(57)【要約】    【課題】  本発明の目的は、加熱ニップロールによる樹脂はみ出しや樹脂目付の不均一が無く、目開きや毛羽欠点のないプリプレグの製造方法を提供することにある。    【解決手段】  一方向に引き揃えられた強化繊維束に１０００フィラメントあたり０．２〜７Ｎの張力を付与し、少なくとも２本以上の加熱金属ロールからなる加熱金属ロール群のロール１本あたりに接触角度３０〜２１０゜でシート状強化繊維を圧接させ、かつ該加熱金属ロール群のうち少なくとも１本の加熱金属ロール上においてニップ用金属ロールでニップすることで、シート状強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸せしめることを特徴とするプリプレグの製造方法。【選択図】図１
2004162055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に引き揃えられた強化繊維束に１０００フィラメントあたり０．２〜７Ｎの張力を付与し、少なくとも２本以上の加熱金属ロールからなる加熱金属ロール群の各ロールに接触角度３０〜２１０゜で圧接せしめ、かつ少なくとも１本の加熱金属ロール上において金属ロールでニップすることで、強化繊維束に熱硬化性樹脂を含浸せしめるプリプレグの製造方法。
【請求項２】
強化繊維束を両面ともに少なくとも１回は加熱金属ロールに圧接する請求項１に記載のプリプレグの製造方法。
【請求項３】
前記ニップ用金属ロールがフリーロールであり、かつそのロール直径が２５〜１２０ｍｍである請求項１または２記載のプリプレグの製造方法。
【請求項４】
前記加熱金属ロール群が駆動ロールであり、その周速度Ｖｒと強化繊維束の走行速度Ｖｓの比Ｖｒ／Ｖｓが、０．８〜１．２の範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載のプリプレグの製造方法。
【請求項５】
前記加熱金属ロール群を７０〜１５０℃に加熱せしめる請求項１〜４のいずれかに記載のプリプレグの製造方法。
【請求項６】
前記加熱金属ロール群において強化繊維束の走行方向に対し、前または後ろに隣り合う加熱金属ロール表面間の距離が５〜１５０ｍｍである請求項１〜５のいずれかに記載のプリプレグの製造方法。
【請求項７】
強化繊維束が加熱金属ロール群に接する前に、樹脂塗布フィルムとともに強化繊維束を予備加熱せしめる請求項１〜６のいずれかに記載のプリプレグの製造方法。
【請求項８】
前記加熱ロール群を通過後、樹脂を含浸せしめた強化繊維束を５〜１５℃の冷却板に接触せしめ、３０℃以下に冷却し、ワインダーで巻き取る請求項１〜７のいずれかに記載のプリプレグの製造方法。
【請求項９】
強化繊維束への張力付与手段と、樹脂塗布フィルム供給手段と、強化繊維束に樹脂塗布フィルムを接して樹脂を含浸せしめる樹脂含浸手段と、プリプレグを引き取る引取手段とを有するプリプレグ製造装置であって、前記樹脂含浸手段が樹脂塗布フィルムおよび強化繊維束を所定の接触角度で圧接するように配置された加熱金属ロール群と、該加熱金属ロール群の少なくとも１つの加熱金属ロール上で強化繊維束および樹脂塗布フィルムとをニップするニップ用金属ロールとからなるプリプレグの製造装置。
【請求項１０】
前記張力付与手段が、パウダーブレーキと連結してなる複数本のロール群からなる請求項９に記載のプリプレグの製造装置。
【請求項１１】
前記樹脂塗布フィルム供給手段と含浸手段との間に、樹脂塗布フィルムと強化繊維束とを加熱するためのヒーターを備えた、請求項９または１０に記載のプリプレグの製造装置。
【請求項１２】
前記樹脂含浸手段と前記引取手段との間にプリプレグを冷却するための冷却板を備えた、請求項９〜１１のいずれかに記載のプリプレグの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポーツ・レジャー用途、航空宇宙用途、一般産業用途などに使用できるプリプレグの製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを硬化させてなる繊維強化プラスチック製部材は、軽量かつ機械強度特性が優れているために、釣り竿やゴルフシャフトなどのスポーツ用途をはじめ、航空宇宙用途、一般産業用途などで広範囲に用いられている。
【０００３】
