複合材料の製造装置および製造方法
【課題】プリプレグを積層させる面が湾曲している長尺な型を用いてプリプレグを積層する場合でも、プリプレグを蛇行することなく積層でき、かつプリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる装置および方法の提供。
【解決手段】型Ｍの一端から他端へ移動しながらプリプレグ１１を型Ｍに供給する供給機構２０と、供給機構２０に連動して型Ｍの一端から他端へ移動しながらプリプレグ１１層間のエアを抜出すエア抜き機構３０を具備し、供給機構２０はプリプレグ１１と離型紙１２の積層物１０を巻き出すプリプレグ巻き出し手段２１、離型紙１２を巻き取る離型紙巻き取り手段２２、プリプレグ１１を位置補正する位置補正手段２３を備え、エア抜き機構３０は横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつエア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１を備える複合材料の製造装置１。
【解決手段】型Ｍの一端から他端へ移動しながらプリプレグ１１を型Ｍに供給する供給機構２０と、供給機構２０に連動して型Ｍの一端から他端へ移動しながらプリプレグ１１層間のエアを抜出すエア抜き機構３０を具備し、供給機構２０はプリプレグ１１と離型紙１２の積層物１０を巻き出すプリプレグ巻き出し手段２１、離型紙１２を巻き取る離型紙巻き取り手段２２、プリプレグ１１を位置補正する位置補正手段２３を備え、エア抜き機構３０は横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつエア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１を備える複合材料の製造装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材料は、軽量かつ高強度の特性から利用分野が広がっており、例えば、金属材料代替として飛行機、船舶、鉄道車両、自動車、ゴルフクラブ、テニスラケットなど、スポーツ・レジャー用途から自動車や航空機等の産業用途まで、幅広く用いられている。
繊維強化複合材料は、炭素繊維などの強化繊維に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が含浸したシート状のプレプレグを長尺な型内に積層し、その後、硬化することで作製することがある。
【０００３】
しかし、シート状のプレプレグを人手で積層すると、プリプレグが真っ直ぐに積層されずに蛇行したり、プリプレグに皺が発生したりしやすく、得られる複合材料の強度が低下することがあった。また、型内に積層されたプリプレグ上に次のプリプレグを積層する際に、プリプレグ層間にエアが入り込むことがあった。プリプレグ層間にエアが入り込むと、得られる複合材料にボイドが残ってしまい、強度が低下しやすくなる。特に、型の幅方向の断面においてプリプレグを積層させる面が湾曲している型を用いてプリプレグを積層させる場合には、プリプレグの蛇行やプリプレグ層間へのエアの入り込みの問題は顕著であった。
【０００４】
プリプレグを型内に自動で積層する装置として、例えば特許文献１には、回転しながら押圧する圧接ローラにより所定の押圧力で、紙管から引き出されたプリプレグシートを付着させながら基材（型）に積層するプリプレグの自動積層装置が開示されている。
また、非特許文献１には、シートを積層する方法として、ローラでシートを押さえ付けながら積層する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１８７２０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】”Automated Tape Laying”、［online］、Automated Dynamics社、［平成２３年５月３１日検索］、インターネット＜URL:http://www.automateddynamics.com/content/automated_tape_laying＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や非特許文献１に記載のように、ローラでプリプレグを押し付けながら積層させる場合でも、プリプレグ層間のエアを十分に抜出すことは必ずしも容易ではなかった。特に、プリプレグを積層させる面が湾曲している型を用いてプリプレグを積層させる場合、特許文献１の装置や非特許文献１に記載の方法では十分に対応できなかった。仮にこれらの装置や方法を用いて、プリプレグを積層させる面が湾曲している型にプリプレグを積層させた場合には、プリプレグ層間にエアが残りやすかった。このため、オーブン成形法ではプリプレグ層間にエアが残り高品質の成形品が得られない場合があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、プリプレグを積層させる面が湾曲している長尺な型を用いてプリプレグを積層する場合でも、プリプレグを蛇行することなく積層でき、かつプリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる装置および方法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】
【０００９】
本発明の複合材料の製造装置は、強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する装置であって、型の長手方向の一端から他端へ移動しながらプリプレグを型内に供給する供給機構と、該供給機構に連動して、型の長手方向の一端から他端へ移動しながら型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き機構とを具備し、前記供給機構は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し手段と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り手段と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正手段とを備え、前記エア抜き機構は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつエア抜き機構の移動方向に湾曲した、周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出す押さえ手段を備えることを特徴とする。
さらに、前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲していてもよい。
【００１０】
