TW202019670A - 含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法及成型品 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係將熱塑性樹脂含浸至包含連續纖維的強化纖維而製造含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之方法，其包含： 使貯留熱塑性樹脂的塗布部，通過將包含連續纖維的強化纖維於單向配列而成之片狀強化纖維束，將熱塑性樹脂塗布於片狀強化纖維束而作成含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的塗布步驟； 使塗布的前述熱塑性樹脂，追加含浸至前述含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的內部的追加含浸步驟；及 將含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束予以賦形、冷卻固化的賦形步驟， 在前述塗布步驟中，使前述片狀強化纖維束朝垂直方向的下方通過而將熱塑性樹脂塗布至帶狀強化纖維束，並且在前述塗布步驟及追加含浸步驟中，將前述熱塑性樹脂加熱至熔點+30℃以上，在加熱狀態下之熱塑性樹脂的黏度為5～200Pa・s。 關於含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其能抑制絨毛產生，且絨毛不堵塞能連續生產，並且使熱塑性樹脂更有效率地含浸至片狀強化纖維束，生產速度的高速化為可能的。

Description

含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法及成型品

本發明係關於含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，特別是將樹脂均勻地供給、含浸至片狀強化纖維束的方法。

將熱塑性樹脂含浸至連續的強化纖維而成的纖維強化熱塑性樹脂基材，係比強度、比剛性優異、輕量化效果高，而且耐熱性、耐藥品性高，所以較佳被使用於飛機、汽車等的運輸機器、或運動、電氣/電子零件等的各種用途。近年來，由於對於輕量化的需求提高，以飛機、汽車用途為中心，正在進行將金屬零件替換為樹脂零件、零件的小型化、模組化，所以要求開發成形性更優異，而且機械特性優異的材料。

就成形性與機械特性優異的構造材料用複合材料而言，已知有例如在聚醯胺樹脂中含有碳纖維而成之纖維強化熱塑性樹脂預浸體(例如，參照專利文獻1)。這種預浸體由於高機械特性而期待成為輕量化材料，但是為了穩定地展現機械特性，必須有基質樹脂對於纖維束間的優異含浸性。

作為使用熱塑性樹脂的預浸體之製造方法，已知有在水平方向(橫向方向)上運送帶狀強化纖維束，使其通過模具，將熱塑性樹脂賦予/含浸於帶狀強化纖維束的水平抽出方式(專利文獻2、專利文獻3等)。專利文獻2中，將帶狀強化纖維通過十字頭(專利文獻2的圖2)，在十字頭內的直線狀的模具部緊接之前將樹脂賦予帶狀強化纖維束。專利文獻3中記載將複數條的帶狀強化纖維束分別導入填滿熔融熱塑樹脂的模具內，藉由固定導引器(例如擠壓桿)開纖、含浸、積層，最後從模具拔出作為1片的片狀預浸體。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際公開WO2001/028951小手冊 [專利文獻2]日本特開平6-31821號公報 [專利文獻3]國際公開WO2012/002417小手冊

[發明欲解決之課題]

專利文獻2的技術中，由於十字頭內的模具部的前部係在沒有樹脂的狀態下使帶狀強化纖維通過縫隙狀的導向片，所以絨毛容易堵塞，也沒有去除絨毛的功能，因此認為長時間連續行進是困難的。特別認為在容易產生絨毛的碳纖維中，該傾向變得顯著。

又，專利文獻3的方法中，在連續生產時絨毛容易滯留在儲液部，且絨毛容易堵塞在抽出部。特別是若以高速使帶狀強化纖維束連續行進，則絨毛堵塞的頻率非常高，所以只能以非常低的速度生產，而有生產性沒有提升的問題點。又，在水平抽出方式中，當熱塑性樹脂含浸在帶狀強化纖維束的內部時，由於殘留在帶狀強化纖維束內部的氣泡會因浮力而被排出至與強化纖維束的配向方向呈正交的方向(帶狀強化纖維束的厚度方向)，因此以推開含浸的熱塑性樹脂的方式進行氣泡的排出。因此，由於氣泡的移動因液體而受到阻礙，而且熱塑性樹脂的含浸也因氣泡而受到阻礙，所以有含浸效率差的問題點。此外，專利文獻3雖提案從排氣孔排出氣泡，但是僅在模具出口附近，認為其效果有限。

因此，有效率的對單向配列的強化纖維束賦予及含浸熱塑性樹脂的方法，特別是使用單向強化纖維束之有效率的製造含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的方法，尚未被確定。

本發明的課題係關於含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，且在於提供能抑制絨毛產生，且絨毛不堵塞能連續生產，並且使熱塑性樹脂更有效率地含浸至片狀強化纖維束，生產速度的高速化為可能的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法。 [用以解決課題之手段]

為了解決前述的課題，本發明主要具有以下的構成。 [1]一種含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係將熱塑性樹脂含浸至包含連續纖維的強化纖維而製造含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之方法，其包含： 使貯留熱塑性樹脂的塗布部，通過將包含連續纖維的強化纖維於單向配列而成之片狀強化纖維束，將熱塑性樹脂塗布於片狀強化纖維束而作成含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的塗布步驟； 使塗布的前述熱塑性樹脂，追加含浸至前述含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的內部的追加含浸步驟；及 將含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束予以賦形、冷卻固化的賦形步驟， 在前述塗布步驟中，使前述片狀強化纖維束朝垂直方向的下方通過而將熱塑性樹脂塗布至帶狀強化纖維束，並且在前述塗布步驟及追加含浸步驟中，將前述熱塑性樹脂加熱至熔點+30℃以上，且在加熱狀態下的熱塑性樹脂的黏度為5～200Pa・s。 [2]如[1]之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中前述塗布部具有互相連通的儲液部與狹窄部，前述儲液部具有沿著片狀強化纖維束的行進方向而剖面積連續減少的部分，前述狹窄部具有縫隙狀的剖面，而且具有比儲液部上表面小的剖面積，並且在前述儲液部中熱塑性樹脂的滯留時間為1～60分鐘。 [3]如[1]或[2]之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在前述塗布步驟中，於狹窄部的縫隙狀剖面中下述(式1)所示之作用於片狀強化纖維束的剪切力為1～1500N的範圍。 (式1)　F=2×(Y+D)×X×η×(U/δ) F：作用在狹窄部的剪切力(N) Y：狹窄部的寬度 D：狹窄部的間隙 η：樹脂黏度(MPa) U：拉取速度(m/分鐘) δ：纖維間距離(mm) X：狹窄部長度(mm) [4]如[1]至[3]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係連續地進行前述塗布步驟、追加含浸步驟、及賦形步驟。 [5]如[1]至[4]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在惰性氣體環境下進行前述塗布步驟中之熱塑性樹脂的塗布。 [6]如[1]至[5]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在惰性氣體環境下進行前述追加含浸步驟中的追加含浸。 [7]如[1]至[6]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中通過前述塗布步驟後的纖維強化熱塑性樹脂的體積含有率與通過賦形步驟後的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的體積含有率之比為0.9以上。 [8]如[1]至[7]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在強化纖維之配列方向中的儲液部之下部的寬度L(mm)、與在狹窄部的正下方之片狀強化纖維束的寬度W(mm)，係滿足L≤W+10(mm)。 [9]如[1]至[8]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在儲液部內具備用於調節片狀強化纖維束的寬度之寬度調節機構，在狹窄部的正下方之片狀強化纖維束的寬度W(mm)、與在該寬度調節機構下端藉由寬度調節機構所調節的寬度L2(mm)的關係，係滿足L2≤W+10(mm)。 [10]如[1]至[9]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在前述儲液部及狹窄部的整個區域上具備前述寬度調節機構。 [11]如[1]至[10]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在儲液部中之剖面積連續減少的部分之垂直方向高度為10mm以上。 [12]如[1]至[11]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在加熱片狀強化纖維束後，使其通過塗布部。 [13]如[1]至[12]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在將片狀強化纖維束予以平滑化處理後，使其通過塗布部。 [14]如[1]至[13]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在將片狀強化纖維束予以加寬處理後，使其通過塗布部。 [15]如[1]至[14]中任一項之連含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在前述追加含浸步驟中對片狀強化纖維束賦予超音波振動。 [16]如[1]至[15]中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在前述塗布步驟中，對貯留在塗布部之熱塑性樹脂賦予超音波振動。 [17]一種含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束，其係藉由如[1]至[16]中任一項之製造方法而製造。 [18]一種強化纖維複合材料，其係將如[17]之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束予以成形而成。 [發明之效果]

根據本發明的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，可定量/均勻地供給熱塑性樹脂且能以低成本生產。再者，能使連續強化纖維束連續且以高速行進，且提高含浸有熱塑性樹脂的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的生產性。

再者，能得到含浸性優異、樹脂的劣化少的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束。

[用以實施發明的形態]

