 포함하는 강화 섬유 다발의 제조 공정 중에 있어서의 사이징제 부여 공정(400)의 타이밍예를 도시하고 있다. 도 10에는, 섬유 다발(100)이 섬유 다발 폭 확대 공정(301)과 분섬 처리 공정(300)을 이 순서로 거쳐서 부분 분섬 섬유 다발(180)로 형성되는 공정 중에 있어서, 사이징제 부여 공정(400)이, 섬유 다발 폭 확대 공정(301)보다 전에 행하여지는 패턴 C와, 섬유 다발 폭 확대 공정(301)과 분섬 처리 공정(300) 사이에서 행하여지는 패턴 D와, 분섬 처리 공정(300)보다 후에 행하여지는 패턴 E가 나타나 있다. 패턴 C, 패턴 D, 패턴 E의 어느 타이밍이든 가능하지만, 보풀이 나오지 않고 미세 폭이어도 폭을 고정밀도로 분섬할 수 있고, 단위폭당의 분섬수(A₁ 내지 A₁₀₀)에 포함되는 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min을 제어할 수 있는 관점에서, 패턴 D의 타이밍이 가장 바람직하다. 또한, 이 도면에 도시하는 패턴에 있어서도, 건조 공정과 열처리 공정은 반드시 포함할 필요는 없다.

도 11은, 강화 섬유 다발의 제조 공정 중에 있어서의, 사이징제 도포 공정, 건조 공정, 열처리 공정의 다른 타이밍예를 도시하고 있다. 도 11에 도시하는 타이밍예에 있어서는, 사이징제 부여 공정에서의 사이징제 도포 공정(401)과, 건조 공정(402), 열처리 공정(403)이 분리되어서 각각 별도의 타이밍에 행해진다. 사이징제 도포 공정(401)은 분섬 처리 공정(300)보다 전에 행하여지고, 건조 공정(402), 열처리 공정(403)은 분섬 처리 공정(300)보다 후에 행하여진다.

도 12는, 섬유 다발 폭 확대 공정을 포함하는 강화 섬유 다발의 제조 공정에 있어서의, 사이징제 도포 공정, 건조 공정, 열처리 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 타이밍예를 나타내고 있어, 섬유 다발(100)이 섬유 다발 폭 확대 공정(301)과 분섬 처리 공정(300)을 이 순서로 거쳐서 부분 분섬 섬유 다발(180)로 형성되는 공정 중에 있어서, 사이징제 부여 공정의 사이징제 도포 공정(401)이 섬유 다발 폭 확대 공정(301)보다 전에 행하여지고, 건조 공정(402)과 열처리 공정(403)에 대해서는, 섬유 다발 폭 확대 공정(301)과 분섬 처리 공정(300) 사이에서 행하여지는 패턴 F와, 분섬 처리 공정(300)보다 후에 행하여지는 패턴 G가 나타나 있다.

도 13은, 섬유 다발 폭 확대 공정을 포함하는 강화 섬유 다발의 제조 공정에 있어서의, 사이징제 도포 공정, 건조 공정, 열처리 공정을 포함하는 사이징제 부여 공정의 다른 타이밍예를 나타내고 있고, 섬유 다발(100)이 섬유 다발 폭 확대 공정(301)과 분섬 처리 공정(300)을 이 순서로 거쳐서 부분 분섬 섬유 다발(180)로 형성되는 공정 중에 있어서, 사이징제 부여 공정의 사이징제 도포 공정(401)이 섬유 다발 폭 확대 공정(301)과 분섬 처리 공정(300) 사이에서 행하여지고, 건조 공정(402)과 열처리 공정(403)이 분섬 처리 공정(300)보다 후에 행하여진다.

이와 같이, 본 발명의 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법에 있어서, 사이징제는 다양한 타이밍에서 부여하는 것이 가능하다.

실시예

이하 실시예를 사용하여 본 발명의 상세를 설명한다. 각종 측정 방법, 계산 방법 및 평가 방법은 이하와 같다.

(1) 분섬 섬유수

도 1에 도시한 바와 같이, 섬유 다발의 임의의 위치 P_n(n=1 내지 100)에 있어서, 섬유 다발의 단부로터 단부까지의 전체 폭 W_n(n=1 내지 100)(㎜), 및 섬유 다발 폭이 0.1㎜ 이상이 되는 섬유 다발의 수 N_n(n=1 내지 100)(개)을 측정하였다. 이것을, 부분 분섬 섬유 다발의 길이 방향으로 50㎝ 이상의 간격으로 100점 반복하였다. 섬유 다발 폭이 0.1㎜ 이상이 되는 섬유 다발의 수 N_n을 섬유 다발의 전체 폭 W_n으로 나눔으로써 단위폭당의 분섬수 N_n/W_n=A_n(개/㎜)을 도출하였다. 100점 중에서 최대의 단위폭당의 분섬수를 A_max(개/㎜), 최소의 단위폭당의 분섬수를 A_min(개/㎜)으로 하였다.

