特開 2023-125061 プリプレグシートの製造装置および製造方法。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023125061

(43)【公開日】2023-09-07

(54)【発明の名称】プリプレグシートの製造装置および製造方法。

(51)【国際特許分類】

   D06B 1/10 20060101AFI20230831BHJP

   B29C 70/16 20060101ALI20230831BHJP

   B29C 70/50 20060101ALI20230831BHJP

   C08J 5/04 20060101ALI20230831BHJP

   D06B 1/14 20060101ALI20230831BHJP

【ＦＩ】

D06B1/10

B29C70/16

B29C70/50

C08J5/04 CEQ

C08J5/04 CEZ

D06B1/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022028977

(22)【出願日】2022-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003159

【氏名又は名称】東レ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 広平

(72)【発明者】

【氏名】西野 聡

(72)【発明者】

【氏名】箕浦 潔

【テーマコード（参考）】

3B154

4F072

4F205

【Ｆターム（参考）】

3B154AA14

3B154AB09

3B154BB36

3B154BB39

3B154BB42

3B154BB47

3B154BC17

3B154BC23

3B154BD14

3B154CA32

3B154CA33

3B154CA34

4F072AA04

4F072AA07

4F072AA08

4F072AB08

4F072AB09

4F072AB10

4F072AB11

4F072AG03

4F072AH04

4F072AH33

4F072AH41

4F072AH49

4F072AK05

4F072AK14

4F072AL02

4F072AL04

4F205AC05

4F205AD16

4F205AG01

4F205HA06

4F205HA25

4F205HA37

4F205HB02

4F205HF24

4F205HK25

(57)【要約】

【課題】
本発明はプリプレグシートの製造に関して、強化繊維束ごとに均一に樹脂が付与され、品質が均一であるプリプレグシートを製造する装置および方法を提供する。
【解決手段】
引き出された複数本の強化繊維束が糸道制御機構で１本ないしはそれ以上の強化繊維束からなる繊維束単位に分割され、糸道制御機構近傍にある樹脂付与機構によって繊維束単位通過領域を通過する強化繊維束単位に対して、独立して連続的に所定量の樹脂を付与する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数本の強化繊維束を引き出し、引き出された強化繊維束に対し連続的に樹脂を付与した後にシート状に成形するプリプレグシートの製造装置であって、前記複数本の強化繊維束を１本ないしはそれ以上の強化繊維束からなる繊維束単位に区分し、該繊維束単位ごとに独立に樹脂を付与するプリプレグシートの製造装置。

【請求項2】

強化繊維束１本を前記繊維束単位とする、請求項１に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項3】

前記繊維束単位の少なくとも幅方向側面を規制するガイド部により区画された繊維束単位通過領域を形成する糸道制御機構を有し、前記樹脂の付与を前記繊維束単位通過領域内で行う、請求項１または２に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項4】

前記糸道制御機構が、前記繊維束単位の底面および幅方向側面を規制する溝により前記繊維束単位通過領域を形成する、請求項３に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項5】

前記糸道制御機構が、ローラまたはバーである、請求項４に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項6】

前記糸道制御機構が、前記繊維束単位通過領域に向けて樹脂を吐出する樹脂吐出口を有する、請求項３～５のいずれかに記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項7】

前記糸道制御機構と独立した樹脂付与機構を有する、請求項３～５のいずれかに記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項8】

前記樹脂付与機構は、前記繊維束単位通過領域ごとに独立して樹脂を吐出する複数の樹脂吐出口を有する、請求項７に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項9】

前記樹脂付与機構は、２以上の繊維束単位に対して一括して樹脂を吐出するスリット状の樹脂吐出口を有する、請求項７に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項10】

前記樹脂付与機構は、前記樹脂吐出口から吐出された樹脂を前記繊維束単位通過領域に向けて誘導する樹脂誘導部材を備える、請求項８または９に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項11】

