CN110430984A - 涂液浸渗片状增强纤维束和片状一体物的制造方法、涂布装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在单向上长的连续增强纤维单向排列而成的片状增强纤维束上施加涂液的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其课题在于提供一种涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法和涂布装置，即使在行进速度快的情况下，也能够在所产生的绒毛不会发生堵塞的情况下连续行进，并且能够使涂液高效地浸渗到片状增强纤维束中，本发明为一种使增强纤维(1)单向排列而成的片状增强纤维束(1a)沿实质上垂直方向向下在储留有涂液(2)的涂布部(20)的内部通过而将涂液(2)施加到片状增强纤维束(1a)上的涂液浸渗片状增强纤维束(1b)的制造方法，其要点在于，涂布部(20)具备相互连通的储液部和狭窄部，储液部具有截面积沿着片状增强纤维束(1a)的行进方向连续减少的部分，狭窄部具有狭缝状的截面，并且具有比储液部的上表面小的截面积。

Description

涂液浸渗片状增强纤维束和片状一体物的制造方法、涂布 装置

技术领域

本发明涉及涂液浸渗片状增强纤维束和片状一体物的制造方法、涂布装置，特别是涉及在片状增强纤维束中均匀地浸渗涂液的方法和装置。

背景技术

将包含热塑性树脂、热固性树脂的基质树脂利用增强纤维进行增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、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使用。特别是在需要高的力学特性和轻量性的情况下，适合广泛使用碳纤维增强复合材料(CFRP)。另一方面，在与力学特性、轻量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是将基质树脂浸渗到增强纤维束中而得到中间基材，将其层积、成型，在使用热固化树脂的情况下进而使其热固化，制造由FRP构成的部件。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，从制作部件时的层积效率、成型性的方面考虑，与一维的线束状物、纱束状物相比，更为广泛地使用二维的片状物。

另外，最近，为了提高由FRP构成的部件的生产效率，正在推进片状中间基材的层积的机械化、自动化，此处优选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割、并使基质树脂直接浸渗到窄幅的片状增强纤维束中而得到。

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片状增强纤维束中浸渗基质树脂而得到的预浸料。作为预浸料中使用的片状增强纤维束，有使增强纤维单向排列形成片状而成的单向增强纤维束和使增强纤维多向排列而成的织物。特别是在优先考虑力学特性的情况下，多使用单向排列增强纤维束。

作为预浸料的制造方法之一的热熔法为下述方法：将基质树脂熔融后，涂布于离型纸上，将其夹在片状增强纤维束的上表面、下表面之间，制作成层积结构制作后，利用热和压力使基质树脂浸渗到片状增强纤维束内部。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。

作为浸渗的效率化，例如有专利文献1那样的方案。该方案为下述方法：将玻璃纤维熔融纺丝，将其集束而制成线束状物、纱束状物，使所得到的线束状物、纱束状物在具有充满了热塑性树脂的圆锥状流道的储液部中通过。

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揺动，使片状物在带材导向装置中通过，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)运送，使其在模具中通过，将热塑性树脂施加、浸渗到带状增强纤维束中的横模抽出方式(专利文献3、专利文献4等)。专利文献3中，使带状增强纤维在直角模头(专利文献3的图2)中通过，在直角模头内的直线状的模具部的近前将树脂施加到带状增强纤维束。专利文献4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、浸渗、层积，最终作为1片片状预浸料从模具中拉拔出来。

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6-31821号公报

专利文献4：国际公开WO2012/002417小册子

发明内容

发明所要解决的课题

但是，利用专利文献1的方法仅能制造线束状物、纱束状物，无法应用于作为本发明的对象的片状预浸料的制造。另外，专利文献1中，为了提高浸渗效率，使热塑性树脂的流体碰触到线束状或纱束状增强纤维束侧面而在圆锥状流道内主动地产生紊流。认为其意图在于扰乱增强纤维束的排列的一部分而使基质树脂流入，但若将该构思应用于单向排列增强纤维束，认为会使增强纤维束的排列紊乱，不仅预浸料的品位降低，而且FRP的力学特性降低。

另外，专利文献2中的片状物为膜、布、纸、箔、冲孔板、网状片材等，作为本发明的对象的单向排列增强纤维束并非其意图所在。即使在将专利文献2的技术应用于由碳纤维构成的单向排列增强纤维束的情况下，认为也会由于在带材导向装置中的摩擦而产生绒毛，单向排列增强纤维束变得难以行进。另外，专利文献2的技术为树脂的涂布，浸渗并非其意图所在。

专利文献3的技术中，在直角模头内的模具部的前部不存在树脂的状态下使带状增强纤维通过狭缝状的导杆末端，因此容易发生绒毛的堵塞，并且也不具备除去绒毛的功能，因此认为难以长时间连续行进。特别是在容易产生绒毛的碳纤维的情况下认为该倾向显著。

另外，专利文献4的方法中，在连续生产时绒毛容易滞留于储液部，在拉拔部容易发生绒毛的堵塞。特别是使带状增强纤维束以高速连续行进时，绒毛堵塞的频率变得非常高，因此只能以非常慢的速度进行生产，存在无法提高生产率的问题。另外，在横模抽出方式的情况下，为了防止漏液，需要对模具部进行密封，在连续生产中绒毛的回收也不充分。此外，在横模抽出方式中，在涂液浸渗到片状增强纤维束的内部时，残留在带状增强纤维束的内部的气泡在浮力作用下沿着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)排出，因此就像将浸渗进来的涂液推开那样进行气泡的排出。因此，气泡的移动受到液体的阻碍，并且涂液的浸渗也受到气泡的阻害，因此存在浸渗效率差的问题。需要说明的是，专利文献4中还提出了从通气口进行气泡的排气，但仅在模具出口附近，认为其效果有限。

由此可见，尚未确立对于单向排列的增强纤维束的高效的涂液施加方法、特别是使用单向增强纤维束的片状预浸料的高效的制造方法。

本发明的课题涉及一种涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，提供抑制绒毛产生、并且能够在不发生绒毛堵塞的情况下进行连续生产、进而使涂液高效地浸渗到片状增强纤维束中、能够实现生产速度的高速化的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法和涂布装置。

用于解决课题的手段

解决上述课题的本发明的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法是使增强纤维单向排列而成的片状增强纤维束沿实质上垂直方向向下在储留有涂液的涂布部的内部通过而将涂液施加到片状增强纤维束上的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，该涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法中，上述涂布部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着片状增强纤维束的行进方向连续减少的部分，上述狭窄部具有狭缝状的截面，并且具有比储液部上表面小的截面积。

另外，本发明涉及上述涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，对片状增强纤维束进行加热后，将其导至储液部。

另外，本发明涉及上述涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，对片状增强纤维束进行平滑化处理后，将其导至储液部。

另外，本发明涉及上述涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，对片状增强纤维束进行拓宽处理后，将其导至储液部。

另外，本发明的片状一体物的制造方法为下述片状一体物的制造方法：利用上述涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法得到涂液浸渗片状增强纤维束，在所得到的涂液浸渗片状增强纤维束的至少单面上施加离型片而制成片状一体物，然后收取片状一体物。

另外，本发明涉及上述片状一体物的制造方法，其中，在形成上述片状一体物后进行追加浸渗。

此外，本发明的涂布装置为在增强纤维单向排列而成的片状增强纤维束上施加涂液的涂布装置，该涂布装置中，具有使片状增强纤维束沿实质上垂直方向向下行进的行进机构和涂布机构，上述涂布机构可在其内部储留涂液，进而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着片状增强纤维束的行进方向连续减少的部分，狭窄部具有狭缝状的截面，并且具有比储液部上表面小的截面积。

另外，本发明涉及一种片状一体物的制造装置，其具备：对增强纤维进行排列而形成片状增强纤维束的机构、对片状增强纤维束进行加热的机构、上述涂布装置、离型片的供给装置、夹持辊和/或S形辊以及卷绕头。

此外，本发明涉及一种预浸料，其是利用上述制造方法和/或上述制造装置而制造的。

另外，本发明涉及一种预浸料带，其是将上述预浸料切开而成的。

此外，本发明涉及一种纤维增强复合材料，其是将上述预浸料和/或上述预浸料带成型而成的。

发明的效果

根据本发明的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，能够大幅抑制、防止由绒毛所致的堵塞。此外，能够使片状增强纤维束连续且高速地行进，施加有涂液的片状增强纤维束的生产率提高。

此外，能够得到均匀地浸渗有涂液的片状增强纤维束。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法和涂布装置的示意性横截面图。

图2是将图1中的涂布部20的部分放大的详细横截面图。

图3是从图2的A的方向观察图2中的涂布部20的仰视图。

图4a是对从图2的B的方向观察图2中的涂布部20时的涂布部内部的结构进行说明的截面图。

图4b是表示图4a中的间隙26中的涂液2的流动的截面图。

图5是示出宽度限制机构的设置例的图。

图6是与图2不同的实施方式的涂布部20b的详细横截面图。

图7是与图6不同的实施方式的涂布部20c的详细横截面图。

图8是与图6不同的实施方式的涂布部20d的详细横截面图。

图9是与图6不同的实施方式的涂布部20e的详细横截面图。

图10是与本发明不同的实施方式的涂布部30的详细横截面图。

图11是示出作为本发明的实施方式的一例的在储液部内具备杆的方式的图。

图12是示出使用了本发明的预浸料制造工序、装置的示例的示意图。

图13是使用了本发明的另一预浸料制造工序、装置的示例的示意图。

图14是使用了本发明的另一预浸料制造工序、装置的示例的示意图。

图15是使用了本发明的另一预浸料制造工序、装置的示例的示意图。

图16是示出本发明的一个实施方式的将多个涂液浸渗片状增强纤维束层积的方式的示例的图。

图17是示出本发明的一个实施方式的具备多个涂布部的方式的示例的图。

图18是示出本发明的一个实施方式的具备多个涂布部的另一方式的示例的图。

图19是使用了本发明的另一预浸料制造工序、装置的示例的示意图。

图20是使用了本发明的另一预浸料制造工序、装置的示例的示意图。

图21是使用了本发明的另一预浸料制造工序、装置的示意图。

具体实施方式

基于附图对本发明的优选实施方式进行说明。需要说明的是，以下的说明是对发明的实施方式进行例示，本发明并不能解释成限定于此，可以在不脱离本发明的目的、效果的范围内进行各种变更。

<涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法和涂布装置的概略>

首先，利用图1来记述本发明的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法的概略。图1是示出本发明的一个实施方式的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法和装置的示意性截面图。涂布装置100中具备：作为行进机构的运送辊13、14，使片状增强纤维束1a沿着实质上垂直方向向下方Z行进；和作为涂布机构的涂布部20，该涂布部20设置在运送辊13、14之间，储留有涂液2。另外，在涂布装置100的前后可以具备：将增强纤维1开卷的多个经轴架11；将开卷的增强纤维1单向排列而得到片状增强纤维束1a(图1中沿纸面进深方向排列)的排列装置12；和涂液浸渗片状增强纤维束1b的卷取装置15，另外，虽然未图示，但涂布装置100中具备涂液的供给装置。进而，也可以根据需要具备供给离型片3的离型片供给装置16。

<片状增强纤维束>

此处，作为增强纤维1，可以例示碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、金属氧化物纤维、金属氮化物纤维、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)等，从FRP的力学特性、轻量性的方面考虑，优选使用碳纤维。

另外，单向排列而成的片状增强纤维束是指使多条增强纤维在平面上沿单向排列而成的片状增强纤维束，并不一定需要该多条增强纤维相互缠绕等而一体化。即，根据本发明的制造方法，在涂液的涂布后以浸渗有涂液的片状物的形式得到，因此为方便起见将增强纤维排列而成的状态称为片状增强纤维束。增强纤维单向排列而成的树脂浸渗片状物成为在复合材料领域中被称为“单向材料”或“UD材料”的FRP的基材。此处，对片状增强纤维束的厚度、宽度没有特别限制，可以根据目的、用途而适当选择。在碳纤维的情况下，通常将1,000条～1,000,000条左右的单纤维集合为带状而成的材料称为“丝束”，使丝束排列可得到片状增强纤维束，也可以将丝束沿厚度方向层积。需要说明的是，片状增强纤维束在由其宽度/厚度所定义的纵横比为10以上是时容易处理，从而优选。需要说明的是，本发明中，1条带状的“丝束”也可以理解为片状增强纤维束的一种形态。

另外，形成片状增强纤维束的方法可以使用公知的方法，没有特别限制，从工序效率化、排列均匀化的方面考虑，优选使单纤维预先排列而形成增强纤维束，使该增强纤维束进一步排列而形成片状增强纤维束。例如在碳纤维的情况下，如上所述，作为带状增强纤维束的“丝束”被卷绕在线轴上，使从该线轴中拉出的带状增强纤维束排列可得到片状增强纤维束。另外，优选具有增强纤维排列机构，其用于使从挂在经轴架上的线轴中拉出的增强纤维束整齐地排列，消除片状增强纤维束中增强纤维束的不期望的层叠或折叠、以及增强纤维束间的间隙。作为增强纤维排列机构，可以使用公知的辊或梳型排列装置等。另外，从减小增强纤维间的间隙的方面考虑，将预先排列好的片状增强纤维束多片层叠也是有用的。需要说明的是，在将增强纤维拉出时优选对经轴架施加张力控制机构。作为张力控制机构，可以使用公知的张力控制机构，可以举出制动机构等。另外，可以通过导丝器的调节等来控制张力。

<片状增强纤维束的平滑化>

本发明中，通过提高片状增强纤维束的表面平滑性，能够提高涂布部中的涂布量的均匀性。因此，优选对片状增强纤维束进行平滑化处理后，将其导至储液部。平滑化处理法没有特别限制，可以例示利用对辊等进行物理挤压的方法、利用空气流使增强纤维移动的方法等。进行物理挤压的方法简便且不易使增强纤维的排列紊乱，因而优选。更具体而言，可以使用压延加工等。利用空气流的方法不仅不易产生摩擦，还具有拓宽片状增强纤维束的效果，从而优选。

<片状增强纤维束的拓宽>

另外，本发明中，从能够高效地制造薄的预浸料的方面考虑，还优选对片状增强纤维束进行拓宽处理后，将其导至储液部。拓宽处理方法没有特别限制，可以例示施加机械振动的方法、利用空气流拓宽增强纤维束的方法等。作为施加机械振动的方法，例如有日本特开2015-22799号公报所记载的那样使片状增强纤维束与振动的辊接触的方法。作为振动方向，将片状增强纤维束的行进方向设为X轴时，优选施加Y轴方向(水平方向)、Z轴方向(垂直方向)的振动，还优选将水平方向振动辊与垂直方向振动辊组合使用。另外，若振动辊表面预先设置有多个突起，则能够抑制辊对增强纤维的摩擦，从而优选。作为利用空气流的方法，例如可以使用SEN-IGAKKAISHI,vol.64,P-262-267(2008).所记载的方法。

<片状增强纤维束的预热>

另外，本发明中，若对片状增强纤维束进行加热后将其导至储液部，则可抑制涂液的温度降低、提高涂液的粘度均匀性，因而优选。片状增强纤维束优选加热至涂液温度附近，作为用于此的加热手段，可以使用空气加热、红外线加热、远红外线加热、激光加热、接触加热、热介质加热(蒸气等)等多种手段。其中，优选红外线加热，其装置简便，并且能够直接对片状增强纤维束片进行加热，因而即使行进速度快也能够高效地加热至所期望的温度。

<涂液>

本发明中使用的涂液可以根据施加目的而适当选择，例如在应用于片状预浸料的制造的情况下，可以使用基质树脂的涂液。通过本发明得到的涂布有基质树脂的涂液浸渗片状增强纤维束成为在片状增强纤维束中浸渗有基质树脂的状态，可以直接以片状预浸料的形式层积、成型而得到由FRP构成的部件。浸渗度可以通过涂布部的设计、涂布之后的追加浸渗来进行控制。作为基质树脂，可以根据用途而适当选择，通常使用热塑性树脂或热固性树脂。基质树脂可以是加热熔融的熔融树脂，也可以是室温下为涂液的基质树脂。另外，也可以是使用溶剂制成溶液或清漆的基质树脂。

作为基质树脂，可以使用热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂等FRP中通常使用的基质树脂。另外，这些基质树脂在室温下若为液体则可以直接使用，在室温下若为固体或粘稠液体，则可以加热而低粘度化、或者熔融而制成熔液来使用，也可以溶解于溶剂中制成溶液或清漆来使用。

作为热塑性树脂，可以使用在主链中具有选自碳-碳键、酰胺键、酰亚胺键、酯键、醚键、碳酸酯键、氨基甲酸酯键、脲键、硫醚键、砜键、咪唑键、羰基键中的键的聚合物。具体而言，可以例示聚丙烯酸酯、聚烯烃、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯并咪唑(PBI)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳基醚酮(PAEK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)等。在航空器用途等要求耐热性的领域中，优选PPS、PES、PI、PEI、PSU、PEEK、PEKK、PEAK等。另一方面，在工业用途或汽车用途等中，为了提高成型效率，优选聚丙烯(PP)等聚烯烃或PA、聚酯、PPS等。这些热塑性树脂可以为聚合物，为了实现低粘度、低温涂布，可以使用低聚物或单体。当然，这些热塑性树脂也可以根据目的进行共聚，也可以将各种热塑性树脂混合而以聚合物混合物/合金的形式使用。

作为热固性树脂，可以举出环氧树脂、马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、具有乙炔末端的树脂、具有乙烯基末端的树脂、具有烯丙基末端的树脂、具有纳迪克酸末端的树脂、具有氰酸酯末端的树脂。这些热固性树脂通常可以与固化剂、固化催化剂组合使用。另外，也可以适当将这些热固性树脂混合使用。

作为适合于本发明的热固性树脂，出于耐热性、耐化学品性、力学特性优异的原因，优选使用环氧树脂。特别优选以胺类、苯酚类、具有碳-碳双键的化合物为前体的环氧树脂。具体而言，作为以胺类为前体的环氧树脂，可以举出四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷、三缩水甘油基对氨基苯酚、三缩水甘油基间氨基苯酚、三缩水甘油基氨基甲酚的各种异构体，作为以苯酚类为前体的环氧树脂，可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、线性酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂，作为以具有碳-碳双键的化合物为前体的环氧树脂，可以举出脂环族环氧树脂等，但不限于此。另外，也可以使用将这些环氧树脂溴化而得到的溴化环氧树脂。以四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷所代表的芳香族胺为前体的环氧树脂耐热性良好、与增强纤维的粘接性良好，因而最适合于本发明。

热固性树脂优选与固化剂组合使用。例如在环氧树脂的情况下，固化剂只要是具有可与环氧基反应的活性基团的化合物就可以使用。优选具有氨基、酸酐基、叠氮基的化合物是适合的。具体而言，双氰胺、二氨基二苯砜的各种异构体、氨基苯甲酸酯类是适合的。具体地来说明，双氰胺由于预浸料的保存性优异而优选使用。另外，二氨基二苯砜的各种异构体可提供耐热性良好的固化物，因而最适合于本发明。作为氨基苯甲酸酯类，优选使用三亚甲基二醇二对氨基苯甲酸酯、新戊二醇二对氨基苯甲酸酯，与二氨基二苯砜相比，虽然耐热性较差，但拉伸强度优异，因而可根据用途选择使用。另外，当然也可以根据需要使用固化催化剂。另外，从提高涂液的适用期的意义上考虑，也可以合用可与固化剂或固化催化剂形成络合物的络合剂。

另外，本发明中，还优选在热固性树脂中混合热塑性树脂来使用。与单独使用热固性树脂的情况相比，热固性树脂与热塑性树脂的混合物可提供良好的结果。这是因为，热固性树脂通常具有较脆的缺点，但能够利用高压釜进行低压成型；与之相对，热塑性树脂通常具有强韧的优点，但难以利用高压釜进行低压成型，两者显示出对立的特性，因此通过将这些树脂混合使用，能够取得物性与成型性的平衡。混合使用的情况下，从使预浸料固化而成的FRP的力学特性的方面考虑，优选含有多于50质量％的热固性树脂。

<聚合物颗粒>

另外，本发明中，使用包含聚合物颗粒的涂液时，能够提高所得到的CFRP的韧性、耐冲击性，这是优选的。此时，聚合物颗粒的玻璃化转变温度(Tg)或熔点(Tm)若比涂液温度高20℃以上，则在涂液中容易保持聚合物颗粒的形态，这是优选的。聚合物颗粒的Tg可以使用温度调制DSC在以下的条件下进行测定。作为温度调制DSC装置，优选TA Instrments公司制造的Q1000等，可以在氮气气氛下以高纯度铟校正后使用。测定条件可以如下设定：升温速度为2℃/分钟、温度调制条件为周期60秒、振幅1℃。可以从由此得到的总热流中分离可逆成分，将阶梯状信号的中点的温度作为Tg。

