JP7003990B2 - 部分分繊繊維束、中間基材、成形品およびそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、部分分繊繊維束の製造方法、ならびにこれらの製造方法や製造装置で得られた部分分繊繊維束に関する。さらに詳しくは、単糸数が多く、安価なラージトウを、糸切れを起こすことなく、連続して分繊することを可能にした部分分繊繊維束の製造方法および製造装置、ならびにこれらの製造方法や製造装置で得られた部分分繊繊維束、中間基材および成形品に関する。

不連続の強化繊維（例えば、炭素繊維）の束状集合体（以下、繊維束ということもある。）とマトリックス樹脂からなる成形材料を用いて、加熱、加圧成形により、所望形状の成形品を製造する技術が知られている。このような成形材料において、単糸数が多い繊維束からなる成形材料では成形の際の流動性には優れるが、成形品の力学特性は劣る傾向がある。これに対し、成形時の流動性と成形品の力学特性の両立を狙い、成形材料内の繊維束として、任意の単糸数に調整した繊維束が使用されている。

繊維束の単糸数を調整する方法として、例えば特許文献１、２には、複数の繊維束を事前に巻き取った複数繊維束巻取体を用いて、分繊処理を行う方法が開示されている。しかし、これらの方法は、事前処理の繊維束の単糸数の制約を受けるため、調整範囲が限定され、所望の単糸数へ調整しづらいものであった。

また、例えば特許文献３～５には、円盤状の回転刃を用いて繊維束を所望の単糸数に縦スリットする方法が開示されている。これらの方法は、回転刃のピッチを変更することで単糸数の調整が可能ではあるものの、長手方向全長に渡って縦スリットされた繊維束は収束性がないため、縦スリット後の糸をボビンに巻き取ったり、巻き取ったボビンから繊維束を巻き出したりといった取扱いが困難になりやすい。また、縦スリット後の繊維束を搬送する際には、縦スリットによって発生した枝毛状の繊維束が、ガイドロールや送りロールなどに巻きつき、搬送が容易でなくなるおそれがある。

また、特許文献６には、繊維方向に平行な縦スリット機能のある縦刃に加え、繊維方向に垂直な横刃を有した分繊カッターによって、縦スリットと同時に繊維を所定長にカットする方法が開示されている。この方法であれば、縦スリット後の繊維束を一旦ボビンに巻き取って搬送することが不要となり、取り扱い性は改善される。しかし、分繊カッターは、縦刃と横刃を備えるため、一方の刃が先にカット寿命に達すると、刃全体を交換せざるを得なくなる弊害が生じるものであった。

近年、増大する産業用炭素繊維の需要は、生産性の面から、長尺化が必須となっている。一方、ラージトウは、レギュラートウと比較してフィラメント数が多く短尺であることが多い。そこで、繊維束同士をつなぎ合わせて長尺品を得ている。繊維束同士のつなぎ部をスプライス部と呼ぶ。スプライス部は、繊維束の末端部同士を加圧流体により交絡または機械式ノッタにより接合しており、繊維束のフィラメント数がおよそ２倍で構成される。スプライス部を有する繊維束は、長尺化による操業性および生産性向上に有効であるが、スプライス部は繊維密度が高いため、スプライス部に回転刃等の刃を突き入れ分繊処理した際、繊維束を破断させるおそれがあった。そのため、スプライス部を有する繊維束を分繊処理することは困難であった。

特許文献７には、予め開繊した繊維束を突起付きの回転分繊手段とすることで、安定かつ安価に製造可能な開繊シートの製造方法および製造装置を提供する方法が開示されている。しかし、繊維束内に、スプライス部が存在する場合、突起付き回転手段が連続回転するため、突起部分がスプライス部を破断させ、破断した繊維束が分繊ロールや送りロールに巻付き、搬送が不可能になるおそれがある。

また、特許文献８には、ブレード状の分繊手段を繊維束に突き刺し、切り目を入れながら分繊し、幅方向にブレードを旋廻させることで、樹脂含浸を容易にするための流路（幅広の分繊部）を形成することで、後の樹脂含浸性を向上させ、製造工程の簡素化が可能な製造方法が開示されている。しかし、繊維束内に、繊維束を構成する複数の糸束同士のスプライス部が存在する場合、ブレードが繊維束内で連続的に分繊し続ける為、ブレード部分にスプライス部が破断し、繊維束が詰まることにより搬送が不可能になるおそれがある。また、当該ブレードは非常に肉薄のため、スプライス部が破断し、詰まった際に破損するおそれがある。

また、特許文献９には、凸凹状の分繊治具を間欠的に回転させて分繊することで、繊維束の品位改善および長時間の安定運転が可能な製造方法および製造装置を提供する方法が開示されている。

また、特許文献１０には、回転する分繊治具で連続する繊維束を間欠的に分繊することにより、分繊不足、ロールへの巻付き、繊維束の斜行および蛇行し安定した連続運転が可能な製造方法および製造装置を提供する方法が開示されている。

また、特許文献１１には、回転刃の突出部を繊維束に突き入れする回転分繊手段を備え、さらに繊維束の撚りの有無を検知する撮像手段を具備し、繊維束の撚りが突出部に接触する直前から通過するまで、繊維束への押圧力が低減させるように分繊手段を制御することで、安定的に分繊可能な部分分繊繊維束の製造方法および製造装置を提供する方法が開示されている。

また、特許文献１２には、固定式の溝ロールにて分繊する分繊手段を備え、ラージトウをレギュラートウ並に溝ロールにて分繊することでレギュラートウ単独生産時対比、大幅なコスト抑制が可能な製造方法および製造装置を提供する方法が開示されている。新規クリールスタート時にスプライスまたは糸結び部を通過させる必要があり、その場合、溝ロールを手動にて平ロール側に動かし、スプライス部または糸結び部がロールを通過後、再度溝ロール側に戻すことが開示されている。

また、特許文献１３には、回転刃の突出部を繊維束に突き入れする回転分繊手段を備え、さらに繊維束の撚りの有無を検知する撮像手段を具備し、部分分繊繊維束の分繊処理部分と未分繊処理部分において、撚り部の分繊処理を回避して未分繊処理部分とする方法が開示されている。しかしながら、上記のいずれにおいても、スプライス部が存在する繊維束において、部分分繊繊維束が効率よく安定に製造される方法は開示されていない。また、部分分繊繊維束をカットし、それを用いるＳｈｅｅｔＭｏｌｄｉｎｇＣｏｍｐｏｕｎｄ（以下、ＳＭＣと略す）工程におけるカット後の部分分繊繊維束の分割のしやすさを評価する方法は、開示されていない。

特開２００２－２５５４４８号公報 特開２００４－１００１３２号公報 特開２０１３－４９２０８号公報 特開２０１４－３０９１３号公報 特許第５５１２９０８号 国際公開第２０１２／１０５０８０号 特開２０１１－２４１４９４号公報 欧州特許第２６８７３５６号 国際公開第２０１６／１３６８１２号 国際公開第２０１７／００６９８９号 国際公開第２０１６／１０４１５４号 米国特許第６３８５８２８号 国際公開第２０１７／２２１６５７号

部分分繊繊維束の連続生産において、繊維束にスプライス部が存在すると、分繊工程にてスプライス部が分繊手段と接触した際に毛羽カスが堆積し、繊維束が寸断されることがあり、その場合には連続生産できない。また、分繊後の部分分繊繊維束は、切れ目が入った状態であるため、完全には分割されてはいない。そのため、後工程であるＳｈｅｅｔＭｏｌｄｉｎｇＣｏｍｐｏｕｎｄ（ＳＭＣ）工程において、重要な品質項目であるカットした部分分繊繊維束の分散状態に関係する分割しやすさを評価する方法がなかった。

そこで、本発明の目的は、部分分繊繊維束内に、スプライス部が存在する場合においても、繊維束を連続して長時間、安定的に分繊可能な部分分繊繊維束の製造方法を提供すること、および、それを用いた中間基材や成形品の製造方法を提供することである。また、カットした部分分繊繊維束の分散状態を、分割のしやすさに関係する「分割数」で評価する方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、発明者は鋭意検討した結果、部分分繊繊維束のスプライス部を検知し、かつスプライス部を分繊手段の突き入れから回避する部分分繊繊維束の製造方法を見出した。すなわち、本発明の部分分繊繊維束の製造方法は、次の構成を有する。

繊維束同士が接合されてなるスプライス部を有する繊維束を長手方向に沿って走行させながら、分繊手段の突出部が、繊維束に突き入れと抜き取りを繰り返すことにより、繊維束の長手方向の一部分を分繊する部分分繊繊維束の製造方法であって、
スプライス部を検知して得られるスプライス部の位置情報に基づき、スプライス部の手前において前記分繊手段の突出部を前記繊維束から抜き取り、前記スプライス部が分繊処理部を通過する際、Ａ条件またはＢ条件を満たす、部分分繊繊維束の製造方法である
Ａ条件：分繊手段の突出部の突き入れが停止される
Ｂ条件：分繊手段の突出部の移動速度が、繊維束の走行速度と実質的に同一の速度とされる 。

つまり、スプライス部を検知して得られるスプライス部の位置情報に基づき、スプライス部の手前において前記分繊手段の突出部を前記繊維束から抜き取り、前記スプライス部を通過させた後、再度分繊手段の突出部を繊維束に突き入れるように時期を、非スプライス部の繊維束に突き入れる時期とは変動させる部分分繊繊維束の製造方法である。

さらに、分繊手段の突出部が、前記スプライス部を通過するときには、繊維束の走行速度と実質的に同一速度で移動することにより、前記再度分繊手段を繊維束に突き入れる時期を変動させる製造方法を提供する。また、分繊手段の突出部が、前記スプライス部を通過するときには、分繊手段による繊維束の突き入れを一時停止させることで、分繊手段の突出部が繊維束に突き入れる時期を変動させる部分分繊繊維束の製造方法を提供する。

さらに、前記繊維束に突き入れた前記分繊手段から前記繊維束の長手方向に沿って上流において、スプライス部を検知する撮像手段を備え、繊維束の幅の変化率に基づいて、スプライス部の検知を行う部分分繊繊維束の製造方法を提供する。また、前記分繊手段が、前記繊維束の長手方向に直交する回転軸を備え、前記回転軸表面の一部に前記突出部が複数設けられている部分分繊束の製造方法を提供する。

また、カットした部分分繊繊維束を使用するＳＭＣ工程での、カットした部分分繊繊維束の分割のしやすさを評価する方法として、部分分繊繊維束の分割数による評価方法を見出した。すなわち、炭素繊維を含む部分分繊繊維束の製造方法によって得られる部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に幅１５ｍｍの長さにカットし、その後、カットした部分分繊繊維束に対して衝撃を与えたのち、部分分繊繊維束の分割数を確認するものである。この際、カットした部分分繊繊維束に対して、１００ｍ／ｓ²の加速度を６０ｍｓｅｃ付与する条件で衝撃を与えた際に、式１および式２の分割数：Ｙとなる部分分繊繊維束を提供する。
非スプライス部：（Ｘ／１１．１×１０^３） ≦ Ｙ ≦ （Ｘ／１．５×１０^３） ［式１］
スプライス部：（Ｘ／２５．０×１０^３） ≦ Ｙ ≦ （Ｘ／２．５×１０^３） ［式２］
ここで、Ｘは、部分分繊繊維束の総フィラメント数である。なお、分割数Ｙは、部分分繊繊維束が分割された小片の数で、正の整数となる。また、分割数Ｙは、繊維束の形態で、かつ、各繊維束の重量が０．０００７ｇ以上となる繊維束を１つとカウントする。