プリプレグを様々な部材に使用する場合、プリプレグ層内に樹脂の未含浸部分があると、成形品にした場合にもボイドが残存しやすく、機械強度特性が低下するだけでなく、成形表面品位の低下にもつながる。そこで、プリプレグ層内に樹脂の未含浸部分の少ないものが要求されるが、特に繊維目付が１５０〜４００ｇ／ｍ2程度と比較的厚い品種や繊維目付が７５〜１５０ｇ／ｍ2程度であっても繊維含有率が７０重量％を超える品種では、樹脂を強化繊維層の内部に十分含浸させることは困難な場合があった。
【０００４】
プリプレグを製造する方法としては、樹脂を溶媒に溶解して低粘度化し強化繊維に含浸させるウェット法と樹脂を加熱することで低粘度化し強化繊維に含浸させるホットメルト法の二つに分類される。このうち、ウェット法に関しては樹脂を含浸させたあとで揮発性の溶媒を取り除く別工程が必要となるために製造コストが割高になるだけでなく、プリプレグ製品内に溶媒が残存し成形時に悪影響を与えたり、作業環境が悪化するなどの問題点がある。一方、ホットメルト法は溶媒を取り除く必要がなく、作業環境も比較的良好であるなど、様々な点から有利である。ホットメルト法としては一定の張力を付与した強化繊維束を引き揃え、バーなどで必要幅に拡幅させてシート化し、熱硬化性樹脂を塗布した離型紙で上下から挟み込んだ後、強化繊維の進行方向に対してほぼ同一の高さに設置された数対の加熱金属ロールでニップすることにより強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させる方法や（例えば、特許文献１参照）、前記加熱金属ロールでのニップ圧を調整することが知られている（例えば特許文献２参照）。しかし、これらの方法では、ニップ圧は線圧であるために十分な含浸性を得るためにニップロールの本数を増やす必要があることから、設備費、製造コストが高くなる問題があり、また含浸性を高めようとしてニップ圧を高くすると、余剰の熱硬化性樹脂がシート状の強化繊維束の側方からはみ出してプリプレグ中の樹脂目付が低くなったり、はみ出した樹脂により加熱ロールが汚れてプロセス性や作業性が悪化するといった問題があった。さらに、樹脂を加熱することで低粘度化し含浸性を向上させるには、樹脂組成やその硬化特性の点からも限界があり、樹脂を完全に含浸させるには困難であった。
【０００５】
また、強化繊維を熱硬化性樹脂とを張力下に合体させながら曲面を通過させることで強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させるプリプレグの製造法が開示されているが（例えば、特許文献３または４参照）、いずれも含浸が行われる曲面を有する基材上で糸拡げすなわちシート化させるため、１ストランド当たり１２０００〜４８０００本程度のフィラメントを含む強化繊維束を用いてプリプレグを製造した場合、糸拡げが十分でなく目開きが生じる問題があった。
【特許文献１】特開２０００−３０９０２１（第３頁）
【特許文献２】特公平６−９８６２７（第１〜２頁）
【特許文献３】特開昭５９−１８４６１４（第３頁）
【特許文献４】特公平４−２４２０９（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、主にホットメルト法において、含浸性に優れ、目開きや毛羽欠点のないプリプレグの安定した製造方法および製造装置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】
本発明は上記課題を達成するため、一方向に引き揃えられた強化繊維束に１０００フィラメントあたり０．２〜７Ｎの張力を付与し、少なくとも２本以上の加熱金属ロールからなる加熱金属ロール群の各ロールに接触角度３０〜２１０゜で圧接せしめ、かつ少なくとも１本の加熱金属ロール上において金属ロールでニップすることで、強化繊維束に熱硬化性樹脂を含浸せしめるプリプレグの製造方法である。
【０００８】
