特開 2024-103988 塗装ノズル、及びプリプレグ製造装置

(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】P2024103988

(43)【公開日】2024-08-02

(54)【発明の名称】塗装ノズル、及びプリプレグ製造装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 7/14 20060101AFI20240726BHJP

   B29B 11/16 20060101ALI20240726BHJP

   B05B 1/04 20060101ALI20240726BHJP

   B05B 5/025 20060101ALN20240726BHJP

   B29K 105/08 20060101ALN20240726BHJP

【ＦＩ】

B05B7/14

B29B11/16

B05B1/04

B05B5/025 B

B29K105:08

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007967

(22)【出願日】2023-01-23

(71)【出願人】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】岩本 拓也

(72)【発明者】

【氏名】服部 公治

(72)【発明者】

【氏名】田部 陽大

(72)【発明者】

【氏名】田代 晃

(72)【発明者】

【氏名】前田 俊樹

【テーマコード（参考）】

4F033

4F034

4F072

【Ｆターム（参考）】

4F033AA01

4F033BA02

4F033BA05

4F033CA05

4F033CA14

4F033DA01

4F033EA01

4F033EA02

4F033GA02

4F033GA11

4F033JA03

4F033LA09

4F033NA01

4F033QA01

4F033QB02Y

4F033QB05

4F033QB12Y

4F033QC02

4F033QD02

4F033QD14

4F033QE14

4F033QE23

4F033QF07Y

4F033QF15Y

4F033QF21Y

4F033QH02

4F034AA01

4F034BA05

4F034BA12

4F034BA14

4F034BB15

4F034BB25

4F072AA04

4F072AA08

4F072AB10

4F072AB28

4F072AD42

4F072AG03

4F072AH05

4F072AH13

4F072AH24

(57)【要約】

【課題】任意の付着量分布となるように樹脂粉体をシート状繊維基材へ付着させることができる塗装ノズル、及びプリプレグ製造装置を提供する。
【解決手段】樹脂粉体をシート状繊維基材に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置に用いられる塗装ノズル１００であって、前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の樹脂粉体吐出口ＳＬ１と、前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体が供給される管路４７と、前記管路と前記樹脂粉体吐出口とを連通する内部空間と、前記内部空間を区画すると共に前記シート状繊維基材の幅方向に配列された複数の貫通穴が形成された少なくとも１つの拡散板１４２、１４３と、を含むエアーノズル４１と、少なくとも１つの前記貫通穴の穴面積を調整する穴面積調整手段と、を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂粉体をシート状繊維基材に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置に用いられる塗装ノズルであって、
前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の樹脂粉体吐出口と、前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体が供給される管路と、前記管路と前記樹脂粉体吐出口とを連通する内部空間と、前記内部空間を区画すると共に前記シート状繊維基材の幅方向に配列された複数の貫通穴が形成された少なくとも１つの拡散板と、を含むエアーノズルと、
少なくとも１つの前記貫通穴の穴面積を調整する穴面積調整手段と、を備える塗装ノズル。

【請求項2】

前記穴面積調整手段は、前記貫通穴ごとに設けられている請求項１に記載の塗装ノズル。

【請求項3】

前記穴面積調整手段は、前記貫通穴の少なくとも一部を塞いだ状態で前記拡散板に固定される穴塞ぎ板である請求項２に記載の塗装ノズル。

【請求項4】

前記穴面積調整手段は、前記円錐体と、前記貫通穴に対して前記円錐体を接離する方向に移動させることにより前記貫通穴の穴面積を調整する円錐体移動機構と、を備える請求項２に記載の塗装ノズル。

【請求項5】

前記穴面積調整手段は、複数の前記貫通穴ごとに設けられており、複数の前記貫通穴の穴面積を同時に調整する請求項１に記載の塗装ノズル。

【請求項6】

前記穴面積調整手段は、複数の前記貫通穴それぞれの少なくとも一部を塞いだ状態で前記拡散板に固定される穴塞ぎ板である請求項５に記載の塗装ノズル。

【請求項7】

前記穴面積調整手段は、複数の前記貫通穴に頂部が対向した状態で配置される複数の円錐体と、複数の前記貫通穴に対して複数の前記円錐体を接離する方向に移動させることにより複数の前記貫通穴の穴面積を同時に調整する円錐体移動機構と、を備える請求項５に記載の塗装ノズル。

【請求項8】

樹脂粉体をシート状繊維基材に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置に用いられる塗装ノズルであって、
前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の第１樹脂粉体吐出口を含むエアーノズルと、
前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の第２樹脂粉体吐出口と、
前記第１樹脂粉体吐出口から噴射され前記第２樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体を前記第２樹脂粉体吐出口まで供給する供給管と、
前記シート状繊維基材の幅方向に複数配置され、各々の配置箇所で前記供給管の管路面積を調整する流路面積調整プレートと、を備える塗装ノズル。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の塗装ノズルを備えたプリプレグ製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エアーノズル（スリット）から噴射される樹脂粉体の分布（スリットの長手方向の分布）を調整することができる塗装ノズル、及びプリプレグ製造装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

荷電された樹脂粉体を、高電圧が印加される電極（高電圧板）と搬送されるシート状繊維基材との間に形成された電界によるクーロン力及びエアーノズルから噴射されるエアの搬送力により、シート状繊維基材に付着させるように構成されたプリプレグ製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６１２１９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１においては、エアーノズル（スリット）から噴射される樹脂粉体の分布（スリットの長手方向の分布）を調整することができないため、任意の付着量分布（例えば、シート状繊維基材の幅方向に均一な付着量分布又はシート状繊維基材の幅方向の特定箇所の付着量が相対的に多い付着量分布）となるように樹脂粉体をシート状繊維基材へ付着させることができないという課題がある。

