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首页 / 专利分类库 / 天然或化学的线或纤维；纺纱或纺丝 / 制作人造长丝，线，纤维，鬃或带子的化学特征； 专用于生产碳纤维的设备 / 人造长丝或类似物在制造过程中的化学后处理 / .碳素的 / 纤维集合体的制造方法和预浸料片的制造方法

纤维集合体的制造方法和预浸料片的制造方法
申请号 CN202280041902.2 申请日 2022-06-17 公开(公告)号 CN117480288A 公开(公告)日 2024-01-30
申请人 三菱化学株式会社; 发明人 辻川一辉; 石川健; 松井纯; 池田胜司;
摘要 一种 纤维 集合体的制造方法，其为包含如下操作的纤维集合体的制造方法：将多个纤维和纤维处理剂投入至搅拌槽，利用搅拌 叶片 搅拌该纤维与纤维处理剂的混合物而进行 造粒 ；该纤维包含 碳 纤维，以使该纤维对齐的方式进行造粒。一种纤维集合体的制造方法，将包含 碳纤维 的多个纤维和液体投入至搅拌槽，利用搅拌叶片搅拌该纤维与液体的混合物从而直接获得长球形状或股线形状的纤维集合体。
权利要求

1.一种纤维集合体的制造方法，其为包含如下操作的纤维集合体的制造方法：将多个纤维和纤维处理剂投入至搅拌槽，利用搅拌叶片搅拌该纤维与该纤维处理剂的混合物而进行造粒；
该纤维包含碳纤维，以使该纤维对齐的方式进行造粒。
2.根据权利要求1所述的纤维集合体的制造方法，将干燥后的棉状的所述多个纤维投入至所述搅拌槽。
3.根据权利要求1所述的纤维集合体的制造方法，在搅拌槽内配置沿水平方向旋转的搅拌叶片和沿垂直方向旋转的辅助搅拌叶片，利用该沿水平方向旋转的搅拌叶片和该沿垂直方向旋转的辅助搅拌叶片进行搅拌。
4.根据权利要求1所述的纤维集合体的制造方法，在将所述纤维处理剂投入至所述搅拌槽之前，在该搅拌槽内利用所述搅拌叶片搅拌所述多个纤维而进行解纤。
5.根据权利要求1所述的纤维集合体的制造方法，所述搅拌槽具备刮刀，并且使搅拌槽旋转。
6.根据权利要求1所述的纤维集合体的制造方法，所述搅拌叶片在旋转方向上具有倾斜，所述搅拌叶片的旋转方向后面与所述搅拌槽底面的夹角为1～60°。
7.根据权利要求1所述的纤维集合体的制造方法，所述搅拌槽具备可绕轴旋转的旋转轴，多片所述搅拌叶片从该旋转轴以放射状延伸。
8.根据权利要求1所述的纤维集合体的制造方法，包括：以使所述搅拌叶片前端的圆周速度成为1～20m/秒的方式使搅拌叶片旋转。
9.根据权利要求5所述的纤维集合体的制造方法，以使搅拌叶片的旋转方向与搅拌槽的旋转方向为相反方向的方式进行搅拌后，以使搅拌叶片的旋转方向与搅拌槽的旋转方向为相同方向的方式进行搅拌。
10.根据权利要求5所述的纤维集合体的制造方法，包括：以使圆周速度成为1.2m/秒以下的方式使搅拌槽旋转。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维处理剂在23℃时的表面张力为120mN/m以下。
12.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维处理剂在23℃时的粘度为10Pa·s以下。
13.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维处理剂包含水。
14.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维处理剂包含选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂和聚酰胺树脂中的一种以上的树脂。
15.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，相对于所述纤维100质量份投入10～40质量份的所述纤维处理剂。
16.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维处理剂包含液体，并且包含使该纤维处理剂中所含的液体蒸发的工序。
17.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维进一步包含玻璃纤维。
18.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维进一步包含有机纤维。
19.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维的平均纤维长度为12～50mm。
20.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维的平均纤维长度为2～12mm。
21.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，构成纤维集合体的多个纤维前端的位置不对齐。
22.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维集合体的长轴长度比所述纤维集合体中所含的纤维的平均纤维长度长。
23.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维集合体为长球形状或股线形状。
24.根据权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法，所述纤维集合体中的纤维的平均纤维长度Y相对于投入至所述搅拌槽之前的纤维的平均纤维长度X之比即Y/X为
0.55以上。
25.一种预浸料片的制造方法，包括：使多个通过权利要求1～10中任一项所述的纤维集合体的制造方法获得的纤维集合体堆积。
说明书全文

纤维集合体的制造方法和预浸料片的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纤维集合体的制造方法和预浸料片的制造方法。

背景技术

[0002] 使碳纤维混合、分散在树脂等基体中，制成用于改善高强度、高刚性、低比重、高导电性、高耐磨损性等机械特性或电特性的工业上重要的材料而用于各种用途中。
[0003] 通常，在使碳纤维混合、分散在各种树脂中而获得纤维增强树脂组合物的情况下，为了使碳纤维的处理变得容易，提高混合、分散工序中的作业性，使用预先利用上浆剂等将多个碳纤维进行造粒而成的碳纤维集合体。
[0004] 对于碳纤维集合体，要求：制造纤维增强树脂组合物时的优异的作业性；进料器中的稳定供给性；基体中的优异的纤维分散性；所获得的树脂组合物的优异的物性改善效果。
[0005] 作为满足这样的要求特性的碳纤维集合体，公开了：具有预定的平均粒径并且利用以环氧化合物为主成分的乳液系上浆剂进行了表面被覆的碳纤维集合体；利用预定的上浆剂进行集束并且具有预定的致密度的、截面为圆形或椭圆形的碳纤维短切原丝(例如专利文献1)。
[0006] 另外，作为提供能够从再生碳纤维通过进料器向挤出机等定量且稳定地供给、进一步能够通过挤出机等使碳纤维容易且均匀地分散在树脂基体中的碳纤维集合体的例子，公开了由碳纤维和环氧树脂系上浆剂构成并通过湿式挤出造粒法制造的具有预定的体积密度等的碳纤维集合体(例如专利文献2)。
[0007] 另外，作为有效率地制造由碳纤维的短纤维构成的络合物的方法，公开了通过将弯曲状碳纤维和柔软性球体一起进行搅拌的搅拌造粒法来制造碳纤维缠结体的方法(例如专利文献3)。
[0008] 专利文献1：日本特开平4‑170435号公报
[0009] 专利文献2：日本特开2020‑196882号公报
[0010] 专利文献3：日本特开2000‑220066号公报

发明内容

[0011] 本发明的目的之一在于提供一种纤维集合体的制造方法，能够在不切断纤维而保持长度的状态下制造纤维对齐的体积密度高的纤维集合体。
[0012] 本发明的另一目的在于提供使用了该纤维集合体的预浸料片的制造方法。
[0013] 用于解决课题的方法
[0014] 本发明人等发现：通过使用搅拌槽对纤维和纤维处理剂进行搅拌造粒，能够解决上述课题。
[0015] 即，本发明包含以下[1]～[45]的方式。有时将以下[1]～[45]称为“本发明的第一方式”。
[0016] [1]一种纤维集合体的制造方法，其为包含如下操作的纤维集合体的制造方法：将多个纤维和纤维处理剂投入至搅拌槽，利用搅拌叶片搅拌该纤维与该纤维处理剂的混合物并进行造粒；该纤维包含碳纤维，以使该纤维对齐的方式进行造粒。
[0017] [2]根据[1]所述的纤维集合体的制造方法，将干燥后的棉状的上述多个纤维投入至上述搅拌槽。
[0018] [3]根据[1]或[2]所述的纤维集合体的制造方法，在搅拌槽内配置沿水平方向旋转的搅拌叶片和沿垂直方向旋转的辅助搅拌叶片，通过该沿水平方向旋转的搅拌叶片和该沿垂直方向旋转的辅助搅拌叶片进行搅拌。
[0019] [4]根据[1]～[3]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，在将上述纤维处理剂投入至上述搅拌槽之前，在该搅拌槽内利用上述搅拌叶片搅拌上述多个碳纤维而进行解纤。
[0020] [5]根据[1]～[4]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述搅拌槽具备刮刀，并且使搅拌槽旋转。
[0021] [6]根据[1]～[5]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述搅拌叶片在旋转方向上具有倾斜，上述搅拌叶片的旋转方向后面和上述搅拌槽底面的夹角为1～60°。
[0022] [7]根据[1]～[6]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述搅拌槽具备可绕轴旋转的旋转轴，多片上述搅拌叶片从该旋转轴以放射状延伸。
[0023] [8]根据[1]～[7]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，包括：以使上述搅拌叶片前端的圆周速度成为1～20m/秒的方式使搅拌叶片旋转。
[0024] [9]根据[5]～[8]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，以使搅拌叶片的旋转方向与搅拌槽的旋转方向为相反方向的方式进行搅拌后，以使搅拌叶片的旋转方向与搅拌槽的旋转方向为相同方向的方式进行搅拌。
[0025] [10]根据[5]或[9]所述的纤维集合体的制造方法，包括：以使圆周速度成为1.2m/秒以下的方式使搅拌槽旋转。
[0026] [11]根据[1]～[10]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的表面张力为120mN/m以下。
[0027] [12]根据[1]～[11]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的粘度为10Pa·s以下。
[0028] [13]根据[1]～[12]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂包含水。
[0029] [14]根据[1]～[13]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂包含选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂和聚酰胺树脂中的一种以上的树脂。
[0030] [15]根据[1]～[14]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，相对于上述纤维100质量份投入10～40质量份的上述纤维处理剂。
[0031] [16]根据[1]～[15]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂为液体，并且包含使该纤维处理剂中所含的液体蒸发的工序。
[0032] [17]根据[1]～[16]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维进一步包含玻璃纤维。
[0033] [18]根据[1]～[17]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维进一步包含有机纤维。
[0034] [19]根据[1]～[18]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维的平均纤维长度为12～50mm。
[0035] [20]根据[1]～[19]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维的平均纤维长度为2～12mm。
[0036] [21]根据[1]～[20]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，构成上述纤维集合体的多个纤维前端的位置不对齐。
[0037] [22]根据[1]～[21]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体的长轴长度比上述纤维集合体中所含的纤维的平均纤维长度长。
[0038] [23]根据[1]～[22]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体为长球形状或股线形状。
