(57)【要約】【課題】トウプリプレグの製造に連続してFW成形を行う効率性を向上させた場合も、トウへの樹脂含有量を均一に制御でき、しかも高速運転が可能なFW法による繊維強化複合材料の製造法及び該方法に用いる製造装置を提供すること。【解決手段】本発明の製造装置は、トウ繰出し手段と、トウへの樹脂供給手段と、樹脂含浸手段と、トウプリプレグを巻取りる巻回手段と、トウ進行速度のフィードバック信号を樹脂供給手段に送る信号送信手段とを備え、樹脂供給手段が、信号送信手段からの信号を受理し、トウへの樹脂供給量制御部を具備する樹脂供給ポンプと、樹脂排出ノズルと、樹脂供給ポンプから樹脂をノズルに移送する樹脂移送管とを有し、進行速度に合わせてトウの樹脂含有量が一定になるよう樹脂供給手段により樹脂を供給するために、樹脂移送管を、該管内の樹脂移送量の変化により変形しない管としたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006063173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トウ繰出し手段と、該トウに樹脂を供給する樹脂供給手段と、供給された該樹脂をトウに含浸させる樹脂含浸手段と、樹脂含浸されたトウプリプレグを巻取り部に巻つける巻回手段と、トウの進行速度を感知し、該速度のフィードバック信号を前記樹脂供給手段に送る信号送信手段とを備え、且つ前記樹脂供給手段が、前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、樹脂のトウへの供給量を制御する樹脂供給量制御部を具備する樹脂供給ポンプと、樹脂をトウに供給するノズルと、樹脂供給ポンプから樹脂を該ノズルに移送する樹脂移送管とを有する装置を用いてフィラメントワインディングによりトウプリプレグを巻回させた繊維強化複合材料を製造する方法であって、
前記トウ繰出し手段によりトウを繰出し、前記樹脂供給手段によりトウに樹脂を供給し、前記樹脂含浸手段により樹脂をトウに含浸させ、樹脂含浸されたトウプリプレグを前記巻回手段により巻取り部に巻つけるにあたり、
前記樹脂供給手段において、前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、トウの進行速度に合わせてトウの樹脂含有量が一定になるように、前記樹脂移送管を、該管内の樹脂移送量の変化により変形しない管としてトウに樹脂供給することを特徴とするトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料の製造法。
【請求項２】
樹脂として２液型樹脂を用いるために、前記樹脂供給ポンプを２個備え、これら樹脂供給ポンプと前記ノズルとの間にスタティックミキサーを前記樹脂移送管に連結して設けた装置を用い、２個の樹脂供給ポンプから排出される２液型樹脂のそれぞれを、前記スタティックミキサーにより混合し、前記樹脂移送管を介して前記ノズルに移送することを特徴とする請求項１記載の製造法。
【請求項３】
前記樹脂移送量の変化により変形しない樹脂移送管が、金属製の管であることを特徴とする請求項１又は２記載の製造法。
【請求項４】
トウ繰出し手段と、該トウに樹脂を供給する樹脂供給手段と、供給された該樹脂をトウに含浸させる樹脂含浸手段と、樹脂含浸されたトウプリプレグを巻取り部に巻つける巻回手段と、トウの進行速度を感知し、該速度のフィードバック信号を前記樹脂供給手段に送る信号送信手段とを備え、
前記樹脂供給手段が、前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、樹脂のトウへの供給量を制御する樹脂供給量制御部を具備する樹脂供給ポンプと、樹脂をトウに供給するノズルと、樹脂供給ポンプから樹脂を該ノズルに移送する樹脂移送管とを有し、