前記樹脂誘導部材が、前記樹脂吐出口から前記繊維束単位通過領域に向かうにつれて細くなる略テーパー形状の部材である、請求項１０に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項12】

前記樹脂誘導部材が前記樹脂付与機構に対し着脱自在である、請求項１０または１１に記載のプリプレグシートの製造装置。

【請求項13】

複数本の強化繊維束を引き出し、引き出された強化繊維束に対し連続的に樹脂を付与した後にシート状に成形するプリプレグシートの製造方法であって、
前記複数本の強化繊維束を１本ないしはそれ以上の強化繊維束からなる繊維束単位に区分し、該繊維束単位ごとに独立に樹脂を付与するプリプレグシートの製造方法。

【請求項14】

前記強化繊維束が炭素繊維束である、請求項１３に記載のプリプレグシートの製造方法。

【請求項15】

前記樹脂が樹脂粒子を溶媒に分散させたスラリーである、請求項１３または１４に記載のプリプレグシートの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、強化繊維束に樹脂が含浸されてなるプリプレグシートの製造装置および製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を強化繊維で補強した繊維強化複合材料（ＦＲＰ）は、航空・宇宙用材料、自動車材料、産業用材料、スポーツ用途など様々な分野で用いられている。ＦＲＰは強化繊維束に樹脂を含浸させることで得られる中間基材（プリプレグシート）を積層、成形することで製造されている。

【0003】

プリプレグシートはその繊維方向（繊維の長さ方向）において、引張強度や靭性が非常に高く、成形性に優れているシート状物である。プリプレグシートの製造方法としては、例えば特許文献１のように、樹脂粒子を水に均一分散させて得られたスラリーを溜めたスラリー槽に、シート状に配列した強化繊維束を浸漬させることで強化繊維束の表面及び内部へ樹脂粒子を含浸し、加熱工程にて水の蒸発除去と樹脂の溶融を行うことで、繊維束へ樹脂を付与してプリプレグを得る方法が一般的である。この方法は、強化繊維束をスラリー槽に浸けることで容易に強化繊維束に樹脂粒子を付与し、プリプレグを製造することが可能である。しかしこの方法では、強化繊維束に含浸する樹脂が、スラリー槽内の樹脂粒子の分布や強化繊維束の開繊状態によって変わるため、強化繊維束への樹脂の付与量を制御することが困難である。そのため、プリプレグシートの樹脂目付がばらつき、シート品質が不均一になってしまうという問題が生じる。

【0004】

特許文献２には、樹脂粒子を含んだスラリーをスプレーノズルに供給し、シート状に配列した強化繊維束にスラリーを吹き付けて強化繊維束に樹脂粒子を付与する方法が開示されている。この方法はニードルバルブで流量を制御しているため、一定量の樹脂粒子を強化繊維束に吹き付けることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－２７５２９１号公報

【特許文献2】特開２００８－１９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２に記載の方法は、スラリーの飛散範囲の制御が難しいこと、また、表面に露出した強化繊維束には多くの樹脂が付与され、内部に埋もれた強化繊維束には樹脂が付与されないことなどから、強化繊維束ごとに樹脂の付与量がばらつき、プリプレグシート品質が不均一になってしまうという問題が生じる。本発明の課題は、強化繊維束に均一に樹脂が付与され、品質が均一であるプリプレグシートを製造することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する本発明のプリプレグシートの製造装置は、引き出された複数本の強化繊維束が糸道制御機構で１本ないしはそれ以上の強化繊維束からなる繊維束単位に区分され、糸道制御機構近傍にある樹脂付与機構によって繊維束単位通過領域を通過する繊維束単位に対して、独立して連続的に樹脂を付与することを特徴とする。

