JP2020049766A - Heat bonding device and laminate manufacturing method - Google Patents

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剛 ▲高▼比良
剛 ▲高▼比良
Tsuyoshi Takahira
中村 雅則
Masanori Nakamura
雅則 中村
泰詩 中田
Yasushi Nakada
泰詩 中田
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Abstract

To heat-bond a reinforcing fiber resin sheet to a base sheet.SOLUTION: A heat bonding device heats and bonds a reinforced fiber resin sheet containing carbon fibers and a thermoplastic resin to a base sheet. A surface of the reinforced fiber resin sheet that is located on a side opposite to the base sheet has a base region and a rib region that protrudes further away from the base sheet than the base region. The heat bonding device includes a mold having a convex part including a top surface in contact with the base region of the reinforced fiber resin sheet, and a heating part for heating the reinforced fiber resin sheet.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、加熱接着装置及び積層体製造方法に関する。   The present invention relates to a heat bonding apparatus and a method for manufacturing a laminate.

近年、再生可能エネルギーの中でもコストパフォーマンスに優れる風力発電が注目されている。特に大型風車は1機当りの発電量も大きく、コストパフォーマンスに優れるので、風車の大型化が進んでいる。具体的には、欧州では現在60m級の風車翼が主に用いられているが、今後は75〜150m級の風車翼が採用されていく見込みである。   In recent years, among renewable energies, wind power generation, which has excellent cost performance, has attracted attention. In particular, large wind turbines generate a large amount of power per machine and are excellent in cost performance. Specifically, 60 m class wind turbine blades are currently mainly used in Europe, but it is expected that 75 to 150 m class wind turbine blades will be used in the future.

しかし、風車翼を大型化するためには重量と強度が重要な問題となっている。このような問題に対して、例えば特許文献1や、特許文献2には、風車翼のスパーキャップの補強繊維として炭素繊維を用いる技術について開示されている。炭素繊維は軽量かつ高弾性の繊維であり、ガラス繊維を用いたスパーキャップより軽量で、強度等の性能が向上することが示されている。また、特許文献3には、炭素繊維を含み、線状の凸部が形成されたシートを、風車翼の表面に取り付けることが開示されている。   However, weight and strength are important issues in increasing the size of a wind turbine blade. With respect to such a problem, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a technique using carbon fiber as a reinforcing fiber of a spar cap of a wind turbine blade. Carbon fiber is a lightweight and highly elastic fiber, which is shown to be lighter than a spar cap using glass fiber and to improve performance such as strength. Patent Literature 3 discloses that a sheet including carbon fibers and having a linear convex portion is attached to the surface of a wind turbine blade.

特開2013−151927号公報JP 2013-151927 A 特開2016−125441号公報JP-A-2006-125441 国際公開第2017/209300号WO 2017/209300

スパーキャップを炭素繊維に置き換えるだけでは、風車翼の強度及び軽量化が十分ではない可能性がある。更なる検討事項として、スパーキャップに接合されるシェアウェブの内部構造をガラス繊維から炭素繊維へ置き換えることが考えられる。   Simply replacing the spar cap with carbon fiber may not provide sufficient strength and weight reduction of the wind turbine blade. A further consideration is to replace the internal structure of the shear web bonded to the spar cap from glass fibers to carbon fibers.

本願の発明者等は、10〜100m程度の長さと数mの高さを持つガラス繊維製のシェアウェブのガラス繊維を、単純に炭素繊維に置き換えようとした。しかしながら、使用する炭素繊維の量の増大によるコスト高を解決し、かつ、炭素繊維用の新規な押し出し成形技術を開発することは極めて困難であった。   The inventors of the present application have tried to simply replace glass fibers of a glass fiber-made shear web having a length of about 10 to 100 m and a height of several meters with carbon fibers. However, it has been extremely difficult to solve the high cost due to the increase in the amount of carbon fiber used and to develop a new extrusion molding technique for carbon fiber.

そこで発明者等は発想を転換し、シェアウェブのような大型の部材を、凸部が形成された強化繊維樹脂シートを基材シートに加熱接着することによって作製される積層体を用いて構成することを提案する。具体的には、本発明は、リブ領域を有する強化繊維樹脂シートを基材シートに加熱接着する加熱接着装置及び積層体製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the inventors have changed the idea, and constructed a large member such as a shear web using a laminate produced by heating and bonding a reinforcing fiber resin sheet having convex portions to a base sheet. Propose that. Specifically, an object of the present invention is to provide a heat bonding apparatus and a method for manufacturing a laminate, which heat bond a reinforcing fiber resin sheet having a rib region to a base sheet.

本発明は、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む強化繊維樹脂シートを基材シートに加熱接着する加熱接着装置であって、前記強化繊維樹脂シートの面のうち前記基材シートとは反対の側に位置する面は、ベース領域と、前記ベース領域よりも前記基材シートから遠ざかる側に突出したリブ領域と、を有し、前記加熱接着装置は、前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域と接触する頂面を含む凸部を有する金型を備え、前記強化繊維樹脂シートを加熱する加熱部と、を備える、加熱接着装置である。   The present invention is a heat bonding apparatus for heating and bonding a reinforced fiber resin sheet containing carbon fibers and a thermoplastic resin to a base sheet, and on a side of the reinforced fiber resin sheet opposite to the base sheet, The located surface has a base region and a rib region protruding on a side farther from the base sheet than the base region, and the heat bonding device is in contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet. A heating and bonding apparatus comprising: a mold having a convex portion including a top surface; and a heating unit for heating the reinforcing fiber resin sheet.

本発明による加熱接着装置において、前記金型の、隣り合う2つの前記凸部の間の領域は、前記凸部の前記頂面よりも前記基材シートから遠くに位置するとともに前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域と対向する底面を含む凹部であってもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, a region between two adjacent convex portions of the mold is located farther from the base sheet than the top surface of the convex portion, and the reinforcing fiber resin sheet is provided. The recess may include a bottom surface facing the rib region.

本発明による加熱接着装置において、前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域と前記金型の前記凸部とは、互いに平行に線状に延びていてもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, the rib region of the reinforcing fiber resin sheet and the convex portion of the mold may linearly extend in parallel with each other.

本発明による加熱接着装置において、前記金型の前記凸部の前記頂面と前記凹部の前記底面との間の距離は、前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の高さ以上であってもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, a distance between the top surface of the convex portion of the mold and the bottom surface of the concave portion may be equal to or greater than the height of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet. .

本発明による加熱接着装置において、前記金型の前記凸部の前記頂面と前記凹部の前記底面との間の距離は、前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の高さより5mm以上大きくてもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, a distance between the top surface of the convex portion of the mold and the bottom surface of the concave portion may be 5 mm or more larger than a height of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet. .

本発明による加熱接着装置において、前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の高さが0.2mm以上であってもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, the height of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet may be 0.2 mm or more.

本発明による加熱接着装置において、前記基材シートは、樹脂、金属又はセラミックスの何れか1種以上を含んでいてもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, the base sheet may include at least one of resin, metal, and ceramic.

本発明による加熱接着装置において、前記基材シートと前記強化繊維樹脂シートとの間に、熱可塑性樹脂を含む接着剤層が設けられていてもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, an adhesive layer containing a thermoplastic resin may be provided between the base sheet and the reinforcing fiber resin sheet.

本発明による加熱接着装置において、前記強化繊維樹脂シートの前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂又はポリエーテルエーテルケトン系樹脂であってもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, the thermoplastic resin of the reinforcing fiber resin sheet may be a polypropylene resin, an acrylic resin, a polyvinyl chloride resin, a polyamide resin, or a polyetheretherketone resin.

本発明による加熱接着装置において、前記強化繊維樹脂シートは、第1シート材と、前記第1シート材の面のうち前記基材シートとは反対の側に位置する面上に位置し、前記リブ領域を構成する芯材と、前記芯材を覆うよう前記第1シート材に積層された第2シート材と、を有し、前記第1シート材及び前記第2シート材のうちの一方は、一方向に延びる連続繊維を含み、他方は、複数の方向に延びる連続繊維を含んでいてもよい。   In the heat bonding apparatus according to the present invention, the reinforcing fiber resin sheet is located on a first sheet material and a surface of the first sheet material which is opposite to the base sheet, and the rib A core material constituting an area, and a second sheet material laminated on the first sheet material so as to cover the core material, wherein one of the first sheet material and the second sheet material is It may include continuous fibers extending in one direction, and the other may include continuous fibers extending in multiple directions.

本発明による加熱接着装置は、前記強化繊維樹脂シートを前記基材シートに加熱接着して、風車回転翼のシェアウェブを作製してもよい。   The heat bonding apparatus according to the present invention may heat and bond the reinforced fiber resin sheet to the base sheet to produce a shear web of a windmill rotor.

本発明による加熱接着装置は、前記金型を、前記金型の前記凸部の前記頂面が前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触する接触位置と、前記金型の前記凸部の前記頂面が前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域から離間する離間位置との間で前記金型を上下方向に移動させる上下方向移動機構と、前記離間位置にある前記金型を水平方向に移動させる水平方向移動機構と、を更に備えてもよい。   The heat bonding apparatus according to the present invention, the mold, the contact position where the top surface of the convex portion of the mold is in contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet, and the convex portion of the mold A vertical movement mechanism for vertically moving the mold between a top position and a separation position where the top surface is separated from the base region of the reinforcing fiber resin sheet; and horizontally moving the mold at the separation position. A horizontal moving mechanism.

本発明は、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む強化繊維樹脂シートを基材シートに加熱接着して積層体を製造する積層体製造方法であって、前記基材シートとは反対の側に位置する面が、ベース領域と、前記ベース領域よりも前記基材シートから遠ざかる側に突出したリブ領域と、を有する前記強化繊維樹脂シートを準備する工程と、前記基材シートと前記強化繊維樹脂シートとを積層する工程と、頂面を含む凸部を有する金型の前記頂面を前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させて、前記強化繊維樹脂シートを加熱する加熱接着工程と、を備える、積層体製造方法である。   The present invention is a laminate manufacturing method for manufacturing a laminate by heating and bonding a reinforcing fiber resin sheet containing a carbon fiber and a thermoplastic resin to a base sheet, and is located on a side opposite to the base sheet. Surface, the base region, a step of preparing the reinforced fiber resin sheet having a rib region protruding from the base region to the side farther from the base sheet, the base sheet and the reinforced fiber resin sheet, And a heat bonding step of heating the reinforcing fiber resin sheet by bringing the top surface of the mold having a convex portion including a top surface into contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet. And a method for manufacturing a laminate.