また、強化繊維束への張力付与手段と、樹脂塗布フィルム供給手段と、強化繊維束に樹脂塗布フィルムを接して樹脂を含浸せしめる樹脂含浸手段と、プリプレグを引き取る引取手段とを有するプリプレグ製造装置であって、前記樹脂含浸手段が樹脂塗布フィルムおよび強化繊維束が所定の接触角度で圧接するよう配置された加熱金属ロール群と、該加熱金属ロール群の少なくとも１つの加熱金属ロール上で強化繊維束および樹脂塗布フィルムとをニップするニップ用金属ロールとからなる、プリプレグの製造装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、主にホットメルト法において、含浸性に優れ、目開きや毛羽欠点のないプリプレグの安定した製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の製造方法において、強化繊維束にはフィラメント１０００本あたり０．２〜７Ｎの張力を付与する。強化繊維束の張力がフィラメント１０００本あたり０．２Ｎ未満の場合は強化繊維束のアライメント（直線性）が悪く、プリプレグにおいて目開きとなったり、強化繊維束の重なりにより平滑性が悪くなるといった問題がある。一方、強化繊維束の張力がフィラメント１０００本あたり７Ｎを超える場合は、高い張力の強化繊維束を引っ張るだけのニップロールの追加やワインダーの補強に伴う設備費増加といった問題が生じる。
【００１１】
張力を付与するための手段としては、特に制限はないが、例えばパウダーブレーキを備えたフリーロール群からなる張力付与手段により適意に張力を付与できる。具体的には直径２０〜２００ｍｍ程度のフリーロールを２〜１０本程度組み合わせたフリーロール群とパウダーブレーキとをチェーンベルトなどで連結し、パウダーブレーキのブレーキ力をフリーロール群に伝える。強化繊維束がフリーロールと連れ回る際、パウダーブレーキによりフリーロール群に生じるトルク力により、強化繊維束を擦過させずに張力を付与することができる。ここで張力付与手段のフリーロールは強化繊維束に張力を付与する際にその張力によりたわまないだけの剛性を有する金属製であることが好ましく、硬鋼や軟鋼およびその他特殊鋼などを適宜用いることができる。さらに強化繊維束のロールへの巻き付きを防止するためにロール表面は梨地加工されていることが好ましい。梨地の粗さは使用する強化繊維束の種類や品位により適宜使用できるが、３〜２０Ｓ程度のものが好適に用いられる。
【００１２】
なお、一方向に引き揃えられた強化繊維束は張力を付与する前に必要に応じ予め拡幅し、いわゆるシート状強化繊維とすることが好ましい。特に１ストランド当たり１２０００〜４８０００本程度のフィラメントを含む強化繊維束を用いてプリプレグを製造する際には、予め拡幅することによって、単位面積当たりの繊維重量（以下、繊維目付という）が１５０ｇ／ｍ2以下のプリプレグであっても、目開きなどを防ぐことができる。なお、強化繊維束を拡幅する手段としては特に制限はなく、擦過ロールで擦過させて拡幅する方法、加振ロールで振動させて拡幅する方法、ビーターなどで叩くことにより拡幅する方法、気流により拡幅する方法などが適用できる。
【００１３】
本発明のプリプレグの製造方法は、強化繊維束（シート状強化繊維も含む、以下同じ）に少なくとも２本以上の加熱金属ロールからなる加熱金属ロール群の各ロールを接触角度３０〜２１０゜で圧接させ、かつ該加熱金属ロール群のうち少なくとも１本の加熱金属ロール上において金属ロールでニップすることで、強化繊維束に熱硬化性樹脂を含浸せしめるものである。本発明において、強化繊維束を加熱金属ロール群に接触させながら通過せしめる際に、強化繊維束の片側或いは両側に、熱硬化性樹脂を離型紙もしくは離型フィルムに塗布した、いわゆる樹脂塗布フィルムを強化繊維束に接するように配することができる。これにより強化繊維束を樹脂塗布フィルムを介して前記加熱金属ロールに押し当て樹脂を含浸せしめるものである。また、樹脂塗布フィルムを片側にのみ配する場合には、樹脂塗布フィルムとの間で強化繊維束を挟み込むように、熱硬化性樹脂を塗布していない離型紙や離型フィルムを配することもできる。以下、樹脂塗布フィルム、樹脂を塗布していない離型紙や離型フィルムを総称して樹脂塗布フィルム等という。
【００１４】
ここで、接触角度とは図２に示すように、強化繊維束３が加熱金属ロール１に圧接している角度（θ）のことである。かかる接触角度は製造するプリプレグの繊維目付や繊維重量含有率、さらには使用する熱硬化製樹脂の性質により決めることができるが、３０〜２１０°であることが必要であり、６０〜１８０°であれば好ましい。接触角度が３０°未満では加熱ロールから受ける熱量や面圧が不足し炭素繊維束に十分樹脂が含浸されないことがある。一方、接触角度が２１０°を超えると図３に示すように加熱金属ロール４ｂと接触している方の樹脂塗布フィルム等２の工程長Ｌ１と接触していない方の樹脂塗布フィルム等との工程長Ｌ２とに差が大きくなり、工程中の樹脂塗布フィルム等にシワ８が生じるという問題がある。
