JP2018001716A - Tow prepreg manufacturing device - Google Patents

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翔太朗 石川
Shotaro Ishikawa
翔太朗 石川
文夫 野溝
Fumio Nomizo
文夫 野溝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a resin impregnation amount based on the resin impregnation amount judged with high accuracy.SOLUTION: A tow prepreg manufacturing device (10) includes: application rollers (41, 42); a resin tank (80); resin reservoir parts (110, 111) for retaining a resin supplied from the resin tank and supplying it to roller faces; a first resin amount measurement part (81) for measuring a resin amount inside the resin tank; second resin amount measurement parts (120, 121) for measuring the resin amount inside the resin reservoir parts; and a control part (90). The resin reservoir parts include: blades (112, 114) disposed by opposing to the roller faces with a gap provided therebetween; and attachment suppression parts for preventing the resin inside the resin reservoir parts from being attached to both ends of the application rollers. The control part decreases the gap when a resin impregnation rate acquired based on respective fluctuation amounts of the resin amounts measured by the first and second resin amount measurement parts and a consumed amount of fiber bundles exceeds a target value, and increases the gap when the resin impregnation rate is below the target value.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、トウプリプレグの製造装置に関する。   The present invention relates to a tow prepreg manufacturing apparatus.

トウプリプレグの製造方法として、円筒形のローラー表面に樹脂を供給し、ブレードを用いてロール表面の樹脂を均一な厚みとなるようにして、その後、ローラー表面の樹脂に繊維束を接触させる方法が知られている。トウプリプレグにおける樹脂含浸量は、例えばトウプリプレグを用いてFRP(繊維強化プラスチック)成形体を製造する場合には、当該成形体の強度や重量や熱膨張率等の物性に影響する。そのため、トウプリプレグの樹脂含浸量を適正に管理することが重要である。トウプリプレグの製造時における樹脂含浸量を管理する方法として、従来、含浸用の樹脂を溜めた樹脂槽の重量を計測した結果と、含浸のために樹脂槽に供給された繊維の量を計測した結果と、に基づいて、繊維への樹脂含浸量が正常か否かを判断する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As a method for producing a tow prepreg, there is a method in which a resin is supplied to a cylindrical roller surface, the resin on the roll surface is made to have a uniform thickness using a blade, and then the fiber bundle is brought into contact with the resin on the roller surface. Are known. For example, when a FRP (fiber reinforced plastic) molded body is produced using a tow prepreg, the resin impregnation amount in the tow prepreg affects physical properties such as strength, weight, and thermal expansion coefficient of the molded body. Therefore, it is important to properly manage the resin impregnation amount of the tow prepreg. As a method for managing the amount of resin impregnation during the production of tow prepreg, conventionally, the result of measuring the weight of the resin tank storing the resin for impregnation and the amount of fibers supplied to the resin tank for impregnation were measured. Based on the results, a method for determining whether or not the amount of resin impregnation into the fiber is normal has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−260975号公報JP 2007-260975 A

しかしながら、トウプリプレグの製造時に樹脂含浸量を管理する際に、現在の樹脂含浸量を精度良く求める方法については、十分な検討がなされていなかった。例えば、特許文献1に記載の方法では、ローラーの全面に樹脂が付着することにより、ローラーの側面付近の端部から樹脂が飛散する可能性がある。このように樹脂が飛散すると、樹脂槽内の樹脂の減少量と、繊維に含浸させるために消費された樹脂量との間に誤差が生じ、樹脂含浸量に関する判断の精度が低下するという問題を生じる。そのため、プリプレグの製造時において、樹脂含浸量の判定精度を向上させ、樹脂含浸量が適正となるように制御する技術が望まれていた。   However, when managing the resin impregnation amount at the time of manufacturing the tow prepreg, a sufficient method for obtaining the current resin impregnation amount with high accuracy has not been studied. For example, in the method described in Patent Document 1, there is a possibility that the resin may scatter from the end near the side surface of the roller due to the resin adhering to the entire surface of the roller. When the resin scatters in this way, an error occurs between the amount of resin reduced in the resin tank and the amount of resin consumed for impregnating the fiber, and the accuracy of judgment regarding the resin impregnation amount is reduced. Arise. Therefore, there has been a demand for a technique for improving the determination accuracy of the resin impregnation amount and controlling the resin impregnation amount to be appropriate at the time of manufacturing the prepreg.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、トウプリプレグの製造装置が提供される。トウプリプレグの製造装置は、ローラー面を有し、前記ローラー面の上を通る繊維束に液状の樹脂を塗布する塗布ローラーと;前記樹脂を貯留する樹脂槽と;前記樹脂槽から供給された前記樹脂を滞留させて、該樹脂を前記塗布ローラーの前記ローラー面に供給する樹脂溜部と;前記樹脂槽内の樹脂量を測定する第1樹脂量測定部と;前記樹脂溜部内の樹脂量を測定する第2樹脂量測定部と;制御部と;を備える。前記樹脂溜部は、前記塗布ローラーの軸方向と略平行に延びるように設けられ、前記樹脂が供給されるギャップを挟んで前記ローラー面に対向して配置されるブレードであって、前記ギャップの大きさが変更されるように変位可能に構成されるブレードと;前記樹脂溜部内の前記樹脂が、前記塗布ローラーの両端部に付着することを妨げる付着抑制部と;を備える。前記制御部は、前記第1樹脂量測定部が測定した前記樹脂槽内の樹脂量および前記第2樹脂量測定部が測定した前記樹脂溜部内の樹脂量の各々の変動量と、前記樹脂の塗布に用いられた前記繊維束の消費量と、に基づいて得られる前記繊維束における樹脂含浸率が、目標値を超えると判断される場合には、前記ギャップが小さくなるように前記ブレードを変位させ、前記樹脂含浸率が前記目標値を下回ると判断される場合には、前記ギャップが大きくなるように前記ブレードを変位させる。
この形態のトウプリプレグの製造装置によれば、トウプリプレグTPPを製造する際に、樹脂含浸率RCを目標値に近づける制御を、精度良く安定して行なうことができる。
(1) According to one form of this invention, the manufacturing apparatus of a tow prepreg is provided. The tow prepreg manufacturing apparatus has a roller surface, an application roller that applies a liquid resin to a fiber bundle passing over the roller surface; a resin tank that stores the resin; and the resin tank that is supplied from the resin tank A resin reservoir for retaining the resin and supplying the resin to the roller surface of the application roller; a first resin amount measuring unit for measuring the amount of resin in the resin tank; and a resin amount in the resin reservoir. A second resin amount measuring unit to be measured; and a control unit. The resin reservoir is a blade that is provided so as to extend substantially parallel to the axial direction of the application roller, and is disposed to face the roller surface across the gap to which the resin is supplied. A blade configured to be displaceable so as to be changed in size; and an adhesion suppression unit that prevents the resin in the resin reservoir from adhering to both ends of the application roller. The control unit includes a variation amount of each of the resin amount in the resin tank measured by the first resin amount measurement unit and the resin amount in the resin reservoir measured by the second resin amount measurement unit, and When it is determined that the resin impregnation rate in the fiber bundle obtained based on the consumption of the fiber bundle used for coating exceeds the target value, the blade is displaced so that the gap is reduced. When it is determined that the resin impregnation rate is lower than the target value, the blade is displaced so that the gap becomes large.
According to the tow prepreg manufacturing apparatus of this embodiment, when the tow prepreg TPP is manufactured, the control of bringing the resin impregnation ratio RC close to the target value can be performed with high accuracy and stability.

本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、トウプリプレグの製造装置の他、トウプリプレグへの樹脂塗布装置、トウプリプレグの製造方法、樹脂の塗布方法等の形態で実現することができる。   The present invention can be implemented in various forms other than the above. For example, in addition to a tow prepreg manufacturing apparatus, the present invention can be realized in the form of a resin coating apparatus for a tow prepreg, a tow prepreg manufacturing method, a resin coating method, and the like.

トウプリプレグの製造装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the manufacturing apparatus of a tow prepreg. 樹脂塗布部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a resin application part. 樹脂塗布部におけるA−A断面の一部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a part of AA cross section in a resin application part. 樹脂含浸量制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。It is a flowchart showing a resin impregnation amount control processing routine. 実施例のトウプリプレグ製造装置でトウプリプレグを製造した結果を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the result of having manufactured the tow prepreg with the tow prepreg manufacturing apparatus of the Example. 比較例のトウプリプレグ製造装置でトウプリプレグを製造した結果を表わす説明図である。It is explanatory drawing showing the result of having manufactured the tow prepreg with the tow prepreg manufacturing apparatus of the comparative example. 変形例の樹脂塗布部を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the resin application part of a modification.

A.トウプリプレグ製造装置の構成:
図1は、トウプリプレグ製造装置10の概略構成を示す説明図である。トウプリプレグ製造装置10は、トウ巻出装置20と、トウ開繊装置30と、樹脂含浸装置40と、熱風発生装置50と、トウ閉繊装置60と、トウ巻取装置70と、制御部90と、を備える。
A. Configuration of tow prepreg manufacturing equipment:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a tow prepreg manufacturing apparatus 10. The tow prepreg manufacturing apparatus 10 includes a tow unwinding device 20, a tow opening device 30, a resin impregnation device 40, a hot air generating device 50, a tow closing device 60, a tow winding device 70, and a control unit 90. And comprising.

トウ巻出装置20は、ローラー(図示せず)に巻かれているトウCFを巻き出す装置である。「トウ」とは、多数のフィラメントを束ねることにより形成した強化繊維である。本実施形態では、トウCFとして炭素繊維の繊維束を用いているが、異なる種類の繊維束を用いることもできる。   The toe unwinding device 20 is a device for unwinding the tow CF wound around a roller (not shown). “Tow” is a reinforcing fiber formed by bundling a large number of filaments. In this embodiment, a fiber bundle of carbon fibers is used as the tow CF, but different types of fiber bundles can also be used.