[0039] [24]根据[1]～[23]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体中的纤维的平均纤维长度Y相对于投入至上述搅拌槽之前的纤维的平均纤维长度X之比(Y/X)为0.55以上。
[0040] [25]根据[1]～[24]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，通过使用亨舍尔混合机进行搅拌而进行造粒。
[0041] [26]根据[1]～[24]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，通过使用造粒机进行搅拌而进行造粒。
[0042] [27]根据[1]～[26]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的表面张力为15mN/m以上。
[0043] [28]根据[1]～[27]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的粘度为0.0001Pa·s以上。
[0044] [29]根据[1]～[28]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，纤维集合体的长丝数为8000以上800000以下。
[0045] [30]根据[1]～[29]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维的体积密3
度为0.01～0.040g/cm。
[0046] [31]根据[1]～[30]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，施加于上述纤维和上述纤维处理剂的应变速度为1[1/s]以上700[1/s]以下。
[0047] [32]一种纤维集合体的制造方法，将多个纤维和包含液体的纤维处理剂投入至搅拌槽，利用搅拌叶片搅拌纤维与纤维处理剂的混合物使其发生液体桥连，从而直接获得纤维对齐的纤维集合体。
[0048] [33]根据[32]所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含碳纤维。
[0049] [34]根据[32]或[33]所述的纤维集合体的制造方法，将干燥后的棉状的上述多个纤维投入至上述搅拌槽。
[0050] [35]一种碳纤维对齐的纤维集合体的制造方法，将棉状的多个碳纤维、树脂和水投入至搅拌槽，利用配置于上述搅拌槽的搅拌叶片将上述多个碳纤维、上述树脂和上述水搅拌而进行造粒。
[0051] [36]根据[35]所述的碳纤维对齐的纤维集合体的制造方法，投入包含上述棉状的多个碳纤维和进一步的树脂碳化物的原料。
[0052] [37]根据[35]或[36]所述的碳纤维对齐的纤维集合体的制造方法，投入包含上述棉状的多个碳纤维和进一步的玻璃纤维的原料。
[0053] [38]一种预浸料片的制造方法，包括：使多个通过[1]～[37]中任一项所述的纤维集合体的制造方法获得的纤维集合体堆积。
[0054] [39]一种颗粒的制造方法，包括：将通过[1]～[37]中任一项所述的纤维集合体的制造方法获得的纤维集合体与树脂一起混炼。
[0055] [40]一种碳纤维集合体，其由多个碳纤维和有机粘合剂构成，体积密度为0.1～3
0.29g/cm，或者安息角为60°以下，是长轴的长度为3mm～18mm的长球形状。
[0056] [41]根据[40]所述的碳纤维集合体，构成上述碳纤维集合体的多个纤维前端的位置不对齐。
[0057] [42]根据[40]或[41]所述的碳纤维集合体，上述碳纤维集合体的长轴长度比上述碳纤维集合体中所含的纤维的平均纤维长度长。
[0058] [43]根据[40]～[42]中任一项所述的碳纤维集合体，上述碳纤维集合体包含树脂碳化物。
[0059] [44]根据[40]～[43]中任一项所述的碳纤维集合体，上述碳纤维集合体包含玻璃纤维。
[0060] [45]根据[40]～[44]中任一项所述的碳纤维集合体，上述有机粘合剂包含选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂和聚酰胺树脂中的一种以上的树脂。
[0061] 本发明中也包含以下[1a]～[25a]的方式。有时将以下[1a]～[25a]称为“本发明的第一方式I”。
[0062] [1a]一种纤维集合体的制造方法，包括：将纤维和纤维处理剂投入至搅拌槽，利用搅拌叶片搅拌纤维与纤维处理剂的混合物而进行造粒。
[0063] [2a]根据[1a]所述的纤维集合体的制造方法，上述搅拌叶片在旋转方向上具有倾斜，该搅拌叶片的旋转方向后面与上述搅拌槽底面的夹角为1～60°。
[0064] [3a]根据[1a]或[2a]所述的纤维集合体的制造方法，多片上述搅拌叶片从上述搅拌槽内的旋转轴以放射状延伸。
[0065] [4a]根据[1a]～[3a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述搅拌叶片前端的圆周速度为1～20m/秒。
[0066] [5a]一种纤维集合体的制造方法，通过使用亨舍尔混合机对纤维和纤维处理剂进行搅拌而进行造粒。
[0067] [6a]一种纤维集合体的制造方法，通过使用造粒机对纤维和纤维处理剂进行搅拌而进行造粒。
[0068] [7a]根据[1a]～[6a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的表面张力为120mN/m以下。
[0069] [8a]根据[1a]～[7a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的粘度为10Pa·s以下。
[0070] [9a]根据[1a]～[8a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维的平均纤维长度为1～100mm。
[0071] [10a]根据[1a]～[9a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，相对于上述纤维100质量份投入5～120质量份的上述纤维处理剂。
[0072] [11a]根据[1a]～[10a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含碳纤维。
[0073] [12a]根据[1a]～[10a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含玻璃纤维。
[0074] [13a]根据[1a]～[10a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含有机纤维。
[0075] [14a]根据[1a]～[10a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含碳纤维和有机纤维。
[0076] [15a]根据[1a]～[10a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含碳纤维和玻璃纤维。
[0077] [16a]根据[1a]～[15a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂包含选自溶剂、粘土矿物、聚合物和表面活性剂中的至少一种。
[0078] [17a]根据[1a]～[16a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体中的纤维的平均纤维长度Y相对于投入至上述搅拌槽之前的纤维的平均纤维长度X之比(Y/X)为0.55以上。
[0079] [18a]根据[1a]～[17a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂为液体，并且包含使该纤维处理剂中所含的液体蒸发的工序。
[0080] [19a]根据[1a]～[18a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体为长球形状或股线形状。
[0081] [20a]根据[1a]～[19a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，以使上述纤维对齐的方式进行造粒。
[0082] [21a]一种纤维集合体的制造方法，包括：将纤维和作为液体的纤维处理剂投入至搅拌槽，利用搅拌叶片搅拌纤维与纤维处理剂的混合物从而进行造粒。
[0083] [22a]根据[21a]所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维的平均纤维长度为1～100mm。
[0084] [23a]根据[21a]或[22a]所述的纤维集合体的制造方法，相对于上述纤维100质量份投入5～120质量份的上述纤维处理剂。
[0085] [24a]根据[21a]～[23a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体为长球形状或股线形状。
[0086] [25a]根据[21a]～[24a]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体中的纤维的平均纤维长度Y相对于投入至上述搅拌槽之前的纤维的平均纤维长度X之比(Y/X)为0.55以上。
[0087] 本发明中也包含以下[1b]～[20b]的方式。有时将以下[1b]～[20b]称为“本发明的第二方式”。
[0088] [1b]一种纤维集合体的制造方法，包括：将纤维和纤维处理剂投入至转动槽，使转动槽旋转从而进行造粒。
[0089] [2b]根据[1b]所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的表面张力为120mN/m以下。
[0090] [3b]根据[1b]或[2b]所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂在23℃时的粘度为10Pa·s以下。
[0091] [4b]根据[1b]～[3b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述转动槽为盘型的旋转体。
[0092] [5b]根据[1b]～[3b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述转动槽为鼓型的旋转体。
[0093] [6b]根据[4b]或[5b]所述的纤维集合体的制造方法，上述旋转体的圆筒侧壁的移动速度为0.20～1.60m/s。
[0094] [7b]根据[1b]～[3b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，具有：固定有上述转动槽的侧壁、和在该侧壁内沿水平方向旋转的旋转容器。
[0095] [8b]根据[7b]所述的纤维集合体的制造方法，上述旋转容器的外周速度为1～20m/s。
[0096] [9b]根据[1b]～[8b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维的平均纤维长度为1～100mm。
[0097] [10b]根据[1b]～[9b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，相对于上述纤维100质量份使用5～120质量份的上述纤维处理剂。
[0098] [11b]根据[1b]～[10b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含碳纤维。
[0099] [12b]根据[1b]～[10b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含玻璃纤维。
[0100] [13b]根据[1b]～[10b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含有机纤维。
[0101] [14b]根据[1b]～[10b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含碳纤维和有机纤维。
[0102] [15b]根据[1b]～[10b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含碳纤维和玻璃纤维。
[0103] [16b]根据[1b]～[15b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂包含选自溶剂、粘土矿物、聚合物和表面活性剂中的至少一种。
[0104] [17b]根据[1b]～[16b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体中的纤维的平均纤维长度Y相对于投入至上述搅拌槽之前的纤维的平均纤维长度X之比(Y/X)为0.55以上。
[0105] [18b]根据[1b]～[17b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂为液体，并且包含使上述纤维处理剂中所含的液体蒸发的工序。
[0106] [19b]根据[1b]～[18b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体为长球形状或股线形状。
