JPWO2012002417A1 - シート状プリプレグの製造方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の連続強化繊維からなる帯状強化繊維束を、連続的に走行させつつ、該帯状強化繊維束の厚み方向に複数層配置して溶融熱可塑性樹脂が供給されたダイ内に導入する繊維束導入工程と、
前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれを、前記ダイ内への導入前および導入後の少なくとも一方の段階で、開繊により拡幅して各帯状強化繊維束の厚みを縮小する繊維束厚み縮小工程と、
前記厚みが縮小された各帯状強化繊維束内に、前記ダイ内で前記溶融熱可塑性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、
前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を前記ダイ内で積層する積層工程と、を有し、
全体形状としてシート状のプリプレグを製造することを特徴とする方法からなる。
溶融熱可塑性樹脂が供給されるダイと、
複数の連続強化繊維からなる帯状強化繊維束を、連続的に走行させつつ、該帯状強化繊維束の厚み方向に複数層配置して前記ダイ内に導入する繊維束導入手段と、
前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれを、前記ダイ内への導入前および導入後の少なくとも一方の段階で、開繊により拡幅して各帯状強化繊維束の厚みを縮小する繊維束厚み縮小手段と、
前記厚みが縮小された各帯状強化繊維束内に、前記ダイ内で前記溶融熱可塑性樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、
前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を前記ダイ内で積層する積層手段と、
を有することを特徴とするものからなる。
図1は、本発明の一実施態様に係るシート状プリプレグの製造方法および装置を示しており、100は、シート状プリプレグの製造装置全体を示している。本実施態様では、繊維束導入工程(繊維束導入手段)1、繊維束厚み縮小工程(繊維束厚み縮小手段)2、脱気工程(脱気手段)3、樹脂含浸工程(樹脂含浸手段)4、積層工程(積層手段)6、追含浸工程(追含浸手段)5を有している。
2 繊維束厚み縮小工程(繊維束厚み縮小手段)
3 脱気工程(脱気手段)
4 樹脂含浸工程(樹脂含浸手段)
5 追含浸工程(追含浸手段)
6 積層工程(積層手段)
10 帯状強化繊維束
11 クリール
12 開繊機
13 開繊ロール
15 真空シール手段
16 通路
17、18、22 真空ポンプ
19 ダイ
20 押出機
21 脱気ベント
23 溶融樹脂
24 カレンダーロール
25a 第1のカレンダーロール
25b 第2のカレンダーロール
26 牽引装置
27 樹脂排出ベント
28 巻取機
29 プリプレグロール
30 連続強化繊維
31 増幅帯状強化繊維束
32 ガイドバー
33a、33b 固定ガイド
34 シート状プリプレグ
35 通過口
100 シート状プリプレグの製造装置
Claims (28)
- 複数の連続強化繊維からなる帯状強化繊維束を、連続的に走行させつつ、該帯状強化繊維束の厚み方向に複数層配置して溶融熱可塑性樹脂が供給されたダイ内に導入する繊維束導入工程と、
前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれを、前記ダイ内への導入前および導入後の少なくとも一方の段階で、開繊により拡幅して各帯状強化繊維束の厚みを縮小する繊維束厚み縮小工程と、
前記厚みが縮小された各帯状強化繊維束内に、前記ダイ内で前記溶融熱可塑性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、
前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を前記ダイ内で積層する積層工程と、を有し、
全体形状としてシート状のプリプレグを製造することを特徴とする、シート状プリプレグの製造方法。 - 前記複数層の帯状強化繊維束を、前記ダイ内への導入前および導入後の少なくとも一方の段階で、該帯状強化繊維束の厚み方向に、隣接帯状強化繊維束間に間隔をもたせた複数段に配置する、請求項1に記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれを、より小幅の帯状強化繊維束を繊維束幅方向に連接することにより形成する、請求項1または2に記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記繊維束導入工程の直上流に、通路内を所定の真空度に減圧可能なシール部を接続し、前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれを、前記シール部の所定の真空度に減圧された通路内を通過させることにより前記複数層の帯状強化繊維束内部の減圧度を高める脱気工程を有する、請求項1〜3のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記繊維束厚み縮小工程において、前記複数層の帯状強化繊維束のうち互いに隣接する帯状強化繊維束を開繊により拡幅する位置を、帯状強化繊維束の走行方向に互いにずらす、請求項1〜4のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記樹脂含浸工程において、各帯状強化繊維束内への前記溶融熱可塑性樹脂の含浸位置または含浸完了位置を、帯状強化繊維束の走行方向に順次ずらす、請求項1〜5のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記積層工程において、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を、帯状強化繊維束の走行方向に順次ずらした位置にて順に積層する、請求項6に記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記ダイ内において、帯状強化繊維束の走行方向に配列された複数の固定ガイドを用いて、各帯状強化繊維束を順次開繊または/および溶融熱可塑性樹脂が含浸された帯状強化繊維束を順次積層し、該開繊または/および積層に用いる複数の固定ガイドの少なくとも一部の固定ガイド中に帯状強化繊維束の通過口を設けて、該通過口に少なくとも一部の帯状強化繊維束を通過させる、請求項1〜7のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記樹脂含浸工程において、各帯状強化繊維束内への前記溶融熱可塑性樹脂の含浸または含浸完了を、帯状強化繊維束の走行方向における同じ位置にて行う、請求項1〜5のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記積層工程において、