トウ開繊装置30は、複数のローラー31〜34を備えており、これら複数のローラー31〜34上を、トウ巻出装置20から巻出されたトウCFが順次通過する。複数のローラー31〜34は、中央部の径が両端の径よりも大きくなっているため、トウ開繊装置30は、トウCFをほぐして薄く広げることができる。このように、樹脂Rの含浸に先立ってトウCFをほぐして薄く広げることにより、トウCFにおける樹脂Rの含浸効率が向上する。なお、トウ開繊装置30は、省略することも可能である。   The toe opening device 30 includes a plurality of rollers 31 to 34, and the tow CF unwound from the tow unwinding device 20 sequentially passes over the plurality of rollers 31 to 34. Since the diameter of the center part of the plurality of rollers 31 to 34 is larger than the diameters of both ends, the toe opening device 30 can loosen and spread the tow CF thinly. In this way, the impregnation efficiency of the resin R in the tow CF is improved by loosening and thinly spreading the tow CF prior to the impregnation of the resin R. The tow opening device 30 can be omitted.

樹脂含浸装置40は、トウ開繊装置30においてほぐして広げられたトウCFに、樹脂Rを含浸させるための装置である。トウCFは、樹脂含浸装置40による含浸を経て、トウプリプレグTPPになる。樹脂含浸装置40は、2つの樹脂塗布部100、101と、樹脂槽80と、を備える。樹脂塗布部100は、トウCFの第1面に樹脂Rを塗布し、樹脂塗布部101は、トウCFの第1面の裏面である第2面に樹脂Rを塗布する。   The resin impregnation apparatus 40 is an apparatus for impregnating the resin R into the tow CF that has been loosened and spread in the tow opening apparatus 30. The toe CF becomes tow prepreg TPP after being impregnated by the resin impregnation apparatus 40. The resin impregnation apparatus 40 includes two resin application units 100 and 101 and a resin tank 80. The resin application unit 100 applies the resin R to the first surface of the tow CF, and the resin application unit 101 applies the resin R to the second surface that is the back surface of the first surface of the tow CF.

樹脂塗布部100は、未硬化である液状の樹脂Rを滞留させる樹脂溜部110と、塗布ローラー41と、樹脂溜部110内の樹脂量を測定するための液面センサ120と、ブレード114と、を備える。樹脂塗布部101は、樹脂Rを滞留させる樹脂溜部111と、塗布ローラー42と、樹脂溜部111内の樹脂量を測定するための液面センサ121と、ブレード112と、を備えている。樹脂塗布部100と樹脂塗布部101とは、同じ構成である。なお、樹脂が液状であるとは、樹脂が流動性を有することを指す。   The resin application unit 100 includes a resin reservoir 110 that retains an uncured liquid resin R, an application roller 41, a liquid level sensor 120 for measuring the amount of resin in the resin reservoir 110, a blade 114, . The resin application unit 101 includes a resin reservoir 111 for retaining the resin R, an application roller 42, a liquid level sensor 121 for measuring the amount of resin in the resin reservoir 111, and a blade 112. The resin application part 100 and the resin application part 101 have the same configuration. In addition, that resin is liquid means that resin has fluidity | liquidity.

塗布ローラー41、42は、例えば、クロムめっきした鋼材、インバー、アルミニウム、ステンレス、あるいはセラミックス等によって構成することができる。液面センサ120、121は、本実施形態では、レーザ変位計として構成している。液面センサ120、121の検出信号は、制御部90に入力される。液面センサ120、121は、[課題を解決するための手段]における「第2樹脂量測定部」に相当する。なお、第2樹脂量測定部は、樹脂溜部110、111内の樹脂量を測定可能であればよく、レーザ変位計以外の構成を採用してもよい。   The application rollers 41 and 42 can be made of, for example, chrome-plated steel, invar, aluminum, stainless steel, ceramics, or the like. In the present embodiment, the liquid level sensors 120 and 121 are configured as laser displacement meters. Detection signals from the liquid level sensors 120 and 121 are input to the control unit 90. The liquid level sensors 120 and 121 correspond to the “second resin amount measuring unit” in [Means for Solving the Problems]. The second resin amount measuring unit only needs to be able to measure the resin amount in the resin reservoirs 110 and 111, and may adopt a configuration other than the laser displacement meter.

樹脂槽80は、樹脂溜部110および樹脂溜部111に供給するための液状の樹脂Rを貯留する。樹脂含浸装置40には、樹脂槽80に接続する樹脂流路82が設けられている。樹脂流路82は、樹脂溜部110に接続する樹脂流路83と、樹脂溜部111に接続する樹脂流路84と、に分岐する。樹脂流路83には、樹脂槽80から樹脂溜部110に樹脂Rを供給するためのポンプ85が設けられており、樹脂流路84には、樹脂槽80から樹脂溜部111に樹脂Rを供給するためのポンプ86が設けられている。樹脂槽80には、樹脂槽80内に貯留される樹脂Rの重量を測定するための重量センサ81が設けられている。ポンプ85,86は、制御部90からの駆動信号によって駆動され、重量センサ81の検出信号は、制御部90に入力される。重量センサ81は、[課題を解決するための手段]における「第1樹脂量測定部」に相当する。なお、第1樹脂量測定部は、樹脂槽80内の樹脂量を測定可能であればよく、重量センサ以外の構成を採用してもよい。樹脂塗布部100、101における樹脂Rの塗布に係る具体的な構成については、後述する。   The resin tank 80 stores a liquid resin R to be supplied to the resin reservoir 110 and the resin reservoir 111. The resin impregnation apparatus 40 is provided with a resin flow path 82 connected to the resin tank 80. The resin flow path 82 branches into a resin flow path 83 connected to the resin reservoir 110 and a resin flow path 84 connected to the resin reservoir 111. The resin flow path 83 is provided with a pump 85 for supplying the resin R from the resin tank 80 to the resin reservoir 110. The resin flow path 84 supplies the resin R from the resin tank 80 to the resin reservoir 111. A pump 86 for supply is provided. The resin tank 80 is provided with a weight sensor 81 for measuring the weight of the resin R stored in the resin tank 80. The pumps 85 and 86 are driven by a drive signal from the control unit 90, and the detection signal of the weight sensor 81 is input to the control unit 90. The weight sensor 81 corresponds to the “first resin amount measuring unit” in [Means for Solving the Problems]. In addition, the 1st resin amount measurement part should just be able to measure the resin amount in the resin tank 80, and may employ | adopt structures other than a weight sensor. A specific configuration related to application of the resin R in the resin application units 100 and 101 will be described later.

熱風発生装置50は、図示しない加熱部を備えると共に、樹脂含浸装置40への空気の送風と、樹脂含浸装置40内を通過した空気の取り込みとを行なう。すなわち、熱風発生装置50は、樹脂含浸装置40への空気の送風に先立って空気を加熱しつつ、樹脂含浸装置40との間で空気を循環させる装置である。このように、熱風発生装置50から熱風を供給することにより、塗布ローラー41、42が加熱され、樹脂含浸装置40におけるトウCFへの樹脂Rの含浸が促進される。   The hot air generator 50 includes a heating unit (not shown), and blows air to the resin impregnation device 40 and takes in air that has passed through the resin impregnation device 40. That is, the hot air generating device 50 is a device that circulates air between the resin impregnation device 40 while heating the air prior to blowing air to the resin impregnation device 40. In this way, by supplying hot air from the hot air generator 50, the application rollers 41 and 42 are heated, and impregnation of the resin R into the tow CF in the resin impregnation device 40 is promoted.

トウ閉繊装置60は、複数のローラー61、62を備えており、これら複数のローラー61、62上を、樹脂含浸装置40から搬出されたトウプリプレグTPPが順次通過する。複数のローラー61、62は、中央部の径が、両端の径よりも小さくなっているため、トウ閉繊装置60は、トウプリプレグTPPの幅を狭めることができる。なお、トウ閉繊装置60は、省略することも可能である。   The toe closing device 60 includes a plurality of rollers 61 and 62, and the tow prepreg TPP carried out from the resin impregnation device 40 sequentially passes over the plurality of rollers 61 and 62. Since the diameter of the center part of the some rollers 61 and 62 is smaller than the diameter of both ends, the toe closing device 60 can narrow the width | variety of the tow prepreg TPP. In addition, the toe closing device 60 can be omitted.

トウ巻取装置70は、トウ閉繊装置60から搬出されたトウプリプレグTPPを、ボビン(図示せず)に巻き取る装置である。トウ巻取装置70における巻き取りによって、トウプリプレグTPPの製造が完了する。   The tow take-up device 70 is a device that takes up the tow prepreg TPP carried out from the toe closing device 60 onto a bobbin (not shown). The winding of the tow winding device 70 completes the production of the tow prepreg TPP.

制御部90は、論理演算を行うCPUの他、ROM、RAM等を有するコンピューターとして構成され、トウプリプレグ製造装置10全体を駆動制御する。すなわち、トウプリプレグ製造装置10が備える各種センサからの検出信号を受信すると共に、各部に対して駆動信号を出力する。制御部90の機能は、ソフトウエア的に実現される他、制御部90が備える回路構成に基づいてハードウェア的に実現されても良い。   The control unit 90 is configured as a computer having a ROM, a RAM, and the like in addition to a CPU that performs a logical operation, and drives and controls the entire toe prepreg manufacturing apparatus 10. That is, it receives detection signals from various sensors included in the tow prepreg manufacturing apparatus 10 and outputs drive signals to the respective units. The function of the control unit 90 may be realized by software, or may be realized by hardware based on a circuit configuration included in the control unit 90.

図2は、樹脂塗布部101を示す説明図である。2つの樹脂塗布部100、101は、同じ構成を有しているので、樹脂塗布部101を例にとって説明する。樹脂塗布部101は、既述したように、樹脂溜部111と塗布ローラー42の他に、ブレード112を備える。樹脂溜部111は、略六面体形状を有している。樹脂溜部111は、4つの側面のうち三方が、2つの側板111a、111cと背面板111bで囲われている。そして、樹脂溜部111の底部には底板111eが設けられており、1つの側面と、上面は開放されている。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing the resin application unit 101. Since the two resin application portions 100 and 101 have the same configuration, the resin application portion 101 will be described as an example. As described above, the resin application unit 101 includes the blade 112 in addition to the resin reservoir 111 and the application roller 42. The resin reservoir 111 has a substantially hexahedral shape. The resin reservoir 111 is surrounded by two side plates 111a and 111c and a back plate 111b on three sides of the four side surfaces. And the bottom plate 111e is provided in the bottom part of the resin reservoir 111, and one side and the upper surface are open | released.

