本發(fā)明涉及使碳纖維等加強(qiáng)纖維材料以及熱塑性樹(shù)脂等合成纖維材料混纖而成的混纖絲及其制造方法。

背景技術(shù)：

纖維加強(qiáng)復(fù)合材料由纖維材料和基體材料組合而成，是輕型、剛性高、且能夠?qū)崿F(xiàn)各種各樣的功能設(shè)計(jì)的材料，被用于航空宇宙領(lǐng)域、輸送領(lǐng)域、土木建筑領(lǐng)域、運(yùn)動(dòng)器具領(lǐng)域等廣泛的領(lǐng)域中。目前，將碳纖維或玻璃纖維這樣的加強(qiáng)纖維材料與熱硬化性樹(shù)脂材料或熱塑性樹(shù)脂材料等合成樹(shù)脂材料組合而成的纖維強(qiáng)化塑料(FRP；Fiber Reinforced Plastic)成為主流。由于FRP具有提高了再利用性、短時(shí)間成型性、以及成型品的抗沖擊特性等的優(yōu)點(diǎn)，因此，認(rèn)為今后會(huì)增加基于將碳纖維用作加強(qiáng)纖維、且將熱塑性樹(shù)脂材料用作基體樹(shù)脂的碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP；Carbon Fiber Reinforced Plastic)的成型品開(kāi)發(fā)。

關(guān)于將加強(qiáng)纖維材料與合成樹(shù)脂材料組合而成的纖維加強(qiáng)復(fù)合片材，例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載有如下內(nèi)容：向?qū)⑻祭w維在一方向上拉齊的纖維體重疊在脫模膜上層疊了樹(shù)脂的樹(shù)脂片并進(jìn)行加熱，由此使樹(shù)脂浸入到纖維體而制造預(yù)浸料。除了這種使成為基體樹(shù)脂的合成樹(shù)脂材料重疊于加強(qiáng)纖維材料而制造纖維加強(qiáng)復(fù)合材料的方法以外，還提出有如下方法：使將成為基體樹(shù)脂的合成樹(shù)脂材料纖維化的合成纖維材料與加強(qiáng)纖維材料混纖來(lái)制造混纖絲，使用得到的混纖絲而制造纖維加強(qiáng)復(fù)合材料(參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2009-91377號(hào)公報(bào)

非專(zhuān)利文獻(xiàn)

非專(zhuān)利文獻(xiàn)1：長(zhǎng)谷部裕之外2名，“使用混纖絲的熱塑性碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的試制與物性評(píng)價(jià)”，一般社團(tuán)法人日本纖維機(jī)械學(xué)會(huì)北陸支部研究發(fā)表會(huì)講演要點(diǎn)集，p.11-p.12，一般社團(tuán)法人日本纖維機(jī)械學(xué)會(huì)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，向纖維體重疊樹(shù)脂片而使樹(shù)脂浸入到纖維體，因此，在纖維之間容易產(chǎn)生樹(shù)脂難以浸透的空隙(void)。另外，還需要樹(shù)脂片的制造工序等，工序增多而不得不使制造設(shè)備大型化以及設(shè)備的成本負(fù)擔(dān)增大。另外，在使用合成纖維材料與加強(qiáng)纖維材料混纖而成的混纖絲的方法中，使用預(yù)先在加強(qiáng)纖維材料之間配置了合成纖維材料的混纖絲，因此，與專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的方法相比，樹(shù)脂容易浸透到加強(qiáng)纖維材料之間，從而抑制產(chǎn)生空隙。

在這種使用混纖絲的方法中，需要使用盡可能使合成纖維材料與加強(qiáng)纖維材料均勻混纖而成的材料。作為以往的混纖絲，舉出通過(guò)覆蓋而在芯絲上卷繞鞘絲的例子，但在這種混纖絲中，加強(qiáng)纖維材料和合成纖維材料被分為二層，因此，難以成為均勻地混纖的狀態(tài)。

另外，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，在以恒定的速度將碳纖維與由聚苯硫醚(PPS)構(gòu)成的合成纖維送出的同時(shí)使它們重疊，利用空氣噴嘴向重疊的部分吹出空氣使兩者交絡(luò)，由此進(jìn)行混纖。然而，在吹出空氣的空氣交絡(luò)中，難以使兩者充分地混纖，并且，碳纖維在空氣交絡(luò)時(shí)會(huì)被切斷而起毛，從而存在難以制造品質(zhì)良好的混纖絲這一課題。