また、本発明の複合材料の製造方法は、強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する方法であって、型の長手方向の一端から他端へ順にプリプレグを供給する供給工程と、プリプレグの供給に応じて、型の長手方向の一端から他端へ順に、型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き工程とを有し、前記供給工程は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し工程と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り工程と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正工程とを有し、前記エア抜き工程は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつプリプレグの型内への供給方向に湾曲した押さえ手段を用いて、該押さえ手段の周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出すことを特徴とする。
さらに、前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲していてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の複合材料の製造装置および製造方法によれば、プリプレグを積層させる面が湾曲している長尺な型を用いてプリプレグを積層する場合でも、プリプレグを蛇行することなく積層でき、かつプリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の複合材料の製造装置の一例を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示す複合材料の製造装置に備わる供給機構を模式的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は上面図である。
【図３】（ａ）は図１に示す複合材料の製造装置に備わるエア抜き機構の押さえ手段を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は芯棒の一例を模式的に示す上面図である。
【図４】図１に示す複合材料の製造装置に備わるエア抜き機構を模式的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。
［複合材料の製造装置］
図１は、本発明の複合材料の製造装置の一例を模式的に示す側面図である。
この例の複合材料の製造装置１は、長尺な型Ｍ内にシート状のプリプレグ１１を供給する供給機構２０と、型Ｍ内に積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出すエア抜き機構３０とを具備する。
【００１４】
＜供給機構＞
供給機構２０は、プリプレグ１１と離型紙１２の積層物１０がロール状に巻き取られたロール状物１０’から、張力を付与しながら積層物１０を巻き出すプリプレグ巻き出し手段２１と、巻き出された積層物１０から離型紙１２を剥離して巻き取る離型紙巻き取り手段２２と、離型紙１２が剥離されたプリプレグ１１が型Ｍの所定の位置に積層されるようにプリプレグ１１の位置を補正する位置補正手段２３とを備える。
【００１５】
この例のプリプレグ巻き出し手段２１、離型紙巻き取り手段２２、位置補正手段２３は、それぞれ第一の台車２４に取り付けられており、この第一の台車２４によって、供給機構２０は、型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動しながらプリプレグ１１を型Ｍ内に供給する。
ここで、図２も参照しながら、供給機構２０の各手段について説明する。図２（ａ）は供給機構２０の側面図であり、図２（ｂ）は供給機構２０の正面図であり、図２（ｃ）は供給機構２０の上面図である。なお、図２（ｂ）ではプリプレグ１１、および離型紙１２を二点鎖線で示し、図２（ｃ）ではロール状物１０’、積層物１０、プリプレグ１１、および離型紙１２を二点鎖線で示す。
【００１６】
（ロール状物）
ロール状物１０’は、プリプレグ１１と離型紙１２の積層物１０が、紙管などにロール状に巻き取られたものである。
プリプレグ１１は、強化繊維に樹脂が含浸したものである。
強化繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維等の有機高弾性繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等の高強度、高弾性繊維などが挙げられる。これらの中でも比強度および比弾性に優れることから、炭素繊維が好ましい。
【００１７】
樹脂としては熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびこれらの混合樹脂を使用することができる。
これらの中でも、硬化収縮率が少なく、高い剛性と靭性値を有することから、エポキシ系樹脂が好ましい。
また、熱硬化性樹脂に限定されるものでなく熱可塑性樹脂である場合も本発明技術は問題なく使用できる。
【００１８】
（プリプレグ巻き出し手段）
プリプレグ巻き出し手段２１は、ロール状物１０’から、張力を付与しながら積層物１０を巻き出す手段である。
巻き出し手段２１は、ロール状物１０’を回転自在に支持する支持軸２１ａと、支持軸２１ａの両端に設けられた着脱自在な枠体２１ｂと、積層物１０をガイドする巻き出しガイド部材２１ｃとを有する。
また、巻き出し手段２１には、積層物１０に張力を付与する張力付与手段（図示略）が設けられ、張力を付与しながら積層物１０を巻き出すことができるようになっている。
【００１９】
（離型紙巻き取り手段）
離型紙巻き取り手段２２は、ガイド部材２１ｃにて離型紙２１を剥離して、剥離した離型紙２１を紙管などに巻き取って回収する手段である。
離型紙巻き取り手段２２は、紙管（図示略）などを回転自在に支持する支持軸２２ａと、支持軸２２ａの両端に設けられた着脱自在な枠体２２ｂとを有する。
【００２０】
（位置補正手段）
位置補正手段２３は、離型紙１２が剥離されたプリプレグ１１が型Ｍの所定の位置に積層されるようにプリプレグ１１の位置を補正する手段である。
位置補正手段２３は、プリプレグ１１をガイドする位置補正ガイド２３ａと、位置補正ガイド２３を揺動可能に支持するガイド支持部２３ｂとを有する。また、ガイド支持部２３ｂはバー部材２３ｃに取り付けられている。
位置補正ガイド２３ａは、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、型Ｍの幅方向に揺動し、プリプレグ１１の位置を補正する。さらに、この例の位置補正ガイド２３ａは、図２（ａ）に示すように、ガイド支持部２３ｂによって振り子状に揺動する。これにより、位置補正ガイド２３ａは、プリプレグ１１の位置を補正しつつ、プリプレグ１１に張力を付与しながら、プリプレグ１１を型Ｍに近づけ積層可能となる。
【００２１】
＜エア抜き機構＞