另外，Tm可以利用通常的DSC以10℃/分钟的升温速度进行测定，将与熔解相当的峰状信号的峰顶温度作为Tm。

另外，作为聚合物颗粒，优选不溶于涂液，作为这样的聚合物颗粒，例如可以参考WO2009/142231小册子的记载等而使用适当的聚合物颗粒。更具体而言，可以优选使用聚酰胺、聚酰亚胺。最优选聚酰胺，由于其优异的韧性，因而能够大幅提高耐冲击性。作为聚酰胺，可以优选使用尼龙12、尼龙11、尼龙6、尼龙66、尼龙6/12共聚物、日本特开平01-104624号公报的实施例1记载的利用环氧化合物进行了半IPN(互穿网络结构)化的尼龙(半IPN尼龙)等。作为该热塑性树脂颗粒的形状，可以为球状颗粒也可以为非球状颗粒，另外还以为多孔质颗粒，球状颗粒不会使树脂的流动特性降低，因此在本发明的制造法中特别优选。另外，若为球状，则不存在应力集中的起点、可提供高耐冲击性，从这点考虑也是优选的方式。

作为聚酰胺颗粒的市售品，可以使用SP-500、SP-10、TR-1、TR-2、842P-48、842P-80(以上为东丽株式会社制造)、“Orgasol(注册商标)”1002D、2001UD、2001EXD、2002D、3202D、3501D、3502D、(以上为阿科玛株式会社制造)、“Grilamid(注册商标)”TR90(Emser Werke公司制造)、“TROGAMID(注册商标)”CX7323、CX9701、CX9704(Degussa株式会社制造)等。这些聚酰胺颗粒可以单独使用也可以将多种合用。

另外，为了使CFRP的层间树脂层高韧性化，优选将聚合物颗粒留在层间树脂层中。因此，聚合物颗粒的数均粒径优选为5～50μm的范围、更优选为7～40μm的范围、进一步优选为10～30μm的范围。通过使数均粒径为5μm以上，颗粒不会侵入到增强纤维束中，能够留在所得到的纤维增强复合材料的层间树脂层中。通过使数均粒径为50μm以下，能够优化预浸料表面的基质树脂层的厚度，进而在所得到的CFRP中能够优化纤维质量含量。

<涂液粘度>

作为本发明中使用的涂液，优选从工序通过性、稳定性的方面考虑选择最佳粘度。具体而言，使粘度为1～60Pa·s的范围时，能够抑制狭窄部出口处的液体滴落并且能够提高片状增强纤维束的高速行进性、稳定行进性，这是优选的。此处，粘度是指以3.14s^-1的应变速率在储液部中的涂液温度下测定的粘度。作为测定装置，可以使用平行圆盘型或锥型等的粘弹性测定装置。涂液的粘度更优选为10～30Pa·s。

<涂布工序>

参照图1来进行说明，将涂布装置100中的涂液2施加到片状增强纤维束1a上的方法中，利用排列装置12将从经轴架11上开卷的多条增强纤维1沿单向(纸面进深方向)排列，得到片状增强纤维束1a，然后使片状增强纤维束1a沿实质上垂直方向向下方Z在涂布部20中通过，在片状增强纤维束1a的两面施加涂液2。由此，能够得到涂液浸渗片状增强纤维束1b。

进而，可以根据需要在涂液浸渗片状增强纤维束1b的至少单面上施加离型片3，利用卷取装置15将涂液浸渗片状增强纤维束1b和离型片3同时进行卷取。特别是在即使施加于涂液浸渗片状增强纤维束1b的涂液2抵达运送辊14、涂液2的一部分或全部也存在于涂液浸渗片状增强纤维束1b表面并且流动性、粘着性高的情况下，利用离型片3能够防止涂液浸渗片状增强纤维束1b表面的涂液2的一部分转印到运送辊14上。此外，还能够防止涂液浸渗片状增强纤维束1b彼此的粘接，使后续工序中的处理变得容易。作为离型片，只要可发挥出上述效果就没有特别限制，例如除了离型纸以外，还可以举出在有机聚合物膜表面涂布离型剂而成的离型片等。

接着利用图2～4对涂液2向片状增强纤维束1a上的施加工序进行详细说明。图2是将图1中的涂布部20放大的详细横截面图。涂布部20具备隔开规定的间隙D而对置的壁面部件21a、21b，在壁面部件21a、21b之间形成有储液部22，该储液部22的截面积沿着朝向垂直方向下方的Z方向(即片状增强纤维束的行进方向)连续减少；和狭缝状的狭窄部23，该狭窄部23位于储液部22的下方(片状增强纤维束1a的运出侧)，具有比储液部22的上表面(片状增强纤维束1a的导入侧)的截面积小的截面积。图2中，片状增强纤维束1a沿纸面的进深方向排列。

涂布部20中，导入至储液部22的片状增强纤维束1a随着其周围的涂液2沿着朝向垂直方向下方的Z方向行进。此时，由于储液部22的截面积向着朝向垂直方向下方的Z方向(片状增强纤维束1a的行进方向)而减少，因此所伴随的涂液2逐渐被压缩，随着朝向储液部22的下部，涂液2的压力增大。储液部22的下部的压力增高时，上述伴随液流难以进一步向下部流动，而沿壁面部件21a、21b方向流动，然后受到壁面部件21a、21b的阻力，变得向上方流动。结果，在储液部22内形成沿着片状增强纤维束1a的平面和壁面部件21a、21b壁面的循环流T。由此，即使片状增强纤维1a将绒毛带入储液部22，绒毛也会沿循环流T运动，无法接近液压大的储液部22下部和狭窄部23。进而，如下文中所述，气泡附着于绒毛上，由此绒毛从循环流T移动至上方，在储液部22的上部液面附近通过。因此，不仅可防止绒毛堵塞于储液部22的下部和狭窄部23，还能够从储液部22的上部液面容易地回收滞留的绒毛。此外，在使片状增强纤维束1a以高速行进的情况下，上述液压进一步增大，因此绒毛的排除效果进一步提高。其结果，能够以更高速对片状增强纤维束1a施加涂液2，生产率大幅提高。

另外，还具有通过上述增大的液压容易使涂液2浸渗到片状增强纤维束1a的内部的效果。这是基于下述性质(达西定律)：涂液浸渗到增强纤维束这样的多孔质体中时，其浸渗度因涂液的压力而增大。关于这一点，在使片状增强纤维束1a以更高速行进的情况下，液压也进一步增大，因此能够进一步提高浸渗效果。需要说明的是，涂液2通过与残留在片状增强纤维束1a的内部的气泡进行气/液置换而发生浸渗，气泡在上述液压和浮力的作用下通过片状增强纤维束1a的内部的间隙沿纤维的取向方向(朝向垂直方向上方)排出。此时，气泡以不会将浸渗进来的涂液2推开的方式排出，因此还具有不阻碍浸渗的效果。另外，气泡的一部分从片状增强纤维束1a的表面向面外方向(法线方向)排出，该气泡也在上述液压和浮力的作用下迅速沿垂直方向向上的方向被排除，因此不会滞留在浸渗效果高的储液部22的下部，还具有高效地进行气泡排出的效果。通过这些效果，能够使涂液2高效地浸渗到片状增强纤维束1a中，其结果，能够得到均匀地浸渗有涂液2的高品质的涂液浸渗片状增强纤维束1b。

进而，在上述增大的液压的作用下，片状增强纤维束1a自动调心至间隙D的中央，片状增强纤维束1a不会直接与储液部22或狭窄部23的壁面摩擦，还具有抑制此处的绒毛产生的效果。这是因为，在片状增强纤维束1a因干扰等而接近间隙D的某一侧的情况下，在接近的一侧涂液2被挤入更狭窄的间隙而被压缩，因此在接近的一侧液压进一步增大，从而将片状增强纤维束1a挤回间隙D的中央。

狭窄部23设计为截面积比储液部22的上表面小。由图2、图4可以理解，主要通过使片状增强纤维束所形成的近似平面的垂线方向的长度小、即部件间的间隔窄而使截面积减小。这是因为，如上所述，通过在狭窄部提高液压，得到浸渗和自动调心效果。另外，从片状增强纤维束1a的行进性、涂液2的流动控制的方面考虑，优选使狭窄部23的最上部的表面的截面形状与储液部22的最下部的表面的截面形状一致，但也可以根据需要使狭窄部23稍大。

此处，在图2的涂布部20，片状增强纤维束1a沿完全朝向垂直方向下方的Z方向(与水平面成90度)行进，但不限于此，只要在可得到上述绒毛回收、气泡的排出效果、片状增强纤维束1a能够稳定地连续行进的范围内沿实质上垂直方向向下即可。

另外，施加于片状增强纤维束1a的涂液2的总量可以通过狭窄部23的间隙D来控制，例如在想要使施加于片状增强纤维束1a的涂液2的总量多(想要使基重大)的情况下，按照扩大间隙D的方式设置壁面部件21a、21b即可。

图3是从图2的A的方向观察涂布部20的仰视图。涂布部20中设置有用于防止涂液2从片状增强纤维束1a的排列方向两端漏出的侧壁部件24a、24b，在由壁面部件21a、21b和侧壁部件24a、24b包围成的空间内形成有狭窄部23的出口25。此处，出口25呈狭缝状，截面纵横比(图3的Y/D)根据想要施加涂液2的片状增强纤维束1a的形状进行设定即可。

图4a是对从B的方向观察涂布部20时的涂布部内部的结构进行说明的截面图。需要说明的是，为了使图易于观察，除了省略了壁面部件21b以外，对于片状增强纤维束1a，按照将增强纤维1隔开间隙而排列的方式进行了描绘，但实际上，从片状预浸料的品位、FRP的力学特性的方面考虑，优选将增强纤维1无间隙地排列。

图4b示出了间隙26中的涂液2的流动。间隙26大时，涂液2中沿R的方向产生涡流。该涡流R在储液部22的下部成为朝向外侧的流动(Ra)，因此有时会将片状增强纤维束撕裂(产生片状纤维束的破裂)或者将增强纤维间的间隔扩大，因此在制成涂液浸渗片状增强纤维束时有可能产生增强纤维的排列不均。另一方面，在储液部22的上部，成为朝向内侧的流动(Rb)，因此片状增强纤维束1a沿宽度方向被压缩，有时其端部会折断。在以专利文献2(日本专利第3252278号公报)为代表的那样在一体物的片状基材(特别是膜)上进行涂液的两面涂布的装置中，即使产生这样的间隙26中的涡流，对品质的影响也少，因此未引起注意。

因此，本发明中，优选进行减小间隙26的宽度限制，抑制在端部的涡流的产生。具体而言，优选按照储液部22的宽度L、即侧板部件24a与24b的间隔L和紧挨在狭窄部23的下方测定的片状增强纤维束的宽度W满足下述关系的方式构成。

L≤W+10(mm)

