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JPH0442168B2 - - Google Patents
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JPH0442168B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0442168B2
JPH0442168B2 JP63113385A JP11338588A JPH0442168B2 JP H0442168 B2 JPH0442168 B2 JP H0442168B2 JP 63113385 A JP63113385 A JP 63113385A JP 11338588 A JP11338588 A JP 11338588A JP H0442168 B2 JPH0442168 B2 JP H0442168B2
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JP
Japan
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roll
fiber
resin
sheet
prepreg
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Application number
JP63113385A
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Japanese (ja)
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JPH0248907A (en
Inventor
Tomohito Koba
Toshuki Nakakura
Hideo Sakai
Satoshi Kishi
Chiaki Maruko
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Priority to DE8888304203T priority patent/DE3876285T2/en
Priority to JP63113385A priority patent/JPH0248907A/en
Publication of JPH0248907A publication Critical patent/JPH0248907A/en
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Publication of JPH0442168B2 publication Critical patent/JPH0442168B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は樹脂シートを繊維によつて補強した繊
維補強シート状プリプレグの製造方法及びその装
置に関する。 本発明の繊維補強シート状プリプレグは例えば
積層材料等の工業用素材として利用されるもので
ある。 [従来の技術] 繊維に熱可塑性樹脂を含浸させて繊維補強組成
物を製造する方法としては、特開昭61−229534
号、特開昭61−229535号、特開昭61−229536号公
報に記載されているように、繊維シート(経糸の
みのもの、経糸と緯糸からなる織布など)を、熱
可塑性樹脂が塗膜として表面に塗布されている塗
布ロールに案内して、該塗布ロール面に塗布され
ている熱可塑性樹脂を繊維シートに転移させ、次
いで、この繊維シートの表面及び裏面を加熱ロー
ルに接触させて、樹脂の含浸度を高める方法が知
られている。 [発明が解決しようとする課題] 上記した従来の方法による装置では、塗布ロー
ルに接触する繊維シートの裏面にはベルト等の空
気遮蔽部材が存在せず解放状態にある。 又、塗布ロール及びそれに隣接する各加熱ロー
ルが間を置いて水平方向に並設されているため、
塗布ロールには押出直後の樹脂が連続して供給さ
れ、且つ連続的に繊維シートに塗布されることに
よつて隣接する加熱ロールへ移行する。このため
当該塗布ロール表面の樹脂の劣化は連続的に移行