また、本発明の中間基材の製造方法は、上記の部分分繊繊維束の製造方法によって得られる部分分繊繊維束をカットし、その後樹脂を含浸させる中間基材の製造方法である。

さらに、本発明の成形品の製造方法は、上記の中間基材の製造方法によって得られる中間基材をプレスする成形品の製造方法である。

本発明は、繊維束内にスプライス部が存在する場合においても、繊維束を連続して長時間、安定的に分繊可能な部分分繊繊維束の製造方法および製造装置を提供することができる。さらに、スプライス部が分繊手段の突出部に接触し破断することを防止できることにより、スプライス部を有するラージトウの連続分繊処理が可能となり、成形品の材料コスト、製造コストの低減をはかることが可能になる。

さらに、カットした部分分繊繊維束の分割数評価方法にて、実際の部分分繊繊維束の分割しやすさを確認することにより、後工程であるＳＭＣ加工をする前に良好な分散状態を示す部分分繊繊維束であることを事前に確認することが可能であり、異常品の流出を未然に防止する効果がある。

スプライス部を有する繊維束に分繊処理を施した部分分繊繊維束の一例を示す（ａ）概略平面図、（ｂ）概略側面図、（ｃ）概略側面図である。 スプライス部を有する繊維束に、分繊手段を突き入れる移動サイクルの一例を示す概略側面図である。 スプライス部を有する繊維束に、分繊手段を抜き取り後、再度突き入れる時期示す、（ａ）概略平面図、（ｂ）概略側面図である。 スプライス部を検知する撮像装置を備え、スプライス部を含む走行する繊維束に分繊手段を突き入れる移動サイクルの一例を示す概略側面図である。 繊維束に分繊処理を施した部分分繊繊維束の一例を示す概略平面図である。 走行する繊維束に分繊手段を突き入れた一例を示す（ａ）概略平面図と（ｂ）概略側面図である。 分繊手段の一部をなす突出部の接触部の一例を示す、部分拡大図である。 突出部における接触部の角部の例を示す概略断面図である。 回転分繊手段を突き入れる移動サイクルの一例を示す説明図である。 中間基材の製造プロセスであるＳＭＣ工程の一例を示す概略図である。 中間基材の製造プロセスであるＳＭＣ工程の一例を示す概略図である。 カットした部分分繊繊維束の分割数を評価する方法の一例を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明を説明する。なお、本発明は当該図面の態様に何ら限定されるものではない。

繊維束に分繊処理を施す工程と部分分繊繊維束の概略図を、図５および図６に例示する。図６は、走行する繊維束に分繊手段を突き入れた一例を示す（ａ）概略平面図、（ｂ）概略側面図である。図中の繊維束走行方向Ａ（矢印）が繊維束１００の長手方向であり、図示しない繊維束供給装置から連続的に繊維束１００が供給され、幅方向に拡幅された後、分繊処理工程へと走行している。

分繊手段２００は、繊維束１００に突き入れ易い突出形状を有する突出部２１０を具備しており、走行する繊維束１００に突き入れ、繊維束１００の長手方向に分繊処理を行う。繊維束を分繊することができる領域は、分繊手段２２０の突出部２１０が繊維束に接触している領域で、この領域を分繊処理部１５０と呼ぶ。ここで、分繊手段２００は、繊維束１００の走行方向に対して、繊維束の鉛直方向に突き入れることが好ましい。ここでいう走行方向に対して繊維束の鉛直方向とは、繊維束の断面が、横長の楕円もしくは横長の長方形のような扁平形状であるとした場合の水平方向の上面および下面（例えば、図６に示す繊維束１００の側表面に相当する）である。また、具備する突出部２１０は、１つの分繊手段２００につき１つでもよく、また複数であってもよい。１つの分繊手段２００で突出部２１０が複数ある場合、突出部２１０の磨耗頻度が減ることから、交換頻度を減らすことも可能となる。さらに、分繊する繊維束数に応じて、複数の分繊手段２００を同時に用いることも可能である。複数の分繊手段２００を、並列、互い違い、位相をずらす等して、複数の突出部２１０を任意に配置することができる。

複数の単糸からなる繊維束１００を、分繊手段２００により本数のより少ない分繊束に分けていく場合、複数の単糸は、実質的に繊維束１００内で、引き揃った状態ではなく、単糸レベルでは交絡している部分が多いため、分繊処理中に接触部２１１付近に単糸が交絡する絡合部１６０を形成する場合がある。

分繊処理部１５０にて、分繊処理された後、分繊手段２００を繊維束１００から抜き取る。この抜き取りによって分繊処理が施された分繊処理区間１１０が生成し、それと同時に絡合部１６０が蓄積した絡合蓄積部１２０が生成する。また、分繊処理中に繊維束から発生した毛羽は毛羽溜まり１４０として分繊処理時に絡合蓄積部１２０付近に生成する。

その後再度分繊手段２００を繊維束１００に突き入れることで、未分繊処理区間１３０が生成する。以上の分繊処理操作を繰り返すことで、繊維束１００は、図５に例示する部分分繊繊維束となる。そして、次工程に供給されるためにロール等の形状に巻き取られる。

分繊手段２００は、本発明の目的が達成できる範囲であれば特に制限がなく、金属製の針や薄いプレート等の鋭利な形状のような形状を備えたものが好ましい。分繊手段２００は、分繊処理を行う繊維束１００の幅方向に対して、複数の分繊手段２００を設けることが好ましく、分繊手段２００の数は、分繊処理を行う繊維束１００の構成単糸本数Ｆ（本）によって任意に選択できる。繊維束に強化繊維を用いる場合の分繊処理区間の数は、ある繊維束１００の幅方向において（（Ｆ／１００００）－１）個以上（（Ｆ／５００）－１）箇所未満の分繊処理区間数を有することが好ましい。ここで、Ｆは分繊処理を行う繊維束を構成する総単糸本数（本）である。（Ｆ／１００００－１）個未満であると、後工程で強化繊維複合材料にした際に、力学特性の向上が発現しにくく、また、（Ｆ／５００－１）個以上であると、分繊処理時に糸切れや毛羽立ちのおそれがある。

次に、本発明の繊維束同士が接合されてなるスプライス部を有する繊維束１００における部分分繊繊維束の製造方法を、図１を用いて説明する。なお、本発明における「部分分繊繊維束」とは、上記のとおり繊維束に分繊処理を施し、長手方向の一部分に切れ目を入れたものである。本発明における「スプライス部を有する部分分繊繊維束」とは、繊維束を構成する複数の糸束同士の接合部であるスプライス部を有する部分分繊繊維束である。さらに、スプライス部とは、繊維束同士を接合させた部分を有する繊維束を連続的に繊維束の製造工程に供給して、操業性および生産性を向上させる手段として、繊維束の末端部同士を加圧流体により交絡または機械式ノッタにより接合した部分のことである。

図１は、走行するスプライス部１８０を有する繊維束１００を部分分繊繊維束とする工程の一例を示す（ａ）概略平面図、（ｂ）概略側面図、（ｃ）別の概略側面図である。図中の繊維束走行方向Ａ（矢印）が繊維束１００の長手方向であり、図示しない繊維束供給装置から連続的にスプライス部を有する繊維束１００が供給されている。分繊手段は、突出部２４０を具備する回転分繊手段２２０である。繊維束１００は、前述のように、分繊手段により部分分繊繊維束となる処理を受けながら走行している。図１において、回転分繊手段２２０の突出部２１０（図１中の黒丸）は、スプライス部１８０の直前に、繊維束１００から抜き出され、分繊処理区間１１０を終了する。突出部２１０（図１中、黒丸）は、回転分繊手段２２０が回転を開始することで、繊維束１００から抜き出される。そして、回転分繊手段２２０は、繊維束走行方向Ａと同一方向で実質的に同一の速度で回転し、次の突出部２１０（図１中、白丸）が、走行する繊維束１００に再び突き入れられる。こうして、図１（ａ）に示すように、スプライス部１８０は、未分繊処理区間１３０に存在することとなる。図１（ａ）中、スプライス部１８０部に掛かる回転分繊手段２２０の線は、スプライス部１８０において、回転分繊手段２２０が繊維束１００の下方で分繊処理を回避しながら回転していることを示している。

ここで、部分分繊繊維束の製造方法に好ましい構成について説明する。図４は、繊維束同士が接合されてなるスプライス部１８０を有する繊維束１００を長手方向に走行させる際、スプライス部１８０を検知する手段９００～９３０を上流に備えている。図４の例では、分繊手段２２０の上流の位置で、繊維束を撮像するカメラ９１０を備え、カメラ９１０で撮像される画像は、繊維束の幅方向の情報を処理する画像処理装置９２０へ連続的に送信されている。さらに、スプライス部１８０を検知すると、回転分繊手段２２０の速度を変更するための速度変更信号出力９３０を発生する。ここで、スプライス部１８０を検知する方法を説明する。

走行する繊維束は、カメラ９１０で上方から撮像される。撮像には、エリアカメラやラインセンサカメラが用いられる。撮像された繊維束の平面画像は、幅方向に関連する両端の位置がその画像から認識できるようになっている。そして、両端の位置情報に基づき両端間の距離を、繊維束幅と認識することができる。たとえば、スプライス部を有する繊維束において、連続的に撮像した画像から繊維幅を測定すると、繊維束１００の幅は、スプライス部の直前に数１０ｍｍかけて徐々に狭くなっていき、スプライス部に入ると通常の繊維束の幅より狭い状態が続く。そして、スプライス部が終了すると、数１０ｍｍかけて徐々に拡がり、通常の繊維束１００の幅に戻る。つまり、走行する繊維束を連続撮像して得られた画像を基に、繊維束幅のプロファイルの特徴を判別して、スプライス部を検知することができる。

たとえば、スプライス部の検知は、繊維束１００の幅方向の変化率に基づいて行われる。幅方向の変化率とは、幅方向に拡幅した繊維束１００の幅（Ｗ１、たとえば５０ｍｍ）とスプライス部の幅（Ｗ２、たとえば１５ｍｍ）において、次式で求められる
幅方向の変化率＝（Ｗ１－Ｗ２）／Ｗ１
例示では、（５０－１５）／５０＝０．７となり、所定の変化率を上回ることでスプライス部を検知する。スプライス部を検知する幅方向の変化率は、繊維束の種類や工程条件によって変化するが、０．４以上が好ましく用いられる。また、スプライス部の幅（Ｗ２）が、所定の値を下回ることで検知する方法も好ましく用いられる。そして、スプライス部を検知した場合、分繊手段２００あるいは回転分繊手段２２０の突出部が繊維束を突き入れる時期を変動させ、分繊処理を回避する。