前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、樹脂をトウの進行速度に合わせてトウの樹脂含有量が一定になるように前記樹脂供給手段により樹脂を供給するために、前記樹脂移送管を、該管内の樹脂移送量の変化により変形しない管としたことを特徴とするトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にFW(フィラメントワインディング)成形を利用した繊維強化プラスチック等のトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料の製造法及び該製造法等に用いることができる製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維等の強化繊維とエポキシ樹脂からなる複合材料は、比強度、比弾性率に優れているため、スポーツ用途、航空機等の構造材料、土木材料、ロール等の分野に広く使用されている。
これらの複合材料を製造するため、強化繊維をそのまま加工用材料として用いる場合もあるが、多くの場合は樹脂を含浸して織物プリプレグ、チョップドファイバープリミックス、シートプリプレグ、トウプリプレグ等の中間加工材料として使用される場合が多い。
いずれの場合においても最終製品である複合材料成形物の製造コストを低減し、一方では品質を高くすることが望まれている。特に複合材料の繊維とマトリックス樹脂との割合をコントロールすることは、複合材料成形物の強度、弾性率、熱膨張率等の物性を高くし、品質の安定した製品を得る上で極めて重要である。
このような複合材料成形物の製造法としてはFW成形法が知られており、該方法は、産業用ロールやゴルフシャフト等、筒状の成型物を量産するのに適した成型法であるため、幅広く用いられている。
【０００３】
FW成形における現在の主流は、液状の樹脂を用いる、レジンバス法、回転ロール法等のいわゆるウェット法である。
レジンバス法は、トウをレジンバス内に通過させて樹脂含浸させた後、オリフィス、ロール等によって余剰の樹脂を搾り取り樹脂含有量を調整する方法である。しかし、この方法はオリフィス、ロール等で余剰の樹脂を搾り取る際にトウとの摩擦が生じ、糸切れ、毛羽立ち等を伴うトウの損傷が生じる。また樹脂を搾り取ることによって樹脂含有量を調整するため、樹脂含有量を１％の精度で調整することが難しく、さらに樹脂含有量が４０質量％以下のものを製造することは困難である。また、レジンバス内に直接トウを通過させるので、レジンバス内が毛羽等で汚損してしまう問題が生じる。
回転ロール法は、回転ロール上に樹脂層を形成しトウに転写するような転写ロール式の含浸法、例えばドクターブレードを持つ回転ドラムによる含浸法である。しかし、この方法においてもドクターブレードと回転ロール間のギャップの微調整が難しく、またトウの糸幅の不均一性による転写率のばらつきにより、樹脂含有量の均一性を保つことは難しい。また回転ロールとトウとの摩擦により、上記方法と同様に糸切れ、毛羽立ち等によるトウの損傷及びレジンバス内の汚損が生じる。
前記レジンバス法及び回転ロール法のいずれも、反応性の高い樹脂を用いることが多く、このため室温で徐々に硬化反応が進行し、ワインディング中に樹脂粘度が増加する傾向がある。このような粘度変化は樹脂のピックアップ量に影響するため、結果として樹脂含量の均一性が損なわれることになる。
これらの方法により製造された成型品は、繊維と樹脂との重量比を精度良く一定にすることが困難であることによる品質安定性の低さ、またトウの摩擦による損傷を防ぐために生産速度が低いことによる製造コストの高さ等の問題がある。
【０００４】
そこで、予め樹脂が含浸されたトウプリプレグを用いてFWを行う、いわゆるドライ法が用いられることがある。しかし、この方法は、トウプリプレグを製造する工程とFWを行う工程の２工程を別に行うので、必然的にトータルコストが高くなる。また、単純にFW工程の前に、トウプリプレグ製造ラインを設置して連続運転することによるトータルコストの低減も考えられる。