エア抜き機構３０は、供給機構２０から供給され、型Ｍに積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出す押さえ手段３１を備える。
この例の押さえ手段３１は、該押さえ手段３１を支持する押さえ支持部３２とバー部材３３を介して第二の台車３４に取り付けられており、この第二の台車３４によって、エア抜き機構３０は、供給機構２０に連動して、型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動しながら型内に積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出す。
ここで、図３、４も参照しながら、エア抜き機構３０の押さえ手段３１について説明する。図３（ａ）はエア抜き機構３０を上方から見たときの押さえ手段３１の上面図であり、図４（ａ）はエア抜き機構３０の側面図であり、図４（ｂ）はエア抜き機構３０の正面図である。
【００２２】
（押さえ手段）
押さえ手段３１は、図３（ａ）に示すように、横並びに隣接して配列した複数の円板３１ａからなり、これら円板３１ａによって円柱状を形成している。押さえ手段３１は、その周面をプリプレグ１１に当接させて、押さえ手段３１の自重によりプリプレグ１１を型Ｍに押し付け、プリプレグ１１層間のエアを抜出す。
【００２３】
また、押さえ手段３１は、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲している。押さえ手段３１がエア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲していることで、プリプレグ１１との当接点においてプリプレグ１１の幅方向の中央から端に向かってプリプレグ１１層間のエアが抜けるようになるため、図４（ｂ）に示すように、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもエアを十分に抜出すことができる。
なお、押さえ手段が湾曲していない場合は、プリプレグを積層させる面が外側に湾曲している型を用いた場合に、プリプレグとの当接点においてプリプレグの幅方向の端部分のエアを十分に抜出すことが困難となる。また、押さえ手段がエア抜き機構の移動方向とは反対側に湾曲している場合は、プリプレグとの当接点においてエアがプリプレグの幅方向の中央に集まってしまい、エアを十分に抜出すことが困難となる。
【００２４】
押さえ手段３１は、エア抜き機構３０が型Ｍを移動するのに伴い、各円板３１ａが回転する。円板３１ａが回転することで、プリプレグ１１が押さえ手段３１によって傷つくのを防止できる。
【００２５】
押さえ手段３１を構成する円板３１ａの数は特に限定されないが、横並びに隣接して配列したときに、プリプレグ１１の幅方向の長さ以上となる数が好ましい。
また、この例の円板３１ａは、中央がくり抜かれたドーナツ状である。円板３１ａが回転する際に、円板３１ａ同士の摩擦を軽減させる為に、ポリ４フッ化エチレン等の摩擦係数の低い材料を円板３１ａの接触する部分にコーティング等することにより、より円滑に回転することができる。
【００２６】
湾曲した押さえ手段３１は、例えば図３（ｂ）に示すような所望の形状に湾曲した芯棒３１ｂに、ドーナツ状の円板３１ａを通すことで得られる。この場合、円板３１ａがずれないように、両端に位置する円板３１ａを締付ネジ３１ｃなどで固定するのが好ましい。
【００２７】
この例の押さえ手段３１には、図３（ａ）に示すように、押さえ手段３１の進行方向後方から、押さえ手段３１をエア抜き機構３０の移動方向Ｆに押すバックアップ手段３１ｄが取り付けられている。バックアップ手段３１ｄにより押さえ手段３１を押すことで、両側の円板３１ａに挟まれた円板３１ａが、両側の円板３１ａより極端にズレないようにして、全ての円板３１ａが円滑に回転することができる。
【００２８】
なお、エア抜き機構３０は、プリプレグ１１層間のエアの抜出しを行わない間、図４（ａ）に示すように、バー部材３３を軸として押さえ支持部３２を回転させて押さえ手段３１を上げておくことができる。押さえ手段３１を上げておく際は、押さえ手段３１が下がらないように、ストッパー３５で押され支持部３２を支持する。
【００２９】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の複合材料の製造装置１によれば、プリプレグ１１に張力を付与しながらプリプレグ１１の位置を補正する位置補正手段２３を備えた供給機構２０を具備するので、プリプレグ１１を蛇行することなく型Ｍ内に積層できる。
加えて、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１を備えたエア抜き機構３０を具備するので、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもプリプレグ１１層間のエアを十分に抜出すことができる。
従って、本発明の複合材料の製造装置１によれば、プリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる。
【００３０】
＜他の実施形態＞
本発明の複合材料の製造装置は、図示例のものに限定されない。例えば、図１に示す複合材料の製造装置１は、供給機構２０とエア抜き機構３０とが分離しているが、供給機構２０とエア抜き機構３０は一体化していてもよい。
また、図示例の型Ｍは、幅方向の断面において、型のプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していているが、プリプレグを積層させる面は平面であってもよいし、逆に内側に湾曲していてもよい。
【００３１】
［複合材料の製造方法］
本発明の複合材料の製造方法は、長尺な型内にシート状のプリプレグを供給する供給工程と、型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き工程とを有する。
以下、図１に示す複合材料の製造装置１を用いて、本発明の複合材料の製造方法の一例について具体的に説明する。
【００３２】
供給工程では、第一の台車２４によって、供給機構２０を型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動させながら、型Ｍの一端から他端へ順にプリプレグ１１を供給する。
具体的には、まず、プリプレグ巻き出し手段２１の支持軸２１ａによりロール状物１０’を回転させ、ロール状物１０’から、張力を付与しながら積層物１０を巻き出す（プリプレグ巻き出し工程）。
巻き出された積層物１０は、ガイド部材２１ｃにガイドされ、位置補正手段２３に移動する。このとき、ガイド部材２１ｃにて、積層物１０から離型紙２１を剥離して、剥離した離型紙２１を離型紙巻き取り手段２２の支持軸２２ａに装着した紙管（図示略）に巻き取って回収する（離型紙巻き取り工程）。
ついで、離型紙１２が剥離されたプリプレグ１１が型Ｍの所定の位置に積層されるように、位置補正手段２３の位置補正ガイド２３ａを型Ｍの幅方向に揺動させ（図２（ｂ）、（ｃ）参照）、プリプレグ１１の位置を補正する（位置補正工程）。このとき、図２（ａ）に示すように、位置補正ガイド２３ａをガイド支持部２３ｂによって振り子状に揺動させて、プリプレグ１１に張力を付与しながら積層してもよい。
