制造分散的复丝束的方法和所应用的设备的制作方法

专利名称：制造分散的复丝束的方法和所应用的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及分散复丝束，更详细地说，是关于大规模生产高质量的分散复丝束和复丝束片的方法和所应用的装置，其中，运送中的包括所需数量单丝的复丝束根据所需的次数多次与没有紊流的流体相接触，同时以波状的形式被持续弯曲，或如果需要的话，通过局部且间歇地横向于复丝束的运动路线压运送中的复丝束，使运送中的复丝束重复受到施加到其上的张力波动，或在分散过程中进一步沿复丝束的宽度方向提供线性且来回的摩擦。
背景技术：
众所周知，包括诸如碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维之类的加强纤维的和诸如环氧树脂之类的基体树脂的复合纤维强化材料在重量上轻，且在机械强度和抗腐蚀上极好，所以它们被广泛应用于适用于大众消费者的例如钓鱼杆和和高尔夫球杆以及工业设备的结构部件之类的产品，和用于飞机和宇宙火箭的构造。为了制造由如上所述的这样的复合纤维加强材料制成的这样的产品和部件并构造所需要的确定的形状，通常以这样的条件提供这样的材料，即在由上述加强纤维制成的预浸渍片的单丝成分之间浸渍基体树脂，由于近来期望进一步减小上述重型构造的产品和元件的重量，所以寻求该预浸渍片的密度均匀性和厚度的改进。
如上所述的密度均匀且厚度较小的这样的预浸渍片的大规模便宜的供应不仅使批量生产又薄又轻的异型产品成为可能，而且允许单丝单向排列的预浸渍片以各个片的方向相对于彼此水平、垂直或斜对布置地一个层叠在另一个之上，以便得到多重的预浸渍片。由如上所述的这种多重的预浸渍片制成的这种产品的生产能够大大提高这种产品的断裂强度。因而，各个产业界之中都很期望形成单丝横向平行排列且密度分布均匀的、较薄的分散复丝片的合理的生产技术。
在这点上，预浸渍片的合理生产需要减小被分散的加强复丝束的材料成本。通常，单丝单向排列且单丝在数量上较少的加强复丝束的使用促进了厚度较小且单丝在密度上均匀分布的预浸渍片的生产。但是，单丝在数量上较少的加强复丝束的成本较贵，所以具有大量单丝的加强复丝束的使用不可避免。因而，需要一种分散上述具有大量单丝的加强复丝束来形成薄的加强复丝束分散片的方法，以便以与现有技术相比节省成本的方式生产厚度较小且其单丝在密度上分布均匀的预浸渍片。
传统地，已知的上述方法是通过使复丝束经过圆杆分散各个单丝，和通过水流或高压气流横向分离各个单丝，和超声振动各个单丝束来分离。至于使用圆杆的上述方法的一些例子，在日本专利申请公开号为No.56-43435中公开了，使复丝束穿过沿轴向振动的旋转辊，并与其相接合的穿过，以便得到分散；和在日本已授权专利申请公开号为No.3-31823中公开了，使复丝穿过布置为彼此成30度到90度位移的多个辊，并与其相接合的穿过，以便得到分散。然后，至于用水流或高压气流的上述方法的一些例子，在日本专利申请公开号为No.52-151362中公开了，使复丝束经受高压流体以便被分散；和在日本专利申请公开号为No.57-77342中公开了，运送中的复丝束经受垂直于该复丝束的运动方向流动的流体，从而由上述流体将分散力施加到该复丝束上以便该复丝束被分散。进一步，至于如上所述的那种超声波法的例子，在日本专利申请公开号为No.1-282362中公开了，使复丝束以交叉的方式与沿轴向超声振动的圆杆相接触以便得到分散。
但是，上述现有技术的任一方法是通过将物理力施加到复丝束上来分散复丝束，以便当牵引倾向于恢复它们的汇聚位置的复丝束时，强制横向移动包含于该复丝束中的单丝。由于这个原因，导致制成的分散复丝束的宽度小于所期望得到的宽度，并且单丝被损害、起毛和终归被切断。在变革中，在使用如上所述的那种圆杆的情况下，提高复丝束的送料速度导致在该杆和复丝束之间的摩擦阻力变大，以致于在操作期间进一步增加了切断的单丝的数量，而在使用如上所述的那种水流的情况下，需要大量的热能用于干燥被水浸湿的单丝。因此，仍然没有形成以较高的送料速度持续稳定地分散复丝束的有效方式。
在上述情况下，在名为“制造分散的纤维片的方法和所应用的装置”的日本专利No.3049225中和在名为“制造分散的复丝片的方法和所应用的装置”的日本专利No.3064019中，发明人提出，使在柔性弯曲条件下的复丝束受到横向于复丝束的运动方向并横向于复丝束流动的抽吸空气，以便分散各个复丝束使其加宽，其单丝在密度上分布均匀。这些方法在通过以下方面来分散各个复丝束使其加宽，其单丝在密度上分布均匀上是成功的通过弯曲复丝束以便使包含于该复丝束的单丝处于如此条件，以没有强制地促进其沿宽度方向的运动，或使单丝处于如此条件，以致促进单丝被沿宽度方向分散，和通过使处于上述条件的单丝遇到抽吸空气，同时允许空气穿过各个相邻单丝。
但是，由发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装置，抽吸空气腔，后喂料装置和弯曲条件测量传感器这些单元的分散系统。因而，为了使单丝在密度上分布得更均匀和将复丝束分散得更宽，需要将一系列上述分散系统按顺序布置，以便逐渐进行分散操作，这导致整个系统规模非常庞大并且结构非常复杂，然而在沿横向排列的多个复丝束上同时执行分散操作，就需要将上述一套分散系统并排地排列，这导致作为一个整体的系统规模更庞大结构更复杂。

发明内容
鉴于用于制造分散的复丝束的现有技术中遇到的不方便之处，本发明提供一种高效率地制造高质量的分散的复丝束和分散的复丝片的方法，所制造出的复丝束或复丝片的单丝沿宽度方向平行排列且在密度上分布均匀，本发明还提供应用该方法的设备。
本发明进一步提供一种制造分散的复丝束的方法，所制造出的复丝束具有足够的宽度来用作FRTP(纤维增强热塑性塑料)和FRP(纤维增强塑料)产品的加强基体，且其相邻单丝之间平滑均匀地浸渍有高粘度可熔的热塑性树脂，本发明还提供应用该方法的设备。
本发明进一步提供一种能够用诸如碳纤维，玻璃纤维，陶瓷纤维，芳族聚酰胺纤维等等之类的这种高强度的汇聚单丝以节约空间和节约成本的方式经济地制造宽度较大的分散的复丝束的方法，和应用该方法的设备。
本发明更进一步地提供一种能够高速容易地同时分散任意数量的高强度复丝束的方法和设备。
下面将参照附图描述用于解决上述问题的、本发明所采用的方法和机械设备。
首先，根据本发明的制造分散的复丝束的方法的特征在于，从供丝装置1(筒子，锥形筒，扁柱形筒子等等)送出的复丝束Tm悬浮穿过沿所述复丝束Tm的运动路线连续配置在流体流动分散器3中的多个流体流动部分31a，31b，31c等等，并受到流体阻力，以便朝向流体的流动方向弯曲，和所述流体流过形成在所述复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其相邻单丝之间的粘接被弱化，以便加宽其相邻单丝之间的所述空隙，因此，进一步促进了在所述复丝束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述复丝束Tm按顺序连续地穿过位于上游侧的所述流体流动部分31a和位于下游侧的各个流体流动部分31b和31c等等，来逐渐扩大所述复丝束Tm和所述流体之间的接触区，因此，以渐进的方式大大分散所述复丝束Tm。
然后，根据本发明的制造分散的复丝束的方法的特征在于，通过局部且间歇地沿所述复丝束Tm的宽度方向压由供丝装置1送出的所述复丝束Tm，施加到运送中的所述复丝束上的张力交替重复地在张紧和松驰之间波动，并使在所述张力波动下的所述复丝束Tm悬浮穿过沿所述复丝束Tm的运动路线连续配置在流体流动分散器3中的多个流体流动部分31a，31b，31c等等，并受到流体阻力，以便朝向流体的流动方向弯曲，和使所述流体流过形成在所述复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽在其相邻单丝之间的所述空隙，因此，进一步促进了在所述复丝束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述复丝束Tm按顺序连续地穿过位于上游侧的所述流体流动部分31a和位于下游侧的各个流体流动部分31b和31c等等，来逐渐扩大所述复丝束Tm和所述流体之间的接触区，因此，以渐进的方式大大分散所述复丝束Tm。进一步说明，通过从所述供丝装置1退绕的所述复丝束Tm在拉回受限制的情况下被送出，和通过局部且间歇地沿所述复丝束Tm的宽度方向压运送中的所述复丝束Tm，而使施加到运送中的所述复丝束Tm的张力在张紧和松驰之间交替重复变化，分散操作被更有效地实施，通过沿从最远端的流体流动部分31c排出的分散复丝束Ts的宽度方向提供线性的来回的摩擦，该操作得到最有效的实施。
然后，根据本发明的制造分散的复丝束的方法的特征在于，将从筒子架1的各个供丝装置11·11...退绕的数个复丝束Tm·Tm...在同一平面内平行排列地送出，使送出的各个复丝束Tm·Tm...悬浮穿过沿所述各个复丝束Tm的运动路线连续配置在流体流动分散器3中的多个流体流动部分31a，31b，31c等等时受到流体阻力，以便朝向流体的流动方向弯曲，和使所述流体流过形成在所述各个复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽所述空隙，因此，进一步促进了在所述各个复丝束上的分散操作以便形成各个分散的复丝束Ts，和通过局部且间歇地沿相对于所述各个分散的复丝束Ts的宽度方向的方向压一组所述各个分散的复丝束Ts，施加到运送中的各个分散的复丝束Ts上的张力交替往复地在张紧和松驰之间波动，以便通过所述各个流体流动部分31a，31b，31c等等进一步促进分散操作。