また、前記回転分繊手段２２０としては、図１、図２示すスプライス部１８０を有する繊維束の繰り出し方向に直交する回転軸２４０に沿って回転可能にするための回転機構を有するものが好ましい。また、図３に示す、分繊手段２００が上下動する機構を有することも好ましい。図２に示す回転機構を有する回転分繊手段２２０の場合、繊維束１００の走行速度と実質的に同一速度で回転分繊手段２２０を回転移動させることにより、回転分繊手段２２０の突出部２１０が繊維束１００に突き入れる時期を変動させることができる。また、図３に示す分繊手段２００が上下動する場合には、スプライス部１８０の直前までに分繊手段２００の突出部２１０を下降させ、スプライス部が通過する間、分繊手段２２０の突出部２１０が繊維束１００への突き入れを一時停止させることで、分繊手段２００の突出部２１０が繊維束１００に突き入れる時期を遅らせることが好ましい。

本発明に用いる繊維束は、繊維束を構成する複数の糸束同士の接合部であるスプライス部を有する。繊維束同士を接合させたスプライス部を有する繊維束は、連続的に繊維束の製造工程に供給することが可能で、操業性および生産性を向上させうる。

また、スプライス部の形状は、繊維束の末端部同士を加圧流体により交絡または機械式ノッタにより接合した部分が、繊維束の長手方向長さが２０ｍｍ～１５０ｍｍであり、かつ、繊維束の長手方向長さが２０ｍｍ～１５０ｍｍの部分の繊維束目付が、通常の繊維束のおよそ２倍となるものである。

スプライス部は、繊維束の製造工程およびそれ以降で何らかの理由により、連続繊維束が破断した状態の末端同士を接合させ、連続的な繊維とすることで、製品の使用途次第では規定長を満たす製品としての活用が可能になり、規定長未満品の削減が可能となる。

なお、加圧流体により交絡または機械式ノッタにより接合している為、分繊処理を行う前の繊維束の拡幅工程で拡幅した場合においても、スプライス部のみ繊維束の幅が狭くなる。しかし、拡幅工程を通過させるために必要な接合強度を維持し、糸切れすることなく連続生産する観点から、スプライス部の糸幅は、５～２０ｍｍ、なかでも１０～１５ｍｍの範囲であることが好ましい。

ここで、繊維束においては、スプライス部以外でも繊維束の幅が狭くなる場合がある。たとえば、１つ目は、各工程（原料工程および分分繊繊維束の製造工程含む）に存在するガイドや溝ロールなどに繊維束が、例えばどちらか一方の片側部分に過剰に当たった状態の場合、繊維束が狭幅となる。２つ目は、各工程（原料工程および分分繊繊維束の製造工程含む）で条件以上等により生じた繊維束の傷みや単糸の切れが発生した場合、その繊維束が受けたダメージ部分が狭幅となる。また、撚り部などの単糸の状態の違いでも繊維束の幅が狭くなることがある。一方、スプライス部は、５～２０ｍｍ、なかでも１０～１５ｍｍの範囲であること、かつ、長さ方向には２０ｍｍ～１５０ｍｍであることが特徴である。つまり、スプライス部とほかの原因によって発生した狭幅との特徴を判別し、スプライス部を検知することが好ましい。たとえば、上述のガイドや溝ロールなどに繊維束が接触して狭幅になったときには、繊維束の幅変化がスプライス部の幅変化より小さく、かつ、繊維束の幅は０．５ｍ以上に渡り狭幅になるので、スプライス部では「ない」と判別する。また、撚り部の場合には、単糸等が撚り部を境に位置が入れ替わっているため、撚り部に分繊処理手段を接触させて分繊処理を行った場合、繊維束の幅は狭くなる。ある程度の単糸がまとまった繊維束状態で撚り部が形成されることもあるが、撚り部は直前・直後の短い区間で繊維幅が急峻に狭くなるので、スプライス部では「ない」と判別する。以上のとおり、スプライス部と撚り部は、繊維束の幅変化率の特徴を用いて、判別することができる。そして、スプライス部が２０ｍｍ以上１５０ｍｍもの区間に渡って続くため、その分繊処理を回避するためには、撚り部の分繊処理回避方法とは異なるものとなる。
［繊維束］
本発明において使用する繊維束１００は、複数の単糸からなる繊維束であれば繊維の種類は特に限定されるものではない。このうち、強化繊維を用いることが好ましい。ここで強化繊維とは樹脂補強用の繊維のことであり、中でも、炭素繊維、アラミド繊維およびガラス繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。これらは単独で使用してもよく２種類以上を併用することもできる。中でも炭素繊維は、軽量でかつ強度に優れた複合材料を提供することが可能となるので、特に好適である。炭素繊維としては、ＰＡＮ系、ピッチ系のいずれでもよく、その平均繊維径は３～１２μｍが好ましく、６～９μｍがより好ましい。

炭素繊維の場合は、通常、連続繊維からなる単糸が１０００～６００００本程度集束した繊維束を、ボビンに巻き取った巻糸体（パッケージ）として供給される。繊維束は無撚りが好ましいものの、撚りが入っているストランドでも使用可能であり、搬送中に撚りが入っても、本発明には適用可能である。単糸数にも制約はなく、単糸数が多い、いわゆるラージトウを用いる場合は、繊維束の単位重量あたりの価格は安価であるため、単糸数が多いほど、最終製品のコストを減らすことができて好ましい。また、ラージトウとして、繊維束同士を１つの束にまとめて巻き取った、いわゆる合糸した形態を使用してもよい。

強化繊維を用いる際は、強化繊維複合材料とする際のマトリックス樹脂との接着性を向上する等の目的で表面処理されていることが好ましい。表面処理の方法としては，電解処理、オゾン処理、紫外線処理等がある。また、強化繊維の毛羽立ちを防止したり、強化繊維ストランドの収束性を向上させたり、マトリックス樹脂との接着性を向上する等の目的でサイジング剤が付与されていても構わない。サイジング剤としては、特に限定されないが、エポキシ基、ウレタン基、アミノ基、カルボキシル基等の官能基を有する化合物が使用でき、これらは１種または２種以上を併用してもよい。

本発明において使用する繊維束は、予め集束された状態であることが好ましい。ここで予め集束された状態とは、例えば、繊維束を構成する単糸同士の交絡による集束した状態や、繊維束に付与されたサイジング剤による集束した状態、繊維束の製造工程で含有されてなる撚りによる集束した状態を指す。

［巻出］
部分分繊繊維束を製造する工程は、繊維束を繰り出す巻だし手段と、繊維束を分繊する突出部を複数具備した分繊手段と、分繊手段を繊維束に突き入れ／抜き取りさせる制御手段と、分繊された部分分繊繊維束を巻き取る巻き取り手段と、を備えたものが好ましい。

いずれの場合であっても、繊維束走行方向上流側に配置した、繊維束を巻き出す巻き出し装置（図示せず）などから繊維束を巻き出す繊維束の巻き出し方向は、ボビンの回転軸と垂直に交わる方向に引き出す横出し方式や、ボビン（紙管）の回転軸と同一方向に引き出す縦出し方式が考えられるが、解舒撚りが少ないことを勘案すると横出し方式が好ましい。

また、巻き出し時のボビンの設置姿勢については、任意の方向に設置することができる。中でも、クリールにボビンを突き刺した状態において、クリール回転軸固定面でない側のボビンの端面が水平方向以外の方向を向いた状態で設置する場合は、繊維束に一定の張力がかかった状態で保持されることが好ましい。繊維束に一定の張力が無い場合は、繊維束がパッケージ（ボビンに繊維束が巻き取られた巻体）からズレ落ちパッケージから離れる、もしくは、パッケージから離れた繊維束がクリール回転軸に巻きつくことで、巻き出しが困難になることが考えられる。

また、巻き出しパッケージの回転軸固定方法としては、クリールを使う方法の他に、平行に並べた２本のローラーの上に、ローラーと平行にパッケージを載せ、並べたローラーの上でパッケージを転がすようにして、繊維束を巻き出す、サーフェス巻き出し方式も適用可能である。

また、クリールを使った巻き出しの場合、クリールにベルトをかけ、その一方を固定し、もう一方に錘を吊るす、バネで引っ張るなどして、クリールにブレーキをかけることで、巻き出し繊維束に張力を付与する方法が考えられる。この場合、巻き径に応じて、ブレーキ力を可変することが、張力を安定させる手段として有効である。

また、分繊後の単糸本数の調整には、繊維束を拡幅する方法と、繊維束の幅方向に並べて配置した複数の分繊手段のピッチによって調整が可能である。分繊手段のピッチを小さくし、繊維束幅方向により多くの分繊手段を設けることで、より単糸本数の少ない、いわゆる細束に分繊処理が可能となる。また、分繊手段のピッチを狭めずとも、分繊処理を行う前に繊維束を拡幅し、拡幅した繊維束をより多くの分繊手段で分繊することでも、単糸本数の調整が可能である。

ここで拡幅とは、繊維束１００の幅を広げる処理を意味する。拡幅処理方法としては特に制限がなく、振動ロールを通過させる振動拡幅法、圧縮した空気を吹き付けるエアー拡幅法などが好ましい。

［分繊手段］
分繊手段において、繊維束に突き入れた刃（突出部２１０）は、繊維束を長手方向に割り進み、繊維束を分繊する。割り入れるため、繊維束の移動と分繊手段の移動との間に速度差がある。ここで、速度差は、繊維束が移動し、分繊手段が移動しないことで速度差を生じさせてもよいし、分繊手段側が移動して繊維束が移動しないことで速度差を生じさせてもよい。さらに、両方が移動するものの、速度差がある場合でもよい。さらに、繊維束に突き入れた刃は抜き取る可能で、突き入れと抜き取りを繰り返すことで部分分繊処理を達成する。

本発明に用いることができる分繊手段を例示する。分繊手段の形態は、板の先端が突出した刃を有するブレード、キャタピラー等の移動するベルトに複数のブレードが形成されたもの、回転軸を有する円盤の周表面に突出した刃を複数形成したもの等が好ましい。分繊処理は、分繊手段２００や回転分繊手段２２０の突出部２１０が、繊維束１００に突き入れられ、繊維束１００と突出部２１０が接触した状態で、繊維束１００が移動するのに対し突出部２１０は移動しないので、その速度の差により分繊処理が行われる。また、部分分繊処理は、板の先端が突出した刃を有するブレードの場合には、たとえば、ブレードを上下に動かして、繊維束から刃を抜き差しして得られる。移動するベルトに複数のブレードが形成されたものや、突起が複数ある回転刃の場合には、移動や回転によって突起部が差し込まれ続いて抜かれるため、部分的に分繊処理がなされる。分繊処理部１５０とは、分繊処理が可能な区間のことである。分繊処理部１５０は、たとえば、ブレード状の分繊手段２００であれば、図６（ａ）に示す、突出部２１０にあたる。また、複数の突出部２１０を有する回転分繊手段２４０であれば、突出部２１０と隣接する突出部２１０の間にあたる。

