TW202031952A - 部分分纖纖維束及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供部分分纖纖維束及其製造方法，該部分分纖纖維束係可成為構成力學特性優異的纖維強化樹脂成形材料之分纖寬度更均勻的短切纖維，該製造方法係能連續、安定地提供該部分分纖纖維束，其中部分分纖纖維束係包含分纖處理部與未分纖處理部之部分分纖纖維束，其特徵為：於前述部分分纖纖維束之任意位置Pn (惟，n=1～100之整數，且n=100以外的任意位置Pn 與位置Pn+1 之間隔為50cm以上)中，算出將寬度方向所包含的纖維束之數(分纖數：Nn [個])除以前述部分分纖纖維束之全寬Wn [mm]而得之每單位寬度的分纖數An (個/mm)時，最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 為1.1以上3以下。

Description

部分分纖纖維束及其製造方法
本發明關於部分分纖纖維束。更詳細而言，關於具有分纖部的部分分纖纖維束，其係從未設想分纖之單紗數多的便宜大絲束，亦可不發生斷線而連續地獲得者。
已知使用由不連續的強化纖維(例如，碳纖維)之束狀集合體(以下亦稱為纖維束)與基質樹脂所構成之成形材料，藉由加熱、加壓成形，而製造所欲形狀的成形品之技術。於如此的技術中，由單紗數多的纖維束所構成之成形材料，成形時的流動性雖然優異，但成形品的力學特性有變差之傾向。相對於其，以兼備成形時的流動性與成形品的力學特性為目標，使用經調整成任意的單紗數之纖維束。
作為將纖維束分纖成任意的單紗數之方法，例如專利文獻1、2中揭示使用在單一的筒管上事先捲取有複數的纖維束之複數纖維束捲取體，進行分纖處理之方法。然而，此等之方法由於受到事先處理的纖維束之單紗數的限制，而調整範圍被限定，難以調整到所欲的單紗數。
又，例如專利文獻3～5中揭示使用切割機(slitter)，將纖維束縱切成所欲的單紗數之方法。此等之方法雖然可藉由變更切割的間距而調整單紗數，但是由於在長度方向全長中縱切，故必須將縱切後的紗各自捲取在不同的筒管上，或在其後之步驟中從經捲取的複數之筒管各自捲出纖維束，操作容易變困難。另外，於搬運縱切後的纖維束之際，因縱切所發生的細毛會大量地捲附於導輥或輸送輥等，有搬運變不容易之虞。
另外，專利文獻6中揭示藉由將具有複數的突出部之分纖手段部分地戳入纖維束，而連續設置分纖區間之方法。然而，於以此文獻記載之方法所得之部分分纖纖維束中，在其後之步驟中切斷成一定長度而成為短切纖維時，容易在其寬度發生大的偏差，在使用該短切纖維所製造的纖維強化樹脂成形材料及成形品之力學特性有改善之餘地。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2002-255448號公報 專利文獻2：日本特開2004-100132號公報 專利文獻3：日本特開2013-49208號公報 專利文獻4：日本特開2014-30913號公報 專利文獻5：日本發明專利第5512908號公報 專利文獻6：國際公開第2016/104154號
[發明欲解決之課題]
本發明之目的在於提供一種部分分纖纖維束，其能夠成為可構成力學特性優異的纖維強化樹脂成形材料之分纖寬度更均勻的短切纖維。此外，在於即使是從包含撚轉的纖維束或單紗數多的大絲束，也使能長時間連續地提供部分分纖纖維束。 [用以解決課題之手段]
本發明係為了解決該課題，採用以下之任一手段。即， [1]一種部分分纖纖維束，其係包含分纖處理部與未分纖處理部之部分分纖纖維束，其特徵為：算出將前述部分分纖纖維束之任意位置Pn (惟，n=1～100之整數，且n=100以外的任意位置Pn 與位置Pn+1 之間隔為50cm以上)中之寬度方向所包含的纖維束之數(分纖數：Nn [個])除以前述部分分纖纖維束之全寬Wn [mm]而得之每單位寬度的分纖數An (個/mm)時，最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 為1.1以上3以下。 [2]如前述[1]記載之部分分纖纖維束，其中前述最大值Amax 為4個/mm以下。 [3]如前述[1]或[2]記載之部分分纖纖維束，其中前述最小值Amin 為0.1個/mm以上。 [4]如前述[1]～[3]中任一項記載之部分分纖纖維束，其中成為前述最大值Amax 之80%以上的前述位置Pn 係在100處中存在50處以上。 [5]如前述[1]～[4]中任一項記載之部分分纖纖維束，其中成為前述最大值Amax 之60%以下的前述位置Pn 係在100處中存在30處以下。 [6]如前述[1]～[5]中任一項記載之部分分纖纖維束，其中前述纖維束包含碳纖維。 [7]如前述[1]～[6]中任一項記載之部分分纖纖維束，其中前述纖維束所包含的以環氧樹脂為主成分的上漿劑或以聚醯胺樹脂為主成分的上漿劑之附著量係0.1質量%以上5質量%以下。 [8]一種部分分纖纖維束之製造方法，其係使以複數的單紗構成之纖維束沿著長度方向行進，同時將分纖手段斷續地插入該纖維束，而在前述纖維束中形成分纖處理部與未分纖維處理部的部分分纖纖維束之製造方法，其特徵為：將前述分纖手段在長度方向中錯開地插入至前述纖維束的寬度方向之複數處，關於將前述部分分纖纖維束之任意位置Pn (惟，n=1～100之整數，且n=100以外的任意位置Pn 與位置Pn+1 之間隔為50cm以上)中之寬度方向所包含的纖維束之數(分纖數：Nn [個])除以前述部分分纖纖維束之全寬Wn [mm]而得之每單位寬度的分纖數An (個/mm)，要使最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 成為1.1以上3以下。 [9]如前述[8]記載之部分分纖纖維束之製造方法，其中將前述分纖手段在長度方向中錯開地插入至前述纖維束的寬度方向之複數處時，使用具有在對應於前述寬度方向之複數處的位置，且在長度方向中被錯開地配置之複數的突出部之分纖手段，將彼等複數的突出部同時地插入纖維束。 [10]如前述[8]或[9]記載之部分分纖纖維束之製造方法，其中將構成前述纖維束的單紗之條數當作F時，對於纖維束的寬度方向，在(F/10000-1)個以上且小於(F/50-1)個之範圍之處，將前述分纖手段插入。 [11]如前述[8]～[10]中任一項記載之部分分纖纖維束之製造方法，其進一步包含上漿賦予步驟、乾燥步驟、熱處理步驟、纖維束擴幅步驟。 [發明之效果]
依照本發明，可提供一種部分分纖纖維束，其能夠成為可構成力學特性優異的纖維強化樹脂成形材料之分纖寬度更均勻的短切纖維。又，依照本發明，即使從包含撚轉的纖維束或單紗數多的大絲束，也能長時間連續地提供經分纖處理之部分分纖纖維束。
[用以實施發明的形態]