【0008】

具体的には、本発明は下記の手段により上記課題を解決するものである。
（１）複数本の強化繊維束を引き出し、引き出された強化繊維束に対し連続的に樹脂を付与した後にシート状に成形するプリプレグシートの製造装置であって、前記複数本の強化繊維束を１本ないしはそれ以上の強化繊維束からなる繊維束単位に区分し、該繊維束単位ごとに独立に樹脂を付与するプリプレグシートの製造装置。
（２）強化繊維束１本を前記繊維束単位とする、（１）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（３）前記繊維束単位の少なくとも幅方向側面を規制するガイド部により区画された繊維束単位通過領域を形成する糸道制御機構を有し、前記樹脂の付与を前記繊維束単位通過領域内で行う、（１）または（２）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（４）前記糸道制御機構が、前記繊維束単位の底面および幅方向側面を規制する溝により前記繊維束単位通過領域を形成する、（３）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（５）前記糸道制御機構が、ローラまたはバーである、（４）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（６）前記糸道制御機構が、前記繊維束単位通過領域に向けて樹脂を吐出する樹脂吐出口を有する、（３）～（５）のいずれかに記載のプリプレグシートの製造装置。
（７）前記糸道制御機構と独立した樹脂付与機構を有する、（３）～（５）のいずれかに記載のプリプレグシートの製造装置。
（８）前記樹脂付与機構は、前記繊維束単位通過領域ごとに独立して樹脂を吐出する複数の樹脂吐出口を有する、（７）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（９）前記樹脂付与機構は、２以上の繊維束単位に対して一括して樹脂を吐出するスリット状の樹脂吐出口を有する、（７）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（１０）前記樹脂付与機構は、前記樹脂吐出口から吐出された樹脂を前記繊維束単位通過領域に向けて誘導する樹脂誘導部材を備える、（８）または（９）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（１１）前記樹脂誘導部材が、前記樹脂吐出口から前記繊維束単位通過領域に向かうにつれて細くなる略テーパー形状の部材である、（１０）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（１２）前記樹脂誘導部材が前記樹脂付与機構に対し着脱自在である、（１０）または（１１）に記載のプリプレグシートの製造装置。
（１３）複数本の強化繊維束を引き出し、引き出された強化繊維束に対し連続的に樹脂を付与した後にシート状に成形するプリプレグシートの製造方法であって、前記複数本の強化繊維束を１本ないしはそれ以上の強化繊維束からなる繊維束単位に区分し、該繊維束単位ごとに独立に樹脂を付与するプリプレグシートの製造方法。
（１４）前記強化繊維束が炭素繊維束である、（１３）に記載のプリプレグシートの製造方法。
（１５）前記樹脂が樹脂粒子を溶媒に分散させたスラリーである、（１３）または（１４）に記載のプリプレグシートの製造方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明のプリプレグシートの製造装置および製造方法によれば、１本ないしはそれ以上の強化繊維束からなる繊維束単位に区分された繊維束に対し、それぞれ独立して樹脂付与量を制御することで、それぞれの繊維束単位の樹脂目付が均一となる。その結果、幅方向におけるプリプレグシートの樹脂目付が一定で、品質が均一なプリプレグシートを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態のプリプレグシートの製造装置の概略図である。

