(57)【要約】【課題】樹脂含有量が均一化され且つタックが高められることによりワインディング性が著しく向上したトウプリプレグを効率よく製造することができるトウプリプレグの製造方法、及びそのような製造方法によって製造されたトウプリプレグを提供する。【解決手段】トウプリプレグ１の製造方法は、トウ１０を走行させつつ、第１定量ポンプ３５を使用して、第１硬化剤１３を第１含有率で含有し且つ２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓである第１樹脂をトウ１０に供給し、トウ１０に第１樹脂を含浸させる第１工程と、第１工程の後に、トウ１０を走行させつつ、第２定量ポンプ３８を使用して、１０Ｐａ・ｓ温度が４０〜８０℃である第２樹脂をトウ１０に供給し、トウ１０に第２樹脂を含浸させる第２工程と、を備え、第２樹脂は、第２硬化剤の含有率が０重量％であるか、第１硬化剤１３を第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい第２含有率で第２硬化剤を含有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トウを走行させつつ、第１定量ポンプを使用して、第１硬化剤を第１含有率で含有し且つ２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓである第１樹脂を前記トウに供給し、前記トウに前記第１樹脂を含浸させる第１工程と、
前記第１工程の後に、前記トウを走行させつつ、第２定量ポンプを使用して、１０Ｐａ・ｓ温度が４０〜８０℃である第２樹脂を前記トウに供給し、前記トウに前記第２樹脂を含浸させる第２工程と、を備え、
前記第２樹脂は、第２硬化剤の含有率が０重量％であるか、前記第１硬化剤を前記第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい第２含有率で前記第２硬化剤を含有する、トウプリプレグの製造方法。
【請求項２】
前記第２工程では、前記第２樹脂を４０〜１００℃の温度で前記トウに供給する、請求項１記載のトウプリプレグの製造方法。
【請求項３】
前記第１工程では、前記第１樹脂を４０℃以下の温度で前記トウに供給する、請求項１又は２記載のトウプリプレグの製造方法。
【請求項４】
前記トウの所定長における前記第２樹脂の重量は、前記トウの前記所定長における前記第１樹脂及び前記第２樹脂の総重量の２〜３０重量％である、請求項１〜３のいずれか一項記載のトウプリプレグの製造方法。
【請求項５】
前記トウの所定長における前記第２樹脂の重量は、前記トウの前記所定長における前記第１樹脂及び前記第２樹脂の総重量の４〜１０重量％である、請求項４記載のトウプリプレグの製造方法。
【請求項６】
前記第１工程では、前記トウの少なくとも中心部に前記第１樹脂を含浸させ、
前記第２工程では、前記トウの表層部に前記第２樹脂を含浸させる、請求項１〜５のいずれか一項記載のトウプリプレグの製造方法。
【請求項７】
トウと、
前記トウの少なくとも中心部に含浸させられており、第１硬化剤を第１含有率で含有し且つ２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓである第１樹脂を含む第１樹脂層と、
前記トウの表層部に含浸させられており、１０Ｐａ・ｓ温度が４０〜８０℃である第２樹脂を含む第２樹脂層と、を備え、
前記第２樹脂は、第２硬化剤の含有率が０重量％であるか、前記第１硬化剤を前記第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい第２含有率で前記第２硬化剤を含有する、トウプリプレグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トウプリプレグの製造方法及びトウプリプレグに関する。