ところで、トウプリプレグの製造法としては、例えば、特許文献１において、ノズルを介してマトリックス樹脂を一定の供給量でトウに供給し、かつ該ノズルを通過するトウを一定速度に制御することにより、トウへの樹脂含浸量の均一性を実現しうる製造法が提案されている。
一方、FWでは、トウプリプレグの折り返しやヘリカル巻き、或いは異形形状のマンドレルにワインディングを行う等の動作を伴う。このため、上記のようなトウプリプレグの製造法に連続してFWを行う場合、トウの速度が大きく変化し、トウ速度を一定に制御することが極めて困難である。従って、特許文献１に記載されるようなトウプリプレグの製造装置をそのままFW装置の前段に設置しても所望の効果、即ち、トウへの樹脂含有量を一定に制御できるという効果を達成することができない。
【特許文献１】特開平９−１７６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、トウプリプレグの製造に連続してFW(フィラメントワインディング)成形を行う効率性を向上させた場合にも、トウの糸方向に対する樹脂含有量を均一に制御でき、しかも高速運転が可能なFW法によるトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料の製造法及び該方法等に使用できる製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した、まず、トウプリプレグの製造に連続してFW成形を行う効率性の向上を達成するに際して、トウの進行速度を一定に制御することはFW時におけるトウプリプレグの動作を鑑みた場合、上述のとおり現実的には不可能に近いことを認識した。そこで、トウの進行速度変化を前提にトウへの樹脂供給量を変化させるために、トウの進行速度を感知し、該速度のフィードバック信号を樹脂供給手段に送り、トウへの樹脂供給量をトウの進行速度に合わせて変化させる手段に着目した。
しかし、現実には、トウへの樹脂含有量を常に一定範囲に保持することができず、その原因を鋭意探求した。ところで、通常のトウプリプレグの製造に採用される樹脂供給手段において、樹脂供給ポンプと樹脂排出ノズルとを接続する樹脂移送管には、取り回しがし易いポリウレタン等の柔軟なプラスチック管が採用されている。このようなプラスチック管の採用は、トウ進行速度の変化が少ないトウプリプレグの製造においては何ら問題がないものである。しかし、前記原因の探求をしていく過程で、本発明のようにトウの進行速度が変化することを前提とした場合には、この樹脂移送管の材質が問題であることをが判ってきた。そこで、この樹脂移送管の材質を金属等の管内における樹脂移送量の変化により変形しないものを採用したところ上記課題が解決でき、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明によれば、トウ繰出し手段と、該トウに樹脂を供給する樹脂供給手段と、供給された該樹脂をトウに含浸させる樹脂含浸手段と、樹脂含浸されたトウプリプレグを巻取り部に巻つける巻回手段と、トウの進行速度を感知し、該速度のフィードバック信号を前記樹脂供給手段に送る信号送信手段とを備え、且つ前記樹脂供給手段が、前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、樹脂のトウへの供給量を制御する樹脂供給量制御部を具備する樹脂供給ポンプと、樹脂をトウに供給するノズルと、樹脂供給ポンプから樹脂を該ノズルに移送する樹脂移送管とを有する装置を用いてフィラメントワインディングによりトウプリプレグを巻回させた繊維強化複合材料を製造する方法であって、前記トウ繰出し手段によりトウを繰出し、前記樹脂供給手段によりトウに樹脂を供給し、前記樹脂含浸手段により樹脂をトウに含浸させ、樹脂含浸されたトウプリプレグを前記巻回手段により巻取り部に巻つけるにあたり、前記樹脂供給手段において、前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、トウの進行速度に合わせてトウの樹脂含有量が一定になるように、前記樹脂移送管を、該管内の樹脂移送量の変化により変形しない管としてトウに樹脂供給することを特徴とするトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料の製造法が提供される。
