制造分散的復絲束的方法和所應用的設備的制作方法

專利名稱：制造分散的復絲束的方法和所應用的設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及分散復絲束，更詳細地說，是關于大規模生產高質量的分散復絲束和復絲束片的方法和所應用的裝置，其中，運送中的包括所需數量單絲的復絲束根據所需的次數多次與沒有紊流的流體相接觸，同時以波狀的形式被持續彎曲，或如果需要的話，通過局部且間歇地橫向于復絲束的運動路線壓運送中的復絲束，使運送中的復絲束重復受到施加到其上的張力波動，或在分散過程中進一步沿復絲束的寬度方向提供線性且來回的摩擦。
背景技術：
眾所周知，包括諸如碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維之類的加強纖維的和諸如環氧樹脂之類的基體樹脂的復合纖維強化材料在重量上輕，且在機械強度和抗腐蝕上極好，所以它們被廣泛應用于適用于大眾消費者的例如釣魚桿和和高爾夫球桿以及工業設備的結構部件之類的產品，和用于飛機和宇宙火箭的構造。為了制造由如上所述的這樣的復合纖維加強材料制成的這樣的產品和部件并構造所需要的確定的形狀，通常以這樣的條件提供這樣的材料，即在由上述加強纖維制成的預浸漬片的單絲成分之間浸漬基體樹脂，由于近來期望進一步減小上述重型構造的產品和元件的重量，所以尋求該預浸漬片的密度均勻性和厚度的改進。
如上所述的密度均勻且厚度較小的這樣的預浸漬片的大規模便宜的供應不僅使批量生產又薄又輕的異型產品成為可能，而且允許單絲單向排列的預浸漬片以各個片的方向相對于彼此水平、垂直或斜對布置地一個層疊在另一個之上，以便得到多重的預浸漬片。由如上所述的這種多重的預浸漬片制成的這種產品的生產能夠大大提高這種產品的斷裂強度。因而，各個產業界之中都很期望形成單絲橫向平行排列且密度分布均勻的、較薄的分散復絲片的合理的生產技術。
在這點上，預浸漬片的合理生產需要減小被分散的加強復絲束的材料成本。通常，單絲單向排列且單絲在數量上較少的加強復絲束的使用促進了厚度較小且單絲在密度上均勻分布的預浸漬片的生產。但是，單絲在數量上較少的加強復絲束的成本較貴，所以具有大量單絲的加強復絲束的使用不可避免。因而，需要一種分散上述具有大量單絲的加強復絲束來形成薄的加強復絲束分散片的方法，以便以與現有技術相比節省成本的方式生產厚度較小且其單絲在密度上分布均勻的預浸漬片。
傳統地，已知的上述方法是通過使復絲束經過圓桿分散各個單絲，和通過水流或高壓氣流橫向分離各個單絲，和超聲振動各個單絲束來分離。至于使用圓桿的上述方法的一些例子，在日本專利申請公開號為No.56-43435中公開了，使復絲束穿過沿軸向振動的旋轉輥，并與其相接合的穿過，以便得到分散；和在日本已授權專利申請公開號為No.3-31823中公開了，使復絲穿過布置為彼此成30度到90度位移的多個輥，并與其相接合的穿過，以便得到分散。然后，至于用水流或高壓氣流的上述方法的一些例子，在日本專利申請公開號為No.52-151362中公開了，使復絲束經受高壓流體以便被分散；和在日本專利申請公開號為No.57-77342中公開了，運送中的復絲束經受垂直于該復絲束的運動方向流動的流體，從而由上述流體將分散力施加到該復絲束上以便該復絲束被分散。進一步，至于如上所述的那種超聲波法的例子，在日本專利申請公開號為No.1-282362中公開了，使復絲束以交叉的方式與沿軸向超聲振動的圓桿相接觸以便得到分散。
但是，上述現有技術的任一方法是通過將物理力施加到復絲束上來分散復絲束，以便當牽引傾向于恢復它們的匯聚位置的復絲束時，強制橫向移動包含于該復絲束中的單絲。由于這個原因，導致制成的分散復絲束的寬度小于所期望得到的寬度，并且單絲被損害、起毛和終歸被切斷。在變革中，在使用如上所述的那種圓桿的情況下，提高復絲束的送料速度導致在該桿和復絲束之間的摩擦阻力變大，以致于在操作期間進一步增加了切斷的單絲的數量，而在使用如上所述的那種水流的情況下，需要大量的熱能用于干燥被水浸濕的單絲。因此，仍然沒有形成以較高的送料速度持續穩定地分散復絲束的有效方式。
在上述情況下，在名為“制造分散的纖維片的方法和所應用的裝置”的日本專利No.3049225中和在名為“制造分散的復絲片的方法和所應用的裝置”的日本專利No.3064019中，發明人提出，使在柔性彎曲條件下的復絲束受到橫向于復絲束的運動方向并橫向于復絲束流動的抽吸空氣，以便分散各個復絲束使其加寬，其單絲在密度上分布均勻。這些方法在通過以下方面來分散各個復絲束使其加寬，其單絲在密度上分布均勻上是成功的通過彎曲復絲束以便使包含于該復絲束的單絲處于如此條件，以沒有強制地促進其沿寬度方向的運動，或使單絲處于如此條件，以致促進單絲被沿寬度方向分散，和通過使處于上述條件的單絲遇到抽吸空氣，同時允許空氣穿過各個相鄰單絲。
但是，由發明人所提出的和如上文所述的上述方法需要至少包括前喂料裝置，抽吸空氣腔，后喂料裝置和彎曲條件測量傳感器這些單元的分散系統。因而，為了使單絲在密度上分布得更均勻和將復絲束分散得更寬，需要將一系列上述分散系統按順序布置，以便逐漸進行分散操作，這導致整個系統規模非常龐大并且結構非常復雜，然而在沿橫向排列的多個復絲束上同時執行分散操作，就需要將上述一套分散系統并排地排列，這導致作為一個整體的系統規模更龐大結構更復雜。

發明內容
鑒于用于制造分散的復絲束的現有技術中遇到的不方便之處，本發明提供一種高效率地制造高質量的分散的復絲束和分散的復絲片的方法，所制造出的復絲束或復絲片的單絲沿寬度方向平行排列且在密度上分布均勻，本發明還提供應用該方法的設備。
本發明進一步提供一種制造分散的復絲束的方法，所制造出的復絲束具有足夠的寬度來用作FRTP(纖維增強熱塑性塑料)和FRP(纖維增強塑料)產品的加強基體，且其相鄰單絲之間平滑均勻地浸漬有高粘度可熔的熱塑性樹脂，本發明還提供應用該方法的設備。
本發明進一步提供一種能夠用諸如碳纖維，玻璃纖維，陶瓷纖維，芳族聚酰胺纖維等等之類的這種高強度的匯聚單絲以節約空間和節約成本的方式經濟地制造寬度較大的分散的復絲束的方法，和應用該方法的設備。
本發明更進一步地提供一種能夠高速容易地同時分散任意數量的高強度復絲束的方法和設備。
下面將參照附圖描述用于解決上述問題的、本發明所采用的方法和機械設備。
首先，根據本發明的制造分散的復絲束的方法的特征在于，從供絲裝置1(筒子，錐形筒，扁柱形筒子等等)送出的復絲束Tm懸浮穿過沿所述復絲束Tm的運動路線連續配置在流體流動分散器3中的多個流體流動部分31a，31b，31c等等，并受到流體阻力，以便朝向流體的流動方向彎曲，和所述流體流過形成在所述復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其相鄰單絲之間的粘接被弱化，以便加寬其相鄰單絲之間的所述空隙，因此，進一步促進了在所述復絲束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述復絲束Tm按順序連續地穿過位于上游側的所述流體流動部分31a和位于下游側的各個流體流動部分31b和31c等等，來逐漸擴大所述復絲束Tm和所述流體之間的接觸區，因此，以漸進的方式大大分散所述復絲束Tm。
然后，根據本發明的制造分散的復絲束的方法的特征在于，通過局部且間歇地沿所述復絲束Tm的寬度方向壓由供絲裝置1送出的所述復絲束Tm，施加到運送中的所述復絲束上的張力交替重復地在張緊和松馳之間波動，并使在所述張力波動下的所述復絲束Tm懸浮穿過沿所述復絲束Tm的運動路線連續配置在流體流動分散器3中的多個流體流動部分31a，31b，31c等等，并受到流體阻力，以便朝向流體的流動方向彎曲，和使所述流體流過形成在所述復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬在其相鄰單絲之間的所述空隙，因此，進一步促進了在所述復絲束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述復絲束Tm按順序連續地穿過位于上游側的所述流體流動部分31a和位于下游側的各個流體流動部分31b和31c等等，來逐漸擴大所述復絲束Tm和所述流體之間的接觸區，因此，以漸進的方式大大分散所述復絲束Tm。進一步說明，通過從所述供絲裝置1退繞的所述復絲束Tm在拉回受限制的情況下被送出，和通過局部且間歇地沿所述復絲束Tm的寬度方向壓運送中的所述復絲束Tm，而使施加到運送中的所述復絲束Tm的張力在張緊和松馳之間交替重復變化，分散操作被更有效地實施，通過沿從最遠端的流體流動部分31c排出的分散復絲束Ts的寬度方向提供線性的來回的摩擦，該操作得到最有效的實施。
然后，根據本發明的制造分散的復絲束的方法的特征在于，將從筒子架1的各個供絲裝置11·11...退繞的數個復絲束Tm·Tm...在同一平面內平行排列地送出，使送出的各個復絲束Tm·Tm...懸浮穿過沿所述各個復絲束Tm的運動路線連續配置在流體流動分散器3中的多個流體流動部分31a，31b，31c等等時受到流體阻力，以便朝向流體的流動方向彎曲，和使所述流體流過形成在所述各個復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬所述空隙，因此，進一步促進了在所述各個復絲束上的分散操作以便形成各個分散的復絲束Ts，和通過局部且間歇地沿相對于所述各個分散的復絲束Ts的寬度方向的方向壓一組所述各個分散的復絲束Ts，施加到運送中的各個分散的復絲束Ts上的張力交替往復地在張緊和松馳之間波動，以便通過所述各個流體流動部分31a，31b，31c等等進一步促進分散操作。
進一步，根據本發明的制造分散的復絲束的方法的特征在于，將從筒子架1的各個供絲裝置11·11...退繞的數個復絲束Tm·Tm...在同一平面內平行排列地送出，使送出的各個復絲束Tm·Tm...懸浮穿過沿所述各個復絲束Tm的運動路線連續配置在流體流動分散器3中的多個流體流動部分31a，31b，31c等等時受到流體阻力，以便朝向流體的流動方向彎曲，和使所述流體流過形成在所述各個復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬所述空隙，因此，進一步促進了在所述各個復絲束上的分散操作從而形成各個分散的復絲束Ts，并且沿相對于在同一平面內運動的、任意相鄰的分散的復絲束Ts和Ts邊緣側的單絲成切向排列的一組各個分散的復絲束Ts的寬度方向提供線性的來回的摩擦，以便形成分散的復絲束片Tw，其單絲總的來說在密度上分布均勻。進一步說明，在受到沿各個分散的復絲束的寬度方向來回的摩擦之前，通過由局部且間歇地沿與所述各個分散的復絲束的寬度方向壓一組所述各個分散的復絲束Ts，施加到運送中的各個分散的復絲束Ts上的張力在張緊和松馳之間交替地波動，分散操作被更有效地實施。