[0107] [20b]根据[1b]～[19b]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，以使上述纤维对齐的方式进行造粒。
[0108] 本发明中也包含以下[1c]～[16c]的方式。有时将以下[1c]～[16c]称为“本发明的第三方式”。
[0109] [1c]一种纤维集合体的制造方法，包括：一边进行对纤维和纤维处理剂施加应变速度的操作一边使纤维彼此进行液体桥连而使粒子生长，从而进行造粒。
[0110] [2c]根据[1c]所述的纤维集合体的制造方法，上述应变速度为1[1/s]以上700[1/s]以下。
[0111] [3c]根据[1c]或[2c]所述的纤维集合体的制造方法，上述施加应变速度的操作是通过转动搅拌叶片使纤维和纤维处理剂接触而施加剪切速度的操作。
[0112] [4c]根据[1c]或[2c]所述的纤维集合体的制造方法，上述施加应变速度的操作是通过使投入了纤维和纤维处理剂的容器振动而施加振动速度的操作。
[0113] [5c]根据[1c]或[2c]所述的纤维集合体的制造方法，上述施加应变速度的操作是通过使投入了纤维和纤维处理剂的容器旋转而施加旋转速度的操作。
[0114] [6c]根据[1c]或[2c]所述的纤维集合体的制造方法，上述施加应变速度的操作是通过向投入了纤维和纤维处理剂的容器内吹入气体而施加气流剪切速度的操作。
[0115] [7c]根据[1c]～[6c]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，相对于上述纤维的总量100质量份使用5～120质量份的上述纤维处理剂。
[0116] [8c]根据[1c]～[7c]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维的平均纤维长度为1～100mm。
[0117] [9c]根据[1c]～[8c]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维处理剂包含选自溶剂、粘土矿物、聚合物和表面活性剂中的至少一种。
[0118] [10c]根据[1c]～[9c]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维包含选自由碳纤维、玻璃纤维和有机纤维组成的组中的至少一种纤维。
[0119] [11c]根据[1c]～[10c]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，上述纤维集合体为长球形状或股线形状。
[0120] [12c]根据[1c]～[11c]中任一项所述的纤维集合体的制造方法，以使上述纤维对齐的方式进行造粒。
[0121] [13c]一种纤维集合体的制造方法，包括：一边进行通过转动搅拌叶片使纤维和纤维处理剂接触而施加剪切速度的操作一边使纤维彼此进行液体桥连而使粒子生长，从而进行造粒。
[0122] [14c]一种纤维集合体的制造方法，包括：一边进行通过使投入了纤维和纤维处理剂的容器振动而施加振动速度的操作一边使纤维彼此进行液体桥连而使粒子生长，从而进行造粒。
[0123] [15c]一种纤维集合体的制造方法，包括：一边进行使投入了纤维和纤维处理剂的容器旋转而施加旋转速度的操作一边使纤维彼此进行液体桥连而使粒子生长，从而进行造粒。
[0124] [16c]一种纤维集合体的制造方法，包括：一边进行向投入了纤维和纤维处理剂的容器内吹入气体而施加气流剪切速度的操作一边使纤维彼此进行液体桥连而使粒子生长，从而进行造粒。
[0125] 本发明中也包含以下[1d]～[17d]的方式。有时将以下[1d]～[17d]称为“本发明的第四方式”。
[0126] [1d]一种纤维束，其为包含多个碳纤维和树脂或溶剂的纤维束，上述纤维束为椭圆体形状，在下述条件(1)中限定的A’/A为0.75～0.93。
[0127] 条件(1)：使用图像分析软件对以静置在白色板上的纤维束为基准从与板相反一侧的垂直方向拍摄获得的图像进行二值化，获得二值图像。对二值图像进行轮廓提取而获得纤维束的轮廓。根据所获得的轮廓求出费雷特直径并设为长轴长度A，将对上述二值图像进行椭圆近似而获得的椭圆的长轴长度设为A’。
[0128] [2d]根据[1d]所述的纤维束，上述纤维束的长轴长度A为3～30mm。
[0129] [3d]根据[1d]或[2d]所述的纤维束，上述纤维束中的纤维的平均纤维长度比长轴短。
[0130] [4d]根据[1d]～[3d]中任一项所述的纤维束，上述纤维束中的纤维的平均纤维长度为2～12mm。
[0131] [5d]根据[1d]～[4d]中任一项所述的纤维束，上述纤维束中的存在于表面的纤维沿着椭圆体的轮廓弯曲并取向。
[0132] [6d]根据[1d]～[5d]中任一项所述的纤维束，上述纤维束具有上述长轴、短轴1和短轴2，短轴1的长度B比短轴2的长度C长。
[0133] [7d]根据[1d]～[6d]中任一项所述的纤维束，上述纤维束中，B为1～9mm，C为0.5～6mm。
[0134] [8d]根据[1d]～[7d]中任一项所述的纤维束，上述纤维束中，长轴相对于短轴1之比(B/A)为2～12，长轴相对于短轴2之比(C/A)为1～6。
[0135] [9d]根据[1d]～[8d]中任一项所述的纤维束，B为C的1.5倍以上。
[0136] [10d]根据[1d]～[9d]中任一项所述的纤维束，由下述式(2)表示的纤维束的粒子3
密度为0.3～1.8g/cm。
[0137] 粒子密度＝G/(4πabc/3)…式(2)
[0138] (式(2)中，G表示纤维束的质量，a表示A/2，b表示B/2，c表示C/2。)[0139] [11d]根据[1d]～[10d]中任一项所述的纤维束，上述纤维束包含树脂碳化物。
[0140] [12d]根据[1d]～[11d]中任一项所述的纤维束，上述纤维束包含玻璃纤维。
[0141] [13d]根据[1d]～[12d]中任一项所述的纤维束，上述纤维包含树脂。
[0142] [14d]根据[13d]所述的纤维束，上述树脂包含选自环氧树脂、聚氨酯树脂和聚酰胺树脂中的至少一种。
[0143] [15d]一种纤维集合体，其为由包含多个纤维和树脂或溶剂的纤维束构成的纤维集合体，上述纤维束中，为椭圆体形状、且在下述条件(1)中限定的A/A’为0.75～0.93的纤维束W的个数比例为50％以上。
[0144] 条件(1)：使用图像分析软件对以纤维束为基准从与板相反一侧的垂直方向拍摄静置在白色板上的纤维束而获得的图像进行二值化，获得二值图像。对二值图像进行轮廓提取而获得纤维束的轮廓。根据所获得的轮廓求出费雷特直径并设为长轴长度A。将对上述二值图像进行椭圆近似而获得的椭圆的长轴长度设为A’。
[0145] [16d]根据[15d]所述的纤维集合体，体积密度为0.1～0.8g/cm3。
[0146] [17d]根据[15d]或[16d]所述的纤维集合体，安息角为60°以下。
[0147] 发明效果
[0148] 根据本发明的优选实施方式，能够在不切断纤维而保持长度的状态下获得纤维对齐的体积密度高的纤维集合体。而且，对于体积密度低的再生纤维也能够形成高度取向的致密的纤维集合体的形态。因此，纤维增强树脂颗粒等在利用各种进料器的设备中不会发生纤维彼此的桥接，能够实现有效率的供给。
[0149] 使用通过本发明制造的纤维集合体、例如碳纤维集合体，能够在改善了处理作业性的基础上通过进料器进行定量且稳定供给，制造发挥碳纤维本来的物性改善效果的纤维增强树脂组合物和预浸料片。附图说明
[0150] [图1]图1是表示本发明的第一方式的纤维集合体的制造方法中使用的搅拌槽的搅拌叶片的实施方式的图。图1a是搅拌槽的水平方向截面图，图1b是沿着图1a的b‑b线的截面图。
[0151] [图2]图2是表示本发明的第二方式的纤维集合体的制造方法中使用的盘式造粒机的实施方式的示意图。图2a是侧面图，图2b是表示造粒盘的内部结构的图。
[0152] [图3A]图3A是表示本发明的第二方式的纤维集合体的制造方法中使用的转动槽的固定侧壁和旋转容器的截面图。
[0153] [图3B]图3B是表示本发明的第一方式的纤维集合体的制造方法中使用的转动搅拌造粒机的实施方式的内部透视立体图。
[0154] [图4]图4是表示再生纤维的形态例的照片。
[0155] [图5]图5是表示原生纤维的形态例的照片。
[0156] [图6]图6a～6d分别是表示SACFB的末端的放大照片。
[0157] [图7]图7是表示短切碳纤维束的末端的放大照片。
[0158] [图8]图8是片状预浸料制造装置的概念图。
[0159] [图9]图9是拍摄实施例1中获得的纤维束的图像。
[0160] [图10]图10是表示实施例1中获得的纤维束的轮廓的图。
[0161] [图11]图11是表示实施例1中获得的纤维束的近似椭圆的图。
[0162] [图12]图12是拍摄实验例3中获得的纤维束的图像。
[0163] [图13]图13是拍摄实验例4中获得的纤维束的图像。

具体实施方式

[0164] 以下详细地说明本发明的实施方式。
[0165] [本发明的第一方式～第三方式]
[0166] 本发明的第一方式涉及的纤维集合体的制造方法是至少使用碳纤维作为纤维，将多个纤维和纤维处理剂投入至搅拌槽，利用搅拌叶片对纤维与纤维处理剂的混合物进行搅拌，从而以使该纤维对齐的方式进行造粒来制造纤维集合体的方法。根据本方式，即使在使用纤维长度长的原料纤维的情况下，也能够获得纤维对齐的纤维集合体。作为纤维集合体的一例，可列举自组织化碳纤维束。通过造粒，能够使多个纤维凝聚而形成一个粒状单元。
[0167] 本发明的第一方式中，作为搅拌造粒机，可以使用亨舍尔混合机或造粒机(granulator)。
[0168] 本发明的第一方式I涉及的纤维集合体的制造方法中，经过下述1～4的工序。
[0169] 1.用纤维处理剂润湿纤维的工序
[0170] 2.使润湿的纤维彼此接触的工序
[0171] 3.沿相同方向取向的纤维彼此发生液体桥连的工序
[0172] 4.通过重复1.～3.而使纤维束生长的工序
[0173] 通过对纤维与纤维处理剂的混合物施加由搅拌产生的力，从而能够使纤维处理剂有效率地附着于纤维表面，另外能够促进纤维彼此的接触、取向。
[0174] 本发明的第二方式涉及的纤维集合体的制造方法为通过将纤维和纤维处理剂投入至转动槽，并使转动槽旋转而进行造粒，从而制造纤维集合体的方法。
[0175] 该纤维集合体的制造方法中，也经过下述1～4的工序。
[0176] 1.用纤维处理剂润湿纤维的工序
[0177] 2.使润湿的纤维彼此接触的工序
[0178] 3.沿相同方向取向的纤维彼此发生液体桥连的工序
[0179] 4.通过重复1.～3.而使纤维束生长的工序
[0180] 通过对纤维与纤维处理剂的混合物施加由旋转产生的离心力和由滑落产生的碰撞力，从而能够使纤维处理剂有效率地附着于纤维表面，另外能够促进纤维彼此的接触、取向。
[0181] 本发明的第三方式涉及的纤维集合体的制造方法是通过一边进行对纤维和纤维处理剂施加应变速度的操作一边使纤维彼此进行液体桥连而使粒子生长来进行造粒，从而制造纤维集合体的方法。
[0182] 该纤维集合体的制造方法中，也经过下述1～4的工序。
[0183] 1.用纤维处理剂润湿纤维的工序
[0184] 2.使润湿的纤维彼此接触的工序
[0185] 3.沿相同方向取向的纤维彼此发生强液体桥连的工序
[0186] 4.通过重复1.～3.而使纤维束生长的工序
[0187] 此时，通过施加应变速度，能够使纤维处理剂有效率地附着于纤维表面，另外能够促进纤维彼此的接触、取向。
[0188] 本申请发明中，应变速度、液体桥连和自组织化碳纤维束的定义如下所述。
[0189] ＜应变速度＞
[0190] 本发明中的应变速度定义为：在造粒工序中，将单位时间内纤维移动的最大速度除以代表长度而得的值。
[0191] 应变速度[1/s]＝最大速度[m/s]/代表长度[m]
[0192] 这里，代表长度是将纤维投入至容器时的装入高度，作为将投入纤维的重量除以纤维的体积密度、再除以容器的平均截面积而得的值算出。
[0193] 装入高度[m]＝纤维的重量[kg]/纤维的体积密度[kg/m3]/容器的平均截面积[m2][0194] 平均截面积是将容器的内容量[m3]除以沿旋转轴或者振动轴的容器内表面的高度而得的值。
[0195] 例如，在通过搅拌叶片的旋转进行造粒的搅拌造粒的情况下，最大速度为搅拌叶片的外周速度。在通过容器的旋转进行造粒的转动造粒的情况下，容器的外周速度成为最大速度。在通过振动进行造粒的情况下，由振动的振幅和周期算出的速度成为最大速度。在通过流化床进行造粒的情况下，气流的吹出速度成为最大速度。如果最大速度为物体移动的速度，则也可以用摄像机拍摄动作，基于图像处理导出设定的基准点每单位时间内移动的距离来求出。
[0196] ＜应变量＞
[0197] 应变量通过应变速度乘以处理时间而获得。该应变量也成为造粒的标准。
[0198] 应变量[‑]＝应变速度×处理时间[s]
[0199] ＜液体桥连＞
[0200] 是指在粉体粒子与固体表面、或粒子彼此等的接触部的狭窄空隙中存在液体。由于对粒子间形成的液体桥连施加由毛细管力引起的负压，因此对粒子彼此施加引力(液体桥连力)而成为固定化的状态。本发明中的液体桥连是指在纤维与纤维的空隙中发生的液体桥连，纤维以交叉的方式接触时的液体桥连力由于在点上起作用而较弱，纤维平行接触时的液体桥连力由于在线上起作用而较强。由于在纤维中发生的液体桥连沿纤维的长度方向连续地发生，因此即使在纤维彼此不平行的情况下，也能够期待通过液体的表面张力的作用，使纤维自身以使液体的表面积成为最小的方式改变角度并沿相同方向取向的作用。