しているように見えるので見掛け上少ないが、塗
布ロールに隣接する加熱ロール表面への押出直後
の樹脂の移行は繊維シートによつてのみ行われる
ためその量は極めて少ない。上記理由から当該加
熱ロール表面に転写された樹脂は隣接する加熱ロ
ールに殆ど移行することなくそのまま滞留するこ
とになる。従つて、これら加熱ロール表面に転写
された樹脂は押出直後の樹脂と置換されることな
く当該加熱ロールに高温且つ空気に接触した状態
で滞留することとなる。当該加熱ロールに転写さ
れた樹脂を完全に除去することは極めて困難なた
め、上記滞留した樹脂は運転時間と共に樹脂の熱
劣化、酸化劣化による架橋やゲル化が進行して遂
には運転が不可能となるという問題がある。 また得られたシート中の樹脂は前記した様に熱
劣化、酸化劣化している為に十分な強度物性を保
持しておらずシートの性能劣化をも引き起す等の
問題がある。 そこで本発明は、安定した連続運転が可能であ
り、且つ樹脂劣化の少ない高性能な繊維補強シー
ト状プリプレグの製造方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。 [課題を解決するための手段] 本発明の上記目的は、請求項1〜17に記載の
発明によつて達成される。即ち、本発明の主な特
徴は繊維シートを、熱可塑性樹脂の軟化点以上に
加熱され且つ該熱可塑性樹脂塗膜を有し、且つ加
熱ロールに面圧接された一対のベルト間に通過さ
せることにある。 [作用] 一対のベルトは連続しており、含浸された繊維
シートが、該含浸部出口においてベルトと離脱す
る時に若干の樹脂が該ベルト表面に転写され、例
え冷却固化されたとしても、該ベルトが含浸部入
口へ再び戻つた時には、固化した転写樹脂は再加
熱されて溶融され、且つ大量の押出直後の樹脂と
融合する為、樹脂がベルト間で滞留することがな
い。このため、従来のロール塗布の場合に問題と
なつていた運転時間と共に樹脂の熱劣化、酸化劣
化、ゲル化を引き起すことがなく、結局長時間の
連続運転が可能となる。 また前記したように熱劣化・酸化劣化等を引き
起こさないため、高性能なシートが得られる。 [発明の構成] 本発明の適用において、樹脂を含浸させる対象
となる繊維シートには、経糸のみでシート状に並
べられたものや、経糸と緯糸で織られた織布等を
含む。 本発明において、繊維シートを構成する複数の
連続繊維とは、繊維を構成するフイラメントの集
合体であるロービング、ヤーン、トウという名称
で知られているものを複数本用いるもので、フイ
ラメントが充分長くて、使用する条件下で溶融熱
可塑性樹脂塗膜に接して引張るのに充分な強さを
有するものである。好ましい材料としては、ガラ
ス繊維、炭素繊維、高弾性の合成樹脂繊維が挙げ
られるが、無機繊維の炭化ケイ素繊維やアルミナ
繊維、チタン繊維、ボロン繊維、ステンレス等の
金属繊維を用いることもできる。 合成樹脂繊維は、含浸させる熱可塑性樹脂との
接着性を有するように表面処理されていることが
好ましく、更に使用する熱可塑性樹脂の溶融温度
で強度等の性能が変化しないことが必要である。
合成樹脂繊維としては、例えばアラミド繊維(登
録商標「ケブラー」等)が挙げられる。 前記ガラス繊維や炭素繊維は、使用する熱可塑
性樹脂に合せて樹脂との接着性を向上させるため
に繊維表面にシラン系やチタン系のカプリング剤
等の表面処理剤を塗布することが好ましい。ま
た、含浸時に生涯とならない範囲内でロービング
やトウが取扱い時にほぐれないように集束剤を用
いることができる。 上記の連続繊維は、複数本が、例えば機械方向
の一方向に並列に配列され、互いに交叉しないよ
うに制御されて巾方向に広げられ、適当な厚みに
調節されて織機の経糸のようなシート状に形成さ
れる。具体的には連続繊維は複数のボビンに巻か
れており、各々のボビンから適当な張力をかけな
がら繊維が繰出され、機械方向の適当な巾で一列
に篩の目の如き形状を有した整列器を通してシー
ト状に配列されることが好ましい。 シートの厚みは用いた繊維(ロービングやト
ウ)の太さにも依存するが、ロービングやトウの
巾方向の配列、密度によつて制御できる。厚み精
度は含浸状態のバラツキに影響するため、目標厚
みに対して±10%以内が好ましい。特に厚みの制
