预浸料的制造方法和纤维增强复合材料的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种在预浸料的制造中良好地保持增强纤维的排列性、直线前进性、并且无论何种树脂均能以高速稳定地进行涂布的技术，使生产效率提高，其主旨在于，一种预浸料的制造方法，所述预浸料的制造方法将熔融的树脂以面状排出，将所形成的树脂膜2涂布至连续传送的增强纤维片1a上，其中，增强纤维片1a实质上在水平方向被传送，树脂的排出方向与增强纤维片1a传送方向所成的角度为80°以下，由此制造预浸料。

Manufacturing method of prepreg and fiber reinforced composite

The subject of the invention is to provide a technology for maintaining the arrangement and linear advancement of reinforcing fibers well in the manufacturing of prepreg, and coating can be carried out stably at high speed for any resin, so as to improve the production efficiency. The main purpose of the technology is to provide a manufacturing method of prepreg, the manufacturing method of the prepreg will discharge the melted resin in the form of surface, and then discharge the formed resin The resin film 2 is coated on the continuously transmitted reinforced fiber sheet 1a, wherein the reinforced fiber sheet 1a is substantially transmitted in the horizontal direction, and the angle between the resin discharge direction and the reinforced fiber sheet 1A transmission direction is less than 80 \u00b0, so as to manufacture the prepreg.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】预浸料的制造方法和纤维增强复合材料的制造方法
本专利技术涉及作为纤维增强复合材料的前体的预浸料的高效制造方法。
技术介绍
将包含热塑性树脂或热固性树脂的基体树脂用增强纤维增强而成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。特别是在需要高的力学特性和轻量性的情况下，碳纤维增强复合材料(CFRP)适合广泛使用。另一方面，与力学特性、轻量性相比成本优先的情况下，有时使用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)。关于FRP，使基体树脂浸渗到增强纤维中而得到中间基材，对其进行层积、成型，进而在使用热固性树脂的情况下使其热固化，制造由FRP构成的构件。在上述用途中大多是平面状物或将其弯折而成的形态的物质，作为FRP的中间基材，从制作构件时的层积效率、成型性的方面出发，与一维的线料或长状物相比，也广泛使用二维的片状物。另外，最近，为了提高由FRP构成的构件的生产效率，正在推进片状中间基材的层积的机械化、自动化，此处适合使用窄幅带状中间基材。窄幅带状中间基材可以通过将宽幅片状中间基材以所期望的宽度进行切片、或直接使基体树脂浸渗到窄幅的增强纤维束片而得到。作为二维的片状中间基材，广泛使用使基体树脂浸渗到将增强纤维排列并片化而成的增强纤维片而得到的预浸料。作为用于预浸料的增强纤维片，包括将增强纤维沿一个方向拉齐排列并制成片状的UD片；或沿多方向排列而成的织物。特别是在力学特性优先的情况下，大多使用UD片。另一方面，在赋形性优先的情况下，有时使用织物。作为预浸料的制造方法之一的热熔法为下述方法：将基体树脂熔融后，涂布到剥离纸上(树脂膜化工序)，将其用增强纤维片的上表面、下表面夹持而制作层积结构后，利用热和压力使基体树脂浸渗到增强纤维片内部。本方法存在工序数多、而且生产速度无法提高、成本高的问题。在与FRP的力学特性相比要求高效化的工业用等领域中，省去树脂膜化工序，因此也尝试了将树脂直接涂布到增强纤维片的工艺。特别是以热塑性树脂为基体树脂时多为这种情况。例如专利文献1中记载了利用所谓T模将热塑性树脂直接涂布至增强纤维片。另外，专利文献2的比较例1中记载了使用膜缝模(宽100mm)在UD片层积作为热塑性树脂的PPS(聚苯硫醚)。如专利文献3的实施例1中记载了预浸料的制造速度为5m/分钟那样，存在现有的预浸料的制造速度慢的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-184356号公报专利文献2：国际公开WO2003/091015小册子专利文献3：日本特开2014-069391号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题从FRP的品质的方面出发，在基体树脂的涂布工序中，抑制摩擦等导致的增强纤维的起毛或切断很重要。