MXPA98004054A - Fibras de carbon desmenuzadas y un procedimientopara la produccion de las mismas - Google Patents

Abstract

Las fibras de carbón desmenuzadas, que comprenden una serie de fibras de carbón desmenuzadas con un agente de apresto, las piezas del haz de fibras cortas constituyendo la serie, teniendo un peso promedio por unidad de longitud de 1.7 a 4 mg/mm en la dirección longitudinal de la fibra y un coeficiente de variación de 30 a 60%en la distribución de los pesos por unidad de longitud en la dirección de longitud de la fibra. Las fibras de carbón utilizadas pueden utilizarse para moldear un producto compuesto reforzado con fibras de carbón.

Description

FIBRAS DE CARBÓN DESMENUZADAS Y UN PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DE LAS MISMAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con fibras de carbón desmenuzadas adecuadas para producir una resina reforzada con fibras de carbón con una resina termoplástica como matriz, y también a un procedimiento de producción de las mismas.

Particularmente, ésta se relaciona con fibras de carbón desmenuzadas producidas a partir de fibras de carbón vastas en cantidad de filamentos y considerables en finura total (así llamadas estopa gruesa), y a un procedimiento de producción de las mismas. En mayor detalle, ésta se relaciona con fibras de carbón desmenuzadas excelentes en el manejo conveniente tal como la capacidad de flujo y la integridad del haz como un material de refuerzo del moldeo de resinas reforzadas con fibras cortas y a un procedimiento de producción de las mismas.

DESCRIPCIÓN DE LAS TÉCNICAS RELACIONADAS Debido a que las resinas reforzadas con fibra de carbón son de mayor excelencia en resistencia, dureza y estabilidad dimensional comparada con las resinas no reforzadas, éstas son ampliamente utilizadas en varias áreas tales como la industria de máquinas para la oficina y la industria automotriz. La demanda por fibras de carbón ha estado creciendo año tras año, y está desviando de las aplicaciones de interés para aviones, artículos de deportes, etc., a las aplicaciones industriales generales interesadas con arquitectura, ingeniería civil y energía. De tal suerte, los requerimientos por fibras de carbón ser tornan rigurosos, y la reducción del costo es un problema mayor tan importante como un desempeño superior. Para satisfacer estos requerimientos, en años recientes, las fibras de carbón (haz) vastas en cantidad de filamentos y considerables en finura total están siendo suministrados para permitir la reducción del costo. Se utilizan varios métodos para producir la resinas reforzadas con fibras de carbón, y entre ellos, el método adoptado muy popularmente es amasar en estado fundido las fibras de carbón desmenuzadas de aproximadamente 3 a 10 mm de largo junto con granulos de resina o polvo de resina mediante un extrusor para granulización (llamado el proceso de mezclado), y luego moldear por inyección los granulos en un producto. Las fibras de carbón desmenuzadas utilizadas en este proceso son normalmente formadas en un haz mediante un agente de apresto para el suministro constante y estable, y las fibras de carbón desmenuzadas unidas mediante el agente de apresto son alimentadas y suministradas automáticamente de manera continua hacia un extrusor mediante un alimentador de tornillo, etc. Una propiedad especialmente importante en este caso es la capacidad de flujo, y a menos que se satisfaga esta propiedad, las fibras de carbón bloquearán la tolva de alimentación en un caso extremo, no permitiendo el procesamiento. En áreas donde se manejan polvos, se conoce que la capacidad de flujo en una tolva tiene correlación con varios valores de las propiedades tal como el coeficiente de fricción, el ángulo de reposo, la densidad de masa y el factor de forma. Por ejemplo, se conoce que a un coeficiente de fricción menor, a un ángulo de reposo menor, y a una densidad de masa superior, es superior la capacidad de flujo. Sin embargo, en el caso de las fibras desmenuzadas, el factor de forma de las fibras desmenuzadas afecta grandemente estos valores de las propiedades que en el caso de un polvo. De tal forma, por ejemplo, el ángulo de reposo llega a ser diferente, dependiendo de las condiciones de medición, ya que una forma cónica ideal no puede formarse, siendo afectado por el tamaño del cono y las condiciones de apilamiento (altura de caída, velocidad de caída, etc.), y ya que se afecta también el valor medido por la cantidad de la muestra. Después de todo, aunque se pueda juzgar los valores de las propiedades hasta un cierto punto, se efectúa la evaluación final mediante pruebas de confirmación que utilizan el equipo real en la producción industrial. Para mejorar la capacidad de flujo y la integridad del haz de fibras de carbón desmenuzadas, se proponen técnicas diferentes en las patentes japonesas abiertas al público (Kokai) Nos. 5-261729 y 5-261730, etc., con referencia a las técnicas de manejo de polvos públicamente conocidas y a las técnicas para fibras de vidrio muy similares a las fibras de carbón desmenuzadas. Las fibras de carbón desmenuzadas son muy grandes de dimensión que el tamaño del grano de un polvo, y están formadas como barras u hojuelas, y las fibras de carbón se proveen como un haz de fibras vasto en cantidad de filamentos y considerable en finura total a diferencia de las fibras de vidrio procesadas después de doblar los haces de fibra respectivamente menores en la cantidad de filamentos. De tal suerte, las fibras de carbón desmenuzadas son generalmente menores en capacidad de flujo que las fibras de vidrio desmenuzadas. Para reemplazar las fibras de vidrio desmenuzadas en vista del mismo desempeño y el desempeño del costo, las fibras de carbón son requeridas para que tengan procesabilidad equivalente en el equipo existente que aquellas de las fibras de vidrio sin reducir la productividad. Las fibras de carbón desmenuzadas convencionales han sido producidas de desde aproximadamente 1,000 hasta 30,000 filamentos continuos. Sin embargo, por reducción de costo de las fibras de carbón en años recientes, se produce un haz de fibras de carbón mayor en número de filamentos y mayor en finura total que lo que antes se producía, y ésto llega a ser necesario para producir fibras desmenuzadas a partir de estas fibras de carbón. Para producir un haz de fibras de carbón mayor en cantidad de filamentos y mayor en finura total, éste es generalmente manejado en una forma plana para remover uniformemente la reacción del calor de oxidación. Un haz de fibras de carbón vasto en número de filamentos y considerable en finura total es superior en aplanado que el haz convencional de fibras de carbón, y además, si la forma del haz de fibras de carbón es plano, el agente de apresto es probable que penetre el interior profundo del haz. Por estas razones, si un procedimiento similar al procedimiento convencional adaptado para un haz de fibras de carbón que consiste de 1 ,000 a 30,000 filamentos es adoptado para producir las fibras de carbón desmenuzadas, el aplanado adoptado en la producción llega a ser superior. Por otra parte, si la forma del haz de fibras de carbón es plano, las fibras de carbón desmenuzadas tienen capacidad de flujo e integridad del haz bajas de manera desventajosa. Si la forma seccional es hecha más circular, la densidad en masa del haz de fibras se torna superior, causando que el agente de apresto probablemente penetre menos profundamente el interior del haz de fibras, por consiguiente la integridad del haz llega a ser irregular. Además, el esfuerzo cortante que actúa en el proceso de mezclado es probable que sea tan grande como para abrir las fibras, y es probable que se formen bolas de fibra para reducir la capacidad de flujo. De esta manera, durante la transferencia desde la tolva del proceso de mezclado hacia un extrusor, son probables que ocurran problemas como el bloqueo. Como un método convencional general para obtener fibras de carbón desmenuzadas, primero se sumergen las fibras de carbón (haz) en el agente de apresto, y se atan o se forma el haz en una etapa de secado, y posteriormente las fibras de carbón son desmenuzadas mediante un cortador en una línea continua o discontinua. Por otra parte, como un método general para desmenuzar fibras de vidrio, se aplica un agente de apresto a las fibras de vidrio hiladas en estado fundido, y las fibras de vidrio son cortadas en un estado húmedo, siendo luego secadas. Si se adopta este método para desmenuzar fibras de vidrio, las fibras desmenuzadas con integridad del haz superior pueden ser fácilmente obtenidas con una menor cantidad de un agente de apresto depositado, y este método es adoptado para las fibras de carbón en la patente japonesa abierta al público (Kokai) Nos. 6-261729 y 5-261730. Sin embargo, el haz de fibras de carbón que va a ser desmenuzado por estas técnicas, consiste de aproximadamente 12,000 filamentos, y estas técnicas no están destinadas para procesar un haz de fibras de carbón mayor en cantidad de filamentos y mayor en finura total. También para las fibras de vidrio desmenuzadas, el haz de fibras en el paso de aplicar un agente de apresto consiste de aproximadamente 4,000 filamentos, y esto no está destinado para procesar un haz de fibras más grueso.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con fibras de carbón desmenuzadas excelentes, principalmente en la capacidad de flujo y de integridad del haz, utilizadas para materiales compuestos reforzados con fibra de carbón. En mayor detalle, la presente invención está destinada para resolver estos problemas conforme a la necesidad de utilizar el haz de fibras de carbón de costo efectivo mayor en número de filamentos y considerable en finura total como una materia prima, y el rechazo de la capacidad de flujo y de la integridad del haz de fibras de carbón desmenuzadas ocasionadas por el aplanado elevado involucrado en el uso del haz de fibras de carbón de costo efectivo. Los inventores estudiaron de manera diversa el resolver los problemas anteriores, y como un resultado perfeccionaron la presente invención. Las fibras de carbón desmenuzadas de la presente invención comprenden una serie de fibras de carbón desmenuzadas impregnadas con un agente de apresto, las piezas del haz de fibras cortas que constituyen la serie, teniendo un peso promedio por unidad de longitud de 1.7 a 4 miligramos/milímetros en la dirección longitudinal de la fibra, y un coeficiente de variación de 30 a 60% en la distribución del peso por unidad de longitud en la dirección longitudinal de la fibra. Un proceso preferible para producir las fibras de carbón desmenuzadas de la presente invención comprende los pasos de aplicar un agente de apresto como un agente de apresto disperso en agua a un haz continuo de fibras de carbón que consiste de 20,000 a 150,000 filamentos, controlar la densidad de montaje de elementos en una escala de 5,000 ,000 D/mm, cortar el haz de fibras de carbón en un estado húmedo de 10 a 35% en peso de contenido de solución al momento de cortar, y secar con vibración a un contenido de solución de 15 a 45% en peso antes de secar.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las Figuras 1 , son gráficas que muestran los resultados de la evaluación de las propiedades en el ejemplo 2. Las Figuras 2 son gráficas que muestran los resultados de la evaluación de las propiedades en el ejemplo 3. Las Figuras 3 son gráficas que muestran los resultados de la evaluación de las propiedades en el ejemplo comparativo 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la presente invención, las fibras de carbón con propósitos generales con una resistencia de 2,000 a 7, 000 Mpa y un módulo elástico de 150 a 500 GPa se utilizan, normalmente, por la presente invención o se limita a esto o con eso. El haz de fibras de carbono utilizado en el procedimiento para producir las fibras de carbón desmenuzadas de la presente invención puede ser un haz de fibras de carbón de filamentos múltiples que consiste de 20,000 a 150,000 filamentos con una sola finura de filamentos de 0.3 a 2.0 denieres, preferiblemente de 0.6 a 1.0 denier. Se pueden utilizar las fibras de carbón que tienen torsión de 0-0 vueltas por metro. Las fibras de carbón pueden suministrarse directamente desde un procedimiento de producción de fibra de carbón al procedimiento de desmenuzado de la presente invención, o a partir de un haz de fibras de carbón embobinado. Por lo tanto, se puede decidir de manera apropiada conforme se requiera si o no las fibras de carbón van a estar torcidas. Cuando las fibras de carbón van a estar torcidas, la bobina puede girar mecánicamente utilizando potencia, para torcer de manera forzada las fibras de carbón o las fibras de carbón también pueden ser torcidas automáticamente desenrollándolas de la bobina en la dirección longitudinal. El torcimiento ocasionado por el desenrollado, las fibras de carbón pueden jalarse desde la parte externa de la bobina o desde adentro de la bobina. Además, dependiendo del proceso, un haz de fibras de carbón impregnado con 0.1 a 2.0% en peso de un agente primario de apresto y secado para mejorar la conveniencia de manejo, también puede utilizarse como una materia prima de las fibras de carbón desmenuzadas. El agente de apresto utilizado en la presente invención, puede ser, ya sea una resina de termofraguado o una resina termoplástica en la medida que las fibras de carbón puedan formarse en un haz.