參照圖式說明本發明的較佳實施形態。此外，以下的說明係例示發明的實施形態者，本發明並不受限於此所解釋，可在不脫離本發明的目的/效果之範圍內有各種的變更。

首先，利用圖1來敘述本發明的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法的概略。圖1表示關於本發明的一實施形態之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法的概略剖面圖。片狀強化纖維束1a係通過貯留有加熱至熔點+30℃以上之熱塑性樹脂的塗布部20，且定量地塗布熱塑性樹脂。隨後，附著有熱塑性樹脂的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b係藉由追加含浸部40，使熱塑性樹脂追加含浸至含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的內部。再者，在通過賦形部50賦形成預定的形狀後，藉由冷卻固化部60，冷卻至熔點以下而使其固化。又，在具備塗布部20、追加含浸部40及冷卻固化部60之塗敷裝置的前後，可具備：將強化纖維1退繞之複數個紗架11、得到將退繞的強化纖維1予以單向配列而成之片狀強化纖維束1a(圖1中配列於紙面深度方向)的配列裝置12、與含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的捲取裝置15，又，並未圖示但塗敷裝置具備有熱塑性樹脂的供給裝置。

在本發明中，所謂的包含連續纖維的強化纖維係指在含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束中，該強化纖維沒有斷紗者。就本發明中的強化纖維的形態及配列而言，可列舉例如於單向排列整齊者、織物(交叉)、針織物、編繩、絲束等。其中，由於能更有效率地提高特定方向的機械特性，較佳為強化纖維係單向配列而成。

就強化纖維的種類而言並未特別限定，可例示碳纖維、金屬纖維、有機纖維、無機纖維。可使用該等2種以上。由於使用碳纖維作為強化纖維，所以能得到輕量同時具有高機械特性的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束。

就碳纖維而言，可列舉例如：以聚丙烯腈(PAN)纖維作為原料的PAN系碳纖維、以石油焦油、石油瀝青作為原料的瀝青系碳纖維、以黏液嫘縈、乙酸纖維素等作為原料的纖維素系碳纖維、以烴等作為原料的氣相成長系碳纖維、該等的石墨化纖維等。該等碳纖維之中，在強度與彈性率的平衡優異之觀點中，較佳為使用PAN系碳纖維。

就金屬纖維而言，可使用例如包含鐵、金、銀、銅、鋁、黃銅、不鏽鋼等金屬之纖維。

就有機纖維而言，可列舉例如包含聚芳醯胺、聚苯并

唑(PBO)、聚苯硫、聚酯、聚醯胺、聚乙烯等有機材料的纖維。就聚芳醯胺纖維而言，可列舉例如強度、彈性率優異的對位聚芳醯胺纖維(para-aramid fiber)、與阻燃性、長期耐熱性優異的間位聚芳醯胺纖維(meta-aramid fiber)。就對位聚芳醯胺纖維而言，可列舉例如：聚對苯二甲醯對苯二胺纖維、共聚對伸苯基-3,4’-氧基二伸苯基對苯二甲醯胺(copolyparaphenylene-3,4’-oxydiphenylene terephthalamide)纖維等，就間位聚芳醯胺纖維而言，可列舉聚間苯二甲醯間苯二胺(poly m-phenylene isophthalamide)纖維等。就聚芳醯胺纖維而言，較佳係使用彈性率比間位聚芳醯胺纖維高的對位聚芳醯胺纖維。

就無機纖維而言，可列舉例如包含玻璃、玄武岩、碳化矽、氮化矽等無機材料的纖維。就玻璃纖維而言，可列舉例如：E玻璃纖維(電氣用)、C玻璃纖維(耐腐蝕用)、S玻璃纖維、T玻璃纖維(高強度、高彈性率)等。玄武岩纖維係將為礦物之玄武岩予以纖維化之物，且為耐熱性非常高的纖維。玄武岩一般而言係含有9～25重量%的作為鐵之化合物的FeO或FeO₂ 、1～6重量%的作為鈦之化合物的TiO或TiO₂ ，但亦可在熔融狀態下增量該等成分進行纖維化。

本發明所使用的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束，由於大多期待用作為補強材料，所以理想的是展現出高機械特性，為了展現出高機械特性，較佳為含有碳纖維作為強化纖維。

片狀強化纖維束通常是將綑束有多數根的單纖維之強化纖維束1根或複數根予以排列而成者。將1根或複數根的強化纖維束予以排列時的強化纖維的總長纖維數(單纖維的根數)，較佳為1,000～2,000,000根。從生產性之觀點而言，強化纖維的總長纖維數，更佳為1,000～1,000,000根，進一步較佳為1,000～600,000根，特佳為1,000～300,000根。強化纖維的總長纖維數的上限，亦考慮到與分散性、操作性的平衡，只要能以良好地保持生產性與分散性、操作性的方式決定即可。

1根的強化纖維束，能適當地使用較佳為將1,000～50,000根的平均直徑5～10μm之強化纖維的單纖維予以捆束所構成者。

又，所謂的單向配列的片狀強化纖維束，係指使複數根的強化纖維單向配列在表面上而成者，未必該複數根的強化纖維需要相互纏繞等而一體化。亦即，根據本發明之製造方法，由於在熱塑性樹脂的塗布後作為含浸有熱塑性樹脂之片狀物而得到，所以為了方便起見將強化纖維配列的狀態稱為片狀強化纖維束。單向配列有強化纖維的含浸有熱塑性樹脂之片狀物，在複合材料業界中成為稱作「單向材料」、「UD材料」的FRP基材者。片狀強化纖維束係厚度、寬度方面沒有特別地限制，可依照目的、用途而適當選擇。在碳纖維的情形，通常將1,000根～1,000,000根左右的單纖維集合成帶狀者稱為「絲束」，將該絲束予以配列可得到片狀強化纖維束，但絲束可在厚度方向上積層。此外，片狀強化纖維束若以其寬度/厚度所定義的縱橫比為10以上，則易於操作而為較佳。此外，在本發明中，1根帶狀的「絲束」亦被理解為片狀強化纖維束的一形態。

又，形成片狀強化纖維束的方法可使用眾所周知的方法，沒有特別地限制，但從步驟效率化、配列均勻化之觀點而言，較佳為形成預先配列有單纖維之強化纖維束，且進一步將該強化纖維束配列而形成片狀強化纖維束。例如在碳纖維中，如上所述，為帶狀的強化纖維束之「絲束」被纏繞在線軸上，但將從中抽出之帶狀的強化纖維束配列可得到片狀強化纖維束。又，較佳為具有強化纖維配列機構，其係用於將從掛在紗架上的線軸所抽出的強化纖維束整齊地排列好，消除片狀強化纖維束中強化纖維束所不欲的重疊或折疊、強化纖維束間的間隙。就強化纖維配列機構而言，可使用眾所周知的滾輪、梳型配列裝置等。又，重疊複數片的預先配列之片狀強化纖維束，從減少強化纖維間的間隙之觀點而言亦為有用的。此外，較佳為在抽出強化纖維時，紗架上賦有張力控制機構。就張力控制機構而言，可使用眾所周知者，但可列舉制動機構等。又，亦可藉由導紗器的調整等來控制張力。

在本發明中，藉由進行提高片狀強化纖維束之表面平滑性的平滑化處理，可使塗布部的塗布量的均勻性提升。因此，在將片狀強化纖維束予以平滑化處理後，較佳為導入儲液部。平滑化處理的方法沒有特別地限制，可例示以對向輥等進行物理性按壓的方法、利用空氣流移動強化纖維的方法等。物理性按壓的方法由於簡便而且不易弄亂強化纖維的配列而為較佳。更具體而言，可使用壓延加工等。利用空氣流的方法不僅不易引起摩擦，而且有將片狀強化纖維束予以加寬的效果而為較佳。

又，在本發明中，從能有效率地製造薄的預浸體之觀點而言，亦較佳為在將片狀強化纖維束予以加寬處理後，導入儲液部。加寬處理方法沒有特別地限制，可例示機械性地賦予振動的方法、藉由空氣流擴展強化纖維束的方法等。就機械性地賦予振動的方法而言，例如有如日本特開2015-22799號公報記載所示，使片狀強化纖維束與振動的輥接觸的方法。就振動方向而言，若將片狀強化纖維束的進行方向設為X軸，則較佳為賦予Y軸方向(水平方向)、Z軸方向(垂直方向)的振動，亦較佳為組合水平方向振動輥與垂直方向振動輥使用。又，振動輥表面若先設有複數個突起，則可抑制在輥中的強化纖維的摩擦，而為較佳。就利用空氣流的方法而言，可使用例如SEN-I GAKKAISHI, vol.64, P-262-267(2008)所記載的方法。

又，在本發明中，若將片狀強化纖維束加熱之後，導入儲液部，則由於抑制熱塑性樹脂的溫度降低，且可使熱塑性樹脂的黏度均勻性提升而為較佳。片狀強化纖維束較佳為被加熱至熱塑性樹脂溫度附近，就為此的加熱手段而言，可使用空氣加熱、紅外線加熱、遠紅外線加熱、雷射加熱、接觸加熱、加熱介質加熱(蒸氣等)等多樣的手段。其中，紅外線加熱由於裝置簡便，又可直接加熱片狀強化纖維束片，所以即使行進速度快速也可以有效率地加熱至所希望的溫度，而為較佳。