限はないが、厚みは10μmより大きくすれば繊維
の破断を防止でき、一方1000μmより薄くすると
樹脂の含浸度が高くなりボイドが少なく成形欠陥
が生じない。 繊維をシート状に配列する際に、繊維のフイラ
メントが案内ローラとか整列器を通過するときの
摩擦によつて破断することを防ぐために、作業環
境の湿度を高めることは有効である。 かくして得られたシートは各ロービングやトウ
が交叉しないように各ロービングやトウに均一な
張力が付与されることが必要である。 上記繊維シートは後述の実施例に示す様に複数
の連続繊維を引き揃えてもよいが、予め一方向に
必要本数の連続繊維を経糸の如くワープビームに
巻き付けた所謂ビームドヤーンを用いることも可
能である。上記ビームドヤーンは連続繊維を織布
と成す時の経糸用として広く用いられている。 本発明において、織布とは上記の連続繊維を用
いて布状に加工されたものをいい、繊維の織り方
は任意である。従つて本発明に用いられる織布に
は、一般に平織、朱子織、綾織、杉綾織と呼ばれ
る織り方によつて得られたものを含むことは勿
論、さらにマツト状不織布及び該マツト状不織布
にニードルパンチ加工したもの等も含む。 繊維シートに熱可塑性樹脂を含浸させることに
おいて、用いられる熱可塑性樹脂は、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、高密度ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタ
レート等が用いられるが、これらに限定されな
い。 なお、本発明により得られた樹脂シート(プリ
プレグ)を構造強度を必要とする用途に用いる場
合、樹脂の性能として弾性率が高く引張り強さが
大きいものが好ましく、具体例として、ポリエー
テルスルフオン、ポリサルフオン、ポリフエニレ
ンサルフアイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエー
テルイミド(商標「ULTEM」)、ポリエーテルエ
ーテルケトン等の高グレードのエンジニアリング
樹脂が好適である。 これらの樹脂を用いる場合、予め乾燥を行うの
が好ましく、また繊維との接着向上の目的で樹脂
にチタン系等のカプリング剤を添加することは更
に好ましい。 熱可塑性樹脂は、例えば押出機の内部で溶融さ
れ、その先端に設けられたダイから押出され、予
め加熱された、例えば下ベルトの表面に塗布され
る。樹脂温度は均一な樹脂塗膜が形成される様、
各々の樹脂特性に応じて決められるものである。
樹脂塗膜の巾は繊維シートの巾と同等以上であれ
ばよく、塗膜の厚みは繊維シートの厚みに対応し
た適当な厚みに調節される。この厚みは最終的に
得られた繊維補強シート中の樹脂含有量の設定目
標値によつて実験的に決められる値である。塗膜
厚みは10〜1000μmが好ましく、より好ましくは
20〜200μmである。一方、厚み精度は巾方向の
前記した樹脂含有量に大きく影響するために、設
定厚みに対し±10%が好ましく、更に好ましくは
±5%以内がよい。 このように塗膜の厚み精度を向上させる塗布方
法として、通常の方法を用いることができる。 かくして繊維シートは樹脂塗膜を付与された、
例えば下ベルトを介してロールに圧接され、繊維
に樹脂の含浸が開始される。樹脂塗膜が繊維シー
トを構成するフイラメント間を通り、繊維シート
の裏面まて達することによって含浸が達成される
ものであるから、繊維シートのベルト、ひいては
ロールへの接触圧は該シートが樹脂塗膜を押し分
けて下ベルト表面に達し得る程度であれば十分で
あり、この接触圧は繊維シートにかけられる張力
で調節される。この張力が強過ぎると繊維シート
の各フイラメント間を樹脂塗膜が通らずに、繊維
シートの巾方向に押し分けられてしまうので、張
力は使用する樹脂の粘度に応じて決められねばな
らない。 本発明において樹脂の粘度は、500〜50000ポイ
ズが好ましく、より好ましくは、1000〜5000ポイ
ズである。 また本発明において繊維シート(又は織布)に
かける張力は、繊維シート1〜10000g/本が好
ましく、より好ましくは10〜5000g/本である。
また織布の場合の張力は5〜100000g/cm幅が好