塗布ローラー42は、円柱形を有し、ローラー面42sを有する。塗布ローラー42は、ローラー面42sが樹脂溜部111の開放された側面に沿って走行するように、樹脂溜部111に隣接して配置されている。これにより、2つの側板111a、111c、背面板111b、底板111e、およびローラー面42sに囲まれて、樹脂Rが滞留する空間が形成される。この空間から、ローラー面42s上に樹脂Rが供給されて、ローラー面42sの上を通るトウ(図示せず)に、樹脂Rが塗布される。なお、トウがローラー面42s上を通るとは、トウと塗布ローラー42との位置関係の上下を規定しているのではなく、樹脂層が形成されたローラー面42sに接触しつつ、トウが通過することを指す。   The application roller 42 has a cylindrical shape and has a roller surface 42s. The application roller 42 is disposed adjacent to the resin reservoir 111 so that the roller surface 42 s travels along the opened side surface of the resin reservoir 111. Thereby, a space where the resin R stays is formed by being surrounded by the two side plates 111a and 111c, the back plate 111b, the bottom plate 111e, and the roller surface 42s. From this space, the resin R is supplied onto the roller surface 42s, and the resin R is applied to a tow (not shown) passing over the roller surface 42s. Note that the tow passes on the roller surface 42s does not regulate the upper and lower positions of the tow and the application roller 42, but the tow passes while contacting the roller surface 42s on which the resin layer is formed. To do.

2つの側板111a、111cは、ローラー面42s上において、樹脂溜部111から樹脂Rが供給される樹脂供給範囲の両側を画定する。すなわち、2つの側板111a、111cは、いずれも、塗布ローラー42の両端よりも内側寄りの位置において、ローラー面42sに近接するように配置されている。そのため、これら2つの側板111a、111cは、樹脂溜部111内の樹脂Rが、塗布ローラー42の両端部に付着することを妨げるように働く。2つの側板111a、111cは、[課題を解決するための手段]における「付着抑制部」に相当する。2つの側板111a、111cは、樹脂Rが塗布ローラー42の両端部に付着することを妨げることにより、樹脂溜部111内の樹脂Rが、後述するブレードギャップGを経由することなく樹脂溜部111の外部へと流出することを抑制する。なお、付着抑制部は、塗布ローラー42の両端部への樹脂の付着を抑え、後述するブレードギャップGを経由することなく樹脂溜部111の外部へと樹脂が流出することを抑制できればよく、2つの側板111a、111cとは異なる形状であってもよい。   The two side plates 111a and 111c define both sides of the resin supply range in which the resin R is supplied from the resin reservoir 111 on the roller surface 42s. In other words, the two side plates 111 a and 111 c are both arranged so as to be close to the roller surface 42 s at a position closer to the inside than both ends of the application roller 42. Therefore, these two side plates 111 a and 111 c function to prevent the resin R in the resin reservoir 111 from adhering to both ends of the application roller 42. The two side plates 111a and 111c correspond to the “adhesion suppression portion” in [Means for Solving the Problems]. The two side plates 111a and 111c prevent the resin R from adhering to both ends of the application roller 42, so that the resin R in the resin reservoir 111 does not pass through the blade gap G described later and the resin reservoir 111. Control to the outside. In addition, the adhesion suppression part should just suppress resin adhesion to the both ends of the application roller 42, and can suppress that resin flows out of the resin reservoir part 111, without passing through the blade gap G mentioned later. The side plates 111a and 111c may have different shapes.

なお、2つの側板111a、111cと塗布ローラー42との間には、後述するブレードギャップGよりも小さく、塗布ローラー42の回転を妨げない程度の微細な隙間が設けられている。ここで、未硬化の樹脂は粘度が高く、塗布ローラー42が回転する場合には樹脂の粘度がさらに大きくなる。そのため、塗布ローラー42との間に上記のように微細な隙間が設けられていても、2つの側板111a、111cは、塗布ローラー42の両端部への樹脂の付着を抑え、後述するブレードギャップGを経由しない樹脂溜部111からの樹脂Rの流出を抑えることができる。   Note that a minute gap is provided between the two side plates 111a and 111c and the application roller 42, which is smaller than a blade gap G described later and does not hinder the rotation of the application roller 42. Here, the uncured resin has a high viscosity, and the viscosity of the resin further increases when the application roller 42 rotates. Therefore, even if a fine gap is provided between the application roller 42 as described above, the two side plates 111a and 111c suppress the adhesion of the resin to both ends of the application roller 42, and a blade gap G described later. The outflow of the resin R from the resin reservoir 111 that does not pass through can be suppressed.

底板111eの上部には、ブレード112が配置されている。すなわち、ブレード112は、樹脂溜部111の側面からローラー面42sに樹脂Rを供給する開口における塗布ローラー42の回転方向に沿った終端位置において、塗布ローラー42の軸方向と略平行に延びるように設けられる。このとき、ブレード112は、ギャップ(ブレードギャップGとも呼ぶ)を挟んで塗布ローラー42のローラー面42sに対向して配置される。このブレードギャップGの大きさを調節することにより、塗布ローラー42の表面に塗布される樹脂量を調整することができる。   A blade 112 is disposed on the bottom plate 111e. That is, the blade 112 extends substantially parallel to the axial direction of the application roller 42 at the terminal position along the rotation direction of the application roller 42 in the opening for supplying the resin R from the side surface of the resin reservoir 111 to the roller surface 42s. Provided. At this time, the blade 112 is disposed to face the roller surface 42s of the application roller 42 with a gap (also referred to as a blade gap G) interposed therebetween. By adjusting the size of the blade gap G, the amount of resin applied to the surface of the application roller 42 can be adjusted.

図3は、図2に示す樹脂塗布部101におけるA−A断面の一部を示す説明図である。図3では、側板111a、背面板111b、および底板111eの記載は省略している。図3では、ブレード112と塗布ローラー42との間のギャップを、ブレードギャップGとして示している。図3に示すように、樹脂塗布部101は、ブレードギャップGを調節するためのモータ117およびボールネジ116を備えている。ボールネジ116は、一端がモータ117に接続されると共に、他端がブレード112に接続されている。そして、ボールネジ116は、モータ117が回転駆動されると、モータ117の回転運動を直線運動に変換してブレード112に伝える。その結果、ブレード112は、重力方向に対する位置を維持しながら、塗布ローラー42との間の距離(ブレードギャップG)を変更するように変位(スライド)する。すなわち、ブレード112は、ブレードギャップGの大きさが変更されるように変位可能に構成されている。   FIG. 3 is an explanatory view showing a part of the AA cross section in the resin application part 101 shown in FIG. In FIG. 3, the description of the side plate 111a, the back plate 111b, and the bottom plate 111e is omitted. In FIG. 3, the gap between the blade 112 and the application roller 42 is shown as a blade gap G. As shown in FIG. 3, the resin application unit 101 includes a motor 117 and a ball screw 116 for adjusting the blade gap G. The ball screw 116 has one end connected to the motor 117 and the other end connected to the blade 112. Then, when the motor 117 is driven to rotate, the ball screw 116 converts the rotational motion of the motor 117 into a linear motion and transmits it to the blade 112. As a result, the blade 112 is displaced (slid) so as to change the distance (blade gap G) between the blade 112 and the application roller 42 while maintaining the position in the direction of gravity. That is, the blade 112 is configured to be displaceable so that the size of the blade gap G is changed.

このようなブレード112の変位に伴いブレードギャップGが増加すると、塗布ローラー42の表面に塗布される樹脂量が増加し、その結果、トウCFに塗布される樹脂量が増加する。また、ブレード112の変位に伴いブレードギャップGが減少すると、塗布ローラー42の表面に塗布される樹脂量が減少し、その結果、トウCFに塗布される樹脂量が減少する。モータ117は、制御部90からの駆動信号によって駆動される。   When the blade gap G increases with the displacement of the blade 112, the amount of resin applied to the surface of the application roller 42 increases, and as a result, the amount of resin applied to the tow CF increases. Further, when the blade gap G decreases with the displacement of the blade 112, the amount of resin applied to the surface of the application roller 42 decreases, and as a result, the amount of resin applied to the tow CF decreases. The motor 117 is driven by a drive signal from the control unit 90.

ブレードギャップGを調節する際には、調節の精度を確保するために、ブレードギャップGの大きさを求めればよい。ブレードギャップGの大きさは、センサを設けて実測してもよいし、推定値を用いてもよい。ブレードギャップGの測定に用いるセンサは、例えば位置センサとすることができる。位置センサにより、ブレード112の位置を直接実測してもよい。あるいは、ブレード112を、位置制御用ステージ上に取り付け、ステージ内に、位置センサとしてのリニアスケールを組み込んでもよい。ブレードギャップGの大きさを推定する方法としては、モータ117の回転量とブレード112の変位量との関係を予め求めて記憶しておき、モータ117の回転量を実測して、ブレード112の変位量の積算値からブレードギャップGを導出する方法を挙げることができる。   When adjusting the blade gap G, the size of the blade gap G may be obtained in order to ensure the adjustment accuracy. The size of the blade gap G may be measured by providing a sensor, or an estimated value may be used. The sensor used for measuring the blade gap G can be a position sensor, for example. A position sensor may directly measure the position of the blade 112. Alternatively, the blade 112 may be mounted on a position control stage, and a linear scale as a position sensor may be incorporated in the stage. As a method for estimating the size of the blade gap G, the relationship between the rotation amount of the motor 117 and the displacement amount of the blade 112 is obtained and stored in advance, the rotation amount of the motor 117 is measured, and the displacement of the blade 112 is measured. A method of deriving the blade gap G from the integrated value of the quantity can be mentioned.

なお、樹脂塗布部101において、ローラー面42s上に塗布されたものの、ローラー面42s上でトウCFと接触することなくトウCFに塗布されなかった樹脂Rは、塗布ローラー42の回転と共に樹脂溜部111へと戻る。そして、再びブレードギャップGを通過して、ローラー面42s上においてトウCFへの塗布のための樹脂層を形成する。   In the resin application unit 101, the resin R that has been applied on the roller surface 42 s but has not been applied to the tow CF without contacting the toe CF on the roller surface 42 s is a resin reservoir portion as the application roller 42 rotates. Return to 111. Then, again through the blade gap G, a resin layer for application to the tow CF is formed on the roller surface 42s.

