部分分纤纤维束、中间基材、成型品及其制造方法技术

本发明专利技术提供在部分分纤纤维束中存在捻接部的情况下，也能连续地长时间且稳定地对纤维束进行分纤的部分分纤纤维束的制造方法，以及使用其的中间基材、成型品的制造方法。为此，提供通过在使具有由纤维束彼此接合而成的捻接部的纤维束沿着长度方向行进时，分纤机构的突出部插入纤维束，从而对纤维束的一部分进行分纤的部分分纤纤维束的制造方法，基于对捻接部进行检测而得的捻接部的位置信息，改变分纤机构插入纤维束的时机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】部分分纤纤维束、中间基材、成型品及其制造方法
本专利技术涉及部分分纤纤维束的制造方法和由上述制造方法、制造装置所得的部分分纤纤维束。更详细而言，涉及能够对单丝数多的廉价大丝束连续分纤而不引起断丝的部分分纤纤维束的制造方法及制造装置，和由这些制造方法、制造装置所得的部分分纤纤维束、中间基材及成型品。
技术介绍
使用由不连续的增强纤维(例如，碳纤维)的束状集合体(以下，有时也称为纤维束。)和基质树脂形成的成型材料并利用加热、加压成型来制造所期望的形状的成型品的技术是已知的。这样的成型材料中，对于由单丝数多的纤维束形成的成型材料而言，虽然成型时的流动性优异，但存在成型品的力学特性变差的趋势。对此，为了同时获得成型时的流动性和成型品的力学特性，使用了已调节成任意单丝数的纤维束作为成型材料内的纤维束。作为调节纤维束的单丝数的方法，例如专利文献1、2中公开了使用将多个纤维束预先卷绕而成的多纤维束卷绕体来进行分纤处理的方法。然而，这些方法由于受到预先处理的纤维束的单丝数的限制，因而调节范围受限，难以调节成所期望的单丝数。另外，例如专利文献3～5中公开了使用圆盘状的旋转刀具将纤维束纵向分切(slit)成所期望的单丝数的方法。对于这些方法而言，虽然可通过改变旋转刀具的间距(pitch)来调节单丝数，但由于在长度方向全长范围内被纵向分切后的纤维束不具有集束性，因而将纵向分切后的丝线卷绕在绕线筒(bobbin)上、或从进行卷绕后的绕线筒将纤维束退绕这样的操作容易变得困难。另外，在输送纵向分切后的纤维束时，因纵向分切而产生的端部分叉状的纤维束有可能缠绕于引导辊、送出辊等，从而变得不易进行输送。另外，专利文献6中公开了下述方法：利用不仅具有与纤维方向平行的纵向刀具(其具有纵向分切功能)而且还具有与纤维方向垂直的横向刀具的分纤切割器(cutter)，在进行纵向分切的同时将纤维切割成规定长度。通过该方法，不需要先将纵向分切后的纤维束卷绕到绕线筒上来进行输送，可改善操作性。然而，分纤切割器由于具有纵向刀具和横向刀具，因此会产生以下弊端：若其中一个刀具先达到切割寿命，则不得不更换整套刀具。近年来，随着对工业用碳纤维需求的增加，从生产率的方面来看，长尺寸化成为必须。另一方面，相比于普通丝束，大丝束的长丝数通常更多，且为短尺寸。因此，将纤维束彼此连接以获得长尺寸产品。纤维束彼此的连接部称为捻接部。捻接部中，纤维束的末端部彼此通过加压流体而交织或通过机械式打结机而接合，且由约2倍的纤维束的长丝数构成。具有捻接部的纤维束对于因长尺寸化而操作性及生产率提高而言是有效的，但捻接部的纤维密度高，因此将旋转刀具等刀具插入捻接部进行分纤处理时，可能使纤维束断裂。因此，难以对具有捻接部的纤维束进行分纤处理。专利文献7中公开了通过将预先开纤的纤维束作为具有突起的旋转分纤机构，从而提供能够稳定且廉价地制造的开纤片材的制造方法及提供能够制造该开纤片材的制造装置的方法。但是纤维束内存在捻接部的情况下，由于具有突起的旋转机构连续旋转，由此突起部分使捻接部断裂，断裂的纤维束卷绕于分纤辊、送出辊，从而有可能无法输送。另外，专利文献8公开了下述制造方法，其中，将叶片状的分纤机构刺入纤维束，在形成裂缝的同时分纤，使叶片沿宽度方向回旋，从而形成用于促进树脂含浸的流路(宽分纤部)，从而提高后续的树脂含浸性，能够简化制造工序。但是，在纤维束内存在构成纤维束的多条丝束彼此的捻接部的情况下，由于叶片在纤维束内连续地持续分纤，叶片部分处捻接部断裂，有可能发生纤维束阻塞而无法输送。另外，该叶片的壁非常薄，因此，捻接部断裂、阻塞时，叶片有可能破损。另外，专利文献9公开了如下方法：通过使凹凸状的分纤夹具间歇性地旋转进行分纤，从而提供能够改善纤维束的品质以及能够长时间稳定运行的制造方法及制造装置。另外，专利文献10公开了如下方法：通过用旋转的分纤夹具对连续的纤维束间歇性地进行分纤，从而提供在分纤不足、对辊的卷绕、纤维束的歪斜以及曲折行进的同时，能够稳定的连续运行的制造方法以及制造装置。另外，专利文献11公开了如下方法：具备将旋转刀具的突出部插入纤维束的旋转分纤机构，进而具备检测纤维束有无捻合的拍摄机构，通过在纤维束的捻合即将接触突出部之前开始直至纤维束的捻合通过为止，以使得对于纤维束的推压力降低的方式控制分纤机构，从而提供能够稳定分纤的部分分纤纤维束的制造方法以及制造装置。另外，专利文献12公开了如下方法：具备用固定式凹槽辊进行分纤的分纤机构，通过用凹槽辊将大丝束与普通丝束一同进行分纤，与普通丝束单独生产时对比，大幅降低成本的制造方法及提供制造装置的方法。在新粗纱架开始时需要使捻接部或打结部通过，这种情况下，手动移动凹槽辊至平辊侧，捻接部或打结部从辊通过后，再次回到凹槽辊侧。另外，专利文献13中公开了如下方法：具备将旋转刀具的突出部插入纤维束的旋转分纤机构，还具备对纤维束的捻合的有无进行检测的拍摄机构，在部分分纤纤维束的分纤处理部分与未分纤处理部分中，避免捻合部的分纤处理而形成未分纤处理部分。但是，上述任意方法中均没有公开在存在捻接部的纤维束中，高效稳定地制造部分分纤纤维束的方法。另外，没有公开对部分分纤纤维束进行切割，对使用该切割出的纤维束的SheetMoldingCompound(片状模塑料；以下，简称为SMC)工序中的切割后的部分分纤纤维束的易分割性进行评价的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-255448号公报专利文献2：日本特开2004-100132号公报专利文献3：日本特开2013-49208号公报专利文献4：日本特开2014-30913号公报专利文献5：日本专利第5512908号专利文献6：国际公开第2012/105080号专利文献7：日本特开2011-241494号公报专利文献8：欧洲专利第2687356号专利文献9：国际公开第2016/136812号专利文献10：国际公开第2017/006989号专利文献11：国际公开第2016/104154号专利文献12：美国专利第6385828号专利文献13：国际公开第2017/221657号
技术实现思路
专利技术要解决的课题部分分纤纤维束的连续生产中，纤维束中存在捻接部时，在分纤工序中捻接部与分纤机构接触时，可能导致绒毛碎片堆积、纤维束断裂，这种情况下，无法进行连续生产。另外，分纤后的部分分纤纤维束由于为形成有裂缝的状态，因此没有被完全分割。因此，没有对与切割出的部分分纤纤维束的分散状态相关的易分割性(其为在后续工序的SheetMoldingCompound(SMC)工序中的重要品质项目)进行评价的方法。因此，本专利技术的目的在于，提供即使在部分分纤纤维束内存在捻接部的情况下，也能够对纤维束连续地长时间、稳定地进行分纤的部分分纤纤维束的制造方法，和使用该方法而得的中间基材、成型品的制造方法。另外，提供对于切割出的部分分纤纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.部分分纤纤维束的制造方法，其中，在使具有捻接部的纤维束沿着长度方向行进的同时，分纤机构的突出部在分纤处理部中对纤维束反复地进行插入与拔出，从而对纤维束的长度方向的一部分进行分纤，所述部分分纤纤维束的制造方法中，/n基于对捻接部进行检测而得的捻接部的位置信息，在捻接部的近前将所述分纤机构的突出部从所述纤维束中拔出，在所述捻接部从分纤处理部通过时，满足条件A或条件B，/n条件A：分纤机构的突出部的插入停止；/n条件B：分纤机构的突出部的移动速度被设定为与纤维束的行进速度实质上相同的速度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180201 JP 2018-0161161.部分分纤纤维束的制造方法，其中，在使具有捻接部的纤维束沿着长度方向行进的同时，分纤机构的突出部在分纤处理部中对纤维束反复地进行插入与拔出，从而对纤维束的长度方向的一部分进行分纤，所述部分分纤纤维束的制造方法中，
基于对捻接部进行检测而得的捻接部的位置信息，在捻接部的近前将所述分纤机构的突出部从所述纤维束中拔出，在所述捻接部从分纤处理部通过时，满足条件A或条件B，
条件A：分纤机构的突出部的插入停止；
条件B：分纤机构的突出部的移动速度被设定为与纤维束的行进速度实质上相同的速度。