進一步，根據本發明的制造分散的復絲束的方法的特征在于，在各個流體流動部分31a，31b，31c等等中具有用于保證行進中的各個復絲束有一定的彎曲度的浮動控制橋35。
然后，根據本發明的、作為用于解決上述問題被采用的機械裝置、用于上述方法的制造分散的復絲束的設備的特征在于，該設備包括復絲束Tm卷繞其上的供絲裝置11(如筒子，錐形筒，扁柱形筒子等等)或具有數個上述供絲裝置11的筒子架；復絲束喂料裝置2，用于在復絲束Tm或各個復絲束Tm·Tm...的拉回被控制的情況下，在一定的張力下從所述供絲裝置11或所述筒子架1退繞并送出復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...；流體流動分散系統3，其包括沿送出的所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...的運動路線順序配置的流體流動部分31a，31b，31c等等，以便在所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...懸浮支承于流體上的情況下，使所述流體橫向與復絲束Tm或各個復絲束Tm·Tm...相接觸并流過行進中的所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...，從而使所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...朝向上述流體的流動方向彎曲，以便分散所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...；張力可變系統4(參照附圖3)，用于在張緊和松馳之間交替改變施加到運送中的所述復絲束或所述各個復絲束的張力。
進一步，根據本發明的、作為用于解決上述問題被采用的機械裝置、用于上述方法的制造分散的復絲束的設備的特征在于，包括復絲束Tm卷繞其上的供絲裝置11或具有數個上述供絲裝置11的筒子架；復絲束喂料裝置2，用于在復絲束Tm或各個復絲束Tm·Tm...拉回被控制的情況下，在一定的張力下從所述供絲裝置11或所述筒子架1退繞并送出復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...；流體流動分散系統3，其包括沿送出的所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...的運動路線順序配置的流體流動部分31a，31b，31c等等，以便在所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...懸浮支承于流體上的情況下，使所述流體橫向與之相接觸并流過行進中的所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...，從而使所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...朝向上述流體的流動方向彎曲，以便分散所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm·Tm...；張力可變系統4，用于在張緊和松馳之間交替改變施加到送出的所述復絲束或所述各個復絲束的張力；和沿寬度方向來回的摩擦系統6，用于在分散過程中與組成所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm的所述單絲靠緊，沿所述復絲束Tm或所述各個復絲束Tm的寬度方向來回運動，來向其各個單絲施加摩擦。
現在，就本發明的技術內容方面，將在下文中描述本發明的數個后續的補充。
(1)盡管本發明包括的復絲束主要是諸如碳纖維，玻璃纖維，陶瓷纖維，聚甲醛纖維，聚酰胺纖維等等之類的、用作FRTP(纖維增強熱塑性塑料)和FRP(纖維增強塑料)產品的加強基體的、被匯聚成復絲束的通常公知的高強度的單絲，本發明也包含這樣的復絲束，其中將數個金屬單絲或公知的合成單絲匯聚成復絲束，并且可能包括除了在各個實施例基礎上的上述那些之外的所需的各種類型的復絲束。
(2)然后，至于在使用中用作作用在復絲束之上以便與之相接觸來分散復絲束的流體的類型，它包括由諸如空氣和蒸汽之類的氣體流動產生的、由諸如水和其它的液體流動產生的、或由液-氣兩相流動產生的動能。
(3)至于構成流體流動分散系統3的流體流動部分31a，31b，31c，31d等等，各個部分的流體速度可相等或不同。例如，在各個流體流動部分之間的流體速度可以是由高速到低速或相反。根據復絲束的分散過程，可以選擇其最有效的流體速度。
(4)注意，在本發明中，當復絲束Tm懸浮穿過沿所述復絲束Tm的運動路線連續配置的各個流體流動部分31a，31b，31c，31d等等時，由于構成復絲束的各個單絲應該沿寬度方向運動從而被分散和柔性地彎曲，考慮到使用中的復絲束的物理性質和運動速度，施加到復絲束Tm上的張力和流體速度可以是固定的。施加到各個復絲束的過強的張力和流體的流速過慢都導致越過各個流體流動部分的各個復絲束不朝向該流體流動的方向彎曲，這導致不能順利地實施分散操作。效果敘述到這里，本發明強調的是這樣的流體動力機理當懸浮越過沿所述各個復絲束的運動路線連續配置的、構成流體流動分散器的多個流體流動部分時，在同一平面內平行排列的情況下從筒子架以相同的速度退繞并送出的各個復絲束受到流體阻力，以便使所述復絲束朝向流體流動方向彎曲，使用中的流體相應地流過該復絲束的任意相鄰單絲，由于受到上述流體阻力而被松弛，所以有效地批量生產出理想的大大分散的復絲片，且任意相鄰復絲束的邊緣側單絲成切向平行排列且密度均勻。
本發明采用這樣的機制在拉回受限制的情況下由供絲裝置或筒子架送出或者一個復絲束或者多個復絲束，施加于其上的張力在張緊和松弛之間變化，并且當越過沿其運動路線成直線配置的多個流體流動部分時，所述復絲束或各個復絲束受到流體阻力，以便朝向流體流動方向彎曲，該流體相應地流過該復絲束或各個復絲束的任意相鄰單絲，受到上述流體阻力而被松弛。因而，既用于制造分散的復絲束又用于制造任意相鄰復絲束的邊緣側單絲成切向平行排列且密度均勻的理想的大大分散的復絲片的分散操作以高效率被實施。
在分散過程中和受到在張緊和松弛之間的張力變化的過程中，沿各個復絲束的寬度方向提供來回的線性摩擦的裝置的采用，允許以較小的對單絲成分的損害且單絲成分作為整體均勻分布，來制造分散的復絲束或大大分散的復絲片。因而，高質量的分散的復絲片以便宜的方式被提供，其具有足夠的寬度來用作由FRP和FRTP制造的產品的加強材料，且具有較好的樹脂滲透性，從而允許其單絲成分之間平滑均勻地浸漬有高粘度可熔的熱塑性樹脂。
通過應用這樣一種流水線型的設備，其基本包括具有一個供絲裝置或多個供絲裝置的筒子架，復絲束喂料裝置，具有多個流體流動部分的流體流動分散器和用于在張緊和松弛之間交替改變施加到各個復絲束的張力的張力可變系統，將包括碳纖維，陶瓷纖維，聚甲醛纖維，芳族聚酰胺樹脂等等之類的復絲束以節約空間和節約成本的方式以高效率加工成高質量的大大分散的復絲束片。


圖1是根據本發明第1實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例1的設備的說明性的側視圖；圖2是圖1中所示的例1的設備的說明性的俯視圖；圖3(a)和(b)是顯示根據張力可變系統的操作對穿過流體流動部分的復絲束的影響的圖解；圖4是根據本發明第2實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例2的設備的說明性的側視圖；圖5是圖4中所示的例2的設備的說明性的俯視圖；圖6是根據本發明第3實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例2的設備的說明性的俯視圖；圖7是根據本發明第3實施例的用于制造復絲束的方法的例3的設備的說明性的側視圖；圖8是圖7中所示的例3的設備的說明性的俯視圖；圖9是根據本發明第3實施例的用于制造復絲束的方法的例4的設備的說明性的側視圖；圖10是圖9中所示的例4的設備的說明性的平面圖；圖11是根據本發明第3實施例的用于制造復絲束的方法的例5的設備的說明性的側視圖；圖12是根據本發明第3實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例6的設備的說明性的側視圖；圖13是根據本發明第4實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例7的設備的說明性的側視圖；圖14包括顯示根據本發明第4實施例的將分散的復絲束一個與另一個重疊并進一步被加工形成分散的復絲片的情況的圖解；圖15包括顯示將分散的復絲片一片與另一片重疊以便被成形為混合分散復絲片的情況的圖解；圖16是根據本發明第5實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例8的設備的說明性的側視圖；圖17是圖16中所示的例8的設備的說明性的俯視圖；圖18是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例9的設備的說明性的側視圖；圖19是圖18中所示的例9的設備的說明性的俯視圖；圖20是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例10的設備的說明性的側視圖；圖21是圖20中所示的例10的設備的說明性的俯視圖；圖22是例10的設備的流體流動部分的內部結構的放大圖；圖23是沿圖22中的A-A線的剖視圖；圖24是