【００１５】
本発明の製造方法は、少なくとも２本以上の加熱金属ロールを用いるため、強化繊維束の両面ともに少なくとも１回は樹脂塗布フィルム等を介して加熱金属ロールに圧接されるものである。これにより、熱硬化性樹脂の強化繊維束への含浸性が増し、より良好なプリプレグを得ることが出来る。加熱金属ロールは２本以上あれば特に限定されないが、２〜１０本設けることが好ましく、３〜８本がより好ましい。加熱金属ロールの径は特に限定されず、また複数本の加熱金属ロールの径がそれぞれ異なっていても良い。
【００１６】
本発明の製造方法は、加熱金属ロール群のうち少なくとも１本の加熱金属ロール上において、別の金属ロールで強化繊維束をニップすることで、強化繊維束に熱硬化性樹脂を含浸せしめる。該ニップ用の金属ロールはフリーロールであることが好ましい。強化繊維束や樹脂塗布フィルムの走行速度に合わせて連れ回るようにフリーロールとすることで強化繊維束や樹脂塗布フィルムの工程通過性が良好となり、樹脂塗布フィルムのシワ発生によるプリプレグの品位悪化が抑えられる点で好ましい。また、そのロール直径は２５〜１２０ｍｍが好ましく、２５〜８０ｍｍであればより好ましい。かかるニップ用の金属ロールは強化繊維束に対して加熱金属ロールの対面からニップするものであり、幅方向に均一な含浸性を得るためには高い剛性を有し、たわみにくいことが重要であり、硬鋼や軟鋼およびその他特殊鋼などを適宜用いることができる。
【００１７】
ニップ用金属ロールの直径が小さいほど加熱金属ロールとニップ用金属ロールとの接触面積が小さくなり、ニップによる線圧は大きくなる。ロール間に炭素繊維や樹脂塗布フィルムがない場合には、ロール間のニップによる接触最大応力σ［Ｐａ］は以下の式で表される。
【００１８】
【数１】
2004162055.tif 000003
ニップ用金属ロールにかける荷重Ｐ、加熱金属ロールの弾性率Ｅ1、ニップ用金属ロールの弾性率Ｅ2、ニップ幅Ｌ、および加熱金属ロールの半径ｒ1が一定とすれば、ニップ用金属ロールの直径は小さい方が理論上の接触最大応力σが大きくなり、高線圧を得られることから、含浸性に対しては有利であり好ましいが、直径が２５ｍｍ未満ではロールの長手（軸）方向の曲げ剛性が不足することによりたわみが生じ、含浸性にバラツキがでる場合がある。一方、ロール直径が１２０ｍｍを超えると理論上の接触最大応力σが小さくなり、必要な線圧が得られないために含浸性が不足したり、ロールの重量が大きくなることにより脱着時の作業性に劣る場合がある。
【００１９】
本発明において前記加熱金属ロール群は駆動ロールであり、その周速度Ｖｒと強化繊維束の走行速度Ｖｓの比Ｖｒ／Ｖｓが０．８〜１．２の範囲にあることが好ましく、０．９５〜１．０５の範囲にあることがより好ましい。Ｖｒ／Ｖｓが０．８未満もしくは１．２を超える範囲にあると、加熱金属ロールとそれに接する離型紙または離型フィルムとの間で摩擦が生じ、それにより離型紙または離型フィルムの張力が不安定なものとなり、工程中の離型紙または離型フィルムのシワや破れの原因となることがある。
【００２０】
本発明において前記加熱金属ロール群は７０〜１５０℃に加熱されていることが好ましく、８０〜１３０℃の範囲にあることがより好ましい。加熱金属ロール群の熱により、樹脂塗布フィルムの熱硬化性樹脂は低粘度化し、強化繊維束へ含浸しやすくなる。加熱金属ロール群の各ロール温度は同一である必要はなく、含浸性や樹脂特性、その他加工性により、異なった温度に設定することも可能である。ただし、各ロールの温度が７０℃未満では熱硬化性樹脂の低粘度化が不十分で含浸性が不良となる場合があり、また各ロールの温度が１５０℃以上では熱硬化性樹脂の硬化を不用意に促進してしまいプリプレグとしたときの取り扱い性が劣る場合がある。
【００２１】
