CN117062712A - 纤维增强树脂的制造装置及纤维增强树脂的制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置，所述纤维增强树脂的制造装置能够以比较简易的构成、在增强纤维的切换时将前后的增强纤维连接。本发明的增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置具有：含浸部，所述含浸部使树脂含浸于增强纤维；和切换装置，所述切换装置在比前述含浸部更靠上游侧将前述增强纤维由先行的增强纤维切换为新的增强纤维。前述切换装置在前述增强纤维的切换时形成将前述先行的增强纤维及前述新的增强纤维作为经纱、将其他纤维作为纬纱的织物，从而将前述新的增强纤维与前述先行的增强纤维连接。

Description

纤维增强树脂的制造装置及纤维增强树脂的制造方法

技术领域

本发明涉及纤维增强树脂的制造装置及纤维增强树脂的制造方法。

背景技术

已知一种薄膜状的纤维增强树脂(以下，也简称为“Uni-Direct ion(UD)片材”。)，其包含：沿单向取向并排列的多根增强纤维；和含浸于上述增强纤维的树脂组合物(基体树脂)。该UD片材比金属轻，另一方面，机械强度高，因此，研究了作为将树脂成型体表面进行覆盖的增强材料等的用途。

UD片材通常利用使树脂材料含浸于从卷状体抽出的增强纤维的方法来制造(例如，参见专利文献1)。

在UD片材的制造时，在轴架上配置多个卷状体，从卷状体抽出增强纤维。然后，在增强纤维从1个卷状体的抽出结束时，将含浸树脂的增强纤维切换为从其他卷状体新抽出的增强纤维(以下，也简称为“新的增强纤维”)。此时，通过将新的增强纤维连接于来自抽出结束的卷状体的增强纤维(以下，也简称为“先行的增强纤维”)，从而也向新的增强纤维中连续地含浸树脂。

作为增强纤维的连接方法，专利文献2中记载了一种具有下述特性的纤维状材料的连结方法：即使从两端拉拽，结头也不易松开，在切断后结头容易松开，等等。

另外，专利文献3中记载了通过喷气使纤维彼此缠结从而将增强纤维彼此连结的方法，专利文献4中记载了具有实施该连结方法的绞接器(splicer)、并且自动地更换供给增强纤维的线轴的装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2001-525749号公报

专利文献2：日本特开2011-94244号公报

专利文献3：日本特开2006-52043号公报

专利文献4：日本特开2009-66917号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在UD片材的制造时，一边对增强纤维施加张力一边向树脂的含浸部移动。因此，在增强纤维的切换时，需要以即使在上述张力下也不会松开的程度牢固地使增强纤维彼此连接。专利文献2中记载了即使从两端拉拽(即使施加张力)、结头也不易松开的增强纤维的连结方法。但是，该连结方法繁琐，难以利用机械实现自动化，因此必须通过操作员的手工作业将增强纤维连接。若通过手工作业将增强纤维连接，则在连接时需要使制造装置长时间地停止，因此难以提高UD片材的制造效率。

另一方面，在专利文献3及专利文献4中，记载了通过喷气使纤维彼此缠结而将增强纤维连接的方法、以及使用了该方法的增强纤维的自动切换装置。但是，利用喷气进行的增强纤维的连接是比较弱的连接，有可能因张力而松开。

另外，在制造UD片材时，将从多个卷状体抽出的多根增强纤维沿横向排列而制成片状，使树脂含浸于该以片状排列的增强纤维。因此，若要利用专利文献3及专利文献4中记载的方法使增强纤维的切换自动化，则需要同时准备与抽出增强纤维的卷状体数相同数量的切换装置，并不实用。

本发明是鉴于上述现有技术的课题而完成的，其目的在于提供一种增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置、以及使用了该装置的纤维增强树脂的制造方法，所述纤维增强树脂的制造装置能够以比较简易的构成、在增强纤维的切换时将前后的增强纤维连接。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的与本发明的一个实施方式相关的增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置具有：含浸部，所述含浸部使树脂含浸于增强纤维；和切换装置，所述切换装置在比前述含浸部更靠上游侧将前述增强纤维由先行的增强纤维切换为新的增强纤维。前述切换装置在前述增强纤维的切换时形成将前述先行的增强纤维及前述新的增强纤维作为经纱、将其他纤维作为纬纱的织物，从而将前述新的增强纤维与前述先行的增强纤维连接。