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例11的設備的說明性的側視圖；圖25是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例12的設備的說明性的側視圖；圖26是顯示在導輥，曲柄馬達，曲柄臂以及聯動機構之間的連接關系的擴大的俯視圖，它們構成圖25中所示的例12的設備的沿寬度方向來回的摩擦系統；圖27是顯示在其中將曲柄馬達的旋轉運動轉化為被傳送到導輥的沿寬度方向的來回運動的機構的結構圖；圖28是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例13的設備的說明性的側視圖；圖29是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例14的設備的說明性的側視圖；圖30是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例15的設備的說明性的側視圖；圖31是根據本發明第6實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例16的設備的說明性的側視圖；圖32是根據本發明第7實施例的用于制造分散的復絲束的方法的例17的設備的說明性的側視圖；圖33是根據本發明第7實施例的用于制造分散的復絲束的方法的另一個例18的設備的說明性的側視圖；和圖34顯示根據本發明第3實施例的修改例，其中將樹脂片分別熔于分散的復絲片的上部和下部表面，以便制造預浸漬片。
具體實施例方式
下面，將參照附圖詳細地描述本發明的優選實施例。
(第一實施例)在本實施例中，如下所述，將說明利用如在圖1至3中所示的例1的設備分散一復絲束的機制。
(例1的設備)圖1和2中的參考數字11表示筒子型的供絲裝置，長長的復絲束Tm卷繞其上，供絲裝置由與供絲馬達12的動力軸相嚙合的筒子軸12a支承，并且通過馬達12的旋轉來從供絲裝置退繞復絲束Tm。本實施例所涵蓋的復絲束包括其單絲成分具有較高強度，例如碳纖維束，玻璃纖維束，芳綸纖維束和陶瓷纖維束這樣的增強纖維束，以及例如由聚乙烯，聚丙烯，尼龍6，尼龍66，尼龍12，聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephtalate)，聚苯硫醚，聚醚醚酮制成的單絲成束的這樣的熱塑性樹脂纖維束。應當注意的是，由于絞成股的復絲束在不解捻的情況下不能被連續地分散，為了節約制造成本的目的，所以使用不絞成股的復絲束或者預先解捻的復絲束。
然后，圖中的參考數字2表示復絲束喂料裝置，其包括可旋轉的導輥21，用于把從供絲裝置11退繞的復絲束Tm支承在固定位置；在導輥21下游側支承復絲束Tm的一對前部和后部旋轉支承輥22和22；可旋轉地配置在位于上游側的支承輥22和導輥21之間的張力穩定輥24a，它緊靠行進中的復絲束Tm并且根據施加在復絲束Tm上的張力變化上升和下降，以便保持復絲束Tm的張力恒定；檢測張力穩定輥24a的上限位置的上限位置傳感器25a和檢測其下限位置的下限位置傳感器25b；壓在位于下游側的支承輥22上并且轉動的壓送輥23a，復絲束Tm夾在它和支承輥22之間；以及使壓送輥23a只朝向復絲束Tm的喂料方向旋轉的單向可旋轉聯軸器23b，以便防止復絲束Tm被拉回到其喂料路線的相反方向。
施加到由例1設備的供絲裝置11引出的復絲束Tm之上的張力的穩定如下所述地實現。即，當行進中的復絲束Tm的張力增大時，復絲束喂料裝置的張力穩定輥24a向上移動，而張力減小時則向下移動。然后，當張力穩定輥24a到達其上限位置時，上限位置傳感器25a檢測到這樣的位置并且將此結果信號輸入到供絲馬達12來增加供絲裝置11的旋轉速度，以便增加復絲束Tm的供給而使張力穩定輥24a下降。另一方面，當張力穩定輥24a到達其下限位置時，下限位置傳感器25b檢測到這樣的位置并且將此結果信號輸入到供絲馬達12來降低供絲裝置11的旋轉速度，以便減少復絲束Tm的供給。這樣，應用例1設備施加到復絲束Tm之上的張力總是保持恒定。
如上所述具有一定初始張力的復絲束Tm在支承輥22和壓送輥23a之間繼續行進。在這點上，壓送輥23a具有單向可旋轉聯軸器23b，以便使壓送輥23a不會朝向與復絲束的喂料路線相反的方向旋轉，并且即使通過如下所述配置在下游側的張力可變系統使所述復絲束受到交互的張緊和松弛，在壓送輥23a的上游側也不會有影響，因此，復絲束Tm沿其喂料路線以恒定張力退繞。
然后，圖中的參考數字3表示空腔管型的流體流動分散器。為了該流體流動分散器，在此采用了抽氣空腔管，其上的孔作為流體流動部分31a。這個流體流動部分31a與復絲束Tm的喂料路線相同高度地配置，在該部分31a的入口側和出口側上分別配置有導輥32，以便保持行進中的復絲束Tm位于一定的高度。作為抽氣空腔管的流體流動部分31a具有抽氣泵34，并且抽氣泵34具有可根據需要調節的流速調節閥33，抽氣泵34的操作導致在流體流動部分31a內部具有所需流速的抽吸氣流。
然后，圖中的參考數字4表示張力可變系統，該系統配置在一對前部和后部支承輥41和41之間，所述支承輥41和41在其間帶有間隔地水平配置在流體流動分散器3的下游側。例1設備的張力可變系統4包括提升桿42，在提升桿42下端部具有壓輥42a；與提升桿42相嚙合的、可伸展并且可縮回的曲柄臂43；和曲柄馬達44，它的動力軸具有與曲柄臂43相嚙合的轉子43a。通過驅動曲柄馬達44以便旋轉轉子43a，再通過曲柄臂43導致提升桿42的上升和下降，根據提升桿42的上升和下降，在分散的過程中壓輥42a關于復絲束Tm重復執行壓下和分離操作，以便施加到復絲束Tm上的張力在張緊和松弛之間交替改變。這個張力可變系統4配置在一對支承輥41和41之間，這對支承輥在分散過程中支承復絲束使其位于一定的高度。注意，曲柄馬達44旋轉速度的改變使得可以控制在復絲束Tm之上執行的張緊和松馳的交互循環。
在經過復絲束Tm被夾在支承輥22和壓送輥23a之間的那部分之后，雖然復絲束Tm在懸浮狀態下通過流體流動部分31a，但復絲束Tm還是交互地受到通過配置在下游側的張力可變系統4的壓輥42a施加在其上的、在張緊和松馳之間的張力的突然變化，這種變化影響復絲束Tm被夾在支承輥22和壓送輥23a之間的那部分。因而，一旦在受如上所述的這種交互的張緊和松馳影響的復絲束Tm受到抽吸氣流作用，當施加到復絲束Tm上的張力如圖3中的箭頭(a)到(b)所示由張緊變為松馳時，復絲束Tm朝向氣流流動的方向彎曲，以至于在流體流動部分31a內部各個單絲的長度瞬間變得較大，以致促進復絲束的寬度方向分散。也就是說，復絲束的松弛減弱了相鄰單絲之間的張力，以致流過上述相鄰單絲的氣流量增加，從而導致分散操作被強化。反之，當施加到復絲束上的張力如圖3中的箭頭(b)到(a)所示由松馳變為張緊時，復絲束Tm在流體流動部分31a內部的彎曲度減小，并且在分散的復絲束保持原狀的情況下，各個單絲成分好象被抽吸氣流梳過一樣以直線的方式排列。
以這種方法分散的復絲束Ts由卷取機構5卷取，該機構包括一對卷取輥51和51和卷取馬達52。接著上面的解釋，復絲束的移動速度由馬達52的轉速決定，該移動速度可通過控制帶有圖中未示出的定速器的馬達52調整。更進一步，圖中未示出的卷取軸配置在卷取機構5的下游側以便卷取分散的復絲束Ts，以及如果需要的話，可順序配置圖中未示出的預浸漬設備，用于在分散的復絲束Ts上執行各種樹脂的浸漬。
(第二實施例)在本實施例中，說明利用如在圖4和5中所示的設備生產大量的分散的復絲束的機制。
(例2的設備)圖中的參考數字1表示筒子架，在其中分多段配置有多個筒子型的供絲裝置11(在此顯示的是5個供絲裝置)，長長的復絲束Tm分數層卷繞在供絲裝置11上。與例1中的設備相同，例2設備的各個供絲裝置11都具有供絲馬達12，通過所述馬達的旋轉來從各個供絲裝置11退繞復絲束Tm。
多個復絲束Tm從筒子架1的供絲裝置11·11...引出，如此引出的各個復絲束Tm·Tm...被與這些復絲束的每一個相應地配置的復絲束喂料裝置2卷取。與各個供絲裝置11相對應的例2設備的各個復絲束喂料裝置2的基本結構與例1設備的那些相同，該復絲束喂料裝置包括可旋轉的導輥21，用于把從供絲裝置11退繞并供料的復絲束Tm支承在固定位置；可旋轉地配置在導輥21下游側以支承復絲束Tm的一對前部和后部支承輥22和22；可旋轉地配置在位于上游側的支承輥2和導輥21之間的張力穩定輥24a，它緊靠行進中的復絲束Tm并且根據施加在復絲束Tm上的張力變化上升和下降，以便保持復絲束Tm的張力恒定；檢測張力穩定輥24a的上限位置的上限位置傳感器25a和檢測其下限位置的下限位置傳感器25b；壓在位于下游側的支承輥22上并且轉動的壓送輥23a，復絲束Tm夾在它和位于下游側的支承輥22之間；以及使壓送輥只朝向復絲束Tm的喂料方向旋轉的單向旋轉聯軸器23b，以便防止復絲束Tm被拉回。注意，除了上述結構元件外，例2的設備還具有一對上部和下部調整導輥26和26，這是由于考慮到在例2設備的情況下供絲裝置11·11...分段布置這個事實，當退繞時各個復絲束Tm需要以相同的高度平行排列以便使一組復絲束次序井然的緣故。這些導輥26和26是用于使從多個段的供絲裝置11退繞的多個復絲束Tm以相同的高度夾在這些導輥26和26之間，以便控制各個復絲束將它們排列成彼此平行并且在相同的高度有序排列的復絲束Tm·Tm...組。這些導輥26和26的設置防止了如下所述的張力可變系統施加到各個復絲束上的張力波動影響到這些輥的上游側。
與例1設備的方式相同，當施加到由復絲束喂料裝置2卷取的并且正在經過張力穩定輥24a的任一復絲束Tm·Tm...上的張力增加時，張力穩定輥24a向上移動，而當所述張力減小時，則向下移動。當張力穩定輥24a到達其上限位置時，上限位置傳感器25a檢測到這樣的位置并且將此結果信號輸入到供絲馬達12來增加供絲裝置的轉速，以便增加退繞的復絲束Tm的量。反之，當張力穩定輥24a到達其下限位置時，下限位置傳感器25b檢測到這樣的位置并且將此結果信號輸入到供絲馬達12來降低供絲裝置11的轉速，以便減少退繞的復絲束Tm的量。然后，通過復絲束喂料裝置2的自控作用，各個復絲束Tm·Tm...在張力保持恒定的情況下被導入調整導輥26和26以便彼此平行并且以相同的高度排列。