El agente de apresto que puede utilizarse aquí, es, por ejemplo uno o más como una mezcla de resinas de uretano, resinas de epoxi, resinas de epoxi modificadas con uretano, resinas de uretano modificadas con epoxi, resinas de poliéster, resinas de fenol, resinas de poliamida, resinas de policarbonato, resinas de poliimida, resinas de poliéeterimida, resinas de bismaleimida, resinas de polisulfona, resinas de poliéter sulfona, resinas de alcohol polivinílico, resinas de polivinil pirrolidona, y resinas poliacrílicas. Cualquiera de estas resinas es utilizada como una dispersión acuosa o una solución acuosa. La dispersión acuosa o la solución acuosa puede también contener una pequeña cantidad de un solvente. Entre estas resinas, es especialmente preferible una resina de uretano con un modulo elástico de tensión de 1 a 30 MPa como se mide en la forma de una película. Una resina de uretano es excelente dentro de la capacidad para las fibras de carbón atadas, y se controla el módulo elástico como una película, la integridad del haz llega a ser más preferible. Si el módulo elástico como una película es menor de 1 MPa, el efecto de mejorar la integridad del haz, es menor, y si es mayor de 30 MPa, la resina es frágil y probablemente ocasiona la abertura cuando se agita para la transferencia desde la tolva del proceso de mezcla hacia un extrusor, resultando en problemas. El módulo elástico anterior de tensión como una película es obtenido vaciando esparcidamente una solución acuosa del agente de apresto de uretano sobre una hoja, secando a temperatura ambiente durante 24 horas a 80°C x 6 horas, y además a 120 C durante 20 minutos, para formar una película de aproximadamente 0. mm de grosor, 10 mm de ancho, y 10 mm de largo, estirándola a una velocidad de 200 mm x minuto para la prueba de tensión, y midiendo la tensión a una elongación de 100% de Mpa. Además, en la presente invención, es preferible que el agente de apresto sea una resina epoxi. Una resina epoxi es un excelente agente de apresto de adhesividad a la resina de matriz y a la resistencia al calor. El uso de una resina epoxi sola es preferible para el uso de una resina epoxi junto con una resina uretano también es preferible, ya que se puede mejorar más la integridad del haz de fibras de carbón desmenuzadas. En la presente invención, también es preferible que el agente de apresto sea una resina acrílica. Una resina acrílica es preferible como un agente de apresto, ya que ésta es buena en adhesividad a la resina de matriz y excelente a resistencia al calor como una resina epoxi. El uso de una resina acrílica sola es preferible, y también puede utilizarse la resina acrílica con una resina de uretano o una resina epoxi. Más aún para mejorar más la integridad el haz de fibras de carbón cortas, también es efectivo el añadir un agente de apresto reactivo tal como un agente de acoplamiento de silano de 0.05 a 3% en peso. En la presente invención, se puede obtener la resina de uretano mediante polimerización de adición de un diisocianato y un poliol con átomos de hidrógeno capaces de reaccionar con los grupos diisocianato. Los diisocianatos que pueden utilizarse aquí, incluyen, por ejemplo, diisocianatos aromáticos, tales como diisocianatos de toliltolileno, diisocianato de nafataleno, diisocianato de difenilmetano, y diisocianato de xilileno, y diisocianatos alifáticos tales como diisocianato de 1,1 ,-6-hexametileno y diisocianato de hexano. En cuanto al poliol, un primer grupo de polioles que puede utilizarse aquí incluyen poliéter polioles con grupos hidroxilo y los extremos obtenidos por polimerización de adición de 1 o más de óxidos de alquileno tal como óxidos de etileno, y tetrahidrofurano, a un alcohol polihídrico, tal como etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol, glicerol, hexanodiol, trimetilol propano o pentaeritritol, productos de polimerización de adición de óxido de alquileno de un fenol polihídrico tal como resorcinol o bisfenol, productos de adición de óxido de alquileno de un ácido carboxílico polibásico tal como ácido succínico, ácido adípico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido glutárico, ácido acelaico, ácido oftálico, ácido tereftálico, ácido dimérico o ácido piromelítico. Un segundo grupo de poliol los cuales pueden ser usado aquí incluyen polioles poliéster tal como los productos de condensación de un alcohol polihídrico y un ácido carboxílico polibásico, productos de condensación de un ácido hidroxicarboxílico y un alcohol polihídrico, etc. y el alcohol polihídrico y el ácido carboxílico polibásico pueden seleccionarse a partir de aquellas establecidos anteriormente. Un tercer grupo de polioles que puede utilizarse aquí, incluye los polioles de poliéster éter tales como los poliéster poliéteres con grupos de hidroxilo en los extremos, obtenidos por condensación de un ácido carboxílico polibásico, un poliéter obtenido mediante polimerización de adición de un óxido de alquileno a cualquiera de dichos poliésteres, y resinas de uretano policarbonatadas que contienen un poliol policarbonato con un esqueleto de policarbonato en la molécula como dicho componente de poliol, etc. Las resinas epoxi que pueden utilizarse aquí, preferiblemente incluyen resinas epoxi obtenidas con una mina o fenol, etc., como el precursor. Las resinas epoxi con una mina como el precursor, incluyen tetraglicidil diaminofenilmetano, triglicidil-p-aminofenol, triglicidil-m-aminofenol y triglicidil aminocresol. Las resinas epoxi con un fenol como el precursor, incluyen resinas epoxi tipo A de bisfenol, resinas epoxi tipo F de bisfenol, resinas epoxi tipo S de bisfenol, resinas epoxi tipo novolaka de fenol, resinas epoxi tipo novolaka de cresol, y resina epoxi de tipo resorcinol. Ya que la mayoría de las resinas epoxi son insolubles en agua, estas se utilizan como dispersiones acuosas. En este caso, si se utiliza una resina epoxi de peso molecular elevado junto con una resina epoxi de bajo peso molecular, se mejora la estabilidad de la dispersión. Además, estas preferiblemente mejoran la flexibilidad de las fibras impregnadas con un agente de apresto, para mejorar la capacidad de paso en el proceso. De manera concreta, una mezcla que consiste de un compuesto epoxi líquido con un peso molecular de 300 a 500 y un compuesto de epoxi sólido con un peso molecular de 800 a 2000 en una relación en peso de 50: 50 ~ 5 : 95 es preferible. Si la cantidad del compuesto de epoxi líquido es demasiado grande, la integridad del haz y la resistencia al calor baja. Las resinas acrílicas que pueden utilizarse aquí, incluyen aquellas principalmente compuestas de un polímero de ácido crílico, un polímero de acrilato o un polímero de metacrilato, de aquellas obtenidas modificándolas pero no está limitadas a ella. Concretamente, se puede utilizar Primal HA-16, HA-8, E-356, etc., producido por Nippon Acryl Kagakusha. Los métodos preferibles para aplicar un agente de apresto en la presente invención, incluyen el remojar un haz de fibras de carbón en marcha en una solución de agente de apresto, llevar una solución de agente de apresto depositado sobre la superficie de un rodillo en contacto con un haz de fibras de carbón en marcha (método de rodillo de toque suave), y alimentar una solución de agente de apresto desde los orificios o ranuras de una guía en contacto con un