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特許7215419塗液含浸強化繊維ファブリック、シート状一体物、プリプレグ、プリプレグテープおよび繊維強化複合材料の製造方法
(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】2023-01-23
(45)【発行日】2023-01-31
(54)【発明の名称】塗液含浸強化繊維ファブリック、シート状一体物、プリプレグ、プリプレグテープおよび繊維強化複合材料の製造方法
(51)【国際特許分類】
B29B 15/12 20060101AFI20230124BHJP
【ＦＩ】
B29B15/12
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2019530219
(86)(22)【出願日】2019-05-23
(86)【国際出願番号】 JP2019020471
(87)【国際公開番号】W WO2019235237
(87)【国際公開日】2019-12-12
【審査請求日】2022-04-19
(31)【優先権主張番号】P 2018107418
(32)【優先日】2018-06-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】越智 隆志
(72)【発明者】
【氏名】西野 聡
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 保
(72)【発明者】
【氏名】青木 惇一
【審査官】清水 晋治
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２００５／０２０２１８２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開平０１－０１６６１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５２２３３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２２２７０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－１２４６６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０７７５４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４４３６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０７５５３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１６４６８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１７３６１７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００２－１６６２１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－１７８４１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／０６２５１６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０３－０４７７１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｂ １５／０８－１５／１４
１１／１６
Ｂ０５Ｄ １／００－７／２４
Ｂ０５Ｃ １／００－３／２０
Ｂ２９Ｃ ７０／００－７０／８８
Ｄ０６Ｂ １／００－２３／３０
Ｄ０６Ｃ ３／００－２９／００
Ｄ０６Ｇ １／００－５／００
Ｄ０６Ｈ １／００－７／２４
Ｄ０６Ｊ １／００－１／１２
Ｂ２９Ｋ １０１／１０
１０５／０８
Ｃ０８Ｊ ５／０４－５／１０
５／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
塗液が貯留された塗布部の内部に、シート状物である強化繊維ファブリックを、
実質的に鉛直方向下向きに通過させて塗液を強化繊維ファブリックに付与する塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法であって、
前記塗布部は互いに連通された液溜り部と狭窄部を備え、
前記液溜り部は強化繊維ファブリックの走行方向に沿って断面積が連続的に減少する部分を有し、
該断面積が連続的に減少する部分は、強化繊維ファブリック表面に直交する面での断面視においてテーパー状であり、かつ、テーパー状である場合の開き角度が、７度以上９０度以下であり、
前記狭窄部はスリット状の断面を有し、かつ液溜り部上面よりも小さい断面積を有し、
液溜り部における断面積が連続的に減少する部分の鉛直方向高さが１０ｍｍ以上であり、かつ、液溜り部内に強化繊維ファブリックの幅を規制するための幅規制機構を備え、狭窄部の直下における強化繊維ファブリックの幅（Ｗ）と該幅規制機構下端において幅規制機構により規制される幅（Ｌ２）との関係が、Ｌ２≦Ｗ＋１０（ｍｍ）を満たす、塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法。
【請求項2】
前記幅規制機構が前記液溜り部および狭窄部の全域にわたって具備されている請求項１に記載の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法。
【請求項3】
歪み速度３．１４ｓ－１で測定した塗液の粘度が１～６０Ｐａ・sである請求項１または２に記載の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法。
【請求項4】
塗液が熱硬化性樹脂を含む請求項１～３の何れかに記載の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法。
【請求項5】
ポリマー粒子を含んだ塗液を用い、かつ、塗布部内における該塗液の温度を前記ポリマー粒子を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）よりも２０℃以上低い状態で塗液を強化繊維ファブリックに付与することを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法。
【請求項6】
強化繊維ファブリックを加熱した後、液溜り部に導く請求項１～５の何れかに記載の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法。
【請求項7】
請求項１～６の何れかに記載の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法により塗液含浸強化繊維ファブリックを得て、得られた塗液含浸強化繊維ファブリックの少なくとも片面に離型シートを付与してシート状一体物とした後、シート状一体物を引き取るシート状一体物の製造方法。
【請求項8】
シート状一体物を形成した後に追含浸を行う請求項７に記載のシート状一体物の製造方法。
【請求項9】
前記シート状一体物がプリプレグである、請求項７または８に記載のシート状一体物の製造方法。
【請求項10】
請求項９に記載のシート状一体物の製造方法によりプリプレグを得て、その後プリプレグをスリットするプリプレグテープの製造方法。
【請求項11】
請求項９に記載のシート状一体物の製造方法によりプリプレグを得て、その後プリプレグを硬化させる繊維強化複合材料の製造方法。
【請求項12】
請求項１０に記載のプリプレグテープの製造方法によりプリプレグテープを得て、その後プリプレグテープを硬化させる繊維強化複合材料の製造方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塗液含浸強化繊維ファブリックおよびシート状一体物の製造方法に関し、特に、強化繊維ファブリックに塗液を均一に含浸する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含むマトリックス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、圧力容器、建築材料、筐体、医療用途、スポーツ用途など様々な分野で用いられている。特に高い力学特性と軽量性が必要な場合には、炭素繊維強化複合材料（ＣＦＲＰ）が幅広く好適に用いられている。一方、力学特性や軽量性よりもコストが優先される場合にはガラス繊維強化複合材料（ＧＦＲＰ）が用いられる場合がある。ＦＲＰは強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸し中間基材を得、これを積層、成形し、さらに熱硬化性樹脂を用いた場合には熱硬化させて、ＦＲＰからなる部材を製造している。前記用途では平面状物やそれを折り曲げた形態のものが多く、ＦＲＰの中間基材としても１次元のストランドやロービング状物よりも、２次元のシート状物の方が部材を作製する際の積層効率や成形性の観点から幅広く使用されている。
【0003】
２次元のシート状中間基材としては、強化繊維を一方向に配列させたＵＤ基材や強化繊維から成る織物などにマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグが幅広く使用されている。特にＦＲＰの力学特性が優先される場合にはＵＤ基材が使用される場合が多い。一方、複雑形状のＦＲＰを作製する場合には賦形性に優れ、形状追従性のある織物が使用される場合が多い。
【0004】
プリプレグの製造方法の一つであるホットメルト法は、マトリックス樹脂を溶融した後、離型紙上にコーティングし、これをＵＤ基材や織物などの上面、下面でサンドイッチした積層構造を作製後、熱と圧力でマトリックス樹脂をＵＤ基材や織物の内部に含浸するものである。本方法は工程数が多く、また生産速度も上げられず、高コストとなる問題があった。
【0005】
含浸の効率化としては、例えば特許文献１のような提案があった。これはガラス繊維を溶融紡糸し、それを集束してストランドやロービング状としたものを熱可塑性樹脂を満たした円錐状の流路を有する液溜り部に通過させる方法であった。
【0006】
他方、シート状物の両面に同時に塗膜形成する方法が特許文献２に記載されているが、これは塗膜形成時のシート状物の揺らぎを防止するため、ウエブガイドにシート状物を通し、その後、パイプ型ドクターで塗工するものである。
【0007】
また、特許文献３には、強化繊維束を熱可塑性樹脂を満たしたマニホールドを通し、ダイから引き抜くプルトルージョン法においてダイを超音波で振動させ、含浸性を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】国際公開ＷＯ２００１／０２８９５１パンフレット
【文献】特許第３２５２２７８号明細書
【文献】特開平１－１７８４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献１の方法ではストランドやロービング状物しか製造できず、本発明の対象とする２次元シート状中間基材であるプリプレグの製造には適用できない。また、特許文献１では含浸効率を向上させるため、ストランドやロービング状強化繊維束側面に熱可塑性樹脂の流体を当て円錐状流路内で乱流を積極的に発生させている。これは強化繊維束の配列を一部乱してマトリックス樹脂を流入させることを意図していると考えられるが、この思想を織物に適用すると、織物の平面性が乱れたり形状が歪んだりして、プリプレグの品位が低下するばかりか、ＦＲＰの力学特性が低下してしまうと考えられる。
【0010】
また、特許文献２に開示される技術では、樹脂を塗布する前のウエブガイドでの擦過により毛羽が発生し、プリプレグの品位が悪くなるとともに、織物の長時間走行性には限界があると考えられる。また、特許文献２の技術は樹脂の塗工であり、含浸は意図されていない。
【0011】
特許文献３の技術でも、樹脂が塗布される前に織物は細い通路を通るため毛羽が発生し易く、また、それがマニホールド、ダイに持ち込まれるためダイで毛羽が詰まり易く、織物の長時間走行性には限界があると考えられる。
【0012】
このように、織物などファブリック形状への効率的な塗液付与方法、特に２次元シート状中間基材であるプリプレグの効率的な製造方法は未だ確立されていなかった。
【0013】
本発明の課題は、塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法に関して、毛羽発生を抑制し、かつ毛羽が詰まることなく連続生産が可能であり、さらに強化繊維ファブリックに塗液を効率よく含浸させ、生産速度の高速化が可能な、塗液含浸強化繊維ファブリックおよびシート状一体物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前記の課題を解決する本発明の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法は、塗液が貯留された塗布部の内部に、シート状物である強化繊維ファブリックを、実質的に鉛直方向下向きに通過させて塗液を強化繊維ファブリックに付与する塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法であって、前記塗布部は互いに連通された液溜り部と狭窄部を備え、前記液溜り部は強化繊維ファブリックの走行方向に沿って断面積が連続的に減少する部分を有し、該断面積が連続的に減少する部分は、強化繊維ファブリック表面に直交する面での断面視においてテーパー状であり、かつ、テーパー状である場合の開き角度が、７度以上９０度以下であり、前記狭窄部はスリット状の断面を有し、かつ液溜り部上面よりも小さい断面積を有し、液溜り部における断面積が連続的に減少する部分の鉛直方向高さが１０ｍｍ以上であり、かつ、液溜り部内に強化繊維ファブリックの幅を規制するための幅規制機構を備え、狭窄部の直下における強化繊維ファブリックの幅（Ｗ）と該幅規制機構下端において幅規制機構により規制される幅（Ｌ２）との関係が、Ｌ２≦Ｗ＋１０（ｍｍ）を満たす、塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法である。
【0015】
また、本発明のシート状一体物の製造方法は、上記の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法により塗液含浸強化繊維ファブリックを得て、得られた塗液含浸強化繊維ファブリックの少なくとも片面に離型シートを付与してシート状一体物とした後、シート状一体物を引き取るシート状一体物の製造方法である。
【0016】
また、本発明のプリプレグテープの製造方法は、前記のプリプレグの製造方法によりプリプレグを得て、その後プリプレグをスリットするプリプレグテープの製造方法である。
【0017】
さらに、本発明の繊維強化複合材料の製造方法は、前記の製造方法によりプリプレグまたはプリプレグテープを得て、その後プリプレグまたはプリプレグテープを硬化させる繊維強化複合材料の製造方法である。
【発明の効果】
【0018】
本発明の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法によれば、毛羽による詰まりを大幅に抑制、防止できる。さらに、強化繊維ファブリックを連続かつ高速で走行させることが可能となり、塗液を付与した強化繊維ファブリックの生産性が向上する。
【0019】
さらに、均一に塗液が含浸した強化繊維ファブリックを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施形態に係る塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法および塗工装置を示す概略横断面図である。