B.樹脂塗布量の制御:
図4は、トウプリプレグ製造装置10の制御部90のCPUにおいて実行される樹脂含浸量制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、トウプリプレグ製造装置10が起動された後、規定量のトウプリプレグTPPの生産が完了したと判断されるまで、トウプリプレグ製造装置10の稼働中に繰り返し実行される。
B. Control of resin application amount:
FIG. 4 is a flowchart showing a resin impregnation amount control processing routine executed by the CPU of the control unit 90 of the tow prepreg manufacturing apparatus 10. This routine is repeatedly executed during the operation of the toe prepreg manufacturing apparatus 10 until it is determined that the production of the prescribed amount of the tow prepreg TPP is completed after the toe prepreg manufacturing apparatus 10 is started.

本ルーチンが実行されると、CPUは、トウプリプレグTPPの生産を開始するための処理を実行する。これにより、トウ巻出装置20、トウ開繊装置30、樹脂含浸装置40、熱風発生装置50、トウ閉繊装置60、およびトウ巻取装置70が駆動される。その結果、トウ巻出装置20からのトウCFの巻き出し、樹脂槽80から樹脂溜部110、111への樹脂Rの供給、および、トウCFに樹脂Rを含浸させて、得られたトウプリプレグTPPをトウ巻取装置70によって巻き取る動作が開始される(ステップS100)。   When this routine is executed, the CPU executes processing for starting production of tow prepreg TPP. Thereby, the tow unwinding device 20, the tow opening device 30, the resin impregnation device 40, the hot air generating device 50, the tow closing device 60, and the tow winding device 70 are driven. As a result, the tow CF is unwound from the tow unwinding device 20, the resin R is supplied from the resin tank 80 to the resin reservoirs 110 and 111, and the tow CF is impregnated with the resin R, and the tow prepreg obtained is obtained. The operation of winding the TPP by the tow winding device 70 is started (step S100).

その後、CPUは、樹脂含浸率RCを算出する(ステップS110)。なお、トウプリプレグTPPの生産を開始して、最初にステップS110を実行する際には、CPUは、トウプリプレグTPPの生産がある程度進行して樹脂含浸率RCを算出可能になるまで所定時間待機した後、ステップS110を実行すればよい。   Thereafter, the CPU calculates a resin impregnation rate RC (step S110). When starting the production of tow prepreg TPP and executing step S110 for the first time, the CPU waited for a predetermined time until the production of tow prepreg TPP has progressed to some extent and the resin impregnation rate RC can be calculated. Thereafter, step S110 may be executed.

樹脂含浸率RCとは、製造されたトウプリプレグTPP全体の重量に対する、トウプリプレグTPP中に含浸された樹脂重量の割合を表わす。樹脂含浸率RCは、下記の(1)式により求められる。なお、(1)式中、Rconは、樹脂消費量、すなわち、樹脂含浸装置40においてトウCFに含浸させることにより消費された樹脂の重量である。本実施形態では、この樹脂消費量Rconを、トウCFに含浸された樹脂量とみなして、樹脂含浸率RCを算出している。また、CF消費量とは、トウプリプレグTPPを製造するために消費されたトウCFの重量を表わす。 The resin impregnation ratio RC represents the ratio of the weight of the resin impregnated in the tow prepreg TPP to the total weight of the produced tow prepreg TPP. The resin impregnation rate RC is obtained by the following equation (1). In the formula (1), R con is the resin consumption, that is, the weight of the resin consumed by impregnating the tow CF in the resin impregnation apparatus 40. In the present embodiment, the resin consumption rate R con is regarded as the resin amount impregnated in the tow CF, and the resin impregnation rate RC is calculated. The CF consumption represents the weight of tow CF consumed for producing the tow prepreg TPP.

RC=Rcon/(Rcon+CF消費量)×100 … (1) RC = Rcon / ( Rcon + CF consumption) × 100 (1)

以下では、樹脂含浸率RCとして、時刻tから時刻(t+Δt)の間の樹脂含浸率RC(期間Δtにおける樹脂含浸率の平均値)の求め方について説明する。なお、樹脂含浸率RCの導出の際には、以下のパラメータを用いる。
樹脂滞留量w(t):樹脂溜部110、111内に滞留する樹脂Rの重量、
滞留量変化分Δw:時刻tから時刻(t+Δt)の間における、樹脂溜部110、111内に滞留する樹脂量の変化量
樹脂重量W(t):樹脂槽80内に貯留される樹脂Rの重量、
樹脂供給量ΔW:時刻tから時刻(t+Δt)の間に、樹脂槽80から樹脂溜部110、111に供給された樹脂量、
樹脂消費量Rcon:時刻tから時刻(t+Δt)の間に、トウCFに含浸させるために消費された樹脂の重量、
CF消費量:時刻tから時刻(t+Δt)の間に、トウプリプレグTPPの製造のために消費されたトウCFの重量
Hereinafter, as the resin impregnation rate RC, a method of obtaining the resin impregnation rate RC from time t to time (t + Δt) (the average value of the resin impregnation rate during the period Δt) will be described. The following parameters are used for deriving the resin impregnation rate RC.
Resin retention amount w (t): weight of the resin R staying in the resin reservoirs 110 and 111,
Residual amount change Δw: Change amount of resin amount retained in resin reservoirs 110 and 111 between time t and time (t + Δt) Resin weight W (t): Resin R stored in resin tank 80 weight,
Resin supply amount ΔW: the amount of resin supplied from the resin tank 80 to the resin reservoirs 110 and 111 between time t and time (t + Δt),
Resin consumption R con : Weight of resin consumed for impregnating tow CF between time t and time (t + Δt),
CF consumption: Weight of tow CF consumed for the production of tow prepreg TPP between time t and time (t + Δt)

樹脂滞留量w(t)は、液面センサ120、121の検出信号に基づいて求められる。CPUは、既述したように、液面センサ120、121の検出信号、すなわち、樹脂溜部110、111に貯留される樹脂Rの液面高さh110(t)、h111(t)を取得している。なお、液面センサ120のノイズやトウプリプレグ製造装置10の振動の影響を抑えるために、液面高さh110(t)、h111(t)の取得は連続的に行ない、Δtに対して十分に短い時間間隔での平均値を用いればよい。そして、制御部90は、樹脂溜部110、111内に貯留される樹脂量と、樹脂溜部110、111に貯留される樹脂Rの液面高さと、の関係を予めマップとして記憶している。そのため、CPUは、液面高さh110(t)、h111(t)と上記マップとに基づいて、所定の時間間隔で、樹脂溜部110、111の各々に貯留される樹脂Rの重量を導出する。樹脂滞留量w(t)とは、時刻tにおける、樹脂溜部110、111の各々に貯留される樹脂Rの重量の合計を表わす。 Resin retention amount w (t) is determined based on detection signals from liquid level sensors 120 and 121. As described above, the CPU determines the detection signals of the liquid level sensors 120 and 121, that is, the liquid level heights h 110 (t) and h 111 (t) of the resin R stored in the resin reservoirs 110 and 111. Have acquired. In addition, in order to suppress the influence of the noise of the liquid level sensor 120 and the vibration of the tow prepreg manufacturing apparatus 10, the liquid level heights h 110 (t) and h 111 (t) are continuously acquired, and Δt An average value in a sufficiently short time interval may be used. And the control part 90 has memorize | stored beforehand the relationship between the resin amount stored in the resin reservoirs 110 and 111 and the liquid level height of the resin R stored in the resin reservoirs 110 and 111 as a map. . For this reason, the CPU determines the weight of the resin R stored in each of the resin reservoirs 110 and 111 at predetermined time intervals based on the liquid level heights h 110 (t) and h 111 (t) and the map. Is derived. Resin retention amount w (t) represents the total weight of resin R stored in each of resin reservoirs 110 and 111 at time t.

CPUは、Δtが経過する毎に樹脂滞留量w(t)を導出して、期間Δtにおける、樹脂溜部110、111内に滞留する樹脂量の変化量(変動量)を求める。滞留量変化分Δwは、下記の(2)式により求められる。   The CPU derives the resin retention amount w (t) every time Δt elapses, and obtains the change amount (variation amount) of the resin amount remaining in the resin reservoirs 110 and 111 during the period Δt. The staying amount change Δw is obtained by the following equation (2).

Δw=w(t+Δt)−w(t) … (2)   Δw = w (t + Δt) −w (t) (2)

また、CPUは、既述したように、重量センサ81の検出信号、すなわち、樹脂槽80内に貯留される樹脂Rの重量である樹脂重量W(t)を取得する。下記の(3)式に示すように、樹脂供給量ΔWは、時刻tにおける重量センサ81の検出値と、時刻(t+Δt)における重量センサ81の検出値との差、すなわち、樹脂槽80内の樹脂量の変化量(変動量)として求められる。   Further, as described above, the CPU acquires the detection signal of the weight sensor 81, that is, the resin weight W (t) that is the weight of the resin R stored in the resin tank 80. As shown in the following equation (3), the resin supply amount ΔW is the difference between the detection value of the weight sensor 81 at time t and the detection value of the weight sensor 81 at time (t + Δt), that is, in the resin tank 80. It is obtained as a change amount (variation amount) of the resin amount.

ΔW=W(t)−W(t+Δt) … (3)   ΔW = W (t) −W (t + Δt) (3)

樹脂消費量Rcon、すなわち、時刻tから時刻(t+Δt)の間に、トウCFに含浸させるために消費された樹脂の重量は、下記の(4)式で表わされる。 Resin consumption R con , that is, the weight of resin consumed for impregnating the tow CF between time t and time (t + Δt) is expressed by the following equation (4).

con=ΔW−Δw … (4) R con = ΔW−Δw (4)

また、CF消費量、すなわち、時刻tから時刻(t+Δt)の間にトウプリプレグTPPの製造のために消費されたトウCFの重量は、下記の(5)式で表わされる。なお、(5)式におけるCF密度は、トウプリプレグの製造に用いたトウCFの密度(重さ/長さ)であり、制御部90内に予め記憶されている。生産速度とは、トウプリプレグ製造装置10において、トウ巻出装置20からトウ巻取装置70までの間の、トウCFの移動速度であり、トウプリプレグ製造装置10の各部が備えるローラーの駆動量等を調節することにより設定されている。生産時間とは、CF消費量を算出する時間間隔であり、ここではΔtである。   Further, the CF consumption, that is, the weight of the tow CF consumed for the production of the tow prepreg TPP from the time t to the time (t + Δt) is expressed by the following equation (5). The CF density in the equation (5) is the density (weight / length) of the tow CF used for manufacturing the tow prepreg, and is stored in the control unit 90 in advance. The production speed is the moving speed of the tow CF between the tow unwinding device 20 and the tow winding device 70 in the toe prepreg manufacturing apparatus 10, and the driving amount of the roller provided in each part of the toe prepreg manufacturing apparatus 10. It is set by adjusting. The production time is a time interval for calculating the CF consumption, and here is Δt.