由此，可抑制在端部的涡流产生，能够抑制片状增强纤维束1a的破裂或端部折断，能够得到增强纤维1在涂液浸渗片状增强纤维束1b的整个宽度(W)上均匀地排列、高品位且稳定性高的涂液浸渗片状增强纤维束1b。此外，在将该技术应用于预浸料的情况下，不仅能够提高预浸料的品位、品质，还能够提高使用其而得到的FRP的力学特性和品质。L与W的关系更优选地为L≤W+2(mm)时，能够进一步抑制片状增强纤维束的破裂或端部折断。

另外，从提高涂液浸渗片状增强纤维束1b的宽度方向尺寸的均匀性的方面考虑，L的下限优选按照达到W-5(mm)以上的方式进行调节。

需要说明的是，从抑制由储液部22下部的高液压所致的涡流R产生的方面考虑，该宽度限制优选至少在储液部22的下部(图4a的G的位置)进行。进而，该宽度限制更优选地在储液部22的全范围内进行时，能够基本完全抑制涡流R的产生，其结果，能够基本完全抑制片状增强纤维束的破裂或端部折断。

另外，从上述间隙26的涡流抑制的方面考虑，上述宽度限制可以仅在储液部22进行，但从抑制对涂液浸渗片状增强纤维束1b的侧面施加过量的涂液2的方面考虑，优选在狭窄部23也同样地进行宽度限制。

<宽度限制机构>

上文中示出了侧壁部件24a、24b承担宽度限制的情况，但也可以如图5所示在侧壁部件24a、24b间设置宽度限制机构27a、27b，利用该机构进行宽度限制。由此，能够自由地变更被宽度限制机构所限制的宽度，从而能够利用一个涂布部制造各种宽度的涂液浸渗片状增强纤维束，从该方面考虑是优选的。此处，片状增强纤维束在紧挨在狭窄部的下方的宽度(W)与在该宽度限制机构下端被宽度限制机构所限制的宽度(L2)的关系优选为L2≤W+10(mm)、更优选为L2≤W+2(mm)。另外，从提高涂液浸渗片状增强纤维束1b的宽度方向尺寸的均匀性的方面考虑，L2的下限优选按照达到W-5(mm)以上的方式进行调节。对宽度限制机构的形状和材质没有特别限制，为板状的衬套时简便从而优选。另外，通过在上部、即接近液面的部位具有比壁面部件21a、21b的间隔小的宽度(参照图5；在“从Z方向观察的图”中是指宽度限制机构的上下方向的长度)，能够使其不妨碍涂液的水平方向的流动，从而优选。另一方面，从宽度限制机构的中间部至下部形成沿着涂布部的内部形状的形状时，能够抑制涂液在储液部的滞留，能够抑制涂液的劣化，因而优选。从该意义上考虑，宽度限制机构优选插入至狭窄部23。图5中，作为宽度限制机构，示出了板状衬套的示例，示出了从衬套的中间起下部沿着储液部22的锥形插入至狭窄部23的示例。图5中示出了L2从液面至出口为恒定的示例，但也可以在实现宽度限制机构的目的的范围内根据部位变更限制的宽度。宽度限制机构可以利用任意的方法固定在涂布部20，在板状衬套的情况下，通过在上下方向上在多个部位固定，能够抑制由高液压所致的板状衬套的变形引起的限制宽度的变动。例如，上部使用撑杆、下部插入涂布部时，容易利用宽度限制机构进行宽度的限制，从而优选。

<储液部的形状>

如上文中详细说明的那样，本发明中，通过在储液部22使截面积沿片状增强纤维束的行进方向连续减少而在片状增强纤维束的行进方向上增大液压是很重要的，此处，关于截面积沿片状增强纤维束的行进方向连续减少，只要能够在行进方向上连续地增大液压，对其形状没有特别限制。在储液部的横截面图中，也可以为锥状(直线状)或者如喇叭状等那样显示出曲线的形态。另外，截面积减少部可以在储液部全长上连续，只要在可得到本发明的目的、效果的范围内，也可以在一部分中包含截面积不减少的部分或相反地扩大的部分。对于这些情况，以下在图6～9中举例进行详细说明。

图6是与图2不同的实施方式的涂布部20b的详细横截面图。除了构成储液部22的壁面部件21c、21d的形状不同以外，与图2的涂布部20相同。如图6的涂布部20b所示，储液部22分为截面积沿着朝向垂直方向下方的Z方向连续减少的区域22a和截面积不减少的区域22b。此时，截面积连续减少的垂直方向高度H优选为10mm以上。进一步优选的截面积连续减少的垂直方向高度H为50mm以上。由此，可确保片状增强纤维束1a所伴随的涂液2在储液部22的截面积连续减少的区域22a被压缩的距离，能够使在储液部22的下部产生的液压充分增大。其结果，能够得到利用液压防止绒毛堵塞在狭窄部23、并且利用液压使涂液2浸渗到片状增强纤维束1a中的效果。

此处，如图2的涂布部20或图6的涂布部20b所示，使储液部22的截面积连续减少的区域22a为锥状的情况下，锥形的张角θ优选较小，具体而言，优选为锐角(90°以下)。由此，能够在储液部22的截面积连续减少的区域22a(锥部)提高涂液2的压缩效果，容易得到高液压。

图7是与图6不同的实施方式的涂布部20c的详细横截面图。除了构成储液部22的壁面部件21e、21f的形状为2段锥状以外，与图6的涂布部20b相同。这样，可以由2段以上的多段锥部构成储液部22的截面积连续减少的区域22a。此时，从提高上述压缩效果的方面考虑，优选使最接近狭窄部23的锥部的张角θ为锐角。另外，该情况下，还优选使储液部22的截面积连续减少的区域22a的高度H为10mm以上。进一步优选的截面积连续减少的垂直方向高度H为50mm以上。通过如图7那样使储液部22的截面积连续减少的区域22a为多段的锥部，能够在维持储液部22可储留的涂液2的体积的同时进一步减小最接近狭窄部23的锥部的角度θ。由此，在储液部22的下部产生的液压进一步升高，能够进一步提高绒毛的排除效果和涂液2的浸渗效果。

图8是与图6不同的实施方式的涂布部20d的详细横截面图。除了构成储液部22的壁面部件21g、21h的形状为阶梯状以外，与图6的涂布部20b相同。这样，若在储液部22的最下部存在截面积连续减少的区域22a，可得到作为本发明的目的的液压增大效果，因此在储液部22的其他部分也可以包含截面积断续地减少的区域22c。通过使储液部22为图8那样的形状，能够在维持截面积连续减少的区域22a的形状的同时扩大储液部22的进深B、增大可储留的涂液2的体积。其结果，即使在无法连续地向涂布部20d供给涂液2的情况下，也能够长时间持续地对片状增强纤维束1a施加涂液2，涂液浸渗片状增强纤维束1b的生产率进一步提高。

图9是与图6不同的实施方式的涂布部20e的详细横截面图。除了构成储液部22的壁面部件21i、21j的形状为喇叭状(曲线状)以外，与图6的涂布部20b相同。在图6的涂布部20b中，储液部22的截面积连续减少的区域22a为锥状(直线状)，但不限于此，例如也可以如图9那样为喇叭状(曲线状)。但是，优选储液部22的下部与狭窄部23的上部平滑地连接。这是因为，储液部22的下部与狭窄部23的上部的边界存在高差时，片状增强纤维束1a会挂在高差处，有可能在该部分产生绒毛。另外，在像这样使储液部22的截面积连续减少的区域为喇叭状的情况下，优选使储液部22的截面积连续减少的区域22a的最下部的假想切线的张角θ为锐角。

需要说明的是，上文中举出截面积平滑地减少的示例进行了说明，但只要无损于本发明的目的，本发明中储液部的截面积也可以不一定是平滑地减少。

图10是与本发明不同的实施方式的涂布部30的详细横截面图。不同于本发明的实施方式，图10的储液部32为下述构成：不包含截面积沿着朝向垂直方向下方的Z方向连续减少的区域，截面积在储液部32与狭窄部23的边界33处不连续地急剧减少。因此，片状增强纤维束1a容易堵塞。

另外，也可以通过在涂布部内使片状增强纤维束与多条杆接触来提高浸渗效果。

图11中示出了使用3条杆(35a、35b和35c)的示例，杆的条数越大、片状增强纤维束与杆的接触长度越长、接触角越大，越能够提高浸渗率。在图11的示例中，能够使浸渗率为90％以上。需要说明的是，该浸渗效果的提高手段可以两种以上组合使用。

<行进机构>

作为用于运送片状增强纤维束或本发明的涂液浸渗片状增强纤维束的行进机构，可以优选使用公知的辊。本发明中，片状增强纤维束向垂直下方运送，因此优选夹着涂布部在上下配置辊。

另外，本发明中，为了抑制增强纤维的排列紊乱和起毛，优选片状增强纤维束的行进路径尽量为直线状。另外，在作为涂液浸渗片状增强纤维束与离型片的层积体的片状一体物的运送工序中，若具有弯曲部，则有时会由于内层与外层的周长差而产生褶皱，因此优选片状一体物的行进路径也尽量为直线状。从该方面考虑，在片状一体物的行进路径中，优选使用夹持辊。

使用S形辊和夹持辊中的哪一种可以根据制造条件、制造物的特性来适当选择。

<高张力收取装置>

本发明中，优选在涂布部的工序下游配置用于从涂布部将涂液浸渗片状增强纤维束拉出的高张力收取装置。这是因为，在涂布部，片状增强纤维束与涂液之间产生高摩擦力、剪切应力，因此，为了克服该力而将涂液浸渗片状增强纤维束拉出，优选在工序下游产生高收取张力。作为高张力收取装置，可以使用夹持辊、S形辊等，任一种辊均可以通过提高辊与涂液浸渗片状增强纤维束之间的摩擦力而防止滑动、实现稳定的行进。为此，优选在辊表面配置摩擦系数高的材料，或者提高夹持压力或涂液浸渗片状增强纤维束向S形辊的挤压压力。从防止滑动的方面考虑，S形辊能够较容易地通过辊径、接触长度等控制摩擦力，从而优选。

<离型片供给装置、卷绕头>

在使用本发明的预浸料或FRP的制造中可以适当使用离型片供给装置、卷绕头，作为这样的离型片供给装置、卷绕头，可以使用公知的离型片供给装置、卷绕头，从片的稳定行进的方面考虑，均优选具备能够将开卷张力或卷取张力反馈于开卷速度或卷取速度的机构。

