[发明专利]预浸料坯的制造方法、涂布装置及预浸料坯的制造装置

说明书

本发明涉及向增强纤维片材赋予基体树脂的预浸料坯的制造方法，课题在于提供即使在行进速度快的情况下也能够在所产生的绒毛部发生堵塞的情况下连续行进、且能够使基体树脂高效含浸于增强纤维片材的预浸料坯的制造方法，通过如下的预浸料坯的制造方法进行制造，该方法包括使增强纤维片材在贮留有基体树脂2的涂布部20内部沿水平方向或倾斜方向通过从而向增强纤维片材赋予基体树脂2的工序，涂布部20具备相互连通的储液部和狭窄部，上述储液部具有截面积沿增强纤维片材的行进方向连续减小的部分，上述狭窄部具有狭缝状的截面、且截面积比储液部的截面积最大处小。

技术领域

本发明涉及预浸料坯的制造方法，特别是将基体树脂均匀地含浸于增强纤维片材从而制造预浸料坯的方法。

背景技术

用增强纤维对包含热塑性树脂、热固性树脂的基体树脂进行增强而得的纤维增强复合材料(FRP)被用于航空/航天用材料、汽车材料、工业用材料、压力容器、建筑材料、壳体、医疗用途、运动用途等各种领域中。特别是在需要高力学特性和轻量性的情况下，碳纤维增强复合材料(CFRP)被广泛合适地使用。另一方面，在相比于力学特性、轻量性而更优先考虑成本的情况下，有时使用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)。FRP为将基体树脂含浸于增强纤维束中而得到中间基材，并将该中间基材进行层叠、成型，在使用热固性树脂的情况下，还进行热固化，从而制造由FRP形成的构件。上述用途中多为平面状物或将其弯折而成的形态的材料，作为FRP的中间基材，从制作构件时的层叠效率、成型性的方面考虑，相比于一维的线束状物、粗纱状物，二维的片状物被更广泛地使用。

另外，最近，为了提高由FRP形成的构件的生产效率，正在推进片状中间基材的层叠的机械化/自动化，此处适合使用窄幅带状中间基材。窄幅带状中间基材能够通过将宽幅片状中间基材以所期望的宽度进行切割、使基体树脂直接含浸到窄幅的增强纤维片材中而得到。

作为二维的片状中间基材，通常使用预浸料坯。预浸料坯通过向增强纤维赋予/含浸基体树脂来制作。作为增强纤维片材，包括使多根增强纤维沿单向排列在面上而成的单向材料(UD基材)、使增强纤维以多轴排列或者无规配置而制成片材的增强纤维织物。

作为预浸料坯的制造方法之一的热熔法为下述方法：将基体树脂熔融后，涂布于脱模纸上，制作将其夹在增强纤维片材的上表面、下表面的层叠结构，然后利用热和压力使基体树脂含浸至增强纤维片材内部。本方法的工序数多、且生产速度也无法提高，存在成本高的问题。

关于含浸的高效化，例如有专利文献1那样的方案。该方案为下述方法：将玻璃纤维熔融纺纱，将其集束而制成线束状、粗纱状，使所得到的线束状物、纱束状物从具有充满了热塑性树脂的圆锥状流路的储液部中通过。

另一方面，在片状物的两面上同时进行形成涂膜的方法记载于专利文献2中，但该方法中，为了防止形成涂膜时的片状物的摇动，使片状物在网引导装置(web guide)中通过，然后利用管型刮刀进行涂布。

作为使用热塑性树脂的带状预浸料坯的制造方法，已知有下述方法：将带状增强纤维束沿水平方向(横向)输送，使其从模具中通过，将热塑性树脂赋予/含浸到带状增强纤维束中的横模拉拔方式(专利文献3)。专利文献3中，记载了下述内容：将多个带状增强纤维束分别导入到充满了熔融热塑树脂的模具内，利用固定导杆(例如挤压杆)进行开纤、含浸、层叠，最终作为1片片状预浸料坯从模具中拉拔出来。

专利文献4中，记载了在歧管中装满热塑性树脂、并纵向地拉拔增强纤维束的拉挤成型方法中，于出口处赋予超声波振动的装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2001/028951号小册子

专利文献2：日本特开平10-337516号公报

专利文献3：国际公开WO2012/002417号小册子