【００３３】
エア抜き工程では、供給工程でのプリプレグの供給に応じて、第二の台車３４によって、エア抜き機構３０を型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動させながら、型Ｍの長手方向の一端から他端へ順に、型Ｍ内に積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出す。
具体的には、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１の周面を型Ｍに積層したプリプレグ１１に当接させて、プリプレグ１１を型Ｍに押し付け、プリプレグ１１層間のエアを抜出す。このとき、押さえ手段３１とプリプレグ１１との当接点においてプリプレグ１１の幅方向の中央から端に向かってプリプレグ１１層間のエアが抜けるようになるため、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもエアを十分に抜出すことができる。
【００３４】
また、エア抜き工程では、バックアップ手段３１ｄにより押さえ手段３１をエア抜き機構３０の移動方向Ｆに押してもよい。押さえ手段３１を押すことで、両側の円板３１ａに挟まれた円板３１ａが、両側の円板３１ａより極端にズレないようにして、全ての円板３１ａが円滑に回転することができる。
【００３５】
このようにして型Ｍにプリプレグ１１を積層した後、次のプリプレグを積層させる場合は、第一の台車２４および第二の台車３４を用いて、型Ｍにプリプレグ１１を供給する際に、供給機構２０およびエア抜き機構３０を移動させた方向とは反対方向（型Ｍの長手方向の他端から一端）へ移動させて、供給機構２０およびエア抜き機構３０を最初の位置に戻す。このとき、バー部材３３を軸として押さえ支持部３２を回転させて押さえ手段３１を上げてから、エア抜き機構３０を最初の位置に戻す。また、エア抜き工程においては、移動させた方向と反対側に移動する時にもエア抜き機構３０を１８０°回転させて向きを変え、エア抜きを実施してもよい。
そして、先と同様にして供給工程とエア抜き工程を行って、次の層となるプリプレグ１１を型Ｍに供給し、既に型Ｍ内に積層されたプリプレグ上に積層する。
この操作を所望の積層数となるまで続け、プリプレグの積層体を得る。ついで、得られたプリプレグの積層体を硬化させて、複合材料を得る。
【００３６】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の複合材料の製造方法によれば、張力を付与したプリプレグ１１の位置を補正する位置補正工程を有するので、プリプレグ１１を蛇行することなく型Ｍ内に積層できる。
加えて、エア抜き工程では、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１を用い、押さえ手段３１の周面を型Ｍに積層したプリプレグ１１に当接させて、プリプレグ１１を型Ｍに押し付け、プリプレグ１１層間のエアを抜出すので、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもプリプレグ１１層間のエアを十分に抜出すことができる。
従って、本発明の複合材料の製造方法によれば、プリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる。
【００３７】
＜他の実施形態＞
本発明の複合材料の製造方法は、上述した方法に限定されない。例えば、上述した方法では、幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が外側に湾曲した型Ｍを用いているが、プリプレグを積層させる面が平面の型を用いてもよいし、逆に内側に湾曲した型を用いてもよい。
また、プリプレグ１１の位置を補正する際は、例えば供給機構２０とエア抜き機構３０との間で、人手によりプリプレグ１１の位置合わせを行ってもよい。この場合、人手により位置合わせされたプリプレグ１１の動きに併せて、位置補正手段２３の位置補正ガイド２３ａが、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、型Ｍの幅方向に揺動する。
【００３８】
＜用途＞
本発明により得られた複合材料は、プリプレグが蛇行することなく積層しており、かつプリプレグ層間のエアが十分に抜出されているため、オーブン成形法で成形しても強度に優れる。
複合材料は、例えば飛行機、船舶、鉄道車両、自動車、ゴルフクラブ、テニスラケットなど、スポーツ・レジャー用途から自動車や航空機等の産業用途まで、幅広く用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：複合材料の製造装置、
１０：積層物、
１０’：ロール状物、
１１：プリプレグ、
１２：離型紙、
２０：供給機構、
２１：プリプレグ巻き出し手段、
２２：離型紙巻き取り手段、
２３：位置補正手段、
３０：エア抜き機構、
３１：押さえ手段、
３１ａ：円板、
Ｆ：エア抜き機構の移動方向、
Ｍ：型。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材料は、軽量かつ高強度の特性から利用分野が広がっており、例えば、金属材料代替として飛行機、船舶、鉄道車両、自動車、ゴルフクラブ、テニスラケットなど、スポーツ・レジャー用途から自動車や航空機等の産業用途まで、幅広く用いられている。
繊維強化複合材料は、炭素繊維などの強化繊維に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が含浸したシート状のプレプレグを長尺な型内に積層し、その後、硬化することで作製することがある。
【０００３】
しかし、シート状のプレプレグを人手で積層すると、プリプレグが真っ直ぐに積層されずに蛇行したり、プリプレグに皺が発生したりしやすく、得られる複合材料の強度が低下することがあった。また、型内に積層されたプリプレグ上に次のプリプレグを積層する際に、プリプレグ層間にエアが入り込むことがあった。プリプレグ層間にエアが入り込むと、得られる複合材料にボイドが残ってしまい、強度が低下しやすくなる。特に、型の幅方向の断面においてプリプレグを積層させる面が湾曲している型を用いてプリプレグを積層させる場合には、プリプレグの蛇行やプリプレグ層間へのエアの入り込みの問題は顕著であった。
【０００４】
プリプレグを型内に自動で積層する装置として、例えば特許文献１には、回転しながら押圧する圧接ローラにより所定の押圧力で、紙管から引き出されたプリプレグシートを付着させながら基材（型）に積層するプリプレグの自動積層装置が開示されている。