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を、帯状強化繊維束の走行方向における所定の位置にて同時に積層する、請求項9に記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記樹脂含浸工程または積層工程において、前記ダイに設けられた脱気ベントおよび/または樹脂排出ベントから、ダイ内のガスおよび/または樹脂を排出する、請求項1〜10のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記ダイ内で積層され全体としてシート形状に形成されたプリプレグを、ダイから引き抜いた後、さらにカレンダーロールに通す追含浸工程を有する、請求項1〜11のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記カレンダーロールが少なくとも第1のカレンダーロールと第2のカレンダーロールとからなり、少なくとも第2のカレンダーロールは溝つきロールであり、第1のカレンダーロールに通すことにより、シート状に形成されたプリプレグを拡幅した後、第2のカレンダーロールに通すことにより、拡幅されたシート状プリプレグを狭幅しながら幅方向に所定幅となるようにシート状プリプレグの幅を規制する、請求項12に記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 前記連続強化繊維が炭素繊維を含む、請求項1〜13のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造方法。
- 全体形状としてシート状のプリプレグを製造するシート状プリプレグの製造装置であって、
溶融熱可塑性樹脂が供給されるダイと、
複数の連続強化繊維からなる帯状強化繊維束を、連続的に走行させつつ、該帯状強化繊維束の厚み方向に複数層配置して前記ダイ内に導入する繊維束導入手段と、
前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれを、前記ダイ内への導入前および導入後の少なくとも一方の段階で、開繊により拡幅して各帯状強化繊維束の厚みを縮小する繊維束厚み縮小手段と、
前記厚みが縮小された各帯状強化繊維束内に、前記ダイ内で前記溶融熱可塑性樹脂を含浸させる樹脂含浸手段と、
前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を前記ダイ内で積層する積層手段と、
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。 - 前記複数層の帯状強化繊維束を、前記ダイ内への導入前および導入後の少なくとも一方の位置で、該帯状強化繊維束の厚み方向に、隣接帯状強化繊維束間に間隔をもたせた複数段に配置する手段を有する、請求項15に記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれが、より小幅の帯状強化繊維束を繊維束幅方向に連接することにより形成されている、請求項15または16に記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記繊維束導入手段の直上流に、通路内を所定の真空度に減圧可能なシール部を接続し、前記複数層の帯状強化繊維束のそれぞれを、前記シール部の所定の真空度に減圧された通路内を通過させることにより前記複数層の帯状強化繊維束内部の減圧度を高める脱気手段を有する、請求項15〜17のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記繊維束厚み縮小手段において、前記複数層の帯状強化繊維束のうち互いに隣接する帯状強化繊維束を開繊により拡幅する位置が、帯状強化繊維束の走行方向に互いにずらされている、請求項15〜18のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記樹脂含浸手段において、各帯状強化繊維束内への前記溶融熱可塑性樹脂の含浸位置または含浸完了位置が、帯状強化繊維束の走行方向に順次ずらされている、請求項15〜19のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記積層手段が、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を、帯状強化繊維束の走行方向に順次ずらした位置にて順に積層する手段からなる、請求項20に記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記ダイ内に、各帯状強化繊維束を順次開繊または/および溶融熱可塑性樹脂が含浸された帯状強化繊維束を順次積層するのに用いられる固定ガイドが帯状強化繊維束の走行方向に複数配列されており、該複数の固定ガイドの少なくとも一部の固定ガイド中に、少なくとも一部の帯状強化繊維束を通過させることが可能な通過口が設けられている、請求項15〜21のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記樹脂含浸手段が、各帯状強化繊維束内への前記溶融熱可塑性樹脂の含浸または含浸完了を、帯状強化繊維束の走行方向における同じ位置にて行う手段からなる、請求項15〜19のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記積層手段が、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸されつつある、または/および、前記溶融熱可塑性樹脂が含浸された複数の帯状強化繊維束を、帯状強化繊維束の走行方向における所定の位置にて同時に積層する手段からなる、請求項23に記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記ダイに、脱気ベントおよび/または樹脂排出ベントが装着されている、請求項15〜24のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記ダイの下流に配置され、前記ダイ内で積層され全体としてシート状に形成されダイから引き抜かれたプリプレグに対しカレンダー処理を施すカレンダーロールを備えた追含浸手段を有する、請求項15〜25のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記カレンダーロールは、少なくとも、シート状に形成されたプリプレグを幅方向に所定幅となるように拡幅する第1のカレンダーロールと、該第1のカレンダーロールの下流に配置され、拡幅したシート状プリプレグを狭幅しながら幅方向に所定幅となるように規制する、溝つきの第2のカレンダーロールとを備えている、請求項26に記載のシート状プリプレグの製造装置。
- 前記連続強化繊維が炭素繊維を含む、請求項15〜27のいずれかに記載のシート状プリプレグの製造装置。
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