【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及び樹脂を含む複合材料として、強化繊維を集束させた強化繊維束（トウ）に樹脂を含浸させたトウプリプレグが広く使用されている。このようなトウプリプレグの製造方法として、例えば、特許文献１には、一定速度で走行するトウに、定量ポンプを使用して樹脂を供給することで、トウプリプレグにおける樹脂含有量を均一化するものが記載されている。トウプリプレグにおける樹脂含有量を均一化することで、複合材料成形品の強度、弾性率等の物性を高め、品質を安定させることができる。
【０００３】
ところで、トウプリプレグを使用し、フィラメントワインディング（ＦＷ）成形により、圧力容器等を製造する場合、トウプリプレグのタック（粘着性）が低いと、ワインディングの際にトウプリプレグがスリップするおそれがある。タックが高められたシート状プリプレグの製造方法として、例えば、特許文献２には、強化繊維からなるシートに低粘度の第１樹脂を含浸させて一次プリプレグを製造した後、一次プリプレグの表面に高粘度の第２樹脂を層状に塗布するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７６３４６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６４１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載のトウプリプレグの製造方法では、ギヤポンプ等の定量ポンプを使用するため、使用可能な樹脂粘度に制限が生じる。そのため、高粘度の樹脂については、加熱により低粘度化させる必要があるものの、高温状態が長時間継続すると樹脂が硬化剤により徐々に熱硬化し、樹脂槽及び配管内で詰まりが発生するおそれがある。したがって、特許文献１記載のトウプリプレグの製造方法において、特許文献２記載の手法を単純に採用すると、高粘度の第２樹脂を定量ポンプで供給する際に、樹脂槽及び配管内で詰まりが発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、樹脂含有量が均一化され且つタックが高められることによりワインディング性が著しく向上したトウプリプレグを効率よく製造することができるトウプリプレグの製造方法、及びそのような製造方法によって製造されたトウプリプレグ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】
【０００７】
本発明のトウプリプレグの製造方法は、トウを走行させつつ、第１定量ポンプを使用して、第１硬化剤を第１含有率で含有し且つ２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓである第１樹脂をトウに供給し、トウに第１樹脂を含浸させる第１工程と、第１工程の後に、トウを走行させつつ、第２定量ポンプを使用して、１０Ｐａ・ｓ温度が４０〜８０℃である第２樹脂をトウに供給し、トウに第２樹脂を含浸させる第２工程と、を備え、第２樹脂は、第２硬化剤の含有率が０重量％であるか、第１硬化剤を第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい第２含有率で第２硬化剤を含有する。
【０００８】
本発明のトウプリプレグの製造方法は、トウを走行させつつ、定量ポンプを使用して樹脂を供給する手法を採用しているので、樹脂含有量が均一化されたトウプリプレグを得ることができる。また、２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓである第１樹脂をトウに供給し、トウに第１樹脂を含浸させる第１工程の後に、１０Ｐａ・ｓ温度が４０〜８０℃である高粘度の第２樹脂をトウに供給し、トウに第２樹脂を含浸させる第２工程を備えるので、タックが高められ、ワインディング性が著しく向上したトウプリプレグを得ることができる。さらに、第２樹脂は、第２硬化剤の含有率が０重量％であるか、第１硬化剤を第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい第２含有率で第２硬化剤を含有するので、第２樹脂をトウに供給する際、低粘度化のため加熱を行っても熱硬化が起こりにくく、トウプリプレグを効率よく製造することができる。