また、非特許文献１には、シートを積層する方法として、ローラでシートを押さえ付けながら積層する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１８７２０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】”Automated Tape Laying”、［online］、Automated Dynamics社、［平成２３年５月３１日検索］、インターネット＜URL:http://www.automateddynamics.com/content/automated_tape_laying＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や非特許文献１に記載のように、ローラでプリプレグを押し付けながら積層させる場合でも、プリプレグ層間のエアを十分に抜出すことは必ずしも容易ではなかった。特に、プリプレグを積層させる面が湾曲している型を用いてプリプレグを積層させる場合、特許文献１の装置や非特許文献１に記載の方法では十分に対応できなかった。仮にこれらの装置や方法を用いて、プリプレグを積層させる面が湾曲している型にプリプレグを積層させた場合には、プリプレグ層間にエアが残りやすかった。このため、オーブン成形法ではプリプレグ層間にエアが残り高品質の成形品が得られない場合があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、プリプレグを積層させる面が湾曲している長尺な型を用いてプリプレグを積層する場合でも、プリプレグを蛇行することなく積層でき、かつプリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる装置および方法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】
【０００９】
本発明の複合材料の製造装置は、強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する装置であって、型の長手方向の一端から他端へ移動しながらプリプレグを型内に供給する供給機構と、該供給機構に連動して、型の長手方向の一端から他端へ移動しながら型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き機構とを具備し、前記供給機構は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し手段と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り手段と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正手段とを備え、前記エア抜き機構は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつエア抜き機構の移動方向に湾曲した、周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出す押さえ手段を備えることを特徴とする。
さらに、前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲していてもよい。
【００１０】
また、本発明の複合材料の製造方法は、強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する方法であって、型の長手方向の一端から他端へ順にプリプレグを供給する供給工程と、プリプレグの供給に応じて、型の長手方向の一端から他端へ順に、型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き工程とを有し、前記供給工程は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し工程と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り工程と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正工程とを有し、前記エア抜き工程は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつプリプレグの型内への供給方向に湾曲した押さえ手段を用いて、該押さえ手段の周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出すことを特徴とする。
さらに、前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲していてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の複合材料の製造装置および製造方法によれば、プリプレグを積層させる面が湾曲している長尺な型を用いてプリプレグを積層する場合でも、プリプレグを蛇行することなく積層でき、かつプリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の複合材料の製造装置の一例を模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示す複合材料の製造装置に備わる供給機構を模式的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は上面図である。
【図３】（ａ）は図１に示す複合材料の製造装置に備わるエア抜き機構の押さえ手段を模式的に示す上面図であり、（ｂ）は芯棒の一例を模式的に示す上面図である。
【図４】図１に示す複合材料の製造装置に備わるエア抜き機構を模式的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。
［複合材料の製造装置］
図１は、本発明の複合材料の製造装置の一例を模式的に示す側面図である。
この例の複合材料の製造装置１は、長尺な型Ｍ内にシート状のプリプレグ１１を供給する供給機構２０と、型Ｍ内に積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出すエア抜き機構３０とを具備する。
【００１４】
＜供給機構＞
供給機構２０は、プリプレグ１１と離型紙１２の積層物１０がロール状に巻き取られたロール状物１０’から、張力を付与しながら積層物１０を巻き出すプリプレグ巻き出し手段２１と、巻き出された積層物１０から離型紙１２を剥離して巻き取る離型紙巻き取り手段２２と、離型紙１２が剥離されたプリプレグ１１が型Ｍの所定の位置に積層されるようにプリプレグ１１の位置を補正する位置補正手段２３とを備える。
【００１５】
この例のプリプレグ巻き出し手段２１、離型紙巻き取り手段２２、位置補正手段２３は、それぞれ第一の台車２４に取り付けられており、この第一の台車２４によって、供給機構２０は、型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動しながらプリプレグ１１を型Ｍ内に供給する。
