[发明专利]含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束的制造方法

说明书

含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束的制造方法，使热塑性树脂含浸于由连续纤维形成的增强纤维来制造含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束，包括：涂布工序，使由连续纤维形成的增强纤维沿单向排列而成的片状增强纤维束从贮留热塑性树脂的涂布部通过，将热塑性树脂涂布于片状增强纤维束，制成含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束；追加含浸工序，使所涂布的前述热塑性树脂追加含浸于前述含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束的内部；以及赋形工序，将含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束赋形并冷却固化，在前述涂布工序中，使前述片状增强纤维束沿铅直方向向下通过而将热塑性树脂涂布于带状增强纤维束，并且在前述涂布工序及追加含浸工序中，将前述热塑性树脂加热至熔点+30℃以上，加热状态下的热塑性树脂的粘度为5～200Pa·s。关于含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束的制造方法，提供能够抑制绒毛产生、并且能够在绒毛不堵塞的情况下进行连续生产、进而使热塑性树脂效率良好地含浸于片状增强纤维束、能够进行生产速度的高速化的含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束的制造方法。

技术领域

本发明涉及含浸有热塑性树脂的片状增强纤维束的制造方法，尤其涉及将树脂均匀地供给、含浸至片状增强纤维束的方法。

背景技术

对于使连续的增强纤维中含浸热塑性树脂而成的纤维增强热塑性树脂基材而言，由于其比强度、比刚度优异、轻质化效果高并且耐热性、耐化学药品性高，因此可优选用于航空器、汽车等输送机器、运动用品、电气·电子部件等各种用途。近年来，由于对轻质化的需求高涨，使得以航空器、汽车用途为中心，从金属部件向树脂部件的替换、部件的小型化、模块化正不断推进，因此要求开发出成型性更优异且机械特性优异的材料。

作为成型性和机械特性优异的结构材料用复合材料，已知例如在聚酰胺树脂中含有碳纤维而成的纤维增强热塑性树脂预浸料坯(例如，参见专利文献1)。这样的预浸料坯由于机械特性高而期待作为轻质化材料，但为了稳定地呈现机械特性，需要基体树脂向纤维束间的含浸性优异。

作为使用了热塑性树脂的预浸料坯的制造方法，已知有下述方式：将带状增强纤维束沿水平方向(横向)输送，使其通过模具，将热塑性树脂赋予并含浸于带状增强纤维束的横型拉拔方式(专利文献2、专利文献3等)。在专利文献2中，使带状增强纤维束通过十字头(专利文献2的图2)，在十字头内的直线状的模具部紧前对带状增强纤维束赋予树脂。在专利文献3中记载了下述内容：将多个带状增强纤维束分别导入充满了熔融热塑性树脂的模具内，利用固定导杆(例如挤压杆)进行开纤、含浸、层叠，最终从模具中拉拔成为1片片状预浸料坯。

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：日本特开平6-31821号公报

专利文献3：国际公开WO2012/002417小册子

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献2的技术中，由于十字头内的模具部的前部在没有树脂的状态下使带状增强纤维从狭缝状的导向片通过，因此绒毛容易堵塞，并且也没有除去绒毛的功能，因而认为难以长时间连续行进。认为尤其在容易产生绒毛的碳纤维中该倾向变得显著。

另外，在专利文献3的方法中，在连续生产时绒毛容易滞留在储液部，且绒毛容易堵塞在拉拔部。特别是若以高速使带状增强纤维束连续行进，则绒毛堵塞的频率非常高，因此只能以非常慢的速度生产而存在不能提高生产率的问题点。另外，在横型拉拔方式中，在热塑性树脂含浸于带状增强纤维束的内部时，由于残留在带状增强纤维束内部的气泡会因浮力而被排出至与增强纤维束的取向方向正交的方向(带状增强纤维束的厚度方向)，因此以推开含浸的热塑性树脂的方式进行气泡的排出。因此，气泡的移动因液体而受到阻碍、而且热塑性树脂的含浸也因气泡而受到阻碍，因此存在含浸效率差这样的问题点。需要说明的是，专利文献3中虽提出从排气孔排出气泡，但是仅在模具出口附近，认为其效果有限。