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1、(10)申请公布号 CN 103781619 A (43)申请公布日 2014.05.07 CN 103781619 A (21)申请号 201180073427.9 (22)申请日 2011.09.14 B29C 70/06(2006.01) (71)申请人 丰田自动车株式会社 地址 日本爱知县 (72)发明人 水田和裕 影山裕史 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 段承恩 杨光军 (54) 发明名称 纤维强化树脂片的制造方法及其制造装置 (57) 摘要 提供能够将热塑性树脂良好地浸渗于强化纤 维基材的纤维强化树脂片的制造方法。通过将片 状的强化纤维基材 F 与热。
2、塑性树脂 P 导入一对浸 渗辊10A、 10B之间， 一边使一对浸渗辊10A、 10B旋 转一边将热塑性树脂P浸渗于强化纤维基材F中， 由此制造纤维强化树脂片 S。在一对浸渗辊 10A、 10B 的表面形成有树脂保持层 12， 该树脂保持层 12 通过浸渗辊彼此的挤压而沿着厚度方向弹性 变形、 并且以在挤压时能够释放热塑性树脂 P 的 方式在层内保持溶融的热塑性树脂 P， 通过使浸 渗辊彼此挤压， 一边使树脂保持层 12 弹性变形一 边将热塑性树脂 P 浸渗于强化纤维基材 F 中。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.03.12 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP201。
3、1/071003 2011.09.14 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/038521 JA 2013.03.21 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书10页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103781619 A CN 103781619 A 1/1 页 2 1. 一种纤维强化树脂片的制造方法， 通过将片状的强化纤维基材与热塑性树脂导入到 一对浸渗辊之间， 一边使该一对浸渗辊旋转一边将溶融的所述热塑性树脂浸渗到所述强化 纤维基材中， 从而制造纤维强化树脂。
4、片， 该制造方法的特征在于 ： 使用在所述一对浸渗辊中的至少一方的浸渗辊的表面形成有树脂保持层的浸渗辊， 该 树脂保持层是通过所述一对浸渗辊彼此的挤压而沿厚度方向弹性变形、 并且在层内保持该 溶融的热塑性树脂以能够在所述挤压时释放溶融的所述热塑性树脂的树脂保持层， 通过使所述一对浸渗辊彼此挤压， 从而一边至少使所述树脂保持层弹性变形， 一边使 所述热塑性树脂浸渗到所述强化纤维基材中。 2. 根据权利要求 1 所记载的纤维强化树脂片的制造方法， 其特征在于 ： 在所述树脂保持层中使用金属制的纤维材料或金属制的泡沫材料。 3. 根据权利要求 1 或 2 所记载的纤维强化树脂片的制造方法， 其特征在。
5、于 ： 所述一对浸渗辊在水平方向上并列设置， 向所述一对浸渗辊供给所述溶融的热塑性树 脂使得在所述一对浸渗辊的上方生成所述溶融的热塑性树脂的树脂积存。 4. 根据权利要求 1 3 中的任一项所记载的纤维强化树脂片的制造方法， 其特征在 于 ： 将所述树脂保持层加热到比所述热塑性树脂的熔点高的温度。 5. 一种纤维强化树脂片的制造装置， 通过将片状的强化纤维基材与热塑性树脂导入到 一对浸渗辊之间， 一边使该一对浸渗辊旋转一边将溶融的所述热塑性树脂浸渗到所述强化 纤维基材中， 由此制造纤维强化树脂片， 其特征在于， 具备 ： 供给被导入到所述一对浸渗辊之间的所述强化纤维基材的强化纤 维供给部 ； 。
6、供给被导入到所述一对浸渗辊之间的热塑性树脂的树脂供给部 ； 和使所述一对 浸渗辊彼此挤压的挤压部， 在所述一对浸渗辊中的至少一方的浸渗辊的表面形成有树脂保持层， 该树脂保持层是 在通过挤压部使所述一对浸渗辊彼此挤压时沿厚度方向弹性变形、 并且在层内保持所述溶 融的热塑性树脂以能够在所述挤压时释放溶融的所述热塑性树脂的树脂保持层。 6. 根据权利要求 5 所记载的纤维强化树脂片的制造装置， 其特征在于 ： 所述树脂保持层包含金属制的纤维材料或金属制的泡沫材料。 7. 根据权利要求 5 或 6 所记载的纤维强化树脂片的制造装置， 其特征在于 ： 在所述浸渗辊上设置有加热部， 该加热部用于将所述树脂。
