JP2024043038A - プリプレグ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状繊維基材への樹脂粉体の付着量が低下するのを防止することができるプリプレグ製造装置を提供する。【解決手段】樹脂粉体をシート状繊維基材５０に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置であって、前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の樹脂粉体吐出口３３と、前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体を前記樹脂粉体吐出口まで供給する供給管３７と、高電圧が印加されることにより、前記シート状繊維基材との間に電界を形成する電極８０と、を備え、前記電極は、正面視で、前記樹脂粉体吐出口に重なる状態で配置されている。【選択図】図５

Description

本開示は、シート状繊維基材への樹脂粉体の付着量が低下するのを防止することができるプリプレグ製造装置に関するものである。

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

特許第６１２１９７８号公報

しかしながら、特許文献１においては、シート状繊維基材を構成する繊維の一部（例えば、シート状繊維基材がＵＤ基材の場合、途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維）が、高電圧が印加される電極に接近することに起因して電極の短絡が発生し、その結果、電極電圧が低下し、設定電圧に復帰するまでの間、シート状繊維基材への樹脂粉体の付着量が低下してしまうという課題がある。また、上記のように、シート状繊維基材を構成する繊維の一部が、高電圧が印加される電極に接近することに起因してシート状繊維基材と電極との間の放電を伴う絶縁破壊が発生し、その衝撃により、シート状繊維基材に付着した樹脂粉体がシート状繊維基材から脱落してしまい、これによってもシート状繊維基材への樹脂粉体の付着量が低下してしまうという課題もある。

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

一実施の形態に係るプリプレグ製造装置は、樹脂粉体をシート状繊維基材に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置であって、前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の樹脂粉体吐出口と、前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体を前記樹脂粉体吐出口まで供給する供給管と、高電圧が印加されることにより、前記シート状繊維基材との間に電界を形成する電極と、を備え、前記電極は、正面視で、前記樹脂粉体吐出口に重なる状態で配置されている。

前記一実施の形態によれば、シート状繊維基材を構成する繊維の一部（例えば、シート状繊維基材がＵＤ基材の場合、途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維）が、高電圧が印加される電極に接近することに起因してシート状繊維基材への樹脂粉体の付着量が低下するのを防止することができるプリプレグ製造装置を提供することができる。

本開示の実施形態に係るプリプレグ製造装置の構成概要を示す平面図である。 本開示の実施形態に係るプリプレグ製造装置の構成概要を示す側面図である。 図２のＡ－Ａ矢視図である。 参考例のプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法を説明するための図である。 （ａ）高電圧板５１に代えて棒状電極８０を用いたプリプレグ製造装置の正面図、（ｂ）図５（ａ）のＢ－Ｂ断面図、（ｃ）図５（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。 棒状電極８０を用いたプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法を説明するための図である。 図５（ａ）のＣ－Ｃ断面における流速分布（シミュレーション結果）を表す図である。 （ａ）棒状電極８０（電極本体８１）の変形例、（ｂ）斜視図である。

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

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

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

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

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

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

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

フラット型エアーノズル４１，４２は、その本体部４１ａ，４２ａが２つのチャンバー３１，３２の幅方向（図２においては紙面の表裏方向）に延び、本体部４１ａ，４２ａのシート状繊維基材５０側端部に、本体部４１ａ，４２ａと同様にチャンバー３１，３２の幅方向に延びる長穴状の噴射スリット（図示しない）が形成され、噴射スリットからはカーテン状にエアーが噴射されるようになっている。

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

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

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

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

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

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

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

これにより、フラット型エアーノズル４１，４２の噴射スリットから供給管３７，３８内に風速が均一化され、樹脂粉体３０と空気が混合された固定二相流がエアーカーテン状に送られるとともに、供給管３７，３８に設けられた粉末樹脂帯電部４３，４４によって樹脂粉体３０と空気がともにマイナスに帯電させられる。