本發明係一種部分分纖纖維束，其係包含分纖處理部與未分纖處理部之部分分纖纖維束，其特徵為：算出將前述部分分纖纖維束之任意位置Pn (惟，n=1～100之整數，且n=100以外的任意位置Pn 與位置Pn+1 之間隔為50cm以上)中之寬度方向所包含的纖維束之數(分纖數：Nn [個])除以前述部分分纖纖維束之全寬Wn [mm]而得之每單位寬度的分纖數An (個/mm)時，最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 為1.1以上3以下。
本發明之部分分纖纖維束，係包含在纖維配向方向(長度方向)中導入有切縫(slit)的分纖處理部與未導入切縫的未分纖處理部，但觀看已進行分纖處理之處時，該分纖處理係在纖維束長度方向中斷續而非連續地進行，因此，在分纖處理部之切縫延長線上，存在未分纖處理部。
本發明之部分分纖纖維束，係每單位寬度的分纖數An (個/mm)具有如上述之關係，分纖數An 等之導出方法，係如以下。即，如圖1所示，算出將部分分纖纖維束的任意位置Pn 中之寬度方向所包含的纖維束之數(分纖數：Nn [個])除以前述部分分纖纖維束之全寬(Wn [mm])而得之每單位寬度的分纖數An (個/mm)，接著算出從前述任意位置起設置50cm以上之間隔的位置Pn+1 中之每單位寬度的分纖數An+1 。以n=1～100為止(惟，n為整數)進行此測定，即針對100處重複，分別算出每單位寬度的分纖數(A1 ～A100 )。接著，計算針對100處所算出之每單位寬度的分纖數(A1 ～A100 )中包含的最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 。
最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 之下限為1.1以上係重要的，較佳為1.3以上，更佳為1.5以上。若最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 為此範圍，則刀刃不經常被插入束，故可抑制細毛發生，延長切刀的交換壽命。又，最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 之上限為3以下係重要的，較佳為2.5以下，更佳為2以下。若最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 為此範圍，則在纖維束的長度方向中更均勻地設置分纖處理部，故使部分分纖纖維束成為切斷成一定長度的短切纖維時，其分纖寬度變更均勻，成為成形品時，能夠使力學特性之偏差減小。
在部分分纖纖維束100處所測定的分纖數(A1 ～A100 )之最大值Amax 較佳為4個/mm以下，更佳為3.5個/mm以下，進一步較佳為3個/mm以下。若分纖數之最大值Amax 為此範圍，則容易對於纖維束插入分纖手段，且可更均等地於纖維束設置分纖處理部，結果使所得之部分分纖纖維束成為短切纖維而形成成形品時，可進一步提高該成形品之力學特性。
分纖數之最小值Amin 較佳為0.1個/mm以上，更佳為0.3個/mm以上，進一步較佳為0.5個/mm以上。若分纖數之最小值Amin 為此範圍，則可將纖維束更細地分纖，故可進行作為短切纖維而分纖寬度更一定的分纖處理，使該短切纖維形成成形品時，可進一步提高其力學特性。
從成為短切纖維而得到力學特性高的成形品之觀點來看，各分纖數An 基本上其值愈大愈佳。因此，成為最大值Amax 之80%以上的分纖數An 之測定位置，較佳為100處中50處以上，更佳為60處以上，進一步較佳為70處以上。若成為最大值Amax 之80%以上的分纖數An 之測定位置之數為此範圍，則可進行作為短切纖維的分纖纖維束寬度更一定的分纖處理，使該短切纖維形成成形品時，可進一步提高其力學特性，使力學特性之偏差減小。
基於同樣之觀點，成為最大值Amax 之60%以下的分纖數An 之測定位置之數，較佳為100處中30處以下，更佳為20處以下，進一步較佳為10處以下。若成為最大值60%以下的測定位置之數為此範圍，則可進行作為短切纖維的分纖纖維束寬度更一定的分纖處理，使該短切纖維形成成形品時，可進一步提高其力學特性，使力學特性之偏差減小。
本發明所用的纖維束，係作為強化纖維被使用者，只要是包含複數的單紗之纖維束，則作為該強化纖維之種類沒有特別的限制，但較佳為選自包含碳纖維、玻璃纖維、芳香族聚醯胺纖維、金屬纖維之群組的纖維。其中，又較佳為使用碳纖維。作為碳纖維，並沒有特別的限定，但從力學特性的提升、纖維強化樹脂的輕量化效果之觀點來看，可較佳使用例如聚丙烯腈(PAN)系、瀝青系、縲縈系之碳纖維，此等可為1種或併用2種以上。其中，從所得之纖維強化樹脂的強度與彈性模數之平衡的觀點來看，又較佳為使用PAN系碳纖維。
強化纖維束中所含有的強化纖維之單纖維直徑較佳為0.5μm以上，更佳為2μm以上，進一步較佳為4μm以上。又，強化纖維之單纖維直徑較佳為20μm以下，更佳為15μm以下，進一步較佳為10μm以下。
強化纖維束之股束(strand)強度較佳為3.0GPa以上，更佳為4.0GPa以上，進一步較佳為4.5GPa以上。強化纖維束之股束彈性模數較佳為200GPa以上，更佳為220GPa以上，進一步較佳為240GPa以上。若強化纖維束之股束強度或彈性模數各自為此範圍，則可提高成形品之力學特性。
於碳纖維之情況，通常，集束了3000～60000條左右之包含連續纖維的單紗而成之纖維束，係作為捲取在筒管上的捲紗體(捲裝)而供給。纖維束較佳為無撚，但亦可使用加撚的股束，即使於搬運中加撚，也可適用於本發明。單紗數亦沒有限制，但使用單紗數多的所謂大絲束時，由於纖維束的每單位重量之價格便宜，故單紗數愈多愈可減低最終製品的成本而較佳。又，作為大絲束，亦可使用將纖維束彼此彙整成為1個束而捲取之所謂的經併紗之形態。
對於本發明之部分分纖纖維束，較佳為有賦予上漿劑。對於上漿劑的溶質之種類並沒有特別的限定，但可使用具有環氧基、胺基甲酸酯基、胺基、羧基等的官能基之化合物。較佳為使用以環氧樹脂為主成分的上漿劑、或以聚醯胺樹脂為主成分的上漿劑。此等可為1種或併用2種以上。又，亦可對於已賦予上漿劑的強化纖維束，進一步以與該上漿劑不同種的上漿劑進行處理。還有，所謂的主成分，就是指佔溶質成分的70重量%以上之成分。
作為環氧樹脂之種類，可使用雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、脂肪族型環氧樹脂、環氧丙基胺型環氧樹脂之1種或併用2種以上。
又，於聚醯胺樹脂中，較佳為使用水溶性聚醯胺樹脂。例如，水溶性聚醯胺可為由在主鏈中具有三級胺基及/或氧乙烯基的二胺與羧酸進行聚縮合而得之聚醯胺樹脂，作為前述二胺，具有哌
Figure 108131812-A0304-12-0000-4
環的N,N’-雙(γ-胺基丙基)哌
Figure 108131812-A0304-12-0000-4
、N-(β-胺基乙基)哌
Figure 108131812-A0304-12-0000-4
等之在主鏈中含有三級胺基的單體、氧乙烯烷基胺等之在主鏈中含有氧乙烯基的烷基二胺為有用的。又，作為二羧酸，可使用己二酸、癸二酸等。