本発明において前記加熱金属ロール群では強化繊維束の走行方向に対し、前または後ろに隣り合う加熱金属ロール表面間の距離が５〜１５０ｍｍであることが好ましく、１０〜１２０ｍｍであることがより好ましい。ここで、加熱金属ロール表面間の距離とは、隣り合う加熱金属ロールとの距離であって最も近接する距離をいう。加熱ロール群のロールの内うち、加熱金属ロール表面間距離が１つでも前述の範囲に入っていることが好ましいが、全ての加熱金属ロール表面間距離が前述の範囲に入っていることがより好ましい。加熱金属ロール群の熱により、樹脂塗布フィルムの熱硬化性樹脂は低粘度化するが、加熱金属ロール間では実質、熱が放出するため、加熱金属ロール群において強化繊維束の走行方向に対し、前または後ろに隣り合う加熱金属ロール表面間の距離が長い場合、低粘度化した熱硬化性樹脂が次の加熱金属ロールに到達するまでに高粘度化し、効率的な含浸が行えなくなる。つまり、前または後ろに隣り合う加熱金属ロール表面間の距離が１５０ｍｍを超えるとロール間での樹脂の高粘度化により十分な含浸性が得られない場合がある。また、加熱金属ロール表面間の距離が５ｍｍ未満では通糸や汚れ除去等の作業時に作業性が低下する場合がある。
【００２２】
本発明において強化繊維束は加熱金属ロール群に入る直前に、樹脂塗布フィルム等とともに予備加熱される手段を備えていてもよい。ヒーター等を用いた予備加熱により、含浸前の熱硬化製樹脂が適度に低粘度化されるため含浸性が増し、より良好なプリプレグを得ることが出来る。予備加熱する方法は遠赤ヒーター、ホットプレート、ホットロール、熱風など特に限定はされないが、均一に加熱できることからホットプレートやホットロールが好適に用いられる。なお、加熱する温度は加熱金属ロール群に入る直前に、熱硬化性樹脂がある程度、低粘度化されている温度であればよく、５０〜１２０℃程度であれば好ましい。
【００２３】
熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維シートを、前記加熱金属ロール群を通過後、３０℃以下に冷却する過程を経ることが好ましい。熱硬化性樹脂を含浸させた前記強化繊維シートは、加熱ロール群を通過後に３０℃以下に冷却せずに、例えばワインダーに巻き取る等の工程へ進むと樹脂自身の熱により硬化反応が促進され、樹脂特性に悪影響を及ぼしたり、蓄熱による樹脂粘度の低下で強化繊維のアライメントが乱れ、プリプレグとしての品位を著しく低下させる可能性がある。冷却方法は５〜１５℃に設定された冷却板に接触させることが短時間で冷却できることから好ましい。
【００２４】
本発明に使用される強化繊維束とは特に限定されず、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維などを用いることができる。また、本発明における強化繊維束は、１繊維束あたりのフィラメント数（単繊維数）が特に限定されるものではないが、１０００〜７２０００本が好ましく、１０００〜４８０００本がより好ましく、３０００〜４８０００本が更に好ましい。
【００２５】
本発明で使用される熱硬化性樹脂とはエポキシ樹脂組成物で構成され、少なくともエポキシ樹脂と硬化剤を含んでいることが好ましい。
【００２６】
かかるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂等あるいはこれらの組み合わせが好適に用いられるが特に制限はない。
【００２７】
かかるエポキシ樹脂組成物に使用される硬化剤としては、エポキシ基と反応し得る活性基を有する化合物であれば用いることができるが、アミノ基、酸無水物基、アジド基を有する化合物が、好ましくは使用される。具体的には、ジシンジアミド、ジアミノジフェニルスルホンの各種異性体、アミノ安息香酸エステル類が好ましく使用される。
【００２８】
かかるエポキシ樹脂組成物に、上記のエポキシ樹脂、硬化剤の他、高分子化合物、有機粒子など、他の成分を適宜その目的に応じて配合することもできる。
【００２９】
次に、上記製造方法に用いられる、本発明のプリプレグ製造装置の一例を図１に基づいて説明する。
【００３０】
本発明のプリプレグ製造装置は、強化繊維束への張力付与手段１５と、樹脂塗布フィルム供給手段１８ａ、１８ｂと、強化繊維束に樹脂塗布フィルムを接して樹脂を含浸せしめる樹脂含浸手段２３と、プリプレグを引き取る引取手段３３とを有するプリプレグ製造装置であって、該樹脂含浸手段が樹脂塗布フィルム１９ａ、１９ｂおよび強化繊維束１２を所定の接触角度で圧接するように配置された加熱金属ロール群２９と、該加熱金属ロール群の少なくとも１つの加熱金属ロール上で強化繊維束および樹脂塗布フィルムとをニップするニップ用金属ロール２８とからなる。
【００３１】