本発明による積層体製造方法において、前記加熱接着工程は、水平方向における第1位置で前記金型の前記頂面を前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させて、前記強化繊維樹脂シートを加熱する第1加熱接着工程と、前記金型を前記第1位置とは異なる第2位置へ水平方向において移動させた後、前記金型の前記頂面を前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させて、前記強化繊維樹脂シートを加熱する第2加熱接着工程と、を有してもよい。   In the method for manufacturing a laminate according to the present invention, the heating and bonding step includes bringing the top surface of the mold into contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet at a first position in a horizontal direction, thereby forming the reinforcing fiber resin sheet. A first heat bonding step of heating, and after moving the mold in a horizontal direction to a second position different from the first position, the top surface of the mold is attached to the base region of the reinforcing fiber resin sheet. A second heating bonding step of heating the reinforcing fiber resin sheet by contacting the reinforcing fiber resin sheet.

本発明による積層体製造方法において、前記加熱接着工程は、130℃以上の温度の前記金型の前記頂面を、20MPa以下の圧力で前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させる工程を含んでもよい。   In the method for producing a laminate according to the present invention, the heat bonding step includes a step of contacting the top surface of the mold at a temperature of 130 ° C. or more with the base region of the reinforcing fiber resin sheet at a pressure of 20 MPa or less. May be.

本発明による積層体製造方法において、前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の側面が前記ベース領域の法線方向に対して成す角度が−30°以上+30°以下であってもよい。   In the method for producing a laminate according to the present invention, an angle formed by a side surface of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet with respect to a normal direction of the base region may be not less than −30 ° and not more than + 30 °.

本発明の加熱接着装置によれば、強化繊維樹脂シートを基材シートに加熱接着することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the heat bonding apparatus of this invention, a reinforcing fiber resin sheet can be heat-bonded to a base material sheet.

図1は、本発明の一実施の形態における積層体製造方法によって製造された積層体を材料として用いることができる風車の例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wind turbine that can use a laminate manufactured by a method of manufacturing a laminate according to an embodiment of the present invention as a material. 図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 図3は、本実施形態における積層体製造方法により製造された積層体の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a laminate manufactured by the laminate manufacturing method according to the present embodiment. 図4は、図3のIV−IV線に沿った断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 図5は、強化繊維樹脂シートの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a reinforcing fiber resin sheet. 図6は、図5のVI−VI線に沿った断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 図7は、強化繊維樹脂シートの製造方法を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a method of manufacturing a reinforcing fiber resin sheet. 図8は、本発明の一実施の形態における積層体製造方法を説明するための図である。FIG. 8 is a view for explaining a method of manufacturing a laminate according to one embodiment of the present invention. 図9は、本発明の一実施の形態における加熱接着装置を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a heat bonding apparatus according to one embodiment of the present invention. 図10は、本実施形態における加熱接着装置の金型を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a mold of the heat bonding apparatus according to the present embodiment. 図11は、本実施形態における積層体製造方法を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the method of manufacturing a laminate according to the present embodiment. 図12は、本実施形態における積層体製造方法を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining the method of manufacturing a laminate according to the present embodiment. 図13は、本実施形態における加熱接着装置を用いた積層体製造方法の一例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an example of a method of manufacturing a laminate using the heat bonding apparatus according to the present embodiment. 図14は、金型の変形例を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a modification of the mold. 図15は、加熱接着装置の変形例を示す図である。FIG. 15 is a view showing a modification of the heat bonding apparatus. 図16は、強化繊維樹脂シートの変形例を示す図である。FIG. 16 is a view showing a modified example of the reinforcing fiber resin sheet. 図17は、基材シートの変形例を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing a modification of the base sheet.

以下、図面を参照して本発明の加熱接着装置の一実施の形態について説明する。本実施の形態においては、一例として、後述する風車の風車回転翼の有するシェアウェブに含まれる積層体を製造する際に用いることができる加熱接着装置について説明する。図1〜図10は、本発明による一実施の形態を説明するための図である。なお、本件明細書に添付する図面においては、理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また、図面の寸法比率は説明の都合上、構成の一部が図面から省略される場合がある。例えば、図面において、後述する金型の凸部の数は、実際の数とは異なる場合がある。   Hereinafter, an embodiment of a heat bonding apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, as an example, a description will be given of a heating and bonding apparatus that can be used when manufacturing a laminate included in a shear web included in a wind turbine rotor blade of a wind turbine described below. 1 to 10 are diagrams for explaining an embodiment according to the present invention. In addition, in the drawings attached to the present specification, for convenience of understanding, the scales and the dimensional ratios in the vertical and horizontal directions are appropriately changed from those of the actual ones and exaggerated. In addition, the dimensional ratios in the drawings may be partially omitted from the drawings for convenience of description. For example, in the drawings, the number of mold protrusions described later may be different from the actual number.

(風車)
まず、風車について説明する。図1は、風力発電用の風車の図である。図1に示す風車80は、基礎B上に立設される支柱82と、支柱82の上端に設置されるナセル83と、ナセル83に設けられた、略水平な線を回転軸線として回転可能なローターヘッド84とを有している。図1に示す風車80は、更に、ローターヘッド84の回転軸線周りに放射状に配置された、複数枚(例えば、3枚)の風車回転翼90を有する。ローターヘッド84の回転軸線方向から風車回転翼90に当たった風の力は、ローターヘッド84を回転軸線周りに回転させる動力に変換される。
(Windmill)
First, a windmill will be described. FIG. 1 is a diagram of a wind turbine for wind power generation. The wind turbine 80 shown in FIG. 1 can rotate with a column 82 erected on the foundation B, a nacelle 83 installed at the upper end of the column 82, and a substantially horizontal line provided on the nacelle 83 as a rotation axis. And a rotor head 84. The wind turbine 80 shown in FIG. 1 further has a plurality (for example, three) of wind turbine rotor blades 90 radially arranged around the rotation axis of the rotor head 84. The force of the wind that hits the wind turbine rotor blades 90 from the direction of the rotation axis of the rotor head 84 is converted into power for rotating the rotor head 84 about the rotation axis.

風車回転翼90について説明する。図2は、図1のII−II方向に沿った、風車回転翼90の断面図である。図2に示す風車回転翼90は、外皮材91と、前縁中間層材92と、スパーキャップ93と、後縁中間層材94と、シェアウェブ95と、内皮材97と、を備えている。前縁中間層材92及び後縁中間層材94は、例えばPVC等の樹脂の発泡体、又はバルサ等の木材を材料とする。風車回転翼90のうち、外皮材91、前縁中間層材92及び内皮材97が重なる部分、並びに外皮材91、後縁中間層材94及び内皮材97が重なる部分は、外皮材91と内皮材97とをスキン材とし、前縁中間層材92又は後縁中間層材94をコア材とする、サンドイッチ構造となっている。
図2に示す風車回転翼90において、外皮材91、スパーキャップ93および内皮材97はそれぞれ、繊維強化プラスチック(FRP)で形成(構成)されている。スパーキャップ93は、繊維強化プラスチックを多層に積層した部材であり、シェアウェブ95の背側(図2において上側)の端面および腹側(図2において下側)の端面に接するようにして、風車回転翼90の背側および腹側に、それぞれ一つずつ設けられている。また、スパーキャップ93とシェアウェブ95とは、例えば常温で硬化するエポキシ系接着剤を介して接続(連結)されている。
The wind turbine rotor 90 will be described. FIG. 2 is a sectional view of the wind turbine rotor 90 taken along the II-II direction in FIG. The wind turbine rotor 90 shown in FIG. 2 includes a skin material 91, a leading edge intermediate layer material 92, a spar cap 93, a trailing edge intermediate layer material 94, a shear web 95, and an endothelial material 97. . The leading edge intermediate layer material 92 and the trailing edge intermediate layer material 94 are made of, for example, a resin foam such as PVC or wood such as balsa. In the wind turbine rotor 90, a portion where the outer skin material 91, the leading edge intermediate layer material 92 and the endothelial material 97 overlap, and a portion where the outer skin material 91, the trailing edge intermediate layer material 94 and the endothelial material 97 overlap, are the outer skin material 91 and the inner skin material. A material 97 is used as a skin material, and a front edge intermediate layer material 92 or a rear edge intermediate layer material 94 is used as a core material to form a sandwich structure.
In the wind turbine rotor 90 shown in FIG. 2, the outer skin material 91, the spar cap 93, and the inner skin material 97 are each formed (configured) of fiber reinforced plastic (FRP). The spar cap 93 is a member in which fiber reinforced plastics are laminated in multiple layers, and is in contact with the rear (upper in FIG. 2) end face and the abdominal (lower in FIG. 2) end face of the shear web 95. One is provided on each of the back side and the ventral side of the rotary wing 90. Further, the spar cap 93 and the shear web 95 are connected (connected) via, for example, an epoxy adhesive that cures at room temperature.