對(duì)此，本發(fā)明的目的在于，提供一種使合成纖維材料分散于加強(qiáng)纖維材料之間而混纖的具有良好的品質(zhì)的混纖絲及其制造方法。

用于解決課題的手段

本發(fā)明所涉及的混纖絲通過(guò)使在規(guī)定的方向上拉齊的加強(qiáng)纖維材料與在同該加強(qiáng)纖維材料相同的方向上拉齊的合成纖維材料混纖而成，其中，所述合成纖維材料與所述加強(qiáng)纖維材料粘結(jié)而一體化，并且，所述合成纖維材料以如下方式分散，即，將混纖絲的截面分割后的區(qū)分區(qū)域中的與所述合成纖維材料的截面積的比率相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為25以下。

本發(fā)明所涉及的混纖絲的制造方法包括：重疊工序，在該重疊工序中，使合成纖維材料在如下?tīng)顟B(tài)下重疊于被開(kāi)纖且在規(guī)定的方向上拉齊的片狀的加強(qiáng)纖維材料，即，該狀態(tài)是合成纖維材料在與該加強(qiáng)纖維材料相同的方向上拉齊、并且與該加強(qiáng)纖維材料的密度配合地分散的狀態(tài)；以及一體化工序，在該一體化工序中，使重疊后的所述加強(qiáng)纖維材料以及所述合成纖維材料粘結(jié)而一體化。此外，在所述重疊工序中，對(duì)重疊后的所述加強(qiáng)纖維材料以及所述合成纖維材料進(jìn)行開(kāi)纖處理。此外，還包括絲形成工序，在該絲形成工序中，將通過(guò)粘結(jié)而一體化的所述加強(qiáng)纖維材料以及所述合成纖維材料形成為其他形態(tài)的絲。

發(fā)明效果

本發(fā)明通過(guò)具有上述結(jié)構(gòu)，能夠獲得使合成纖維材料分散于加強(qiáng)纖維材料之間而混纖的具有良好的品質(zhì)的混纖絲。在使用本發(fā)明的混纖絲獲得成型品的情況下，即便在比較溫和的成型條件下，也能夠獲得不存在空隙的高品質(zhì)的成型品。

附圖說(shuō)明

圖1是關(guān)于制造本發(fā)明所涉及的混纖絲的工序的說(shuō)明圖。

圖2是關(guān)于重疊工序和一體化工序的說(shuō)明圖。

圖3是混纖絲的示意性的剖視圖。

圖4是關(guān)于與實(shí)施例1相關(guān)的混纖絲的截面的攝影圖像。

圖5是關(guān)于與實(shí)施例2相關(guān)的混纖絲的截面的攝影圖像。

具體實(shí)施方式

以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，以下說(shuō)明的實(shí)施方式是實(shí)施本發(fā)明時(shí)優(yōu)選的具體例，因此，盡管在技術(shù)上進(jìn)行了各種限定，但在以下的說(shuō)明中，只要未明確說(shuō)明為限定本發(fā)明的技術(shù)思想，則本發(fā)明就不局限于這些方式。

圖1是關(guān)于制造本發(fā)明所涉及的混纖絲的工序的說(shuō)明圖。首先，進(jìn)行將成為混纖絲的原料的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料形成為片狀的片材形成工序。在加強(qiáng)纖維材料的情況下，對(duì)纖維束進(jìn)行開(kāi)纖而形成為薄層的片狀。作為加強(qiáng)纖維材料的開(kāi)纖方法，舉出使纖維束與開(kāi)纖輥、振動(dòng)輥等接觸而進(jìn)行開(kāi)纖的方法、使纖維束以與流體的流動(dòng)交叉的方式行進(jìn)并使纖維束撓曲而進(jìn)行開(kāi)纖的方法、以及組合了上述方法的開(kāi)纖方法這樣的公知方法。特別是在使用流體使纖維束撓曲的同時(shí)進(jìn)行開(kāi)纖的方法(例如參照專(zhuān)利第3064019號(hào)公報(bào))中，不會(huì)對(duì)加強(qiáng)纖維造成損害而能夠均勻地進(jìn)行開(kāi)纖，因此，作為加強(qiáng)纖維材料的開(kāi)纖方法是優(yōu)選的。另外，通過(guò)將多根纖維束沿寬度方向排列配置并同時(shí)進(jìn)行開(kāi)纖處理，能夠容易地形成為寬幅的片狀。