另外，用于解决上述课题的与本发明的其他实施方式相关的增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造方法使用前述纤维增强树脂的制造装置，一边切换增强纤维一边制造纤维增强树脂。

发明效果

根据本发明，可提供一种增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置、以及使用了该装置的纤维增强树脂的制造方法，所述纤维增强树脂的制造装置能够以比较简易的构成、在增强纤维的切换时将前后的增强纤维连接。

附图说明

[图1]图1为示出与本发明的一个实施方式相关的增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置的例示构成的示意图。

[图2]图2为示出合一部中增强纤维被合一的情形的示意图。

[图3]图3A～图3D为示出切换装置将保持部所保持的增强纤维切换为新的增强纤维的情形的示意图。

[图4]图4A为示出切换前的合一部的示意图，图4B为示出切换后的合一部的示意图。

[图5]图5为示出具有将增强纤维形成了织物的部位除去的除去部的增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置的例示构成的示意图。

具体实施方式

图1为示出与本发明的一个实施方式相关的增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置的例示构成的示意图。

增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置100具有供纱部110、导引路径120、切换装置130a及切换装置130b、蓄积器(accumulator)140、含浸部150、以及卷取部160。

供纱部110供给增强纤维，所述增强纤维在含浸部150中含浸树脂从而构成纤维增强树脂。本实施方式中，供纱部110是配置有多个主轴(spindle)112的轴架114，在各个主轴112上以可旋转的方式设置有缠绕有增强纤维200的线轴116。

本实施方式中，增强纤维200为碳纤维。但是，增强纤维200可以为玻璃纤维及芳族聚酰胺纤维等可用于纤维增强树脂的任何纤维。

导引路径120将从供纱部110供给的增强纤维200依次引导至切换装置130、蓄积器140、含浸部150及卷取部160的各构成部。导引路径120具有多个导辊122、及由以夹持增强纤维200的方式对置的2个辊构成的进料器124。构成进料器124的2个辊沿着彼此相反的方向并且以夹住增强纤维的方式旋转，由此使增强纤维200在由导辊122构成的移动路径上移动。

从线轴116连续地抽出增强纤维200，利用进料器124使其移动，由此，在导引路径120上，增强纤维200不间断地持续移动。

此时，进料器124向增强纤维200赋予规定的张力。利用上述张力，增强纤维在移动方向上以直线状取向。通过在该状态下、在含浸部150中含浸树脂，从而制造具有沿单向取向并排列的多根增强纤维200、和含浸于增强纤维200中的基体树脂的UD片材。

本实施方式中，导引路径120具有2个进料器124a及进料器124b。进料器124a配置于增强纤维200的移动方向上的切换装置130的下游侧、并且蓄积器140的上游侧，调整从供纱部110抽出直到通过切换装置130为止的、增强纤维200的移动速度。进料器124b配置于增强纤维200的移动方向上的含浸部150的下游侧、并且卷取部160的上游侧，调整通过含浸部150的增强纤维200的移动速度。基于进料器124b的增强纤维200的移动速度规定基于制造装置100的纤维增强树脂的制造速度。

另外，本实施方式中，导引路径120具有多个保持部126a及保持部126b，其将从彼此不同的线轴116a及线轴116b分别抽出的增强纤维200a及增强纤维200b保持于彼此不同的位置。此外，导引路径120具有合一部128，其使保持部126a及保持部126b各自所保持的增强纤维200a及增强纤维200b合一。而且，导引路径120将在合一部128中合一后的增强纤维200向蓄积器140及含浸部150引导。