また本発明によれば、トウ繰出し手段と、該トウに樹脂を供給する樹脂供給手段と、供給された該樹脂をトウに含浸させる樹脂含浸手段と、樹脂含浸されたトウプリプレグを巻取り部に巻つける巻回手段と、トウの進行速度を感知し、該速度のフィードバック信号を前記樹脂供給手段に送る信号送信手段とを備え、前記樹脂供給手段が、前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、樹脂のトウへの供給量を制御する樹脂供給量制御部を具備する樹脂供給ポンプと、樹脂をトウに供給するノズルと、樹脂供給ポンプから樹脂を該ノズルに移送する樹脂移送管とを有し、前記信号送信手段からのフィードバック信号を受理し、トウの進行速度に合わせてトウの樹脂含有量が一定になるように前記樹脂供給手段により樹脂を供給するために、前記樹脂移送管を、該管内の樹脂移送量の変化により変形しない管としたことを特徴とするトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料の製造法及び製造装置は、上記構成、特に、トウの進行速度を感知し、該速度のフィードバック信号を樹脂供給手段に送り、トウへの樹脂供給量をトウの進行速度に合わせて変化させる手段と、樹脂供給手段において、樹脂供給ポンプと樹脂排出ノズルとを接続する樹脂移送管として、該管内の樹脂移送量の変化により変形しない管とを採用するので、トウプリプレグの製造に連続してFW成形を行う効率性を向上させた場合にも、トウの糸方向に対する樹脂含有量を均一に制御でき、しかも高速運転をも可能にしてトウプリプレグが巻回された繊維強化複合材料が効率良く製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
図１は、本発明の製造法を実施しうる繊維強化複合材料の製造装置における一実施形態の例を説明するための概略図であって、１０は、トウプリプレグの製造からFW成形を連続して実施しうる繊維強化複合材料の製造装置である。装置１０は、トウを繰出すクリール１１を備えるトウ繰出し手段と、樹脂タンク(１２ａ，１２ｂ)、樹脂供給ポンプ(１３ａ，１３ｂ)、樹脂混合用スタティツクミキサー１４、扁平ノズル１５及び樹脂移送管(１６ａ，１６ｂ，１６ｃ)を備える樹脂供給手段と、樹脂含浸熱プーリー１７及び加熱可能なニップロール１８を備える樹脂含浸手段と、トウの進行速度を感知する速度センサープーリー１９と、該速度のフィードバック信号を前記樹脂供給手段に送る信号送信器２０と、トウプリプレグをFWでマンドレル２１ａに巻きつける、デリバリーアイ２１ｂを有する巻回部２１とを備える。
前記繰出し手段と樹脂供給手段との間には、図示するようにガイドプーリー(２２ａ，２２ｂ)及び予熱プーリー（２３ａ，２３ｂ)が設けられている。
【００１０】
次に、図１に示される装置を用いて本発明の製造法を実施する例を説明する。まず、クリール１１から繰り出されたトウは、ガイドプーリー(２２ａ，２２ｂ)を通過して予熱プーリー２３ａに通されて、所定温度まで加熱され同時にトウの断面は扁平な形状となる。予熱プーリー２３ａを通過したトウは次の予熱プーリー２３ｂに通される。
一方、樹脂タンク(１２ａ，１２ｂ)には２液型のマトリックス樹脂と硬化剤とが別個に保存されており、FW運転時にそれぞれ樹脂供給ポンプ(１３ａ，１３ｂ)に送られる。樹脂タンク(１２ａ，１２ｂ)は、マトリックス樹脂の可使時間を長くできるように密閉型のものが好ましく用いられる。マトリックス樹脂の加熱は、樹脂タンク(１２ａ，１２ｂ)、樹脂移送管(１６ａ，１６ｂ，１６ｃ)又はノズル１５等に適当な加熱手段を付与することにより行うことができる。ポンプ(１３ａ，１３ｂ)による樹脂及び硬化剤の供給量制御は、センサープーリー１９で測定されたトウの速度のフィードバック信号を信号送信器２０から受理し、トウの樹脂含有量が常に一定量となるようポンプの回転速度を制御する樹脂供給量制御部(図示せず)により調整される。