[0201] ＜自组织化碳纤维束(SACFB)＞
[0202] SACFB是纤维集合体的一个方式，是经过多个长条碳纤维以自身成束的方式进行集合的过程来形成的。在形成SACFB之前的阶段中，多个长条碳纤维可以全部为单丝。也就是说，SACFB可以通过以多个碳纤维长丝成束的方式进行凝聚而形成。在另一例中，SACFB可以通过分别由例如小于100根这样少量的长丝构成的多个微细碳纤维束发生凝聚而形成。或者，SACFB也可以通过多个碳纤维单丝和多个微细碳纤维束发生凝聚而形成。在SACFB的末端，如图6(a)～(d)所例示，构成束的多个碳纤维前端的位置不对齐。
[0203] ＜搅拌槽·搅拌条件＞
[0204] 以下，参照图1对适合用于本发明的第一方式的纤维集合体的制造方法的搅拌造粒机进行说明。
[0205] 如图1a所示，本发明的第一方式的纤维集合体的制造方法中使用的搅拌造粒机优选在有底圆筒形状的搅拌槽1的中心轴上具有旋转轴2，多片(图1a中为3片)螺旋桨状的搅拌叶片从该旋转轴2以均等间隔以放射状延伸。也可以为与旋转轴垂直的圆盘状搅拌叶片。也可以为具有起伏和突起的圆盘。
[0206] 如图1b所示，搅拌叶片3相对于搅拌槽1的底面1A沿旋转方向倾斜地设置。相对于旋转方向R为后面的面3A与搅拌槽1的底面1A的夹角(以下有时简称为“倾斜角”。)θ优选为1～60°的范围。如果搅拌叶片3的倾斜角θ为1°以上，则能够一边使纤维混合粒在搅拌槽内循环一边进行搅拌。如果搅拌叶片3的倾斜角θ为60°以下，则能够在抑制对搅拌叶片的阻力、对装置不施加负荷的范围内调节旋转速度。倾斜角θ更优选为10～50°，进一步优选为20～40°。
[0207] 在图1a中，搅拌叶片3在其长度方向的大致中间以角度α弯曲。搅拌叶片不限于这样弯曲的叶片，也可以是直线的板状叶片。搅拌叶片也可以弯曲成圆弧状。
[0208] 搅拌造粒机中，也有的在搅拌槽壁面设有用于进行辅助搅拌的辅助搅拌叶片(切碎机，chopper)。本发明的第一方式中也可以使用任何类型的搅拌造粒机。
[0209] 另外，搅拌造粒机的搅拌槽也可以在底面或侧面具备刮刀。通过在搅拌槽具备刮刀，能够提高造粒效率。
[0210] 搅拌造粒机的旋转方向条件优选设为使搅拌叶片前端(图1a的3a部)的圆周速度(以下，简称为“圆周速度”。)为1～20m/秒的范围。如果圆周速度为1m/秒以上，则能够一边使纤维混合粒在搅拌槽内循环一边进行搅拌。如果圆周速度为20m/秒以下，则能够使纤维集合体的粒子形状均匀。搅拌叶片的圆周速度优选为4～12m/秒，进一步优选为4～8m/秒。切碎机的圆周速度优选设为5～30m/秒的范围。
[0211] 对搅拌造粒机的搅拌时间没有特别限制，只要在可获得所期望的纤维集合体的时间内进行搅拌即可。
[0212] 进行搅拌时的温度没有特别限制，可以在室温下进行。由搅拌的影响引起的容器、混合物的温度上升是允许的。
[0213] 在进行造粒时纤维处理剂为液体，也可以调节纤维处理剂的种类、搅拌时间、进行搅拌时的温度等，以便在作为纤维集合体保持粒子状态(已造粒的状态)的阶段使纤维处理剂成为固体。
[0214] 关于搅拌条件，不是调节为可获得纤维卷曲的球形碳纤维球，而是调节为可获得对齐状态的纤维集合体。在完全不含纤维处理剂特别是液体、或大量投入并将纤维搅拌而获得集合体的情况下，原料的平均纤维长度为1mm以下的情况下，容易形成碳纤维球。
[0215] 搅拌造粒机只要是具有圆筒形容器和能够通过旋转轴旋转的搅拌叶片的造粒机即可。
[0216] 作为搅拌叶片，可以例示桨型、螺旋桨型、涡轮型、锚栓型、带型等。
[0217] 作为搅拌造粒机，可列举SP造粒机(Dalton)、高速混合器(EarthTechnica)、立式造粒机(Powrex)、Loedige Mixer(Matsubo)、超级混合机(Kawata)、电动捏合机(FUJIPAUDAL)、亨舍尔混合机(三井三池)、万能混合搅拌机(品川工业所)、Spartan Granulator(FUJIPAUDAL)、Vitomix(细川密克朗)等间歇式搅拌造粒机械、FLEXOMIX(细川密克朗)、Modulomix(细川密克朗)等连续式搅拌造粒机。
[0218] 作为搅拌造粒机和流化床造粒机的复合型造粒机，可列举Multiplex造粒机(Powrex)、SPIRA COTA(Powrex)、SPIR‑A‑FLOW(Freund产业)、NEW‑MARUMERIZER(FUJIPAUDAL)。
[0219] 搅拌槽使用具有沿水平方向旋转的搅拌叶片(搅拌器：agitator)和沿垂直方向旋转的辅助搅拌叶片(切碎机)作为搅拌叶片的搅拌槽，通过用沿水平方向旋转的搅拌叶片和沿垂直方向旋转的辅助搅拌叶片进行搅拌，能够进行高效的搅拌造粒。沿垂直方向旋转的辅助搅拌叶片具有粉碎过大的造粒物，使纤维集合体的大小均匀的作用。
[0220] 投入至搅拌造粒机之前的原料也可以为未经过湿式混合的原料。即，可以不是将湿润状态的纤维凝聚体而是将干燥状态的多个纤维作为原料直接投入至搅拌槽中进行搅拌。造粒的结束时刻没有特别限制，优选为以能够限定粒度分布的程度形成有纤维集合体的状态。
[0221] ＜干燥工序＞
[0222] 本发明的第一方式的纤维集合体的制造方法中，如上所述进行搅拌造粒后，优选进行使所获得的造粒物中所含的来自纤维处理剂的液体蒸发的干燥工序。
[0223] 干燥工序的条件根据所使用的纤维处理剂的种类而不同。干燥只要使用干燥机在50～150℃进行1～5小时左右即可。
[0224] 作为干燥设备，可列举箱型干燥机、传送带式干燥机、隧道式干燥机、固定罐式搅拌干燥机、转鼓式干燥机、旋转炉、流化床干燥机、搅拌热风干燥机、气流干燥机、红外线干燥机、微波干燥机、真空干燥机等。也可以是自然干燥。
[0225] ＜分级工序＞
[0226] 可以对多个纤维集合体进行分级而提高多个纤维集合体的均匀性。用于分级的筛可以设为具备振动机构、与振动机构结合的容器和划分容器内部空间的筛网的构成。在容器为圆筒形状的情况下，以圆筒的开口部朝向垂直方向的方式配置。在容器一端的开口部配置筛网，向筛网上供给纤维集合体。振动容器以使纤维集合体朝着外周，使大的纤维集合体从筛网上排出，使小的纤维集合体落到筛网下，从而进行分级。
[0227] 在容器为槽形状的情况下，筛网按照沿长度方向划分容器的内部空间的方式配置。从带倾斜的容器的长度方向一端供给纤维集合体，使纤维集合体以从垂直方向上方朝着下方的方式在容器内移动，并从容器的另一端部排出。通过容器的振动，大的纤维集合体留在筛网上，小的纤维集合体穿过网眼而落到筛网下。分别采集筛网上的纤维集合体和筛网下的纤维集合体，从而获得分级后的纤维集合体。
[0228] 对于筛网，调节网眼形状、筛孔尺寸以便能够将纤维集合体筛分为期望的大小。在纤维集合体为椭圆体形状的情况下，网眼形状优选为长方形或菱形。网眼形状也可以为正方形、圆形。
[0229] 例如，作为筛，可列举振动筛(Dalton)、FINGERSCREEN(太洋摩西那哩)。分级工序也可以应用于原料纤维，提高纤维的均匀性后使用。
[0230] ＜转动槽＞
[0231] 作为本发明的第二方式中使用的转动槽，可列举盘型的旋转体或鼓型的旋转体。
[0232] 图2是表示本发明的第二方式的纤维集合体的制造方法中使用的盘式造粒机的实施方式的示意图。图2a是盘式造粒机的侧面图。图2b是表示造粒盘的内部结构的图。
[0233] 图3A是表示第二方式的纤维集合体的制造方法中使用的转动槽的固定侧壁和旋转容器的截面图。
[0234] 图3B是表示本发明的第二方式的纤维集合体的制造方法中使用的转动搅拌造粒机的实施方式的内部透视立体图。
[0235] 图2的盘式造粒机构成为造粒盘11通过转动轴12转动。13为马达，14为减速机，15为盘支撑物，16为机台，17为仰角调节装置。
[0236] 在造粒盘内设有具有喷雾器22、刮刀23的臂21。
[0237] 这样的旋转体的圆筒侧壁的移动速度优选为0.20～1.60m/s，优选为0.50～1.00m/s。如果圆筒侧壁的移动速度为上述下限以上，则能够一边利用离心力使纤维混合物移动到上方并利用由滑落产生的冲击进行破碎一边使纤维集合体的形状均匀。如果圆筒侧壁的移动速度为上述上限以下，则离心力适度地发挥作用而使纤维混合物移动到上方并利用滑落高效地进行破碎和造粒，因此能够提高生产率。
[0238] 如图3A所示，转动槽优选具有被固定的侧壁31和使该侧壁内沿水平方向旋转的旋转容器32。在这种情况下，旋转容器的外周速度优选为1～20m/s，更优选为5～10m/s。如果旋转容器的外周速度为上述下限以上，则能够连续地发生纤维混合物向圆周方向的移动和由离心力引起的对壁面的碰撞，通过破碎和造粒而使纤维集合体的形状均匀。如果旋转容器的外周速度为上述上限以下，则离心力适度地发挥作用，与施加于纤维混合物的重力取得平衡，高效地进行破碎和造粒，因此能够提高生产率。
[0239] 转动造粒机只要是具有可旋转的容器的造粒机即可，可以使用圆筒容器。可旋转的容器通过具备前面说明的搅拌叶片，从而具有转动槽和搅拌槽的作用，作为后述的转动搅拌造粒机的方式，可以用于搅拌造粒。
[0240] 作为圆筒容器，可列举通常型盘、多级盘、不规则盘、抛物面盘、双层盘、截头圆锥盘等盘型和鼓型。
[0241] 作为转动造粒机，可列举盘型造粒机(日本SPINDLE)、SPIRA COTA(冈田精工)、SPIR‑A‑FLOW(Freund产业)、NEW‑MARUMERIZER(FUJIPAUDAL)。
[0242] ＜转动搅拌造粒机＞
[0243] 对于转动搅拌造粒机，参照图3B进行说明。如图3B所示，转动搅拌造粒机的一个方式配置有：容器40，其将原料纤维、纤维处理剂收纳在内部且可旋转；和旋转轴部42，其在容器40的内部且比容器40的中心轴线41偏心的位置与中心轴线41平行。旋转轴部42优选能够沿与容器40的旋转方向相反的方向旋转。通过沿相反方向旋转，从而搅拌叶片与纤维集合体的冲击力增大，能够利用强剪切在短时间内使纤维对齐。旋转轴部42的旋转方向也可以沿与容器40相同的方向旋转。在搅拌叶片的旋转方向为与容器的旋转方向相反的方向的情况下，存在纤维集合体中所含的长丝数少、纤维集合体中所含的长丝数、形状的分布变得均匀的倾向。在为与容器的旋转方向相同的方向的情况下，存在一个纤维集合体中所含的长丝数多、纤维容易集中的倾向。认为，如果按照搅拌叶片的旋转方向与容器的旋转方向为相反方向的方式进行搅拌后，按照搅拌叶片的旋转方向与容器的旋转方向为相同方向的方式进行搅拌，则长丝数少且均匀分布的纤维集合体彼此的液体桥连推进。由此，能够获得均匀且体积密度高的纤维集合体。旋转轴部42具有：延伸至容器40的底板43的附近、在纤维与纤维处理剂的混合物的区域内运动的搅拌叶片44。通过容器40的旋转使混合物循环，通过搅拌叶片44的旋转对混合物施加剪切，从而能够使纤维对齐。搅拌叶片44的叶片可以应用搅拌造粒机中说明的方式。在容器40的侧面具备刮刀45。在容器40的内部的侧面、底面、或其两者也可以具备刮刀。可以利用刮刀45刮掉附着的原料。
[0244] 关于转动搅拌造粒机的旋转条件，容器40的圆周速度(容器圆周速度)可以设为0.4～1.2m/秒的范围。如果圆周速度为0.4m/秒以上，则能够一边使纤维混合粒在搅拌槽内循环一边进行搅拌。另一方面，如果圆周速度为1.2m/秒以下，则能够使纤维混合粒与搅拌叶片、刮刀高效地接触，能够缩短处理时间。圆周速度可以设为0.5～1.0m/秒、0.7～0.9m/秒。搅拌叶片44的搅拌叶片前端的圆周速度(前端圆周速度)优选设为1～30m/秒的范围。如果前端圆周速度为1m/秒以上，则能够在短时间内使纤维对齐而提高纤维集合体的密度。另一方面，如果前端圆周速度为30m/秒以下，则能够使纤维集合体的粒子形状均匀。搅拌叶片
44的圆周速度可以设为10～20m/秒、1～8m/秒。
[0245] 转动搅拌造粒机只要是具有容器和可通过旋转轴旋转的搅拌叶片的造粒机即可，作为搅拌叶片，可以例示桨型、螺旋桨型、涡轮型、锚栓型、带型等。作为转动搅拌造粒机，可列举强力混合机(EIRICH)、倾体式转动搅拌造粒机(KITAGAWA)。
[0246] ＜应变速度＞
[0247] 本发明的第三方式涉及的纤维集合体的制造方法中，对纤维和纤维处理剂施加的应变速度优选为1[1/s]以上700[1/s]以下。如果应变速度为上述下限以上，则容易使纤维取向。如果应变速度为上述上限以下，则可获得均匀的粒子(纤维束)。应变速度特别优选为10～500[1/s]，尤其优选为20～200[1/s]。
[0248] 将纤维投入至容器时的装入高度优选为容器高度的1/50以上且容器高度的2倍以下。如果装入高度为上述下限以上，则容易使纤维取向。如果装入高度为上述上限以下，则可获得均匀的粒子(纤维束)。装入高度特别优选为容器高度的1/10以上且容器高度以下，尤其优选为容器高度的1/5以上且容器高度的4/5。
[0249] 对纤维和纤维处理剂施加的应变量优选为5,000[‑]以上且230,000[‑]以下。如果应变量为上述下限以上则容易使纤维取向。如果应变量为上述上限以下则可获得均匀的粒子(纤维束)。应变量特别优选为5,000～100,000[‑]，尤其优选为5,000～20,000[‑]。
[0250] 作为对纤维和纤维处理剂施加应变速度的操作，没有特别限制，具体地说可列举以下那样的方法。
[0251] (1)通过转动搅拌叶片使纤维和纤维处理剂接触而施加剪切速度的操作(搅拌造粒)
[0252] 具体地说，可列举向搅拌造粒机的图1所示的具有搅拌叶片3的搅拌槽1内投入纤维和纤维处理剂并进行搅拌方法。