<追加浸渗>

为了调节至所期望的浸渗度，也可以在本发明中进一步组合在涂布后另行使用浸渗装置进一步提高浸渗度的手段。此处，为了与在涂布部的浸渗相区分，将涂布后追加的浸渗称为追加浸渗、将用于追加浸渗的装置称为追加浸渗装置。对于作为追加浸渗装置使用的装置没有特别限制，可以根据目的从公知的装置中适当选择。例如，可以如日本特开2011-132389号公报、WO2015/060299小册子所记载的那样，利用加热板对片状碳纤维束与树脂的层积体进行预热，使片状碳纤维束上的树脂充分软化后，仍然通过使用利用加热的夹持辊进行加压的装置来进行浸渗。用于预热的加热板温度、夹持辊表面温度、夹持辊的线压、夹持辊的直径、数量可以按照达到所期望的浸渗度的方式来适当选择。另外，也可以使用WO2010/150022小册子所记载的那种使预浸料片以S形行进的“S形盘绕辊”。本发明中，将“S形盘绕辊”简称为“S形辊”。在WO2010/150022小册子的图1中，记载了预浸料片以S形行进的示例，但只要可进行浸渗，也可以按照U字型、V型或Λ型的方式对片与辊的接触长度进行调节。另外，在提高浸渗压而提高浸渗度的情况下，也可以附加对置的接触辊。此外，也可以如WO2015/076981小册子的图4所记载的那样，通过与“S形盘绕辊”相向地配置传送带而提高浸渗效率、实现预浸料的制造速度的高速化。另外，也可以如WO2017/068159小册子或日本特开2016-203397号公报等所记载的那样，在浸渗前对预浸料施加超声波，使预浸料急速升温，由此提高浸渗效率。另外，也可以如日本特开2017-154330号公报所记载的那样，使用利用超声波发生装置使多个“减薄刀具”发生振动的浸渗装置。另外，也可以如日本特开2013-22868号公报所记载的那样将预浸料折叠来进行浸渗。

<简易追加浸渗>

上文中示出了应用现有的追加浸渗装置的示例，但在紧挨在涂布部的下方，有时涂液浸渗片状增强纤维束的温度仍然较高，在这样的情况下，若在离开涂布部后未经过太长时间的阶段施加追加浸渗操作，则能够省略或简化用于将涂液浸渗片状增强纤维束再升温的加热板等加热装置，还能够大幅实现浸渗装置的简化、小型化。将这样位置紧挨在涂布部下方的浸渗装置称为简易追加浸渗装置。作为简易追加浸渗装置，可以使用加热夹持辊、加热S形辊，与通常的浸渗装置相比，能够减小辊径、设定压力、预浸料与辊的接触长度，不仅能够使装置小型化，还能够减少耗电等，从而优选。

另外，在涂液浸渗片状增强纤维束进入简易追加浸渗装置之前，若对涂液浸渗片状增强纤维束施加离型片，则预浸料的行进性提高，从而优选。图15中示出了并入有简易追加浸渗装置的涂液浸渗片状增强纤维束的制造装置的一例。

<涂液浸渗片状增强纤维束>

利用本发明的制造方法得到的涂液浸渗片状增强纤维束中，涂液的浸渗率优选为10％以上。关于涂液的浸渗率，可以将裁取的涂液浸渗片状增强纤维束撕裂，通过目视确认内部有无浸渗，更定量地，例如可以利用剥离法进行评价。利用剥离法得到的涂液的浸渗率可以如下测定。即，用粘合带夹住所裁取的涂液浸渗片状增强纤维束，将其剥离，将附着有涂液的增强纤维与未附着涂液的增强纤维分离。然后，将附着有涂液的增强纤维的质量相对于所投入的片状增强纤维束整体的质量的比率作为利用剥离法得到的涂液的浸渗率。

<预浸料宽度>

作为FRP的前体之一的预浸料为通过本发明得到的涂液浸渗片状增强纤维束的一种方式，因此，作为将本发明应用于FRP用途的情况，以下将涂液浸渗片状增强纤维束称为预浸料来进行说明。

对于预浸料的宽度没有特别限制，可以是宽度为数十cm～2m左右的宽幅，也可以是宽度为数mm～数十mm的带状，可以根据用途来选择宽度。近年来，为了实现预浸料的层积工序的高效化，广泛使用将窄幅预浸料或预浸料带自动层积的称为ATL(Automated TapeLaying，自动铺带)或AFP(Automated Fiber Placement，自动铺丝)的装置，也优选适合于该装置的宽度。ATL中多使用宽度为约7.5cm、约15cm、约30cm左右的窄幅预浸料，AFP中多使用约3mm～约25mm左右的预浸料带。

对于获得所期望的宽度的预浸料的方法没有特别限制，可以使用将宽度1m～2m左右的宽幅预浸料切开成窄幅的方法。另外，为了简化或省略切开工序，也可以对本发明中使用的涂布部的宽度进行调节使其从最开始就达到所期望的宽度。例如，在制造ATL用的30cm宽度的窄幅预浸料的情况下，与之相应地调节涂布部出口的宽度即可。另外，为了高效地对其进行制造，优选使产品宽度为30cm来进行制造，若使该制造装置多个并列，则能够使用同一行进装置/运送装置、各种辊、卷绕头制造多个生产线的预浸料。图17中，作为一例，示出了将5个涂布部在并列方向上连结的示例。此时，5片片状增强纤维束416可以通过各自独立的5个增强纤维预热装置420、涂布部430而得到5片预浸料471，也可以将增强纤维预热装置420、涂布部430在并列方向上一体化。该情况下，在涂布部430中独立地具备5个宽度限制机构、涂布部出口宽度即可。

另外，在预浸料带的情况下，可以通过使1条～3条左右的带状的增强纤维束形成片状增强纤维束，使其在按照得到所期望的带宽的方式对宽度进行了调节的涂布部中通过而得到预浸料。预浸料带的情况下，从控制带彼此的横向的层叠的方面考虑，多数情况下特别要求带宽的精度。因此，优选更严密地管理涂布部出口宽度，该情况下，上述L、L2和W优选满足L≤W+1mm和/或L2≤W+1mm的关系。

<切开>

对于预浸料的切开方法也没有特别限制，可以使用公知的切开装置。可以先将预浸料卷取，然后重新设置于切开装置中进行切开；为了实现高效化，也可以不先将预浸料卷取，而从预浸料制作工序后连续地配置切开工序。另外，切开工序可以直接将1m以上的宽幅预浸料切开成所期望的宽度，也可以先切割、分小成30cm左右的窄幅预浸料后，再将其切开成所期望的宽度。

需要说明的是，对于上述的窄幅预浸料、预浸料带，在使多个涂布部并列的情况下，可以各自独立地供给离型片，也可以供给1片宽幅离型片，在其上层积多片预浸料。可以将这样得到的预浸料的宽度方向的端部切掉，供给至ATL或AFP的装置。该情况下，由于切掉的端部的大部分成为离型片，因此能够减少附着在切割刀刀具上的涂液成分(CFRP的情况下为树脂成分)，还具有能够延长切割刀刀具的清洁周期的优点。

<本发明的变形方式(variation)和应用方式>

本发明中，使用多个涂布部，能够进一步实现制造工序的效率化和高功能化。

例如，可以按照使多片涂液浸渗片状增强纤维束层积的方式配置多个涂布部。图16中，作为一例，示出了使用2个涂布部进行涂液浸渗片状增强纤维束的层积的方式的示例。从第1涂布部431和第2涂布部432拉出的2片涂液浸渗片状增强纤维束471经过换向辊445，由其下方的层积辊447与离型片446一起层积。若使离型片位于涂液浸渗片状增强纤维束与换向辊之间，则能够抑制涂液浸渗片状增强纤维束贴附在夹持辊上，能够使行进稳定化，从而优选。图16中，例示了使离型片446在2个换向辊445上环形行进的装置。需要说明的是，换向辊也可以由实施了离型处理的换向导杆等来代替。图16中，高张力收取装置444可以在涂液浸渗片状增强纤维束471的层积后进行配置，但当然也可以在层积前进行配置。

通过制成这样的层积型的涂液浸渗片状增强纤维束，能够实现预浸料层积的高效化，例如在制作厚FRP的情况下有效。另外，通过将薄预浸料多层层积，可期待提高FRP的韧性、耐冲击性，通过应用本制造方法，能够高效地得到薄的多层层积预浸料。此外，通过将不同种类的预浸料容易地层积，能够容易地得到附加了功能性的异质结合预浸料。该情况下，能够改变增强纤维的种类或纤度、丝支数、力学物性、纤维表面特性等。另外，涂液(预浸料的情况下为树脂)也可以使用不同的涂液。例如，可以将厚度不同的预浸料或力学物性不同的预浸料层积而制成异质结合预浸料。另外，通过在第1涂布部施加力学物性优异的树脂，在第2涂布部施加粘性优异的树脂，并将它们层积，能够容易地得到可兼顾力学物性和粘性的预浸料。另外，相反地也可以在表面配置无粘性的树脂。另外，通过在第1涂布部施加无颗粒的树脂，在第2涂布部施加含有颗粒的树脂，还能够容易地得到表面具有颗粒的预浸料。

作为另一方式，如图17中所例示，可以使涂布部相对于片状增强纤维束的行进方向多个并列，即，使多个涂布部在片状增强纤维束的宽度方向上并列。由此，能够使窄幅或带状的涂液浸渗片状增强纤维束的制造高效化。另外，若在各涂布部中变更增强纤维或涂液，还能够得到在宽度方向上性质不同的涂液浸渗片状增强纤维束。

另外，作为另一方式，可以使多个涂布部相对于片状增强纤维束的行进方向串联配置。图18中，作为一例，示出了使2个涂布部串联配置的示例。从使片状增强纤维束416的行进稳定化的方面考虑，优选在第1涂布部431与第2涂布部432之间配置高张力收取装置448，也可以根据涂布条件、工序下游的收取条件而省略高张力收取装置448。另外，使离型片位于从涂布部拉出的涂液浸渗片状增强纤维束与高张力收取装置之间时，能够抑制涂液浸渗片状增强纤维束贴附在夹持辊上，能够使行进稳定化，从而优选。图18中，例示了使高张力收取装置448为夹持辊、并且使离型片446在2个辊上环形行进的装置。

通过设定为这样的串联型的配置，能够在涂液浸渗片状增强纤维束的厚度方向上改变涂液种类。另外，即使是相同种类的涂液，也可以通过根据涂布部来改变涂布条件而提高行进稳定性、高速行进性等。例如，在第1涂布部施加力学物性优异的树脂，在第2涂布部施加粘性优异的树脂，将它们层积，由此能够容易地得到可兼顾力学物性和粘性的预浸料。另外，也可以相反地在表面配置无粘性的树脂。另外，也可以在第1涂布部施加无颗粒的树脂，在第2涂布部施加含有颗粒的树脂，由此能够容易地得到在表面具有颗粒的预浸料。