ここで、図２も参照しながら、供給機構２０の各手段について説明する。図２（ａ）は供給機構２０の側面図であり、図２（ｂ）は供給機構２０の正面図であり、図２（ｃ）は供給機構２０の上面図である。なお、図２（ｂ）ではプリプレグ１１、および離型紙１２を二点鎖線で示し、図２（ｃ）ではロール状物１０’、積層物１０、プリプレグ１１、および離型紙１２を二点鎖線で示す。
【００１６】
（ロール状物）
ロール状物１０’は、プリプレグ１１と離型紙１２の積層物１０が、紙管などにロール状に巻き取られたものである。
プリプレグ１１は、強化繊維に樹脂が含浸したものである。
強化繊維としては、例えば炭素繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維等の有機高弾性繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等の高強度、高弾性繊維などが挙げられる。これらの中でも比強度および比弾性に優れることから、炭素繊維が好ましい。
【００１７】
樹脂としては熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、およびこれらの混合樹脂を使用することができる。
これらの中でも、硬化収縮率が少なく、高い剛性と靭性値を有することから、エポキシ系樹脂が好ましい。
また、熱硬化性樹脂に限定されるものでなく熱可塑性樹脂である場合も本発明技術は問題なく使用できる。
【００１８】
（プリプレグ巻き出し手段）
プリプレグ巻き出し手段２１は、ロール状物１０’から、張力を付与しながら積層物１０を巻き出す手段である。
巻き出し手段２１は、ロール状物１０’を回転自在に支持する支持軸２１ａと、支持軸２１ａの両端に設けられた着脱自在な枠体２１ｂと、積層物１０をガイドする巻き出しガイド部材２１ｃとを有する。
また、巻き出し手段２１には、積層物１０に張力を付与する張力付与手段（図示略）が設けられ、張力を付与しながら積層物１０を巻き出すことができるようになっている。
【００１９】
（離型紙巻き取り手段）
離型紙巻き取り手段２２は、ガイド部材２１ｃにて離型紙２１を剥離して、剥離した離型紙２１を紙管などに巻き取って回収する手段である。
離型紙巻き取り手段２２は、紙管（図示略）などを回転自在に支持する支持軸２２ａと、支持軸２２ａの両端に設けられた着脱自在な枠体２２ｂとを有する。
【００２０】
（位置補正手段）
位置補正手段２３は、離型紙１２が剥離されたプリプレグ１１が型Ｍの所定の位置に積層されるようにプリプレグ１１の位置を補正する手段である。
位置補正手段２３は、プリプレグ１１をガイドする位置補正ガイド２３ａと、位置補正ガイド２３を揺動可能に支持するガイド支持部２３ｂとを有する。また、ガイド支持部２３ｂはバー部材２３ｃに取り付けられている。
位置補正ガイド２３ａは、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、型Ｍの幅方向に揺動し、プリプレグ１１の位置を補正する。さらに、この例の位置補正ガイド２３ａは、図２（ａ）に示すように、ガイド支持部２３ｂによって振り子状に揺動する。これにより、位置補正ガイド２３ａは、プリプレグ１１の位置を補正しつつ、プリプレグ１１に張力を付与しながら、プリプレグ１１を型Ｍに近づけ積層可能となる。
【００２１】
＜エア抜き機構＞
エア抜き機構３０は、供給機構２０から供給され、型Ｍに積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出す押さえ手段３１を備える。
この例の押さえ手段３１は、該押さえ手段３１を支持する押さえ支持部３２とバー部材３３を介して第二の台車３４に取り付けられており、この第二の台車３４によって、エア抜き機構３０は、供給機構２０に連動して、型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動しながら型内に積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出す。
ここで、図３、４も参照しながら、エア抜き機構３０の押さえ手段３１について説明する。図３（ａ）はエア抜き機構３０を上方から見たときの押さえ手段３１の上面図であり、図４（ａ）はエア抜き機構３０の側面図であり、図４（ｂ）はエア抜き機構３０の正面図である。
【００２２】
（押さえ手段）
押さえ手段３１は、図３（ａ）に示すように、横並びに隣接して配列した複数の円板３１ａからなり、これら円板３１ａによって円柱状を形成している。押さえ手段３１は、その周面をプリプレグ１１に当接させて、押さえ手段３１の自重によりプリプレグ１１を型Ｍに押し付け、プリプレグ１１層間のエアを抜出す。
【００２３】
また、押さえ手段３１は、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲している。押さえ手段３１がエア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲していることで、プリプレグ１１との当接点においてプリプレグ１１の幅方向の中央から端に向かってプリプレグ１１層間のエアが抜けるようになるため、図４（ｂ）に示すように、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもエアを十分に抜出すことができる。
なお、押さえ手段が湾曲していない場合は、プリプレグを積層させる面が外側に湾曲している型を用いた場合に、プリプレグとの当接点においてプリプレグの幅方向の端部分のエアを十分に抜出すことが困難となる。また、押さえ手段がエア抜き機構の移動方向とは反対側に湾曲している場合は、プリプレグとの当接点においてエアがプリプレグの幅方向の中央に集まってしまい、エアを十分に抜出すことが困難となる。
【００２４】
押さえ手段３１は、エア抜き機構３０が型Ｍを移動するのに伴い、各円板３１ａが回転する。円板３１ａが回転することで、プリプレグ１１が押さえ手段３１によって傷つくのを防止できる。
【００２５】
押さえ手段３１を構成する円板３１ａの数は特に限定されないが、横並びに隣接して配列したときに、プリプレグ１１の幅方向の長さ以上となる数が好ましい。
また、この例の円板３１ａは、中央がくり抜かれたドーナツ状である。円板３１ａが回転する際に、円板３１ａ同士の摩擦を軽減させる為に、ポリ４フッ化エチレン等の摩擦係数の低い材料を円板３１ａの接触する部分にコーティング等することにより、より円滑に回転することができる。
【００２６】
湾曲した押さえ手段３１は、例えば図３（ｂ）に示すような所望の形状に湾曲した芯棒３１ｂに、ドーナツ状の円板３１ａを通すことで得られる。この場合、円板３１ａがずれないように、両端に位置する円板３１ａを締付ネジ３１ｃなどで固定するのが好ましい。
【００２７】
この例の押さえ手段３１には、図３（ａ）に示すように、押さえ手段３１の進行方向後方から、押さえ手段３１をエア抜き機構３０の移動方向Ｆに押すバックアップ手段３１ｄが取り付けられている。バックアップ手段３１ｄにより押さえ手段３１を押すことで、両側の円板３１ａに挟まれた円板３１ａが、両側の円板３１ａより極端にズレないようにして、全ての円板３１ａが円滑に回転することができる。