[0253] 关于该搅拌造粒机，如上述本发明的第一方式的纤维集合体的制造方法中所说明的那样，关于其优选方式、搅拌条件等，也如上所述。
[0254] 在进行搅拌造粒的情况下，应变速度是作为将搅拌叶片最外径的圆周速度(搅拌叶片3的前端3a的圆周速度)[m/s]除以搅拌槽3内的搅拌叶片和原料的装入高度[m]而得的值求出的。
[0255] 应变速度[/s]＝搅拌叶片的圆周速度[m/s]/装入高度[m]
[0256] (2)通过使投入了纤维和纤维处理剂的容器振动而施加振动速度的操作(通过振动的造粒)
[0257] 具体地说，将纤维和纤维处理剂投入至能够密闭的容器。能够密闭的容器可以为任何容器，可以使用圆筒形且带螺纹盖的容器。将密闭容器设置在筛振动机等上，施加一定时间振动。使用此时的振动的振幅A和周期T，假设为单振动，通过下述式求出速度(v)。t为经过时间，在t＝0、T/2等时可获得最大速度。
[0258] v＝(2π/T)Acos(2πt/T)
[0259] 在通过振动进行造粒的情况下，应变速度以将由振动产生的最大速度(v)[m/s]除以装入高度而得的值求出。
[0260] 应变速度[/s]＝由振动产生的最大速度[m/s]/装入高度[m]
[0261] 振幅和周期的测定方法可以通过任何方法来测定。可以使用振动机其本身的设定值，也可以使用摄像机拍摄振动其本身，基于图像处理由振幅和周期求出。
[0262] (3)通过使投入了纤维和纤维处理剂的容器旋转的操作而施加旋转速度的操作(转动造粒)
[0263] 具体地说，可列举本发明的第二方式的纤维集合体的制造方法的说明中列举的使用图2所示的盘式造粒机的方法。
[0264] 在这样的转动造粒中，应变速度相当于将盘外周的圆周速度[m/s]除以盘的外周长而得的值。
[0265] 应变速度[/s]＝盘外周的圆周速度[m/s]/盘的外周长[m]
[0266] (4)通过向投入了纤维和纤维处理剂的容器内吹入气体而施加气流剪切速度的操作(流化床造粒)
[0267] 具体地说，流化床造粒法为如下方法，即：从造粒室的下部送入气体，将原料粉粒体向空中卷起从而形成使粒子成为流动状态的层后，将造粒液体喷雾，通过凝聚或被覆使其生长为粒状物的方法。
[0268] 在这样的流化床造粒中，气流的吹出速度成为最大速度。将其除以装入高度而定义为应变速度。
[0269] 应变速度[/s]＝吹出速度[m/s]/装入高度[m]
[0270] ＜纤维＞
[0271] 用于制造纤维集合体的纤维(以下，有时称为“原料纤维”。)包含碳纤维。只要原料纤维包含碳纤维即可，也可以进一步包含除碳纤维以外的无机纤维、有机纤维。
[0272] 作为碳纤维以外的无机纤维，可列举玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维、不锈钢纤维、钢琴线等。
[0273] 作为有机纤维，可列举化学纤维、天然纤维。
[0274] 作为化学纤维，可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、聚乳酸纤维等聚酯系纤维；尼龙6纤维、尼龙66纤维等聚酰胺系纤维；聚丙烯酸系纤维；聚丙烯纤维等聚烯烃系纤维；聚苯硫醚纤维；聚碳酸酯纤维等。
[0275] 作为天然纤维，可列举棉(cotton)、麻、洋麻、竹棉、竹子粘纤、人造纤维等植物纤维、羊毛、丝绸等动物纤维。
[0276] 这些纤维可以仅使用一种，也可以混合两种以上来使用。
[0277] 在这些纤维中，从特别是在作为纤维增强树脂组合物的制造中有用、能够提供比强度和比弹性模量高的纤维增强树脂组合物的方面出发，优选至少使用碳纤维。碳纤维在原料纤维中所占的比例为70质量％以上，特别优选为90～100质量％。
[0278] 原料纤维不限于原生纤维，也可以为再生纤维。特别是根据第一方式，能够由再生纤维在不切断纤维而保持长度的状态下制造纤维对齐的体积密度高的碳纤维集合体。作为再生纤维，可列举使用热、亚临界流体或超临界流体使基体分解而获得的纤维、切断纤维基材的端材而获得的纤维等。再生纤维可以完全除去基体直至成为棉状。在有除不掉的树脂残渣的情况下，可以通过在氧化性气氛下进行热处理来除去。
[0279] 原料纤维是多根不连续纤维(长条纤维)集合而成的，可以为棉状，也可以对齐。如果以单丝不飞散的程度集中，则向纤维集合体的转换效率变高。不连续纤维可以通过将连续的纤维束切断而获得，也可以使用不连续形态的纤维。连续的纤维可以是丝束，也可以是从预浸料、成形品等中取出的纤维。
[0280] 例如通过热使基体分解而获得的再生纤维在刚加热后为干燥的棉状纤维的状态。通过使用搅拌造粒，能够在从纤维再生的工序不变更纤维形态的情况下获得纤维对齐的纤维集合体。这是因为，通过搅拌叶片的旋转能够去除纤维彼此的缠绕、树脂碳化物等附着物。
[0281] 图4表示再生纤维的形态的例子。再生纤维是纤维无规堆叠而成的纤维团。
[0282] 图5表示原生纤维的形态的例子。原生纤维是纤维对齐的纤维束团。
[0283] 可以在用搅拌造粒机等进行搅拌之前将原料纤维解纤。例如，在将纤维处理剂投入至搅拌槽之前，在搅拌槽内利用搅拌叶片对不含液体的纤维进行搅拌，从而将原料纤维解纤。通过利用由搅拌叶片的旋转产生的作用将由树脂碳化物等附着物结合的纤维解开，制成更小单位的纤维，从而能够通过加入纤维处理剂后的利用搅拌叶片的搅拌容易地使纤维对齐。同时能够提高纤维集合体的均匀性。
[0284] 原料纤维上也可以附着有上浆剂、FRP的基体树脂。
[0285] 碳纤维等原料纤维的树脂残渣量例如为0.01～10％的范围。
[0286] 对于碳纤维等原料纤维的纤维直径，没有特别限制。原料纤维的纤维直径为通常3
的纤维直径，例如为5μm～20μm的范围。原料纤维的体积密度例如为0.01～0.90g/cm的范
3
围。如果原料纤维的体积密度为0.01～0.040g/cm 范围，则容易转换为体积密度比原料纤维大的纤维集合体。
[0287] 碳纤维等原料纤维的平均纤维长度优选为1～100mm，特别优选为2～50mm。在用于挤出成形中使用的纤维增强树脂组合物(颗粒)的情况下，原料纤维的平均纤维长度优选为2～12mm。在用于压制成形中使用的纤维增强树脂材料(预浸料)的情况下，原料纤维的平均纤维长度优选为12～50mm，从制造预浸料时容易使纤维集合体散布而均匀堆积的观点考虑，更优选为12～30mm。如果原料纤维的纤维长度为上述下限以上，则能够充分提高纤维增强树脂组合物的强度，且能够高度控制纤维取向。如果原料纤维的平均纤维长度为上述上限以下，则能够抑制制造纤维集合体时向装置的缠绕而提高生产效率，且能够均匀地控制纤维集合体的粒子形状。
[0288] 平均纤维长度优选采用加权平均纤维长度。平均纤维长度可以通过后述的实施例项中记载的方法来测定。也可以使用imageJ等图像处理软件对通过显微镜观察拍摄到的图像进行二值化处理，算出纤维长度。
[0289] ＜纤维处理剂＞
[0290] 作为纤维处理剂，只要能够将纤维造粒而制成纤维集合体即可，没有特别限制。纤维处理剂可以为液体。作为纤维处理剂，例如可以使用：溶剂、在溶剂中溶解有机化合物而成的物质、在溶剂中机械性分散有机化合物而成的物质、在溶剂中利用表面活性剂分散有机化合物而成的物质、将溶剂加热而使粘度降低后的物质等。从能够在室温下形成纤维彼此的液体桥连的观点考虑，纤维处理剂优选在室温下为液体。
[0291] 这里，作为有机化合物，可列举以下那样的化合物等。
[0292] 淀粉、环糊精、氨基酸、肽、蛋白质、天然橡胶、大豆油、椰子油等天然化合物；
[0293] ABS树脂、偏二氯乙烯系胶乳、氯乙烯树脂、丁二烯树脂、氟树脂、聚缩醛、尼龙6，尼龙66等聚酰胺、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚乙烯、聚环氧乙烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚乙烯基醚、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯、甲基丙烯酸树脂等热塑性树脂、该树脂的前体和单体、该树脂的改性物；
[0294] 环氧树脂、二甲苯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、呋喃树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、三聚氰胺树脂、脲树脂等热固性树脂、该树脂的前体和单体、该树脂的改性物；
[0295] 苯乙烯·丁二烯胶乳、丁二烯胶乳、氯丁橡胶/丁二烯胶乳、氯丁二烯橡胶、氨基甲酸酯橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶等合成橡胶；
[0296] 乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、三‑(2‑甲氧基乙氧基)乙烯基硅烷、γ‑缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3‑(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、γ‑(2‑氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ‑氯丙基三甲氧基硅烷、γ‑巯基丙基三甲氧基硅烷、γ‑氨基丙基三乙氧基硅烷等硅烷系偶联剂；
[0297] 异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基十三烷基苯磺酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、四辛基双(二(十三烷基)亚磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酰氧基)氧基乙酸钛酸酯、异丙基三辛酰基钛酸酯、异丙基二甲基丙烯酸异硬脂酰基钛酸酯、异丙基异硬脂酰基二丙烯酸钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三枯基苯基钛酸酯、异丙基三(N‑氨基乙基‑氨基乙基)钛酸酯等钛系偶联剂。
[0298] 作为纤维处理剂，具体地说，可列举以下那样的物质。
[0299] 作为溶剂，可以例示醇类、酮类、烃类等有机溶剂、水。
[0300] 作为造粒促进剂，可列举羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、黄原胶、瓜尔胶、淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇和聚环氧乙烷等有机系增粘剂；蒙脱石、皂石、锂蒙脱石、膨润土、贝得石、绿脱石、锌蒙脱石、镁蒙脱石、合成锂皂石和合成蒙脱石等蒙脱石粘土矿物、含水二氧化硅、无水二氧化硅和含水硅酸盐等白炭黑等无机系增粘剂。
[0301] 作为上浆剂，可列举未皂化的聚乙酸乙烯酯、部分皂化PVA、完全皂化PVA、改性PVA(衣康酸改性、邻苯二甲酸改性、丙烯酸改性等)等聚乙烯醇(PVA)；乙酸乙烯酯与乙烯、马来酸、巴豆酸或丙烯酸的共聚物；甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等纤维素衍生物；玉米淀粉、可溶性淀粉等淀粉衍生物；聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺等丙烯酸系聚合物；橡胶胶乳、环氧树脂、聚氨酯。
[0302] 作为纤维处理剂，从在纤维间形成液体桥连、使纤维容易取向、纤维集合体的体积密度提高和粒子形状均匀化的观点考虑，优选包含选自溶剂、粘土矿物、树脂和表面活性剂中的一种或两种以上。作为纤维处理剂，从安全性方面考虑，优选为水、和在水中溶解有机化合物而成的物质、在水中机械性分散有机化合物而成的物质、在水中利用表面活性剂分散有机化合物而成的物质。作为树脂的一个方式，可以包含聚合物。
[0303] 作为溶剂，可列举甲醇、乙醇、丙醇等醇类、丙酮、甲基乙基酮等酮类、己烷、环己烷、苯、甲苯、苯乙烯等烃类等有机溶剂、和水。从形成液体桥连的观点考虑，优选为水。
[0304] 作为粘土矿物，可列举蒙脱石、皂石、锂蒙脱石、膨润土、贝得石、绿脱石、锌蒙脱石、镁蒙脱石、合成锂皂石和合成蒙脱石等。
[0305] 作为树脂，可列举ABS树脂、偏二氯乙烯系胶乳、氯乙烯树脂、丁二烯树脂、氟树脂、聚缩醛、尼龙6、尼龙66等聚酰胺树脂、聚芳酯、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚乙烯、聚环氧乙烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚乙烯基醚、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙烯、甲基丙烯酸树脂等热塑性树脂；环氧树脂、二甲苯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、呋喃树脂、聚酰亚胺、聚氨酯、三聚氰胺树脂、脲树脂等热固性树脂；苯乙烯·丁二烯胶乳、丁二烯胶乳、氯丁橡胶/丁二烯胶乳、氯丁二烯橡胶、氨基甲酸酯橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶等合成橡胶；等。从保持纤维束形状的观点考虑，树脂优选包含选自环氧树脂、聚氨酯树脂和聚酰胺树脂中的至少一种。