进一步，根据本发明的制造分散的复丝束的方法的特征在于，将从筒子架1的各个供丝装置11·11...退绕的数个复丝束Tm·Tm...在同一平面内平行排列地送出，使送出的各个复丝束Tm·Tm...悬浮穿过沿所述各个复丝束Tm的运动路线连续配置在流体流动分散器3中的多个流体流动部分31a，31b，31c等等时受到流体阻力，以便朝向流体的流动方向弯曲，和使所述流体流过形成在所述各个复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽所述空隙，因此，进一步促进了在所述各个复丝束上的分散操作从而形成各个分散的复丝束Ts，并且沿相对于在同一平面内运动的、任意相邻的分散的复丝束Ts和Ts边缘侧的单丝成切向排列的一组各个分散的复丝束Ts的宽度方向提供线性的来回的摩擦，以便形成分散的复丝束片Tw，其单丝总的来说在密度上分布均匀。进一步说明，在受到沿各个分散的复丝束的宽度方向来回的摩擦之前，通过由局部且间歇地沿与所述各个分散的复丝束的宽度方向压一组所述各个分散的复丝束Ts，施加到运送中的各个分散的复丝束Ts上的张力在张紧和松驰之间交替地波动，分散操作被更有效地实施。
进一步，根据本发明的制造分散的复丝束的方法的特征在于，在各个流体流动部分31a，31b，31c等等中具有用于保证行进中的各个复丝束有一定的弯曲度的浮动控制桥35。
然后，根据本发明的、作为用于解决上述问题被采用的机械装置、用于上述方法的制造分散的复丝束的设备的特征在于，该设备包括复丝束Tm卷绕其上的供丝装置11(如筒子，锥形筒，扁柱形筒子等等)或具有数个上述供丝装置11的筒子架；复丝束喂料装置2，用于在复丝束Tm或各个复丝束Tm·Tm...的拉回被控制的情况下，在一定的张力下从所述供丝装置11或所述筒子架1退绕并送出复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...；流体流动分散系统3，其包括沿送出的所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...的运动路线顺序配置的流体流动部分31a，31b，31c等等，以便在所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...悬浮支承于流体上的情况下，使所述流体横向与复丝束Tm或各个复丝束Tm·Tm...相接触并流过行进中的所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...，从而使所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...朝向上述流体的流动方向弯曲，以便分散所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...；张力可变系统4(参照附图3)，用于在张紧和松驰之间交替改变施加到运送中的所述复丝束或所述各个复丝束的张力。
进一步，根据本发明的、作为用于解决上述问题被采用的机械装置、用于上述方法的制造分散的复丝束的设备的特征在于，包括复丝束Tm卷绕其上的供丝装置11或具有数个上述供丝装置11的筒子架；复丝束喂料装置2，用于在复丝束Tm或各个复丝束Tm·Tm...拉回被控制的情况下，在一定的张力下从所述供丝装置11或所述筒子架1退绕并送出复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...；流体流动分散系统3，其包括沿送出的所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...的运动路线顺序配置的流体流动部分31a，31b，31c等等，以便在所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...悬浮支承于流体上的情况下，使所述流体横向与之相接触并流过行进中的所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...，从而使所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...朝向上述流体的流动方向弯曲，以便分散所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm·Tm...；张力可变系统4，用于在张紧和松驰之间交替改变施加到送出的所述复丝束或所述各个复丝束的张力；和沿宽度方向来回的摩擦系统6，用于在分散过程中与组成所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm的所述单丝靠紧，沿所述复丝束Tm或所述各个复丝束Tm的宽度方向来回运动，来向其各个单丝施加摩擦。
现在，就本发明的技术内容方面，将在下文中描述本发明的数个后续的补充。
(1)尽管本发明包括的复丝束主要是诸如碳纤维，玻璃纤维，陶瓷纤维，聚甲醛纤维，聚酰胺纤维等等之类的、用作FRTP(纤维增强热塑性塑料)和FRP(纤维增强塑料)产品的加强基体的、被汇聚成复丝束的通常公知的高强度的单丝，本发明也包含这样的复丝束，其中将数个金属单丝或公知的合成单丝汇聚成复丝束，并且可能包括除了在各个实施例基础上的上述那些之外的所需的各种类型的复丝束。
(2)然后，至于在使用中用作作用在复丝束之上以便与之相接触来分散复丝束的流体的类型，它包括由诸如空气和蒸汽之类的气体流动产生的、由诸如水和其它的液体流动产生的、或由液-气两相流动产生的动能。
(3)至于构成流体流动分散系统3的流体流动部分31a，31b，31c，31d等等，各个部分的流体速度可相等或不同。例如，在各个流体流动部分之间的流体速度可以是由高速到低速或相反。根据复丝束的分散过程，可以选择其最有效的流体速度。
(4)注意，在本发明中，当复丝束Tm悬浮穿过沿所述复丝束Tm的运动路线连续配置的各个流体流动部分31a，31b，31c，31d等等时，由于构成复丝束的各个单丝应该沿宽度方向运动从而被分散和柔性地弯曲，考虑到使用中的复丝束的物理性质和运动速度，施加到复丝束Tm上的张力和流体速度可以是固定的。施加到各个复丝束的过强的张力和流体的流速过慢都导致越过各个流体流动部分的各个复丝束不朝向该流体流动的方向弯曲，这导致不能顺利地实施分散操作。效果叙述到这里，本发明强调的是这样的流体动力机理当悬浮越过沿所述各个复丝束的运动路线连续配置的、构成流体流动分散器的多个流体流动部分时，在同一平面内平行排列的情况下从筒子架以相同的速度退绕并送出的各个复丝束受到流体阻力，以便使所述复丝束朝向流体流动方向弯曲，使用中的流体相应地流过该复丝束的任意相邻单丝，由于受到上述流体阻力而被松弛，所以有效地批量生产出理想的大大分散的复丝片，且任意相邻复丝束的边缘侧单丝成切向平行排列且密度均匀。
本发明采用这样的机制在拉回受限制的情况下由供丝装置或筒子架送出或者一个复丝束或者多个复丝束，施加于其上的张力在张紧和松弛之间变化，并且当越过沿其运动路线成直线配置的多个流体流动部分时，所述复丝束或各个复丝束受到流体阻力，以便朝向流体流动方向弯曲，该流体相应地流过该复丝束或各个复丝束的任意相邻单丝，受到上述流体阻力而被松弛。因而，既用于制造分散的复丝束又用于制造任意相邻复丝束的边缘侧单丝成切向平行排列且密度均匀的理想的大大分散的复丝片的分散操作以高效率被实施。
在分散过程中和受到在张紧和松弛之间的张力变化的过程中，沿各个复丝束的宽度方向提供来回的线性摩擦的装置的采用，允许以较小的对单丝成分的损害且单丝成分作为整体均匀分布，来制造分散的复丝束或大大分散的复丝片。因而，高质量的分散的复丝片以便宜的方式被提供，其具有足够的宽度来用作由FRP和FRTP制造的产品的加强材料，且具有较好的树脂渗透性，从而允许其单丝成分之间平滑均匀地浸渍有高粘度可熔的热塑性树脂。
通过应用这样一种流水线型的设备，其基本包括具有一个供丝装置或多个供丝装置的筒子架，复丝束喂料装置，具有多个流体流动部分的流体流动分散器和用于在张紧和松弛之间交替改变施加到各个复丝束的张力的张力可变系统，将包括碳纤维，陶瓷纤维，聚甲醛纤维，芳族聚酰胺树脂等等之类的复丝束以节约空间和节约成本的方式以高效率加工成高质量的大大分散的复丝束片。


图1是根据本发明第1实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例1的设备的说明性的侧视图；图2是图1中所示的例1的设备的说明性的俯视图；图3(a)和(b)是显示根据张力可变系统的操作对穿过流体流动部分的复丝束的影响的图解；图4是根据本发明第2实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例2的设备的说明性的侧视图；图5是图4中所示的例2的设备的说明性的俯视图；图6是根据本发明第3实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例2的设备的说明性的俯视图；图7是根据本发明第3实施例的用于制造复丝束的方法的例3的设备的说明性的侧视图；图8是图7中所示的例3的设备的说明性的俯视图；图9是根据本发明第3实施例的用于制造复丝束的方法的例4的设备的说明性的侧视图；图10是图9中所示的例4的设备的说明性的平面图；图11是根据本发明第3实施例的用于制造复丝束的方法的例5的设备的说明性的侧视图；图12是根据本发明第3实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例6的设备的说明性的侧视图；图13是根据本发明第4实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例7的设备的说明性的侧视图；图14包括显示根据本发明第4实施例的将分散的复丝束一个与另一个重叠并进一步被加工形成分散的复丝片的情况的图解；图15包括显示将分散的复丝片一片与另一片重叠以便被成形为混合分散复丝片的情况的图解；图16是根据本发明第5实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例8的设备的说明性的侧视图；图17是图16中所示的例8的设备的说明性的俯视图；图18是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例9的设备的说明性的侧视图；图19是图18中所示的例9的设备的说明性的俯视图；图20是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例10的设备的说明性的侧视图；图21是图20中所示的例10的设备的说明性的俯视图；图22是例10的设备的流体流动部分的内部结构的放大图；图23是沿图22