【００１１】
ポンプ(１３ａ，１３ｂ)からの樹脂及び硬化剤は、樹脂移送管(１６ａ，１６ｂ)を介してスタティックミキサー１４に送られて混合され、樹脂移送管１６ｃを介して扁平ノズル１５を通して、熱プーリー１７を通過するトウの表面に供給される。この際、樹脂が一液型の場合には、一方の樹脂タンク１２ｂ、ポンプ１３ｂ及びスタティックミキサー１４を省くことができる。またノズルとして扁平ノズル１５を用いることにより、樹脂は広がったトウの幅全面に引き伸ばされた形で供給される。
前記樹脂移送管(１６ａ，１６ｂ，１６ｃ)は、トウの速度に同期した樹脂供給を実現するために、管内の樹脂移送量の変化により変形しない管、例えば、銅管等の金属製管とする必要がある。ここで、通常トウプリプレグの製造に使用されているポリウレタン等の柔軟なプラスチック管を用いると、トウの速度が変動することにより、ポンプの回転数が変化した際に、プラスチック管自体が変形、例えば膨れやしぼみが生じ、樹脂供給量の変動に追随できずに遅れが生じ、結果としてトウの樹脂含有量を一定に保持することができなくなる。
【００１２】
前記樹脂供給されたトウは、ニップロール１８を通過することにより、樹脂がトウ内部に含浸され、樹脂含有量がトウの長手方向に均一で、かつ糸束内での樹脂の分布が均一なトウプリプレグが製造される。
続いて、トウプリプレグは速度センサープーリー１９を通過後、巻取り部２１のデリバリアイ２１ｂを通って、マンドレル２１ａに巻き取られる。
トウプリプレグの線速度は、センサープーリー１９により常時測定され、リアルタイムで信号送信器２０から樹脂供給量を制御するポンプ(１３ａ，１３ｂ)にフィードバックされるため、例えば、デリバリアイ２１ｂの折り返し時に速度が低下した際も、あるいは、巻き始めから巻き終わりまでにおけるワインディング成形体の径が変化した場合でも、樹脂供給量が制御され、トウに対する樹脂含浸量は終始一定に制御されてFW成形が実施される。
【００１３】
図１においては、クリール、ガイドプーリー、予熱プーリー、ノズル、熱プーリー等はそれぞれ１個又は２個であるが、それ以上を並列に設置して複数のトウを同時にワインディングすることもできる。
【００１４】
本発明の製造法において、トウへの樹脂含有量の設定値に対する精度は±２％以下、好ましくは±１％以下にすることができる。また、樹脂含有量の設定範囲は特に限定されないが通常１０〜５０質量％、好ましくは２０〜４０質量％にすることができる。樹脂含有量が５０質量％を超える場合は液だれがあって樹脂含有量を精度よく制御することが困難であり、また１０質量％未満ではトウ内部に樹脂を均一に含浸させることが困難になる恐れがある。
トウへの樹脂含有量の制御は、前述のとおり、糸速あたりのポンプの回転数を制御することで任意の樹脂供給量でのFW成形を実施することができる。
【００１５】
前記糸速は、強化繊維の種類により好ましい範囲を適宜決定することができる。例えば、炭素繊維の場合は、通常５〜２００ｍ／分、好ましくは１０〜１５０ｍ／分の糸速とすることができる。炭素繊維の糸速が５ｍ／分未満では生産性が低下する恐れがあり、また２００ｍ／分を超えると糸切れや毛羽が発生し易くなる。また糸速は樹脂の粘度、特に樹脂供給時あるいは含浸時の粘度により好ましい範囲を適宜決定することができる。
前記樹脂の粘度が０．０１〜１０ポイズの場合には、通常５〜２００ｍ／分、好ましくは１０〜１５０ｍ／分の糸速とすることが好ましい。樹脂の粘度が１０ポイズを超え、１００ポイズ以下の場合には、通常５〜１５０ｍ／分、好ましくは１０〜１２０ｍ／分の糸速とすることができる。樹脂の粘度が１００ポイズを超え、３００ポイズ以下の場合には、通常５〜１２０ｍ／分、好ましくは１０〜１００ｍ／分の糸速とすることができる。樹脂の粘度が３００ポイズより大きい場合には、糸速は低速化し、粘度が０．０１ポイズより小さい場合は高速化することが可能であるが、液だれが発生し易くなる。