haz de fibras de carbón en marcha (método de lubricación de guía). Especialmente es preferible el método de lubricación de guía para controlar el contenido de la solución y para controlar la forma del haz de fibras. Si se descarga un agente de apresto mediante una cantidad requerida desde los orificios o ranuras formadas en una guía, el contenido de la solución intentado puede fácilmente lograrse, y el ancho de las fibras puede ser establemente controlado por le ancho de la guía. En este caso, el número de guías puede ser uno o más, y el agente de apresto puede aplicarse a uno o ambos lados de un haz plano de fibras de carbón. Después de aplicar el agente de apresto, el haz de fibras puede ser frotado por los rodillos mientras que esté en marcha, para la penetración más fácil de la solución de agente de apresto depositada sobre el interior de la superficie profunda del haz de fibras. Es preferible que el haz de fibras sea retenido 10 segundos o más después de aplicar la solución de agente de apresto, ya que la penetración interior profunda del haz de fibras es probable que sea lograda. Un método preferible para el control del contenido de la solución es utilizar un orificio de tobera. En este método, las fibras de carbón remojadas en una solución de agente de apresto son pasadas a través de un orificio de tobera con un diámetro previamente determinado, para decidir el contenido de la solución. En este caso es preferible que el diámetro del orifico de tobera sea tal que el valor obtenido dividiendo el área seccional (cm2) del haz de fibras de carbón calculado a partir del rendimiento (g/m) y el peso específico de las fibras de carbón, por el área (cm2) del orificio de tobera sea de 0.4 a 0.7. de acuerdo a este método, la solución de agente de apresto depositada en exceso puede exprimirse y puede penetrar el interior profundo del haz de fibras de manera uniforme. Otros métodos para el control de contenido de solución incluyen exprimir una solución de agente de apresto depositada en el haz de fibras de carbón mediante rodillos de mordaza, y quitar soplando la solución de agente de apresto una vez que se deposita en exceso sobre el haz de fibras mediante el aire comprimido expulsado de un orificio de tobera. El control de la tensión y la forma, especialmente el control del ancho del haz de fibras después de la impregnación con la solución de agente de apresto hasta el corte es importante, ya que el control afecta la capacidad de flujo y la integridad del haz de fibras de carbón desmenuzadas, de tal suerte, varias guías, rodillos ranurados, etc., están dispuestos para lograr la densidad de masa intentada en la escala de 5,000 a 20,000 D/mm, antes del corte. La densidad en masa se refiere al valor obtenido dividiendo la finura total (D) del haz de fibras entre el ancho del haz de fibras (la longitud en la dirección perpendicular al eje de la fibra (mm)). En la presente invención, la densidad en masa de las fibras de carbón en un haz de fibras de carbón debe mantenerse en una escala de 5,000 a 20,000 D/mm cuando se aplica el agente de apresto. Si la densidad en masa de las fibras de carbón es menor de 5,000 D/mm, es difícil mantener la integridad del haz elevada aún si se controla el contenido de la solución, ya que la integridad del haz está dominada por la baja densidad en masa. Si es superior la densidad en masa de 20,000 D/mm, toma tiempo para que la solución de agente de apresto aplicada penetre de manera suficiente el interior profundo del haz de fibras, causando la impregnación irregular en un proceso continuo, de esta manera rediciendo la integridad del haz. En la presente invención, el contenido de solución al momento del corte debe ser de 10 a 35% en peso, y el contenido de solución antes del secado debe ser de 15 a 45% en peso. La razón de por qué se adopta diferentes contenidos de solución es que los pasos respectivos son diferentes en relación, entre la capacidad de procesamiento y el contenido óptimo de solución. El contenido de solución en el momento del cortado, se selecciona para evitar que el haz de fibras sea desintegrado en un caso extremo, en filamentos simples por el esfuerzo cortante (acción de abertura), aplicado por el corte, y que las fibras desmenuzadas adhieran a la cuchilla del cortador. Por otra parte, el contenido de solución en el momento del secado se selecciona para asegurar que la tensión superficial de la solución actúe para mejorar la integridad el haz de fibras. Si el contenido de solución es mayor, la tensión superficial es mayor, y la integridad del haz después del secado es superior. Por las razones anteriores, se controla el contenido de solución para estar en una escala de 10 a 35% en peso cuando se cortan las fibras húmedas mediante un cortador en fibras de carbón desmenuzadas. Una escala preferible es de 15 a 25% en peso. Si el contenido de solución excede el 35% en peso, las fibras de carbón desmenuzadas adhieren entre sí para reducir la capacidad de flujo, y adhieren a la cuchilla de cortador, y a los rodillos, estando sujeto a ocasionar problemas en la etapa de corte. Si el contenido de solución es menor de 10% en peso, el haz de fibras de carbón es probable que sea abierto por el esfuerzo cortante aplicado por el corte de manera no preferible. El contenido de solución antes de secar debe controlarse en una escala de 15 a 45% en peso, preferiblemente de 25 a 35% en peso, si el contenido de solución es mayor de 45% en peso, la carga de secado tiende a ser mayor y el secador es probable que se contamine, y si es menor de 15% en peso puede decaer la integridad del haz. Como otra característica más de la presente invención, se encontró que aún si el agua o la solución de agente de apresto se aplica adicionalmente también a las fibras de carbón desmenuzadas, el efecto integrante del haz puede manifestarse cuando se evapora el agua. Si el haz de fibras es cortado a un bajo contenido de agua de menos de 10% en peso, el haz de fibras es probable que se abra mediante el esfuerzo cortante aplicado por el cortador como se describió antes, haciendo difícil el obtener fibras desmenuzadas con buena integridad de haz, sin embargo si el agua o la solución de agente de apresto se aplica adicionalmente después del corte y antes del secado, las fibras de carbón desmenuzadas obtenidas después del secado son buenas en integridad del haz. En este caso, como se aplica un líquido adicionalmente, el agua es mejor en vista del costo, pero se puede utilizar cualquier agente de apresto acuoso esperado para que de un efecto integrante del haz. El agente de apresto acuso en este caso, se refiere a un agente de apresto soluble en agua o una emulsión acuosa, y éste también puede contener una pequeña cantidad de un solvente orgánico. En la presente invención, el contenido de la solución se refiere a la tasa del peso de la solución de agente de apresto al peso de las fibras de carbón secas. En este caso, la concentración de la solución de agente de apresto debe fijarse para lograr una tasa de deposición del agente apresto intentada. Usualmente se adopta una concentración de 0.3 a 10% en peso. Para cortar las fibras húmedas, se puede utilizar cualquier cortador normalmente utilizado tal como un cortador giratorio como un cortador de torsión o un cortador de guillotina. Al momento del corte, también es preferible el utilizar una brocha, etc., para remover las fibras desmenuzadas que van a adherir o que han adherido a las partes giratorias tal como un rodillo. Si se mantiene el contador de torcedura, la densidad en masa y el contenido de solución en las escalas respectivamente apropiadas al momento del corte, las fibras de carbón desmenuzadas se separan en la dirección del eje de la fibra con una cierta probabilidad, y se pueden obtener fibras desmenuzadas desmejoradas en capacidad de flujo e integridad del haz. En la presente invención, las fibras desmenuzadas son secadas además en aire caliente mientras que están vibrando, preferiblemente en un estado fluidizado. Si se hacen vibrar las fibras de carbón desmenuzadas cuando se secan en un horno, se puede evitar que los haces de fibras de carbón desmenuzadas, planos, adhieran entre sí, y éstas estén separadas en la dirección del eje de la fibras en fibras de carbón desmenuzadas menos planas, para asegurar la capacidad de flujo superior. Es preferible que la frecuencia de vibración sea de 5 a 25 ciclos/segundo y que la amplitud sea de 3 a 10 mm. La velocidad del secado también se optimiza para asegurar la capacidad de flujo. Las fibras de carbón desmenuzadas producidas de esta manera, están separadas en la dirección del eje de la fibra, y como un resultado, los haces de fibras individuales que constituyen a la serie de fibras desmenuzadas, es decir, las piezas cortas del haz de fibras varían hasta algún punto en tamaño, peso, y número de filamentos de componente simple, pero llega a ser menor en los valores promedios respectivos, para ser mejorados en la capacidad de flujo. Si se corta un haz de fibras a una longitud de varios milímetros, la forma llega a ser cilindrica o escamosa, aunque depende del método de producción. Especialmente cuando se utiliza un haz de fibras grueso como una materia prima, éstas normalmente se hace como una placa plana, especialmente una placa plana casi rectangular debido a la restricciones del proceso durante la impregnación de la solución de apresto, el corte, etc. Si el aplanado de la forma de placa es superior, la capacidad de flujo es menor. De tal forma, es deseable que el aplanado de la forma sea tan bajo como sea posible. La capacidad de flujo y la integridad del haz excelente de las fibras de carbón desmenuzadas obtenidas en la presente invención puede explicarse con referencia a la nueva técnica encontrada por los inventores. Los descubrimientos técnicos se describen abajo. En cuanto a los indicadores de la capacidad de flujo y de la integridad del haz, en lugar de utilizar la densidad en masa o el ángulo de reposo solamente, es mejor utilizar un valor obtenido por dividir la densidad de masa entre el valor tangencial del ángulo de reposo como un indicador de la capacidad de flujo. Sin embargo, ya que existe un problema de que los ángulos de reposo medidos de las fibras de carbón desmenuzadas de las fibras varían grandemente, los inventores estudiaron además y como un resultado encontraron que W12/K .W2, que es una cantidad física sustancialmente equivalente al valor obtenido por dividir la densidad en masa entre el valor tangencial del ángulo de reposo puede representar de manera más exacta la capacidad de flujo, y que cuando el valor está en una escala específica, se puede asegurar la capacidad de flujo especialmente excelente. Esto puede ser demostrado mediante las siguientes expresiones numéricas, a fin de que el valor obtenido por dividir la densidad en masa entre el valor tangencial del ángulo de reposo sea una cantidad física equivalente a W1 /KW2. Densidad en Masa = W1/V1 V1 : Volumen (200 cm3 en este caso) Ángulo de reposo = tan "1 (h/r) h: Altura desde la parte inferior hasta la parte superior de la pila r: Radio de la mesa de medición (4 cm en este caso) Cuando el peso de las fibras desmenuzadas sobre la mesa de medición es W2, el ángulo de reposo puede ser expresado como sigue: W2 = /1/3) x p x r2 x h x (W1/V1) A causa de que h = r x tan (ángulo de reposo), tan (ángulo de reposo), puede expresarse mediante la fórmula siguiente: tan (ángulo de reposo) = 3W2V1 (p /v?) Por consecuencia, el valor obtenido por dividir y la densidad en masa entre el valor tangencial del ángulo de reposo es como sigue: Densidad en masa/tan (ángulo de reposo) = (W1 V1 / (SWIVI/ÍTT /VI) = W12/KW2 si V1 es 200 cm3 y r es 4 cm, entonces tenemos que K = 3V12/ (pr3) = 597. Ya que la exactitud de medición de W2 es superior que aquella del ángulo de reposo, lo anterior es muy práctico como un indicador de la capacidad de flujo. La explicaciones técnicas generales acerca del ángulo de reposo y la densidad en volumen son como siguen: La capacidad de flujo de las fibras desmenuzadas en una tolva bajo su propio peso está decidido por el coeficiente de fricción entre la pared y los haces de fibras, el coeficiente de fricción entre los haces de fibras y los haces de fibras, la presión causada por el propio peso y el esfuerzo cortante generado sobre la pared. Si el esfuerzo cortante llega a ser superior que la fuerza de fricción, el deslizamiento comienza y ocurre el flujo. El esfuerzo cortante y la fuerza de fricción son cantidades físicas que pueden ser aproximadas mediante la densidad en masa y el ángulo de reposo respectivamente, aunque no directamente. Por esta razón, la densidad en masa y el ángulo de reposo han sido utilizado como los valores apropiados de las fibras de carbón desmenuzadas. La densidad en masa se determina por la densidad y la velocidad de deposición del agente de apresto aplicado a las fibras desmenuzadas y a la densidad y a los huecos de las fibras de carbón y el ángulo de reposo es determinado por el tamaño, la lisura superficial, la capacidad higroscópica, la forma, etc., de las piezas del haz de fibras cortas. De tal forma, la densidad en masa y el ángulo de reposo son valores que pueden cambiar independientemente uno de otro, y la correlatividad antes mencionada entre la densidad en masa y el ángulo de reposo es un fenómeno que sucede bajo condiciones limitadas. Si se utilizan las fibras de carbono o desmenuzadas de la presente invención como un agente de refuerzo, se puede producir una resina reforzada con fibras de carbón excelente. Las resinas termoplásticas que pueden ser utilizadas de manera adecuada como la matriz, incluyen casi todas las relaciones termoplásticas tales como ABS, poliamidas, policarbonatos, plietilenterfatalato, tereftalato de polibutileno, poliéter imidas, polisulfonas, poliéter sulfonas, óxido de polifenileno, óxido de polifenileno modificado, sulfuro de polifelinelo, poliéter cetonas, y aliaciones de estas resinas. Una composición de resina termoplástica consiste generalmente de 3 a 70% en peso de las fibras de carbón cortas formadas en haz y tratadas como se describió anteriormente, y de 97 a 30% en peso de cualquiera de las resinas de matriz antes mencionadas. La presente invención se describe abajo con mayor detalle basada en ejemplos. Al principio, los métodos de medición utilizados en la presente invención se describen abajo: Cómo obtener el peso de una pieza del haz de fibras cortas Procedimiento 1. Se pesan 100 piezas del haz de fibras de carbón muestreadas al azar mediante una balanza electrónica capaz de pesar por abajo de 0.1 mg y se promedió el peso de las piezas del haz de fibras cortas.

