WO2020230464A1

WO2020230464A1 - プリプレグ連続製造装置およびその方法

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Publication number: WO2020230464A1
Application number: PCT/JP2020/014180
Authority: WO
Inventors: 佐藤　裕之; 重成　有; 角　達也; 一幸折原
Original assignee: 株式会社Ｉｈｉエアロスペース
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-11-19
Also published as: JP6883827B2; US20220134688A1; JP2020185673A; EP3967470A4; EP3967470A1; EP3967470B1

Abstract

布（４）にマトリックス樹脂（５）が付着したプリプレグ（１０）を製造する。布（４）の両面に離型シート（３）を配置し、布（４）及び１対の離型シート（３）を１対の加温ローラ（２）の隙間に位置するギャップ部（２ｂ）に通して重ね合わせ、かつ加温ローラ（２）のギャップ部上であって一対の離型シート（３）の間に溜まるようにマトリックス樹脂（５）を供給し、１対の加温ローラ（２）の間隔（６）を調整することによりマトリックス樹脂（５）の付着量を制御する。

Description

プリプレグ連続製造装置およびその方法

　本発明は、ホットメルト法によるプリプレグ連続製造装置およびその方法に関する。

　プリプレグとは、ガラスクロスや炭素繊維等の繊維状補強材（以下、繊維性基材）に、樹脂を含浸させ、加熱または乾燥して半硬化状態にしたプラスチック成形材料である。例えば、繊維と樹脂から構成するＦＲＰを製造する際に、その中間材料としてプリプレグが必要となる。プリプレグの繊維性基材には、例えば織物等の布が使用される。

　樹脂の粘度が高いと樹脂が繊維に染み込まないため、プリプレグの製造には、樹脂の粘度を低下させる工程が必要となる。一般にプリプレグの製造方法には、ホットメルト法と溶剤法がある。
　ホットメルト法は、マトリックス樹脂を塗布した離型紙の間にシート状の繊維性基材を挟み、これらを重ね合わせた状態で加熱することでマトリックス樹脂を低粘度化させ、繊維性基材にマトリックス樹脂を含浸させる方法である。
　一方、溶剤法は、マトリックス樹脂に溶剤を添加して樹脂粘度を低下させ、これを繊維性基材に含浸させた後に乾燥機等を用いて溶剤を蒸発させる方法である。

　ホットメルト法によるプリプレグの製造方法は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１のプリプレグの製造方法では、繊維性基材の両面にマトリックス樹脂を塗布している。

　図１Ａは、従来のホットメルト法によるプリプレグ５２の製造方法の第１工程を表した説明図である。
　第１工程は、離型紙または離型フィルム５３の上に、マトリックス樹脂５５を薄いフィルム状に塗布し、そのマトリックス樹脂５５の上に別の離型紙または離型フィルム５３を被せて樹脂フィルム５０を作製する工程である。樹脂フィルム５０は２枚の離型紙または離型フィルム５３でマトリックス樹脂５５を挟んだ構成となっており、ロール５６に巻き取られている。樹脂フィルム５０の膜厚は、プリプレグ５２におけるマトリックス樹脂５５の必要量に応じて調整されている。

　図１Ｂは、従来のホットメルト法によるプリプレグ５２の製造方法の第２工程を表した説明図である。
　特許文献１に開示されているプリプレグ５２の製造方法では、図１Ｂに示すように、繊維性基材５４の両面からマトリックス樹脂５５を含浸させている。

　特許文献１の第２工程では、第１工程で作製した樹脂フィルム５０を２ロール使用する。
　第２工程では、まず２ロールの樹脂フィルム５０の繊維性基材５４に対向する側の離型紙または離型フィルム５３を剥離し、その樹脂フィルム５０で繊維性基材５４を挟んで貼り付ける。その後に、それをホットプレート６１で加熱し、マトリックス樹脂５５を低粘度化させる。続いてローラ６２で加熱及び加圧することにより、マトリックス樹脂５５が繊維性基材５４に含浸し、プリプレグ５２が完成する。

国際公開第２０１０／１５００２２号

　上述したように従来のホットメルト法によるプリプレグ５２の製造方法では、樹脂フィルム５０を作製する第１工程と、樹脂フィルム５０のマトリックス樹脂５５を繊維性基材５４に含浸させる第２工程といった２つの工程が必要であり、生産性が良好ではなかった。

　また従来のホットメルト法に低粘度の樹脂を使用すると、第２工程で離型紙または離型フィルム５３から樹脂を剥がす際に、一方の離型紙または離型フィルム５３のみに樹脂を残すことができず、膜厚が一定にならない。そのため、低粘度の樹脂を繊維性基材５４に含浸させるのに、従来のホットメルト法を適用することが出来なかった。

　本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、樹脂フィルムを作製する工程が不要であり、低粘度の樹脂でも使用することができるホットメルト法によるプリプレグ連続製造装置およびその方法を提供することにある。