图2为示出合一部128中增强纤维200a及增强纤维200b被合一的情形的示意图。本实施方式中，保持部126a将从多个线轴116a抽出的多根增强纤维200a(图2中，从5个线轴116a抽出的5根增强纤维200a)导入合一部128中。另外，保持部126b将从多个线轴116b抽出的多根增强纤维200b(图2中，从5个线轴116b抽出的5根增强纤维200b)导入合一部128中。需要说明的是，图2中，将从1个线轴116抽出的增强纤维200合并记载为1根增强纤维，但实际上，各增强纤维200是多根单纤维聚集并利用捆束材料捆束而成的单纤维束(丝束)。本说明书中，为了使其容易理解，将1根1根的丝束表示为1根增强纤维200。

保持部126a及保持部126b均将多根增强纤维200以彼此隔开间隔的方式保持。然后，合一部128在保持部126a所保持的增强纤维200a间的间隔中配置保持部126b所保持的增强纤维200b中的1根。然后，合一部128将保持部126a所保持的增强纤维200a、与保持部126b所保持的增强纤维200b交替地配置，利用一对辊128a及辊128b沿厚度方向加压，由此，在使这些增强纤维200以片状排列的同时使其合一。由此，能够将从多个线轴116抽出的多根增强纤维200无间隙地以平面状(片状)排列。需要说明的是，此时，也可以以相邻的增强纤维200的端部彼此略微重叠的方式配置，由此，更不易产生增强纤维200之间的间隙。另外，由此，能够将从多个线轴116抽出的多根增强纤维200更均等地配置，还能够抑制UD片材的物性的偏差(其是由开纤时的纤维的干扰导致的、纤维在制造的UD片材内不均匀地配置所造成的)。

切换装置130a及切换装置130b配置于各个保持部，将各个保持部所保持的增强纤维从先行的增强纤维切换为新的增强纤维。

利用切换装置130a及切换装置130b进行的增强纤维200的切换在可从线轴116a抽出的、增强纤维200a的余量变少时进行。关于增强纤维200a的余量是否变少，可以基于从线轴116a抽出的增强纤维200a的量来判断，也可以对卷绕于线轴116a的增强纤维200a的量进行测定(例如所卷绕的厚度等的测定)，或者从所抽出的增强纤维200a读取在增强纤维200a上预先标注的、表示余量少的标记，从而判断。

图3A～图3D为示出切换装置130a将保持部126a所保持的增强纤维210切换为新的增强纤维220的情形的示意图。

图3A为示出切换前的切换装置130a的示意图。切换装置130a具有2个综框1310及综框1320。综框1310及综框1320各自具有多根综丝(heald)1330(第一综丝)及多根综丝1340(第二综丝)，在上述多根综丝1330各自中使增强纤维200a(先行的增强纤维210)通过，保持增强纤维200a。在制造装置100的运转时，如图3A所示，仅在1个综框1310所具有的综丝1330中通过了增强纤维200a。另外，在本实施方式中，仅使从1个线轴116a抽出的增强纤维200a通过了1根综丝1330，也可以使从多个线轴116a抽出的增强纤维200a通过1根综丝1330。

图3B及图3C为示出将含浸树脂的增强纤维切换为新的增强纤维时的切换装置130a的示意图。图3B示出可从线轴116a抽出的、通过综框1310的增强纤维200a(先行的增强纤维210)的余量变少时的、切换装置130a的动作。图3B中，把持部1360把持着卷绕于未抽出增强纤维的线轴116a上的增强纤维200a(新的增强纤维220)的端部，向先行的增强纤维210未通过的另一个综框1320引导。然后，使新的增强纤维220从另一个综框1320的综丝1340通过。在该状态下，持续从线轴116a抽出新的增强纤维220，持续使不断地抽出的新的增强纤维220的后续部分也从综丝1340通过。

此时，在综框1310所具有的综丝1330中，先行的增强纤维210持续通过。

在该状态下，如图3C所示，使综框1310及综框1320交替地上下移动，从而使它们所具有的多根综丝1330及多根综丝1340交替地上下移动。然后，在上下方向的位置因综丝1330及综丝1340的上下移动而变化的、先行的增强纤维210及新的增强纤维220之间，沿着与这些增强纤维移动的方向大致正交的横向，使其他纤维230从纬纱插入机构1350通过。通过反复进行上述上下移动、和其他纤维230的通过，从而形成将先行的增强纤维210及新的增强纤维220作为经纱、将其他纤维230作为纬纱的织物部240。