［突き入れ、抜き取り：時間］
部分分繊繊維の分繊処理は、通常、分繊手段２００の突き入れと抜き取りを繰り返して分繊処理区間１１０を形成する（図６）。その際、再度突き入れるタイミングは、分繊手段２００を抜き取った後の経過時間で設定することが好ましい。また、再度抜き取るタイミングも、分繊手段２００を突き入れた後の経過時間で設定することが好ましい。突き入れ、および／または抜き取りのタイミングを時間で設定することで、所定距離間隔の分繊処理区間１１０および、未分繊処理区間１３０を生成することが可能となり、分繊処理区間１１０と未分繊処理区間１３０の比率も任意に決定することが可能となる。また、所定時間間隔は、常時同じでもよいが、分繊処理を進めた距離に応じて長くしていくもしくは短くしていくことや、その時々の繊維束の状態に応じて、例えば繊維束が元々もっている毛羽や単糸の交絡が少ない場合には、所定時間間隔を短くするなど、状況に応じて変化させてもよい。

［抜き取り：押圧力や張力、張力差］
図６に示すように、繊維束１００に分繊手段２００を突き入れると、分繊処理の経過にしたがって、生成する絡合部１６０が突出部２１０を押し続けるため、分繊手段２００は絡合部１６０から押圧力を受ける。

前述の通り、複数の単糸は実質的に繊維束１００内で引き揃った状態ではなく、単糸レベルで交絡している部分が多く、さらに繊維束１００の長手方向においては、交絡が多い箇所と少ない箇所が存在する場合がある。単糸交絡の多い箇所は分繊処理時の押圧力の上昇が早くなり、逆に、単糸交絡の少ない箇所は押圧力の上昇が遅くなる。したがって、分繊手段２００には、繊維束１００からの押圧力を検知する押圧力検知手段を備えることが好ましい。

また、分繊手段２００の前後で繊維束１００の張力が変化することがあるため、分繊手段２００の近辺には繊維束１００の張力を検知する張力検知手段を少なくとも１つ備えてもよく、複数備えて張力差を演算してもよい。これら押圧力、張力、張力差の検知手段は、個別に備えることもでき、いずれかを組み合わせて設けることもできる。ここで、張力を検知する張力検知手段は、分繊手段２００から繊維束１００の長手方向に沿って前後の少なくとも一方から１０～１０００ｍｍ離れた範囲に配置することが好ましい。

これら押圧力、張力、張力差は、検出した値に応じて分繊手段２００の抜き出しを制御することが好ましい。検出した値の上昇に伴って、任意に設定した上限値を超えた場合に分繊手段２００を抜き出すよう制御することが更に好ましい。上限値は、押圧力、張力の場合は１Ｎ／ｍｍ、張力差は０．８Ｎ／ｍｍ設定することが好ましい。なお、上限値は、繊維束の状態に応じて、±１０％の幅で変動させてもよい。ここで、押圧力、張力、張力差の単位（Ｎ／ｍｍ）は、繊維束１００の幅あたりに作用する力を示す。押圧力、張力、張力差を低く設定すると、分繊手段２００を突き入れてすぐに、分繊手段２００を抜き取る押圧力や張力、張力差に到達するため、十分な分繊距離が取れず、分繊処理区間１１０が短くなりすぎ、部分分繊処理が施された繊維束が得られなくなる。一方、押圧力、張力、張力差を高く設定すると、分繊手段２００を突き入れた後、分繊手段２００を抜き取る押圧力や張力、張力差に到達する前に繊維束１００に単糸のカットが増えるため、分繊処理が施された繊維束が枝毛状に飛び出すことや、発生する毛羽が増えるなどの不具合が発生しやすくなる。飛び出した枝毛は、搬送中のロールに巻きついたり、毛羽は駆動ロールに堆積し繊維束に滑りを発生させたりする等、搬送不良を発生させやすくする。よって、押圧力、張力、張力差は分繊処理工程に応じて調整することが好ましい。

分繊手段２００の抜き取りタイミングを時間で制御する場合とは異なり、押圧力、張力、張力差を検知する場合には、分繊処理時に繊維束１００をカットするほどの力がかかる前に分繊手段２００を抜き取るため、繊維束１００に無理な力がかからなくなり、連続した分繊処理が可能になる。

ここで、上記単糸レベルで交絡している部分において発生する押圧力、張力、張力差の変動は、スプライス部においては押圧力、張力、張力差が発生しない場合が多い。そこで、スプライス部を検知するために、押圧力や張力ではなく、繊維束の幅方向の幅変動を観察する方法が好ましく用いられる。具体的には、繊維束をカメラなどの画像で連続測定し、幅方向の幅変化率により画像検知することが好ましい。また、撚りとスプライス部の回避するための時間や突き入れのタイミングが異なるため、撚り部とスプライス部を判定する場合において、画像によるスプライス部の発生位置情報と長手方向の長さの情報も検知することが好ましい。以下、画像によるスプライス部の検知について説明する。

［画像検知］
スプライス部を有する繊維束１００が前述の分繊処理を行いながら走行している（図４）。繊維束１００に突き入れた分繊手段２００から繊維束１００の長手方向に沿った上流の少なくとも一方の側であって、走行する繊維束から１０～１０００ｍｍ離れた範囲において、繊維束１００の繊維束の幅を検知する撮像手段を具備することも好ましい。図４では、撮像手段として検知カメラ９１０を例示している。この撮像により、スプライス部１８０の位置（狭幅部分）をあらかじめ特定し、その結果をもとに、スプライス部１８０に分繊手段２００を突き入れないように予め設定したモードを制御することで、突き入れによる繊維束の糸切れを防止することができる。また、突き入れた分繊手段２００にスプライス部１８０が接近した際に、分繊手段２００を抜き出すこと、つまりスプライス部１８０を分繊処理しないことで、突き入れによるスプライス部の破断を防ぐことが出来る。

スプライス部が回転分繊手段２２０に接近した動作について説明する。分繊手段から繊維束の流れ方向上流１０～１０００ｍｍ位置に、繊維束を撮像する検知カメラ９１０を設置する。スプライス部は、図１に示すとおり、繊維束幅が数１０ｍｍかけて徐々に狭くなっていき、スプライス部は繊維幅が前後の繊維束の幅の３０％～７０％に狭くなっている。回転分繊手段を実質的に同一速度で回転させるタイミングは、スプライス部の直前（～数１０ｍｍ）で、スプライス部を検知した位置から分繊手段までの距離（ｍ）を、繊維束の移動速度（ｍ／分）で割り、回転開始時刻から何秒後に回転を開始するかを求め、回転を開始するタイミングをパルス信号として回転軸等のモーター制御部に伝達する。また、検知したスプライス部の画像から狭幅になっている長さ（ｍ）を求め、繊維束の移動速度から同一速度で回転を行う時間を求める。スプライス部が通過した後は、回転を停止するタイミングをパルス信号として回転軸等のモーター制御部に伝達し、通常の運転状態に戻している。

次に、スプライス部が分繊手段２１０に接近した動作について説明する。分繊手段から繊維束の流れ方向上流１０～１０００ｍｍ位置に、繊維束を撮像する検知カメラ９１０を設置した。スプライス部は、図３に示すとおり、繊維束幅が数１０ｍｍかけて徐々に狭くなっている。スプライス部を検知すると、分繊手段２００の突出部２１０を繊維束１００から抜き取り、突き入れ停止する。停止を開始するタイミングと停止させる時間は、スプライス部を検知した位置から分繊手段までの距離（ｍ）を、繊維束の移動速度（ｍ／分）で割り、停止開始時刻を求め、何秒後に停止を開始するかを求めた。また、検知したスプライス部の画像から狭幅になった長さ（ｍ）を求め、繊維束の移動速度から突き入れを停止する時間を求める。スプライス部が通過した後は、再び分繊処理手段２１０の突出部２２０を突き入れて、通常の運転状態に戻している。

［速度変更（繊維束の走行速度と回転分繊処理手段の回転速度が実質的に同速］
さらに、図４に示す通り、撮像手段（例えば、検知カメラ９１０）で得られた画像を演算する画像演算処理装置９２０を更に備え、画像演算処理装置９２０の演算結果に基づき、回転分繊手段２２０の回転速度を制御する回転速度制御手段（例えば、モーターへの速度変更信号出力９３０）を更に備えてもよい。例えば、画像演算処理装置９２０がスプライス部１８０を検知した場合、スプライス部１８０が分繊手段２００を経過する際の通過性をよくすることが出来る。具体的には、撮像手段である検知カメラ９１０によりスプライス部１８０を検知すると、スプライス部１８０に接触する直前から通過するまで、回転分繊手段２２０の突出部２１０がスプライス部１８０に対して最低限の接触にとどまるよう、回転分繊手段２２０の速度を制御するモードにすることが好ましい。具体的には、スプライス部１８０を検知した際、長手方向に沿って走行している繊維束速度と回転分繊手段２２０の回転速度が実質的に同一速度となることが好ましい。実質的に同一速度とは、回転分繊手段２２０の回転速度を繊維束走行速度の１００～９５％の速度で回転するモードにすることが好ましい。この範囲を上回る、あるいは下回る場合には、突出部２１０がスプライス部１８０の一部を引っ掛かることにより、破断した繊維束が、回転分繊手段２２０に糸が巻き込まれてしまう場合がある。

分繊手段２００が繊維束１００の幅方向に複数存在し、かつ、等間隔に配置される構成では、繊維束１００の幅が変化すると、分繊された単糸本数も変化するため、安定した単糸本数の分繊処理が行えなくなることがある。また、撚りを無理やり分繊処理すると、繊維束１００を単糸レベルで切れ毛羽を多く発生させるため、絡合部１６０が集積されてなる絡合蓄積部１２０の形状が大きくなる。大きな絡合蓄積部１２０を残しておくと、巻体から解舒される繊維束１００に引っかかりやすくなる。

［撚り部早送り回避］
繊維束１００の撚りを検知した場合、前述の撚りに分繊手段２００を突き入れないように制御する以外にも、繊維束１００の走行速度を変化させてもよい。具体的には、撚りを検知した後、分繊手段２００が繊維束１００から抜き出ているタイミングで、撚りが分繊手段２００を経過するまでの間、繊維束１００の走行速度を早くすることで、効率よく撚りを回避することができる。

［回転分繊手段］
以下、本発明に用いることができる回転分繊手段を用いたスプライス部の回避方法（図２）と、撚り部等の回避方法（図９）とを対比しながら説明する。図９は、通常の分繊処理に伴う絡合蓄積部１２０等が発生している。突出部２１０を備えた分繊手段２００を単純に繊維束１００に突き入れる以外にも、分繊手段として回転可能な回転分繊手段２２０を用いることも好ましい態様である。図９は、回転分繊手段を突き入れる移動サイクルの一例を示す説明図である。回転分繊手段２２０は繊維束１００の長手方向に直交する回転軸２４０を備えた回転機構を有しており、回転軸２４０表面には突出部２１０が設けられている。図中の繊維束走行方向Ｂ（矢印）に沿って繊維束１００が走行するのにあわせ、回転分繊手段２２０に設けられた突出部２１０が繊維束１００に突き入れられ、分繊処理が始まる。ここで、図示は省略するが、回転分繊手段２２０は、回転速度制御機構、押圧力検知機構と回転停止位置保持機構を有していることが好ましい。これらの機構によって、所定の押圧力が回転分繊手段２２０に作用するまでは、図９（ａ）の位置で回転停止位置を保持し分繊を続ける。突出部２１０に絡合部１６０や絡合蓄積部１２０が生じる等、所定の押圧力を超えると、図９（ｂ）のように、回転分繊手段２２０が回転を始める。その後、図９（ｃ）のように、突出部２１０（図９中黒丸）が繊維束１００から抜け、次の突出部２１０（図９中白丸）が繊維束１００に突き入る動作を行う。図９（ａ）～図９（ｃ）の動作が短ければ短いほど、未分繊処理区間は短くなるため、繊維束の分繊処理区間の割合を多くしたい場合には図９（ａ）～図９（ｃ）の動作を短くすることが好ましい。絡合部１６０や絡合蓄積部１２０は、走行する繊維束に接触している移動しない突出部２１０にて堰き止められ集まっている。そのため、押圧力の上昇を検知して、突出部２１０を素早く抜き差しし、絡合部１６０や絡合蓄積部１２０を逃がすことが有効である。突出部２１０は、繊維束の移動速度より、速く抜き差しても繊維束へのダメージは少なく、好ましく適用できる。つまり、走行する繊維束の移動速度と、分繊手段２００の抜き差しの速度、あるいは、回転分繊手段２２０の回転速度には、速度差を有している。