7、保持层加热到比所述树脂保 持层所保持的热塑性树脂的熔点高的温度。 权 利 要 求 书 CN 103781619 A 2 1/10 页 3 纤维强化树脂片的制造方法及其制造装置 技术领域 0001 本发明涉及能够将片状的强化纤维基材与热塑性树脂导入一对辊之间并恰当将 溶融的热塑性树脂浸渗到强化纤维基材中的纤维强化树脂片的制造装置以及纤维强化树 脂片的制造方法。 背景技术 0002 以往， 在强化纤维中浸渗有热硬化性树脂或者热塑性树脂等矩阵树脂的纤维强化 复合材料 （纤维强化树脂材料） 与金属材料相比轻量且弹性高， 单纯与树脂材料相比强度 高， 所以是在适用于车辆用的构件等方面受到注目的材料。 0。
8、003 为了发挥强化纤维的固有特性即相对于拉伸具有高强度以及高弹性的特征， 一般 将长纤维等强化纤维设为强化纤维基材并在该强化纤维基材中预先浸渗或者半浸渗了矩 阵树脂， 将其用作预浸片 （纤维强化树脂片） 。 0004 另一方面， 作为矩阵树脂而浸渗了热塑性树脂的纤维强化树脂片与浸渗了热硬化 性树脂的纤维强化树脂片相比， 因为热塑性树脂的特征， 其韧性、 短时间成型性、 循环性等 优异， 作为具有附加价值的材料而受到注目。 0005 然而， 热塑性树脂一般而言粘度比热硬化性树脂高， 在对热塑性树脂进行成型时， 需要将其加热到高温。 因此， 即使在单纯将热塑性树脂成型为均匀厚度的薄膜的情况下， 。
9、其 成型也不容易实现。例如， 作为这样的技术， 具有下述技术等 ： 将由挤压成型机挤压后的片 状溶融树脂导入金属制的主辊与金属制的挤压辊之间， 一边使挤压辊的薄壁外筒以仿形主 辊的周面形状的方式变形， 一边在这些辊间冷却同时挤压上述树脂， 对薄膜状的热塑性树 脂进行成型 （例如参照专利文献 1） 。 0006 这样， 即使是仅将热塑性树脂成型为薄膜状， 其成型也不容易， 而且， 制造以热塑 性树脂为矩阵树脂的纤维强化树脂片是与使用热硬化性树脂的情况相比更难的技术。因 此， 针对这些技术进行了各种研究。 0007 例如， 作为将热塑性树脂浸渗于强化纤维基材而制造纤维强化树脂片的方法， 提 出了如。
10、下方法 ： 通过一对金属加压辊将软化了的热塑性树脂薄膜相对于强化纤维基材加压 并浸渗的方法 （例如参照专利文献 2） ； 和 / 或将强化纤维切断为一定的长度并将该强化纤 维与树脂粉末混合， 使用多对压热辊在这些压热辊间将热塑性树脂溶融并将溶融的热塑性 树脂浸渗于强化纤维之间的方法 （例如参照专利文献 3） 等。 0008 现有技术文献 0009 专利文献 0010 专利文献 1: 日本特开平 11-235747 号公报 0011 专利文献 2: 日本特开平 7-016936 号公报 0012 专利文献 3: 日本特开平 5-104647 号公报 发明内容 说 明 书 CN 103781619。
11、 A 3 2/10 页 4 0013 发明要解决的课题 0014 但是， 已知 ： 为了将树脂浸渗于强化纤维束中， 在强化纤维束的厚度变薄、 成型压 力 （浸渗时的压力） 高而且树脂的溶融粘度低时， 热塑性树脂向强化纤维束中浸渗的浸渗时 间缩短 （容易使热塑性树脂浸渗于强化纤维基材中） 。 0015 然而， 在热塑性树脂的情况下， 与热硬化性树脂相比， 其分子量高所以溶融粘度较 高， 所以不容易如热硬化性树脂那样利用毛细管现象使树脂浸渗于强化纤维之间。 0016 因此， 在使用专利文献2以及3所示的装置使溶融的热塑性树脂浸渗的情况下， 在 一对辊间只能使线压力 （線圧） 作用于热塑性树脂与强化。
12、纤维基材。由此， 压力作用于热塑 性树脂与强化纤维基材的时间也只是瞬间的， 有时不能将热塑性树脂充分浸渗于强化纤维 基材中。另外， 在使线压力作用的情况下， 也具有在辊宽度方向上容易产生加压不均、 热塑 性树脂未均匀地浸渗于强化纤维基材中而生成空隙的情况。 0017 如果鉴于这一点， 则也可以考虑优选如专利文献 1 那样使用金属制的主辊与金属 制的挤压辊。 然而， 在这一对辊之间作用于强化纤维基材的压力高的情况下， 有时会有浸渗 时所需量的热塑性树脂未进入辊间、 热塑性树脂向强化纤维基材的浸渗不充分的情况。 0018 本发明是鉴于这一点而完成的， 其目的在于提供能够使溶融的热塑性树脂良好地 浸。