就本發明所使用的熱塑性樹脂而言，除了例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)樹脂、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)樹脂、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)樹脂、液晶聚酯樹脂等的聚酯、聚乙烯(PE)樹脂、聚丙烯(PP)樹脂、聚丁烯樹脂等的聚烯烴、苯乙烯系樹脂以外，亦可為聚甲醛(POM)樹脂、聚醯胺(PA)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、聚氯乙烯(PVC)樹脂、聚苯硫(PPS)樹脂、聚苯醚(PPE)樹脂、改質PPE樹脂、聚醯亞胺(PI)樹脂、聚醯胺醯亞胺(PAI)樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)樹脂、聚碸(PSU)樹脂、改質PSU樹脂、聚醚碸樹脂、多酮(PK)樹脂、聚芳醚酮(PAEK)樹脂、聚芳酯(PAR)樹脂、聚醚腈(PEN)樹脂、酚系樹脂、苯氧基樹脂、聚四氟乙烯樹脂等的氟系樹脂、以及聚苯乙烯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚丁二烯系樹脂、聚異戊二烯系樹脂、氟系樹脂等的熱塑彈性體等、或該等的共聚物、改質物、及摻合2種以上而成的樹脂等。就前述聚芳醚酮樹脂(PAEK)而言，可為例如聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)、聚醚醚酮醚酮(PEEKEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)、及聚醚二苯基醚酮(PEDEK)等、或該等的共聚物、改質物、及摻合2種以上而成的樹脂等。特別是從耐熱性、耐藥品性之觀點而言，更佳為使用PPS樹脂、或PEEK樹脂及PEKK樹脂，從成形品外觀、尺寸安定性之觀點而言，更佳為使用聚碳酸酯樹脂、苯乙烯系樹脂，從成形品的強度、耐衝擊性之觀點而言，更佳為使用聚醯胺樹脂。又，按照流動性、成形加工性等的必要特性來混合該等熱塑性樹脂，在實用上亦為適宜。

本發明的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束，係將前述的熱塑性樹脂塗布至包含連續纖維的強化纖維上而成者，可視需要進一步含有填充材料、其他種類的聚合物、各種添加劑等。

就填充材料而言，一般可使用作為樹脂用填充劑所使用的任意者，且可進一步提高含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束、使用其之成形品的強度、剛性、耐熱性、尺寸安定性。就填充材料而言，可列舉例如：玻璃纖維、碳纖維、鈦酸鉀晶鬚、氧化鋅晶鬚、硼酸鋁晶鬚、聚芳醯胺纖維、氧化鋁纖維、碳化矽纖維、陶瓷纖維、石綿纖維、石膏纖維、金屬纖維等的纖維狀無機填充材料、矽灰石、沸石、絹雲母、高嶺土、雲母、滑石、黏土、葉蠟石、皂土、蒙脫石、石綿、鋁矽酸鹽、氧化鋁、氧化矽、氧化鎂、氧化鋯、氧化鈦、氧化鐵、碳酸鈣、碳酸鎂、白雲石、硫酸鈣、硫酸鋇、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋁、玻璃珠粒、陶瓷珠粒、氮化硼、碳化矽、矽石等的非纖維狀無機填充材料等。可含有該等2種以上。該等填充材料可為中空。又，可用異氰酸酯系化合物、有機矽烷系化合物、有機鈦酸酯系化合物、有機硼烷系化合物、環氧化合物等的偶合劑進行處理。又，作為蒙脫石，可使用以有機銨鹽將層間離子予以陽離子交換的有機化蒙脫石。此外，纖維狀填充材料只要為包含不連續纖維者，即能賦予功能而不損害包含連續纖維之強化纖維的補強效果。

就其他種類的聚合物而言，可列舉例如：聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烴、聚醯胺系彈性體、聚酯系彈性體等的彈性體、聚酯、聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯硫、液晶聚合物、聚碸、聚醚碸、ABS樹脂、SAN樹脂、聚苯乙烯等。可含有該等2種以上。為了提高由熱塑性樹脂所得之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束材的耐衝擊性，較佳為使用烯烴系化合物及/或共軛二烯系化合物的(共)聚合物等的改質聚烯烴、聚醯胺系彈性體、聚酯系彈性體等的耐衝擊性改良劑。

就烯烴系化合物及/或共軛二烯系化合物的(共)聚合物而言，可列舉乙烯系共聚物、共軛二烯系聚合物、共軛二烯-芳香族乙烯基烴系共聚物等。

就乙烯系共聚物而言，可列舉例如：乙烯與碳數3以上的α-烯烴、非共軛二烯、乙酸乙烯酯、乙烯醇、α,β-不飽和羧酸及其衍生物等的共聚物。就碳數3以上的α-烯烴而言，可列舉例如丙烯、丁烯-1等。就非共軛系二烯而言，可列舉例如5-次甲基-2-降莰烯、5-亞乙基-2-降莰烯、雙環戊二烯、1,4-己二烯等。就α,β-不飽和羧酸而言，可列舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸(ethacrylic acid)、丁烯酸、馬來酸、富馬酸、伊康酸、檸康酸、丁烯二羧酸等。就α,β-不飽和羧酸的衍生物而言，可列舉例如前述α,β-不飽和羧酸的烷基酯、芳基酯、縮水甘油酯、酸酐、醯亞胺等。

所謂的共軛二烯系聚合物，係指至少1種的共軛二烯之聚合物。就共軛二烯而言，可列舉例如：1,3-丁二烯、異戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯等。又，該等聚合物之不飽和鍵的一部分或全部可藉由氫化而還原。

所謂的共軛二烯-芳香族乙烯基烴系共聚物，係指共軛二烯與芳香族乙烯基烴的共聚物，可為嵌段共聚物，亦可為隨機共聚物。就共軛二烯而言，可列舉例如1,3-丁二烯、異戊二烯等。就芳香族乙烯基烴而言，可列舉例如：苯乙烯等。又，共軛二烯-芳香族乙烯基烴系共聚物的芳香環以外的雙鍵以外之不飽和鍵的一部分或全部可以藉由氫化而被還原。

就耐衝擊性改良劑的具體例而言，可列舉：將乙烯/甲基丙烯酸共聚物及該等共聚物中的羧酸部分之一部分或全部形成與鈉、鋰、鉀、鋅、鈣的鹽者、乙烯/丙烯-g-馬來酸酐共聚物、乙烯/丁烯-1-g-馬來酸酐共聚物等。

就各種添加劑而言，可列舉例如：抗氧化劑、耐熱安定劑(受阻酚系、氫醌系、亞磷酸鹽系及該等之取代物、鹵化銅、碘化合物等)、耐候劑(間苯二酚系、水楊酸酯系、苯并三唑系、二苯甲酮系、受阻胺系等)、脫模劑及滑劑(脂肪族醇、脂肪族醯胺、脂肪族雙醯胺、二脲及聚乙烯蠟等)、顏料(硫化鎘、酞花青、碳黑等)、染料(油溶黑(nigrosine)、苯胺黑(aniline black)等)、塑化劑(對氧基苯甲酸辛酯、N-丁基苯磺醯胺等)、抗靜電劑(烷基硫酸酯型陰離子系抗靜電劑、4級銨鹽型陽離子系抗靜電劑、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯等的非離子系抗靜電劑、甜菜鹼系兩性抗靜電劑等)、阻燃劑(三聚氰胺三聚氰酸酯、氫氧化鎂、氫氧化鋁等的氫氧化物、多磷酸銨、溴化聚苯乙烯、溴化聚苯醚、溴化聚碳酸酯、溴化環氧樹脂或該等之溴系阻燃劑與三氧化銻的組合等)等。可摻合該等2種以上。

就本發明所使用的熱塑性樹脂而言，從步驟通過性/安定性之觀點而言，重要的是選擇最適合的黏度。具體而言，在塗布步驟及追加含浸步驟中，重要的是將黏度設在5～200Pa・s的範圍。若成為這種範圍的黏度，則可提高片狀強化纖維束的高速行進性、安定行進性。此外，該熔融黏度可在熱塑性樹脂的熔點+30℃的溫度，為了使熱塑性樹脂熔融而滯留5分鐘後，在剪切速度9728sec^-1 的條件下，藉由毛細管流量計而測定。在本發明中，作為用於評價熔融黏度的指標，在短時間的滯留中選擇熔點+30℃作為熱分解不易進行的溫度條件，選擇9728sec^-1 作為假設通過塗布部出口之狹窄部的高剪切條件之剪切速度。熱塑性樹脂的黏度更佳為20～100Pa・s。

本發明中的熱塑性樹脂的溫度，從熱塑性樹脂的安定性之觀點而言，重要的是選擇最適合的溫度。具體而言，重要的是在塗布步驟及追加含浸步驟中將熱塑性樹脂的溫度設為熔點+30℃～+100℃的範圍。若設為這種範圍的溫度，可提高熱塑性樹脂的安定性。在熱塑性樹脂是不具有熔點的非晶性樹脂之情形，可在不損及熱塑性樹脂的安定性之範圍內選擇溫度。

利用圖來說明本發明中的熱塑性樹脂的塗布步驟。在塗敷裝置20中將熱塑性樹脂2賦予至片狀強化纖維束1a的方法，係將從紗架11所退繞的複數根的強化纖維1，藉由配列裝置12進行單向(紙面深度方向)配列而得到片狀強化纖維束1a後，使片狀強化纖維束1a通過塗布部20而在片狀強化纖維束1a的兩面上塗布熱塑性樹脂2者。藉此，可得到含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b。