在合成纖維材料的情況下，通過(guò)整經(jīng)機(jī)的整經(jīng)處理以及與加強(qiáng)纖維材料同樣的開(kāi)纖處理，能夠?qū)⒗w維束的狀態(tài)下的合成纖維材料形成為薄層的片狀。另外，在從成為原料的合成樹(shù)脂材料進(jìn)行紡絲來(lái)制造纖維材料時(shí)，通過(guò)在將纖維材料排列成片狀的狀態(tài)下進(jìn)行紡絲，能夠獲得薄層且片狀的合成纖維材料。

作為加強(qiáng)纖維材料，例如舉出碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、芳綸纖維、PBO(聚對(duì)苯撐苯并二噁唑)纖維、金屬纖維等用于FRP的高強(qiáng)度、高彈性率的無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維等。另外，也可以組合多個(gè)將這些纖維集束而成的纖維束。需要說(shuō)明的是，并不特別限定纖度。

作為合成纖維材料，使用成為母材(基體)樹(shù)脂的合成纖維材料，例如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺(尼龍6、尼龍66、尼龍12等)、聚縮醛、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、LPC(液晶聚酯)、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮等。另外，也可以將這些熱塑性樹(shù)脂混合兩種以上而形成聚合物合金，作為母材(基體)樹(shù)脂來(lái)使用。

另外，為了在后述的一體化工序中提高合成纖維材料與加強(qiáng)纖維材料的粘結(jié)性，也能夠使用表面部分的熔點(diǎn)比中心部分的熔點(diǎn)低的復(fù)合纖維材料。例如，舉出使用高熔點(diǎn)的合成樹(shù)脂材料作為芯部分并使用低熔點(diǎn)的合成樹(shù)脂材料作為鞘部分的芯鞘構(gòu)造的復(fù)合纖維材料。通過(guò)使用這樣的復(fù)合纖維材料，若以比芯部分的熔點(diǎn)低且比鞘部分的熔點(diǎn)高的溫度進(jìn)行加熱，則能夠在維持纖維的形態(tài)的狀態(tài)下，使鞘部分與加強(qiáng)纖維材料可靠地粘結(jié)而實(shí)現(xiàn)一體化。

合成纖維材料的使用量與加強(qiáng)纖維材料的使用量配合地設(shè)定即可，能夠基于使用混纖絲的纖維加強(qiáng)復(fù)合材料的纖維體積含有率(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“Vf值”)來(lái)設(shè)定。而且，合成纖維材料的纖度優(yōu)選具備相對(duì)于張力的抗老化性，該張力是在使合成纖維材料容易進(jìn)入加強(qiáng)纖維之間而作為混纖絲進(jìn)行處理時(shí)被賦予的張力。

接下來(lái)，進(jìn)行使片狀的合成纖維材料重疊于片狀的加強(qiáng)纖維材料的重疊工序。圖2是關(guān)于重疊工序和一體化工序的說(shuō)明圖。片狀的加強(qiáng)纖維材料T以及片狀的合成纖維材料S在沿規(guī)定的方向拉齊的狀態(tài)下一并被搬運(yùn)而通過(guò)壓接輥R之間，由此，設(shè)定為使片狀的合成纖維材料壓接于片狀的加強(qiáng)纖維材料的單面而重疊的狀態(tài)。

合成纖維材料S以與片狀的加強(qiáng)纖維材料T的密度配合地分散的方式調(diào)整配置。例如，在加強(qiáng)纖維材料T為薄層且密度低的情況下，與該密度配合地，隔開(kāi)規(guī)定的間隔地配置多根合成纖維材料S并使其重疊于加強(qiáng)纖維材料T。另外，在加強(qiáng)纖維材料T的密度低的情況下或者Vf值設(shè)定得高的情況下，也可以使加強(qiáng)纖維材料T重疊于合成纖維材料S的兩面。