13、渗到强化纤维基材中的纤维强化树脂片的制造方法及其制造装置。 0019 用于解决课题的技术方案 0020 为了解决所述课题， 本发明所涉及的纤维强化树脂片的制造方法， 通过将片状的 强化纤维基材与热塑性树脂导入到一对浸渗辊之间， 一边使该一对浸渗辊旋转一边将溶融 的所述热塑性树脂浸渗到所述强化纤维基材中， 从而制造纤维强化树脂片， 该制造方法的 特征在于 ： 使用在所述一对浸渗辊中的至少一方的浸渗辊的表面形成有树脂保持层的浸渗 辊， 该树脂保持层是通过所述一对浸渗辊彼此的挤压而沿厚度方向弹性变形、 并且在层内 保持该溶融的热塑性树脂以能够在所述挤压时释放溶融的所述热塑性树脂的树脂保持层， 通过使。
14、所述一对浸渗辊彼此挤压， 从而一边至少使所述树脂保持层弹性变形， 一边使所述 热塑性树脂浸渗到所述强化纤维基材中。 0021 根据本发明， 通过使用在一对浸渗辊中的至少一个浸渗辊的表面形成有树脂保持 层的浸渗辊， 从而能够在树脂保持层的层内保持溶融的热塑性树脂。 而且， 该树脂保持层通 过一对浸渗辊彼此的挤压而沿着厚度方向弹性变形， 所以在挤压时能够使在树脂保持层的 层内所保持的热塑性树脂从树脂保持层内的被挤压部分向一对辊之间释放。 0022 此时， 形成有树脂保持层的一侧的浸渗辊的表面， 由于树脂保持层的弹性变形而 以仿形另一侧的金属辊的表面形状的方式变形。由此， 能够在从树脂保持层的层内向。
15、一对 辊之间释放溶融的热塑性树脂的状态下， 使表面压力作用于位于辊之间的热塑性树脂与强 化纤维基材。 0023 这样作用于强化纤维基材以及热塑性树脂的压力， 与此前使用单纯刚体的辊的时 作用的线压力不同， 其成为表面压力。因此， 不在强化纤维基材上作用过度的应力， 能够均 匀且稳定地将热塑性树脂浸渗于强化纤维基材中。其结果， 能够得到在宽度方向上无台阶 状的肋的厚度均匀的纤维强化树脂片。 0024 另外， 能够一边使浸渗辊旋转一边使表面压力作用于一堆浸渗辊之间， 向表面压 力所作用的强化纤维基材的部分供给从树脂保持层的变形了的部分释放的热塑性树脂。 由 说 明 书 CN 103781619 A。
16、 4 3/10 页 5 此， 能够确保浸渗时间比此前更长， 并且能够在浸渗时一边将存在于强化纤维基材的纤维 之间的空气合适地排出， 一边向纤维之间供给最适量的热塑性树脂。 0025 进而， 在挤压时弹性变形了的树脂保持层的一部分 （浸渗辊彼此的接触部分） 伴随 着浸渗辊的旋转， 而复原为原来的状态， 所以能够向复原了的树脂保持层内的空间 （空隙） 供给溶融的热塑性树脂， 使热塑性树脂再次保持于树脂保持层内。 由此， 能够将片状的强化 纤维基材与热塑性树脂导入到一对浸渗辊之间并向强化纤维基材连续地浸渗 （供给） 溶融 的热塑性树脂。 0026 特别是， 在浸渗辊的双方都设置有树脂保持层的情况下，。
17、 通过使所述一对浸渗辊 彼此相互挤压， 从而能够一边使表面压力作用在位于浸渗辊之间的热塑性树脂与强化纤维 基材上， 一边使两方的浸渗辊的相对的周面变形为平面状。 由此， 能够在强化纤维基材的两 面作用均匀的应力， 能够得到厚度均匀的均质的纤维强化树脂片。 0027 在这里， 所述树脂保持层只要能够在纤维强化树脂片的制造时满足下述三个条 件， 则对其构造以及材质没有特别限定， 该三个条件分别为 （1） 在一对浸渗辊彼此挤压时弹 性变形、（2） 能够将溶融的热塑性树脂保持于层内、（3） 能够在挤压时将所保持的溶融的热 塑性树脂从弹性变形了的部分向辊之间释放。 0028 例如， 作为树脂保持层的构造。
18、， 能够列举形成有多个内部空间的构造， 该内部空间 能够使溶融的热塑性树脂从外部向内部浸透并将其保持、 且在挤压时从内部向外部释放溶 融的树脂。而且， 该内部空间与辊表面 （树脂保持层的表面） 相连通。为了得到这样的结构 的树脂保持层， 树脂保持层优选含例如纤维材料、 泡沫材料或者网眼状的层叠体等。另外， 作为树脂保持层的材质， 只要是不会相对于溶融的热塑性树脂而溶融的即可， 例如能够列 举树脂和 / 或金属等。 0029 然而， 作为更优选的技术方案， 在所述树脂保持层中使用金属制的纤维材料或者 金属制的泡沫材料。 根据该技术方案， 树脂保持层含金属， 所以树脂保持层与树脂相比导热 性优异，。