在塗布步驟中，從在塗布部中儲留熱塑性樹脂的容易度、熱塑性樹脂對於片狀強化纖維束的含浸性之觀點而言，需要使片狀強化纖維束垂直向下通過。

在塗布步驟中，構成儲液部之熱塑性樹脂的滯留時間較佳為1～60分鐘。藉由使熱塑性樹脂的滯留時間為1分鐘以上，可穩定地塗布熱塑性樹脂。更佳為5分鐘以上，進一步較佳為10分鐘以上。藉由使熱塑性樹脂的滯留時間為60分鐘以下，可塗布熱塑性樹脂而不會產生熱塑性樹脂的劣化/交聯。較佳為40分鐘以下，更佳為30分鐘以下，進一步較佳為20分鐘以下。

本發明中的熱塑性樹脂的滯留時間Q(分鐘)，係由儲液部的容積M(cm³ )與熱塑性樹脂的供給量N(cm³ /分鐘)以下述(式2)來表示。 (式2)　Q(分鐘)=M(cm³ )/N(cm³ /分鐘)

在塗布步驟中，可在貯留熱塑性樹脂之塗布部的內部封入惰性氣體。藉由封入惰性氣體，可抑制在儲液部中的熱塑性樹脂的劣化、交聯。惰性氣體的種類係沒有特別地限定，但從操作性與生產性之觀點而言，最佳為氮氣。惰性氣體的溫度係沒有特別限制，但從樹脂溫度不變之觀點而言，較佳為加熱至與熱塑性樹脂相同的溫度。

接著藉由圖2～4，詳述將熱塑性樹脂2塗布至片狀強化纖維束1a的步驟。圖2係將圖1中的塗布部20放大的詳細橫剖面圖。塗布部20係具備空開預定的間隙D而呈對向的壁面構件21a、21b，在壁面構件21a、21b之間，形成有朝垂直方向的下方Z(亦即片狀強化纖維束的行進方向)剖面積連續減少的儲液部22、與位於儲液部22的下方(片狀強化纖維束1a的運出側)且具有剖面積小於儲液部22的上表面(片狀強化纖維束1a的導入側)之剖面積的縫隙狀的狹窄部23。在圖2中，片狀強化纖維束1a係配列在紙面的深度方向。

在塗布部20中，導入儲液部22的片狀強化纖維束1a係伴隨著其周圍的熱塑性樹脂2，朝垂直方向的下方Z行進。此時，由於儲液部22的剖面積係朝向垂直方向的下方Z(片狀強化纖維束1a的行進方向)減少，所以隨伴的熱塑性樹脂2被逐漸地壓縮，熱塑性樹脂2的壓力係隨著朝向儲液部22的下部而增大。若儲液部22的下部的壓力提高，則前述隨伴液流變得難以更進一步朝下部流動，而是朝壁面構件21a、21b方向流動，然後，被壁面構件21a、21b所阻擋，而會向上方流動。結果，在儲液部22內形成沿著片狀強化纖維束1a的平面、與壁面構件21a、21b壁面的循環流T。藉此，即使片狀強化纖維1a將絨毛帶入儲液部22，絨毛也會沿著循環流T移動，且無法接近液壓大的儲液部22下部、狹窄部23。再者，如下所述，由於氣泡附著在絨毛上，絨毛從循環流T向上方移動，而通過儲液部22的上部液面附近。因此，不僅能防止絨毛堵塞在儲液部22的下部及狹窄部23，而且滯留的絨毛也能從儲液部22的上部液面輕易地回收。再者，在以高速使片狀強化纖維束1a行進的情形，由於前述的液壓係進一步增大，所以絨毛的排除效果變得更高。其結果，能以更高的速度將熱塑性樹脂2賦予至片狀強化纖維束1a，而大幅提高生產性。

又，藉由前述增大的液壓，有熱塑性樹脂2變得更容易含浸至片狀強化纖維束1a的內部的效果。這是因為當熱塑性樹脂被含浸至如片狀強化纖維束的多孔質體(在鄰接的單纖維彼此之間具有空隙的狀態)時，其含浸度會因熱塑性樹脂的壓力而增大的性質(達西定率(Darcy’s Law))。關於此點，在以更高的速度使片狀強化纖維束1a行進的情形，亦因液壓更為增大，從而可更提高含浸效果。此外，熱塑性樹脂2係與片狀強化纖維束1a的內部殘留之氣泡利用氣/液取代而含浸至片狀強化纖維束1a的內部，但氣泡會因前述的液壓與浮力而通過片狀強化纖維束1a內部的間隙，於纖維的配向方向(朝垂直方向的上方)排出。此時，由於氣泡係在不推開含浸的熱塑性樹脂2的情況下被排出，所以也有不妨礙含浸的效果。又，氣泡的一部分從片狀強化纖維束1a的表面朝面外方向(法線方向)排出，但由於該氣泡也會因前述的液壓與浮力而快速地朝垂直方向的上方被排除，所以不停留在含浸效果高的儲液部22的下部，而亦有效率良好地進行氣泡排出的效果。由於該等之效果，使得熱塑性樹脂2能效率良好地含浸至片狀強化纖維束1a，其結果能得到均勻地含浸有熱塑性樹脂2之高品質的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b。

再者，由於前述增大的液壓，使得片狀強化纖維束1a在間隙D的中央自動地定位，且片狀強化纖維束1a不直接摩擦儲液部22、狹窄部23的壁面，亦有抑制此處的絨毛發生的效果。這是因為片狀強化纖維束1a因外部干擾等而接近間隙D之任一處的情形，由於熱塑性樹脂2在接近的一側中被擠進更狹窄的間隙而被壓縮，所以在接近的一側液壓更為增大，而將片狀強化纖維束1a推回到間隙D的中央。

狹窄部23係被設計成剖面積比儲液部22的上表面小。從圖2、圖4可以理解，主要由於片狀強化纖維束的模擬平面之垂線方向的長度小，亦即構件間之間隔狹窄，而剖面積變小。如上所述，這是因為藉由在狹窄部增大液壓，而得到含浸、自動定位效果。又，從片狀強化纖維束1a的行進性、熱塑性樹脂2的流動控制之觀點而言，狹窄部23的最上部之面的剖面形狀較佳為與儲液部22的最下部之面的剖面形狀一致，但可視需要稍微增大狹窄部23者。

此處，在圖2的塗布部20中，片狀強化纖維束1a係完全地朝垂直方向的下方Z(從水平面起90度)行進，但不受限於此，在得到前述的絨毛回收、氣泡的排出效果，且片狀強化纖維束1a能穩定地連續行進的範圍內，只要為實質上朝垂直方向的下方即可。此處所謂的實質上垂直向下，包含相對於垂直方向±5°的範圍者。

又，賦予至片狀強化纖維束1a之熱塑性樹脂2的總量，可以狹窄部23的間隙D而控制，例如，想要增多賦予至片狀強化纖維束1a之熱塑性樹脂2的總量(欲增大單位面積重量)之情形，能以增寬間隙D的方式來設置壁面構件21a、21b。

圖3係從圖2的A方向觀看塗布部20的仰視圖。塗布部20中，係從片狀強化纖維束1a的配列方向兩端，設置用於防止熱塑性樹脂2漏出的側壁構件24a、24b，且在壁面構件21a、21b與側壁構件24a、24b所圍繞的空間中形成狹窄部23的出口25。此處，出口25呈縫隙狀，且剖面縱橫比(圖3的Y/D)可配合欲賦予熱塑性樹脂2之片狀強化纖維束1a的形狀來設定。

在狹窄部23中，下述(式1)所示之作用於片狀強化纖維束1a的剪切力較佳為1～1500N。藉由使剪切力在前述範圍，可以抑制狹窄部中之絨毛的發生，同時兼具熱塑性樹脂的含浸。 (式1)　F=2×(Y+D)×X×η×(U/δ) F：作用在狹窄部的剪切力(N) Y：狹窄部的寬度 D：狹窄部的間隙 η：樹脂黏度(MPa) U：拉取速度(m/分鐘) δ：纖維間距離(mm) X：狹窄部長度(mm)

圖4a係說明從B方向觀看塗布部20之情形的塗布部內部之構造的剖面圖。此外，為了更易於看圖，除了省略了壁面構件21b以外，還以隔著間隙而配列強化纖維1的方式描繪片狀強化纖維束1a，但從含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的品位、FRP的力學特性之觀點而言，實際上較佳為無間隙地配列強化纖維1。

圖4b係表示在間隙26中的熱塑性樹脂2的流動。間隙26過大時，則熱塑性樹脂2中於R的方向產生渦流。該渦流R由於在儲液部22的下部形成朝向外側的流動(Ra)，故有撕裂片狀強化纖維束(產生片狀纖維束的斷裂)的情形或擴寬強化纖維間之間隔，因此作成含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束時，有產生強化纖維的配列不均的可能性。另一方面，在儲液部22的上部中，由於形成朝向內側的流動(Rb)，所以有片狀強化纖維束1a於寬度方向被壓縮，其端部折斷的情形。如專利文獻2(日本特許第3252278號公報)所示，在一體物之片狀基材(特別是薄膜)上將熱塑性樹脂予以兩面塗布的裝置中，即使在間隙26中產生這種渦流，由於對於品質的影響少，所以並未受到注意。