CF消費量=CF密度×生産速度×生産時間 … (5)   CF consumption = CF density × production speed × production time (5)

ステップS110では、上記のように(4)式に基づいて求められた樹脂消費量Rconと、(5)式に基づいて求められたCF消費量を用いて、(1)式に基づいて樹脂含浸率RCが算出される。 In step S110, the resin consumption R con determined based on the equation (4) as described above and the CF consumption determined based on the equation (5) are used to calculate the resin based on the equation (1). The impregnation rate RC is calculated.

樹脂含浸率RCを求めると、CPUは、次に、樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値が、0.5%以下であるか否かを判断する(ステップS120)。ここで、目標比率とは、製造されるトウプリプレグTPPにおける樹脂含浸率の目標値として予め定められて制御部90に記憶された値である。ステップS120では、製造中のトウプリプレグTPPにおける樹脂含浸率RCが、上記目標比率に十分に近い値であるか否かが判断できればよいため、判断の基準値である0.5%の値は、適宜変更可能である。   When the resin impregnation rate RC is obtained, the CPU next determines whether or not the absolute value of the difference between the resin impregnation rate RC and the target ratio is 0.5% or less (step S120). Here, the target ratio is a value that is predetermined as a target value of the resin impregnation rate in the tow prepreg TPP to be manufactured and stored in the control unit 90. In step S120, since it is only necessary to determine whether the resin impregnation ratio RC in the tow prepreg TPP being manufactured is a value sufficiently close to the target ratio, a value of 0.5% that is a reference value for determination is It can be changed as appropriate.

ステップS120において、樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値が基準値を超えると判断された場合には、CPUはブレードギャップGを変更する(ステップS130)。すなわち、樹脂含浸率RCと目標比率との差が、基準値を超える正の値である場合(樹脂含浸率RCが目標値を超えると判断される場合)には、樹脂含浸率RCが過剰であるため、ブレードギャップGを小さくする。また、樹脂含浸率RCと目標比率との差が、基準値を超える負の値である場合(樹脂含浸率RCが目標値を下回ると判断される場合)には、樹脂含浸率RCが不足しているため、ブレードギャップGを大きくする。より具体的には、本実施形態では、樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値が基準値を超える場合には、2つの樹脂塗布部100、101の双方において、ブレードギャップGを、等量ずつ変更している。ブレードギャップGの変更量は、樹脂塗布部100、101に設けられたモータ117の駆動量により調節できる。なお、トウプリプレグTPPの製造を開始する際には、ブレードギャップGは、設定された目標比率に応じて予め定められた値に設定される。   If it is determined in step S120 that the absolute value of the difference between the resin impregnation ratio RC and the target ratio exceeds the reference value, the CPU changes the blade gap G (step S130). That is, when the difference between the resin impregnation rate RC and the target ratio is a positive value exceeding the reference value (when it is determined that the resin impregnation rate RC exceeds the target value), the resin impregnation rate RC is excessive. Therefore, the blade gap G is reduced. Further, when the difference between the resin impregnation rate RC and the target ratio is a negative value exceeding the reference value (when it is determined that the resin impregnation rate RC is lower than the target value), the resin impregnation rate RC is insufficient. Therefore, the blade gap G is increased. More specifically, in the present embodiment, when the absolute value of the difference between the resin impregnation ratio RC and the target ratio exceeds the reference value, the blade gap G is set in both of the two resin application portions 100 and 101. It is changing by equal amount. The amount of change of the blade gap G can be adjusted by the driving amount of the motor 117 provided in the resin application units 100 and 101. Note that when the manufacture of the tow prepreg TPP is started, the blade gap G is set to a predetermined value according to the set target ratio.

ブレードギャップGを変更した後、CPUは、規定量のトウプリプレグTPPの生産が完了したか否かを判断する(ステップS140)。ステップS140では、例えば、各時刻の生産速度とΔtとの積の積算値に基づいて、予め定めた所望の長さのトウCFに対する樹脂含浸が終了したか否かに基づいて判断すればよい。   After changing the blade gap G, the CPU determines whether or not the production of the specified amount of tow prepreg TPP has been completed (step S140). In step S140, for example, a determination may be made based on whether or not the resin impregnation of a predetermined length of tow CF has been completed based on the integrated value of the product of the production rate at each time and Δt.

ステップS140において、規定量のトウプリプレグTPPの生産が完了していないと判断された場合には、CPUは、ステップS110に戻る。そして、ステップS110〜ステップS140の処理を再び実行する。   If it is determined in step S140 that the production of the prescribed amount of tow prepreg TPP has not been completed, the CPU returns to step S110. And the process of step S110-step S140 is performed again.

ステップS140において、規定量のトウプリプレグTPPの生産が完了したと判断された場合には、CPUは、トウプリプレグTPPの生産を終了するための処理を実行する。これにより、トウ巻出装置20、トウ開繊装置30、樹脂含浸装置40、熱風発生装置50、トウ閉繊装置60、およびトウ巻取装置70が停止される。その結果、トウ巻出装置20からのトウCFの巻き出し、樹脂槽80から樹脂溜部110、111への樹脂Rの供給、および、トウCFに樹脂Rを含浸させて、得られたトウプリプレグTPPをトウ巻取装置70によって巻き取る動作が停止される(ステップS170)。   If it is determined in step S140 that the production of the prescribed amount of tow prepreg TPP has been completed, the CPU executes a process for terminating the production of the tow prepreg TPP. Thereby, the tow unwinding device 20, the tow opening device 30, the resin impregnation device 40, the hot air generating device 50, the tow closing device 60, and the tow winding device 70 are stopped. As a result, the tow CF is unwound from the tow unwinding device 20, the resin R is supplied from the resin tank 80 to the resin reservoirs 110 and 111, and the tow CF is impregnated with the resin R, and the tow prepreg obtained is obtained. The operation of winding the TPP by the tow winding device 70 is stopped (step S170).

なお、ステップS120において、樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値が基準値未満であると判断された場合には、CPUは、ステップS140に移行し、規定量のトウプリプレグTPPの生産が完了したか否かを判断する。   If it is determined in step S120 that the absolute value of the difference between the resin impregnation ratio RC and the target ratio is less than the reference value, the CPU proceeds to step S140 to produce a prescribed amount of tow prepreg TPP. It is determined whether or not is completed.

以上のように構成された本実施形態のトウプリプレグ製造装置10によれば、消費樹脂量に係る実測値に基づいて樹脂含浸率RCを導出し、得られた樹脂含浸率RCと目標比率との差に基づいて、ブレードギャップGを調節している。そのため、トウプリプレグTPPを製造する際に、樹脂含浸率RCを目標比率に近づける制御を、精度良く安定して行なうことができる。   According to the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the present embodiment configured as described above, the resin impregnation rate RC is derived based on the actual measurement value related to the amount of consumed resin, and the obtained resin impregnation rate RC and the target ratio are calculated. Based on the difference, the blade gap G is adjusted. Therefore, when manufacturing the tow prepreg TPP, the control of bringing the resin impregnation ratio RC close to the target ratio can be performed with high accuracy and stability.

その際に、本実施形態では、樹脂槽80における樹脂重量W(t)から導出される樹脂供給量ΔWと、樹脂溜部110、111における樹脂滞留量w(t)から導出される滞留量変化分Δwと、に基づいて、トウCFへの含浸に用いられた樹脂消費量Rconが算出される。そのため、単に樹脂槽80における樹脂Rの減少量を樹脂消費量Rconとする場合に比べて、樹脂含浸率RCを求める精度を高めることができる。さらに、本実施形態では、樹脂溜部110、111が、ローラーの両端部に樹脂Rが付着することを妨げる付着抑制部である2つの側板111a、111cを備える。その結果、樹脂溜部110、111内の樹脂が、ブレードギャップGを経由することなく樹脂溜部110、111外へと流出することが抑制されるため、算出される樹脂消費量Rconの精度を高めることができる。そして、高い精度の樹脂消費量Rconを用いてブレードギャップGを調節するため、樹脂含浸率RCを目標比率に近づける動作の精度を、より高めることができる。すなわち、樹脂供給量ΔWと滞留量変化分Δwとに係る実測値に基づいて樹脂含浸率RCを導出するため、樹脂含浸率RCが、予期しない何らかの理由により変動する場合であっても、速やかに樹脂含浸率RCの変動を抑えることができる。 At that time, in the present embodiment, the change in the retention amount derived from the resin supply amount ΔW derived from the resin weight W (t) in the resin tank 80 and the resin retention amount w (t) in the resin reservoirs 110 and 111. Based on the minute Δw, the resin consumption R con used for impregnation of the tow CF is calculated. Therefore, the accuracy of obtaining the resin impregnation rate RC can be increased as compared with the case where the decrease amount of the resin R in the resin tank 80 is simply set as the resin consumption amount R con . Furthermore, in the present embodiment, the resin reservoirs 110 and 111 include two side plates 111a and 111c that are adhesion suppression units that prevent the resin R from adhering to both ends of the roller. As a result, since the resin in the resin reservoirs 110 and 111 is prevented from flowing out of the resin reservoirs 110 and 111 without passing through the blade gap G, the accuracy of the calculated resin consumption R con is calculated. Can be increased. Since the blade gap G is adjusted using the highly accurate resin consumption R con , the accuracy of the operation for bringing the resin impregnation rate RC closer to the target ratio can be further increased. That is, since the resin impregnation rate RC is derived based on the actually measured values related to the resin supply amount ΔW and the residence amount change Δw, even if the resin impregnation rate RC varies for some unexpected reason, Variations in the resin impregnation rate RC can be suppressed.