以上示出了几种对多个涂布部进行配置的方式，对于涂布部的数量没有特别限制，可以根据目的进行各种应用。另外，当然也可以将这些配置组合。此外，涂布部的各种尺寸、形状、涂布条件(温度等)也可以混合使用。

如上所述，本发明的制造方法是不仅能够实现制造效率化、稳定化，还能够实现产品的高性能化、功能化，并且扩张性也优异的制造方法。

<涂液供给机构>

本发明中，在涂布部内储留有涂液，但由于涂布的进行，优选适当补充涂液。对于将涂液供给至涂布部的机构没有特别限制，可以使用公知的装置。将涂液连续地供给至涂布部时，不会扰乱涂布部的上部液面，能够使片状增强纤维束的行进稳定化，从而优选。例如，可以从储留涂液的槽中以自重为驱动力进行供给、或者使用泵等连续地进行供给。作为泵。可以根据涂液的性质适当使用齿轮泵、管式泵、压力泵等。另外，在涂液于室温下为固体的情况下，优选在储留层上部具备熔化器。另外，也可以使用连续挤出机等。另外，关于涂液供给量，优选具备能够根据涂布量连续进行供给的机构，以使涂液的涂布部上部的液面尽量恒定。为此，可以考虑例如对液面高度、涂布部重量等进行监测并将其反馈给供给装置的机构。

<在线监测>

另外，为了监测涂布量，优选具备能够对涂布量进行在线监测的机构。对于在线监测方法，也没有特别限制，可以使用公知的在线监测方法。例如，作为测量厚度的装置，可以使用例如β射线仪等。该情况下，可以测量片状增强纤维束厚度和涂液浸渗片状增强纤维束的厚度，对其差值进行分析，由此估算涂布量。在线监测到的涂布量能够立即反馈给涂布部，并用于涂布部的温度或狭窄部23的间隙D(参照图2)的调节。涂布量监测当然也可以作为缺陷监测来使用。作为厚度测量位置，例如就图12中而言，可以在换向辊419附近测量片状增强纤维束416的厚度，在涂布部430至换向辊441之间测量涂液浸渗片状增强纤维束的厚度。另外，还优选进行使用红外线、近红外线、相机(图像分析)等的在线缺陷监测。

本发明的涂布装置具有使增强纤维单向排列而成的片状增强纤维束沿实质上垂直方向向下行进的行进机构和涂布机构，上述涂布机构可在其内部储留涂液，进而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着片状增强纤维束的行进方向连续减少的部分，上述狭窄部具有狭缝状的截面，并且具有比储液部上表面小的截面积。

以下，关于作为涂液浸渗片状增强纤维束的一个方式的预浸料的示例，具体举出使用该涂布装置的预浸料的制造例，更详细地对本发明进行说明。需要说明的是，以下为例示，本发明并不被解释为限于以下说明。

图12是使用了本发明的预浸料的制造工序、装置的示例的示意图。多个增强纤维线轴412挂在经轴架411上，经过换向导杆413，向上方拉出。此时，利用施加于经轴架的制动机构，能够以一定张力将增强纤维束414拉出。拉出的多条增强纤维束414被增强纤维排列装置415整齐地排列，形成片状增强纤维束416。需要说明的是，图12中仅描绘了3条增强纤维束，但实际上可以为2条～数百条，可以按照达到所期望的预浸料宽度、纤维基重的方式进行调节。然后，经过拓宽装置417、平滑化装置418，经过换向辊419，朝向垂直下方进行运送。图12中，从增强纤维排列装置415至换向辊419，片状增强纤维束416以直线状在装置间运送。需要说明的是，拓宽装置417、平滑化装置418也可以根据目的而适当省略，可以不配置这些装置。另外，增强纤维排列装置415、拓宽装置417、平滑化装置418的排列顺序也可以根据目的而适当变更。片状增强纤维束416从换向辊419朝向垂直下方行进，经过增强纤维预热装置420、涂布部430，到达换向辊441。涂布部430可以在实现本发明的目的的范围内采用任意的涂布部形状。例如可以举出图2、图6～图9那样的形状。另外，根据需要，也可以如图5那样具备衬套。此外，也可以如图11那样在涂布部内具备杆。图12中，将从离型片(上)供给装置442开卷的离型片446在换向辊441上层积于涂液浸渗片状增强纤维束(该情况下为预浸料471)上，能够制成片状一体物。进而，能够将从离型片(下)供给装置443开卷的离型片446插入至上述片状一体物的下面。此处，离型片可以使用离型纸、离型膜等。利用高张力收取装置444能够对其进行收取。图12中，作为高张力收取装置444，描绘了夹持辊。然后，片状一体物经过具备加热板451和加热夹持辊452的追加浸渗装置450，被冷却装置461冷却后，被收取装置462收取，将上侧的离型片446剥离后，利用卷绕头464进行卷取，能够得到作为产品的由预浸料/离型片构成的片状一体物472。从换向辊441至卷绕头464，片状一体物基本以直线状运送，因此能够抑制褶皱的产生。需要说明的是，图12中，省略了涂液供给装置、在线监测装置的描绘。

图13是使用了本发明的预浸料的制造工序、装置的另一例的示意图。图13中，将增强纤维束414从经轴架411拉出，直接利用增强纤维排列装置415形成片状增强纤维束416，然后以直线状运送至拓宽装置417、平滑化装置418，然后将片状增强纤维束416导向上方，这一点与图12不同。通过设定为这样的构成，无需在上方设置装置，能够大幅简化支架等的设置。

图14是使用了本发明的预浸料的制造工序、装置的另一例的示意图。图14中，在台阶上设置经轴架411，使片状增强纤维束416的行进路径进一步直线化。

图15是使用了本发明的预浸料的制造工序、装置的另一例的示意图。其示出了使用简易追加浸渗装置来代替图12中所示的通常的追加浸渗装置的示例。图15中，简易追加浸渗装置453设置在紧挨着涂布部430的下方，因此，涂液浸渗片状增强纤维束471在高温状态下被导至简易追加浸渗装置453，因此能够实现浸渗装置的简化、小型化。图15中，作为一例，描绘了加热夹持辊454，但根据目的当然也可以为小型的加热S形辊。使用简易追加浸渗装置时，还具有能够使预浸料制造装置整体非常紧凑的优点。

图19是使用了本发明的预浸料的制造工序、装置的另一例的示意图。图19中，描绘了使用高张力收取S形辊449作为高张力收取装置、使用2辊-2组(合计4个)的“S形盘绕辊”型的加热S形辊455作为追加浸渗装置的示例，但辊数当然可以根据目的而增减。另外，图19中还描绘了用于提高浸渗效果的接触辊456，但当然也可以根据目的而省略。

图20是使用了本发明的预浸料的制造工序、装置的另一例的示意图。该例中，示出了将“S形盘绕辊”型的加热S形辊兼用作高张力收取装置的示例。其具有能够使预浸料制造装置整体非常紧凑的优点。

实施例

表1是汇总了在本发明的实施例1和不使用本发明的比较例1中对片状增强纤维束1a施加涂液2时的实验结果的表。任一情况下均设定为共同的实施条件，增强纤维1使用3根(宽度20mm/3根)碳纤维(东丽制造、TORAYCA T800S(24K))，涂液2是将无色透明的UNILUBE(日油株式会社制造)按照25℃的粘度为10Pa·s的方式调配后使用。另外，使片状增强纤维束1a朝向垂直方向下方行进，使其通过储液部22和狭窄部23。行进速度为20m/分钟、狭窄部23的宽度Y为20mm、狭窄部23的间隙D为0.2mm(狭缝状、纵横比为100)。形成储液部22和狭窄部23的壁面部件21使用不锈钢制的块，另外侧板部件24a、24b使用丙烯酸系制的透明板。另外，涂布部的温度设定为25℃。作为其他实施条件，储液部22的形状(有无连续的截面积减少)在各实施例、比较例中不同。

为了评价片状碳纤维束在涂液施加部的行进稳定性(连续生产率)，使其连续行进60分钟，将无绒毛堵塞、断丝的情况作为“良好”，将发生绒毛堵塞、断丝的情况作为“不良”。另外，目视确认所得到的片状碳纤维束的形状。进而，为了评价所得到的片状碳纤维束的涂液的施加状态，目视确认片状碳纤维束的表面，将表面被涂液润湿的情况作为“良好”，将表面未被涂液润湿的情况作为“不良”。进而，为了考察涂液对片状碳纤维束的浸渗性，在紧挨着涂布装置的下方迅速获得片状碳纤维束，目视确认涂液的浸渗性。将涂液润湿至片状碳纤维束内部的纤维的情况作为浸渗性良好(“良好”)，将涂液仅润湿了片状碳纤维束表面附近的纤维的情况作为浸渗性不良(“不良”)。以下，对各实施例和比较例进行详细说明。

[实施例1]

使用本发明的图2的实施方式的涂布部20，对片状碳纤维束1a施加UNILUBE(涂液2)。片状碳纤维束1a的行进方向为沿垂直方向向下的Z方向，储液部22为锥状(锥体张角30°、锥体高度100mm)，储液部22的宽度L为40mm。以20m/分钟的行进速度进行了60分钟的连续行进，结果未发生绒毛堵塞或断丝，并且也未观察到绒毛堵塞的征兆。进而，从侧板部件24(透明)侧对通过储液部22中的片状增强纤维束1a进行观察，结果从储液部22的下部附近的片状增强纤维束1a的表面连续地产生了直径1mm以下的细小气泡。产生的气泡在浮力作用下向储液部22的上方排除，未滞留在储液部22的下部。另外，所得到的片状碳纤维束1b是宽度W为20mm、两面施加有UNILUBE的纵横比100以上的片状物，用手将片状碳纤维束1b撕裂并对内部进行目视确认，结果UNILUBE浸渗至内部。

实施例1中，储液部22的宽度L为40mm、所得到的片状碳纤维束1b的宽度W为20mm，不满足L≤W+10mm的关系。实施例1中，在60分钟的行进时间中，断续地在片状碳纤维束1a的一部分中观察到纤维束的破裂、纤维束的端部折断，片状碳纤维束1a均匀行进的时间比例为20％左右(参照表2)。

[比较例1]

图10是与本发明不同的实施方式的涂布部30的详细横截面图。不同于本发明的实施方式，图10的储液部32为下述构成：不包含截面积沿垂直方向向下方Z连续减少的区域，截面积在储液部32与狭窄部23的边界33处不连续地(急剧地)减少。使用该涂布部30，在与实施例1同样的条件下对片状碳纤维束1a施加UNILUBE，结果在行进速度20m/分钟的行进刚开始后片状碳纤维束1a就在涂布部30的内部切断，变得无法行进。然后，将涂布部30分解并对内部进行确认，结果确认到大量绒毛堵塞在储液部32与狭窄部23的边界33处。

