(57)【要約】    【課題】  熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回製品の製造、あるいは熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束の製造に際し、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束（トウプリプレグ）Ｔをガイド部３等の案内体に接触させて案内する際の毛羽の発生を抑制する。    【解決手段】  案内体の表面に、表面粗さＲａが０．７５〜４．０μｍで、ピークカウントＰＣが１０〜１００であるコーティングを施す。【選択図】  図１
2014188838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内体に接触させて案内する装置であって、
前記案内体の前記繊維束と接触する面に、表面粗さＲａが０．７５〜４．０μｍで、ピークカウントＰＣが１０〜１００であるコーティングを施したことを特徴とする、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束の案内装置。
【請求項２】
熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を供給する供給部と、
供給される熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をコア部材又は中空形状を形成するための中芯部材に捲回する捲回部と、
前記供給部と前記捲回部との間で熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する、請求項１記載の案内装置を含む案内部と、
を含んで構成される、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回装置。
【請求項３】
熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を供給する供給工程と、
供給される熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をコア部材又は中空形状を形成するための中芯部材に捲回する捲回工程と、
前記供給工程と前記捲回工程との間で、請求項１記載の案内装置を用いて、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する案内工程と、
前記捲回工程後に炭素繊維束に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
を含んで構成される、炭素繊維束捲回製品の製造方法。
【請求項４】
前記供給工程は、予め熱硬化性樹脂が炭素繊維束に含浸されてなるトウプリプレグを供給する工程である、請求項３記載の炭素繊維束捲回製品の製造方法。
【請求項５】
前記供給工程は、
熱硬化性樹脂未含浸の炭素繊維束を繰り出す繰出工程と、
繰り出された炭素繊維束を熱硬化性樹脂浴に浸漬して熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を形成する樹脂浸漬工程と、
を含む、請求項３記載の炭素繊維束捲回製品の製造方法。
【請求項６】
炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸部と、
熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をボビンに巻取る巻取部と、
前記樹脂含浸部と前記巻取部との間で熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する、請求項１記載の案内装置を含む案内部と、
を含んで構成される、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束の製造装置。
【請求項７】
炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、
熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をボビンに巻取る巻取工程と、
前記樹脂含浸工程と前記巻取工程との間で、請求項１記載の案内装置を用いて、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する案内工程と、
を含んで構成される、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内体に接触させて案内する案内装置に関する。本発明は、また、この案内装置を用いた熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を捲回するための熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回装置及び熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回製品の製造方法に関する。本発明は、更に、この案内装置を用いた樹脂含浸炭素繊維束（トウプリプレグ）の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば耐圧性等の機械的特性と軽量性とが要求される耐圧容器等の製品の製造方法として、フィラメント・ワインディング（ＦＷ）法と呼ばれる方法が利用される。ＦＷ法においては、ライナー等のコア部材、あるいは中空形状を形成するために成形時に使用されるマンドレルと呼ばれる中芯部材に、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化用の長繊維を引き揃えて構成される繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させた熱硬化性樹脂含浸繊維束を捲回し、その後熱硬化性樹脂を硬化させて製品を得る。