また、本実施形態では、上記のように精度良く求められた樹脂含浸率RCに基づいて樹脂含浸量を制御するため、樹脂含浸に供されるトウCFの幅が変動する場合であっても、樹脂含浸率RCを、精度良く目標比率に近づけることができる。ここで、トウプリプレグ製造装置10において、樹脂が含浸されるトウCFの幅は、例えば、樹脂含浸に先立ってトウCFに塗布されているサイジング剤の種類や量、塗布ローラー41、42の温度等により変化し得る。そのため、例えば塗布ローラー41、42に塗布する樹脂の厚みが一定となるように制御する場合には、トウCFの幅の変動に応じて樹脂含浸率RCも変動する可能性がある。本実施形態では、トウCFの幅が変動する場合であっても、樹脂含浸率RCに対する影響を抑えることができる。   Further, in the present embodiment, since the resin impregnation amount is controlled based on the resin impregnation rate RC accurately obtained as described above, even when the width of the tow CF subjected to resin impregnation varies, The resin impregnation rate RC can be brought close to the target ratio with high accuracy. Here, in the tow prepreg manufacturing apparatus 10, the width of the tow CF impregnated with the resin is, for example, the type and amount of the sizing agent applied to the tow CF prior to resin impregnation, the temperature of the application rollers 41 and 42, and the like. May vary. Therefore, for example, when the thickness of the resin applied to the application rollers 41 and 42 is controlled to be constant, the resin impregnation ratio RC may also change according to the change in the width of the tow CF. In the present embodiment, even when the width of the tow CF varies, the influence on the resin impregnation rate RC can be suppressed.

さらに、本実施形態によれば、比較的粘度が高く樹脂供給速度の制御が困難な樹脂(例えばエポキシ樹脂等)を含浸させる場合であっても、上記のように樹脂含浸率RCの導出精度が高いため、樹脂含浸率RCを目標比率に近づける制御を、精度よく安定して行なうことができる。   Furthermore, according to the present embodiment, even when the resin is impregnated with a relatively high viscosity and difficult to control the resin supply rate (for example, epoxy resin), the accuracy of deriving the resin impregnation ratio RC as described above is improved. Since it is high, the control to bring the resin impregnation ratio RC close to the target ratio can be performed with high accuracy and stability.

なお、本実施形態では、樹脂含浸率RCは、樹脂消費量RconとCF消費量とを求めて(1)式により導出したが、異なる構成としてもよい。例えば、トウCFにおいて、CF密度、生産速度、および生産時間が十分に一定である場合には、(5)式に基づくCF消費量の算出は行なわず、特定のCF消費量に対応する生産時間が経過する毎に、(4)式に基づく樹脂消費量Rconを導出し、この樹脂消費量Rconを、樹脂含浸率RCとして用いてもよい。 In the present embodiment, the resin impregnation rate RC is derived from the equation (1) by obtaining the resin consumption amount R con and the CF consumption amount, but may have different configurations. For example, in the tow CF, when the CF density, the production speed, and the production time are sufficiently constant, the calculation of the CF consumption amount based on the equation (5) is not performed, and the production time corresponding to the specific CF consumption amount Each time elapses, a resin consumption amount R con based on the equation (4) may be derived, and this resin consumption amount R con may be used as the resin impregnation rate RC.

図5は、実施例のトウプリプレグ製造装置10を用いてトウプリプレグを製造した結果を表わす説明図である。また、図6は、比較例のトウプリプレグ製造装置を用いてトウプリプレグを製造した結果を表わす説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing a result of manufacturing a tow prepreg using the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the example. Moreover, FIG. 6 is explanatory drawing showing the result of having manufactured the tow prepreg using the tow prepreg manufacturing apparatus of the comparative example.

実施例および比較例の条件を、以下に示す。
・樹脂の種類:エポキシ樹脂
・含浸時の樹脂の粘度:2〜3Pa・s
・トウの種類:36Kの炭素繊維(構成するフィラメントが36000本の炭素繊維)
・樹脂含浸率RCの許容範囲:22〜26%(目標比率x=24%)
・塗布ローラー41、42の直径:70mm
・塗布ローラー41、42の材質:クロムめっきした鋼材
・処理温度(熱風発生装置50からの熱風の温度及び塗布ローラー41、42の温度):40℃
・トウの処理速度:200m/分
The conditions of Examples and Comparative Examples are shown below.
-Resin type: epoxy resin-Resin viscosity during impregnation: 2-3 Pa · s
・ Type of tow: 36K carbon fiber (carbon fiber with 36,000 filaments)
-Allowable range of resin impregnation rate RC: 22-26% (target ratio x = 24%)
-Diameter of application rollers 41 and 42: 70 mm
-Material of application rollers 41 and 42: Steel material plated with chromium-Processing temperature (temperature of hot air from hot air generator 50 and temperature of application rollers 41 and 42): 40 ° C
・ Tow processing speed: 200m / min

実施例では、重量センサ81による樹脂槽80内の樹脂量の測定、および、液面センサ120による樹脂溜部110内の樹脂量の測定は、0.1秒以下のサンプリングレートにて行なった。また、液面センサ120としては、レーザセンサIL−100(株式会社キーエンス製)を用いた。樹脂含浸率RCは、トウCFの長さで100m毎に求めた(図5の縦軸に示す区間RC)。したがって、樹脂含浸率RCを導出する時間間隔(Δt)、すなわち、樹脂含浸率の平均値を求める期間の長さは、30秒とした。   In the example, the measurement of the amount of resin in the resin tank 80 by the weight sensor 81 and the measurement of the amount of resin in the resin reservoir 110 by the liquid level sensor 120 were performed at a sampling rate of 0.1 seconds or less. As the liquid level sensor 120, a laser sensor IL-100 (manufactured by Keyence Corporation) was used. The resin impregnation ratio RC was obtained every 100 m as the length of the tow CF (section RC shown on the vertical axis in FIG. 5). Therefore, the time interval (Δt) for deriving the resin impregnation rate RC, that is, the length of the period for obtaining the average value of the resin impregnation rate is 30 seconds.

図5では、重量センサ81および液面センサ120の検出値に基づいて、トウプリプレグTPPを製造しながら導出した樹脂含浸率RCの値の変化を示すグラフを、「生産中に算出したRC」として示している。また、実施例では、トウプリプレグTPPの製造の終了後に、トウプリプレグTPPを巻き取ったボビンからトウプリプレグTPPを引き出して、100mごとに切り出し、樹脂含浸率RCを実測した。図5では、トウプリプレグTPPの生産終了後に樹脂含浸率RCを実測した結果を、「切り出し測定時のRC」として示している。なお、樹脂含浸率RCを実測する際には、製造したトウプリプレグTPPの重量を実測すると共に、トウプリプレグTPP中の樹脂を溶剤によって溶解させて得たトウCFの重量を実測した。そして、上記トウプリプレグTPPの重量の実測値と、トウCFの実測値との差を含浸樹脂量とした。得られた含浸樹脂量の、上記トウプリプレグTPPの重量の実測値に対する割合を、樹脂含浸率RCとした。   In FIG. 5, a graph showing a change in the value of the resin impregnation ratio RC derived while manufacturing the tow prepreg TPP based on the detection values of the weight sensor 81 and the liquid level sensor 120 is “RC calculated during production”. Show. Moreover, in the Example, after completion | finish of manufacture of the tow prepreg TPP, the tow prepreg TPP was pulled out from the bobbin which wound up the tow prepreg TPP, it cut out every 100 m, and resin impregnation rate RC was measured. In FIG. 5, the result of actually measuring the resin impregnation ratio RC after the production of the tow prepreg TPP is shown as “RC at the time of cutting measurement”. When actually measuring the resin impregnation ratio RC, the weight of the produced tow prepreg TPP was measured, and the weight of the tow CF obtained by dissolving the resin in the tow prepreg TPP with a solvent was measured. The difference between the measured value of the weight of the tow prepreg TPP and the measured value of the tow CF was taken as the amount of impregnated resin. The ratio of the obtained impregnated resin amount to the actually measured value of the weight of the tow prepreg TPP was defined as the resin impregnation rate RC.

図5に示すように、実施例では、何らかの要因により、製造途中で、導出している樹脂含浸率RCの値が上昇した。この実施例では、樹脂含浸率RCの値が目標比率x(24%)よりも2%大きくなった時点で、ブレードギャップGの大きさを8μm小さくした。具体的には、2つの樹脂塗布部100、101の各々で、ブレードギャップGを4μmずつ小さくした。その結果、樹脂含浸率RCが低下し、目標比率との差の絶対値が1%以下となるように制御できた。なお、図5に示すように、製造途中で導出した樹脂含浸率RCの値は、製造終了後に実測した樹脂含浸率RCと、ほぼ一致した。   As shown in FIG. 5, in the example, the derived resin impregnation ratio RC increased during the production due to some factor. In this example, when the value of the resin impregnation rate RC becomes 2% larger than the target ratio x (24%), the size of the blade gap G is reduced by 8 μm. Specifically, the blade gap G was reduced by 4 μm at each of the two resin application portions 100 and 101. As a result, the resin impregnation ratio RC was lowered, and the absolute value of the difference from the target ratio could be controlled to be 1% or less. Note that, as shown in FIG. 5, the value of the resin impregnation rate RC derived during the manufacture almost coincided with the resin impregnation rate RC measured after the end of the manufacture.

図6に示す比較例1および比較例2では、実施例と同様の目標比率を設定しつつ、ブレードギャップGの制御を行なうことなく、ブレードギャップGを、目標比率に対応するブレードギャップとして予め定めた値に固定して、トウプリプレグTPPの製造を行なった。そして、製造後に、実施例における「切り出し測定時のRC」と同様にして樹脂含浸率RCを測定した。   In Comparative Example 1 and Comparative Example 2 shown in FIG. 6, the blade gap G is set as a blade gap corresponding to the target ratio without setting the target ratio similar to the embodiment and without controlling the blade gap G. The tow prepreg TPP was produced with the fixed value. Then, after the production, the resin impregnation ratio RC was measured in the same manner as in “RC during cutting measurement” in the examples.

図6に示すように、比較例1では、樹脂含浸率RCが大きく変動することなく、樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値は、2%以内であった。これに対して比較例2では、何らかの要因により、製造途中で樹脂含浸率RCが低下し始めた。その結果、樹脂含浸率RCは、目標比率に比べて、2%を超えて小さくなった。   As shown in FIG. 6, in Comparative Example 1, the absolute value of the difference between the resin impregnation rate RC and the target ratio was within 2% without significant change in the resin impregnation rate RC. On the other hand, in Comparative Example 2, the resin impregnation ratio RC began to decrease during the production due to some factor. As a result, the resin impregnation rate RC became smaller than 2% compared to the target ratio.