　本発明によれば、互いに隣接し水平かつ平行に延びる回転軸を中心として回転する一対の加温ローラと、
　一対の前記加温ローラの周面へ向けて離型シートを巻き戻し得る一対の離型シートリールと、
　一対の前記離型シートの間へ布を巻き戻し得る布用リールと、
　一対の前記加温ローラの隙間に位置するギャップ部上であって一対の前記離型シートの間に溜まるようにマトリックス樹脂を供給する樹脂供給装置と、を備え、
　前記加温ローラは、それぞれ前記ギャップ部における該加温ローラの周面が上方から下方へ移動するように回転し、前記ギャップ部を上方から下方へ通過する前記離型シート、前記布、及び前記マトリックス樹脂を重ね合わせた状態で下方へ押し出し、
　前記布に付着する前記マトリックス樹脂の付着量は、一対の前記加温ローラの間隔を変動させることによって制御される、プリプレグ連続製造装置が提供される。

　また、本発明によれば、布にマトリックス樹脂が付着したプリプレグ連続製造方法であって、
　前記布の両面に離型シートを配置し、
　前記布及び１対の前記離型シートを１対の加温ローラの隙間に位置するギャップ部に通して重ね合わせ、かつ前記加温ローラの前記ギャップ部上であって一対の前記離型シートの間に溜まるように前記マトリックス樹脂を供給し、
　１対の前記加温ローラの間隔を調整することにより前記マトリックス樹脂の付着量を制御する、プリプレグ連続製造方法が提供される。

　上述した本発明によれば、一対の加温ローラのギャップ部を一対の離型シートとその間に配置された布が通り、ギャップ部上であって一対の離型シートの間に溜まるようにマトリックス樹脂が供給される。これにより本発明は、布にマトリックス樹脂を付着させる工程と、マトリックス樹脂の付着量の調整と、布の両面に離型シートを重ね合わせる工程を、加温ローラのギャップ部で一度に行うことができる。したがって本発明は、従来のホットメルト法で必要であった樹脂フィルムの製造工程を省略することができる。
　また、本発明は、連続する１工程でプリプレグが製造可能であるため、生産性および製造作業性を向上させることができる。

　また本発明は、ギャップ部の上方に溜まったマトリックス樹脂に布を潜らせることで、布にマトリックス樹脂を付着させる。そのため本発明では、常温や低温で粘度が低いために樹脂フィルムが製造できず、従来のホットメルト法に適さなかったマトリックス樹脂でも、プリプレグの製造に使用することができる。

従来のホットメルト法によるプリプレグの製造方法の第１工程を表した説明図である。従来のホットメルト法によるプリプレグの製造方法の第２工程を表した説明図である。第１実施形態のプリプレグ連続製造装置の説明図である。第１実施形態の加温ローラの斜視図である。図３ＡのＡ－Ａ断面図である。第２実施形態のプリプレグ連続製造装置の説明図である。第２実施形態の加温ローラの斜視図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

（第１実施形態）
　図２は、第１実施形態のプリプレグ連続製造装置１の説明図である。本実施形態は、布４の片面にマトリックス樹脂５を付着させる実施形態である。
　プリプレグ連続製造装置１（以下、連続製造装置１）は、マトリックス樹脂５を使用して、ホットメルト法の連続した１工程でプリプレグ１０を製造する装置である。連続製造装置１は、一対の加温ローラ２、一対の離型シートリール１３、布用リール１４、及び樹脂供給装置８を備えている。
　この連続製造装置１を使用する際は、２枚の離型シート３と、布４と、マトリックス樹脂５とを一対の加温ローラ２の間の隙間に位置するギャップ部２ｂに投入する。これにより連続製造装置１は、布４にマトリックス樹脂５が付着し、その両面が離型シート３で覆われているものを一度に製造することができる。

　マトリックス樹脂５は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂あるいはその混合物であり、加熱されると、一旦、その粘度が低下する特性を有する。本実施形態のマトリックス樹脂５は、無溶剤の樹脂であることが好ましいが、プリプレグ１０の要求次第で、溶剤を含むマトリックス樹脂であってもよい。マトリックス樹脂５は、まず、一対の加温ローラ２の間のギャップ部２ｂに投入される。

　加温ローラ２は、互いに隣接した一対が一組となって構成されており、水平かつ平行に延びる回転軸２ａを中心として回転する。加温ローラ２の周面２ｃには、上方からギャップ部２ｂを通って下方にかけて、一対の離型シート３と布４がかけられている。樹脂供給装置８は、この離型シート３と布４の間にマトリックス樹脂５を投入する。

　このとき、樹脂供給装置８は、マトリックス樹脂５を、ギャップ部上であって一対の離型シート３の間に溜まるように供給する。例えば樹脂供給装置８は、この図のように樹脂タンク８ａとポンプ８ｂであってもよい。この場合、マトリックス樹脂５は、樹脂タンク８ａからポンプ８ｂ等で移送され、ギャップ部２ｂへ投入される。