然后，已通過調整導輥26和26的各個復絲束Tm·Tm...從流體流動分散器3經過張力可變系統4運動到卷取輥5。分別包括在例2的設備中的復絲束喂料裝置2，流體流動分散器3，張力可變系統4和卷取系統5的布置與例1的設備中的布置基本相同，但是鑒于對多個復絲束Tm(在此是5個復絲束)進行分散操作，例2的設備具有一些設計上的改進。因而，如下所述對這些改進作出補充。注意，為了避免重復省略了對復絲束喂料裝置2的解釋。
首先，例2設備的流體流動分散器3采用與例1的設備相同的空腔管型，但存在于它們之間的不同之處如下所述。即，考慮到抽吸氣流是作用到作為整體的各個復絲束Tm·Tm...上的這個必要性，例2設備的流體流動分散器3具有3個流體流動部分31a，31b和31c，它們以從下游側到上游側的這個順序設置，并且它們的開口寬度增大。各個流體流動部分31a，31b和31c的開口以與各個復絲束的喂料路線相同的高度配置，分別在這些開口的入口側和出口側上設置導輥32，以在一定高度支承行進中的各個復絲束Tm。通過驅動抽氣泵34，在各個流體流動部分31a，31b和31c內部產生抽吸氣流，所述泵具有流速調節閥33，以至于各個流體流動部分內部抽吸氣流的流速通過可根據需要調節的流速調節閥33來控制。
然后，例2設備的張力可變系統4與例1設備的張力可變系統相同之處在于，它包括提升桿42，在提升桿42下端部具有壓輥42a；與提升桿42相嚙合的、可伸展并且可縮回的曲柄臂43；和曲柄馬達44，它的動力軸具有與曲柄臂43相嚙合的轉子43a；以及該系統4設置在帶有間隔的上游和下游支承輥41和41之間。但是，在本實施例中的張力可變系統4的提升桿42在下端部具有足夠寬的壓輥42a來壓在彼此平行的移動著的各個復絲束Tm·Tm·上。
通過驅動曲柄馬達44帶動轉子43a的旋轉，提升桿42通過曲柄臂43而上升和下降，以至于在分散的過程中壓輥42a關于各個復絲束Tm·Tm...執行壓下和分離操作，以便使施加到各個復絲束上的張力在張緊和松弛之間以一定的時限交替改變，施加其上的這種張力的波動一直影響到配置在上游側的調整導輥26和26并且在那里抵消。正在經過流體流動部分31a，31b和31c的各個復絲束Tm·Tm...受到由于壓輥42a的作用而導致的施加于復絲束上的張力在張緊和松馳之間的改變。在這種波動的情況下在各個復絲束上施加抽吸氣流，各個復絲束的相鄰單絲之間的張力被松弛，從而增加流過上述相鄰單絲的抽吸氣流量，以便當施加到各個復絲束上的張力處在松弛模式時，強化對復絲束的分散操作。另一方面，當施加到復絲束上的張力由松馳變為張緊時，在分散的復絲束保持原狀的情況下，各個復絲束好象被抽吸氣流梳過一樣以直線的方式排列。那些有利的操作方式已經在例1的設備中說明了。
然后，寬度已在流體流動分散器3處被擴大、并且受到所施加的張力在張緊和松弛之間以一定時限改變的各個分散的復絲束Ts·Ts...由卷取系統5卷取。例2設備的該系統5包括一對上部和下部卷取輥51和51和驅動這些輥的馬達52。但是，此處所采用的這些輥足夠寬，以便同時卷繞多個分散的復絲束Ts。
(第三實施例)在本實施例中，應用與例2設備相同的設備來生產分散的復絲片。在圖6中示出了多個復絲束Tm·Tm...得到寬度上的分散以便形成一片分散的復絲束片Tw的過程。
由于結構上的配置與例2的設備中相同，所以在本實施例中省略了對有關用于生產分散的復絲片的設備的說明。在這個實施例中，也以與第二實施例相同的方式在多個復絲束Tm·Tm...上執行分散操作。存在于本實施例與第二實施例之間的不同如下所述。
即，本實施例方法上的特征在于為各個復絲束Tm預先確定所要被分散的最大寬度并且由各個供絲裝置11供應各個復絲束Tm，采用與所述最大寬度相對應的間距并排地布置所述供絲裝置11中的每一個，然后使復絲束經過復絲束喂料裝置2和流體流動分散器3運動到張力可變系統4，其中各個復絲束協同受到流體流動分散器3處的抽吸氣流和在張力可變系統4施加的在張緊和松馳之間的張力變化，以便逐漸分散，并且使分散的復絲束整合為分散的復絲束片Tw，同時任何相鄰的分散復絲束的邊緣側單絲成切向地并排排列。
根據本實施例的分散的復絲束片的生產方法可利用如圖7和8中所示的例3的設備來實施。
(例3的設備)例2的設備和根據本實施例的設備的不同之處在于，后者在張力可變系統4和卷取系統5之間具有沿寬度方向的來回摩擦系統6，從而對運送中的各個分散的復絲束Ts線性地提供沿寬度方向來回的摩擦，好象演奏小提琴時琴弓摩擦琴弦。換言之，除了在本例中具有摩擦系統6之外，在例3的設備和例2的設備之間沒有其它不同之處。
例3設備的來回摩擦系統6包括弓桿61和61，將它們配置為使它們與運送中的各個分散的復絲束Ts沿寬度方向線接觸；和由62和63示出的、使那些弓桿關于各個分散的復絲束Ts沿寬度方向來回運動的曲柄機構；以及為曲柄機構提供驅動力的曲柄馬達64。那些弓桿的任一個都是由不銹鋼制成的、在表面進行了粗糙化加工以增強摩擦的圓管。
通過張力可變系統4之后，當穿過摩擦系統6時，運送中的各個分散的復絲束Ts遇到那些來回往復運動的弓桿61和61，從而沿其寬度方向受到來來回回的摩擦，其中分別構成分散的復絲束Ts的各個單絲一個接一個地被摩擦，并且甚至相鄰單絲粘接在一起的部分分散的復絲束都被輕輕地分開，從而形成了高質量的分散的復絲束片Tw，各個分散的復絲束Ts在其中均勻分布。
(例4的設備)根據第4個實施例的制造分散的復絲束片的方法也可利用如圖9和10中所示的例4的設備來實施。
例4設備的特征在于在各個流體流動部分31a，31b和31c中具有浮動控制橋35，來保證穿過這些部分的每一個的各個復絲束Tm·Tm...的最小的彎曲度，而其其它的結構上的安排與例3的設備相同。
在應用例4的設備實施第4實施例的情況下，這些復絲束的每一個在設于各個流體流動部分31a，31b和31c處的浮動控制橋35之下穿過，各個復絲束Tm·Tm...都受到抽吸氣流。因而，即使施加到穿過這些部分的各個復絲束Tm上的張力通過張力可變系統4等等的作用而增強，但各個復絲束Tm仍緊靠在浮動控制橋35上，以便防止其被拉直，或防止各個復絲束Tm的彎曲度小于由浮動控制橋35所保證的彎曲度。因而，確保了在抽吸氣流和各個復絲束Tm之間的最小接觸區，從而穩定了在流體流動分散器3處在復絲束上執行的分散操作。
(例5的設備)然后，根據第4實施例的制造分散的復絲束片的方法可也利用如圖11中所示的例5的設備來實施。
例4的設備和例5的設備之間的不同之處在于，后者在各個流體流動部分31a，31b和31c之上具有諸如高溫風機加熱器之類的加熱器7，以便朝向穿過這些部分的各個復絲束Tm吹熱空氣，而其其它結構上的安排與前者相同。
當構成要被分散的各個復絲束Tm的單絲與合成樹脂基粘接劑粘在一起時，例5的設備特別有效。在例5的設備中，由加熱器7采用的高溫風機加熱器吹出的熱空氣軟化了粘接構成各個復絲束Tm的單絲的粘接劑，以便減弱相鄰單絲之間的粘接，這更進一步地促進了在那些流體流動部分31a，31b和31c中進行的分散操作。熱空氣的溫度由所使用的粘接劑的類型決定，但在環氧樹脂基粘接劑的情況下，這種膠料材料能夠由在80至150攝氏溫度范圍內的熱空氣充分軟化。注意，加熱器7也可采用遠紅外輻射加熱器、高頻輻射加熱器。
(例6的設備)根據第4個實施例的制造分散的復絲束片的方法可也利用如圖12中所示的例6的設備來實施。
例5的設備與例6的設備之間的不同之處在于，后者具有抽氣空腔管型的流體流動分散器3，它的開口沿著各個復絲束Tm的喂料方向延長，沿著從上游側到下游側的順序，該開口等分為流體流動部分31a，31b和31c，而其其它結構上的安排與前者相同。例6的設備只需要一個流速調節閥33和單一的抽氣泵34用于流體流動分散器3，所以能夠降低設備的制造成本并使其操作簡化。
(第四實施例)在本實施例中，復合地布置與如上所述例5的設備基本相同的設備，其中通過布置在這些流體流動部分之上的、諸如高溫風機加熱器之類的加熱器7朝向各個流體流動部分31a，31b和31c吹送熱空氣，以便生產分散的復絲束或分散的復絲束片，這些復絲束或復絲束片一個疊加在另一個之上來制造復合的分散復絲束片。混合的分散復絲束片的生產過程如圖13至15中所示。
(例7的設備)例7的設備如圖13中所示，在本實施例中使用該設備。例7的設備具有上部配置和下部配置，上述配置的任何一個都具有筒子架1，單向復絲束喂料裝置2，流體流動分散器3，加熱器7和導輥8，并且進一步包括一對匯集輥9，張力可變系統4，具有弓桿61和61并沿寬度方向來回的摩擦系統6和卷取系統5。
例7的設備這樣地布置多個復絲束Tm·Tm...(在此是5個復絲束)從相應的上部和下部筒子架1退繞，將一定的張力施加到這些復絲束的每一個之上，同時利用壓送輥和單向旋轉聯軸器來防止這些復絲束的每一個拉回的情況下，通過各個單向復絲束喂料裝置2使它們移動到相應的流體流動分散器3。然后，在相應的流體流動分散器3處，復絲束Tm·Tm...受到施加到其上的、由位于下游側的相應的張力可變系統4引起的、在張緊和松弛之間的張力的交互變化，在施加到復絲束的這種張力變化的情況下，這些復絲束的每一個受到抽吸氣流以便被分散。其后，各個復絲束Tm形成分散的復絲束或分散的復絲束片，并且這種復絲束或復絲束片通過相應的導輥8朝向匯集輥9運動，在該匯集輥9處，相應的上部和下部分散的復絲束或相應的上部和下部分散的復絲束片一個疊加在另一個之上以致被堆迭在一起，然后經過張力可變系統4，它們被移動到具有弓桿61和61并沿寬度方向來回的摩擦系統6。然后，在堆迭狀態下的分散的復絲束或分散的復絲束片受到由張力可變系統4施加到在堆迭狀態下的相應的復絲束或復絲束片上的、在張緊和松弛之間的張力波動，在該張力波動下，堆迭狀態下分散的復絲束或分散的復絲束片受到由相對于在堆迭狀態下的復絲束或復絲束片沿寬度方向移動的、沿寬度方向來回的摩擦系統6的弓桿61和61施加的來回的摩擦。于是，構成上部分散的復絲束或上部分散的復絲束片的各個單絲與構成下部分散的復絲束或下部分散的復絲束片的那些單絲均勻混合，以便形成混合性好并且厚度均勻的復合分散復絲束片，該復合復絲束片通過卷取系統5卷取，以便卷繞在圖中未示出的卷取軸上。