19、 能够使用加热装置等更高效加热被保持于树脂保持层内的热塑性树脂。 另外， 通过 使用纤维材料或者泡沫材料等， 能够在树脂保持层内容易地形成用于保持溶融的热塑性树 脂的空间。 0030 在这里， 本发明中所说的 “一对浸渗辊” 是用于在辊之间导入强化纤维基材与热塑 性树脂并在强化纤维基材中浸渗溶融的热塑性树脂的辊， 能够进行这样的浸渗。只要满足 该条件， 则对浸渗辊的配置以及向这些辊供给的热塑性树脂的供给方法没有特别限定。 0031 然而， 作为更优选的技术方案， 所述一对浸渗辊在水平方向上并列设置， 向所述一 对浸渗辊供给所述溶融的热塑性树脂使得在所述一对浸渗辊的上方生成所述溶融的热塑 性树脂。
20、的树脂积存。 0032 根据该技术方案， 在沿水平方向并列设置的一对浸渗辊的上方， 形成有上述溶融 的热塑性树脂的树脂积存， 所以能够稳定将来自于该树脂积存的溶融的热塑性树脂供给到 一对浸渗辊之间。 0033 进而， 在浸渗热塑性树脂时， 只要是在热塑性树脂溶融了的状态下， 则对加热方法 没有特别限定， 但作为更优选的技术方案， 将所述树脂保持层加热到比所述热塑性树脂的 熔点高的温度。根据本技术方案， 通过将所述树脂保持层加热到比所述热塑性树脂的熔点 高的温度， 不仅能够维持树脂保持层所保持的热塑性树脂的溶融状态， 还能够抑制所供给 说 明 书 CN 103781619 A 5 4/10 页 。
21、6 的热塑性树脂由散热引起粘度上升的情况。 0034 另外， 作为其他方式， 也可以提供将所述一对浸渗辊的双方加热， 并向形成有树脂 保持层的浸渗辊的周面供给溶融的热塑性树脂， 由此使所供给的热塑性树脂浸透到树脂保 持层内， 并在树脂保持层内保持溶融的热塑性树脂。 0035 另外， 也可以将所述强化纤维基材卷绕于所述一对浸渗辊的任意一个浸渗辊， 向 另一个浸渗辊 （未卷绕强化纤维基材的辊） 供给所述热塑性树脂。根据该方式， 卷绕于辊的 强化纤维树脂基材能够由辊的热量加热， 利用加热后的辊的热量使热塑性树脂浸渗到强化 纤维基材中。 另外， 在对浸渗辊进行加热的情况下， 可以使用例如红外线加热器等。
22、来加热辊 表面， 也可以使被加热了的介质在浸渗辊的内部循环。 0036 在本申请中， 作为本发明还公开了用于恰当地实施本发明所涉及的制造方法的制 造装置。本发明所涉及的纤维强化树脂片的制造装置， 通过将片状的强化纤维基材与热塑 性树脂导入到一对浸渗辊之间， 一边使该一对浸渗辊旋转一边将溶融的所述热塑性树脂浸 渗到所述强化纤维基材中， 由此制造纤维强化树脂片， 其特征在于， 具备 ： 供给被导入到所 述一对浸渗辊之间的所述强化纤维基材的强化纤维供给部 ； 供给被导入到所述一对浸渗辊 之间的热塑性树脂的树脂供给部 ； 和使所述一对浸渗辊彼此挤压的挤压部， 在所述一对浸 渗辊中的至少一方的浸渗辊的表。
23、面形成有树脂保持层， 该树脂保持层是在通过挤压部使所 述一对浸渗辊彼此挤压时沿厚度方向弹性变形、 并且在层内保持所述溶融的热塑性树脂以 能够在所述挤压时释放溶融的所述热塑性树脂的树脂保持层。 0037 根据本发明， 在一对浸渗辊中的至少一个浸渗辊的表面形成有树脂保持层。 由此， 在挤压时， 树脂保持层由于一对浸渗辊彼此的挤压而沿着厚度方向弹性变形， 能够将被保 持于树脂保持层的层内的热塑性树脂从树脂保持层内的被挤压的部分向一对浸渗辊之间 释放。 0038 此时， 形成有树脂保持层的一侧的浸渗辊的表面， 由于树脂保持层的弹性变形而 以仿形另一侧的浸渗辊的表面形状的方式变形。通过该变形， 能够在从。
24、树脂保持层的层内 向一对辊之间释放溶融的热塑性树脂的状态下， 使表面压力作用于位于辊之间的热塑性树 脂与强化纤维基材。 这样一来， 能够均匀且稳定地将热塑性树脂浸渗于强化纤维基材中， 能 够得到在宽度方向上没有台阶状的肋的厚度均匀的纤维强化树脂片。 0039 进而， 在挤压时弹性变形了的树脂保持层的一部分 （浸渗辊彼此接触的接触部 分） ， 伴随着浸渗辊的旋转而复原为原来的状态。由此， 能够向复原了的树脂保持层内的空 间供给溶融的热塑性树脂， 将热塑性树脂再次保持于树脂保持层内。 0040 作为更优选的技术方案， 所述树脂保持层包含金属制的纤维材料或者金属制的泡 沫材料。根据该技术方案， 树脂。