【０００９】
本発明のトウプリプレグの製造方法は、第２工程では、第２樹脂を４０〜１００℃の温度でトウに供給することが好ましい。これによれば、室温では高粘度の第２樹脂を第２定量ポンプによって供給可能な程度に低粘度化させることができる。
【００１０】
本発明のトウプリプレグの製造方法は、第１工程では、第１樹脂を４０℃以下の温度でトウに供給することが好ましい。これによれば、第１硬化剤を含む第１樹脂を熱硬化させないので、トウプリプレグを効率よく製造することができる。
【００１１】
本発明のトウプリプレグの製造方法では、トウの所定長における第２樹脂の重量は、トウの所定長における第１樹脂及び第２樹脂の総重量に対して、２〜３０重量％であることが好ましく、４〜１０重量％であることが更に好ましい。これによれば、トウプリプレグのタックをより高めることができると共に、トウプリプレグをＦＷ成形し、熱硬化させた際に、硬化状態を均一化することができる。
【００１２】
本発明のトウプリプレグの製造方法は、第１工程では、トウの少なくとも中心部に第１樹脂を含浸させ、第２工程では、トウの表層部に第２樹脂を含浸させることが好ましい。
【００１３】
本発明のトウプリプレグは、トウと、トウの少なくとも中心部に含浸させられており、第１硬化剤を第１含有率で含有し且つ２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓである第１樹脂を含む第１樹脂層と、トウの表層部に含浸させられており、１０Ｐａ・ｓ温度が４０〜８０℃である第２樹脂を含む第２樹脂層と、を備え、第２樹脂は、第２硬化剤の含有率が０重量％であるか、第１硬化剤を第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい第２含有率で第２硬化剤を含有する。
【００１４】
本発明のトウプリプレグは、上述した理由から、樹脂含有量が均一化され且つタックが高められることによりワインディング性が著しく向上する上、効率よく製造することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂含有量が均一化され且つタックが高められることによりワインディング性が著しく向上したトウプリプレグを効率よく製造することができるトウプリプレグの製造方法、及びそのような製造方法によって製造されたトウプリプレグを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態のトウプリプレグの製造方法によって製造されたトウプリプレグの長手方向に垂直な方向に沿っての断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のトウプリプレグの製造方法に使用されるトウプリプレグ製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
［トウプリプレグ］
図１に示されるように、トウプリプレグ１は、トウ１０を備えている。トウ１０は、複数の強化繊維１４をサイジング剤によって集束させた強化繊維束であって、例えば、幅と厚さの比が１０〜１０００：１の範囲である扁平形状をなしている。強化繊維１４としては、特に限定されず、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維、アラミド繊維等が挙げられ、特に炭素繊維の使用が好ましい。強化繊維１４の直径は、例えば、１〜２００μｍである。強化繊維１４は、例えば、１０〜１２０００本で１つのトウ１０を構成している。トウ１０は、厚さ方向の中心領域に位置する中心部１０ａと、中心部１０ａの一方の側に位置する第１表層部（表層部）１０ｂと、中心部の他方の側に位置する第２表層部１０ｃとを含む。トウ１０に対する樹脂の供給は、当該一方の側から行われる。トウプリプレグ１は、トウ１０の中心部１０ａ及び第２表層部１０ｃに含浸させられた第１樹脂層１１と、トウ１０の第１表層部１０ｂに含浸させられた第２樹脂層１２とからなっている。第１樹脂層１１には、微粒子状の第１硬化剤１３が第１含有率で含まれている。