圖14包括顯示由上部分散的復絲束與下部分散的復絲束重疊得到的處于堆迭狀態下的分散的復絲束形成復合分散復絲束片的過程的圖解。圖15包括顯示由上部分散的復絲束片與下部分散的復絲束片重疊得到的處于堆迭狀態下的分散的復絲束片形成混合分散復絲束片的過程的圖解。
在如圖13至15所示的本實施例中，顯示了分別由上部段和下部段獲得的分散的復絲束被一個疊加在另一個之上并混合，以便形成復合的分散復絲束片，但是也可采用例如包括三段以上的這種多段布置。
更進一步，要被混合以形成復合的分散復絲束片的處于堆迭狀態下的分散復絲束不限于相同類型的材料，而是可以是不同類型的材料。例如，不但諸如分散的碳纖維束重疊在碳纖維束上，分散的聚丙烯樹脂纖維束與聚丙烯樹脂纖維束堆迭之類的相同類型的結合是可以的，而且諸如分散的碳纖維束重疊在分散的玻璃纖維束上，分散的碳纖維束與分散的芳綸樹脂纖維束堆迭之類的不同類型的結合也是可以的，或者諸如分散的碳纖維束與分散的聚丙烯樹脂纖維束相重疊，分散的玻璃纖維束與分散的尼龍6樹脂纖維束堆迭之類的增強纖維束和熱塑性樹脂纖維束的結合也是可以的。
下面，通過展示在第1至4個實施例基礎上的下述實驗例來檢驗本發明的實用方面。
(實驗例1)為了檢驗第1個實施例的可用性，應用在如圖1中所示的例1設備的流體流動分散器3上進一步具有用作加熱器的高溫風機加熱器這樣布置的設備實施碳纖維束的分散操作。
在本實驗例中，由三菱人造絲(Rayon)有限公司生產的商品名稱為“PYROFIL TR 50S”、其中直徑分別為7μm的12,000條碳單絲被集束的市售碳纖維束12K用作試樣。在此，將40g的初始張力通過張力穩定輥24a施加到碳纖維束Tm上，該纖維束被送入抽氣腔型的流體流動分散器3。在此使用的設備如下所述地布置。
(1)沿纖維束喂料方向流體流動部分31a之上的開口的尺寸為40mm寬和30mm長，并且在空的條件下將抽吸氣流的流速設置為20m/s。
(2)在流體流動部分31a的入口側和出口側，配置有直徑為10mm并且由不銹鋼制成并且表面被緞面處理(satin finished)的導輥32。
(3)指向流體流動部分31a的加熱器(高溫風機加熱器)能夠向該處連續吹送120攝氏度熱空氣。
(4)將張力可變系統4的曲柄馬達44設計為350rpm，并且桿42到纖維束的壓下行程設置為20mm。
(5)將卷取系統5的卷取速度設置為10m/min。
在本實驗例中，將受到分散操作前其初始寬度為5mm，其初始厚度為0.15mm的碳纖維束12K形成寬度為20mm，厚度為0.04mm的分散的纖維束Ts。從商業上講，已證實該分散的纖維束Ts分散寬度穩定，其單絲的排列和分布良好。
(實驗例2)應用如圖4中所示的設備同時分散5條碳纖維束，該設備采用在其流體流動分散器3之上具有加熱器7(高溫風機加熱器)和在各個流體流動部分31a，31b和31c的內部10cm深處具有浮動控制橋35，以便形成5條分散的纖維束。在此，由Toray有限公司制造的商品名稱為托雷卡(TORAYCA)M55J、其中分別具有540GPa的較高彈性模量的6000條碳纖維被集束的市售碳纖維束6K用作碳纖維束。通常使用的碳纖維的彈性模量大約為240GPa。
在本實驗例中，5個供絲裝置11被布置成使5條纖維束Tm·Tm...之間沿寬度方向間隔10mm排列，并且通過張力穩定輥24a將施加到各個纖維束Tm上的張力調節為25g。然后將這些纖維束送入設有抽氣空腔管型的流體流動部分31a，31b和31c(以此順序設置)的流體流動分散器3。在此使用的設備如下所述地布置。
(1)沿各個纖維束喂料方向各個流體流動部分31a，31b和31c的開口尺寸為50mm寬和30mm長，并且在空的條件下將抽吸氣流的流速設置為20m/s。
(2)在各個流體流動部分的入口側和出口側，配置有直徑為10mm并且由不銹鋼制成并且表面被緞面處理的導輥32。
(3)指向各個流體流動部分的加熱器(高溫風機加熱器)具有向該處連續吹送120攝氏度熱空氣的能力。
(4)將張力可變系統4的曲柄馬達44設計為350rpm，并且桿42到各個纖維束的壓下行程設置為20mm。
(5)將卷取系統5對各個纖維束的卷取速度設置為10m/min。
在本實驗例中，將受到分散操作前其初始寬度為1mm，其初始厚度為0.2mm的碳纖維束6K分別形成5條分散的碳纖維束Ts。已證實盡管使用了較高彈性模量的碳纖維這個事實，但在單絲上幾乎沒有切斷，并且各個分散復絲束的單絲有序排列并均勻分布。
(實驗例3)在本實驗例中，應用如圖11中所示的例5的設備將16條碳纖維束同時分散并合并成分散的復絲束片。由三菱人造絲(Rayon)有限公司制造的商品名稱為“PYROFIL TR 50S”、其中直徑分別為7μm的12,000條單絲被集束的市售碳纖維束12K被用作試樣。
在此，16個供絲筒子被布置成使16條纖維束Tm之間沿寬度方向間隔20mm排列，并且通過張力穩定輥24a將施加到各個纖維束上的張力調節為40g。然后將這些纖維束送入具有空腔管型的流體流動部分31a，31b和31c的流體流動分散器3。沿纖維束喂料方向各個流體流動部分的開口尺寸為320mm寬和30mm長，并且在空的條件下將抽吸氣流的流速設置為25m/s。各個流體流動部分在距各個纖維束運動路線的10mm深處具有直徑為10mm的浮動控制橋35。該浮動控制橋采用的是由不銹鋼制成且其表面被緞面處理的圓形桿。然后，在分散過程中，由相對于各個流體流動部分配置的加熱器7(高溫風機加熱器)吹出的120攝氏度的熱空氣吹到各個纖維束Tm。張力可變系統4的曲柄馬達44以350rpm的轉速旋轉，并且桿42到各個纖維束的壓下行程設置為20mm。進一步地，沿寬度方向來回的摩擦系統6具有兩個分別由表面經過緞面處理的不銹鋼圓形桿制成的弓桿，該系統6的曲柄馬達65以200rpm的轉速旋轉，并且分別將兩個弓桿的來回行程設置為4mm，以便相對于分散的復絲束片沿寬度方向施加來回的摩擦。在本例中，將卷取系統5對各個纖維束的卷取速度設置為10m/min。
作為上述實驗的結果，將受到分散操作前其初始寬度為5mm，其初始厚度為0.15mm的每一個碳纖維束12K加工成寬度為20mm的分散的纖維束。這些分散的纖維束Ts被合并成320mm寬0.04mm厚的分散的復絲束片，其中任意相鄰分散的纖維束Ts的邊緣側單絲都以有序的方式成切向排列，并且總體而言單絲在密度上分布均勻。
(實驗例4)在此，應用如圖12中所示的例6的設備將16條碳纖維束同時分散并合并成分散的復絲束片。由三菱人造絲(Rayon)有限公司制造的商品名稱為“PYROFIL TR 50S”、其中直徑分別為7μm的12,000條單絲被集束的市售碳纖維束12K用作試樣。
在此，16個供絲筒子被布置成使16條碳纖維束Tm之間沿寬度方向間隔20mm排列，并且通過張力穩定輥24a調節，以將40g的張力施加到各個纖維束Tm上。將這些纖維束送入具有流體流動部分31a，31b和31c的流體流動分散器3，所述流體流動部分是通過把沿纖維束運動方向的抽氣空腔管的沿長度方向的開口分段而形成，且相互之間有一定間距。流體流動分散器3有320mm寬，其分段的流體流動部分沿各個纖維束的運動方向的長度分別為30mm。導輥32由直徑為10mm、表面經過緞面處理的不銹鋼圓形桿制成。通過調節流速調節閥33，抽氣泵34工作，以至于在空的條件下將流體流動分散器3內抽吸氣流的流速設置為25m/s。進一步，分段形成的各個流體流動部分在距各個纖維束運動路線的10mm深處具有直徑為10mm的浮動控制橋35。然后，在分散過程中，由配置在流體流動分散器3之上的加熱器7(高溫風機加熱器)吹出的120攝氏度的熱空氣持續吹到各個纖維束。張力可變系統4的曲柄馬達44以350rpm的轉速旋轉，并且桿42到各個纖維束的壓下行程設置為20mm。另一方面，沿寬度方向來回的摩擦系統6的曲柄馬達65以200rpm的轉速旋轉，并且分別將其弓桿61和61的來回行程設置為4mm，因此，行進中的分散復絲束片Tw的表面受到沿寬度方向往復來回的摩擦。所述分散的復絲束片Tw由卷取系統5以10m/min的速度卷取。
作為上述實驗的結果，將受到分散操作前其初始寬度為5mm，其初始厚度為0.15mm的各個碳纖維束12K加工成寬度為20mm的相應的分散的纖維束Ts。這些分散的纖維束Ts被合并成320mm寬0.04mm厚的分散的復絲束片Tw，其中任意相鄰分散復絲束的邊緣側單絲都以有序的方式成切向排列，并且單絲總體而言在密度上分布均勻。(實驗例5)在此，應用如圖13中所示的例7的設備將16條碳纖維束同時分散并合并成分散的復絲束片。由三菱人造絲(Rayon)有限公司制造的商品名稱為“PYROFIL TR 50S”、其中直徑分別為7μm的12,000條單絲被集束的市售碳纖維束12K用作試樣。
將8個供絲筒子11配置在上部筒子架1上，將同樣多的供絲筒子配置在下部筒子架1上，這樣，分別由上部和下部筒子架1和1送出的相應的纖維束Tm沿寬度方向間隔40mm排列。注意，當沿它們的運動路線前進時，各個纖維束Tm被布置為使任意相鄰纖維束以20mm的距離間隔。然后，通過相應的張力穩定輥24a調節，以將40g的張力施加到各個纖維束Tm上，并且將這些纖維束送入具有抽氣空腔管型的流體流動部分31a，31b和31c的流體流動分散器3。各個流體流動部分的開口有320mm寬，40mm長，其中產生的抽吸氣流在空的條件下的流速為25m/s。各個流體流動部分在沿纖維束運動路線距其上部邊緣的10mm深處具有直徑為10mm的浮動控制橋35。由相對地配置在流體流動分散器3之上的加熱器7(高溫風機加熱器)吹出的120攝氏度的熱空氣持續吹到各個纖維束。張力可變系統4的曲柄馬達44以200rpm的轉速旋轉，并且將壓輥42a到各個纖維束的壓下行程設置為20mm。依次地，將沿寬度方向來回的摩擦系統6的各個弓桿61和61的來回行程設置為4mm，因此，行進中的分散復絲束片Tw受到沿寬度方向往復來回的摩擦力。所述分散的復絲束片Tw由卷取系統5以10m/min的速度卷取。
作為上述實驗的結果，通過上部和下部流體流動分散器3之后，受到分散操作前其初始寬度為5mm，其初始厚度為0.15mm的各個碳纖維束12K就被加工成寬度為40mm的相應的分散的纖維束Ts。這些分散的纖維束Ts以分散的復絲片Tw的形式分別由上部和下部流體流動分散器3送出，其中任意相鄰的分散纖維束Ts和Ts的邊緣側單絲成切向排列，然后經相應的導輥8在匯集輥9處將一個重疊在另一個之上，重疊的這些復絲束片受到由沿寬度方向來回的摩擦系統6施加在其上的沿寬度方向來回的摩擦，以便形成混合的分散復絲束片Tw，且其單絲總的來說彼此在密度方面分布和混合均勻，該混合的復絲束片具有320mm的寬度和0.04mm的厚度。