中的A-A线的剖视图；图24是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例11的设备的说明性的侧视图；图25是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例12的设备的说明性的侧视图；图26是显示在导辊，曲柄马达，曲柄臂以及联动机构之间的连接关系的扩大的俯视图，它们构成图25中所示的例12的设备的沿宽度方向来回的摩擦系统；图27是显示在其中将曲柄马达的旋转运动转化为被传送到导辊的沿宽度方向的来回运动的机构的结构图；图28是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例13的设备的说明性的侧视图；图29是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例14的设备的说明性的侧视图；图30是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例15的设备的说明性的侧视图；图31是根据本发明第6实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例16的设备的说明性的侧视图；图32是根据本发明第7实施例的用于制造分散的复丝束的方法的例17的设备的说明性的侧视图；图33是根据本发明第7实施例的用于制造分散的复丝束的方法的另一个例18的设备的说明性的侧视图；和图34显示根据本发明第3实施例的修改例，其中将树脂片分别熔于分散的复丝片的上部和下部表面，以便制造预浸渍片。
具体实施例方式
下面，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。
(第一实施例)在本实施例中，如下所述，将说明利用如在图1至3中所示的例1的设备分散一复丝束的机制。
(例1的设备)图1和2中的参考数字11表示筒子型的供丝装置，长长的复丝束Tm卷绕其上，供丝装置由与供丝马达12的动力轴相啮合的筒子轴12a支承，并且通过马达12的旋转来从供丝装置退绕复丝束Tm。本实施例所涵盖的复丝束包括其单丝成分具有较高强度，例如碳纤维束，玻璃纤维束，芳纶纤维束和陶瓷纤维束这样的增强纤维束，以及例如由聚乙烯，聚丙烯，尼龙6，尼龙66，尼龙12，聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephtalate)，聚苯硫醚，聚醚醚酮制成的单丝成束的这样的热塑性树脂纤维束。应当注意的是，由于绞成股的复丝束在不解捻的情况下不能被连续地分散，为了节约制造成本的目的，所以使用不绞成股的复丝束或者预先解捻的复丝束。
然后，图中的参考数字2表示复丝束喂料装置，其包括可旋转的导辊21，用于把从供丝装置11退绕的复丝束Tm支承在固定位置；在导辊21下游侧支承复丝束Tm的一对前部和后部旋转支承辊22和22；可旋转地配置在位于上游侧的支承辊22和导辊21之间的张力稳定辊24a，它紧靠行进中的复丝束Tm并且根据施加在复丝束Tm上的张力变化上升和下降，以便保持复丝束Tm的张力恒定；检测张力稳定辊24a的上限位置的上限位置传感器25a和检测其下限位置的下限位置传感器25b；压在位于下游侧的支承辊22上并且转动的压送辊23a，复丝束Tm夹在它和支承辊22之间；以及使压送辊23a只朝向复丝束Tm的喂料方向旋转的单向可旋转联轴器23b，以便防止复丝束Tm被拉回到其喂料路线的相反方向。
施加到由例1设备的供丝装置11引出的复丝束Tm之上的张力的稳定如下所述地实现。即，当行进中的复丝束Tm的张力增大时，复丝束喂料装置的张力稳定辊24a向上移动，而张力减小时则向下移动。然后，当张力稳定辊24a到达其上限位置时，上限位置传感器25a检测到这样的位置并且将此结果信号输入到供丝马达12来增加供丝装置11的旋转速度，以便增加复丝束Tm的供给而使张力稳定辊24a下降。另一方面，当张力稳定辊24a到达其下限位置时，下限位置传感器25b检测到这样的位置并且将此结果信号输入到供丝马达12来降低供丝装置11的旋转速度，以便减少复丝束Tm的供给。这样，应用例1设备施加到复丝束Tm之上的张力总是保持恒定。
如上所述具有一定初始张力的复丝束Tm在支承辊22和压送辊23a之间继续行进。在这点上，压送辊23a具有单向可旋转联轴器23b，以便使压送辊23a不会朝向与复丝束的喂料路线相反的方向旋转，并且即使通过如下所述配置在下游侧的张力可变系统使所述复丝束受到交互的张紧和松弛，在压送辊23a的上游侧也不会有影响，因此，复丝束Tm沿其喂料路线以恒定张力退绕。
然后，图中的参考数字3表示空腔管型的流体流动分散器。为了该流体流动分散器，在此采用了抽气空腔管，其上的孔作为流体流动部分31a。这个流体流动部分31a与复丝束Tm的喂料路线相同高度地配置，在该部分31a的入口侧和出口侧上分别配置有导辊32，以便保持行进中的复丝束Tm位于一定的高度。作为抽气空腔管的流体流动部分31a具有抽气泵34，并且抽气泵34具有可根据需要调节的流速调节阀33，抽气泵34的操作导致在流体流动部分31a内部具有所需流速的抽吸气流。
然后，图中的参考数字4表示张力可变系统，该系统配置在一对前部和后部支承辊41和41之间，所述支承辊41和41在其间带有间隔地水平配置在流体流动分散器3的下游侧。例1设备的张力可变系统4包括提升杆42，在提升杆42下端部具有压辊42a；与提升杆42相啮合的、可伸展并且可缩回的曲柄臂43；和曲柄马达44，它的动力轴具有与曲柄臂43相啮合的转子43a。通过驱动曲柄马达44以便旋转转子43a，再通过曲柄臂43导致提升杆42的上升和下降，根据提升杆42的上升和下降，在分散的过程中压辊42a关于复丝束Tm重复执行压下和分离操作，以便施加到复丝束Tm上的张力在张紧和松弛之间交替改变。这个张力可变系统4配置在一对支承辊41和41之间，这对支承辊在分散过程中支承复丝束使其位于一定的高度。注意，曲柄马达44旋转速度的改变使得可以控制在复丝束Tm之上执行的张紧和松驰的交互循环。
在经过复丝束Tm被夹在支承辊22和压送辊23a之间的那部分之后，虽然复丝束Tm在悬浮状态下通过流体流动部分31a，但复丝束Tm还是交互地受到通过配置在下游侧的张力可变系统4的压辊42a施加在其上的、在张紧和松驰之间的张力的突然变化，这种变化影响复丝束Tm被夹在支承辊22和压送辊23a之间的那部分。因而，一旦在受如上所述的这种交互的张紧和松驰影响的复丝束Tm受到抽吸气流作用，当施加到复丝束Tm上的张力如图3中的箭头(a)到(b)所示由张紧变为松驰时，复丝束Tm朝向气流流动的方向弯曲，以至于在流体流动部分31a内部各个单丝的长度瞬间变得较大，以致促进复丝束的宽度方向分散。也就是说，复丝束的松弛减弱了相邻单丝之间的张力，以致流过上述相邻单丝的气流量增加，从而导致分散操作被强化。反之，当施加到复丝束上的张力如图3中的箭头(b)到(a)所示由松驰变为张紧时，复丝束Tm在流体流动部分31a内部的弯曲度减小，并且在分散的复丝束保持原状的情况下，各个单丝成分好象被抽吸气流梳过一样以直线的方式排列。
以这种方法分散的复丝束Ts由卷取机构5卷取，该机构包括一对卷取辊51和51和卷取马达52。接着上面的解释，复丝束的移动速度由马达52的转速决定，该移动速度可通过控制带有图中未示出的定速器的马达52调整。更进一步，图中未示出的卷取轴配置在卷取机构5的下游侧以便卷取分散的复丝束Ts，以及如果需要的话，可顺序配置图中未示出的预浸渍设备，用于在分散的复丝束Ts上执行各种树脂的浸渍。
(第二实施例)在本实施例中，说明利用如在图4和5中所示的设备生产大量的分散的复丝束的机制。
(例2的设备)图中的参考数字1表示筒子架，在其中分多段配置有多个筒子型的供丝装置11(在此显示的是5个供丝装置)，长长的复丝束Tm分数层卷绕在供丝装置11上。与例1中的设备相同，例2设备的各个供丝装置11都具有供丝马达12，通过所述马达的旋转来从各个供丝装置11退绕复丝束Tm。
多个复丝束Tm从筒子架1的供丝装置11·11...引出，如此引出的各个复丝束Tm·Tm...被与这些复丝束的每一个相应地配置的复丝束喂料装置2卷取。与各个供丝装置11相对应的例2设备的各个复丝束喂料装置2的基本结构与例1设备的那些相同，该复丝束喂料装置包括可旋转的导辊21，用于把从供丝装置11退绕并供料的复丝束Tm支承在固定位置；可旋转地配置在导辊21下游侧以支承复丝束Tm的一对前部和后部支承辊22和22；可旋转地配置在位于上游侧的支承辊2和导辊21之间的张力稳定辊24a，它紧靠行进中的复丝束Tm并且根据施加在复丝束Tm上的张力变化上升和下降，以便保持复丝束Tm的张力恒定；检测张力稳定辊24a的上限位置的上限位置传感器25a和检测其下限位置的下限位置传感器25b；压在位于下游侧的支承辊22上并且转动的压送辊23a，复丝束Tm夹在它和位于下游侧的支承辊22之间；以及使压送辊只朝向复丝束Tm的喂料方向旋转的单向旋转联轴器23b，以便防止复丝束Tm被拉回。注意，除了上述结构元件外，例2的设备还具有一对上部和下部调整导辊26和26，这是由于考虑到在例2设备的情况下供丝装置11·11...分段布置这个事实，当退绕时各个复丝束Tm需要以相同的高度平行排列以便使一组复丝束次序井然的缘故。这些导辊26和26是用于使从多个段的供丝装置11退绕的多个复丝束Tm以相同的高度夹在这些导辊26和26之间，以便控制各个复丝束将它们排列成彼此平行并且在相同的高度有序排列的复丝束Tm·Tm...组。这些导辊26和26的设置防止了如下所述的张力可变系统施加到各个复丝束上的张力波动影响到这些辊的上游侧。
与例1设备的方式相同，当施加到由复丝束喂料装置2卷取的并且正在经过张力稳定辊24a的任一复丝束Tm·Tm...上的张力增加时，张力稳定辊24a向上移动，而当所述张力减小时，则向下移动。当张力稳定辊24a到达其上限位置时，上限位置传感器25a检测到这样的位置并且将此结果信号输入到供丝马达12来增加供丝装置的转速，以便增加退绕的复丝束Tm的量。反之，当张力稳定辊24a到达其下限位置时，下限位置传感器25b检测到这样的位置并且将此结果信号输入到供丝马达12来降低供丝装置11的转速，以便减少退绕的复丝束Tm的量。然后，通过复丝束喂料装置2的自控作用，各个复丝束Tm·Tm...在张力保持恒定的情况下被导入调整导辊26和26以便彼此平行并且以相同的高度排列。