張力付与手段としては特に制限はないが、図１に示すようなパウダーブレーキ１７と連結してなる複数本のロール群からなる張力付与手段により適意に張力を付与できる。具体的には直径２０〜２００ｍｍ程度のフリーロール１６を２〜１０本程度組み合わせたロール群とパウダーブレーキ１７とをチェーンベルトなどで連結し、パウダーブレーキ１７のブレーキ力を複数本のロール群に伝える。ここで張力付与手段のフリーロール１６は前述したように剛性を有する金属製であることが好ましく、さらに強化繊維束のロールへの巻き付きを防止するためにロール表面は３〜２０Ｓ程度となるように梨地加工されていることが好ましい。
【００３２】
樹脂塗布フィルム供給手段１８ａ，１８ｂは、例えばロール状に巻いた樹脂塗布フィルムを取り付け、巻き出すものである。
【００３３】
樹脂塗布フィルム１９ａ、１９ｂで挟み込まれた強化繊維束を加熱するために、必要に応じて、ヒーター２２を含浸手段に入る前に設置することもできる。ヒーター２２は遠赤ヒーター、ホットプレート、ホットロール、熱風など特に限定はされないが、均一に加熱できることからホットプレートやホットロールが好適である。
【００３４】
強化繊維束に樹脂塗布フィルムを接して樹脂を含浸せしめる樹脂含浸手段は、樹脂塗布フィルムおよび強化繊維束を所定の接触角度で圧接するように配置された加熱金属ロール群２９と、該加熱金属ロール群２９の少なくとも１つの加熱金属ロール上で強化繊維束および樹脂塗布フィルムとをニップするニップ用金属ロール２８とからなる。
【００３５】
プリプレグを引き取る引取手段３３は一対あるいは数対の引き取りニップロール３２からなり、プリプレグの生産速度に応じて引き取りニップロール３２の回転速度を変えられるものである。引き取りニップロール３２としては金属表面あるいはゴム表面を有するロールが好ましい。
【００３６】
さらに必要に応じて前記樹脂含浸手段と前記引取手段との間にプリプレグを冷却するための冷却板３１を設置することもできる。冷却板３１は特に制限はないが、例えば内部に冷媒を備えた金属製のものであれば、熱伝導性が良好であり好ましい。冷却板３１の表面温度としては５〜１５℃程度であれば良い。
【実施例】
【００３７】
本発明を以下の実施例により、更に詳細に説明する。
（１）樹脂組成物の作製
下記原料をニーダーで混合して熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂                            ２０重量部
（エピコート（登録商標）８２８、油化シェルエポキシ（株）製）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂                            ３０重量部
（エピコート１００１、油化シェルエポキシ（株）製）
フェノールノボラック型エポキシ樹脂                        ５０重量部
（エピコート１５４、油化シェルエポキシ（株）製）
ポリビニルホルマール                                      １０重量部
（ビニレックＫ（登録商標）、チッソ（株）製）
３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア  １０重量部
（ＤＣＭＵ９９、型番、保土ヶ谷化学工業（株）製）
（２）樹脂塗布フィルムの作製
熱硬化性樹脂組成物をナイフコーターにより、離型紙に所定の厚みで塗布することで樹脂塗布フィルムを作製し、ロール状に巻き取った。
【００３８】
尚、実施例中、得られたプリプレグの含浸性は、層内および表層の強化繊維の樹脂による濡れ具合を目視により確認し、樹脂により濡れていない強化繊維いわゆるドライファイバーの全くないものを良好、層内または表面にドライファイバーが存在するものを不良とした。尚、層内のドライファイバーを確認する際には、繊維方向を縦方向として縦５ｃｍ×横１００ｃｍのプリプレグを両面からＯＰＰ粘着テープ（日東電工（株）製、ダンプロンシリーズＮｏ．３２０１）で挟み込んだ後、引き剥がすことによりプリプレグ層内を観察した。
【００３９】
また、得られたプリプレグの毛羽は目視で確認し、毛羽の長辺部の長さが１０ｍｍ以上の場合に欠点と見なした。更に、得られたプリプレグの目開きは目視で確認し、目開きの幅が１ｍｍ以上のものを欠点と見なした。