(2) 사이징제의 부착량

사이징제가 부착되어 있는 탄소 섬유 다발을 5g 정도 채취하고, 내열제의 용기에 투입하였다. 다음으로 이 용기를 80℃, 진공 조건 하에서 24시간 건조시키고, 흡습하지 않도록 주의하면서 실온까지 냉각 후, 칭량한 탄소 섬유의 질량을 m1(g)로 하고, 계속하여 용기마다, 질소 분위기 중, 500℃, 15분간의 회화 처리를 행하였다. 흡습하지 않도록 주의하면서 실온까지 냉각하고, 칭량한 탄소 섬유의 질량을 m2(g)로 하였다. 이상의 처리를 거쳐, 탄소 섬유에 대한 사이징제의 부착량을 다음 식에 의해 구하였다. 측정은 10개의 섬유 다발에 대하여 행하고, 그의 평균값을 산출하였다.

사이징제의 부착량(질량％)=100×{(m1-m2)/m1}

(3) 분섬 처리 프로세스의 안정성

분섬 처리를 개시하고 나서, 분섬 날이나 롤에 섬유가 권취되어 운전을 할 수 없는 상태가 될 때까지의 시간을 연속 운전 시간으로 한다. 연속 운전 시간이 1시간 이상을 A, 30분 이상 1시간 미만을 B, 30분 미만을 C로 판정하였다.

(4) 분섬수의 균일성 평가

단위폭당의 분섬수(A₁ 내지 A₁₀₀)에 포함되는 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 2 미만을 A, 2 이상 3 이하를 B, 3을 초과하는 경우를 C로 판정하였다.

(5) 역학 특성

섬유 강화 수지 성형 재료를 후기하는 방법에 의해 성형하여, 300×300㎜의 평판 성형품을 얻었다. 평판 길이 방향을 0°로 하고, 얻어진 평판으로부터 0°와 90°방향으로부터 각각 100×25×2㎜의 시험편 16편(합계 32편)을 잘라내고, JIS K7074(1988년)에 준거하여 측정을 실시하고, 굽힘 강도의 평균값, 표준 편차, 변동 계수(=표준 편차/평균값×100)를 구하였다. 굽힘 강도의 평균값이 350MPa 이상을 A, 200MPa 이상 350MPa 미만을 B, 200MPa 미만을 C로 판정하였다. 또한 굽힘 강도의 변동 계수가 10％ 미만을 A, 10％ 이상 15％ 미만을 B, 15％ 이상을 C로 판정하였다.

[사용 원료]

·원료 섬유 1: 탄소 섬유 다발(ZOLTEK사제 "PX35", 단사수 50,000개, "13"사이징제 구비)을 사용하였다.

·원료 섬유 2: 탄소 섬유 다발(도레이제 "T700SC-24K-50C", 단사수 24,000개)을 사용하였다.

·수지 시트 1: 폴리아미드6 수지(도레이(주)사제, "아밀란"(등록 상표) CM1001)를 포함하는 폴리아미드 마스터배치를 사용하여 시트를 제작하였다.

·수지 시트 2: 미변성 폴리프로필렌 수지(프라임폴리머(주)사제, "프라임 폴리프로"(등록 상표) J106MG) 90질량％와, 산 변성 폴리프로필렌 수지(미쓰이 가가쿠(주)제, "애드머"(등록 상표) QE800) 10질량％를 포함하는 폴리프로필렌 마스터배치를 사용하여 시트를 제작하였다.

·사이징제 1: 수용성 폴리아미드(도레이(주)사제, "T-70")를 사용하였다.

·사이징제 2: 수용성 폴리아미드(도레이(주)사제, "A-90")를 사용하였다.

[폭 확대 섬유 다발의 제조 방법]

원료 섬유를, 와인더를 사용하여 일정 속도 10m/분으로 권출하고, 10Hz로 축방향으로 진동하는 진동 폭 확대 롤에 통과시켜서 폭 확대 처리를 실시한 후에, 폭 규제 롤을 통과함으로써 임의의 폭으로 폭 확대한 폭 확대 섬유 다발을 얻었다.

그 후, 폭 확대 섬유 다발을, 정제수로 희석한 사이징제에 연속적으로 침지시켰다. 이어서 250℃의 핫 롤러와 250℃의 건조로(대기 분위기 하)에 사이징제를 도포한 폭 확대 섬유 다발을 제공하고, 건조시켜서 수분을 제거하고, 1.5분 열처리를 실시하였다.

[섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료의 제조 방법]

얻어진 부분 분섬 섬유 다발이, 목적으로 하는 분섬 폭이 되도록 분섬 처리 구간에서 섬유 다발이 폭 방향에 대하여 분섬되어 있고, 또한 적어도 하나의 분섬 처리 구간의 적어도 하나의 단부에, 단사가 교락된 락합부가 축적되어 이루어지는 락합 축적부를 갖고 있음을 확인하였다.

계속해서, 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 로터리 커터에 연속적으로 삽입하여 섬유 다발을 절단하고, 균일 분산되도록 살포함으로써, 섬유 배향이 등방적인 불연속 섬유 부직포를 얻었다.

수지 시트를 불연속 섬유 부직포의 상하로부터 끼워 넣고, 프레스기로 수지를 부직포 중에 함침시킴으로써, 시트상의 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 얻었다.

(실시예 1)

원료 섬유 1에 사이징제 2가 4％ 정도 부착된, 40㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 6에 도시하는 바와 같이, 섬유 다발의 폭 방향 등간격으로 50개의 세로 날이 일렬로 배치된 분섬 수단으로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 수단은, 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 세로 날을 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 세로 날을 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 인접하는 세로 날의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 0.5주기 어긋나게 하고, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 17㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 1을 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 1 대로였다.

(실시예 2)

원료 섬유 2에 사이징제 1이 4％ 정도 부착된, 20㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 50개의 세로 날이 2열(상류에 25개, 하류에 25개)로 지그재그 배치된 분섬 수단으로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 세로 날을 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 세로 날을 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 인접하는 세로 날의 섬유 다발 길이 방향의 간격 B를 15㎜, 모든 날의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 동일, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 17㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 2를 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 1 대로였다.

(실시예 3)

원료 섬유 2에 사이징제 1이 4％ 정도 부착된, 20㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 4에 도시한 바와 같이, 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 배열된 25개의 돌출부(날)를 합계 2열, 지그재그 배치가 되도록 마련한 회전 날(분섬 수단)로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 돌출부를 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 돌출부를 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 인접하는 돌출부의 섬유 다발 길이 방향의 간격 B를 15㎜, 모든 돌출부(합계 50개의 돌출부)의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 동일, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 4㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 2를 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 1 대로였다.

(실시예 4)

원료 섬유 2에 사이징제 2가 3.5％ 정도 부착된, 20㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 7에 도시하는 바와 같이, 25개의 세로 날이 섬유 다발 폭 방향 등간격이며, 또한 길이 방향 간격 B가 5㎜가 되도록 비스듬히 일렬로 배치된 분섬 수단으로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 세로 날을 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 세로 날을 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 모든 날의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 동일, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 8㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 2를 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 1 대로였다.

(실시예 5)

원료 섬유 2에 사이징제 2가 3.5％ 정도 부착된, 20㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 6에 도시하는 바와 같이, 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 65개의 세로 날이 1열로 배치된 분섬 수단으로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 세로 날을 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 세로 날을 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 인접하는 날의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 0.5주기 어긋나게 하고, 돌출부의 높이 h를 13㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 2를 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 1 대로였다.

(비교예 1)

원료 섬유 1에 사이징제 1이 3％ 정도 부착된, 40㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 48개의 세로 날이 2열(상류에 40개, 하류에 8개)로 지그재그 배치된 분섬 수단으로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 처리 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 세로 날을 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 세로 날을 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 인접하는 세로 날의 섬유 다발 길이 방향의 간격 B를 15㎜, 모든 날의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 동일, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 12㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 1을 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 2 대로였다.

(비교예 2)

원료 섬유 1에 사이징제 2가 4％ 정도 부착된, 40㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 8에 도시하는 바와 같이, 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 50개의 돌출부(날)가 1열로 배치된 회전 날(분섬 수단)로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 처리 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 돌출부를 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 분섬 처리 수단을 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 마련한 모든 날(합계 50개의 날)의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 동일, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 13㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 1을 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 2 대로였다.

(비교예 3)

원료 섬유 2에 사이징제 1이 4％ 정도 부착된, 20㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 44개의 세로 날이 2열(상류에 33개, 하류에 11개)로 지그재그 배치된 분섬 수단으로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 분섬 처리 수단은 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 3초간 세로 날을 찔러서 분섬 처리부를 생성하고, 0.2초간 세로 날을 빼고, 그 후 다시 찌르는 동작을 반복하여 행하였다. 인접하는 세로 날의 섬유 다발 길이 방향의 간격 B를 15㎜, 모든 날의 섬유 다발에 대한 삽입 타이밍을 동일, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 15㎜로 하였다. 얻어진 부분 분섬 섬유 다발을 13㎜ 길이가 되도록 커트하여, 수지 시트 2를 매트릭스로 하는 섬유 강화 열가소성 수지 성형 재료를 제작하였다. 결과는 표 2 대로였다.