一方、図２はスプライス部を有する繊維束の分繊処理方法を示す。突出部２１０を備えた分繊手段２００を単純に繊維束１００に突き入れる以外にも、分繊手段として回転可能な回転分繊手段２２０を用いることも好ましい態様である。なお、回転分繊手段の回転は、繊維束を分繊処理する際には、上記のとおり、絡合部や撚り部等の発生に応じて間欠的に回転動作している。図２は、スプライス部を有する繊維束に、回転分繊手段２２０を突き入れる移動サイクルの一例を示す説明図である。回転分繊手段２２０は繊維束１００の長手方向に直交する回転軸２４０を備えた回転機構を有しており、回転軸２４０表面には突出部２１０が設けられている。図中の繊維束走行方向Ｂ（矢印）に沿って繊維束１００が走行するのにあわせ、回転分繊手段２２０に設けられた突出部２１０が繊維束１００に突き入れられ、分繊処理が始まる。ここで、図示は省略するが、回転分繊手段２２０は、回転速度制御機構、押圧力検知機構と回転停止位置保持機構を有していることが好ましい。これらの機構によって、糸幅検知部９００および検知カメラ９１０によって、スプライス部１８０が検知されるまでは、回転分繊手段２２０は、図２（ａ）の位置で、予め設定した所定の時間の間、回転停止位置を保持し分繊を続ける。その後、図４（ａ）のように、糸幅検知部９００および検知カメラ９１０によってスプライス部１８０を検知した場合、突出部２１０が検知したスプライス部１８０に接触する直前から通過するまで、図４（ｂ）のように突出部２１０がスプライス部１８０に対して最低限の接触にとどまるよう、回転分繊手段２２０の速度を制御するモードにすることが好ましい。具体的には、スプライス部１８０を検知した際、長手方向に沿って走行している繊維束速度と回転分繊手段２２０の周速度が実質的に同一速度となることが好ましい。これは、速度差が生じると、突き入れた突出部２１０とスプライス部１８０に接触する時間が長くなるため、スプライス部１８０を含む繊維束１００を構成する単糸へのダメージが大きくなるからである。接触する距離については、速度と接触時間により決まり、接触時間が長くなると接触時間も長くなる。また、接触時間を短くするため、回転分繊手段２１０の周速度を速くすると、突出部２１０を突き入れる回数が多くなり、繊維束１００を構成する単糸へのダメージが大きくなるからである。ここでいう、実質的に同一速度とは、回転分繊手段２２０の周速度を繊維束走行速度の１００～９５％の速度で回転し、運転することを意味する。

ここで、回転分繊手段２２０の表面の突出部２１０の突起の間隔について説明する。回転分繊手段２２０に突出部２１０を多く配置することで、分繊処理割合の多い繊維束１００を得られたり、回転分繊手段２２０の寿命を長くしたりすることができる。分繊処理割合の多い繊維束とは、繊維束内における分繊処理された長さを長くした繊維束もしくは、分繊処理された区間と未分繊処理の区間との発生頻度を高めた繊維束のことである。また、１つの回転分繊手段２２０に設けられた突出部２１０の数が多いほど、繊維束１００と接触して突出部２１０が磨耗する頻度を減らすことにより、寿命を長くすることができる。突出部２１０を設ける数としては、円盤状の外縁に等間隔に３～１２個配置することが好ましく、より好ましくは４～８個である。隣接する突出部２１０との間隔は、図１（ｂ）のように、スプライス部における突出部２１０との接触を最小に抑えるため、スプライス部の長さ以上の間隔としてもよい。また、図１（ｃ）のように、スプライス部の長さ未満であって構わない。隣接する突出部２１０の間隔がスプライス部の長さより短くても、同一速度で回転することによって、突出部２１０のそれぞれの歯が挿入されるのみで、ずれを伴う応力は発生しないため、繊維束のダメージが低く抑えられるためである。以上のとおり、部分分繊繊維束内にスプライス部が存在する場合においても、スプライス部が回転分繊手段２２０の突出部２１０に接触し破断することを防止できることにより、繊維束を連続して長時間、安定的に分繊処理することができる。さらに、スプライス部を有する安価なラージトウの連続分繊処理が可能となり、成形品の材料コスト、製造コストの低減をはかることが可能になる。

また、スプライス部の分繊処理方法は、撚り部等の分繊処理方法と両立させることが好ましい。繊維束幅が安定した繊維束１００を得ようとする場合、回転分繊手段２２０には、撚りを検知する撮像手段を有していることが好ましい。具体的には、撮像手段が撚りを検知するまでの通常時は、回転分繊手段２２０は回転および停止を間欠的に繰り返すことで分繊処理を行い、撚りを検知した場合には、回転分繊手段２２０の回転速度を通常時より上げる、および／または停止時間を短くすることで、繊維束幅を安定させることができる。部分分繊処理において、回転分繊手段２２０の間欠的な回転と停止を繰り返す方法以外にも、常に回転分繊手段２２０を回転し続けてもよい。その際、繊維束１００の走行速度と回転分繊手段２２０の回転速度とを、相対的にいずれか一方を早くする、もしくは遅くしてもよい。相対速度を調整することにより、分繊作用を自在にコントロールが可能となる。

［分繊手段：上下往復］
本発明は、分繊手段２００、回転分繊手段２２０の突き入れと抜き取りを、分繊手段２００、回転分繊手段２２０の往復移動によって行う上下往復移動機構を更に有してもよい。また、分繊手段２００、回転分繊手段２２０を繊維束１００の繰り出し方向に沿って上下往復移動させるための上下往復移動機構を更に有することも好ましい態様である。なお、上下往復移動機構には、圧空や電動のシリンダやスライダなどの直動アクチュエータを用いることができる。

スプライス部を含んだ繊維束を使用する際においても、分繊手段２００、回転分繊手段２２０の突き入れと抜き取りを、分繊手段２００、回転分繊手段２２０の上下往復移動によって行う上下往復移動機構を更に有してもよい。また、分繊手段２００、回転分繊手段２２０を繊維束１００の繰り出し方向に沿って上下往復移動させるための上下往復移動機構を更に有することも好ましい態様である。

ここで、図示は省略するが、糸幅検知部９００および検知カメラ９１０によって、スプライス部１８０が検知されるまでは、分繊手段２００、回転分繊手段２２０は、予め設定した所定の時間の間、間欠的に上下往復移動を繰り返す。その後、糸幅検知部９００および検知カメラ９１０によってスプライス部１８０を検知した場合、検知したスプライス部１８０に接触する直前から通過するまで、分繊手段２００、回転分繊手段２２０がスプライス部を含んだ繊維束１００から抜き取り状態になるよう制御することが好ましい。なお、往復移動機構には、圧空や電動のシリンダやスライダなどの直動アクチュエータを用いることができる。

［角部］
突出部２１０の先端における繊維束１００との接触部の形状は、図７に示すように、角部を丸めた形状とすることが好ましい。突出部２１０の角部２３０Ｌ、２３０Ｒは、図８（ａ）に示すような円弧状（曲率半径：ｒ）、図８（ｂ）に示すような部分的に円弧Ｒ１、Ｒ２（角度範囲：θ１、θ２、曲率半径：ｒ１、ｒ２）と直線Ｌ１の組み合わせのように、角部全体として曲面状に形成することが好ましい。

角部の形状が不十分で鋭利な場合、単糸がカットされやすくなり、分繊処理する際に、繊維束１００が枝毛状に飛び出したり、毛羽の発生が増えやすくなったりする。枝毛が飛び出すと、搬送中のロールに巻きついたり、毛羽が駆動ロールに堆積して繊維束を滑らせたり、等の搬送不良を発生させることがある。また、カットされた単糸は毛羽となって絡合部を形成する原因となりうる。絡合部が集積されてなる絡合蓄積部が大きくなると、巻体から解舒される繊維束に引っかかりやすくなる。

図８（ａ）における曲率半径ｒは、接触部の板厚寸法に０．０１～０．５を乗じた寸法が好ましく、０．０１～０．２を乗じた寸法がより好ましい。また、図８（ｂ）の円弧部分は、複数設けてもよい。円弧部分と直線部分は任意に設定することができる。
［中間基材の製造方法］
本発明において、中間基材とは、不連続強化繊維からなるマットに熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を含浸させてなる繊維強化樹脂シートのことである。シートは、炭素繊維等の強化繊維と樹脂材料とが複合されており、炭素繊維等の繊維束が樹脂材料の分散または配列された状態で、形状はシート状の基材である。このシート状の基材は、製品の構造に合わせて積層され、たとえば加圧成形によってコンポジット製品となる。

中間基材の製造方法としては、例えば、図１０、図１１に示すような下記の（１）塗工工程、（２）カット工程および（３）樹脂含浸工程を有する方法があげられる。一般に、中間基材はＳＭＣ加工で製造される。図１０は、熱硬化性樹脂を塗工する場合の中間基材の製造工程の１例を示す。図１１は、熱可塑性樹脂を塗工する場合の中間基材の製造工程の１例を示す。図１０および図１１において、ロール体の部分分繊繊維束１５０２であり、クリール１５０１から巻き出され、カット工程１５０３にて所定の長さに切断される。この際、切断方向は部分分繊繊維束の長手方向に対して角度θ（０°＜θ≦９０°）でカットされる。そして、分散機構１５０４を経て、分割された繊維束の小片となり、樹脂コンパウンド１５０６上に散布される。さらに、樹脂含侵工程１５１１に搬送され、中間基材１５１２となる。そして、中間基材１５１２は、さらに後工程のために、一旦、ロール状に巻き取られる。以下、（１）工程から（３）工程までを詳細に説明する。

（１）塗工工程１５０９：塗工する樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、所定の方向に搬送される第１シート１５０７および第２シート１５０８の上に樹脂を含むペーストを塗工する（図１０）。また、塗工する樹脂が熱可塑性樹脂である場合は、カット後の繊維束の上から散布する（図１１）。

熱硬化性樹脂とは、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂、シアネート樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂として、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、さらに共重合させたものであってもよい。

また、熱可塑性樹脂とは、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂として、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、さらに共重合させたものであってもよい。

なお、塗工する熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂の他にも、炭酸カルシウムなどの充填剤や、低収縮化剤、離型剤、硬化開始剤、増粘剤などを混合したものを用いることもできる。

