JP2006219780A - 炭素繊維の分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、連続した炭素繊維からなる炭素繊維ストランドを、よりフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドに確実に、連続的に分割する製造方法を提供する。 【解決手段】
炭素繊維ストランドを、複数本のよりフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドに分割する炭素繊維ストランドの分割方法であって、連続した炭素繊維ストランドに張力をかけながら連続走行させ、走行途中に配した拡幅治具で該炭素繊維ストランドを拡幅すると同時に、または、拡幅した後、拡幅状態の炭素繊維繊維ストランドを、該炭素繊維ストランドの走行方向と平行に回転する切断刃により一部の炭素繊維フィラメントを切断することを特徴とする炭素繊維ストランドの分割方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車部材、スポーツ用具等に好適に用いられる短繊維強化プラスチックの強化繊維を製造する方法に関する。

強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化プラスチックは、比強度、比弾性率が高く、力学特性に優れること、耐候性、耐薬品性などの高機能特性を有することなどから産業用途においても注目され、その需要は年々高まりつつある。

強化繊維のなかでも、炭素繊維は、比強度、比弾性率が最も高く、部材を大幅に軽量化できることから、自動車部材や、人が利用するスポーツ用具に実用化が進んでいる。炭素繊維は、通常、繊維一本の太さが数ミクロン〜数十ミクロンの炭素繊維フィラメントが数万本から数十万本集合してなるストランド形態で使用される。（炭素繊維ストランドを構成する炭素繊維フィラメントの本数を、以降、フィラメント数と記載し、単位を付さずに表すこととする：業界では１０００をＫと表し例えば３０００を３Ｋと称す）
近年では、炭素繊維自体の製造コストを下げる目的、部材の製造コストダウンを目的として、フィラメント数が１万（１０Ｋ）以上で構成される炭素繊維ストランドが実用化されている。フィラメント数が１万以上の炭素繊維ストランドは、フィラメント本数が多い結果として外観的に太くなることから、太物ストランドと呼ばれる。（以降、簡略化のため、これに倣って、太物ストランドと記載する）
太物ストランドはコストが下がる一方で、これを強化繊維として用いた複合材料は、機械物性が低下する傾向にある。たとえば、非特許文献１には、炭素繊維ストランドのフィラメント数が増えるほど、シートモールドコンパウンド（ＳＭＣ）成形で得られた複合材料の強度と弾性率が低下することが示されている。

また、太物ストランドを細く分割して使用する検討がなされている。特許文献１では、スプリットトウという表現でフィラメント数が４８０００（４８Ｋ）の炭素繊維ストランドを、頂部（ｃｒｏｗｎ）のある拡幅棒（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｂａｒ）と溝（ｇｒｏｏｖｅ）付きの分割棒（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂａｒ）を通過させることで、フィラメント数が数千単位の細い炭素繊維ストランドに分割する装置が開示されている。

通常、炭素繊維ストランド中の炭素繊維フィラメント同士の位置関係は一定ではない。すなわち、炭素繊維ストランド中の炭素繊維フィラメントの一本を長手方向にトレースしていくと、炭素繊維ストランドの外側の見える部分にきたり、炭素繊維ストランドの内部の外からは見えない箇所に入り込んだり、また左右に振れたり、螺旋状になっていたりする。このため、特許文献１のように、太物ストランドを溝付きの棒／ロールを通過させて分割するという方法では、連続処理する炭素繊維のストランド長が長いと、次第に炭素繊維ストランドが回転し、撚りが溜まって、炭素繊維ストランドを巻き取ることができなくなったり、撚りによって炭素繊維ストランドが切断されたりして分割できなくなる。溜まった撚りを取り除くためには、装置を停機させなければならず、連続生産が出来ないという問題があった。
米国特許第６３８５８２８号明細書 Ｎ． Ｔｓｕｃｈｉｙａｍａ， "Ｔｈｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ ＳＭＣ"， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｏｕｒｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ （ＩＣＣＭ−ＩＶ）， １９８２， ｐ．４９７−５０３