【図5】幅規制機構の設置例を示す図である
【図10】本発明とは異なる実施形態の塗布部３０の詳細横断面図である。
【図11】本発明の実施形態の一例である液溜り部内にバーを具備した態様を示す図である。
【図12】本発明を用いたプリプレグ製造工程・装置の例を示す概略図である。
【図13】本発明を用いた別のプリプレグ製造工程・装置の例の概略図である。
【図14】本発明を用いた別のプリプレグ製造工程・装置の例の概略図である。
【図15】本発明を用いた別のプリプレグ製造工程・装置の例の概略図である。
【図16】本発明の一実施形態に係る複数の塗液含浸強化繊維ファブリックを積層する態様の例を示す図である。
【図17】本発明の一実施形態に係る複数の塗布部を具備する態様の例を示す図である。
【図18】本発明の一実施形態に係る複数の塗布部を具備する別の態様の例を示す図である。
【図19】本発明を用いた別のプリプレグ製造工程・装置の例の概略図である。
【図20】本発明を用いた別のプリプレグ製造工程・装置の例の概略図である。
【図21】本発明を用いた別のプリプレグ製造工程・装置の概略図である。
【図22】本発明を用いた別のプリプレグ製造工程・装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の望ましい実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は発明の実施形態を例示するものであり、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。
【0022】
＜塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法および塗工装置の概略＞
まず、図１により本発明の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法の概略を述べる。図１は本発明の一実施形態に係る塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法および装置を示す概略断面図である。塗工装置１００には、強化繊維ファブリック１ａを実質的に鉛直方向下向きＺに走行させる走行機構である搬送ロール１３、１４と、搬送ロール１３、１４の間に設けられ、塗布機構である塗液２が溜められた塗布部２０が具備されている。また、塗工装置１００の前後には、強化繊維ファブリック１ａを巻き出す供給装置１１と、強化繊維ファブリック１を引き出すニップロール１２と塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの巻取り装置１５を備えることができ、また、図示していないが塗工装置１００には塗液の供給装置が具備されている。さらに、必要に応じ、離型シート３を供給する離型シート供給装置１６を備えることもできる。
まず、図１により本発明の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法の概略を述べる。図１は本発明の一実施形態に係る塗液含浸強化繊維ファブリックの製造方法および装置を示す概略断面図である。塗工装置１００には、強化繊維ファブリック１ａを実質的に鉛直方向下向きＺに走行させる走行機構である搬送ロール１３、１４と、搬送ロール１３、１４の間に設けられ、塗布機構である塗液２が溜められた塗布部２０が具備されている。また、塗工装置１００の前後には、強化繊維ファブリック１ａを巻き出す供給装置１１と、強化繊維ファブリック１を引き出すニップロール１２と塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの巻取り装置１５を備えることができ、また、図示していないが塗工装置１００には塗液の供給装置が具備されている。さらに、必要に応じ、離型シート３を供給する離型シート供給装置１６を備えることもできる。
【0023】
＜強化繊維ファブリック＞
ここで、強化繊維としては、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、有機繊維（アラミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、セルロースまたはその誘導体からなる繊維など）などを例示することができるが、炭素繊維を用いることが、ＦＲＰの力学特性、軽量性の観点から好ましい。
ここで、強化繊維としては、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、有機繊維（アラミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、セルロースまたはその誘導体からなる繊維など）などを例示することができるが、炭素繊維を用いることが、ＦＲＰの力学特性、軽量性の観点から好ましい。
【0024】
本発明でいう、強化繊維ファブリックとは、強化繊維を多軸で配列させて、またはランダム配置させてシート化したものである。すなわち、それ自体でシートとしての形状を有している。具体的には、織物や編物などの他、強化繊維を２次元で多軸配置したものや、不織布やマット、紙など強化繊維をランダム配向させたものを挙げることができる。この場合、強化繊維はバインダーを用いての結合、また、交絡、溶着、融着などの方法を利用してシート化することもできる。織物としては、平織、ツイル、サテンの基本的な織組織の他、ノンクリンプ織物やバイアス構造、絡み織、多軸織物、多重織物などの態様を採ることができる。バイアス構造とＵＤ構造を組み合わせた織物、すなわち、強化繊維ファブリックの走行方向に配列する繊維束とこれに概略線対称で斜めに交差する２シリーズの繊維束によって構成された織物、は、ＵＤ構造により塗布・含浸工程での引っ張りでの織物の変形を抑制するだけでなく、バイアス構造による擬似等方性も併せ持っており、好ましい形態である。また、多重織物では織物上面／下面、また織物内部の構造・特性をそれぞれ設計できる利点がある。編物では塗布・含浸工程での形態安定性を考慮すると経編が好ましいが、筒状編み物であるブレードを用いることもできる。
【0025】
強化繊維ファブリックの厚みは、特に制限は無く、目的に応じ、必要とされるＦＲＰ性能と塗布工程の安定性を勘案して決めればよい。狭窄部での通過性を考慮すると、１ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．３ｍｍ以下である。
【0026】
強化繊維ファブリックは目的に応じた適切なものを市場から入手、作製可能であるが、その一例を下記する。織物としては、例えば、東レ（株）製“トレカ（登録商標）”クロスのＣ０６１４２、Ｃ０６３４７Ｂ、Ｃ０５６４２等、ＨＥＸＣＥＬ社製“ＨｅｘＦｏｒｃｅ（登録商標）”Ｆａｂｒｉｃｓや“ＰｒｉｍｅＴｅｘ（登録商標）”の８４、Ｇ０８０１、ＸＡＧＰ２８２Ｐ、４３１９５、Ｇ０９３９、Ｇ０８０３、４３３６４、ＸＳＧＰ１９６Ｐ、ＳＧＰ２０３ＣＳ、ＸＣ１４００、４８２００、４８２８７、４６１５０、“Ｉｎｊｅｃｔｅｘ（登録商標）”ＦａｂｒｉｃｓのＧＢ２０１、Ｇ０９８６、Ｇ０９２６等、炭素繊維とガラス繊維のハイブリッド織物であるＧ１０８８、Ｇ０８７４、Ｇ０９７３、４３７４３等、アラミド繊維織物である２０７９６、２１２６３、Ｑｕａｒｔｚ織物である６１０、５９３等、が挙げられる。不織布・マット・紙としては、例えば、東レ（株）製“トレカ（登録商標）”マットＢ０３０、Ｂ０５０、ＢＶ０３等やオリベスト社製“カーボライト（登録商標）”のＣＥＯ－０３０、ＣＢＰ－０３０、ＺＸ－０２０等が挙げられる。
【0027】
なお、強化繊維ファブリックのロールを掛けるクリールには強化繊維ファブリックを引き出す際に張力制御機構が付与されていることが好ましい。
【0028】
＜強化繊維ファブリックの平滑化＞
本発明においては、強化繊維ファブリックの表面平滑性を高くすることで、塗布部での塗液の塗布量の均一性を向上させることができる。このため、強化繊維ファブリックを平滑化処理した後、塗布部に導くことができる。平滑化処理法は特に制限は無いが、対向ロールなど平滑な面を持った部材を物理的に押しあてる方法などを例示できる。平滑な面を持った部材を物理的に押しあてる方法は簡便かつ、強化繊維の配列を乱しにくいため好ましい。より具体的にはカレンダー加工などを用いることができる。
本発明においては、強化繊維ファブリックの表面平滑性を高くすることで、塗布部での塗液の塗布量の均一性を向上させることができる。このため、強化繊維ファブリックを平滑化処理した後、塗布部に導くことができる。平滑化処理法は特に制限は無いが、対向ロールなど平滑な面を持った部材を物理的に押しあてる方法などを例示できる。平滑な面を持った部材を物理的に押しあてる方法は簡便かつ、強化繊維の配列を乱しにくいため好ましい。より具体的にはカレンダー加工などを用いることができる。
【0029】
＜強化繊維ファブリックの予熱＞
また、本発明において、強化繊維ファブリックを加熱した後、塗布部に導くと、塗液の温度低下を抑制し、塗液の粘度均一性を向上させられるため好ましい。強化繊維ファブリックは塗液温度近傍まで加熱されることが好ましいが、このための加熱手段としては、空気加熱、赤外線加熱、遠赤外線加熱、レーザー加熱、接触加熱、熱媒加熱（スチームなど）など多様な手段を用いることができる。中でも赤外線加熱は装置が簡便であり、また強化繊維ファブリックを直接加熱できるため、走行速度が速くても所望の温度まで効率よく加熱が可能であり、好ましい。
また、本発明において、強化繊維ファブリックを加熱した後、塗布部に導くと、塗液の温度低下を抑制し、塗液の粘度均一性を向上させられるため好ましい。強化繊維ファブリックは塗液温度近傍まで加熱されることが好ましいが、このための加熱手段としては、空気加熱、赤外線加熱、遠赤外線加熱、レーザー加熱、接触加熱、熱媒加熱（スチームなど）など多様な手段を用いることができる。中でも赤外線加熱は装置が簡便であり、また強化繊維ファブリックを直接加熱できるため、走行速度が速くても所望の温度まで効率よく加熱が可能であり、好ましい。
【0030】
＜塗液＞
本発明で用いる塗液は、付与する目的に応じ適宜選択することができるが、例えばプリプレグの製造に適用する場合には、マトリックス樹脂の塗液を使用することができる。本発明により得られるマトリックス樹脂が塗工された塗液含浸強化繊維ファブリックは、強化繊維ファブリックにマトリックス樹脂が含浸した状態となり、そのままシート状プリプレグとして積層、成形してＦＲＰからなる部材を得ることができる。含浸度は、塗布部の設計や、塗布以降の追含浸により制御することができる。マトリックス樹脂としては、用途に応じ適宜選択可能であるが、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることが一般的である。マトリックス樹脂は、加熱し溶融させた溶融樹脂でも室温で液状のものでも良い。また、溶媒を用いて溶液やワニス化したものでも良い。
本発明で用いる塗液は、付与する目的に応じ適宜選択することができるが、例えばプリプレグの製造に適用する場合には、マトリックス樹脂の塗液を使用することができる。本発明により得られるマトリックス樹脂が塗工された塗液含浸強化繊維ファブリックは、強化繊維ファブリックにマトリックス樹脂が含浸した状態となり、そのままシート状プリプレグとして積層、成形してＦＲＰからなる部材を得ることができる。含浸度は、塗布部の設計や、塗布以降の追含浸により制御することができる。マトリックス樹脂としては、用途に応じ適宜選択可能であるが、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることが一般的である。マトリックス樹脂は、加熱し溶融させた溶融樹脂でも室温で液状のものでも良い。また、溶媒を用いて溶液やワニス化したものでも良い。
【0031】
マトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などＦＲＰに一般的に使用されるものを用いることができる。また、これらは室温で液体であればそのまま用いても良いし、室温で固体や粘稠液体であれば、加温して低粘度化する、あるいは溶融し融液として用いても良いし、溶媒に溶解し溶液やワニス化して用いても良い。
【0032】
熱可塑性樹脂としては、主鎖に、炭素・炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イミダゾール結合、カルボニル結合から選ばれる結合を有するポリマーを用いることができる。具体的には、ポリアクリレート、ポリオレフィン、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などを例示できる。航空機用途などの耐熱性が要求される分野では、ＰＰＳ、ＰＥＳ、ＰＩ、ＰＥＩ、ＰＳＵ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫＫ、ＰＡＥＫなどが好適である。一方、産業用途や自動車用途などでは、成形効率を上げるため、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィンやＰＡ、ポリエステル、ＰＰＳなどが好適である。これらはポリマーでも良いし、低粘度、低温塗布のため、オリゴマーやモノマーを用いても良い。もちろん、これらは目的に応じ、共重合されていても良いし、各種を混合しポリマーブレンドあるいはポリマーアロイとして用いることもできる。
【0033】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、アセチレン末端を有する樹脂、ビニル末端を有する樹脂、アリル末端を有する樹脂、ナジック酸末端を有する樹脂、シアン酸エステル末端を有する樹脂があげられる。これらは、一般に硬化剤や硬化触媒と組合せて用いることができる。また、適宜、これらの熱硬化性樹脂を混合して用いることも可能である。
【0034】
本発明に適した熱硬化性樹脂として、耐熱性、耐薬品性、力学特性に優れていることからエポキシ樹脂が好適に用いられる。特に、アミン類、フェノール類、炭素・炭素二重結合を有する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂が好ましい。具体的には、アミン類を前駆体とするエポキシ樹脂として、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル－ｐ－アミノフェノール、トリグリシジル－ｍ－アミノフェノール、トリグリシジルアミノクレゾールの各種異性体、フェノール類を前駆体とするエポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、炭素・炭素二重結合を有する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂としては脂環式エポキシ樹脂等があげられるが、これに限定されない。またこれらのエポキシ樹脂をブロモ化したブロモ化エポキシ樹脂も用いられる。テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンに代表される芳香族アミンを前駆体とするエポキシ樹脂は耐熱性が良好で強化繊維との接着性が良好なため本発明に最も適している。
【0035】
熱硬化性樹脂は硬化剤と組合せて、好ましく用いられる。例えばエポキシ樹脂の場合には、硬化剤はエポキシ基と反応しうる活性基を有する化合物であればこれを用いることができる。好ましくは、アミノ基、酸無水物基、アジド基を有する化合物が適している。具体的には、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルスルホンの各種異性体、アミノ安息香酸エステル類が適している。具体的に説明すると、ジシアンジアミドはプリプレグの保存性に優れるため好んで用いられる。またジアミノジフェニルスルホンの各種異性体は、耐熱性の良好な硬化物を与えるため本発明には最も適している。アミノ安息香酸エステル類としては、トリメチレングリコールジ－ｐ－アミノベンゾエートやネオペンチルグリコールジ－ｐ－アミノベンゾエートが好んで用いられ、ジアミノジフェニルスルホンに比較して、耐熱性に劣るものの、引張強度に優れるため、用途に応じて選択して用いられる。また、もちろん必要に応じ硬化触媒を用いることも可能である。また、塗液のポットライフを向上させる意味から、硬化剤や硬化触媒と錯体形成可能な錯化剤を併用することも可能である。