【図2】本発明におけるシート化機構として多段バーを使用した場合の概略図である。

【図3】本発明におけるシート化機構として多段ニップロールを使用した場合の概略図である。

【図4】本発明における糸道制御機構としてコームを使用した場合の概略図である。

【図5】本発明における糸道制御機構として溝部材を使用した場合の概略図である。

【図6】本発明の他の実施形態のプリプレグシートの製造装置の概略図である。

【図7】本発明における樹脂付与機能を備えた糸道制御機構の概略断面図である。

【図8】本発明における樹脂付与機構としてチューブを使用した場合の概略図である。

【図9】本発明における樹脂付与機構としてノズルを使用した場合の概略図である。

【図10】本発明における複数の樹脂付与機構に対して、１つの樹脂供給手段を使用した場合の概略図である。

【図11】本発明の他の実施形態のプリプレグシートの製造装置の概略図である。

【図12】本発明における樹脂付与機構として複数の樹脂吐出口を有するダイを使用した場合の概略断面図である。

【図13】本発明における樹脂付与機構として複数の樹脂吐出口を有するダイを使用した場合の概略断面図である。

【図14】本発明における樹脂付与機構として単一の樹脂吐出口を有するダイを使用した場合の概略断面図である。

【図15】本発明における樹脂誘導部材として略テーパー形状部材を使用した場合の概略断面図である。

【図16】本発明における樹脂誘導部材として溝付きスロープを使用した場合の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の望ましい実施形態について、以下に説明するが、本発明はこれに限定して解釈されるものではなく、本発明の目的・効果を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。当業者には明らかであるが、本明細書における特定の実施形態についての説明は、上位概念としての本発明の製造装置の説明としても理解し得るものである。また、主として本発明のプリプレグシートの製造装置について説明するが、このような製造装置を用いて実行され得るプリプレグシートの製造方法もまた本発明の一側面であることは容易に理解されよう。

【0012】

図１は本発明の一実施形態のプリプレグシートの製造装置を示す概略図である。ボビン１より引き出された複数本の強化繊維束２は、搬送ローラ３を介して糸道制御機構４に導かれる。図１では糸道制御機構４として、強化繊維束２の配列方向に一定の間隔をもって配列された複数の板状の部材（ガイド部）からなる幅規制ガイド１１を用いている。糸道制御機構４では、複数本の強化繊維束２のそれぞれが独立に、繊維束単位通過領域４１（図１では隣り合う板状の部材に挟まれた領域）を通過する。つまり、本実施形態においては、複数本の強化繊維束２は１本の強化繊維束からなる繊維束単位に区分される。ここで、本明細書においては、強化繊維の単糸を複数本束ねて集合体としたものを強化繊維束と呼び、前記繊維束を１本ないしはそれ以上を一塊として区分したものをそれぞれ繊維束単位と呼ぶ。さらに糸道制御機構４の近傍には樹脂付与機構５が設けられており、繊維束単位通過領域４１を通過する複数の繊維束単位に対して、それぞれ独立に所定量の樹脂を付与している。樹脂を付与された複数の強化繊維束２は、シート化機構６によって結合されて、１枚のプリプレグシート７となり、巻き取り装置８で巻き取られる。

【0013】

図１の製造装置では、幅規制ガイド１１の板状の部材によって繊維束単位の幅方向側面が規制され、繊維束単位通過領域４１では繊維束同士の重なりが生じない。さらに樹脂付与機構５によって繊維束単位通過領域４１を通過する複数の繊維束単位に対し、それぞれ独立して樹脂付与量を制御できるため、各繊維束単位の樹脂付与量を均一にすることができる。

【0014】

さらに強化繊維束２への樹脂の含浸促進を目的として、樹脂付与機構５と巻き取り装置８の間に多段のローラやバー、コンマロール、ニップロールを設けることができる。

【0015】

シート化機構６としては、多段やバーやニップロール、ダブルベルトプレス、開繊装置などを用いることができる。特に図２のような多段バー９や、図３のような多段ニップロール１０を用いると、強化繊維束のシート化と含浸促進が同時に行えるため、好ましい。

【0016】

また必要に応じて、シート化機構６と巻き取り装置８の間に乾燥装置や溶融装置、成型装置を設けてもよい。

【0017】

強化繊維束２としては、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、金属酸化物繊維、金属窒化物繊維などを用いることができるが、本発明は、特に炭素繊維を用いたプリプレグシートの製造に好適である。

【0018】

強化繊維束に付与する樹脂は特に限定されず、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などを用いることができる。また、付与する樹脂の種類も特に限定されず、常温で流動性の高い液体樹脂や、加熱溶融した樹脂、樹脂を溶媒に溶解させた溶液、樹脂粒子を溶媒に分散させたスラリーなどを用いることができる。