（２）カット工程１５０３：走行する部分分繊繊維束はカッター刃を使って所定の長さに切断される。切断方向は部分分繊繊維束の長手方向に対して角度θ（０°＜θ≦９０°）であれば切断可能であるが、より好ましくは、角度θは８°～２０°が好ましい。長手方向に対し角度をつけることで、その後の樹脂含侵状態が良好であり好ましい。塗工する樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、連続する繊維束を裁断機でカットして、所定方向に搬送される第１シート１５０７の上に散布する（図１０）。また、塗工する樹脂が熱可塑性樹脂である場合は、連続する繊維束を裁断機でカットして、所定方向に搬送されるコンベアベルトの上に散布する（図１１）。

この際、均一な目付けや厚みとなるように散布させるため、カット後に分散機構を用いてもよい。この分散機構として、カット後の繊維束を突起物を有する回転するロールに衝突させる機構や、エアーを吹き付ける機構などを用いることができる。

（３）樹脂含浸工程１５１１：塗工する樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、繊維束が散布された第１シート１５０７の上に、ペーストが塗工された第２シート１５０８を重ね合わせた後、第１シート１５０７と前記第２シート１５０８と間に挟み込まれたペーストおよび繊維束を加圧することによって、繊維束のフィラメント間に樹脂を含浸させる（図１０）。また、塗工する樹脂が熱可塑性樹脂である場合は、繊維束および熱可塑性樹脂が散布されたコンベアベルトを、上側からコンベアベルトで重ね合わせ、さらに加熱下で加圧することによって、繊維束のフィラメント間に樹脂を含浸させる（図１１）。

［成形品の製造方法］
成形品の製造方法としては、例えば、下記のプレス工程を有する方法があげられる。
プレス工程：中間基材を所定のサイズに切り出した後、加圧プレス機により加圧かつ加温条件下で所定時間プレスする。

［部分分繊繊維束の分割数の評価方法］
部分分繊繊維束は、長手方向に切断され、ＳＭＣ工程に用いられる。カットした部分分繊繊維束の分割しやすさを確認することにより、後工程であるＳＭＣ加工をする前に良好な分布状態か否かを事前に評価する方法を説明する。

本発明における、「分割数」とは、ボビン状に巻取りをおこなった部分分繊繊維束（幅２０ｍｍ～１００ｍｍ）を巻き出した後、任意の長さにカットした繊維束に衝撃を与え、部分分繊繊維束をばらばらにしたもので、分繊による切れ目を起点として、分割された状態をピース（小片）の数として表したものである。繊維束が分割された小片において、重量が０．０００７ｇ以上の小片を１個とカウントする。分割数は正の整数であるが、分割数は１０回の測定を行い、小数第１位までの平均値を用いることが好ましい。

本発明に用いられる分割数評価方法としては、部分分繊繊維束の製造方法によって得られる部分分繊繊維束を任意の長さにカットし、その後、カットした部分分繊繊維束に対して衝撃を与えたのち、部分分繊繊維束の分割数を確認するものである。本評価方法は、上述のＳＭＣ工程の（２）カット工程における部分分繊繊維束の分散状態を事前確認する目的に適していることを見出した。

本発明における部分分繊繊維束のカット長さの条件は、好ましくは５ｍｍ以上３５ｍｍ未満であり、さらに好ましくは、１０ｍｍ以上２１ｍｍ未満である。

また、本発明におけるカットした部分分繊繊維束に対する衝撃付与方法としては、部分分繊繊維束を任意の容器に入れ、任意の高さから落下させて衝撃を与える方法が好ましい。図１２は、分割数評価方法における衝撃の与え方の１例を示す概略図である。図１２（ａ）において、カットした部分分繊繊維束１０００は、容器１００４に封入され、高さＨの筒状ガイド１００５の上部から底板１００６へ自由落下される。図１２（ｂ）は、自由落下後の部分分繊繊維束１０００が底板との衝突による衝撃でばらばらに分割された状態を示す。このときの衝撃を付与する条件としては、加速度８０ｍ／ｓ²以上を６０ｍｓ付与する条件から加速度２５０ｍ／ｓ²以下を６０ｍｓ付与する条件が好ましく、さらに好ましくは、加速度９０ｍ／ｓ²以上を６０ｍｓ付与する条件から加速度１２０ｍ／ｓ²以下を６０ｍｓ付与する条件である。「加速度９０ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」とは、自由落下速度に関連し、自由落下で得られる加速度（９０ｍ／ｓ^２）を時間累積（６０ｍ秒）することで衝撃の強さ（力積）を表している。

また、本発明におけるカットした部分分繊繊維を入れる容器は、落下した際の衝撃に耐え得る材質の容器１００４が好ましく、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、アルミ、ステンレス製等の様々な材質のものを用いることができる。

また、本発明におけるカットして部分分繊繊維束を入れた容器１００４を任意の高さＨから落下させたとき、衝撃緩衝のために床面に敷設する底板１００６の材質は、テフロン（登録商標）、ゴム、ウレタンフォーム、発砲ポリエチレンフォーム、ゴムスポンジ製等の様々な材質のものを用いることができる。

また、他の衝撃付与方法としては、任意の大きさの板の上に部分分繊繊維束を載せ、板の水平方向下側から振動を当てる方法、任意の大きさの板の上に部分分繊繊維束を載せ、板の水平方向下側からハンマーで叩いて衝撃を与える方法を用いることができる。このとき使用する板の材質は、ステンレス、アルミ、銅、テフロン（登録商標）製等の様々な材質のものを用いることができる。このとき、繊維束に付与する衝撃条件としては、加速度に換算すると８０ｍ／ｓ²以上を６０ｍｓ付与する条件から、２５０ｍ／ｓ²以下の加速度を６０ｍｓ付与する条件が好ましく、さらに好ましくは、９０ｍ／ｓ²以上の加速度を６０ｍｓ付与する条件から、１２０ｍ／ｓ²以下の加速度を６０ｍｓ付与する条件である。加速度８０ｍｍ／ｓ²未満では、部分分繊繊維束に与える衝撃が少ないため分割しにくく、後加工工程の分散状態の予測と異なってしまう。加速度が２５０ｍ／ｓ²を超えると部分分繊繊維束に与える衝撃が大きすぎるため分割しすぎてしまい、後加工工程の分散状態の予測と異なってしまう。

分割数の臨界的意義について説明する。まず、ＳＭＣの物性および品位を安定的かつ良好なものにするには、ＳＭＣ工程での分割フィラメント数を１１．１×１０^３以下にする必要があり、割繊工程での繊維束通過性を良好なものにするには、分割フィラメント数を１．５×１０^３以上にする必要がある。

さらに好ましくは、分割フィラメント数が３×１０^３の場合が、物性および毛羽品位が最も安定である。分割フィラメント数下限である１１．１×１０^３以上となった場合、分割数が小さく割繊幅が広くいため、シートに散布した際に隙間が発生し、明らかな物性低下を引き起こす。また、分割フィラメント数が１．５×１０^３以下となった場合、物性は問題ないものの分繊処理手段の割繊歯と割繊歯のピッチが狭くなることにより、繊維詰まりが発生し、毛羽が多くなり品位低下を引き起こす。つまり、上記分割数評価方法にて、実際の部分分繊繊維束の分割しやすさを確認し、分割数Ｙが
非スプライス部：（Ｘ／１１．１×１０^３） ≦ Ｙ ≦ （Ｘ／１．５×１０^３） ［式１］
スプライス部：（Ｘ／２５．０×１０^３） ≦ Ｙ ≦ （Ｘ／２．５×１０^３）［式２］
であるとき、後工程のＳＭＣ加工をするに良好な分布状態を示す部分分繊繊維束であることを、事前に確認することが可能であり、異常品の流出を未然に防止する効果がある。

以下に実施例および比較例を挙げて本発明を説明する。なお、本発明は本実施例や比較例によって何ら限定解釈されるものではない。

まず、実施例、比較例で用いた繊維束について説明する。

繊維束（１）：繊維径繊維束７．２μｍ、引張弾性率２４０ＧＰａ、フィラメント数５００００本の連続した炭素繊維束を用いた。（ＺＯＬＴＥＫ社製、製品名：“ＺＯＬＴＥＫ（登録商標）”ＰＸ３５－５０Ｋ 繊維数：５００００本）
特性値の測定方法、並びに効果の評価方法は次のとおりである。

（１）分割数の評価
評価は室温で行った。部分分繊繊維束を長手方向に対し垂直方向に１５ｍｍにカットする。カットした部分分繊繊維束１０００は、フッ素樹脂製の秤量びん（容器１００４）に封入する。部分分繊繊維束１０００への衝撃は、図１２の概略図に示す自然落下法で与える。図１２では、塩化ビニル製パイプを筒状ガイド１００５に用い、筒状パイプの底面にはゴム製の底板１００６が敷設されている。カットした部分分繊繊維束が入った容器１００４を筒状パイプの上部にセットし、１ｍの高さＨから自然落下させる。容器１００４は底板１００６に衝突し停止する。その際、カットした部分分繊繊維束１０００には、１００ｍ／ｓ²の加速度が６０ｍ秒間付与されている。この衝撃条件を、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」と表記する。

その後、容器１００４から部分分繊繊維束１０００と取り出し、ばらばらになった繊維束の小片の個数を数える。評価は１０回測定を行って、平均値を算出する。平均値は小数第２位を四捨五入し、小数第１位までの値を平均分割数とする。

（２）加工シート上に分散した場合の目隙状態の評価
図１０のＳＭＣ工程に投入し、（２）カット工程後において、シートへのカットした部分分繊繊維束の分散状態を目視で観察した。シート上に敷き詰められた部分分繊繊維束を上面から見たときに、敷き詰められた部分分繊繊維束の隙間から下地であるシートが見えた場合を「目隙あり」、完全に見えない場合を「目隙なし」と判定する。

＜実施例１＞
図１（ａ）に示す構成を用いて部分分繊繊維束を作製した。走行する繊維束においてスプライス部を検知し、スプライス部に相対する回転分繊手段２２０の抜き刺しする運転モードを変更させる装置であった。スプライス部を含んだ繊維束（１００）を、ワインダーを用いて一定速度２０ｍ／ｍｉｎで巻き出し、巻き出した繊維束（１００）を１０Ｈｚで軸方向へ振動する振動拡幅ロールに繊維束（１００）を通した。繊維束（１００）を拡幅した後に、４５ｍｍ幅に規制された幅規制ロールを通すことで４５ｍｍへ拡幅した拡幅後強化繊維を得た。スプライス部は、長手方向に１００ｍｍで幅は４５ｍｍより狭く、幅方向に１５ｍｍであった。得られたスプライス部を含んだ繊維束（１００）の拡幅後繊維束に対して、厚み０．３ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ２０ｍｍの突出形状を具備する回転分繊手段（２２０）を繊維束（１００）の幅方向に対して３ｍｍ等間隔に平行にセットした分繊処理手段を準備した。この分繊処理手段にてスプライス部を含んだ拡幅繊維束に対して、回転分繊手段２２０が１１４ｒｐｍの速度で回転することによって間欠的に抜き刺され、部分分繊繊維束を作製した。回転速度は、繊維束の移動速度と同一ではなかった。