【0036】
また本発明では、熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合して用いることも好適である。熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物は、熱硬化性樹脂を単独で用いた場合より良好な結果を与える。これは、熱硬化性樹脂が、一般に脆い欠点を有しながらオートクレーブによる低圧成型が可能であるのに対して、熱可塑性樹脂が、一般に強靭である利点を有しながらオートクレーブによる低圧成型が困難であるという二律背反した特性を示すため、これらを混合して用いることで物性と成形性のバランスをとることができるためである。混合して用いる場合は、プリプレグを硬化させてなるＦＲＰの力学特性の観点から熱硬化性樹脂を５０質量％より多く含むことが好ましい。
【0037】
＜ポリマー粒子＞
また、本発明では、ポリマー粒子を含んだ塗液を用いると、得られるＣＦＲＰの靱性や耐衝撃性を向上させることができ、好ましい。この時、ポリマー粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）は塗液温度よりも２０℃以上高くすると、塗液中でポリマー粒子の形態を保持し易く、好ましい。ポリマー粒子のＴｇは温度変調ＤＳＣを用い、以下の条件で測定することができる。温度変調ＤＳＣ装置としては、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｍｅｎｔｓ社製 Ｑ１０００などが好適であり、窒素雰囲気下、高純度インジウムで校正して用いることができる。測定条件は、昇温速度は２℃／分、温度変調条件は周期６０秒、振幅１℃とすることができる。これで得られた全熱流から可逆成分を分離し、階段状シグナルの中点の温度をＴｇとすることができる。
また、本発明では、ポリマー粒子を含んだ塗液を用いると、得られるＣＦＲＰの靱性や耐衝撃性を向上させることができ、好ましい。この時、ポリマー粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）または融点（Ｔｍ）は塗液温度よりも２０℃以上高くすると、塗液中でポリマー粒子の形態を保持し易く、好ましい。ポリマー粒子のＴｇは温度変調ＤＳＣを用い、以下の条件で測定することができる。温度変調ＤＳＣ装置としては、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｍｅｎｔｓ社製 Ｑ１０００などが好適であり、窒素雰囲気下、高純度インジウムで校正して用いることができる。測定条件は、昇温速度は２℃／分、温度変調条件は周期６０秒、振幅１℃とすることができる。これで得られた全熱流から可逆成分を分離し、階段状シグナルの中点の温度をＴｇとすることができる。
【0038】
また、Ｔｍは通常のＤＳＣで昇温速度１０℃／分で測定し、融解に相当するピーク状シグナルのピークトップ温度をＴｍとすることができる。
【0039】
また、ポリマー粒子としては、塗液に溶けないことが好ましく、このようなポリマー粒子としては、例えば、ＷＯ２００９／１４２２３１パンフレット記載などを参照し、適切なものを用いることができる。より、具体的には、ポリアミドやポリイミドを好ましく用いることができ、優れた靭性のため耐衝撃性を大きく向上できる、ポリアミドは最も好ましい。ポリアミドとしてはナイロン１２、ナイロン１１、ナイロン６、ナイロン６６やナイロン６／１２共重合体、特開平０１－１０４６２４号公報の実施例１記載のエポキシ化合物にてセミＩＰＮ（高分子相互侵入網目構造）化されたナイロン（セミＩＰＮナイロン）などを好適に用いることができる。この熱可塑性樹脂粒子の形状としては、球状粒子でも非球状粒子でも、また多孔質粒子でもよいが、球状の方が樹脂の流動特性を低下させないため、本発明の製造法では特に好ましい。また、球状であれば応力集中の起点がなく、高い耐衝撃性を与えるという点でも好ましい態様である。
【0040】
ポリアミド粒子の市販品としては、ＳＰ－５００、ＳＰ－１０、ＴＲ－１、ＴＲ－２、８４２Ｐ－４８、８４２Ｐ－８０（以上、東レ（株）製）、“オルガソール（登録商標）”１００２Ｄ、２００１ＵＤ、２００１ＥＸＤ、２００２Ｄ、３２０２Ｄ、３５０１Ｄ，３５０２Ｄ、（以上、アルケマ（株）製）、“グリルアミド（登録商標）”ＴＲ９０（エムザベルケ（株）社製）、“ＴＲＯＧＡＭＩＤ（登録商標）”ＣＸ７３２３、ＣＸ９７０１、ＣＸ９７０４、（デグサ（株）社製）等を使用することができる。これらのポリアミド粒子は、単独で使用しても複数を併用してもよい。
【0041】
また、ＣＦＲＰの層間樹脂層を高靭性化するためには、ポリマー粒子を層間樹脂層に留めておくことが好ましい。そのため、ポリマー粒子の数平均粒径は５～５０μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは７～４０μｍの範囲、さらに好ましくは１０～３０μｍの範囲である。数平均粒径を５μｍ以上とすることで、粒子が強化繊維の束の中に侵入せず、得られる繊維強化複合材料の層間樹脂層に留まることができる。数平均粒径を５０μｍ以下とすることで、プリプレグ表面のマトリックス樹脂層の厚みを適正化し、ひいては得られるＣＦＲＰにおいて、繊維質量含有率を適正化することができる。
【0042】
＜塗液粘度＞
本発明で用いる塗液としては、工程通過性・安定性の観点から最適な粘度を選択することが好ましい。具体的には、粘度を１～６０Ｐａ・ｓの範囲とすると、狭窄部出口での液垂れを抑制するとともに強化繊維ファブリックの高速走行性、安定走行性を向上させることができ、好ましい。ここで、粘度は歪み速度３．１４ｓ－１で液溜り部での塗液温度で測定したものを言う。測定装置としては平行円盤型やコーン型などの粘弾性測定装置を用いることができる。塗液の粘度はより好ましくは１０～３０Ｐａ・ｓである。
本発明で用いる塗液としては、工程通過性・安定性の観点から最適な粘度を選択することが好ましい。具体的には、粘度を１～６０Ｐａ・ｓの範囲とすると、狭窄部出口での液垂れを抑制するとともに強化繊維ファブリックの高速走行性、安定走行性を向上させることができ、好ましい。ここで、粘度は歪み速度３．１４ｓ－１で液溜り部での塗液温度で測定したものを言う。測定装置としては平行円盤型やコーン型などの粘弾性測定装置を用いることができる。塗液の粘度はより好ましくは１０～３０Ｐａ・ｓである。
【0043】
＜塗布工程＞
図１を参照して説明すると、塗工装置１００における塗液２を強化繊維ファブリック１ａに付与する方法は、強化繊維ファブリック１ａを、ニップロール１２により引き出し、強化繊維ファブリック１ａを塗布部２０に実質的に鉛直方向下向きＺに通過させて、強化繊維ファブリック１ａの両面に塗液２を付与するものである。これにより、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂを得ることができる。
図１を参照して説明すると、塗工装置１００における塗液２を強化繊維ファブリック１ａに付与する方法は、強化繊維ファブリック１ａを、ニップロール１２により引き出し、強化繊維ファブリック１ａを塗布部２０に実質的に鉛直方向下向きＺに通過させて、強化繊維ファブリック１ａの両面に塗液２を付与するものである。これにより、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂを得ることができる。
【0044】
さらに、必要に応じ、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの少なくとも片面に離型シート３を付与し、巻取り装置１５で塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂと離型シート３を同時に巻き取ってもよい。特に、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂに付与された塗液２が搬送ロール１４に至っても、塗液２の一部または全部が塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂ表面に存在し、かつ流動性や粘着性が高い場合には、離型シート３により、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂ表面の塗液２の一部が搬送ロール１４に転写されるのを防ぐことができる。さらに、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂ同士の接着も防ぐことができ、後工程での取り扱いが容易になる。離型シートとしては、前記効果を奏するものであれば特に制限は無いが、例えば、離型紙の他、有機ポリマーフィルム表面に離型剤を塗布したもの等を挙げることができる。
【0045】
次に図２～４により、強化繊維ファブリック１ａへの塗液２の付与工程について詳述する。図２は、図１における塗布部２０を拡大した詳細横断面図である。塗布部２０は、所定の隙間Ｄを開けて対向する壁面部材２１ａ、２１ｂを備え、壁面部材２１ａ、２１ｂの間には、鉛直方向下向きＺ（すなわち強化繊維ファブリックの走行方向）に断面積が連続的に減少する液溜り部２２と、液溜り部２２の下方（強化繊維ファブリック１ａの搬出側）に位置し、液溜り部２２の上面（強化繊維ファブリック１ａの導入側）の断面積よりも小さい断面積を有するスリット状の狭窄部２３が形成されている。図２において、強化繊維ファブリック１ａは、紙面の奥行き方向に配列されている。
【0046】
塗布部２０において、液溜り部２２に導入された強化繊維ファブリック１ａは、その周囲の塗液２を随伴しながら、鉛直方向下向きＺに走行する。その際、液溜り部２２の断面積は鉛直方向下向きＺ（強化繊維ファブリック１ａの走行方向）に向かって減少するため、随伴する塗液２は徐々に圧縮され、液溜り部２２の下部に向かうにつれて塗液２の圧力が増大する。液溜り部２２の下部の圧力が高くなると、前記随伴液流がそれ以上は下部に流動し難くなり、壁面部材２１ａ、２１ｂ方向に流れ、その後、壁面部材２１ａ、２１ｂに阻まれ、上方へ流れるようになる。結果、液溜り部２２内では強化繊維ファブリック１ａの平面と、壁面部材２１ａ、２１ｂ壁面に沿った循環流Ｔを形成する。これにより、仮に強化繊維ファブリック１ａが毛羽を液溜り部２２に持ち込んだとしても毛羽は循環流Ｔに沿って運動し、液圧の大きな液溜り部２２下部や狭窄部２３に近づくことができない。さらに下で述べるとおり、気泡が毛羽に付着することにより毛羽が循環流Ｔから上方に移動し、液溜り部２２の上部液面付近を通過する。そのため、毛羽が液溜り部２２の下部および狭窄部２３に詰まることが防止されるだけでなく、滞留する毛羽は液溜り部２２の上部液面から容易に回収することも可能となる。さらに、強化繊維ファブリック１ａを高速で走行させた場合、前記の液圧はさらに増大するため、毛羽の排除効果がより高くなる。その結果、強化繊維ファブリック１ａにより高速で塗液２を付与することが可能となり、生産性が大きく向上する。
【0047】
また、前記の増大した液圧により、塗液２が強化繊維ファブリック１ａの内部に含浸しやすくなる効果がある。これは、強化繊維束のような多孔質体に塗液が含浸される際、その含浸度が塗液の圧力で増大する性質（ダルシーの法則）に基づく。これについても、強化繊維ファブリック１ａをより高速で走行させた場合、液圧がより増大することから、含浸効果をより高めることができる。なお、塗液２は強化繊維ファブリック１ａの内部に残留する気泡と気／液置換で含浸されるが、気泡は前記の液圧と浮力により強化繊維ファブリック１ａの内部の隙間を通って、強化繊維ファブリックの面に平行な方向（鉛直方向上向き）に排出される。このとき、気泡は含浸してくる塗液２を押しのけずに排出されるため、含浸を阻害しない効果もある。また、気泡の一部は強化繊維ファブリック１ａの表面から面外方向（法線方向）に排出されるが、この気泡も前記の液圧と浮力により速やかに鉛直方向上向きに排除されるため、含浸効果の高い液溜り部２２の下部に留まらず、効率よく気泡の排出が進む効果もある。これらの効果により、強化繊維ファブリック１ａに塗液２を効率よく含浸させることが可能となり、その結果、塗液２が均一に含浸された高品質の塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂを得ることが可能となる。
【0048】
このとき、断面積が連続的に減少する鉛直方向高さＨ（図６～９を参照）は１０ｍｍ以上とする。これにより、強化繊維ファブリック１ａによって随伴された塗液２が圧縮作用を受ける区間である、液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａの長さが確保され、液溜り部２２の下部で発生する液圧を十分に増大させることができる。その結果、液圧により毛羽が狭窄部２３に詰まるのを防止し、また液圧により塗液２が強化繊維ファブリック１ａに含浸する効果を得ることができる。なお、図２では液溜り部２２全体が断面積が連続的に減少する領域となっている。また、図２に示した態様は循環流Ｔの領域を大きく取れるため、毛羽が狭窄部に詰まることをより効果的に抑制することができる。前記した断面積が連続的に減少する鉛直方向高さＨは、好ましくは５０ｍｍ以上である。鉛直方向高さＨの上限としては特に制限は無いが、装置重量や装置の大きさの増大を考慮すれば、２００ｍｍ程度以下とすることが実用的である。
【0049】
さらに、前記の増大した液圧により、強化繊維ファブリック１ａが隙間Ｄの中央に自動的に調心され、強化繊維ファブリック１ａが液溜り部２２や狭窄部２３の壁面に直接擦過せず、ここでの毛羽発生を抑制する効果もある。これは、外乱などにより強化繊維ファブリック１ａが隙間Ｄのどちらかに接近した場合、接近した側ではより狭い隙間に塗液２が押し込まれて圧縮されるため、接近した側で液圧がより増大し、強化繊維ファブリック１ａを隙間Ｄの中央に押し戻すためである。
【0050】
狭窄部２３は、液溜り部２２の上面よりも断面積が小さく設計される。図２や図４から理解されるとおり専ら強化繊維ファブリックによる疑似平面の垂線方向の長さが小さい、すなわち部材間の間隔が狭いことで断面積は小さくなる。これは、前記のように狭窄部で液圧を高くすることで、含浸や自動調心効果を得るためである。また、狭窄部２３の最上部の面の断面形状は、液溜り部２２の最下部の面の断面形状と一致させることが、強化繊維ファブリック１ａの走行性や塗液２の流れ制御の観点から好ましいが、必要に応じ狭窄部２３の方を若干大きくしてもよい。
【0051】
ここで、図２の塗布部２０では、強化繊維ファブリック１ａが完全に鉛直方向下向きＺ（水平面から９０度）に走行しているが、これに限定されず、前記の毛羽回収、気泡の排出効果が得られ、強化繊維ファブリック１ａが安定して連続走行可能な範囲で、実質的に鉛直方向下向きであればよい。
【0052】
また、強化繊維ファブリック１ａに付与される塗液２の総量は、狭窄部２３の隙間Ｄで制御可能であり、例えば、強化繊維ファブリック１ａに付与する塗液２の総量を多くしたい（目付けを大きくしたい）場合は、隙間Ｄが広くなるよう、壁面部材２１ａ、２１ｂを設置すればよい。
【0053】
図３は、塗布部２０を、図２のＡの方向から見た下面図である。塗布部２０には、強化繊維ファブリック１ａの配列方向両端から塗液２が漏れるのを防ぐための側板部材２４ａ、２４ｂが設けられており、壁面部材２１ａ、２１ｂと側壁部材２４ａ、２４ｂに囲われた空間に狭窄部２３の出口２５が形成されている。ここで、出口２５はスリット状をしており、断面アスペクト比（図３のＹ／Ｄ）は塗液２を付与したい強化繊維ファブリック１ａの形状に合わせて設定すればよい。