【００１６】
前記樹脂を供給する方法は、定量性に優れた樹脂供給ポンプを用いることが好ましい。定量供給性に優れるポンプの種類は特に限定されず、例えば、ロータリーポンプ、プランジャーポンプ、ギアポンプ、モーノポンプ、渦巻ポンプ、カスケードポンプ、ミッドランドポンプ、ダイヤフラムポンプ等が挙げられる。
【００１７】
トウへの樹脂供給量は、糸速に応じて樹脂の供給量を調整することにより容易に制御することができる。樹脂の供給量は、［(糸速)×(単位長さあたりのトウの重さ)×(樹脂含有量(質量％)の設定値)］／［１００−(樹脂含有量(質量％)の設定値)］で決まるが、通常０．１〜２４０ｇ／分、好ましくは１〜１００ｇ／分の範囲で設定することができる。
【００１８】
トウに適用される強化繊維は特に限定されず、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、アラミド繊維等が具体的に挙げられ、特に炭素繊維が好ましく用いられる。更に好ましくは、樹脂が含浸し難い、繊維径が６μｍ以下でかつ繊度が８００ｇ／ｋｍ以上の炭素繊維が挙げられる。
【００１９】
前記樹脂は特に限定されず、例えば、熱硬化性の樹脂、特にエポキシ樹脂が取り扱い易いので好ましく挙げられる。エポキシ樹脂としては、潜在型硬化剤を用いた一液型のエポキシ樹脂でもよいが、より低粘度の２液型エポキシ樹脂をスタティックミキサーにより混合しながら用いることが好ましい。スタティックミキサーの使用により、従来のウェット法FWにおける問題点の１つであった、ワインディング中に樹脂が徐々に反応して粘度が上昇し、従って樹脂含浸量が増加してしまうという問題が解決できる。
本発明の製造法においては、樹脂供給時、供給前あるいは供給後に、樹脂及び／又はトウを、それぞれ樹脂の硬化温度より３０℃以下の温度を上限として加熱することで、トウ内部へ樹脂を含浸し易くすることができる。該加熱は、通常１５〜１５００℃で行い、好ましくは１５〜９００℃の範囲で行うことで樹脂の粘度を容易に安定させることができる。
【００２０】
前記樹脂の加熱は、樹脂槽中のみならず、ノズルに至るまでの樹脂移送管においても行うことが好ましい。樹脂移送管中において樹脂温度が低下すると、樹脂粘度が上昇し、最悪の場合樹脂により管が閉塞する恐れがある。樹脂移送管の加熱は、例えば、管にリボンヒーターを巻回して加熱する方法が簡便で有効である。この際、リボンヒーターからの熱を素早く、かつ均一に管内の樹脂に伝達するため、樹脂移送管自体の熱伝導率は高いことが必要である。このような観点から樹脂移送管は、銅等の金属製であることが好ましい。
【００２１】
粘度の高い樹脂を用いる場合は、加熱又は溶剤希釈等の処理によって樹脂の粘度を、通常０．０１〜３００ポイズ、好ましくは０．１〜１００ポイズ、最も好ましくは０．１〜１０ポイズの範囲に低粘度化して使用することが望ましい。特に樹脂の温度が１５〜３０℃で粘度が上記範囲内にあれば取り扱いが容易で好ましい。樹脂の粘度が３００ポイズを超える場合はトウヘの含浸が不十分となる恐れがあり、かつトウの毛羽が発生し易くなる。また粘度が０．０１ポイズに満たない場合は液だれし易くなる恐れがある。
トウヘの樹脂の含浸し易さは、樹脂の粘度だけでなく、トウのフィラメント径や使用されるサイジング剤でも異なる。フィラメント径が小さいトウや硬めのサイジング剤を使用したトウは樹脂が含浸し難い。
【００２２】
トウの加熱は、樹脂供給前、供給時あるいは供給後いずれでも行うことができるが、前述のような含浸し難いトウを用いる場合は、樹脂供給前にトウを予熱プーリーにより通常１５〜１５０℃、好ましくは１５〜９０℃に加熱することが好ましい。
トウの加熱方法は特に限定されないが、トウの加熱、トウの扁平化及び樹脂の含浸を同時に行うことができる予熱プーリー及び熱プーリーを使用して行うことが好ましい。該プーリーの使用によって樹脂の含浸を効果的に促進することができる。また並列に熱プーリーを２個以上並べて、複数本のトウを同時に運転することも容易であり、場所をとらずに、しかも大量生産がし易い。