上記のように、本実施形態のトウプリプレグ製造装置10によれば、トウプリプレグの製造途中で、何らかの要因により樹脂含浸率RCが目標比率から次第に離れる傾向を示すことがあっても、ブレードギャップGを調節することにより、樹脂含浸率RCを目標比率に近づけて、許容範囲内に維持できることが確認された。   As described above, according to the tow prepreg manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, even if the resin impregnation ratio RC tends to gradually deviate from the target ratio due to some factor during the manufacture of the tow prepreg, the blade gap G It was confirmed that the resin impregnation ratio RC can be brought close to the target ratio and can be maintained within the allowable range by adjusting.

C.変形例:
・変形例1:
上記実施形態では、ステップS130でブレードギャップGを変更する際に、ブレードギャップGを一定値だけ変更しているが、異なる構成としてもよい。例えば、ステップS120において、算出した樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値に応じて、ブレードギャップGを変更する量を定めてもよい。例えば、算出した樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値が0.5%である場合には、0.5%に対応して定めた大きさとなるように(例えば、樹脂塗布部100、101の各々で1μmずつ、合計2μm)、ブレードギャップGの変更量を設定すればよい。そして、算出した樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値が1.0%である場合には、1.0%に対応して定めた大きさとなるように(例えば、樹脂塗布部100、101の各々で2μmずつ、合計4μm)、ブレードギャップGの変更量を設定すればよい。
C. Variations:
・ Modification 1:
In the above embodiment, when the blade gap G is changed in step S130, the blade gap G is changed by a certain value, but a different configuration may be used. For example, in step S120, the amount by which the blade gap G is changed may be determined according to the absolute value of the difference between the calculated resin impregnation rate RC and the target ratio. For example, when the absolute value of the difference between the calculated resin impregnation ratio RC and the target ratio is 0.5%, the magnitude is determined so as to correspond to 0.5% (for example, the resin application unit 100). , 101 is 1 μm, 2 μm in total, and the amount of change of the blade gap G may be set. When the absolute value of the difference between the calculated resin impregnation ratio RC and the target ratio is 1.0%, the magnitude is determined so as to correspond to 1.0% (for example, the resin application unit 100). , 101, 2 μm each, for a total of 4 μm), the amount of change of the blade gap G may be set.

このとき、樹脂塗布部100、101の各々でブレードギャップGの変化量は同じでなくてもよい。あるいは、樹脂塗布部100、101のうちのいずれか一方のブレードギャップGのみを変更してもよい。例えば、算出した樹脂含浸率RCと目標比率との差の絶対値が0.5%である場合には、ブレードギャップGの変更量が、0.5%に対応して定めた大きさとなるように(例えば、2μm)、樹脂塗布部100、101のうちの一方のみで変更してもよい。ただし、樹脂塗布部100、101の双方で、ブレードギャップGの変化量を同じにすれば、樹脂溜部110、111のいずれかにおいて、偏って樹脂Rが消費されることを抑制できる。その結果、いずれかの樹脂溜部内に滞留する樹脂量が不足することを抑え、樹脂槽80から樹脂溜部への樹脂供給が追いつかなくなる不具合を抑えることができるため望ましい。   At this time, the change amount of the blade gap G does not have to be the same in each of the resin application portions 100 and 101. Alternatively, only the blade gap G of any one of the resin application portions 100 and 101 may be changed. For example, when the absolute value of the difference between the calculated resin impregnation ratio RC and the target ratio is 0.5%, the amount of change of the blade gap G is set to a size that corresponds to 0.5%. (For example, 2 μm), it may be changed only in one of the resin application portions 100 and 101. However, if the amount of change in the blade gap G is the same in both the resin application portions 100 and 101, it is possible to suppress the uneven consumption of the resin R in any of the resin reservoir portions 110 and 111. As a result, a shortage of the amount of resin staying in any of the resin reservoirs can be suppressed, and a problem that the resin supply from the resin tank 80 to the resin reservoir cannot be suppressed is desirable.

・変形例2:
上記実施形態では、樹脂含浸装置40は、2つの樹脂塗布部100、101を備えることとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、単一の樹脂塗布部のみを有することとしてもよい。この場合には、単一の樹脂塗布部におけるブレードギャップGを、実施形態と同様にして調節すればよい。ただし、2つの樹脂塗布部を設けるならば、トウCFの表面と裏面の両方から樹脂含浸できるため、トウCFの表面の内部まで樹脂Rを均一に含浸させるために要する樹脂の拡散距離を減少させることができる。そのため、トウプリプレグTPPの製造を、容易に高速化することができて望ましい。また、2つの樹脂塗布部を設けるならば、トウCFに樹脂Rを含浸させるための時間を確保するための塗布ローラーの大型化を抑え、樹脂Rが含浸されやすくなるように樹脂粘度を低下させるために含浸温度(処理温度)を上昇させる程度を抑えることができる。
Modification 2
In the above embodiment, the resin impregnation apparatus 40 includes the two resin application units 100 and 101, but may have different configurations. For example, it is good also as having only a single resin application part. In this case, the blade gap G in a single resin application part may be adjusted in the same manner as in the embodiment. However, if two resin coating portions are provided, the resin can be impregnated from both the front and back surfaces of the tow CF, thereby reducing the diffusion distance of the resin required to uniformly impregnate the resin R up to the inside of the tow CF surface. be able to. Therefore, it is desirable that the production of tow prepreg TPP can be easily accelerated. If two resin application portions are provided, the increase in the size of the application roller for securing the time for impregnating the resin R with the tow CF is suppressed, and the resin viscosity is lowered so that the resin R is easily impregnated. Therefore, the degree of increasing the impregnation temperature (treatment temperature) can be suppressed.

なお、樹脂含浸装置40は、3つ以上の樹脂塗布部を有することとしてもよい。このような場合であっても、少なくともいずれか1箇所のブレードギャップGを調節すれば、実施形態と同様の効果を得ることができる。   In addition, the resin impregnation apparatus 40 is good also as having three or more resin application parts. Even in such a case, the effect similar to that of the embodiment can be obtained by adjusting at least one blade gap G.

・変形例3:
上記実施形態では、樹脂溜部110、111内の樹脂Rが塗布ローラー41、42の両端部に付着することを妨げる付着抑制部として、2つの側板111a、111cを設けることにより、樹脂含浸率RCの算出精度を高めている。このような、ブレードギャップGを経由することなく樹脂溜部110、111の外部へと樹脂Rが流出することを抑制する構成に加えて、さらに、ブレードギャップGを経由して流出した樹脂Rが、トウCFに含浸されることなく樹脂塗布部100、101から飛散することを抑える構成を設けてもよい。これにより、樹脂含浸率RCの算出精度をさらに高めることができる。このような変形例を、以下に説明する。
・ Modification 3:
In the above embodiment, the resin impregnation ratio RC is provided by providing the two side plates 111a and 111c as an adhesion suppressing part that prevents the resin R in the resin reservoirs 110 and 111 from adhering to both ends of the application rollers 41 and 42. The calculation accuracy is improved. In addition to such a configuration that prevents the resin R from flowing out of the resin reservoirs 110 and 111 without going through the blade gap G, the resin R that has flowed out through the blade gap G further In addition, a configuration may be provided that suppresses scattering from the resin application portions 100 and 101 without being impregnated with the tow CF. Thereby, the calculation accuracy of the resin impregnation rate RC can be further increased. Such a modification will be described below.

図7は、変形例の樹脂塗布部101を拡大して示す説明図である。図7(A)は平面図であり、図7(B)は側面図であり、図7(C)は、図7(B)のC−C断面を示している。なお、図7(A)〜(C)においては、便宜上、それぞれ特徴部分の構成を誇張して図示しており、寸法や角度は、必ずしも実際のものと一致していない。また、図7では、実施形態と共通する部分には同じ参照番号を付して、詳しい説明を省略する。なお、樹脂塗布部100も、同様の構成とすればよい。   FIG. 7 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, a resin application unit 101 according to a modification. FIG. 7A is a plan view, FIG. 7B is a side view, and FIG. 7C shows a CC cross section of FIG. 7B. In FIGS. 7A to 7C, for the sake of convenience, the structures of the characteristic portions are exaggerated for the sake of convenience, and the dimensions and angles do not necessarily match the actual ones. In FIG. 7, the same reference numerals are assigned to portions common to the embodiment, and detailed description is omitted. The resin application unit 100 may have the same configuration.

塗布ローラー42は、両端部に面取部42cを備える。面取部42cは、塗布ローラー42の角を落として斜面(正確には円錐面)とした部分である。図7(C)の断面図において、面取部42cの表面と塗布ローラー42の軸方向(以下、単に軸方向とも呼ぶ)とがなす角θ42c(鋭角)は、30°以上60°以下とすることが好ましく、より好ましくは40°以上50°以下であり、最も好ましくは約45°である。本明細書で「約」とは、±5%の範囲を意味する。面取部42cの軸方向に測った長さL42cは、0.5mm以上4mm以下とすることが好ましく、より好ましくは0.5mm以上2mm以下である。   The application roller 42 includes chamfered portions 42c at both ends. The chamfered portion 42c is a portion formed by making the corner of the application roller 42 into a slope (more precisely, a conical surface). In the cross-sectional view of FIG. 7C, an angle θ42c (acute angle) formed by the surface of the chamfered portion 42c and the axial direction of the application roller 42 (hereinafter also simply referred to as the axial direction) is 30 ° or more and 60 ° or less. More preferably, it is 40 ° or more and 50 ° or less, and most preferably about 45 °. As used herein, “about” means a range of ± 5%. The length L42c measured in the axial direction of the chamfered portion 42c is preferably not less than 0.5 mm and not more than 4 mm, more preferably not less than 0.5 mm and not more than 2 mm.

ブレード112は、両端部、すなわち、塗布ローラー42の面取部42cに対面する部分に、テーパー形状のブレードテーパー部112tを有する。塗布ローラー42の軸方向について、塗布ローラー42の長さをL1としたときに、ブレード112の長さL2は、L1以上である。また、ブレード112の両端部の各々が、塗布ローラー42の両端部に対して、塗布ローラー42の軸方向にはみ出す長さをΔLとすると、ΔLは、0mmより大きく5mm以下が好ましく、より好ましくは、0.5mm以上2mm以下である。   The blade 112 has a tapered blade taper portion 112t at both ends, that is, a portion facing the chamfered portion 42c of the application roller 42. In the axial direction of the application roller 42, when the length of the application roller 42 is L1, the length L2 of the blade 112 is L1 or more. Further, when the length of each end of the blade 112 protruding in the axial direction of the application roller 42 with respect to the both ends of the application roller 42 is ΔL, ΔL is preferably greater than 0 mm and less than or equal to 5 mm, more preferably , 0.5 mm or more and 2 mm or less.