　ギャップ部２ｂにおける加温ローラ２の周面２ｃが上方から下方へ移動するようにそれぞれの加温ローラ２が回転すると、離型シート３、布４、及びマトリックス樹脂５がギャップ部２ｂを上方から下方へ通過し、その下方から重ね合わさって押し出される。このとき、ギャップ部上のマトリックス樹脂５の粘度は、０．５Ｐａ・ｓ以上かつ１００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。それは、ギャップ部上のマトリックス樹脂５の粘度が０．５Ｐａ・ｓ未満であると、マトリックス樹脂５がギャップ部２ｂから布４を介して鉛直方向下方へ流れやすくなるため、製造ラインの進行速度をコントロールしてマトリックス樹脂５の付着量を調整するのが難しくなるからである。
　また、例えば、室温や低温で粘度が高いマトリックス樹脂５を使用する場合の加温ローラ２は、マトリックス樹脂５の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上かつ１００Ｐａ・ｓ以下になるまで加温可能であることが好ましい。
　このとき、ギャップ部上のマトリックス樹脂５の粘度は、０．５Ｐａ・ｓ以上かつ１０Ｐａ・ｓ以下であることが特に好ましい。ギャップ部上のマトリックス樹脂５の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下であることが特に好ましいのは、１０Ｐａ・ｓより粘度が大きいと、加温ローラ２で下方に送り出すのに時間がかかり、プリプレグ１０の生産性が低下するためである。

　また、加温ローラ２は、ギャップ部２ｂの隙間の距離を制御できるように構成されていることが好ましい。例えば、加温ローラ２は、一方の加温ローラ２の回転軸２ａを回転させるモータ２ｄごと、他方の加温ローラ２へ向けて水平移動させるアクチュエータ１５を有していてもよい。アクチュエータ１５には、制御装置１６が接続されており、この制御装置１６でアクチュエータ１５を駆動させてギャップ部２ｂの隙間の距離を調整することが好ましい。なお、アクチュエータ１５は、この図の構成に限らず、布４が巻き付けられている加温ローラ２に設けられていてもよく、両方の加温ローラ２に設けられていてもよい。また、布４を巻き付ける加温ローラ２は、この図における左右の加温ローラ２のいずれであってもよい。

　離型シートリール１３は、一対の加温ローラ２の周面２ｃへ向けて離型シート３を巻き戻し得る装置であり、１つの加温ローラ２につき１つずつ、合計一対設けられている。離型シートリール１３は、離型シート３にバックテンションを発生させて巻き戻すだけでなく、その回転を止めるブレーキ機構を有していることが好ましい。
　離型シート３は、布４およびマトリックス樹脂５を両面からはさみ込んで使用する膜状の人工物である。連続製造装置１には、離型シート３が一対（２ロール）使用される。この図のように、離型シート３は、１つの加温ローラ２に一枚ずつ配置され、加温ローラ２のギャップ部２ｂを上下に通る。

　離型シート３は、例えば、離型フィルム、または離型紙であってもよい。プリプレグ１０を製造する際の加温ローラ２やホットプレート１１の温度あるいは材料との離型性によって、離型フィルムと離型紙を使い分けることが好ましい。

　布用リール１４は、一対の離型シート３の間へ布４を巻き戻し得る装置である。布用リール１４も、布４にバックテンションを発生させて巻き戻すだけでなく、その回転を止めるブレーキ機構を有していることが好ましい。
　本実施形態の布４は、炭素繊維やガラス繊維等の無機物から成る繊維あるいはアラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維を互いに絡ませシート状に形成した繊維性基材であってもよい。布４は、各種の織物、ノン・クリンプ・ファブリック（ＮＣＦ）、編物、又は圧縮ウールやフェルト生地のような不織物であってもよく、繊維が一方向に配列され、引き揃えられただけのものは含まない。本実施形態の連続製造装置１は、布４が、一方の離型シート３を間に挟んで、一方の加温ローラ２の周面２ｃの一部に巻き付くように設置されている。これにより、連続製造装置１は、布４の片面のみにマトリックス樹脂５を付着させることができる。

　この構成により、加温ローラ２のギャップ部２ｂの下方からは、片面にマトリックス樹脂５が付着しその外側から一対の離型シート３に挟まれた布４が押し出されてくる。このときギャップ部２ｂから押し出されたシートは、一対の離型シート３と、片面にマトリックス樹脂５が付着した布４とが重ね合わさった状態となっている。