另外，為了使合成纖維材料S進(jìn)入加強(qiáng)纖維材料T之間，也能夠根據(jù)需要在重疊的狀態(tài)下進(jìn)行開(kāi)纖處理。在圖2中，在壓接輥R的搬運(yùn)方向下游側(cè)配置有開(kāi)纖機(jī)構(gòu)K，在開(kāi)纖機(jī)構(gòu)K中，一邊搬運(yùn)重疊狀態(tài)下的加強(qiáng)纖維材料T以及合成纖維材料S一邊使氣流交叉而撓曲，由此進(jìn)行開(kāi)纖。作為開(kāi)纖機(jī)構(gòu)K，也可以采用組合了振動(dòng)輥等的機(jī)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，在進(jìn)行開(kāi)纖處理時(shí)，向加強(qiáng)纖維材料T以及合成纖維材料S施加的張力發(fā)生變動(dòng)，但在與加強(qiáng)纖維材料T相比合成纖維材料S進(jìn)行伸縮的情況下，通過(guò)預(yù)先在氣流流動(dòng)的下游側(cè)配置合成纖維材料S，從而在開(kāi)纖處理中，合成纖維材料S的纖維通過(guò)伸縮而容易進(jìn)入到加強(qiáng)纖維之間。

如以上說(shuō)明那樣，能夠與開(kāi)纖后的加強(qiáng)纖維材料的密度配合地使合成纖維材料分散地重疊于加強(qiáng)纖維材料，因此，能夠在更加均勻的狀態(tài)下進(jìn)行混纖。另外，還能夠與后述的絲形成工序的處理配合地預(yù)先使合成纖維材料分散，并使合成纖維材料重疊于加強(qiáng)纖維材料，以使得最終制造出的混纖絲的混纖狀態(tài)變得均勻。

接下來(lái)，進(jìn)行使重疊狀態(tài)下的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料一體化的一體化工序。在圖2所示的例子中，一邊搬運(yùn)重疊狀態(tài)下的加強(qiáng)纖維材料T以及合成纖維材料S一邊使它們通過(guò)加熱輥H之間，由此使合成纖維材料S暫時(shí)粘結(jié)而一體化。在使合成纖維材料S暫時(shí)粘結(jié)的情況下，利用加熱輥H進(jìn)行壓接，由此，合成纖維材料S局部發(fā)生熔融而相對(duì)于加強(qiáng)纖維材料T熱熔合，但合成纖維材料S在維持了纖維形態(tài)的狀態(tài)下被粘結(jié)。例如，在作為合成纖維材料S而使用了上述的復(fù)合纖維材料的情況下，若將加熱輥H的溫度設(shè)定為比芯部分的熔點(diǎn)低且比鞘部分的熔點(diǎn)高的溫度，則鞘部分與加強(qiáng)纖維材料T熱熔合，能夠在維持了纖維的形態(tài)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)一體化。

而且，通過(guò)使合成纖維材料暫時(shí)粘結(jié)于加強(qiáng)纖維材料而一體化，開(kāi)纖后的加強(qiáng)纖維材料不會(huì)散開(kāi)，作為混纖絲而容易操作。另外，由于加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料在維持了纖維形態(tài)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)一體化，因此，能夠在使用混纖絲進(jìn)行織造的情況下具備足夠的拉伸強(qiáng)度和懸垂性。需要說(shuō)明的是，在將合成纖維材料暫時(shí)粘結(jié)于加強(qiáng)纖維材料的情況下，根據(jù)需要使合成纖維材料整面或局部地粘結(jié)即可，例如，能夠?qū)⒄辰Y(jié)位置設(shè)定為點(diǎn)狀、線狀或帶狀，與混纖絲的用途配合地適當(dāng)進(jìn)行設(shè)定即可。