使用了此水溶性聚醯胺樹脂的上漿劑，係與各種基質材的親和性優異，會使複合物物性顯著提升，但特別地於聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醯胺醯亞胺系樹脂及聚醚醯胺醯亞胺系樹脂之基質材中，具有優異的密著性之改善效果。
前述水溶性聚醯胺亦可為共聚物。作為共聚合成分，例如可舉出α-吡咯啶酮、α-哌啶酮、ε-己內醯胺、α-甲基-ε-己內醯胺、ε-甲基-ε-己內醯胺、ε-月桂內醯胺等之內醯胺。二元共聚合或多元共聚合亦為可能，但共聚合比率係在不妨礙水溶性的物性之範圍內決定。若不使具有內醯胺環的共聚合成分比率為30重量%以內，則聚合物會變得不完全溶於水中，故較佳為該範圍內。
然而，即使於前述範圍外之共聚合成分比率而為難水溶性的聚合物，也於使用有機及無機酸而使溶液成為酸性時，溶解性增大，成為水可溶性而能夠使用。作為有機酸，有乙酸、氯乙酸、丙酸、馬來酸、草酸、氟乙酸等，作為無機酸，可舉出一般的礦酸類之鹽酸、硫酸、磷酸等。
就上漿劑之附著量之上限而言，將強化纖維束(最終所得之部分分纖纖維束)之質量當作100質量%時，較佳為5質量%以下，更佳為4質量%以下，進一步較佳為3質量%以下。若上漿劑之附著量超過5質量%，則纖維束缺乏柔軟性而變過硬，會有筒管之捲取、巻出無法順暢進行之可能性。又，會有於分纖處理時分纖手段不進入纖維束，而形成未分纖處理部之可能性。
又，就上漿劑之附著量的下限而言，較佳為0.1質量%以上，更佳為0.3質量%以上，進一步較佳為0.5質量%以上。由於使上漿劑之附著量為此範圍，可得到抑制單紗交纏的纏結部之類的效果，可謀求部分分纖纖維束的生產性或品質之提升。再者，於切斷纖維束之際，可抑制纖維束破裂或單紗分散，提高對所定的束形態之保持性。即，形成經切斷的纖維束之單紗條數的分布變窄，可得到均勻且最合適之形態的短切纖維束。藉此，可提高成形品的力學特性及減低力學特性的偏差。還有，上漿劑之附著量的導出方法於後述。
接著，關於本發明之部分分纖纖維束之製造方法，舉例來具體地說明。還有，本發明之部分分纖纖維束並不被限定地解釋為以下揭示的具體態樣。
本發明之部分分纖纖維束係從捲出裝置等捲出纖維束後，視需要地將該纖維束擴幅，然後經過進行分纖處理之步驟而得。以下，詳述各步驟。
起初，說明纖維束之捲出。從配置於纖維束行進方向上游側之捲出纖維束的捲出裝置等，捲出由複數的單紗所構成之纖維束。纖維束之捲出方向可考慮在與筒管的旋轉軸垂直地相交之方向中拉出之橫出方式，或在與筒管(紙管)的旋轉軸相同的方向中拉出之縱出方式，但若考量較少解除撚轉，則較佳為橫出方式。
又，關於捲出時的筒管之設置姿態，可設置於任意之方向。其中，於已將筒管穿插於筒子架之狀態中，以非筒子架旋轉軸固定面之側的筒管之端面係朝向於水平方向以外的方向之狀態設置時，較佳為以對纖維束施加一定的張力之狀態保持。對纖維束無一定的張力時，判斷由於纖維束係從捲裝(在筒管上捲繞有纖維束之捲體)滑落而自捲裝脫離，或自捲裝脫離的纖維束係捲附在筒子架旋轉軸上，故捲出會變困難。
作為捲出捲裝的旋轉軸固定方法，除了使用筒子架之方法，還可採用表面捲出方式，其係在平行排列的2支輥上，與輥平行地載置捲裝，於並排的輥上轉動捲裝，捲出纖維束。
使用筒子架的捲出之情況，可考慮將皮帶掛在筒子架上，固定其一方，在另一方進行吊掛秤錘或以彈簧拉伸等，而煞住筒子架，藉以對捲出的纖維束賦予張力之方法。此時，按照捲徑而改變煞住力，係作為使張力穩定之手段為有效的。
接著，說明擴幅及分纖處理之步驟。還有，此等之處理不需要一直以一定的條件進行，可以一定的周期或在所欲之處使擴幅的寬度變動亦無妨。
於擴幅步驟中，例如一邊使如前述所捲出的纖維束行進，一邊將壓縮空氣噴吹至該纖維束，或是使該纖維束通過往軸向振動的振動擴幅輥，同時在其後通過寬度管制輥，而擴幅到任意的寬度。
於分纖處理步驟中，對於經擴幅的纖維束，間歇地插入分纖刀，而在強化纖維束內形成部分的分纖處。圖2係顯示對於纖維束施予分纖處理之步驟的一例。(A)為概略平面圖，(B)為概略正面圖，複數的單紗所構成之纖維束100係從圖之左(上游側)前進到右(下游側)。表示圖中的纖維束行進方向X(箭頭)係纖維束100的長度方向，且纖維束100係從未圖示的纖維束供給裝置來連續地供給。
分纖手段200具備具有容易戳入纖維束100的突出形狀之突出部210(分纖刀)，將該突出部210戳入行進的纖維束100，生成略平行於纖維束100的長度方向之分纖處理部150(分纖處理途中之狀態)。還有，於本發明中，有必要將在纖維束寬度方向中於複數處插入的分纖手段之突出部，於纖維束長度方向中錯開相位而插入，但於圖2中，由於僅說明以相同相位插入的突出部之作用，故省略錯開相位而插入的其它之突出部。
此處，分纖手段200係較佳為如圖2(B)所示，在沿著纖維束100之側面的方向中戳入。所謂纖維束的側面，就是使纖維束的剖面為如橫長的橢圓或橫長的長方形之扁平形狀之時的剖面端部之垂直方向的面(例如，相當於圖1中所示纖維束100之側表面)。
分纖手段200必須以下述方式運轉：在纖維束100的寬度方向中具有複數的突出部210，且該突出部210係在纖維束行進方向X中錯開相位而插入纖維束，但1個分纖手段200所具備的突出部210之數係沒有特別的限定，突出部210係對於1個分纖手段200可為1個，也可為複數。又，具備1個突出部210的分纖手段200亦可為複數。由於在1個分纖手段200有複數的突出部210時，各突出部210中之每單位時間的磨耗量減少，故亦可減少分纖手段的交換頻率。再者，亦可按照分纖的纖維束數，而同時使用複數的分纖手段200。可將複數的分纖手段200並列、交錯、錯開相位等，而任意地配置複數的突出部210。
由於構成纖維束100之複數的單紗實質上在纖維束100內不是並紗的狀態，在單紗層级交纏(交叉・纏結)的部分多。因此，於要藉由分纖手段200將包含複數的單紗之纖維束100分成條數更少的分纖束時，在分纖處理中，會有於纖維束100與分纖手段200之接觸部211附近形成纏結部160之情況。此處，所謂形成纏結部160，係例如可舉出藉由分纖手段200使分纖處理區間內已預先存在的單紗彼此之交纏形成在(移動至)接觸部211的情況，或藉由分纖手段200而形成(製造)新的單紗已交纏之集合體的情況等。
於任意之範圍中生成了分纖處理部150後，自纖維束100拔出分纖手段200。藉由此拔出，而生成已施有分纖處理的分纖處理部110，且與其同時地如上述地生成的纏結部160係會蓄積在分纖處理區間110的端部部位。又，於分纖處理中自纖維束所發生的細毛係變成細毛堆140。
然後，於所欲的長度纖維束行進後，藉由再度將分纖手段200戳入纖維束100，而生成未分纖處理區間130，於纖維束的寬度方向中的某一處中，形成分纖處理部110與未分纖處理部130沿著纖維束100的長度方向被交替配置之部分分纖纖維束。
還有，進行分纖處理時的纖維束100之行進速度，較佳為變動少的穩定之速度，更佳為一定的速度。
又，雖然未於圖2中顯示，但於本發明中，雖以如以上之分纖處理，在纖維束的寬度方向中插入複數的突出部，但那時，係使彼等複數的突出部對於纖維束，在長度方向中錯開相位地插入。