　このように連続製造装置１は、一対の離型シート３で覆われたギャップ部２ｂの上方にマトリックス樹脂５が溜められている。その溜まったマトリックス樹脂５に布４を潜らせながらギャップ部２ｂを上下に通過させることで布４にマトリックス樹脂５を付着させる。
　マトリックス樹脂５を２つの加温ローラ２の間のギャップ部２ｂに溜め、そこに布４を通す連続製造装置１の構成により、単に容器に溜めたマトリックス樹脂５に布４を通すよりも、加温ローラ２の回転で強制的かつ積極的に布４へのマトリックス樹脂５の含浸を促すことができる。
　また、この構成により、加温ローラ２を回転させることで、離型シート３を、（１）製造ラインの進行速度に追従させて、（２）２本の加温ローラ２に沿わせる形で、（３）テンションを負荷しながらギャップ部２ｂへ供給させることができる。その結果、ギャップ部２ｂの清掃が不要なため、単に容器に溜めたマトリックス樹脂５に布４を通すよりも、メンテナンス性に優れている。
　その上、単に容器に溜めたマトリックス樹脂５に布４を通す場合は、マトリックス樹脂５の付着量を調整できないのに対し、本実施形態の連続製造装置１は、加温ローラ２のローラギャップの幅（ギャップ部２ｂの間隔６（図３Ａを参照））で調整するため、容易に調整することができる。

　１対の加温ローラ２の下流側には、厚さ計７が設けられていることが好ましい。厚さ計７は、例えば、Ｘ線厚さ計またはβ線厚さ計が好ましい。
　例えば厚さ計７は、加温ローラ２の直後に配置され、ギャップ部２ｂから押し出されたシートを上下に挟み、一方からＸ線やβ線を照射し、他方でそのＸ線又はβ線を受光するものであってもよい。その場合、厚さ計７は、例えば測定対象を透過するＸ線やβ線の減衰量から単位面積あたりの質量を測定し、密度を掛けることで、測定対象の厚さを算出するものであってもよい。これにより厚さ計７は、２枚の離型シート３と布４とマトリックス樹脂５が重ね合わされた状態の単位面積当たりの質量を測定する。

　厚さ計７が取得した測定対象の厚さに関する情報を制御装置１６へ伝達すると、制御装置１６は、２枚の離型シート３と布４におけるＸ線又はβ線の減衰量から得られる質量を定数として扱うことで、マトリックス樹脂５の付着量を取得する。制御装置１６は、算出したマトリックス樹脂５の付着量を加温ローラ２のギャップ部２ｂの間隔６にフィードバックすることで、連続製造装置１はマトリックス樹脂５の付着量を制御する。
　なお、厚さ計７の計測値に基づく１対の加温ローラ２の間隔６の調整は、手動で行ってもよい。
　このようにして、連続製造装置１は、厚さ計７の計測値に基づいて１対の加温ローラ２の間隔６を、手動で、あるいは制御装置１６で自動的に、調整することができる。

　マトリックス樹脂５を布４に十分に含浸させるため、連続製造装置１は、加温ローラ２の下流側に、ホットプレート１１、含浸ローラ１２、冷却プレート１９、駆動ローラ１７、巻取装置１８を備えていることが好ましい。

　ホットプレート１１は、布４に付着したマトリックス樹脂５の粘度を一旦下げるために、加温するためのプレートである。上下に設けられたホットプレート１１の間を離型シート３に挟まれた布４が通過する間に、マトリックス樹脂５が温まり、その粘度を下げる。これが、含浸ローラ１２で布４の内部にマトリックス樹脂５を含浸させるための準備となる。

　含浸ローラ１２は、マトリックス樹脂５が付着した布４を加圧及び加熱のいずれか一方又は両方が可能な１対の加圧ローラである。これにより布４の表面に付着しているマトリックス樹脂５を布４の内部まで含浸させ、均一なプリプレグ１０を形成する。

　プリプレグ１０は、ＦＲＰ等のプラスチック製品を製造する際に使用する中間材料であるため、熱硬化性樹脂の場合、プリプレグ１０のマトリックス樹脂５は積層時の作業性の点で半硬化状態であることが好ましい。冷却プレート１９は、上下に配置された一対の冷却されたプレートであり、上下の冷却プレート１９の間に加温されていたプリプレグ１０を通過させて冷却するのに使用される。これにより加温されたマトリックス樹脂５を冷却し、硬化反応の進行を抑えることができる。

　駆動ローラ１７は、１対のローラであり、プリプレグ１０を挟んで一定の速度で移動させる。
　巻取装置１８は、完成したプリプレグ１０を紙管の上に巻き取る装置である。巻取装置１８は、ＥＰＣセンサー等で端部を揃える機能を備えていることが好ましい。

　図３Ａは、第１実施形態の加温ローラ２の斜視図であり、図３Ｂは、図３ＡのＡ－Ａ断面図である。なお、図３Ｂの符号「４’」は、マトリックス樹脂５が付着した布４’である。
　この図に示すように、ギャップ部２ｂには、加温ローラ２の軸方向におけるマトリックス樹脂５の付着範囲の両端部に、加温ローラ２の形状に沿って設けられたガイド９を設けることが好ましい。これにより、マトリックス樹脂５の付着範囲を、両ガイド９の間に限定することができる。
　このとき、Ｌ１を一対のガイド９の内側間の距離、Ｌ２をガイド９の外側間の距離、Ｗ１を布４，４’の幅、Ｗ２を離型シート３の幅とした場合、以下の式１かつ式２が成り立つことが好ましい。式１を満たすことにより、布４がガイド９に折れて挟まるのを確実に防ぐことができるので、マトリックス樹脂５を布４に幅方向に均一に付着させることができる。また、式２を満たすことで、マトリックス樹脂５を離型シート３で確実に挟むので、加温ローラ２にマトリックス樹脂５が付着するのを防ぐことができる。

