本发明专利技术的目的在于提供能够相对于增加了集束根数的纤维束使纤维均匀地分散而形成开纤宽度宽而厚度均匀且薄的开纤线板的开纤方法。在设定成纤维束的纤维能够沿宽度方向移动的可动区域M内排列由开纤区域Ai及扩张区域Bi成对构成的区域组Si，在所述开纤区域Ai中，通过使流体通过纤维束中从而使纤维在弯曲的同时沿宽度方向移动而开纤至开纤宽度Wi(i＝1，…，n)，所述扩张区域Bi与所述开纤区域Ai对应地设定在输送方向上游侧，随着该开纤区域Ai的纤维的宽度方向的移动，所述扩张区域Bi中的纤维束的宽度以末端扩大的方式扩张，因此，通过在开纤区域Ai产生的纤维束的纤维的分散引起的宽度方向的移动现象影响上游侧的扩张区域Bi而进行纤维的预开纤，由此，能够使纤维在开纤区域Ai中均匀地分散而使开纤宽度扩大至规定宽度并使厚度均匀化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将由多个纤维构成的纤维束沿纤维长度方向输送，通过使流体通过纤维束中从而使纤维在弯曲的同时沿宽度方向移动而进行开纤的纤维束的开纤方法、开纤纤维束得到的开纤线板以及使树脂材料附着或含浸于开纤线板得到的纤维加强板的制造方法。
技术介绍
将碳纤维、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维等强化纤维与环氧树脂等基质树脂组合而成的纤维强化复合材料的开发正在推进，而这样的强化纤维通过在多个方向上层叠使用梳顺成一个方向的薄的开纤线板能够得到具有可靠性的高强度的复合材料成形品。此外， 从再生性、短时间成型性、成形品的耐冲击特性的提高等的优点考虑，可以认为在今后作为基质树脂使用聚酰胺6树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂等热可塑性树脂的复合材料成形品会增加。近年来，碳纤维复合材料作为飞机、机动车用材料十分引人注目。虽存在各种碳纤维，但主要有拉伸弹性率约Mton/mm2、单线直径约7μπι的类型，用于产业用途、运动用途而被称为通用碳纤维的碳纤维；拉伸弹性率约30tOn/mm2、单线直径约5μπι的类型，用于飞机用途而被称为高强度中弹性碳纤维等。碳纤维被集束多根而作为碳纤维束在市面上销售，但其集束根数也有多种。从价格、制品的质量(纤维的笔直性、纤维的梳顺状态等)的优越性、容易处理的方面考虑，在通用碳纤维束中主要使用集束根数为12000根、15000根(纤度为约800 1100g/1000m)的碳纤维束，另外，在高强度中弹性碳纤维束中主要使用集束根数为12000根、24000根(纤度为约400 1000g/1000m)的碳纤维束。在通用碳纤维束中，存在为了实现低价格化而增多碳纤维的集束根数的类型， 在市面上销售集束根数为24000根(纤度为约1600g/1000m) ,48000根(纤度为约 3200g/1000m)或其以上集束根数的通用碳纤维束。所述的纤维束的纤度大，因此被称为粗纤度碳纤维束。然而，集束根数增多了的碳纤维束存在随着集束根数增多而纤维的曲折、纤维的扭结等增多的缺点。为了进行薄板的开发以及改善如热可塑性树脂等高粘度树脂的含浸性，需要进行使纤维束扩宽、变薄的称为开纤的工序。尤其是，在集束根数多的纤维束中，开纤工序变得重要。作为开纤技术，例如在专利文献1中记载了如下的多纤丝开纤板的制造方法，即，在将多纤丝从供线部向卷取部输送的同时使气流相对于多纤丝多次沿交叉方向通过，从而使多纤丝向下风方向弯曲成弓形，由此将构成多纤丝的纤丝沿宽度方向分解而开纤。此外，在专利文献2中记载了如下结构，即，在具备卷绕有集合纤维的放出辊、使流体相对于从该放出辊放出的集合纤维向与集合纤维的移动方向正交的方向流动而开纤的开纤部、卷取由开纤部开纤后的开纤板的卷取辊的开纤装置中，开纤部沿着移动方向配设有多级。此外，在专利文献3中记载了如下的开纤装置，即，从多个供线体分别引出而供给纤维束，使被供给的纤维束在多个流体通流部中在气流内行走，利用气流的作用使纤维束弯曲并同时沿宽度方向开纤。先行技术文献专利文献专利文献1 日本专利第3064019号公报专利文献2 日本专利第3907660号公报专利文献3 日本特表2007-518890号公报在上述的专利文献中记载了通过使流体通过被输送的纤维束中，从而将纤维束扩展成规定宽度的开纤技术。