分纖手段200只要是能達成本發明目的之範圍，則沒有特別的限制，較佳為具備金屬製的針或薄板等之銳利形狀之突出部210者。具體而言，較佳為如圖4所示之具有在旋轉軸方向中以不同相位所設置之複數的突出部210(刀刃)之旋轉刀(分纖手段200)，或如圖5～圖7所示之包含以不同相位插入纖維束之複數的縱刀(突出部)之分纖手段200。
從纖維束表面突出的突出部之高度h的下限較佳為5mm以上，更佳為7mm以上，進一步較佳為10mm以上。又，從纖維束表面突出的突出部之高度h的上限較佳為50mm以下，更佳為35mm以下，進一步較佳為40mm以下。若突出部之高度h為此範圍，則可使分纖手段成為小型，進而能夠安定地將纖維束分纖。分纖手段的突出部向纖維束戳入之方法，可對於纖維束為傾斜，也可從纖維束的表裏任一不同方向來戳入。
突出部210之前端形狀只要能戳入，則沒有特別的限制，但較佳為如圖3所示之形狀。前端尖銳的突出部(2a1～2a3)係戳入性良好，在前端具有R形狀的突出部(2a4～2a6)由於可防止單紗的切斷，而細毛的發生少。(2a7、2a8)所圖示的突出部係在用於旋轉式的分纖手段時，戳入性特別提升。
突出部210係對於進行分纖處理的纖維束100的寬度方向，必須是複數，但其數係可按照進行分纖處理的纖維束100之構成單紗條數F(條)而任意選擇。突出部210之數較佳為對於纖維束100的寬度方向，設為(F/10000-1)個以上且少於(F/50-1)個。若少於(F/10000-1)個，則在後續步驟中作成強化纖維複合材料時，難以展現力學特性的提升，若超過(F/50-1)個，則有在分纖處理時斷線或起毛之虞。
於調整分纖間隔時，可藉由在纖維束的寬度方向中並排配置之複數的突出部之間距進行調整。藉由減小突出部之間距，在纖維束寬度方向中設置較多的突出部，可分纖處理成單紗條數更少之所謂的細束。用於形成細束的突出部與突出部之間隙(以下稱為分纖寬度)的下限較佳為0.1mm以上，更佳為0.2mm以上。又，分纖寬度的上限較佳為10mm以下。於分纖寬度小於0.1mm的窄寬度時，擔心因細毛等而分纖手段之行進方向蛇行且突出部彼此接觸所致之分纖手段的損傷等。另一方面，於分纖寬度超過10mm時，雖然沒有分纖手段彼此接觸之掛慮，但是會有因細毛或單紗的交纏等而行進方向蛇行，難以得到一定寬度的分纖寬度之情況。又，形成成形品時，有力學特性的展現率降低之掛慮。
接著，對於具有複數的突出部之分纖手段，使用圖4～圖7進行說明。
圖4及圖5係將分纖手段中之複數的突出部210之位置在纖維束100之上游側與下游側錯開，或以在1次的分纖處理時，纖維束之長度方向中並排的分纖手段之突出部210係2個以上同時地戳入纖維束之方式配置的態樣。圖4係具有包含複數的突出部210(刀刃)之旋轉刀(分纖手段200)者，圖5係具有含複數的縱刀(突出部210)之分纖手段200者。藉由如此地交錯地配置突出部，即，在對應於纖維束的寬度方向之複數處的位置，且在長度方向中錯開地配置突出部，而可將彼等複數的突出部同時地插入至纖維束，其結果可抑制細毛發生，且製造一種部分分纖纖維束，其能夠作成分纖寬度比較均勻的短切纖維。還有，此時，插入至纖維束之複數的突出部只要在長度方向中錯開即可，不一定需要在1個分纖手段中配置彼等複數的突出部。
各突出部所造成的分纖處理區間長度A(mm)較佳為30mm以上1500mm以下，鄰接的上游側與下游側之突出部間的距離B(mm)較佳為20mm以上1500mm以下，各突出部所造成的未分纖處理區間長度C(mm)較佳為1mm以上150mm以下。鄰接的上游側之突出部所造成的分纖軌跡與下游側之突出部所造成的分纖軌跡之距離D較佳為0.01mm以上5mm以下。若為此範圍，則可減低分纖手段之負荷，可製造束寬度方向的分纖數為比較均勻的部分分纖纖維束。
如圖4或圖5所示，在纖維束100之上游側與下游側，錯開鄰接的突出部210之位置時，上游側之突出部的配置數與下游側之突出部的配置數之比(將突出部的配置數大者當作分子，將突出部的配置數小者當作分母)較佳為1以上2.5以下，更佳為1以上2以下，進一步較佳為1以上1.5以下。若上游側之突出部的配置數與下游側之突出部的配置數之比為此範圍，則可將分纖寬度均勻化，在形成成形品時，可減小力學特性之偏差。
還有，在纖維束之上游側與下游側，錯開鄰接的突出部之位置而配置時，配置於纖維束之上游側的突出部之纖維束長度正交方向的配置間隔與配置纖維束之下游側的突出部之纖維束長度正交方向的配置間隔相同之處，較佳為存在至少1個以上，再者，配置於上游側的突出部與配置於下游側的突出部，較佳為關於纖維束的寬度方向，交替地且以相同間隔存在。
圖6係顯示與纖維束的寬度方向呈平行地配置複數的突出部210，且在不同的時機插拔突出部210之態樣。鄰接的突出部彼等向纖維束的戳入時機之差較佳為0.2周期以上0.8周期以下，更佳為0.3周期以上0.7周期以下，進一步較佳為0.4周期以上0.6周期以下。藉由在此範圍內插拔，而可抑制細毛發生，且製造一種部分分纖纖維束，其能夠作成分纖寬度比較均勻的短切纖維。此處，所謂的1周期，就是從將突出部戳入纖維束起，到經過一定時間後，拔出突出部而再度戳入為止的時間。1個突出部所造成的分纖處理區間長度A(mm)較佳為30mm以上1500mm以下，1個突出部所造成的未分纖處理區間長度C(mm)較佳為1mm以上150mm以下。若為此範圍，則可減低分纖手段之負荷，可製造能夠作成分纖寬度比較均勻的短切纖維之部分分纖纖維束。
又，於圖4～圖6所示之情況中，較佳為藉由控制插拔分纖手段的突出部之時機，而使在纖維束之全寬中不發生未分纖之區間。可藉由如此地控制，而製造經分纖的纖維束各自之寬度為比較均勻的部分分纖纖維束。
圖7係顯示對於纖維束的寬度方向，依序地在傾斜的方向中配置複數的突出部210，且同時地插拔彼等突出部210之態樣。與圖4或5同樣地，在1次的分纖處理時，於纖維束之長度方向傾斜地並排的突出部210係2個以上同時地戳入纖維束。因此，與圖4、5之態樣同樣地，可抑制細毛發生，且製造一種部分分纖纖維束，其能夠作成分纖寬度比較均勻的短切纖維。
1個突出部所造成的分纖處理區間長度A(mm)較佳為30mm以上1500mm以下，鄰接的上游側與下游側之突出部間的長度方向之距離B(mm)較佳為5mm以上1500mm以下，1個突出部所造成的未分纖處理區間長度C(mm)較佳為1mm以上150mm以下。若為此範圍，則可減低分纖手段之負荷，可製造能夠作成分纖寬度比較均勻的短切纖維之部分分纖纖維束。
對於如以上所得之部分分纖纖維束，較佳為賦予上漿劑。接著，關於上漿劑賦予之時機，根據圖9～圖13進行說明。圖9顯示強化纖維束之製造步驟中的上漿劑賦予步驟之時機例。圖9中顯示於纖維束100經過分纖處理步驟300被加工成部分分纖纖維束180之步驟中，包含上漿劑塗布步驟401、乾燥步驟402、熱處理步驟403之上漿劑賦予步驟400係在分纖處理步驟300之前進行的模式A，及在分纖處理步驟300之後進行的模式B。模式A、模式B之任一時機皆可能。還有，於上漿劑賦予步驟中，不一定需要包含乾燥步驟與熱處理步驟。