因此，在本發明中，較佳為進行縮小間隙26的寬度調節，抑制在端部中產生渦流。具體而言，儲液部22的寬度L、亦即側板構件24a與24b之間隔L(mm)，較佳為以滿足在狹窄部23的正下方所測定之片狀強化纖維束的寬度W(mm)與下述(式3)的關係的方式構成。 (式3)　L≤W+10

藉此，可得到抑制在端部的渦流產生，能抑制片狀強化纖維束1a的斷裂、折邊，在含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的全寬度W(mm)整體均勻地配列有強化纖維1之高品位且安定性高的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b。再者，在將該技術應用於預浸體的情形，不僅提高預浸體的品位、品質，而且能提高使用其所得之FRP的力學特性、品質。L(mm)與W(mm)的關係更佳為若L≤W+2(mm)，則可進一步抑制片狀強化纖維束的斷裂、折邊。

又，從提高含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的寬度方向尺寸的均勻性之觀點而言，L(mm)的下限較佳為調整成W-5(mm)以上。

此外，從抑制由儲液部22下部的高液壓所致之渦流R產生之觀點而言，該寬度調節較佳為在至少儲液部22的下部(圖4a的G的位置)進行。再者，該寬度調節更佳為若在儲液部22的整個區域進行，則幾乎可完全抑制渦流R的產生，其結果幾乎可完全抑制片狀強化纖維束的斷裂、折邊。

又，從抑制前述間隙26的渦流之觀點而言，前述寬度調節可僅為儲液部22，但若狹窄部23也同樣地進行，則從抑制在含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的側面賦予過剩的熱塑性樹脂2之觀點而言為較佳。

>寬度調節機構> 前述中顯示了側壁構件24a、24b承擔寬度調節的情形，但如圖5所示，亦可在側壁構件24a、24b間設置寬度調節機構27a、27b，且在該機構進行寬度調節。藉此，從能自在地變更藉由寬度調節機構所調節的寬度，而可利用一個塗布部製造各種寬度的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之觀點而言為較佳。此處，在狹窄部的正下方之片狀強化纖維束的寬度W(mm)與在該寬度調節機構下端藉由寬度調節機構所調節的寬度L2(mm)之關係，較佳為L2≤W+10(mm)，更佳為L2≤W+2(mm)。又，從提高含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的寬度方向尺寸的均勻性之觀點而言，L2(mm)的下限較佳為調整成W-5(mm)以上。寬度調節機構的形狀及材質方面沒有特別地限制，但若為板形狀的襯套則為簡便而為較佳。又，在上部、亦即在接近液面的場所具有比壁面構件21a、21b之間隔小的寬度(參照圖5。在「從Z方向觀看的圖」中，係指寬度調節機構之上下方向的長度)，從而能不妨礙熱塑性樹脂之水平方向的流動而為較佳。另一方面，在寬度調節機構的中間部到下部，作成按照塗布部的內部形狀之形狀，係由於能抑制在儲液部的熱塑性樹脂的滯留，且能抑制熱塑性樹脂的劣化而為較佳。從該意義來講，寬度調節機構較佳為插入至狹窄部23。

圖5表示作為寬度調節機構的板形狀襯套之例，但表示由襯套的中間起下部沿著儲液部22的圓錐形狀，插入至狹窄部23之例。圖5中表示L2(mm)從液面至出口為固定之例，但可在達成寬度調節機構的目的之範圍內按照部位改變所調節的寬度。寬度調節機構可用任意的方法固定至塗布部20上，但是在板形狀襯套的情形，藉由在上下方向於複數個部位進行固定，可抑制因高液壓所致的板形狀襯套的變形而引起的調節寬度的變動。例如，若在上部使用拉桿(stay)並將下部插入至塗布部，則容易藉由寬度調節機構來調節寬度而為較佳。

>儲液部的形狀> 如前所詳述，在本發明中，重要的是在儲液部22於片狀強化纖維束1a的行進方向上使剖面積連續減少，從而於片狀強化纖維束的行進方向上增大液壓，但此處所謂於片狀強化纖維束1a的行進方向上使剖面積連續減少，係只要能在行進方向上連續地增大液壓，則其形狀沒有特別地限制。在儲液部22的橫剖面圖中，顯示圓錐狀(直線狀)、或如喇叭狀等曲線的形態。又，剖面積減少部可在儲液部22的全長整體上連續，只要在能得到本發明的目的、效果之範圍內，可部分地包含剖面積不減少的部分、或相反地放大的部分。關於該等，下述係以圖6～9列舉例子進行詳述。

圖6是與圖2不同的另一實施形態之塗布部20b的詳細橫剖面圖。除了構成儲液部22之壁面構件21c、21d的形狀不同以外，其他與圖2的塗布部20相同。如圖6的塗布部20b所示，儲液部22可劃分為於朝垂直方向的下方Z處剖面積連續減少的領域22a、與剖面積不減少的領域22b。此時，剖面積連續減少的垂直方向高度H較佳為10mm以上。進一步較佳的剖面積連續減少的垂直方向高度H為50mm以上。藉此，確保由片狀強化纖維束1a所伴隨的熱塑性樹脂2，在儲液部22的剖面積連續減少的領域22a中被壓縮的距離，可充分地增大在儲液部22的下部所產生的液壓。其結果，防止絨毛因液壓而堵塞狹窄部23，並且可得到熱塑性樹脂2因液壓而含浸至片狀強化纖維束1a的效果。

此處，如圖2的塗布部20、圖6的塗布部20b所示，當儲液部22的剖面積連續減少的領域22a成為圓錐狀的情形，圓錐的開角θ越小越好，具體而言較佳為銳角(90°以下)。藉此，在儲液部22的剖面積連續減少的領域22a(錐形部)中能提高熱塑性樹脂2的壓縮效果，易於得到高的液壓。

圖7是與圖6不同的另一實施形態之塗布部20c的詳細橫剖面圖。除了構成儲液部22的壁面構件21e、21f的形狀成為2段圓錐狀以外，與圖6的塗布部20b相同。因此，能以2段以上的多段錐形部構成儲液部22的剖面積連續減少的領域22a。此時，從提高前述的壓縮效果之觀點而言，最接近狹窄部23之錐形部的開角θ成為銳角為較佳。又在該情形中，亦較佳為儲液部22的剖面積連續減少的領域22a的高度H成為10mm以上。進一步較佳的剖面積連續減少的垂直方向高度H為50mm以上。如圖7所示，儲液部22的剖面積連續減少的領域22a成為多段的錐形部，從而維持能貯留在儲液部22的熱塑性樹脂2的體積，並且可更減小最接近狹窄部23之錐形部的角度θ。藉此，在儲液部22的下部產生的液壓變得更高，可進一步提高絨毛的排除效果、熱塑性樹脂2的含浸效果。

圖8是與圖6不同的另一實施形態之塗布部20d的詳細橫剖面圖。除了構成儲液部22的壁面構件21g、21h的形狀為階段狀以外，其他與圖6的塗布部20b相同。因此，如果在儲液部22的最下部存在剖面積連續減少的領域22a，則能得到本發明的目的之液壓增大的效果，所以在儲液部22的其他部分可含有剖面積斷續減少的領域22c。藉由使儲液部22成為如圖8所示的形狀，能維持剖面積連續減少的領域22a的形狀，並且擴大儲液部22的深度B而增加能貯留的熱塑性樹脂2的體積。其結果，即使在不能將熱塑性樹脂2連續地供給至塗布部20d的情形下，也能長時間將熱塑性樹脂2持續賦予至片狀強化纖維束1a，並更提高含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的生產性。

圖9是與圖6不同的另一實施形態之塗布部20e的詳細橫剖面圖。除了構成儲液部22之壁面構件21i、21j的形狀為喇叭狀(曲線狀)以外，其他與圖6的塗布部20b相同。圖6的塗布部20b中，儲液部22的剖面積連續減少的領域22a為圓錐狀(直線狀)，但不受限於此，例如可如圖8所示為喇叭狀(曲線狀)。惟，較佳為儲液部22的下部與狹窄部23的上部平滑地連接。這是因為若在儲液部22的下部與狹窄部23的上部之邊界存在段差，則片狀強化纖維束1a被段差卡住，而擔心在該部分產生絨毛。又，如此當儲液部22的剖面積連續減少的領域成為喇叭狀的情形，在儲液部22的剖面積連續減少的領域22a的最下部中，較佳係虛擬切線的開角θ為銳角。

此外，上述列舉了使剖面積平滑地減少的例子加以說明，但只要不損及本發明的目的，在本發明中儲液部的剖面積可不必平滑地減少。

圖10是與本發明不同的另一實施形態之塗布部30的詳細橫剖面圖。與本發明的實施形態不同，圖10的儲液部32不包含在朝垂直方向的下方Z剖面積連續減少的領域33，且為在與狹窄部23的邊界中剖面積不連續且急遽減少的構成。因此，片狀強化纖維束1a容易堵塞。

>行進機構> 就用於運送片狀強化纖維束、本發明的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的行進機構而言，可適當使用眾所周知的滾輪等。本發明中由於片狀強化纖維束1a是垂直向下運送，所以較佳為隔著塗布部在其上下配置滾輪。