【００１９】
第１樹脂層１１を構成する第１樹脂及び第２樹脂層１２を構成する第２樹脂としては、特に限定されず、例えば、一般にトウプリプレグ用として用いられる熱硬化性樹脂が挙げられ、特にエポキシ樹脂の使用が取扱い性の点で好ましい。エポキシ樹脂としてはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、アミン型エポキシ樹脂などが好適に用いられる。
【００２０】
第１樹脂としては、２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓ、好ましくは５〜１５Ｐａ・ｓであるものが用いられる。このように第１樹脂は、室温で低粘度であるため、室温で容易にトウ１０に含浸させることができる。また、第１樹脂の粘度が１０Ｐａ・ｓとなる温度、すなわち１０Ｐａ・ｓ温度は１５〜４０℃であることが好ましく、２０〜３０℃であることがさらに好ましい。１０Ｐａ・ｓ温度を４０℃以下とすることにより、配管内で詰まりを発生させることがない。
【００２１】
また、第１樹脂は、第１硬化剤１３を第１含有率で含有している。第１硬化剤１３は、第１樹脂の種類に応じて適宜選択できるが、加熱により硬化剤として機能する潜在型硬化剤が好ましい。例えば、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア等のジクロロフェニルジメチルウレア、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素−アミン錯体、有機酸ヒドラジド等が挙げられ、これらの中でも特にジクロロフェニルジメチルウレアやジシアンジアミド等の潜在型硬化剤が好ましい。ジクロロフェニルジメチルウレアとしては例えば保土谷化学工業株式会社製『ＤＣＭＵ』を、ジシアンジアミドとしては例えば三菱化学株式会社製『ＤＩＣＹ７』を好適に用いることができる。第１硬化剤１３はこれらの硬化剤の複数種類からなっていてもよい。また、第１含有率は、第１樹脂の種類や第１硬化剤１３の第１樹脂に対する硬化性に応じて適宜決定することができる。
【００２２】
一方、第２樹脂としては、粘度が１０Ｐａ・ｓとなる温度、すなわち１０Ｐａ・ｓ温度は４０〜８０℃であるものが好ましく用いられ、５０〜７０℃であるものがより好ましく用いられる。また、第２樹脂としては、粘度がガードナー・ホルト法（ブチルカルビトール７０％（樹脂）溶液での測定値）でＮ〜Ｗであるものが好ましく用いられる。ここでいうガードナー・ホルト法とは、ＡＳＴＭ  Ｄ１５４５“Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｌｉｑｕｉｄｓ  ｂｙ  Ｂｕｂｂｌｅ  Ｔｉｍｅ  Ｍｅｔｈｏｄ”に規定された方法をいう。このような高粘度の第２樹脂で主に構成される第２樹脂層１２をトウ１０の第１表層部１０ｂに有するので、トウプリプレグ１のタックを高めることができ、ワインディングの際、スリップしにくく作業性を向上させることができる。
【００２３】
また、本実施形態において第２樹脂における第２硬化剤の含有率は０重量％である。即ち、第２樹脂は、第２硬化剤を含有していない。なお、第２樹脂は、本願発明の効果が奏される範囲で、第２硬化剤を含有していてもよい。第２硬化剤は、第１硬化剤１３と同様に第２樹脂の種類に応じて適宜選択できるが、加熱により硬化剤として機能する潜在型硬化剤が好ましい。例えば、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア等のジクロロフェニルジメチルウレア、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素−アミン錯体、有機酸ヒドラジド等が挙げられ、これらの中でも特にジクロロフェニルジメチルウレアやジシアンジアミド等の潜在型硬化剤が好ましい。ジクロロフェニルジメチルウレアとしては例えば保土谷化学工業株式会社製『ＤＣＭＵ』を、ジシアンジアミドとしては例えば三菱化学株式会社製『ＤＩＣＹ７』を好適に用いることができる。