[0306] 作为表面活性剂，可列举烷基醚羧酸盐等阴离子表面活性剂、脂肪族季铵盐、咪唑啉 盐等阳离子表面活性剂、羧基甜菜碱型等两性表面活性剂、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯等非离子表面活性剂。
[0307] 纤维处理剂优选具有下述(1)、(2)中的任一者或两者的物性。
[0308] (1)在23℃时的表面张力为120mN/m以下
[0309] (2)在23℃时的粘度为10Pa·s以下
[0310] 如果纤维处理剂在23℃时的表面张力为120mN/m以下，则能够在纤维间形成液体桥连，能够使纤维的移动容易地进行而使纤维取向。纤维处理剂在23℃时的表面张力可以设为110mN/m以下、100mN/m以下、90mN/m以下、72mN/m以下、60mN/m以下、50mN/m以下、40mN/m以下。另一方面，纤维处理剂在23℃时的表面张力可以设为10mN/m以上、15mN/m以上、20mN/m以上、30mN/m以上。
[0311] 这里，在23℃时的表面张力为通过平板法(垂直板法)测定的值。在加热进行造粒时，可以使用在搅拌时的温度下的上述表面张力范围的纤维处理剂。
[0312] 如果纤维处理剂的表面张力为上述下限以上，则对将纤维彼此相连的液体桥连部分施加适当的毛细管负压，纤维彼此吸附并取向，能够获得致密的纤维集合体。如果表面张力为上述上限以下，则纤维处理剂适度地润湿纤维表面，液体桥连高效地发生，纤维的造粒效率优异。
[0313] 如果纤维处理剂在23℃时的粘度为10Pa·s以下，则能够使纤维集合体的粒子形状均匀。纤维处理剂在23℃时的粘度可以设为8Pa·s以下、5Pa·s以下、2Pa·s以下、0.5Pa·s以下。另一方面，纤维处理剂在23℃时的粘度可以设为0.0001Pa·s以上。
[0314] 这里，在23℃时的粘度是通过B型旋转粘度计测定的值。在加热进行造粒时，可以使用在搅拌时的温度下的上述粘度张力范围的纤维处理剂。
[0315] 如果纤维处理剂的粘度为上述上限以下，则纤维彼此的摩擦适度地产生，由此能够获得形状整齐的均匀的纤维集合体。另外，通过纤维处理剂在纤维表面润湿扩展，从而液体桥连高效地发生，纤维的造粒效果优异。
[0316] 纤维处理剂在23℃时的表面张力例如可以通过表面活性剂、溶剂的混合来调节。
[0317] 纤维处理剂在23℃时的粘度例如可以通过造粒促进剂、溶剂的混合来调节。
[0318] 这样的纤维处理剂相对于纤维100质量份优选使用5～120质量份。如果纤维处理剂的使用量为上述下限以上，则在纤维间产生适度量的液体桥连，能够促进纤维的流动和吸附而适当地取向，能够获得致密的纤维集合体。如果纤维处理剂的使用量为上述上限以下，则能够在纤维间的液体桥连不消失的情况下获得不浆料化而保持了粒子形状的纤维集合体。纤维处理剂相对于纤维100质量份更优选使用20～80质量份。在原料纤维的平均纤维长度为2～12mm的情况下，从能够容易地干燥的观点和能够将纤维集合体调节为适合于颗粒的大小的观点考虑，纤维处理剂相对于纤维100质量份优选使用5～50质量份，更优选使用10～40质量份。在原料纤维的平均纤维长度为12～50mm的情况下，从能够容易地干燥的观点和能够将纤维集合体调节为适合于预浸料的大小的观点考虑，纤维处理剂相对于纤维100质量份优选使用20～120质量份，更优选使用30～80质量份。
[0319] 纤维处理剂可以与纤维一起将其总量一并投入搅拌造粒机中，可以间歇地分批投入，也可以连续地投入。
[0320] ＜纤维集合体＞
[0321] 根据本发明的第一方式，通过将纤维和纤维处理剂进行造粒，能够在不切断纤维而保持长度的状态下制造纤维对齐的体积密度高的纤维集合体。
[0322] 纤维集合体中的纤维的平均纤维长度优选为1～100mm，特别优选为2～50mm。在用于挤出成形中使用的纤维增强树脂组合物(颗粒)时，纤维集合体的纤维的平均纤维长度优选为2～12mm。在用于压制成形中使用的纤维增强树脂组合物(预浸料)时，纤维集合体的纤维的平均纤维长度优选为12～50mm。
[0323] 作为纤维长度维持的程度，从纤维集合体的均匀性提高的方面出发，纤维集合体中的纤维的平均纤维长度Y相对于投入至搅拌槽前的原料纤维的平均纤维长度X之比(Y/X)优选为0.55以上，优选为0.70以上，进一步优选为0.80以上，特别优选为0.90以上。该比(Y/X)可以设为1以下。
[0324] 所获得的纤维集合体的形状没有特别限制，在作为增强纤维的用途中，优选为长球形状或股线形状。
[0325] 作为长球形状，可列举椭圆体作为一例，但最粗部分的直径为0.1mm～10mm，长轴的长度比纤维集合体中的纤维的平均纤维长度长，为3mm～150mm，截面形状可以设为圆形、椭圆形等。从向混炼机的进料效率的观点考虑，用于颗粒时的纤维集合体的形状为长球形状，最粗部分的直径为2mm～7mm，长轴的长度比纤维集合体中的纤维的平均纤维长度长，其比(长轴的长度/平均纤维长度)为1.1倍～5.0倍，优选设为3mm～18mm。从容易将纤维集合体散布并均匀堆积的观点考虑，用于预浸料时的纤维集合体的形状为股线形状，最粗部分的直径为2mm～10mm，束长比纤维集合体中的纤维的平均纤维长度长，其比(束长/平均纤维长度)为1.1倍～3.0倍，优选设为12mm～150mm。
[0326] 优选该纤维集合体的长轴比该纤维集合体中所含的纤维的平均纤维长度长。
[0327] 纤维集合体的体积密度例如可以设为0.03～0.7g/cm3。根据所使用的原料纤维而3
不同，但从纤维集合体的输送效率的观点考虑，体积密度优选为0.1g/cm以上，特别优选为
3 3
0.2g/cm以上。如果是纤维含量少的成形品的用途，则体积密度可以设为0.1g/cm以上且小
3 3 3
于0.3g/cm、0.1g/cm以上且0.29g/cm以下。如果是要求强度的成形品的用途，则体积密度
3 3
可以设为0.3g/cm～0.6g/cm 。从能够增加可一次进料的量的方面出发，在任何情况下，体
3 3
积密度均优选为0.15g/cm以上，特别优选为0.2g/cm以上。纤维集合体的安息角优选为60°以下，更优选为50°以下。可以设为10°以上。
[0328] 纤维集合体的体积密度和安息角通过后述的实施例项中记载的方法来测定。
[0329] 纤维集合体中的纤维含有率例如可以设为10～99质量％。在用于颗粒制造时，纤维集合体中的纤维含有率例如可以设为80～99质量％。在将纤维集合体直接投入至成形模具等用于成形时，纤维集合体中的纤维含有率例如可以设为10～70质量％。在纤维集合体中含有树脂时，相对于纤维集合体中的纤维100质量份更优选含有0.1～20质量份，特别优选含有0.5～10质量份。
[0330] ＜用途＞
[0331] 通过本发明的第一方式的纤维集合体的制造方法制造的纤维集合体、特别是碳纤维集合体可以作为增强纤维有效地用于各种预浸料(无规、单向)、颗粒、冲压片等纤维增强树脂组合物成形材料。
[0332] ＜预浸料片的制造方法＞
[0333] 预浸料片的制造方法包括：使多个通过上述纤维集合体的制造方法制造的纤维集合体堆积。
[0334] 可以使用作为纤维集合体的SACFB来制造的预浸料的一例为片状预浸料。优选例中，可以经过以下的第一步骤～第四步骤来制造片状预浸料。
[0335] 第一步骤：在第一保护膜和第二保护膜各自的表面上涂布液态热固性树脂组合物的步骤。
[0336] 第二步骤：在第一保护膜的涂布有液态热固性树脂组合物的表面上堆积包含SACFB的多个长条碳纤维束，形成碳纤维毡的步骤。
[0337] 第三步骤：以将碳纤维毡夹在中间且涂布有液态热固性树脂组合物的面彼此互相相对的方式将第二保护膜贴合在第一保护膜上，形成层叠体的步骤。
[0338] 第四步骤：通过对层叠体进行加压从而用液态热固性树脂组合物含浸碳纤维毡，获得片状预浸料的步骤。
[0339] 第一保护膜和第二保护膜为合成树脂膜，其材料可以从聚乙烯、聚丙烯这样的聚烯烃、聚偏二氯乙烯、氯乙烯树脂、聚酰胺等中适当选择。第一保护膜和第二保护膜也可以为多层膜。第一保护膜和第二保护膜的规格可以相同，也可以不同。
[0340] 在第二步骤中，在第一保护膜的涂布有液态热固性树脂组合物的表面上例如通过散布这样的方法堆积包含SACFB的多个长条碳纤维束，从而形成碳纤维毡。
[0341] 第一步骤中涂布在第一保护膜和第二保护膜上的液态热固性树脂组合物的量和第二步骤中形成在第一保护膜上的碳纤维毡的单位面积重量，考虑要制造的片状预浸料的单位面积重量和纤维含有率来调节。
[0342] 在液态热固性树脂组合物中配合有增粘剂时，在第四步骤后，使预浸料熟化直至液态热固性树脂组合物的粘度变得充分高。
[0343] 在上述步骤中，第一保护膜和第二保护膜也可以为从辊卷出的载体膜。
[0344] 在优选例中，可以使用图8中示出概念图的片状预浸料制造装置，连续地制造长条的片状预浸料。
[0345] 图8所示的片状预浸料制造装置具有：在从辊卷出的第一保护膜上涂布液态热固性树脂组合物的部分、在第一保护膜上散布碳纤维束而使碳纤维毡堆积的部分、在从辊卷出的第二保护膜上涂布液态热固性树脂组合物的部分、在第一保护膜上贴合第二保护膜而制成层叠体的部分、对层叠体进行加压的部分、卷绕层叠体的部分。
[0346] 作为利用使用了SACFB的预浸料来制造CFRP产品时的成形方法，可以优选使用压制成形法，但并无限定。作为该成形方法，例如也可以使用高压釜成形法那样的除压制成形法以外的成形方法。
[0347] [本发明的第四方式]
[0348] 以下对本发明的第四方式的实施方式进行说明。
[0349] 本发明的第四方式涉及的纤维束(以下，有时记载为“纤维束W”。)包含多个碳纤维和树脂或溶剂，纤维束为椭圆体形状，下述条件(1)中限定的A’/A为0.75～0.93。第四方式涉及的纤维束为纤维集合体的一个方式。
[0350] 条件(1)：使用图像分析软件对从与垂直方向板相反一侧拍摄静置在白色板上的纤维束而获得的图像进行二值化，获得二值图像。对二值图像进行轮廓提取，获得纤维束的轮廓。根据所获得的轮廓求出费雷特直径并记为长轴长度A。将对上述二值图像进行椭圆近似而获得的椭圆的长轴长度设为A’。
[0351] 随着A’/A接近1，将纤维束沿着与长轴相同方向切断时的截面形状接近椭圆形状或圆形状。存在如下倾向：随着A’/A的值变小，越接近在上述截面形状的长轴前端具有角部、突出的纤维的形状。如果A’/A为0.75以上，则在制成存在多个纤维束的状态(多个纤维集合体)时，该纤维束彼此容易滑动，能够抑制在用于向混炼机中投入纤维束的进料器内的特别是料斗中使纤维束相互支撑而阻碍落下的桥接。如果A’/A为0.93以下，则纤维束沿流动方向取向，容易在进料器内流动，可在进料器内以间隙变少的方式配置纤维束，因此能够持续地供给一定量。
[0352] A’/A例如可以设为0.93以下、0.92以下、0.91以下。A’/A例如可以设为0.75以上、0.80以上、0.81以上、0.85以上。
[0353] 从树脂成形品的机械物性的观点考虑，纤维束W的长轴长度A优选为3mm以上，更优选为4mm以上。从防止桥接发生的观点考虑，长轴长度A可以设为30mm以下、25mm以下。
[0354] 由轮廓的长轴和短轴求出的假想椭圆的面积S’与椭圆近似而获得的椭圆的面积S之比(S’/S)可以设为0.70～1.06、0.80～0.92。
[0355] 条件(1)例如可以通过以下方法来实施。
[0356] 使用数字显微镜VHX‑6000和环形照明，以20倍的倍率拍摄纤维束。在纤维束自然地配置在保持为水平的白色板上且稳定的状态下，从与白色板相反的垂直方向拍摄。图像解析使用软件(ImageJ)通过大津的二值化处理(Make Binary)获得二值图像。对该二值图像进行轮廓提取(Analyze Particles，Outlines)，获得一个纤维束的轮廓。根据所获得的轮廓求出费雷特直径(Feret’s Diameter)。通过最小二乘法对轮廓进行椭圆近似(Analyze Particles，Ellipses)，得到所获得的椭圆的长轴(Major)的长度A’。
[0357] 纤维束W中的纤维的平均纤维长度优选为1～100mm，特别优选为2～50mm。在用于颗粒制造时，纤维束W中的纤维的平均纤维长度优选为2～12mm。平均纤维长度优选采用加权平均纤维长度，可以通过后述的实施例项中记载的方法来测定。纤维的平均纤维长度可以比长轴A短，可以设为0.2×A～0.8×Amm的关系。
[0358] 纤维束W中所含的长丝数例如可以设为8000以上且800000以下。通过纤维束W的长轴的中心的长丝数比长轴的末端多，从而能够形成椭圆体形状。纤维束W中的纤维对齐而形成了纤维束。纤维束中的存在于表面的纤维优选沿着椭圆体的轮廓而弯曲取向。
[0359] 椭圆体具有长轴、短轴1和短轴2，为了防止纤维束在进料器内的例如料斗的狭窄部堵塞，优选短轴1的长度B比短轴2的长度C长、且接近短轴2的长度C。从防止桥接发生的观点考虑，B优选为C的3.0倍以下、2.0倍以下，可以设为1.1倍以上、例如1.5倍以上。
[0360] 作为具体的长度，从供给量控制的观点考虑，B优选为1mm以上，更优选为2mm以上。从防止桥接发生的观点考虑，B通常为9mm以下，优选为8mm以下，更优选为6mm以下。
[0361] 从供给量控制的观点考虑，C优选为0.5mm以上，更优选为1mm以上。从防止桥接发生的观点考虑，C通常为6mm以下，优选为4mm以下，更优选为3mm以下。
[0362] 长轴相对于短轴1之比(B/A)可以设为2～12，长轴相对于短轴2之比(C/A)可以设为1～6。
[0363] 由下述式(2)表示的纤维束的粒子密度可以设为0.3～1.8g/cm3。