【0054】
図４ａは塗布部２０を、Ｂの方向から見た場合の塗布部内部の構造を説明する断面図である。
【0055】
図４ｂは隙間２６での塗液２の流れを示している。隙間２６が大きいと塗液２には、Ｒの向きに渦流れが発生する。この渦流れＲは、液溜り部２２の下部では外側に向かう流れ（Ｒａ）となるため、強化繊維ファブリックの端部を変形させてしまう場合や特に強化繊維ファブリックが織物の場合には強化繊維間の間隔を拡げてしまい、そのために塗液含浸強化繊維ファブリックとしたときに強化繊維の配列ムラを発生する可能性がある。一方、液溜り部２２の上部では、内側に向かう流れ（Ｒｂ）となるため、強化繊維ファブリック１ａが幅方向に圧縮され、その端部が折れてしまう場合がある。
【0056】
そこで、本発明においては、隙間２６を小さくする幅規制を行い、端部での渦流れの発生を抑制することが好ましい。具体的には、液溜り部２２の幅Ｌ、すなわち、側板部材２４ａと２４ｂの間隔Ｌは、狭窄部２３の直下で測定した強化繊維ファブリックの幅Ｗと以下の関係を満たすよう構成することが好ましい。
Ｌ≦Ｗ＋１０（ｍｍ）
これにより、端部での渦流れ発生が抑制され、強化繊維ファブリック１ａの端部での変形や折れを抑制でき、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの全幅（Ｗ）にわたって均一に強化繊維が配列された、高品位で安定性の高い塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂを得ることができる。さらに、この技術をプリプレグに適用した場合には、プリプレグの品位、品質を向上させるのみならず、これを用いて得られるＦＲＰの力学特性や品質を向上させることができる。ＬとＷの関係はより好ましくは、Ｌ≦Ｗ＋２（ｍｍ）とすると、さらに強化繊維ファブリックの端部での変形や折れを抑制することができる。
Ｌ≦Ｗ＋１０（ｍｍ）
これにより、端部での渦流れ発生が抑制され、強化繊維ファブリック１ａの端部での変形や折れを抑制でき、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの全幅（Ｗ）にわたって均一に強化繊維が配列された、高品位で安定性の高い塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂを得ることができる。さらに、この技術をプリプレグに適用した場合には、プリプレグの品位、品質を向上させるのみならず、これを用いて得られるＦＲＰの力学特性や品質を向上させることができる。ＬとＷの関係はより好ましくは、Ｌ≦Ｗ＋２（ｍｍ）とすると、さらに強化繊維ファブリックの端部での変形や折れを抑制することができる。
【0057】
また、Ｌの下限は、Ｗ－５（ｍｍ）以上となるよう調整することが、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの幅方向寸法の均一性を向上させる観点から好ましい。
【0058】
なお、この幅規制は、液溜り部２２下部の高い液圧による渦流れＲ発生を抑制する観点から、少なくとも液溜り部２２の下部（図４ａのＧの位置）で行うことが好ましい。さらに、この幅規制はより好ましくは、液溜り部２２の全域で行うと、渦流れＲの発生をほぼ完全に抑制することができ、その結果、強化繊維ファブリックの端部での変形や折れをほぼ完全に抑制することが可能となる。
【0059】
また、前記幅規制は、前記隙間２６の渦流れ抑制の観点からは、液溜り部２２だけでもよいが、狭窄部２３も同様に行うと塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの側面に過剰な塗液２が付与されることを抑制する観点から好ましい。
【0060】
＜幅規制機構＞
前記では幅規制を側板部材２４ａ、２４ｂが担う場合を示したが、図５に示すように、側壁部材２４ａ、２４ｂ間に幅規制機構２７ａ、２７ｂを設け、かかる機構で幅規制を行うこともできる。これにより、幅規制機構によって規制される幅を自在に変更可能とすることで一つの塗布部により、種々の幅の塗液含浸強化繊維ファブリックを製造できる観点から好ましい。ここで、狭窄部の直下における強化繊維ファブリックの幅（Ｗ）と該幅規制機構下端において幅規制機構により規制される幅（Ｌ２）との関係はＬ２≦Ｗ＋１０（ｍｍ）とすることが好ましく、より好ましくは、Ｌ２≦Ｗ＋２（ｍｍ）である。また、Ｌ２の下限は、Ｗ－５（ｍｍ）以上となるよう調整することが、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの幅方向寸法の均一性を向上させる観点から好ましい。幅規制機構の形状および材質に特に制限は無いが、板形状のブッシュであると簡便であり、好ましい。また、上部、すなわち液面に近い場所では壁面部材２１ａ、２１ｂとの間隔よりも小さい幅（図５参照。「Ｚ方向からみた図」中、幅規制機構の上下方向の長さを指す）を有することで、塗液の水平方向の流れを妨げないようにでき、好ましい。一方、幅規制機構の中間部から下部にかけては塗布部の内部形状に沿った形状とすることが液溜り部での塗液の滞留を抑制でき、塗液の劣化を抑制できることから好ましい。この意味から、幅規制機構は狭窄部２３まで挿入されることが好ましい。図５は、幅規制機構として板形状ブッシュの例を示しているが、ブッシュの中間より下部が液溜り部２２のテーパー形状に沿い、狭窄部２３まで挿入される例を示している。図５にはＬ２が液面から出口まで一定の例を示しているが、幅規制機構の目的を達成する範囲で部位によって規制する幅を変更してもよい。幅規制機構は任意の方法で塗布部２０に固定することができるが、板形状ブッシュの場合には、上下方向で複数の部位で固定することで、高液圧による板形状ブッシュの変形による規制幅の変動を抑制することができる。例えば、上部はステーを用い、下部は塗布部に差し込むようにすると、幅規制機構による幅の規制が容易であり、好ましい。
前記では幅規制を側板部材２４ａ、２４ｂが担う場合を示したが、図５に示すように、側壁部材２４ａ、２４ｂ間に幅規制機構２７ａ、２７ｂを設け、かかる機構で幅規制を行うこともできる。これにより、幅規制機構によって規制される幅を自在に変更可能とすることで一つの塗布部により、種々の幅の塗液含浸強化繊維ファブリックを製造できる観点から好ましい。ここで、狭窄部の直下における強化繊維ファブリックの幅（Ｗ）と該幅規制機構下端において幅規制機構により規制される幅（Ｌ２）との関係はＬ２≦Ｗ＋１０（ｍｍ）とすることが好ましく、より好ましくは、Ｌ２≦Ｗ＋２（ｍｍ）である。また、Ｌ２の下限は、Ｗ－５（ｍｍ）以上となるよう調整することが、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの幅方向寸法の均一性を向上させる観点から好ましい。幅規制機構の形状および材質に特に制限は無いが、板形状のブッシュであると簡便であり、好ましい。また、上部、すなわち液面に近い場所では壁面部材２１ａ、２１ｂとの間隔よりも小さい幅（図５参照。「Ｚ方向からみた図」中、幅規制機構の上下方向の長さを指す）を有することで、塗液の水平方向の流れを妨げないようにでき、好ましい。一方、幅規制機構の中間部から下部にかけては塗布部の内部形状に沿った形状とすることが液溜り部での塗液の滞留を抑制でき、塗液の劣化を抑制できることから好ましい。この意味から、幅規制機構は狭窄部２３まで挿入されることが好ましい。図５は、幅規制機構として板形状ブッシュの例を示しているが、ブッシュの中間より下部が液溜り部２２のテーパー形状に沿い、狭窄部２３まで挿入される例を示している。図５にはＬ２が液面から出口まで一定の例を示しているが、幅規制機構の目的を達成する範囲で部位によって規制する幅を変更してもよい。幅規制機構は任意の方法で塗布部２０に固定することができるが、板形状ブッシュの場合には、上下方向で複数の部位で固定することで、高液圧による板形状ブッシュの変形による規制幅の変動を抑制することができる。例えば、上部はステーを用い、下部は塗布部に差し込むようにすると、幅規制機構による幅の規制が容易であり、好ましい。
【0061】
＜液溜り部の形状＞
前記で詳述したように、本発明においては、液溜り部２２で強化繊維ファブリックの走行方向に断面積が連続的に減少することで、強化繊維ファブリックの走行方向に液圧を増大させることが重要であるが、ここで強化繊維ファブリックの走行方向に断面積が連続的に減少するとは、走行方向に連続的に液圧を増大可能であれば、その形状には特に制限は無い。液溜り部の横断面図において、テーパー状（直線状）であったり、ラッパ状などのように曲線的な形態を示してもよい。また、断面積減少部は液溜り部全長にわたって連続してもよいし、本発明の目的、効果が得られる範囲であれば、一部に断面積が減少しない部分や逆に拡大する部分を含んでいてもよい。これらについて、以下に図６～９で例を挙げて詳述する。
前記で詳述したように、本発明においては、液溜り部２２で強化繊維ファブリックの走行方向に断面積が連続的に減少することで、強化繊維ファブリックの走行方向に液圧を増大させることが重要であるが、ここで強化繊維ファブリックの走行方向に断面積が連続的に減少するとは、走行方向に連続的に液圧を増大可能であれば、その形状には特に制限は無い。液溜り部の横断面図において、テーパー状（直線状）であったり、ラッパ状などのように曲線的な形態を示してもよい。また、断面積減少部は液溜り部全長にわたって連続してもよいし、本発明の目的、効果が得られる範囲であれば、一部に断面積が減少しない部分や逆に拡大する部分を含んでいてもよい。これらについて、以下に図６～９で例を挙げて詳述する。
【0062】
図６は、図２とは別の実施形態の塗布部２０ｂの詳細横断面図である。液溜り部２２を構成する壁面部材２１ｃ、２１ｄの形状が異なる以外は、図２の塗布部２０と同じである。図６の塗布部２０ｂのように、液溜り部２２が、鉛直方向下向きＺに断面積が連続的に減少する領域２２ａと、断面積が減少しない領域２２ｂに分かれていてもよい。このとき、前記したように、断面積が連続的に減少する鉛直方向高さＨは１０ｍｍ以上であり、好ましくは５０ｍｍ以上であると、毛羽詰まり防止と含浸効果を向上させることができる。
【0063】
ここで、図２の塗布部２０や図６の塗布部２０ｂのように、液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａをテーパー状とする場合、テーパーの開き角度θは小さい方が好ましく、具体的には鋭角（９０°以下）にすることが好ましい。これにより、液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａ（テーパー部）で塗液２の圧縮効果を高め、高い液圧を得やすくすることができる。
【0064】
図７は、図６とは別の実施形態の塗布部２０ｃの詳細横断面図である。液溜り部２２を構成する壁面部材２１ｅ、２１ｆの形状が２段テーパー状となっている以外は、図６の塗布部２０ｂと同じである。このように、液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａを２段以上の多段テーパー部で構成してもよい。このとき、狭窄部２３に最も近いテーパー部の開き角度θを鋭角にするのが、前記の圧縮効果を高める観点から好ましい。またこの場合も、液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａの高さＨを１０ｍｍ以上にすることが好ましい。さらに好ましい断面積が連続的に減少する鉛直方向高さＨは５０ｍｍ以上である。図７のように液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａを多段のテーパー部にすることで、液溜り部２２に貯留できる塗液２の体積を維持しつつ、狭窄部２３に最も近いテーパー部の角度θをより小さくすることができる。これにより液溜り部２２の下部で発生する液圧がより高くなり、毛羽の排除効果や塗液２の含浸効果をさらに高めることが可能となる。
【0065】
図８は、図６とは別の実施形態の塗布部２０ｄの詳細横断面図である。液溜り部２２を構成する壁面部材２１ｇ、２１ｈの形状が階段状となっている以外は、図６の塗布部２０ｂと同じである。このように、液溜り部２２の最下部に断面積が連続的に減少する領域２２ａがあれば、本発明の目的である液圧の増大効果は得られるため、液溜り部２２の他の部分に断面積が断続的に減少する領域２２ｃを含んでいてもよい。液溜り部２２を図８のような形状にすることで、断面積が連続的に減少する領域２２ａの形状を維持しつつ、液溜り部２２の奥行きＢを拡大して貯留できる塗液２の体積を大きくすることができる。その結果、塗布部２０ｄに塗液２を連続して供給できない場合でも、長時間強化繊維ファブリック１ａに塗液２を付与し続けることが可能となり、塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの生産性がより向上する。
【0066】
図９は、図６とは別の実施形態の塗布部２０ｅの詳細横断面図である。液溜り部２２を構成する壁面部材２１ｉ、２１ｊの形状がラッパ状（曲線状）となっている以外は、図６の塗布部２０ｂと同じである。図６の塗布部２０ｂでは、液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａはテーパー状（直線状）だが、これに限定されず、例えば図９のようにラッパ状（曲線状）でもよい。ただし、液溜り部２２の下部と、狭窄部２３の上部は滑らかに接続することが好ましい。これは、液溜り部２２の下部と、狭窄部２３の上部の境界に段差があると、強化繊維ファブリック１ａが段差に引っ掛かり、この部分で毛羽が発生する懸念があるためである。また、このように液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域をラッパ状とする場合は、液溜り部２２の断面積が連続的に減少する領域２２ａの最下部における仮想接線の開き角度θを鋭角にするのが好ましい。
【0067】
なお、上記は滑らかに断面積が減少する例をあげて説明したが、本発明の目的を損なわない限り、本発明において液溜り部の断面積は必ずしも滑らかに減少しなくともよい。
【0068】
図１０は本発明とは別の実施形態の塗布部３０の詳細横断面図である。本発明の実施形態とは異なり、図１０の液溜り部３２は鉛直方向下向きＺに断面積が連続的に減少する領域を含まず、狭窄部２３との境界３３で断面積が不連続で急激に減少する構成である。このため、強化繊維ファブリック１ａが詰まり易い。
【0069】
また、塗布部内で強化繊維ファブリックを複数本のバーに接触させることで含浸効果を向上させることも可能である。図１１にバー（３５ａ、３５ｂおよび３５ｃ）を３本用いた例を示しているが、バーは本数が大きいほど、強化繊維ファブリックとバーの接触長が長いほど、接触角が大きいほど、含浸度を向上させることができる。図１１の例では含浸度を９０％以上とすることが可能である。なお、係る含浸効果の向上手段は複数種を組み合わせて用いても良い。
【0070】
＜走行機構＞
強化繊維ファブリックや本発明の塗液含浸強化繊維ファブリックを搬送するための走行機構としては、公知のローラー等を好適に用いることができる。本発明では強化繊維ファブリックが鉛直下向きに搬送されるため、塗布部を挟んで上下にローラーを配置することが好ましい。
強化繊維ファブリックや本発明の塗液含浸強化繊維ファブリックを搬送するための走行機構としては、公知のローラー等を好適に用いることができる。本発明では強化繊維ファブリックが鉛直下向きに搬送されるため、塗布部を挟んで上下にローラーを配置することが好ましい。
【0071】