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、連続した炭素繊維ストランドを、よりフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドに連続的に分割する方法を提供する。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、
（１）炭素繊維ストランドを、複数本のよりフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドに分割する炭素繊維ストランドの分割方法であって、連続した炭素繊維ストランドに張力をかけながら連続走行させ、走行途中に配した拡幅治具で該炭素繊維ストランドを拡幅すると同時に、または、拡幅した後、拡幅状態の炭素繊維繊維ストランドを、該炭素繊維ストランドの走行方向と平行に回転する切断刃により一部の炭素繊維フィラメントを切断することを特徴とする炭素繊維ストランドの分割方法。
（２）分割前の炭素繊維ストランドのフィラメント数が、１００００（１０Ｋ）〜４０００００（４００Ｋ）である（１）記載の炭素繊維ストランドの分割方法。
（３）前記拡幅治具上でのストランドの幅（Ｗ２）と、拡幅前の走行中のストランドの幅（Ｗ１）の比（Ｗ２／Ｗ１）が、２〜１０の範囲内である（１）ないし（２）のいずれかに記載の炭素繊維ストランドの分割方法。
（４）前記拡幅治具が、炭素繊維の走行方向に回転する円筒体である（１）〜（３）のいずれかに記載の炭素繊維ストランドの分割方法。
（５）走行中の炭素繊維ストランドに液体を切断工程直前に付与する（１）〜（４）のいずれかに記載の炭素繊維ストランドの分割方法。

本発明によれば、フィラメント数の多い炭素繊維ストランドからフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドを効率よく連続生産することが可能となり、コストダウンが可能となる。これにより、フィラメント数の多い炭素繊維ストランドを原料として使いながらも、フィラメント数の少ない炭素繊維ストランドを用いた場合に近いコンポジットの強度や剛性を得ることが可能となり、部材の軽量化が可能となる。

さらに、フィラメント数の多い炭素繊維ストランドをフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドに分割する効果として、梱包の形態が変化できたり、短繊維に切断しやすくしたり、製品の厚みを薄くしたりすること等、様々な工業的価値が期待できる。

また、分割したフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドを連続的に切断し、短繊維とすることで、ＳＭＣなどの不連続繊維基材にも適した強化繊維を連続的に生産することも可能となることから、ＳＭＣ製の自動車部材、スポーツ用具部材などを軽量、低コストで生産可能となる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図１（側面図）と図２（平面図）を用いて説明する。

まず、本発明は、連続した炭素繊維ストランドを、複数本のよりフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドに分割する方法である。連続した炭素繊維とは、通常ボビンに巻かれたパッケージで取り扱われており、プリプレグやＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）等の成形基材の製造に使用される、長さが数百ｍから数千ｍの炭素繊維のことである。炭素繊維ストランドとは、１０００本以上の炭素繊維フィラメントの集合体ことであり、生産効率を向上させるために、最近では数十万本の炭素繊維フィラメントからなる炭素繊維ストランドが実用化されている。

炭素繊維は、９０％以上が炭素からなり、弾性率は１５０〜８００ＧＰａ、強度３〜７ＧＰａのものが知られている。本発明が炭素繊維に限定するのは、炭素繊維は、ガラス繊維等に比べ繊維径が数μｍ（６〜９μｍ）と小さく、このため、成形中に繊維が丸まってしまい（所謂腰がない様態となり）、文献１にあるように、繊維の本数によって、強度低下が顕著となるからである。すなわち、この炭素繊維特有の取扱い上の問題に取り組んだものだからである。

汎用の炭素繊維ストランドのフィラメント数は、通常、１００００（１０Ｋ）以上であり、太物ストランドと呼ばれる。フィラメント数が多すぎると後述する拡幅と切断が困難になるので、上限は、４０００００（４００Ｋ）程度である。また、１００００（１０Ｋ）以下は、機械物性にもそこそこ優れるので、分割する必要性は低い。本発明で最も好ましいストランドのフィラメント数は、２４０００〜６００００（２４Ｋ〜６０Ｋ）である。また、分割する数は、多く（よりフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドへと）分割すればするほど、部材中の繊維の分布が均一になり、機械物性（強度、弾性率）が向上すると同時に薄い肉厚の部材の製造が可能となり、好ましい。但し、多く分割するには、後述する切断刃の数が増えてコストアップにつながるので、１０００〜４０００（１〜４Ｋ）本の範囲が好ましい。すなわち、太物ストランドのフィラメント数が１２０００（１２Ｋ）本の場合は、３〜１２本の炭素繊維ストランドに分割することが適当である。