そして、帯電された樹脂粉体３０と空気が混合された固定二相流は、チャンバー３１，３２の開口部３３，３４から吐出させられ、シート状繊維基材５０に吹き付けられる。このとき、開口部３３，３４の周囲に設置された高電圧板５１，５２によって、開口部３３，３４とグランド接続されたシート状繊維基材５０の間には、高圧の電界がかけられているとともに、開口部３３，３４側に負の高電圧がかけられるようにすると、マイナスに帯電された樹脂粉体３０は勢いよく開口部３３，３４からシート状繊維基材５０に向かって吐出してそのままシート状繊維基材５０に強固な接着力で付着され、プリプレグが製造される。

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

なお、本明細書においては、プリプレグは、セミプレグを含む。

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

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

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

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

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

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

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

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

以下、シート状繊維基材５０としてＵＤ基材を用いる。ＵＤ基材とは、横糸に相当する繊維が無く、縦糸に相当する繊維により構成されるシート状繊維基材をいう。以下、ＵＤ基材ｍ１と記載する。なお、説明を簡略化するため、図４には、開口部３３（供給管３７）のみを記載し、開口部３４（供給管３８）を省略した。以下の説明も、開口部３３（供給管３７）の動作説明を中心に行い、開口部３４（供給管３８）の動作説明については省略する。

図４に示すように、ＵＤ基材ｍ１は、当該ＵＤ基材ｍ１をロール状に巻き取ったロール体Ｍ１から連続的に引き出され、従動ローラＲ１、Ｒ２に掛け渡され、巻取軸Ａに連結されている。ＵＤ基材ｍ１は、巻取軸Ａがモータ（図示せず）により回転されることにより搬送（図４中矢印ＡＲ１～ＡＲ３が示す方向に搬送）され、従動ローラＲ１、Ｒ２間に配置された開口部３３（供給管３７）、樹脂溶着ヒータ６０をこの順に通過する。

高電圧板５１（電極板）には、高電圧電源７０が電気的に接続されており、高電圧Ｖ（例えば、数十ＫＶ）が印加されている。そのため、高電圧板５１からグランドに接地されたＵＤ基材ｍ１に向かってコロナ放電が発生する。そのため、開口部３３からエア（空気）と共に噴射される樹脂粉体は、高電圧板５１を通過する際、コロナ放電により発生するイオンにより荷電される。この荷電された樹脂粉体は、高電圧板５１とＵＤ基材ｍ１との間に形成された電界によるクーロン力及び開口部３３から噴射されるエアの搬送力により、開口部３３を通過するＵＤ基材ｍ（表面又は裏面）に付着する（静電粉体塗装の原理）。なお、図３に示すように、開口部３３は、スリット状の開口部（本開示の樹脂粉体吐出口の一例）で、ＵＤ基材ｍ１の幅方向（図３中左右方向）に延びている。この開口部３３の長さＬ１（図３参照）はＵＤ基材ｍ１の幅に対応しており例えば４００ｍｍである。一方、この開口部３３の幅Ｗ（スリット幅。図３参照）は例えば２０ｍｍである。なお、この開口部３３からＵＤ基材ｍ１に向けて噴射されるエア及び樹脂粉体は、供給管３７（図１、図２参照）により、当該開口部３３まで供給され当該開口部３３から噴射される。

上記のように樹脂粉体が付着したＵＤ基材ｍ１は、樹脂溶着ヒータ６０を通過する際、当該樹脂溶着ヒータ６０で加熱される。これにより、ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体がＵＤ基材ｍ１に溶着し、プリプレグｍ２（図４参照）が製造される。この製造されたプリプレグｍ２は、従動ローラＲ２を介して、モータ（図示せず）により回転される巻取軸Ａに巻き取られる。

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

上記のようにロール体Ｍ１と巻取軸Ａとの間に掛け渡されたＵＤ基材ｍ１を構成する縦糸に相当する繊維（複数）は、通常、ロール体Ｍ１から巻取軸Ａまで連続しているが、中には途中で切断された状態の繊維が存在する場合がある。本発明者らは、この途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維が、主に開口部３３から噴射されるエアによりばたつくことにより高電圧板５１に接近することに起因して高電圧板５１の短絡が発生し、その結果、高電圧板５１電圧が低下し、設定電圧に復帰するまでの間、ＵＤ基材ｍ１への樹脂粉体の付着量が低下してしまうという課題を見出した。

