JP7300698B2 - Prepreg manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents
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本発明は、所定の方向に平行に延在する複数の強化繊維を熱可塑性樹脂シートに侵入させて一体化したプリプレグの製造方法及び製造装置に関し、特に、複数の強化繊維の平行度がその延在方向に対して均一に維持されたプリプレグの製造方法及び製造装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a prepreg in which a plurality of reinforcing fibers extending in parallel in a predetermined direction are infiltrated into a thermoplastic resin sheet and integrated, and in particular, the degree of parallelism of the plurality of reinforcing fibers is determined by their extension. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing prepregs that are uniformly maintained with respect to the direction in which they are present.
従来、例えば自動車や航空機等の構造材料に適用するための繊維強化プラスチック(FRP)材料として、強化繊維に熱可塑性樹脂マトリックス材料を予め含侵させて半固形状態とした、いわゆるプリプレグが広く用いられている。このようなプリプレグを製造する手法として、繊維基材とシート状に加工した樹脂フィルムとを積層して高温・高圧でプレスするフィルムスタッキング(FS)法が知られている。 Conventionally, as a fiber reinforced plastic (FRP) material for application to structural materials such as automobiles and aircraft, so-called prepregs, in which reinforcing fibers are pre-impregnated with a thermoplastic resin matrix material to form a semi-solid state, have been widely used. ing. As a method for producing such a prepreg, a film stacking (FS) method is known, in which a fiber base material and a sheet-shaped resin film are laminated and pressed at high temperature and high pressure.
例えば、特許文献1では、開繊繊維シートを拡展状態で送り出す繊維束引取部と、この繊維束引取部から拡展状態に送り出される開繊繊維シートに対して熱可塑性樹脂シートを供給して上記繊維束引取部から送り出される開繊繊維シートに合わせて合流させ、当該開繊繊維シートの表面に熱可塑性樹脂シートを重ね合わせる樹脂シート供給部と、開繊繊維シートに重ね合わされた熱可塑性樹脂シートを熱溶融させ、溶融した熱可塑性樹脂を各繊維の間に含侵させてプリプレグシートに成形する樹脂加熱融合機構部と、を包含する開繊繊維シートの熱可塑性樹脂含侵装置及び当該装置を用いて熱可塑性樹脂含侵プリプレグシートを製造する方法が開示されている。この含侵装置においては、開繊繊維シート及び熱可塑性樹脂シートが、繊維束供給機構及び樹脂シート供給部からそれぞれ連続的に一対の押圧ロール間に供給され、当該押圧ロール間で開繊繊維シートと熱可塑性樹脂シートとが重ね合わされて積層体とされる。その後、上記積層体が樹脂加熱融合機構部に間欠的に送られ、当該樹脂加熱融合機構部の内部で加熱プレスが施されて開繊繊維シートの間に樹脂が均等に含侵されるようになっている。 For example, in Patent Literature 1, a fiber bundle take-up section that sends out a spread fiber sheet in an expanded state, and a thermoplastic resin sheet that is supplied to the spread fiber sheet sent out in the spread state from the fiber bundle take-up section. a resin sheet supply unit that merges with the spread fiber sheet sent out from the fiber bundle take-up unit and superimposes a thermoplastic resin sheet on the surface of the spread fiber sheet; and a thermoplastic resin superimposed on the spread fiber sheet. A device for impregnating a spread fiber sheet with a thermoplastic resin, comprising: a resin heating and fusing mechanism that thermally melts the sheet and impregnates the melted thermoplastic resin between the fibers to form a prepreg sheet; and the device. is disclosed for producing a thermoplastic resin-impregnated prepreg sheet using In this impregnation device, the spread fiber sheet and the thermoplastic resin sheet are continuously supplied between the pair of press rolls from the fiber bundle supply mechanism and the resin sheet supply unit, respectively. and a thermoplastic resin sheet are superimposed to form a laminate. After that, the laminate is intermittently sent to the resin heating and fusing mechanism, and hot-pressed inside the resin heating and fusing mechanism so that the spread fiber sheets are evenly impregnated with the resin. ing.