本発明では、まず、連続した炭素繊維ストランドに張力をかけながら連続走行させることが必要である。張力をかけることでストランドの弛みを無くし、後述する切断刃での繊維の切断か可能となる（図１の矢印の方向が走行方向を示す）。連続走行とは、張力により連続した炭素繊維ストランドを一定方向に移動させることで、連続生産のために必要な動作である。連続走行させるためには、炭素繊維ストランドの一端に駆動力のあるワインダーや、回転ロールに炭素繊維ストランドを巻き付けたり、摩擦を有するチャックなどで炭素繊維ストランドを引っ張り駆動力を作用させて移動させる必要がある。同時に、分割前の炭素繊維ストランドは、ボビン（２）に巻き付けるなどして、糸が繰り出せるようにクリールスタンド等にセットしておく必要がある。好ましくは、ボビン（２）に巻いた炭素繊維ストランドをクリールスタンドに取り付け、ストランド端を切断刃（３）以後に設置したワインダーで巻き取って走行させる。

次に、走行途中に配した拡幅治具（４）で分割前の炭素繊維ストランド（１）を拡幅する。拡幅することで、ストランドの厚みが減り、分割が容易となる。また、分割後の炭素繊維ストランド幅の精度も向上する。ストランド幅とは、文字通り、炭素繊維ストランドの長手方向に垂直な面内での最大長さを指し、ノギスなどで測定が可能である。

尚、本発明では、炭素繊維ストランドを炭素繊維のストランド長手方向に切断することから、炭素繊維ストランドに張力をかけた状態で拡幅する必要があり、拡幅治具（４）は、円筒ローラーのように、炭素繊維ストランドの長手方向に対して凸面（５）を有していて、その凸面で炭素繊維ストランドと接触していることが好ましい。具体的には、断面が円状や楕円形状をした丸棒や回転ロール、カマボコ形状の棒状体などあるが、炭素繊維ストランドに作用する張力で大きく変形したり、壊れない強度が必要である。凸面に張力の作用する炭素繊維ストランドが接触すると炭素繊維ストランドの厚み方向に力が作用して、炭素繊維ストランドは水平方向に広がる。また、炭素繊維ストランドは、張力で拡幅治具上に固定されることから弛まず、後述する切断刃（３）での切断が可能となる。

拡幅治具の凸面の曲率半径（Ｒ）は、３０ｍｍ以上であることが好ましく、さらに好ましい範囲は、５０〜５００ｍｍの範囲内である。本範囲内であると、炭素繊維ストランドが拡幅治具と接触している距離（区間）、時間を十分長くできて、切断刃を複数設置しても切断することが可能となるからである。

最も好ましい拡幅治具は、回転可能な円筒ローラーである。ローラーの凸面に張力の作用するストランドが接触するとストランドの厚み方向に力が作用して、炭素繊維ストランドは水平方向に広がる（潰れる）と同時に、回転が可能であるため、炭素繊維ストランドを複数回巻き付けて張力の調整（炭素繊維ストランドが解けるのを抑制する）が可能であり、かつ、後述する切断刃と最接近する箇所が逐次変化するので、ローラーの局所摩耗がなく、長時間の連続運転が可能となるからである。また、糸切れも抑制できる。

拡幅治具（４）の好ましい材質は、スチール、アルミニウムなどの金属製あるいはテフロン（登録商標）製などで、治具の表面は、摩擦による劣化を抑制するために、ニッケルやフッ素コーティングを施したり、ラバーやプラスチックフィルムなどの保護カバーを装着させてあっても差し支えない。さらに、拡幅治具は、切断刃と接触する可能性もあるので、取り替えが容易な保護カバーを施すことも好ましい一態様である。

尚、炭素繊維ストランドを拡幅する方法としては、拡幅治具を振動させながら炭素繊維ストランドの幅を大きくする技術（例えば、特開平１−２８００４０）や、拡幅治具の前に、水力や空気力を利用した、ウオタージェット法やエアーで炭素繊維ストランドの幅を広げる技術（例えば、特開平１−３２１９４４）を適用することが可能である。但し、水力や空気力では、張力を緩めて繊維の幅を広げるため、炭素繊維ストランド中のフィラメントの一部が破断して、毛羽が発生したり、切断したフィラメントがローラーに巻き付くので、連続運転のためには、破断したフィラメントを空気を吹き付けるなどして除去する対策をすることが好ましい。