【0019】

繊維束単位は１本ないしはそれ以上の強化繊維束としているが、繊維束単位に含まれる強化繊維束の本数が多いほど、繊維束単位通過領域にて強化繊維束同士の重なりが生じやすく、強化繊維束ごとに付与される樹脂量のばらつきが大きくなる。繊維束単位に含まれる強化繊維束の本数の上限は、製造するプリプレグシートに要求される樹脂量のばらつきの許容値や、ＦＲＰとして積層、成形する際のプリプレグシートの単位幅などを考慮して決定すればよいが、一般的には１０本以下が好ましく、５本以下がより好ましい。繊維束単位に含まれる強化繊維束を１本とすると、幅方向に完全に均一に樹脂が付与されたプリプレグシートを得ることができる。その結果、プリプレグシートの任意の場所を任意の幅で切り取って使用しても、常に均一な品質のＦＲＰを成形することが可能となり、最も好ましい。なお、本発明は、１枚のプリプレグシートを製造するために用いられる全ての強化繊維束を、少なくとも２以上の繊維束単位に区分するものである。
繊維束単位への区分数は、製造されるプリプレグシートのサイズや、付与する樹脂の特性等に応じて適宜決定され得るが、１０以上の繊維束単位に区分することが好ましく、１００以上の繊維束単位に区分することがより好ましい。

【0020】

図１では糸道制御機構４として、強化繊維束２の配列方向に一定の間隔をもって配列された複数の板状の部材からなる幅規制ガイド１１を例示したが、これに限定されず、各々の繊維束単位の幅を規制し、繊維束単位同士の重なりが生じない構成であればよい。例えば、図４（Ａ）および（Ｂ）のように、複数の棒状部材からなるコーム１２を用いてもよい。なお、図４（Ｂ）は、２本の強化繊維束２からなる繊維束単位に区分してコーム１２からなる糸道制御機構４を通過するよう構成した例である。

【0021】

図５は、糸道制御機構４として、繊維束単位２１の底面および幅方向側面を規制する溝によって繊維束単位通過領域４１を形成した実施形態の一例を示す概略図である。この実施形態では、糸道制御機構４として、強化繊維束の配列方向に一定の間隔をもって配列された溝を有する溝付きブロック１３を用いており、強化繊維束は繊維束単位２１に区分されて通過している。すなわち、繊維束単位通過領域４１は、溝の壁面および底面からなるガイド部によって規制されて区画されている。そして、それぞれの繊維束単位通過領域４１に対応する位置に樹脂付与機構５が設けられ、繊維束単位通過領域４１内で、通過する繊維束単位２１に対してそれぞれ独立して所定量の樹脂を付与している。図５の繊維束単位通過領域４１では、繊維束単位２１の幅方向側面及び底面が規制されており、繊維束単位同士の重なりが生じないだけでなく、繊維束単位の厚み方向の振動が生じない。これにより、樹脂付与機構５と繊維束単位２１の距離が一定に保たれ、より繊維束単位への樹脂の付与を安定して行うことができる。また、繊維束単位２１が溝の底面に押し付けられることで、繊維束単位が幅方向に開繊する。これにより、繊維束単位通過領域４１における繊維束単位２１の厚みが薄くなり、付与された樹脂が繊維束単位の内部まで含浸する効果も得られる。

【0022】

溝付きブロック１３の溝の断面形状は特に限定されないが、通過する繊維束単位の幅を均一化し、厚みを薄くする観点から、長方形や正方形のような矩形形状にすると、より好ましい。溝の深さは繊維束単位の脱落防止の観点から、繊維束単位の厚みよりも十分に大きくすることが好ましい。より具体的には１ｍｍ以上にすることが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以上である。溝の幅は特に限定しないが、溝の壁面と繊維束単位の過剰な擦過を防止する観点から、繊維束単位の幅と同程度とすることが好ましい。