然后，已通过调整导辊26和26的各个复丝束Tm·Tm...从流体流动分散器3经过张力可变系统4运动到卷取辊5。分别包括在例2的设备中的复丝束喂料装置2，流体流动分散器3，张力可变系统4和卷取系统5的布置与例1的设备中的布置基本相同，但是鉴于对多个复丝束Tm(在此是5个复丝束)进行分散操作，例2的设备具有一些设计上的改进。因而，如下所述对这些改进作出补充。注意，为了避免重复省略了对复丝束喂料装置2的解释。
首先，例2设备的流体流动分散器3采用与例1的设备相同的空腔管型，但存在于它们之间的不同之处如下所述。即，考虑到抽吸气流是作用到作为整体的各个复丝束Tm·Tm...上的这个必要性，例2设备的流体流动分散器3具有3个流体流动部分31a，31b和31c，它们以从下游侧到上游侧的这个顺序设置，并且它们的开口宽度增大。各个流体流动部分31a，31b和31c的开口以与各个复丝束的喂料路线相同的高度配置，分别在这些开口的入口侧和出口侧上设置导辊32，以在一定高度支承行进中的各个复丝束Tm。通过驱动抽气泵34，在各个流体流动部分31a，31b和31c内部产生抽吸气流，所述泵具有流速调节阀33，以至于各个流体流动部分内部抽吸气流的流速通过可根据需要调节的流速调节阀33来控制。
然后，例2设备的张力可变系统4与例1设备的张力可变系统相同之处在于，它包括提升杆42，在提升杆42下端部具有压辊42a；与提升杆42相啮合的、可伸展并且可缩回的曲柄臂43；和曲柄马达44，它的动力轴具有与曲柄臂43相啮合的转子43a；以及该系统4设置在带有间隔的上游和下游支承辊41和41之间。但是，在本实施例中的张力可变系统4的提升杆42在下端部具有足够宽的压辊42a来压在彼此平行的移动着的各个复丝束Tm·Tm·上。
通过驱动曲柄马达44带动转子43a的旋转，提升杆42通过曲柄臂43而上升和下降，以至于在分散的过程中压辊42a关于各个复丝束Tm·Tm...执行压下和分离操作，以便使施加到各个复丝束上的张力在张紧和松弛之间以一定的时限交替改变，施加其上的这种张力的波动一直影响到配置在上游侧的调整导辊26和26并且在那里抵消。正在经过流体流动部分31a，31b和31c的各个复丝束Tm·Tm...受到由于压辊42a的作用而导致的施加于复丝束上的张力在张紧和松驰之间的改变。在这种波动的情况下在各个复丝束上施加抽吸气流，各个复丝束的相邻单丝之间的张力被松弛，从而增加流过上述相邻单丝的抽吸气流量，以便当施加到各个复丝束上的张力处在松弛模式时，强化对复丝束的分散操作。另一方面，当施加到复丝束上的张力由松驰变为张紧时，在分散的复丝束保持原状的情况下，各个复丝束好象被抽吸气流梳过一样以直线的方式排列。那些有利的操作方式已经在例1的设备中说明了。
然后，宽度已在流体流动分散器3处被扩大、并且受到所施加的张力在张紧和松弛之间以一定时限改变的各个分散的复丝束Ts·Ts...由卷取系统5卷取。例2设备的该系统5包括一对上部和下部卷取辊51和51和驱动这些辊的马达52。但是，此处所采用的这些辊足够宽，以便同时卷绕多个分散的复丝束Ts。
(第三实施例)在本实施例中，应用与例2设备相同的设备来生产分散的复丝片。在图6中示出了多个复丝束Tm·Tm...得到宽度上的分散以便形成一片分散的复丝束片Tw的过程。
由于结构上的配置与例2的设备中相同，所以在本实施例中省略了对有关用于生产分散的复丝片的设备的说明。在这个实施例中，也以与第二实施例相同的方式在多个复丝束Tm·Tm...上执行分散操作。存在于本实施例与第二实施例之间的不同如下所述。
即，本实施例方法上的特征在于为各个复丝束Tm预先确定所要被分散的最大宽度并且由各个供丝装置11供应各个复丝束Tm，采用与所述最大宽度相对应的间距并排地布置所述供丝装置11中的每一个，然后使复丝束经过复丝束喂料装置2和流体流动分散器3运动到张力可变系统4，其中各个复丝束协同受到流体流动分散器3处的抽吸气流和在张力可变系统4施加的在张紧和松驰之间的张力变化，以便逐渐分散，并且使分散的复丝束整合为分散的复丝束片Tw，同时任何相邻的分散复丝束的边缘侧单丝成切向地并排排列。
根据本实施例的分散的复丝束片的生产方法可利用如图7和8中所示的例3的设备来实施。
(例3的设备)例2的设备和根据本实施例的设备的不同之处在于，后者在张力可变系统4和卷取系统5之间具有沿宽度方向的来回摩擦系统6，从而对运送中的各个分散的复丝束Ts线性地提供沿宽度方向来回的摩擦，好象演奏小提琴时琴弓摩擦琴弦。换言之，除了在本例中具有摩擦系统6之外，在例3的设备和例2的设备之间没有其它不同之处。
例3设备的来回摩擦系统6包括弓杆61和61，将它们配置为使它们与运送中的各个分散的复丝束Ts沿宽度方向线接触；和由62和63示出的、使那些弓杆关于各个分散的复丝束Ts沿宽度方向来回运动的曲柄机构；以及为曲柄机构提供驱动力的曲柄马达64。那些弓杆的任一个都是由不锈钢制成的、在表面进行了粗糙化加工以增强摩擦的圆管。
通过张力可变系统4之后，当穿过摩擦系统6时，运送中的各个分散的复丝束Ts遇到那些来回往复运动的弓杆61和61，从而沿其宽度方向受到来来回回的摩擦，其中分别构成分散的复丝束Ts的各个单丝一个接一个地被摩擦，并且甚至相邻单丝粘接在一起的部分分散的复丝束都被轻轻地分开，从而形成了高质量的分散的复丝束片Tw，各个分散的复丝束Ts在其中均匀分布。
(例4的设备)根据第4个实施例的制造分散的复丝束片的方法也可利用如图9和10中所示的例4的设备来实施。
例4设备的特征在于在各个流体流动部分31a，31b和31c中具有浮动控制桥35，来保证穿过这些部分的每一个的各个复丝束Tm·Tm...的最小的弯曲度，而其其它的结构上的安排与例3的设备相同。
在应用例4的设备实施第4实施例的情况下，这些复丝束的每一个在设于各个流体流动部分31a，31b和31c处的浮动控制桥35之下穿过，各个复丝束Tm·Tm...都受到抽吸气流。因而，即使施加到穿过这些部分的各个复丝束Tm上的张力通过张力可变系统4等等的作用而增强，但各个复丝束Tm仍紧靠在浮动控制桥35上，以便防止其被拉直，或防止各个复丝束Tm的弯曲度小于由浮动控制桥35所保证的弯曲度。因而，确保了在抽吸气流和各个复丝束Tm之间的最小接触区，从而稳定了在流体流动分散器3处在复丝束上执行的分散操作。
(例5的设备)然后，根据第4实施例的制造分散的复丝束片的方法可也利用如图11中所示的例5的设备来实施。
例4的设备和例5的设备之间的不同之处在于，后者在各个流体流动部分31a，31b和31c之上具有诸如高温风机加热器之类的加热器7，以便朝向穿过这些部分的各个复丝束Tm吹热空气，而其其它结构上的安排与前者相同。
当构成要被分散的各个复丝束Tm的单丝与合成树脂基粘接剂粘在一起时，例5的设备特别有效。在例5的设备中，由加热器7采用的高温风机加热器吹出的热空气软化了粘接构成各个复丝束Tm的单丝的粘接剂，以便减弱相邻单丝之间的粘接，这更进一步地促进了在那些流体流动部分31a，31b和31c中进行的分散操作。热空气的温度由所使用的粘接剂的类型决定，但在环氧树脂基粘接剂的情况下，这种胶料材料能够由在80至150摄氏温度范围内的热空气充分软化。注意，加热器7也可采用远红外辐射加热器、高频辐射加热器。
(例6的设备)根据第4个实施例的制造分散的复丝束片的方法可也利用如图12中所示的例6的设备来实施。
例5的设备与例6的设备之间的不同之处在于，后者具有抽气空腔管型的流体流动分散器3，它的开口沿着各个复丝束Tm的喂料方向延长，沿着从上游侧到下游侧的顺序，该开口等分为流体流动部分31a，31b和31c，而其其它结构上的安排与前者相同。例6的设备只需要一个流速调节阀33和单一的抽气泵34用于流体流动分散器3，所以能够降低设备的制造成本并使其操作简化。
(第四实施例)在本实施例中，复合地布置与如上所述例5的设备基本相同的设备，其中通过布置在这些流体流动部分之上的、诸如高温风机加热器之类的加热器7朝向各个流体流动部分31a，31b和31c吹送热空气，以便生产分散的复丝束或分散的复丝束片，这些复丝束或复丝束片一个叠加在另一个之上来制造复合的分散复丝束片。混合的分散复丝束片的生产过程如图13至15中所示。
(例7的设备)例7的设备如图13中所示，在本实施例中使用该设备。例7的设备具有上部配置和下部配置，上述配置的任何一个都具有筒子架1，单向复丝束喂料装置2，流体流动分散器3，加热器7和导辊8，并且进一步包括一对汇集辊9，张力可变系统4，具有弓杆61和61并沿宽度方向来回的摩擦系统6和卷取系统5。
例7的设备这样地布置多个复丝束Tm·Tm...(在此是5个复丝束)从相应的上部和下部筒子架1退绕，将一定的张力施加到这些复丝束的每一个之上，同时利用压送辊和单向旋转联轴器来防止这些复丝束的每一个拉回的情况下，通过各个单向复丝束喂料装置2使它们移动到相应的流体流动分散器3。然后，在相应的流体流动分散器3处，复丝束Tm·Tm...受到施加到其上的、由位于下游侧的相应的张力可变系统4引起的、在张紧和松弛之间的张力的交互变化，在施加到复丝束的这种张力变化的情况下，这些复丝束的每一个受到抽吸气流以便被分散。其后，各个复丝束Tm形成分散的复丝束或分散的复丝束片，并且这种复丝束或复丝束片通过相应的导辊8朝向汇集辊9运动，在该汇集辊9处，相应的上部和下部分散的复丝束或相应的上部和下部分散的复丝束片一个叠加在另一个之上以致被堆迭在一起，然后经过张力可变系统4，它们被移动到具有弓杆61和61并沿宽度方向来回的摩擦系统6。然后，在堆迭状态下的分散的复丝束或分散的复丝束片受到由张力可变系统4施加到在堆迭状态下的相应的复丝束或复丝束片上的、在张紧和松弛之间的张力波动，在该张力波动下，堆迭状态下分散的复丝束或分散的复丝束片受到由相对于在堆迭状态下的复丝束或复丝束片沿宽度方向移动的、沿宽度方向来回的摩擦系统6的弓杆61和61施加的来回的摩擦。于是，构成上部分散的复丝束或上部分散的复丝束片的各个单丝与构成下部分散的复丝束或下部分散的复丝束片的那些单丝均匀混合，以便形成混合性好并且厚度均匀的复合分散复丝束片，该复合复丝束片通过卷取系统5卷取，以便卷绕在图中未示出的卷取轴上。