Cómo obtener el peso promedio por unidad de longitud en la dirección longitudinal de la fibra de las piezas del haz de fibras cortas Procedimiento 2. Se midieron las longitudes cortadas, el valor promedio de las longitudes cortadas utilizado para dividir los valores individuales obtenidos en el procedimiento 1 , para obtener el peso promedio por unidad de longitud en la dirección longitudinal de las fibras de las piezas del haz de fibras cortas. Luego, se obtuvo el coeficiente de variación (valor CV = desviación estándar entre valor promedio).

Cómo obtener las longitudes laterales de las piezas del haz de fibras cortas Las áreas y longitudes circunferenciales proyectadas de las piezas del haz de fibras de carbón pesadas fueron medidas mediante el procesamiento de imagen utilizando una computador descrita posteriormente, y las longitudes de los lados en la dirección perpendicular a la dirección del eje de la fibra fueron calculadas utilizando las longitudes circunferenciales y la longitud de corte promedio obtenida en el procedimiento 2. Los valores promedio y los coeficientes de variación respectivos fueron obtenidos.

Procesamiento de la Imagen El ancho de las piezas del haz de las fibras de carbón desmenuzadas fueron evaluados mediante el procesamiento de imagen utilizando una computadora para la medición más exacta. La computadora utilizada para el procesamiento de imagen fue Macintosh 7600/132, y se utilizó para escudriñar para introducir la imagen EPSON G-600, al principio se pesaron las piezas del haz de fibras una por una y se colocaron sobre un papel de tamaño A4 lateralmente. El número de muestras fue de 50 a 100. Se rocío un pegamento sobre ellas, para fijarlas y se pegó una película transparente sobre ellas. Adicionalmente, se fijó una forma cuadrada cerrada de área exactamente conocida por referencia. Ya que las unidades del procesamiento de imagen son pixeles, es necesario una referencia en milímetros por corrección ésto se colocó sobre el procesador de imagen de EPSON G-6000, y se introdujo en el software Abode photoshop IM3.OJ para su almacenamiento. Luego, esto fue adosado sobre el software NIHimagel .55 para el análisis de imagen. Ya que software no es para analizar directamente el ancho, la longitud circunferencial fue obtenida en pixeles por la instrucción perímetro/longitud y corregida en milímetros con referencia al tamaño fijado por corrección. A partir del valor corregido el ancho de ambos lados de la pieza cortada fue restado, y el valor restante fue dividido entre 2 para obtener el ancho lateral mediante análisis de imagen. Otros métodos de procesamiento de imagen están disponibles para la evaluación, y pueden utilizarse sin ningún problema, si éstos pueden ser comparados con este método. W1 y W2 necesarios para calcular el indicador de la capacidad de flujo fueron medidos como sigue: Cómo obtener W1 /K W2) (1) Medición de W1: Se suminstraron doscientos centímetros cúbicos de haces de fibras cortas en un cilindro de medición de 500 cm3, el cual fue luego hecho caer desde una altura de 3 cm 10 veces. La graduación en la parte superior de los haces de fibras cortas en el cilindro de medición fue leído para obtener el volumen, y se obtiene el peso del volumen de 200 cm3 después de consolidarse por caída mediante cálculo proporcional como W, (g). (2) Medición de W2 : Se le permitió a una muestra caer poco a poco sobre el centro de una mesa de medición horizontal lisa y limpia con un diámetro de 8 cm y un altura de 5 cm, y cuando la muestra simplemente cayó de la mesa de medición sin acumularse más sobre la mesa de medición se midió el peso de la muestra sobre la mesa de medición como W2 (g). Se le permitió a la muestra caer sobre la mesa de medición con una altura de 1 a 2 cm mantenida por arriba de la parte superior de la muestra acumulada. (3) W,2/k . W2se calculó de acuerdo con un método ordinario.