[0364] 粒子密度＝G/(4πabc/3)…式(2)
[0365] (式(2)中，G表示纤维束的质量，a表示A/2，b表示B/2，c表示C/2。)[0366] 从改善进料效率的观点考虑，作为纤维集合体，纤维束W的个数比例优选为45％以上，更优选为50％以上，进一步优选为60％以上，特别优选为80％以上。个数比例可以设为小于100％。
[0367] 个数比例可通过从纤维集合体提取100～10000个纤维束，将提取的纤维集合体中3
的纤维束W的个数除以提取的个数来求出。可以用计量容器从纤维集合体取出4.5cm ～
3
450cm的纤维束W，以取出的纤维束不堆叠的方式配置在白色板上，针对利用数码相机拍摄所配置的多个纤维束而获得的图像，使用条件(1)的图像解析方法求出各个纤维束的A’/A。
优选从多个纤维束凝聚而成的凝聚物和除去了微粉的状态的纤维集合体中提取纤维束。
[0368] ＜纤维束W的制造方法＞
[0369] 纤维束W可通过将由长条纤维构成的棉与液体混合而使长条纤维自发束状化来获得。具体地说，可以通过转动造粒、搅拌造粒、流化床造粒等造粒来制造。例如，可以在搅拌造粒机中投入由长条的碳纤维构成的棉和液体，在搅拌叶片(搅拌器：agitator)的旋转速度120～470rpm、切碎机的旋转速度2000～3000rpm下进行搅拌，从而将A’/A设为特定范围。液体相对于纤维100质量份优选使用5～120质量份，特别更优选使用20～80质量份。构成液体的成分可以使用前文所述的树脂、溶剂。
[0370] 作为适合用于制造纤维束W的造粒搅拌机，可列举：作为本发明的第一方式涉及的纤维集合体的制造方法中的搅拌造粒机在前文描述的图1所示的搅拌造粒机。关于其具体的搅拌造粒机、搅拌条件等也同样。
[0371] 关于搅拌造粒机的旋转方向条件，优选设为搅拌叶片前端(图1a的3a部)的圆周速度(以下，简称为“圆周速度”。)为1～20m/秒的范围。如果圆周速度为1m/秒以上，则能够一边使纤维混合粒在搅拌槽内循环一边进行搅拌。如果圆周速度为20m/秒以下，则能够使纤维集合体的粒子形状均匀。搅拌叶片的圆周速度优选为4～12m/秒，进一步优选为4～8m/秒。
[0372] 搅拌叶片的旋转速度可以设定为30～1800rpm。切碎机的旋转速度可以设定为800～5000rpm。在不切断纤维的范围内，存在搅拌叶片与切碎机的旋转速度越大则A’/A越小的倾向。
[0373] 实施例
[0374] 以下，使用实施例更具体地说明本发明。本发明只要不超出其主旨，就不限定于以下的实施例。
[0375] [搅拌造粒机]
[0376] 在以下的实施例1～4中，搅拌造粒机如图1所示为3片搅拌叶片从中心的旋转轴以放射状延伸的搅拌造粒机。搅拌叶片的倾斜角θ分别如下所述。
[0377] [测定·评价方法]
[0378] 各种测定·评价方法如下所述。
[0379] ＜表面张力＞
[0380] 使用自动表面张力计(协和界面科学：CBVP‑A3，平板法)测定纤维处理剂在23℃时的表面张力。
[0381] ＜粘度＞
[0382] 使用B型旋转粘度计(Brookfield：LVDV‑1Pri，主轴S61)测定纤维处理剂在23℃时的粘度。将以50rpm测定的值作为粘度的代表值。
[0383] ＜平均纤维长度＞
[0384] 将一个纤维集合体浸渍于乙醇中进行解开直至成为单纤维，转移到滤纸上使其干燥，利用数字显微镜(基恩士：HX‑6000‑2)进行拍摄，用内置的软件测量纤维长度。对各试样计数100根，算出平均纤维长度(加权平均纤维长度)。加权平均纤维长度通过以对长度加权2
的方式将测定长度的平方总和除以测定长度的总和来求出(加权平均纤维长度L＝Σl/Σl)
[0385] ＜体积密度＞
[0386] 在 的容器中放入100mL的多个纤维集合体，从3cm的高度振实(tapping)10次，使纤维集合体沉着，根据其体积和重量算出体积密度。依据JISZ2512和JISR1628进行测定。
[0387] ＜长轴比A’/A＞
[0388] 将作为纤维集合体获得的纤维束配置在保持为水平的白色板上，从与白色板相反的垂直方向，使用数字显微镜VHX‑6000和环形照明以20倍的倍率进行拍摄。图9表示实施例1中的纤维束的拍摄图像。图12表示比较例1中的纤维束的拍摄图像。拍摄的图像通过使用ImageJ(Wayne Rasband)进行大津的二值化处理(Make Binary)而获得二值图像。对该二值图像进行轮廓提取(Analyze Particles，Outlines)，获得一个纤维束的轮廓。图10表示实施例1中的纤维束的轮廓。由获得的轮廓求出费雷特直径(Feret’s Diameter)并记为长轴长度A。通过最小二乘法对轮廓进行椭圆近似(Analyze Particles，Ellipses)，获得所获得的椭圆的长轴(Major)的长度A’。将A’除以A而求出长轴比A’/A。图11表示实施例1中的近似椭圆。
[0389] ＜B和C＞
[0390] 将作为纤维集合体获得的纤维束配置在保持为水平的白色板上，用游标卡尺测量与长轴正交的方向的长度并记为B。将纤维束配置在保持为水平的白色板上，用测高计测量与长轴正交的垂直方向的高度并记为C。
[0391] ＜面积比S’/S＞
[0392] 将作为纤维集合体获得的纤维束配置在保持为水平的白色板上，从与白色板相反的垂直方向使用数字显微镜VHX‑6000和环形照明以20倍的倍率进行拍摄。图9表示实施例1中的纤维束的拍摄图像。图12表示比较例1中的纤维束的拍摄图像。拍摄的图像通过使用ImageJ(Wayne Rasband)进行大津的二值化处理(Make Binary)而获得二值图像。对该二值图像进行轮廓提取(Analyze Particles，Outlines)，获得一个纤维束的轮廓。图10表示实施例1中的纤维束的轮廓。根据所获得的轮廓求出费雷特直径(Feret’s Diameter)并记为长轴长度A。将对长轴进行二等分的点设为F，将F处的相对于长轴的垂线与轮廓的交点设为Y和Y’，将连接Y和Y’的直线设为短轴B，将由式(S＝π×A/2×B/2)求出的面积设为S。将通过最小二乘法对轮廓进行椭圆近似(Analyze Particles，选择Ellipses)获得的椭圆的面积(Area)设为S’。将S’除以S，求出面积比S’/S。
[0393] ＜安息角＞
[0394] 使纤维束200g从高度100mm的位置自然落下在 的保持为水平的圆板上，测量经过10秒后的纤维束的堆积高度。将圆板的半径设为R、层叠高度设为T，求出安息角θ‑1＝tan (T/R)。
[0395] ＜纤维束W的个数比例(0.75‑0.93个数比例)＞
[0396] 从多个纤维束随机提取111个纤维束，将A’/A为0.75～0.93的纤维束的个数除以111，求出个数比例。用数码照相机代替数字显微镜，除此以外，与＜长轴比A’/A＞同样地求出A’/A。
[0397] ＜碳纤维集合体的重量分布＞
[0398] 从多个纤维束随机提取300根纤维束，测定各自的重量。根据300根的测定结果算出数均和重均。将重均除以数均而求出碳纤维集合体的重量分布。
[0399] [制造例1：分散液1]
[0400] 将下述种类和配合量的(A)成分、(B)成分、(C)成分在80～100℃用行星式混合机和均质混合机进行混炼、混合。然后，在维持混炼的状态下降温至80℃，接着，少量一点一点添加下述(D)成分的水溶液。通过该工序使内容物的粘度缓慢地上升。将(D)成分的水溶液全部投入后，一边充分混炼10分钟一边降温至60℃。接着，少量一点一点滴加去离子水，通过转相点后，增加所滴加的水量。最终获得有效成分含量40质量％左右的水分散液1。
[0401] (A)单末端丙烯酸改性双酚A环氧树脂(35质量份)(三菱化学公司制EP828 base)[0402] (B)脂肪族系氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(30质量份)(沙多玛公司制CN‑9788)[0403] (C)双酚A的环氧乙烷2摩尔加成物富马酸酐酯(20质量份)
[0404] (D)日本乳化材(株)公司制Newcol 723SF(15质量份)
[0405] [实施例1]
[0406] 作为碳纤维，使用通过热分解法获得的棉状的再生碳纤维(平均纤维长度2.5mm，3
体积密度0.034g/cm )。首先，将该碳纤维1200g投入至搅拌造粒机(商品名：SP造粒机SPG25T，Dalton公司制，装置容积：25升，搅拌叶片的倾斜角θ：30°，搅拌叶片直径396mm)，搅拌1分钟使其解纤。接着，将作为纤维处理剂的水900g和分散液1(固体成分浓度40质量％)
60g混合而成的液体(23℃的表面张力：39.5mN/m，23℃的粘度：0.0017Pa·s)投入至搅拌造粒机，以搅拌叶片400rpm(搅拌叶片的圆周速度：8m/秒)、切碎机3000rpm的速度搅拌6分钟进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得短径1.5mm、长轴12mm的长球形状的碳纤维集合体。
[0407] 搅拌叶片的圆周速度为8.3m/s，原料的装入高度为0.28m，应变速度为30[1/s]。另外应变量为10,600。
[0408] 对于所获得的碳纤维集合体，通过上述方法测定碳纤维集合体中的碳纤维的平均纤维长度和体积密度等，将结果示于表1中。
[0409] 另外，观察碳纤维集合体的外观，调查碳纤维的对齐状态，将结果示于表1中。
[0410] 该纤维集合体的长轴比(A’/A)为0.91，面积比(S’/S)为0.92，粒子密度为0.71g/3
cm，安息角为54°。
[0411] 将该纤维集合体投入至具有料斗(倒四角锥形，投入口长度120mm，投入口宽度200mm，排出口长度120mm，排出口宽度35mm，料斗角度35°)的螺旋进料器(Labtech Engineering公司制，单轴，进料器直径 螺旋直径 )，以10rpm进行运转，结果每36秒测量4次时的排出量平均为1.74g，标准偏差为0.09g。A’/A落入0.75～0.93范围内的纤维束的个数比例为58％。
[0412] 实施例1的纤维集合体与后述比较例1的纤维集合体相比能够稳定地排出。
[0413] [实施例2]
[0414] 在上述实施例1的碳纤维集合体的制造方法中，用原生碳纤维(商品名：PYROFIL短3
切纤维TR03CM，三菱化学公司制，切割长度3.1mm，体积密度0.706g/cm)代替再生碳纤维，将纤维处理剂的水使用量设为180g，除此以外，与实施例1同样地操作，获得短径1.5mm、长轴12mm的长球形状的碳纤维集合体。
[0415] 本实施例中使用的纤维处理剂(水和分散液1的混合物)在23℃的表面张力为38.4mN/m，在23℃的粘度为0.0029Pa·s。
[0416] 搅拌叶片的圆周速度为8.3m/s，原料的装入高度为0.014m，应变速度为613[1/s]。应变量为220,700。
[0417] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0418] 该纤维集合体的长轴比(A’/A)为0.80，面积比(S’/S)为0.78，粒子密度为0.83g/3
cm，安息角为50°。
[0419] 将该纤维集合体投入至具有料斗(倒四角锥形，投入口长度120mm，投入口宽度200mm，排出口长度120mm，排出口宽度35mm，料斗角度35°)的螺旋进料器(Labtech Engineering公司制，单轴，进料器直径 螺旋直径 )，以10rpm进行运转，结果每36秒测量4次时的排出量平均为2.28g，标准偏差为2.48g。
[0420] 实施例2的纤维集合体与后述的比较例1的纤维集合体相比能够排出较多的量。
[0421] [实施例3]
[0422] 在实施例1的碳纤维集合体的制造方法中，用原生碳纤维(商品名：PYROFIL短切纤3
维TR03CM，三菱化学公司制，切割长度3.1mm，体积密度0.706g/cm)3000g代替再生碳纤维，用分散液2(阴离子性聚酰胺溶液，固体成分浓度40质量％)250g代替分散液1，将水的使用量设为200g，除此以外，与实施例1同样地操作，获得椭圆体状的碳纤维集合体。纤维处理剂(水和分散液2的混合物)在23℃的表面张力为59.0mN/m，在23℃的粘度为0.0022Pa·s。
[0423] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。所获得的碳纤维集合体比实施例1的碳纤维集合体硬，存在容易保持形状的倾向。
[0424] [实施例4]
[0425] 用搅拌造粒机(商品名：亨舍尔混合机FM10B，三井三池制作所公司制，装置容积：9升，搅拌叶片的倾斜角θ：30°)代替造粒装置，投入将再生碳纤维(平均纤维长度2.5mm，体积3
密度0.03g/cm)200g、作为纤维处理剂的水140g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)20g混合而成的液体，以搅拌叶片1200rpm(搅拌叶片的圆周速度：13m/秒)的速度搅拌
3分钟进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得椭圆体状的碳纤维集合体。
[0426] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0427] [实施例5]
[0428] 用搅拌造粒机(商品名：亨舍尔混合机FM10B，三井三池制作所公司制，装置容积：9升，搅拌叶片的倾斜角θ：30°)代替造粒装置，投入原生碳纤维(商品名：PYROFIL短切纤维3