25、保持层含金属， 所以树脂保持层与树脂相比导热性优异， 能 够使用加热装置等更高效地加热树脂保持层内所保持的热塑性树脂。另外， 通过使用纤维 材料或泡沫材料等， 能够在树脂保持层内容易地形成保持溶融的热塑性树脂的空间。 0041 进而， 作为优选的技术方案， 在所述浸渗辊上设置有加热部， 该加热部用于将所述 树脂保持层加热到比所述树脂保持层所保持的热塑性树脂的熔点高的温度。 0042 根据该技术方案， 通过利用来自于加热部的热将所述树脂保持层加热到比所述热 塑性树脂的熔点高的温度， 由此不仅能够维持树脂保持层所保持的热塑性树脂的溶融状 态， 还能够抑制所供给的热塑性树脂由散热引起粘度上升的情况。。
26、 说 明 书 CN 103781619 A 6 5/10 页 7 0043 发明的效果 0044 根据本发明， 能够良好地将热塑性树脂浸渗于强化纤维基材中。 附图说明 0045 图 1 是本发明的实施方式涉及的纤维强化树脂片的制造装置的示意性概念图。 0046 图 2 是图 1 所示的纤维强化树脂片制造装置的树脂浸渗部的示意性立体图。 0047 图3是用于说明图1所示的纤维强化树脂片制造装置的一对浸渗辊彼此挤压的挤 压状态的示意性概念图，（a） 是用于说明通过挤压部进行挤压之前的状态的图，（b） 是用于 说明通过挤压部进行挤压后的状态的图。 0048 图 4 是包含图 2 所示的一对浸渗辊的旋。
27、转轴的、 水平方向上的示意性剖视图。 0049 图 5 是图 2 所示的 A 部 （树脂浸渗部的表面） 的放大图。 0050 图6是表示图1所示的实施方式的另外的变形例涉及的纤维强化树脂片的制造装 置的树脂浸渗部的示意性剖视图。 0051 图7是表示图1所示的实施方式的另外的变形例涉及的纤维强化树脂片的制造装 置的树脂浸渗部的示意性剖视图。 0052 图 8 是实施例及比较例涉及的纤维强化树脂片的截面照片的放大图，（a） 是实施 例涉及的截面照片的放大图，（b） 是比较例涉及的树脂照片的放大图。 具体实施方式 0053 下面基于附图对能够恰当地实施本发明涉及的纤维强化树脂片的制造方法的制 造装。
28、置的几个实施方式进行说明。 0054 图 1 是本发明的实施方式涉及的纤维强化树脂片的制造装置的示意性概念图。图 2 是图 1 所示的纤维强化树脂片制造装置的树脂浸渗部的示意性立体图。 0055 图3是用于说明图1所示的纤维强化树脂片制造装置的一对浸渗辊彼此挤压的挤 压状态的示意性概念图，（a） 是用于说明通过挤压部进行挤压之前的状态的图，（b） 是用于 说明通过挤压部进行挤压后的状态的图。 0056 图 4 是包含图 2 所示的一对浸渗辊的旋转轴的、 水平方向上的示意性剖视图， 图 5 是图 2 所示的 A 部 （树脂浸渗部的表面） 的放大图。 0057 本实施方式涉及的纤维强化树脂片制造装。
29、置 1 是用于制造纤维强化树脂片的装 置。该制造装置 1 的目的在于 ： 通过将片状的强化纤维基材 F 与热塑性树脂 P 导入到后述 的一对浸渗辊 10a、 10b 之间， 一边使一对浸渗辊 10a、 10b 旋转一边将热塑性树脂 P 浸渗到 强化纤维基材 F 中， 由此制造纤维强化树脂片 S。 0058 如图 1 所示， 本实施方式所涉及的制造装置 1 具备 ： 强化纤维供给部 2， 其供给将 被导入后述的树脂浸渗部 4 的一对浸渗辊 10a、 10b 之间的强化纤维基材 F ； 和树脂供给部 3， 其供给将被导入一对浸渗辊之间的热塑性树脂 P。 0059 强化纤维供给部 2 供给连续纤维按。
30、片状在一个方向上拉齐了的强化纤维基材 F。 供给前的强化纤维基材 F 为被卷绕成线圈状的卷绕体 2a。强化纤维供给部 2 中配置有输 送辊 2b、 2c 使得从该卷绕体 2a 开卷的片状的强化纤维基材 F 能够导入后述的浸渗辊 10a、 10b 之间。 说 明 书 CN 103781619 A 7 6/10 页 8 0060 另一方面， 树脂供给部3具备双轴挤压成型装置3a。 双轴挤压成型装置3a是将热 塑性树脂颗粒 Pa 溶融到软化点以上并经由作为树脂排出口的挤压模 （喷嘴） 3a 连续地成型 片状的溶融的热塑性树脂 P 的装置。挤压模 3a 配置于一个浸渗辊 10a 上方， 在挤压模 3a。
31、 上沿着宽度方向等间隔地形成有多个孔， 经由这多个孔将溶融的热塑性树脂挤出， 由此将 热塑性树脂连续挤压为片状。 0061 同样地， 在另一个浸渗辊10b上方也配置有挤压模3b。 与双轴挤压成型装置3a同 样地， 使用双轴挤压成型装置 （未图示） ， 经由挤压模 3b 将溶融的热塑性树脂挤出。由此， 热 塑性树脂连续地成型为片状。另外， 在这里， 在图 1 以及 2 中， 在各挤压模 3a（3b） 单独地 连接了双轴挤压成型装置， 但只要能够向各浸渗辊 10a、 10b 供给溶融的热塑性树脂 P， 也可 以构成为溶融的热塑性树脂从 1 个双轴挤压成型装置向各挤压模 3a（3b） 流动。 006。