圖10顯示於包含纖維束擴幅步驟301的強化纖維束之製造步驟中，上漿劑賦予步驟400之時機例。圖10中顯示於纖維束100依順序經過纖維束擴幅步驟301與分纖處理步驟300而被形成為部分分纖纖維束180之步驟中，上漿劑賦予步驟400係在纖維束擴幅步驟301之前進行的模式C，及在纖維束擴幅步驟301與分纖處理步驟300之間進行的模式D，及在分纖處理步驟300之後進行的模式E。模式C、模式D、模式E之任一時機皆可能，但從細毛不出現，即使為細寬度也能寬度精度良好地分纖，可控制每單位寬度的分纖數(A1 ～A100 )中所包含的最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 之觀點來看，最佳為模式D之時機。還有，於此圖所示的模式中，亦不一定需要乾燥步驟與熱處理步驟。
圖11顯示於強化纖維束之製造步驟中，上漿劑塗布步驟、乾燥步驟、熱處理步驟之另一時機例。於圖11所示之時機例中，分離上漿劑賦予步驟中的上漿劑塗布步驟401、乾燥步驟402、熱處理步驟403，各自在不同的時機進行。上漿劑塗布步驟401係在分纖處理步驟300之前進行，乾燥步驟402、熱處理步驟403係在分纖處理步驟300之後進行。
圖12顯示於包含纖維束擴幅步驟的強化纖維束之製造步驟中，包含上漿劑塗布步驟、乾燥步驟、熱處理步驟之上漿劑賦予步驟的時機例，於纖維束100依順序經過纖維束擴幅步驟301與分纖處理步驟300而被形成為部分分纖纖維束180之步驟中，上漿劑賦予步驟之上漿劑塗布步驟401係在纖維束擴幅步驟301之前進行，關於乾燥步驟402與熱處理步驟403，顯示在纖維束擴幅步驟301與分纖處理步驟300之間進行的模式F，及在分纖處理步驟300之後進行的模式G。
圖13顯示於包含纖維束擴幅步驟的強化纖維束之製造步驟中，包含上漿劑塗布步驟、乾燥步驟、熱處理步驟之上漿劑賦予步驟的另一時機例，於纖維束100依順序經過纖維束擴幅步驟301與分纖處理步驟300而被形成為部分分纖纖維束180之步驟中，上漿劑賦予步驟之上漿劑塗布步驟401係在纖維束擴幅步驟301與分纖處理步驟300之間進行，乾燥步驟402與熱處理步驟403係在分纖處理步驟300之後進行。
如此地，於本發明的部分分纖纖維束之製造方法中，上漿劑係可在各式各樣的時機賦予。 [實施例]
使用以下實施例，說明本發明之詳細。各種測定方法、計算方法及評價方法係如以下。
(1)分纖纖維數 如圖1所示，於纖維束的任意位置Pn (n=1～100)中，測定從纖維束的一端到另一端為止之全寬Wn (n=1～100)(mm)及纖維束寬度成為0.1mm以上的纖維束之數Nn (n=1～100)(個)。將其在部分分纖纖維束的長度方向中以50cm以上之間隔重複100點。將纖維束寬度成為0.1mm以上的纖維束之數Nn 除以纖維束之全寬Wn ，導出每單位寬度的分纖數Nn /Wn =An (個/mm)。將100點之中最大的每單位寬度之分纖數當作Amax (個/mm)，將最小的每單位寬度之分纖數當作Amin (個/mm)。
(2)上漿劑之附著量 採集5g左右附著有上漿劑之碳纖維束，投入耐熱製的容器內。接著，將該容器在80℃、真空條件下乾燥24小時，一邊注意不吸濕，一邊冷卻到室溫後，進行秤量，將碳纖維之質量當作m1(g)，接著連容器一起，在氮氣環境中進行500℃、15分鐘的灰化處理。一邊注意不吸濕，一邊冷卻到室溫，進行秤量，將碳纖維之質量當作m2(g)。經過以上之處理，藉由下式求出上漿劑向碳纖維之附著量。測定係對於10條的纖維束進行，算出其平均值。 上漿劑之附著量(質量%)=100×{(m1-m2)/m1} (3)分纖處理程序之安定性 將從開始分纖處理起到纖維捲附於分纖刀或輥而無法運轉之狀態為止的時間當作連續運轉時間，將連續運轉時間為1小時以上者判定為A，將30分鐘以上且小於1小時者判定為B，將小於30分鐘者判定為C。
(4)分纖數的均勻性評價 將每單位寬度的分纖數(A1 ～A100 )中所包含的最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 小於2者判定為A，將2以上3以下者判定為B，將超過3之情況判定為C。
(5)力學特性 藉由後述之方法將纖維強化樹脂成形材料予以成形，得到300×300mm的平板成形品。將平板長度方向當作0°，由所得之平板中從0°與90°方向分別切出100×25×2mm的試驗片16片(合計32片)，依據JIS K7074(1988年)，實施測定，求出彎曲強度的平均值、標準偏差、變動係數(=標準偏差/平均值×100)。將彎曲強度的平均值為350MPa以上者判定為A，將200MPa以上且小於350MPa者判定為B，將小於200MPa者判定為C。又，彎曲強度之變動係數小於10%者判定為A，將10%以上且小於15%者判定為B，將15%以上者判定為C。
[使用原料] ・原料纖維1：使用碳纖維束(ZOLTEK公司製「PX35」，單紗數50,000條，附「13」上漿劑)。 ・原料纖維2：使用碳纖維束(東麗製「T700SC-24K-50C」，單紗數24,000條)。 ・樹脂片1：使用包含聚醯胺6樹脂(東麗(股)公司製，「Amilan」(註冊商標)CM1001)的聚醯胺母料來製作片。 ・樹脂片2：使用包含90質量%的未改質聚丙烯樹脂(PRIME POLYMER(股)公司製「Prime Polypro」(註冊商標)J106MG)與10質量%的酸改質聚丙烯樹脂(三井化學(股)製「Admer」(註冊商標)QE800)的聚丙烯母料來製作片。 ・上漿劑1：使用水溶性聚醯胺(東麗(股)公司製「T-70」)。 ・上漿劑2：使用水溶性聚醯胺(東麗(股)公司製「A-90」)。
[擴幅纖維束之製造方法] 使用捲繞機，以一定速度10m/分鐘捲出原料纖維，通過以10Hz朝軸向振動的振動擴幅輥，施予擴幅處理後，通過寬度管制輥，藉此而得到經擴幅到任意的寬度之擴幅纖維束。
然後，將擴幅纖維束連續地浸漬於經純水稀釋的上漿劑中。接著，接著對於250℃的熱輥與250℃的乾燥爐(大氣環境下)，供給塗布有上漿劑的擴幅纖維束，進行乾燥而去除水分，施予1.5分鐘熱處理。
[纖維強化熱塑性樹脂成形材料之製造方法] 確認所得之部分分纖纖維束係以成為目標的分纖寬度之方式，在分纖處理區間將纖維束對於寬度方向分纖，且在至少1個分纖處理區間之至少1個端部，且具有蓄積單紗已交纏的纏結部而成的纏結蓄積部。
接著，藉由將所得之部分分纖纖維束連續地插入向旋轉切刀，將纖維束切斷、均勻分散地散布，而得到纖維配向為等向的不連續纖維不織布。
從不連續纖維不織布之上下夾入樹脂片，藉由加壓機使樹脂含浸至不織布中，而得到片狀的纖維強化熱塑性樹脂成形材料。
(實施例1) 使用上漿劑2以4%左右附著於原料纖維1之40mm寬的擴幅纖維束，如圖6所示，以在纖維束的寬度方向等間隔地50個縱刀配置成一列之分纖手段，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插縱刀而生成分纖處理部，0.2秒拔出縱刀，然後再度穿插。將鄰接的縱刀向纖維束的插入時機錯開0.5周期，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為17mm。將所得之部分分纖纖維束切割成13mm長，製作以樹脂片1為基質的纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表1。