TR03CM，三菱化学公司制，切割长度3.1mm，体积密度0.706g/cm)200g和作为纤维处理剂的水40g，以搅拌叶片1200rpm(搅拌叶片的圆周速度：13m/秒)的速度搅拌3分钟进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得椭圆体状的碳纤维集合体。
[0429] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0430] [实施例6]
[0431] 用转动搅拌造粒机(商品名：强力混合机R05T，EIRICH公司制，装置容积：40升，转子类型：星型)代替造粒装置，投入将原生碳纤维(商品名：PYROFIL短切纤维TR03CM，三菱化3
学公司制，切割长度3.1mm，体积密度0.706g/cm)6000g、作为纤维处理剂的水200g和分散液2(阴离子性聚酰胺溶液，固体成分浓度40质量％)700g混合而成的液体，以混合盘29rpm(旋转容器的圆周速度：0.8m/秒)、搅拌转子560rpm(搅拌叶片的圆周速度：8m/秒)的速度搅拌3分钟进行造粒。搅拌转子的旋转方向设为与混合盘相反的方向。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得椭圆体状的碳纤维集合体。
[0432] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。所获得的碳纤维集合体比实施例1的碳纤维集合体硬，存在容易保持形状的倾向。
[0433] [实施例7]
[0434] 用转动搅拌造粒机(商品名：强力混合机R05T，EIRICH公司制，装置容积：40升，转子类型：星型)代替造粒装置，投入将再生碳纤维(平均纤维长度6.0mm，体积密度0.15g/3
cm)6000g、作为纤维处理剂的水350g和分散液2(阴离子性聚酰胺溶液，固体成分浓度40质量％)700g混合而成的液体，搅拌6分钟进行造粒。混合盘的转速设为29rpm(旋转容器的圆周速度：0.8m/秒)。关于搅拌转子的转速，最初的3分钟设为1120rpm(搅拌叶片的圆周速度：
16m/秒)，接下来的3分钟设为140rpm(搅拌叶片的圆周速度：2m/秒)。搅拌转子的旋转方向设为与混合盘相反的方向。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得椭圆体状的碳纤维集合体。
[0435] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。所获得的碳纤维集合体比实施例1的碳纤维集合体硬，存在容易保持形状的倾向。
[0436] [实施例8]
[0437] 将上述实施例7中获得的碳纤维集合体投入至振动筛(商品名：振动筛401C，Dalton公司制，筛网：5目，线形0.8mm，筛孔尺寸4.3mm)，以振幅35Hz使其振动，将通过筛网的分级物回收，获得椭圆体状的碳纤维集合体。
[0438] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。在进料评价中，实施例8的纤维集合体与实施例7的纤维集合体相比能够排出较多的量。
[0439] [实验例1]
[0440] 用转动造粒机(盘型，旋转容器内尺寸 )代替造粒装置，投入原生碳纤维(商品名：PYROFIL短切纤维TR03CM，三菱化学公司制，切割长度3.1mm，体积密度
3
0.706g/cm)50g和作为纤维处理剂的水10g，以倾斜角度45°、转速60rpm(侧壁面圆周速度
0.75m/s)的速度转动6分钟进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得椭圆体状的碳纤维集合体。
[0441] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0442] [实验例2]
[0443] 用振动造粒机(圆筒型密闭容器，容器内尺寸 )代替造粒装置，投入原生碳纤维(商品名：PYROFIL短切纤维TR03CM，三菱化学公司制，切割长度3.1mm，体积密度
3
0.706g/cm)50g和作为纤维处理剂的水10g，手动振动30秒(频率2Hz，振幅200mm)进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得椭圆体状的碳纤维集合体。
[0444] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0445] [实验例3]
[0446] 用挤出造粒机(商品名：PELLETER DOUBLE EXDF(前挤出型)，Dalton公司制，丝网直径6mm)代替造粒装置，将原生碳纤维(商品名：PYROFIL短切纤维TR03CM，三菱化学公司3
制，切割长度3.1mm，体积密度0.706g/cm)100g、作为纤维处理剂的水1000g、和聚丙烯酰胺(商品名：Acryprimer GA1055L，三菱化学公司制)10g混合，以200kg/h挤出进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得不定形的碳纤维集合体。不定形的碳纤维集合体的形状如图12所示。
[0447] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0448] [实验例4]
[0449] 用转动造粒机(盘型，旋转容器内尺寸 )代替造粒装置，投入将再生3
碳纤维(平均纤维长度2.5mm，体积密度0.03g/cm)50g、作为纤维处理剂的水37.5g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)2.5g混合而成的液体，以倾斜角度45°、转速60rpm(侧壁面圆周速度0.75m/s)的速度转动6分钟进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得不定形的碳纤维集合体。不定形的碳纤维集合体的形状如图13所示。
[0450] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0451] [实验例5]
[0452] 用振动造粒机(圆筒型密闭容器，容器内尺寸 )代替造粒装置，投入3
将再生碳纤维(平均纤维长度2.5mm，体积密度0.03g/cm)50g、作为纤维处理剂的水37.5g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)2.5g混合而成的液体，手动振动30秒(频率
2Hz，振幅200mm)进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得不定形的碳纤维集合体。
[0453] 对于所获得的碳纤维集合体，与实施例1同样地进行评价，将结果示于表1中。
[0454] [表1]
[0455]
[0456] 在实验例3～5的方法中，在特定的时间内并未获得椭圆体形状的碳纤维集合体。在实验例3～5的方法中，例如通过延长处理时间，有可能获得椭圆体形状的碳纤维集合体。
但是，结果是：在能够短时间内有效率地获得椭圆体形状的碳纤维集合体这一点上，实施例
1～8的方法优于实验例3～5的方法。
[0457] [实施例9]
[0458] 作为碳纤维，使用原生碳纤维(三菱化学公司制TR50S15L的切断品，纤维长度25mm)。首先，将该碳纤维1000g投入至搅拌造粒机(商品名：SP造粒机SPG25T，Dalton公司制，装置容积：25升，搅拌叶片的倾斜角θ：30°)，搅拌1分钟进行解纤。接着，将作为纤维处理剂的水400g投入至搅拌造粒机，搅拌7分钟进行造粒。关于搅拌叶片前端的圆周速度，最初的1分钟设为4m/s，接下来的3分钟设为8m/s，接下来的3分钟设为4m/s。将该造粒物在110℃的振动式热风干燥机中干燥30分钟，获得股线状的碳纤维集合体。
[0459] 将所获得的碳纤维集合体的评价结果示于表2中。
[0460] [实施例10]
[0461] 在上述实施例9的碳纤维集合体的制造方法中，用水375g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)25g的混合液体代替纤维处理剂，除此以外，与实施例9同样地操作，获得股线状的碳纤维集合体。
[0462] 将所获得的碳纤维集合体的评价结果示于表2中。
[0463] [实施例11]
[0464] 在上述实施例9的碳纤维集合体的制造方法中，用再生碳纤维(将三菱化学公司制TR50S15L的长条碳纤维和由乙烯基酯树脂构成的SMC进行热分解而获得的棉状碳纤维，纤维长度25mm)1000g代替原生碳纤维，用水750g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)50g的混合液体代替纤维处理剂，除此以外，与实施例9同样地操作，获得股线状的碳纤维集合体。
[0465] 将所获得的碳纤维集合体的评价结果示于表2中。
[0466] [实施例12]
[0467] 用转动搅拌造粒机(商品名：强力混合机R05T，EIRICH公司制，装置容积：40升，转子类型：星型)代替造粒装置，投入将再生碳纤维(将三菱化学公司制TR50S15L的长条碳纤维和由乙烯基酯树脂构成的SMC进行热分解而获得的棉状碳纤维，纤维长度25mm)3000g、作为纤维处理剂的水1950g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)450g混合而成的液体，搅拌9分钟进行造粒。混合盘的转速设为29rpm(旋转容器的圆周速度：0.8m/秒)。关于搅拌转子的转速，将最初的6分钟设为1120rpm(搅拌叶片的圆周速度：16m/秒)，将接下来的3分钟设为140rpm(搅拌叶片的圆周速度：2m/秒)。关于搅拌转子的旋转方向，最初的6分钟设为与混合盘相反的方向，接下来的3分钟设为与混合盘相同的方向。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得股线状的碳纤维集合体。
[0468] 将所获得的碳纤维集合体的评价结果示于表2中。
[0469] [实施例12的变形例]
[0470] 关于搅拌转子的旋转方向，将最初的3分钟设为与混合盘相反的方向，将接下来的6分钟设为与混合盘相同的方向，除此以外，与实施例12同样地操作，获得的碳纤维集合体与实施例12的碳纤维集合体相比，体积密度变大，碳纤维集合体的重量分布的值变大。
[0471] [实验例6]
[0472] 用转动造粒机(盘型，旋转容器内尺寸 )代替造粒装置，投入将再生碳纤维(将三菱化学公司制TR50S15L的长条碳纤维和由乙烯基酯树脂构成的SMC进行热分解而获得的棉状碳纤维，纤维长度25mm)50g、作为纤维处理剂的水37.5g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)2.5g混合而成的液体，以倾斜角度45°、转速60rpm(侧壁面圆周速度0.75m/s)的速度转动6分钟进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得不定形的碳纤维集合体。
[0473] 将所获得的碳纤维集合体的评价结果示于表2中。
[0474] [实验例7]
[0475] 用振动造粒机(圆筒型密闭容器，容器内尺寸 )代替造粒装置，投入将再生碳纤维(将三菱化学公司制TR50S15L的长条碳纤维和由乙烯基酯树脂构成的SMC进行热分解而获得的棉状碳纤维，纤维长度25mm)50g、作为纤维处理剂的水37.5g和分散液1(聚酯乳液，固体成分浓度40质量％)2.5g混合而成的液体，手动振动30秒(频率2Hz，振幅
200mm)进行造粒。将该造粒物在120℃的箱型干燥机中干燥2小时，获得不定形的碳纤维集合体。
[0476] 将所获得的碳纤维集合体的评价结果示于表2中。
[0477] [表2]
[0478]
[0479] 根据以上的结果可知，根据实施例，能够在不切断纤维而保持长度的状态下制造纤维对齐的体积密度高的碳纤维集合体。所获得的纤维集合体发挥以下那样的效果。
[0480] ·构成纤维集合体的纤维沿一个方向取向，在进料器内不易形成桥接。
[0481] ·在造粒过程中纤维不易被切断，纤维集合体中的纤维的纤维长度相对于所使用的纤维的纤维长度不会变得太短，因此能够有效地发挥在纤维集合体的制造中使用的纤维本来的效果。
[0482] ·由于纤维集合体的体积密度高，因此纤维集合体的处理作业性和配合效率良好。
[0483] 虽然使用特定的方式对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员显然能够在不脱离本发明的意图和范围的情况下进行各种变更。
[0484] 本申请基于在2021年6月18日申请的日本专利申请2021‑101844、日本专利申请2021‑101845和日本专利申请2021‑101846、在2021年10月26日申请的日本专利申请2021‑
174789以及在2021年11月22日申请的日本专利申请2021‑189657，其整体内容通过引用而援引于此。
[0485] 符号说明
[0486] 1搅拌槽；2旋转轴；3搅拌叶片；11造粒盘；12转动轴；21臂；22喷雾器；23刮刀；40容器；44搅拌叶片；45刮刀。

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