Ｌ１＞Ｗ１　　　　　　　　　・・・（式１）

Ｌ２≦Ｗ２　　　　　　　・・・（式２）

　図２で説明したように、一対の加温ローラ２は、それらの間隔６を調節可能に設けられている。これにより、一対の加温ローラ２の間隔６を変動させることによって、布４に付着するマトリックス樹脂５の付着量を制御することができる。

　本実施形態の連続製造装置１は、この構成により布４にマトリックス樹脂５を付着させる工程と、マトリックス樹脂５の付着量の調整と、布４の両面に離型シート３を重ね合わせる工程を、加温ローラ２のギャップ部２ｂで一度に行うことができる。そのため本実施形態の連続製造装置１は、従来のホットメルト法では必要であった樹脂フィルム５０の製造工程を省略することができる。
　また、マトリックス樹脂５の付着工程と、含浸工程を連続して行うことで、プリプレグ１０を製造可能であるため、生産性および製造作業性を向上させることができる。

　また連続製造装置１は、離型シート３とガイド９で囲まれた空間にマトリックス樹脂５を溜め、そのままマトリックス樹脂５を離型シート３で挟み続けるので、製造ライン上に樹脂が付着せず、メンテナンス性に優れている。
　さらに連続製造装置１は、布４を、ギャップ部２ｂの上方に溜められたマトリックス樹脂５に潜らせることで布４にマトリックス樹脂５を付着させる。そのため本実施形態の連続製造装置１は、常温（例えば１５～２５℃）や低温（例えば０℃以上１５℃未満）で粘度が低いために樹脂フィルム５０が製造できず従来のホットメルト法に適さなかったマトリックス樹脂５でも、プリプレグ１０の製造に使用できる。

　また、常温や低温で高粘度のマトリックス樹脂５に対しては、２つの加温ローラ２でマトリックス樹脂５を加熱することで粘度を下げることができるので、本実施形態の連続製造装置１を常温や低温で高粘度の樹脂に対しても適用することができる。

　さらに、連続製造装置１は、厚さ計７を備えるので、厚さ計７の計測値に応じてギャップ部２ｂの間隔６を調整することで、マトリックス樹脂５の付着量（樹脂含有量）を制御することができる。
　また、プリプレグ１０の全長にわたり必ず厚さ計７を通るので、プリプレグ１０のロール全体に渡る樹脂含有量を計測することができる。

　次に、本実施形態のプリプレグ連続製造方法について説明する。
　図２に記載したように、布４の両面に離型シート３を配置し、布４及び１対の離型シート３を１対の加温ローラ２の隙間に位置するギャップ部２ｂに通して重ね合わせる。それに加えて、加温ローラ２のギャップ部２ｂで布４と離型シート３の間にマトリックス樹脂５を供給する。

　本実施形態では、布４を、一方の加温ローラ２の周面２ｃに巻き付いた離型シート上に重ねて巻き付かせた状態でギャップ部２ｂを通過させることで、布４の片面に、マトリックス樹脂５を付着させている。マトリックス樹脂５の付着量は、ギャップ部２ｂの間隔６で制御する。

　１対の加温ローラ２の下流側には、厚さ計７を設置し、厚さ計７の計測値により１対の加温ローラ２の間隔６を調整する。
　これにより、厚さ計７の計測値をギャップ部２ｂの間隔６にフィードバックすることができる。
　本実施形態のプリプレグ連続製造方法による効果は、本実施形態の連続製造装置１の効果と同様である。

（第２実施形態）
　図４は、第２実施形態の連続製造装置１の説明図である。本実施形態の連続製造装置１は、マトリックス樹脂５を、布４の両面から付着させる実施形態である。そのためこの連続製造装置１は、布４のギャップ部２ｂに入る際の角度が第１実施形態とは異なる。
　具体的に、本実施形態の連続製造装置１は、布４がギャップ部２ｂへ向けて延びるルートを、ギャップ部上に溜まったマトリックス樹脂５の中で布４と両離型シート３との間に隙間が生じる角度に固定する基材用ローラ１４ａを備える。この点で本実施形態の連続製造装置１は、第１実施形態のそれとは異なる。これにより、布４が、一方の加温ローラ２に巻き付けられずに、一対の離型シート３の間でギャップ部２ｂを上下に通過する。ギャップ部２ｂを通過する布４は、鉛直に延びていることが好ましい。これにより、両離型シート３と布４との間に隙間ができ、そこにマトリックス樹脂５が入るため、布４の両面に一度にマトリックス樹脂５を付着させることができる。そして、布４の両面のマトリックス樹脂５に離型シート３が貼り付けられたものが、ギャップ部２ｂの下方から押し出される。