また、本発明では、強化繊維の配列乱れや毛羽立ちを抑制するため、強化繊維ファブリックの走行経路はなるべく直線状であることが好ましい。また、塗液含浸強化繊維ファブリックと離型シートの積層体であるシート状一体物の搬送工程において、屈曲部を有すると、内層と外層の周長差による皺が発生する場合があるため、シート状一体物の走行経路もなるべく直線状であることが好ましい。この観点からは、シート状一体物の走行経路中では、ニップロールを用いる方が好ましい。
【0072】
Ｓ字ロールとニップロールのどちらを用いるかは、製造条件や製造物の特性に応じ、適宜選択することが可能である。
【0073】
＜高張力引き取り装置＞
本発明では、塗布部から塗液含浸強化繊維ファブリックを引き出すための高張力引き取り装置を塗布部より工程下流に配置することが好ましい。これは、塗布部で、強化繊維ファブリックと塗液の間で高い摩擦力、せん断応力が発生するため、それに打ち勝って塗液含浸強化繊維ファブリックを引き出すためには、工程下流で高い引き取り張力を発生させることが好ましいためである。高張力引き取り装置としては、ニップロールやＳ字ロールなどを用いることができるが、いずれもロールと塗液含浸強化繊維ファブリックの間の摩擦力を高めることで、スリップを防止し、安定した走行を可能とすることができる。このためには、摩擦係数の高い材料をロール表面に配したり、ニップ圧力やＳ字ロールへの塗液含浸強化繊維ファブリックの押し付け圧を高くすることが好ましい。スリップを防止する観点からは、Ｓ字ロールの方がロール径や接触長などで容易に摩擦力を制御でき、好ましい。
本発明では、塗布部から塗液含浸強化繊維ファブリックを引き出すための高張力引き取り装置を塗布部より工程下流に配置することが好ましい。これは、塗布部で、強化繊維ファブリックと塗液の間で高い摩擦力、せん断応力が発生するため、それに打ち勝って塗液含浸強化繊維ファブリックを引き出すためには、工程下流で高い引き取り張力を発生させることが好ましいためである。高張力引き取り装置としては、ニップロールやＳ字ロールなどを用いることができるが、いずれもロールと塗液含浸強化繊維ファブリックの間の摩擦力を高めることで、スリップを防止し、安定した走行を可能とすることができる。このためには、摩擦係数の高い材料をロール表面に配したり、ニップ圧力やＳ字ロールへの塗液含浸強化繊維ファブリックの押し付け圧を高くすることが好ましい。スリップを防止する観点からは、Ｓ字ロールの方がロール径や接触長などで容易に摩擦力を制御でき、好ましい。
【0074】
＜離型シート供給装置、ワインダー＞
本発明を用いてのプリプレグやＦＲＰの製造においては適宜離型シート供給装置やワインダーを用いることができ、そのようなものとしては公知のものを使用することができるが、いずれも巻き出し、あるいは巻き取り張力を巻き出しあるいは巻き取り速度にフィードバックできる機構を備えていることがシートの安定走行の観点から好ましい。
本発明を用いてのプリプレグやＦＲＰの製造においては適宜離型シート供給装置やワインダーを用いることができ、そのようなものとしては公知のものを使用することができるが、いずれも巻き出し、あるいは巻き取り張力を巻き出しあるいは巻き取り速度にフィードバックできる機構を備えていることがシートの安定走行の観点から好ましい。
【0075】
＜追含浸＞
所望の含浸度に調整するために、本発明にさらに塗布後に別途、含浸装置を用いて更に含浸度を高める手段を組み合わせることも可能である。ここでは、塗布部での含浸と区別するために、塗布後に追加で含浸することを追含浸、そのための装置を追含浸装置と称することとする。追含浸装置として用いられる装置には特に制限は無く、目的に応じて公知のものから適宜選択することができる。例えば、特開２０１１－１３２３８９号公報やＷＯ２０１５／０６０２９９パンフレット記載のように、塗液含浸強化繊維ファブリックを、熱板で予熱し塗液含浸強化繊維ファブリック上の樹脂を十分軟化させた後、やはり加熱されたニップロールで加圧する装置を用いることで含浸を進めることができる。予熱のための熱板温度やニップロール表面温度、ニップロールの線圧、ニップロールの直径・数は所望の含浸度になるように適宜選択することができる。また、ＷＯ２０１０／１５００２２パンフレット記載のようなプリプレグシートがＳ字型に走行する“Ｓ－ラップロール”を用いることも可能である。本発明では“Ｓ－ラップロール”を単に“Ｓ字ロール”と称することとする。ＷＯ２０１０／１５００２２パンフレット図１ではプリプレグシートがＳ字型に走行する例が記載されているが、含浸が可能であれば、Ｕ字型や、Ｖ型またはΛ型のようにシートとロールの接触長を調整してもよい。また、含浸圧を高め含浸度を上げる場合には、対向するコンタクトロールを付加することも可能である。さらにＷＯ２０１５／０７６９８１パンフレット図４記載のように、“Ｓ－ラップロール”に対向してコンベヤーベルトを配することで含浸効率を向上させ、プリプレグの製造速度の高速化をはかることも可能である。また、ＷＯ２０１７／０６８１５９パンフレットや特開２０１６－２０３３９７号公報などに記載のように、含浸前にプリプレグに超音波を付与し、プリプレグを急速昇温することで、含浸効率を向上させることも可能である。また、特開２０１７－１５４３３０号公報記載のように、超音波発生装置で複数の“しごき刃”振動させる含浸装置を用いることも可能である。また、特開２０１３－２２８６８号公報記載のようにプリプレグを折り畳んで含浸することも可能である。
所望の含浸度に調整するために、本発明にさらに塗布後に別途、含浸装置を用いて更に含浸度を高める手段を組み合わせることも可能である。ここでは、塗布部での含浸と区別するために、塗布後に追加で含浸することを追含浸、そのための装置を追含浸装置と称することとする。追含浸装置として用いられる装置には特に制限は無く、目的に応じて公知のものから適宜選択することができる。例えば、特開２０１１－１３２３８９号公報やＷＯ２０１５／０６０２９９パンフレット記載のように、塗液含浸強化繊維ファブリックを、熱板で予熱し塗液含浸強化繊維ファブリック上の樹脂を十分軟化させた後、やはり加熱されたニップロールで加圧する装置を用いることで含浸を進めることができる。予熱のための熱板温度やニップロール表面温度、ニップロールの線圧、ニップロールの直径・数は所望の含浸度になるように適宜選択することができる。また、ＷＯ２０１０／１５００２２パンフレット記載のようなプリプレグシートがＳ字型に走行する“Ｓ－ラップロール”を用いることも可能である。本発明では“Ｓ－ラップロール”を単に“Ｓ字ロール”と称することとする。ＷＯ２０１０／１５００２２パンフレット図１ではプリプレグシートがＳ字型に走行する例が記載されているが、含浸が可能であれば、Ｕ字型や、Ｖ型またはΛ型のようにシートとロールの接触長を調整してもよい。また、含浸圧を高め含浸度を上げる場合には、対向するコンタクトロールを付加することも可能である。さらにＷＯ２０１５／０７６９８１パンフレット図４記載のように、“Ｓ－ラップロール”に対向してコンベヤーベルトを配することで含浸効率を向上させ、プリプレグの製造速度の高速化をはかることも可能である。また、ＷＯ２０１７／０６８１５９パンフレットや特開２０１６－２０３３９７号公報などに記載のように、含浸前にプリプレグに超音波を付与し、プリプレグを急速昇温することで、含浸効率を向上させることも可能である。また、特開２０１７－１５４３３０号公報記載のように、超音波発生装置で複数の“しごき刃”振動させる含浸装置を用いることも可能である。また、特開２０１３－２２８６８号公報記載のようにプリプレグを折り畳んで含浸することも可能である。
【0076】
＜簡易追含浸＞
上記では、従来の追含浸装置を適用する例を示したが、塗布部直下では未だ塗液含浸強化繊維ファブリックの温度が高い場合があり、そのような場合には塗布部を出て後、あまり時間が経っていない段階で追含浸操作を加えると、塗液含浸強化繊維ファブリックを再昇温するための熱板などの加熱装置を省略あるいは簡略化し、含浸装置を大幅に簡略化・小型化することも可能である。このように塗布部直下に位置させる含浸装置を簡易追含浸装置と称することとする。簡易追含浸装置としては加熱ニップロールや加熱Ｓ字ロールを用いることができるが、通常の含浸装置に比較し、ロール径や設定圧力、プリプレグとロールの接触長を減じることができ、装置を小型化できるだけでなく消費電力なども減じることができ、好ましい。
上記では、従来の追含浸装置を適用する例を示したが、塗布部直下では未だ塗液含浸強化繊維ファブリックの温度が高い場合があり、そのような場合には塗布部を出て後、あまり時間が経っていない段階で追含浸操作を加えると、塗液含浸強化繊維ファブリックを再昇温するための熱板などの加熱装置を省略あるいは簡略化し、含浸装置を大幅に簡略化・小型化することも可能である。このように塗布部直下に位置させる含浸装置を簡易追含浸装置と称することとする。簡易追含浸装置としては加熱ニップロールや加熱Ｓ字ロールを用いることができるが、通常の含浸装置に比較し、ロール径や設定圧力、プリプレグとロールの接触長を減じることができ、装置を小型化できるだけでなく消費電力なども減じることができ、好ましい。
【0077】
また、塗液含浸強化繊維ファブリックが簡易追含浸装置に入る前に、塗液含浸強化繊維ファブリックに離型シートを付与すると、プリプレグの走行性が向上し好ましい。図１５に簡易追含浸装置を組み込んだ塗液含浸強化繊維ファブリックの製造装置の一例を示している。
【0078】
＜塗液含浸強化繊維ファブリック＞
本発明の製造方法で得られる塗液含浸強化繊維ファブリックにおいて塗液の含浸度は１０％以上であることが望ましい。塗液の含浸度は、採取した塗液含浸強化繊維ファブリックを裂き、内部を目視することで含浸の有無を確認することができる。より定量的には、含浸度が低い場合は剥離法（目安として含浸率８０％未満）により評価し、含浸度が高い場合（目安として含浸率８０％以上）は塗液含浸強化繊維ファブリックの吸水率で評価することができる。剥離法は、採取したプリプレグを粘着テープで挟み、これを剥離し、マトリックス樹脂が付着した強化繊維とマトリックス樹脂が付着していない強化繊維を分離する。そして、投入した強化繊維シート全体の質量に対するマトリックス樹脂が付着した強化繊維の質量の比率を剥離法によるマトリックス樹脂の含浸率とする。吸水率は、特表２０１６－５１００７７号公報に記載の方法にならい評価する。
本発明の製造方法で得られる塗液含浸強化繊維ファブリックにおいて塗液の含浸度は１０％以上であることが望ましい。塗液の含浸度は、採取した塗液含浸強化繊維ファブリックを裂き、内部を目視することで含浸の有無を確認することができる。より定量的には、含浸度が低い場合は剥離法（目安として含浸率８０％未満）により評価し、含浸度が高い場合（目安として含浸率８０％以上）は塗液含浸強化繊維ファブリックの吸水率で評価することができる。剥離法は、採取したプリプレグを粘着テープで挟み、これを剥離し、マトリックス樹脂が付着した強化繊維とマトリックス樹脂が付着していない強化繊維を分離する。そして、投入した強化繊維シート全体の質量に対するマトリックス樹脂が付着した強化繊維の質量の比率を剥離法によるマトリックス樹脂の含浸率とする。吸水率は、特表２０１６－５１００７７号公報に記載の方法にならい評価する。
【0079】
＜プリプレグ幅＞
ＦＲＰの前駆体の一種であるプリプレグは本発明で得られる塗液含浸強化繊維ファブリックの一形態であるため、本発明をＦＲＰ用途に適用する場合として、塗液含浸強化繊維ファブリックをプリプレグと称して以下説明する。
ＦＲＰの前駆体の一種であるプリプレグは本発明で得られる塗液含浸強化繊維ファブリックの一形態であるため、本発明をＦＲＰ用途に適用する場合として、塗液含浸強化繊維ファブリックをプリプレグと称して以下説明する。
【0080】
プリプレグの幅には、特に制限は無く、幅が数十ｃｍ～２ｍ程度の広幅でも良いし、幅数ｍｍ～数十ｍｍのテープ状でも良く、用途に応じ幅を選択することができる。近年では、プリプレグの積層工程を効率化するため、細幅プリプレグやプリプレグテープを自動積層していくＡＴＬ（Automated Tape Laying）やＡＦＰ（Automated Fiber Placement）と呼ばれる装置が広く用いられるようになってきており、これに適合した幅とすることも好ましい。ＡＴＬでは幅が約７．５ｃｍ、約１５ｃｍ、約３０ｃｍ程度の細幅プリプレグが用いられることが多く、ＡＦＰでは約３ｍｍ～約２５ｍｍ程度のプリプレグテープが用いられることが多い。
【0081】
所望の幅のプリプレグを得る方法には特に制限は無く、幅１ｍ～２ｍ程度の広幅プリプレグを細幅にスリットする方法を用いることができる。また、スリット工程を簡略化あるいは省略するため、最初から所望の幅となるよう本発明で用いる塗布部の幅を調整することもできる。例えば、ＡＴＬ用に３０ｃｍ幅の細幅プリプレグを製造する場合には、塗布部出口の幅をそれに応じて調整すればよい。また、これを効率的に製造するためには、製品幅を３０ｃｍとして製造することが好ましく、係る製造装置を複数個並列させると、同一の走行装置・搬送装置、各種ロール、ワインダーを用いて複数ラインのプリプレグを製造することができる。図１７には一例として、塗布部を５つ並列方向に連結した例を示している。この時、５枚の強化繊維ファブリック４１６は、それぞれ独立した５つの強化繊維予熱装置４２０、塗布部４３０を通過し、５枚のプリプレグ４７１が得られるようにしても良いし、強化繊維予熱装置４２０、塗布部４３０は並列方向に一体化されていてもよい。この場合には、塗布部４３０中で幅規制機構、塗布部出口幅を独立に５つ備えればよい。
【0082】
＜スリット＞
プリプレグのスリット方法にも特に制限は無く、公知のスリット装置を用いることができる。プリプレグを一旦巻き取った後、改めてスリット装置に設置し、スリットを行っても良いし、効率化のため、プリプレグ一旦巻き取ることなくプリプレグ作製工程から連続してスリット工程を配置しても良い。また、スリット工程は１ｍ以上の広幅プリプレグを直接、所望の幅にスリットしても良いし、一旦、３０ｃｍ程度の細幅プリプレグにカット・小分けした後、これを改めて所望の幅にスリットしても良い。
プリプレグのスリット方法にも特に制限は無く、公知のスリット装置を用いることができる。プリプレグを一旦巻き取った後、改めてスリット装置に設置し、スリットを行っても良いし、効率化のため、プリプレグ一旦巻き取ることなくプリプレグ作製工程から連続してスリット工程を配置しても良い。また、スリット工程は１ｍ以上の広幅プリプレグを直接、所望の幅にスリットしても良いし、一旦、３０ｃｍ程度の細幅プリプレグにカット・小分けした後、これを改めて所望の幅にスリットしても良い。
【0083】
なお、上記の細幅プリプレグ、プリプレグテープを複数の塗布部を並列させた場合には、それぞれ独立に離型シートを供給しても良いし、１枚の広幅離型シートを供給し、これに複数枚のプリプレグを積層させても良い。このようにして得られるプリプレグの幅方向の端部を切り落とし、ＡＴＬやＡＦＰの装置に供給することができる。この場合には切り落とす端部の大部分が離型シートとなるため、スリットカッター刃に付着する塗液成分（ＣＦＲＰの場合には樹脂成分）を減じることができ、スリットカッター刃の清掃周期を延長できるというメリットもある。
【0084】
＜本発明の変形態様（バリエーション）および応用態様＞
本発明においては、塗布部を複数個用い、更なる製造工程の効率化や高機能化を図ることができる。
本発明においては、塗布部を複数個用い、更なる製造工程の効率化や高機能化を図ることができる。
【0085】
例えば、複数枚の塗液含浸強化繊維ファブリックを積層させるように複数の塗布部を配置することができる。図１６には一例として、２つの塗布部を用いての塗液含浸強化繊維ファブリックの積層を行う態様の例を示している。第１の塗布部４３１と第２の塗布部４３２から引き出された２枚の塗液含浸強化繊維ファブリック４７１は方向転換ロール４４５を経て、その下方の積層ロール４４７で離型シート４４６とともに積層される。塗液含浸強化繊維ファブリックと方向転換ロール間に離型シートを位置させると、塗液含浸強化繊維ファブリックがニップロールに貼りつくことを抑制し、走行を安定化することができ、好ましい。図１６では、２つの方向転換ロール４４５に離型シート４４６をサーキット走行させている装置を例示している。なお、方向転換ロールは、離型処理の施された方向転換ガイド等で代用することも可能である。図１６では高張力引き取り装置４４４は塗液含浸強化繊維ファブリック４７１の積層後に配置しているが、積層前に配置することももちろん可能である。