接下來(lái)，進(jìn)行將混纖絲形成為多種不同形態(tài)的絲的絲形成工序。通過(guò)一體化工序得到的材料也能夠作為混纖絲直接使用，但在制造不同用途的混纖絲的情況下，通過(guò)對(duì)在一體化工序中得到的材料進(jìn)行捻搓、折疊、重疊、分切這樣的絲形成處理，從而能夠制造各種方式的混纖絲。圖3是混纖絲的示意性的剖視圖。圖3(a)示出利用公知的捻搓裝置對(duì)一體化了的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料進(jìn)行捻搓而得到的混纖絲的剖視圖。一體化了的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料形成為片狀，并通過(guò)捻搓而進(jìn)行了沿寬度方向卷繞的處理，因此，成為合成纖維材料分散至混纖絲的中心部的狀態(tài)，能夠獲得更加均勻的混纖絲。圖3(b)示出將一體化了的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料以沿絲長(zhǎng)方向作出折痕的方式折疊多次而得到的混纖絲的剖視圖。在該情況下，加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料成為交替被層疊的狀態(tài)，合成纖維材料分散至中心部，能夠得到更加均勻的混纖絲。作為折疊的方法，還可以卷繞地進(jìn)行折疊、以Z字形進(jìn)行折疊，只要是將加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料以交替地層疊的方式進(jìn)行折疊即可。圖3(c)示出使一體化了的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料重疊多片而得到的混纖絲的剖視圖。在該情況下，加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料也成為交替被層疊的狀態(tài)，合成纖維材料分散至中心部，能夠得到更加均勻的混纖絲。圖3(d)是對(duì)一體化了的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料沿絲長(zhǎng)方向進(jìn)行分切而得到的混纖絲的剖視圖。預(yù)先將一體化了的加強(qiáng)纖維材料以及合成纖維材料形成為寬幅的片狀，并以較細(xì)的寬度進(jìn)行分切并分別將它們集束，由此能夠同時(shí)制造多根相同品質(zhì)的混纖絲，能夠大幅提高生產(chǎn)性。

如以上說(shuō)明那樣，與開(kāi)纖后的片狀的加強(qiáng)纖維材料的密度配合地使合成纖維材料分散并重疊而實(shí)現(xiàn)一體化，由此能夠制造更加均勻地進(jìn)行了混纖的混纖絲。關(guān)于所得到的混纖絲的混纖狀態(tài)的均勻性，能夠通過(guò)在與混纖絲的絲長(zhǎng)方向正交的方向的截面中定量地分析合成纖維材料的分散狀態(tài)來(lái)確認(rèn)。例如，將截面分割為多個(gè)區(qū)分區(qū)域，并計(jì)算各區(qū)分區(qū)域中的合成纖維材料的截面積的比率，觀察與計(jì)算出的各區(qū)域的比率相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，由此能夠定量地分析分散狀態(tài)。在該情況下，標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，則合成纖維材料越均勻地分散，表示能夠得到更加均勻地進(jìn)行了混纖的混纖絲。另外，在使用混纖絲通過(guò)熱壓等進(jìn)行成型的情況下，為了使合成纖維材料熔融并浸透于加強(qiáng)纖維材料之間而填充為不存在空隙的狀態(tài)，需要將標(biāo)準(zhǔn)偏差σ設(shè)定為25以下。

作為使用本發(fā)明的混纖絲通過(guò)熱壓進(jìn)行成型的情況下的條件，能夠設(shè)加熱溫度為260℃～320℃，壓力為0.1MPa～3.0MPa，處理時(shí)間為3分～20分。另一方面，在使樹(shù)脂片重疊于拉齊的碳纖維并進(jìn)行熱壓這樣的現(xiàn)有方法中，壓力需要10MPa以上，處理時(shí)間需要30分以上。通過(guò)使用本發(fā)明的混纖絲，能夠以更低的壓力和更短的處理時(shí)間獲得不存在空隙的成型品。即，能夠利用簡(jiǎn)易的熱壓裝置而有效地制造高品質(zhì)的成型品。

實(shí)施例

[實(shí)施例1]

使用以下的材料制造出混纖絲。

<使用材料>

(加強(qiáng)纖維材料)

碳纖維(三菱人造絲株式會(huì)社制；50R15L)

纖維直徑7μm 纖維根數(shù)15000根

(合成纖維材料)

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制復(fù)合纖維(凱碧世聯(lián)株式會(huì)社制；BELLCOUPLE(PET芯鞘型熔合絲，芯鞘重量比1∶1))