　これにより、本実施形態の連続製造装置１は、マトリックス樹脂５を布４の両面に一度に付着させることができる。

　また、高粘度タイプのマトリックス樹脂５の場合、布４の片面のみにマトリックス樹脂５を供給しても、裏面側まで含浸させることが難しい場合がある。本実施形態の連続製造装置１は、このような高粘度タイプのマトリックス樹脂５に使用したとしても、マトリックス樹脂５が布４の内部まで十分に含浸した良好なプリプレグ１０を得ることができる。これは、布４の両面からマトリックス樹脂５を含浸させることにより、マトリックス樹脂５が移動すべき布４の厚さ方向の距離が半分となるためであると考えられる。
　図５は、第２実施形態の加温ローラ２の斜視図である。本実施形態の樹脂供給装置８は、この図のように、一対の離型シート３と布４の間にマトリックス樹脂５を投入する際には、布４の表面側と裏面側の両方に、それぞれマトリックス樹脂５を投入することが好ましい。これにより、マトリックス樹脂の粘度が高くても、マトリックス樹脂５を、布４の表面側と裏面側から付着させることができ、その結果、下流に位置する含浸ローラで、マトリックス樹脂５を布４の内部まで含浸させることができる。
　その他の本実施形態の連続製造装置１の構成及び効果は、第１実施形態のそれらと同様である。

　また、本実施形態のプリプレグ連続製造方法では、ギャップ部上に溜まったマトリックス樹脂５の中で布４と両離型シート３との間に隙間が生じるように、布４をギャップ部２ｂに通過させる。これにより布４の両面にマトリックス樹脂５を付着させることができる。
　その他の本実施形態のプリプレグ連続製造方法及びその効果は、第１実施形態のそれらと同様である。

　このように、連続製造装置１は、マトリックス樹脂５の粘度に応じて、加温ローラ２を通過させる布４が延びるルートを変えることにより、布４の片面あるいは両面から樹脂を付着させることができる。

　次にプリプレグ連続製造装置１の実施例について説明する。
　１．低粘度タイプのエポキシ樹脂
（実施例１－１）
　本実施例の連続製造装置１では、布４としてはノン・クリンプ・ファブリックを、離型シート３としては離型フィルムを、マトリックス樹脂５としては低粘度タイプのエポキシ樹脂を、それぞれ使用した。
　炭素繊維の配向角が＋４５°／９０°／－４５°で構成され、ステッチ糸が編みこまれた目付９００ｇ／ｍ２のノン・クリンプ・ファブリックと、室温粘度９Ｐａ・ｓのエポキシ樹脂およびエンボス加工が施されたポリエチレン素材の離型フィルムを使用した。加温ローラ２、ホットプレート１１および含浸ローラ１２を２５℃で、図２のように、加温ローラ上の布４に片面側からマトリックス樹脂５を付着させた。
　厚さ計７で樹脂含有率が３６±２ｗｔ％となるよう加温ローラ間のギャップ部２ｂの間隔６を制御してプリプレグ１０を製造した結果、マトリックス樹脂５の供給面から布４の裏面までマトリックス樹脂５が含浸したプリプレグ１０が得られた。

（実施例１－２）
　本実施例の連続製造装置１では、布４としてはノン・クリンプ・ファブリックを、離型シート３としては離型フィルムを、マトリックス樹脂５としては低粘度タイプのエポキシ樹脂を、それぞれ使用した。
　炭素繊維の配向角が＋４５°／９０°／－４５°で構成され、ステッチ糸が編みこまれた目付４５０ｇ／ｍ２のノン・クリンプ・ファブリックと、室温粘度９Ｐａ・ｓのエポキシ樹脂およびエンボス加工が施されたポリエチレン素材の離型フィルムを使用した。加温ローラ２、ホットプレート１１および含浸ローラ１２を２５℃で、図２のように、加温ローラ上の布４に片面側からマトリックス樹脂５を付着させた。
　厚さ計７で樹脂含有率が３６±２ｗｔ％となるよう加温ローラ間のギャップ部２ｂの間隔６を制御してプリプレグ１０を製造した結果、マトリックス樹脂５の供給面から布４の裏面までマトリックス樹脂５が含浸したプリプレグ１０が得られた。