(積層体)
図2に示すシェアウェブ95は、本実施の形態の加熱接着装置を用いて製造される積層体1を備える。図3は、積層体1の斜視図である。図4は、図3のIV−IV方向に沿った断面図である。図3及び図4に示す積層体1は、強化繊維樹脂シート10と、基材シート20と、強化繊維樹脂シート10と基材シート20との間に位置する接着剤層30と、を備える。以下の説明において、強化繊維樹脂シート10の面のうち基材シート20側の面を第1面11と称し、基材シート20とは反対側に位置する面を第2面12とも称する。図4に示すように、強化繊維樹脂シート10の第2面12は、ベース領域13と、ベース領域13よりも基材シート20から遠ざかる側に突出した複数のリブ領域14と、を有する。
(Laminate)
The share web 95 shown in FIG. 2 includes the laminate 1 manufactured using the heating and bonding apparatus of the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view of the laminate 1. FIG. 4 is a cross-sectional view along the IV-IV direction in FIG. The laminate 1 shown in FIGS. 3 and 4 includes a reinforcing fiber resin sheet 10, a base sheet 20, and an adhesive layer 30 located between the reinforcing fiber resin sheet 10 and the base sheet 20. In the following description, the surface of the reinforcing fiber resin sheet 10 on the side of the base material sheet 20 is referred to as a first surface 11, and the surface located on the opposite side to the base material sheet 20 is also referred to as a second surface 12. As shown in FIG. 4, the second surface 12 of the reinforcing fiber resin sheet 10 has a base region 13 and a plurality of rib regions 14 protruding from the base region 13 on the side farther from the base sheet 20.

本実施の形態に係る強化繊維樹脂シート10においては、複数のリブ領域14が、一方向に配列されており、各リブ領域14は、配列方向である一方向と非平行な方向に線状に延びている。図4に示す例においては、複数のリブ領域14が、X方向に配列されており、各リブ領域14が、X方向と直交するY方向に線状に延びている。複数のリブ領域14は、互いに間隔を開けて配列されている。そして、配列方向に隣り合う二つのリブ領域14の間に、ベース領域13が形成されている。   In the reinforced fiber resin sheet 10 according to the present embodiment, the plurality of rib regions 14 are arranged in one direction, and each rib region 14 is linearly arranged in a direction non-parallel to one direction which is the arrangement direction. Extending. In the example shown in FIG. 4, a plurality of rib regions 14 are arranged in the X direction, and each rib region 14 extends linearly in the Y direction orthogonal to the X direction. The plurality of rib regions 14 are arranged with an interval therebetween. The base region 13 is formed between two rib regions 14 adjacent in the arrangement direction.

一例として、図4に示された各寸法を次のように設計することができる。X方向に沿った各ベース領域13の幅w1は、2mm以上50mm以下とすることができる。また、X方向に沿った各リブ領域14の幅w2は、1mm以上50mm以下とすることができる。各リブ領域14の高さh1は、5mm以上とすることができる。また、各リブ領域14の高さh1は、例えば50mm以下とすることができる。図3及び図4に示す強化繊維樹脂シート10は、全体としてシート状の部材となっている。また、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14の側面がベース領域13の法線方向に対して成す角度は、−30°以上+30°以下であってもよい。図4に示す例においては、ベース領域13の法線方向であるZ方向に延びる直線L1が、リブ領域14の側面に含まれる場合、すなわちリブ領域14の側面がベース領域13の法線方向に対して成す角度が0°である場合について示している。   As an example, the dimensions shown in FIG. 4 can be designed as follows. The width w1 of each base region 13 along the X direction can be 2 mm or more and 50 mm or less. Further, the width w2 of each rib region 14 along the X direction can be 1 mm or more and 50 mm or less. The height h1 of each rib region 14 can be 5 mm or more. The height h1 of each rib region 14 can be, for example, 50 mm or less. The reinforcing fiber resin sheet 10 shown in FIGS. 3 and 4 is a sheet-like member as a whole. Further, the angle formed by the side surface of the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 with respect to the normal direction of the base region 13 may be −30 ° or more and + 30 ° or less. 4, the straight line L1 extending in the Z direction which is the normal direction of the base region 13 is included in the side surface of the rib region 14, that is, the side surface of the rib region 14 is in the normal direction of the base region 13. The case where the angle formed with respect to the angle is 0 ° is shown.

基材シート20は、強化繊維樹脂シート10を補強することなどを目的として強化繊維樹脂シート10に接着される部材である。基材シート20は、例えば、樹脂、金属又はセラミックスの何れか1種以上を含む。基材シート20は、強化繊維樹脂シート10と同様に、後述する炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。基材シート20の厚みは、例えば0.1cm以上10cm以下である。積層体1が強化繊維樹脂シート10に加えて基材シート20を更に有することによって、上述の風車回転翼90のシェアウェブ95のような、厚みの求められる部材を作製する場合に、積層体1の厚みを確保することができる。   The base sheet 20 is a member bonded to the reinforced fiber resin sheet 10 for the purpose of reinforcing the reinforced fiber resin sheet 10 and the like. The base sheet 20 includes, for example, any one or more of resin, metal, and ceramics. The base sheet 20 may include a carbon fiber and a thermoplastic resin described later, similarly to the reinforcing fiber resin sheet 10. The thickness of the base sheet 20 is, for example, 0.1 cm or more and 10 cm or less. Since the laminate 1 further includes the base sheet 20 in addition to the reinforcing fiber resin sheet 10, when a member having a required thickness such as the above-described shear web 95 of the wind turbine rotor 90 is manufactured, the laminate 1 Can be ensured in thickness.

接着剤層30は、基材シート20と強化繊維樹脂シート10とを接着する接着剤を含む層である。接着剤層30は、例えば、熱可塑性樹脂を含むホットメルト系接着剤である。接着剤層30の熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などを用いることができる。接着剤層30が熱可塑性樹脂を含む場合には、加熱することによって接着剤層30を軟化させ、積層体1から除いて回収することができる。このため、積層体1のリサイクル性をより向上することができる。   The adhesive layer 30 is a layer including an adhesive for bonding the base sheet 20 and the reinforcing fiber resin sheet 10. The adhesive layer 30 is, for example, a hot melt adhesive containing a thermoplastic resin. As the thermoplastic resin of the adhesive layer 30, for example, a polyolefin resin such as polypropylene, a polyester resin, a polyamide resin, or the like can be used. When the adhesive layer 30 contains a thermoplastic resin, the adhesive layer 30 can be softened by heating and removed from the laminate 1 and recovered. For this reason, the recyclability of the laminate 1 can be further improved.

次に、図5及び図6を参照して強化繊維樹脂シート10について詳細に説明する。図5は、強化繊維樹脂シート10の斜視図である。図6は、図5のVI−VI方向に沿った断面図である。図5及び図6に示す例において、強化繊維樹脂シート10は、第1シート材15と、第1シート材15の面のうち第2面12側に位置する面上に設けられた複数の芯材17と、芯材17を覆うように第1シート材15上に積層された第2シート材18と、を含む。図示はしないが、第1シート材15と、芯材17及び第2シート材18とは、接着剤層を介して接着されていてもよい。
強化繊維樹脂シート10のうち第2シート材18が芯材17を覆っている領域が、上述のリブ領域14となっている。また、強化繊維樹脂シート10のうち第2シート材18が芯材17を覆っていない領域が、ベース領域13となっている。
Next, the reinforcing fiber resin sheet 10 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view of the reinforcing fiber resin sheet 10. FIG. 6 is a cross-sectional view along the VI-VI direction in FIG. In the example shown in FIGS. 5 and 6, the reinforcing fiber resin sheet 10 includes a first sheet material 15 and a plurality of cores provided on a surface of the first sheet material 15 that is located on the second surface 12 side. And a second sheet material 18 laminated on the first sheet material 15 so as to cover the core material 17. Although not shown, the first sheet material 15, the core material 17, and the second sheet material 18 may be bonded via an adhesive layer.
The area of the reinforcing fiber resin sheet 10 in which the second sheet material 18 covers the core 17 is the above-described rib area 14. The area of the reinforcing fiber resin sheet 10 where the second sheet material 18 does not cover the core 17 is the base area 13.

強化繊維樹脂シート10は、炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含んでいる。本実施の形態において、強化繊維樹脂シート10は、いわゆる炭素繊維強化樹脂(Carbon Fiber Reinforced Plastics)材料を用いて作製された部材である。したがって、強化繊維樹脂シート10は、軽量かつ強度の高い、つまり比強度が大きいといった特長を有している。   The reinforcing fiber resin sheet 10 contains carbon fibers and a thermoplastic resin. In the present embodiment, the reinforcing fiber resin sheet 10 is a member manufactured using a so-called carbon fiber reinforced resin (Carbon Fiber Reinforced Plastics) material. Therefore, the reinforcing fiber resin sheet 10 has features such as light weight and high strength, that is, high specific strength.

図5及び図6に示す強化繊維樹脂シート10に含まれる第1シート材15、第2シート材18及び芯材17の少なくとも1つは、上述の炭素繊維強化樹脂を含んでいる。以下、第1シート材15、第2シート材18及び芯材17の材料の一例について説明する。   At least one of the first sheet material 15, the second sheet material 18, and the core material 17 included in the reinforced fiber resin sheet 10 shown in FIGS. 5 and 6 contains the above-described carbon fiber reinforced resin. Hereinafter, an example of the material of the first sheet material 15, the second sheet material 18, and the core material 17 will be described.