图14包括显示由上部分散的复丝束与下部分散的复丝束重叠得到的处于堆迭状态下的分散的复丝束形成复合分散复丝束片的过程的图解。图15包括显示由上部分散的复丝束片与下部分散的复丝束片重叠得到的处于堆迭状态下的分散的复丝束片形成混合分散复丝束片的过程的图解。
在如图13至15所示的本实施例中，显示了分别由上部段和下部段获得的分散的复丝束被一个叠加在另一个之上并混合，以便形成复合的分散复丝束片，但是也可采用例如包括三段以上的这种多段布置。
更进一步，要被混合以形成复合的分散复丝束片的处于堆迭状态下的分散复丝束不限于相同类型的材料，而是可以是不同类型的材料。例如，不但诸如分散的碳纤维束重叠在碳纤维束上，分散的聚丙烯树脂纤维束与聚丙烯树脂纤维束堆迭之类的相同类型的结合是可以的，而且诸如分散的碳纤维束重叠在分散的玻璃纤维束上，分散的碳纤维束与分散的芳纶树脂纤维束堆迭之类的不同类型的结合也是可以的，或者诸如分散的碳纤维束与分散的聚丙烯树脂纤维束相重叠，分散的玻璃纤维束与分散的尼龙6树脂纤维束堆迭之类的增强纤维束和热塑性树脂纤维束的结合也是可以的。
下面，通过展示在第1至4个实施例基础上的下述实验例来检验本发明的实用方面。
(实验例1)为了检验第1个实施例的可用性，应用在如图1中所示的例1设备的流体流动分散器3上进一步具有用作加热器的高温风机加热器这样布置的设备实施碳纤维束的分散操作。
在本实验例中，由三菱人造丝(Rayon)有限公司生产的商品名称为“PYROFIL TR 50S”、其中直径分别为7μm的12,000条碳单丝被集束的市售碳纤维束12K用作试样。在此，将40g的初始张力通过张力稳定辊24a施加到碳纤维束Tm上，该纤维束被送入抽气腔型的流体流动分散器3。在此使用的设备如下所述地布置。
(1)沿纤维束喂料方向流体流动部分31a之上的开口的尺寸为40mm宽和30mm长，并且在空的条件下将抽吸气流的流速设置为20m/s。
(2)在流体流动部分31a的入口侧和出口侧，配置有直径为10mm并且由不锈钢制成并且表面被缎面处理(satin finished)的导辊32。
(3)指向流体流动部分31a的加热器(高温风机加热器)能够向该处连续吹送120摄氏度热空气。
(4)将张力可变系统4的曲柄马达44设计为350rpm，并且杆42到纤维束的压下行程设置为20mm。
(5)将卷取系统5的卷取速度设置为10m/min。
在本实验例中，将受到分散操作前其初始宽度为5mm，其初始厚度为0.15mm的碳纤维束12K形成宽度为20mm，厚度为0.04mm的分散的纤维束Ts。从商业上讲，已证实该分散的纤维束Ts分散宽度稳定，其单丝的排列和分布良好。
(实验例2)应用如图4中所示的设备同时分散5条碳纤维束，该设备采用在其流体流动分散器3之上具有加热器7(高温风机加热器)和在各个流体流动部分31a，31b和31c的内部10cm深处具有浮动控制桥35，以便形成5条分散的纤维束。在此，由Toray有限公司制造的商品名称为托雷卡(TORAYCA)M55J、其中分别具有540GPa的较高弹性模量的6000条碳纤维被集束的市售碳纤维束6K用作碳纤维束。通常使用的碳纤维的弹性模量大约为240GPa。
在本实验例中，5个供丝装置11被布置成使5条纤维束Tm·Tm...之间沿宽度方向间隔10mm排列，并且通过张力稳定辊24a将施加到各个纤维束Tm上的张力调节为25g。然后将这些纤维束送入设有抽气空腔管型的流体流动部分31a，31b和31c(以此顺序设置)的流体流动分散器3。在此使用的设备如下所述地布置。
(1)沿各个纤维束喂料方向各个流体流动部分31a，31b和31c的开口尺寸为50mm宽和30mm长，并且在空的条件下将抽吸气流的流速设置为20m/s。
(2)在各个流体流动部分的入口侧和出口侧，配置有直径为10mm并且由不锈钢制成并且表面被缎面处理的导辊32。
(3)指向各个流体流动部分的加热器(高温风机加热器)具有向该处连续吹送120摄氏度热空气的能力。
(4)将张力可变系统4的曲柄马达44设计为350rpm，并且杆42到各个纤维束的压下行程设置为20mm。
(5)将卷取系统5对各个纤维束的卷取速度设置为10m/min。
在本实验例中，将受到分散操作前其初始宽度为1mm，其初始厚度为0.2mm的碳纤维束6K分别形成5条分散的碳纤维束Ts。已证实尽管使用了较高弹性模量的碳纤维这个事实，但在单丝上几乎没有切断，并且各个分散复丝束的单丝有序排列并均匀分布。
(实验例3)在本实验例中，应用如图11中所示的例5的设备将16条碳纤维束同时分散并合并成分散的复丝束片。由三菱人造丝(Rayon)有限公司制造的商品名称为“PYROFIL TR 50S”、其中直径分别为7μm的12,000条单丝被集束的市售碳纤维束12K被用作试样。
在此，16个供丝筒子被布置成使16条纤维束Tm之间沿宽度方向间隔20mm排列，并且通过张力稳定辊24a将施加到各个纤维束上的张力调节为40g。然后将这些纤维束送入具有空腔管型的流体流动部分31a，31b和31c的流体流动分散器3。沿纤维束喂料方向各个流体流动部分的开口尺寸为320mm宽和30mm长，并且在空的条件下将抽吸气流的流速设置为25m/s。各个流体流动部分在距各个纤维束运动路线的10mm深处具有直径为10mm的浮动控制桥35。该浮动控制桥采用的是由不锈钢制成且其表面被缎面处理的圆形杆。然后，在分散过程中，由相对于各个流体流动部分配置的加热器7(高温风机加热器)吹出的120摄氏度的热空气吹到各个纤维束Tm。张力可变系统4的曲柄马达44以350rpm的转速旋转，并且杆42到各个纤维束的压下行程设置为20mm。进一步地，沿宽度方向来回的摩擦系统6具有两个分别由表面经过缎面处理的不锈钢圆形杆制成的弓杆，该系统6的曲柄马达65以200rpm的转速旋转，并且分别将两个弓杆的来回行程设置为4mm，以便相对于分散的复丝束片沿宽度方向施加来回的摩擦。在本例中，将卷取系统5对各个纤维束的卷取速度设置为10m/min。
作为上述实验的结果，将受到分散操作前其初始宽度为5mm，其初始厚度为0.15mm的每一个碳纤维束12K加工成宽度为20mm的分散的纤维束。这些分散的纤维束Ts被合并成320mm宽0.04mm厚的分散的复丝束片，其中任意相邻分散的纤维束Ts的边缘侧单丝都以有序的方式成切向排列，并且总体而言单丝在密度上分布均匀。
(实验例4)在此，应用如图12中所示的例6的设备将16条碳纤维束同时分散并合并成分散的复丝束片。由三菱人造丝(Rayon)有限公司制造的商品名称为“PYROFIL TR 50S”、其中直径分别为7μm的12,000条单丝被集束的市售碳纤维束12K用作试样。
在此，16个供丝筒子被布置成使16条碳纤维束Tm之间沿宽度方向间隔20mm排列，并且通过张力稳定辊24a调节，以将40g的张力施加到各个纤维束Tm上。将这些纤维束送入具有流体流动部分31a，31b和31c的流体流动分散器3，所述流体流动部分是通过把沿纤维束运动方向的抽气空腔管的沿长度方向的开口分段而形成，且相互之间有一定间距。流体流动分散器3有320mm宽，其分段的流体流动部分沿各个纤维束的运动方向的长度分别为30mm。导辊32由直径为10mm、表面经过缎面处理的不锈钢圆形杆制成。通过调节流速调节阀33，抽气泵34工作，以至于在空的条件下将流体流动分散器3内抽吸气流的流速设置为25m/s。进一步，分段形成的各个流体流动部分在距各个纤维束运动路线的10mm深处具有直径为10mm的浮动控制桥35。然后，在分散过程中，由配置在流体流动分散器3之上的加热器7(高温风机加热器)吹出的120摄氏度的热空气持续吹到各个纤维束。张力可变系统4的曲柄马达44以350rpm的转速旋转，并且杆42到各个纤维束的压下行程设置为20mm。另一方面，沿宽度方向来回的摩擦系统6的曲柄马达65以200rpm的转速旋转，并且分别将其弓杆61和61的来回行程设置为4mm，因此，行进中的分散复丝束片Tw的表面受到沿宽度方向往复来回的摩擦。所述分散的复丝束片Tw由卷取系统5以10m/min的速度卷取。
作为上述实验的结果，将受到分散操作前其初始宽度为5mm，其初始厚度为0.15mm的各个碳纤维束12K加工成宽度为20mm的相应的分散的纤维束Ts。这些分散的纤维束Ts被合并成320mm宽0.04mm厚的分散的复丝束片Tw，其中任意相邻分散复丝束的边缘侧单丝都以有序的方式成切向排列，并且单丝总体而言在密度上分布均匀。(实验例5)在此，应用如图13中所示的例7的设备将16条碳纤维束同时分散并合并成分散的复丝束片。由三菱人造丝(Rayon)有限公司制造的商品名称为“PYROFIL TR 50S”、其中直径分别为7μm的12,000条单丝被集束的市售碳纤维束12K用作试样。
将8个供丝筒子11配置在上部筒子架1上，将同样多的供丝筒子配置在下部筒子架1上，这样，分别由上部和下部筒子架1和1送出的相应的纤维束Tm沿宽度方向间隔40mm排列。注意，当沿它们的运动路线前进时，各个纤维束Tm被布置为使任意相邻纤维束以20mm的距离间隔。然后，通过相应的张力稳定辊24a调节，以将40g的张力施加到各个纤维束Tm上，并且将这些纤维束送入具有抽气空腔管型的流体流动部分31a，31b和31c的流体流动分散器3。各个流体流动部分的开口有320mm宽，40mm长，其中产生的抽吸气流在空的条件下的流速为25m/s。各个流体流动部分在沿纤维束运动路线距其上部边缘的10mm深处具有直径为10mm的浮动控制桥35。由相对地配置在流体流动分散器3之上的加热器7(高温风机加热器)吹出的120摄氏度的热空气持续吹到各个纤维束。张力可变系统4的曲柄马达44以200rpm的转速旋转，并且将压辊42a到各个纤维束的压下行程设置为20mm。依次地，将沿宽度方向来回的摩擦系统6的各个弓杆61和61的来回行程设置为4mm，因此，行进中的分散复丝束片Tw受到沿宽度方向往复来回的摩擦力。所述分散的复丝束片Tw由卷取系统5以10m/min的速度卷取。
作为上述实验的结果，通过上部和下部流体流动分散器3之后，受到分散操作前其初始宽度为5mm，其初始厚度为0.15mm的各个碳纤维束12K就被加工成宽度为40mm的相应的分散的纤维束Ts。这些分散的纤维束Ts以分散的复丝片Tw的形式分别由上部和下部流体流动分散器3送出，其中任意相邻的分散纤维束Ts和Ts的边缘侧单丝成切向排列，然后经相应的导辊8在汇集辊9处将一个重叠在另一个之上，重叠的这些复丝束片受到由沿宽度方向来回的摩擦系统6施加在其上的沿宽度方向来回的摩擦，以便形成混合的分散复丝束片Tw，且其单丝总的来说彼此在密度方面分布和混合均匀，该混合的复丝束片具有320mm的宽度和0.04mm的厚度。