また、特許文献2では、開繊される複数の強化繊維束を供給する第1の供給ローラと、強化繊維束の含侵される樹脂フィルムを供給する第2の供給ローラと、上記強化繊維束に超音波振動を印加する機構と、重ね合わされた複数の強化繊維束及び樹脂フィルムを加熱及び加圧する含侵装置と、を備えたプリプレグ製造装置が開示されている。この装置においては、供給される複数の強化繊維束に超音波振動を付与した後、内部に加熱機構及び冷却機構を備えた含侵装置により加熱・加圧されることにより、樹脂が繊維に含侵される構成となっている。 Further, in Patent Document 2, a first supply roller that supplies a plurality of reinforcing fiber bundles to be opened, a second supply roller that supplies a resin film impregnated with the reinforcing fiber bundles, and the reinforcing fiber bundles A prepreg manufacturing apparatus is disclosed that includes a mechanism for applying ultrasonic vibrations and an impregnation device for heating and pressurizing a plurality of superimposed reinforcing fiber bundles and resin films. In this device, after applying ultrasonic vibration to a plurality of reinforcing fiber bundles to be supplied, resin is contained in the fibers by being heated and pressurized by an impregnation device equipped with a heating mechanism and a cooling mechanism inside. It is configured to be invaded.
一方向に延在する繊維を含ませて強化されたプラスチックにおいては、その含まれる繊維が均一に方向が揃っている(すなわち「整列度」が高い)方がより延在方向に対する強度が高くなる。しかしながら、特許文献1に記載された装置では、重ね合わされた開繊繊維シート及び樹脂シートが、樹脂加熱融合機構部に「間欠的に」送られて加熱プレスされる構成であるため、加熱プレス時に開繊繊維シートの繊維が加圧力によってずれることがあり、複数の繊維の間隔が不均一になったりあるいは隣り合う繊維が重なり合ってしまい、整列度が低下する場合等が考えられる。一方、特許文献2に記載された装置では、含侵装置に送られる前の複数の強化繊維束に対して、約15~60kHzの周波数でその延在方向と直交する方向に超音波振動が付与されることにより、強化繊維束の幅が広がって厚みが小さくなることが記載されており(例えば、引用文献2の図3等参照)、やはり隣り合う繊維の間隔が不均一になったりあるいは重なり合って整列度が低下する事象は避けられない。 In a plastic reinforced by including fibers extending in one direction, the strength in the extending direction is higher when the included fibers are uniformly oriented (i.e., the "alignment degree" is high). . However, in the apparatus described in Patent Document 1, the superimposed spread fiber sheet and resin sheet are "intermittently" sent to the resin heating and fusing mechanism and are heat-pressed. It is conceivable that the fibers of the spread fiber sheet may be displaced by the applied pressure, and the intervals between a plurality of fibers may become uneven, or adjacent fibers may overlap, resulting in a decrease in the degree of alignment. On the other hand, in the device described in Patent Document 2, ultrasonic vibration is applied to a plurality of reinforcing fiber bundles before being sent to the impregnation device at a frequency of about 15 to 60 kHz in a direction perpendicular to the extending direction. It is described that the width of the reinforcing fiber bundle is widened and the thickness is reduced (see, for example, FIG. 3 of Cited Document 2), and the spacing between adjacent fibers becomes uneven or overlaps. It is inevitable that the degree of alignment decreases due to
また、特許文献1及び2に記載された装置においては、樹脂シートの樹脂がいったん溶融して強化繊維の間に「含侵」されるものであるため、含侵前に樹脂シートとして供給されたとしても、含侵時に溶融することにより形状安定性が低下する。また、いったん溶融することから、樹脂シートとしての性質が含侵の前後で変化することが避けられない。 In addition, in the devices described in Patent Documents 1 and 2, the resin of the resin sheet is once melted and "impregnated" between the reinforcing fibers. Even so, the shape stability decreases due to melting during impregnation. Moreover, since it melts once, it is inevitable that the properties of the resin sheet change before and after the impregnation.
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂マトリックスに含まれる複数の強化繊維の整列度を高めるとともに、強化繊維との一体化の前後で樹脂マトリックスの性質変化を抑制し得るプリプレグの製造方法及び製造装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to increase the degree of alignment of a plurality of reinforcing fibers contained in a resin matrix, and to improve the alignment of the resin matrix before and after integration with the reinforcing fibers. An object of the present invention is to provide a prepreg manufacturing method and manufacturing apparatus capable of suppressing property changes.
本発明による、所定の方向に平行に延在する複数の強化繊維を熱可塑性樹脂シートに侵入させて一体化したプリプレグの製造方法は、前記複数の強化繊維を前記熱可塑性樹脂シートと一体化させる際に、前記複数の強化繊維に対して前記所定の方向の張力を負荷しつつ行うこと、を特徴とする。このとき、前記複数の強化繊維及び前記熱可塑性樹脂シートは、一体化時にいずれも前記所定の方向に連続的に供給されるように構成されてもよい。 According to the present invention, a method for manufacturing a prepreg in which a plurality of reinforcing fibers extending in parallel in a predetermined direction are infiltrated and integrated into a thermoplastic resin sheet includes integrating the plurality of reinforcing fibers with the thermoplastic resin sheet. At the time, it is characterized in that it is performed while applying tension in the predetermined direction to the plurality of reinforcing fibers. At this time, the plurality of reinforcing fibers and the thermoplastic resin sheet may be configured to be continuously supplied in the predetermined direction at the time of integration.
また、本発明による、所定の方向に平行に延在する複数の強化繊維を熱可塑性樹脂シートに侵入させて一体化したプリプレグの製造装置は、前記複数の強化繊維を供給する繊維供給機構と、前記熱可塑性樹脂シートを供給するシート供給機構と、前記複数の強化繊維を前記熱可塑性樹脂シートに侵入させて一体化する一体化機構と、を備え、前記繊維供給機構は、前記複数の強化繊維に対して前記所定の方向に張力を負荷する機能を有する、ことを特徴とする。このとき、前記繊維供給機構は、前記複数の強化繊維をそれぞれ巻き出す繊維巻出機構と、前記繊維巻出機構から巻き出された前記複数の強化繊維を前記一体化機構に導く繊維ガイド機構と、を備えるように構成してもよい。 Further, according to the present invention, a prepreg manufacturing apparatus in which a plurality of reinforcing fibers extending in parallel in a predetermined direction are infiltrated into a thermoplastic resin sheet and integrated, includes a fiber supply mechanism that supplies the plurality of reinforcing fibers; A sheet supply mechanism that supplies the thermoplastic resin sheet, and an integration mechanism that integrates the plurality of reinforcing fibers into the thermoplastic resin sheet, wherein the fiber supply mechanism includes the plurality of reinforcing fibers. It is characterized by having a function of applying tension in the predetermined direction. At this time, the fiber supply mechanism includes a fiber unwinding mechanism that unwinds the plurality of reinforcing fibers, and a fiber guide mechanism that guides the plurality of reinforcing fibers unwound from the fiber unwinding mechanism to the integration mechanism. , may be provided.
かかる発明によれば、熱可塑性樹脂シートと一体化される際に、複数の強化繊維に対してその延在方向に張力が負荷されるため、これら複数の強化繊維が熱可塑性樹脂シートあるいは加工治具等に接触したとしても、各繊維間の位置関係が張力により保持されることとなり、強化繊維の整列度が均一に維持される。また、樹脂が溶融して繊維の間に「含侵」するものではなく、強化繊維が熱可塑性樹脂に「侵入」する態様で一体化するため、強化繊維との一体化の前後で樹脂マトリックスの性質変化を抑制し得るのである。 According to this invention, when the plurality of reinforcing fibers are integrated with the thermoplastic resin sheet, tension is applied to the plurality of reinforcing fibers in the extending direction. Even if it comes into contact with tools or the like, the positional relationship between the fibers is maintained by tension, and the degree of alignment of the reinforcing fibers is maintained uniformly. In addition, since the resin is not melted and “impregnated” between the fibers, but the reinforcing fibers are integrated in a manner that “infiltrates” into the thermoplastic resin, the resin matrix before and after integration with the reinforcing fibers. It is possible to suppress the property change.
以下、本発明の1つの実施例としてのプリプレグの製造装置、及びこれを用いた製造方法について、図1乃至図4を用いて説明する。 A prepreg manufacturing apparatus and a manufacturing method using the same as one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
図1は、本発明の製造方法によって製造されたプリプレグの概要を示す部分斜視図である。図1に示すように、プリプレグ10は、熱可塑性樹脂シート12の内部に複数の強化繊維14が一方向Xに延在するように侵入する態様で構成されている。
FIG. 1 is a partial perspective view showing an outline of a prepreg manufactured by the manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 1 , the
本発明に適用される熱可塑性樹脂シート12は、用途に合わせて所定の幅や厚みに予め成形されたシート状の部材であって、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリウレタン(PUR)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の汎用の樹脂材料が例示できる。一方、強化繊維14は、例えばPAN系あるいはピッチ系等の汎用の炭素繊維を束として形成したものが例示できる。ここで、図1では、複数の強化繊維14がX方向に所定の間隔をおいて整列されたものを例示しているが、均一な整列度を確保しているものであれば、隣り合う強化繊維14が互いに接触している状態も含み得る。
The
図2は、本発明の第1の実施例によるプリプレグの製造方法の概要を示す側面図であって、図2(a)は強化繊維準備工程の状態を示し、図2(b)は積層工程の状態を示し、図2(c)は一体化工程の状態を示し、図2(d)は製造後のプリプレグを示す。実施例1によるプリプレグの製造方法においては、図2(a)に示すように、まず下型120の上側に、複数の強化繊維14をX方向(図2(d)参照)に沿って配置する(強化繊維準備工程)。このとき、強化繊維14の一端を一端側クランプ110で保持し、他端を他端側クランプ112で保持した状態で、両クランプを互いの距離がX方向に離間するように移動させることにより、強化繊維14にX方向の張力T1を負荷する。
FIG. 2 is a side view showing the outline of the prepreg manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2(a) showing the state of the reinforcing fiber preparation process, and FIG. 2(c) shows the state of the integration process, and FIG. 2(d) shows the prepreg after manufacturing. In the prepreg manufacturing method according to Example 1, as shown in FIG. 2(a), first, a plurality of reinforcing
次に、図2(b)に示すように、下型120上で上記複数の強化繊維14を挟んで重なり合うように、熱可塑性樹脂マトリックスからなる下側シート12aと上側シート12bとを積層配置する(積層工程)。続いて、図2(c)に示すように、上側シート12bの上方に上型122を配置し、下型120及び上型122で積層された下側シート12aと強化繊維14と上側シート12bとを加熱しつつ加圧力Pを負荷してプレスすることにより一体化する(一体化工程)。このとき、強化繊維14には、一端側クランプ110と他端側クランプ112とにより張力T1が付与された状態を維持する。このような動作により、張力を負荷された状態で位置決めされた複数の強化繊維14が、加熱により半溶融状態となった下側シート12a及び上側シート12bのそれぞれ対向面側から内部に「侵入」(すなわち「表面から入り込む」)する態様で一体化する。そして、図2(d)に示すように、加熱及び加圧から解放されると、熱可塑性樹脂シート12の内部に複数の強化繊維14がX方向に延在するプリプレグ10が形成される。
Next, as shown in FIG. 2(b), a
以上に述べた本発明の第1の実施例によるプリプレグの製造方法によれば、複数の強化繊維14にX方向の張力T1を負荷した状態を維持しつつ加熱プレスを行うことにより、強化繊維14の整列度を均一に確保することができる。また、複数の強化繊維14に張力T1を負荷する一端側クランプ110と他端側クランプ112とが、積層された下側樹脂シート12aと上側樹脂シート12bを加熱プレスする下型120及び上型122と独立した構成となっているため、半溶融状態の樹脂シート12a及び12bを加圧する際に、強化繊維14が変位あるいは変形して整列度が低下するのを抑制できる。さらに、樹脂シート12a及び12bを完全に溶融した状態に加熱する必要がないため、一体化の前後で樹脂シート12a及び12bの形状や材質を維持することも可能となる。
According to the prepreg manufacturing method according to the first embodiment of the present invention described above, the plurality of reinforcing
図3は、本発明の第2の実施例によるプリプレグの製造装置の概略を示す断面図である。なお、図3に示す断面図は、第2の実施例によるプリプレグの製造装置における製造後のプリプレグの送給方向に沿った断面に対して、当該断面に直交する側方からみた図を示している。図3に示すように、第2の実施例によるプリプレグの製造装置200は、熱可塑性樹脂マトリックスからなる樹脂シート12と複数の強化繊維14とを連続的に供給する供給機構210と、当該供給機構210から送られてきた樹脂シート12及び強化繊維14をプリプレグ10として一体化する一体化機構220と、製造後のプリプレグ10を巻き取って回収する回収機構230と、を備える。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a prepreg manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention. The cross-sectional view shown in FIG. 3 shows a cross-section along the feed direction of the manufactured prepreg in the prepreg manufacturing apparatus according to the second embodiment, as seen from a side orthogonal to the cross-section. there is As shown in FIG. 3, a
供給機構210は、複数の強化繊維14を巻き付けた状態で保持するとともに、連続的に巻き出して供給する第1のリール212と、樹脂シート14を巻き付けた状態で保持するとともに、連続的に巻き出して供給する第2のリール214と、前記第1のリール212の下流側に配置され、上記複数の強化繊維14を案内しつつさらに下流側に位置する一体化機構220に供給する案内機構216と、を含む。ここで、図3においては、図示を容易にするために第1のリール212が1つだけ設けられている場合を例示しているが、複数の強化繊維14の送給本数に応じて複数の第1のリール212を設け、それぞれのリールから案内機構216に供給されるように構成してもよい。また、第2のリール214についても、連続的に供給される強化繊維14に対して上方から供給する場合を例示しているが、当該第2のリールを下方に配置したり、あるいは上下両方から2枚の樹脂シートを連続的に供給するように構成してもよい。なお、案内機構216の詳細については後述する。そして、図3に示す第1のリール212及び案内機構216により繊維供給機構が形成され、第2のリール214と一体化機構220との間でシート供給機構が形成される。
The
一体化機構220は、本体部222と、当該本体部222の側面に回動自在に取り付けられた一対の加圧ローラー223a及び223bと、を含む。一対の加圧ローラー223a及び223bは、互いの中心距離が接近あるいは離反できるように本体部222に取り付けられている。これにより、一体化機構220は、送られてくる樹脂シート12の任意の厚さに対応できるとともに、樹脂シート12と強化繊維14とを一体化する際の加圧力を付与する機能を有する。また、第2の実施例における一態様として、一対の加圧ローラー223a及び223bは、内部にヒーター等の加熱手段を備えており、樹脂シート12を加圧すると同時に必要な加熱を行い、一体化工程において強化繊維14が内部に容易に侵入できる程度に樹脂シート12を軟化させる機能を有している。なお、樹脂シート12を加熱する加熱手段は、樹脂シート12が一対の加圧ローラー223a及び223bに挟持される時点で十分に加熱されていればよいため、第2のリール214や、あるいは第2のリール214から一体化機構220に至る搬送路の途中に配置するように構成してもよい。
The
回収機構230は、一体化機構220で製造されて連続的に送られてくるプリプレグ10を巻き付けて保持する回収リール232と、上記一体化機構220及び回収リール232の間に配置されたバッファ部234と、当該バッファ部234の側面に設けられた第1乃至第3の搬送ローラー235a乃至235cと、を含む。第2の実施例において、第1及び第2の搬送ローラー234a及び235bは、一体化機構220から送られてくるプリプレグ10を上下から挟むように配置されている。一方、第3の搬送ローラー235cは、第1及び第2の搬送ローラー235a及び235bの下流側に配置され、回収リール232に向けてプリプレグ10の搬送方向を転換するために配置されている。そして、これら第1乃至第3の搬送ローラー235a乃至235cにより、プリプレグ10の搬送路が形成される。ここで、第3の搬送ローラー235cは、バッファ部234に対する回収リール232の高さ等の位置に応じて設けられるものであり、特に必要でなければ設けなくてもよい。
The
図4は、図3に示した案内機構の要部の概要を示す部分断面図である。第2の実施例において、供給機構210に設けられた案内機構216は、方向転換ローラー216aと、当該方向転換ローラー216aの下流側に配置された張力付与機構217と、がそれぞれ側面に設けられている。張力付与機構217は、上下に一対で配置された案内ローラー217a及び217bを含む。そして、これら方向転換ローラー216aと第1及び第2の案内ローラー217a及び217bにより、強化繊維14の搬送路が形成される。なお、上述のとおり、複数の強化繊維14に対して複数の第1のリール212を設けた場合、これに対応する方向転換ローラー216aも複数配置されるのが好ましい。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the outline of the essential parts of the guide mechanism shown in FIG. In the second embodiment, the
また、図4に示すように、方向転換ローラー216aは、一対の案内ローラー217a及び217bから一体化機構220へ至る強化繊維14の搬送路に対して、敢えてその搬送方向を屈曲させるように、張力付与機構217の下側に配置されている。一方、図4に示すように、張力付与機構217は、一対の案内ローラー217a及び217bを含む全体が、案内機構216の本体に対して、左右方向Y(すなわち、図4に示す搬送方向F)に相対的に平行移動できるような構造を備えている。これにより、第1のリール212から送られて方向転換ローラー216aから搬送された強化繊維14は、一対の案内ローラー217a及び217bで挟持される際に案内ローラー217aで屈曲するようにして搬送される。このとき、張力付与機構217が一体化機構220に対して離間する方向(図4の矢印Yの方向)に移動することにより、強化繊維14には、搬送方向Fに対して反対方向の張力T2が負荷される。
In addition, as shown in FIG. 4, the direction-changing
次に、図3及び図4を参照して、本発明の第2の実施例によるプリプレグの製造方法の概略を説明する。まず、図3及び図4に示すように、供給機構220において、複数の強化繊維14を第1のリール212から案内機構216に巻き出して供給し、案内機構216の張力付与機構217を介して一体化機構220の一対の加圧ローラー223a及び223bに供給する(強化繊維準備工程)。これと同時に、樹脂シート12を第2のリール214から巻き出して一対の加圧ローラー223a及び223bに供給する(積層工程)。
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, the outline of the prepreg manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described. First, as shown in FIGS. 3 and 4, in the
続いて、一対の加圧ローラー223a及び223bの間に挟持された樹脂シート12及び強化繊維14は、樹脂シート12が所定の温度まで加熱されて軟化した状態で加圧される。このとき、連続的に供給される強化繊維14は、一対の加圧ローラー223a及び223bで挟持されるとともに、上述した張力付与機構217が駆動することにより、搬送方向Fと反対方向に張力T2が負荷された状態を維持する。これにより、張力を負荷された状態で位置決めされた複数の強化繊維14が、加熱により半溶融状態となった樹脂シート12の表面から内部に「侵入」する態様で一体化する(一体化工程)。そして、一体化機構220を通過したプリプレグ10は、回収機構230のバッファ部234を介して回収リール232に巻き取られて回収される。
Subsequently, the
以上に述べた本発明の第2の実施例によるプリプレグの製造方法及び製造装置によれば、連続的に供給される複数の強化繊維14にX方向の張力T2を負荷した状態を維持しつつ、樹脂シート12との一体化工程を実施するため、第1の実施例と同様に、強化繊維14の整列度を均一に確保しつつプリプレグを連続的に形成することができる。また、樹脂シート12を短時間で加熱及び加圧するため、一体化の前後で樹脂シート12の形状や材質を維持しつつ、連続的なプリプレグの製造が可能となる。
According to the prepreg manufacturing method and manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention described above, while maintaining the state in which the tension T2 in the X direction is applied to the plurality of reinforcing
ここまで本発明による実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれらの例に限定されるものではない。また、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。 Although the embodiments according to the present invention and modifications based thereon have been described so far, the present invention is not necessarily limited to these examples. Also, those skilled in the art will be able to find various alternatives and modifications without departing from the spirit of the invention or the scope of the appended claims.
10 プリプレグ
12 樹脂シート
14 強化繊維
110 一端側クランプ
112 他端側クランプ
120 下型
122 上型
210 供給機構
212 第1のリール
214 第2のリール
216 案内機構
217 張力付与機構
220 一体化機構
230 回収機構
232 回収リール
234 バッファ部
10
Claims (4)
一対の加圧ローラーの間に半溶融状態とした前記熱可塑性樹脂シート及び互いに平行に延在させた前記複数の強化繊維を重ねて連続的に供給し前記複数の強化繊維を前記熱可塑性樹脂シートの表面から内部に侵入させて一体化させる際に、互いに平行に延在させた前記複数の強化繊維を前記一対の加圧ローラーの上流で一対の案内ローラーの間に挟持させつつ前記一対の加圧ローラーから離間する方向に移動させて張力を負荷しつつ一体化させること、を特徴とするプリプレグの製造方法。 A method for producing a prepreg in which a plurality of reinforcing fibers are provided inside a thermoplastic resin sheet so as to extend parallel to each other in the longitudinal direction of the thermoplastic resin sheet, comprising:
The thermoplastic resin sheet in a semi-molten state and the plurality of reinforcing fibers extending parallel to each other are superimposed and continuously supplied between a pair of pressure rollers to form the plurality of reinforcing fibers on the thermoplastic resin sheet. When the plurality of reinforcing fibers extending parallel to each other are sandwiched between a pair of guide rollers upstream of the pair of pressure rollers, the pair of pressure rollers are sandwiched between the pair of pressure rollers. A method of manufacturing a prepreg, characterized in that the prepreg is integrated while being moved in a direction away from the pressure roller to apply tension.
前記複数の強化繊維を供給する繊維供給機構と、前記熱可塑性樹脂シートを供給するシート供給機構と、前記複数の強化繊維を前記熱可塑性樹脂シートの表面から内部に侵入させて一体化する一体化機構と、を備え、
前記一体化機構は一対の加圧ローラーを含み、前記一対の加圧ローラーの間に、前記シート供給機構及び前記繊維供給機構からそれぞれ前記熱可塑性樹脂シート及び互いに平行に延在させた前記複数の強化繊維を重ねて連続的に供給され、前記複数の強化繊維を半溶融状態とした前記熱可塑性樹脂シートの表面から内部に侵入させて一体化させ、
前記繊維供給機構は、互いに平行に延在させた前記複数の強化繊維を前記一対の加圧ローラーの上流で挟持する一対の案内ローラーを含み、前記一対の案内ローラーを前記一対の加圧ローラーから離間する方向に移動させて互いに平行に延在させた前記複数の強化繊維に張力を負荷し前記一体化機構で前記熱可塑性樹脂シート及び互いに平行に延在させた前記複数の強化繊維を一体化させる、ことを特徴とするプリプレグの製造装置。 A prepreg manufacturing apparatus in which a plurality of reinforcing fibers are provided inside a thermoplastic resin sheet so as to extend parallel to each other in the longitudinal direction of the thermoplastic resin sheet,
A fiber supply mechanism that supplies the plurality of reinforcing fibers, a sheet supply mechanism that supplies the thermoplastic resin sheet, and an integration that integrates the plurality of reinforcing fibers by penetrating from the surface of the thermoplastic resin sheet into the interior. comprising a mechanism and
The integration mechanism includes a pair of pressure rollers, and between the pair of pressure rollers , the thermoplastic resin sheet and the plurality of fibers extending parallel to each other from the sheet supply mechanism and the fiber supply mechanism, respectively. The reinforcing fibers are continuously supplied in an overlapping manner, and the plurality of reinforcing fibers are made to penetrate into the inside from the surface of the thermoplastic resin sheet in a semi-molten state to be integrated ,
The fiber supply mechanism includes a pair of guide rollers that sandwich the plurality of reinforcing fibers extending parallel to each other upstream of the pair of pressure rollers, and the pair of guide rollers is moved from the pair of pressure rollers. The thermoplastic resin sheet and the plurality of reinforcing fibers extending parallel to each other are integrated by the integrating mechanism by applying tension to the plurality of reinforcing fibers extending parallel to each other by moving in a direction separating them. A prepreg manufacturing apparatus characterized by:
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