【0086】
このような積層型の塗液含浸強化繊維ファブリックとすることで、プリプレグ積層の効率化を図ることができ、例えば厚ものＦＲＰを作製する場合に有効である。また、薄ものプリプレグを多層積層することで、ＦＲＰの靱性や耐衝撃性が向上することが期待でき、本製造方法を適用することで、薄もの多層積層プリプレグを効率的に得ることができる。さらに、異なる種類のプリプレグを容易に積層することで、機能性を付加したヘテロ結合プリプレグを容易に得ることができる。この場合、強化繊維の種類や繊度、フィラメント数、力学物性、繊維表面特性などを変更することが可能である。また、塗液（プリプレグの場合は樹脂）も異なるものを用いることが可能である。例えば、厚みの異なるプリプレグや力学物性が異なるものを積層したヘテロ結合プリプレグとすることができる。また、第１の塗布部で力学物性の優れる樹脂を付与し、第２の塗布部でタック性に優れる樹脂を付与し、これらを積層することで力学物性とタック性を両立できるプリプレグを容易に得ることができる。また、逆に表面にタック性の無い樹脂を配置することも可能である。また、第１の塗布部で粒子なしの樹脂を付与し、第２の塗布部で粒子含有樹脂を付与することで、表面に粒子を有するプリプレグを容易に得ることもできる。
【0087】
別の様態としては、図１７で例示し前記したように、塗布部を強化繊維ファブリックの走行方向に対し、複数個並列させる、すなわち複数個の塗布部を強化繊維ファブリックの幅方向に並列させることができる。これにより、細幅やテープ状の塗液含浸強化繊維ファブリックの製造を効率化することができる。また、塗布部毎に、強化繊維や塗液を変更すると幅方向に性質の異なる塗液含浸強化繊維ファブリックを得ることもできる。
【0088】
また、別の様態としては、強化繊維ファブリックの走行方向に対して塗布部を直列に複数個配置させることができる。図１８には一例として、２つの塗布部を直列に配置させた例を示している。第１の塗布部４３１と第２の塗布部４３２の間には高張力引き取り装置４４８を配置させると強化繊維ファブリック４１６の走行を安定化させる観点から好ましいが、塗布条件、工程下流の引き取り条件によっては省略することも可能である。また、塗布部から引き出した塗液含浸強化繊維ファブリックと高張力引き取り装置間に離型シートを位置させると、塗液含浸強化繊維ファブリックがニップロールに貼りつくことを抑制し、走行を安定化することができ、好ましい。図１８では、高張力引き取り装置４４８をニップロールとし、また、２つのロールに離型シート４４６をサーキット走行させている装置を例示している。
【0089】
このような直列型の配置とすることで、塗液含浸強化繊維ファブリックの厚み方向に塗液種類を変えることができる。また、同じ種類の塗液であっても、塗布部によって塗布条件を変えることで、走行安定性や高速走行性などを向上することもできる。例えば、第１の塗布部で力学物性の優れる樹脂を付与し、第２の塗布部でタック性に優れる樹脂を付与し、これらを積層することで力学物性とタック性を両立できるプリプレグを容易に得ることができる。また、逆に表面にタック性の無い樹脂を配置することも可能である。また、第１の塗布部で粒子なしの樹脂を付与し、第２の塗布部で粒子含有樹脂を付与することで、表面に粒子を有するプリプレグを容易に得ることもできる。
【0090】
以上のように、複数の塗布部を配置させる様態をいくつか示したが、塗布部の数に特に制限は無く、目的に応じ種々、適用することができる。また、これらの配置を複合させることももちろん可能である。更に、塗布部の各種サイズ・形状や塗布条件（温度など）も混合して用いることもできる。
【0091】
以上述べてきたように、本発明の製造方法は製造効率化・安定化のみならず、製品の高性能化・機能化も可能であり、拡張性にも優れた製造方法である。
【0092】
＜塗液供給機構＞
本発明において塗布部内に塗液は貯留されているが、塗工が進行するので塗液を適宜補給することが好ましい。塗液を塗布部に供給する機構には特に制限は無く、公知の装置を使用することができる。塗液は連続的に塗布部に供給することが、塗布部の上部液面を乱さず、強化繊維ファブリックの走行を安定化でき、好ましい。例えば、塗液を貯留する槽から自重を駆動力として供給したり、ポンプなどを用いて連続的に供給することができる。ポンプとしては、ギヤポンプやチューブポンプ、圧力ポンプなど塗液の性質に応じ適宜使用することができる。また、塗液が室温で固体の場合には、貯留層上部にメルターを備えておくことが好ましい。また、連続押し出し機などを用いることもできる。また、塗液供給量は塗液の塗布部上部の液面がなるべく一定となるよう、塗布量に応じ連続供給できる機構を備えることが好ましい。このためには、例えば液面高さや塗布部質量などをモニタリングし、それを供給装置にフィードバックするような機構が考えられる。
本発明において塗布部内に塗液は貯留されているが、塗工が進行するので塗液を適宜補給することが好ましい。塗液を塗布部に供給する機構には特に制限は無く、公知の装置を使用することができる。塗液は連続的に塗布部に供給することが、塗布部の上部液面を乱さず、強化繊維ファブリックの走行を安定化でき、好ましい。例えば、塗液を貯留する槽から自重を駆動力として供給したり、ポンプなどを用いて連続的に供給することができる。ポンプとしては、ギヤポンプやチューブポンプ、圧力ポンプなど塗液の性質に応じ適宜使用することができる。また、塗液が室温で固体の場合には、貯留層上部にメルターを備えておくことが好ましい。また、連続押し出し機などを用いることもできる。また、塗液供給量は塗液の塗布部上部の液面がなるべく一定となるよう、塗布量に応じ連続供給できる機構を備えることが好ましい。このためには、例えば液面高さや塗布部質量などをモニタリングし、それを供給装置にフィードバックするような機構が考えられる。
【0093】
＜オンラインモニタリング＞
また、塗布量のモニタリングのために、塗布量をオンラインモニタリングできる機構を備えることが好ましい。オンラインモニタリング方法についても特に制限は無く、公知のものを使用可能である。例えば、厚みを計測する装置として、例えばベータ線計などを用いることができる。この場合は、強化繊維ファブリック厚みと塗液含浸強化繊維ファブリックの厚みを計測し、その差分を解析することで塗布量を見積もることが可能である。オンラインモニタリングされた塗布量は、直ぐに塗布部にフィードバックされ、塗布部の温度や狭窄部２３の隙間Ｄ（図２参照）の調整に利用することができる。塗布量モニタリングは、もちろん欠点モニタリングとしても使用可能である。厚み計測位置としては、例えば図１２で言えば、方向転換ロール４１９近傍で強化繊維ファブリック４１６の厚みを計測し、塗布部４３０から方向転換ロール４４１の間で塗液含浸強化繊維ファブリックの厚みを計測することができる。また、赤外線、近赤外線、カメラ（画像解析）などを用いたオンライン欠点モニタリングを行うことも好ましい。
また、塗布量のモニタリングのために、塗布量をオンラインモニタリングできる機構を備えることが好ましい。オンラインモニタリング方法についても特に制限は無く、公知のものを使用可能である。例えば、厚みを計測する装置として、例えばベータ線計などを用いることができる。この場合は、強化繊維ファブリック厚みと塗液含浸強化繊維ファブリックの厚みを計測し、その差分を解析することで塗布量を見積もることが可能である。オンラインモニタリングされた塗布量は、直ぐに塗布部にフィードバックされ、塗布部の温度や狭窄部２３の隙間Ｄ（図２参照）の調整に利用することができる。塗布量モニタリングは、もちろん欠点モニタリングとしても使用可能である。厚み計測位置としては、例えば図１２で言えば、方向転換ロール４１９近傍で強化繊維ファブリック４１６の厚みを計測し、塗布部４３０から方向転換ロール４４１の間で塗液含浸強化繊維ファブリックの厚みを計測することができる。また、赤外線、近赤外線、カメラ（画像解析）などを用いたオンライン欠点モニタリングを行うことも好ましい。
【0094】
本発明で用いる塗工装置は、強化繊維ファブリックを実質的に鉛直方向下向きに走行させる走行機構と、塗布機構を有し、前記塗布機構はその内部に塗液を貯留可能であり、さらに互いに連通された液溜り部と狭窄部を備えており、前記液溜り部は、強化繊維ファブリックの走行方向に沿って断面積が連続的に減少する部分を有し、前記狭窄部は、スリット状の断面を有し、かつ液溜り部上面よりも小さい断面積を有するものである。
【0095】
以下では、塗液含浸強化繊維ファブリックの一態様であるプリプレグの例に、当該塗工装置を用いたプリプレグの製造例を具体的に挙げて本発明をより詳細に説明する。なお、以下は例示であり、本発明は以下に説明される態様に限定して解釈されるものではない。
【0096】
図１２は本発明を用いたプリプレグの製造工程・装置の例の概略図である。強化繊維ファブリックロール４１２はクリール４１１に掛けられ、ニップロール４１３により強化繊維ファブリック４１６は引き出され、上方に導かれる。この時、クリールに付与されたブレーキ機構により一定張力で強化繊維ファブリック４１６を引き出すことができる。なお、図１２では強化繊維ファブリックロール４１２は１本しか描画されていないが、実際には、複数個とすることができる。その後、平滑化装置４１８を経て、方向転換ロール４１９を経て、鉛直下向きに搬送される。なお、平滑化装置４１８は、目的に応じ、適宜スキップすることもできるし、装置を配置しないこともできる。強化繊維ファブリック４１６は方向転換ロール４１９から鉛直下向きに走行し、強化繊維予熱装置４２０、塗布部４３０を経て方向転換ロール４４１に到達する。塗布部４３０は本発明の目的を達成する範囲で任意の塗布部形状を採用することができる。例えば、図２、図６～図９のような形状が挙げられる。また、必要に応じ図５のようにブッシュを備えることもできる。さらに、図１１のように、塗布部内にバーを備えることもできる。図１２では、離型シート（上）供給装置４４２から巻き出された離型シート４４６を方向転換ロール４４１上で塗液含浸強化繊維ファブリック、この場合はプリプレグ４７１に積層し、シート状一体物とすることができる。さらに、離型シート（下）供給装置４４３から巻き出された離型シート４４６を前記シート状一体物の下面に挿入することができる。ここでは、離型シートは離型紙や離型フィルムなどを用いることができる。これを高張力引取り装置４４４で引き取ることができる。図１２では高張力引き取り装置４４４としてニップロールを描画している。その後、シート状一体物は熱板４５１と加熱ニップロール４５２を備えた追含浸装置４５０を経て、冷却装置４６１で冷却された後、引き取り装置４６２で引き取られ、上側の離型シート４４６を剥がした後、ワインダー４６４で巻き取り、製品となるプリプレグ／離型シートからなるシート状一体物４７２を得ることができる。方向転換ロール４４１からワインダー４６４までシート状一体物は基本直線状に搬送されるため、皺の発生を抑制することができる。なお、図１２では、塗液供給装置、オンラインモニタリング装置の描画は省略してある。
【0097】
図１３は本発明を用いたプリプレグの製造工程・装置の別の例の概略図である。図１３では、クリール４１１から強化繊維ファブリック４１６を引き出し、そのまま平滑化装置４１８まで直線状に搬送され、その後、強化繊維ファブリック４１６を上方に導く点が図１２とは異なる。このような構成とすることで、上方に装置を設置することが不要となり、足場などの設置を大幅に簡略化することができる。
【0098】
【0099】
図１５は本発明を用いたプリプレグの製造工程・装置の別の例の概略図である。図１２で示した通常の追含浸装置の代わりに、簡易追含浸装置を用いた例を示している。図１５においては、簡易追含浸装置４５３は塗布部４３０の直下に設置されているため、塗液含浸強化繊維ファブリック４７１が高温状態で簡易追含浸装置４５３に導かれるため、含浸装置を簡略化・小型化できる。図１５では、一例として加熱ニップロール４５４を描画しているが、目的によっては、もちろん小型の加熱Ｓ字ロールでも良い。簡易追含浸装置を用いるとプリプレグ製造装置全体を非常にコンパクトにすることができることもメリットである。
【0100】
図１９は本発明を用いたプリプレグの製造工程・装置の別の例の概略図である。図１９では、高張力引き取り装置として高張力引取りＳ字ロール４４９、追含浸装置として“Ｓ－ラップロール”型の加熱Ｓ字ロール４５５を２ロール－２セット（合計４個）用いた例を描画しているが、ロール数は目的に応じ、もちろん増減できる。また、図１９では含浸効果を高めるためのコンタクトロール４５６も描画しているが、目的により省略することももちろん可能である。
【0101】
図２０は本発明を用いたプリプレグの製造工程・装置の別の例の概略図である。この例では“Ｓ－ラップロール”型の加熱Ｓ字ロールを高張力引き取り装置と兼用する例を示している。プリプレグ製造装置全体を非常にコンパクトにすることができるメリットがある。
【0102】
本発明は、航空・宇宙用材料、自動車材料、産業用材料、圧力容器、建築材料、筐体、医療用途、スポーツ用途など様々な分野において、軽量性と高い力学特性を両立しうる優れた材料を提供することができるが、ＦＲＰ中間基材表面やＦＲＰ表面に機能性を持たせるための表面材（Surfacing material）を製造するために活用することもできる。
【0103】
従来知られた表面材としては、以下のものを例示することができる。国際公開ＷＯ２００７／１２７０３２パンフレットには、耐紫外線性および耐摩耗特性を有する表面材が開示されている。これは脂環式エポキシ樹脂、熱硬化樹脂、硬化剤および／または硬化触媒、充填剤、顔料、流動調節剤を含むマトリックス樹脂フィルムと担体（ポリエステルマット）とをラミネートして一体化させたものである。また、国際公開ＷＯ２０１１／０７５３４４パンフレット、国際公開ＷＯ２０１３／０８６０６３パンフレット、国際公開ＷＯ２０１４／０８８８６６パンフレット、国際公開ＷＯ２０１７／０９５８１０パンフレットには耐紫外線性を持った層と導電層（導電能を持たせるため金属箔、金属ファブリックなどを利用する）を有した表面材が開示されている。さらに、国際公開ＷＯ２０１０／０９３５９８パンフレット、国際公開ＷＯ２０１３/０８６０６３パンフレットには導電能を持たせるためにて銀フレークや銀ナノワイヤー、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、導電性カーボンブラック、銀皮膜ガラスバルーンなどを含んだ層を設けた例が開示されている。また、国際公開ＷＯ２０１７／１１２７６６パンフレットには更に金型（モールド）からの離型性を向上させるために離型シートがラミネートされた表面材が開示されている。
【0104】
上記従来技術では、いずれも担体（有機ポリマー繊維からなる織物や不織布、ガラス繊維からなる織物や不織布など）と機能性を持たせたマトリックス樹脂フィルムと導電層（金属箔、金属ファブリックなど）とをラミネートして一体化させているため製造プロセスが煩雑であったが、本技術を用いると表面材の製造を効率化することができる。
【0105】
例えば図１において、強化繊維ファブリック１ａとして担体（有機ポリマー繊維からなる織物や不織布、ガラス繊維からなる織物や不織布など）、塗液２に含まれる樹脂として国際公開ＷＯ２００７／１２７０３２パンフレットや国際公開ＷＯ２０１０／０９３５９８パンフレットや国際公開ＷＯ２０１３／０８６０６３パンフレットの記載を参考にした樹脂を用いると、極めて簡便に塗液含浸強化繊維１ｂとして表面材を製造することができる。このとき、離型シート３は必要に応じて用いればよいし、導電化処理された離型シートを用いることもできる。