まず、第1シート材15及び第2シート材18の材料について説明する。第1シート材15及び第2シート材18は、例えば、繊維とこの繊維に含浸させた合成樹脂を含む。第1シート材15及び第2シート材18に含まれる繊維は、ガラス繊維であってもよく、炭素繊維であってもよい。第1シート材15及び第2シート材18が炭素繊維を含む場合には、ガラス繊維を含む場合と比較して、第1シート材15及び第2シート材18を、より軽量かつ高強度にすることができる。また、炭素繊維はガラス繊維よりも高い熱伝導性を有するため、加熱接着の際に、より効率よく接着面に熱を伝えることができる。具体的には、繊維状基材に合成樹脂を含浸させてなる部位として、第1シート材15及び第2シート材18を作製することができる。繊維状基材としては、特に限定されず、例えば一方向の連続繊維を含んでいてもよく、複数の方向に延びる織物状の連続繊維を含んでいてもよいし、連続繊維ではなく切断された繊維を含んでいてもよい。ここで、連続繊維とは、例えば100mm以上の長さを有する繊維を意味する。連続繊維は、シート材の一方の端部から一方の端部に対向する他方の端部まで切断面を有していなくてもよい。例えば、第1シート材15及び第2シート材18のうちの一方が、一方向に延びる連続繊維を含み、他方が、複数の方向に延びる連続繊維を含んでもよい。例えば、第1シート材15が、複数の方向に延びる連続繊維を含み、第2シート材18が、一方向に延びる連続繊維を含んでもよい。
第1シート材15又は第2シート材18が炭素繊維を含む場合、炭素繊維としては、例えば、PAN系炭素繊維、PITCH系炭素繊維などを用いることができる。第1シート材15又は第2シート材18がガラス繊維を含む場合、ガラス繊維としては、例えば、Eガラス繊維などを用いることができる。例えば、第1シート材15が、複数の方向に延びるガラス繊維の連続繊維を含み、第2シート材18が、一方向に延びる炭素繊維の連続繊維を含んでもよい。
First, the materials of the first sheet material 15 and the second sheet material 18 will be described. The first sheet material 15 and the second sheet material 18 include, for example, a fiber and a synthetic resin impregnated in the fiber. The fibers included in the first sheet material 15 and the second sheet material 18 may be glass fibers or carbon fibers. When the first sheet material 15 and the second sheet material 18 include carbon fibers, the first sheet material 15 and the second sheet material 18 are made lighter and have higher strength as compared with the case where glass fibers are included. be able to. Moreover, since carbon fibers have higher thermal conductivity than glass fibers, heat can be more efficiently transferred to the bonding surface during heat bonding. Specifically, the first sheet material 15 and the second sheet material 18 can be manufactured as a portion obtained by impregnating a fibrous base material with a synthetic resin. The fibrous base material is not particularly limited, and may include, for example, unidirectional continuous fibers, may include woven continuous fibers extending in a plurality of directions, or may be cut instead of continuous fibers. It may contain fibers. Here, the continuous fiber means, for example, a fiber having a length of 100 mm or more. The continuous fiber may not have a cut surface from one end of the sheet material to the other end facing the one end. For example, one of the first sheet material 15 and the second sheet material 18 may include continuous fibers extending in one direction, and the other may include continuous fibers extending in multiple directions. For example, the first sheet material 15 may include continuous fibers extending in a plurality of directions, and the second sheet material 18 may include continuous fibers extending in one direction.
When the first sheet material 15 or the second sheet material 18 contains carbon fibers, for example, PAN-based carbon fibers, PITCH-based carbon fibers, or the like can be used as the carbon fibers. When the first sheet material 15 or the second sheet material 18 contains glass fiber, for example, E glass fiber or the like can be used as the glass fiber. For example, the first sheet material 15 may include continuous fibers of glass fibers extending in a plurality of directions, and the second sheet material 18 may include continuous fibers of carbon fibers extending in one direction.

繊維状基材に含浸させている合成樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の何れを用いてもよいが、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン系樹脂が好ましい。第1シート材15及び第2シート材18が熱可塑性樹脂を含む場合には、加熱することによって熱可塑性樹脂を軟化させて回収することができる。このため、積層体1のリサイクル性をより向上することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられ、不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂が好ましい。   As the synthetic resin impregnated in the fibrous base material, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used, but it is preferable to use a thermoplastic resin. As the thermoplastic resin, for example, a polypropylene resin, an acrylic resin, a polyvinyl chloride resin, a polyamide resin, or a polyether ether ketone resin is preferable. When the first sheet material 15 and the second sheet material 18 include a thermoplastic resin, the thermoplastic resin can be softened and recovered by heating. For this reason, the recyclability of the laminate 1 can be further improved. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a melamine resin, and a polyurethane resin, and an unsaturated polyester resin and an epoxy resin are preferable.

なお、第1シート材15又は第2シート材18の一方は繊維状基材を含むが、他方は繊維状基材を含んでいなくてもよい。例えば、第1シート材15は、繊維状基材と、繊維状基材に含浸された合成樹脂とを含む繊維強化樹脂からなり、第2シート材18は、合成樹脂からなっていてもよい。   One of the first sheet material 15 and the second sheet material 18 includes a fibrous base material, but the other may not include the fibrous base material. For example, the first sheet material 15 may be made of a fiber reinforced resin including a fibrous base material and a synthetic resin impregnated in the fibrous base material, and the second sheet material 18 may be made of a synthetic resin.

繊維に合成樹脂を含浸させて第1シート材15又は第2シート材18を得る方法の一例として、炭素繊維に合成樹脂を含浸させる場合、例えば炭素繊維と合成樹脂を積層し、該積層体の温度を該合成樹脂の融点以上まで昇温し、該積層体を高圧でプレスすることで、合成樹脂を炭素繊維に含浸させることができる。   As an example of a method of obtaining the first sheet material 15 or the second sheet material 18 by impregnating the fiber with a synthetic resin, when impregnating a carbon fiber with a synthetic resin, for example, laminating the carbon fiber and the synthetic resin, By raising the temperature to a temperature equal to or higher than the melting point of the synthetic resin and pressing the laminate at a high pressure, the synthetic resin can be impregnated into the carbon fibers.

芯材17の材料について説明する。本実施の形態において、強化繊維樹脂シート10の芯材17を構成している合成樹脂としては、第1シート材15又は第2シート材18に含まれる合成樹脂と同様の合成樹脂を用いることができ、例えばポリプロピレン系樹脂を用いることができる。芯材17は、例えば矩形状の断面を有する。   The material of the core 17 will be described. In the present embodiment, as the synthetic resin constituting the core material 17 of the reinforcing fiber resin sheet 10, the same synthetic resin as the synthetic resin contained in the first sheet material 15 or the second sheet material 18 may be used. For example, a polypropylene-based resin can be used. The core 17 has, for example, a rectangular cross section.

(強化繊維樹脂シートの製造方法)
次に、以上に例示した強化繊維樹脂シート10の製造方法について説明する。強化繊維樹脂シート10は、例えば、第1シート材15、第2シート材18及び芯材17を熱プレスで溶着することで作製される。熱プレスには、押し出し成型やプレス成型を用いることができる。
(Method of manufacturing reinforced fiber resin sheet)
Next, a method for manufacturing the reinforced fiber resin sheet 10 exemplified above will be described. The reinforced fiber resin sheet 10 is produced, for example, by welding the first sheet material 15, the second sheet material 18, and the core material 17 by hot pressing. Extrusion molding or press molding can be used for the hot press.

一例としての図7に示された例では、第1型61及び第2型62の間に形成されるキャビティC内で、第1シート材15、第2シート材18及び芯材17を熱プレスすることで、強化繊維樹脂シート10が得られる。図7に示された例では、まず第1シート材15が配置され、次に、複数の芯材17が第1シート材15上に配置される。このとき細長い芯材17は、Y方向に延びるようにして、Y方向と直交するX方向に間隔をあけて、第1シート材15上に配列される。   In the example shown in FIG. 7 as an example, the first sheet material 15, the second sheet material 18, and the core material 17 are hot-pressed in a cavity C formed between the first mold 61 and the second mold 62. By doing so, the reinforcing fiber resin sheet 10 is obtained. In the example shown in FIG. 7, first, the first sheet material 15 is arranged, and then, a plurality of core materials 17 are arranged on the first sheet material 15. At this time, the elongated core members 17 are arranged on the first sheet member 15 at intervals in the X direction orthogonal to the Y direction so as to extend in the Y direction.

次に、第2シート材18が、第1シート材15との間で芯材17を挟むようにして、芯材17の、第1シート材15が位置する側と反対側に配置される。次に、図7に示すように、第1シート材15及び芯材17に沿って延びるようにして、第2シート材18を折り曲げる。   Next, the second sheet member 18 is arranged on the side of the core member 17 opposite to the side where the first sheet member 15 is located so as to sandwich the core member 17 with the first sheet member 15. Next, as shown in FIG. 7, the second sheet material 18 is bent so as to extend along the first sheet material 15 and the core material 17.

その後、第1シート材15、第2シート材18及び芯材17をキャビティC内に配置した状態で、第1型61及び第2型62を閉型し、芯材17を間に挟んだ状態の第1シート材15及び第2シート材18を互いに向けて熱プレスする。これにより、樹脂が溶着することで、一体物の強化繊維樹脂シート10が得られる。   Then, the first die 61 and the second die 62 are closed with the first sheet material 15, the second sheet material 18 and the core material 17 arranged in the cavity C, and the core material 17 is sandwiched therebetween. The first sheet material 15 and the second sheet material 18 are hot pressed toward each other. As a result, the resin is welded, so that the integrated reinforcing fiber resin sheet 10 is obtained.

(積層体の製造方法)
図3及び図4に示す積層体1の製造方法について説明する。まず、図5及び図6に示す強化繊維樹脂シート10を準備する。本実施の形態においては、強化繊維樹脂シート10を準備するとともに、基材シート20、及び接着剤層30の材料として用いる接着剤を準備する。
(Production method of laminate)
A method for manufacturing the laminate 1 shown in FIGS. 3 and 4 will be described. First, the reinforcing fiber resin sheet 10 shown in FIGS. 5 and 6 is prepared. In the present embodiment, while the reinforcing fiber resin sheet 10 is prepared, an adhesive used as a material of the base sheet 20 and the adhesive layer 30 is prepared.

次に、基材シート20と、強化繊維樹脂シート10とを積層する。基材シート20と強化繊維樹脂シート10との積層は、強化繊維樹脂シート10の、ベース領域13及びリブ領域14を有する側とは反対側に、基材シート20が位置するように行う。本実施の形態においては、基材シート20の一方の面に接着剤層30を配置し、次に接着剤層30の基材シート20が位置する側とは反対側に強化繊維樹脂シート10を配置することによって、図3及び図4に示すように、基材シート20、接着剤層30及び強化繊維樹脂シート10を積層する。   Next, the base sheet 20 and the reinforcing fiber resin sheet 10 are laminated. The lamination of the base sheet 20 and the reinforcing fiber resin sheet 10 is performed such that the base sheet 20 is located on the side of the reinforcing fiber resin sheet 10 opposite to the side having the base region 13 and the rib region 14. In the present embodiment, the adhesive layer 30 is arranged on one surface of the base sheet 20, and then the reinforcing fiber resin sheet 10 is placed on the side of the adhesive layer 30 opposite to the side where the base sheet 20 is located. By arranging, as shown in FIGS. 3 and 4, the base sheet 20, the adhesive layer 30, and the reinforcing fiber resin sheet 10 are laminated.

基材シート20の一方の面に接着剤層30を形成する方法について説明する。図8は、接着剤層30を形成する方法を示す図である。図8に示すように、基材シート20を搬送方向d1に搬送しながら、基材シート20の一方の面に接着剤を供給することにより、接着剤層30を形成する。具体的には、まず、台座64上に基材シート20を配置する。次に、ローラー65を用いて台座64を動かすことにより、基材シート20を搬送方向d1に搬送しながら、接着剤供給機構63を用いて基材シート20の一方の面に接着剤を供給する。接着剤供給機構63は、例えばスプレーコート方式又はダイコーター方式によって、基材シート20の一方の面に接着剤を供給する。以上の方法により、接着剤層30を形成する。   A method for forming the adhesive layer 30 on one surface of the base sheet 20 will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating a method of forming the adhesive layer 30. As shown in FIG. 8, the adhesive layer 30 is formed by supplying the adhesive to one surface of the base sheet 20 while the base sheet 20 is being conveyed in the conveying direction d1. Specifically, first, the base sheet 20 is arranged on the base 64. Next, by moving the pedestal 64 using the rollers 65, the adhesive is supplied to one surface of the base sheet 20 using the adhesive supply mechanism 63 while the base sheet 20 is being transferred in the transfer direction d1. . The adhesive supply mechanism 63 supplies the adhesive to one surface of the base sheet 20 by, for example, a spray coat method or a die coater method. The adhesive layer 30 is formed by the above method.

(加熱接着装置)
基材シート20と強化繊維樹脂シート10とを積層した後に、本実施の形態に係る加熱接着装置40を用いて、強化繊維樹脂シート10の少なくともベース領域13を第2面12側から加熱し、基材シート20と強化繊維樹脂シート10とを接着する。まず、図9を参照して、加熱接着装置40について説明する。図9は、本実施の形態に係る加熱接着装置40について、加熱接着の対象となる、強化繊維樹脂シート10、基材シート20及び接着剤層30とともに示す斜視図である。なお、図9に示す強化繊維樹脂シート10などの寸法、並びに強化繊維樹脂シート10のベース領域13及びリブ領域14の数は、説明の都合上、図3〜図7に示す例から変更して示している。図9に示す加熱接着装置40は、加熱部41と、上下方向移動機構42と、水平方向移動機構43と、を備える。加熱接着装置40は、図9に示すように、基材シート20を支持する支持部44を更に備えてもよい。
(Heat bonding equipment)
After laminating the base sheet 20 and the reinforcing fiber resin sheet 10, at least the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10 is heated from the second surface 12 side using the heating and bonding device 40 according to the present embodiment, The base sheet 20 and the reinforcing fiber resin sheet 10 are bonded. First, the heat bonding apparatus 40 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a perspective view showing the heat bonding apparatus 40 according to the present embodiment, together with the reinforcing fiber resin sheet 10, the base sheet 20, and the adhesive layer 30, which are objects of the heat bonding. Note that the dimensions of the reinforcing fiber resin sheet 10 and the like shown in FIG. 9 and the numbers of the base regions 13 and the rib regions 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 are changed from the examples shown in FIGS. Is shown. The heating bonding apparatus 40 illustrated in FIG. 9 includes a heating unit 41, a vertical movement mechanism 42, and a horizontal movement mechanism 43. As shown in FIG. 9, the heating and bonding apparatus 40 may further include a support 44 that supports the base sheet 20.

図10を参照して、加熱部41について詳細に説明する。図10は、本実施の形態に係る加熱部41について、加熱接着の対象となる、強化繊維樹脂シート10、基材シート20及び接着剤層30とともに示す図である。加熱部41は、金型50を有する。金型50は、強化繊維樹脂シート10に向かって突出した複数の凸部51を有する。凸部51は、線状に延びていてもよい。金型50の凸部51が延びる方向は、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が延びる方向に平行である。   The heating unit 41 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating the heating section 41 according to the present embodiment, together with the reinforcing fiber resin sheet 10, the base sheet 20, and the adhesive layer 30, which are the targets of heat bonding. The heating unit 41 has a mold 50. The mold 50 has a plurality of protrusions 51 protruding toward the reinforcing fiber resin sheet 10. The protrusion 51 may extend linearly. The direction in which the protrusions 51 of the mold 50 extend is parallel to the direction in which the rib regions 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 extend.

凸部51は、先端に位置する頂面51aを含む。図10に示す例において、頂面51aは平坦面である。図示はしないが、頂面51aは湾曲していてもよい。金型50は、少なくとも凸部51の頂面51aにおいて、強化繊維樹脂シート10のベース領域13と接触することができる。   The protrusion 51 includes a top surface 51a located at the tip. In the example shown in FIG. 10, the top surface 51a is a flat surface. Although not shown, the top surface 51a may be curved. The mold 50 can be in contact with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10 at least on the top surface 51a of the projection 51.

加熱部41は、図示はしないが、金型50の少なくとも凸部51の頂面51aを加熱する加熱手段を含む。加熱手段によって加熱された高温状態の金型50の凸部51の頂面51aを、ベース領域13に接触させることによって、強化繊維樹脂シート10と基材シート20との接着面を少なくとも部分的に加熱することができる。例えば、強化繊維樹脂シート10と基材シート20との間に位置する接着剤層30を加熱することができる。加熱によって、強化繊維樹脂シート10と基材シート20とを接着することができる。   Although not shown, the heating unit 41 includes a heating unit that heats at least the top surface 51 a of the projection 51 of the mold 50. By bringing the top surface 51a of the convex portion 51 of the mold 50 in a high-temperature state heated by the heating means into contact with the base region 13, the bonding surface between the reinforcing fiber resin sheet 10 and the base material sheet 20 is at least partially. Can be heated. For example, the adhesive layer 30 located between the reinforcing fiber resin sheet 10 and the base sheet 20 can be heated. By heating, the reinforcing fiber resin sheet 10 and the base sheet 20 can be bonded.

凸部51が強化繊維樹脂シート10に接触する際の凸部51の最高温度は、接着剤層30の融点以上であることが好ましく、例えば130℃以上であることが好ましい。また温度が高いと、強化繊維樹脂シートが変形しやすくなるため、例えば、200℃以下が好ましい。   The maximum temperature of the convex portion 51 when the convex portion 51 comes into contact with the reinforcing fiber resin sheet 10 is preferably equal to or higher than the melting point of the adhesive layer 30, for example, preferably 130 ° C. or higher. If the temperature is high, the reinforcing fiber resin sheet is likely to be deformed.

図10に示す例において、金型50の隣り合う2つの凸部51の間の領域は、凸部51の頂面51aよりも基材シート20から遠くに位置するとともに、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14と対向する底面52aを含む凹部52となっている。   In the example shown in FIG. 10, the region between two adjacent convex portions 51 of the mold 50 is located farther from the base sheet 20 than the top surface 51 a of the convex portion 51, and the region of the reinforcing fiber resin sheet 10 is The recess 52 includes a bottom surface 52a facing the rib region 14.

図10に示す金型50の凸部51の幅w3、凹部52の幅w4及び金型50の凸部51の頂面51aと凹部52の底面52aとの間の距離h2は、強化繊維樹脂シート10のベース領域13の幅w1、リブ領域14の幅w2及びリブ領域14の高さh1に応じて適宜決定される。例えば、金型50の凸部51の幅w3は強化繊維樹脂シート10のベース領域13の幅w1以下であり、金型50の凹部52の幅w4は強化繊維樹脂シート10のリブ領域14の幅w2以上である。図10に示す例においては、幅w3が幅w1よりも小さく、幅w4が幅w2よりも大きい例を示している。金型50の凸部51の頂面51aと凹部52の底面52aとの間の距離h2は、例えば、強化繊維樹脂シート10のリブ領域の高さh1以上である。図10に示す例においては、距離h2と高さh1とが等しい場合を示している。金型50の幅w5は、例えば50cmである。   The width w3 of the protrusion 51 of the mold 50, the width w4 of the recess 52, and the distance h2 between the top surface 51a of the protrusion 51 of the mold 50 and the bottom surface 52a of the recess 52 shown in FIG. The width w1 of the ten base regions 13, the width w2 of the rib regions 14, and the height h1 of the rib regions 14 are appropriately determined. For example, the width w3 of the convex portion 51 of the mold 50 is equal to or less than the width w1 of the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10, and the width w4 of the concave portion 52 of the mold 50 is width of the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10. w2 or more. In the example shown in FIG. 10, the width w3 is smaller than the width w1, and the width w4 is larger than the width w2. The distance h2 between the top surface 51a of the convex portion 51 of the mold 50 and the bottom surface 52a of the concave portion 52 is, for example, not less than the height h1 of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet 10. The example shown in FIG. 10 shows a case where the distance h2 is equal to the height h1. The width w5 of the mold 50 is, for example, 50 cm.

上下方向移動機構42について、図9を参照して説明する。上下方向移動機構42は、金型50を図9に示す強化繊維樹脂シート10の厚み方向であるZ方向に移動させる機構である。具体的には、上下方向移動機構42は、金型50の凸部51の頂面51aが強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触する接触位置と、金型50の凸部51の頂面51aが強化繊維樹脂シート10のベース領域13から離間する離間位置との間で、金型50をZ方向において移動させることができる。以下、強化繊維樹脂シート10の厚み方向を「上下方向」とも称する。   The vertical movement mechanism 42 will be described with reference to FIG. The vertical movement mechanism 42 is a mechanism for moving the mold 50 in the Z direction, which is the thickness direction of the reinforcing fiber resin sheet 10 shown in FIG. Specifically, the vertical movement mechanism 42 includes a contact position where the top surface 51 a of the protrusion 51 of the mold 50 contacts the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10, and a top surface of the protrusion 51 of the mold 50. The mold 50 can be moved in the Z direction between the separation position where 51 a is separated from the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10. Hereinafter, the thickness direction of the reinforcing fiber resin sheet 10 is also referred to as an “up-down direction”.

水平方向移動機構43について、図9を参照して説明する。水平方向移動機構43は、金型50を、図9に示す強化繊維樹脂シート10の第1面11の面方向に移動させる機構である。以下、強化繊維樹脂シート10の第1面11の面方向を「水平方向」とも称する。水平方向移動機構43は、金型50が、強化繊維樹脂シート10と接触していない離間位置にある場合に、金型50を水平方向に移動させる。図9に示す水平方向移動機構43は、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が並べられているX方向に、金型50を移動させる。水平方向移動機構43は、例えば、金型50を備える加熱部41と上下方向移動機構42とを水平方向に移動させることができるように設けられた車輪部43aを有する。この場合、図9に示すように、加熱接着装置40は、水平方向移動機構43の車輪部43aの移動する方向を制限するレール部36を更に備えていてもよい。図9に示す例において、レール部36は、水平方向移動機構43の車輪部43aの移動する方向をX方向に制限している。   The horizontal movement mechanism 43 will be described with reference to FIG. The horizontal movement mechanism 43 is a mechanism for moving the mold 50 in the surface direction of the first surface 11 of the reinforcing fiber resin sheet 10 shown in FIG. Hereinafter, the surface direction of the first surface 11 of the reinforcing fiber resin sheet 10 is also referred to as “horizontal direction”. The horizontal movement mechanism 43 moves the mold 50 in the horizontal direction when the mold 50 is at a separated position where the mold 50 is not in contact with the reinforcing fiber resin sheet 10. The horizontal moving mechanism 43 shown in FIG. 9 moves the mold 50 in the X direction in which the rib regions 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 are arranged. The horizontal movement mechanism 43 has, for example, a wheel unit 43a provided so that the heating unit 41 including the mold 50 and the vertical movement mechanism 42 can be moved in the horizontal direction. In this case, as shown in FIG. 9, the heating and bonding apparatus 40 may further include a rail 36 that restricts the direction in which the wheel 43 a of the horizontal moving mechanism 43 moves. In the example shown in FIG. 9, the rail 36 restricts the direction in which the wheel 43a of the horizontal moving mechanism 43 moves to the X direction.

(加熱接着工程)
上述の加熱接着装置40を用いて基材シート20と強化繊維樹脂シート10とを接着する加熱接着工程について説明する。加熱接着工程においては、金型50の凸部51の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させて、強化繊維樹脂シート10を加熱する。
(Heat bonding process)
A heat bonding step of bonding the base sheet 20 and the reinforcing fiber resin sheet 10 using the above-described heat bonding apparatus 40 will be described. In the heat bonding step, the top surface 51 a of the convex portion 51 of the mold 50 is brought into contact with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10 to heat the reinforcing fiber resin sheet 10.

本実施の形態に係る加熱接着工程は、水平方向における第1位置で金型50の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させて、強化繊維樹脂シート10を加熱する第1加熱接着工程と、金型50を第1位置とは異なる第2位置へ水平方向において移動させた後、金型50の凸部51の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させて、強化繊維樹脂シート10を加熱する第2加熱接着工程と、を有する。   In the heat bonding step according to the present embodiment, the first step of heating the reinforcing fiber resin sheet 10 by bringing the top surface 51 a of the mold 50 into contact with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10 at the first position in the horizontal direction. After the heat bonding step and moving the mold 50 in the horizontal direction to the second position different from the first position, the top surface 51 a of the convex portion 51 of the mold 50 contacts the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10. And a second heat bonding step of heating the reinforcing fiber resin sheet 10.

第1加熱接着工程について説明する。図11は、第1加熱接着工程の様子を示す図である。なお、図11においては、水平方向移動機構43及び支持部44の図示を省略している。第1加熱接着工程においては、水平方向において第1位置A1にある金型50を用いる。まず、上下方向において離間位置にある金型50を、上下方向移動機構42を用いて上下方向における接触位置に移動させる。これによって、図11に示すように、水平方向における第1位置A1において金型50の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させる。金型50の少なくとも凸部51の頂面51aの温度は、ベース領域13に接触する前から高温になっていてもよく、若しくは、ベース領域13に接触した後に加熱されて高温になってもよい。凸部51の頂面51aの温度は、例えば130℃以上である。高温の凸部51の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させることにより、第1位置A1において強化繊維樹脂シート10を基材シート20に加熱接着することができる。その後、金型50を、上下方向移動機構42を用いて上下方向における離間位置に移動させる。   The first heat bonding step will be described. FIG. 11 is a diagram showing a state of the first heat bonding step. In FIG. 11, the illustration of the horizontal direction moving mechanism 43 and the support portion 44 is omitted. In the first heat bonding step, the mold 50 at the first position A1 in the horizontal direction is used. First, the mold 50 located at the separated position in the vertical direction is moved to the contact position in the vertical direction using the vertical movement mechanism 42. Thereby, as shown in FIG. 11, the top surface 51a of the mold 50 is brought into contact with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10 at the first position A1 in the horizontal direction. The temperature of at least the top surface 51 a of the convex portion 51 of the mold 50 may be high before contacting the base region 13, or may be heated after contacting the base region 13. . The temperature of the top surface 51a of the protrusion 51 is, for example, 130 ° C. or higher. By contacting the top surface 51a of the high-temperature projection 51 with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10, the reinforcing fiber resin sheet 10 can be heated and bonded to the base sheet 20 at the first position A1. Thereafter, the mold 50 is moved to the vertically separated position by using the up-down movement mechanism 42.

次に、第2加熱接着工程について説明する。図12は、第2接着加熱工程の様子を示す図である。なお、図12においても、図11と同様に、水平方向移動機構43及び支持部44の図示を省略している。第2加熱接着工程においては、まず、金型50を、水平方向移動機構43を用いて、第1位置A1とは異なる第2位置A2へ水平方向に移動させる。本実施の形態においては、図11に示すように、第2位置A2は、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14の配列方向であるX方向において第1位置A1の下流側に位置する。次に、金型50を、上下方向移動機構42を用いて上下方向における接触位置に移動させて、金型50の凸部51の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させる。これによって、第1加熱接着工程の場合と同様に、第2位置A2において強化繊維樹脂シート10を基材シート20に加熱接着することができる。   Next, the second heat bonding step will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a state of the second bonding heating step. 12, the illustration of the horizontal movement mechanism 43 and the support portion 44 is omitted as in FIG. In the second heat bonding step, first, the mold 50 is horizontally moved to the second position A2 different from the first position A1 using the horizontal movement mechanism 43. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the second position A2 is located downstream of the first position A1 in the X direction, which is the direction in which the rib regions 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 are arranged. Next, the mold 50 is moved to the contact position in the up-down direction using the up-down movement mechanism 42 so that the top surface 51 a of the projection 51 of the mold 50 comes into contact with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10. . Thereby, similarly to the case of the first heat bonding step, the reinforcing fiber resin sheet 10 can be heat bonded to the base sheet 20 at the second position A2.

その後、図示はしないが、上述の第1加熱接着工程及び第2加熱接着工程と同様に、水平方向の各位置で金型50を用いて強化繊維樹脂シート10を基材シート20に加熱接着する。本実施の形態によれば、水平方向移動機構43を用いて金型50を水平方向に移動させることにより、強化繊維樹脂シート10を移動させる場合に比べて小さな作業スペースにて、大きな寸法を有する積層体1を製造することができる。   Thereafter, although not shown, the reinforcing fiber resin sheet 10 is heat-bonded to the base sheet 20 using the mold 50 at each position in the horizontal direction, similarly to the above-described first heat bonding step and second heat bonding step. . According to the present embodiment, by moving the mold 50 in the horizontal direction by using the horizontal moving mechanism 43, it has a large size in a small work space as compared with the case where the reinforcing fiber resin sheet 10 is moved. The laminate 1 can be manufactured.

加熱接着工程においては、金型50の凸部51の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させる際に、頂面51aによってベース領域13に圧力を印加することが好ましい。凸部51の頂面51aがベース領域13に加える圧力は、金型50の自重による圧力でもよいし、外部から圧力を加えてもよく、例えば0.01MPa以上20MPa以下の圧力をかけてもよい。   In the heat bonding step, when the top surface 51a of the convex portion 51 of the mold 50 is brought into contact with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10, it is preferable to apply pressure to the base region 13 by the top surface 51a. The pressure applied to the base region 13 by the top surface 51a of the convex portion 51 may be a pressure due to the weight of the mold 50 or an external pressure. For example, a pressure of 0.01 MPa or more and 20 MPa or less may be applied. .

本実施の形態において、金型50の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させることの作用について説明する。
まず、比較例として、強化繊維樹脂シート10の基材シートへの加熱接着を、温風を供給する機構やオーブン等の加熱機構を用いて行う場合について考える。この場合、強化繊維樹脂シート10リブ領域14が接着剤層30よりも周囲雰囲気に近接しているので、接着剤層30よりも先にリブ領域14の熱可塑性樹脂が溶融してしまう可能性がある。
これに対して、本実施の形態においては、加熱された金型50の凸部51の頂面51aを強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触させる。このため、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が加熱されることを抑制しながら、接着剤層30を加熱することができる。このため、リブ領域14の形状が溶融に起因して変化してしまうことを抑制することができる。
In the present embodiment, an operation of bringing top surface 51a of mold 50 into contact with base region 13 of reinforcing fiber resin sheet 10 will be described.
First, as a comparative example, a case is considered in which heating and bonding of the reinforcing fiber resin sheet 10 to the base sheet is performed using a heating air supply mechanism or a heating mechanism such as an oven. In this case, since the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 is closer to the surrounding atmosphere than the adhesive layer 30, there is a possibility that the thermoplastic resin in the rib region 14 melts before the adhesive layer 30. is there.
On the other hand, in the present embodiment, the top surface 51 a of the convex portion 51 of the heated mold 50 is brought into contact with the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10. Therefore, the adhesive layer 30 can be heated while suppressing the heating of the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10. Therefore, it is possible to prevent the shape of the rib region 14 from changing due to melting.

加熱接着装置40を用いて、強化繊維樹脂シート10を基材シート20に加熱接着することによって、積層体1を製造することができる。製造された積層体1を用いて、風車回転翼90のシェアウェブ95を作製してもよい。本加熱接着装置40及び本加熱接着装置40を用いた積層体製造方法によれば、例えば図13に示すように、複数の強化繊維樹脂シート10と複数の基材シート20とを接着して、積層体1として、大型の格子状のリブ構成体を容易に作成することができる。このようなリブ構成体は、風車のシェアウェブとして産業上の利用価値を有する。   The laminated body 1 can be manufactured by heat-bonding the reinforcing fiber resin sheet 10 to the base sheet 20 using the heat bonding apparatus 40. A shear web 95 of the wind turbine rotor 90 may be manufactured using the manufactured laminate 1. According to the present heating bonding apparatus 40 and the method for manufacturing a laminate using the present heating bonding apparatus 40, for example, as shown in FIG. 13, a plurality of reinforcing fiber resin sheets 10 and a plurality of base sheets 20 are bonded to each other. As the laminate 1, a large lattice-shaped rib structure can be easily formed. Such a rib structure has industrial utility value as a share web of a windmill.

(金型の変形例)
上述の実施の形態においては、金型50の凸部51の頂面51aと凹部52の底面52aとの間の距離h2が、強化繊維樹脂シート10のリブ領域の高さh1と等しい例について説明した。しかしながら、金型50における距離h2は、これに限られない。図14は、金型の変形例を、強化繊維樹脂シート10、基材シート20及び接着剤層30とともに示す図である。図14においては、金型50が、金型50の凸部51の頂面51aが強化繊維樹脂シート10のベース領域13に接触する接触位置にある場合について示している。金型の変形例においては、金型50の凸部51の頂面51aと凹部52の底面52aとの間の距離h2は、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14の高さh1よりも大きくなっている。この場合には、図14に示すように、金型50が接触位置にあるときに、金型50の凹部52の底面52aが強化繊維樹脂シート10のリブ領域14と接触しない。すなわち、金型50が接触位置にあるときに、金型50の凹部52の底面52aと強化繊維樹脂シート10のリブ領域14との間に隙間が存在している。これにより、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が加熱されて溶融することを抑制することができる。金型50の凸部51の頂面51aと凹部52の底面52aとの間の距離は、強化繊維樹脂シートのリブ領域14の高さより5mm以上大きいことが好ましい。これによって、金型50の凹部52の底面52aと強化繊維樹脂シート10のリブ領域14との距離を十分に空け、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が加熱されて溶融することを、さらに抑制しやすくすることができる。
(Modification of mold)
In the above-described embodiment, an example in which the distance h2 between the top surface 51a of the convex portion 51 of the mold 50 and the bottom surface 52a of the concave portion 52 is equal to the height h1 of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet 10 will be described. did. However, the distance h2 in the mold 50 is not limited to this. FIG. 14 is a view showing a modified example of the mold together with the reinforcing fiber resin sheet 10, the base sheet 20, and the adhesive layer 30. FIG. 14 shows a case where the mold 50 is at a contact position where the top surface 51 a of the convex portion 51 of the mold 50 contacts the base region 13 of the reinforcing fiber resin sheet 10. In the modified example of the mold, the distance h2 between the top surface 51a of the convex portion 51 of the mold 50 and the bottom surface 52a of the concave portion 52 is larger than the height h1 of the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10. ing. In this case, as shown in FIG. 14, when the mold 50 is at the contact position, the bottom surface 52a of the concave portion 52 of the mold 50 does not contact the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10. That is, when the mold 50 is at the contact position, a gap exists between the bottom surface 52 a of the concave portion 52 of the mold 50 and the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10. Thereby, it is possible to prevent the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 from being heated and melted. The distance between the top surface 51a of the convex portion 51 of the mold 50 and the bottom surface 52a of the concave portion 52 is preferably 5 mm or more larger than the height of the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet. As a result, the distance between the bottom surface 52a of the concave portion 52 of the mold 50 and the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 is sufficiently increased, so that the heating and melting of the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 are further suppressed. Can be made easier.

(加熱接着装置の変形例)
上述の実施の形態及び変形例においては、1つの加熱部41を有する加熱接着装置40について説明した。しかしながら、加熱接着装置40が有する加熱部41の数は、1つに限られない。図15は、加熱接着装置の変形例を示す図である。図15においては、加熱接着装置40が、複数の加熱部41を有する場合について示している。加熱接着装置40は、図15に示すように、複数の加熱部41を有するとともに、複数の上下方向移動機構42と、複数の水平方向移動機構43と、を有してもよい。
(Modified example of the heat bonding device)
In the above-described embodiment and modified examples, the heating and bonding apparatus 40 having one heating unit 41 has been described. However, the number of the heating units 41 included in the heat bonding apparatus 40 is not limited to one. FIG. 15 is a view showing a modification of the heat bonding apparatus. FIG. 15 shows a case where the heat bonding apparatus 40 has a plurality of heating units 41. As shown in FIG. 15, the heating and bonding apparatus 40 may include a plurality of heating units 41, a plurality of vertical movement mechanisms 42, and a plurality of horizontal movement mechanisms 43.

(強化繊維樹脂シートの変形例)
上述の実施の形態及び各変形例においては、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が、強化繊維樹脂シート10の一辺と直交する方向に延びている例について示した。しかしながら、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が延びる方向は、これに限られない。図16は、強化繊維樹脂シート10を、金型50とともに示す平面図である。図16における破線は、金型50における凸部51の位置を示す仮想の線である。なお、図16においては、上下方向移動機構42、水平方向移動機構43及び支持部44の図示を省略している。
図16において、強化繊維樹脂シート10は、方向d2に延びる長辺19を含む矩形の形状を有する。本変形例において、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が延びる方向d3は、強化繊維樹脂シート10の長辺19が延びる方向d2に対して角度θだけ傾斜している。角度θは、30°以上であって90°より小さいことが好ましい。角度θは、より好ましくは45°である。この場合、加熱接着工程において、強化繊維樹脂シート10の長辺19が延びる方向d2に金型50を動かしてもよい。この場合には、図16に示すように、金型50の凸部51が延びる方向を、強化繊維樹脂シート10のリブ領域14が延びる方向d2と平行にしてもよい。すなわち、金型50の凸部51が延びる方向を、金型の水平方向における移動方向である方向d2に対して、角度θだけ傾けてもよい。
(Modified example of reinforced fiber resin sheet)
In the above-mentioned embodiment and each modification, the example where rib region 14 of reinforcing fiber resin sheet 10 extends in a direction orthogonal to one side of reinforcing fiber resin sheet 10 has been described. However, the direction in which the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 extends is not limited to this. FIG. 16 is a plan view showing the reinforcing fiber resin sheet 10 together with the mold 50. The dashed line in FIG. 16 is a virtual line indicating the position of the protrusion 51 in the mold 50. In FIG. 16, the vertical movement mechanism 42, the horizontal movement mechanism 43, and the support 44 are not shown.
In FIG. 16, the reinforcing fiber resin sheet 10 has a rectangular shape including a long side 19 extending in the direction d2. In this modification, the direction d3 in which the rib region 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 extends is inclined by an angle θ with respect to the direction d2 in which the long side 19 of the reinforcing fiber resin sheet 10 extends. Is preferably 30 ° or more and less than 90 °. Angle θ is more preferably 45 °. In this case, in the heat bonding step, the mold 50 may be moved in the direction d2 in which the long side 19 of the reinforcing fiber resin sheet 10 extends. In this case, as shown in FIG. 16, the direction in which the protrusions 51 of the mold 50 extend may be parallel to the direction d2 in which the rib regions 14 of the reinforcing fiber resin sheet 10 extend. That is, the direction in which the protrusions 51 of the mold 50 extend may be inclined by the angle θ with respect to the direction d2, which is the horizontal movement direction of the mold.

(基材シートの変形例)
上述の実施の形態及び各変形例においては、基材シート20として、厚みが一定のシート状の部材を用いた積層体1について説明した。しかしながら、基材シート20は、これに限定されない。図17は、基材シートの変形例を示す斜視図である。基材シートの変形例においては、基材シート20として、複数のリブ領域14を有する強化繊維樹脂シート10を用いている。図17に示す例においては、2枚の強化繊維樹脂シート10の第1面11同士を接着することによって、積層体1を製造している。この場合において、一方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14と、他方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14とが、平面視において異なる方向に線状に延びていることが好ましい。一方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14と、他方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14とが、平面視において異なる方向に線状に延びていることによって、異なる2方向において積層体1の強度を向上することができる。図17に示す例においては、一方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14と、他方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14とが、平面視において互いに直交する方向に延びている。一方の強化繊維樹脂シート10の形状及び寸法と、他方の強化繊維樹脂シート10の形状及び寸法とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、一方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14の幅と、他方の強化繊維樹脂シート10のリブ領域14の幅とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
(Modification of base sheet)
In the above-described embodiment and each of the modifications, the stacked body 1 using the sheet member having a constant thickness as the base sheet 20 has been described. However, the base sheet 20 is not limited to this. FIG. 17 is a perspective view showing a modification of the base sheet. In a modified example of the base sheet, a reinforcing fiber resin sheet 10 having a plurality of rib regions 14 is used as the base sheet 20. In the example shown in FIG. 17, the laminated body 1 is manufactured by bonding the first surfaces 11 of the two reinforcing fiber resin sheets 10 to each other. In this case, it is preferable that the rib region 14 of one reinforcing fiber resin sheet 10 and the rib region 14 of the other reinforcing fiber resin sheet 10 linearly extend in different directions in plan view. The rib region 14 of the one reinforcing fiber resin sheet 10 and the rib region 14 of the other reinforcing fiber resin sheet 10 linearly extend in different directions in plan view, so that the laminate 1 is formed in two different directions. Strength can be improved. In the example shown in FIG. 17, the rib region 14 of one reinforcing fiber resin sheet 10 and the rib region 14 of the other reinforcing fiber resin sheet 10 extend in directions orthogonal to each other in plan view. The shape and size of one reinforcing fiber resin sheet 10 and the shape and size of the other reinforcing fiber resin sheet 10 may be the same or different. For example, the width of the rib region 14 of one reinforcing fiber resin sheet 10 and the width of the rib region 14 of the other reinforcing fiber resin sheet 10 may be the same or different.