(實施例2) 使用上漿劑1以4%左右附著於原料纖維2之20mm寬的擴幅纖維束，如圖5所示，以在纖維束寬度方向等間隔地50個縱刀交錯配置成為2列(上游25個，下游25個)之分纖手段，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插縱刀而生成分纖處理部，0.2秒拔出縱刀，然後再度穿插。將鄰接的縱刀之纖維束長度方向之間隔B設為15mm，將全部的刀刃向纖維束之插入時機設為相同，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為17mm。將所得之部分分纖纖維束切割成13mm長，製作以樹脂片2為基質的纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表1。
(實施例3) 使用上漿劑1以4%左右附著於原料纖維2之20mm寬的擴幅纖維束，如圖4所示，以在纖維束寬度方向等間隔地排列之25個突出部(刀刃)合計2列且交錯配置而設置的旋轉刀(分纖手段)，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插突出部而生成分纖處理部，0.2秒拔出突出部，然後再度穿插。將鄰接的突出部之纖維束長度方向之間隔B設為15mm，將全部的突出部(合計50個突出部)向纖維束之插入時機設為相同，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為4mm。將所得之部分分纖纖維束切割成13mm長，製作以樹脂片2為基質的纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表1。
(實施例4) 使用上漿劑2以3.5%左右附著於原料纖維2之20mm寬的擴幅纖維束，如圖7所示，以25個縱刀在纖維束寬度方向等間隔且長度方向間隔B成為5mm之方式斜地配置成一列之分纖手段，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插縱刀而生成分纖處理部，0.2秒拔出縱刀，然後再度穿插。將全部的刀刃向纖維束之插入時機設為相同，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為8mm。將所得之部分分纖纖維束切割成13mm長，製作以樹脂片2為基質的纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表1。
(實施例5) 使用上漿劑2以3.5%左右附著於原料纖維2之20mm寬的擴幅纖維束，如圖6所示，以在纖維束寬度方向等間隔地65個縱刀配置成1列之分纖手段，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插縱刀而生成分纖處理部，0.2秒拔出縱刀，然後再度穿插。將鄰接的刀刃向纖維束之插入時機錯開0.5周期，將突出部之高度h設為13mm。將所得部分分纖纖維束切割成13mm長，製作以樹脂片2為基質的纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表1。
(比較例1) 使用上漿劑1以3%左右附著於原料纖維1之40mm寬的擴幅纖維束，如圖5所示，以在纖維束寬度方向等間隔地48個縱刀交錯配置成2列(上游40個，下游8個)之分纖手段，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插縱刀而生成分纖處理部，0.2秒拔出縱刀，然後再度穿插。將鄰接的縱刀之纖維束長度方向之間隔B設為15mm，將全部的刀刃向纖維束之插入時機設為相同，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為12mm。將所得之部分分纖纖維束切割成13mm長，製作以樹脂片1為基質之纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表2。
(比較例2) 使用上漿劑2以4%左右附著於原料纖維1之40mm寬的擴幅纖維束，如圖8所示，以在纖維束寬度方向等間隔地50個突出部(刀刃)配置成1列之旋轉刀(分纖手段)，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插突出部而生成分纖處理部，0.2秒拔出分纖處理手段，然後再度穿插。將在纖維束寬度方向等間隔地設置之全部的刀刃(合計50個刀刃)向纖維束之插入時機設為相同，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為13mm，製作以樹脂片1為基質之纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表2。
(比較例3) 使用上漿劑1以4%左右附著於原料纖維2之20mm寬的擴幅纖維束，如圖5所示，以在纖維束寬度方向等間隔地44個縱刀交錯配置成2列(上游33個，下游11個)之分纖手段，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，重複進行以下動作：3秒穿插縱刀而生成分纖處理部，0.2秒拔出縱刀，然後再度穿插。將鄰接的縱刀之纖維束長度方向之間隔B設為15mm，將全部的刀刃向纖維束之插入時機設為相同，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為15mm。將所得之部分分纖纖維束切割成13mm長，製作以樹脂片2為基質之纖維強化熱塑性樹脂成形材料。結果如表2。
(比較例4) 使用上漿劑2以3.5%左右附著於原料纖維2之20mm寬的擴幅纖維束，如圖6所示，以在纖維束寬度方向等間隔地50個縱刀配置成1列之分纖手段，進行分纖處理。此時，分纖手段係對於以一定速度10m/分鐘行進的擴幅纖維束，經常插入全部的刀刃，將從纖維束表面突出的突出部之高度h設為21mm。結果如表2，由於將刀刃經常插入束，而細毛蓄積在刀刃上，不得不中斷處理，得不到物性評價所需要之量的部分分纖纖維束。
[表1]
對象 項目 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
材料 碳纖維 原料纖維1 原料纖維2 原料纖維2 原料纖維2 原料纖維2
上漿劑 上漿劑2 上漿劑1 上漿劑1 上漿劑2 上漿劑2
上漿劑附著量 % 4 4 4 3.5 3.5
樹脂 樹脂片1 樹脂片2 樹脂片2 樹脂片2 樹脂片2
束 形態 開纖寬度 mm 40 20 20 20 20
最大分纖寬度 mm 1.8 0.8 0.8 0.8 0.3