(비교예 4)

원료 섬유 2에 사이징제 2가 3.5％ 정도 부착된, 20㎜ 폭의 폭 확대 섬유 다발을 사용하여, 도 6에 도시하는 바와 같이, 섬유 다발 폭 방향 등간격으로 50개의 세로 날이 1열로 배치된 분섬 수단으로 분섬 처리를 행하였다. 이때, 일정 속도 10m/분으로 주행하는 폭 확대 섬유 다발에 대하여 모든 날을 상시 삽입하고, 섬유 다발 표면으로부터 튀어나온 돌출부의 높이 h를 21㎜로 하였다. 결과는 표 2 대로이고, 날을 상시 다발에 삽입하고 있기 때문에 날에 보풀이 축적되어 처리를 중단하지 않을 수 없어, 물성 평가하는 데 필요한 양의 부분 분섬 섬유 다발이 얻어지지 않았다.

본 발명은 복수의 단사를 포함하는 섬유 다발을 복수의 가는 다발로 분섬할 것이 요망되는 모든 섬유 다발에 적용할 수 있다. 특히, 소정의 길이로 절단하여 사용하는 CF-SMC(Carbon Fiber-Sheet Molding Compound)나 스탬퍼블 시트용의 섬유 다발로서 사용하면, 저렴하고 기계적 특성과 특성의 변동이 적은 컴포지트가 얻어진다.

100: 섬유 다발
110: 분섬 처리부
130: 미분섬 처리부
140: 보풀 고임
150: 분섬 처리부
160: 락합부
200: 분섬 수단
210: 돌출부
211: 접촉부

Claims

분섬 처리부와 미분섬 처리부를 포함하는 부분 분섬 섬유 다발로서, 상기 부분 분섬 섬유 다발의 임의의 위치 P_n(단, n=1 내지 100의 정수이며, 또한 n=100을 제외하는 임의의 위치 P_n과 위치 P_n+1의 간격이 50㎝ 이상임)에 있어서의 폭 방향으로 포함되는 섬유 다발의 수(분섬수: N_n[개])를 상기 부분 분섬 섬유 다발의 전체 폭 W_n[㎜]으로 나눈 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)을 산출한 경우, 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 1.1 이상 3 이하인 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발.
제1항에 있어서, 상기 최댓값 A_max가 4개/㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 최솟값 A_min이 0.1개/㎜ 이상인 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최댓값 A_max의 80％ 이상이 되는 상기 위치 P_n이, 100개소 중 50개소 이상 존재하는 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최댓값 A_max의 60％ 이하가 되는 상기 위치 P_n이, 100개소 중 30개소 이하 존재하는 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 다발이 탄소 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유 다발에 포함되는, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 사이징제, 또는 폴리아미드 수지를 주성분으로 하는 사이징제의 부착량이 0.1질량％ 이상 5질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발.
복수의 단사로 구성된 섬유 다발을 길이 방향을 따라서 주행시킴과 함께 해당 섬유 다발에 분섬 수단을 단속적으로 삽입함으로써, 상기 섬유 다발에 분섬 처리부와 미분섬 처리부를 형성하는 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법으로서, 상기 분섬 수단을, 상기 섬유 다발의 폭 방향의 복수 개소에 길이 방향으로 어긋나게 하여 삽입하고, 상기 부분 분섬 섬유 다발의 임의의 위치 P_n(단, n=1 내지 100의 정수이며, 또한 n=100을 제외하는 임의의 위치 P_n과 위치 P_n+1의 간격이 50㎝ 이상임)에 있어서의 폭 방향으로 포함되는 섬유 다발의 수(분섬수: N_n[개])를 상기 부분 분섬 섬유 다발의 전체 폭 W_n[㎜]으로 나눈 단위폭당의 분섬수 A_n(개/㎜)에 관하여, 최댓값 A_max(개/㎜)와 최솟값 A_min(개/㎜)의 비 A_max/A_min이 1.1 이상 3 이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 분섬 수단을, 상기 섬유 다발의 폭 방향의 복수 개소에 길이 방향으로 어긋나게 하여 삽입함에 있어서, 상기 폭 방향의 복수 개소에 대응하는 위치에서, 또한 길이 방향으로 어긋나게 하여 배치된 복수의 돌출부를 갖는 분섬 수단을 사용하여, 그들 복수의 돌출부를 동시에 섬유 다발에 삽입하는 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 섬유 다발을 구성하는 단사의 개수를 F로 할 때, 섬유 다발의 폭 방향에 대하여 (F/10000-1)개 이상 (F/50-1)개 미만의 범위의 개소에서 상기 분섬 수단을 삽입하는 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 사이징 부여 공정, 건조 공정, 열처리 공정, 섬유 다발 폭 확대 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 부분 분섬 섬유 다발의 제조 방법.