又，在本發明中，為了抑制強化纖維的配列混亂、起毛，較佳係片狀強化纖維束的行進路線儘可能為直線狀。

>含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束> 在塗布步驟所得之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b中，熱塑性樹脂的含浸度理想為10%以上。含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的含浸度，係如下所示觀察含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的厚度方向剖面而求得。準備用環氧樹脂包埋含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束而得的試樣，並且研磨前述試樣，直至能良好地觀察到含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的厚度方向剖面為止。使用超深度彩色3D形狀測定顯微鏡VHX-9500(控制器部)/VHZ-100R(測定部)(Keyence(股)製)，以400倍的放大倍率來拍攝經研磨的試樣。拍攝範圍係設定為含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的厚度×寬度500μm的範圍。在拍攝影像中，求得含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的剖面積及含浸有樹脂之部位的面積，並利用(式4)算出含浸度。 (式4)　含浸度(%)=(含浸部位所占部位的總面積)/(含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的總面積)×100

>追加含浸> 針對關於本發明的熱塑性樹脂的追加含浸步驟加以說明。為了調整成所希望的含浸度，在本發明中需要使用追加含浸裝置40來進一步提高含浸度。在此，為了與在塗布部20的含浸有所區分，將在塗布步驟後追加進行的含浸稱為追加含浸。作為追加含浸裝置所使用的裝置沒有特別地限制，可視目的從眾所周知者中適當選擇。

其次，藉由圖11～14，針對熱塑性樹脂2對於片狀強化纖維束1a的追加含浸步驟加以詳述。圖11是將圖1中的追加含浸部40放大的詳細橫剖面圖。含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b係藉由S字狀地通過含浸棒41而進行追加含浸。含浸棒41的個數、保持角度、溫度等能以成為所希望的含浸度的方式適當調整。又，含浸棒41可被固定，也可以隨著含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的行進而從動旋轉或用電動機等獨立地旋轉。藉由用電動機等使其獨立地旋轉(自立旋轉)，含浸度的調整變得容易而為較佳。此外，由於在含浸棒41設置超音波產生裝置，可在將超音波振動賦予含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的狀態下進行追加含浸而為較佳。由於藉由賦予超音波振動使追加含浸在短時間內進行，所以能更提高生產性。

圖12是與圖11不同的其他實施形態的追加含浸部40b的詳細橫剖面圖。藉由將含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b在對向的含浸輥42間加熱/加壓，而追加含浸熱塑性樹脂2。含浸輥42的個數、輥溫度、壓力等能以成為所希望的含浸度的方式適當調整。又，藉由在對向的含浸輥42上設置互相咬合的凹凸，能不擾亂構成含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b之強化纖維的排列而追加含浸。又，亦可藉由將對向的含浸輥42間之空隙調整成所希望的尺寸，而同時進行追加含浸步驟與後述的賦形。此外，藉由將追加含浸部的出口側的輥溫度降低至熱塑性樹脂2的結晶化溫度或玻璃轉移溫度以下，亦可同時達成冷卻。

圖13是與圖11不同的其他實施形態的追加含浸部40c的詳細橫剖面圖。可藉由將含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b在上下呈對向的帶43間加熱/加壓而使其追加含浸。可調整帶43的長度、加壓力、加熱溫度、加熱距離，從而適當調整成所希望的含浸度。又，亦可提供帶43的溫度梯度，從而連續地進行賦形及冷卻步驟。亦即，在圖14中將驅動帶的輥44a及44b加熱至熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度以上，將輥44c設為結晶化溫度以下，達成所希望的含浸度的同時，可賦形含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b。

圖14是與圖11不同的其他實施形態的追加含浸部40d的詳細橫剖面圖。藉由用加壓機45a、45b連續地加熱/加壓含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b，能追加含浸熱塑性樹脂2。藉由調整加壓機的數量、加熱溫度、加壓力，可適當調整成所希望的含浸度。又，亦可改變連續的加壓機的溫度，從而連續地進行賦形及冷卻步驟。亦即，在圖14中將加壓機45a加熱至熱塑性樹脂的熔點或玻璃轉移溫度以上，將加壓機45b設為結晶化溫度以下，達成所希望的含浸度的同時，可賦形含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b。

在本發明的追加含浸步驟中，追加含浸部40的內部可封入惰性氣體。藉由封入惰性氣體，可抑制在追加含浸步驟的熱塑性樹脂的劣化、交聯。惰性氣體的種類係沒有特別地限定，但從操作性與生產性之觀點而言，最佳為氮氣。惰性氣體的溫度係沒有特別限制，但從樹脂溫度不變之觀點而言，較佳為加熱至與熱塑性樹脂相同的溫度。

追加含浸步驟可以在熱塑性樹脂的塗布步驟之後緊接的時間還沒經過的階段進行，也可以在暫且冷卻固化之後投入到追加含浸步驟中。從生產性之觀點而言，較佳為在塗布步驟之後立即有連續進行的追加含浸步驟。又，追加含浸步驟可將塗布步驟之後的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束直接投入到追加含浸步驟中，也可以用離型片夾住含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之後，投入追加含浸步驟中。從生產性及含浸性之觀點而言，較佳為將含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束直接投入追加含浸步驟中。

本發明中的追加含浸步驟，可使在塗布步驟中垂直向下通過的片狀強化纖維束1a以維持方向的狀態通過，也可用輥、棒轉換方向。可同時進行追加含浸與片狀強化纖維束1a的方向轉換。

>賦形步驟> 針對本發明中樹脂的賦形及冷卻固化的賦形步驟進行說明。為了調整成所希望的尺寸及表面品位，本發明中需要藉由賦形步驟調整尺寸。作為賦形/冷卻裝置所使用的裝置沒有特別地限制，可視其目的從眾所周知者作適當選擇。

就賦形方法而言，可列舉例如：通過所希望的剖面形狀之噴嘴的方法、前述的滾壓法、雙鋼帶加壓法、間歇加壓方法等。

賦形與冷卻可同時進行，也可分開實施。又，賦形步驟與冷卻步驟可使用不同的裝置。例如，賦形步驟可在通過所希望的剖面形狀之模具噴嘴後，通過冷卻水所通過之壓延輥間。

賦形步驟可在追加含浸步驟之後緊接的時間還沒經過的階段進行，也可在暫且冷卻固化之後，再加熱並投入追加含浸步驟。從生產性之觀點而言，較佳為在追加含浸步驟之後立刻有賦形、冷卻固化步驟。

關於賦形裝置與冷卻裝置的距離沒有特別地限制，可適當調整以得到所希望的尺寸、表面外觀。冷卻裝置投入時的含浸有熱塑性樹脂之片狀的溫度，若是結晶性的熱塑性樹脂，較佳為結晶化溫度(Tc)以上，若是非晶性的熱塑性樹脂，較佳為玻璃轉移溫度(Tg)以上。

前述通過塗布步驟後的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的纖維體積含有率與通過賦形步驟後的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的纖維體積含有率之比，較佳為0.9～1.0。藉由使纖維體積含有率在上述範圍，可抑制熱塑性樹脂的損失，能提高生產性。

>預浸體寬度> 為FRP的前驅物之一種的預浸體，由於相當於本發明所得之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的一種形態，所以作為將本發明應用於FRP用途的情形，將含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束稱為預浸體，並在以下進行說明。

預浸體的寬度方面沒有特別地限制，寬度可為數十cm～2m左右的寬幅，亦可為寬度數mm～數十mm的帶狀，可依照用途而選擇寬度。近年來，為了使預浸體的積層步驟效率化，將窄預浸體、預浸帶予以自動積層的被稱為ATL(Automated Tape Laying，自動鋪帶)、AFP(Automated Fiber Placement，自動纖維鋪放)的裝置係被廣泛地使用，作成適合其之寬度亦為較佳。ATL中大多使用寬度為約7.5cm、約15cm、約30cm左右的窄預浸體，AFP中大多使用約3mm～約25mm左右的預浸帶。

得到希望的寬度之預浸體的方法沒有特別地限制，可使用將寬度1m～2m左右的寬幅預浸體予以縱切成窄幅的方法。又，為了簡略化或省略縱切步驟，亦可調整本發明所使用的塗布部的寬度，以便從一開始就成為希望的寬度。例如，在調製用於ATL之30cm寬度的窄預浸體之情形，可以因應塗布部出口來調整塗布部出口的寬度。又，為了使其有效率地製造，較佳為將製品寬度設為30cm而進行製造，若將相關的製造裝置並列複數個，則可使用相同的行進裝置/運送裝置、各種輥、捲取機，製造複數條線的預浸體。圖19中作為一例，例示了在並列方向上連結5個塗布部的例子。此時，5片的片狀強化纖維束416可分別通過獨立的5個強化纖維預熱裝置420、塗布部430，得到5片的預浸體471，強化纖維預熱裝置420、塗布部430也可以於並列方向上一體化。在該情形下，在塗布部430中獨立地具備5個寬度調節機構、塗布部出口寬度即可。

