JP2024059349A - プリプレグ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した膜厚（目標膜厚又は概ね目標膜厚）のプリプレグを製造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】樹脂粉体吐出口３３から噴射される樹脂粉体が付着した搬送中のシート状繊維基材ｍ１の前記樹脂粉体を樹脂溶着ヒータ６０により加熱し溶着させてプリプレグｍ２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対応する計測幅内の複数箇所それぞれの厚みを算出する厚み算出手段１１０ａと、前記厚み算出手段により算出された厚みの平均値を計測値として出力する厚み平均値算出手段１１０ｂと、前記厚み平均値算出手段により出力された計測値が予め定められた目標厚みとなるように前記樹脂粉体の供給量を制御する樹脂粉体供給量制御手段１１０ｃと、を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、安定した膜厚（目標膜厚又は概ね目標膜厚）のプリプレグを製造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）。この樹脂粉体が付着したシート状繊維基材は、樹脂溶着ヒータを通過する際、当該樹脂溶着ヒータで加熱される。これにより、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に溶着し、プリプレグが製造される。そして、このように製造されたプリプレグの膜厚が樹脂溶着ヒータの後段に配置された膜厚計（定点膜厚計）により計測され、この計測された膜厚が目標膜厚となるように樹脂粉体の供給量が制御（フィードバック制御）される。

特許第６１２１９７８号公報

しかしながら、特許文献１においては、品質ムラが大きく品質が安定しないシート状繊維基材の場合（例えば、シート状繊維基材がＵＤ基材の場合）、膜厚計により計測されたプリプレグの計測値も安定しないため、膜厚計により計測されたプリプレグの膜厚が目標膜厚となるように樹脂粉体の供給量を制御しても、安定した膜厚（目標膜厚又は概ね目標膜厚）のプリプレグを製造することが難しいという課題がある。

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、樹脂粉体吐出口から噴射される樹脂粉体が付着した搬送中のシート状繊維基材の前記樹脂粉体を樹脂溶着ヒータにより加熱し溶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対応する計測幅内の複数箇所それぞれの厚みを算出する厚み算出手段と、前記厚み算出手段により算出された厚みの平均値を計測値として出力する厚み平均値算出手段と、前記厚み平均値算出手段により出力された計測値が予め定められた目標厚みとなるように前記樹脂粉体の供給量を制御する樹脂粉体供給量制御手段と、を備える。

前記一実施の形態によれば、安定した膜厚（目標膜厚又は概ね目標膜厚）のプリプレグを製造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）幅方向の中央に配置された膜厚計８０によりプリプレグｍ２の膜厚を計測している様子を表す図、（ｂ）図５（ａ）のように配置された膜厚計８０により計測したプリプレグｍ２の膜厚のグラフＧ１及び比較例１のプリプレグの膜厚のグラフＧ２である。 膜厚計８０に代えて走査式Ｘ線膜厚計１００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。 走査式Ｘ線膜厚計１００近傍の拡大図である。 計測幅Ｌ５、スポット（例えば、スポットＳＰ_１～ＳＰ_２０）等を説明する図である。 走査式Ｘ線膜厚計１００により樹脂粉体が付着したＵＤ基材ｍ１の厚みを計測している様子を表す図である。 走査式Ｘ線膜厚計１００を用いたプリプレグ製造装置の動作例（プリプレグ厚み制御処理）のフローチャートである。 本実施形態の走査式Ｘ線膜厚計１００により計測した厚みの平均値のグラフＧ３及び比較例２の厚みの平均値のグラフＧ４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、樹脂溶着ヒータ６０の後段に配置された膜厚計８０（定点膜厚計）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ｍ１（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、膜厚計８０を通過する際、当該膜厚計８０により膜厚が計測される。ここで計測される厚みは、例えば、プリプレグｍ２の厚み（ＵＤ基材ｍ１に溶着した樹脂粉体の厚み＋ＵＤ基材ｍ１自体の厚み）である。そして、この計測された膜厚が目標膜厚となるように定量フィーダー９０（樹脂粉体の供給量）が制御（フィードバック制御）される。

以上のようにして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。

図５（ａ）は幅方向の中央に配置された膜厚計８０によりプリプレグｍ２の膜厚を計測している様子を表す。図５（ａ）中の下向きの矢印は、膜厚計８０により計測される箇所（計測ライン）を表す。図５（ｂ）は、図５（ａ）のように配置された膜厚計８０により計測したプリプレグｍ２の膜厚のグラフＧ１及び比較例１のプリプレグの膜厚のグラフＧ２である。なお、比較例１のプリプレグは、シート状繊維基材５０として織物基材（横糸に相当する繊維及び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）を用い、上記図４に示す製造方法により製造されたプリプレグである。