以上描述了基于第1至4实施例的实验例，如下所述将进一步解释本发明的其它实施例。
(第5实施例)在如图16和17所示的例8的设备的基础上解释根据本实施例的制造分散的复丝束的方法。
参照图16和17，直径为5mm、其中直径分别为7μm的12,000条单丝被集束、由三菱人造丝(Rayon)有限公司制造的编号为“TR50S”的市售碳复丝束Tm通过复丝束喂料装置2由供丝筒子11引出，然后以10m/min的速度穿过一系列辊21和22(23)，被送入流体流动分散器3。
送到流体流动分散器3的碳复丝束Tm穿过各个流体流动部分31a，31b，31c和31d的敞开的抽气腔而由上游侧运动到下游侧，所述流体流动部分中产生速度为20m/s的抽吸气流。于是，与抽吸气流相接触的复丝束朝向抽吸气流的流动方向弯曲，以便增加复丝束Tm和气流之间的接触区。接触区的增大允许气流流过复丝束Tm的任意相邻单丝，以便减弱它们之间的粘接，这样开始分散复丝束。当复丝束Tm从位于上游侧的流体流动部分31a经过流体流动部分31b运动到位于下游侧的部分31c时，复丝束逐渐被分散，一旦穿过位于更下游侧的部分31d，就加工成了宽度约为25mm的分散的复丝束Ts。
(例8的设备)图16和17示出了用于根据上述第5实施例制造分散的复丝束的方法的设备。
即，图中的参考数字11表示筒子型的供丝装置，纤维束Tm卷绕在该筒子上。
然后，其中的参考数字2表示复丝束喂料装置，该供应装置包括一对以一定间隔配置的支承辊21和22，用于把由供丝装置11退绕的纤维束Tm支承在固定的高度；单向驱动辊23和23，用于引出来自供丝装置11的纤维束Tm，同时纤维束夹在所述单向驱动辊之间；张力稳定倾卸装置(dumper)24，配置在支承辊21和22之间，并在其下端部具有可旋转的张力稳定辊24a；当施加到纤维束上的张力小于其预定的水平和低于由该辊施加的压力时，该张力稳定辊24a以恒定的压力紧靠从供丝装置11退绕的纤维束Tm，以至于与纤维束Tm紧靠的张力稳定辊24a持续压在纤维束Tm上，以便随着施加张力增加来一起增加纤维束的弯曲度，直到施加到纤维束上的张力达到预定的水平；而当施加到纤维束上的张力大于其预定的水平和高于由该辊施加的压力时，与纤维束紧靠的辊24a持续回缩以便减小纤维束的弯曲度，直到施加到纤维束上的张力达到预定的水平。由复丝束喂料装置2退绕且在单向驱动辊23和23之间穿过的纤维束Tm被送入如下所述的流体流动分散器。
然后，附图标记3在此表示抽气空腔管型的流体流动分散器，该分散器具有相应的流体流动部分31a，31b，31c和31d。即，沿纤维束Tm的运动方向将所述各个流体流动部分配置在相同的高度，在所述各个部分的入口侧和出口侧，具有将行进中的纤维束保持在一定高度的导辊32。各个抽气空腔管都具有抽气泵34，通过按需使用流速调节阀33调节抽吸空气来操作该泵，以产生用于各个部分的具有所需流速的抽吸气流。穿过这些流体流动部分的纤维束Tm朝向与其接触的抽吸空气的流动方向弯曲，该抽吸空气流过纤维束的相邻单丝，以便在其上实施分散操作。
然后，在此的参考数字51表示卷取辊，用于当复丝束Ts以10m/min的速度通过那些流体流动部分之后卷取分散的复丝束Ts，当该分散的复丝束Ts通过卷取辊51和51之后，被卷绕在卷取轴B上。
(第6实施例)
在如图18和19所示的例9的设备的基础上解释根据本实施例的制造分散的纤维束片的方法。
直径分别为5mm、其中有直径分别为7μm的12,000条单丝、由三菱人造丝(Rayon)有限公司制造的编号为“TR 50S”的市售的各个碳复丝束Tm·Tm·Tm通过相应的复丝束喂料装置2从各个筒子11·11·11退绕，然后穿过单向驱动辊23和23，在平行排列在同一平面内且以相等的距离间隔的情况下以相同的速度被送入流体流动分散器3。
被送入流体流动分散器3的各个复丝束Tm·Tm·Tm按顺序穿过各个流体流动部分31a，31b，31c和31d的敞开的抽气空腔管而由上游侧运动到下游侧，在所述流体流动部分中产生速度为20m/s的抽吸气流。于是，与抽吸气流相接触的各个复丝束Tm朝向抽吸气流的流动方向弯曲，以便增加各个复丝束和抽吸气流之间的接触区。接触区的增大允许抽吸气流流过各个复丝束Tm的任何相邻单丝，以便减弱它们之间的粘接，这样开始分散各个复丝束。当相应的复丝束Tm·Tm·Tm从位于上游侧的流体流动部分31a经过流体流动部分31b运动到位于下游侧的部分31c时，它们逐渐被分散，在穿过位于更下游侧的部分31d后，就加工成宽度约为60mm、任意相邻丝束边缘侧的单丝成切向排列的分散的复丝束片Tw。
(例9的设备)图18和19示出了用于根据第6实施例制造分散的纤维束片的方法的例9的设备。
即，在图中，参考数字1表示筒子架，其上悬挂三个筒子型的供丝装置11·11·11，纤维束Tm分别卷绕在上述供丝装置上。注意，在此只示出了三个供丝装置，但可通过级式布置(peg arrangement)将供丝装置的数量根据所需要的供丝装置的数量进行修改。
然后，其中参考数字2表示复丝束喂料装置，该复丝束喂料装置包括单向驱动辊23和23，用于从相应的供丝装置11引出各个纤维束Tm·Tm·Tm，并使这些纤维束平行排列在同一平面内以相同的速度送出；支承辊21和22，介于单向驱动辊23和23和各个供丝装置11之间，且以多段布置(在此示出的是三段)的方式配置，用于把退绕的各个纤维束Tm·Tm·Tm支承在固定的位置；张力稳定倾卸装置24，其在各段配置在支承辊21和22之间，并在其下端部具有张力稳定辊24a，当各个纤维束的张力小于其预定的水平时，该张力稳定辊24a在恒定的压力下紧靠从各个供丝装置11退绕的每一段相应的纤维束Tm，以至于张力稳定辊24a与各个纤维束Tm靠紧并持续抵压后者，以便增加施加于其上的张力直到该张力达到预定的水平；而当纤维束Tm张力大于其预定的水平时，与纤维束紧靠的辊24a通过各个纤维束Tm被弹回而回缩，以便保持施加到各个纤维束上的张力恒定。由各个复丝束喂料装置2导引前进的各个纤维束Tm·Tm·Tm穿过单向驱动辊23和23后，在一定的张力施加到其上的情况下被送入如下所述的流体流动分散器3，且纤维束Tm中的每一个都在同一平面内以间隔相等的距离平行排列。
然后，附图标记3在此表示抽气空腔管型的流体流动分散器，该分散器包括在顶部分别具有开口的四个流体流动部分31a，31b，31c和31d。即，沿各个纤维束的运动方向以相同的高度配置各个流体流动部分，所述各个纤维束由单向驱动辊23和23以在同一平面内平行排列的方式且以相同的速度送入，在所述各个部分的入口侧和出口侧，具有将行进中的各个纤维束保持在一定高度的导辊32。抽气泵34与例9设备的各个抽气空腔管相接合，通过按需使用流速调节阀33调节抽吸空气来操作该泵，以产生用于各个流体流动部分31a，31b，31c和31d的所需流速的抽吸气流。穿过这些流体流动部分的各个纤维束Tm·Tm·Tm朝向与其接触的抽吸气流的流动方向弯曲，该抽吸气流流过各个纤维束的任意相邻单丝，以便在其上实施分散操作。
参考数字51和51表示卷取辊，用于以10m/min的速度卷取已穿过各个流体流动部分31a，31b，31c和31d的分散的复丝束片Tw，穿过这些卷取辊51和51之间的分散的复丝束片被卷取轴B卷取。
(例10的设备)
图20至23示出了用于根据第6实施例制造分散的复丝束片的方法的另一个例10的设备。例10设备的特征在于，在例9设备的各个流体流动部分31a，31b，31c和31d内、横向于各个纤维束Tm的运动方向配置浮动控制桥35，而其其它的结构安排与例9设备的安排相同。为了应用例10的设备在各个纤维束上实施分散操作，随着它们中的每一个在相应的桥35之下通过，各个纤维束都受到抽吸气流，以至于不存在运动通过那些流体流动部分的各个纤维束被伸直或它们的弯曲度小于预定的最低水平的情况，这导致了在与抽吸气流有较宽的接触区的情况下提高分散效率。另外，对例10的设备进行了这样的修改，即利用图中未示出的公知的横杆系统(cross bar system)可将各个桥35的高度布置为垂直可动。
进一步说明，当例10设备的各个流体流动部分31a，31b，31c和31d的内部具有浮动控制桥35时，如图23所示，在分散过程中，纤维束Tm沿其运动路线行进，只有位于纤维束每个边缘侧附近的单丝与桥35相接触，而位于纤维束中心部分的那些单丝被抽吸气流吸引，以便与所述桥隔开。因而，在通过抽吸空气的作用分散纤维束Tm的情况下，在纤维束中心部分和在每个边缘侧部分之间不存在分散的单丝长度不一致的情况，以便获得大大分散的复丝束，其单丝分布更良好。
(例11的设备)图24示出了用于根据第6实施例制造分散的复丝束片的方法的另一个例11的设备。例11的设备的特征在于，上下移动压辊型的张力可变系统4插入在单向驱动辊23和23和最前面的流体流动部分31a入口侧的导辊32之间，而其其它的结构安排与例10的设备相同。该张力可变系统4由横向于纤维束Tm运动路线延伸的杆件构成，该杆件用于相对于从供丝筒子架以相同速度送出的在同一平面内平行的各个纤维束Tm·Tm·Tm上下和横向运动，以便在张紧和松弛之间交替重复地同时改变施加到运送中的各个纤维束Tm的张力。当在单向驱动辊23和23和最前面的流体流动部分31a入口侧上的导辊32之间运动的各个纤维束Tm受到张力可变系统4的这种间歇压力时，由张力可变系统4摩擦和施压的相应一部分各个纤维束的相邻单丝之间的粘接被弱化，并且施加到朝向流体流动部分31a，31b，31c和31d运动的各个纤维束Tm的张力在张紧和松弛之间以一定的时限重复变化。当纤维束在各个流体流动部分31a，31b，31c和31d受到抽吸气流时，在相邻单丝之间的粘接被弱化的情况下，施加到各个纤维束的张力的这种变化带来了对纤维束有利的分散效果。即，当施加到各个纤维束Tm的张力变为松驰时，移动过各个流体流动部分的每个纤维束都弯曲到较大程度以便增加与抽吸气流的接触区，使各个纤维束进一步得到分散；而在每个纤维束从最前面的流体流动部分31a移动到最远端的流体流动部分31d期间，施加到各个纤维束的这种张力变化渐渐稳定，在这种条件下由卷取轴B卷取分散的复丝束片Tw。