以上描述了基于第1至4實施例的實驗例，如下所述將進一步解釋本發明的其它實施例。
(第5實施例)在如圖16和17所示的例8的設備的基礎上解釋根據本實施例的制造分散的復絲束的方法。
參照圖16和17，直徑為5mm、其中直徑分別為7μm的12,000條單絲被集束、由三菱人造絲(Rayon)有限公司制造的編號為“TR50S”的市售碳復絲束Tm通過復絲束喂料裝置2由供絲筒子11引出，然后以10m/min的速度穿過一系列輥21和22(23)，被送入流體流動分散器3。
送到流體流動分散器3的碳復絲束Tm穿過各個流體流動部分31a，31b，31c和31d的敞開的抽氣腔而由上游側運動到下游側，所述流體流動部分中產生速度為20m/s的抽吸氣流。于是，與抽吸氣流相接觸的復絲束朝向抽吸氣流的流動方向彎曲，以便增加復絲束Tm和氣流之間的接觸區。接觸區的增大允許氣流流過復絲束Tm的任意相鄰單絲，以便減弱它們之間的粘接，這樣開始分散復絲束。當復絲束Tm從位于上游側的流體流動部分31a經過流體流動部分31b運動到位于下游側的部分31c時，復絲束逐漸被分散，一旦穿過位于更下游側的部分31d，就加工成了寬度約為25mm的分散的復絲束Ts。
(例8的設備)圖16和17示出了用于根據上述第5實施例制造分散的復絲束的方法的設備。
即，圖中的參考數字11表示筒子型的供絲裝置，纖維束Tm卷繞在該筒子上。
然后，其中的參考數字2表示復絲束喂料裝置，該供應裝置包括一對以一定間隔配置的支承輥21和22，用于把由供絲裝置11退繞的纖維束Tm支承在固定的高度；單向驅動輥23和23，用于引出來自供絲裝置11的纖維束Tm，同時纖維束夾在所述單向驅動輥之間；張力穩定傾卸裝置(dumper)24，配置在支承輥21和22之間，并在其下端部具有可旋轉的張力穩定輥24a；當施加到纖維束上的張力小于其預定的水平和低于由該輥施加的壓力時，該張力穩定輥24a以恒定的壓力緊靠從供絲裝置11退繞的纖維束Tm，以至于與纖維束Tm緊靠的張力穩定輥24a持續壓在纖維束Tm上，以便隨著施加張力增加來一起增加纖維束的彎曲度，直到施加到纖維束上的張力達到預定的水平；而當施加到纖維束上的張力大于其預定的水平和高于由該輥施加的壓力時，與纖維束緊靠的輥24a持續回縮以便減小纖維束的彎曲度，直到施加到纖維束上的張力達到預定的水平。由復絲束喂料裝置2退繞且在單向驅動輥23和23之間穿過的纖維束Tm被送入如下所述的流體流動分散器。
然后，附圖標記3在此表示抽氣空腔管型的流體流動分散器，該分散器具有相應的流體流動部分31a，31b，31c和31d。即，沿纖維束Tm的運動方向將所述各個流體流動部分配置在相同的高度，在所述各個部分的入口側和出口側，具有將行進中的纖維束保持在一定高度的導輥32。各個抽氣空腔管都具有抽氣泵34，通過按需使用流速調節閥33調節抽吸空氣來操作該泵，以產生用于各個部分的具有所需流速的抽吸氣流。穿過這些流體流動部分的纖維束Tm朝向與其接觸的抽吸空氣的流動方向彎曲，該抽吸空氣流過纖維束的相鄰單絲，以便在其上實施分散操作。
然后，在此的參考數字51表示卷取輥，用于當復絲束Ts以10m/min的速度通過那些流體流動部分之后卷取分散的復絲束Ts，當該分散的復絲束Ts通過卷取輥51和51之后，被卷繞在卷取軸B上。
(第6實施例)
在如圖18和19所示的例9的設備的基礎上解釋根據本實施例的制造分散的纖維束片的方法。
直徑分別為5mm、其中有直徑分別為7μm的12,000條單絲、由三菱人造絲(Rayon)有限公司制造的編號為“TR 50S”的市售的各個碳復絲束Tm·Tm·Tm通過相應的復絲束喂料裝置2從各個筒子11·11·11退繞，然后穿過單向驅動輥23和23，在平行排列在同一平面內且以相等的距離間隔的情況下以相同的速度被送入流體流動分散器3。
被送入流體流動分散器3的各個復絲束Tm·Tm·Tm按順序穿過各個流體流動部分31a，31b，31c和31d的敞開的抽氣空腔管而由上游側運動到下游側，在所述流體流動部分中產生速度為20m/s的抽吸氣流。于是，與抽吸氣流相接觸的各個復絲束Tm朝向抽吸氣流的流動方向彎曲，以便增加各個復絲束和抽吸氣流之間的接觸區。接觸區的增大允許抽吸氣流流過各個復絲束Tm的任何相鄰單絲，以便減弱它們之間的粘接，這樣開始分散各個復絲束。當相應的復絲束Tm·Tm·Tm從位于上游側的流體流動部分31a經過流體流動部分31b運動到位于下游側的部分31c時，它們逐漸被分散，在穿過位于更下游側的部分31d后，就加工成寬度約為60mm、任意相鄰絲束邊緣側的單絲成切向排列的分散的復絲束片Tw。
(例9的設備)圖18和19示出了用于根據第6實施例制造分散的纖維束片的方法的例9的設備。
即，在圖中，參考數字1表示筒子架，其上懸掛三個筒子型的供絲裝置11·11·11，纖維束Tm分別卷繞在上述供絲裝置上。注意，在此只示出了三個供絲裝置，但可通過級式布置(peg arrangement)將供絲裝置的數量根據所需要的供絲裝置的數量進行修改。
然后，其中參考數字2表示復絲束喂料裝置，該復絲束喂料裝置包括單向驅動輥23和23，用于從相應的供絲裝置11引出各個纖維束Tm·Tm·Tm，并使這些纖維束平行排列在同一平面內以相同的速度送出；支承輥21和22，介于單向驅動輥23和23和各個供絲裝置11之間，且以多段布置(在此示出的是三段)的方式配置，用于把退繞的各個纖維束Tm·Tm·Tm支承在固定的位置；張力穩定傾卸裝置24，其在各段配置在支承輥21和22之間，并在其下端部具有張力穩定輥24a，當各個纖維束的張力小于其預定的水平時，該張力穩定輥24a在恒定的壓力下緊靠從各個供絲裝置11退繞的每一段相應的纖維束Tm，以至于張力穩定輥24a與各個纖維束Tm靠緊并持續抵壓后者，以便增加施加于其上的張力直到該張力達到預定的水平；而當纖維束Tm張力大于其預定的水平時，與纖維束緊靠的輥24a通過各個纖維束Tm被彈回而回縮，以便保持施加到各個纖維束上的張力恒定。由各個復絲束喂料裝置2導引前進的各個纖維束Tm·Tm·Tm穿過單向驅動輥23和23后，在一定的張力施加到其上的情況下被送入如下所述的流體流動分散器3，且纖維束Tm中的每一個都在同一平面內以間隔相等的距離平行排列。
然后，附圖標記3在此表示抽氣空腔管型的流體流動分散器，該分散器包括在頂部分別具有開口的四個流體流動部分31a，31b，31c和31d。即，沿各個纖維束的運動方向以相同的高度配置各個流體流動部分，所述各個纖維束由單向驅動輥23和23以在同一平面內平行排列的方式且以相同的速度送入，在所述各個部分的入口側和出口側，具有將行進中的各個纖維束保持在一定高度的導輥32。抽氣泵34與例9設備的各個抽氣空腔管相接合，通過按需使用流速調節閥33調節抽吸空氣來操作該泵，以產生用于各個流體流動部分31a，31b，31c和31d的所需流速的抽吸氣流。穿過這些流體流動部分的各個纖維束Tm·Tm·Tm朝向與其接觸的抽吸氣流的流動方向彎曲，該抽吸氣流流過各個纖維束的任意相鄰單絲，以便在其上實施分散操作。
參考數字51和51表示卷取輥，用于以10m/min的速度卷取已穿過各個流體流動部分31a，31b，31c和31d的分散的復絲束片Tw，穿過這些卷取輥51和51之間的分散的復絲束片被卷取軸B卷取。
(例10的設備)
圖20至23示出了用于根據第6實施例制造分散的復絲束片的方法的另一個例10的設備。例10設備的特征在于，在例9設備的各個流體流動部分31a，31b，31c和31d內、橫向于各個纖維束Tm的運動方向配置浮動控制橋35，而其其它的結構安排與例9設備的安排相同。為了應用例10的設備在各個纖維束上實施分散操作，隨著它們中的每一個在相應的橋35之下通過，各個纖維束都受到抽吸氣流，以至于不存在運動通過那些流體流動部分的各個纖維束被伸直或它們的彎曲度小于預定的最低水平的情況，這導致了在與抽吸氣流有較寬的接觸區的情況下提高分散效率。另外，對例10的設備進行了這樣的修改，即利用圖中未示出的公知的橫桿系統(cross bar system)可將各個橋35的高度布置為垂直可動。
進一步說明，當例10設備的各個流體流動部分31a，31b，31c和31d的內部具有浮動控制橋35時，如圖23所示，在分散過程中，纖維束Tm沿其運動路線行進，只有位于纖維束每個邊緣側附近的單絲與橋35相接觸，而位于纖維束中心部分的那些單絲被抽吸氣流吸引，以便與所述橋隔開。因而，在通過抽吸空氣的作用分散纖維束Tm的情況下，在纖維束中心部分和在每個邊緣側部分之間不存在分散的單絲長度不一致的情況，以便獲得大大分散的復絲束，其單絲分布更良好。
(例11的設備)圖24示出了用于根據第6實施例制造分散的復絲束片的方法的另一個例11的設備。例11的設備的特征在于，上下移動壓輥型的張力可變系統4插入在單向驅動輥23和23和最前面的流體流動部分31a入口側的導輥32之間，而其其它的結構安排與例10的設備相同。該張力可變系統4由橫向于纖維束Tm運動路線延伸的桿件構成，該桿件用于相對于從供絲筒子架以相同速度送出的在同一平面內平行的各個纖維束Tm·Tm·Tm上下和橫向運動，以便在張緊和松弛之間交替重復地同時改變施加到運送中的各個纖維束Tm的張力。當在單向驅動輥23和23和最前面的流體流動部分31a入口側上的導輥32之間運動的各個纖維束Tm受到張力可變系統4的這種間歇壓力時，由張力可變系統4摩擦和施壓的相應一部分各個纖維束的相鄰單絲之間的粘接被弱化，并且施加到朝向流體流動部分31a，31b，31c和31d運動的各個纖維束Tm的張力在張緊和松弛之間以一定的時限重復變化。當纖維束在各個流體流動部分31a，31b，31c和31d受到抽吸氣流時，在相鄰單絲之間的粘接被弱化的情況下，施加到各個纖維束的張力的這種變化帶來了對纖維束有利的分散效果。即，當施加到各個纖維束Tm的張力變為松馳時，移動過各個流體流動部分的每個纖維束都彎曲到較大程度以便增加與抽吸氣流的接觸區，使各個纖維束進一步得到分散；而在每個纖維束從最前面的流體流動部分31a移動到最遠端的流體流動部分31d期間，施加到各個纖維束的這種張力變化漸漸穩定，在這種條件下由卷取軸B卷取分散的復絲束片Tw。