纖度8dtex 纖維根數(shù)1000根

碳纖維以及復(fù)合纖維的使用量設(shè)定為，Vf值為49.0％。

<制造工序>

通過(guò)專(zhuān)利第3064019號(hào)公報(bào)所記載的基于氣流的開(kāi)纖方法而以寬度100mm對(duì)碳纖維進(jìn)行了開(kāi)纖處理。得到的片狀的碳纖維的密度為150根/mm。使用公知的整經(jīng)機(jī)以寬度100mm對(duì)復(fù)合纖維進(jìn)行了整經(jīng)處理。得到的片狀的復(fù)合纖維的密度為10根/mm。接下來(lái)，在一邊搬運(yùn)形成為片狀的碳纖維以及復(fù)合纖維一邊使它們重疊之后，進(jìn)行與碳纖維的開(kāi)纖方法同樣的開(kāi)纖處理，形成寬度為100mm的重疊片材。然后，使形成的重疊片材通過(guò)加熱輥(170℃)之間，由此使復(fù)合纖維暫時(shí)粘結(jié)于碳纖維而實(shí)現(xiàn)一體化。將得到的暫時(shí)粘結(jié)片材沿著絲長(zhǎng)方向的折痕折疊四次，由此制造出層疊了16層的混纖絲。

<混纖絲的均勻性評(píng)價(jià)>

將制造出的混纖絲沿與絲長(zhǎng)方向正交的方向切斷并利用掃描電子顯微鏡(株式會(huì)社日立高新技術(shù)制S-3500N)而拍攝了截面。圖4是關(guān)于混纖絲的截面的攝影圖像。為了評(píng)價(jià)混纖絲的均勻性，對(duì)混纖絲的截面的攝影圖像進(jìn)行處理而評(píng)價(jià)出復(fù)合纖維的面積的分散狀態(tài)。在攝影圖像的處理中使用了在售的圖像處理軟件(奧林巴斯株式會(huì)社制Stream Essential)。首先，通過(guò)描繪與混合絲的截面外接的矩形而劃分出要分析的區(qū)域，將劃分出的矩形區(qū)域設(shè)定為縱橫三等分的九個(gè)區(qū)分區(qū)域。圖4中以白色的直線示出區(qū)分區(qū)域。

針對(duì)各區(qū)分區(qū)域以臨摹混纖絲的外形的方式描繪外形線，計(jì)算由描繪出的外形線與區(qū)分區(qū)域的邊界線圍成的混纖絲的面積S1。接下來(lái)，描繪僅包圍復(fù)合纖維的包圍線，計(jì)算所包圍的復(fù)合纖維的面積S2。在圖4中，以白色的曲線示出外形線以及包圍線。然后，通過(guò)下式計(jì)算混纖比率M。

M(％)＝S2/S1×100

然后，關(guān)于針對(duì)九個(gè)區(qū)分區(qū)域分別計(jì)算出的混纖比率M，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。關(guān)于實(shí)施例1的混纖絲，標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為9.3。

[實(shí)施例2]

使用與實(shí)施例1同樣的材料，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了片材形成工序至一體化工序。利用公知的捻搓裝置對(duì)得到的暫時(shí)粘結(jié)片材進(jìn)行100次/m的捻搓而制造出混纖絲。針對(duì)制造出的混纖絲，與實(shí)施例1同樣地拍攝了截面。圖5是關(guān)于混纖絲的截面的攝影圖像。為了進(jìn)行均勻性評(píng)價(jià)，與實(shí)施例1同樣地對(duì)截面圖像進(jìn)行圖像處理并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為11.5。

[實(shí)施例3]

使用與實(shí)施例1同樣的材料，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了片材形成工序至一體化工序。將得到的暫時(shí)粘結(jié)片材沿寬度方向卷繞成旋渦狀而制造出混纖絲。針對(duì)制造出的混纖絲，與實(shí)施例1同樣地拍攝了截面。然后，為了進(jìn)行均勻性評(píng)價(jià)，與實(shí)施例1同樣地對(duì)截面圖像進(jìn)行圖像處理并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為15.2。

[實(shí)施例4]