[表1]

接着，表2是汇总了在实施例2、3中改变紧挨在狭窄部23的下方测定的涂液浸渗片状增强纤维束1b的宽度W与在储液部22的下部(图4的G的位置)测定的宽度L的关系时的实施结果的表。实施例2、3的实施条件除了储液部22的宽度L小以外，与实施例1相同。为了评价片状碳纤维束的均匀性，使其以20m/分钟的行进速度连续行进60分钟，测定紧挨在储液部22上方的片状碳纤维束1a不发生纤维束的破裂(片状碳纤维束以纵条纹状裂开的部分)、纤维束的端部折断(碳纤维束层叠的部分)而均匀地行进的时间。将不发生纤维束的破裂和纤维束的端部折断而均匀地行进的时间在总行进时间中所占的的比例为90％以上的情况作为“优异”，将上述比例为50％以上且小于90％的情况作为“良好”，将上述比例为10％以上且小于50％情况作为“尚可”，将上述比例小于10％的情况作为“不良”(对于其他实施例、比较例也同样进行评价)。以下对各实施例进行详细说明。

[实施例2]

将实施例1中的储液部22的宽度L变更为30mm，对片状碳纤维束1a施加UNILUBE。此时，在紧挨在狭窄部23的下方测定的片状碳纤维束1b的宽度W为20mm，满足L≤W+10mm的关系。以20m/分钟的行进速度进行60分钟的连续行进，结果偶尔在片状碳纤维束1a中观察到纤维束的破裂、纤维束的端部折断，片状碳纤维束1a均匀地行进的时间的比例为70％左右。

[实施例3]

将实施例1中的储液部22的宽度L变更为20mm，对片状碳纤维束1a施加UNILUBE。此时，在紧挨在狭窄部23的下方测定的片状碳纤维束1b的宽度W为20mm，满足L≤W+10mm的关系。以20m/分钟的行进速度进行60分钟的连续行进，结果在片状碳纤维束1a中几乎未观察到纤维束的破裂、纤维束的端部折断，片状碳纤维束1a均匀地行进的时间的比例为90％以上。

[表2]

接着，使用本发明的图2的实施方式的涂布部20，对片状增强纤维束1a施加熔融树脂作为涂液2，进行CFRP用片状预浸料1b的制作。增强纤维1使用3根(宽度20mm/3根)碳纤维(东丽制造、TORAYCA T800S(24K))，涂液2(熔融树脂)使用由环氧树脂(芳香族胺型环氧树脂+双酚型环氧树脂的混合物)、固化剂(二氨基二苯砜)、聚醚砜的混合物构成的热固性环氧树脂组合物。使用TA Instruments公司制造的ARES-G2，以测定频率0.5Hz、升温速度1.5℃/分钟测定该热固性环氧树脂组合物的粘度，结果在75℃下为50Pa·s、在90℃下为15Pa·s、在105℃下为4Pa·s。形成储液部22和狭窄部23的壁面部件21a、21b使用不锈钢制的块，另外侧板部件24a、24b使用不锈钢制的板。进而，为了将环氧树脂熔融，在壁面部件21a、21b和侧板部件24a、24b的外周卷绕加热带，一边利用热电偶进行温度测量，一边对环氧树脂的温度和等效粘度进行调节。另外，片状碳纤维束1a的行进方向为沿垂直方向向下的Z方向，储液部22为锥状(锥体张角角度30°、锥体高度100mm)，储液部22的宽度L为20mm，狭窄部23的间隙D为0.2mm，狭窄部23的宽度Y为20mm(纵横比为100)。以下，对各实施例进行详细说明。

[实施例4～6]

表3是汇总了将涂液的温度设定为75℃(实施例4)、90℃(实施例5)、105℃(实施例6)这3种温度并以20m/分钟的行进速度进行60分钟的连续行进的结果的表。在任一条件下均未发生绒毛堵塞或断丝，并且也为观察到绒毛堵塞的征兆(行进稳定性“良好”)。另外，在紧挨在储液部22上方的片状碳纤维束1a中几乎未观察到纤维束的破裂、纤维束的端部折断，均匀地行进的时间的比例为90％以上(纤维束的破裂“优异”、纤维束的端部折断“优异”)。所得到的片状预浸料1b为两面附着有涂液的纵横比100以上的片状物，将所得到的片状碳纤维束1b撕裂，结果存在片状碳纤维束内部的碳纤维上也附着有涂液的情况，确认到发生了浸渗。另外，为了将浸渗定量化，将附着有涂液的纤维(浸渗部)的质量(仅纤维部分)相对于所投入的片状碳纤维束1a整体的质量的质量比率作为浸渗率，结果在实施例4～6中为40～60％。

[表3]

[实施例7、8]

接着，表4是汇总了在实施例7、8中改变储液部22的截面积连续减少的高度H时，将涂液的温度设定为90℃并以20m/分钟的行进速度进行60分钟的连续行进的结果的表。实施例7、8的实施条件除了涂布部使用本发明的图8的涂布部20d以外，与实施例5的条件相同。作为实施例7、8中共同的实施条件，储液部22的截面积连续减少的区域22a为锥状(直线状)，锥体的张角θ为30°，至储液部22的上部液面的高度C为100mm。储液部22的截面积连续减少的高度H在实施例7中为5mm、在实施例8中为10mm。在任一条件下均未发生绒毛堵塞或断丝(行进稳定性“良好”)。

进一步，为了评价绒毛堵塞的征兆，在60分钟和120分钟的连续行进后将涂布部20d分解，对壁面部件21g、21h的液体接触面进行目视观察，调查绒毛的有无。将连续行进后在狭窄部23的附近附着有绒毛的情况作为防绒毛性“不良”，将连续行进后在距离狭窄部23远的部分(储液部22的上部附近)附着有绒毛的情况作为防绒毛性“尚可”，将连续行进后在壁面部件21g、21h的液体接触面未附着有绒毛的情况作为防绒毛性“良好”，对60分钟和120分钟的防绒毛性进行评价。

若将实施例5也包括在内来进行比较，则储液部22的截面积减少的高度H越大，连续行进后绒毛向狭窄部23的附近的接近越少，防绒毛性越提高。另外，在任一条件下在紧挨在储液部22上方的片状碳纤维束1a中均几乎未观察到纤维束的破裂、纤维束的端部折断，均匀地行进的时间的比例为90％以上(纤维束的破裂“优异”、纤维束的端部折断“优异”)。所得到的片状预浸料1b为两面附着有涂液的纵横比100以上的片状物，用手将所得到的片状碳纤维束1b撕裂，结果存在片状碳纤维束内部的碳纤维上也附着有涂液的情况，确认到发生了浸渗。另外，浸渗率在实施例7中以质量比率计为45％、在实施例8中为50％。若将实施例5(浸渗率50％)也包括在内来进行比较，则储液部22的截面积连续减少的高度H越大，浸渗率越提高。

[表4]

<使用300mm宽度用预浸料制造装置的评价>

使用图7的形态的涂布部20c类型的涂布部，作为预浸料制造装置，使用图21记载的构成的装置(省略了树脂供给部的描绘)。

涂布部20c中，形成储液部22和狭窄部23的壁面部件21e、21f使用不锈钢制的块，并且侧板部件24a、24b使用不锈钢制的板。进而，为了将涂液加热，在壁面部件21e、21f和侧板部件24a、24b的外周粘贴加热板，一边利用热电偶进行温度测量，一边对涂液的温度和粘度进行调节。另外，片状碳纤维束416的行进方向朝向垂直方向下方，储液部22为2段锥状，上部锥体的张角为17°、锥体高度(即H)为100mm，下部锥体的张角为7°。另外，作为宽度限制机构，具备图5所记载的那样与涂布部内部形状一致的板状衬套27，此外，可自由地变更该板状衬套的设置位置，对L2进行适当调节。在使L2为300mm的情况下，狭窄部23的宽度Y为300mm。狭窄部23的间隙D为0.2mm。该情况下，出口狭缝的纵横比为1500。另外，为了使涂液不会从狭窄部出口漏出，在狭窄部出口下表面将衬套的外侧封闭后使用。

预浸料的制作中，使用碳纤维(东丽制造、TORAYCA T800S(24K))作为增强纤维，使用后述的热固性环氧树脂组合物作为涂液，利用上述装置进行CFRP用片状预浸料的制作。另外，增强纤维线轴412的数量根据制作的预浸料进行了变更，但只要没有特别声明，则为56。

从挂在经轴架411上的多个增强纤维线轴412中将增强纤维束414拉出，利用增强纤维排列装置415使其形成片状增强纤维束416，利用换向辊419先导向上方。然后，片状增强纤维束416经过换向辊419，朝向垂直下方运送，在增强纤维预热装置420中被加热至涂布部温度以上，并被导至涂布部430，进行涂液的涂布。然后，从涂布部430将涂液浸渗片状增强纤维束(预浸料)471拉出，在换向辊441上与上侧离型片446(该情况下为离型纸)层积，利用高张力收取S形辊449进行收取。然后，向高张力收取S形辊449的上部辊供给下侧离型片446(该情况下为离型纸)，形成将预浸料用离型纸夹持而成的片状一体物。进而，将其导至具备加热板451和加热夹持辊452的追加浸渗装置450中，根据情况进行追加浸渗。然后，经过冷却装置461，剥离上侧离型纸，对片状一体物472进行卷取。

涂液(热固性环氧树脂组合物)：

热固性环氧树脂组合物1(涂液A)：

其为环氧树脂(芳香族胺型环氧树脂+双酚型环氧树脂的混合物)、固化剂(二氨基二苯砜)、聚醚砜的混合物，不含有聚合物颗粒。使用TA Instruments公司制造的ARES-G2，以测定频率0.5Hz、升温速度1.5℃/分钟测定该热固性环氧树脂1的粘度，结果在75℃下为50Pa·s、在90℃下为15Pa·s、在105℃下为4Pa·s。

热固性环氧树脂组合物2(涂液B)：

使用下述热固性环氧树脂组合物：在环氧树脂(芳香族胺型环氧树脂+双酚型环氧树脂的混合物)、固化剂(二氨基二苯砜)、聚醚砜的混合物中，添加作为聚合物颗粒的日本特开2011-162619号公报实施例记载的“颗粒3”(Tg＝150℃)，使得将树脂组合物整体的质量设为100质量％时该颗粒3为12质量％。