【００２８】
なお、エア抜き機構３０は、プリプレグ１１層間のエアの抜出しを行わない間、図４（ａ）に示すように、バー部材３３を軸として押さえ支持部３２を回転させて押さえ手段３１を上げておくことができる。押さえ手段３１を上げておく際は、押さえ手段３１が下がらないように、ストッパー３５で押され支持部３２を支持する。
【００２９】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の複合材料の製造装置１によれば、プリプレグ１１に張力を付与しながらプリプレグ１１の位置を補正する位置補正手段２３を備えた供給機構２０を具備するので、プリプレグ１１を蛇行することなく型Ｍ内に積層できる。
加えて、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１を備えたエア抜き機構３０を具備するので、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもプリプレグ１１層間のエアを十分に抜出すことができる。
従って、本発明の複合材料の製造装置１によれば、プリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる。
【００３０】
＜他の実施形態＞
本発明の複合材料の製造装置は、図示例のものに限定されない。例えば、図１に示す複合材料の製造装置１は、供給機構２０とエア抜き機構３０とが分離しているが、供給機構２０とエア抜き機構３０は一体化していてもよい。
また、図示例の型Ｍは、幅方向の断面において、型のプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していているが、プリプレグを積層させる面は平面であってもよいし、逆に内側に湾曲していてもよい。
【００３１】
［複合材料の製造方法］
本発明の複合材料の製造方法は、長尺な型内にシート状のプリプレグを供給する供給工程と、型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き工程とを有する。
以下、図１に示す複合材料の製造装置１を用いて、本発明の複合材料の製造方法の一例について具体的に説明する。
【００３２】
供給工程では、第一の台車２４によって、供給機構２０を型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動させながら、型Ｍの一端から他端へ順にプリプレグ１１を供給する。
具体的には、まず、プリプレグ巻き出し手段２１の支持軸２１ａによりロール状物１０’を回転させ、ロール状物１０’から、張力を付与しながら積層物１０を巻き出す（プリプレグ巻き出し工程）。
巻き出された積層物１０は、ガイド部材２１ｃにガイドされ、位置補正手段２３に移動する。このとき、ガイド部材２１ｃにて、積層物１０から離型紙２１を剥離して、剥離した離型紙２１を離型紙巻き取り手段２２の支持軸２２ａに装着した紙管（図示略）に巻き取って回収する（離型紙巻き取り工程）。
ついで、離型紙１２が剥離されたプリプレグ１１が型Ｍの所定の位置に積層されるように、位置補正手段２３の位置補正ガイド２３ａを型Ｍの幅方向に揺動させ（図２（ｂ）、（ｃ）参照）、プリプレグ１１の位置を補正する（位置補正工程）。このとき、図２（ａ）に示すように、位置補正ガイド２３ａをガイド支持部２３ｂによって振り子状に揺動させて、プリプレグ１１に張力を付与しながら積層してもよい。
【００３３】
エア抜き工程では、供給工程でのプリプレグの供給に応じて、第二の台車３４によって、エア抜き機構３０を型Ｍの長手方向の一端から他端へ移動させながら、型Ｍの長手方向の一端から他端へ順に、型Ｍ内に積層したプリプレグ１１層間のエアを抜出す。
具体的には、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１の周面を型Ｍに積層したプリプレグ１１に当接させて、プリプレグ１１を型Ｍに押し付け、プリプレグ１１層間のエアを抜出す。このとき、押さえ手段３１とプリプレグ１１との当接点においてプリプレグ１１の幅方向の中央から端に向かってプリプレグ１１層間のエアが抜けるようになるため、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもエアを十分に抜出すことができる。
【００３４】
また、エア抜き工程では、バックアップ手段３１ｄにより押さえ手段３１をエア抜き機構３０の移動方向Ｆに押してもよい。押さえ手段３１を押すことで、両側の円板３１ａに挟まれた円板３１ａが、両側の円板３１ａより極端にズレないようにして、全ての円板３１ａが円滑に回転することができる。
【００３５】
このようにして型Ｍにプリプレグ１１を積層した後、次のプリプレグを積層させる場合は、第一の台車２４および第二の台車３４を用いて、型Ｍにプリプレグ１１を供給する際に、供給機構２０およびエア抜き機構３０を移動させた方向とは反対方向（型Ｍの長手方向の他端から一端）へ移動させて、供給機構２０およびエア抜き機構３０を最初の位置に戻す。このとき、バー部材３３を軸として押さえ支持部３２を回転させて押さえ手段３１を上げてから、エア抜き機構３０を最初の位置に戻す。また、エア抜き工程においては、移動させた方向と反対側に移動する時にもエア抜き機構３０を１８０°回転させて向きを変え、エア抜きを実施してもよい。
そして、先と同様にして供給工程とエア抜き工程を行って、次の層となるプリプレグ１１を型Ｍに供給し、既に型Ｍ内に積層されたプリプレグ上に積層する。
この操作を所望の積層数となるまで続け、プリプレグの積層体を得る。ついで、得られたプリプレグの積層体を硬化させて、複合材料を得る。
【００３６】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の複合材料の製造方法によれば、張力を付与したプリプレグ１１の位置を補正する位置補正工程を有するので、プリプレグ１１を蛇行することなく型Ｍ内に積層できる。
加えて、エア抜き工程では、エア抜き機構３０の移動方向Ｆに湾曲した押さえ手段３１を用い、押さえ手段３１の周面を型Ｍに積層したプリプレグ１１に当接させて、プリプレグ１１を型Ｍに押し付け、プリプレグ１１層間のエアを抜出すので、型Ｍの幅方向の断面において、型Ｍのプリプレグ１１を積層させる面が外側に湾曲していてもプリプレグ１１層間のエアを十分に抜出すことができる。
従って、本発明の複合材料の製造方法によれば、プリプレグ層間のエアが十分に抜出された複合材料を製造できる。
【００３７】
＜他の実施形態＞
本発明の複合材料の製造方法は、上述した方法に限定されない。例えば、上述した方法では、幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が外側に湾曲した型Ｍを用いているが、プリプレグを積層させる面が平面の型を用いてもよいし、逆に内側に湾曲した型を用いてもよい。