【００２３】
トウの樹脂含有量は、プーリーの溝の断面形状によっても影響を受ける。予熱プーリー及び熱プーリーの溝の断面形状は、U字型、V字型、逆U字型、底が平らなU字型等いずれの形状でも使用できるが、底が平らなU字型のものが、均一な厚みにトウを扁平化でき、かつ樹脂をより均一にトウに含浸させることができるので好ましい。
扁平なトウの幅と厚みの比は、通常１０〜１０００：１、好ましくは３０〜１００：１である。また、本発明では前述のような同様な効果が得られるならばプーリーの替わりにドラムやロール等を使用することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが本発明はこれにより限定されない。
実施例１
トウとして三菱レイヨン(株)製の炭素繊維ＴＲＨ５０−１２Ｋ(商品名、フィラメント数１２０００本、トウの単位長さ当たりの重量０．８１ｇ／ｍ)を用い、２５℃における粘度が５０ポイズのエポキシ樹脂主剤からなるマトリックス樹脂と、同粘度が０．４ポイズの硬化剤とからなる、硬化温度１３０℃の２液型熱硬化性エポキシ樹脂を用い、図１に示す装置を用いて上述の方法に従ってFWを実施した。
樹脂を供給するノズル１５を通過するトウの最高線速度は２０ｍ／分から開始し、製造上問題が発生する(毛羽の発生、樹脂含浸不良等)まで１０ｍ／分単位で速度を上げていくことにより、最高運転速度を求めた。いずれの速度でも樹脂含有量の目標値は３０質量％として運転を行った。
また、ワインディングされた成形体の１０カ所の部位から２ｃｍ角のサンプルを切り出し、実際の樹脂含有量を測定した。結果を表１に示す。
【００２５】
比較例１
図１の製造装置において、樹脂移送管(１６ａ，１６ｂ，１６ｃ)をポリウレタン製の管に変更した以外は実施例１と同様に運転し、最高運転速度及び１０カ所の樹脂含有量を測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
比較例２
実施例１と同様のトウに、実施例１と同様の２液型熱硬化性エポキシ樹脂を予備混合した上で、ドクターブレードを持つ回転ドラムを使用して含浸させ、３０質量％の目標樹脂含有量となるようにFWを行い、実施例１と同様に最高運転速度及び１０カ所の樹脂含有量を測定した。結果を表１に示す。
【００２７】
比較例３
実施例１と同様のトウに、予めエポキシ樹脂を３０質量％含浸されたトウプリプレグ（新日本石油(株)製、商品名ＴＲＨ５０−１２−ＲＣ３０−２５ＳＹ２)を用いて、FWを行い、実施例１と同様に最高運転速度及び１０カ所の樹脂含有量を測定した。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2006063173.tif 000003
表１から明らかなように、本発明の製造法により、従来のウェット法によるFWに対し、２倍以上の運転速度が可能となり、しかも製品の樹脂含有量の均一性も極めて高いことが判る。また、本発明の製造法により、高コストのトウプリプレグを使用しなくても、トウプリプレグ使用時と同レベルの生産性、樹脂含有量の均一性等の物性が得られることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の製造法を実施しうる繊維強化複合材料の製造装置における一実施形態の例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：繊維強化複合材料の製造装置
１１：クリール
１２ａ，１２ｂ：樹脂タンク
１３ａ，１３ｂ：樹脂供給ポンプ
１４：スタティツクミキサー
１５：扁平ノズル
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ：樹脂移送管
１７：樹脂含浸熱プーリー
１８：ニップロール
１９：速度センサープーリー
２０：信号送信器
２１ａ：マンドレル
２１ｂ：デリバリーアイ
２１：巻回部
【図１】
2006063173.tif 000004