なお、ＦＷ法においては、熱硬化性樹脂が含浸されていない繊維束と熱硬化性樹脂とを別々に調達し、ＦＷ法を実施する工程内で、繊維束に熱硬化性樹脂を含浸して熱硬化性樹脂含浸繊維束を形成せしめ、引き続いてこれを捲回する方法（湿式法）、又は、トウプリプレグ（ＴＰＰ）と呼ばれる、熱硬化性樹脂が繊維束に予め含浸された熱硬化性樹脂含浸繊維束を調達し、これをそのまま捲回する方法（ＴＰＰ法）が代表的な方法として利用される（特許文献１参照）。
【０００３】
ＦＷ法においては、熱硬化性樹脂含浸繊維束の経路が設定され、該経路上にて該繊維束を回転可能なあるいは固定の案内体に接触させて案内している。また、前記ＴＰＰ法に使用されるＴＰＰを製造する工程、すなわち、繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させてＴＰＰを製造する工程においても、同様に熱硬化性樹脂含浸繊維束の経路において案内体を用いた案内が行われる。
【０００４】
特許文献２には、特定の方法で炭素繊維糸条に樹脂を含浸させ、特定の条件で該糸条を巻き取ること（請求項１）、加えて炭素繊維および／またはトウプリプレグが接触する糸条位置規制ガイドおよび繊維束成形ガイドが、その表面が３Ｓ〜２０Ｓの梨地処理されたクロムメッキからなり、前記ガイドを特定の位置関係とすること（請求項４）により、解舒時における炭素繊維の反転や幅バラツキが少なく、また炭素繊維の毛羽立ちが少ない等の特徴をもつトウプリプレグの製造方法が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０６９３３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８４２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱硬化性樹脂含浸繊維束の捲回により製品を成形する工程、あるいは、ＴＰＰの製造工程において、熱硬化性樹脂含浸繊維束を回転可能なあるいは固定の案内体に接触させて案内する際、特に繊維として炭素繊維を用いる場合に、熱硬化性樹脂含浸繊維束の表面の一部が前記案内体との摩擦によって削り取られることにより、「毛羽」が発生することがある。そして、この毛羽が前記案内体に巻付くことにより、繊維束捲回製品の製造工程やＴＰＰの製造工程において、ライン停止等の不具合をもたらすことがある。また、毛羽は、熱硬化性樹脂含浸繊維束を構成する長繊維の一部及び熱硬化性樹脂からなるものではあっても一種の異物であり、繊維束捲回製品へ混入する場合には製品に欠陥をもたらすおそれがあり、あるいは、製造するＴＰＰへ混入する場合には、製品としてのＴＰＰに欠陥をもたらすおそれがある。従って、毛羽の発生は極力抑制することが望まれる。
【０００７】
なお、本願において「毛羽」とは、前記により発生し、強化繊維の一部及び熱硬化性樹脂を含む、典型的には糸屑状である物品をいう。
【０００８】
本発明は、熱硬化性樹脂樹脂含浸炭素繊維束を用いて炭素繊維束捲回製品を製造する工程、あるいは、ＴＰＰの製造工程等において、熱硬化性樹脂樹脂含浸炭素繊維束を案内体に接触させて案内する際の毛羽の発生を抑制し、毛羽の発生に起因する炭素繊維束捲回製品又はＴＰＰの製造工程の不具合を低減すること、及びそれぞれの製品の品質を向上させることを目的とし、前記案内体として、特定の表面状態となるようにコーティングが施された部材を用いることにより、毛羽の発生を大幅に低減できるとの知見を得、この知見に基づいてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る熱硬化性樹脂含浸繊維束の案内装置は、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内体に接触させて案内する装置であって、前記案内体の前記繊維束と接触する面に、表面粗さＲａが０．７５〜４．０μｍで、ピークカウントＰＣが１０〜１００であるコーティングを施したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を供給する供給部と、供給される熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をコア部材又は中空形状を形成するための中芯部材に捲回する捲回部と、前記供給部と前記捲回部との間で熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する、上記案内装置を含む案内部と、を含んで構成される、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回装置を提供する。
【００１１】
また、本発明では、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を供給する供給工程と、供給される熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をコア部材又は中空形状を形成するための中芯に捲回する捲回工程と、前記供給工程と前記捲回工程との間で、上記案内装置を用いて熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する案内工程と、前記捲回工程後に炭素繊維束に含浸された熱硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、を含んで構成される、炭素繊維束捲回製品の製造方法を提供する。
【００１２】
前記炭素繊維束捲回製品の製造方法においては、前記供給工程は、予め熱硬化性樹脂が炭素繊維束に含浸されてなるトウプリプレグを供給する工程であってよい。
【００１３】