【0106】
また、導電性表面材を製造するには、例えば図２１において、強化繊維ファブリック４１６として上記パンフレット記載の担体（有機ポリマー繊維からなる織物や不織布、ガラス繊維からなる織物や不織布など）を用い、離型シート（下）供給装置４４３に上記パンフレット記載の導電層（金属箔、金属ファブリックなど）を配置することで、導電性表面材を得ることができる。また、図１６のように担体と導電層を別の塗布部４３１、４３２に導き、マトリクス樹脂を付与した後、それを工程下流で積層することも可能である。また、ひとつの塗布部に、強化繊維ファブリックと導電層として金属箔や導電処理された離型シートとを導き、マトリックス樹脂を付与して、一体的に導電性表面材を得ることも可能である。
【0107】
【0108】
以下に、より具体的な例を記載する。
【0109】
表面材の担体となる強化繊維ファブリックとしては、表面材をなるべく薄くする観点から、目付けが５～５０ｇ／ｍ２であることが好ましく、より好ましくは１０～３０ｇ／ｍ２である。
【0110】
マトリックス樹脂としては、耐紫外線性や耐摩耗性の観点から、国際公開ＷＯ２００７／１２７０３２パンフレットに記載されたような脂環式エポキシ樹脂を用いることができ、また、塗液の粘度の調整の目的で適宜でその予備重合物を用いることができる。また、マトリックス樹脂にチキソトロピー性を与えるためシリカや各種セラミックス微粒子などを塗液に含有せしめることができる。さらに、各種顔料を用いることは意匠性を高める上で好ましい。
【0111】
マトリックス樹脂にあっては、更に含浸性を付加する観点から、国際公開ＷＯ２０１３／０８６０６３パンフレットに記載されたような樹脂、また更に、導電性を付加・向上させる観点から国際公開ＷＯ２０１０／０９３５９８パンフレットや国際公開ＷＯ２０１３/０８６０６３パンフレットに記載されたような樹脂を用いることができる。また、国際公開ＷＯ２０１１／０７５３４４パンフレット、国際公開ＷＯ２０１４／０８８８６６パンフレット、国際公開ＷＯ２０１７／０９５８１０パンフレットに記載されたような樹脂を用いることもできる。
【0112】
上記したように、本発明を利用することで表面材を得ることができるが、本発明の適用範囲は上記の例には限定されず、目的に応じ、担体、マトリックス樹脂、導電層、離型シートなどを設計、選択することができる。
【実施例】
【0113】
＜強化繊維ファブリック＞
・炭素繊維織物１（東レ製“トレカ（登録商標）”クロス Ｃ６３４３Ｂ）
炭素繊維：“トレカ（登録商標）”Ｔ３００Ｂ（３Ｋ））
織組織：平織
経密度：１２．５本／２５ｍｍ、緯密度：１２．５本／２５ｍｍ
目付け：１９８ｇ／ｍ２、厚み：０．２３ｍｍ
・炭素繊維織物２（東レ製“トレカ（登録商標）”クロス ＣＫ６２７３Ｃ）
炭素繊維：“トレカ（登録商標）”Ｔ７００Ｓ（１２Ｋ）
織組織：平織
経密度：３本／２５ｍｍ、緯密度：３本／２５ｍｍ
目付け：１９２ｇ／ｍ２、厚み：０．２１ｍｍ。
・炭素繊維織物１（東レ製“トレカ（登録商標）”クロス Ｃ６３４３Ｂ）
炭素繊維：“トレカ（登録商標）”Ｔ３００Ｂ（３Ｋ））
織組織：平織
経密度：１２．５本／２５ｍｍ、緯密度：１２．５本／２５ｍｍ
目付け：１９８ｇ／ｍ２、厚み：０．２３ｍｍ
・炭素繊維織物２（東レ製“トレカ（登録商標）”クロス ＣＫ６２７３Ｃ）
炭素繊維：“トレカ（登録商標）”Ｔ７００Ｓ（１２Ｋ）
織組織：平織
経密度：３本／２５ｍｍ、緯密度：３本／２５ｍｍ
目付け：１９２ｇ／ｍ２、厚み：０．２１ｍｍ。
【0114】
＜塗液＞
・熱硬化性エポキシ樹脂組成物１（塗液Ａ）：
エポキシ樹脂（芳香族アミン型エポキシ樹脂＋ビスフェノール型エポキシ樹脂の混合物）、硬化剤（ジアミノジフェニルスルホン）、ポリエーテルスルホンの混合物であり、ポリマー粒子は含有していない。この熱硬化性エポキシ樹脂１の粘度をＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＡＲＥＳ－Ｇ２を用いて、測定周波数０．５Ｈｚ、昇温速度１．５℃／分で測定したところ、７５℃で５０Ｐａ・ｓ、９０℃で１５Ｐａ・ｓ、１０５℃で４Ｐａ・ｓであった。
・熱硬化性エポキシ樹脂組成物１（塗液Ａ）：
エポキシ樹脂（芳香族アミン型エポキシ樹脂＋ビスフェノール型エポキシ樹脂の混合物）、硬化剤（ジアミノジフェニルスルホン）、ポリエーテルスルホンの混合物であり、ポリマー粒子は含有していない。この熱硬化性エポキシ樹脂１の粘度をＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＡＲＥＳ－Ｇ２を用いて、測定周波数０．５Ｈｚ、昇温速度１．５℃／分で測定したところ、７５℃で５０Ｐａ・ｓ、９０℃で１５Ｐａ・ｓ、１０５℃で４Ｐａ・ｓであった。
【0115】
・熱硬化性エポキシ樹脂組成物２（塗液Ｂ）：
エポキシ樹脂（芳香族アミン型エポキシ樹脂＋ビスフェノール型エポキシ樹脂の混合物）、硬化剤（ジアミノジフェニルスルホン）、ポリエーテルスルホンの混合物に、ポリマー粒子として、特開２０１１－１６２６１９号公報の実施例に記載の「粒子３」（Ｔｇ＝１５０℃）を樹脂組成物全体の質量を１００質量％としたとき１３質量％となるよう添加したものを用いた。
エポキシ樹脂（芳香族アミン型エポキシ樹脂＋ビスフェノール型エポキシ樹脂の混合物）、硬化剤（ジアミノジフェニルスルホン）、ポリエーテルスルホンの混合物に、ポリマー粒子として、特開２０１１－１６２６１９号公報の実施例に記載の「粒子３」（Ｔｇ＝１５０℃）を樹脂組成物全体の質量を１００質量％としたとき１３質量％となるよう添加したものを用いた。
【0116】
この熱硬化性エポキシ樹脂２の粘度をＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＡＲＥＳ－Ｇ２を用いて、測定周波数０．５Ｈｚ、昇温速度１．５℃／分で測定したところ、７５℃で１１８Ｐａ・ｓ、９０℃で３２Ｐａ・ｓ、１０５℃で１０Ｐａ・ｓであった。
【0117】
＜プリプレグ製造装置＞図２１記載の装置（なお、樹脂供給部は描画を省略している）。
【0118】
＜塗布部＞図７の形態の塗布部２０ｃタイプ（液溜り部２２は２段テーパー状）
塗布部２０ｃは、液溜り部２２および狭窄部２３を形成する壁面部材２１ｅ、２１ｆにはステンレス製のブロックを用い、また側板部材２４ａ、２４ｂにはステンレス製のプレートを用いた。さらに塗液を加温するため、壁面部材２１ｅ、２１ｆおよび側板部材２４ａ、２４ｂの外周にプレートヒーターを貼り付け、熱電対で温度計測を行いながら、塗液の温度および粘度を調整した。また強化繊維ファブリック４１６の走行方向は鉛直方向下向き、液溜り部２２は２段テーパー状であるが、上部テーパー開き角度１７°、下部テーパー開き角度は７°としたテーパー高さ（すなわちＨ）は特に断らない限り５０ｍｍとした。また、幅規制機構として、図５記載のような塗布部内部形状に合わせた板状ブッシュ２７を備えており、さらにこの板状ブッシュの設置位置自在に変更し、Ｌ２を適宜調整できるようにした。狭窄部２３の幅Ｙは、Ｌ２を３００ｍｍとした場合、３００ｍｍとなるようにした。狭窄部２３の隙間Ｄは特に断らない限り、０．３ｍｍとした。この場合、出口スリットのアスペクト比は１５００となる。また、狭窄部出口から塗液が漏れないように、狭窄部出口下面においてブッシュより外側は塞いで使用した。
塗布部２０ｃは、液溜り部２２および狭窄部２３を形成する壁面部材２１ｅ、２１ｆにはステンレス製のブロックを用い、また側板部材２４ａ、２４ｂにはステンレス製のプレートを用いた。さらに塗液を加温するため、壁面部材２１ｅ、２１ｆおよび側板部材２４ａ、２４ｂの外周にプレートヒーターを貼り付け、熱電対で温度計測を行いながら、塗液の温度および粘度を調整した。また強化繊維ファブリック４１６の走行方向は鉛直方向下向き、液溜り部２２は２段テーパー状であるが、上部テーパー開き角度１７°、下部テーパー開き角度は７°としたテーパー高さ（すなわちＨ）は特に断らない限り５０ｍｍとした。また、幅規制機構として、図５記載のような塗布部内部形状に合わせた板状ブッシュ２７を備えており、さらにこの板状ブッシュの設置位置自在に変更し、Ｌ２を適宜調整できるようにした。狭窄部２３の幅Ｙは、Ｌ２を３００ｍｍとした場合、３００ｍｍとなるようにした。狭窄部２３の隙間Ｄは特に断らない限り、０．３ｍｍとした。この場合、出口スリットのアスペクト比は１５００となる。また、狭窄部出口から塗液が漏れないように、狭窄部出口下面においてブッシュより外側は塞いで使用した。
【0119】
プリプレグの作製は、ニップロール４１３で強化繊維ファブリック４１６を引き出し、一旦上方に導いた。その後、強化繊維ファブリック４１６は方向転換ロール４１９を経て、鉛直下向きに搬送され、強化繊維予熱装置４２０で塗布部温度以上に加熱され、塗布部４３０に導かれ、塗液が塗布された。その後、塗布部４３０から塗液含浸強化繊維ファブリック（プリプレグ）４７１が引き出され、方向転換ロール４４１上で上側離型シート４４６（この場合は離型紙）と積層され、高張力引取りＳ字ロール４４９で引き取られた。そして、高張力引取りＳ字ロール４４９の上部ロールに下側離型シート４４６（この場合は離型紙）が供給され、プリプレグを離型紙で挟んだシート状一体物が形成された。さらに、これが熱板４５１と加熱ニップロール４５２を備えた追含浸装置４５０に導かれ、場合により追含浸を行った。その後、冷却装置４６１を経て、上側離型紙を剥がし、シート状一体物４７２が巻き取られた。
【0120】
［実施例１］
塗液として塗液Ａを用い、幅規制機構として２つの板状ブッシュを用い、それらの下端間の距離Ｌ２を３００ｍｍとし、強化繊維ファブリックとして３００ｍｍ幅にカットした炭素繊維織物１を用い、３００ｍｍ幅のプリプレグを作製した。ただし、この実施例１では追含浸装置４５０の熱板４５１、加熱ニップロール４５４は使用せず、追含浸は行わなかった。なお、液溜り部の塗液温度は９０℃（１５Ｐａ・ｓ相当）とした。また、強化繊維ファブリック、プリプレグの走行速度は１０ｍ／分とした。この時の各種安定走行評価項目、含浸度を表１に示す。強化繊維ファブリックの塗液付与部での走行安定性（連続生産性）を評価するため、３０分間連続走行させ、毛羽詰まり・糸切れが無いものを「Ｇｏｏｄ」、毛羽が詰まり糸切れしたものを「Ｂａｄ」とした。また、得られた塗液含浸強化繊維ファブリックの塗液の付与状態（塗液の付与性）を評価するため、塗液含浸強化繊維ファブリックの表面を目視確認し、表面が塗液で濡れているものを「Ｇｏｏｄ」、濡れていないものを「Ｂａｄ」とした。さらに、強化繊維ファブリックへの塗液の含浸性を調べるため、塗布装置直下で塗液含浸強化繊維ファブリックを素早く取得し、塗液の含浸性（含浸性）を目視確認した。塗液含浸強化繊維ファブリック内部の繊維まで塗液で濡れているものを含浸性良好「Ｇｏｏｄ」、塗液含浸強化繊維ファブリック表面付近の繊維しか塗液で濡れていないものを含浸性不良「Ｂａｄ」とした。
塗液として塗液Ａを用い、幅規制機構として２つの板状ブッシュを用い、それらの下端間の距離Ｌ２を３００ｍｍとし、強化繊維ファブリックとして３００ｍｍ幅にカットした炭素繊維織物１を用い、３００ｍｍ幅のプリプレグを作製した。ただし、この実施例１では追含浸装置４５０の熱板４５１、加熱ニップロール４５４は使用せず、追含浸は行わなかった。なお、液溜り部の塗液温度は９０℃（１５Ｐａ・ｓ相当）とした。また、強化繊維ファブリック、プリプレグの走行速度は１０ｍ／分とした。この時の各種安定走行評価項目、含浸度を表１に示す。強化繊維ファブリックの塗液付与部での走行安定性（連続生産性）を評価するため、３０分間連続走行させ、毛羽詰まり・糸切れが無いものを「Ｇｏｏｄ」、毛羽が詰まり糸切れしたものを「Ｂａｄ」とした。また、得られた塗液含浸強化繊維ファブリックの塗液の付与状態（塗液の付与性）を評価するため、塗液含浸強化繊維ファブリックの表面を目視確認し、表面が塗液で濡れているものを「Ｇｏｏｄ」、濡れていないものを「Ｂａｄ」とした。さらに、強化繊維ファブリックへの塗液の含浸性を調べるため、塗布装置直下で塗液含浸強化繊維ファブリックを素早く取得し、塗液の含浸性（含浸性）を目視確認した。塗液含浸強化繊維ファブリック内部の繊維まで塗液で濡れているものを含浸性良好「Ｇｏｏｄ」、塗液含浸強化繊維ファブリック表面付近の繊維しか塗液で濡れていないものを含浸性不良「Ｂａｄ」とした。
【0121】
さらに、毛羽詰まりの兆候を評価するため、３０分間および６０分間の連続走行後に塗布部を分解して壁面部材２１の接液面を目視で観察し、毛羽の有無を調べた。連続走行後に狭窄部２３の付近に毛羽が付着しているものを毛羽防止性「Ｐｏｏｒ」、連続走行後に狭窄部２３から遠い部分（液溜り部２２の上部付近）に毛羽が付着しているものを毛羽防止性「Ｆａｉｒ」、連続走行後に壁面部材２１の接液面に毛羽が付着していないものを毛羽防止性「Ｇｏｏｄ」として、毛羽防止性を評価した。
【0122】
また、プリプレグの幅方向の目付け均一性を以下のように評価した。実施例１で得た幅３００ｍｍのプリプレグを幅方向に１００ｍｍ四方で右端部、中央、左端部で切り出し、プリプレグの質量、炭素繊維の質量をそれぞれ３個の実験サンプル（ｎ＝３）で測定した。炭素繊維の質量はプリプレグから樹脂を溶剤で溶出した残渣として測定した。これから、各サンプリング位置での平均値をそれぞれ算出し、各サンプリング位置での平均値同士を比較したしたところ、炭素繊維、樹脂ともプラスマイナス２質量％の範囲に収まっており、優れた目付け均一性であった。
【0123】
【表1】
【0124】
［実施例２］
塗布部のテーパー高さを１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして塗布を行ったところ、優れた走行安定性を示した。
塗布部のテーパー高さを１０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして塗布を行ったところ、優れた走行安定性を示した。
【0125】
［比較例１］
塗布部のテーパー高さを５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして塗布を行ったが、走行開始数分で強化繊維ファブリックが塗布部に詰まり、走行不能となった。その後、塗布部２０を分解したところ、狭窄部２３に毛羽が詰まっていた。
塗布部のテーパー高さを５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして塗布を行ったが、走行開始数分で強化繊維ファブリックが塗布部に詰まり、走行不能となった。その後、塗布部２０を分解したところ、狭窄部２３に毛羽が詰まっていた。
【0126】
［比較例２］
塗布部として、図１０に示す本発明とは異なり液溜り部の連続的な断面減少部を有さないものを用い、実施例１と同様に塗布を行ったが、すぐに強化繊維ファブリックが塗布部に詰まり、走行不能となった。その後、塗布部３０を分解したところ、狭窄部２３に毛羽が詰まっていた。
塗布部として、図１０に示す本発明とは異なり液溜り部の連続的な断面減少部を有さないものを用い、実施例１と同様に塗布を行ったが、すぐに強化繊維ファブリックが塗布部に詰まり、走行不能となった。その後、塗布部３０を分解したところ、狭窄部２３に毛羽が詰まっていた。
【0127】
［実施例３，４］
幅規制機構の下端間距離Ｌ２を変更し、「Ｌ２－Ｗ」を１０ｍｍ（実施例３）、２０ｍｍ（実施例４）とした以外は、実施例１と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。「Ｌ２－Ｗ」が０ｍｍの実施例１では得られた塗液含浸強化繊維ファブリック端部の変形、折れは見られず、良好な形態であった（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）が、「Ｌ２－Ｗ」が１０ｍｍの実施例３では問題となるほどではないが端部の折れ・変形が若干みられた（Ｇｏｏｄ）。「Ｌ２－Ｗ」が２０ｍｍの実施例４では問題となるほどではないが端部の折れが見られ（Ｆａｉｒ）、端部の変形も若干見られた（Ｇｏｏｄ）。