最小分纖寬度 mm 0.8 0.4 0.4 0.4 0.2
分纖數之最小值Amin 個/mm 0.6 1.3 1.3 1.3 3.3
分纖數之最大值Amax 個/mm 1.3 2.5 2.5 2.5 4.0
Amax/Amin 2.3 2.0 2.0 2.0 1.2
成為分纖數之最大值Amax的80%以上之測定處的個數 (100個中) 個 35 69 58 73 81
成為分纖數之最大值Amax的60%以下之測定處的個數 (100個中) 個 54 16 17 21 13
分纖 方法 長度方向的刀刃之排列 交錯配置 交錯配置
寬度方向的刀刃之排列 寬度 方向同一 斜地 同一直線 寬度 方向相同
寬度方向的上游刀刃之數 50 25 25 1 65
寬度方向的下游刀刃之數 25 25 1
上游刀刃之間隔 (纖維束寬度方向) mm 0.8 0.8
下游刀刃之間隔 (纖維束寬度方向) mm 0.8 0.8
下游與上游的刀刃之數的比率(1以上) 1.0 1.0 1
向纖維束的最大刀刃插入數 50 50 50 25 65
刀刃插入時機 在鄰接刀刃不同0.5 周期 同時 同時 同時 在鄰接刀刃不同0.5 周期
突起部高度 mm 17 17 4 8 13
圖 6 5 4 7 6
刀刃之動作 上下 上下 旋轉 上下 上下
結果 分纖處理程序之安定性 A A B A B
分纖數之均勻性 B B B B A
力學特性(彎曲強度的平均值) A A A A A
力學特性偏差(彎曲強度的變動係數) B A A A A
[表2]
對象 項目 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4
材料 碳纖維 原料纖維1 原料纖維1 原料纖維2 原料纖維2
上漿劑 上漿劑1 上漿劑2 上漿劑1 上漿劑2
上漿劑附著量 % 3 4 4 3.5
樹脂 樹脂片1 樹脂片1 樹脂片2
束 形態 開纖寬度 mm 40 40 20 20
最大分纖寬度 mm 5.0 40.0 1.8 0.4
最小分纖寬度 mm 0.8 0.4 0.5 0.4
分纖數之最小值Amin 個/mm 0.2 0.03 0.6 2.5
分纖數之最大值Amax 個/mm 1.2 2.5 2.2 2.6
Amax/Amin 6.0 100.0 4.0 1.0
成為分纖數之最大值Amax的 80%以上之測定處的個數 (100個中) 個 64.0 74 75 67
成為分纖數之最大值Amax的 60%以下之測定處的個數 (100個中) 個 23.0 13 22 17
分纖 方法 長度方向的刀刃之排列 交錯配置 長度方向相同 交錯配置
寬度方向的刀刃之排列 寬度方向相同 寬度方向相同
寬度方向的上游刀刃之數 40 50 33 50
寬度方向的下游刀刃之數 8 11
上游刀刃之間隔 (纖維束寬度方向) mm 1.0 0.6
下游刀刃之間隔 (纖維束寬度方向) mm 5.0 1.8
下游與上游的刀刃之數的比率(1以上) 5.0 3.0
向纖維束的最大刀刃插入數 48 50 44 50
刀刃插入時機 同時 同時 同時 常時
突起部高度 mm 12 13 15 21
圖 5 8 5 6
刀刃之動作 上下 旋轉 上下 上下
結果 分纖處理程序之安定性 A A A C
分纖數之均勻性 C C C A
力學特性(彎曲強度的平均值) A B A
力學特性偏差(彎曲強度的變動係數) C C C
[產業上利用之可能性]
本發明可適用於希望將包含複數的單紗之纖維束分纖成複數的細束之一切纖維束。特別地，若使用作為切斷成指定的長度而使用的CF-SMC(Carbon Fiber-Sheet Molding Compound，碳纖維片模塑複合物)或可沖壓片用之纖維束，則可得到便宜且機械特性與特性的偏差少之複合物。
100:纖維束 110:分纖處理部 130:未分纖處理部 140:細毛堆 150:分纖處理部 160:纏結部 200:分纖手段 210:突出部 211:接觸部
圖1係說明本發明之部分分纖纖維束中，測定分纖數之方法的概略圖。 圖2係顯示對於纖維束施予分纖處理而製造部分分纖纖維束的步驟之一例的圖，(A)為概略平面圖，(B)為概略正面圖。 圖3係顯示分纖手段的突出部形狀之例的說明圖。 圖4係將具有交錯配置的突出部之旋轉式的分纖手段戳入了纖維束之狀態的模型圖，(A)為概略平面圖，(B)為概略正面圖。 圖5係將由交錯配置的複數之縱刀所成的分纖手段戳入了纖維束之狀態的模型圖，(A)為概略平面圖，(B)為概略正面圖。 圖6係使用複數的縱刀在纖維束的寬度方向中被排成了一列之分纖手段，將前述複數的縱刀在不同的時機戳入了纖維束之狀態的模型圖，(A)為概略平面圖，(B)為概略正面圖。 圖7係將包含被斜地配置之複數的縱刀之分纖手段戳入了纖維束之狀態的模型圖，(A)為概略平面圖，(B)為概略正面圖。 圖8係使用複數的突出部在纖維束的寬度方向中被排成了一列之旋轉式的分纖手段，將前述複數的突出部同時地戳入了纖維束之狀態的模型圖，(A)為概略平面圖，(B)為概略正面圖。 圖9係顯示本發明之部分分纖纖維束之製造方法中之上漿劑賦予步驟的時機例之步驟圖。 圖10係顯示本發明之部分分纖纖維束之製造方法中之包含上漿劑塗布步驟與乾燥步驟之上漿劑賦予步驟的時機例之步驟圖。 圖11係顯示本發明之部分分纖纖維束之製造方法中之包含上漿劑塗布步驟與乾燥步驟之上漿劑賦予步驟的另一時機例之步驟圖。 圖12係顯示本發明之包含纖維束擴幅步驟的部分分纖纖維束之製造方法中之包含上漿劑塗布步驟與乾燥步驟之上漿劑賦予步驟的時機例之步驟圖。 圖13係顯示本發明之包含纖維束擴幅步驟的部分分纖纖維束之製造方法中之包含上漿劑塗布步驟與乾燥步驟之上漿劑賦予步驟的另一時機例之步驟圖。
100:纖維束
200:分纖手段
210:突出部

Claims (11)

  1. 一種部分分纖纖維束，其係包含分纖處理部與未分纖處理部之部分分纖纖維束，其特徵為：算出將該部分分纖纖維束之任意位置Pn (惟，n=1～100之整數，且n=100以外的任意位置Pn 與位置Pn+1 之間隔為50cm以上)中之寬度方向所包含的纖維束之數(分纖數：Nn [個])除以該部分分纖纖維束之全寬Wn [mm]而得之每單位寬度的分纖數An (個/mm)時，最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 為1.1以上3以下。
  2. 如請求項1之部分分纖纖維束，其中該最大值Amax 為4個/mm以下。
  3. 如請求項1或2之部分分纖纖維束，其中該最小值Amin 為0.1個/mm以上。
  4. 如請求項1至3中任一項之部分分纖纖維束，其中成為該最大值Amax 之80%以上的該位置Pn 係在100處中存在50處以上。
  5. 如請求項1至4中任一項之部分分纖纖維束，其中成為該最大值Amax 之60%以下的該位置Pn 係在100處中存在30處以下。
  6. 如請求項1至5中任一項之部分分纖纖維束，其中該纖維束包含碳纖維。