另外，为了稳定FRP的力学特性或品质，所涂布的基体树脂的基重(每1m2的基体树脂质量)的均匀性良好很重要。此外，特别是在使用UD片的情况下，在预浸料中增强纤维的排列性、直线前进性很重要。此外，为了提高效率，尽可能提高成为预浸料的制造速度的增强纤维片的传送速度(线速度)很重要。在专利文献1中公开的由T模排出热塑性树脂、并将其按压至增强纤维片的方法中，存在容易发生增强纤维的切断或起毛、以及排列性、直线前进性的紊乱的问题。另外，在该方法中，如专利文献1的图3中记载的那样，在增强纤维片上形成排出树脂的积存部，因此具有基重均匀性容易变差的问题。若将专利文献2的比较例1中公开的方法应用于热固性树脂，则容易发生树脂膜破裂，具有难以均匀涂布的问题。即，本专利技术的课题在于提供一种在预浸料的制造中良好地保持增强纤维的排列性、直线前进性、并且无论何种树脂均能以高速稳定地进行涂布的技术，使生产效率提高。用于解决课题的手段上述课题可以通过以下的制造方法解决。即，本专利技术的预浸料的制造方法将熔融的树脂以面状排出，将所形成的树脂膜涂布至连续传送的增强纤维片上，该制造方法的特征在于，增强纤维片实质上在水平方向被传送，树脂的排出方向与增强纤维片传送方向所成的角度为80°以下。另外，本专利技术的纤维增强复合材料的制造方法的特征在于，在利用上述预浸料的制造方法得到预浸料后，使该预浸料固化。专利技术的效果根据本专利技术，通过在预浸料的制造中良好地保持增强纤维的排列性、直线前进性、并且无论何种树脂均能以高速稳定地进行涂布的技术，能够使生产效率提高。附图说明图1是示出本专利技术的预浸料的制造工艺的例子的概观的示意图。图2是将图1中的涂布部部分放大的侧视图。图3是现有的涂布方法中的涂布部的侧视图。图4是从上方观察涂布部附近的俯视图。图5是用于说明树脂膜的端部的情况(有气流控制时)的前视图。图6是用于说明树脂膜的端部的情况(无气流控制时)的前视图。图7是用于说明树脂膜的面部的情况(有气流控制时)的侧视图。图8是用于说明树脂膜的面部的情况(无气流控制时)的侧视图。图9是示出具备利用气流的控制单元的涂布部部分的例子的侧视图。图10是示出本专利技术的预浸料的制造工艺的例子的概观的示意图。图11是示出本专利技术的预浸料的制造工艺的其他例子的概观的示意图。图12是示出本专利技术的预浸料的制造工艺的其他例子的概观的示意图。具体实施方式基于附图对本专利技术的优选实施方式进行说明。需要说明的是，下述说明例示出专利技术的一个实施方式，但不限定于此，能够在不脱离本专利技术的目的、效果的范围内进行各种变更。首先，利用图1来说明本专利技术的预浸料的制造方法的概况。图1是示出对增强纤维片施加本专利技术的一个实施方式的树脂组合物的方法和装置的示意图。预浸料制造装置100设有：将增强纤维1放卷的2个以上的经轴架11；获得将放卷的增强纤维1沿一个方向排列的增强纤维片1a(图1中，纤维排列于纸面纵深方向)的排列装置12；使增强纤维片1a实质上在水平方向X移动的作为移动机构的传送辊13(13a、13b、13c)；以面状排出树脂2的涂布部20；和施加了树脂2的增强纤维片1b的卷取装置16。此外，根据需要，也可以具备供给剥离片3的剥离片供给装置14(14a、14b)、剥离片卷取装置15。此处，移动方向实质上水平，由此具有能够利用现有的预浸料传送装置的优点。实质上水平是指下述状态：以树脂2接触增强纤维片1a的点为起点在前后30cm的区域，增强纤维片1a和施加了树脂2的预浸料由水平面倾斜地被传送，或不具有凹凸面地被传送。从有效利用现有的预浸料传送装置的方面出发，更具体而言，优选传送方向从水平面的偏移为15°以下。此处，作为增强纤维1，可例示出碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、金属纤维、金属氧化物纤维(氧化铝纤维等)、金属氮化物纤维、碳化硅纤维、硼纤维、碳化钨纤维、有机纤维(芳族聚酰胺纤维、聚苯并噁唑纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维等)、陶瓷纤维等。关于增强纤维，可以对相同的预浸料仅使用一种增强纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预浸料的制造方法，所述预浸料的制造方法将熔融的树脂以面状排出，将所形成的树脂膜涂布至连续传送的增强纤维片上，其中，增强纤维片实质上在水平方向被传送，树脂的排出方向与增强纤维片传送方向所成的角度为80°以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170322 JP 2017-0556131.一种预浸料的制造方法，所述预浸料的制造方法将熔融的树脂以面状排出，将所形成的树脂膜涂布至连续传送的增强纤维片上，其中，增强纤维片实质上在水平方向被传送，树脂的排出方向与增强纤维片传送方向所成的角度为80°以下。


2.如权利要求1所述的预浸料的制造方法，其中，在将树脂膜涂布至增强纤维片上时，使气流作用于树脂膜的宽度方向的端部。


3.如权利要求1或2所述的预浸料的制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木惇一，越智隆志，西野聪，圆崎谕，山下乔昭，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP