JPH0248907A - 繊維補強シート状プリプレグの製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は樹脂シートを繊維によって補強した繊維補強シ
ート状プリプレグの製造方法及びその装置に関する。

本発明の繊維補強シート状プリプレグは積層体を形成す
る一種の工業用素材として利用されるものである。

［従来の技術］ ｌＩＡ維に熱可塑性樹脂を含浸させて繊維補強組成物を
製造する方法としては、特開昭１１１１−２２９５３４
号、特開昭６１−２２８５３５号、特開昭１１ｆｌ−２
２９５３８号公報に記載されているように、繊維シート
（経糸のみのもの、経糸と緯糸からなる織布など）を、
熱可塑性樹脂が塗膜として表面に塗布されている塗布ロ
ールに案内して、該塗布ロール面に塗布されている熱可
塑性樹脂を繊維シートに転移させ、次いで、この繊維シ
ートの表面及び裏面を加熱ロールに接触させて、樹脂の
含浸度を高める方法が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来の方法による装置では、塗布ロールに接触
する譲雄シートの裏面にはベルト等の空気遮蔽部材が存
在せず解放状態にある。

又、塗布ロール及びそれに隣接する各加熱ロールが間を
置いて水平方向に並設されているため、塗布ロールには
押出直後の樹脂が連続して供給され、且つ連続的に繊維
シートに塗布されることによって隣接する加熱ロールへ
移行する。このため当該塗布ロール表面の樹脂の劣化は
連続的に移行しているように見えるので見掛は上少ない
が、塗布ロールに隣接する加熱ロール表面への押出直後
の樹脂の移行は繊維シートによってのみ行われるためそ
の量は極めて少ない、上記理由から当該加熱ロール表面
に転写された樹脂は隣接する加熱ロールに殆ど移行する
ことなくそのまま滞留することになる。従って、これら
加熱ロール表面に転写された樹脂は押出直後の樹脂と置
換されることなく当該加熱ロールに高温且つ空気に接触
した状態で滞留することとなる。５該加熱ロールに転写
された樹脂を完全に除去することは極めて困難なため、
上記滞留した樹脂は運転時間と共に樹脂の熱劣化、酸化
劣化による架橋やゲル化が進行して遂には運転が不可能
となるという問題がある。

また得られたシート中の樹脂は前記した様に熱劣化、酸
化劣化している為に十分な強度物性を保持しておらずシ
ートの性能劣化をも引き起す等の問題がある。

そこで本発明は、安定した連続運転が可能であり、且つ
樹脂劣化の少ない高性能な繊維補強シート状プリプレグ
の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、請求項１〜１７に記載の発明によ
って達成される。即ち、本発明の主な特徴は繊維シート
を、熱可塑性樹脂の軟化点以上に加熱され且つ該熱可塑
性樹脂塗膜を有し、且つ加熱ロールに面圧接された一対
のベルト間に通過させることにある。

［作用］ 一対のベルトは連続しており、含浸された繊維シートが
、該含浸部出口においてベルトと離脱する時に若干の樹
脂が該ベルト表面に転写され、例え冷却固化されたとし
ても、該ベルトが含浸部入口へ再び戻った時には、固化
した転写樹脂は再加熱されて溶融され、且つ大量の押出
直後の樹脂と融合する為、樹脂がベルト間で滞留するこ
とがない。このため、従来のロール塗布の場合に問題と
なっていた運転時間と共に樹脂の熱劣化、酸化劣化、ゲ
ル化を引き起すことがなく、結局長時間の連続運転が可
能となる。

また前記したように熱劣化・酸化劣化等を引き起こさな
いため、高性能なシートが得られる。

［発明の構成］ 本発明の適用において、樹脂を含浸させる対象となる繊
維シートには、経糸のみでシート状に並べられたものや
、経糸と緯糸で織られた織布等を含む。

本発明において、繊維シートを構成する複数の連続繊維
とは、織雄を構成するフィラメントの集合体であるロー
ビング、ヤーン、トウという名称で知られているものを
複数本用いるもので、フィラメントが充分長くて、使用
する条件下で溶融熱可塑性樹脂塗膜に接して引張るのに
充分な強さを有するものである。好ましい材料としては
、ガラス繊維、炭素譲雄、高弾性の合成樹脂繊維が挙げ
られるが、無機繊維の炭化ケイ素繊維やアルミナ繊維、
チタン繊維、ポロン繊維、ステンレス等の金属繊維を用
いることもできる。

合成樹脂繊維は、含浸させる熱可塑性樹脂との接着性を
有するように表面処理されていることが好ましく、更に
使用する熱可塑性樹脂の溶融温度で強度等の性能が変化
しないことが必要である。

合成樹脂繊維としては、例えばアラミド繊維（登ｔ２＠
標「ケブラーｊ等）が挙げられる。

前記ガラス繊維や炭素繊維は、使用する熱可塑性樹脂に
合せて樹脂との接着性を向上させるために繊維表面にシ
ラン系やチタン系のカプリング剤等の表面処理剤を塗布
することが好ましい、また含浸時に障害とならない範囲
内でロービングやトウが取扱い時にほぐれないように集
束剤を用いることができる。

上記の連続繊維は、複数本が１例えば機械方向の一方向
に並列に配列され、互いに交叉しないように制御されて
巾方向に広げられ、適当な厚みに調節されて織機の経糸
のようなシート状に形成される。具体的には連続繊維は
複数のボビンに巻かれており、各々のボビンから適当な
張力をかけながらｍｍが繰出され１機械方向の適当な巾
で一列に篩の目の如き形状を有した整列器を通してシー
ト状に配列されることが好ましい。

シートの厚みは用いた繊維（ロービングやトウ）の太さ
にも依存するが、ロービングやトウの巾方向の配列、密
度によって制御できる。厚み精度は含浸状態のバラツキ
に影響するため、目標厚みに対して±１０％以内が好ま
しい、特に厚みの制限はないが、厚みは１１０１Ｌより
大きくすれば繊維の破断を防止でき、一方１，０００μ
麿より薄くすると樹脂の含浸度が高くなリポイドが少な
く成形欠陥が生じない。

繊維をシート状に配列する際に、繊維のフィラメントが
案内ローラとか整列器を通過するときの摩擦によって破
断することを防ぐために、作業環境の湿度を高めること
は有効である。

かくして得られたシートは各ロービングやトウが交叉し
ないように各ロービングやトウにも均一な張力が付与さ
れることが必要である。

上記ｆＩｉ維シートは後述の実施例に示す様に複数の連
続＃ｌａ雄を引き揃えてもよいが、予め一方向に必要本
数の連続Ｆａａを経糸の如くワープビームに巻き付けた
所謂ビームドヤーンを用いることも可能である。上記ビ
ームドヤーンは連続繊維を織布と成す時の経糸用として
広く用いられている。

本発明において、織布とは上記の連続繊維を用いて布状
に加工されたものをいい、！ａ雄の織り方は任意である
。従って本発明に用いられる織布には、一般に平織、朱
子織、＃！織、杉綾織と呼ばれる織り方によって得られ
たものを含むことは勿論、さらにマット状不織布及び該
マット状不織布にニードルパンチ加工したもの等も含む
。

繊維シートに熱可塑性樹脂を含浸させること、においで
、用いられる熱可塑性樹脂は、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニル、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロ
ン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエチレンテレフタレート等が用いられるが、これら
に限定されない。

なお、本発明により得られた樹脂シート（プリプレグ）
を構造強度を必要とする用途に用いる場合、樹脂の性能
として弾性率が高く引張り強さが大きいものが好ましく
、具体例として、ポリエーテルスルフォン、ポリサル２
オン、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド（商標ｒｕ＋、ｒＥＭＪ　）　
、ポリエーテルエーテルケトン等の高グレードのエンジ
ニアリング樹脂が好適である。

これらの樹脂を用いる場合、予め乾燥を行うのが好まし
く、また繊維との接着向上の目的で樹脂にチタン系等の
カプリング剤を添加することは更に好ましい。

熱可塑性樹脂は、例えば押出機の内部で溶融され、その
先端に設けられたグイから押出され、予め加熱された、
例えば下ベルトの表面に塗布される。樹脂温度は均一な
樹脂塗Ｒ々が形成される様各々の樹脂特性に応じて決め
られるものである。

樹脂塗膜の巾はＦＪ！ＡＩ！シートの巾と同等以上であ
ればよく、塗膜の厚みは緻雄シートの厚みに対応した適
当な厚みに調節される。この厚みは最終的に得られた繊
維補強シート中の樹脂含有量の設定目標値によって実験
的に決められる値である。塗膜厚みはｌＯ〜１０００　
ｇ　ｒａが好ましく、より好ましくは２０〜２００　ｇ
　ｒａである。一方、厚み精度は巾方向の前記した樹脂
含有量に大きく影響するために、設定厚みに対し±１０
％が好ましく、更に好ましくは±５％以内がよい。

このように塗膜の厚み精度を向上させる塗布方法として
、通常の方法を用いることができる。

かくして繊維シートは樹脂塗膜を付与された、例えば下
ベルトを介してロールに圧接され、繊維に樹脂の含浸が
開始される。樹脂塗膜が繊維シートを構成するフィラメ
ント間を通り、　＃ａｍシートの裏面まで達することに
よって含浸が達成されるものであるから、繊維シートの
ベルト、ひいてはロールへの接触圧は該シートが樹脂塗
膜を押し分けて下ベルト表面に達し得る程度であれば十
分であり、この接触圧は繊維シートにかけられる張力で
調節される。この張力が強過ぎると繊維シートの各フィ
ラメント間を樹脂塗膜が通らずに、繊維シートの巾方向
に押し分けられてしまうので、張力は使用する樹脂の粘
度に応じて決められねばならない。

本発明において樹脂の粘度は、　５００〜５０，０００
ボイズが好ましく、より好ましくはｔ、ｏｏｏ〜５，０
００ボイズである。

また本発明において繊維シート（又は＃ａ′；ｈ）にか
ける張力は、繊維シート１〜１０，０００ｇ／本が好ま
しく、より好ましくはｌＯ〜５，０００ｇ／本である。

また織布の場合の張力は５〜１００，０００ｇ／ｃ＋ａ
幅が好ましく、より好ましくは５０〜２０，０００ｇ／
ｃｍ幅である。

樹脂を塗布された繊維シートは、次いで、上側と下側の
ベルトに挟さまれた状態で搬送され、例えば１個又は２
個以上の加熱ロールに圧接され、含浸効率を向上させた
後、冷却されて引取られる。これらの加熱ロールの温度
は含浸させる樹脂の軟化点以上である。

本明細書において軟化点とはメルトインデックス測定機
を用い荷重５ｋｇで測定し得る最低の温度をいう。

繊維シートは、仮に最初に下ベルトに接した面を表面と
するならば１次の加熱ロールには上ベルトを介して裏面
を、又状の加熱ロールでは下ベルトを介して表面をとい
う様に、交互に表面、裏面を下、上ベルトを介してロー
ルに圧接させながら、表面又は裏面に存在する樹脂が下
又は上ベルトを介して該複数ロールにより表面から裏面
へ、次いで裏面から表面へと交互の方向に繊維シートの
フィラメント間を流れる様に繊維シートをベルトを介し
てロールに圧接させることが好ましく、この様にするこ
とによって含浸度を向上させることができる。

本発明において、ロールの本数は用いる樹脂の特性によ
って決定されるべきであり、使用する樹脂の種類によっ
て加熱するロールの本数を必要数に調節することは極め
て有効な手段である。

本発明の適用において、ベルト表面に付着した樹脂をド
クター板等で除去することは、樹脂含有量のＸｉ！ｌ！
及びｔａ繊維シート表面を平滑にする効果があり、好ま
しいことである。又、当該樹脂は溶融、固化状態の何れ
の状態でも除去できるが樹脂の特性に応じてその状態を
決定すべきである。

次に、樹脂を含浸した繊維シートの冷却については、結
晶性樹脂にとってその冷却速度により結晶化度及び結晶
粒度が影響されるので、使用する樹脂により冷却速度を
調節することにより、繊維シート内の樹脂の結晶化度及
び結晶粒度を制御することが好ましい、冷却速度の調節
方法としては、含浸部と引取機の間に加熱帯を設けて、
該加熱帯に温度勾配をつけることにより徐冷したり、あ
るいは、冷却空気の如き冷却媒体を直接Ｕ＆雄レシート
吹付けて急冷する方法等を採用し得る。

一方、上述のような含浸樹脂の溶融状態で該繊維シート
を該含浸部から離脱させる場合、含浸樹脂の種類によっ
ては冷却時２空気等の接触により、樹脂部が劣化するこ
とがある。この場合、樹脂含浸部内に該ベルトを前記熱
可塑性樹脂の軟化点未満に冷却するための冷却装置を設
けるとさらに好ましい。

この場合、熱可塑性樹脂を含浸させた繊維シートは、次
いで該ベルトに挾まれた状態で該樹脂の軟化点未満に冷
却された後、引取部に引取られる。

冷却方法としては、大気中で徐冷する方法、上下ベルト
を空気噴射、水等により強制冷却する方法等が挙げられ
る。前記冷却の際、加圧下。

例えば一対もしくは複数対の冷却ニップロール等で該上
下ベルトを挾み該上下ベルトを介して繊維シートを加圧
した状態で冷却することはｕ＆維レシート外観向上、脱
泡の面から好ましく又該ベルトからの繊維シートの離型
性向上にも寄与する。

該ベルト表面に運転前又は運転中に離型処理を施すこと
は繊維シートの離型性向上の面から特に好ましい。

次に本発明の詳細を図面に示した代表的実施態様にて説
明する。

先ず、本発明を複数の連続繊維からなる繊維シートに適
用した例を説明する。

第１図に示す如く、本発明法を実施するための製造装置
は繊維繰出部ｌ、供給部２、樹脂含浸部３及び引取部４
とから成る。

歇ｔｈｓ 繊維繰出部ｌは、複数の連続虜維を供給する手段、例え
ば複数のポビン６と、ｔａ維繰出時の張力を調節する機
構、例えば第２図に示す張力ＷＡｔ！Ｉ’ｊ用ブレーキ
ベシブレーキベルト。

ｔａｎ繰出部１においては、架台５に取付けられた複数
のポビン６に巻かれた連続繊維７は必要な繊維数だけ繰
り出される。ポビン６は第２図に示す如く、ポビン本体
６１が軸６２に固定され、軸６２が軸受６３に回転可能
に取付けられている。軸６２には、ポビン６より繊維が
繰り出される張力を調節するための張力調節用ブレーキ
ベルト８４が取付けられている。

供給部 供給部２は、ボビン本体６１より繰り出される連続繊維
７をガイドロール８で水平に並べ、整列器９により任意
のＵ＆維間隔及び任意の幅に整列して、繊維シート１０
を形成する機能を有する。整列器９は第３図及び第４図
に示す如く、額縁状の枠に多数の鋼線９１を張ったもの
で、連続繊維７は該鋼線８１の隙間を１本ずつ通ること
により整列させられる。該整タダ器９は軸受９２を有し
、第４図に示す如く、矢印の方向に角度を変え得る構造
を有し、この角度変更により連ｂｌ繊！［Ｉ７も各々の
間隔を調整して繊維シー）１０の巾と厚みを調整するこ
とができる。９３は整列器９の任意の角度を選択した後
固定する止めネジである。

次にＦａ維クシ−１０はブレーキ１２を有する張力調整
ロール１１により巾全体に亘り均一な張力に制御され、
樹脂含浸部３へ供給される。張力調整ロール１１の表面
は摩擦抵抗による張力調整が行い易いように材質として
ゴム等を用いることが好ましい、張力は特に規制はなく
、繊維シート１０樹脂含浸部３の含浸過程において繊維
間の乱れがない程度であればよい、なお、張力調整ロー
ル１１は繰出部１におけるポビン６全部について均一な
張力調整が可能であれば用いなくてもよい。

樹脂含浸部 樹脂含浸部３は、一対のベルト、即ち上ベルト１４と下
ベル）１５を有し、繊維シートの搬送系中心に沿って、
入口方向からｍｌ加熱ロール（入口加熱ロール）　１７
、第２加熱ロール１８及び下プルロール（出口ロール）
　１９が並設されている。該第１加熱ロール１７の上方
には第１ニツプロール２０が、下プルロール１Ｂの上方
には上プルロール２２が各々並設されている。　２１は
上ベルト張力調整ロール、２３は加熱された樹脂供給ロ
ール、２４は下ベルト張力ｍＷロールである。１３は樹
脂供給用グイ、１・６は駆動用モーターである。

ベルトの加熱手段としては、加熱されているロール＋７
．１８．１９，２０，２２．２３の熱を、これらのロー
ルと面圧接するベルトに熱伝導させる方式が用いられる
。

出口ロール！８と２２の間の間隔を調整することにより
得られる繊維補強シート状プリプレグの厚みを調整する
ことが可能である。

なお、上下のベルト１４　、１５には表面に付着した樹
脂塗膜をかき落すスクレーパー（図示せず）が設けられ
ることが好ましく、両ベルトが常に清浄な表面で樹脂及
び繊維シート１０に接触することにより繊維シートＩＯ
への樹脂含浸量が変動しない様になっていることが好ま
しい。

以上の構成を有する樹脂含浸部３にｔａ維シートｌＯが
入ると、押出ａ（図示せず）で可塑化された熱可塑性樹
脂をダイ１３を経由して表面に該樹脂の薄膜が塗布され
た下ベルト１５と接触し、且つ該ベルト１５を介して加
熱ロール１７に圧接されて該樹脂を含浸し、次いで上ベ
ルト１４を介して加熱ロール１日に、さらに下ベルト１
５を介して下プルロール（加熱ロール）】９に圧接され
る。このようにして樹脂含浸が十分に行われる。

本発明の樹脂含浸部は、高速下における含浸効果を向上
させる観点から、第６図のように改良することができる
。なお第６図の実施態様は、第１図の樹脂含浸部に第３
加熱ロール５０及び第４加熱ロール５１が付加されてい
る。

先ず改良の第１は、樹脂含浸部３の入口に第１樹脂含浸
促進ロール３０を設けることである。

該ロール３０の設けられる位置は、第１加熱ロール１７
に繊維シートがより強く圧接される位置が好ましく、樹
脂の粘度や第１加熱ロール１７と第２加熱ロール１８の
間のテンション方向等によって好ましい位置を決定する
ことができる。

図示の実施態様においては、第１加熱ロール１７の上端
より下がった位置に設けられ、該第１加熱ロール１７を
中心にしてロール３０の設けられた側で図面上左下り、
第２加熱ロール１Ｂの設けられた側で図面上右下がりの
各テンションが作用するように構成されている。

ロール３０と第１加熱ロール１７の中心間距離は、特に
限定されないが、図示の如き近接されていることが好ま
しい、該ロール３０と第１加熱ロール１７が少し離れて
設けられる場合には、該両ロール３０と１７の間に該ロ
ール３０と協同作用を呈する他のロールを介在させるこ
ともできる。該ロール３０には、第１加熱ロール１７に
近接又は離隔するためのロール位置調整機構が設けられ
ていることが好ましい。

ｍ！ａシー）１０の含浸部３への導入方向は、通常図示
の如き水平方向であるが、これに限定されず、水平を維
持した状態で前上り又は前下がり等のいずれであっても
よく、その場合に該シート１０に本発明の作用効果を損
なわない範囲で複数のガイドロールが介在していてもよ
いことはもとよりである。また該シー）１０が前上りで
導入される場合には、該ロール３０とロール１７間にお
けるシート１０の傾斜と同−或いは諮問−の場合もあり
得。

その場合に該ロール３０は該シー）１０に介在している
ガイドロールと協同作用を呈することもありうる。

なお該ロール３０の径（大きさ）は限定されない。

以上のような第１樹脂含浸促進ロール３０を設けると、
高速搬送下でも繊維シート１０への樹脂含浸を促進させ
ることができ、且つ含浸の初期段階でｔａｇ内空気な脱
気でき、良品質の製品を得ることができる。

改良の第２は、樹脂含浸部３の出口に出口含浸促進ロー
ル３１を設けることである。

該ロール３１の位置は、図示の実施態様においては出口
ロール（下プルロール）１８の上端より下がった位置で
、繊維シート１０を該出口ロール１８に圧接可能な位置
が好ましい、該ロール３１には該ロール１９に近接又は
離隔するためのロール位置調整機構が設けられているこ
とが好ましい。

ロール３１と出口ロール１９は近傍にあればよく、その
中心間距離は、特に限定されないが、図示の如き近接さ
れていることが好ましい、該ロール３１と出口ロール１
８が少し離れて設けられる場合にハ、該ロール３１と出
口ロール１９の間に該ロール３１と協同作用を呈する他
のロールを介在させることもできる。

繊維シート１０の含浸部３からの導出方向は、通常図示
の如き水平方向であるが、これに限定されず、巻取位置
によっては前上り又は前下がり等のいずれであってもよ
く、その場合に該シート１０に本発明の作用効果を損な
わない範囲で複数のガイドロールが介在していてもよい
ことはもとよりである。

また該シート１０が出口ロール１９から前下りで導出さ
れる場合には、その導出傾斜がそのロール３１と出口ロ
ール１８の間におけるシー）１０の傾斜と同−或いは諮
問−の場合もあり得、その場合に該ロール３１は該シー
トｌＯに介在している他のガイドロールと協同作用を呈
することもありうる。

なお該ロール３１の形状はフラット型に限定されず、断
面湾曲型等であってもよく、また該ロール３１の径（大
きさ）も限定されない。

以上のような出口含浸促進ロール３１を設けた場合には
、高速下でも樹脂含浸度のバラツキをなくシ、繊維シー
ト間の繊維方向に割れ目（所謂スプリット）を発生させ
ないという効果がある。

第３の改良は、第２加熱ロール１８、第３加熱ロール５
０及び第４加熱ロール５１（これらを中間加熱ロールと
称する）の各々に含浸促進ロール３２゜３３　、３４を
接設することである。

該第２加熱ロール１８及び第４加熱ロール５１は本実施
態様では上方にテンションをかけるものであり、該含浸
促進ロール３２　、３４は各々第２及び第４加熱ロール
１８．５１の下方に接設されることが好ましい、同様に
含浸促進ロール３３は第３加熱ロール５０の上方に接設
させることが好ましい。

含浸促進ロール３２，３３．３４の大きさは特に限定さ
れないが、加熱ロール１Ｂ、５０．５１より幾分か小ざ
い方が好ましい、含浸促進ロール３２，３３．３４の設
けられる位置は、加熱ロール１８，５０．５１の真下或
いは真上に限定されず、幾分前後（左右）に偏っていて
もよい。

以上の含浸促進ロール３２，３３．３４を設けることに
より、搬送の高速化をはかっても繊維シート１０への樹
脂含浸のバラツキをなくすことができ、かつ製品厚みの
調整ができる。

第４の改良は、ロール２１とロール２２の間及びロール
１８とロール２４の間に各々蛇行調整ロール３５　、３
Ｅｔを設けることである。

該ロール３５と３６は、ロール２１　、２４が図面上上
下方向の移動によってテンションを調整するのに対し、
ロールの一端のみを図面上左右方向に移動することによ
ってベルトの蛇行を調整する。

該ロール３５と３６を左右方向へ移動させる手段は特に
限定されず、例えば各種スライダ等を用いることができ
る。

なお、該ロール３５と３６は、図示しないがベルト１４
．１５の外側に接する位置に設けられ、該ベルト１４と
１５を外側から押圧し蛇行を調整するようにしてもよく
、この場合にロール３５．３８の材質はアルミニウム等
の柔らかいものが好ましい。

また、該ロール３５．３８は、ロール２０とロール２１
の間、ロール２３とロール２４の間に各々設けられても
よい。

なおまた、ロール３５．３８以外に該ロール３５．３８
と同方向又は異方向に移動可能な−又は二以上のロール
を付加してもよい。

又、ロール１９．２２或いはロール１７．２０の各々の
ロールの一端だけを左右方向に移動させることにより、
当該蛇行調整機能を上記ロールに付与させてもよい。

以上の蛇行調整ロール３５．３８を設けると、テンショ
ンロールのみだった場合に生じるおそれがあったベルト
の蛇行を防止することができ、かつ高速化させても樹脂
含浸度を向上させることができる。

第５の改良は、出口ロール１９の１つ手前のロール５１
の前方のベルトＢｘの張力を、該１つ手前のロール５１
の後方のベルトＢｙの張力より大きくするための張力調
整手段Ｔを設けることである。

該張力調整手段Ｔは、例えば出口ロール１９に直結され
た駆動モーター１Ｂと、該出口ロール１８の１つ手前の
ロール５１に直結された変速機１８Ａとからなり、該出
口ロール１９の１つ手前のロール５１の回転数を異なら
しめる構成、即ち該変速機１８Ａの駆動力をロール５１
に伝達するように構成することが好ましい。

変速機１６Ａとしては、連続的又は段階的に変化させる
ことが可能なものであればよく、自動、半自動、手動式
のいずれでもよい、また変速方式は例えばベルト式、歯
車式等のいずれであってもよい、変速機の調整範囲は特
に限定される訳ではないが、駆動モーター回転（数）の
１０〜８５％が好ましい。

本発明においては、出口ロール１９の回転を速くし、そ
の一つ手前のロール５１の回転を遅くするように、変速
機１６Ａの変速度合を調整することが好ましい。

上下出口ロール（上下プルロール）１９及び２２に駆動
力を伝達するには、駆動モーター１６に連結された駆動
ギヤ１９Ａを設け、且つ該駆動ギヤ１９Ａに連結された
ギヤ２２Ａを設け、該駆動ギヤ１９Ａから出口ロール１
９に、ギヤ２２Ａからロール２２に伝達するようにする
ことができる。

また、第３加熱ロール５０と第４加熱ロール５１は各々
のギヤ５０Ａと５１Ａが噛み合っている。

以上のように各ロールが駆動源と連結された結果、ロー
ル５０．５１．１９．２２は駆動ロールとして機能し、
かつロール１７．１８．２０，２１．２３゜２４、３２
．３３．３４．３５．３８が従動ロールとして機能する
。

尚、ロール３５．３８については出口上下ロール１９　
、２２より若干速く駆動することも可能であり、この場
合、前述の蛇行調整機能をさらに向上し得る。

未実施態様においては、出口ロール１９に対して一つ手
前のロール５１の回転を変化（制御を含む）させること
により、ロール５１の前後のベルトのテンションに変化
をもたせる点に特徴を有するものであり、この構成のみ
をもって上記の樹脂の劣化を防止できる。従ってロール
５１の手前にあるロール１７．１８の回転の速さは問わ
ない。

以上のように出口ロールと該ロールの一つ手前のロール
との回転を異ならしめる減速機構付の駆動源を設けると
、各ロール間のベルトにかかるテンションを自由に変え
ることができ、ベルトテンションを出口から入口に向っ
て順次弱くした場合には、ベルトの開きを防止し、外気
の吸入による樹脂劣化を防止することができる。

冷却部 上記のようにして樹脂を含浸された繊維シートｌＯは、
冷却部に設けられる冷却装置２Ｂ内を通過する間に樹脂
軟化点未満に冷却される。

冷却装置２Ｇ内は使用した樹脂に応じた冷却速度で冷却
可能に構成することができる。冷却速度の制御方法とし
ては、冷却装置の入口から出口に向ってヒーター、熱風
、冷風等を用いて温度勾配をつけることが好ましい。

該冷却装置２６は第１図に示す如く、樹脂含浸部３の後
工程に設けられてもよいが、これに限定されず、第７図
に示すように樹脂含浸部３内に設けることもできる。

第７図に示す冷却装置２６は、その詳細を示す第８図に
よれば、１対又は複数対のロール２６１で構成されてお
り、下ロール群２６２は水槽２８３に貯えられた水によ
り冷却される。又上ロール群２６４は、ノズル２θ５か
ら散布される水により冷却される。これらロール表面に
石綿のごとく保水性のある部材を取付けることは冷却効
率の面から好ましい。

これら冷却された下、上ロール群２８２．２８４により
該上下ベルト１４．１５が冷却されることにより、繊維
シート１（ｌが冷却される。下、上ロール群２８２゜２
６４は第９図に示すボルト・ナツト２６６を締付けるこ
とによりロール群のニツプ力を任意に調節することがで
きる。

このような樹脂含浸部内での冷却を行うと、該冷却時に
おいても空気との接触をなくし酸化劣化の防止の完全化
をはかることができる。

また、上下ベルトを介した冷却にすると。

冷却媒体による繊維シートないし織布の汚れの心配がな
いため、コスト的に安い水冷等をも採用でき、プロセス
的汎用性が高いという効果を有する。

以上の第７図の実施態様を更に改良して第１Ｏ図のよう
に構成すると、第６図の実施例と同様に高速含浸が可能
となる。

なお、第７図及び第１０図において第１図又は第６図に
示す符号と同一の符号の部位は同一構成であるため、そ
の説明を省略する。

第７図及び第１Ｏ図において、ロール５０は加熱される
が、ロールＩＳ及び２２は加熱しない、冷却後に加熱す
ることは好ましくないからである。

引取部 このようにして冷却された繊維シート１０は引取部４の
引取ロール２７で張力をか・けながら引取られ、巻取軸
２９に巻き取られる。なお、２８は引取ロール２７及び
巻取軸２９用の七−ダーである。

以上、本発明の実施態様について説明したが、これらに
限定されるものではなく、例えば第１図に示す繊維繰出
部１の代わりに繊維シートセット部としてビームドヤー
ンを用い、該ビームドヤーンを架台にセットし、該ビー
ムドヤーンから＃ａ維レシート供給し、以下同様に処理
することも可能である。この場合、Ｕ＆雄に適度のテン
ションがかかる様ビームドヤーンの回転を制御すること
は好ましいことである。

以上の実施態様は、本発明を複数の連続ｍｍから得られ
た繊維シートに適用した場合を示すものであるが、本発
明を織布（シート）に適用する場合には、第５図に示す
繰出部ｌに織布原反モー２ト部ＩＡを設け、該セット部
ＩＡに織布原反をセットし、該織布を織布供給部２Ａを
介して前記の樹脂含浸部３に供給して、上記実施態様と
同様に含浸せしめることができる。

また以上の実施態様では、ダイ１３からの樹脂の供給を
下ベルト１５に対して行ったが、これらに限定されず、
ダイ１３からの樹脂の供給を上ベルト１４に対して行っ
てもよい、その場合、ロール配置及びテンション方向は
図示の例における繊維シートｌＯの搬送系中心を境にし
て天地（上下）逆にすることにより、略同様の作用効果
を呈することが可能である。

なお第５図において、第１図に示す符号と同一の符号の
部位は同一構成であるため、その説明を省略する。また
樹脂含浸部３及び引取部４は実施例１と同一であるので
図示を省略した。

以下余白 ［実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。

実施例１ 第１図に示した装置の各部の仕様かボビン数　１００個
、押出機３０＋ｓｍφ、ロール１７〜２４の巾４００ｍ
ｍ、ロール径２４０ｆｆｉｍφ、上下ベルト１４．１５
の厚み０．５Ｉ、巾：１５０＋ａｆｆｉであるものを用
いた。

連続繊維は炭素繊維（ベスファイトＨＴＡ−７−３００
０）を用い、熱可塑性樹脂としてポリエーテルエーテル
ケトン（ＩＧＩ社、ＶｒＣＴＲＥＸ　ＰＥＥＫ）を用い
た。このポリエーテルエーテルケトンの粘度は温度３８
０℃て剪断速度１００ｓｅｃ−において、７０００ボイ
ズのものであった。

前記１００個のボビンから繰り出された連続繊維を整列
させて１５ｃｍの巾の繊維シートと成した。

一方、押出機で３８０℃に加熱溶融されたポリエーテル
エーテルケトンを、コートハンガーダイから４００℃に
加熱された第２３０−ル上で５０ｃｍ／分の速度で移動
する下ベルトに塗膜厚６０ルｌで塗布した。　　Ｉ！ｉ
０Ｊの張力をかけられた前記繊維シートは上下ベルト１
４．１５に挟まれた状態で４００　’Ｃに加熱されたロ
ール１７．１８．１９．２０．２２間を第１図に示した
状態で通過させて繊維シート内のポリエーテルエーテル
ケトンを含浸せしめ、　１４０°Ｃに保った徐冷炉内で
徐冷した後、引取機で巻取った。

上記運転を連続的に２４時間運転を行ったが、樹脂の熱
、酸化劣化による架橋やゲル化の現象もなく順調に運転
することかできた。

得られたシートは樹脂量か３５重量％て厚み０　、１３
ｍｍであり、且つ繊維に乱れがなく繊維間にボイドのな
いものであった。又、得られたシート中の樹脂分子量保
持率を測定した所９５％であった。

尚、ここで言う樹脂分子量保持率とは加熱前の樹脂分子
量を１００とした時の相対分子量パーセントである。

比較例 特開昭６１−２２９５：１５号の実施例１に示された装
置及び製造条件て当該シートを得た。ロール上の樹脂は
運転時間とともに熱、酸化劣化によるゲル化が進行し約
３時間後には樹脂の流動が困難となり含浸不能、繊維フ
ィラメントの破断の為、運転不能となった。

得られたシートは樹脂量か３６重量％で厚み０．１：ｌ
ａｗであった。又、ｔａ維に乱れかなく繊維間にボイド
のないものであったかシート中の樹脂分子量保持率を測
定した所、８０％であり含浸時に樹脂劣化を起こしてい
ることが判る。

実施例２〜４ 実施例１において樹脂の種類及び操作条件を表１に示す
如く変化させて樹脂含浸シートを得た。

以下余白 表 ※ｌ張カニ ベルトの歪みと縦弾性係数の関係力）ら求めた値である
。尚、用いたベルトの 縦弾性係数（ヤング率）を測定した結果１８．５００ｋ
ｇ／ａｍ２であった。

※２樹脂分子量保持率： 加熱前の樹脂分子量を１００としたときの相対分子量％
である。

表１から明らかな様に、本発明によれば何れの樹脂を用
いてもほとんど樹脂劣化のない良好な含浸シートが得ら
れることが判る。

実施例５ 第５図（省略した部分は第１図参照）に示した装置の各
部の仕様が、押出ｆｉ：１０ｍｍφ、ロール１７〜２４
の巾４００ｍｍ、ロール径２４０ａ＋＊φ、上下ベルト
１４、１５の厚み０．５ｕａ＋、巾３５０１であるもの
を用いた。

連続繊維は、炭素繊維平織織布（ベスファイト１＃−１
１０３）で巾ＺＯＯｍｆｆｉに調整した。又、熱可塑性
樹脂は実施例１と同じポリエーテルエーテルケトンを用
いた。

前記織布を織布原反セ・ンｌ一部ＩＡに上架し、張力調
整ロールにて引取方向に３０ｋｇの張力をかけた。

一方、押出機で３８０℃に加熱溶融されたポリエーテル
エーテルケトンを、コートハンガーダイから４００°Ｃ
に加熱された第２３０−ル上で５０ｃｍ／分の速度て移
動する下ベルトに塗膜厚５０μｍで塗布した。張力をか
けられた前記織布１０は上下ベルト１４、１５に挾まれ
た状態で４００　”Ｃに加熱されたロール１７．１＆、
　１９．２０．２２間を第５図に示した状態て通過させ
て織布のポリエーテルエーテルケトンを含浸せしめ、　
１４０℃に保った徐冷炉内で徐冷した後、引取部で巻取
った。

上記運転を連続的に２４時間運転を行ったが、樹脂の熱
、酸化劣化によるゲル化の現象もなく順調に運転するこ
とかできた。

得られた繊維補強樹脂シートは樹脂量が３５重量％て厚
み０．１３ｍ１１であり、且つ縁雄に乱れがなくｍ離間
にボイドのないものであった。又得られた繊維補強樹脂
シート中の樹脂分子量保持率を測定した所９５％てあっ
た。

実施例６〜１５ 第１図における樹脂含浸部を第６図に示した装置に代え
た各部の仕様は、ボビン数１００個、押出機３０■φ、
ロール１７．１８．１９．２０．２１．２２．２３゜２
４、５０．５１の巾４００１１１ｍ、ロール径２４０ｍ
ｍφ、上下ベルトＩ４及び１５の厚み０．５ｍ＋ａ、巾
３５０ａ＋ａであるｔ、のを用いた。ただしロール：１
０．３２．３３．３４．３５゜３６及び出口含浸促進ロ
ール３１、減速機１６Ａについては表２のように変化さ
せるた。

また含浸促進ロール３０はロール巾４００１ｍ、ロール
径１００ｍｍφのものを用い、ざらに含浸促進ロール３
２．３３．３４はロール巾４００ｍｍ、ロール径１２０
ｍ１のものを用いた。

ロール１９と５１の回転数は、表２のように設定した。

なお減速ｆｉｌ＆Ａとしてパウダークラッチを用いた。

連続繊維は炭素線Ａ！（ベスファイトＩＩＴＡ−７−３
０００）を用い、熱可塑性樹脂として表２に示すものを
用いた。

前記１００個のボビンから繰り出された連続繊維を整列
させて１５ｃｍの巾の繊維シートと成した。

一方、押出機で溶融された表２に示す樹脂をコートハン
ガーダイから表２に示す如く加熱されたロール２３上で
７５ｃｍ／分の速度て移動する下ベルト１５に塗膜厚を
表２の厚さに塗布した。１５０ｋｇの張力をかけられた
前記ｉｎ、＊シートは上下ベルト１４、　Ｉｓに挟まれ
た状態で表２に示す如く加熱されたロール１７．１８．
２０．５０．５１．１９．２２間を第１図、第６図に示
した状態で通過させて繊維シート内の表２に示す樹脂を
含浸せしめた。

次いで表２に示す温度に保った冷却装置で徐冷した後、
引取機で巻取った。

上記運転を連続的に２４時間運転を行ったが、樹脂の熱
、酸化劣化によるゲル化の現象が全く見られず順調に運
転することがてきた。

表２に上述の実験条件及びその結果を示した。

なお表中の※は下記の通りであり。

※３減速ｆｉ　１６Ａが無い場合は、ローＪＬ、１７．
１８゜５０、５１を駆動するための駆動用モーターを駆
動用モーター１６と別に設けた。

※４ボイド率： 樹脂含浸シートの比重、Ｕ＆維金含有重量百分率ら求め
た値。

実施例１６ 第１図の繰出部ｌ、供給部２を第５図の様に変更した装
置を用いて実施した。尚、樹脂含浸部の各仕様は実施例
６と同じであった。

連続ｌａｍは炭素ｊａｍ平織織布（ベスファイト１＃−
＋１０：ｌ）を巾２０ｈｍに調整したものを用いた。

又、熱可塑性樹脂は実施例６と同じポリエーテルエーテ
ルケトンを用いた。

前記織布を繰出部１に上架し、張力調整ロールにて引取
方向に３０ｋｇの張力をかけた。次いで実施例６と同じ
条件て含浸後、徐冷炉内で徐冷して樹脂含浸シートを得
た。得られた樹脂含浸シートは厚み０　、１３＋＊ｍ、
ボイド率０．４％、樹脂分子量保持率９８％のものてあ
った。

実施例１７ 第１区に示す樹脂含浸部及び冷却装置を第７図のように
変更した装置を用いて、実施例１と同様に含浸、冷却、
巻取を行った。

上記運転を連続的に２４時間運転を行ったか、樹脂の熱
、酸化劣化によるゲル化の現象が全く見られず順調に運
転することがてきた。

得られたシートは樹脂量が３５重量％て厚み０．１：１
１１！１であり、且つ繊維に乱れかなく繊維間にボイド
のないものであった。又得られたシート中の樹脂分子量
保持率を測定した所９７％であった。

実施例１８〜２０ 実施例１７において樹脂の種類及び操作条件を表３に示
す如く変化させて樹脂含浸シートを得た。

表　　　３ ※５冷却装置の温度は冷却装置の出口でのベルトの温度
を計ったものである。

表３から明らかな様に、本発明によれば何れの樹脂を用
いてもほとんど樹脂劣化のないより良好な含浸シートが
得られることか判る。

実施例２１ ２ｇ１図の繰出部ｌ、供給部２を第５図の様に変更した
装置を用いて実施した。尚、樹脂含浸部の各仕様は実施
例１７と同じであった。

連続繊維は炭素繊維平織織布（ベスファイトＷ−１１０
：ｌ）を巾２（ｌ［］ｍａｒに調整したものを用いた。

又、熱可塑性樹脂は実施例１７と同じポリエーテルエー
テルケトンを用いた。

前記織布を繰出部ＩＡに上架し、張力調整ロールにて引
取方向に３０ｋｇの張力をかけた。次いで実施例１７と
同じ条件で含浸後、徐冷炉内て徐冷して樹脂含浸シート
を得た。

得られたシートは樹脂量が３５重量％で、厚み０　、１
３ａｍ＋ａであり、且つ繊維に乱れがなく、繊維間にボ
イドのないものであった。又、得られたシート中の樹脂
分子量保持率を測定した所９７％であった。

［発明の効果］ 本発明によれば、安定した連続運転が可能てあり、且つ
樹脂劣化の少ない高性能な繊維補強シート状プリプレグ
の製造方法及びその装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様を示す概略側面図、第２図
は連続繊維を巻付けられたボビンの取付は構造を示す断
面図、第３図は連続繊維を集め配列して繊維シートと成
す整列器の正面図、第４図は同上の平面図（全体の半分
だけ繊維シートを表している）、第５図は本発明な織布
に適用する場合の一例を示す要部側面図、第６図は樹脂
含浸部を改良した一例を示す概略側面図、第７図は樹脂
含浸部の他の例を示す側面図、第８図は冷却装置の概略
断面図、第９図は同じく概略側面図、第１０図は樹脂含
浸部の他の例を示す詳細図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂の軟化点以上に加熱された一対のベル
   トの少なくとも一方のベルトに前記熱可塑性樹脂を塗布
   すると共に該塗膜を対向する一対のベルト間に導入し、
   繊維シートを該一対のベルト間を通過させることにより
   繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて繊維補強シート状プリ
   プレグを製造する方法。 ２、繊維シートを、複数の連続繊維を一方向に揃えて経
   糸の如くに形成したことを特徴とする請求項１記載の繊
   維補強シート状プリプレグの製造方法。 ３、繊維シートが織布であることを特徴とする請求項１
   記載の繊維補強シート状プリプレグの製造方法。 ４、繊維シートが一対のベルト間を通過した後、冷却さ
   れることを特徴とする請求項１記載の繊維補強シート状
   プリプレグの製造方法。 ５、繊維シートが一対のベルト間で樹脂含浸後、該ベル
   ト間で冷却されることを特徴とする請求項１記載の繊維
   補強シート状プリプレグの製造方法。 ６、繊維シートを供給する手段と、熱可塑性樹脂の軟化
   点以上に加熱された加熱ロールを有するロール群に支持
   された一対のベルトと、ベルトの少なくとも一方に熱可
   塑性樹脂塗膜を付与するための手段を有する樹脂含浸部
   と、樹脂含浸部を通過した後引取りを行う引取部とを有
   することを特徴とするシート状プリプレグの製造装置。 ７、繊維を供給するための複数のボビンを有するる繊維
   供給部と、繊維繰出時の張力を調節する機構と、繊維を
   一方向に揃える機構とを具備していることを特徴とする
   請求項６記載の繊維補強シート状プリプレグの製造装置
   。 ８．繊維シートを巻き付けるパイプ手段を含む繊維をセ
   ットする手段を具備していることを特徴とする請求項６
   記載の繊維補強シート状プリプレグの製造装置。 ９、織布を供給する手段を具備していることを特徴とす
   る請求項６記載の繊維補強シート状プリプレグの製造装
   置。 １０、樹脂含浸部と引取部との間に前記熱可塑性樹脂を
   該樹脂の軟化点未満に冷却するため の冷却部を有することを特徴とする請求項６記載の繊維
   補強シート状プリプレグの製造 装置。 １１、樹脂含浸部内に前記熱可塑性樹脂を該樹脂の軟化
   点未満に冷却するための冷却部を有することを特徴とす
   る請求項６記載の繊維補強シート状プリプレグの製造装
   置。 １２、樹脂含浸部の入口に有する入口加熱ロールの近傍
   に設けられ、繊維シートを該入口加熱ロールに圧接せし
   める樹脂含浸促進ロールを有することを特徴とする請求
   項６記載の繊維補強シート状プリプレグの製造装置。 １３、樹脂含浸部の出口に有する出口加熱ロールの近傍
   に設けられ、繊維シートを該出口加熱ロールに圧接せし
   める樹脂含浸促進ロールを有することを特徴とする請求
   項６記載の繊維補強シート状プリプレグの製造装置。 １４、入口加熱ロールと出口加熱ロールの中間に配置さ
   れた中間加熱ロールに接設され、繊維シートを該中間加
   熱ロールに圧接せしめる樹脂含浸促進ロールを有するこ
   とを特徴とする請求項６記載の繊維補強シート状プリプ
   レグの製造装置。 １５、一対のベルトの張力を調整する手段を具備するこ
   とを特徴とする請求項６記載の繊維補強シート状プリプ
   レグの製造装置。 １６、張力調整手段がベルトを支持する複数のロールと
   、出口ロールの一つ手前のロールの前方ベルトの張力（
   Ｂｘ）を、一つの手前のロールの後方ベルトの張力（Ｂ
   ｙ）より大きくするための張力調整手段であることを特
   徴とする請求項１５記載の繊維補強シート状プリプレグ
   の製造装置。 １７、繊維シートを供給する手段と、熱可塑性樹脂の軟
   化点以上に加熱された入口ロール・出口ロール・中間ロ
   ールに支持されている一対のベルトと、熱可塑性樹脂塗
   膜を少なくとも一方のベルトに塗布するための押出機と
   ダイとを具備する樹脂含浸部と、入口ロールの近傍に設
   けられている第１樹脂含浸促進ロールと、中間ロールに
   接設されている樹脂含浸促進ロールと、出口ロールの近
   傍に設けられている出口含浸促進ロールと、出口ロール
   の一つ手前のロールの前方ベルトの張力（Ｂｘ）を一つ
   手前のロールの後方ベルトの張力（Ｂｙ）より大きくす
   るための張力調整手段と、熱可塑性樹脂の含浸されたシ
   ートを冷却する手段と、ベルト間を通過した熱可塑性樹
   脂含浸繊維シートを巻き取る手段、とを具備したことを
   特徴とする繊維補強シート状プリプレグの製造装置。