【0023】

図６は、糸道制御機構４として、繊維束単位２１の底面および幅方向側面を規制する溝によって繊維束単位通過領域４１を形成した実施形態の他の例を示す概略図である。図６の実施形態は、糸道制御機構４として強化繊維束２の配列方向に複数の溝を有する溝付きローラ１４を設けている以外は、図１の実施形態と同じである。図６では、複数本の強化繊維束２が繊維束単位に区分されて、溝付きローラ１４の各々の溝を通過する。図６では、溝の側面によって各々の繊維束単位２１の幅方向側面が規制されるため、隣り合う繊維束単位同士の重なりが生じない。また、溝の底面に繊維束単位が押し付けられることで、繊維束単位の厚み方向の振動が抑制される。

【0024】

なお、図５に示す溝付きブロック１３や図６に示す溝付きローラ１４において、溝の底面を曲面状とすると、曲面状の溝の底面に繊維束単位が押し付けられることで繊維束単位が幅方向に効率よく開繊する。これにより繊維束単位通過領域４１における繊維束単位の厚みがより薄くなり、付与された樹脂が繊維束単位の内部までより含浸しやすくなる効果を得られる。さらに溝の底面が曲面状であるため、繊維束単位と溝の底面が擦過した際の毛羽立ちも軽減される。その結果、各々の強化繊維束への樹脂の付与量が均一で、かつ繊維束の内部まで樹脂が含浸し、毛羽立ちも少ない高品質なプリプレグシートを得ることができる。

【0025】

強化繊維束２と溝付きローラの擦過による毛羽立ちを極限まで小さくしたい場合には、溝付きローラ１４の溝の底面における周速が、強化繊維束２の搬送速度と同じとなるように回転させると、溝付きローラ１４の底面と強化繊維束２の擦過が少なくなり、好ましい。溝付きローラ１４を回転させた際に、繊維束単位の単糸の一部がローラに巻き付く場合は、溝付きローラ１４の溝の底面における周速を、強化繊維束２の搬送速度よりも遅くすると、単糸の巻き付きを抑制できて好ましい。溝付きローラ１４の溝内部に樹脂の一部が堆積する場合は、溝付きローラ１４の回転を停止して固定のバーとして使用すると、繊維束単位に付与された樹脂が溝付きローラ１４の溝に残らず、繊維束への樹脂付与量の安定化の観点から好ましい。溝付きローラ１４の溝の断面形状は特に限定しないが、通過する繊維束単位の幅を均一化し、厚みを薄くする観点から、長方形や正方形のような矩形形状にすると、より好ましい。溝の深さは繊維束単位の脱落防止の観点から、繊維束単位の厚みよりも十分に大きくすることが好ましい。より具体的には１ｍｍ以上にすることが好ましく、より好ましくは２ｍｍ以上である。溝の幅は特に限定しないが、溝の壁面と繊維束単位の過剰な擦過を防止する観点から、繊維束単位の幅と同程度とすることが好ましい。

【0026】

また、図６に示す溝付きローラ１４を、回転しないよう構成し、固定のバーを糸道制御機構４とすることもできる。

【0027】

糸道制御機構４の表面性状は特に限定しないが、繊維束単位の擦過による毛羽立ちを防止する観点から、繊維束単位との接触部は平滑であることが好ましい。また、糸道制御機構４の材質としては、摩擦係数の低い材質や、摩擦係数の低い表面処理を用いることで、繊維束単位の擦過による毛羽立ちを防止することができる。