  7. 如請求項1至6中任一項之部分分纖纖維束，其中該纖維束所包含的以環氧樹脂為主成分的上漿劑或以聚醯胺樹脂為主成分的上漿劑之附著量係0.1質量%以上5質量%以下。
  8. 一種部分分纖纖維束之製造方法，其係藉由使以複數的單紗構成之纖維束沿著長度方向行進，同時將分纖手段斷續地插入該纖維束，而在該纖維束中形成分纖處理部與未分纖維處理部的部分分纖纖維束之製造方法，其特徵為：將該分纖手段在長度方向中錯開地插入至該纖維束的寬度方向之複數處，關於將該部分分纖纖維束之任意位置Pn (惟，n=1～100之整數，且n=100以外的任意位置Pn 與位置Pn+1 之間隔為50cm以上)中之寬度方向所包含的纖維束之數(分纖數：Nn [個])除以該部分分纖纖維束之全寬Wn [mm]而得之每單位寬度的分纖數An (個/mm)，要使最大值Amax (個/mm)與最小值Amin (個/mm)之比Amax /Amin 成為1.1以上3以下。
  9. 如請求項8之部分分纖纖維束之製造方法，其中將該分纖手段在長度方向中錯開地插入至該纖維束的寬度方向之複數處時，使用具有在對應於該寬度方向之複數處的位置，且在長度方向中被錯開地配置之複數的突出部之分纖手段，將彼等複數的突出部同時地插入纖維束。
  10. 如請求項8或9之部分分纖纖維束之製造方法，其中將構成該纖維束的單紗之條數當作F時，對於纖維束的寬度方向，在(F/10000-1)個以上且小於(F/50-1)個之範圍之處，將該分纖手段插入。
  11. 如請求項8至10中任一項之部分分纖纖維束之製造方法，其進一步包含上漿賦予步驟、乾燥步驟、熱處理步驟、纖維束擴幅步驟。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112938617A (zh) * 2020-12-31 2021-06-11 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 一种用于小丝束纤维的快速制备方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH557814A (de) 1971-07-23 1975-01-15 Givaudan & Cie Sa Verfahren zur herstellung von neuen geschmackstoffen.
US5101542A (en) * 1989-04-05 1992-04-07 Ube Industries, Ltd. Fiber separator for producing fiber reinforced metallic or resin body
JP3976895B2 (ja) 1998-07-10 2007-09-19 萩原工業株式会社 異形繊維
JP2002255448A (ja) 2001-03-05 2002-09-11 Mitsubishi Rayon Co Ltd 複数炭素繊維束巻取体、この複数炭素繊維束巻取体から各炭素繊維束を分割する装置及び方法
JP4192041B2 (ja) 2002-07-15 2008-12-03 三菱レイヨン株式会社 炭素繊維前駆体繊維束の製造方法及び製造装置
US20060073311A1 (en) * 2004-10-05 2006-04-06 The Boeing Company Apparatus and method for composite tape profile cutting
JP4943727B2 (ja) * 2006-03-30 2012-05-30 ジャパンマテックス株式会社 平繊繊維束の製造方法
JP5722732B2 (ja) 2011-08-31 2015-05-27 帝人株式会社 熱可塑性複合材料形成用等方性ランダムマットの製造方法
KR101965470B1 (ko) * 2012-03-09 2019-04-03 데이진 가부시키가이샤 탄소섬유 다발 및 그 제조 방법
JP5996320B2 (ja) 2012-08-01 2016-09-21 帝人株式会社 ランダムマットの製造方法
BR112014021249B1 (pt) 2012-08-01 2021-05-25 Teijin Limited tapete aleatório e produto conformado de material compósito reforçado por fibras
US9828702B2 (en) * 2013-04-19 2017-11-28 Fukui Prefectural Government Method and device for opening fiber bundle
US20180009959A1 (en) 2014-12-05 2018-01-11 Riken Technos Corporation Hard coat laminate film
WO2016104154A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 東レ株式会社 部分分繊繊維束の製造方法および製造装置、部分分繊繊維束
JP6077577B2 (ja) 2015-02-26 2017-02-08 帝人株式会社 補強繊維ストランド分繊糸の製造方法
EP3321054B1 (en) 2015-07-07 2020-08-19 Mitsubishi Chemical Corporation Method and apparatus for manufacturing fiber-reinforced resin molding material
WO2017111056A1 (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三菱ケミカル株式会社 繊維強化樹脂成形材料の製造方法、及び繊維強化樹脂成形材料の製造装置
ES2858748T3 (es) * 2016-06-20 2021-09-30 Toray Industries Método de producción de haz de fibras parcialmente separado
CN109312503B (zh) * 2016-06-21 2021-04-23 东丽株式会社 部分分纤纤维束及其制造方法
CN106283325A (zh) * 2016-10-28 2017-01-04 河南省机械院机械装备股份有限公司 连续长纤维束在线预热分散设备
JP6773222B2 (ja) 2018-04-04 2020-10-21 三菱ケミカル株式会社 繊維強化樹脂成形材料の製造方法及び繊維強化樹脂成形材料の製造装置
CN115461204A (zh) 2020-03-26 2022-12-09 三菱化学株式会社 Smc的制造方法

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