このとき、回転分繊処理手段２２０は、一定速度２０ｍ／ｍｉｎで走行する拡幅後繊維束に対して、３ｓｅｃ間、回転分繊手段（２２０）を突き刺して分繊処理区間（１５６ｍｍ）を生成し、０．５ｓｅｃ間（１０ｍｍ）で突き刺さずに分繊処理を抜き、未分繊処理区間を作成した。回転分繊手段２２０の回転により、再度突き刺す動作と抜き出す動作繰り返しおこなった。ただし、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接近した際に、運転モード変更により、繊維束の長手方向に沿う走行速度と実質的に同一速度２０ｍ／ｍｉｎで回転分繊手段（２２０）を回転させた。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して１５分割に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライスの長手方向の長さが１００ｍｍであるのに対し、回転分繊手段に具備される突出部間の長手方向の長さは１９ｍｍであるためスプライス部が回転分繊手段（２２０）にわずかに接触した。その接触距離は２５ｍｍであったが、スプライス部が破断すること無く、安定して分繊処理を行うことが出来た。結果を表１に示す。

また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた（（１）分割数の評価による）。平均分割数は１５．２であった。また、加工用シート上に分散した際に目隙なく分散することを確認した。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
実施例１と同様の条件かつ、部分分繊繊維束のスプライス部を検知し、スプライス部に相対する突出部の抜き刺しする運転モードを変更させる装置を準備した。

スプライス部が分繊処理手段に接近した際に、運転モード変更により、突出部の移動速度を繊維束の走行方向に沿う方向に繊維束の９５％の速度（１９ｍ／分）で回転させて運転すること以外は実施例１と同様の条件にて部分分繊繊維束を作製した。得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して１５分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、スプライス部が回転分繊手段（２２０）にわずかに接触したが、スプライス部が破断すること無く、安定して分繊処理を行うことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、平均分割数は１５．３であった。また、加工用シート上に分散した際に目隙なく分散することを確認した。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
図３（ａ）（ｂ）に示す、鉄製のブレードが上下する分繊手段２００にて分繊繊維束を作製した。スプライス部を含んだ繊維束（１００）を、ワインダーを用いて一定速度２０ｍ／ｍｉｎで巻出し、巻き出した繊維束（１）を１０Ｈｚで軸方向へ振動する振動拡幅ロールに強化繊維を通し、強化繊維を拡幅した後に、４５ｍｍ幅に規制された幅規制ロールを通すことで４５ｍｍへ拡幅した拡幅繊維束を得た。得られたスプライス部を含んだ繊維束（１００）に対して、厚み０．３ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ２０ｍｍの突出形状を具備する分繊手段（２００）（鉄製プレート製）が、スプライス部を含んだ繊維束（１００）の幅方向に対して３ｍｍ等間隔に並行にセットした分繊手段（２００）を準備した。

この分繊処理手段が、スプライス部を含んだ繊維束（１００）に対して、図３（ｂ）に示すようにスプライス部を含んだ繊維束（１００）の走行方向に対して、繊維束の下側から分繊手段（２００）を垂直に突き入れ、垂直に抜き取る一連の動きを間欠的におこない、部分分繊繊維束を作製した。

このとき、分繊処理手段は一定速度２０ｍ／ｍｉｎで走行する拡幅繊維束に対して、３ｓｅｃ間、分繊処理手段を突き刺して分繊処理区間を１０００ｍｍ長さ生成し、０．５ｓｅｃ間で分繊処理を抜き未処理分繊区間を１６７ｍｍ作成した。再度突き刺す動作を繰り返しおこなった。ただし、スプライス部が分繊手段（２００）に接近した際に、運転モード変更により、分繊手段（２００）によるスプライス部を含んだ繊維束（１００）への突き入れを一時停止させることで、分繊手段（２００）がスプライス部を含んだ繊維束（１００）に突き入れる時期を変動させた。停止を開始するタイミングと停止させる時間は、スプライス部を検知した位置から分繊手段までの距離（ｍ）を、繊維束の移動速度（m／分）で割り、停止開始時間を求めた。また、検知したスプライス部の画像から狭幅になった長さ（ｍ）を求め、繊維束の移動速度から停止時間を求めた。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に１５分割の範囲に分割されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が鉄製プレートに接触すること無く、かつスプライス部が破断すること無く安定して分繊処理をおこなうことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、平均分割数は１５．１であった。また、加工用シート上に分散した際に目隙なく分散することを確認した。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
図１（ａ）に示す構成の部分分繊繊維束を作製した。厚み０．３ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ２０ｍｍの突出形状を具備する回転分繊手段（２２０）を繊維束（１００）の幅方向に対して１１．１ｍｍ等間隔に平行にセットした分繊処理手段を準備した以外は、実施例１と同様にして分繊処理を行った。スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接近した際に、運転モード変更により、繊維束の長手方向に沿う走行速度と実質的に同一速度で回転分繊手段（２２０）を回転させた。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して４．５～６．０分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）にわずかに接触したが、スプライス部が破断すること無く、安定して分繊処理を行うことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、非スプライス部は、４．５～６．０分割の範囲で分割することを確認した。また、加工用シート上に分散した際に多少の目隙が発生することを確認したが、問題になるレベルではなかった。結果を表１に示す。

＜実施例５＞
図１（ａ）に示す構成の部分分繊繊維束を作製した。厚み０．３ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ２０ｍｍの突出形状を具備する回転分繊手段（２２０）を繊維束（１００）の幅方向に対して１．５ｍｍ等間隔に平行にセットした分繊処理手段を準備した以外は、実施例１と同様にして分繊処理を行った。スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接近した際に、運転モード変更により、繊維束の長手方向に沿う走行速度と実質的に同一速度で回転分繊手段（２２０）を回転させた。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して３０．０～３３．０分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）にわずかに接触したが、スプライス部が破断すること無く、安定して分繊処理を行うことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、加速度「１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、非スプライス部は３０．０～３３．０分割の範囲となることを確認した。また、加工用シート上に分散した際に目隙は無いが、樹脂が含浸しにくい嵩高の状態となることを確認した。結果を表１に示す。

＜実施例６＞
実施例４と同様の条件かつ、部分分繊繊維束のスプライス部を検知し、スプライス部に相対する突出部の抜き刺しする運転モードを変更させる装置（図４を参照）を準備した。

スプライス部が分繊処理手段に接近した際に、運転モード変更により、突出部の速度を繊維束の走行方向に沿う方向に糸速の９５％の速度で回転させて運転すること以外は実施例１と同様の条件にて部分分繊繊維束を作製した。得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して４．５～６．０分割の範囲で分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、スプライス部が回転分繊手段（２２０）にわずかに接触したが、スプライス部が破断すること無く、安定して分繊処理を行うことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、非スプライス部は４．５～６．０分割の範囲で分割することを確認した。また、加工用シート上に分散した際に多少の目隙が発生することを確認したが、問題になるレベルではなかった。結果を表１に示す。

＜実施例７＞
実施例５と同様の条件かつ、部分分繊繊維束のスプライス部を検知し、スプライス部に相対する突出部の抜き刺しする運転モードを変更させる装置を準備した。図４に示すように実施例１と同様の条件かつ、部分分繊繊維束のスプライス部を有する狭幅部分を割繊工程手前で検知し、その検知したスプライス部の狭幅部分の情報をもとに、突出部のモーターへ回転速度変更信号を送り、分繊手段の回転速度を繊維束の搬送速度と実質的に同一にすることにより、スプライス部への分繊手段の突き入れ面積が最小限になるような運転モードへと変更させる装置を準備した。

スプライス部が分繊処理手段に接近した際に、運転モード変更により、突出部の速度を繊維束の走行方向に沿う方向に糸速の９５％の速度で回転させて運転すること以外は実施例１と同様の条件にて部分分繊繊維束を作製した。得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して３０．０～３３．０分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、スプライス部が回転分繊手段（２２０）にわずかに接触したが、スプライス部が破断すること無く、安定して分繊処理を行うことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、非スプライス部は３０．０～３３．０分割の範囲になることを確認した。また、加工用シート上に分散した際に目隙は無いが、繊維同士の重なり部分が多い状態で分散することを確認した。結果を表１に示す。

＜実施例８＞
図３（ａ）（ｂ）に示すような方法にて分繊繊維束を作製した。厚み０．３ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ２０ｍｍの突出形状を具備する分繊手段（２００）（鉄製プレート製）が、スプライス部を含んだ繊維束（１００）の幅方向に対して１１．１ｍｍ等間隔に並行にセットした分繊手段（２００）を準備した以外は、実施例３と同様にして分繊処理を行った。

この分繊処理手段が、スプライス部を含んだ繊維束（１００）に対して、図３（ｂ）に示すようにスプライス部を含んだ繊維束（１００）の走行方向に対して、繊維束の下側から分繊手段（２００）を垂直に突き入れ、垂直に抜き取る一連の動きを間欠的におこない、部分分繊繊維束を作製した。
スプライス部が分繊手段（２００）に接近した際に、運転モード変更により、分繊手段（２００）によるスプライス部を含んだ繊維束（１００）への突き入れを一時停止させることで、分繊手段（２００）がスプライス部を含んだ繊維束（１００）に突き入れる時期を変動させた。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に４．５～６．０分割の範囲に分割されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が鉄製プレートに接触すること無く、かつスプライス部が破断すること無く安定して分繊処理をおこなうことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、非スプライス部は４．５～６．０分割の範囲になることを確認した。また、加工用シート上に分散した際に多少の目隙が発生することを確認した。結果を表１に示す。

＜実施例９＞
図３（ａ）（ｂ）に示すような方法にて分繊繊維束を作製した。厚み０．３ｍｍ、幅３ｍｍ、高さ２０ｍｍの突出形状を具備する分繊手段（２００）（鉄製プレート製）が、スプライス部を含んだ繊維束（１００）の幅方向に対して１．５ｍｍ等間隔に並行にセットした分繊手段（２００）を準備した以外は、実施例３と同様にして分繊処理を行った。

この分繊処理手段が、スプライス部を含んだ繊維束（１００）に対して、図３（ｂ）に示すようにスプライス部を含んだ繊維束（１００）の走行方向に対して、繊維束の下側から分繊手段（２００）を垂直に突き入れ、垂直に抜き取る一連の動きを間欠的におこない、部分分繊繊維束を作製した。スプライス部が分繊手段（２００）に接近した際に、運転モード変更により、分繊手段（２００）によるスプライス部を含んだ繊維束（１００）への突き入れを一時停止させることで、分繊手段（２００）がスプライス部を含んだ繊維束（１００）に突き入れる時期を変動させた。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に３０．０～３３．０分割の範囲に分割されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が鉄製プレートに接触すること無く、かつスプライス部が破断すること無く安定して分繊処理をおこなうことが出来た。また、得られた部分分繊繊維束を長手方向に対し、垂直方向に１５ｍｍにカットし、そのカットした部分分繊繊維束に対して、「加速度１００ｍ／ｓ²×６０ｍｓ」の条件の衝撃を与えた際、非スプライス部は３０．０～３３．０分割の範囲になることを確認した。また、加工用シート上に分散した際に目隙は無いが、繊維同士の重なり部分が多い状態で分散することを確認した。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
糸幅検知部９００がなく、スプライス部が分繊手段に接近した際に、運転モード変更機能が無いこと以外は、実施例１と同様の条件にて部分分繊繊維束を作製した。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して１５分割に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接触してスプライス部の一部が破断し、破断部分が並列された回転分繊手段（２２０）の間に詰まり、堆積して糸が切れた。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
スプライス部が分繊処理手段に接近した際に、繊維束の撚りの有無を検知する撮像手段を具備し、繊維束の撚りが突出部に接触する直前から通過するまで、繊維束への押圧力が低減させるように分繊手段を制御する装置を準備して運転すること以外は、実施例３と同様の条件にて部分分繊繊維束を作製した。具体的には、撮像手段により撚りを検知し、突出部が検知した撚りに接触する直前から通過するまで、分繊手段の突出部への繊維束が当たるときにかかる押圧力が低減されることが好ましい。撚りを検知した際、押圧力の上限値の０．０１～０．８倍の範囲に低減させることが好ましい。この範囲を下回る場合、実質的に押圧力を検知できなくなるため、押圧力の制御が困難になり、制御機器自体の検出精度を高める必要が生じる。また、この範囲を上回る場合には、撚りを分繊処理する頻度が多くなり、繊維束が細くなる。