纬纱插入机构1350使其他纤维230在先行的增强纤维210与新的增强纤维220之间通过的方法没有特别限定。例如，可以使保持其他纤维230的梭子从先行的增强纤维210与新的增强纤维220之间通过，也可以使用夹具及剑杆(rapier)等已知的纬纱插入方法，还可以使用水射流及空气射流等方法。

此时所形成的织物部240只要具有即使利用由制造装置100赋予至增强纤维200的张力、先行的增强纤维210与新的增强纤维220也不容易松开的程度的强度即可。例如，通常，制造装置向增强纤维200赋予1000cN左右的张力，因此，织物部240只要具有即使在增强纤维的长度方向上赋予1000cN的张力、也不会松开的程度的强度即可。

从上述观点考虑，使其他纤维230通过的次数(织物部240中的纬纱的根数)优选设定为5次以上，优选设定为10次以上，更优选设定为15次以上。另外，从缩短将从所制造的UD片材中除去的织物部240的长度的观点考虑，使其他纤维230通过的次数优选设定为100次以下，更优选设定为80次以下，进一步优选设定为50次以下。

其他纤维230在增强纤维200的移动方向上的宽度没有特别限制，但从缩短将从所制造的UD片材中除去的织物部240的长度的观点考虑，优选设定为0.01mm～100mm，更优选设定为0.05mm～80mm，进一步优选设定为0.1mm～60mm。

另外，可以利用未图示的筘使作为纬纱的其他纤维230无间隙地排列，但在可确保上述不会松开的程度的强度等的情况下，不需要利用筘进行的排列。即，织物部240可以具有在相邻的其他纤维230之间产生的间隙。

其他纤维230可以为由与先行的增强纤维210及新的增强纤维220相同的材料形成的增强纤维，也可以为由与它们不同的材料形成的增强纤维，还可以为其他纤维。例如，在其他纤维230为由与它们相同的材料形成的增强纤维时，可以将在制造或加工含浸于树脂中的增强纤维时所产生的较短的多余纤维用作其他纤维230，能够实现通常会被废弃的上述多余纤维的再利用。另外，在其他纤维230为由与它们不同的材料形成的增强纤维时，可以将比较廉价的增强纤维作为其他纤维230，由此抑制制造成本的增大。需要说明的是，在其他纤维230为由与它们不同的材料形成的增强纤维时，其他纤维230优选具有即使在于高温使树脂熔融了的含浸部150中的树脂的温度下、也不会产生由熔融或软化导致的织物部240的松开的程度的耐热性。上述其他纤维的例子包括尼龙纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维等合成纤维及天然纤维等。它们之中，从提高织物部240的强度从而防止不希望的织物的断裂的观点考虑，优选为增强纤维，更优选为碳纤维。

以如上所述的方式，切换装置130a通过织物部240的形成而将先行的增强纤维210与新的增强纤维220连接。图3D为示出切换后的切换装置130a的示意图。形成织物部240后，将先行的增强纤维210切断并停止抽出，由此仅抽出新的增强纤维220并向含浸部150输送。而且，此时所输送的新的增强纤维220利用织物部240而与先行的增强纤维210连接，因此，能在不停止制造装置100的情况下一边切换增强纤维一边连续地制造UD片材。

至此，对一个切换装置130a中的增强纤维的切换进行了说明，但在本实施方式中，在另一个切换装置130b中，也同样地同时进行从形成织物部的先行的增强纤维向新的增强纤维的切换。而且，在使切换后的新的增强纤维彼此在合一部128中以片状排列的同时使其合一。

另一方面，切换装置130在彼此隔开间隔地移动的多个先行的增强纤维210的、相邻的增强纤维之间配置新的增强纤维220，形成织物部240。而且，在切换后，使新的增强纤维220移动至相当于先行的增强纤维210的纤维间的间隙的位置。在本实施方式中，2个切换装置130a及切换装置130b各自替换先行的增强纤维210移动的位置和新的增强纤维220移动的位置。因此，如示出切换前的合一部的图4A、及示出切换后的合一部的图4B所示，在合一部128中，在切换的前后，以替换从切换装置130a(保持部126a)接收的增强纤维210及从切换装置130b(保持部126b)接收的增强纤维220的位置的方式变更。