32、2 如图 2 以及图 3（a） 所示， 树脂供给部 3 的各挤压模 3a（3b） 以向各浸渗辊的周 面 10a 供给热塑性树脂 P 的方式配置于各浸渗辊 10a（10b） 的上方。另外， 被供给热塑性 树脂 P 的各周面 10a 构成后述的树脂保持层 12 的一部分， 所供给的热塑性树脂 P 经由该周 面 10a、 10a 浸透 （流入） 到树脂保持层 12 的内部。 0063 这样一来， 被供给到浸渗辊 10a、 10b 的周面 10a、 10a 的热塑性树脂 P 在树脂浸渗 部 4 浸渗于强化纤维基材 F 中。在这里， 如上所述， 树脂浸渗部 4 具备用于将热塑性树脂 P 浸渗于强化纤维基。
33、材F中的一对辊10a、 10b。 具体地说， 一对浸渗辊10a、 10b包括相同构造 的一个浸渗辊 10a 与另一个浸渗辊 10b， 这些辊在水平方向上并列设置。 0064 如图 4 所示， 一对浸渗辊 10a、 10b 是在钢或铝等金属制芯材 11 的周面上覆盖有树 脂保持层 12 的刚体辊。另外， 在各浸渗辊 10a（10b） 的内部形成有圆柱空间 S1。从加热 部 40 经由形成于轴 13 的介质导入口 13a 将加热了的介质 （例如水等） M 导入到圆柱空间 S1 内。另外， 圆柱空间 S1 被连接于加热部 40 使得在浸渗辊 10 的内部通过而被排出的介质 M 循环。由此， 能够一直。
34、加热各浸渗辊 10a（10b） 的周面 10a。 0065 浸渗辊 10a 连结于一对挤压部 50、 50， 使得一个浸渗辊 10a 作为用于挤压另一个 浸渗辊 10b 的辊而起作用 （使一对辊 10a、 10b 彼此挤压） 。具体地说， 各挤压部 50 由活塞 51 以及气缸 52 构成， 该活塞 51 以及气缸 52 连结于浸渗辊 10a 两侧的轴 13。只要能够进行后 述的挤压， 那么用于挤压的工作压力可以是空气压和液压中的任一种。 0066 另外， 另一个浸渗辊10b被固定得能够旋转， 经由联接器31连接于马达30。 由此， 通过基于挤压部 50 实现的一个浸渗辊 A 的挤压和基于马达。
35、 30 实现的另一个浸渗辊 10b 的 旋转， 由此一对浸渗辊 10a、 10b 能够在被挤压的状态下旋转。 0067 在这里， 如图 4 所示， 形成于各浸渗辊 10a（10b） 表面的树脂保持层 12 构成为， 通 过一对浸渗辊彼此的挤压而沿着厚度方向从厚度 t1 弹性变形到 t2 （t1 t2） 。进而， 各树 脂保持层12构成为， 以在挤压时所保持的溶融的热塑性树脂P能够向辊之间释放的方式将 溶融的热塑性树脂 P 保持于层内。 0068 具体地说， 如图 5 所示， 树脂保持层 12 包含多个金属制 （铁制或铝制等） 纤维材料 12a， 在树脂保持层 12 层内形成有能够保持溶融的热塑。
36、性树脂 P 的多个空隙 （空间） 。空隙 经由各浸渗辊 10a（10b） 的周面 10a 与辊外部连通。 0069 在这里， 作为树脂保持层 12 的更为优选的条件， 在浸渗辊彼此的未挤压的部分 （处于未作用载荷的状态的部分） 形成有多个空隙， 使得溶融的热塑性树脂 P 能够从层表面 说 明 书 CN 103781619 A 8 7/10 页 9 浸透到层内并保持热塑性树脂P。 另一方面， 优选， 压缩状态的树脂保持层12的体积密度比 所供给的强化纤维基材F的体积密度大 （即， 强化纤维基材的空隙的占有率高） ， 使得在浸渗 辊彼此挤压时， 从树脂保持层 12 释放所保持的溶融的热塑性树脂 P。
37、 且溶融的热塑性树脂 P 容易浸渗到强化纤维基材 F 中。 0070 进而， 选定纤维材料 12a 的材料、 形状及其量， 使得在浸渗辊彼此挤压时处于被挤 压部分的压缩了的纤维材料12a弹性变形， 在浸渗辊彼此的挤压解除后， 纤维材料12a复原 为原来的形状。 0071 进而， 上述加热部40在内部对介质M进行加热， 使得辊表面 （具体地说为树脂保持 层 12） 被加热到热塑性树脂 P 的软化点温度 （熔点） 以上。被加热的介质 M 用泵等装置被压 送到浸渗辊 10a、 10b 以加热浸渗辊 10a、 10b 这两方 （具体地说为树脂保持层 12） 。由此， 在 浸渗辊 10a、 10b， 抑。