使用與實(shí)施例1同樣的材料，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了片材形成工序至一體化工序。利用公知的切割機(jī)以寬度2mm且沿絲長(zhǎng)方向?qū)Φ玫降臅簳r(shí)粘結(jié)片材進(jìn)行切割而制造出混纖絲。針對(duì)制造出的混纖絲，與實(shí)施例1同樣地拍攝了截面。然后，為了進(jìn)行均勻性評(píng)價(jià)，與實(shí)施例1同樣地對(duì)截面圖像進(jìn)行圖像處理并計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為19.2。

[比較例1]

<使用材料>

(加強(qiáng)纖維材料)

使用了與實(shí)施例1同樣的碳纖維。

(合成纖維材料)

聚酯纖維(凱碧世聯(lián)株式會(huì)社制；BELLCOUPLE)280T/16f 30根

碳纖維以及聚酯纖維的使用量設(shè)定為，Vf值為47.5％。

<制造工序>

將聚酯纖維分為每捆15根的兩個(gè)纖維束，以碳纖維為中心，通過(guò)覆蓋裝置并利用兩個(gè)纖維束進(jìn)行雙層覆蓋處理而制造出混纖絲。纖維束的卷繞數(shù)設(shè)定為200次/m。

為了進(jìn)行均勻性評(píng)價(jià)，針對(duì)制造出的混纖絲，與實(shí)施例1同樣地拍攝截面圖像并進(jìn)行圖像處理，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為30.6。

[實(shí)施例5]

接下來(lái)，使用在實(shí)施例1中得到的混纖絲，評(píng)價(jià)出基于熱壓的復(fù)合纖維的浸透性。在熱壓裝置(株式會(huì)社井元制作所制IMC-180C型)上設(shè)置混纖絲，并將加熱溫度設(shè)定為300℃以及加壓力設(shè)定為0.14MPa，進(jìn)行5分鐘熱壓處理?；炖w絲成型為寬度約4.5mm以及厚度約0.4mm的板狀體。將成型后的板狀體沿厚度方向切斷，利用電子顯微鏡觀察了截面，發(fā)現(xiàn)在露出于截面的碳纖維之間填充有樹(shù)脂，并且未觀察到空隙。

[實(shí)施例6]

與實(shí)施例5同樣地，對(duì)在實(shí)施例2中得到的混纖絲進(jìn)行了熱壓處理，使其成型為板狀體。將成型后的板狀體沿厚度方向切斷，利用電子顯微鏡觀察了截面，發(fā)現(xiàn)在露出于截面的碳纖維之間填充有樹(shù)脂，并且未觀察到空隙。

[比較例2]

與實(shí)施例5同樣地，對(duì)在比較例1中得到的混纖絲進(jìn)行了熱壓處理，使其成型為板狀體。將成型后的板狀體沿厚度方向切斷，利用電子顯微鏡觀察了截面，發(fā)現(xiàn)在露出于截面的碳纖維之間觀察到未浸透樹(shù)脂的空隙。

[實(shí)施例7]

除了加熱處理溫度設(shè)定為280℃、加壓力設(shè)定為1.29MPa以外，與實(shí)施例5同樣地進(jìn)行了熱壓處理而成型為板狀體。將成型后的板狀體沿厚度方向切斷，利用電子顯微鏡觀察了截面，發(fā)現(xiàn)在露出于截面的碳纖維之間填充有樹(shù)脂，并且未觀察到空隙。

[比較例3]

拉齊碳纖維(三菱人造絲株式會(huì)社制；50R15L)并使其與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜(藤森工業(yè)株式會(huì)社制；75-NT2-AS)重疊，在與實(shí)施例7同樣的條件下進(jìn)行了熱壓處理而成型為板狀體。將成型后的板狀體沿厚度方向切斷，利用電子顯微鏡觀察了截面，發(fā)現(xiàn)在露出于截面的碳纖維之間觀察到未浸透樹(shù)脂的空隙。

通過(guò)觀察以上的實(shí)施例以及比較例可知，通過(guò)將表示混纖絲的合成纖維材料的分散狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為25以下，能夠得到不存在空隙的成型品。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

H...加熱輥，K...開(kāi)纖機(jī)構(gòu)，R...壓接輥，S...合成纖維材料，T...加強(qiáng)纖維材料。