また、プリプレグ１１の位置を補正する際は、例えば供給機構２０とエア抜き機構３０との間で、人手によりプリプレグ１１の位置合わせを行ってもよい。この場合、人手により位置合わせされたプリプレグ１１の動きに併せて、位置補正手段２３の位置補正ガイド２３ａが、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、型Ｍの幅方向に揺動する。
【００３８】
＜用途＞
本発明により得られた複合材料は、プリプレグが蛇行することなく積層しており、かつプリプレグ層間のエアが十分に抜出されているため、オーブン成形法で成形しても強度に優れる。
複合材料は、例えば飛行機、船舶、鉄道車両、自動車、ゴルフクラブ、テニスラケットなど、スポーツ・レジャー用途から自動車や航空機等の産業用途まで、幅広く用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：複合材料の製造装置、
１０：積層物、
１０’：ロール状物、
１１：プリプレグ、
１２：離型紙、
２０：供給機構、
２１：プリプレグ巻き出し手段、
２２：離型紙巻き取り手段、
２３：位置補正手段、
３０：エア抜き機構、
３１：押さえ手段、
３１ａ：円板、
Ｆ：エア抜き機構の移動方向、
Ｍ：型。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する装置であって、
型の長手方向の一端から他端へ移動しながらプリプレグを型内に供給する供給機構と、該供給機構に連動して、型の長手方向の一端から他端へ移動しながら型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き機構とを具備し、
前記供給機構は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し手段と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り手段と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正手段とを備え、
前記エア抜き機構は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつエア抜き機構の移動方向に湾曲した、周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出す押さえ手段を備える、複合材料の製造装置。
【請求項２】
前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲している、請求項１に記載の複合材料の製造装置。
【請求項３】
強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する方法であって、
型の長手方向の一端から他端へ順にプリプレグを供給する供給工程と、プリプレグの供給に応じて、型の長手方向の一端から他端へ順に、型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き工程とを有し、
前記供給工程は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し工程と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り工程と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正工程とを有し、
前記エア抜き工程は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつプリプレグの型内への供給方向に湾曲した押さえ手段を用いて、該押さえ手段の周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出す、複合材料の製造方法。
【請求項４】
前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲している、請求項３に記載の複合材料の製造方法。
【請求項１】
強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する装置であって、
型の長手方向の一端から他端へ移動しながらプリプレグを型内に供給する供給機構と、該供給機構に連動して、型の長手方向の一端から他端へ移動しながら型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き機構とを具備し、
前記供給機構は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し手段と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り手段と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正手段とを備え、
前記エア抜き機構は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつエア抜き機構の移動方向に湾曲した、周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出す押さえ手段を備える、複合材料の製造装置。
【請求項２】
前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲している、請求項１に記載の複合材料の製造装置。
【請求項３】
強化繊維に樹脂が含浸したシート状のプリプレグを長尺な型内に積層して複合材料を製造する方法であって、
型の長手方向の一端から他端へ順にプリプレグを供給する供給工程と、プリプレグの供給に応じて、型の長手方向の一端から他端へ順に、型内に積層したプリプレグ層間のエアを抜出すエア抜き工程とを有し、
前記供給工程は、プリプレグと離型紙の積層物がロール状に巻き取られたロール状物から、張力を付与しながら積層物を巻き出すプリプレグ巻き出し工程と、巻き出された積層物から離型紙を剥離して巻き取る離型紙巻き取り工程と、離型紙が剥離されたプリプレグが型の所定の位置に積層されるようにプリプレグの位置を補正する位置補正工程とを有し、
前記エア抜き工程は、横並びに隣接して配列した複数の円板からなる、円柱状かつプリプレグの型内への供給方向に湾曲した押さえ手段を用いて、該押さえ手段の周面をプリプレグに当接させてプリプレグを型に押し付け、プリプレグ層間のエアを抜出す、複合材料の製造方法。
【請求項４】
前記型の幅方向の断面において、型のプリプレグを積層させる面が湾曲している、請求項３に記載の複合材料の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６３６２（Ｐ２０１３−６３６２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４０９５４（Ｐ２０１１−１４０９５４）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]