前記炭素繊維束捲回製品の製造方法においては、前記供給工程は、熱硬化性樹脂未含浸の炭素繊維束を繰り出す繰出工程と、繰り出された炭素繊維束を熱硬化性樹脂浴に浸漬して熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を形成する樹脂浸漬工程と、を含んでよい。
【００１４】
更に、本発明では、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸部と、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をボビンに巻取る巻取部と、前記樹脂含浸部と前記巻取部との間で熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する、上記案内装置を含む案内部と、を含んで構成される、熱硬化性樹脂含浸繊維束の製造装置を提供する。
【００１５】
また、本発明では、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をボビンに巻取る巻取工程と、前記樹脂含浸工程と前記巻取工程との間で、上記案内装置を用いて、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する案内工程と、を含んで構成される、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記の案内装置を用いることで、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束からの毛羽の発生を効果的に抑制することができる。従って、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を用いた炭素繊維束捲回製品又はＴＰＰの製造において、毛羽の発生に伴う製造工程の不具合を低減させることができ、また、それぞれ炭素繊維束捲回成形される製品又はＴＰＰの品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態を示す熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束による炭素繊維束捲回装置の概略平面図
【図２】第１実施形態でのガイド部の正面図
【図３】本発明の第１実施形態の別な態様を示す、湿式法を用いた熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束による炭素繊維束捲回装置の概略平面図
【図４】本発明の第２実施形態を示す樹脂含浸繊維束の製造装置の概略側面図
【図５】第２実施形態でのガイドローラの斜視図
【図６】表面粗さＲａの説明図
【図７】ピークカウントＰＣの説明図
【図８】Ｒａ及びＰＣと毛羽発生量との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態の一つの態様を示す、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束による炭素繊維束捲回装置（ＦＷ装置）の概略平面図である。ここでいう熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束による炭素繊維束捲回装置とは、炭素繊維束捲回製品の製造に際し、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を補強材としてコア部材又は中空形状を形成するために成形時に使用する中芯部材（マンドレル）に捲回して製品を成形するＦＷ装置である。
【００１９】
図１は、容器内壁を構成するライナーをコア部材とし、予め熱硬化性樹脂が炭素繊維束に含浸された形態で供給されるＴＰＰを用い、これを前記ライナーの外周に捲回して炭素繊維束捲回容器を製造する炭素繊維束捲回装置を示している。
【００２０】
図１の熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回装置（ＦＷ装置）は、トウプリプレグ供給部１と、第１ガイド部２と、第２ガイド部３と、ライナー４への捲回部５と、制御部８とを備える。
トウプリプレグ供給部１は、トウプリプレグＴを供給する装置であり、トウプリプレグＴが捲回された複数のボビン１０を有する。この供給部１からのトウプリプレグＴの供給速度は制御部８により制御される。
第１ガイド部２及び第２ガイド部３は、複数のボビン１０からのトウプリプレグＴを徐々に集束させるように案内する。
第２ガイド部３の詳細構造を図２により説明する。図２は第２ガイド部３の正面図であり、第２ガイド部３を図１の矢印Ａ方向（トウプリプレグＴの経路方向）に見ている。
第２ガイド部３は、上下一対の互いに平行な支持バー３１、３２を備え、各支持バー３１、３２はトウプリプレグＴの経路方向と直角でかつ水平な方向に延びている。上下一対の支持バー３１、３２間には、複数の支軸３３ａが所定の間隔で配置され、各支軸３３ａは上下方向に延びている。そして、各支軸３３ａに円筒状の案内体３３ｂが回転自在に支承されて、ガイドローラ３３が構成されている。
ここにおいて、トウプリプレグＴは、適宜のガイドローラ３３、３３間に引き通され、いずれか一方の案内体３３ｂの円筒面に接触した状態で案内される。
捲回部５は、デリバリーアイ６と、ライナー駆動部７とを備える。
デリバリーアイ６は、供給部１から供給されたトウプリプレグＴを集束させ、ＦＷでライナー４に巻付ける装置であり、ライナー４の軸方向と平行な方向に往復移動可能に設けられている。トウプリプレグＴの配向角度は、ライナー４の回転速度とデリバリーアイ６の移動速度との比により決定される。デリバリーアイ６の移動速度は制御部８により制御される。
ライナー駆動部７は、金属製の中空円筒部材であるライナー４をその軸線回りに回転駆動する。ライナー４の回転により、デリバリーアイ６を通過してきたトウプリプレグＴはライナー４の外周面に捲回される。駆動部７によるライナー４の回転速度も制御部８により制御される。
制御部８は、上述したように、トウプリプレグ供給部１、デリバリーアイ６、ライナー駆動部７等を駆動制御する。
ここにおいて、例えば、第２ガイド部３のガイドローラ３３の案内体３３ｂについて、その表面に、表面粗さＲａが０．７５〜４．０μｍで、ピークカウントＰＣが１０〜１００であるコーティングを施すことにより、案内体３３ｂとの接触によるトウプリプレグＴからの毛羽の発生を抑制し、毛羽の発生に伴う製造工程の不具合を低減させると共に、製造される成形品の品質を向上させている。
【００２１】
本発明の第１の実施形態は、図１に示した例に限定されず、製品としては容器以外であってもよく、コア部材としてライナー以外、例えば中実部材を用いてもよい。また、コア部材に代えて、中空部の形状に相当するマンドレルに熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を捲回し、熱硬化性樹脂を硬化させた後にマンドレルを引き抜くことにより、コア部材を有さない中空形状の製品を得ることもできる。
【００２２】
また、案内装置としては図１の第２ガイド部３を例示したが、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束に接触する、回転可能なあるいは固定の案内体を有し、前記繊維束を案内する案内装置である限りにおいて、これに限定されない。
【００２３】
図３は本発明の第１実施形態の別の態様を示すもので、図１に示すＴＰＰ法に代えて、湿式法を用いた熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束による炭素繊維束捲回装置（ＦＷ装置）の概略平面図である。
図３の熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回装置（ＦＷ装置）は、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束の供給部２０と、ガイド部３と、ライナー４への捲回部５と、制御部８とを備える。なお、図１と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
熱硬化性樹脂樹脂炭素繊維束の供給部２０は、熱硬化性樹脂を含浸していない炭素繊維束Ｃ１を繰り出す供給ロール２１と、供給ロール２１からの炭素繊維束Ｃ１を集束させるように案内するガイド部２２と、ガイド部２２からの炭素繊維束Ｃ１を通過させることにより熱硬化性樹脂を含浸させる熱硬化性樹脂浴（レジンバス）２３と、を含んで構成され、レジンバス２３を通過して得られた熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束Ｃ２を供給する。
前記供給部２０から供給される熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束Ｃ２は、ガイド部３を経て、ライナー４への捲回部５へ向かう。捲回部５では、図１に示したＴＰＰ法と同様に、ライナー４に捲回される。
ここにおいて、本発明に係る案内装置は、例えばガイド部３に、図１及び図２に示したものと同様の形態で利用される。
【００２４】
なお、図３に示す湿式法は、熱硬化性樹脂が未含浸の炭素繊維束に、ＦＷ工程と同一の工程中で熱硬化性樹脂を含浸して熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を形成しつつこれを捲回するため、ＴＰＰ法に比較してコストを低減することが可能である。一方、湿式法においては、炭素繊維束を熱硬化性樹脂浴中に浸漬・通過させるという簡易な方法により含浸を行うため、低粘度の熱硬化性樹脂しか使用できず、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束に高いタック性を付与することができない等の制限がある。これに対して、図１に示すＴＰＰ法においては、コーター等の含浸装置を使用して高粘度の熱硬化性樹脂を含浸することも可能であるため、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束のタック性等の性状に大きな自由度を付与することが可能となる。
【００２５】
図４は本発明の第２実施形態を示す樹脂含浸繊維束（トウプリプレグ）の製造装置の概略側面図である。
図４のトウプリプレグ製造装置は、炭素繊維束Ｔ１の繰り出し部５１と、炭素繊維束Ｔ１を案内するガイド部５３と、炭素繊維束Ｔ１に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸部５６と、熱硬化性樹脂を含浸させた繊維束（ＴＰＰ）Ｔ２を案内するガイド部６０と、ＴＰＰ  Ｔ２を巻取る巻取り部６３と、を含んで構成される。
繰り出し部５１は、炭素繊維束Ｔ１を供給する装置であり、炭素繊維束Ｔ１が巻回された複数のボビン５２を備える。
ガイド部５３は、上下一対の開繊バー５４、５５を含んで構成され、繰り出し部５１からの炭素繊維束Ｔ１を樹脂含浸部５６へ案内する。
樹脂含浸部５６は、例えば一連のガイドローラ群５７により構成され、樹脂槽５８からギアポンプ５９により熱硬化性樹脂が一つのローラに供給される。当該ローラには、例えば溝が形成され、この溝に炭素繊維束が通され、この溝にギアポンプ５９から送り出される熱硬化性樹脂が供給され、場合により対向するローラにて圧縮することにより、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸する。
ガイド部６０は、最終段のガイドローラ６１と外部のガイドローラ６２とを含んで構成され、樹脂含浸部５６にて樹脂を含浸された繊維束Ｔ２を巻取部６３へ案内する。
巻取部６３は、樹脂を含浸された繊維束Ｔ２をボビンに巻取る装置であり、複数の巻取ボビン６４を備える。
これにより、樹脂を含浸された繊維束Ｔ２がボビン６４の形で、トウプリプレグとして製品化される。