【0005】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施の形態に係る塗装ノズルは、樹脂粉体をシート状繊維基材に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置に用いられる塗装ノズルであって、前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の樹脂粉体吐出口と、前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体が供給される管路と、前記管路と前記樹脂粉体吐出口とを連通する内部空間と、前記内部空間を区画すると共に前記シート状繊維基材の幅方向に配列された複数の貫通穴が形成された少なくとも１つの拡散板と、を含むエアーノズルと、少なくとも１つの前記貫通穴の穴面積を調整する穴面積調整手段と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

前記一実施の形態によれば、任意の付着量分布となるように樹脂粉体をシート状繊維基材へ付着させることができる塗装ノズル、及びプリプレグ製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態に係るプリプレグ製造装置の構成概要を示す平面図である。

【図2】本開示の実施形態に係るプリプレグ製造装置の構成概要を示す側面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ矢視図である。

【図4】参考例のプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法を説明するための図である。

【図5】塗装ノズル１００の斜視図（透視図）である。

【図6】（ａ）図５中の矢印ＡＲ４方向から見たエアーノズル４１の矢視図、（ｂ）図６（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図7】エアーノズル４１（穴塞ぎ板１６０）の斜視図である。

【図8】エアーノズル４１（穴塞ぎ板１６０の変形例）の斜視図である。

【図9】（ａ）実験１の主要条件を表す図、（ｂ）実験２の主要条件を表す図、（ｃ）実験３の主要条件を表す図、（ｄ）実験４の主要条件を表す図である。

【図10】（ａ）実験１～４の主要条件等をまとめた表、（ｂ）実験１～４の結果（第１スリットＳＬ１から噴射される樹脂粉体の分布）を表すグラフである。

【図11】第１変形例の塗装ノズル１００Ａを表す図（図６（ｂ）に相当する図）である。

【図12】図１１のＣ－Ｃ断面図である。

【図13】第２変形例の塗装ノズル１００Ｂを表す図（図１２に相当する図）である。

【図14】第３変形例の塗装ノズル１００Ｃを表す斜視図である。

【図15】捕集箱Ｂ１～Ｂ７を塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）の長手方向にセットした状態を表す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜参考例＞
図１から図３を参照して参考例のプリプレグ製造装置について説明する。

【0010】

参考例のプリプレグ製造装置は、樹脂粉体３０を炭素繊維織物やＵＤテープなどのシート状繊維基材５０に付着させてプリプレグを製造する装置であって、図１及び図２に示すように、シート状繊維基材５０を間にして左右に設けられた２つのチャンバー３１，３２と、チャンバー３１，３２内にそれぞれ設けられた供給管３７，３８と、供給管３７，３８の端部にそれぞれ接続されたフラット型エアーノズル４１，４２と、供給管３７，３８にそれぞれ設けられた粉末樹脂帯電部４３，４４を主に備えている。

【0011】

チャンバー３１，３２は、矩形状の外殻３１ａ，３２ａと、外殻３１ａ，３２ａの内部に設けられた略矩形状で四角が丸みを帯びた内殻３１ｂ，３２ｂを有している。

【0012】

外殻３１ａ，３２ａのシート状繊維基材５０側、すなわち、左側チャンバー３１の右端（前面）及び右側チャンバー３２の左端（前面）の位置は開放されていて、その間に樹脂粉体３０が付着されるシート状繊維基材５０が設置されている。また、外殻３１ａ，３２ａのシート状繊維基材５０側とは逆側、すなわち、左側チャンバー３１の左端（後面）及び右側チャンバー３２の右端（後面）の位置には排出口３５，３６が形成されている。排出口３５，３６には、排出口３５，３６から排出された樹脂粉体３０を集める集塵機５３，５４が取付けられている。

【0013】

また、内殻３１ｂ，３２ｂのシート状繊維基材５０に相対向する前面位置、すなわち、左側チャンバー３１の内殻３１ｂの右端（前面）及び右側チャンバー３２の内殻３２ｂの左端（前面）の位置には開口部３３，３４が形成されている。開口部３３，３４の周囲には、全体を取り囲むように高電圧板５１，５２が設置されている。

【0014】

また、チャンバー３１，３２の内殻３１ｂ，３２ｂは、外殻３１ａ，３２ａに交わることなく仕切られた状態で設けられていて、外殻３１ａ，３２ａと内殻３１ｂ，３２ｂの間には、上下左右に開口部３３，３４から空気とともに吐出され付着しなかった樹脂粉体３０が排出口３５，３６からチャンバー３１，３２の外側に排出されるような流路（隙間）４５，４６が形成されている。

【0015】

供給管３７，３８は、２つのチャンバー３１，３２の内殻３１ｂ，３２ｂ内の略中央の高さの位置にそれぞれ設けられ、その一端が開口部３３，３４まで略水平に延びている。また、供給管３７，３８の他端には、フラット型エアーノズル４１，４２が接続されている。

【0016】

フラット型エアーノズル４１，４２は、その本体部４１ａ，４２ａが２つのチャンバー３１，３２の幅方向（図２においては紙面の表裏方向）に延び、本体部４１ａ，４２ａのシート状繊維基材５０側端部に、本体部４１ａ，４２ａと同様にチャンバー３１，３２の幅方向に延びる長穴状の第１スリットＳＬ１（図４参照）が形成され、第１スリットＳＬ１からはカーテン状にエアーが噴射されるようになっている。第１スリットＳＬ１が本開示の第１樹脂粉体吐出口の一例である。