　２．高粘度タイプのエポキシ樹脂（エポキシ樹脂配合物）
（実施例２－１）
　本実施例の連続製造装置１では、布４としてはノン・クリンプ・ファブリックを、離型シート３としては離型紙を、マトリックス樹脂５としては高粘度タイプのエポキシ樹脂配合物を、それぞれ使用した。
　炭素繊維の配向角が＋４５°／－４５°で構成され、ステッチ糸が編みこまれた目付５３０ｇ／ｍ２のノン・クリンプ・ファブリックと、室温で１００，０００Ｐａ・ｓ、８０℃で５Ｐａ・ｓのエポキシ樹脂配合物および離型紙を使用した。加温ローラ２、ホットプレート１１および含浸ローラ１２を８０℃とすることでマトリックス樹脂５の粘度を下げ、図４のように、加温ローラ上の布４に両面側からマトリックス樹脂５を付着させた。
　厚さ計７で樹脂含有率が３８±２ｗｔ％となるよう加温ローラ間のギャップ部２ｂの間隔６を制御してプリプレグ１０を製造した結果、従来のホットメルト法で製造した場合と同等な含浸状態を有するプリプレグ１０が得られた。

（実施例２－２）
　本実施例の連続製造装置１では、布４としては炭素繊維織物を、離型シート３としては離型紙を、マトリックス樹脂５としては高粘度タイプのエポキシ樹脂配合物を、それぞれ使用した。
　目付２００ｇ／ｍ２の平織の炭素繊維織物と、室温で１００，０００Ｐａ・ｓ、８０℃で５Ｐａ・ｓのエポキシ樹脂配合物および離型紙を使用した。加温ローラ２、ホットプレート１１および含浸ローラ１２を８０℃とすることでマトリックス樹脂５の粘度を下げ、図４のように、加温ローラ上の布４に両面側からマトリックス樹脂５を付着させた。
　厚さ計７で樹脂含有率が３８±２ｗｔ％となるよう加温ローラ間のギャップ部２ｂの間隔６を制御してプリプレグ１０を製造した結果、従来のホットメルト法で製造した場合と同等な含浸状態を有するプリプレグ１０が得られた。

（実施例２－３）
　本実施例の連続製造装置１では、布４としては８枚朱子織のガラスクロスを、離型シート３としては離型紙を、マトリックス樹脂５としては高粘度タイプのエポキシ樹脂配合物を、それぞれ使用した。
　目付３００ｇ／ｍ２の８枚朱子織のガラスクロスと、室温で１００，０００Ｐａ・ｓ、８０℃で５Ｐａ・ｓのエポキシ樹脂配合物および離型紙を使用した。加温ローラ２、ホットプレート１１および含浸ローラ１２を８０℃とすることでマトリックス樹脂５の粘度を下げ、図４のように、加温ローラ上の布４に両面側からマトリックス樹脂５を付着させた。
　厚さ計７で樹脂含有率が３５±２ｗｔ％となるよう加温ローラ間のギャップ部２ｂの間隔６を制御してプリプレグ１０を製造した結果、従来のホットメルト法で製造した場合と同等な含浸状態を有するプリプレグ１０が得られた。

　上述した本発明によれば、一対の加温ローラ２のギャップ部２ｂを一対の離型シート３とその間に配置された布４が通り、ギャップ部上であって一対の離型シート３の間に溜まるようにマトリックス樹脂５が供給される。これにより本発明は、布４にマトリックス樹脂５を付着させる工程と、マトリックス樹脂５の付着量の調整と、布４の両面に離型シート３を重ね合わせる工程を、加温ローラ２のギャップ部２ｂで一度に行うことができる。そのため、本発明は、従来のホットメルト法では必要であった樹脂フィルム５０の製造工程を省略することができる。
　また、本発明は、連続する１工程でプリプレグ１０が製造可能であるため、生産性および製造作業性を向上させることができる。

　また本発明によれば、離型シート３とガイド９で囲まれた空間にマトリックス樹脂５を溜め、そのままマトリックス樹脂５を離型シート３で挟み続けるので、製造ライン上に樹脂が付着せず、メンテナンス性に優れている。
　さらに、本発明によれば、布４を、ギャップ部２ｂの上方に溜められたマトリックス樹脂５に潜らせることで布４にマトリックス樹脂５を付着させる。これにより本発明では、常温や低温で粘度が低いために樹脂フィルム５０が製造できず、従来のホットメルト法に適さなかったマトリックス樹脂５でも、プリプレグ１０の製造に使用することができる。

　また、常温や低温で高粘度のマトリックス樹脂５に対しては、２つの加温ローラ２でマトリックス樹脂５を加熱することで粘度を下げることができるので、本実施形態の連続製造装置１を常温や低温で高粘度の樹脂に対しても効率良く適用することができる。

　さらに、連続製造装置１は、厚さ計７を備えるので、厚さ計７の計測値に応じてギャップ部２ｂの間隔６を調整することで、マトリックス樹脂５の付着量（樹脂含有量）を自動で制御することができる。
　また、必ず厚さ計７を通るので、プリプレグ１０のロール全体に渡る樹脂含有量を計測することができる。