拡幅した炭素繊維ストランドの幅は、炭素繊維ストランド中のフィラメント数に依存するが、フィラメント数１０００（１Ｋ）当たり、０．５〜３ｍｍが適切である。拡幅が不十分で本範囲を満足させることができない場合には、分割工程を多段にすることが可能である。具体的には、４分割したい場合、まず最初に２分割して、続いて、前記２分割された炭素繊維ストランドをそれぞれ２分割する（この場合、分割用の拡幅治具と切断刃は３組必要となる）。バランスの取れた拡幅の目安としては、拡幅治具上での炭素繊維ストランドの幅（Ｗ２）と、拡幅前（ボビンから出た状態）の炭素繊維ストランドの幅（Ｗ１）の比（Ｗ２／Ｗ１）は、２〜１０の範囲内が好ましい。本範囲以下では、切断の精度が不十分となる可能性があり、本範囲以上では、拡幅しすぎて炭素繊維ストランド中の炭素繊維フィラメントの一部が破断して、ローラー等に巻き付いて、連続運転の妨げとなる可能性があるためである。また、好ましい炭素繊維ストランドの厚みは、０．０５〜１ｍｍの範囲である。本範囲より薄く拡幅すると、炭素繊維フィラメントの一部が破断して毛羽が発生し、本範囲を越えると切断刃への負担が大きくなり、刃こぼれなどが発生して、連続運転の妨げとなる可能性があるからである。

次に、炭素繊維ストランドは、拡幅した状態で、炭素繊維ストランドの走行方向と平行に回転する切断刃（３）により、炭素繊維ストランド中の一部の炭素繊維を切断して、撚りが溜まらないよう、連続的に、より細い炭素繊維ストランドに分割される。

拡幅した状態とすることで、所定の本数に精度良く分割でき、かつ、厚みが薄くなっているので、切断刃による切断が容易となる。切断刃は、ロータリーカッター等のことであり、回転していることから、動的な力で、張力のかかった炭素繊維ストランド中の炭素繊維フィラメントの一部を確実に切断する事が可能である。かつ、回転の方向が、炭素繊維ストランドの走行方向と平行であることから、炭素繊維ストランドに張力が付与された状態で炭素繊維ストランド中の炭素繊維フィラメントの一部が切断されるので、切断後の炭素繊維ストランドは弛むことがないため、弛みによる撚りの発生が防止できることから、より長時間の連続生産が可能となる。上述したように、炭素繊維ストランド中の炭素繊維フィラメント同士の位置関係は一定ではい。すなわち、炭素繊維ストランド中の炭素繊維フィラメントの一本を長手方向にトレースしていくと、炭素繊維ストランドの外側の見える部分にきたり、炭素繊維ストランドの内部の外からは見えない箇所に入り込んだり、また左右に振れたり、螺旋状になっていたりするので、カッターブレードなどの固定刃では、ブレードの片側に在った炭素繊維フィラメントが切断されないので、撚りが溜まって、炭素繊維ストランドの走行が不可能（張力が極めて大きくなって）となって連続運転の妨げとなる。また、固定刃では、刃の冷却効率が低く、摩耗も大きく、刃の交換頻度が多くなるという問題もある。炭素繊維は、高強度であることから、本発明のように、切断刃を回転させて、動的な力を作用させながら、切断することが必要である。尚、切断が不十分な場合には、切断刃の回転数を大きく、走行速度を遅く、張力を大きくすることが有効である。具体的には、炭素繊維ストランドの強度、フィラメント数にも依存するが、切断刃の周速は、炭素繊維ストランドの走行速度より５〜２０％程度早くすること、絶対値としては０．３〜３０ｍ／分が好ましい。また切断時の、炭素繊維ストランドの張力は切断前の炭素繊維ストランド当たり１〜８ｋｇ／ストランドが目安である。

切断刃が鋭利で、走行速度や張力が適正な場合は、繊維が確実に切断されるため、撚りは発生しないが、さらに確実に撚りを抑制するためには、撚りの溜まった部分を挟んで、その部分を潰したり、拡幅治具を通過させる機能を付与しても差し支えない。

切断刃（３）は、通常ロータリーカッターが好ましいが、マイクログラインダーなどの回転する加工工具であっても、撚りが入らなければ、差し支えない。切断刃の刃先の材質は、超鋼やダイヤモンドが好ましく、刃先の厚さは２ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、１ｍｍ以下である。切断刃は一つの拡幅治具当たり、複数設置しても差しつかえない。この場合、炭素繊維ストランドを十分拡幅し、かつ、切断刃の刃先同士が接触しないように配慮することが肝要である。複数の切断刃は、平行に等間隔あるいは、非等間隔に配置しても、段違いに配置しても差しつかえない。また、状況によって切断刃は、空冷や水冷装置で冷却しても差し支えない。