Evaluación de la integridad del haz La integridad del haz fue probada mediante agitación forzada. Dentro de un vaso picudo de 1000 cm cúbicos, se suministraron 200 centímetros cúbicos de fibras de carbón cortas, y se agitó mediante un motor de agitación a 100 revoluciones por minuto durante 30 minutos, y se midió y calculó la densidad en masa de acuerdo con el método antes mencionado. Una densidad de masa de 0.4 gramos /cm3 o menor fue juzgada a ser pobre de integridad del haz.

Evaluación de la capacidad de flujo Cuando el contenido de fibra del producto moldeado obtenido mediante un equipo de producción real o pueda ser controlado establemente a un valor deseado, la capacidad de flujo es juzgada a ser pobre.

Eiemplo 1 Se secó y se embobinó alrededor de una bobina un haz de fibras de carbón sustancialmente no torcidas que consiste de 70,000 filamentos con una finura total de 49,500 D, impregnado con 1.5% en peso de un agente de apresto de epoxi (obtenido por dispersar una mezcla que consiste de bisfenol A diglicidil éteres Ep828 y Ep1001 , respectivamente, producidos por Yuka Shell, en agua utilizando un emulsificante) como u agente de apresto primario, para que tenga un rendimiento de 5.5 g/m, y éste fue desembobinado a una velocidad de 15m/min e introducido en un baño que contiene 5% de pureza de un agente de apresto de uretano disperso en agua con un módulo de tensión en tensión de 1.5 Mpa a una elongación de 100% como una película, para ser impregnada con el agente de apresto.

Luego, el haz fue comprimido mediante una tobera con un diámetro de orificio 2.6 mm, para ser ajustado a un contenido de solución de 30% y un ancho de haz de fibras de 8,300 D/mm. Las fibras fueron introducidas en un cortador de torsión, y cortadas a una longitud de 6 mm. Las fibras desmenuzadas con un contenido de solución de 30% fueron secadas en un horno a 190°C por 5 minutos mientras que el alambre metálico tejido fue hecho vibrar a una frecuencia de fibración de 16 ciclos por segundo a una amplitud de 6 mm, para obtener las fibras desmenuzadas con un régimen de deposición del agente de apresto de 3.2% en peso. Se probó su capacidad de procesamiento utilizando un extrusor con una tolva de 0.3 m3. La capacidad de flujo fue buena, y las fibras desmenuzadas pueden ser procesadas sin ningún problema en vista de la estabilidad en el control del contenido de fibras. Los resultados se muestran en el Cuadro 1.

Ejemplo 2 Se secó y se embobinó alrededor de una bobina un haz de fibras de carbón sustancialmente no torcidas que consisten de 70,000 filamentos con una finura total de 49,500 D, impregnado con 1.5% en peso de un agente de apresto de epoxi (obtenido por dispersar una mezcla que consiste de cantidades iguales de bisfenol A diglicidl éteres Ep828 y Ep1001 , respectivamente, producidos por Yuka Shella en agua utilizando un emulsificante con un agente de apresto primario, para tener un rendimiento de 5.5 g/m, y éste fue embobinado a una velocidad de 15 metros por minuto e impulsado para correr a una tensión de 2 kgms., en contacto con un lubricador de guía que tiene una ranura de 10 mm de ancho y 100 mm de largo. A partir de la hendidura lubricante del lubricador de guía, se midió y suministro una solución de agente de apresto para lograr un contenido de solución de 30% en peso, para aplicar el mismo agente de apresto como se utilizó en el ejemplo 1 a las fibras de carbón. Luego las fibras de carbón fueron frotadas mediante 5 rodillos dispuesto sen zigzag, ajustados para tener un ancho de haz de fibras de 8,300 D/mm, e introducidos en un cortador de torsión, para ser cortado a una longitud de 6 mm. Las fibras desmenuzadas con un contenido de solución de 30% fueron secadas en un horno a 190°C, mientras que el alambre metálico tejido fue hecho vibrar a una frecuencia de vibración de 16 ciclos por segundo a una amplitud de 6 mm, para obtener las fibras desmenuzadas con 3.2% en peso de los agentes de apresto. Se probó su procesabilidad utilizando un extrusor con una tolva de 0.3 m3 . La capacidad de flujo fue buena y las fibras desmenuzadas pueden ser procesadas sin ningún problema en vista de la estabilidad en el control del contenido de fibra. Los resultados son mostrados en el cuadro 1. Las distribuciones de los pesos y anchos de las piezas del haz de fibras cortas son mostrados en las figuras 1.