1 積層体
10 強化繊維樹脂シート
11 第1面
12 第2面
13 ベース領域
14 リブ領域
15 第1シート材
17 芯材
18 第2シート材
19 長辺
20 基材シート
30 接着剤層
40 加熱接着装置
41 加熱部
42 上下方向移動機構
43 水平方向移動機構
43a 車輪部
44 支持部
50 金型
51 凸部
51a 頂面
52 凹部
52a 底面
61 第1型
62 第2型
63 接着剤供給機構
64 台座
65 ローラー
80 風車
82 支柱
83 ナセル
84 ローターヘッド
90 風車回転翼
91 外皮材
93 スパーキャップ
95 シェアウェブ
97 内皮材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated body 10 Reinforced fiber resin sheet 11 First surface 12 Second surface 13 Base region 14 Rib region 15 First sheet material 17 Core material 18 Second sheet material 19 Long side 20 Base sheet 30 Adhesive layer 40 Heat bonding device 41 heating unit 42 vertical moving mechanism 43 horizontal moving mechanism 43a wheel unit 44 support unit 50 mold 51 convex unit 51a top surface 52 concave unit 52a bottom surface 61 first mold 62 second mold 63 adhesive supply mechanism 64 pedestal 65 roller 80 Windmill 82 Prop 83 Nacelle 84 Rotor head 90 Windmill rotating wing 91 Skin material 93 Supercap 95 Share web 97 Endothelium material

Claims (16)

炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む強化繊維樹脂シートを基材シートに加熱接着する加熱接着装置であって、
前記強化繊維樹脂シートの面のうち前記基材シートとは反対の側に位置する面は、ベース領域と、前記ベース領域よりも前記基材シートから遠ざかる側に突出したリブ領域と、を有し、
前記加熱接着装置は、
前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域と接触する頂面を含む凸部を有する金型を備え、前記強化繊維樹脂シートを加熱する加熱部と、を備える、加熱接着装置。
A heating bonding apparatus for heating and bonding a reinforcing fiber resin sheet containing a carbon fiber and a thermoplastic resin to a base sheet,
Among the surfaces of the reinforcing fiber resin sheet, a surface located on a side opposite to the base sheet has a base region and a rib region protruding from the base region to a side farther from the base sheet than the base region. ,
The heat bonding device is
A heating and bonding apparatus, comprising: a mold having a projection including a top surface in contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet; and a heating unit for heating the reinforcing fiber resin sheet.
前記金型の、隣り合う2つの前記凸部の間の領域は、前記凸部の前記頂面よりも前記基材シートから遠くに位置するとともに前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域と対向する底面を含む凹部である、請求項1に記載の加熱接着装置。   An area between two adjacent convex portions of the mold is located farther from the base sheet than the top surface of the convex portion, and a bottom surface facing the rib region of the reinforcing fiber resin sheet. The heating and bonding apparatus according to claim 1, wherein the heating and bonding apparatus is a recess including: 前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域と前記金型の前記凸部とは、互いに平行に線状に延びている、請求項2に記載の加熱接着装置。   The heat bonding apparatus according to claim 2, wherein the rib region of the reinforcing fiber resin sheet and the protrusion of the mold extend linearly in parallel with each other. 前記金型の前記凸部の前記頂面と前記凹部の前記底面との間の距離は、前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の高さ以上である、請求項2又は3に記載の加熱接着装置。   4. The heat bonding according to claim 2, wherein a distance between the top surface of the convex portion and the bottom surface of the concave portion of the mold is equal to or greater than a height of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet. 5. apparatus. 前記金型の前記凸部の前記頂面と前記凹部の前記底面との間の距離は、前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の高さより5mm以上大きい、請求項4に記載の加熱接着装置。   5. The heat bonding apparatus according to claim 4, wherein a distance between the top surface of the convex portion of the mold and the bottom surface of the concave portion is 5 mm or more larger than a height of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet. 前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の高さが5mm以上である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の加熱接着装置。   The heat bonding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a height of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet is 5 mm or more. 前記基材シートは、樹脂、金属又はセラミックスの何れか一種以上を含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の加熱接着装置。   The heat bonding apparatus according to claim 1, wherein the base sheet includes any one or more of a resin, a metal, and a ceramic. 前記基材シートと前記強化繊維樹脂シートとの間に、熱可塑性樹脂を含む接着剤層が設けられている、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の加熱接着装置。   The heat bonding apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein an adhesive layer containing a thermoplastic resin is provided between the base sheet and the reinforcing fiber resin sheet. 前記強化繊維樹脂シートの前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂又はポリエーテルエーテルケトン系樹脂である、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の加熱接着装置。   The thermoplastic resin of the reinforcing fiber resin sheet is a polypropylene resin, an acrylic resin, a polyvinyl chloride resin, a polyamide resin or a polyetheretherketone resin, according to any one of claims 1 to 8. The heating and bonding apparatus according to claim 1. 前記強化繊維樹脂シートは、第1シート材と、前記第1シート材の面のうち前記基材シートとは反対の側に位置する面上に位置し、前記リブ領域を構成する芯材と、前記芯材を覆うよう前記第1シート材に積層された第2シート材と、を有し、
前記第1シート材及び前記第2シート材のうちの一方は、一方向に延びる連続繊維を含み、他方は、複数の方向に延びる連続繊維を含む、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の加熱接着装置。
The reinforcing fiber resin sheet, a first sheet material, a core material that is located on a surface of the first sheet material that is opposite to the base sheet and that constitutes the rib region, A second sheet material laminated on the first sheet material so as to cover the core material,
10. The method according to claim 1, wherein one of the first sheet material and the second sheet material includes continuous fibers extending in one direction, and the other includes continuous fibers extending in a plurality of directions. The heating and bonding apparatus as described in the above.
加熱接着装置は、前記強化繊維樹脂シートを前記基材シートに加熱接着して、風車回転翼のシェアウェブを作製する、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の加熱接着装置。   The heat bonding apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the heat bonding apparatus heats and bonds the reinforcing fiber resin sheet to the base sheet to produce a shear web of a windmill rotor. 前記加熱接着装置は、
前記金型を、前記金型の前記凸部の前記頂面が前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触する接触位置と、前記金型の前記凸部の前記頂面が前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域から離間する離間位置との間で前記金型を上下方向に移動させる上下方向移動機構と、
前記離間位置にある前記金型を水平方向に移動させる水平方向移動機構と、を更に備える、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の加熱接着装置。
The heat bonding device is
The mold, the contact position where the top surface of the convex portion of the mold is in contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet, and the top surface of the convex portion of the mold is the reinforcing fiber resin sheet. A vertical movement mechanism for vertically moving the mold between a separated position separated from the base region,
The heating and bonding apparatus according to any one of claims 1 to 11, further comprising: a horizontal moving mechanism that horizontally moves the mold at the separated position.
炭素繊維及び熱可塑性樹脂を含む強化繊維樹脂シートを基材シートに加熱接着して積層体を製造する積層体製造方法であって、
前記基材シートとは反対の側に位置する面が、ベース領域と、前記ベース領域よりも前記基材シートから遠ざかる側に突出したリブ領域と、を有する前記強化繊維樹脂シートを準備する工程と、
前記基材シートと前記強化繊維樹脂シートとを積層する工程と、
頂面を含む凸部を有する金型の前記頂面を前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させて、前記強化繊維樹脂シートを加熱する加熱接着工程と、を備える、積層体製造方法。
A laminate production method for producing a laminate by heating and bonding a reinforcing fiber resin sheet containing a carbon fiber and a thermoplastic resin to a base sheet,
A step of preparing the reinforcing fiber resin sheet having a surface located on the side opposite to the base sheet, a base region, and a rib region protruding from the base sheet further away from the base sheet than the base region. ,
Laminating the base sheet and the reinforcing fiber resin sheet,
A heat bonding step of heating the reinforcing fiber resin sheet by bringing the top surface of a mold having a convex portion including a top surface into contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet.
前記加熱接着工程は、
水平方向における第1位置で前記金型の前記頂面を前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させて、前記強化繊維樹脂シートを加熱する第1加熱接着工程と、
前記金型を前記第1位置とは異なる第2位置へ水平方向において移動させた後、前記金型の前記頂面を前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させて、前記強化繊維樹脂シートを加熱する第2加熱接着工程と、を有する、請求項13に記載の積層体製造方法。
The heat bonding step,
A first heat bonding step of heating the reinforcing fiber resin sheet by bringing the top surface of the mold into contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet at a first position in a horizontal direction;
After moving the mold in a horizontal direction to a second position different from the first position, the top surface of the mold is brought into contact with the base region of the reinforcing fiber resin sheet, and the reinforcing fiber resin sheet The method according to claim 13, further comprising: a second heat bonding step of heating the laminate.
前記加熱接着工程は、130℃以上の温度の前記金型の前記頂面を、20MPa以下の圧力で前記強化繊維樹脂シートの前記ベース領域に接触させる工程を含む、請求項13又は14に記載の積層体製造方法。   The method according to claim 13, wherein the heat bonding step includes a step of contacting the top surface of the mold at a temperature of 130 ° C. or more with the base region of the reinforcing fiber resin sheet at a pressure of 20 MPa or less. Laminated body manufacturing method. 前記強化繊維樹脂シートの前記リブ領域の側面が前記ベース領域の法線方向に対して成す角度が−30°以上+30°以下である、請求項13乃至15のいずれか一項に記載の積層体製造方法。   The laminate according to any one of claims 13 to 15, wherein an angle formed by a side surface of the rib region of the reinforcing fiber resin sheet with respect to a normal direction of the base region is from -30 ° to + 30 °. Production method.
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