制造装置100也可以在切换装置130切换增强纤维200时减慢从供纱部110起直到利用进料器124a(其配置于切换装置130a及切换装置130b的下游侧并且蓄积器140的上游侧)从供纱部110抽出并通过切换装置130为止的、增强纤维200的移动速度。通过减慢该范围中的增强纤维200的移动速度，能够形成更紧密地配置有作为纬纱的其他纤维230的织物部240，从而能够进一步提高织物部240的强度。

此时，蓄积器140调整增强纤维200的移动路径的长度，将含浸部150中的增强纤维的移动速度(从蓄积器140到卷取部160之间的增强纤维的移动速度)保持为与不切换时相同的速度。

即，蓄积器140具有能够变更增强纤维200的移动路径的长度从而变更通过蓄积器140的增强纤维200的长度(量)的构成。而且，在不进行增强纤维200的切换时，增长蓄积器140中的增强纤维200的移动路径从而增多通过蓄积器140的增强纤维200的长度(量)，在切换装置130进行增强纤维200的切换时，减少通过上述蓄积器140的增强纤维200的长度(量)。由此，即使在减慢了切换装置130中的增强纤维200的通过速度时，也能够保持从蓄积器140输送至含浸部150的增强纤维200的量恒定。换言之，蓄积器140在不进行增强纤维200的切换时预先积蓄增强纤维200，在切换装置130进行增强纤维200的切换时，将所积蓄的增强纤维200一点点地释放，由此，能够保持从蓄积器140输送至含浸部150的增强纤维200的量恒定。

含浸部150将增强纤维200开纤，并使树脂(热塑性树脂)含浸于增强纤维200。

在含浸部150中，首先，使增强纤维200沿着开纤辊152的表面移动，使开纤辊152摩擦增强纤维200而将增强纤维200开纤。接下来，将经开纤的增强纤维200引导至含浸辊154，使其沿着含浸辊154的表面移动。在含浸辊154的表面，从挤出机156挤出的已熔融的树脂158附着并进行旋转移动，通过增强纤维200与含浸辊154的表面接触，从而使树脂158含浸于增强纤维200。

需要说明的是，树脂的开纤方法及含浸方法并不限定于上述方法。例如，可以在开纤时使增强纤维200摩擦多个开纤辊，也可以在开纤时向增强纤维200赋予振动。另外，也可以在开纤时向增强纤维200赋予用于使其容易含浸树脂158的上浆剂。另外，在含浸时，可以利用在已熔融的树脂浴中浸渍增强纤维等方法，使树脂含浸于增强纤维200。

然而，在所制造的UD片材中，作为增强纤维200的连接部的织物部240是不具有增强纤维沿单向取向并排列这样的UD片材的特性的部位。因此，在制造时或制造后，可以将相当于织物部240的部位从UD片材切断除去。

从上述观点考虑，制造装置100可以具有除去部，其将增强纤维200形成了织物的部位(在织物部240中含浸树脂而成的部位)除去。

例如，如图5所示，增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置300可以在含浸部150的下游侧具有对树脂含浸于增强纤维200而成的复合体的厚度进行测定的厚度测定部310、和将复合体切断的切断部320。需要说明的是，制造装置300的比含浸部150更靠上游侧的构成可以与图1所示的制造装置100同样，因此，在图5中仅示出比含浸部150更靠下游侧的构成。另外，进行厚度的测定及切断的复合体可以是所含浸的树脂冷却固化而得到的UD片材，也可以是冷却固化之前的复合体。

厚度测定部310对含浸了树脂后的复合体的厚度进行测定。增强纤维200形成了织物的部位的厚度由于织物部240而增大，因此，由于在先行的增强纤维210及新的增强纤维220中编织重叠其他纤维230而形成了织物部240，所以与其他部位相比，复合体的厚度变大。因此，可以判断由厚度测定部310测得的厚度大的部位为复合体中的、增强纤维200形成了织物的部位。