さらに、本発明の工程全体において、炭素繊維ストランドに、液体を付与することも好ましい。液体を付与することで、撚りや、糸切れの原因となる炭素繊維ストランドの毛羽が抑制でき、拡幅治具上での炭素繊維ストランドの幅も安定する。特に、切断刃で切断した直後に炭素繊維ストランド中の切断された炭素繊維フィラメントの一部が気流により浮き上がり、これが巻き付きの原因となる可能性があるが、液体を付与することで、このような巻き付きを防止し更なる長時間運転化が可能となる。また、拡幅前に液体を付与すると、液体によっては拡幅を阻害する場合もあるため、液体を付与する位置としては切断工程の直前が最も好ましい。液体としては、水、スチレン、アルコール、アセトン、ＭＥＫなどの溶媒や、ＳＭＣ用の樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの粘性体が挙げられる。付着させた液体が水など揮発性物質または低沸点物質である場合は、切断工程後、乾燥して、除去しても差し支えない。また、付着させた液体がエポキシ樹脂などのように不揮発性物質の場合は、洗浄除去しても良いし、マトリックスとして、コンポジット中に残存させても差し支えない。

次に、上記した炭素繊維ストランドの分割工程に連続して（ワインダーで紙管に巻き上げることはせずに引き続いて）、分割した炭素繊維ストランドの長手方向とは直角方向に、長さ５〜１５０ｍｍにカットして、不連続の炭素繊維ストランドとして製造することも可能である。さらに、不連続の炭素繊維ストランドを、樹脂を離型処理した紙やフィルム上にコーティングしたフィルム（業界では樹脂フィルムと称す）上にランダムあるいは、配向を持たせて分散させて、所謂、ＳＭＣシートを製造することが可能である（図３）。

特許文献１のように、分割した炭素繊維ストランドをボビンに一旦巻き上げていたのでは、紙管が必要で、このためのワインダーも必要となることから、経済性が悪いが、連続生産することで、ＳＭＣシートがコストダウンでき、部材のコストも下げることが出きる。さらに、拡幅した状態で分割した直後に、カットするため、炭素繊維ストランドは拡幅状態にあるため、炭素繊維ストランドを順次重ねて巻いた状態（ボビンに巻いた状態）より繊維の傷みは少なく、より高い強度が発現する。

分割した炭素繊維ストランドをカットする装置としては、ＳＭＣ製造装置に装着されている、ロービングカッター等のロータリーカッターや、ギロチンカッター装置を利用することができるが、これら装置の中で、好ましいのは、ギロチンカッターである。カッティングされる炭素繊維ストランドは細く分割されているため、刃の摩耗が少なく、寿命が長くなるため、従来以上の連続生産が可能となる。

カティング装置には、カットされた不連続の炭素繊維ストランドをカッターに付着させずに樹脂シート（９）上に落下させるために、ブラシや空気を吹き付けたりしても差し支えない。また、ランダムに落下させるためにカットされた不連続の炭素繊維ストランドは、振動数１０〜５０ヘルツで振動させたり、ケージロールを通過させようにすることが好ましい。

尚、樹脂シートの樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化樹脂であっても、ポプロピレンやプリエチレンなどの熱可塑樹脂であっても、それらの混合樹脂であっても差し支えない。また、本発明の炭素繊維ストランドは、細く分割されているので、不連続の炭素繊維ストランドは樹脂フィルム上に均一分散するため、シートの目付（単位面積当たりの重さ）、および、シートの厚みが均一となり、再現性のある部材の生産が可能となる。本ＳＭＣシートを使ったコンポジットは、高強度、高弾性率となるため、部材を極限まで軽量化できる。さらに、従来にはない薄肉のコンポジット部材成形が可能となる。

本発明の製造方法で製造される炭素繊維ストランドは細く、このため、ＳＭＣの製造工程に適用すれば、ＳＭＣの強度を大幅に向上させることが可能となる。ＳＭＣは、大量生産に向く製造方法であり、軽量な自動車部材（フードやドアやホイールハウスなどのパネル類、シャーシ等の構造部材類、バンパーなどのビーム類、フレーム類である）やスポーツ用具（例えば、クランク等の自転車部材、テニスラケットなどのラケット類、ゴルフクラブ等に用いられるシャフト類、スケートボード等のボード類、ポール類である）などの大量製造が可能となる。