在这样的开纤技术中，必须在使构成纤维束的纤维均勻地分散的同时尽可能地扩大开纤宽度，尽可能地使开纤后的纤维束的厚度形成得均勻且薄。此外，增加了纤维的集束根数的纤维束即粗纤度纤维束与集束根数少的纤维束即细纤度纤维束相比材料成本低，因此使用粗纤度纤维束进行开纤能够降低生产成本。进而， 由于使用粗纤度纤维束进行开纤能够通过一次开纤工序得到更加宽幅的开纤线板，因此能够进一步提高生产效率。在专利文献1中，为了扩大纤维束的开纤宽度，对纤维束实施了多次(实施例中为两次)开纤作用，但需要在多个部位(实施例中为两个部位)设置前馈器、反馈器、弯曲测定传感器等调整纤维的弯曲量的设备，因此无法避免装置的大型化且设备成本负担也增加。此外，难以将设备沿宽度方向排列，难以高质量地得到将多根纤维束同时开纤而成的板状的开纤线板。在专利文献2及3中，多级连续地设置开纤部，从而每当纤维束通过各开纤部时， 纤维束连续地扩大开纤宽度。如果这样使开纤部连续而将开纤宽度扩大，则构成纤维束的纤维不会均勻地分散，开纤后的纤维的密度中产生粗密度，还可能产生间隙。本专利技术人以专利文献2及3的实施例为参考进行了实验，其结果是，在使用集束根数为12000根、15000根的通用碳纤维束或集束根数为12000根、24000根的高强度中弹性碳纤维束的情况下，虽然碳纤维大致均勻地分散至1根碳纤维束的开纤宽度为20 25mm 左右(单位面积重量为约40g/m2左右)而能够连续形成均勻厚度的开纤线板，但如果连续进行开纤宽度达到25mm以上(单位面积重量为约30g/m2以下)的宽幅的开纤，则在开纤线板上形成产生破裂的部分。此外，在使用集束根数为24000根的粗纤度碳纤维束的情况下，虽然碳纤维大致均勻地分散至1根碳纤维束的开纤宽度为30 35mm左右(单位面积重量为约50g/m2左右)而能够连续形成均勻的厚度的开纤线板，但如果连续地进行开纤宽度达到约40mm以上 (单位面积重量为约40g/m2以下)的宽幅的开纤，则在开纤线板上形成产生破裂、纤维扭结导致的集束、局部的扭曲等部分。此外，在使用集束根数为48000根、60000根的粗纤度碳纤维束的情况下，确认了在进行了 1根碳纤维束的开纤宽度为约40mm以上的开纤时，产生纤维扭结导致的集束、局部的扭曲等，难以进行连续的开纤。在探究在开纤工序中产生这样的纤维的不均勻分散的原因时，得出了以下结论。 在专利文献2及3的方法中，由于使空气流作用于弯曲状态的纤维束的部分连续，因此，如果为了进行更宽幅的开纤而增加开纤部分的连续数或增大空气流速，则各纤维容易沿宽度方向移动，并且连续受到要沿宽度方向扩张的力。纤维束不一定呈笔直的状态排列而会存在少许的缠绕，此外，使各纤维集束的胶剂的附着存在不均。因此，如果要通过专利文献2 及3的方法使纤维束更宽幅且薄地连续开纤，则会在各纤维上形成要使其沿宽度方向扩大的力必要以上地作用得大的部分，其结果是，在纤维集合的状态下沿宽度方向移动，或纤维的缠绕变大而纤维的分散性变差，甚至从胶剂的附着量少的部位沿宽度方向移动，形成在纤维束的开纤状态下容易产生间隙或开纤宽度的不稳定状态的部分。即，可知在构成纤维束的各纤维均勻地分散的状态下连续开纤变得困难。 并且，在增加了集束根数的纤维束(粗纤度纤维束)中，更容易产生胶剂的附着不均及纤维彼此的扭结。因此，如果利用专利文献2及3的方法使粗纤度纤维束开纤，则更容易产生开纤线板中的间隙、开纤宽度的不稳定状态。 因此，在现有的开纤技术中，更宽幅的开纤(在集束根数为12000根、15000根的通用碳纤维束及集束根数为12000根、24000根的高强度中弹性碳纤维束的的情况下，1根碳纤维束的开纤宽度达到25mm以上的开纤)及对粗纤度纤维束的纤维分散性良好的宽幅的开纤(在集束根数为M000根以上的粗纤度碳纤维束的情况下，1根碳纤维束的开纤宽度达到40mm以上的开纤)是困难的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供能本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：川边和正，
申请(专利权)人：福井县，
类型：发明
国别省市：
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