　また本発明によれば、ギャップ部上に溜まったマトリックス樹脂５に布４を潜らせることで布４にマトリックス樹脂５を付着させる。そのため、本発明は、マトリックス樹脂５の粘度に応じて、加温ローラ２を通過させる際の布４が延びるルートを変えるだけで、布４の片面にマトリックス樹脂５を付着させる製造ラインと布４の両面にマトリックス樹脂５を付着させる製造ラインを容易に切り替えることができる。

　なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

１　プリプレグ連続製造装置（連続製造装置）、
２　加温ローラ、２ａ　回転軸、２ｂ　ギャップ部、２ｃ　周面、２ｄ　モータ、
３　離型シート、４，４’　布、５　マトリックス樹脂、６　間隔、
７　厚さ計、８　樹脂供給装置、８ａ　樹脂タンク、８ｂ　ポンプ、
９　ガイド、１０　プリプレグ、１１　ホットプレート、１２　含浸ローラ、
１３　離型シートリール、１４　布用リール、１４ａ　基材用ローラ、
１５　アクチュエータ、１６　制御装置、１７　駆動ローラ、１８　巻取装置、
１９　冷却プレート、５０　樹脂フィルム、５２　プリプレグ、
５３　離型紙または離型フィルム、５４　繊維性基材、
５５　マトリックス樹脂、５６　ロール、
６１　ホットプレート、６２　ローラ

Claims

　互いに隣接し水平かつ平行に延びる回転軸を中心として回転する一対の加温ローラと、
　一対の前記加温ローラの周面へ向けて離型シートを巻き戻し得る一対の離型シートリールと、
　一対の前記離型シートの間へ布を巻き戻し得る布用リールと、
　一対の前記加温ローラの隙間に位置するギャップ部上であって一対の前記離型シートの間に溜まるようにマトリックス樹脂を供給する樹脂供給装置と、を備え、
　前記加温ローラは、それぞれ前記ギャップ部における該加温ローラの周面が上方から下方へ移動するように回転し、前記ギャップ部を上方から下方へ通過する前記離型シート、前記布、及び前記マトリックス樹脂を重ね合わせた状態で下方へ押し出し、
　前記布に付着する前記マトリックス樹脂の付着量は、一対の前記加温ローラの間隔を変動させることによって制御される、プリプレグ連続製造装置。
　１対の前記加温ローラの下流側に厚さ計を備え、
　前記厚さ計の計測値により１対の前記加温ローラの間隔を調整する、請求項１に記載のプリプレグ連続製造装置。
　前記加温ローラは、前記マトリックス樹脂の粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上かつ１００Ｐａ・ｓ以下になるまで加温可能である、請求項１または２に記載のプリプレグ連続製造装置。
　前記布が前記ギャップ部へ向けて延びるルートを、前記ギャップ部上に溜まった前記マトリックス樹脂の中で前記布と両離型シートとの間に隙間が生じる角度に固定する基材用ローラを備える、請求項１～３のうちの何れか一項に記載のプリプレグ連続製造装置。
　１対の前記加温ローラの下流側に位置し、前記マトリックス樹脂が付着した前記布を加圧及び加熱のいずれか一方又は両方を行い、前記マトリックス樹脂を前記布の表面から内部まで含浸させる１対の含浸ローラと、
　前記布の内部まで前記マトリックス樹脂が含浸したプリプレグを挟み一定の速度で移動させる一対の駆動ローラと、
　完成した前記プリプレグを巻き取る巻取装置と、を備える、請求項１～４のうちの何れか一項に記載のプリプレグ連続製造装置。
　布にマトリックス樹脂が付着したプリプレグ連続製造方法であって、
　前記布の両面に離型シートを配置し、
　前記布及び１対の前記離型シートを１対の加温ローラの隙間に位置するギャップ部に通して重ね合わせ、かつ前記加温ローラの前記ギャップ部上であって一対の前記離型シートの間に溜まるように前記マトリックス樹脂を供給し、
　１対の前記加温ローラの間隔を調整することにより前記マトリックス樹脂の付着量を制御する、プリプレグ連続製造方法。
　１対の前記加温ローラの下流側に厚さ計を設置し、該厚さ計の計測値により１対の前記加温ローラの間隔を調整する、請求項６に記載のプリプレグ連続製造方法。
　前記布を、前記ギャップ部上に溜まった前記マトリックス樹脂の中で両離型シートとの間に隙間が生じるように前記ギャップ部を通過させ、前記布の両面に前記マトリックス樹脂を付着させる、請求項６または７に記載のプリプレグ連続製造方法。
　前記布を、一方の前記加温ローラの周面に巻き付いた離型シート上に重ねて巻き付かせた状態で前記ギャップ部を通過させ、前記布の片面に前記マトリックス樹脂を付着させる、請求項６または７に記載のプリプレグ連続製造方法。
　前記ギャップ部上の前記マトリックス樹脂の粘度は、０．５Ｐａ・ｓ以上かつ１００Ｐａ・ｓ以下である、請求項６～９のうちの何れか一項に記載のプリプレグ連続製造方法。