【0017】

フラット型エアーノズル４１，４２の本体部４１ａ，４２ａの基端には、一端に樹脂粉体３０が投入される投入口４７ａ，４８ａが設けられた投入管４７，４８の他端が接続されている。投入管４７，４８の他端はチャンバー３１，３２の内殻３１ｂ，３２ｂ内に入り込んでいるが、投入管４７，４８の一端は、チャンバー３１，３２の外部に位置し、その一端に設けられた投入口４７ａ，４８ａから定量フィーダーなどによって定量の樹脂粉体３０が連続的に投入される。

【0018】

また、投入管４７，４８の略中央には、空気増幅装置Ｔを介してコンプレッサ３９，４０が接続されている。これにより、コンプレッサ３９，４０から送られた圧縮空気は、空気増幅装置Ｔで流速がさらに高められるとともに、投入口４７ａ，４８ａから定量フィーダーなどによって供給される樹脂粉体３０に混合され、高圧の固気二相流としてフラット型エアーノズル４１，４２に押し込まれるようになっている。

【0019】

粉末樹脂帯電部４３，４４は、供給管３７，３８の略中央に設けられ、樹脂粉体３０を空気とともにマイナス（逆にプラスでもよい）に帯電させるもので、高い電荷量が樹脂粉体３０に与えられる。

【0020】

なお、樹脂粉体３０としては、一般的に熱硬化性樹脂が使用されるが熱可塑性樹脂や天然樹脂などであってもよい。また、シート状繊維基材５０は炭素繊維系以外の金属繊維や鉱物繊維やガラス繊維や合成繊維からなるものであってもよい。

【0021】

また、シート状繊維基材５０はグランド接続されていて、チャンバー３１，３２の内殻３１ｂ，３２ｂに形成された開口部３３，３４の周囲に設置された高電圧板５１，５２との間に高圧の電界がかけられている。

【0022】

このように構成されたプリプレグ製造装置を使用してプリプレグを製造する方法について説明する。

【0023】

投入管４７，４８の投入口４７ａ，４８ａから定量フィーダーなどによって定量の樹脂粉体３０が連続的に投入されると、樹脂粉体３０は、コンプレッサ３９，４０から送られた圧縮空気が空気増幅装置Ｔによってその流速がさらに高められた高圧の空気と投入管４７，４８の内部で混合された後、フラット型エアーノズル４１，４２に押し込まれる。

【0024】

これにより、フラット型エアーノズル４１，４２の噴射スリットから供給管３７，３８内に風速が均一化され、樹脂粉体３０と空気が混合された固気二相流がエアーカーテン状に送られるとともに、供給管３７，３８に設けられた粉末樹脂帯電部４３，４４によって樹脂粉体３０と空気がともにマイナスに帯電させられる。

【0025】

そして、帯電された樹脂粉体３０と空気が混合された固気二相流は、チャンバー３１，３２の開口部３３，３４（本開示の第２樹脂粉体吐出口の一例。図４参照。以下、第２スリットＳＬ２とも記載する）から吐出させられ、シート状繊維基材５０に吹き付けられる。このとき、開口部３３，３４の周囲に設置された高電圧板５１，５２によって、開口部３３，３４とグランド接続されたシート状繊維基材５０の間には、高圧の電界がかけられているとともに、開口部３３，３４側に負の高電圧がかけられるようにすると、マイナスに帯電された樹脂粉体３０は勢いよく開口部３３，３４からシート状繊維基材５０に向かって吐出してそのままシート状繊維基材５０に強固な接着力で付着され、プリプレグが製造される。

【0026】

なお、樹脂粉体３０が粉末樹脂帯電部４３，４４によってプラスに帯電される場合には、高電圧板５１，５２によって開口部３３，３４側には正の高電圧がかけられる。

【0027】

なお、本明細書においては、プリプレグは、セミプレグを含む。

【0028】

なお、シート状繊維基材５０に付着されなかった樹脂粉体３０は、２つのチャンバー３１，３２の外殻３１ａ，３２ａと内殻３１ｂ，３２ｂの間に形成された流路４５，４６を介して外殻３１ａ，３２ａの後面側に流され、排出口３５，３６から２つのチャンバー３１，３２の外側に排出される。

【0029】

排出された樹脂粉体３０は、排出口３５，３６に接続された集塵機５３，５４によって、集められ再利用できるようにしている。本実施形態では、図１に示したように、集塵機５３，５４で集められた樹脂粉体３０を再度、定量フィーダーなどを介して投入管４７，４８の投入口４７ａ，４８ａに投入し、コンプレッサ３９，４０を介して空気とともにフラット型エアーノズル４１，４２に押し込むようにしている。

【0030】

これによれば、シート状繊維基材５０を間にして左右に外殻３１ａ，３２ａと内殻３１ｂ，３２ｂで構成されたチャンバー３１，３２を設け、チャンバー３１，３２の内殻３１ｂ，３２ｂにはそれぞれフラット型エアーノズル４１，４２が設けられた構成であるので、装置全体が小型化され省スペース化が図られるとともにシート状繊維基材５０の両面に対して樹脂粉体３０が同時に付着させられる。

【0031】

しかも、フラット型エアーノズル４１，４２を採用したことで、樹脂粉体３０が空気と混合されて供給管３７，３８の後側から高圧でかつ均一の流速で押し込まれるので、供給管３７，３８内で帯電させられた樹脂粉体３０と空気からなる固気二相流の流速は速く、しかも均一化されるために、通常使用されていた整流装置やブロワーは不要となり、これ
によっても装置全体の小型化が図れる。