(例12的設備)圖25至27示出了用于根據第6實施例制造分散的復絲束片的方法的另一個例12的設備。例9的設備與該設備的不同之處在于，后者具有配置在各個流體流動部分入口側和出口側上用于在把各個纖維束Tm支承一定的高度的導輥32，并且使該導輥32可橫向于各個纖維束的運動路線往復運動這樣地布置，而其其它的結構安排與例9的設備相同。即，該各個導輥32與公知的聯動機構32c相嚙合，而聯動機構32c被連接于由曲柄馬達32a驅動的曲柄臂32b，曲柄馬達32a旋轉時，曲柄臂32b將這種旋轉轉化為往復運動，并將該往復運動傳送到聯動機構32c，以便使各個導輥32同時往復運動。與復絲束摩擦系統M線接觸著而移動的那些纖維束的各個單絲通過構成該系統M的各個導輥的往復來回運動受到摩擦，以至于即使相鄰單絲牢固地粘在一起的一部分相應復絲束，也能被彼此輕柔地分開，以便在各個流體流動部分31a，31b，31c和31d通過抽吸空氣作用在復絲束上而進一步增強分散操作。
(例13的設備)圖28示出了用于根據第6實施例制造分散的復絲束片的方法的另一個例13的設備。該設備與例9的設備的不同之處在于，前者具有與各個流體流動部分31a，31b，31c和31d相對配置的加熱器7(高溫風機加熱器)，而其其它的結構安排與后者相同。當各個復絲束Tm的各個單絲由合成樹脂基粘接劑粘在一起時，該設備特別有效。在朝向各個流體流動部分吹出的120攝氏度的熱空氣作用下，將各個纖維束的單絲粘在一起的粘接劑被軟化，以便在各個流體流動部分通過抽吸空氣的作用進一步增強分散操作。
(例14的設備)圖29示出了用于根據第6實施例制造分散的復絲束片的方法的另一個例14的設備。該設備與例9的設備的不同之處在于，前者具有這樣的布置，即關于各個復絲束的運動路線的抽氣空腔管延長的開口被分段形成各個流體流動部分31a，31b，31c和31d，而其其它的結構安排與后者相同。與例9的設備相比，該設備只需要一個抽氣泵34和單個流速調節閥33，這導致設備制造成本的降低和設備操作的簡化。
(例15的設備)圖30示出了用于根據第6實施例制造分散的復絲束片的方法的另一個例15的設備。例14的設備與該設備的不同之處在于，該設備在各個流體流動部分中具有浮動控制橋35，而其其它的結構安排與例14的設備相同。該浮動控制橋35以與例9設備中相同的方式工作。
(例16的設備)圖31示出了用于根據第6實施例制造分散的復絲束片的方法的另一個例16的設備。該設備與例9的設備的不同之處在于，前者具有覆蓋各個流體流動部分開口的密封板31s，以便為每一個流體流動部分提供與運送中的各個纖維束Tm的寬度相對應的開口區域，而其其它的結構安排與后者相同。各個流體流動部分的開口被這種密封板31s覆蓋，所以防止了由于浪費地應用抽吸氣流造成的能量損失，從而節約了操作成本。
(第7實施例)
以下在如圖32所示的例17的設備的基礎上解釋根據本實施例的制造分散的復絲束片的方法。
直徑為5mm、其中集束有直徑分別為7μm的12,000條單絲、由三菱人造絲(Rayon)有限公司銷售的編號為“TR 50S”、且通過復絲束喂料裝置2由筒子架1的各個供絲筒子11引出的各個碳復絲束Tm，在平行排列在同一平面內且在它們之間以相等的距離間隔的情況下穿過單向驅動輥23和23，以相同的速度被送入流體流動分散器3。
在各個復絲束Tm從單向驅動輥23和23向卷取軸B移動期間，它們穿過水封管型的各個流體流動部分31a，31b，31c和31d，80攝氏度的熱水以5m/s的流速在這些部分中循環。于是，各個復絲束Tm經過各個水密的的絲通路孔h以懸浮狀態穿過各個流體流動部分。此時，與循環的熱水相接觸的各個復絲束Tm朝向熱水流動方向彎曲，以便逐漸增加各個復絲束和循環熱水之間的接觸區。它們之間接觸區的增大允許循環熱水進一步流過各個復絲束的相鄰單絲之間，以便弱化其相鄰單絲之間的粘接或進一步強化分散操作。因而，在各個復絲束Tm從最前面的流體流動部分31a移動經過31b到31c期間，那些復絲束中的每一個都逐漸地得到分散，和當使它們穿過最遠端的流體流動部分31d時，制造出具有大約75mm的寬度的復絲束片Tw，且各個復絲束Tm邊緣側相鄰單絲并排成切向排列。
(例17的設備)圖32示出用于根據本發明第7實施例制造分散的復絲束片的方法的例17的設備。其中參考數字1示出其上懸掛三個筒子11的筒子架，復絲束Tm卷繞在這些筒子中的每一個上。其中參考數字2示出復絲束喂料裝置，該復絲束喂料裝置包括單向驅動輥23和23，用于從相應的筒子11退繞各個復絲束Tm并將這些復絲束平行排列在同一平面內送出；一對前部和后部支承輥21和22，插入在單向驅動輥23和23和各個筒子11之間，用于在固定的位置支承各個復絲束Tm；配置在支承輥對21和22之間并在其下端部具有張力穩定輥24a的張力穩定傾卸裝置24。上述筒子架1和復絲束喂料裝置2的安排分別與例9的設備的安排相同。
然后，其中參考數字3示出水循環系統的流體流動分散器3。該系統3包括四個直徑增加的水密管型流體流動部分31a，31b，31c和31d，在各所述流體流動部分的兩個相對側上分別具有絲通路孔h。即，沿著各個復絲束的運動路線，這些流體流動部分在它們的兩個相對側上在相同的高度分別具有絲通路孔h，在上述流體流動部分的入口側和出口側上分別具有絲通路孔h，配置橡膠導輥32用來將行進中的各個復絲束Tm保持在一定的高度同時防止水泄漏。液體循環泵34與各個流體流動部分相連接，在循環液體的流速由流速調節閥33調節的情況下各個循環泵操作，通過相應的循環管3c，以所需的流速發生循環用于各個流體流動部分。穿過各個流體流動部分的各個絲通路孔h并且遇到循環熱水的各個復絲束Tm朝向熱水循環方向彎曲，這導致循環熱水流過各個復絲束的任意相鄰單絲，以便在其上實施分散操作。
在最遠端的流體流動部分31d的出口側上，配置有一對卷取輥51和51，從流體流動部分31d的絲通路孔h出來的大大分散的復絲束片Tw在該對輥之間以10m/min的速度被卷取，以便被卷繞在卷取軸B上。注意，圖32中的參考數字8示出將水從來自最遠端流體流動部分31d的絲通路孔h的、處在較濕情況下的分散的復絲束片Tw上除去的公知的干燥輥。
(例18的設備)圖33示出用于根據本發明第7實施例制造分散的復絲束片的方法的例18的設備。該設備與例17的設備的不同在于，前者具有直徑增加的水密管型流體流動分散器3，該分散器被分段形成相互之間有間隔的各個流體流動部分31a，31b，31c和31d，而其其它的結構安排與例17的設備相同。與例17的設備相比，該設備只需要一個循環泵34和單個流速調節閥33，所以其制造成本被降低且其操作被簡化。
以上基本描述了本發明的優選實施例，本發明不限于上述實施例，但在所附的權利要求的范圍內可以以多種形式對本發明進行修改。例如，下述修改例也屬于本發明的技術范圍。
(1)第1至7個實施例和例1至18的設備的筒子架1被分別這樣布置，即對從三到五個筒子退繞的相應的復絲束Tm進行加工，但是筒子的數量不限于三個，該數量可以增加，以至于可對任意數量的復絲束Tm進行加工，它們從相同數量的筒子退繞。
(2)第1至7個實施例和例1至18的設備分別采用的圓桿式的浮動控制橋35，可將該桿的中央部分形成微凸型。
(3)上述實施例中的一些所采用的高溫風機加熱型的加熱器7，該加熱器不限于高溫風機型加熱器，可采用超聲波振蕩器或遠紅外輻射裝置替代。
(4)在上述第7實施例中，為了給各個復絲束Tm提供流體摩擦以便分散它們，使用了80攝氏度的熱水，該流體摩擦也可通過冷水或溫水提供，除這些之外，可使用例如包含水的氣泡的這種液-氣兩相流使氣泡碰撞在各個復絲束Tm的單絲上，以便在碰撞中被打破成微小的氣泡，該微小的氣泡流過通過這種碰撞被松弛的各個復絲束的任意相鄰單絲。
(5)進一步，在上述第3實施例中，沿如圖9所示的例5的設備的下游側，另外具有樹脂浸漬處理，其中在制造過程中使樹脂片St分別覆蓋分散的復絲束片Tw的上部和下部表面，在各樹脂片上進一步覆蓋釋放片(release sheet)Rs，然后通過粘接裝置H使樹脂片St分別熔入分散的復絲束片Tw的上部和下部表面，然后剝離所得到的預浸漬片P并卷繞在卷取輥R上。
工業應用性在根據本發明的制造分散的復絲束的方法和所應用的裝置中，采用如下機制從供絲裝置或筒子架分別退繞和送出的一個復絲束或多個復絲束，以懸浮狀態穿過沿各個復絲束的運動路線順序布置的多個流體流動部分從而受到流體阻力，以便朝向流體流動方向彎曲，和使流體流過各個復絲束的相鄰單絲之間，由于這種流體阻力其粘接被弱化，該機制允許以較高的效率制造分散的復絲束，而且允許批量生產均勻的和高質量的分散的復絲束片，該復絲束片任意相鄰復絲束的邊緣側單絲成切向平行排列，并且其單絲在密度上分布均勻，所以本發明的工業應用性很高。
根據本發明的設備結構上的安排成這樣的流水線型，即它基本由筒子架，復絲束喂料裝置，包括沿各個復絲束的運動路線順序配置的多個流體流動部分的流體流動分散器組成，利用該設備，諸如碳纖維，陶瓷纖維，聚甲醛纖維，芳族聚酰胺纖維之類的這種高強度復絲束能夠以高效率和節省空間的方式被分散，從而以較低的生產成本和較高的生產率制造分散的復絲束或分散的復絲束片，所以本發明的工業應用性很高。
權利要求
1.一種制造分散的復絲束的方法，包括下述步驟從供絲裝置退繞并送出復絲束；使送出的所述復絲束懸浮穿過順序構成流體流動分散器的多個流體流動部分，所述流體流動部分沿所述復絲束的運動路線連續配置；當所述復絲束運動經過所述各個流體流動部分時使所述復絲束受到流體阻力，以便朝向使用中的流體的流動方向彎曲所述復絲束；和使所述流體流過所述復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬所述空隙，因此，促進了在所述復絲束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述復絲束按順序連續地穿過位于上游側的所述流體流動部分到位于下游側的所述流體流動部分，來逐漸擴大所述復絲束和所述流體之間的接觸區，以便以漸進的方式大大分散所述復絲束。