幅規制機構の下端間距離Ｌ２を変更し、「Ｌ２－Ｗ」を１０ｍｍ（実施例３）、２０ｍｍ（実施例４）とした以外は、実施例１と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。「Ｌ２－Ｗ」が０ｍｍの実施例１では得られた塗液含浸強化繊維ファブリック端部の変形、折れは見られず、良好な形態であった（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）が、「Ｌ２－Ｗ」が１０ｍｍの実施例３では問題となるほどではないが端部の折れ・変形が若干みられた（Ｇｏｏｄ）。「Ｌ２－Ｗ」が２０ｍｍの実施例４では問題となるほどではないが端部の折れが見られ（Ｆａｉｒ）、端部の変形も若干見られた（Ｇｏｏｄ）。
【0128】
【表2】
【0129】
［実施例５］
塗液として塗液Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。この時、走行安定性は「Ｇｏｏｄ」であったが、６０分間連続走行後の毛羽防止性は「Ｆａｉｒ」であった。
塗液として塗液Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。この時、走行安定性は「Ｇｏｏｄ」であったが、６０分間連続走行後の毛羽防止性は「Ｆａｉｒ」であった。
【0130】
［実施例６］
塗液温度を１０５℃とした以外は、実施例５と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。この時、走行安定性は「Ｇｏｏｄ」であり、６０分間連続走行後の毛羽防止性も「Ｇｏｏｄ」であった。
塗液温度を１０５℃とした以外は、実施例５と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。この時、走行安定性は「Ｇｏｏｄ」であり、６０分間連続走行後の毛羽防止性も「Ｇｏｏｄ」であった。
【0131】
［実施例７］
強化繊維ファブリックを炭素繊維織物２とした以外は、実施例１と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。この時、走行安定性は「Ｇｏｏｄ」であり、６０分間連続走行後の毛羽防止性も「Ｇｏｏｄ」であった。
強化繊維ファブリックを炭素繊維織物２とした以外は、実施例１と同様にして塗液含浸強化繊維ファブリックの作製を行った。この時、走行安定性は「Ｇｏｏｄ」であり、６０分間連続走行後の毛羽防止性も「Ｇｏｏｄ」であった。
【0132】
［実施例８］
熱板４５１と加熱ニップロール４５２を備えた追含浸装置４５０を稼働させて用いた以外は、実施例７と同様にして強化繊維ファブリックに塗液Ａの含浸を行い、引き続いてそれを追含浸機装置４５０に導き、特開２０１１－１３２３８９号公報の記載を参考にしてインラインで追含浸を行った。得られたプリプレグの毛細管現象による吸水率を調べたところ、４％以下とプリプレグとして十分な含浸度であった。なお、吸水率の測定は、特表２０１６－５１００７７号公報に記載の方法にならい、プリプレグを１０ｃｍ×１０ｃｍにカットし、その１辺を５ｍｍ、水に５分間浸漬した時の質量変化から計算した。
熱板４５１と加熱ニップロール４５２を備えた追含浸装置４５０を稼働させて用いた以外は、実施例７と同様にして強化繊維ファブリックに塗液Ａの含浸を行い、引き続いてそれを追含浸機装置４５０に導き、特開２０１１－１３２３８９号公報の記載を参考にしてインラインで追含浸を行った。得られたプリプレグの毛細管現象による吸水率を調べたところ、４％以下とプリプレグとして十分な含浸度であった。なお、吸水率の測定は、特表２０１６－５１００７７号公報に記載の方法にならい、プリプレグを１０ｃｍ×１０ｃｍにカットし、その１辺を５ｍｍ、水に５分間浸漬した時の質量変化から計算した。
【0133】
［実施例９、参考例１］
実施例８で得られたプリプレグを６層積層し、オートクレーブを用いて１８０℃、６ｋｇｆ／ｃｍ２（０．５８８ＭＰａ）で２時間硬化させ、ＣＦＲＰを得た（実施例９）。得られたＣＦＲＰは経糸方向の引っ張り強度が８５０ＭＰａであり、航空・宇宙用の構造材料として好適な機械特性を有していた。
実施例８で得られたプリプレグを６層積層し、オートクレーブを用いて１８０℃、６ｋｇｆ／ｃｍ２（０．５８８ＭＰａ）で２時間硬化させ、ＣＦＲＰを得た（実施例９）。得られたＣＦＲＰは経糸方向の引っ張り強度が８５０ＭＰａであり、航空・宇宙用の構造材料として好適な機械特性を有していた。
【0134】
また、実施例７で用いた炭素繊維織物２および塗液Ａを用い、従来のホットメルト法によりプリプレグの走行速度４ｍ／分で通常のプリプレグを作製した。このプリプレグの吸水率は４％以下と十分な含浸度であった。このプリプレグをオートクレーブを用いて１８０℃、６ｋｇｆ／ｃｍ２（０．５８８ＭＰａ）で２時間硬化させたＣＦＲＰの経糸方向の引っ張り強度８４０ＭＰａであった（参考例１）。
【0135】
なお、ＣＦＲＰ引っ張り強度は、ＷＯ２０１１／１１８１０６パンフレットに記載された方法と同様の方法で測定を行い、プリプレグ中の強化繊維の体積％を５３．８％に規格化した値を用いた。
【0136】
［実施例１０］
強化繊維ファブリック：目付け１２ｇ／ｍ２のポリエステル不織布
マトリックス樹脂：脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、トリフェニルホスフィン、シリカ粒子の混合物
プリプレグ製造装置：図２１記載のプリプレグ製造装置（なお、樹脂供給部は描画を省略している）
塗布部：実施例１と同様に図７の形態の塗布部２０ｃタイプ（液溜り部２２は２段テーパー状、上部テーパーは開き角度９０°でテーパー高さ（すなわちＨ）は４０ｍｍ、下部テーパーは開き角度６０°でテーパー高さは１５ｍｍ）。また、幅規制機構として、図５記載のような塗布部内部形状に合わせた板状ブッシュ２７を具備し、狭窄部２３の幅Ｙは、Ｌ２（３００ｍｍ）と同じ３００ｍｍとした（Ｌ－Ｗ＝０、Ｌ２－Ｗ＝０）。狭窄部２３の隙間Ｄは０．３ｍｍとした（出口スリットのアスペクト比は１０００）。また、狭窄部出口から塗液が漏れないように、狭窄部出口下面においてブッシュより外側は塞いで使用した。
強化繊維ファブリック：目付け１２ｇ／ｍ２のポリエステル不織布
マトリックス樹脂：脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、トリフェニルホスフィン、シリカ粒子の混合物
プリプレグ製造装置：図２１記載のプリプレグ製造装置（なお、樹脂供給部は描画を省略している）
塗布部：実施例１と同様に図７の形態の塗布部２０ｃタイプ（液溜り部２２は２段テーパー状、上部テーパーは開き角度９０°でテーパー高さ（すなわちＨ）は４０ｍｍ、下部テーパーは開き角度６０°でテーパー高さは１５ｍｍ）。また、幅規制機構として、図５記載のような塗布部内部形状に合わせた板状ブッシュ２７を具備し、狭窄部２３の幅Ｙは、Ｌ２（３００ｍｍ）と同じ３００ｍｍとした（Ｌ－Ｗ＝０、Ｌ２－Ｗ＝０）。狭窄部２３の隙間Ｄは０．３ｍｍとした（出口スリットのアスペクト比は１０００）。また、狭窄部出口から塗液が漏れないように、狭窄部出口下面においてブッシュより外側は塞いで使用した。
【0137】
上記の材料、装置を用い、走行速度３ｍ／分で３００ｍｍ幅のプリプレグを作製した。なお、本実施例では追含浸装置は使用しなかった。
【0138】
この時の連続走行性は「Ｇｏｏｄ」、毛羽防止性（６０分間）は「Ｇｏｏｄ」、塗液の付与性（目視）は「Ｇｏｏｄ」、含浸性（目視）は「Ｇｏｏｄ」、端部の変形・折れも「Ｇｏｏｄ」であった。
【0139】
［実施例１１］
強化繊維ファブリック：目付け４８ｇ／ｍ２のガラス繊維織物
塗液：マトリックス樹脂（脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形ゴム、ノボラックエポキシ樹脂、ジシアンジミド、フェニルジメチル尿素、酸化アルミニウム、シリカ粒子の混合物）に溶媒としてＭＥＫを加えたもの。
強化繊維ファブリック：目付け４８ｇ／ｍ２のガラス繊維織物
塗液：マトリックス樹脂（脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、固形ゴム、ノボラックエポキシ樹脂、ジシアンジミド、フェニルジメチル尿素、酸化アルミニウム、シリカ粒子の混合物）に溶媒としてＭＥＫを加えたもの。
【0140】
プリプレグ製造装置：図２２記載のプリプレグ製造装置（なお、樹脂供給部は描画を省略している）
塗布部：実施例１と同様に図７の形態の塗布部２０ｃタイプ（液溜り部２２は２段テーパー状、上部テーパーは開き角度９０°でテーパー高さ（すなわちＨ）は４０ｍｍ、下部テーパーは開き角度６０°でテーパー高さは１５ｍｍ）。また、幅規制機構として、図５記載のような塗布部内部形状に合わせた板状ブッシュ２７を具備し、狭窄部２３の幅Ｙは、Ｌ２（３００ｍｍ）と同じ３００ｍｍとした（Ｌ－Ｗ＝０、Ｌ２－Ｗ＝０）。狭窄部２３の隙間Ｄは特に断らない限り、０．３ｍｍとした（出口スリットのアスペクト比は１０００）。また、狭窄部出口から塗液が漏れないように、狭窄部出口下面においてブッシュより外側は塞いで使用した。
塗布部：実施例１と同様に図７の形態の塗布部２０ｃタイプ（液溜り部２２は２段テーパー状、上部テーパーは開き角度９０°でテーパー高さ（すなわちＨ）は４０ｍｍ、下部テーパーは開き角度６０°でテーパー高さは１５ｍｍ）。また、幅規制機構として、図５記載のような塗布部内部形状に合わせた板状ブッシュ２７を具備し、狭窄部２３の幅Ｙは、Ｌ２（３００ｍｍ）と同じ３００ｍｍとした（Ｌ－Ｗ＝０、Ｌ２－Ｗ＝０）。狭窄部２３の隙間Ｄは特に断らない限り、０．３ｍｍとした（出口スリットのアスペクト比は１０００）。また、狭窄部出口から塗液が漏れないように、狭窄部出口下面においてブッシュより外側は塞いで使用した。
【0141】
上記の材料、装置を用い、走行速度３ｍ／分で３００ｍｍ幅のプリプレグを作製した。
【0142】
この時の連続走行性は「Ｇｏｏｄ」、毛羽防止性（６０分間）は「Ｇｏｏｄ」、塗液の付与性（目視）は「Ｇｏｏｄ」、含浸性（目視）は「Ｇｏｏｄ」、端部の変形・折れも「Ｇｏｏｄ」であった。
【産業上の利用可能性】
【0143】
本発明の製造方法で得られる塗液含浸強化繊維ファブリックは、ＣＦＲＰに代表されるＦＲＰとして、航空・宇宙用途や自動車・列車・船舶などの構造材や内装材、圧力容器、産業資材用途、スポーツ材料用途、医療機器用途、筐体用途、土木・建築用途など広く適用することができる。
【符号の説明】
【0144】
１ａ 強化繊維ファブリック
１ｂ 塗液含浸強化繊維ファブリック
２ 塗液
３ 離型シート
１１ 供給装置
１２ ニップロール
１３、１４ 搬送ロール
１５ 巻取り装置
１６ 離型シート供給装置
２０ 塗布部
２０ｂ 別の実施形態の塗布部
２０ｃ 別の実施形態の塗布部
２０ｄ 別の実施形態の塗布部
２０ｅ 別の実施形態の塗布部
２１ａ、２１ｂ 壁面部材
２１ｃ、２１ｄ 別の形状の壁面部材
２１ｅ、２１ｆ 別の形状の壁面部材
２１ｇ、２１ｈ 別の形状の壁面部材
２１ｉ、２１ｊ 別の形状の壁面部材
２２ 液溜り部
２２ａ 液溜り部のうち断面積が連続的に減少する領域
２２ｂ 液溜り部のうち断面積が減少しない領域
２２ｃ 液溜り部のうち断面積が断続的に減少する領域
２３ 狭窄部
２４ａ、２４ｂ 側板部材
２５ 出口
２６ 隙間
３０ 比較例１の塗布部
３１ａ、３１ｂ 比較例１の壁面部材
３２ 比較例１の液溜り部
３３ 比較例１の液溜り部のうち断面積が断続的に減少する領域
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ バー
１００ 塗工装置
Ｂ 液溜り部２２の奥行き
Ｃ 液溜り部２２の上部液面までの高さ
Ｄ 狭窄部の隙間
Ｇ 幅規制を行う位置
Ｈ 液溜り部２２の断面積が連続的に減少する鉛直方向高さ
Ｌ 液溜り部２２の幅
Ｌ２ 幅規制機構下端において幅規制機構により規制される幅
Ｒ、Ｒａ、Ｒｂ 渦流れ
Ｔ 循環流
Ｗ 狭窄部２３の直下で測定した塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの幅
Ｙ 狭窄部２３の幅
Ｚ 強化繊維ファブリック１ａの走行方向（鉛直方向下向き）
θ テーパー部の開き角度
４１１ クリール
４１２ 強化繊維ファブリックロール
４１３ ニップロール
４１６ 強化繊維ファブリック
４１８ 平滑化装置
４１９ 方向転換ロール
４２０ 強化繊維予熱装置
４３０ 塗布部
４３１ 第１の塗布部
４３２ 第２の塗布部
４４１ 方向転換ロール
４４２ 離型シート（上）供給装置
４４３ 離型シート（下）供給装置
４４４ 高張力引取り装置
４４５ 方向転換ロール
４４６ 離型シート
４４７ 積層ロール
４４８ 高張力引取り装置
４４９ 高張力引取りS字ロール
４５０ 追含浸装置
４５１ 熱板
４５２ 加熱ニップロール
４５３ 簡易追含浸装置
４５４ 加熱ニップロール
４５５ 加熱S字ロール
４５６ コンタクトロール
４６１ 冷却装置
４６２ 引き取り装置
４６３ 離型シート（上）巻取装置
４６４ ワインダー
４７１ プリプレグ（塗液含浸強化繊維ファブリック）
４７２ プリプレグ／離型シート（シート状一体物）
４８０ 乾燥チャンバー
１ｂ 塗液含浸強化繊維ファブリック
２ 塗液
３ 離型シート
１１ 供給装置
１２ ニップロール
１３、１４ 搬送ロール
１５ 巻取り装置
１６ 離型シート供給装置
２０ 塗布部
２０ｂ 別の実施形態の塗布部
２０ｃ 別の実施形態の塗布部
２０ｄ 別の実施形態の塗布部
２０ｅ 別の実施形態の塗布部
２１ａ、２１ｂ 壁面部材
２１ｃ、２１ｄ 別の形状の壁面部材
２１ｅ、２１ｆ 別の形状の壁面部材
２１ｇ、２１ｈ 別の形状の壁面部材
２１ｉ、２１ｊ 別の形状の壁面部材
２２ 液溜り部
２２ａ 液溜り部のうち断面積が連続的に減少する領域
２２ｂ 液溜り部のうち断面積が減少しない領域
２２ｃ 液溜り部のうち断面積が断続的に減少する領域
２３ 狭窄部
２４ａ、２４ｂ 側板部材
２５ 出口
２６ 隙間
３０ 比較例１の塗布部
３１ａ、３１ｂ 比較例１の壁面部材
３２ 比較例１の液溜り部
３３ 比較例１の液溜り部のうち断面積が断続的に減少する領域
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ バー
１００ 塗工装置
Ｂ 液溜り部２２の奥行き
Ｃ 液溜り部２２の上部液面までの高さ
Ｄ 狭窄部の隙間
Ｇ 幅規制を行う位置
Ｈ 液溜り部２２の断面積が連続的に減少する鉛直方向高さ
Ｌ 液溜り部２２の幅
Ｌ２ 幅規制機構下端において幅規制機構により規制される幅
Ｒ、Ｒａ、Ｒｂ 渦流れ
Ｔ 循環流
Ｗ 狭窄部２３の直下で測定した塗液含浸強化繊維ファブリック１ｂの幅
Ｙ 狭窄部２３の幅
Ｚ 強化繊維ファブリック１ａの走行方向（鉛直方向下向き）
θ テーパー部の開き角度
４１１ クリール
４１２ 強化繊維ファブリックロール
４１３ ニップロール
４１６ 強化繊維ファブリック
４１８ 平滑化装置
４１９ 方向転換ロール
４２０ 強化繊維予熱装置
４３０ 塗布部
４３１ 第１の塗布部
４３２ 第２の塗布部
４４１ 方向転換ロール
４４２ 離型シート（上）供給装置
４４３ 離型シート（下）供給装置
４４４ 高張力引取り装置
４４５ 方向転換ロール
４４６ 離型シート
４４７ 積層ロール
４４８ 高張力引取り装置
４４９ 高張力引取りS字ロール
４５０ 追含浸装置
４５１ 熱板
４５２ 加熱ニップロール
４５３ 簡易追含浸装置
４５４ 加熱ニップロール
４５５ 加熱S字ロール
４５６ コンタクトロール
４６１ 冷却装置
４６２ 引き取り装置
４６３ 離型シート（上）巻取装置
４６４ ワインダー
４７１ プリプレグ（塗液含浸強化繊維ファブリック）
４７２ プリプレグ／離型シート（シート状一体物）
４８０ 乾燥チャンバー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