又，在預浸帶的情形中，亦可使帶狀的強化纖維束以1絲條～3絲狀左右形成片狀強化纖維束，將其以得到所希望的帶寬度的方式通過經調整寬度的塗布部而得到。預浸帶的情形，從控制帶彼此於橫向方向的重疊之觀點而言，特別是有很多要求帶寬度的精度之情形。因此，較佳為更嚴密地管理塗布部出口寬度，在該情形下，較佳為前述的L、L2及W滿足L≤W+1mm及/或L2≤W+1mm的關係。

>縱切> 預浸體的縱切方法也沒有特別地限制，可使用眾所周知的縱切裝置。可在暫時捲繞預浸體後，再次裝置在縱切裝置上，進行縱切，為了效率化，亦可從預浸體製作步驟連續地配置縱切步驟而不用暫時捲繞預浸體。又，縱切步驟可將1m以上的寬幅預浸體直接縱切成希望的寬度，也可暫時切割細分成30cm左右的窄預浸體後，再次將其縱切成希望的寬度。

此外，在將上述的窄預浸體、帶預浸體並列於複數個塗布部之情形，可各自獨立地供給脫模片，也可以供給1片的寬幅脫模片，並在其上積層複數片的預浸體。切除如此所得之預浸體的寬度方向之端部，而可供給至ATL、AFP的裝置上。在該情形下，由於切除之端部的大部分成為脫模片，所以也有能減少附著於切縫刀的熱塑性樹脂，且能延長切縫刀的清理周期之優點。

>本發明的變形態樣(變型)及應用態樣> 在本發明中，可使用複數個塗布部，而進一步謀求製造步驟的效率化、高功能化。

例如，可配置複數個塗布部以便積層複數片的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束。圖15中作為一例，例示了使用2個塗布部的進行含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的積層之態樣的例子。從第1塗布部431與第2塗布部432所退繞出的2片的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束471，係通過第1追加含浸部433及第2追加含浸部434且通過第1賦形部435及第2賦形部436，通過第1冷卻固化部437及第2冷卻固化部438且經過方向轉換輥445，並用在其下方的積層輥447積層。此外，方向轉換輥亦可用經施加有脫模處理的方向轉換導引器等代替使用。圖15中，係在通過冷卻步驟後積層熱塑性含浸片狀強化纖維束，但亦可在追加含浸步驟前後進行積層。藉由作成這種積層型的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束，可謀求預浸體積層的效率化，例如在製作厚的FRP的情形中為有效的。又，預期藉由將薄的預浸體予以多層積層，可使FRP的靱性、耐衝擊性得以提升，並且藉由應用本製造方法，可有效率地得到薄的多層積層預浸體。再者，藉由輕易地積層不同種類的預浸體，可輕易地得到附加功能性的異質結合預浸體。在該情形下，可變更強化纖維的種類、纖度、長纖維數、力學物性、纖維表面特性等。又，可使用熱塑性樹脂也不同者。例如，可作成厚度不同的預浸體、將力學物性不同者予以積層之異質結合預浸體。又，藉由在第1塗布部賦予含浸性優異的熱塑性樹脂，在第2塗布部賦予韌性優異的樹脂，並積層該等，可輕易地得到能兼具力學物性與韌性的預浸體。

就另一態樣而言，如圖19所例示且如上所述，可將塗布部在相對於片狀強化纖維束的行進方向上並列複數個，亦即將複數個塗布部在片狀強化纖維束的寬度方向上並列。藉此，可使窄、帶狀的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的製造效率化。又，若在各塗布部上變更強化纖維、熱塑性樹脂，則可得到於寬度方向上性質不同的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束。

又，就另一態樣而言，可在相對於片狀強化纖維束的行進方向上直列地配置複數個塗布部。圖20中作為一例，例示了直列地配置2個塗布部。

藉由形成這種直列型的配置，可在含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的厚度方向上變更熱塑性樹脂種類。又，即使為相同種類的熱塑性樹脂，也可藉由塗布部改變塗布條件，而提高行進安定性、高速行進性等。例如，藉由在第1塗布部賦予低黏度的熱塑性樹脂，在第2塗布部賦予韌性優異的樹脂，並積層此等，可輕易地得到能兼具力學物性與含浸性的預浸體。又，藉由在第1塗布部賦予耐熱性高的樹脂，在第2塗布部賦予具有熔點比在第1塗布部塗布之熱塑性樹脂低的熱塑性樹脂，可輕易地得到在表面具有與其他種材料的接著層之預浸體。

如上所述，已例示了幾個配置有複數個塗布部的態樣，但塗布部的數量方面沒有特別地限制，可視其目的而應用各種。又，當然亦能複合該等配置。再者，亦可將塗布部的各種尺寸/形狀、塗布條件(溫度等)混合使用。

如以上所述，本發明之製造方法係不僅製造效率化/安定化，而且使製品的高性能化/功能化成為可能，且擴張性也優異的製造方法。

>熱塑性樹脂供給機構> 在本發明中，熱塑性樹脂係貯留在塗布部20內，但對於將熱塑性樹脂供給至塗布部的機構沒有特別地限制，可使用眾所周知的裝置。熱塑性樹脂連續地供給至塗布部20，係不會擾亂塗布部20的上部液面，且能使片狀強化纖維束1a的行進安定化，而為較佳。例如，可以從貯留熱塑性樹脂的槽中提供自重作為驅動力，或能使用幫浦等連續地供給。就幫浦而言，可按照熱塑性樹脂的性質而適當使用齒輪幫浦、管道幫浦、壓力幫浦等。又，亦可使用連續擠出機等。又，較佳為具備能按照塗布量連續供給的機構，使得熱塑性樹脂供給量在熱塑性樹脂的塗布部上部的液面儘量成為固定。為此，例如可考慮監控液面高度、塗布部重量等，並且將其反饋到供給裝置的機構。

>在線監控> 又，為了監控塗布量，較佳為具備能在線監控塗布量的機構。關於在線監控方法也沒有特別地限制，可使用眾所周知者。例如，作為測量厚度的裝置，可使用例如貝塔射線計等。在該情形，藉由測量片狀強化纖維束厚度與含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的厚度，並分析其差異，可估計塗布量。在線監控的塗布量可立刻反饋到塗布部，可利用於塗布部的溫度、狹窄部23的間隙D(參照圖2)的調整。塗布量監控當然也可用作為缺陷監控。就厚度測量位置而言，例如以圖16來說的話，可在方向轉換輥419附近測量片狀強化纖維束416的厚度，並從塗布部430起至方向轉換輥441之間測量含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的厚度。又，較佳為也可進行使用紅外線、近紅外線、相機(影像分析)等的在線缺陷監控。

本發明的塗敷裝置具有使強化纖維於單向配列之片狀強化纖維束實質上朝垂直方向的下方行進的行進機構、與塗布機構，前述塗布機構係可在其內部貯留熱塑性樹脂，並且具備互相連通的儲液部與狹窄部，前述儲液部係具有剖面積沿著片狀強化纖維束的行進方向連續減少的部分，前述狹窄部為具有縫隙狀的剖面，且具有比儲液部上表面小的剖面積者。

在以下之中，在作為含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的一態樣之預浸體的例子中，具體地列舉了使用該塗敷裝置之預浸體的製造例，來更詳細地說明本發明。此外，以下為例示，本發明並不受限於以下所說明之態樣所解釋。

圖16為使用本發明之預浸體的製造步驟/裝置之例的概略圖。複數個強化纖維線軸412懸掛在紗架411上，經過方向轉換導引器413而向上方抽出。此時，可以利用被賦予至紗架的制動機構，用固定張力拉出強化纖維束414。所拉出的複數根的強化纖維束414係透過強化纖維配列裝置415有序地配列，而形成片狀強化纖維束416。此外，圖16中雖強化纖維束只描繪了3絲條，但實際上可設為2絲條～數百絲條，可進行調整使其成為所希望的預浸體寬度、纖維基重。然後，經過加寬裝置417、平滑化裝置418，並經過方向轉換輥419，而垂直向下運送。圖16中，片狀強化纖維束416係在強化纖維配列裝置415至方向轉換輥419為止之裝置間直線狀地運送。此外，加寬裝置417、平滑化裝置418亦可視其目的適當省略，也可不配置裝置。又，強化纖維配列裝置415、加寬裝置417、平滑化裝置418的配列順序亦可視其目的而適當變更。片狀強化纖維束416係從方向轉換輥419垂直向下行進，經過強化纖維預熱裝置420、塗布部430、追加含浸部433、賦形部435及冷卻部437而到達方向轉換輥441。塗布部430可在達成本發明目的之範圍內採用任意的塗布部形狀。例如，可列舉如圖2、圖6～圖9的形狀。又，亦可視需要如圖5所示具備襯套。藉由將其用拉取裝置444捲取，並用捲取裝置464捲取，可得到含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束。此外，圖12中，省略了熱塑性樹脂供給裝置、在線監控裝置的描繪。

圖17為使用本發明之預浸體的製造步驟/裝置之另一例的概略圖。圖17中，從紗架411拉出強化纖維束414，直接這樣在強化纖維配列裝置415中形成片狀強化纖維束416，然後，直線狀地運送至加寬裝置417、平滑化裝置418為止，然後，將片狀強化纖維束416向上方引導之點係與圖16不同。藉由作成這種構成，不需要在上方設置裝置，可將支架等的設置大幅度地簡略化。