Ejemplo 3 Se obtuvieron las fibras desmenuzadas como se describieron en el ejemplo 2, excepto que la vibración durante el secado fue efectuada a una frecuencia de fibración de 16 ciclos por segundo a una amplitud de 3 mm. Su procesabilidad fue probada utilizando un extrusor con una tolva de 0.3 m3 , la capacidad de flujo fue en cambio menor que aquella en el ejemplo 2, pero las fibras desmenuzadas pueden procesarse sin ningún problema en vista de la estabilidad en el control del contenido de fibra. Los resultados se muestran en el cuadro 1. Las distribuciones de los pesos y los anchos de las piezas del haz de fibras cortas son mostrados en las Figuras 2.

Ejemplo 4 Se secó y se embobinó alrededor de una bobina un haz de fibras de carbón sustancialmente no torcidas que consisten de 70,000 filamentos con una finura total de 49,500 D, impregnadas con 1.5 en peso de un agente de apresto de epxoi (obtenido por dispersar una mezcla que consiste de cantidades iguales de bisfenol A diglicidl éteres Ep828 y Ep1001, respectivamente.producidos por Yuka Shell en agua utilizando un emulsificante) como un agente de apresto primario para tener un rendimiento de 5.5 g/, y éste fue embobinado a una velocidad de 15 metros por minuto e impulsado para correr a una tensión de 2 kgms en contacto con un lubricador de guía que tiene una ranura de 10 mm de ancho y 100 mm de largo. A partir de la hendidura lubricante del lubricador de guía, se midió y se suministró una solución de agente de apresto para lograr un contenido de solución de 20% en presto para aplicar el mismo agente de apresto como se utilizó en el ejemplo 1 a las fibras de carbón. Luego, se frotaron las fibras de carbón mediante 5 rodillos dispuestos en zig-zag ajustados para tener un ancho de haz de fibras de 8,300 D/mm, e introducido en un cortador de torsión, para ser cortado a una longitud de 6 mm. Luego, sobre un alambre metálico tejido en un horno, las fibras cortadas son esparcidas y se roció el agua de manera uniforme sobre las fibras cortadas, para lograr un contenido y solución de 30% en peso, incluyendo la solución del agente de apresto aplicado antes. Posteriormente, estas fueron secadas como se describió en el ejemplo 2, para obtener fibras desmenuzadas impregnadas con 3.5% en peso de los agentes de apresto. Se probó su procesabilidad utilizando un extrusor con una tolva de 0.3 m3 y las fibras desmenuzadas pueden procesarse sin ningún problema en vista de la estabilidad en el control de fibra. Los resultados se muestran en el cuadro 1.

Ejemplo 5 Las fibras de carbón desmenuzadas impregnadas con 1.5 en peso de un agente de apresto fueron obtenidas como se explicó en el ejemplo 4, excepto que el agente de apresto primario no fue aplicado. Su procesabilidad fue probada utilizando un extrusor con una tolva de 0.3 m3, y las fibras de carbón pueden procesarse sin ningún problema casi como en el Ejemplo 4.

Ejemplo 6 Las fibras desmenuzadas impregnadas con 3.3% en peso fueron obtenidas como se describió en el ejemplo 2, excepto que el agente de apresto aplicado por el lubricador de guía fue una resina acrílica (Primal HA-8 producida por Nippon Acryl Kagakusha). Estas fueron mezcladas con una resina de nilón utilizando un extrusor con una tolva de 0.3 m3. La capacidad de flujo en la tolva fue buena y no sucedió ningún problema en vista de la estabilidad en el control del contenido de fibra. Los resultados se muestran en el Cuadro 1.

Ejemplo comparativo 1 Se obtuvieron las fibras desmenuzadas como se describió en el ejemplo 2, excepto que el secado fue efectuado sin vibración. Su capacidad de procesamiento fue probada utilizando un extrusor con una tolva de 0.3m3 . La capacidad de flujo fue pobre, y sucedió el bloqueo de manera frecuente, no permitiendo el procesamiento estable. Los resultados se muestran en el Cuadro 1. Las distribuciones de los pesos y anchos de las piezas de haz de fibras cortas se muestran en las Figuras 3. Ejemplo comparativo 2 Se obtuvieron las fibras de carbón desmenuzadas como se describió en el Ejemplo 2, excepto que el ancho del haz de fibras fue ajustado a 3,300 D/mm. Se probó su procesabilidad utilizando un extrusor con una tolva de 0.3m3. La capacidad de flujo fue tan baja que no permitió el procesamiento del todo. Los resultados se muestran en el cuadro 1.

Ejemplo 7 Se obtuvieron las fibras de carbón desmenuzadas como se describió en el ejemplo 2, con la excepción de que el ancho del haz de fibras fue ajustado a 5,800 D/mm. Se probó su procesabilidad utilizando un extrusor con una tolva de 0.3m3. La capacidad de flujo fue en cambio menor que aquella del ejemplo 2, pero las fibras desmenuzadas pueden procesarse sin ningún problema en vista de la estabilidad en el control del contenido de fibras. Los resultados se muestran en el Cuadro 1.

Ejemplo 8 Se obtuvieron las fibras desmenuzadas como se describió en el ejemplo 2, con la excepción de que la solución de agente de apresto fue medida y suministrada para lograr un contenido de solución de 35% en peso en el momento de cortar antes de secar. Ya que las piezas de fibras de carbón desmenuzadas a la cuchilla en el momento del corte, se fijó una brocha para quitar raspando las fibras de carbón adheridas, para permitir el corte de manera continua. Su procesabilidad fue probada utilizando un extrusor con una tolva de 0.3m3, la capacidad de flujo fue buena, y las fibras desmenuzadas pueden procesarse sin ningún problema en vista de la estabilidad en el control de contenido de fibras. Los resultados se muestran en el cuadro 1.

Ejemplo 9 Se obtuvieron las fibras desmenuzadas como se describió en el ejemplo 2, con la excepción de que la solución de agente de apresto fue medida y suministrada para lograr un contenido de solución de 20% en peso en el momento de cortar antes de secar. Las piezas de fibra de carbón desmenuzada no adhirieron a la cuchilla en el momento del corte, pero muestran muy buena procesabilidad de corte. Se probó su procesabilidad utilizando un extrusor con una tolva de 0.3m3, la capacidad de flujo fue en cambio menor que aquella del ejemplo 5, pero las fibras desmenuzadas pueden ser procesadas sin ningún problema en vista de la estabilidad en el control de fibra. Los resultados se muestran en el ejemplo 1.