使用TA Instruments公司制造的ARES-G2，以测定频率0.5Hz、升温速度1.5℃/分钟测定该热固性环氧树脂2的粘度，结果在75℃下为118Pa·s、在90℃下为32Pa·s、在105℃下为10Pa·s。

[实施例9、10]

使用热固性环氧树脂组合物1(涂液A)作为涂液，使用2个板状衬套作为宽度限制机构，使它们的下端间的距离L2各自为300mm(实施例9)、150mm(实施例10)，使碳纤维线轴数分别为56、28，制作出300mm宽度、150mm宽度的预浸料。其中，在该实施例9和10中不使用追加浸渗装置450的加热板451、加热夹持辊454，未进行追加浸渗。需要说明的是，储液部的涂液温度为90℃(相当于15Pa·s)。另外，片状增强纤维束、预浸料的行进速度为20m/分钟。将此时的各种稳定行进评价项目、浸渗率示于表5中，确认到：通过使用宽度限制机构，即使使用相同的涂布部也能够以所期望的预浸料宽度稳定行进，片状增强纤维束的纤维束的破裂、端部折断均为“优异”。其中，表5的评价是以30分钟的行进时间实施的。需要说明的是，本实施例中，浸渗率与实施例5、7、8相比提高，认为这是因为图7记载的涂布部能够升高液压。

另外，如下评价预浸料的宽度方向的基重均匀性。将实施例9中得到的宽度300mm的预浸料沿宽度方向在右端部、中央、左端部切出100mm见方，分别以n＝3测定预浸料的质量、碳纤维的质量。碳纤维的质量以利用溶剂将树脂从预浸料中溶出后得到的残渣来测定。由此分别算出各采样位置的平均值，将各采样位置的平均值彼此进行比较，结果碳纤维、树脂均限于±2质量％的范围，基重均匀性优异。

[表5]

[实施例11]

除了使储液部的涂液温度为82℃(相当于28Pa·s)以外，利用与实施例9同样的方法进行300mm宽度预浸料的制作。将此时的各种稳定行进评价项目、浸渗率示于表6中，行进性良好。其中，虽然不成为问题，但片状增强纤维束的“纤维束的破裂”不及实施例9。

[实施例12、13]

使用热固性环氧树脂2(涂液B)作为涂液，使储液部的涂液温度为90℃(实施例12)、105℃(实施例13)，除此以外利用与实施例9同样的方法进行300mm宽度预浸料的制作。将此时的各种稳定行进评价项目、浸渗率示于表6，均为良好的评价结果，但实施例13的行进稳定性、浸渗率均更为优越。

另外，对实施例13的实验后残留在涂布部的宽度限制装置间的树脂进行采样，用溶剂将树脂溶解，对其进行过滤而滤出聚合物颗粒，测定质量。据此，计算出聚合物颗粒的涂布部通过率为99％以上，由此判断大部分聚合物颗粒通过涂布部而被涂布于预浸料上。

[表6]

涂液A：热固性环氧树脂组合物1

涂液B：热固性环氧树脂组合物2

[实施例14、15]

使具备加热板451和加热夹持辊452的追加浸渗装置450运转，除此以外利用实施例9(与实施例14对应)和实施例13(与实施例15对应)中记载的方法对片状增强纤维束进行涂液的浸渗，接着将其导至追加浸渗机装置450中，参考日本特开2011-132389号公报在管线内进行追加浸渗。两种情况下所得到的预浸料的浸渗度均为90％以上。

[实施例16、17]

将实施例14和实施例15中得到的由300mm宽度预浸料/离型纸构成的片状一体物切开，得到宽度7mm的预浸料带。这些预浸料带充分进行了浸渗，因此树脂向切割刀的刀具上的附着少。

[实施例18～21、参考例1]

将实施例14～17中得到的预浸料、预浸料带6层层积，使用高压釜以180℃、6kgf/cm²(0.588MPa)进行2小时固化，得到CFRP(实施例18～21)。所得到的CFRP拉伸强度均在2.8GPa～3.1GPa的范围，具有适合作为航空航天用的结构材料的机械特性。

另外，使用实施例1中所用的碳纤维和热固性环氧树脂1(涂液A)，利用现有的热熔法制作预浸料，使用高压釜以180℃、6kgf/cm²(0.588MPa)使所得到的预浸料进行2小时固化，所得到的CFRP的拉伸强度为2.9GPa(参考例1)。

需要说明的是，CFRP拉伸强度与WO2011/118106小册子同样地进行测定，使用将预浸料中的增强纤维的体积％标准化为56.5％而得到的值。

工业实用性

利用本发明的制造方法得到的涂液浸渗片状增强纤维束可以作为以CFRP为代表的FRP广泛应用于航空航天用途、汽车、火车、船舶等的结构材料或内装材料、压力容器、工业物资用途、运动材料用途、医疗设备用途、壳体用途、土木建筑用途等。

本申请基于2017年03月23日提交的日本专利申请日本特愿2017-056926，其内容作为参考并入本说明书中。

符号的说明

1 增强纤维

1a 片状增强纤维束

1b 涂液浸渗片状增强纤维束

2 涂液

3 离型片

11 经轴架

12 排列装置

13、14 运送辊

15 卷取装置

16 离型片供给装置

20 涂布部

20b 另一实施方式的涂布部

20c 另一实施方式的涂布部

20d 另一实施方式的涂布部

20e 另一实施方式的涂布部

21a、21b 壁面部件

21c、21d 另一形状的壁面部件

21e、21f 另一形状的壁面部件

21g、21h 另一形状的壁面部件

21i、21j 另一形状的壁面部件

22 储液部

22a 储液部中截面积连续减少的区域

22b 储液部中截面积不减少的区域

22c 储液部中截面积断续地减少的区域

23 狭窄部

24a、24b 侧板部件

25 出口

26 间隙

30 比较例1的涂布部

31a、31b 比较例1的壁面部件

32 比较例1的储液部

33 比较例1的储液部中截面积断续地减少的区域

35a、35b、35c 杆

100 涂布装置

B 储液部22的进深

C 至储液部22的上部液面的高度

D 狭窄部的间隙

G 进行宽度限制的位置

H 储液部22的截面积连续减少的垂直方向高度

L 储液部22的宽度

R、Ra、Rb 涡流

T 循环流

W 紧挨在狭窄部23的下方测定的涂液浸渗片状增强纤维束1b的宽度

Y 狭窄部23的宽度

Z 片状增强纤维束1a的行进方向(朝向垂直方向下方)

θ 锥部的张角

411 经轴架

412 增强纤维线轴

413 换向导杆

414 增强纤维束

415 增强纤维排列装置

416 片状增强纤维束

417 拓宽装置

418 平滑化装置

419 换向辊

420 增强纤维预热装置

430 涂布部

431 第1涂布部

432 第2涂布部

441 换向辊

442 离型片(上)供给装置

443 离型片(下)供给装置

444 高张力收取装置

445 换向辊

446 离型片

447 层积辊

448 高张力收取装置

449 高张力收取S形辊

450 追加浸渗装置

451 加热板

452 加热夹持辊

453 简易追加浸渗装置

454 加热夹持辊

455 加热S形辊

456 接触辊

461 冷却装置

462 收取装置

463 离型片(上)卷取装置

464 卷绕头

471 预浸料(涂液浸渗片状增强纤维束)

472 预浸料/离型片(片状一体物)

Claims (18)

1.一种涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其是使增强纤维单向排列而成的片状增强纤维束沿实质上垂直方向向下在储留有涂液的涂布部的内部通过而将涂液施加到片状增强纤维束上的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，该涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法中，

所述涂布部具备相互连通的储液部和狭窄部，

所述储液部具有截面积沿着片状增强纤维束的行进方向连续减少的部分，

所述狭窄部具有狭缝状的截面，并且具有比储液部上表面小的截面积。

2.如权利要求1所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，储液部的下部在增强纤维的排列方向上的宽度L和片状增强纤维束在紧挨在狭窄部的下方的宽度W满足L≤W+10(mm)。

3.如权利要求1或2所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，在储液部内具备用于限制片状增强纤维束的宽度的宽度限制机构，片状增强纤维束在紧挨在狭窄部的下方的宽度W和在该宽度限制机构下端被宽度限制机构所限制的宽度L2的关系满足L2≤W+10(mm)。

4.如权利要求3所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，在所述储液部和狭窄部的全范围具备所述宽度限制机构。

5.如权利要求1～4中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，储液部中的截面积连续减少的部分的垂直方向高度为10mm以上。

6.如权利要求1～5中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，以3.14s^-1的应变速率测定的涂液的粘度为1Pa·s～60Pa·s。

7.如权利要求1～6中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，涂液包含热固性树脂。

8.如权利要求1～7中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其特征在于，使用包含聚合物颗粒的涂液，并且，在使涂布部内的该涂液的温度比构成所述聚合物颗粒的树脂的玻璃化转变温度(Tg)或熔点(Tm)低20℃以上的状态下将涂液施加到片状增强纤维束上。

9.如权利要求1～8中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，对片状增强纤维束进行加热后，将其导至储液部。

10.如权利要求1～9中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，对片状增强纤维束进行平滑化处理后，将其导至储液部。

11.如权利要求1～10中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法，其中，对片状增强纤维束进行拓宽处理后，将其导至储液部。

12.一种片状一体物的制造方法，该制造方法中，利用权利要求1～11中任一项所述的涂液浸渗片状增强纤维束的制造方法得到涂液浸渗片状增强纤维束，在所得到的涂液浸渗片状增强纤维束的至少单面上施加离型片而制成片状一体物，然后收取片状一体物。

13.如权利要求12所述的片状一体物的制造方法，其中，在形成片状一体物后进行追加浸渗。

14.一种涂布装置，其为在增强纤维单向排列而成的片状增强纤维束上施加涂液的涂布装置，该涂布装置中，

具有使片状增强纤维束沿实质上垂直方向向下行进的行进机构和涂布机构，

所述涂布机构可在其内部储留涂液，进而具备相互连通的储液部和狭窄部，

所述储液部具有截面积沿着片状增强纤维束的行进方向连续减少的部分，

所述狭窄部具有狭缝状的截面，并且具有比储液部上表面小的截面积。

15.一种片状一体物的制造装置，其具备：对增强纤维进行排列而形成片状增强纤维束的机构、对片状增强纤维束进行加热的机构、权利要求14所述的涂布装置、离型片的供给装置、夹持辊和/或S形辊、以及卷绕头。

16.一种预浸料，其是利用权利要求1～13中任一项所述的制造方法和/或权利要求14或15所述的制造装置而制造的。

17.一种预浸料带，其是将权利要求16所述的预浸料切开而成的。

18.一种纤维增强复合材料，其是将权利要求16所述的预浸料和/或权利要求17所述的预浸料带成型而成的。