38、制由树脂保持层 12 保持的热塑性树脂 P 的粘度上升， 其结果， 热塑性树 脂 P 容易浸渗于强化纤维基材 F 中。 0072 进而， 树脂浸渗部 4 的比浸渗辊 10a、 10b 靠下游处配置有多个输送辊 （参照图 1） ， 装置1中配置有卷取部5， 该卷取部5用于进一步卷取在树脂浸渗部4得到的纤维强化树脂 片。 另外， 在这里， 也可以在浸渗辊10a、 10b的下游进一步配置有一对加热辊 （平整辊 （ ） ） ， 在该加热辊之间一边挤压一边输送纤维强化树脂片 S， 由此使纤维强化树脂片 S 的表面平滑化。 0073 以下对使用这样构成的制造装置的纤维强化树脂片 S 的制造方法进行说明。首。
39、 先， 作为强化纤维基材 F 准备连续纤维在一个方向上拉齐并卷绕为线圈状而成的强化纤维 基材。 在这里， 作为强化纤维基材F使用在一个方向上拉齐了的基材。 然而， 例如， 只要能够 成为片状的强化纤维基材F， 也可以是未拉齐的长纤维、 或者纺织布、 无纺布等布状纤维。 在 为纺织布的情况下， 作为其织法可以为平织、 斜织、 缎纹织 （朱子織） 等织法中的任一织法， 只要是片状且能够一边连续输送一边在后述的辊之间浸渗热塑性树脂 P， 对其纤维的状态 就没有特别限定。 0074 强化纤维为用于强化纤维强化树脂片的机械强度的树脂强化用纤维， 例如， 能够 列举玻璃纤维、 碳纤维、 天然纤维、 芳香族。
40、聚酰胺纤维、 氧化铝纤维、 硼纤维、 不锈钢纤维、 PBO 纤维或者高强度聚乙烯纤维等纤维。 0075 另一方面， 将热塑性树脂颗粒 Pa 导入树脂供给部 3 中， 将溶融的片状的热塑性树 脂 P 从挤压模 3a、 3b 排出。作为这样的热塑性树脂， 能够使用结晶热塑性树脂和 / 或非结 晶热塑性树脂， 例如， 能够列举尼龙系树脂、 聚碳酸酯系树脂、 聚酰胺系树脂、 聚丙烯系树脂 等烯烃系树脂、 丙烯系树脂、 或者 ABS 系树脂等， 也可以是熔点比它们高的 （软化点高的） 热 塑性树脂。 0076 然后， 将片状的强化纤维基材 F 与溶融的片状的热塑性树脂 P 导入一对浸渗辊 10a、 10。
41、b 之间， 一边通过马达 30 的驱动力使一对辊 10a、 10b 旋转一边在强化纤维基材 F 中 浸渗热塑性树脂 P， 由此制造纤维强化树脂片。 0077 具体地说， 将一个浸渗辊 10a 相对于另一个浸渗辊 10b 挤压。由此， 以在一个浸渗 辊 10a 的周面 10a 与另一个浸渗辊 10b 的周面 10a 分别作用表面压力的方式， 使两方的浸 渗辊 10a、 10b 的周面 10a、 10b 变形 （参照图 3（b） ） 。如图 4 所示， 在该状态下通过加热部 40 向圆柱空间 S1 供给被加热了的介质 M 以对一对浸渗辊 10a、 10b 进行加热。 说 明 书 CN 103781。
42、619 A 9 8/10 页 10 0078 向各浸渗辊 10a （10b） 的周面供给溶融的热塑性树脂 P。使所供给的热塑性树脂 P 从树脂保持层 12 的表面浸透到内部并保持该热塑性树脂 P。为了维持溶融状态而加热 （或 者保温） 所保持的热塑性树脂 P。一边通过一对浸渗辊 10a、 10b 的旋转向一对辊 10a、 10b 间输送所保持的热塑性树脂 P， 一边使热塑性树脂 P 浸渗于所述强化纤维基材 F 中。 0079 在本实施方式中， 此时， 经由挤压模3a、 3b向一对浸渗辊10a、 10b供给溶融的热塑 性树脂 P， 使得在一对浸渗辊 10a、 10b 的上方生成溶融的热塑性树脂 。
43、P 的树脂积存 P1。能 够通过考虑到各浸渗辊 10a（10b） 的旋转速度、 热塑性树脂 P 的粘度等而调节从各挤压模 3a（3b） 供给的热塑性树脂 P 的供给量， 来生成树脂积存 P1。 0080 根据本实施方式， 通过使用在一对浸渗辊 10a、 10b 的两方的表面形成有树脂保持 层 12 的浸渗辊， 能够在树脂保持层 12 的层内保持溶融的热塑性树脂 P。而且， 该树脂保持 层12通过一对浸渗辊10a、 10b彼此的挤压而沿着厚度方向弹性变形， 所以在挤压时能够使 被保持于树脂保持层 12 的层内的热塑性树脂 P 从树脂保持层 12 内的被挤压的部分向一对 浸渗辊 10a、 10b 。