また、上記のように、途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維が、主に開口部３３から噴射されるエアによりばたつくことにより高電圧板５１に接近することに起因してＵＤ基材ｍ１と高電圧板５１との間の放電を伴う絶縁破壊が発生し、その衝撃により、ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体がＵＤ基材ｍ１から脱落してしまい、これによってもシート状繊維基材への樹脂粉体の付着量が低下してしまうという課題を見出した。

次に、実施形態として、上記課題を解決するための構成例を上記参考例に適用した例について説明する。以下、上記課題を解決するための構成例として、棒状電極８０を用いる例について説明する。なお、上記参考例と同様の構成については同じ符号を付し適宜説明を省略する。棒状電極８０は、上記参考例の高電圧板５１、５２に代えて用いられる。なお、説明を簡略化するため、以下代表して、高電圧板５１に代えて棒状電極８０を用いる例について説明し、高電圧板５２に代えて棒状電極８０を用いる例については省略する。

図５（ａ）は高電圧板５１に代えて棒状電極８０を用いたプリプレグ製造装置の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ－Ｂ断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。

棒状電極８０は、例えば、１本の金属製の棒状電極を曲げ加工することにより構成される。棒状電極８０の断面形状（長手方向に直交する断面形状）は、例えば、円形である。棒状電極８０の直径ｄ（図５（ａ）参照）は、例えば３ｍｍである。なお、棒状電極８０の断面形状（長手方向に直交する断面形状）は、楕円形、多角形であってもよいし、それ以外の形状であってもよい。

具体的には、図５（ｂ）に示すように、棒状電極８０は、電極本体８１、電極本体８１の一端側に第１折曲部Ｃ１を介して連続する第１延長部８２Ａ、電極本体８１の他端側に第２折曲部Ｃ２を介して連続する第２延長部８２Ｂ、第１延長部８２Ａに第３折曲部Ｃ３を介して連続する第１固定部８３Ａ、第２延長部８２Ｂに第４折曲部Ｃ４を介して連続する第２固定部８３Ｂを含む。

第１固定部８３Ａは、供給管３７内部に配置され、フレームＦ１を介して供給管３７の一方の側面に固定されている。同様に、第２固定部８３Ｂは、供給管３７内部に配置され、フレームＦ２を介して供給管３７の他方の側面に固定されている。

第１延長部８２Ａは、第１固定部８３Ａから第３折曲部Ｃ３を介して延びて開口部３３から突出している（図５（ｃ）参照）。同様に、第２延長部８２Ｂは、第２固定部８３Ｂから第４折曲部Ｃ４を介して延びて開口部３３から突出している（図５（ｃ）参照）。

図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、電極本体８１は、供給管３７外部（開口部３３正面）に配置されており、一端側が開口部３３から突出した第１延長部８２Ａに第１折曲部Ｃ１を介して連結され、かつ、他端側が開口部３３から突出した第２延長部８２Ｂに第２折曲部Ｃ２を介して連結されている。図５（ａ）に示すように、電極本体８１の長さＬ２は、開口部３３の長さＬ１より短い。また、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄは、開口部３３の幅Ｗ（スリット幅）より短い。

棒状電極８０（電極本体８１）は、ＵＤ基材ｍ１の幅方向に延びており、図５（ａ）に示すように、正面視で、開口部３３（本開示の樹脂粉体吐出口の一例）に重なる状態で配置されている。具体的には、図５（ａ）に示すように、棒状電極８０（電極本体８１）は、正面視で、開口部３３の中央部を塞ぐように、開口部３３の幅方向（スリット幅方向。図５（ａ）中上下方向）に関し、開口部３３の概ね中央に配置されている。

その際、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄは開口部３３の幅Ｗ（スリット幅）より短いため、開口部３３は、正面視で、当該開口部３３の中央部のみが棒状電極８０（電極本体８１）で塞がれた状態となる。

棒状電極８０（電極本体８１）とＵＤ基材ｍ１との間の距離をＤ（図５（ｂ）参照）、棒状電極８０（電極本体８１）に印加される高電圧をＶとすると、電界強度ＥはＶ／Ｄで表せる。この電界強度Ｅが大きいほどクーロン力が大きくなり開口部３３から噴射される樹脂粉体がＵＤ基材ｍ１に付着しやすくなるため、距離Ｄは短い方が望ましい。一方、距離Ｄを短くすると、途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維が棒状電極８０（電極本体８１）側に引き寄せられ上記短絡が発生しやすくなる。

そこで、本実施形態では、途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維が棒状電極８０（電極本体８１）側に引き寄せられるのを防止するため、棒状電極８０（電極本体８１）を、開口部３３から噴射されるエアの流速が相対的に速い範囲に配置している（図５参照）。このようにすれば、流速が相対的に速いエアの作用により、途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維が棒状電極８０（電極本体８１）に接近することが抑制される。

この開口部３３から噴射されるエアの流速が相対的に速い範囲は、例えば、所定ソフトウエアを用いてシミュレーションを行うことにより、特定することができる。

図７は、図５（ａ）のＣ－Ｃ断面における流速分布（シミュレーション結果）を表す図である。このシミュレーション結果は、開口部３３から噴射されるエアが弧状の空気流ＡＦ（図７中符号Ｐ１から符号Ｐ２に向かう弧状の空気流）を形成すること、及び、この空気流ＡＦのうち特に図７中の円Ｃで囲んだ範囲の流速が相対的に速くなることを表す。また、このシミュレーション結果は、上記開口部３３から噴射されるエアの流速が相対的に速い範囲が、正面視で、概ね開口部３３内であることを表す。

したがって、棒状電極８０（電極本体８１）は、図５（ａ）に示すように、正面視で、開口部３３（本開示の樹脂粉体吐出口の一例）に重なる状態で配置するのが望ましい。具体的には、棒状電極８０（電極本体８１）は、図５（ａ）中上下方向に関し、正面視で、スリット幅Ｗの範囲内に配置するのが望ましい。同様に、棒状電極８０（電極本体８１）は、図５（ａ）中左右方向に関し、正面視で、開口部３３の長さＬ１の範囲内に配置するのが望ましい。

なお、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄ（図５（ａ）参照）は、開口部３３から噴射されるエア（及び樹脂粉体）の流速を阻害しないように、開口部３３の幅Ｗ（スリット幅）より短い方が望ましい。その際、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄはできる限り短い方が望ましい。一方、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄを短くすると、取り扱いが難しくなるため、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄは、簡単に塑性変形しない長さであることが望ましい。以上を考慮して、本実施形態では、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄとして３ｍｍを採用している。なお、棒状電極８０（電極本体８１）の直径ｄは３ｍｍに限らない。

なお、所望の電界強度を確保できるのであれば、第１延長部８２Ａ及び第２延長部８２Ｂを短くすることにより、電極本体８１を開口部３３（供給管３７）内に配置してもよい。

次に、上記構成の棒状電極８０を用いたプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法について簡単に説明する。

図６は、棒状電極８０を用いたプリプレグ製造装置を用いてプリプレグを製造する製造方法を説明するための図である。

以下、シート状繊維基材５０としてＵＤ基材ｍ１を用いる。なお、説明を簡略化するため、図６には、開口部３３（供給管３７）のみを記載し、開口部３４（供給管３８）を省略した。以下の説明も、開口部３３（供給管３７）の動作説明を中心に行い、開口部３４（供給管３８）の動作説明については省略する。

図６に示すように、ＵＤ基材ｍ１は、当該ＵＤ基材ｍ１をロール状に巻き取ったロール体Ｍ１から連続的に引き出され、従動ローラＲ１、Ｒ２に掛け渡され、巻取軸Ａに連結されている。ＵＤ基材ｍ１は、巻取軸Ａがモータ（図示せず）により回転されることにより搬送（図６中矢印ＡＲ４～ＡＲ６が示す方向に搬送）され、従動ローラＲ１、Ｒ２間に配置された開口部３３（供給管３７）、樹脂溶着ヒータ６０をこの順に通過する。

棒状電極８０（電極本体８１）には、高電圧電源７０が電気的に接続されており、高電圧Ｖ（例えば、数十ＫＶ）が印加されている。そのため、棒状電極８０（電極本体８１）からグランドに接地されたＵＤ基材ｍ１に向かってコロナ放電が発生する。そのため、開口部３３からエアと共に噴射される樹脂粉体は、棒状電極８０（電極本体８１）を通過する際、コロナ放電により発生するイオンにより荷電される。この荷電された樹脂粉体は、棒状電極８０（電極本体８１）とＵＤ基材ｍ１との間に形成された電界によるクーロン力及び開口部３３から噴射されるエアの搬送力により、開口部３３を通過するＵＤ基材ｍ（表面又は裏面）に付着する（静電粉体塗装の原理）。

その際、図５（ａ）に示すように正面視で、開口部３３の中央部のみが棒状電極８０（電極本体８１）で塞がれた状態であるため、開口部３３から噴射されるエアのうち、棒状電極８０（電極本体８１）で遮られないエアは直進し（図５（ｃ）中の矢印ＡＲ７参照）、棒状電極８０（電極本体８１）で遮られるエアは斜め方向に進行する（図５（ｃ）中の矢印ＡＲ８、ＡＲ９参照）。その際、この直進及び斜め方向に進行するエアの流速は、棒状電極８０（電極本体８１）が設けられていない場合と比べ、速くなる。これは、棒状電極８０の一部（第１延長部８２Ａ、第２延長部８２Ｂ、第１固定部８３Ａ、第２固定部８３Ｂ）が開口部３３を介して供給管３７内部に設けられているため、棒状電極８０が設けられていない場合と比べ、開口部３３面積が狭くなることによるものである。

したがって、仮に、ロール体Ｍ１と巻取軸Ａとの間に掛け渡されたＵＤ基材ｍ１を構成する縦糸に相当する繊維（複数）の中に途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維が存在する場合であっても、この直進及び斜め方向に進行する流速の速いエア（図５（ｃ）中の矢印ＡＲ７～ＡＲ９参照）により、当該途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維がばたついて棒状電極８０（電極本体８１）に接近することが抑制される。これにより、この途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維が棒状電極８０（電極本体８１）に接近することに起因して高電圧板５１の短絡が発生すること及びＵＤ基材ｍ１と棒状電極８０（電極本体８１）との間の放電を伴う絶縁破壊が発生することを防止することができる。その結果、ＵＤ基材ｍ１への樹脂粉体の付着量が低下するのを防止することができる。

なお、棒状電極８０（電極本体８１）の電極面積は上記特許文献１に記載の電極（高電圧板）と比べ小さくなるが、ＵＤ基材ｍ１への樹脂粉体の付着量の低下は発生しない。これは、コロナ放電により棒状電極８０（電極本体８１）とグランドに接地されたＵＤ基材ｍ１との間にフリーイオンのクラウドが発生すること、そして、開口部３３から噴射されるエア（樹脂粉体を含む弧状の空気流ＡＦ）がこのクラウドを通過してフリーイオンと結びつくため、ＵＤ基材ｍ１に対する樹脂粉体の付着力が向上すること、によるものである。

上記のように樹脂粉体が付着したＵＤ基材ｍ１は、樹脂溶着ヒータ６０を通過する際、当該樹脂溶着ヒータ６０で加熱される。これにより、ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体がＵＤ基材ｍ１に溶着し、プリプレグｍ２が製造される。この製造されたプリプレグｍ２は、従動ローラＲ２を介して、モータ（図示せず）により回転される巻取軸Ａに巻き取られる。

以上説明したように、本実施形態によれば、シート状繊維基材５０を構成する繊維の一部（例えば、シート状繊維基材がＵＤ基材の場合、途中で切断された状態の繊維や毛羽立った状態の繊維）が、高電圧が印加される棒状電極８０（電極本体８１）に接近することに起因してシート状繊維基材５０への樹脂粉体の付着量が低下するのを防止することができる。

また、本実施形態によれば、棒状電極８０（電極本体８１）を、開口部３３から噴射されるエアの流速が相対的に速い範囲（例えば、図７中の円Ｃで囲んだ範囲参照）においてＵＤ基材ｍ１近くに配置することができる。これにより、棒状電極８０（電極本体８１）とＵＤ基材ｍ１との間の距離Ｄ（図５（ｂ）参照）が短くなるため、電界強度Ｅ（Ｖ／Ｄ）が増加し、開口部３３から噴射される樹脂粉体がＵＤ基材ｍ１に付着しやすくなる。すなわち、静電付着力が向上する。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、１本の金属製の棒状電極を曲げ加工することにより構成された棒状電極８０を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、棒状電極８０に代えて、電極本体８１に相当する直線形状の棒状電極を用いてもよい。この場合、電極本体８１に相当する直線形状の棒状電極は、第１延長部８２Ａ、第２延長部８２Ｂ、第１固定部８３Ａ、第２固定部８３Ｂそれぞれに相当する別部材により、上記のように支持及び配置してよい。

また、上記実施形態では、棒状電極８０を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、棒状電極８０に代えて、板状電極（例えば、厚みｄ及び長さＬ２の板状電極）を用いてもよい。

図８（ａ）は棒状電極８０（電極本体８１）の変形例、図８（ｂ）は斜視図である。

図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、棒状電極８０（電極本体８１）又は上記変形例の電極に整流板８４（１又は複数）を設けてもよい。整流板８４は、本開示の整流部の一例で、例えば、開口部３３から噴射されるエアの流れ方向に並行な平板であってよい。このように、棒状電極８０（電極本体８１）又は上記変形例の電極に、ＵＤ基材ｍ１との間に電界を形成する機能だけなく、整流の機能を持たせてもよい。図８（ｂ）中の矢印は開口部３３から噴射されるエア（樹脂粉体を含むエア）が整流されている様子を表す。

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

１１ 注入口
１２ 加速容器
１３ ブラシ
１４ 圧縮部
１５ 格納ボックス
１６ チューブ
１７ 粉体
１８ 穴
１９ チャンバー
２０ 炭素繊維織物
３０ 樹脂粉体
３１，３２ チャンバー
３１ａ，３２ａ 外殻
３１ｂ，３２ｂ 内殻
３３，３４ 開口部（樹脂粉体吐出出口）
３５，３６ 排出口
３７，３８ 供給管
３９，４０ コンプレッサ
４１，４２ フラット型エアーノズル
４１ａ，４２ａ 本体部
４３，４４ 粉末樹脂帯電部
４５，４６ 流路
４７，４８ 投入管
４７ａ，４８ａ 投入口
５０ シート状繊維基材
５１，５２ 高電圧板
５３，５４ 集塵機
Ｔ 空気増倍装置
６０ 樹脂溶着ヒータ
７０ 高電圧電源
８０ 棒状電極
８１ 電極本体
８２Ａ 第１延長部
８２Ｂ 第２延長部
８３Ａ 第１固定部
８３Ｂ 第２固定部

Claims (7)

1. 樹脂粉体をシート状繊維基材に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置であって、
   前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の樹脂粉体吐出口と、
   前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体を前記樹脂粉体吐出口まで供給する供給管と、
   高電圧が印加されることにより、前記シート状繊維基材との間に電界を形成する電極と、を備え、
   前記電極は、正面視で、前記樹脂粉体吐出口に重なる状態で配置されているプリプレグ製造装置。
2. 前記電極の少なくとも一部は、前記樹脂粉体吐出口を介して前記供給管内部に設けられている請求項１に記載のプリプレグ製造装置。
3. 前記電極は、正面視で、前記樹脂粉体吐出口のスリット幅内に配置されている請求項１に記載のプリプレグ製造装置。
4. 前記電極は、前記樹脂粉体吐出口から噴射される空気の流速が相対的に速い範囲に配置されている請求項１に記載のプリプレグ製造装置。
5. 前記電極は、前記シート状繊維基材の幅方向に延びる棒状電極又は板状電極である請求項１に記載のプリプレグ製造装置。
6. 前記電極には、前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体を整流する整流部が設けられている請求項１に記載のプリプレグ製造装置。
7. 樹脂粉体をシート状繊維基材に付着させてプリプレグを製造するプリプレグ製造装置であって、
   前記シート状繊維基材の幅方向に延びたスリット状の樹脂粉体吐出口と、
   前記樹脂粉体吐出口から前記シート状繊維基材に向けて噴射される空気及び樹脂粉体を前記樹脂粉体吐出口まで供給する供給管と、
   高電圧が印加されることにより、前記シート状繊維基材との間に電界を形成する電極と、を備え、
   前記電極は、前記樹脂粉体吐出口から噴射される空気の流速が相対的に速い範囲に配置されているプリプレグ製造装置。

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