圖18為使用本發明之預浸體的製造步驟/裝置之另一例的概略圖。圖18中，於上層設置紗架411，使片狀強化纖維束416的行進路線更為直線化。 [產業上利用之可能性]

本發明之製造方法所得之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束作為以CFRP為代表的FRP，被廣泛地應用於航空/太空用途或汽車/火車/船舶等的構造材料或內裝材料、壓力容器、產業資材用途、運動材料用途、醫療機器用途、殼體用途、土木/建築用途等。

1:強化纖維 1a:片狀強化纖維束 1b:含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束 2:熱塑性樹脂 11:紗架 12:配列裝置 13、14:運送輥 15:捲取裝置 20:塗布部 20b:其他實施形態之塗布部 20c:其他實施形態之塗布部 20d:其他實施形態之塗布部 20e:其他實施形態之塗布部 21a、21b:壁面構件 21c、21d:其他形狀的壁面構件 21e、21f:其他形狀的壁面構件 21g、21h:其他形狀的壁面構件 21i、21j:其他形狀的壁面構件 22:儲液部 22a:儲液部之中剖面積連續減少的領域 22b:儲液部之中剖面積沒有減少的領域 22c:儲液部之中剖面積斷續減少的領域 23:狹窄部 24a、24b:側板構件 25:出口 26:間隙 27a、27b:寬度調節機構 30:比較例1的塗布部 31a、31b:比較例1的壁面構件 32:比較例1的儲液部 33:比較例1的儲液部之中剖面積斷續減少的領域 40:追加含浸部 41:含浸棒 42:含浸輥 43:含浸帶 44a、44b、44c:帶驅動輥 45a、45b:加壓機 50:賦形部 60:冷卻固化部 100:塗敷裝置 411:紗架 412:強化纖維線軸 413:方向轉換導引器 414:強化纖維束 415:強化纖維配列裝置 416:片狀強化纖維束 417:加寬裝置 418:平滑化裝置 419:方向轉換輥 420:強化纖維預熱裝置 430:塗布部 431:第1塗布部 432:第2塗布部 433:第1追加含浸部 434:第2追加含浸部 435:第1賦形部 436:第2賦形部 437:第1冷卻固化部 438:第2冷卻固化部 441:方向轉換輥 444:拉取裝置 445:方向轉換輥 447:積層輥 464:捲取裝置 471:預浸體(含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束) B:儲液部22的深度 C:至儲液部22的上部液面的高度 D:狹窄部的間隙 F:作用在狹窄部的剪切力 G:進行寬度調節的位置 H:儲液部22的剖面積連續減少的垂直方向高度 L:儲液部22的寬度 M:儲液部的容積 N:熱塑樹脂的供給量 Q:滯留時間 R、Ra、Rb:渦流 T:循環流 U:拉取速度 X:狹窄部的長度 W:在狹窄部23的正下方所測定之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束1b的寬度 Y:狹窄部23的寬度 Z:片狀強化纖維束1a的行進方向(朝垂直方向的下方) η:樹脂黏度 δ:纖維間距離 θ:錐形部的開角

圖1表示關於本發明的一實施形態之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法及塗敷裝置的概略橫剖面圖。 圖2是將圖1中的塗布部20的部分放大的詳細橫剖面圖。 圖3是從圖2的A方向觀看圖2中的塗布部20的仰視圖。 圖4a是說明從圖2的B方向觀看圖2中的塗布部20時之塗布部內部的構造之剖面圖。 圖4b表示圖4a中在間隙26之熱塑性樹脂2的流動之剖面圖。 圖5表示寬度調節機構的設置例之圖，(A)是從A方向觀看的圖，(B)是從B方向觀看的圖，(C)是從Z方向觀看的圖，(D)是從與圖2相同的方向觀看的圖。 圖6是與圖2不同的另一實施形態之塗布部20b的詳細橫剖面圖。 圖7是與圖6不同的另一實施形態之塗布部20c的詳細橫剖面圖。 圖8是與圖6不同的另一實施形態之塗布部20d的詳細橫剖面圖。 圖9是與圖6不同的另一實施形態之塗布部20e的詳細橫剖面圖。 圖10是與本發明不同的實施形態之塗布部30的詳細橫剖面圖。 圖11是將圖1中之追加含浸部40的部分放大的詳細橫剖面圖。 圖12是與圖11不同的另一實施形態之追加含浸部40b的詳細橫剖面圖。 圖13是與圖12不同的另一實施形態之追加含浸部40c的詳細橫剖面圖。 圖14是與圖12不同的另一實施形態之追加含浸部40d的詳細橫剖面圖。 圖15表示關於本發明的一實施形態之將複數條含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束予以積層的態樣之例的圖。 圖16是使用本發明的其他預浸體製造步驟/裝置之例的概略圖。 圖17是使用本發明的其他預浸體製造步驟/裝置之例的概略圖。 圖18是使用本發明的其他預浸體製造步驟/裝置的概略圖。 圖19表示關於本發明的一實施形態之具備複數個塗布部的態樣之例的圖。 圖20表示關於本發明的一實施形態之具備複數個塗布部之其他態樣之例的圖。

1:強化纖維

1a:片狀強化纖維束

1b:含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束

2:熱塑性樹脂

11:紗架

12:配列裝置

13:運送輥

15:捲取裝置

20:塗布部

40:追加含浸部

50:賦形部

60:冷卻固化部

Z:片狀強化纖維束1a的行進方向(朝垂直方向的下方)

Claims (18)

1. 一種含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係將熱塑性樹脂含浸至包含連續纖維的強化纖維而製造含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之方法，其包含： 使貯留熱塑性樹脂的塗布部，通過將包含連續纖維的強化纖維於單向配列而成之片狀強化纖維束，將熱塑性樹脂塗布於片狀強化纖維束而作成含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的塗布步驟； 使塗布的該熱塑性樹脂，追加含浸至該含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的內部的追加含浸步驟；及 將含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束予以賦形、冷卻固化的賦形步驟， 在該塗布步驟中，使該片狀強化纖維束朝垂直方向的下方通過而將熱塑性樹脂塗布至帶狀強化纖維束，並且在該塗布步驟及追加含浸步驟中，將該熱塑性樹脂加熱至熔點+30℃以上，且在加熱狀態下的熱塑性樹脂的黏度為5～200Pa・s。
2. 如請求項1之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中該塗布部具有互相連通的儲液部與狹窄部，該儲液部具有沿著片狀強化纖維束的行進方向而剖面積連續減少的部分，該狹窄部具有縫隙狀的剖面，而且具有比儲液部上表面小的剖面積，並且在該儲液部中熱塑性樹脂的滯留時間為1～60分鐘。
3. 如請求項1或2之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在該塗布步驟中，於狹窄部的縫隙狀剖面中下述(式1)所示之作用於片狀強化纖維束的剪切力為1～1500N的範圍， (式1)　F=2×(Y+D)×X×η×(U/δ) F：作用在狹窄部的剪切力(N) Y：狹窄部的寬度 D：狹窄部的間隙 η：樹脂黏度(MPa) U：拉取速度(m/分鐘) δ：纖維間距離(mm) X：狹窄部長度(mm)。
4. 如請求項1至3中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係連續地進行該塗布步驟、追加含浸步驟、及賦形步驟。
5. 如請求項1至4中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在惰性氣體環境下進行該塗布步驟中之熱塑性樹脂的塗布。
6. 如請求項1至5中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在惰性氣體環境下進行該追加含浸步驟中的追加含浸。
7. 如請求項1至6中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中通過該塗布步驟後的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的體積含有率、與通過賦形步驟後的含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束的體積含有率之比為0.9以上。
8. 如請求項1至7中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在強化纖維之配列方向中的儲液部之下部的寬度L(mm)、與在狹窄部的正下方之片狀強化纖維束的寬度W(mm)，係滿足L≤W+10(mm)。
9. 如請求項1至8中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在儲液部內具備用於調節片狀強化纖維束的寬度之寬度調節機構，在狹窄部的正下方之片狀強化纖維束的寬度W(mm)、與在該寬度調節機構下端藉由寬度調節機構所調節的寬度L2(mm)的關係，係滿足L2≤W+10(mm)。
10. 如請求項1至9中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在該儲液部及狹窄部的整個區域上具備該寬度調節機構。
11. 如請求項1至10中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其中在儲液部中之剖面積連續減少的部分之垂直方向高度為10mm以上。
12. 如請求項1至11中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在加熱片狀強化纖維束後，使其通過塗布部。
13. 如請求項1至12中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在將片狀強化纖維束予以平滑化處理後，使其通過塗布部。
14. 如請求項1至13中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在將片狀強化纖維束予以加寬處理後，使其通過塗布部。
15. 如請求項1至14中任一項之連含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在該追加含浸步驟中對片狀強化纖維束賦予超音波振動。
16. 如請求項1至15中任一項之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束之製造方法，其係在該塗布步驟中，對貯留在塗布部之熱塑性樹脂賦予超音波振動。
17. 一種含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束，其係藉由如請求項1至16中任一項之製造方法而製造。
18. 一種強化纖維複合材料，其係將如請求項17之含浸有熱塑性樹脂之片狀強化纖維束予以成形而成。

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