ブレード112において、ブレードテーパー部112tと、軸方向に延びるエッジ112eと、がなす角θ112t(鋭角)は、1°以上5°以下とすることが好ましく、2°以上4°以下とすることが更に好ましく、約3°が最も好ましい。また、軸方向について測ったブレードテーパー部112tの長さL112tは、1mm以上5mm以下が好ましく、より好ましくは2mm以上4mm以下である。また、塗布ローラー42の面取部42cを除いた直筒部分の両端部の点P1、P2は、ブレード112のブレードテーパー部112tを除いた直線状ブレード部分の両端部の点P3、P4よりも、外側にあることが好ましい。なお、一般的に、ブレード112と塗布ローラー42とは、軸方向に垂直な対称面Psを中心にして左右対称の形をしていることが好ましい。   In the blade 112, an angle θ112t (acute angle) formed by the blade tapered portion 112t and the edge 112e extending in the axial direction is preferably 1 ° or more and 5 ° or less, and more preferably 2 ° or more and 4 ° or less. Preferably about 3 ° is most preferred. Further, the length L112t of the blade taper portion 112t measured in the axial direction is preferably 1 mm or more and 5 mm or less, more preferably 2 mm or more and 4 mm or less. Further, the points P1 and P2 at both ends of the straight cylinder portion excluding the chamfered portion 42c of the application roller 42 are more than the points P3 and P4 at both ends of the linear blade portion excluding the blade tapered portion 112t of the blade 112, Preferably it is on the outside. In general, it is preferable that the blade 112 and the application roller 42 have a bilaterally symmetric shape about a symmetry plane Ps perpendicular to the axial direction.

塗布ローラー42が回転すると、ローラー面42s上において、ブレードギャップGに相当する厚さに樹脂が塗布される。ここで、余剰の樹脂は、塗布ローラー42とブレード112とにより軸方向の力F1を受けて、塗布ローラー42の軸方向外側に移動し、面取部42cに溜まる。ここで、ブレード112は、ブレードテーパー部112tを有しているので、面取部42cにおける塗布ローラー42の表面とブレード112との間の空間を広げることができ、面取部42cに溜まる樹脂の量を多くできる。塗布ローラー42が回転すると、面取部42cに溜まった樹脂は、遠心力を受ける。面取部42cに溜まった樹脂は、遠心力により、面取部42cに沿った方向に力F2を受けて、塗布ローラー42の中心方向に移動する。この力F2が、力F1による樹脂の軸方向外側への移動を抑制するので、面取部42cに樹脂が過度に溜まることを防止できる。   When the application roller 42 rotates, the resin is applied to a thickness corresponding to the blade gap G on the roller surface 42s. Here, the surplus resin receives the axial force F1 by the application roller 42 and the blade 112, moves to the outside in the axial direction of the application roller 42, and accumulates in the chamfered portion 42c. Here, since the blade 112 has the blade taper portion 112t, the space between the surface of the coating roller 42 and the blade 112 in the chamfered portion 42c can be widened, and the resin accumulated in the chamfered portion 42c can be increased. You can increase the amount. When the application roller 42 rotates, the resin collected in the chamfered portion 42c receives a centrifugal force. The resin accumulated in the chamfered portion 42 c receives a force F <b> 2 in the direction along the chamfered portion 42 c due to centrifugal force and moves in the center direction of the application roller 42. Since this force F2 suppresses the movement of the resin in the axial direction by the force F1, it is possible to prevent the resin from being excessively accumulated in the chamfered portion 42c.

上記のように、本変形例では、塗布ローラー42の両端部の面取部42c、および、ブレード112の両端部のブレードテーパー部112tを設けると共に、塗布ローラー42の両端部よりもブレード112の両端部が軸方向外側にはみ出す構造を備える。これにより、面取部42c上において、より多くの樹脂が溜まることができる空間を確保すると共に、面取部42c上における樹脂の過剰な滞留を抑制できる。したがって、上記構造は、ブレードギャップGを経由して樹脂溜部111から流出した樹脂が、塗布ローラー42の端部において飛散することを抑制する飛散抑制部として機能する。その結果、トウCFに含浸されることなく樹脂溜部110、111内の樹脂が減少することが抑制されるため、樹脂含浸率RCの算出精度を向上させることができる。   As described above, in this modification, the chamfered portions 42 c at both ends of the application roller 42 and the blade tapered portions 112 t at both ends of the blade 112 are provided, and both ends of the blade 112 are more than both ends of the application roller 42. The portion has a structure that protrudes outward in the axial direction. Thereby, while ensuring the space which can accumulate more resin on the chamfering part 42c, the excessive retention of resin on the chamfering part 42c can be suppressed. Therefore, the above structure functions as a scattering suppression unit that suppresses the resin flowing out from the resin reservoir 111 via the blade gap G from scattering at the end of the application roller 42. As a result, since the resin in the resin reservoirs 110 and 111 is suppressed from being reduced without being impregnated in the tow CF, the calculation accuracy of the resin impregnation ratio RC can be improved.

・変形例4:
上記実施形態では、製造したトウプリプレグTPPを、トウ巻取装置70においてボビンに巻き取ることとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、トウプリプレグ製造装置を、フィラメントワインディング装置の一部として構成し、トウ巻取装置70においてトウプリプレグTPPを一旦巻き取ることなく、ワインディングの動作に供することとしてもよい。
-Modification 4:
In the above embodiment, the manufactured tow prepreg TPP is wound around the bobbin in the tow winding device 70, but may have a different configuration. For example, the tow prepreg manufacturing apparatus may be configured as a part of the filament winding apparatus, and the tow prepreg TPP may be used for winding without temporarily winding the tow prepreg TPP.

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

10…トウプリプレグ製造装置
20…トウ巻出装置
30…トウ開繊装置
31〜34…ローラー
40…樹脂含浸装置
41、42…塗布ローラー
42c…面取部
42s…ローラー面
50…熱風発生装置
60…トウ閉繊装置
61、62…ローラー
70…トウ巻取装置
80…樹脂槽
81…重量センサ
82〜84…樹脂流路
85、86…ポンプ
90…制御部
100、101…樹脂塗布部
110、111…樹脂溜部
111a、111c…側板
111b…背面板
111e…底板
112、114…ブレード
112e…エッジ
112t…ブレードテーパー部
116…ボールネジ
117…モータ
120、121…液面センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tow prepreg manufacturing apparatus 20 ... Tow unwinding apparatus 30 ... Tow opening apparatus 31-34 ... Roller 40 ... Resin impregnation apparatus 41, 42 ... Coating roller 42c ... Chamfering part 42s ... Roller surface 50 ... Hot-air generator 60 ... Tow closing device 61, 62 ... Roller 70 ... Tow take-up device 80 ... Resin tank 81 ... Weight sensor 82-84 ... Resin flow path 85, 86 ... Pump 90 ... Control unit 100, 101 ... Resin coating unit 110, 111 ... Resin reservoir portion 111a, 111c ... side plate 111b ... back plate 111e ... bottom plate 112, 114 ... blade 112e ... edge 112t ... blade taper portion 116 ... ball screw 117 ... motor 120, 121 ... liquid level sensor

Claims (1)

トウプリプレグの製造装置であって、
ローラー面を有し、前記ローラー面の上を通る繊維束に液状の樹脂を塗布する塗布ローラーと、
前記樹脂を貯留する樹脂槽と、
前記樹脂槽から供給された前記樹脂を滞留させて、該樹脂を前記塗布ローラーの前記ローラー面に供給する樹脂溜部と、
前記樹脂槽内の樹脂量を測定する第1樹脂量測定部と、
前記樹脂溜部内の樹脂量を測定する第2樹脂量測定部と、
制御部と、
を備え、
前記樹脂溜部は、
前記塗布ローラーの軸方向と略平行に延びるように設けられ、前記樹脂が供給されるギャップを挟んで前記ローラー面に対向して配置されるブレードであって、前記ギャップの大きさが変更されるように変位可能に構成されるブレードと、
前記樹脂溜部内の前記樹脂が、前記塗布ローラーの両端部に付着することを妨げる付着抑制部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1樹脂量測定部が測定した前記樹脂槽内の樹脂量および前記第2樹脂量測定部が測定した前記樹脂溜部内の樹脂量の各々の変動量と、前記樹脂の塗布に用いられた前記繊維束の消費量と、に基づいて得られる前記繊維束における樹脂含浸率が、目標値を超えると判断される場合には、前記ギャップが小さくなるように前記ブレードを変位させ、前記樹脂含浸率が前記目標値を下回ると判断される場合には、前記ギャップが大きくなるように前記ブレードを変位させる
トウプリプレグの製造装置。
A tow prepreg manufacturing apparatus,
An application roller having a roller surface and applying a liquid resin to a fiber bundle passing over the roller surface;
A resin tank for storing the resin;
A resin reservoir for retaining the resin supplied from the resin tank and supplying the resin to the roller surface of the application roller;
A first resin amount measuring unit for measuring the resin amount in the resin tank;
A second resin amount measuring unit for measuring the resin amount in the resin reservoir,
A control unit;
With
The resin reservoir is
A blade provided so as to extend substantially parallel to the axial direction of the application roller, and disposed to face the roller surface across the gap to which the resin is supplied, and the size of the gap is changed. A blade configured to be displaceable,
An adhesion suppressor that prevents the resin in the resin reservoir from adhering to both ends of the application roller;
With
The control unit includes a variation amount of each of the resin amount in the resin tank measured by the first resin amount measurement unit and the resin amount in the resin reservoir measured by the second resin amount measurement unit, and When it is determined that the resin impregnation rate in the fiber bundle obtained based on the consumption of the fiber bundle used for coating exceeds the target value, the blade is displaced so that the gap is reduced. When the resin impregnation rate is determined to be below the target value, the toe prepreg manufacturing apparatus displaces the blade so that the gap becomes large.
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