ここにおいて、図５に樹脂含浸部５６の最終段のガイドローラ６１の斜視図を示す。このガイドローラ６１は、支軸６１ａと、この支軸６１ａに回転自在に支承された円筒状の案内体６１ｂとから構成されている。このガイドローラ６１の案内体６１ｂについては、その表面に、表面粗さＲａが０．７５〜４．０μｍで、ピークカウントＰＣが１０〜１００であるコーティングを施すことにより、案内体６１ｂとの接触による樹脂含浸繊維束Ｔ２からの毛羽の発生を抑制し、製造されるトウプリプレグの品質を向上させている。
【実施例】
【００２６】
本発明では、熱硬化性樹脂を含浸させた繊維束を案内体に接触させて案内する装置において、その案内体の表面に、表面粗さＲａが０．７５〜４．０μｍで、ピークカウントＰＣが１０〜１００であるコーティングを施すが、以下に実施例及び比較例によりその詳細を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
〔表面粗さの測定〕
コーティング材の粗度測定については、Mahr社製ペルトメーターM4Piを用いて、コーティング表面のＲａ及びＰＣを測定した。
Ｒａとは、図６に示されるように、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値である。これは算術平均粗さとも呼ばれ、１つの傷が測定値に及ぼす影響が非常に小さくなり、安定した結果が得られるという特徴がある。
ＰＣとは、図７に示されるように、粗さ曲線での、単位長さＬ＝１０ｍｍ当たりの山の数であり、粗さ曲線を求め、その中心線と平行に上下それぞれに中心線からの距離が０．１３μｍの直線を設け、上側の直線を超えた後、下側の直線を超えたときに１カウントしたときの、測定長さ１０ｍｍに達するまでの総カウント数として測定される。
【００２８】
〔実施例１〕
汎用エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維のトウプリプレグ（繊維：東レ社製T800SC‐24K、樹脂含量：29ｗｔ％）４本を、大阪ガスケミカル社製コーティングPC1215／620（Ｒａ＝2.87、ＰＣ＝20）を施した２本の回転しない段違いバー（各Φ6ｍｍ、基材はSUS304）に互いに接触しないようにＳ字状に通し、張力3kgを掛けながら25ｍ／分の速度で600ｍ流した時に、バーに付着した全ての毛羽の重量を測定した。
【００２９】
〔実施例２〕
コーティングを、フッ素セラミックコーティング（Ｒａ＝0.77、ＰＣ＝33）にした以外は実施例１と同じ条件で、バーに付着した全ての毛羽の重量を測定した。
【００３０】
〔実施例３〕
コーティングを、フッ素（PFA）コーティング（Ｒａ＝1.75、ＰＣ＝85）にした以外は実施例１と同じ条件で、バーに付着した全ての毛羽の重量を測定した。
【００３１】
〔比較例１〕
コーティングを、ブラストロンコーティング（Ｒａ＝0.69、ＰＣ＝233）にした以外は実施例１と同じ条件で、バーに付着した全ての毛羽の重量を測定した。
【００３２】
〔比較例２〕
バーにコーティングを施さず（Ｒａ＝0.27、ＰＣ＝280）、それ以外は実施例１と同じ条件で、バーに付着した全ての毛羽の量を測定した。
【００３３】
〔実施例４〕
汎用エポキシ樹脂を含浸させた炭素繊維のトウプリプレグ（繊維：東レ社製T800SC‐24K、樹脂含量：29ｗｔ％）５本を、大阪ガスケミカル社製コーティングＰＣ1215／620（Ｒａ＝2.87、ＰＣ＝20）を施した６本の回転ローラー（材質：アルミニウム、Φ８ｍｍ）の間に各１本ずつ通し、張力4ｋｇ、35ｍ／分の速度で1200ｍ流した時に、回転ローラーに付着した全ての毛羽の重量を測定した。
【００３４】
〔実施例５〕
コーティングを、フッ素セラミックコーティング（Ｒａ＝0.77、ＰＣ＝33）にした以外は実施例４と同じ条件で、回転ローラーに付着した全ての毛羽の重量を測定した。
【００３５】
〔比較例３〕
コーティングを、トシコ社製UNA-880GY（Ｒａ＝5.29、ＰＣ＝103）にした以外は実施例４と同じ条件で回転ローラーに付着した全ての毛羽の重量を測定した。
【００３６】
上記の実施例及び比較例で採取した毛羽の重量（ｍｇ）の測定結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2014188838.tif 000003
【００３８】
また、上記の実施例及び比較例以外に、本発明者らは、各種コーティング材でのＲａ及びＰＣと、発生した毛羽の重量とを測定しており、その結果を上記実施例及び比較例の結果と共に表２に示す。
【００３９】
【表２】
2014188838.tif 000004
【００４０】
図８は、Ｒａ及びＰＣと毛羽発生量との関係を示す図であり、表１及び表２のデータに基づき、Ｒａを横軸、ＰＣを縦軸として、Ｒａ、ＰＣにより定まる位置に、発生した毛羽の重量に比例させた面積を持つ円を描いたものである。
これによると、図８に点線枠で示す、Ｒａ＝０．７５〜４．００、ＰＣ＝１０〜１００の範囲内では、毛羽の発生量に対応する円の面積が小さくなり、案内体の表面粗度の適正範囲であると考えられる。この範囲は、従来に比べ、Ｒａはやや高いが、ＰＣが小さい範囲となっている。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を案内体に接触させて案内する装置において、案内体の表面に、表面粗さＲａが０．７５〜４．０μｍで、ピークカウントＰＣが１０〜１００であるコーティングを施したことにより、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束からの毛羽の発生を効果的に抑制することができる。
【００４２】