(例12的设备)图25至27示出了用于根据第6实施例制造分散的复丝束片的方法的另一个例12的设备。例9的设备与该设备的不同之处在于，后者具有配置在各个流体流动部分入口侧和出口侧上用于在把各个纤维束Tm支承一定的高度的导辊32，并且使该导辊32可横向于各个纤维束的运动路线往复运动这样地布置，而其其它的结构安排与例9的设备相同。即，该各个导辊32与公知的联动机构32c相啮合，而联动机构32c被连接于由曲柄马达32a驱动的曲柄臂32b，曲柄马达32a旋转时，曲柄臂32b将这种旋转转化为往复运动，并将该往复运动传送到联动机构32c，以便使各个导辊32同时往复运动。与复丝束摩擦系统M线接触着而移动的那些纤维束的各个单丝通过构成该系统M的各个导辊的往复来回运动受到摩擦，以至于即使相邻单丝牢固地粘在一起的一部分相应复丝束，也能被彼此轻柔地分开，以便在各个流体流动部分31a，31b，31c和31d通过抽吸空气作用在复丝束上而进一步增强分散操作。
(例13的设备)图28示出了用于根据第6实施例制造分散的复丝束片的方法的另一个例13的设备。该设备与例9的设备的不同之处在于，前者具有与各个流体流动部分31a，31b，31c和31d相对配置的加热器7(高温风机加热器)，而其其它的结构安排与后者相同。当各个复丝束Tm的各个单丝由合成树脂基粘接剂粘在一起时，该设备特别有效。在朝向各个流体流动部分吹出的120摄氏度的热空气作用下，将各个纤维束的单丝粘在一起的粘接剂被软化，以便在各个流体流动部分通过抽吸空气的作用进一步增强分散操作。
(例14的设备)图29示出了用于根据第6实施例制造分散的复丝束片的方法的另一个例14的设备。该设备与例9的设备的不同之处在于，前者具有这样的布置，即关于各个复丝束的运动路线的抽气空腔管延长的开口被分段形成各个流体流动部分31a，31b，31c和31d，而其其它的结构安排与后者相同。与例9的设备相比，该设备只需要一个抽气泵34和单个流速调节阀33，这导致设备制造成本的降低和设备操作的简化。
(例15的设备)图30示出了用于根据第6实施例制造分散的复丝束片的方法的另一个例15的设备。例14的设备与该设备的不同之处在于，该设备在各个流体流动部分中具有浮动控制桥35，而其其它的结构安排与例14的设备相同。该浮动控制桥35以与例9设备中相同的方式工作。
(例16的设备)图31示出了用于根据第6实施例制造分散的复丝束片的方法的另一个例16的设备。该设备与例9的设备的不同之处在于，前者具有覆盖各个流体流动部分开口的密封板31s，以便为每一个流体流动部分提供与运送中的各个纤维束Tm的宽度相对应的开口区域，而其其它的结构安排与后者相同。各个流体流动部分的开口被这种密封板31s覆盖，所以防止了由于浪费地应用抽吸气流造成的能量损失，从而节约了操作成本。
(第7实施例)
以下在如图32所示的例17的设备的基础上解释根据本实施例的制造分散的复丝束片的方法。
直径为5mm、其中集束有直径分别为7μm的12,000条单丝、由三菱人造丝(Rayon)有限公司销售的编号为“TR 50S”、且通过复丝束喂料装置2由筒子架1的各个供丝筒子11引出的各个碳复丝束Tm，在平行排列在同一平面内且在它们之间以相等的距离间隔的情况下穿过单向驱动辊23和23，以相同的速度被送入流体流动分散器3。
在各个复丝束Tm从单向驱动辊23和23向卷取轴B移动期间，它们穿过水封管型的各个流体流动部分31a，31b，31c和31d，80摄氏度的热水以5m/s的流速在这些部分中循环。于是，各个复丝束Tm经过各个水密的的丝通路孔h以悬浮状态穿过各个流体流动部分。此时，与循环的热水相接触的各个复丝束Tm朝向热水流动方向弯曲，以便逐渐增加各个复丝束和循环热水之间的接触区。它们之间接触区的增大允许循环热水进一步流过各个复丝束的相邻单丝之间，以便弱化其相邻单丝之间的粘接或进一步强化分散操作。因而，在各个复丝束Tm从最前面的流体流动部分31a移动经过31b到31c期间，那些复丝束中的每一个都逐渐地得到分散，和当使它们穿过最远端的流体流动部分31d时，制造出具有大约75mm的宽度的复丝束片Tw，且各个复丝束Tm边缘侧相邻单丝并排成切向排列。
(例17的设备)图32示出用于根据本发明第7实施例制造分散的复丝束片的方法的例17的设备。其中参考数字1示出其上悬挂三个筒子11的筒子架，复丝束Tm卷绕在这些筒子中的每一个上。其中参考数字2示出复丝束喂料装置，该复丝束喂料装置包括单向驱动辊23和23，用于从相应的筒子11退绕各个复丝束Tm并将这些复丝束平行排列在同一平面内送出；一对前部和后部支承辊21和22，插入在单向驱动辊23和23和各个筒子11之间，用于在固定的位置支承各个复丝束Tm；配置在支承辊对21和22之间并在其下端部具有张力稳定辊24a的张力稳定倾卸装置24。上述筒子架1和复丝束喂料装置2的安排分别与例9的设备的安排相同。
然后，其中参考数字3示出水循环系统的流体流动分散器3。该系统3包括四个直径增加的水密管型流体流动部分31a，31b，31c和31d，在各所述流体流动部分的两个相对侧上分别具有丝通路孔h。即，沿着各个复丝束的运动路线，这些流体流动部分在它们的两个相对侧上在相同的高度分别具有丝通路孔h，在上述流体流动部分的入口侧和出口侧上分别具有丝通路孔h，配置橡胶导辊32用来将行进中的各个复丝束Tm保持在一定的高度同时防止水泄漏。液体循环泵34与各个流体流动部分相连接，在循环液体的流速由流速调节阀33调节的情况下各个循环泵操作，通过相应的循环管3c，以所需的流速发生循环用于各个流体流动部分。穿过各个流体流动部分的各个丝通路孔h并且遇到循环热水的各个复丝束Tm朝向热水循环方向弯曲，这导致循环热水流过各个复丝束的任意相邻单丝，以便在其上实施分散操作。
在最远端的流体流动部分31d的出口侧上，配置有一对卷取辊51和51，从流体流动部分31d的丝通路孔h出来的大大分散的复丝束片Tw在该对辊之间以10m/min的速度被卷取，以便被卷绕在卷取轴B上。注意，图32中的参考数字8示出将水从来自最远端流体流动部分31d的丝通路孔h的、处在较湿情况下的分散的复丝束片Tw上除去的公知的干燥辊。
(例18的设备)图33示出用于根据本发明第7实施例制造分散的复丝束片的方法的例18的设备。该设备与例17的设备的不同在于，前者具有直径增加的水密管型流体流动分散器3，该分散器被分段形成相互之间有间隔的各个流体流动部分31a，31b，31c和31d，而其其它的结构安排与例17的设备相同。与例17的设备相比，该设备只需要一个循环泵34和单个流速调节阀33，所以其制造成本被降低且其操作被简化。
以上基本描述了本发明的优选实施例，本发明不限于上述实施例，但在所附的权利要求的范围内可以以多种形式对本发明进行修改。例如，下述修改例也属于本发明的技术范围。
(1)第1至7个实施例和例1至18的设备的筒子架1被分别这样布置，即对从三到五个筒子退绕的相应的复丝束Tm进行加工，但是筒子的数量不限于三个，该数量可以增加，以至于可对任意数量的复丝束Tm进行加工，它们从相同数量的筒子退绕。
(2)第1至7个实施例和例1至18的设备分别采用的圆杆式的浮动控制桥35，可将该杆的中央部分形成微凸型。
(3)上述实施例中的一些所采用的高温风机加热型的加热器7，该加热器不限于高温风机型加热器，可采用超声波振荡器或远红外辐射装置替代。
(4)在上述第7实施例中，为了给各个复丝束Tm提供流体摩擦以便分散它们，使用了80摄氏度的热水，该流体摩擦也可通过冷水或温水提供，除这些之外，可使用例如包含水的气泡的这种液-气两相流使气泡碰撞在各个复丝束Tm的单丝上，以便在碰撞中被打破成微小的气泡，该微小的气泡流过通过这种碰撞被松弛的各个复丝束的任意相邻单丝。
(5)进一步，在上述第3实施例中，沿如图9所示的例5的设备的下游侧，另外具有树脂浸渍处理，其中在制造过程中使树脂片St分别覆盖分散的复丝束片Tw的上部和下部表面，在各树脂片上进一步覆盖释放片(release sheet)Rs，然后通过粘接装置H使树脂片St分别熔入分散的复丝束片Tw的上部和下部表面，然后剥离所得到的预浸渍片P并卷绕在卷取辊R上。
工业应用性在根据本发明的制造分散的复丝束的方法和所应用的装置中，采用如下机制从供丝装置或筒子架分别退绕和送出的一个复丝束或多个复丝束，以悬浮状态穿过沿各个复丝束的运动路线顺序布置的多个流体流动部分从而受到流体阻力，以便朝向流体流动方向弯曲，和使流体流过各个复丝束的相邻单丝之间，由于这种流体阻力其粘接被弱化，该机制允许以较高的效率制造分散的复丝束，而且允许批量生产均匀的和高质量的分散的复丝束片，该复丝束片任意相邻复丝束的边缘侧单丝成切向平行排列，并且其单丝在密度上分布均匀，所以本发明的工业应用性很高。
根据本发明的设备结构上的安排成这样的流水线型，即它基本由筒子架，复丝束喂料装置，包括沿各个复丝束的运动路线顺序配置的多个流体流动部分的流体流动分散器组成，利用该设备，诸如碳纤维，陶瓷纤维，聚甲醛纤维，芳族聚酰胺纤维之类的这种高强度复丝束能够以高效率和节省空间的方式被分散，从而以较低的生产成本和较高的生产率制造分散的复丝束或分散的复丝束片，所以本发明的工业应用性很高。
权利要求
1.一种制造分散的复丝束的方法，包括下述步骤从供丝装置退绕并送出复丝束；使送出的所述复丝束悬浮穿过顺序构成流体流动分散器的多个流体流动部分，所述流体流动部分沿所述复丝束的运动路线连续配置；当所述复丝束运动经过所述各个流体流动部分时使所述复丝束受到流体阻力，以便朝向使用中的流体的流动方向弯曲所述复丝束；和使所述流体流过所述复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽所述空隙，因此，促进了在所述复丝束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述复丝束按顺序连续地穿过位于上游侧的所述流体流动部分到位于下游侧的所述流体流动部分，来逐渐扩大所述复丝束和所述流体之间的接触区，以便以渐进的方式大大分散所述复丝束。