【００２４】
第２硬化剤はこれらの硬化剤の複数種類からなっていてもよい。第２硬化剤は、第１硬化剤１３と同じ種類の硬化剤で構成されていてもよいし、異なる種類の硬化剤で構成されていてもよい。第２樹脂が第２硬化剤を含有する場合は、第２含有率を調整し、第２樹脂が第１硬化剤１３を第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい状態とする。例えば、第１硬化剤１３と第２硬化剤が同じ種類の硬化剤で構成されている場合は、第２含有率を第１含有率よりも低くすることで、第２樹脂が第１硬化剤１３を第１含有率で含有する場合よりも硬化しにくい状態となる。また、第１硬化剤１３と第２硬化剤が異なる種類の硬化剤で構成される場合は、第２硬化剤の第２樹脂に対する硬化性が、第１硬化剤１３の第２樹脂に対する硬化性よりも低くなるように、第１含有率と第２含有率を適宜調整する。第２含有率は、５重量％よりも小さい範囲とすることが好ましい。これによって、第２樹脂がより硬化しにくくなる。樹脂槽や定量ポンプの詰まりを防止するとの観点から、第２含有率はさらに小さいことが好ましく、０重量％であることが最も望ましい。
【００２５】
第１樹脂は、第１硬化剤１３を含有しているため、主に第１樹脂が含浸させられてなる第１樹脂層１１には、第１硬化剤１３が多く分布している。これに対して、第２樹脂は、硬化剤を含有していないため、主に第２樹脂が含浸させられてなる第２樹脂層１２には、第１硬化剤１３がほとんど分布していない。このように、トウプリプレグ１における第１硬化剤１３の分布は不均一となっているが、ＦＷ成形品を熱硬化する際に、第１樹脂層１１と第２樹脂層１２における第１樹脂と第２樹脂の混合が促進されるのに伴い、第１硬化剤１３の分布状態の均一化も促進される。これによって、ＦＷ成形品を熱硬化して得られる複合材料成形品（完成品）では、樹脂の硬化状態は均一化される。
【００２６】
トウ１０の所定長における、第２樹脂の重量は、第１樹脂及び第２樹脂の総重量に対して、２〜３０重量％であることが好ましく、４〜１０重量％であることがより好ましい。２重量％以上とすることにより、トウプリプレグ１のタックを十分に高めることができる。また、３０重量％を超えると、熱硬化する際に第１樹脂との混合状態にムラが発生し易く、硬化状態にムラができるおそれがあるため好ましくない。
【００２７】
［トウプリプレグの製造方法］
次に、トウプリプレグ１の製造方法について説明する。図２に示されるように、トウプリプレグ製造装置２は、繰り出し部２０、樹脂含浸部３０、多段式フィードローラ４０及び巻き取り部５０を備えている。まずトウ１０は、多段式フィードローラ４０が駆動されることによって、繰り出し部２０においてクリール２１から繰り出され、一定速度で走行し、ガイドプーリー２２を介して樹脂含浸部３０に送り出されるようになっている。続いて、トウ１０は、樹脂含浸部３０において、その全体（中心部１０ａ、第１表層部１０ｂ及び第２表層部１０ｃ）に第１樹脂を含浸させられ（第１工程）、テンションプーリ３１を経由後、その第１表層部１０ｂに第２樹脂を含浸させられ（第２工程）、ニップロール３２によって加熱加圧されるようになっている。続いて、トウ１０は、巻き取り部５０において、ガイドプーリー５１を経由後、トウプリプレグ１としてボビン５２に巻き取られる。図２では、クリール２１、ボビン５２は２つずつであるが、それ以上を並列に設置して複数のトウプリプレグ１を同時に製造することができる。
【００２８】
第１樹脂は、第１樹脂槽３３に貯留されており、第１工程において、第１熱プーリー３４上を一定速度で走行するトウ１０に対して、第１定量ポンプ３５によって一定の供給量で供給される。第２樹脂は、第２樹脂槽３６に貯留されており、第２工程において、第２熱プーリー３７上を一定速度で走行するトウ１０に対して、第２定量ポンプ３８によって一定の供給量で供給される。第１樹脂槽３３及び第２樹脂槽３６は、第１樹脂及び第２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。また、第１樹脂槽３３及び第２樹脂槽３６は、図示しない加熱装置を有しており、これによって貯留する樹脂を加熱し、第１定量ポンプ３５及び第２定量ポンプ３８で使用可能な樹脂粘度にまで低粘度化させることができる。第１定量ポンプ３５及び第２定量ポンプ３８によって供給する際の樹脂粘度は、１０Ｐａ・ｓ程度であることが好ましい。