ましく、より好ましくは50〜20000g/cm幅であ
る。 樹脂を塗布された繊維シートは、次いで、上側
と下側のベルトに挟さまれた状態で搬送され、例
えば1個又は2個以上の加熱ロールに圧接され、
含浸効率を向上させた後、冷却されて引取られ
る。これらの加熱ロールの温度は含浸させる樹脂
の軟化点以上である。 本明細書において軟化点とはメルトインデツク
ス測定機を用い荷重5Kgで測定し得る最低の温度
をいう。 繊維シートは、仮に最初に下ベルトに接した面
を表面とするならば、次の加熱ロールには上ベル
トを介して裏面を、又次の加熱ロールでは下ベル
トを介して表面をという様に、交互に表面、裏面
を下、上ベルト介してロールに圧接させながら、
表面又は裏面に存在する樹脂が下又は上ベルトを
介して該複数ロールにより表面から裏面へ、次い
で裏面から表面へと交互の方向に繊維シートのフ
イラメント間を流れる様に繊維シートをベルトを
介してロールに圧接させることが好ましく、この
様にすることによつて含浸度を向上させることが
できる。 本発明において、ロールの本数は用いる樹脂の
特性によつて決定されるべきであり、使用する樹
脂の種類によつて加熱するロールの本数を必要数
に調節することは極めて有効な手段である。 本発明の適用において、ベルト表面に付着した
樹脂をドクター板等で除去することは、樹脂含有
量の調節及び繊維シートの表面を平滑にする効果
があり、好ましいことである。又、当該樹脂は溶
融、固化状態の何れの状態でも除去できるが樹脂
の特性に応じてその状態を決定すべきである。 次に、樹脂を含浸した繊維シートの冷却につい
ては、特に結晶性樹脂の場合その冷却速度により
結晶化度及び結晶粒度が影響されるので、使用す
る樹脂により冷却速度を調節することにより、繊
維シート内の樹脂の結晶化度及び結晶粒度を制御
することが好ましい。冷却速度の調節方法として
は、含浸部と引取機の間に加熱帯を設けて、該加
熱帯に温度勾配をつけることにより徐冷したり、
あるいは、冷却空気の如き冷却媒体を直接繊維シ
ートに吹付けて急冷する方法等を採用し得る。 一方、上述のような含浸樹脂の溶融状態で該繊
維シートを該含浸部から離脱させる場合、含浸樹
脂の種類によつて冷却時、空気等の接触により、
樹脂部が劣化することがある。この場合、樹脂含
浸部内に該ベルトを前記熱可塑性樹脂の軟化点未
満に冷却するための冷却装置を設けるとさらに好
ましい。 この場合、熱可塑性樹脂を含浸させた繊維シー
トは、次いで該ベルトに挾まれた状態で該樹脂の
軟化点未満に冷却された後、引取部に引取られ
る。 冷却方法としては、大気中で徐冷する方法、上
下ベルトを空気噴射、水等により強制冷却する方
法等が挙げられる。前記冷却の際、加圧下、例え
ば一対もしくは複数対の冷却ニツプロール等で該
上下ベルトを挾み該上下ベルトを介して繊維シー
トを加圧した状態で冷却することは繊維シートの
外観向上、脱泡の面から好ましく、又該ベルトか
らの繊維シートの離型性向上にも寄与する。 該ベルト表面に運転前又は運転中に離型処理を
施すことは繊維シートの離型性向上の面から特に
好ましい。 次に本発明の詳細を図面に示した代表的実施態
様にて説明する。 先ず、本発明を複数の連続繊維からなる繊維シ
ートに適用した例を説明する。 第1図に示す如く、本発明法を実施するための
製造装置は繊維繰出部1、供給部2、樹脂含浸部
3及び引取部4とから成る。 繰出部 繊維繰出部1は、複数の連続繊維を供給する手
段、例えば複数のボビン6と、繊維繰出時の張力
を調節する機構、例えば第2図に示す張力調節用
ブレーキベルト64を有する。 繊維繰出部1においては、架台5に取付けられ
た複数のボビン6に巻かれた連続繊維7は必要な
繊維数だけ繰り出される。ボビン6は第2図に示
す如く、ボビン本体61が軸62に固定され、軸
62が軸受63に回転可能に取付けられている。
軸62には、ボビン6より繊維が繰り出される張
力を調節するための張力調節用ブレーキベルト6
4が取付けられている。 供給部 供給部2は、ボビン本体61より繰り出される
連続繊維7をガイドロール8で水平に並べ、整列
器9により任意の繊維間隔及び任意の幅に整列し
て、繊維シート10を形成する機能を有する。整
列器9は第3図及び第4図に示す如く、額縁状の