2.一種制造分散的復絲束的方法，包括下述步驟通過局部且往復地橫向于所述復絲束的運動路線壓由供絲裝置送出的所述復絲束，使運送中的所述復絲束受到施加在所述復絲束上的在張緊和松馳之間交替的張力波動；使在所述張力波動下運動的所述復絲束懸浮穿過順序構成流體流動分散器的多個流體流動部分，所述流體流動部分沿所述復絲束的運動路線連續配置；當所述復絲束運動經過所述各個流體流動部分時使所述復絲束受到流體阻力，以便朝向使用中的流體的流動方向彎曲所述復絲束；和使所述流體流過所述復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬所述空隙，因此，促進了在所述復絲束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述復絲束按順序連續地穿過位于上游側的所述流體流動部分到位于下游側的所述流體流動部分，來逐漸擴大所述復絲束和所述流體之間的接觸區，以便以漸進的方式大大分散所述復絲束。
3.一種制造分散的復絲束的方法，包括下述步驟通過局部且往復地橫向于所述復絲束的運動路線壓由供絲裝置送出的所述復絲束，使運送中的所述復絲束受到施加在所述復絲束上的在張緊和松馳之間交替的張力波動；使在所述張力波動下運動的所述復絲束懸浮穿過順序構成流體流動分散器的多個流體流動部分，所述流體流動部分沿所述復絲束的運動路線連續配置；和在分散過程中沿所述復絲束的寬度方向提供線性的來回的摩擦，在所述各個流體流動部分，在施加到所述復絲束的所述張力在張緊和松馳之間交替波動的情況下，流體流過該復絲束的任意相鄰單絲。
4.根據權利要求2所述的制造分散的復絲束的方法，其特征在于，從所述供絲裝置退繞的所述復絲束在拉回受限制的情況下被送出，并且通過局部且往復地橫向于所述復絲束的運動路線壓所述復絲束，從而施加到拉回受限且向下游側運動的所述復絲束的張力在張緊和松馳之間交替變化。
5.根據權利要求4所述的制造分散的復絲束的方法，其特征在于，分別為所述多個流體流動部分提供用于保證所述復絲束的彎曲度在預定的水平的浮動控制橋，以使所述復絲束在所述浮動控制橋下與流體相接觸，以便不使穿過所述各個流體流動部分的所述復絲束的彎曲度小于所述預定的水平。
6.根據權利要求5所述的制造分散的復絲束的方法，其特征在于，所述復絲束以這樣的方式懸浮穿過沿所述復絲束的運動路線連續地相應配置的所述各個流體流動部分，以使包含在行進中的所述復絲束中的粘接劑通過加熱被軟化，以便使組成所述復絲束的單絲之間的粘接被弱化。
7.一種制造分散的復絲束的方法，包括下述步驟將從筒子架的各個供絲裝置退繞的一組數個復絲束在同一平面內平行排列地送出；使分別送出的所述一組數個復絲束懸浮穿過順序構成流體流動分散器的多個流體流動部分，所述流體流動部分沿所述各個復絲束的運動路線連續配置；當所述復絲束分別運動經過所述各個流體流動部分時使所述各個復絲束受到流體阻力，以便朝向使用中的流體的流動方向彎曲所述各個復絲束；和使所述流體流過所述各個復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬所述空隙，因此，促進了在所述各個復絲束上的分散操作；和通過局部且往復地橫向于所述各個復絲束的運動路線壓在同一平面內運動的所述一組數個分散的復絲束，使運送中的一組數個分散的復絲束受到施加在所述各個復絲束上的在張緊和松馳之間交替的張力波動，因此，通過所述各個流體流動部分進一步促進了分散操作。
8.一種制造分散的復絲束的方法，包括下述步驟將從筒子架的各個供絲裝置退繞的一組數個復絲束在同一平面內平行排列地送出；使分別送出的所述一組數個復絲束懸浮穿過順序構成流體流動分散器中的多個流體流動部分，所述流體流動部分沿所述各個復絲束的運動路線連續配置；當所述復絲束分別運動經過所述各個流體流動部分時使所述各個復絲束受到流體阻力，以便朝向使用中的流體的流動方向彎曲所述各個復絲束；和使所述流體流過所述各個復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬所述空隙，因此，促進了在所述各個復絲束上的分散操作；相對于在同一平面內運動的一組分散的復絲束的寬度方向提供線性的來回的摩擦，以便制造分散的復絲束片，該復絲束片任意相鄰的分散的復絲束邊緣側的單絲成切向排列，并且所述各個分散復絲束的單絲總的來說在密度上分布均勻。
9.一種制造分散的復絲束的方法，包括下述步驟將從筒子架的各個供絲裝置退繞的一組數個復絲束在同一平面內平行排列地送出；使分別送出的所述一組數個復絲束懸浮穿過順序構成流體流動分散器的多個流體流動部分，所述流體流動部分沿所述各個復絲束的運動路線連續配置；當所述復絲束分別運動經過所述各個流體流動部分時使所述各個復絲束受到流體阻力，以便朝向使用中的流體的流動方向彎曲所述各個復絲束；和使所述流體流過所述各個復絲束的任意相鄰單絲之間的空隙，由于所述流體阻力其粘接被弱化，以便加寬所述空隙，因此，促進了在所述各個復絲束上的分散操作；和通過局部且往復地橫向于所述各個復絲束的運動路線壓在同一平面內運動的一組所述分散的復絲束，使運送中的各個分散的復絲束受到施加在所述各個分散的復絲束上的在張緊和松馳之間交替的張力波動，因此，通過所述各個流體流動部分進一步促進了分散操作；相對于在同一平面內運動的所述一組分散的復絲束的寬度方向提供線性的來回的摩擦，以便制造分散的復絲束片，該復絲束片任意相鄰的分散的復絲束邊緣側的單絲成切向排列，并且所述各個分散復絲束的單絲總的來說在密度上分布均勻。
10.一種用于制造分散的復絲束的設備，包括一個供絲裝置或具有數個所述供絲裝置的筒子架；復絲束喂料裝置，用于在一定的張力下退繞來自所述一個供絲裝置或所述筒子架的數個所述供給裝置的一個復絲束或一組所述復絲束，和用于當將所述一個復絲束或所述一組復絲束保持在一個平面內時，在拉回受限制的情況下送出所述一個復絲束或所述一組復絲束；具有沿所述一個復絲束或所述一組復絲束的運動路線相應地連續配置的多個流體流動部分的流體流動分散器，用于當在行進中的所述一個復絲束或所述一組復絲束被懸浮支承的情況下，使所述流體與所述一個復絲束或所述一組復絲束相接觸和使所述流體流過所述一個復絲束或所述一組復絲束，所述流體橫向于所述運動路線流動；和張力可變系統，用于在張緊和松馳之間交替改變施加到行進中的所述一個復絲束或所述一組復絲束的張力。
11.根據權利要求10所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于，所述張力可變系統包括在下端部具有壓輥的提升桿；與所述提升桿相嚙合的可收縮并可伸長的曲柄臂；和曲柄馬達，該馬達的動力軸具有與所述曲柄臂相嚙合的轉子。
12.根據權利要求10所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于，在所述流體流動分散器的上游側配置張力穩定機構，所述機構具有張力穩定輥，該輥在一定壓力下緊靠從供絲裝置或筒子架退繞并送出的復絲束，并且所述機構被這樣安排，以至于當施加到所述復絲束的所述張力減小到預定張力以下和低于由所述輥施加的壓力時，與所述復絲束靠緊的所述張力穩定輥持續壓所述復絲束，以便增加所述復絲束的彎曲度，同時增加施加到所述復絲束的張力，直到將預定的張力施加到所述復絲束，而當施加到所述復絲束上的所述張力增加到所述預定張力之上和高于由所述輥施加的所述壓力時，與所述復絲束緊靠的所述張力穩定輥被彈回收縮，同時減小所述彎曲度，直到將預定的張力施加到所述復絲束，以便保持施加到行進中的所述復絲束的所述張力恒定。
13.根據權利要求10所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于，在所述各個流體流動部分的內部配置浮動控制橋，該橋橫向于所述一個復絲束或所述一組復絲束的所述運動路線。
14.根據權利要求13所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于將所述浮動控制橋成形為圓柱形，其中間部分在直徑方向上像凸肚形凸出。
15.根據權利要求10所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于，在所述各個流體流動部分之上并且與所述各個流體流動部分相對地設置加熱器，以便對行進中的所述一個復絲束或所述一組復絲束進行加熱處理。
16.根據權利要求10所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于，設置有沿寬度方向來回的摩擦系統，用于在分散過程中分別與組成所述一個復絲束或所述一組復絲束的單絲靠緊，沿所述一個復絲束或所述一組復絲束的寬度方向提供來回的摩擦。
17.根據權利要求10所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于，將沿所述一個復絲束或所述一組復絲束的所述運動路線設置的延長的開口分段形成具有間隔的所述各個流體流動部分。
18.根據權利要求10所述的用于制造分散的復絲束的設備，其特征在于，所述多個流體流動部分分別是直徑被擴大的水密管，在該各個部分的入口側和出口側具有絲通路孔，所述水密管具有經過循環管連接到循環泵的液體循環通路，對該泵的操作導致循環水以所需的流速經所述循環管循環通過所述各個流體流動部分，從而使所述一個復絲束或所述一組復絲束受到水的阻力，以便朝向所循環水的流動方向彎曲穿過所述各個流體流動部分的所述絲通路孔的所述一個復絲束或所述一組復絲束，所述循環水分別流過所述一個復絲束或所述一組復絲束的相鄰單絲之間的空隙，以便加寬所述空隙。
全文摘要
本發明涉及一種制造分散的復絲束的方法和所應用的設備，其中任意數量的高強度的復絲束被便利地高速地同時分散，以高效率制造出高質量的分散的復絲束或片，其單絲成分沿寬度方向平行排列并且在密度上分布均勻。在此采用如下機制由供絲裝置或筒子架送出的相應復絲束受到施加到其上的、在張緊和松弛之間交替的張力波動，受到這種波動的各個復絲束順序穿過包括沿各個復絲束的運動路線順序配置的多個流體流動部分的流體流動分散器，從而受到流體阻力以便朝向流體流動方向彎曲，和使流體流過各個復絲束的相鄰單絲成分之間，由于這種流體阻力其粘接被弱化，以便通過施加在其上的這種張力變化和這種流體阻力的共同作用而大大分散各個復絲束。
文檔編號D02J1/00GK1816653SQ200480019350
公開日2006年8月9日 申請日期2004年7月7日 優先權日2003年7月8日
發明者川邊和正, 友田茂 申請人:福井縣