【0032】

なお、本参考例では、２つのチャンバー３１，３２間にシート状繊維基材５０を固定して両面に樹脂粉体３０を同時に付着させるようにしたが、シート状繊維基材５０自体を上方向又は下方向に連続的に搬送可能な搬送装置をさらに備えるようにすることで、シート状繊維基材５０の両面に対して樹脂粉体３０を広範囲にわたってしかも単時間に連続して付着させることができる。

【0033】

また、本参考例では、チャンバー３１，３２の開口部３３，３４の周囲に高電圧板５１，５２を設置してシート状繊維基材５０に対して樹脂粉体３０がより強固に付着するようにしたが、高電圧板５１，５２，粉末樹脂帯電部４３，４４を省いてもシート状繊維基材５０に対して樹脂粉体３０を付着させることはできる。

【0034】

次に、上記参考例のプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法について説明する。

【0035】

図４は、参考例のプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法を説明するための図である。

【0036】

以下、シート状繊維基材５０として織物基材を用いる。織物基材とは、縦糸及び横糸に相当する繊維により構成されるシート状繊維基材をいう。以下、織物基材ｍ１と記載する。なお、説明を簡略化するため、図４には、開口部３３（第２スリットＳＬ２）のみを記載し、開口部３４を省略した。以下の説明も、第２スリットＳＬ２側の動作説明を中心に行い、開口部３４側の動作説明については省略する。

【0037】

図４に示すように、織物基材ｍ１は、当該織物基材ｍ１をロール状に巻き取ったロール体Ｍ１から連続的に引き出され、従動ローラＲ１、Ｒ２に掛け渡され、巻取軸Ａに連結されている。織物基材ｍ１は、巻取軸Ａがモータ（図示せず）により回転されることにより搬送（図４中矢印ＡＲ１～ＡＲ３が示す方向に搬送）され、従動ローラＲ１、Ｒ２間に配置された第２スリットＳＬ２、樹脂溶着ヒータ６０、樹脂溶着ヒータ６０の後段に配置された膜厚計８０（定点膜厚計）をこの順に通過する。

【0038】

高電圧板５１（電極板）には、高電圧電源７０が電気的に接続されており、高電圧Ｖ（例えば、数十ＫＶ）が印加されている。そのため、高電圧板５１からグランドに接地された織物基材ｍ１に向かってコロナ放電が発生する。そのため、第２スリットＳＬ２からエアー（空気）と共に噴射される樹脂粉体は、高電圧板５１を通過する際、コロナ放電により発生するイオンにより荷電される。この荷電された樹脂粉体は、高電圧板５１と織物基材ｍ１との間に形成された電界によるクーロン力及び第２スリットＳＬ２から噴射されるエアの搬送力により、第２スリットＳＬ２を通過する織物基材ｍ１（表面又は裏面）に付着する（静電粉体塗装の原理）。なお、この第２スリットＳＬ２から織物基材ｍ１に向けて噴射されるエア及び樹脂粉体は、供給管３７により、当該第２スリットＳＬ２まで供給され当該第２スリットＳＬ２から噴射される。

【0039】

上記のように樹脂粉体が付着した織物基材ｍ１は、樹脂溶着ヒータ６０を通過する際、当該樹脂溶着ヒータ６０で加熱される。これにより、織物基材ｍ１に付着した樹脂粉体が織物基材ｍ１に溶着し、プリプレグｍ２（図４参照）が製造される。

【0040】

この製造されたプリプレグｍ２は、膜厚計８０を通過する際、当該膜厚計８０により膜厚が計測される。そして、この計測された膜厚が目標膜厚となるように定量フィーダー９０（樹脂粉体の供給量）が制御（フィードバック制御）される。

【0041】

以上のようにして製造されたプリプレグｍ２は、従動ローラＲ２を介して、モータ（図示せず）により回転される巻取軸Ａに巻き取られる。

【0042】

＜実施形態＞
まず、上記参考例のプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法において本発明者らが見出した課題について説明する。

【0043】

本発明者らは、上記参考例においては、エアーノズル４１（第１スリットＳＬ１）から噴射される樹脂粉体の分布（第１スリットＳＬ１の長手方向の分布）を調整することができず、エアーノズル４１（第１スリットＳＬ１）から樹脂粉体が不均一（第１スリットＳＬ１の長手方向に不均一）に噴射され、この不均一に噴射される樹脂粉体が供給管３７により第２スリットＳＬ２まで供給され当該第２スリットＳＬ２から不均一（第２スリットＳＬ２の長手方向に不均一）に噴射されるため、織物基材ｍ１へ樹脂粉体を均一（又は概ね均一）に付着させることが難しいという課題を見出した。

【0044】

次に、実施形態として、上記課題を解決するための構成例を上記参考例に適用した例について説明する。以下、上記課題を解決するための構成例として、穴塞ぎ板１６０（図７参照）を用いる例について説明する。なお、上記参考例と同様の構成については同じ符号を付し適宜説明を省略する。なお、フラット型エアーノズル４１、４２は同様の構成及び動作であるため、説明を簡略化するため、以下代表して、フラット型エアーノズル４１及び供給管３７を用いる例について説明し、フラット型エアーノズル４２及び供給管３８を用いる例については省略する。

【0045】

＜塗装ノズル１００＞
図５は、塗装ノズル１００の斜視図（透視図）である。

【0046】

図５に示すように、エアーノズル４１及び供給管３７が塗装ノズル１００を構成している。

【0047】

＜エアーノズル４１＞
まず、エアーノズル４１について説明する。このエアーノズル４１は上記参考例と同様の構成である。

【0048】

図６（ａ）は図５中の矢印ＡＲ４方向から見たエアーノズル４１の矢視図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。図７は、エアーノズル４１（穴塞ぎ板１６０）の斜視図である。

【0049】

図６（ｂ）に示すように、エアーノズル４１は、第１スリットＳＬ１を備えたエアーノズル本体１２０、エアーノズル本体１２０にエア及び樹脂粉体（樹脂粉体が混合された高圧空気）を供給する投入管４７を備えるフラット型エアーノズルである。投入管４７を介してエアーノズル本体１２０に供給されるエアー及び樹脂粉体（樹脂粉体が混合された高圧空気）は、後述のように、エアーノズル本体１２０の内部空間を通過して第１スリットＳＬ１から噴射される。

【0050】

エアーノズル４１の構成についてさらに詳細に説明する。

【0051】

図６（ｂ）に示すように、エアーノズル本体１２０は、織物基材ｍ１の幅方向（図６（ａ）中左右方向）に延びる断面矩形形状の筒状体である。なお、エアーノズル本体１２０の断面形状は、矩形以外の断面形状（例えば、六角形状）であってもよい。エアーノズル本体１２０の長手方向の両端部はそれぞれ壁部１０７、１０８により閉塞されている（図５、図６（ａ）参照）。

【0052】

エアーノズル本体１２０には、第１スリットＳＬ１（図５、図６（ａ）、図６（ｂ）参照）が形成されている。図６（ａ）に示すように、第１スリットＳＬ１は、織物基材ｍ１の幅方向に延びる、長さＬ_ＳＬ１×スリット幅Ｗ_ＳＬ１の横長矩形形状のスリットである。長さＬ_ＳＬ１は例えば４００ｍｍ、スリット幅Ｗ_ＳＬ１は例えば２０ｍｍである。投入管４７は、第１スリットＳＬ１の反対側かつエアーノズル本体１２０の長手方向の中央に設けられている（図５参照）。投入管４７と第１スリットＳＬ１とは、エアーノズル本体１２０の内部空間を介して互いに連通している。エアーノズル本体１２０の内部空間は、投入管４７及び第１スリットＳＬ１以外、密閉された状態である。なお、投入菅４７の配置は上記参考例と相違している（図１参照）が、投入菅４７の機能は上記参考例と同様である。

【0053】

図６（ｂ）に示すように、エアーノズル本体１２０の内部空間には、第１拡散板１４０及び第２拡散板１５０が配置されている。第１拡散板１４０及び第２拡散板１５０により、エアーノズル本体１２０の内部空間は、第１～第４内部空間Ｓ１～Ｓ４に区画されている。

【0054】

次に、第１拡散板１４０の構成について説明する。

【0055】

図６（ｂ）に示すように、第１拡散板１４０は、第１～第３板状部１４１～１４３により構成される。第１～第３板状部１４１～１４３はそれぞれ織物基材ｍ１の幅方向（図６（ａ）中左右方向）に延びている。そして、第１～第３板状部１４１～１４３それぞれの一端部は壁部１０７まで達している。第１～第３板状部１４１～１４３それぞれの一端部と壁部１０７との間にはシール材（図示せず）が配置されている。一方、第１～第３板状部１４１～１４３それぞれの他端部は壁部１０８まで達している。第１～第３板状部１４１～１４３それぞれの他端部と壁部１０８との間にはシール材（図示せず）が配置されている。

【0056】

第２板状部１４２は、第１板状部１４１の一方の長辺からエアーノズル本体１２０の後方上部の角部まで延びている（図６（ｂ）参照）。第２板状部１４２と後方上部の角部との間にはシール材（図示せず）が配置されている。同様に、第３板状部１４３は、第１板状部１４１の他方の長辺からエアーノズル本体１２０の後方下部の角部まで延びている（図６（ｂ）参照）。第３板状部１４３と後方下部の角部との間にはシール材（図示せず）が配置されている。

【0057】

図６（ｂ）に示すように、第２板状部１４２には、貫通穴１４２ａ（複数）が形成されている。この貫通穴１４２ａは、例えば、織物基材ｍ１の幅方向（図５中矢印ＡＲ５参照）に一列に配置されている。同様に、第３板状部１４３には、貫通穴１４３ａ（複数）が形成されている。この貫通穴１４３ａは、例えば、織物基材ｍ１の幅方向（図５中矢印ＡＲ５参照）に一列に配置されている。この貫通穴１４２ａ、１４３ａの直径は例えば１０ｍｍ程度である。

【0058】

次に、第１拡散板１４０に形成された貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を調整する穴塞ぎ板１６０（本開示の穴面積調整手段の一例）について説明する。

【0059】

図７に示すように、穴塞ぎ板１６０は、貫通穴１４２ａ、１４３ａ（図７中貫通穴１４３ａを例示）ごとに設けられている。穴塞ぎ板１６０は、貫通穴１４２ａ、１４３ａの少なくとも一部を塞いだ状態でねじＮ１により第１拡散板１４０に固定（ねじ固定）される。貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積は、第１拡散板１４０に対する穴塞ぎ板１６０の固定位置を変更することにより調整可能である。

【0060】

このように貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を個別に調整することにより、第１スリットＳＬ１（及び第２スリットＳＬ２）から噴射される樹脂粉体の分布を任意の分布（例えば、第１スリットＳＬ１又は第２スリットＳＬ２の長手方向に均一又は概ね均一）に調整することができる。この点については後述する。なお、図８に示すように、穴塞ぎ板１６０は、複数の貫通穴（図８中貫通穴１４３ａを例示）ごとに設けてもよい。図８は、エアーノズル４１（穴塞ぎ板１６０の変形例）の斜視図である。この場合、穴塞ぎ板１６０は、複数の貫通穴１４２ａ、１４３ａそれぞれの少なくとも一部を塞いだ状態でねじＮ１により第１拡散板１４０に固定（ねじ固定）される。これにより、複数の貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を同時に調整することができる。

【0061】

次に、第２拡散板１５０の構成について説明する。

【0062】

図６（ｂ）に示すように、第２拡散板１５０は、第４～第６板状部１５１～１５３により構成される。第４～第６板状部１５１～１５３はそれぞれ織物基材ｍ１の幅方向（図６（ａ）中左右方向）に延びている。そして、第４～第６板状部１５１～１５３それぞれの一端部は壁部１０７まで達している。第４～第６板状部１５１～１５３それぞれの一端部と壁部１０７との間にはシール材（図示せず）が配置されている。一方、第４～第６板状部１５１～１５３それぞれの他端部は壁部１０８まで達している。第４～第６板状部１５１～１５３それぞれの他端部と壁部１０８との間にはシール材（図示せず）が配置されている。

【0063】

第５板状部１５２は、第４板状部１５１の一方の長辺からエアーノズル本体１２０の前方上部の角部まで延びている（図６（ｂ）参照）。第５板状部１５２と前方上部の角部との間にはシール材（図示せず）が配置されている。同様に、第６板状部１５３は、第４板状部１５１の他方の長辺からエアーノズル本体１２０の前方下部の角部まで延びている。第６板状部１５３と前方下部の角部との間にはシール材（図示せず）が配置されている。

【0064】

図６（ｂ）に示すように、第５板状部１５２には、貫通穴１５２ａ（複数）が形成されている。同様に、第６板状部１５３には、貫通穴１５３ａ（複数）が形成されている。この貫通穴１５２ａ、１５３ａは、例えば、織物基材ｍ１の幅方向（図５中矢印ＡＲ５参照）に一列に配置されている。この貫通穴１５２ａ、１５３ａの直径は第２板状部１４２及び第３板状部１４３に形成された貫通穴１４２ａ、１４３ａの直径より小さい。

【0065】

上記構成の第１拡散板１４０（第１板状部１４１）と第２拡散板１５０（第４板状部１５１）とは互いに固定（例えば、ねじ固定）されている。

【0066】

上記構成のエアーノズル４１においては、投入管４７を介してエアーノズル本体１２０に供給されるエア及び樹脂粉体（樹脂粉体が混合された高圧空気）は、エアーノズル本体１２０の内部空間Ｓ１～Ｓ４を通過して第１スリットＳＬ１から噴射される。

【0067】

具体的には、投入管４７を介してエアーノズル本体１２０に供給される空気及び樹脂粉体（樹脂粉体が混合された高圧空気）は、まず内部空間Ｓ１に供給される。この内部空間Ｓ１に供給された空気及び樹脂粉体は、内部空間Ｓ１において織物基材ｍ１の幅方向（図５中矢印ＡＲ５参照）に拡散されると共に圧縮された後、第１拡散板１４０（第２板状部１４２）に形成された貫通穴１４２ａ（穴面積が調整された貫通穴１４２ａ。複数）を介して内部空間Ｓ２に供給され、かつ、第１拡散板１４０（第３板状部１４３）に形成された貫通穴１４３ａ（穴面積が調整された貫通穴１４３ａ。複数）を介して内部空間Ｓ３に供給される。

【0068】

次に、内部空間Ｓ２に供給された空気及び樹脂粉体は、内部空間Ｓ２においてさらに圧縮された後、第２拡散板１５０（第５板状部１５２）に形成された貫通穴１５２ａ（複数）を介して内部空間Ｓ４に供給される。同様に、内部空間Ｓ３に供給された空気及び樹脂粉体は、内部空間Ｓ３においてさらに圧縮された後、第２拡散板１５０（第６板状部１５３）に形成された貫通穴１５３ａ（複数）を介して内部空間Ｓ４に供給される。

【0069】

次に、上記のように内部空間Ｓ４に供給された空気及び樹脂粉体は、内部空間Ｓ４においてさらに圧縮された後、第１スリットＳＬ１から噴射される。この第１スリットＳＬ１から噴射される樹脂粉体（樹脂粉体が混合された高圧空気）は、供給管３７により第２スリットＳＬ２まで供給され、第２スリットＳＬ２から噴射される。その際、第１拡散板１４０に対する各々の穴塞ぎ板１６０の固定位置を変更し第１拡散板１４０に形成された各々の貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を調整することにより、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２から噴射される樹脂粉体の分布を任意の分布（例えば、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２の長手方向に均一又は概ね均一の分布、又は、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２の長手方向の特定箇所の噴射量が多い分布）に調整することができる。その結果、任意の付着量分布となるように樹脂粉体をシート状繊維基材へ付着させることができる。

【0070】

以上のように、各々の貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を調整することにより、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２から噴射される樹脂粉体の分布を任意の分布に調整することができる。本発明者らは、このことをテストにより確認した。以下、本発明者らが行ったテスト１～４について説明する。

【0071】

まず、テスト１～４の前提条件について説明する。

【0072】

テスト１～４で用いた塗装ノズル１００の諸元（図５に示すＬ_ＳＬ１、Ｗ_ＳＬ１、Ｌ_ＳＬ２、Ｗ_ＳＬ２、Ｗ_３７、Ｈ_３７、Ｌ_３７）は次のとおりである。すなわち、第１スリットＳＬ１のスリット長さＬ_ＳＬ１=400mm、スリット幅Ｗ_ＳＬ１=10mm、第２スリットＳＬ２のスリット長さＬ_ＳＬ２=400mm、スリット幅Ｗ_ＳＬ２=20mm、供給管３７の織物基材ｍ１の幅方向長さＷ_３７=20mm、供給管３７の高さＨ_３７=240mm、供給管３７の奥行き方向長さＬ_３７=400mmである。

【0073】

また、テスト１～４で用いた樹脂粉体の諸元は、次のとおりである。すなわち、樹脂粉体（樹脂パウダ）の種類はPEEK、粒径は50μmm、密度は1.3g/cm³である。また、投入管４７を介してエアーノズル４１に供給される高圧空気（樹脂粉体が混合された高圧空気）の流量は1.7m³/minである。

【0074】

テスト１～４の手順は次の（１）～（４）のとおりである。（１）捕集箱Ｂ１～Ｂ７の初期重量測定。（２）捕集箱Ｂ１～Ｂ７を塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）の長手方向にセット（図１５参照）。（３）塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）から樹脂粉体を噴射。（４）捕集箱Ｂ１～Ｂ７の重量測定。以下、捕集箱Ｂ１～Ｂ７を特に区別しない場合、捕集箱Ｂと記載する。図１５は、捕集箱Ｂ１～Ｂ７を塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）の長手方向にセットした状態を表す概略図である。図示しないが、捕集箱Ｂは、樹脂粉体を溜める空間、及び空気が通過するフィルタ（例えば、不織布）を備えた箱である。塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）から噴射される高圧空気（樹脂粉体が混合された高圧空気）のうち、エアについてはフィルタを通過し、樹脂粉体についてはフィルタを通過することなく噴射位置に応じていずれかの捕集箱Ｂ１～Ｂ７（フィルタ）に捕集される。

【0075】

図９（ａ）はテスト１～４において用いた第１拡散板１４０の概略図、図９（ｂ）は図９中の第１拡散板１４０に形成された貫通穴（貫通穴１４２ａ、１４３ａ）の穴面積を、図９（ａ）中の領域Ａ１～Ａ４ごとにまとめた表である。図９（ｂ）に示すように領域Ａ１～Ａ４ごとに穴面積に差をつける目的は、塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）から噴射される高圧空気（樹脂粉体が混合された高圧空気）の流路面積に差をつけて下流側で風速分布を作り、それによって発生した圧力勾配で樹脂粉体の挙動を変化させるためである。なお、図９（ｂ）に記載の樹脂粉体量の変動係数は、標準偏差／平均値により算出される。変動係数が小さい程、塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）の長手方向の樹脂粉体の分布が均一であることを表す。

【0076】

図１０は上記条件の下でテスト１～４を行った結果（塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）から噴射される樹脂粉体の分布）を表すグラフである。図１０中、縦軸は樹脂粉体量を表す。この縦軸の樹脂粉体量は、捕集箱Ｂ１～Ｂ７の配置箇所（７箇所）の平均を１として相対値を表す。一方、横軸は塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）の長手方向の位置（捕集箱Ｂ１～Ｂ７の配置箇所）を表す。

【0077】

図１０を参照すると、第１拡散板１４０に形成された貫通穴（貫通穴１４２ａ、１４３ａ）の穴面積を調整することにより、塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）から噴射される樹脂粉体の分布（第２スリットＳＬ２の長手方向の分布）を任意の分布に調整できることが分かる。

【0078】

例えば、図１０中のグラフ「テスト１」を参照すると、第１拡散板１４０に形成された貫通穴（貫通穴１４２ａ、１４３ａ）の穴面積を図９（ｂ）に示すように調整することにより、塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）から噴射される樹脂粉体の分布（第２スリットＳＬ２の長手方向の分布）を、塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）の長手方向に概ね均一な分布に調整できることが分かる。これにより、シート状繊維基材の幅方向に均一な付着量分布となるように樹脂粉体をシート状繊維基材へ付着させることができる。

【0079】

また、図１０中のグラフ「テスト２」を参照すると、第１拡散板１４０に形成された貫通穴（貫通穴１４２ａ、１４３ａ）の穴面積を図９（ｂ）に示すように調整することにより、塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）から噴射される樹脂粉体の分布（第２スリットＳＬ２の長手方向の分布）を、塗装ノズル１００（第２スリットＳＬ２）の長手方向の特定箇所（例えば、図１０中長手方向の中央）の噴射量が多い分布に調整できることが分かる。これにより、シート状繊維基材の幅方向の特定箇所（例えば、幅方向の中央）の付着量が相対的に多い付着量分布となるように樹脂粉体をシート状繊維基材へ付着させることができる。

【0080】

以上説明したように、本実施形態によれば、各々の貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を調整することにより、第１スリットＳＬ１、第２スリットＳＬ２から噴射される樹脂粉体の分布を任意の分布（例えば、第２スリットＳＬ２の長手方向に概ね均一な分布、第２スリットＳＬ２の長手方向の特定箇所の噴射量が多い分布に調整することができる。その結果、任意の付着量分布となるように樹脂粉体をシート状繊維基材（例えば、織物基材、ＵＤ基材）へ付着させることができる。すなわち、樹脂粉体が任意の付着量分布で付着したシート状繊維基材を製造することができる。

【0081】

次に、変形例について説明する。

【0082】

＜第１変形例＞
図１１は、第１変形例の塗装ノズル１００Ａを表す図（図６（ｂ）に相当する図）である。図１１に示すように、第１変形例の塗装ノズル１００Ａにおいては、穴面積調整手段として、穴塞ぎ板１６０に代えて、貫通穴１４２ａ、１４３ａに頂部が対向した状態で配置される円錐体１７０、貫通穴１４２ａ、１４３ａに対して円錐体１７０を接離する方向（図１１中矢印ＡＲ６参照）に移動させることにより貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を調整する円錐体移動機構１８０を用いている。それ以外、上記実施形態と同様である。以下、上記実施形態との相違点を中心に説明し、同一の構成には同一の符号を付し適宜説明を省略する。

【0083】

図１２は、図１１のＣ－Ｃ断面図である。

【0084】

図１２に示すように、穴面積調整手段（円錐体１７０、円錐体移動機構１８０）は、貫通穴１４２ａ、１４３ａ（図１２中貫通穴１４２ａを例示）ごとに設けられている。

【0085】

円錐体１７０は、例えば、ゴム製の円錐状ニードルである。

【0086】

図１１に示すように、円錐体移動機構１８０は、貫通穴１４２ａ、１４３ａに対して接離する方向（図１１中矢印ＡＲ６参照）に移動可能に支持されたラック１８１、ラック１８１に噛合するピニオン１８２、ピニオン１８２を回転させるモータ１８３、円錐体１７０とラック１８１とを連結する連結部１８４を備えている。連結部１８４は、閉塞板１３０に形成された貫通穴１３０ａを介して円錐体１７０とラック１８１とを連結している。貫通穴１３０ａは、シール材２００で塞がれている。モータ１８３は制御装置１９０に電気的に接続されている。制御装置１９０がモータ１８３（回転軸）を正逆回転させると、その回転方向及び回転量に応じてラック１８１が移動する。これにより、ラック１８１に連結部１８４を介して連結された円錐体１７０が貫通穴１４２ａ、１４３ａに対して接離する方向（図１１中矢印ＡＲ６参照）に移動する。これにより、貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積がニードルバルブと同様に調整される。

【0087】

このように貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を個別に調整することにより、第１スリットＳＬ１から噴射される樹脂粉体の分布を任意の分布（例えば、第１スリットＳＬ１の長手方向に均一又は概ね均一）に調整することができる。

【0088】

第１変形例によっても上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0089】

＜第２変形例＞
図１３は、第２変形例の塗装ノズル１００Ｂを表す図（図１２に相当する図）である。

【0090】

図１３に示すように、第２変形例の塗装ノズル１００Ｂにおいては、連結部１８４は、閉塞板１３０に形成された貫通穴１３０ａを介して複数の円錐体１７０とラック１８１とを連結している。それ以外、上記第１変形例と同様である。これにより、複数の貫通穴１４２ａ、１４３ａの穴面積を同時に調整することができる。また、上記第１変形例１と比べ、円錐体移動機構１８０（モータ１８３等）の数を削減することができる。

【0091】

第２変形例によっても上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0092】

＜第３変形例＞
図１４は、第３変形例の塗装ノズル１００Ｃを表す斜視図である。

【0093】

図１４に示すように、第３変形例の塗装ノズル１００Ｃにおいては、供給管３７内に流路面積調整プレート２１０（複数）が配置されている。具体的には、流路面積調整プレート２１０は、織物基材ｍ１の幅方向（図１４中矢印ＡＲ７参照）に複数配置され、各々の配置箇所で矢印ＡＲ８が示す方向に移動することにより、供給管３７の管路面積を調整する。流路面積調整プレート２１０の矢印ＡＲ８が示す方向への移動は、例えば、円錐体移動機構１８０と同様の機構を用いることにより実現できる。

【0094】

第３変形例によっても上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

【0095】

なお、第３変形例の場合、上記構成のエアーノズル４１に限らず、第１スリットＳＬ１に相当するスリットから樹脂粉体を噴射するエアーノズルであればどのような構造のエアーノズルを用いてもよい。

【0096】

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本開示は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0097】

１１ 注入口
１２ 加速容器
１３ ブラシ
１４ 圧縮部
１５ 格納ボックス
１６ チューブ
１７ 粉体
１８ 穴
１９ チャンバー
２０ 炭素繊維織物
３０ 樹脂粉体
３１，３２ チャンバー
３１ａ，３２ａ 外殻
３１ｂ，３２ｂ 内殻
３３，３４ 開口部（樹脂粉体吐出出口）
３５，３６ 排出口
３７，３８ 供給管
３９，４０ コンプレッサ
４１，４２ フラット型エアーノズル
４１ａ，４２ａ 本体部
４３，４４ 粉末樹脂帯電部
４５，４６ 流路
４７，４８ 投入管
４７ａ，４８ａ 投入口
５０ シート状繊維基材
５１，５２ 高電圧板
５３，５４ 集塵機
Ｔ 空気増倍装置
６０ 樹脂溶着ヒータ
７０ 高電圧電源
８０ 膜厚計
９０ 定量フィーダー
１００ 塗装ノズル
１２０ エアーノズル本体
１３０ 閉塞板
１４０ 第１拡散板
１５０ 第２拡散板
１６０ 穴塞ぎ板
１７０ 円錐体
１８０ 円錐体移動機構
１９０ 制御装置
２００ シール材
２１０ 流路面積調整プレート
ＳＬ１ 第１スリット
ＳＬ２ 第２スリット

【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】