枠に多数の鋼線91を張ったもので、連続繊維7
は該鋼線91の隙間を1本ずつ通ることにより整
列させられる。該整列器9は軸受92を有し、第
4図に示す如く、矢印の方向に角度を変え得る構
造を有し、この角度変更により連続繊維7も各々
の間隔を調整して繊維シート10の巾と厚みを調
整することができる。93は整列器9の任意の角
度を選択した後固定する止めネジである。 次に繊維シート10はブレーキ12を有する張
力調整ロール11により巾全体に亘り均一な張力
に制御され、樹脂含浸部3へ供給される。張力調
整ロール11の表面は摩擦抵抗による張力調整が
行い易いように材質としてゴム等を用いることが
好ましい。張力は特に規制はなく、繊維シート1
0が樹脂含浸部3の含浸過程において繊維間の乱
れがない程度であればよい。なお、張力調整ロー
ル11は繰出部1におけるボビン6全部について
均一な張力調整が可能であれば用いなくてもよ
い。 樹脂含浸部 樹脂含浸部3は、一対のベルト、即ち上ベルト
14と下ベルト15を有し、繊維シートの搬送系
中心に沿って、入口方向から第1加熱ロール(入
口加熱ロール)17、第2加熱ロール18及び下
プルロール(出口ロール)19が並設されてい
る。該第1加熱ロール17の上方には第1ニツプ
ロール20が、下プルロール19の上方には上プ
ルロール22が各々並設されている。21は上ベ
ルト張力調整ロール、23は加熱された樹脂供給
ロール、24は下ベルト張力調整ロールである。
13は樹脂供給用ダイ、16は駆動用モーターで
ある。 ベルトの加熱手段としては、加熱されているロ
ール17,18,19,22,23の熱を、これ
らのロールと面圧接するベルトに熱伝導させる方
式が用いられる。 出口ロール19と22の間の間隔を調整するこ
とにより得られる繊維補強シート状プリプレグの
厚みを調整することが可能である。 なお、上下のベルト14,15には表面に付着
した樹脂塗膜をかき落すスクレーパー(図示せ
ず)が設けられることが好ましく、両ベルトが常
に清浄な表面で樹脂及び繊維シート10に接触す
ることにより繊維シート10への樹脂含浸量が変
動しない様になつていることが好ましい。 以上の構成を有する樹脂含浸部3に繊維シート
10が入ると、押出機(図示せず)で可塑化され
た熱可塑性樹脂をダイ13を経由して表面に該樹
脂の薄膜が塗布された下ベルト15と接触し、且
つ該ベルト15を介して加熱ロール17に圧接さ
れて該樹脂を含浸し、次いで上ベルト14を介し
て加熱ロール18に、さらに下ベルト15を介し
てプルロール(加熱ロール)19に圧接される。
このようにして樹脂含浸が十分に行われる。 本発明の樹脂含浸部は、高速下における含浸効
果を向上させる観点から、第6図のように改良す
ることができる。なお第6図の実施態様は、第1
図の樹脂含浸部に第3加熱ロール50及び第4加
熱ロール51が付加されている。 先ず改良の第1は、樹脂含浸部3の入口に第1
樹脂含浸促進ロール30を設けることである。 該ロール30の設けられる位置は、第1加熱ロ
ール17に繊維シートがより強く圧接される位置
が好ましく、樹脂の粘度や第1加熱ロール17と
第2加熱ロール18の間のテンシヨン方向等によ
つて好ましい位置を決定することができる。 図示の実施態様においては、第1加熱ロール1
7の上端より下がつた位置に設けられ、該第1加
熱ロール17を中心にしてロール30の設けられ
た側で図面上左下り、第2加熱ロール18の設け
られた側で図面上右下がりの各テンシヨンが作用
するように構成されている。 ロール30と第1加熱ロール17の中心間距離
は、特に限定されないが、図示の如き近接されて
いることが好ましい。該ロール30と第1加熱ロ
ール17が少し離れて設けられる場合には、該両
ロール30と17の間に該ロール30と協同作用
を呈する他のロールを介在させることもできる。
該ロール30には、第1加熱ロール17に近接又
は離隔するためのロール位置調整機構が設けられ
ていることが好ましい。 繊維シート10の含浸部3への導入方向は、通
常図示の如き水平方向であるが、これに限定され
ず、水平を維持した状態で前上り又は前下がり等
のいずれであつてもよく、その場合に該シート1
0に本発明の作用効果を損なわない範囲で複数の