（実施例１）図１に示す製造工程を用いてプリプレグを製造した。強化繊維束として東レ（株）製炭素繊維Ｔ７００ＳＣ−１２Ｋ（フィラメント数１２０００本、引張強度４９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａ）を１２５本用い、繊維目付１００ｇ／ｍ2とした。また、繊維重量含有率は７６％とした。クリール１０に設置したボビン１１から１０００本あたり０．１Ｎの張力で引き出した複数の炭素繊維束１２は擦過ロール１４を有する拡幅手段１３により１０００ｍｍ幅のシート状に拡幅した。
【００４０】
強化繊維束は１６Ｓに梨地加工された２本の硬鋼製のフリーロール１６およびパウダーブレーキ１７（三菱電機製  ＺＫＢ−２０ＨＢＮ）を備えた張力付与装置１５によりフィラメント数１０００本あたり２．０Ｎの張力を付与した。張力付与装置部において擦過によるケバの発生や糸切れ、さらにフリーロールのたわみや炭素繊維の巻き付きのないことが目視により確認できた。張力を付与した炭素繊維束を離型紙１９ａおよび片側に樹脂目付３２ｇ／ｍ2の熱硬化性樹脂を塗布した樹脂塗布フィルム１９ｂで挟み込み、表面温度１００℃に設定したヒーター２２に接触させることにより予備加熱した。ヒーター２２はホットプレートとした。離型紙および熱硬化性樹脂で挟み込まれ、予備加熱された炭素繊維束は３．０ｍ／分の速度で走行させながら加熱金属ロール２４には１８０°、加熱金属ロール２５、２６には１００°、加熱金属ロール２７には１８０°の接触角度で圧接させ、さらに加熱金属ロール２７上において直径４０ｍｍ、弾性率２１．６ＧＰａの硬鋼製のニップ用金属ロールで１．５ｋＮの荷重をかけ、２５．８ＭＰａの線圧で１０００ｍｍ幅にわたりニップさせることで、炭素繊維束に熱硬化性樹脂を含浸させプリプレグとした。なお、加熱金属ロール２４、２５、２６、２７の加熱温度は１１０℃、直径は２５０ｍｍ、弾性率は２１．６ＧＰａであり、各加熱金属ロール表面間の距離は６０ｍｍとした。さらに加熱金属ロール２４、２５、２６、２７の周速度Ｖｒは３．０ｍ／分とし、炭素繊維束の走行速度Ｖｓとの割合Ｖｒ／Ｖｓ＝１．０であった。このとき、加熱金属ロールへの樹脂のはみ出しはなく、はみ出し樹脂による汚れは無いことが確認できた。含浸後のプリプレグは１０℃に設定した冷却板３１により２５℃まで冷却させた後、片側の離型紙３４を剥ぎ、製品ロール３６としてワインダーに巻き取った。得られたプリプレグは表１に示すように含浸性が良好であり、かつ毛羽欠点や目開き欠点のない品位良好なものであった。
（比較例１）ニップ用金属ロール２８によるニップを実施しなかった以外は実施例１と同様にしてプリプレグを得た。得られたプリプレグは表２に示すように含浸が不十分なために表層にドライファイバーが目立つ品位不良なものであった。
（比較例２）図１に示すパウダーブレーキ１７（三菱電機製  ＺＫＢ−２０ＨＢＮ）を備えた張力付与装置１５の設定を調整し、炭素繊維フィラメント１０００本あたり０．１５Ｎの張力を付与した以外は実施例１と同様にしてプリプレグを得た。得られたプリプレグは表２に示すように層内や表層にドライファイバーが残るとともに、目開き欠点の多く存在する品位不良なものであった。
（実施例２）図１に示す加熱金属ロール２４、２５、２６、２７の加熱金属ロール表面間の距離を２５０ｍｍとし、加熱金属ロール２４には１５０°、加熱金属ロール２５、２６には７０°、加熱金属ロール２７には１５０°の接触角度で接触させた以外は実施例１と同様にしてプリプレグを得た。得られたプリプレグは表１に示すように、加熱金属ロール間での樹脂温度低下（樹脂高粘度化）の影響で、実施例１よりは層内に樹脂未含浸部分が残るものであったけれども、取り扱い性や成形品強度に関して問題となるレベルではなかった。完全に含浸させるには炭素繊維束の走行速度を１ｍ／分に落とす必要があり、実施例１よりも製造に要する時間が増加したが、得られた品位に問題はなかった。
（実施例３）図１に示す製造工程を用いてプリプレグを製造した。強化繊維として東レ（株）製炭素繊維Ｔ７００ＳＣ−２４Ｋ（フィラメント数２４０００本、引張強度４９００ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａ）を１０９本用い、繊維目付１７５ｇ／ｍ2とした。また、離型紙に熱硬化性樹脂を塗布した、樹脂目付３２ｇ／ｍ2の樹脂塗布フィルムを１９ａおよび１９ｂとして使用し、繊維重量含有率を７３％とした。さらにニップ用金属ロール２８で２．５ｋＮの荷重をかけ、３３．３ＭＰａの線圧でニップさせた以外は実施例１と同様にしてプリプレグを得た。得られたプリプレグは表１に示すように含浸性が良好であり、かつ毛羽欠点や目開き欠点の少ない品位良好なものであった。