2.根据权利要求1所述的部分分纤纤维束的制造方法，其中，在所述捻接部从所述分纤处理部通过时，使分纤机构以与纤维束的移动速度实质上相同的速度移动，从而改变分纤机构的突出部插入纤维束的时机。


3.根据权利要求1或2所述的部分分纤纤维束的制造方法，其中，所述分纤机构具备与所述纤维束的长度方向正交的旋转轴，在所述旋转轴表面的一部分上设置有多个所述突出部。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的部分分纤纤维束的制造方法，其中，在将所述分纤机构的突出部从所述纤维束中拔出并使所述捻接部通过后、再次将分纤机构的突出部插入纤维束的期间，所述分纤机构以与纤维束的行进速度实质上相同的速度移动，从而改变所述分纤机构再次插入纤维束的时机。


5.根据权利要求1所述的部分分纤纤维束的制造方法，其中，在所述捻接部从所述分纤处理部通过时，暂时停止分纤机构对纤维束的插入，从而改变分纤机构的突出部插入纤维束的时机。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的部分分纤纤维束的制造方法，其中，相对于已插入所述纤维束的所述分纤机构在所述纤维束的长度方向上游设置对捻接部进行检测的拍摄机构，基于纤维束的宽度的变化率，进行捻接部的检测。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的部分分纤纤维束的制造方法，其中，纤维束为增强纤维。


8.根据权利要求7所述的部分分纤纤维束的制造方法，其中，增强纤维为碳纤维。


9.中间基材的制造方法，其中，以部分分纤纤维束与刀具之间的方向θ为0°＜θ≤90°的条件在长度方向上对由权利要求1～8中任一项所述的部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑田哲也，近藤孝志，下山明，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP