特許 7002484 トウプリプレグ製造装置、及びトウプリプレグの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-04

(45)【発行日】2022-02-10

(54)【発明の名称】トウプリプレグ製造装置、及びトウプリプレグの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29B 15/12 20060101AFI20220203BHJP

   B29C 70/18 20060101ALI20220203BHJP

   B05D 7/00 20060101ALI20220203BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20220203BHJP

   B05D 1/28 20060101ALI20220203BHJP

   B05C 1/08 20060101ALI20220203BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20220203BHJP

【ＦＩ】

B29B15/12

B29C70/18

B05D7/00 B

B05D7/00 A

B05D3/00 B

B05D3/00 D

B05D1/28

B05C1/08

B05C11/10

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019010263

(22)【出願日】2019-01-24

(65)【公開番号】P2020116835

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2020-10-30

(73)【特許権者】

【識別番号】302019599

【氏名又は名称】ミズノ テクニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】弘中 進

(72)【発明者】

【氏名】内海 陽吉

(72)【発明者】

【氏名】富井 浩司

【審査官】大▲わき▼ 弘子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７４６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４８－０７８２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－０９５６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０１１３９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｂ１１／１６、１５／０８－１５／１４、Ｃ０８Ｊ５／０４－５／１０、５／２４、

Ｃ０９Ｊ１／００－５／１０、９／００－２０１／１０、

Ｂ０５Ｄ１／００－７／２６、

Ｂ２９Ｃ４１／００－４１／３６、４１／４６－４１／５２、７０／００－７０／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トウプリプレグを製造するトウプリプレグ製造装置であって、
樹脂が貯留される貯留部と、
前記貯留部に貯留される樹脂を付着させながら回転するとともに、走行する強化繊維束に樹脂を塗布するオイリングローラーと、
前記トウプリプレグの目標樹脂含有率に基づく供給速度にて、前記貯留部に樹脂を連続的に供給するポンプと、
前記貯留部に貯留されている樹脂の貯留量を測定する貯留量測定部と、
前記オイリングローラーの回転速度を制御する回転制御部とを備え、
前記回転制御部は、前記貯留量測定部により測定された貯留量が目標貯留量よりも多い場合には、前記オイリングローラーの回転速度を増加させ、測定された貯留量が前記目標貯留量よりも少ない場合には、前記オイリングローラーの回転速度を減少させることを特徴とするトウプリプレグ製造装置。

【請求項2】

前記トウプリプレグの樹脂含有率を予測演算する含有率演算部と、
前記ポンプを制御する供給制御部とを備え、
前記供給制御部は、前記含有率演算部により予測演算された樹脂含有率が目標樹脂含有率よりも高い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を減少させ、予測演算された樹脂含有率が前記目標樹脂含有率よりも低い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を増加させる請求項１に記載のトウプリプレグ製造装置。

【請求項3】

貯留部に貯留された樹脂を付着させながら回転するオイリングローラーを用いて、走行する強化繊維束に樹脂を塗布するトウプリプレグの製造方法であって、
前記トウプリプレグの目標樹脂含有率に基づく供給速度にて、前記貯留部に樹脂を連続的に供給するとともに、
前記貯留部に貯留されている樹脂の貯留量を測定し、測定された貯留量が目標貯留量よりも多い場合には、前記オイリングローラーの回転速度を増加させ、測定された貯留量が前記目標貯留量よりも少ない場合には、前記オイリングローラーの回転速度を減少させることを特徴とするトウプリプレグの製造方法。

【請求項4】

前記トウプリプレグの樹脂含有率を予測演算し、演算された樹脂含有率が目標樹脂含有率よりも高い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を減少させ、演算された樹脂含有率が前記目標樹脂含有率よりも低い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を増加させる請求項３に記載のトウプリプレグの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トウプリプレグ製造装置、及びトウプリプレグの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

繊維強化樹脂からなる成形品は、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグと呼ばれるシート状基材を積層し、加圧及び加熱により樹脂を熱硬化させることにより製造される。プリプレグとしては、複数本の強化繊維束を一方向に並行して配列させたものにマトリックス樹脂を含浸させたシート状のシートプリプレグや、より細幅のトウプリプレグが知られている。

【0003】

特許文献１には、貯留部に貯留される樹脂を付着させながら回転するオイリングローラーを用いて、走行する強化繊維束に樹脂を塗布するトウプリプレグ製造装置が開示されている。特許文献１のトウプリプレグ製造装置では、貯留部への樹脂の供給量、及びオイリングローラーの回転速度を調整することによって、トウプリプレグの樹脂含有率を一定にするように制御されている。

【0004】

具体的には、貯留部に貯留される樹脂量を測定し、測定される樹脂量が目標樹脂量となるように貯留部への樹脂の供給速度を制御している。また、巻き取られたトウプリプレグの樹脂含有率を使用した樹脂量の測定値から予測演算し、予測演算により算出された樹脂含有率と目標含有率との差分に基づいてオイリングローラーの回転速度をＰＩＤ制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－７４６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のトウプリプレグ製造装置に用いられている上記の制御方法は、製造されたトウプリプレグをある程度の短い長さ単位で見た場合の樹脂含有率の変動幅が大きくなる傾向があり、特に、製造開始直後に樹脂含有率が大きく変動しやすい。

【0007】

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造開始直後におけるトウプリプレグの樹脂含有率の変動を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するトウプリプレグ製造装置は、樹脂が貯留される貯留部と、前記貯留部に貯留される樹脂を付着させながら回転するとともに、走行する強化繊維束に樹脂を塗布するオイリングローラーと、前記トウプリプレグの目標樹脂含有率に基づく供給速度にて、前記貯留部に樹脂を連続的に供給するポンプと、前記貯留部に貯留されている樹脂の貯留量を測定する貯留量測定部と、前記オイリングローラーの回転速度を制御する回転制御部とを備え、前記回転制御部は、前記貯留量測定部により測定された貯留量が目標貯留量よりも多い場合には、前記オイリングローラーの回転速度を増加させ、測定された貯留量が前記目標貯留量よりも少ない場合には、前記オイリングローラーの回転速度を減少させる。

【0009】

上記構成によれば、オイリングローラーに供給される強化繊維束の状態（例えば、解繊状態）の部分的な変化に応じてオイリングローラーの回転速度の変更が頻繁に行われる。これにより、製造開始直後におけるトウプリプレグの樹脂含有率の変動を含めた、短い長さ単位で見た場合のトウプリプレグの樹脂含有率の変動を抑制できる。

【0010】

上記トウプリプレグ製造装置において、前記トウプリプレグの樹脂含有率を予測演算する含有率演算部と、前記ポンプを制御する供給制御部とを備え、前記供給制御部は、前記含有率演算部により予測演算された樹脂含有率が目標樹脂含有率よりも高い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を減少させ、予測演算された樹脂含有率が前記目標樹脂含有率よりも低い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を増加させることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、短い長さ単位で見た場合の樹脂含有率の変動に加えて、長い長さ単位（例えば、巻取りボビンに巻き取られた巻回体単位）で見た場合の樹脂含有率の変動も抑制できる。

【0012】

上記課題を解決するトウプリプレグの製造方法は、貯留部に貯留された樹脂を付着させながら回転するオイリングローラーを用いて、走行する強化繊維束に樹脂を塗布するトウプリプレグの製造方法であって、前記トウプリプレグの目標樹脂含有率に基づく供給速度にて、前記貯留部に樹脂を連続的に供給するとともに、前記貯留部に貯留されている樹脂の貯留量を測定し、測定された貯留量が目標貯留量よりも多い場合には、前記オイリングローラーの回転速度を増加させ、測定された貯留量が前記目標貯留量よりも少ない場合には、前記オイリングローラーの回転速度を減少させる。

【0013】

上記構成によれば、オイリングローラーに供給される強化繊維束Ｆの状態（例えば、解繊状態）の部分的な変化に応じてオイリングローラーの回転速度の調整が頻繁に行われる。これにより、短い長さ単位で見た場合のトウプリプレグの樹脂含有率の変動、特に、製造開始直後におけるトウプリプレグの樹脂含有率の変動を抑制できる。

【0014】

上記トウプリプレグの製造方法において、前記トウプリプレグの樹脂含有率を予測演算し、演算された樹脂含有率が目標樹脂含有率よりも高い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を減少させ、演算された樹脂含有率が前記目標樹脂含有率よりも低い場合には、前記貯留部への樹脂の供給速度を増加させることが好ましい。

【0015】

上記構成によれば、短い長さ単位で見た場合の樹脂含有率の変動に加えて、長い長さ単位（例えば、巻取りボビンに巻き取られた巻回体単位）で見た場合の樹脂含有率の変動も抑制できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、製造開始直後におけるトウプリプレグの樹脂含有率の変動を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】トウプリプレグ製造装置の概略図。

【図2】制御ユニットのブロック図。

【図3】供給制御のフローチャート。

【図4】回転制御のフローチャート。

【図5】本実施形態のトウプリプレグ製造装置を用いて製造されたトウプリプレグの樹脂含有率の変動を示すグラフ。

【図6】従来技術のトウプリプレグ製造装置を用いて製造されたトウプリプレグの樹脂含有率の変動を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１に示すように、トウプリプレグ製造装置１０は、強化繊維束Ｆに樹脂を塗布してトウプリプレグＴとする製造ユニットＵ１と、製造されたトウプリプレグＴの樹脂含有率（Ｒｃ値：樹脂質量／トウプリプレグ質量）が目標値となるように強化繊維束Ｆに対する樹脂の塗布量を制御する制御ユニットＵ２とを備えている。

【0019】

製造ユニットＵ１は、強化繊維束Ｆを走行させる走行経路を構成する複数のガイドローラー１１を備えている。上記走行経路の上流側の端部には、強化繊維束Ｆが巻回された給糸ボビン１２が配置され、上記走行経路の下流側の端部には、製造されたトウプリプレグＴを巻き取る巻取りボビン１３が配置されている。

【0020】

また、製造ユニットＵ１は、上記走行経路を走行する強化繊維束Ｆに樹脂を塗布するオイリングローラー１４を備えている。オイリングローラー１４は、特定の２つのガイドローラー１１間において、その外周面が上記走行経路を走行する強化繊維束Ｆに接触する位置に配置されるとともに、強化繊維束Ｆの走行方向に沿って回転するように構成されている。オイリングローラー１４は、制御ユニットＵ２に設けられる制御部Ｃから出力される制御信号ｓ１に基づく回転速度で回転する。オイリングローラー１４の回転制御の詳細については後述する。

【0021】

オイリングローラー１４の下部には、溶融状態の樹脂が貯留されて、オイリングローラー１４の外周面に樹脂を供給する貯留部１５が配置されている。貯留部１５は、オイリングローラー１４に当接する箱状部材であり、オイリングローラー１４の表面と貯留部１５の下壁及び側壁との間に樹脂を貯留する貯留空間を形成している。オイリングローラー１４は、その外周面の回転軌跡の一部において、貯留部１５に貯留された樹脂を通過して、外周面に樹脂を付着させることによって、貯留部１５からの樹脂の供給を受ける。また、オイリングローラー１４の側部には、スクレーパー１６が配置されている。

【0022】

貯留部１５からオイリングローラー１４の外周面に付着した樹脂は、スクレーパー１６によって一定の厚みに延ばされて整形される。そして、整形された樹脂が付着したオイリングローラー１４の外周面上を強化繊維束Ｆが走行することにより、オイリングローラー１４から強化繊維束Ｆに樹脂が塗布される。

【0023】

貯留部１５には、貯留部１５に貯留されている樹脂の貯留量を測定する貯留量測定部としての液面センサ１７が設けられている。液面センサ１７は、所定のサンプリング周期毎に、貯留部１５に貯留されている樹脂の液面高さＨを測定し、測定した液面高さＨを制御部Ｃに出力する。

【0024】

貯留部１５には、樹脂タンク１８から貯留部１５へ樹脂を供給するための供給路１９が接続されている。供給路１９には、供給速度（単位時間当たりの吐出量）を任意に設定できるポンプ２０が設けられている。ポンプ２０としては、例えば、チューブポンプが挙げられる。ポンプ２０は、制御部Ｃから出力される制御信号ｓ２に基づく供給速度（単位時間当たりの吐出量）で貯留部１５へ樹脂を連続的に供給するように駆動する。ポンプ２０の吐出量を変更する供給制御の詳細については後述する。

【0025】

樹脂タンク１８には、樹脂が貯留されている樹脂タンク１８の質量を測定する第１質量測定器２１が設けられている。第１質量測定器２１により測定された第１質量Ｍａは、所定のサンプリング周期毎に制御部Ｃに出力される。また、オイリングローラー１４以降の走行経路の下部には、オイリングローラー１４以降の走行経路において滴下した樹脂量、即ち、トウプリプレグ製造装置１０における樹脂のロス量を測定する第２質量測定器２２が設けられている。第２質量測定器２２により測定された第２質量Ｍｂは、所定のサンプリング周期毎に制御部Ｃに出力される。

【0026】

上記走行経路におけるオイリングローラー１４と巻取りボビン１３との間には、巻取りカウンタ２３を有する測長ローラー２４が配置されている。巻取りカウンタ２３は、巻取りボビン１３に巻き取られた巻取り長Ｗを測定する。巻取りカウンタ２３により測定された巻取り長Ｗは、所定のサンプリング周期毎に制御部Ｃに出力される。

【0027】

上述した製造ユニットＵ１において、給糸ボビン１２から引き出された強化繊維束Ｆは、ガイドローラー１１によるガイドを受けながらオイリングローラー１４の外周面上を走行する。これにより、強化繊維束Ｆは、オイリングローラー１４から所定量の樹脂が塗布されてトウプリプレグＴとなり、巻取りボビン１３に巻き取られる。

【0028】

次に、制御ユニットＵ２について説明する。制御ユニットＵ２は、製造されたトウプリプレグＴのＲｃ値が目標値となるように、オイリングローラー１４から強化繊維束Ｆに塗布される樹脂の塗布量を最適化するための構成である。

【0029】

ここで、オイリングローラー１４から強化繊維束Ｆに塗布される樹脂の塗布量は主に、スクレーパー１６とオイリングローラー１４との間の距離、貯留部１５へ供給される樹脂量、及びオイリングローラー１４の回転速度の３つの要素により決定される。この３つの要素のうち、トウプリプレグ製造装置１０では、スクレーパー１６とオイリングローラー１４との間の距離を固定値としている。そして、貯留部１５へ供給する樹脂量を変動させる供給制御、及びオイリングローラー１４の回転速度を変動させる回転制御を実行することにより、オイリングローラー１４から強化繊維束Ｆに塗布される樹脂の塗布量を最適化している。

【0030】

図１に示すように、制御ユニットＵ２は、各種の設定値の入力を外部より受け付ける入力部２５と、オイリングローラー１４及びポンプ２０に制御信号ｓ１，ｓ２を出力する制御部Ｃと、製造ユニットＵ１の制御状態をリアルタイムに表示する表示部２６とを備えている。

【0031】

図２に示すように、制御部Ｃは、オイリングローラー１４に制御信号ｓ１を出力する回転制御部Ｃ１と、ポンプ２０に制御信号ｓ２を出力する供給制御部Ｃ２とを備えている。
回転制御部Ｃ１は、液面センサ１７により測定された液面高さＨに基づいて、オイリングローラー１４の回転速度である単位時間当たりの回転数（以下、単に回転数と記載する。）を決定する。そして、決定した回転数にて回転させるための制御信号ｓ１をオイリングローラー１４に出力する。具体的には、回転制御部Ｃ１は、貯留部１５に貯留される樹脂の液面高さ（樹脂量）を一定に保持するように、オイリングローラー１４の回転数を制御する。

【0032】

供給制御部Ｃ２は、巻取りボビン１３に巻き取られたトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを演算するＲｃ演算部Ｃ２ａを備えている。Ｒｃ演算部Ｃ２ａは、第１質量測定器２１により測定された第１質量Ｍａ、第２質量測定器２２により測定された第２質量Ｍｂ、及び巻取りカウンタ２３により測定された巻取り長Ｗに基づいて、現在のトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを演算する。

【0033】

具体的には、下記式（１），（２）を用いて現在のトウプリプレグＴに含まれる樹脂量Ｔ_１及び繊維量Ｔ_２を演算し、下記式（３）を用いて、樹脂量Ｔ_１及び繊維量Ｔ_２からトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを演算する。下記式（１）～（３）における樹脂タンク１８の初期質量Ｍａ_０、及び強化繊維束ＦのＴｅｘは、予め入力部２５を介して制御部Ｃに入力される設定値である。

【0034】

樹脂量Ｔ_１＝（（樹脂タンク１８の初期質量Ｍａ_０）－（第１質量Ｍａ））－（第２質量Ｍｂ）…（１）
繊維量Ｔ_２＝（強化繊維束ＦのＴｅｘ）×巻取り長Ｗ…（２）
Ｒｃ値Ｉ＝（樹脂量Ｔ_１）／（（樹脂量Ｔ_１）＋（繊維量Ｔ_２））…（３）
なお、本実施形態においては、第１質量測定器２１、第２質量測定器２２、巻取りカウンタ２３を備える測長ローラー２４、及びＲｃ演算部Ｃ２ａによって、トウプリプレグＴのＲｃ値を予測演算する含有率演算部が構成されている。

【0035】

供給制御部Ｃ２は、演算されたＲｃ値Ｉに基づいて、貯留部１５への樹脂の供給速度であるポンプ２０の単位時間当たりの吐出量（以下、単に吐出量と記載する。）を決定する。そして、決定した吐出量となるように駆動させるための制御信号ｓ２をポンプ２０に出力する。具体的には、供給制御部Ｃ２は、製造されたトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを一定に保持するようにポンプ２０の吐出量を制御する。

【0036】

次に、図３及び図４に基づいて、供給制御部Ｃ２による供給制御、及び回転制御部Ｃ１による回転制御の詳細について説明する。
まず、初期設定として、目標Ｒｃ値Ｉｔ、目標高さＨｔ、基準吐出量Ｖｓ、基準回転数Ｒｓ、仕上がり全長Ｅ、樹脂タンク１８の初期質量Ｍａ_０、及び強化繊維束ＦのＴｅｘの各設定値を入力部２５から制御部Ｃに入力する。また、ポンプ２０を駆動して、目標高さＨｔとなるように貯留部１５に樹脂を貯留した状態とする。

【0037】

目標Ｒｃ値Ｉｔは、トウプリプレグＴのＲｃ値の目標値である。目標高さＨｔは、貯留部１５における樹脂の液面高さの目標値である。基準吐出量Ｖｓは、ポンプ２０の吐出量の初期値であり、オイリングローラー１４を基準回転数Ｒｓで回転させて目標Ｒｃ値ＩｔのトウプリプレグＴを製造した場合に、樹脂タンク１８から消費される単位時間当たりの樹脂消費量の理想値と同値に設定される。仕上がり全長Ｅは、巻取りボビン１３に巻き取るトウプリプレグＴの目標長さである。

【0038】

＜供給制御＞
図３のフローチャートに示すように、トウプリプレグ製造装置１０が駆動されると、供給制御部Ｃ２は、基準吐出量Ｖｓにて貯留部１５に樹脂を供給するようにポンプ２０を駆動する（ステップＳ１１）。次に、供給制御部Ｃ２は、巻取りボビン１３に巻き取られた現在のトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを演算する（ステップＳ１２）。

【0039】

ステップＳ１２の後、供給制御部Ｃ２は、Ｒｃ値と目標Ｒｃ値Ｉｔの差分と吐出量（供給速度）との関係を示すマップ又は関係式に基づいて、Ｒｃ値Ｉを目標Ｒｃ値Ｉｔに一致させるようにポンプ２０の吐出量を所定周期毎にＰＩＤ制御する（ステップＳ１３）。具体的には、Ｒｃ値Ｉが目標Ｒｃ値Ｉｔよりも低い場合には、吐出量を、Ｒｃ値と目標Ｒｃ値Ｉｔの差分に基づく所定量、増大させるようにポンプ２０を制御し、Ｒｃ値Ｉが目標Ｒｃ値Ｉｔよりも高い場合には、吐出量を、Ｒｃ値と目標Ｒｃ値Ｉｔの差分に基づく所定量、減少させるようにポンプ２０を制御する。なお、上記マップ又は関係式は、予め供給制御部Ｃ２に記憶されている。

【0040】

ステップＳ１３の後、供給制御部Ｃ２は、現在のトウプリプレグＴの巻取り長Ｗが仕上がり全長Ｅに達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において、巻取り長Ｗが仕上がり全長Ｅに達している場合（ＹＥＳ）には、供給制御部Ｃ２は、供給制御を終了させる。ステップＳ１４において、巻取り長Ｗが仕上がり全長Ｅに達していない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１２へと戻り、ステップＳ１２～Ｓ１４を繰り返し実行する。

【0041】

＜回転制御＞
図４のフローチャートに示すように、トウプリプレグ製造装置１０が駆動されると、回転制御部Ｃ１は、基準回転数Ｒｓでオイリングローラー１４を回転させる（ステップＳ２１）。次に、回転制御部Ｃ１は、現在の貯留部１５の液面高さＨが目標高さＨｔよりも低いか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、液面高さＨが目標高さＨｔよりも低い場合（ＹＥＳ）には、回転制御部Ｃ１は、オイリングローラー１４の回転数を、現在の回転数から予め設定された所定量を減算した回転数に低下させる（ステップＳ２３）。

【0042】

ステップＳ２２において、液面高さＨが目標高さＨｔ以上である場合（ＮＯ）には、回転制御部Ｃ１は、現在の貯留部１５の液面高さＨが目標高さＨｔよりも高いか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４において、液面高さＨが目標高さＨｔよりも高い場合（ＹＥＳ）には、回転制御部Ｃ１は、オイリングローラー１４の回転数を、現在の回転数から予め設定された所定量を加算した回転数に増加させる（ステップＳ２５）。

【0043】

ステップＳ２４において、液面高さＨが目標高さＨｔ以下である場合（ＮＯ）には、ステップＳ２２へと戻り、ステップＳ２２～Ｓ２５を繰り返し実行する。また、ステップＳ２３及びステップＳ２５の後は、ステップＳ２２へと戻り、ステップＳ２２～Ｓ２５を繰り返し実行する。

【0044】

次に、本実施形態の作用について説明する。
図５は、本実施形態のトウプリプレグ製造装置１０を用いてトウプリプレグＴを製造した場合におけるトウプリプレグＴの巻取り長Ｗに対するＲｃ値の変化のシミュレート結果を示すグラフである。また、同じタイミングにおけるオイリングローラー１４の回転数の変化及びポンプ２０の回転数（吐出量に対応する数値）の変化のシミュレート結果を重ねて表示している。

【0045】

図６は、制御ユニットＵ２を特許文献１に開示される従来の制御構成に変更してトウプリプレグＴを製造した場合におけるトウプリプレグＴの巻取り長Ｗに対するＲｃ値の変化のシミュレート結果を示すグラフである。また、同じタイミングにおけるオイリングローラー１４の回転数の変化及びポンプ２０の回転数（吐出量に対応する数値）の変化のシミュレート結果を重ねて表示している。

【0046】

従来の制御構成においては、貯留部１５に貯留される樹脂の液面高さ（樹脂量）を一定に保持するように、ポンプ２０の吐出量を制御し、製造されたトウプリプレグＴのＲｃ値を一定に保持するように、オイリングローラー１４の回転数を制御している。この場合、図６のグラフに示されるように、トウプリプレグＴのＲｃ値は、製造開始直後に大きく変動し、その後、一定の値に収束している。

【0047】

一方、本実施形態の制御構成では、製造されたトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを一定に保持するように、ポンプ２０の吐出量を制御し、貯留部１５に貯留される樹脂の液面高さ（樹脂量）を一定に保持するように、オイリングローラー１４の回転数を制御している。この場合、図５のグラフに示されるように、従来の制御構成を採用した場合に見られた製造開始直後のＲｃ値の変動が抑えられて、製造開始直後から一定のＲｃ値が維持されている。

【0048】

また、オイリングローラー１４の回転数について図５及び図６のグラフを比較すると、トウプリプレグＴの製造が進むに従って、従来の制御構成では、回転数の変動が小さくなるのに対して、本実施形態の制御構成では、どの製造タイミングにおいても常に一定幅の変動がある。この結果から、本実施形態の制御構成の場合には、オイリングローラー１４に供給される強化繊維束Ｆの状態（例えば、解繊状態）の部分的な変化に応じてオイリングローラー１４の回転数の変更が頻繁に行われていることが分かる。本実施形態の制御構成では、オイリングローラー１４の回転数が頻繁に変更される結果、製造開始直後のトウプリプレグＴのＲｃ値の変動を含めて、短い長さ単位で見た場合のトウプリプレグＴのＲｃ値の変動を抑制できていると考えられる。

【0049】

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）トウプリプレグ製造装置１０は、樹脂が貯留される貯留部１５と、貯留部１５に貯留される樹脂を付着させながら回転するとともに、走行する強化繊維束Ｆに樹脂を塗布するオイリングローラー１４と、トウプリプレグＴの目標Ｒｃ値Ｉｔに基づく供給速度にて、貯留部１５に樹脂を連続的に供給するポンプ２０と、貯留部１５に貯留される樹脂の液面高さＨを測定する液面センサ１７と、オイリングローラー１４の回転速度を制御する回転制御部Ｃ１とを備えている。回転制御部Ｃ１は、液面センサ１７により測定される液面高さＨが目標高さＨｔよりも高い場合には、オイリングローラー１４の回転数を増加させ、液面高さＨが目標高さＨｔよりも低い場合には、オイリングローラー１４の回転数を減少させる。

【0050】

上記構成によれば、オイリングローラー１４に供給される強化繊維束Ｆの状態（例えば、解繊状態）の部分的な変化に応じてオイリングローラー１４の回転数の変更が頻繁に行われる。これにより、製造開始直後のトウプリプレグＴのＲｃ値の変動を含めた、短い長さ単位で見た場合のトウプリプレグＴのＲｃ値の変動を抑制できる。

【0051】

（２）トウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを予測演算する含有率演算部と、ポンプ２０を制御する供給制御部Ｃ２とを備えている。供給制御部Ｃ２は、含有率演算部により演算されたＲｃ値Ｉが目標Ｒｃ値Ｉｔよりも高い場合には、ポンプ２０の吐出量を減少させ、Ｒｃ値Ｉが目標Ｒｃ値Ｉｔよりも低い場合には、ポンプ２０の吐出量を増加させる。

【0052】

上記構成によれば、短い長さ単位で見た場合のトウプリプレグＴのＲｃ値の変動に加えて、長い長さ単位（例えば、巻取りボビン１３に巻き取られた巻回体単位）で見た場合のトウプリプレグＴのＲｃ値の変動も抑制できる。

【0053】

（３）供給制御部Ｃ２は、Ｒｃ値と目標Ｒｃ値Ｉｔとの差分と、吐出量（供給速度）との関係を示すマップ又は関係式に基づいて、Ｒｃ値Ｉを目標Ｒｃ値Ｉｔに一致させるようにポンプ２０の吐出量を制御する。

【0054】

上記構成によれば、長い長さ単位で見た場合のトウプリプレグＴのＲｃ値の変動を更に効果的に抑制できる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0055】

・上記実施形態では、貯留部１５に貯留されている樹脂の液面の高さに基づいて、貯留部１５に貯留されている樹脂の貯留量を測定していたが、その他のパラメータ（例えば、樹脂を含む貯留部１５の質量）に基づいて、樹脂の貯留量を測定してもよい。

【0056】

・回転制御部Ｃ１によるオイリングローラー１４の回転制御は、貯留部１５に貯留される樹脂量を一定に保持する制御であれば特に限定されるものではなく、ＰＩＤ制御等の公知の制御を採用できる。

【0057】

・供給制御部Ｃ２によるポンプ２０に対する供給制御は、製造されたトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを一定に保持する制御であれば特に限定されるものではなく、公知の制御を採用できる。

【0058】

・製造されたトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを予測演算する方法は、上記実施形態に記載した方法に限定されない。例えば、巻取りボビン１３に巻き取られたトウプリプレグＴの全体質量を測定し、トウプリプレグＴの全体質量と、巻取り長Ｗから求められるトウプリプレグＴに含まれる繊維量Ｔ_２とに基づいてトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを求めてもよい。

【0059】

・上記実施形態では、製造されたトウプリプレグＴのＲｃ値Ｉを予測演算し、演算されたＲｃ値Ｉに基づいて、貯留部１５への樹脂の供給速度（ポンプ２０の吐出量）を変更していたが、常に一定の供給速度（基準吐出量Ｖｓ）で貯留部１５へ樹脂を供給してもよい。この場合には、供給制御部Ｃ２による供給制御を省略できる。

【0060】

次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）供給制御部は、予測演算された樹脂含有率と目標樹脂含有率との差分と、前記貯留部への樹脂の供給速度との関係を示すマップ又は関係式に基づいて、樹脂含有率を目標樹脂含有率に一致させるように前記貯留部への樹脂の供給速度を制御する前記プリプレグ製造装置。

【符号の説明】

【0061】

Ｃ…制御部、Ｃ１…回転制御部、Ｃ２…供給制御部、Ｃ２ａ…Ｒｃ演算部、Ｆ…強化繊維束、Ｔ…トウプリプレグ、Ｕ１…製造ユニット、Ｕ２…制御ユニット、１０…トウプリプレグ製造装置、１１…ガイドローラー、１２…給糸ボビン、１３…巻取りボビン、１４…オイリングローラー、１５…貯留部、１６…スクレーパー、１７…液面センサ、１８…樹脂タンク、１９…供給路、２０…ポンプ、２１…第１質量測定器、２２…第２質量測定器、２３…測長ローラー、２４…巻取りカウンタ、２５…入力部、２６…表示部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】