切断部320在由厚度测定部310测得的厚度大而被判断为增强纤维200形成了织物的部位的部位的前后将复合体切断。由此，能够将增强纤维200形成了织物的部位从复合体中除去。

需要说明的是，由把持部1360把持的新的增强纤维220的前端部未形成织物部240。同样地，先行的增强纤维210的后端部也未形成织物部240。因此，切断部320可以将这些未形成织物部240的新的增强纤维220或先行的增强纤维210的部位也包含在内地从复合体中除去。例如，切断部320可以从复合体中除去下述部位：相当于织物部240的部位，以及在沿着增强纤维200的移动方向的上游侧及下游侧，比与织物部240的长度相同的长度(优选为织物部240的长度的二分之一的长度)更短的部位。

除去了上述部位的UD片材作为片状的UD片材而被回收至回收部330。需要说明的是，本实施方式中，在回收部330将多个UD片材堆积而回收，但也可以制成卷状并回收。

需要说明的是，增强纤维200形成了织物的部位的除去方法并不限定于上述切断，例如也可以通过冲切加工等将上述部位除去。

另外，上述部位的判断方法并不限定于根据复合体的厚度进行判断的方法，例如可以在规定长度(1个线轴程度的长度)的增强纤维200中含浸了树脂的时间点进行除去，或者基于在切换装置130a及切换装置130b中进行了增强纤维的连接的主旨的信号来进行。

[材料等]

上述增强纤维的材料没有特别限定。例如，可以使用碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维、及金属纤维等作为上述增强纤维。

从充分提升由增强纤维带来的强度提高效果的观点考虑，上述增强纤维的平均直径优选为1μm以上20μm以下，更优选为4μm以上10μm以下。

另外，上述增强纤维可以利用上浆剂进行上浆处理。

上述上浆剂没有特别限定，但优选为改性聚烯烃，尤其更优选为包含羧酸金属盐的改性聚烯烃。上述改性聚烯烃例如是在未改性聚烯烃的聚合物链上接枝导入羧酸基、羧酸酐基或羧酸酯基、并且在上述官能团与金属阳离子之间形成盐而得到的。

上述未改性聚烯烃优选为来自乙烯的结构单元的含量为50摩尔％以上的乙烯系聚合物、或来自丙烯的结构单元的含量为50摩尔％以上的丙烯系聚合物。上述乙烯系聚合物的例子包括乙烯均聚物、及乙烯与碳原子数3以上10以下的α-烯烃的共聚物。上述丙烯系聚合物的例子包括丙烯均聚物、及丙烯与乙烯或碳原子数4以上10以下的α-烯烃的共聚物。上述未改性聚烯烃优选为均聚聚丙烯、均聚聚乙烯、乙烯·丙烯共聚物、丙烯·1-丁烯共聚物、或乙烯·丙烯·1-丁烯共聚物。

另外，上述增强纤维也可以被集束而成为纤维束。此时，每个集束而成的增强纤维束的单丝数优选为100根以上100,000根以下，更优选为1,000根以上50,000根以下。

上述基体树脂的材料没有特别限定，可以为热塑性树脂，也可以为热固性树脂。上述热塑性树脂的例子包括包含聚丙烯系树脂及聚乙烯系树脂等的聚烯烃系树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚缩醛树脂、聚醚酮树脂、聚醚醚酮树脂、以及聚砜树脂等。它们之中，优选为聚丙烯系树脂及聚酰胺系树脂。另外，从提高与利用上述上浆剂进行了上浆处理的增强纤维的亲和性的观点考虑，上述基体树脂也可以包含上述的改性聚烯烃。

[其他实施方式]

需要说明的是，上述的各实施方式分别示出本发明的一个例子，本发明并不限定于上述的各实施方式，在本发明的主旨的范围内，其他各种各样的各实施方式也是可能的，这是不言而喻的。

例如，在上述的各实施方式中，示出了先行的增强纤维210和新的增强纤维220为由相同的材料形成的增强纤维的例子，但先行的增强纤维210和新的增强纤维220也可以为由不同的材料形成的增强纤维。