【００２９】
第１樹脂は室温で低粘度であるため、第１工程では４０℃以下の温度で、第１定量ポンプ３５によって供給することができる。ここでいう温度とは、走行するトウ１０に対して第１定量ポンプ３５によって供給される際の温度をいう。第１樹脂は第１硬化剤１３を含むものの、この温度範囲であれば、熱硬化が起こりにくく、第１樹脂槽３３及び第１定量ポンプ３５の配管内で詰まりを発生させることがないため、トウプリプレグ１を効率よく製造することができる。第２樹脂は室温では高粘度であるが、第２工程では４０〜１００℃の温度に加熱されることで、第２定量ポンプ３８によって好適に供給することができる。加熱温度は、第２樹脂の種類によって適宜設定することができる。第２樹脂は、硬化剤を含まないので、このような加熱を行っても熱硬化せず、第２樹脂槽３６及び第２定量ポンプ３８の配管内で詰まりを発生させることがないため、トウプリプレグ１を効率よく製造することができる。
【００３０】
第１熱プーリー３４は、第１樹脂の硬化温度より３０℃低い温度を上限として加熱されている。これによって、トウ１０に第１樹脂を含浸させ易くすると共に、トウ１０を均一な厚さに扁平化することができる。同じく、第２熱プーリー３７は、第２樹脂の硬化温度より３０℃低い温度を上限として加熱されている。これによって、トウ１０に第２樹脂を含浸させ易くすると共に、トウ１０を均一な厚さに扁平化することができる。具体的には、第１熱プーリー３４及び第２熱プーリー３７の加熱温度はそれぞれ、１５〜１５０℃とすることが好ましく、１５〜９０℃とすることがより好ましい。
【００３１】
第１定量ポンプ３５及び第２定量ポンプ３８は、それぞれ扁平ノズル３５ａ，３８ａを備え、これを介して樹脂を供給する。扁平ノズル３５ａ，３８ａを介することによって、樹脂を扁平なトウ１０の幅全体に引き伸ばした状態で供給することができる。扁平ノズル３５ａ，３８ａは、図示しない加熱装置を有していてもよい。これによって樹脂を加熱し、トウ１０に含浸させ易くすることができる。第１定量ポンプ３５及び第２定量ポンプ３８としては、例えば、ギヤポンプ、ロータリーポンプ、ブランジャーポンプ、モーノポンプ、渦巻きポンプ、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。
【００３２】
ニップロール３２は、トウ１０を加熱加圧し、樹脂の均一含浸を促進させる。本実施形態ではニップロール３２の加熱温度は６０℃となっている。多段式フィードローラ４０は、複数のローラを一定速度で回転させ、走行するトウ１０の定速フィードを行う。トウ１０の速度は、５〜２００ｍ／ｍｉｎであることが好ましく、５〜１５０ｍ／ｍｉｎであることがさらに好ましい。５ｍ／ｍｉｎ未満では生産性が悪く、また２００ｍ／ｍｉｎを超えると糸切れ及び毛羽が発生し易くなる。巻き取り部５０は、ボビン５２を備え、トウプリプレグ１をボビン５２に巻き取る。
【００３３】
本実施形態のトウプリプレグ１の製造方法は、トウ１０を走行させつつ、まず第１定量ポンプ３５によって、第１硬化剤１３を含有する第１樹脂をトウ１０に供給し、トウ１０に第１樹脂を含浸させる第１工程を備える。第１樹脂は、２５℃における粘度が５〜３０Ｐａ・ｓである。このため、トウ１０の全体（中心部１０ａ、第１表層部１０ｂ及び第２表層部１０ｃ）に第１樹脂が室温で含浸され、樹脂含有量が均一化される。また、同様にトウ１０を走行させつつ、第２定量ポンプ３８によって、硬化剤を含有しない第２樹脂をトウ１０に供給し、トウ１０の第１表層部１０ｂに第２樹脂を含浸させる第２工程を備えるので、トウプリプレグ１の樹脂含有量が均一化された状態が維持される。更に、第２樹脂は、１０Ｐａ・ｓ温度が４０〜８０℃である。このような第２樹脂がトウ１０の第１表層部１０ｂに含浸させられるので、トウプリプレグ１のタックを高めることができる。加えて、第２樹脂は、硬化剤を含有しないので、第２工程でトウ１０に供給する際、低粘度化のために加熱を行っても、熱硬化することがない。したがって、第２樹脂槽３６及び第２定量ポンプ３８の配管内で詰まりが発生しにくく、トウプリプレグ１を効率よく製造することができる。