（実施例１）
フィラメント数１２０００の炭素繊維ストランド（東レ（株）製品Ｔ７００Ｓ−１２Ｋ−６０Ｅ：強度５ＧＰａ、弾性率２３５ＧＰａ）を、ボビンから横取りで巻きだし、拡幅治具、切断刃を通過させて、ワインダーで巻き上げるように糸道をセットした。拡幅治具は、アルミニウム合金製の梨地ローラー（表面粗さ１μｍ、半径１００ｍｍ）で、切断刃は、刃の厚み０．３ｍｍ、半径２０ｍｍのロータリーカッター（オルファ社製 超鋼刃）とした。

ワンダーの巻き取り速度を調整して、炭素繊維ストランドに３ｋｇの張力を与えて、糸速度２ｍ／分巻き取りを開始した。拡幅治具上で炭素繊維ストランドの幅（Ｗ２）は１５ｍｍ、拡幅治具に入る直前の幅（Ｗ１）は３ｍｍ（両者の比は５倍）であった。

切断刃は、周速度２．２ｍ／分で、炭素繊維ストランドの進行方向と同じ方向に回転させ、細い炭素繊維ストランド（幅８ｍｍ）へと２分割作業を開始したところ、炭素繊維ストランド長さ３００ｍを分割処理しても撚りは発生しなかった。但し、切断した繊維の一部がワインダーに付着した。
（実施例２）
フィラメント数２４０００の炭素繊維ストランド（東レ（株）製品Ｔ７００Ｓ−２４Ｋ−５０Ｃ：強度５ＧＰａ、弾性率２３５ＧＰａ）を、ボビンから巻きだし、拡幅治具、切断刃を通過させて、ワインダーで巻き上げるように糸道をセットした。ボビン上に蒸留水を均一付与（量は、炭素繊維の重さに対して３％）した以外は、実施例１と同一の拡幅治具、切断刃を用いて分割作業を開始した。

拡幅治具上で炭素繊維ストランドの幅（Ｗ２）は４５ｍｍ、拡幅治具に入る前の幅（Ｗ１）は６ｍｍ（両者の比は７．５倍）であった。

炭素繊維ストランド長さ８００ｍを分割しても撚りは発生しなかった。また、実施例１で見られたワインダー付近での切断した繊維の持ち出しは見られなかった。
（比較例１）
実施例１において、切断刃の代わりに超鋼の固定刃（オルファ製 厚さ１ｍｍのカッターブレード）を用いて、実施例１と同じ炭素繊維ストランドを分割した。走行長さ２０ｍで、カッターブレードの直前に撚りが発生し、走行長さ４０ｍで撚りがさらに増大して、もはや連続走行が不可能な状態となった。

本発明の代表的な製造方法の側面図の一例である。 本発明の代表的な製造方法の平面図の一例である。 ＳＭＣシートを製造する方法の一例である。

符号の説明

１：分割前の炭素繊維ストランド
２：ボビン
３：切断刃
４：拡幅治具
５：凸面
６：ロール
７：分割された炭素繊維ストランド
８：カッティング装置
９：不連続な炭素繊維ストランド
１０：樹脂フィルム
１１：ＳＭＣシート
１２：シート巻き上げロール

Claims (5)

1. 炭素繊維ストランドを、複数本のよりフィラメント数の少ない炭素繊維ストランドに分割する炭素繊維ストランドの分割方法であって、連続した炭素繊維ストランドに張力をかけながら連続走行させ、走行途中に配した拡幅治具で該炭素繊維ストランドを拡幅すると同時に、または、拡幅した後、拡幅状態の炭素繊維繊維ストランドを、該炭素繊維ストランドの走行方向と平行に回転する切断刃により一部の炭素繊維フィラメントを切断することを特徴とする炭素繊維ストランドの分割方法。
2. 分割前の炭素繊維ストランドのフィラメント数が、１００００（１０Ｋ）〜４０００００（４００Ｋ）である請求項１記載の炭素繊維ストランドの分割方法。
3. 前記拡幅治具上でのストランドの幅（Ｗ２）と、拡幅前の走行中のストランドの幅（Ｗ１）の比（Ｗ２／Ｗ１）が、２〜１０の範囲内である請求項１ないし２のいずれかに記載の炭素繊維ストランドの分割方法。
4. 前記拡幅治具が、炭素繊維の走行方向に回転する円筒体である請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維ストランドの分割方法。
5. 走行中の炭素繊維ストランドに液体を切断工程直前に付与する請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊維ストランドの分割方法。

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