本発明者らは、比較例１のプリプレグにおいては品質が安定しているため膜厚計８０の計測値も安定する（図５（ｂ）中のグラフＧ２参照）のに対して、上記参考例のプリプレグｍ２においては品質ムラが大きく品質が安定しないため膜厚計８０の計測値も安定しないこと（図５（ｂ）中のグラフＧ１参照）、その結果、膜厚計８０により計測されたプリプレグｍ２の膜厚が目標膜厚となるように定量フィーダー９０（樹脂粉体の供給量）を制御（フィードバック制御）しても、安定した膜厚（目標膜厚又は概ね目標膜厚）のプリプレグｍ２を製造するのが難しいという課題を見出した。

また、上記参考例においては、膜厚計８０が樹脂溶着ヒータ６０の後段に配置されているため（図４参照）、すなわち、樹脂粉体を噴射する開口部３３と膜厚計８０とが離れているため、樹脂付着後、膜厚を計測し上記フィードバック制御を行うまで相当の時間を要するという課題も見出した。

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、走査式Ｘ線膜厚計１００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。走査式Ｘ線膜厚計１００は、上記参考例の膜厚計８０（定点膜厚計）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、開口部３３（供給管３７）を用いる例について説明し、開口部３４（供給管３８）を用いる例については省略する。

図６は膜厚計８０に代えて走査式Ｘ線膜厚計１００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６に示すように、走査式Ｘ線膜厚計１００は、開口部３３（本開示の樹脂粉体吐出口の一例）と樹脂溶着ヒータ６０との間に配置されている。

図７は、走査式Ｘ線膜厚計１００近傍の拡大図である。

図７に示すように、走査式Ｘ線膜厚計１００は、ＵＤ基材ｍ１の幅方向に延びるフレーム１０１、１０２にスライド移動可能に取り付けられた可動部１０３に設けられたＸ線源、Ｘ線検出器、Ｘ線源及びＸ線検出器をＵＤ基材ｍ１の幅方向に移動させる移動手段を備えている。走査式Ｘ線膜厚計１００としては、例えば、特開２００７－２９８３８７に記載のものを用いることができる。

Ｘ線源は、Ｘ線を照射しＵＤ基材ｍ１上にスポット径Ｄ１（図８参照）のスポット（例えば、図８中のスポットＳＰ_１～ＳＰ_２０参照）を形成する。Ｘ線検出器は、Ｘ線源から照射されＵＤ基材ｍ１を透過したＸ線の強度を検出する。図８は、計測幅Ｌ５、スポット（例えば、スポットＳＰ_１～ＳＰ_２０）等を説明する図である。

次に、本実施形態の制御装置１１０について説明する。

図６に示すように、制御装置１１０には、定量フィーダー９０、走査式Ｘ線膜厚計１００、記憶部１２０が電気的に接続されている。制御装置１１０は、図示しないが、プロセッサ、ＲＡＭ等を備えている。記憶部１２０は、例えば、ハードディスク装置やＲＯＭ等の不揮発性の記憶部である。記憶部１２０には、プログラム１２１、目標厚み１２２が記憶されている。プログラム１２１は、制御装置１１０（プロセッサ）により実行されるプログラムである。目標厚み１２２は、ＵＤ基材ｍ１の目標厚み（ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体の厚み＋ＵＤ基材ｍ１自体の厚み）である。

プロセッサは、例えば、ＣＰＵである。プロセッサは、１つの場合もあるし、複数の場合もある。例えば、プロセッサは、記憶部１２０（例えば、ＲＯＭ）からＲＡＭに読み込まれたプログラム１２１を実行することで、厚み算出手段１１０ａ、厚み平均値算出手段１１０ｂ、樹脂粉体供給量制御手段１１０ｃとして機能する。これらの一部又は全部はハードウエアにより実現してもよい。

厚み算出手段１１０ａは、Ｘ線源（可動部１０３）がフレーム１０１、１０２に沿ってＵＤ基材ｍ１の幅方向に対応する計測幅Ｌ５（図７～図９参照）内、すなわち、図７中左端部ＰＬから右端部ＰＲ（又は右端部ＰＲから左端部ＰＬ）に移動する間（すなわち、１スキャンの間）、当該計測幅Ｌ５内の複数箇所（例えば、図８中スポットＳＰ_１～ＳＰ_２０）それぞれの厚みを算出（計測）する。ここで算出される厚みは、例えば、ＵＤ基材ｍ１の厚み（ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体の厚み＋ＵＤ基材ｍ１自体の厚み）である。図９は、走査式Ｘ線膜厚計１００により樹脂粉体が付着したＵＤ基材ｍ１の厚みを計測している様子を表す図である。図９中の点線の矢印は、７スキャンした場合に走査式Ｘ線膜厚計１００により計測される箇所（計測ライン）を表す。また、図９中のＳＰは、Ｘ線源から照射されＵＤ基材ｍ１上に形成されるＸ線のスポットを表す。

例えば、厚み算出手段１１０ａは、計測幅Ｌ５内の複数箇所（例えば、図８中スポットＳＰ_１～ＳＰ_２０）それぞれにおいて、Ｘ線検出器が検出したＸ線の強度と基準Ｘ線強度とに基づいてＸ線の減衰量を算出し、この減衰量に基づいて、当該複数箇所それぞれの厚みを算出する。なお、基準Ｘ線強度は、例えば、記憶部１２０に記憶されている。

なお、図８に示すように、走査式Ｘ線膜厚計１００の計測幅Ｌ５は、ＵＤ基材ｍ１の幅Ｌ２に、ＵＤ基材ｍ１の幅方向両側の付加幅Ｌ３、Ｌ４を加えた長さ（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）に設定されている。Ｌ５は例えば４００ｍｍ、Ｌ２は例えば３６０ｍｍ、Ｌ３、Ｌ４はそれぞれ例えば２０ｍｍである。また、Ｘ線源が照射するＸ線のＵＤ基材ｍ１上のスポット径Ｄ１は例えば２０ｍｍである。

厚み平均値算出手段１１０ｂは、厚み算出手段１１０ａにより算出された厚みの平均値を計測値として出力する。例えば、厚み平均値算出手段１１０ｂは、１スキャンが完了すると、１スキャンの間に算出（計測）した厚み（複数）の平均値を計測値として出力する。

その際、走査式Ｘ線膜厚計１００の計測幅Ｌ５がＵＤ基材ｍ１の幅Ｌ２に、ＵＤ基材ｍ１の幅方向両側の付加幅Ｌ３、Ｌ４を加えた長さ（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）に設定されているため、厚み平均値算出手段１１０ｂは、ＵＤ基材ｍ１の幅Ｌ２内で計測（算出）された厚み、及び、ＵＤ基材ｍ１の幅方向両側の付加幅Ｌ３、Ｌ４内で計測（算出）された厚みの平均値を計測値として出力する。これにより、品質ムラ等に起因してＵＤ基材ｍ１の幅が変動しても、その変動に影響されない計測値を出力することができる。

樹脂粉体供給量制御手段１１０ｃは、厚み平均値算出手段１１ｂにより出力された計測値（平均値）、すなわち、ＵＤ基材ｍ１の厚み（ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体の厚み＋ＵＤ基材ｍ１自体の厚み）が予め定められた目標厚み１２２となるように定量フィーダー９０（樹脂粉体の供給量）を制御（フィードバック制御）する。

次に、上記構成の走査式Ｘ線膜厚計１００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１０は、走査式Ｘ線膜厚計１００を用いたプリプレグ製造装置の動作例（プリプレグ厚み制御処理）のフローチャートである。

以下、前提として、樹脂粉体が付着したＵＤ基材ｍ１が、図７～図９に示す搬送方向に搬送されており、図９に示すようにスキャンが行われているものとする。

まず、計測幅Ｌ５内の複数箇所それぞれの厚みを算出する（ステップＳ１０）。これは、厚み算出手段１１０ａにより実現される。例えば、厚み算出手段１１０ａは、１スキャンの間、計測幅Ｌ５内の複数箇所（例えば、図８中スポットＳＰ_１～ＳＰ_２０）それぞれにおいて、Ｘ線検出器が検出したＸ線の強度と基準Ｘ線強度とに基づいてＸ線の減衰量を算出し、この減衰量に基づいて、当該複数箇所それぞれの厚みを算出する。

ステップＳ１０の処理は、１スキャンが完了するまで繰り返し実行される（ステップＳ１１：ＮＯ）。

一方、１スキャンが完了した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０で算出した厚みの平均値、すなわち、１スキャンの間に算出した厚み（複数）の平均値を計測値として出力する（ステップＳ１２）。これは、厚み平均値算出手段１１０ｂにより実現される。

次に、ステップＳ１２で出力した計測値（平均値）が目標厚み１２２となるように定量フィーダー９０（樹脂粉体の供給量）を制御する（ステップＳ１３）。これは、樹脂粉体供給量制御手段１１０ｃにより実現される。例えば、ステップＳ１２で出力された計測値（厚みの平均値）が目標厚み１２２より小さい場合、樹脂粉体供給量制御手段１１０ｃは、樹脂粉体の供給量が多くなるように定量フィーダー９０を制御する。これにより、ＵＤ基材ｍ１の厚み（ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体の厚み＋ＵＤ基材ｍ１自体の厚み）を目標厚み１２２に近づけることができる。一方、ステップＳ１２で出力された計測値（厚みの平均値）が目標厚み１２２より大きい場合、樹脂粉体供給量制御手段１１０ｃは、樹脂粉体の供給量が少なくなるように定量フィーダー９０を制御する。これにより、ＵＤ基材ｍ１の厚み（ＵＤ基材ｍ１に付着した樹脂粉体の厚み＋ＵＤ基材ｍ１自体の厚み）を目標厚み１２２に近づけることができる。

以後、上記ステップＳ１０～Ｓ１３の処理が繰り返し実行される。

上記のように樹脂粉体が付着したＵＤ基材ｍ１は、上記参考例と同様、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。

図１１は、本実施形態の走査式Ｘ線膜厚計１００により計測した厚みの平均値のグラフＧ３である。なお、図１１には、参考のため、比較例２の厚みの平均値のグラフＧ４も記載した。比較例２は、シート状繊維基材５０として織物基材（横糸に相当する繊維及び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）を用い、上記図１０に示すプリプレグ厚み制御処理により製造されたプリプレグである。

図１１を参照すると、本実施形態の走査式Ｘ線膜厚計１００の計測値（厚みの平均値）が安定すること（図１１中のグラフＧ３参照）、及び、その結果、この計測値（厚みの平均値）が目標厚み１２２となるように定量フィーダー９０（樹脂粉体の供給量）を制御することにより、安定した膜厚（目標厚み又は概ね目標厚み）のプリプレグｍ２を製造することができることが分かる。

以上説明したように、本実施形態によれば、安定した厚み（目標厚み又は概ね目標厚み）のプリプレグｍ２を製造することができる。

また、本実施形態によれば、走査式Ｘ線膜厚計１００が、樹脂粉体を噴射する開口部３３（本開示の樹脂粉体吐出口の一例）と樹脂溶着ヒータ６０との間に配置されているため、すなわち、樹脂粉体を噴射する開口部３３と走査式Ｘ線膜厚計１００とが近いため、樹脂付着後、厚みを計測し上記フィードバック制御を行うまでの時間を短縮することができる。

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 膜厚計
９０ 定量フィーダー
１００ 走査式Ｘ線膜厚計
１１０ 制御装置
１１０ａ 厚み算出手段
１１０ｂ 厚み平均値算出手段
１１０ｃ 樹脂粉体供給量制御手段

Claims (6)

1. 樹脂粉体吐出口から噴射される樹脂粉体が付着した搬送中のシート状繊維基材の前記樹脂粉体を樹脂溶着ヒータにより加熱し溶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対応する計測幅内の複数箇所それぞれの厚みを算出する厚み算出手段と、
   前記厚み算出手段により算出された厚みの平均値を計測値として出力する厚み平均値算出手段と、
   前記厚み平均値算出手段により出力された計測値が予め定められた目標厚みとなるように前記樹脂粉体の供給量を制御する樹脂粉体供給量制御手段と、を備えるプリプレグ製造装置。
2. 前記厚み算出手段は、前記計測幅内の前記複数箇所それぞれを透過するＸ線の減衰量に基づいて、当該複数箇所それぞれの厚みを算出する請求項１に記載のプリプレグ製造装置。
3. 前記Ｘ線を照射するＸ線源と、
   前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器を前記シート状繊維基材の幅方向に移動させる移動手段と、をさらに備える請求項２に記載のプリプレグ製造装置。
4. 前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器は、前記樹脂粉体吐出口と前記樹脂溶着ヒータとの間に配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載のプリプレグ製造装置。
5. 前記計測幅は、前記シート状繊維基材の幅に、前記シート状繊維基材の幅方向両側の付加幅を加えた長さに設定されている請求項１から３のいずれか１項に記載のプリプレグ製造装置。
6. 前記シート状繊維基材は、ＵＤ基材である請求項１から３のいずれか１項に記載のプリプレグ製造装置。

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