【００３４】
また、第２樹脂は室温では高粘度であるが、第２工程では４０〜１００℃の温度に加熱されるので、第２定量ポンプ３８によって好適に供給することができる。ここでいう温度とは、走行するトウ１０に対して第２定量ポンプ３８によって供給される際の温度をいう。一方、第１樹脂は室温で低粘度であるため、第１工程では加熱せず４０℃以下の温度で第１定量ポンプ３５によって供給することができる。第１樹脂は第１硬化剤１３を含むものの、これによれば、熱硬化することがないため、第１樹脂槽３３及び第１定量ポンプ３５の配管内で詰まりが発生しにくく、トウプリプレグ１を効率よく製造することができる。
【００３５】
また、トウプリプレグ１の所定長における、第２樹脂の重量は、第１樹脂及び第２樹脂の総重量に対して、２〜３０重量％であることが好ましく、４〜１０重量％であることがさらに好ましい。２重量％以上とすることにより、ワインディング性を高めることができ、４重量％以上とすることにより、ワインディング性をさらに高めることができる。また、３０重量％以下とすることにより、第２樹脂に硬化剤が含まれていなくても、加熱硬化時に第一樹脂と均一に混ざり合い、均質な硬化物を得ることができる。
【００３６】
また、得られたトウプリプレグ１の樹脂含量は２２〜３５重量％であることが好ましく、２５〜３０重量％であることがさらに好ましい。樹脂含量が２２重量％未満では、含浸不足による強度低下の可能性があり、また、３５重量％以上では、製品重量が重くなってしまう。
【００３７】
上述した製造方法によって製造されたトウプリプレグ１は、上述した理由から、樹脂含有量が均一化されるとともに、タックを高めることができ、更に、製造時に第１樹脂槽３３、第２樹脂槽３６、第１定量ポンプ３５及び第２定量ポンプ３８の配管内での詰まりを発生させにくいため、効率よく製造することができる。
［実施例］
【００３８】
トウ１０として東レ（株）製炭素繊維『トレカ（登録商標）糸』品番Ｔ７００ＳＣ−１２０００、第１樹脂及び第２樹脂として表１に示されるものを用い、図１に示される製造工程によってトウプリプレグ１を製造し、実施例１〜３とした。
【００３９】
なお、ここで用いた原料は以下に示す通りである。
（１）エポキシ樹脂
ＹＤ１２８：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂「エポトート（登録商標）」ＹＤ１２８（新日鉄住金化学株式会社製）
ＹＤＦ１７０：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂「エポトート（登録商標）」ＹＤＦ１７０（新日鉄住金化学株式会社製）
ＹＨ４３４Ｌ：アミン型エポキシ樹脂「エポトート（登録商標）」ＹＨ４３４（新日鉄住金化学株式会社製）
ＹＤ１３４：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂「エポトート（登録商標）」ＹＤ１３４（新日鉄住金化学株式会社製）
（２）硬化剤
ＤＩＣＹ：ジシアンジアミド ＤＩＣＹ７（三菱化学株式会社製）
ＤＣＭＵ：ジクロロフェニルジメチル尿素ＤＣＭＵ（保土谷化学工業株式会社製）
［実施例１］
【００４０】
８２重量部のＹＤ１２８、１０重量部のＹＤＦ１７０、６重量部のＤＩＣＹおよび３重量部のＤＣＭＵを混合して得られた第１樹脂１０１重量部をトウ１０の全体（中心部１０ａ、第１表層部１０ｂ及び第２表層部１０ｃ）に含浸させたのち、５重量部の第２樹脂（ＹＤ１３４）をトウの第１表層部１ｂに含浸させることにより、トウプリプレグ１を得た。得られたトウプリプレグ１中の樹脂含量は２９重量％であった。