また、本実施形態での熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回装置は、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を供給する供給部と、供給される熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をコア部材又は中空形状を形成するための中芯部材に捲回する捲回部と、前記供給部と前記捲回部との間で熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する上記コーティングの案内装置を含む案内部と、を含んで構成されるため、毛羽発生に伴う熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回工程の不具合を低減できると共に、成形される製品の品質を向上させることができる。なお、前記供給部は、予め炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させてなるトウプリプレグを供給してもよいし、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸部を含んで構成され、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させて熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を形成しこれを供給してもよい。
【００４３】
また、本実施形態での熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回方法は、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を供給する供給工程と、供給される熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をコア部材又は中空形状を形成するための中芯部材に捲回する捲回工程と、前記供給工程と前記捲回工程との間で、上記コーティングの案内装置を用いて、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束を案内する工程と、を含んで構成されるため、毛羽発生に伴う熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回工程の不具合を低減できると共に、成形される製品の品質を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態の熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束（トウプリプレグ）の製造装置は、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸部と、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束をボビンに巻取る巻取部と、前記樹脂含浸部と前記巻取部との間で熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を案内する上記コーティングの案内装置と、を含んで構成されるため、毛羽発生に伴うトウプリプレグ製造工程の不具合を低減できると共に、製品としてのトウプリプレグの品質を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態の熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束（トウプリプレグ）の製造方法は、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維束をボビンに巻取る巻取工程と、前記樹脂含浸工程と前記巻取工程との間で、上記コーティングの案内装置を用いて、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束を案内する工程と、を含んで構成されるため、毛羽発生に伴うトウプリプレグ製造工程の不具合を低減できると共に、製品としてのトウプリプレグの品質を向上させることができる。
【００４６】
なお、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束からの毛羽の発生を抑制し、熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束捲回工程、あるいはトウプリプレグ製造工程における毛羽の発生に伴う不具合を低減でき、ＦＷ法により成形される製品、あるいは製造されるトウプリプレグの品質を向上させることができ、産業上の利用可能性は大である。
【符号の説明】
【００４８】
１  トウプリプレグ供給部
２  第１ガイド部
３  第２ガイド部
４  ライナー
５  捲回部
６  デリバリーアイ
７  ライナー駆動部
８  制御部
１０  トウプリプレグＴのボビン
２０  熱硬化性樹脂含浸炭素繊維束の供給部
２１  供給ロール
２２  ガイド部
２３  熱硬化性樹脂浴（レジンバス）
３１、３２  支持バー
３３  ガイドローラ
３３ａ  支軸
３３ｂ  案内体
５１  繰り出し部
５２  ボビン
５３  ガイド部
５４、５５  開繊バー
５６  樹脂含浸部
５７  ガイドローラ
５８  樹脂槽
５９  ギアポンプ
６０  ガイド部
６１  ガイドローラ
６１ａ  支軸
６１ｂ  案内体
６２  ガイドローラ
６３  巻取部
６４  巻取ボビン
【図１】
2014188838.tif 000005
【図２】
2014188838.tif 000006
【図３】
2014188838.tif 000007
【図４】
2014188838.tif 000008
【図５】
2014188838.tif 000009
【図６】
2014188838.tif 000010
【図７】
2014188838.tif 000011
【図８】
2014188838.tif 000012