【0028】

図１、６では糸道制御機構４と樹脂付与機構５が独立して設置されているが、糸道制御機構４が樹脂付与機構の機能を兼ね備えていてもよい。すなわち、糸道制御機構４が、繊維束単位通過領域４１に向けて樹脂を吐出する樹脂吐出口を有していてもよい。図７は樹脂付与機能を備えた糸道制御機構１５を、図１のＸ方向から見た概略断面図である。図７の糸道制御機構１５は、図５と同じく強化繊維束の配列方向に一定の間隔をもって配列された溝付きブロック１３を用いている。溝付きブロック１３の底面には、通過する繊維束単位２１に樹脂を付与するための樹脂吐出口１６が備わっており、樹脂吐出口１６には樹脂供給装置１８から樹脂供給配管１７を通じて樹脂が供給されている。図７の糸道制御機構１５では、樹脂吐出口１６から繊維束単位２１との接触面へ樹脂が染み出すようになっており、通過する繊維束単位２１に対してそれぞれ独立して樹脂が付与される。また、糸道制御機構１５の底面と通過する繊維束単位２１の間に樹脂が介在するため、繊維束単位２１が溝付きブロック１３の溝の底面に押し付けられた際に、繊維束単位が幅方向に開繊すると共に樹脂も幅方向に薄く広がることで、樹脂が開繊された繊維束単位内部にまで均一に含浸する効果を得られる。

【0029】

樹脂付与機構５を糸道制御機構４とは独立して設ける場合、樹脂付与機構５は区分された各々の繊維束単位２１に対して、独立して所定量の樹脂を付与することができる機構であればよい。例えば、図８のように複数のチューブ１９を並べて使用してもよいし、図９のようにノズル２０を使用してもよい。ノズル２０としては、例えばディスペンサーノズルやシリンジ、ブラシ、スプレーノズル、スプレーガンなどを使用することができる。各々の樹脂付与機構５に樹脂を供給する手段は特に限定されず、種々のポンプを使用することができる。具体的には、ダイヤフラムポンプやシリンジポンプ、スネークポンプ、渦巻ポンプを例示できる。またはポンプを用いず、樹脂を貯留したタンクを加圧する圧送方式でもよい。また樹脂供給手段は各々の樹脂付与機構５に対して、それぞれ独立に設けてもよいし、１つの樹脂供給手段から複数の樹脂付与機構５に対して樹脂を供給する構成でもよい。

【0030】

図１０は１つの樹脂供給手段から複数のノズル２０から構成される樹脂付与機構５に対して樹脂を供給する実施形態を示す概略図で、樹脂付与機構を図１に示すＸ方向から見た図である。樹脂供給装置１８から供給された樹脂は、樹脂供給配管１７を通じて分岐し、複数のノズル２０に供給される。さらに各々のノズル２０の上流側には複数の流量調整機構２２が設けられている。このように流量調整機構２２を設けると、各々のノズル２０から供給される樹脂の量にばらつきが生じた場合でも、各々のノズル２０に供給される樹脂の流量を独立して調整することが可能となり、好ましい。各々のノズル２０から供給される樹脂の量がばらつく原因としては、各々のノズルのわずかな形状の違いや、各々のノズルに至る樹脂供給配管の圧力損失の差が挙げられる。もちろん、各々のノズルを精度よく製作し、樹脂供給配管の圧力損失を均一にする場合は、流量調整機構は不要である。流量調整機構２２の構成は特に限定されないが、ニードルバルブやボールバルブ、ダイヤフラムバルブなどを用いることができる。

【0031】

図１１は樹脂付与機構５として、ダイ５２を用いた場合の実施形態を示す概略図である。また、図１２は樹脂付与機構５として、複数の樹脂吐出口５２４を有するダイ５２を用いた場合の概略断面図である。図１２は糸道制御機構４を図１１に示すＸ方向から見た図である。また、図１３はダイ５２を図１２に示すＹ方向から見た概略断面図である。ダイ５２の内部には樹脂が流入する樹脂流入口５２１、流入した樹脂を幅方向（図１２のＹ方向）に拡幅するためのマニホールド５２２、樹脂を整流化するための複数のスリット状流路５２３が設けられており、樹脂は複数の樹脂吐出口５２４を通じて区分された繊維束単位２１に付与される。このように内部に拡幅空間と整流化流路を有するダイを用いると、各々の樹脂吐出口５２４から均一な量の樹脂を吐出することが可能となり、各々の樹脂吐出口ごとに流量調整機構を設けなくとも、各々の繊維束単位２１に対して均一な量の樹脂を付与することが可能となる。その結果、装置構成を単純化しつつ、得られるプリプレグシートの品質が向上する。