【００４１】
第１樹脂の２５℃における粘度は１０Ｐａ・ｓであった。また、第１樹脂が１０Ｐａ・ｓとなる温度は２５℃であった。第１樹脂のトウ１０への供給温度は３０℃であった。
【００４２】
第２樹脂の粘度は、ガードナー・ホルト法（ブチルカルビトール７０％（樹脂）溶液での測定値）でＰ〜Ｕであった。また、第２樹脂が１０Ｐａ・ｓとなる温度は６０℃であった。第２樹脂の加熱温度は８０℃とした。第２樹脂のトウ１０への供給温度は８０℃であった。
［実施例２および３］
【００４３】
各原料の配合割合、各物性および供給温度を表１中の値に変更した以外は実施例１と同様に実施した。
［評価］
【００４４】
いずれの実施例および比較例においても第１樹脂槽３３および第１定量ポンプ３５の配管内において詰まりは発生しなかった。また、いずれの実施例においても第２樹脂槽３６及び第２定量ポンプ３８の配管内において詰まりは発生しなかった。
【表１】
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【００４５】
得られたトウプリプレグ１を、ＦＷ装置を用いて、内容積２．１リットルのアルミライナー（材質Ａ６０６１−Ｔ６）上に所定の巻きパターンでワインディングした。実施例１のトウプリプレグはワインディング作業性が良好（評価：○）であった。実施例２のトウプリプレグはワインディング作業性がさらに良好（評価：◎）であった。第２樹脂の量が少ない実施例３では、若干のスリップが発生したため、プログラミング通りの巻きパターンとはならなかった（ワインディング作業性評価：△）。
【００４６】
次に、ＦＷ成形品を硬化炉内で１３０℃にて２時間保持し、熱硬化させた。熱硬化により得られた完成品である容器について、水圧によるバースト試験を行い、破壊圧力（バースト圧力）を測定した。実施例１〜３の破壊圧力は、それぞれ８５、８７および７６ＭＰａであった。
［比較例］
【００４７】
実施例１において、第２樹脂を上塗りする前のものを製造し、比較例とした。つまり、比較例のトウプリプレグ１、トウ１０の全体（中心部１０ａ、第１表層部１０ｂ及び第２表層部１０ｃ）に第１樹脂が含浸され、第１樹脂層１１のみからなり、第２樹脂層１２を有さない。実施例１と同様に、得られたトウプリプレグ１を、ＦＷ装置を用いて、内容積２．１リットルのアルミライナー（材質Ａ６０６１−Ｔ６）上に所定の巻きパターンでワインディングしたところ、ヘリカル巻きの際、トウプリプレグ１がスリップしてしまい、うまくワインディングすることができなかった（ワインディング作業性評価：×）。
【００４８】
表１から明らかなように、実施例１〜３では、トウ１０の第１表層部１０ｂに高粘度の第２樹脂が含浸させられた第２樹脂層１２を有するので、トウプリプレグ１のタックを高めることができ、ワインディングの際、スリップしにくく作業性を向上させることができた。またこれに伴い、ＦＷ成形品を硬化させて得られた複合材料成形品（完成品）の品質を向上させることができた。加えて、高粘度の第２樹脂は、硬化剤を含まないので、第２工程でトウ１０に供給する際、低粘度化のために加熱を行っても、第２樹脂槽３６及び第２定量ポンプ３８の配管内において詰まりが発生しなかった。更に、実施例１〜３では、まずトウ１０に低粘度の第１樹脂を含浸させる第１工程を備えため、トウ１０の内部まで第１樹脂が含浸され、樹脂含有量が均一化されたトウプリプレグ１を製造することができた。また、第２樹脂についても、同じ手法によって供給する第２工程を備えるので、樹脂含有量が均一化された状態を維持することができた。
【符号の説明】
【００４９】
１…トウプリプレグ、１０…トウ、１０ａ…中心部、１０ｂ…第１表層部（表層部）、１０ｃ…第２表層部、１１…第１樹脂層、１２…第２樹脂層、１３…第１硬化剤、１４…強化繊維、３５…第１定量ポンプ、３８…第２定量ポンプ。
【図１】
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【図２】
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