[发明专利]涂液含浸增强纤维织物、片状一体物、预浸料坯、预浸料坯带及纤维增强复合材料的制造方法

说明书

本发明涉及将涂液赋予至增强纤维织物的涂液含浸增强纤维织物的制造方法，其课题在于提供下述涂液含浸增强纤维织物的制造方法，即使在行进速度快时，也能够在所产生的绒毛不堵塞的情况下连续行进，并且能够使涂液高效地含浸于增强纤维织物，本发明为涂液含浸增强纤维织物1b的制造方法，其是使增强纤维织物1a沿实质上竖直方向向下从贮存有涂液2的涂布部20的内部通过、从而将涂液2赋予至增强纤维织物1a的制造方法，其主旨在于，涂布部20具备彼此连通的贮液部和狭窄部，贮液部具有截面积沿着增强纤维织物1a的行进方向连续减少的部分，狭窄部具有狭缝状的截面，并且具有比贮液部上表面小的截面积，贮液部中的截面积连续减少的部分的竖直方向高度为10mm以上。

技术领域

本发明涉及涂液含浸增强纤维织物及片状一体物的制造方法，尤其涉及将涂液均匀地含浸于增强纤维织物的方法。

背景技术

利用增强纤维将包含热塑性树脂、热固性树脂的基体树脂进行补强而成的纤维增强复合材料(FRP)在航空·航天用材料、汽车材料、产业用材料、压力容器、建筑材料、壳体、医疗用途、运动用途等各种领域中使用。特别是在需要高的力学特性和轻质性的情况下，优选广泛使用碳纤维增强复合材料(CFRP)。另一方面，在与力学特性、轻质性相比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是将基体树脂含浸于增强纤维束而得到中间基材，并将其层叠、成型，在使用热固性树脂的情况下进一步使其热固化，从而制造由FRP形成的部件。上述用途中，多为平面状物或将其弯折的形态的材料，作为FRP的中间基材，从制作部件时的层叠效率、成型性的观点考虑，与一维的线束状物、粗砂状物相比，二维的片状物被更广泛地使用。

作为二维的片状中间基材，广泛使用在使增强纤维单向排列而成的UD基材、由增强纤维形成的机织物等中含浸基体树脂而得到的预浸料坯。特别是在优先考虑FRP的力学特性的情况下，经常使用UD基材。另一方面，在制作复杂形状的FRP的情况下，经常使用赋形性优异、有形状追随性的机织物。

作为预浸料坯的制造方法之一的热熔法是下述方法：将基体树脂熔融后，涂覆于脱模纸上，将其夹在UD基材、机织物等的上表面、下表面之间，制作层叠结构后，利用热和压力使基体树脂含浸于UD基材、机织物的内部。本方法存在工序数多、并且生产速度也无法提高、成本高的问题。

作为含浸的高效化，例如有专利文献1这样的方案。该方案为下述方法：将玻璃纤维熔融纺丝，并将其集束而制成线束状物、粗砂状物，使所得到的线束状物、粗砂状物从具有充满了热塑性树脂的圆锥状流路的贮液部中通过。

另一方面，专利文献2中记载了在片状物的两面同时形成涂膜的方法，该方法中，为了防止涂膜形成时的片状物的摇动，使片状物从网幅导引器(web guide)中通过，然后，用管型刮刀进行涂布。

另外，专利文献3中记载了在使增强纤维束从充满热塑性树脂的集流管中通过、并从模具中抽出的拉挤成型法中，用超声波使模具振动，提高含浸性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2001/028951小册子

专利文献2：日本专利第3252278号说明书

专利文献3：日本特开平1-178412号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，就专利文献1的方法而言，仅能够制造线束状物、粗砂状物，无法应用于作为本发明的对象的、作为二维片状中间基材的预浸料坯的制造。另外，专利文献1中，为了提高含浸效率，使热塑性树脂的流体碰触到线束状增强纤维束侧面、粗砂状增强纤维束侧面而在圆锥状流路内主动地产生紊流。认为其意图在于扰乱增强纤维束的一部分排列而使基体树脂流入，但若将该构思应用于机织物，认为会使机织物的平面性紊乱或者形状变形，从而不仅预浸料坯的品位降低，而且FRP的力学特性也降低。