得られた部分分繊繊維束は、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して１５分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、通常、繊維束の撚れている狭幅部分を検知する撮像手段において、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部は、検知され、押圧力が低減された状態となったが、繊維束と実質的に同じ速度としなかった。そのため、分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接触してスプライス部の一部が破断し、破断部分が並列された回転分繊手段（２２０）の間に詰まり、堆積して糸が切れた。結果を表１に示す。

＜比較例３＞
糸幅検知部９００がなく、スプライス部が分繊手段に接近した際に、運転モード変更機能が無いこと以外は、実施例４、５、６、７と同様の条件にて部分分繊繊維束を作製した。

得られた部分分繊繊維束は、実施例４および６と同様の条件下では、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して４．５分割に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接触してスプライス部の一部が破断し、破断部分が並列された回転分繊手段（２２０）の間に詰まり、堆積して糸が切れた。結果を表１に示す。

また、得られた部分分繊繊維束は、実施例５および７と同様の条件下では、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して３０．０～３３．０分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部が分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接触してスプライス部の一部が破断し、破断部分が並列された回転分繊手段（２２０）の間に詰まり、堆積して糸が切れた。結果を表１に示す。

＜比較例４＞
スプライス部が分繊処理手段に接近した際に、繊維束の撚りの有無を検知する撮像手段を具備し、繊維束の撚りが突出部に接触する直前から通過するまで、繊維束への押圧力が低減させるように分繊手段を制御する装置を準備して運転すること以外は、実施例３、８、９と同様の条件にて部分分繊繊維束を作製した。

得られた部分分繊繊維束は、実施例３と同様の条件下では、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して１５分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、通常、繊維束の撚れている細幅部分を検知する撮像手段において、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部は、検知され、押圧力が低減された状態となったが、スプライス部と判断されなかったため、分繊処理を停止処理しなかった。そのため、分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接触してスプライス部の一部が破断し、破断部分が並列された回転分繊手段（２２０）の間に詰まり、堆積して糸が切れた。結果を表１に示す。

また、得られた部分分繊繊維束は、実施例８と同様の条件下では、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して４．５～６．０分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、通常、繊維束の撚れている細幅部分を検知する撮像手段において、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部は、検知され、押圧力が低減された状態となったが、分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接触してスプライス部の一部が破断し、破断部分が並列された回転分繊手段（２２０）の間に詰まり、堆積して糸が切れた。結果を表１に示す。

さらに、得られた部分分繊繊維束は、実施例９と同様の条件下では、分繊処理区間で繊維束が幅方向に対して４．５～６．０分割の範囲に分繊されており、少なくとも１つの分繊処理区間の少なくとも１つの端部に単糸が交絡した部分が蓄積されてなる絡合蓄積部（１２０）を有していた。部分分繊繊維束を５００ｍ作製したところ、通常、繊維束の撚れている細幅部分を検知する撮像手段において、部分分繊繊維束内に存在するスプライス部は、検知され、押圧力が低減された状態となったが、分繊処理された際、スプライス部が回転分繊手段（２２０）に接触してスプライス部の一部が破断し、破断部分が並列された回転分繊手段（２２０）の間に詰まり、堆積して糸が切れた。結果を表１に示す。

なお、表１内で示している「スプライス部に分繊手段が接触する距離」とは、図１に示す機構にて、スプライス部（１８０）が分繊処理手段である突出部（２１０）に接近した際に、運転モード変更により、繊維束（１００）の長手方向に沿う走行速度と実質的に同一速度で突出部（２１０）を回転させた際、スプライス部（１８０）に突出部（２１０）が接触することがあるが、その際の接触部（２１１）の長手方向の距離のことである。

本発明は、複数の単糸からなる繊維束を２つ以上の細い束に分繊することが望まれるあらゆる繊維束に適用できる。特に強化繊維を用いる際は、得られた部分分繊繊維束はマトリックス樹脂を含浸した不連続繊維の中間基材など、あらゆる強化繊維複合材料に用いることができる。

１００： 繊維束
１１０：分繊処理区間
１２０： 絡合蓄積部
１３０： 未分繊処理区間
１４０： 毛羽溜まり
１５０： 分繊処理部
１６０： 絡合部
１７０： 分繊距離
１８０： スプライス部
２００： 分繊手段
２１０： 突出部
２１１： 接触部
２２０： 回転分繊手段
２３０Ｌ、２３０Ｒ： 角部
２４０： 回転軸
９００： 糸幅検知部
９１０： 検知カメラ
９２０： 画像処理装置
９３０： 速度変更信号出力
１５０１：クリール
１５０２：炭素繊維
１５０３：カット工程
１５０４：分散機構
１５０５：フィルム
１５０６：樹脂コンパウンド
１５０７：第１シート
１５０８：第２シート
１５０９：塗工工程
１５１０：コンベア
１５１１：樹脂含浸工程
１５１２：中間基材
１０００：カットした部分分繊繊維束
１００４：容器
１００５：筒状ガイド
１００６：底板

Claims (19)

1. スプライス部を有する繊維束を長手方向に沿って走行させながら、分繊手段の突出部が、分繊処理部において繊維束に突き入れと抜き取りを繰り返すことにより、繊維束の長手方向の一部分を分繊する部分分繊繊維束の製造方法であって、
   スプライス部を検知して得られるスプライス部の位置情報に基づき、スプライス部の手前において前記分繊手段の突出部を前記繊維束から抜き取り、前記スプライス部が分繊処理部を通過する際、Ａ条件またはＢ条件を満たす、部分分繊繊維束の製造方法。
   Ａ条件：分繊手段の突出部の突き入れが停止される
   Ｂ条件：分繊手段の突出部の移動速度が、繊維束の走行速度と実質的に同一の速度とされる
2. 前記スプライス部が、前記分繊処理部を通過するときには、分繊手段が繊維束の移動速度と実質的に同一速度で移動させることで、分繊手段の突出部が繊維束に突き入れる時期を変動させる請求項１に記載の部分分繊繊維束の製造方法。
3. 前記分繊手段が、前記繊維束の長手方向に直交する回転軸を備え、前記回転軸表面の一部に前記突出部が複数設けられている請求項１または２に記載の部分分繊束の製造方法。
4. 前記分繊手段の突出部を前記繊維束から抜き取り、前記スプライス部を通過させた後、再度分繊手段の突出部を繊維束に突き入れる間、繊維束の走行速度と前記分繊手段が実質的に同一速度で移動することにより、前記再度分繊手段が繊維束を突き入れる時期を変動させる請求項１～３のいずれかに記載の部分分繊繊維束の製造方法。
5. 前記スプライス部が、前記分繊処理部を通過するときには、分繊手段による繊維束の突き入れを一時停止させることで、分繊手段の突出部が繊維束に突き入れる時期を変動させる請求項１に記載の部分分繊繊維束の製造方法。
6. 前記繊維束に突き入れた前記分繊手段から前記繊維束の長手方向上流にスプライス部を検知する撮像手段を設け、繊維束の幅の変化率に基づいて、スプライス部の検知を行う請求項１～５のいずれかに記載の部分分繊繊維束の製造方法。
7. 繊維束が強化繊維である請求項１～６のいずれかに記載の部分分繊繊維束の製造方法。
8. 強化繊維が炭素繊維である請求項７に記載の部分分繊繊維束の製造方法。
9. 請求項１～８のいずれかに記載の部分分繊繊維束の製造方法によって得られる部分分繊繊維束を、部分分繊繊維束と刃の向きθが０°＜θ≦９０°で長手方向にカットし、その後、マトリックス樹脂を含浸させる中間基材の製造方法。
10. 部分分繊繊維束をカットした後、所定方向に搬送するシート上またはコンベアベルト上に、分散機構を用いて該部分分繊繊維束を散布し、その後、マトリックス樹脂を含浸させる請求項９に記載の中間基材の製造方法。
11. 請求項９～１０のいずれかに記載の中間基材の製造方法によって得られる中間基材をプレスする成形品の製造方法。
12. 複数の単糸からなる繊維束の長手方向に沿って複数の束に分繊された分繊処理区間と未分繊処理区間とが交互に形成されてなる部分分繊繊維束であって、繊維束同士が接合されてなるスプライス部は未分繊処理区間に存在する部分分繊繊維束。
13. 請求項１～８のいずれかに記載の部分分繊繊維束の製造方法によって得られる部分分繊繊維束を、長手方向に対し垂直方向に５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の長さにカットし、その後、カットした部分分繊繊維束に対して衝撃を与えたのち、部分分繊繊維束の分割数を計数する部分分繊繊維束の評価方法。
14. 前記部分分繊維束に与える衝撃が、自由落下、振動または打撃による力の作用である、請求項１３に記載の部分分繊繊維束の評価方法。
15. 前記部分分繊繊維束に与える衝撃が、前記カットした部分分繊繊維束を容器に入れ、０．３ｍ以上３．０ｍ以下の高さから自由落下させ、底板に衝突させる力の作用である、請求項１３または１４いずれかに記載の部分分繊繊維束の評価方法。
16. 炭素繊維を含む部分分繊繊維束を、長手方向に対し垂直方向に幅１５ｍｍにカットし、カットした部分分繊繊維束に対して、１００ｍ／ｓ²の加速度を６０ｍｓｅｃ付与する条件の衝撃を与えた際に、式１および式２の分割数：Ｙ（Ｙは正の整数）となる、請求項１２に記載の部分分繊繊維束。
    非スプライス部： （Ｘ／１１．１×１０^３） ≦ Ｙ ≦ （Ｘ／１．５×１０^３） ・・・［式１］
    スプライス部： （Ｘ／２５．０×１０^３） ≦ Ｙ ≦ （Ｘ／２．５×１０^３） ・・・［式２］
    ここで、Ｘは、部分分繊繊維束の総フィラメント数である。
17. 請求項１２または１６いずれかに記載の部分分繊繊維束がカットされてなる部分分繊繊維束の小片。
18. 請求項１２または１６いずれかに記載の部分分繊繊維束がマトリックス樹脂に含浸されてなる中間基材。
19. 請求項１８に記載の中間基材をプレスしてなる成形品。
    

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