【0032】

図１２では各々の繊維束単位２１が通過する繊維束単位通過領域に対応して、ダイ５２に複数のスリット状流路５２３および複数の樹脂吐出口５２４がある例を示したが、これに限定されず、２以上の繊維束単位２１に対して一括して樹脂を吐出するスリット状流路および樹脂吐出口を有するダイを用いることもできる。例えば、図１４のように、ダイに長いスリット状流路５２５を１つだけ設けることにより、スリット状の樹脂吐出口５２６を１つだけ有するよう設計してもよい。このような場合には、ダイ５２の樹脂吐出口５２６を有する面と糸道制御機構４を接触させて、吐出された樹脂が各々の繊維束単位通過領域４１、すなわち糸道制御機構４の溝に供給されるようにすることで、繊維束単位２１ごとに独立に樹脂を付与することができる。

【0033】

または図１５のように、ダイ５２と糸道制御機構４を離間して設置し、ダイ５２の樹脂吐出口５２６を有する面に樹脂誘導部材５３を設けて、樹脂吐出口５２６から吐出された樹脂が各々の繊維束単位通過領域４１に供給されるよう、樹脂の流れを誘導してもよい。樹脂誘導部材としては、図１５に示すように樹脂吐出口５２６から繊維束単位２１の繊維束単位通過領域４１に向かうにつれて細くなる略テーパー形状の部材にすると、樹脂吐出口５２６から吐出された樹脂が均等に分割されて各々の繊維束単位通過領域４１に供給され、繊維束単位２１に対して確実に樹脂を誘導することが可能となる。

【0034】

樹脂誘導部材として、図１６に示すように溝付きスロープ５４を使用してもよい。図１６では、ダイ５２から吐出された樹脂は溝付きスロープ５４の各々の溝を通過することによって分割されて各々の繊維束単位通過領域４１に供給され、繊維束単位２１に付与される。このように樹脂誘導部材として溝付きスロープ５４を用いると、ダイ５２から吐出される樹脂の流量が樹脂供給手段であるポンプの脈動などにより変動する場合であっても、樹脂が溝付きスロープ５４を垂れ落ちる間に流量変動が吸収され、繊維束単位２１に対して長手方向に均一な量の樹脂を付与することが可能となる。溝付きスロープ５４の溝と幅の間隔は、配列される繊維束単位の幅と間隔と同じであることが好ましく、溝の深さは吐出された樹脂が幅方向に漏れない程度であることが好ましい。また樹脂誘導部材として、図１５のテーパー状部材と図１６の溝付きスロープを組み合わせて使用してもよい。

【0035】

このような樹脂誘導部材は、樹脂付与機構５に対し着脱な部材として設計することで、洗浄等のメンテナンスが容易になるため好ましい。

【符号の説明】

【0036】

１ ボビン
２ 強化繊維束
３ 搬送ローラ
４ 糸道制御機構
５ 樹脂付与機構
６ シート化機構
７ プリプレグシート
８ 巻き取り装置
９ 多段バー
１０ 多段ニップロール
１１ 幅規制ガイド
１２ コーム
１３ 溝付きブロック
１４ 溝付きローラ
１５ 糸道制御機構
１６ 樹脂吐出口
１７ 樹脂供給配管
１８ 樹脂供給装置
１９ チューブ
２０ ノズル
２１ 繊維束単位
２２ 流量調整機構
４１ 繊維束単位通過領域
５２ ダイ
５３ 樹脂誘導部材
５４ 溝付きスロープ
５２１ 樹脂流入口
５２２ マニホールド
５２３ スリット状流路
５２４ 樹脂吐出口
５２５ スリット状流路
５２６ 樹脂吐出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】