（比較例３）図１に示すヒーター２２から冷却板３１までの間を図４に示す工程とすることで、加熱金属ロール群の各ロールと糸条との接触角度を実質的に０°とし、直径４０ｍｍ、弾性率２１．６ＧＰａの硬鋼製のニップ用金属ロール２８を３本用いそれぞれ７．４ｋＮの荷重をかけニップ用金属ロール１本あたり５７．２ＭＰａの線圧でニップさせた以外は実施例３と同様にしてプリプレグを得た。線圧が高いことにより余剰の熱硬化性樹脂がシート状の強化繊維の側方からはみ出し、加熱金属ロール３５に樹脂による汚れが付着し作業性が悪化したとともに、得られたプリプレグは表２に示すように層内にドライファイバーが残るとともに毛羽欠点の多い品位不良なものであった。
（実施例４）図１に示す製造工程を用いてプリプレグを製造した。強化繊維として東レ（株）製炭素繊維Ｓ３００Ｃ−４８Ｋ（フィラメント数４８０００本、引張強度３６３０ＭＰａ、引張弾性率２３０ＧＰａ）を９１本用い、繊維目付３００ｇ／ｍ2とした。また、離型紙に熱硬化性樹脂を塗布した、樹脂目付７４ｇ／ｍ2の樹脂塗布フィルムを１９ａおよび１９ｂとして使用し、繊維重量含有率を６７％とした。さらに直径４０ｍｍ、弾性率２１．６ＧＰａの硬鋼製のニップ用金属ロール２８で２．９ｋＮの荷重をかけ、３５．８ＭＰａの線圧でニップさせた以外は実施例１と同様にしてプリプレグを得た。得られたプリプレグは表１に示すように含浸性が良好であり、かつ毛羽欠点や目開き欠点の少ない品位良好なものであった。
（比較例４）図１に示すヒーター２２から冷却板３１までの間を図４に示す工程とし、図４に示すニップ用金属ロール２８の直径を２０ｍｍとし、ニップ用金属ロール２８で２．９ｋＮの荷重をかけ、４８．４ＭＰａの線圧でニップさせた以外は実施例４と同様にしてプリプレグを得た。ニップ用金属ロールの軸方向の曲げ剛性が不足したことによりニップ用金属ロールにたわみが生じ、得られたプリプレグは表２に示すように幅方向に含浸性が不均一でドライファイバーの残る品位不良なものであった。
【００４１】
【表１】
2004162055.tif 000004
【００４２】
【表２】
2004162055.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のプリプレグの製造工程の一例を示す側面図である。
【図２】加熱金属ロールへの接触角度を示す図である。
【図３】加熱金属ロールにおいて発生した樹脂塗布フィルム等の工程長差により樹脂塗布フィルム等にシワが発生する様子を示す側面図である。
【図４】従来のプリプレグの製造工程を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    加熱金属ロール
２    樹脂塗布フィルム
３    強化繊維束
４ａ、４ｂ    加熱金属ロール
５    加熱金属ロール４ｂと接触している方の樹脂塗布フィルム
６    加熱金属ロール４ｂと接触していない方の樹脂塗布フィルム
７    強化繊維束
８    工程中に発生した樹脂塗布フィルム等のシワ
９    ガイドロール
１０  クリール
１１  ボビン
１２  炭素繊維束
１３  拡幅手段
１４  擦過ロール
１５  張力付与手段
１６  フリーロール
１７  パウダーブレーキ
１８ａ  樹脂塗布フィルム等（樹脂塗布フィルム、離型フィルム、離型紙）供給手段
１８ｂ  樹脂塗布フィルム等供給手段
１９ａ  離型紙または離型フィルムまたは樹脂塗布フィルム
１９ｂ  樹脂塗布フィルム
２０、２１  ガイドロール
２２  ヒーター
２３  樹脂含浸手段
２４、２５、２６、２７  加熱金属ロール
２８  ニップ用金属ロール
２９  加熱金属ロール群
３０  ガードロール
３１  冷却板
３２  引き取りニップロール
３３  引取手段
３４  回収離型紙または回収フィルム
３５  ガイドロール
３６  製品ロール
３７  加熱金属ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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