另外，在上述的各实施方式中，示出了2个保持部各自具有切换装置的例子，但也可以是3个以上的保持部各自具有切换装置，在合一部中将来自这些保持部的增强纤维合一，还可以构成为在1个保持部配置1个切换装置、而不具有合一部。

另外，上述的各实施方式中所抽出的增强纤维不仅可以用于UD片材的制造，例如还可以进行切断(短切)并与基体树脂混炼，用于增强纤维无规地进行取向及配置而成的纤维增强树脂的制造。

利用上述制造装置制造的UD片材可以用于：包括仪表盘、车门防撞梁、底盖、灯罩、踏板护罩、散热器支架、备胎罩、及前端(front end)等各种组件等的汽车部件、包括笔记本电脑、移动电话、数码静像照相机、PDA、及等离子体显示器等的电气·电子部件、以及电话、传真机、VTR、复印机、电视机、微波炉、音响设备、卫浴用品、LaserDisc(注册商标)、冰箱、空调等家庭·办公电气制品部件等。另外，也可以将UD片材进一步成型，用于管及压力容器等。

上述用途的具体例包括：航空器及直升机等一般飞行体的部件和构件，其包括包含主翼、垂直及水平尾翼等的一次结构材料、包含副翼、方向舵及升降舵等的二次结构材料、包含座椅及台等的内部装饰材料、动力装置、液压缸、以及复合制动器等；火箭部件和构件，其包括喷嘴锥体(nozzle cone)及发动机箱等；人造卫星部件和构件，其包括天线、结构体、太阳能电池板、电池盒及望远镜等；机械部件和构件，其包括框架、轴、辊、板弹簧、机床头、机械臂、搬运手及合成纤维罐等；高速旋转体部件，其包括离心分离机转子及铀浓缩筒等；电子电机部件和构件，其包括抛物面天线、电池部件、雷达、音响扬声器锥体(acousticspeaker cone)、计算机部件、打印机部件、个人电脑外壳及平板电脑外壳等；汽车·摩托车部件和构件，其包括框架构件、准结构构件、外板构件、内外装构件、动力装置、其他设备-液压缸、制动器、电池盒、驱动轴、发动机零件、扰流板、赛车车身、防撞锥体(crash cone)、椅子、平板电脑、电话盖、底盖、侧盖、变速器盖、电池托盘、后踏板、备胎箱、公共汽车车身壁及卡车车身壁等；车辆部件和构件，其包括内饰材料、底板面板、顶板面板、磁悬浮列车车体、新干线·铁道车体、雨刷器、平板车及座椅等；船舶部件和构件·机体，其包括包含游艇、巡洋舰及汽艇(boat)等的船舶船体、桅杆、方向舵(rudder)、螺旋桨(propeller)、硬帆、螺杆(screw)、军用船体、潜艇船体及深海探测船等；压力容器部件和构件，其包括致动器、气缸、气瓶、氢气罐、CNG罐及氧气罐等；科学装置构件·部件，其包括搅拌叶片、管、罐、底管及设备配管等；风力发电部件和构件，其包括叶片、外壳(skin)、框架结构及除冰系统等；医疗·护理设备部件和构件·用品，其包括X射线诊断装置部件、轮椅、人造骨、假足·假手、丁字拐、护理辅助器具·机器人(动力辅助工具)、行走器及护理用床等；土木建筑·基础设施部件和构件，其包括CF复合电缆、混凝土增强部件、护栏、桥梁、隧道壁、防护罩、电缆、张力杆、绞线杆(strand rod)及柔性管等；海底油田挖掘用部件和构件，其包括海洋立管、柔性套管、柔性立管和钻井立管等；运动·休闲用品，其包括钓鱼竿、卷轴(reel)、高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、滑雪板、滑雪杖、滑雪板、冰球棍、雪地摩托、弓箭设备、剑道用竹刀、棒球棒、游泳跳台、残疾人用运动器材和运动头盔等；自行车部件，其包括车架、盘式车轮、轮圈、车把及鞍座等；生活用品，其包括眼镜、皮包、西洋伞及圆珠笔等；以及其他产业用途的部件和构件·用品，其包括塑料托盘、容器、物流材料、树脂模具、家具、西洋伞、头盔、管、脚手板、安全鞋、保护装置、燃料电池盖、无人机叶片、框架、夹具及临时胎架等；等等。