Ejemplo comparativo 3 Se secó y se embobinó alrededor de una bobina un haz de fibras de carbón sustancialmente no torcidas que consisten de 70,000 filamentos con una finura total de 49,500 D, impregnado con 1.5% en peso de un agente de apresto de epoxi (obtenido por dispersar una mezcla que consiste de cantidades iguales de bisfenol A diglicidl éteres Ep828 y Ep1001 , respectivamente, producidos por Yuka Shell en agua utilizando un emulsificante) como un agente de apresto primario, para tener un rendimiento de 5.5 g/m, y este fue desembobinado a una velocidad de 15 metros por minuto, e impulsado para correr a una tensión de 2 kgms en contacto con un lubricador de guía que tiene una ranura de 10 mm de ancho y 100 mm de largo. A partir de la hendidura de lubricación del lubricador de guía, se mide y se suministra una solución de agente de apresto de 10% en peso, para aplicar el mismo agente de apresto como se utilizó en el ejemplo 1 a las fibras de carbón. Luego, las fibras de carbón fueron frotadas mediante 5 rodillos dispuestos en zig-zag, ajustados para tener un ancho de haz de fibras de 8,300 D/mm, e introducidas hacia un cortador de torsión para ser cortadas en una longitud de 6 mm. Las fibras desmenuzadas con un contenido de solución de 10% fueron secadas en un horno a 190°C durante 5 minutos, mientras que un alambre metálico tejido fue hecho vibrar a una frecuencia de vibración de 16 ciclos por segundo a una amplitud de 3mm, para obtener las fibras desmenuzadas impregnadas con 2.4% de los agentes de apresto. Se probó su procesabilidad utilizando un extrusor con una tolva de 0.3 m3. La capacidad de flujo fue tan baja que no permitió el procesamiento del todo. Los resultados se muestran en el cuadro 1. Cuando se adoptaron las condiciones de secado como se describió en el ejemplo 1 , ocurrió un problema en el procesamiento en que algunas fueron dispersas como filamentos simples fuera del sistema.

: Tasa de la cantidad de piezas del haz de fibras cortas respectivamente con un peso no menor de dos veces al peso promedio, a la cantidad total. C*: Tasa de la cantidad de piezas del haz de fibras cortas respectivamente con un peso no mayor de 1/3 el peso promedio a la cantidad total. D*: Longitud promedio de las piezas del haz de fibras cortas E*: WJV (597 x W,) Ejemplo comparativo 4 Se produjeron las fibras desmenuzadas como se describió en el Ejemplo 1 , con la excepción de que el contenido de solución al momento de cortar antes de secar fue fijado en 45% en peso . Las fibras desmenuzadas adhirieron alrededor de la cuchilla del cortador, para causar frecuentemente el corte erróneo, y no se pudo obtener ninguna de las fibras de carbón desmenuzadas deseadas.

Ejemplo comparativo 5 Se produjeron las fibras desmenuzadas como se describieron en el ejemplo 4, excepto que la solución de agente de apresto fue aplicada desde el lubricador de guía para lograr un contenido de solución de 7% en peso en el momento del corte, y que el agua fue rociada sobre las fibras de manera uniforme mediante un rociador, para lograr un contenido de solución de 40% en peso incluyendo la solución del agente de apresto aplicado antes, antes del secado. Las piezas del haz de fibras de carbón desmenuzadas separadas finamente por el impacto de corte fueron unidas al momento de cortar. Su procesabilidad fue probada utilizando un extrusor, con una tolva de 0.3m3. La capacidad de flujo no fue estable, y hubo un problema con la estabilidad de suministro.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES 1.- Fibras de carbón desmenuzadas, que comprenden una serie de fibras de carbón desmenuzadas, impregnadas con un agente de apresto, las piezas del haz de fibras cortas constituyendo la serie, teniendo un peso promedio por unidad de longitud de 1.7 a 4 mg/mm en la dirección longitudinal de la fibra y un coeficiente de variación de 30 a 60% en la distribución de los pesos por unidad de longitud en la dirección longitudinal de la fibra.
2. 2.- Las fibras de carbón desmenuzadas de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la tasa de la cantidad de las piezas del haz de fibras cortas respectivamente con un peso no menor que el doble del peso promedio a la cantidad total, y la tasa de la cantidad de las piezas del haz de las fibras cortas respectivamente con un peso no mayor de 1/3 del peso promedio a la cantidad total, son respectivamente menores del 10%.
3. 3.- Las fibras de carbón desmenuzadas, de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, en donde las piezas del haz de fibras cortas son casi rectangulares en la forma de sección transversal y variar en la longitud lateral, y el valor promedio de la longitud lateral están en una escala de 1.5 a 6 mm, mientras que el coeficiente de variación de la longitud lateral está en una escala de 25 a 40%.
4. 4.- Las fibras de carbón desmenuzadas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el agente de apresto está principalmente formado de 1 o más con una mezcla de resinas de uretano, resinas acrílicas y resinas de epoxi.
5. 5.- Las Fibras de carbón desmenuzadas, caracterizadas por tener las propiedades siguientes: 0.5 < W12/(K - W2) < 1.5 K: Constante = 597 W,: Peso de las fibras de carbón comprimidas en un contenedor con una capacidad de 200 cm3 W2: Peso máximo de las fibras de carbón capaces de acumular sobre una mesa plana de medición hecha de acero inoxidable con un diámetro de 8 cm.
6. 6.- Las fibras de carbón desmenuzadas, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, las cuales tienen las propiedades siguientes: 0.5 < w12/(K - W2) < 1.5 K: Constante = 597 W, : Peso de las fibras de carbón comprimidas en un contenedor con una capacidad de 200 cm3 W2: Peso máximo de las fibras de carbón capaces de acumular sobre una mesa plana de medición hecha de acero inoxidable con un diámetro de 8 cm.
7. 7.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas, comprendiendo los pasos de aplicar un agente de apresto como un agente de apresto disperso en agua a un haz de fibras de carbón continuo que consiste de 20,000 a 150,000 filamentos controlar la densidad de montaje de elementos en una escala de 5,000 a 20,000 D/mm, cortar el haz de fibras de carbón en un estado húmedo de 10 a 35% en peso de contenido de solución al momento de cortar, y secar con vibración a un contenido de solución de 15 a 45% en peso antes de secar.
8. 8.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas, de conformidad con la reivindicación 7, en donde el contenido de solución en el momento de cortar y aquel antes de secar están de 15 a 35% en peso, respectivamente.
9. 9.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas de conformidad con la reivindicación 7, en donde el haz de fibras de carbón es cortado en un estado húmedo de 10 a 35% en peso de contenido de solución y agua o una solución de agente de apresto se aplica adicionalmente al haz de fibras de carbón antes de secar, para lograr un contenido de solución de 25 a 45% en peso antes de secar.
10. 10.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas de conformidad con la reivindicación 9, en donde la aplicación adicional de agua o la solución del agente de apresto al haz de fibras desmenuzadas antes de secar se efectúa por rociado.
11. 11.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas, de conformidad con la reivindicación 7, en donde el haz continuo de fibras impregnado con la solución de agente de apresto es pasado a través de un orificio de tolvera para controlar el contenido de solución.
12. 12.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas, de conformidad con la reivindicación 7, en donde la solución de agente de apresto se aplica al haz de fibras de carbón continuo por lubricación de guía para suministrar el agente de apresto a través de una guía.
13. 13.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12 en donde las piezas del haz de fibras cortas, cortadas conforme se humedecen por una solución de agente de apresto son secadas en aire caliente mientras que se hacen vibrar de 5 a 25 ciclos por 1 segundo.
14. 14.- Un procedimiento para producir fibras de carbón desmenuzadas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13 en donde la densidad de montaje de elementos del haz de fibras de carbón humedecido por una solución de agente de apresto inmediatamente antes de cortar está en una escala de 8,000 a 15,000 D/mm.