2.一种制造分散的复丝束的方法，包括下述步骤通过局部且往复地横向于所述复丝束的运动路线压由供丝装置送出的所述复丝束，使运送中的所述复丝束受到施加在所述复丝束上的在张紧和松驰之间交替的张力波动；使在所述张力波动下运动的所述复丝束悬浮穿过顺序构成流体流动分散器的多个流体流动部分，所述流体流动部分沿所述复丝束的运动路线连续配置；当所述复丝束运动经过所述各个流体流动部分时使所述复丝束受到流体阻力，以便朝向使用中的流体的流动方向弯曲所述复丝束；和使所述流体流过所述复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽所述空隙，因此，促进了在所述复丝束上的分散操作，其中受到所述分散操作的所述复丝束按顺序连续地穿过位于上游侧的所述流体流动部分到位于下游侧的所述流体流动部分，来逐渐扩大所述复丝束和所述流体之间的接触区，以便以渐进的方式大大分散所述复丝束。
3.一种制造分散的复丝束的方法，包括下述步骤通过局部且往复地横向于所述复丝束的运动路线压由供丝装置送出的所述复丝束，使运送中的所述复丝束受到施加在所述复丝束上的在张紧和松驰之间交替的张力波动；使在所述张力波动下运动的所述复丝束悬浮穿过顺序构成流体流动分散器的多个流体流动部分，所述流体流动部分沿所述复丝束的运动路线连续配置；和在分散过程中沿所述复丝束的宽度方向提供线性的来回的摩擦，在所述各个流体流动部分，在施加到所述复丝束的所述张力在张紧和松驰之间交替波动的情况下，流体流过该复丝束的任意相邻单丝。
4.根据权利要求2所述的制造分散的复丝束的方法，其特征在于，从所述供丝装置退绕的所述复丝束在拉回受限制的情况下被送出，并且通过局部且往复地横向于所述复丝束的运动路线压所述复丝束，从而施加到拉回受限且向下游侧运动的所述复丝束的张力在张紧和松驰之间交替变化。
5.根据权利要求4所述的制造分散的复丝束的方法，其特征在于，分别为所述多个流体流动部分提供用于保证所述复丝束的弯曲度在预定的水平的浮动控制桥，以使所述复丝束在所述浮动控制桥下与流体相接触，以便不使穿过所述各个流体流动部分的所述复丝束的弯曲度小于所述预定的水平。
6.根据权利要求5所述的制造分散的复丝束的方法，其特征在于，所述复丝束以这样的方式悬浮穿过沿所述复丝束的运动路线连续地相应配置的所述各个流体流动部分，以使包含在行进中的所述复丝束中的粘接剂通过加热被软化，以便使组成所述复丝束的单丝之间的粘接被弱化。
7.一种制造分散的复丝束的方法，包括下述步骤将从筒子架的各个供丝装置退绕的一组数个复丝束在同一平面内平行排列地送出；使分别送出的所述一组数个复丝束悬浮穿过顺序构成流体流动分散器的多个流体流动部分，所述流体流动部分沿所述各个复丝束的运动路线连续配置；当所述复丝束分别运动经过所述各个流体流动部分时使所述各个复丝束受到流体阻力，以便朝向使用中的流体的流动方向弯曲所述各个复丝束；和使所述流体流过所述各个复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽所述空隙，因此，促进了在所述各个复丝束上的分散操作；和通过局部且往复地横向于所述各个复丝束的运动路线压在同一平面内运动的所述一组数个分散的复丝束，使运送中的一组数个分散的复丝束受到施加在所述各个复丝束上的在张紧和松驰之间交替的张力波动，因此，通过所述各个流体流动部分进一步促进了分散操作。
8.一种制造分散的复丝束的方法，包括下述步骤将从筒子架的各个供丝装置退绕的一组数个复丝束在同一平面内平行排列地送出；使分别送出的所述一组数个复丝束悬浮穿过顺序构成流体流动分散器中的多个流体流动部分，所述流体流动部分沿所述各个复丝束的运动路线连续配置；当所述复丝束分别运动经过所述各个流体流动部分时使所述各个复丝束受到流体阻力，以便朝向使用中的流体的流动方向弯曲所述各个复丝束；和使所述流体流过所述各个复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽所述空隙，因此，促进了在所述各个复丝束上的分散操作；相对于在同一平面内运动的一组分散的复丝束的宽度方向提供线性的来回的摩擦，以便制造分散的复丝束片，该复丝束片任意相邻的分散的复丝束边缘侧的单丝成切向排列，并且所述各个分散复丝束的单丝总的来说在密度上分布均匀。
9.一种制造分散的复丝束的方法，包括下述步骤将从筒子架的各个供丝装置退绕的一组数个复丝束在同一平面内平行排列地送出；使分别送出的所述一组数个复丝束悬浮穿过顺序构成流体流动分散器的多个流体流动部分，所述流体流动部分沿所述各个复丝束的运动路线连续配置；当所述复丝束分别运动经过所述各个流体流动部分时使所述各个复丝束受到流体阻力，以便朝向使用中的流体的流动方向弯曲所述各个复丝束；和使所述流体流过所述各个复丝束的任意相邻单丝之间的空隙，由于所述流体阻力其粘接被弱化，以便加宽所述空隙，因此，促进了在所述各个复丝束上的分散操作；和通过局部且往复地横向于所述各个复丝束的运动路线压在同一平面内运动的一组所述分散的复丝束，使运送中的各个分散的复丝束受到施加在所述各个分散的复丝束上的在张紧和松驰之间交替的张力波动，因此，通过所述各个流体流动部分进一步促进了分散操作；相对于在同一平面内运动的所述一组分散的复丝束的宽度方向提供线性的来回的摩擦，以便制造分散的复丝束片，该复丝束片任意相邻的分散的复丝束边缘侧的单丝成切向排列，并且所述各个分散复丝束的单丝总的来说在密度上分布均匀。
10.一种用于制造分散的复丝束的设备，包括一个供丝装置或具有数个所述供丝装置的筒子架；复丝束喂料装置，用于在一定的张力下退绕来自所述一个供丝装置或所述筒子架的数个所述供给装置的一个复丝束或一组所述复丝束，和用于当将所述一个复丝束或所述一组复丝束保持在一个平面内时，在拉回受限制的情况下送出所述一个复丝束或所述一组复丝束；具有沿所述一个复丝束或所述一组复丝束的运动路线相应地连续配置的多个流体流动部分的流体流动分散器，用于当在行进中的所述一个复丝束或所述一组复丝束被悬浮支承的情况下，使所述流体与所述一个复丝束或所述一组复丝束相接触和使所述流体流过所述一个复丝束或所述一组复丝束，所述流体横向于所述运动路线流动；和张力可变系统，用于在张紧和松驰之间交替改变施加到行进中的所述一个复丝束或所述一组复丝束的张力。
11.根据权利要求10所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于，所述张力可变系统包括在下端部具有压辊的提升杆；与所述提升杆相啮合的可收缩并可伸长的曲柄臂；和曲柄马达，该马达的动力轴具有与所述曲柄臂相啮合的转子。
12.根据权利要求10所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于，在所述流体流动分散器的上游侧配置张力稳定机构，所述机构具有张力稳定辊，该辊在一定压力下紧靠从供丝装置或筒子架退绕并送出的复丝束，并且所述机构被这样安排，以至于当施加到所述复丝束的所述张力减小到预定张力以下和低于由所述辊施加的压力时，与所述复丝束靠紧的所述张力稳定辊持续压所述复丝束，以便增加所述复丝束的弯曲度，同时增加施加到所述复丝束的张力，直到将预定的张力施加到所述复丝束，而当施加到所述复丝束上的所述张力增加到所述预定张力之上和高于由所述辊施加的所述压力时，与所述复丝束紧靠的所述张力稳定辊被弹回收缩，同时减小所述弯曲度，直到将预定的张力施加到所述复丝束，以便保持施加到行进中的所述复丝束的所述张力恒定。
13.根据权利要求10所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于，在所述各个流体流动部分的内部配置浮动控制桥，该桥横向于所述一个复丝束或所述一组复丝束的所述运动路线。
14.根据权利要求13所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于将所述浮动控制桥成形为圆柱形，其中间部分在直径方向上像凸肚形凸出。
15.根据权利要求10所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于，在所述各个流体流动部分之上并且与所述各个流体流动部分相对地设置加热器，以便对行进中的所述一个复丝束或所述一组复丝束进行加热处理。
16.根据权利要求10所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于，设置有沿宽度方向来回的摩擦系统，用于在分散过程中分别与组成所述一个复丝束或所述一组复丝束的单丝靠紧，沿所述一个复丝束或所述一组复丝束的宽度方向提供来回的摩擦。
17.根据权利要求10所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于，将沿所述一个复丝束或所述一组复丝束的所述运动路线设置的延长的开口分段形成具有间隔的所述各个流体流动部分。
18.根据权利要求10所述的用于制造分散的复丝束的设备，其特征在于，所述多个流体流动部分分别是直径被扩大的水密管，在该各个部分的入口侧和出口侧具有丝通路孔，所述水密管具有经过循环管连接到循环泵的液体循环通路，对该泵的操作导致循环水以所需的流速经所述循环管循环通过所述各个流体流动部分，从而使所述一个复丝束或所述一组复丝束受到水的阻力，以便朝向所循环水的流动方向弯曲穿过所述各个流体流动部分的所述丝通路孔的所述一个复丝束或所述一组复丝束，所述循环水分别流过所述一个复丝束或所述一组复丝束的相邻单丝之间的空隙，以便加宽所述空隙。
全文摘要
本发明涉及一种制造分散的复丝束的方法和所应用的设备，其中任意数量的高强度的复丝束被便利地高速地同时分散，以高效率制造出高质量的分散的复丝束或片，其单丝成分沿宽度方向平行排列并且在密度上分布均匀。在此采用如下机制由供丝装置或筒子架送出的相应复丝束受到施加到其上的、在张紧和松弛之间交替的张力波动，受到这种波动的各个复丝束顺序穿过包括沿各个复丝束的运动路线顺序配置的多个流体流动部分的流体流动分散器，从而受到流体阻力以便朝向流体流动方向弯曲，和使流体流过各个复丝束的相邻单丝成分之间，由于这种流体阻力其粘接被弱化，以便通过施加在其上的这种张力变化和这种流体阻力的共同作用而大大分散各个复丝束。
文档编号D02J1/00GK1816653SQ200480019350
公开日2006年8月9日 申请日期2004年7月7日 优先权日2003年7月8日
发明者川边和正, 友田茂 申请人:福井县