本申请为主张基于在2021年3月26日提出申请的日本申请号2021-053384号的优先权的申请，该申请的权利要求书、说明书及附图中记载的内容援引至本申请中。

产业上的可利用性

与本发明相关的增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂的制造装置能够以比较简易的构成、在增强纤维的切换时将前后的增强纤维连接。因此，本发明使纤维增强树脂的连续制造更容易，可期待有助于使用纤维增强树脂、尤其是UD片材的各种领域的发展。

附图标记说明

100、300纤维增强树脂的制造装置

110 供纱部

112 主轴

114轴架

116、116a、116b线轴

120 导引路径

122 导辊

124、124a、124b进料器

126a、126b保持部

128合一部

128a、128b辊

130a、130b切换装置

140 蓄积器

150 含浸部

152 开纤辊

154 含浸辊

156 挤出机

158 已熔融的树脂

160 卷取部

200、200a、200b增强纤维

210 先行的增强纤维

220 新的增强纤维

310 厚度测定部

320 切断部

330 回收部

1310、1320综框

1330、1340综丝

1350 纬纱插入机构

1360 把持部

Claims (10)

1.纤维增强树脂的制造装置，所述纤维增强树脂是增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂，所述制造装置具有：

含浸部，所述含浸部使树脂含浸于增强纤维；和

切换装置，所述切换装置在比所述含浸部更靠上游侧将所述增强纤维由先行的增强纤维切换为新的增强纤维，

所述切换装置在所述增强纤维的切换时形成将所述先行的增强纤维及所述新的增强纤维作为经纱、将其他纤维作为纬纱的织物，从而将所述新的增强纤维与所述先行的增强纤维连接。

2.如权利要求1所述的纤维增强树脂的制造装置，其中，所述切换装置具有：

第一综丝，其保持所述新的增强纤维及先行的增强纤维中的一者并进行上下移动，

第二综丝，其保持所述新的增强纤维及先行的增强纤维中的另一者并进行上下移动，以及

纬纱插入机构，其使增强纤维沿横向从被所述第一综丝及第二综丝保持的增强纤维之间通过。

3.如权利要求1或2所述的纤维增强树脂的制造装置，其具有：

多个保持部，所述多个保持部将多根所述增强纤维保持于彼此不同的位置；和

合一部，所述合一部从所述多个保持部接收所述多根增强纤维并使其合一，向所述含浸部输送，

多个所述切换装置分别配置于所述多个保持部。

4.如权利要求3所述的纤维增强树脂的制造装置，其中，所述多个保持部均保持多根所述增强纤维，

在所述合一部中，将从所述多个保持部接收到的多根增强纤维交替地配置并合一为片状，并且，在利用所述切换装置进行的所述增强纤维的切换的前后，变更从所述多个保持部接收到的多根增强纤维的配置。

5.如权利要求1～4中任一项所述的纤维增强树脂的制造装置，其中，所述切换装置将由与新的增强纤维及先行的增强纤维相同的材料形成的增强纤维作为所述纬纱而形成所述织物。

6.如权利要求1～4中任一项所述的纤维增强树脂的制造装置，其中，所述切换装置将由与新的增强纤维及先行的增强纤维不同的材料形成的增强纤维作为所述纬纱而形成所述织物。

7.如权利要求1～6中任一项所述的纤维增强树脂的制造装置，其具有除去部，所述除去部从在所述含浸部中含浸树脂而成的纤维增强树脂中除去所述增强纤维形成了所述织物的部位。

8.如权利要求1～7中任一项所述的纤维增强树脂的制造装置，其中，所述增强纤维为碳纤维。

9.如权利要求1～8中任一项所述的纤维增强树脂的制造装置，其中，所述树脂为热塑性树脂。

10.纤维增强树脂的制造方法，所述纤维增强树脂是增强纤维沿单向取向并排列而成的纤维增强树脂，所述制造方法使用权利要求1～9中任一项所述的纤维增强树脂的制造装置，一边切换增强纤维一边制造纤维增强树脂。