44、之间释放。 0081 在本实施方式中， 在浸渗辊10a、 10b的两方设置有树脂保持层12。 由此， 通过使一 对浸渗辊 10a、 10b 彼此相互挤压， 能够使表面压力作用在位于浸渗辊之间的热塑性树脂 P 与强化纤维基材 F 上。进而， 能够在从树脂保持层释放溶融的热塑性树脂的状态下， 使两方 的浸渗辊 10a、 10b 的相对的周面 10a、 10a 变形为平面状。这样， 能够在强化纤维基材 F 的 两面作用均匀的应力， 能够得到厚度均匀的均质的纤维强化树脂片 S。 0082 这样作用于强化纤维基材 F 以及热塑性树脂 P 的压力， 与此前使用单纯的刚体辊 时作用的线压力不同， 其成为表面。
45、压力。由此， 不在强化纤维基材 F 上作用过度的应力， 能 够均匀且稳定地将热塑性树脂 P 浸渗于强化纤维基材 F 中。其结果， 能够得到在宽度方向 上无台阶状的肋的厚度均匀的纤维强化树脂片 S。 0083 另外， 在本实施方式中， 能够一边使浸渗辊 10a、 10b 旋转一边使表面压力作用于 浸渗辊 10a、 10b， 并对有表面压力作用的强化纤维基材 F 的部分供给从树脂保持层 12 释放 的热塑性树脂 P。由此， 能够确保浸渗时间比此前更长， 并且能够在浸渗时一边将存在于强 化纤维基材 F 的纤维间的空气合适地排出， 一边向纤维间供给最适量的热塑性树脂。 0084 特别是， 在本实施方式。
46、中， 在沿水平方向并列设置的一对浸渗辊 10a、 10b 的上方， 形成有上述溶融的热塑性树脂的树脂积存 P1， 所以能够将来自于该树脂积存 P1 的溶融的 热塑性树脂稳定地向一对浸渗辊 10a、 10b 之间供给。 0085 进而， 在挤压时弹性变形了的树脂保持层 12 的一部分 （浸渗辊彼此接触的接触部 分） ， 伴随着浸渗辊 10a、 10b 的旋转而复原为原来的状态。由此， 能够向复原了的树脂保持 层 12 内的空间 （空隙） 供给溶融的热塑性树脂 P， 在树脂保持层 12 内再次保持热塑性树脂 P。这样作的结果， 能够将片状的强化纤维基材 F 与热塑性树脂 P 导入到一对浸渗辊 10。
47、a、 10b 之间， 将溶融的热塑性树脂 P 连续地浸渗 （供给） 到强化纤维基材 F 中。 0086 使用输送辊使这样得到的纤维强化树脂片 S 通过， 并在卷取部 5 将其卷绕为线圈 状。另外， 在本实施方式中， 直接向浸渗辊 10a、 10b 两方的上侧的周面 10a、 10a 供给热塑性 树脂 P， 但只要能够在强化纤维基材 F 的内部均匀地浸渗热塑性树脂 P， 也可以从任一浸渗 辊的上侧的周面供给热塑性树脂 P。 0087 图6是表示图1所示的实施方式的其他的变形例涉及的纤维强化树脂片的制造装 说 明 书 CN 103781619 A 10 9/10 页 11 置的树脂浸渗部的示意性剖。
48、视图。图 6 所示的实施方式的装置， 其与图 1 所示的装置的不 同点是作为浸渗辊使用通常的圆柱的金属辊以代替形成有树脂保持层12的浸渗辊10b。 其 他结构与上述图 1 所示的实施方式相同， 所以将详细的说明省略。 0088 如图6所示， 在本实施方式中， 具备浸渗辊10a与铁制的圆柱的金属辊60。 在金属 辊 60 的内部有形成圆柱空间 S2， 与上述实施方式相同地加热部连接于其内部使得由加热 部加热了的介质在其内部循环。由此， 能够在金属辊 60 上卷绕强化纤维基材 F， 在一对辊 10a、 60 之间对所导入的纤维强化基材 F 进行预热， 能够抑制浸渗时热塑性树脂 P 粘度的上 升。另。
49、外， 与上述实施方式同样地金属辊 60 连结于马达。 0089 通过使用这样的金属辊60， 形成有树脂保持层12的一侧的浸渗辊10a的表面通过 树脂保持层 12 的弹性变形而以仿形另一侧的金属辊的表面形状的方式变形， 所以能够在 从树脂保持层 12 的层内向一对辊 10a、 60 之间释放溶融的热塑性树脂 P 的状态下， 使表面 压力作用在位于辊 10a、 60 之间的热塑性树脂 P 与强化纤维基材 F 上。 0090 图7是表示图1所示的实施方式的另外的变形例涉及的纤维强化树脂片的制造装 置的树脂浸渗部的示意性剖视图。图 7 所示的实施方式的装置与图 1 不同点是使用收纳有 溶融的热塑性树脂的容器 65、 65 以代替挤压模 3a， 3b 这一点和在浸渗辊 10a、 10b 的上方设 置用于加热树脂保持层 12 的加热器 66、 66 这一点。其他结构与上述图 1 所示的实施方式 相同， 所以将详细的说明省。