[发明专利]复丝开纤片的制造方法和制造装置以及开纤片

说明书

本发明涉及将若干长丝接合成的复丝(包括纤维束)延展而制造开纤片的新技术。具体地说，是涉及一种划时代的开纤片制造方法及其制造装置以及开纤片。用本发明的装置和方法，将构成复丝的长丝延展成平行且不降低质量的状态，能从通常形态的复丝高效率地批量生产优质开纤片，这种开纤片具有作为例如长纤维增强复合材料的增强材料所要求的树脂含浸性和长丝排列整齐性。

近年来，开发出并已市售很多种的纤维增强复合材料，这些材料是在合成树脂等的基体中混入或挟入作为增强材料的碳纤维、玻璃纤维或芳香族聚酰胺纤维(aromtic poiyamidefilament：例如KEVLAR49)等而形成的。

这些纤维增强复合材料，通过对基体和增强材料的选择，可得到强度、耐热性、耐蚀性、电气特性及轻量性等所需要的优良性能。因此，被广泛应用于航空宇宙、陆上运输、船舶、建筑、土木、工业用品、体育用品等领域，具有很大的社会需求。增强纤维的使用形态有各种，例如，把若干根长丝配列成所需宽度；将长线切成预定尺寸；做成为织物、编物、组合物、无纺布等的布状物；将这些增强纤维与基体直接复合化；或者使规则地配列着长丝的片或织物等含浸合成树脂，制造出称为预浸成型料的半成品，将该预浸成型料根据需要重叠适当片数，用蒸压器等装置最后完成所需的产品。

在上述纤维增强复合材料之中，近年来最注目的是碳纤维、芳香族聚酰胺纤维、陶瓷纤维等高功能纤维基材的增强纤维材料的利用。这些高功能纤维基材，通常是以对齐并用上胶剂接合的形态提供的，把这些复丝作为增强纤维材料使用时，需要加大各长丝与基体的接触面积，使接合强度强化。为此，最好将这些复丝延展成薄片状。换言之，使构成作为增强材料料的复丝的各长丝一根一根的表面与基体密接，而且各长丝与基体强力地粘接是极为重要的。接合成该构造时，复合材料能发挥最大的功能。

但是，当作为增强纤维的材料是复丝时，很难使基体均匀地浸透到构成该复丝的各长丝之间。为解决这一问题所采取的措施是：将复丝开纤成薄的、具有一定宽度的片状，使基体浸透到复丝内部的微小间隙内。

已往是在从供丝体上松开复丝、将其卷绕到卷绕管上的过程中实施复丝的开纤，公知的有以下方法。

①.静电开纤法：对移动着的复丝施加一定的张力，同时作用静电，使得在构成复丝的长丝之间产生反斥力而开纤。

②.压力开纤法：将复丝通过旋转着的压辊之间，将复丝压成扁平而开纤。

③.喷射开纤法：将水流或空气流冲向复丝，利用其喷射力开纤。

④.超声波开纤法：对复丝施加超声波振动，使构成复丝的长丝之间的接合(例如用上胶剂的接合)绽开而开纤。

可是，将复丝开纤成片状作为增强纤维材料使用时，产品的理想条件是，不断线的连续的长丝一根一根伸展为笔直状互不缠绕，而且相互平行保持一定密度，整齐地排列成一定宽度。

上述已往的开纤方法，都是对复丝作用电气反斥力、负荷压力、流体冲击力、超声波振动力等强力的物理外力而开纤。因此，若要提高开纤效率，例如在使用空气流的情况下，必须提高其流速，向复丝的纤维束喷射强力的空气流。

但是，为了提高开纤效率而增强对复丝施加的外力(例如静电反斥力、辊压力、喷射力、超声波振动力等)时，不能得到所需的宽度、薄度，反而强的外力造成长丝切断、起毛等。不可避免地损伤纤维，尤其是碳纤维类、陶瓷纤维类等容易折断的纤维，更容易损伤而成为不能使用的状态。

另外，上述已往的开纤方法，是用外力硬行地使复丝开纤，所以，开纤后的长丝之间会复杂地相互缠绕，难以得到所需的宽度和长丝之间的平行性，而且静电等的方法不能适用于导电性纤维(例如碳纤维、金属纤维)。

再者，在复丝的开纤加工时，为了提高开纤效率，普通采用无捻复丝，这时，即使整个纤维束是无捻状态，但在丝束内长丝之间也有局部缠绕的部分，所以，用上述已往方法不能使该缠绕部分开纤。关于这一点作以下解释。