ガイドロールが介在していてもよいことはもとよ
りである。また該シート10が前上りで導入され
る場合には、該ロール30とロール17間におけ
るシート10の傾斜と同一或いは略同一の場合も
あり得、その場合に該ロール30は該シート10
に介在しているガイドロールと協同作用を呈する
こともありうる。 なお該ロール30の径(大きさ)は限定されな
い。 以上のような第1樹脂含浸促進ロール30を設
けると、高速搬送下でも繊維シート10への樹脂
含浸を促進させることができ、且つ含浸の初期段
階で繊維内空気を脱気でき、良品質の製品を得る
ことができる。 改良の第2は、樹脂含浸部3の出口に出口含浸
促進ロール31設けることである。 該ロール31の位置は、図示の実施態様におい
ては出口ロール(下プルロール)19の上端より
下がつた位置で、繊維シート10を該出口ロール
19に圧接可能な位置が好ましい。該ロール31
には該ロール19に近接又は離隔するためのロー
ル位置調整機構が設けられていることが好まし
い。 ロール31と出口ロール19は近傍にあればよ
く、その中心距離は、特に限定されないが、図示
の如き近接されていることが好ましい。該ロール
31と出口ロール19が少し離れて設けられる場
合には、該ロール31と出口ロール19の間に該
ロール31と協同作用を呈する他のロールを介在
させることもできる。 繊維シート10の含浸部3からの導出方向は、
通常図示の如き水平方向であるが、これに限定さ
れず、巻取位置によつては前上り又は前下がり等
のいずれであつてもよく、その場合に該シート1
0に本発明の作用効果を損なわない範囲で複数の
ガイドロールが介在していてもよいことはもとよ
りである。 また該シート10が出口ロール19から前下り
で導出される場合には、その導出傾斜がそのロー
ル31と出口ロール19の間におけるシート10
の傾斜と同一或いは略同一の場合もあり得、その
場合に該ロール31は該シート10に介在してい
る他のガイドロールと協同作用を呈することもあ
りうる。 なお該ロール31の形状はフラツト型に限定さ
れず、断面湾曲型等であつてもよく、また該ロー
ル31の径(大きさ)も限定されない。 以上のような出口含浸促進ロール31を設けた
場合には、高速下でも樹脂含浸度のバラツキをな
くし、繊維シート間の繊維方向に割れ目(所謂ス
プリツト)を発生させないという効果がある。 第3の改良は、第2加熱ロール18、第3加熱
ロール50及び第4加熱ロール51(これらの中
間加熱ロールと称する)の各々に含浸促進ロール
32,33,34を接設することである。 該第2加熱ロール18及び第4加熱ロール51
は本実施態様では上方にテンシヨンをかけるもの
であり、該含浸促進ロール32,34は各々第2
及び第4加熱ロール18,51の下方に接設され
ることが好ましい。同様に含浸促進ロール33は
第3加熱ロール50の上方に接設させることが好
ましい。 含浸促進ロール32,33,34の大きさは特
に限定されない。 含浸促進ロール32,33,34の設けられる
位置は、加熱ロール18,50,51の真下或い
は真上に限定されず、幾分前後(左右)に偏つて
いてもよい。 以上の含浸促進ロール32,33,34を設け
ることにより、搬送の高速化をはかつても繊維シ
ート10への樹脂含浸のバラツキをなくすことが
でき、かつ製品厚みの調整ができる。 第4の改良は、ロール21とロール22の間及
びロール19とロール24の間に各々蛇行調整ロ
ール35,36を設けることである。 該ロール35と36は、ロール21,24が図
面上上下方向の移動によつてテンシヨンを調整す
るのに対し、ロールの一端のみを図面上左右方向
に移動することによつてベルトの蛇行を調整す
る。 該ロール35と36を左右方向へ移動させる手
段は特に限定されず、例えば各種スライダ等を用
いることができる。 なお、該ロール35と36は、図示しないがベ
ルト14,15の外側に接する位置に設けられ、
該ベルト14と15を外側から押圧し蛇行を調整
するようにしてもよく、この場合にロール35,
36の材質はアルミニウム等の柔らかいものが好
ましい。また、該ロール35,36は、ロール2
0とロール21の間、ロール23とロール24の
間に各々設けられてもよい。 なおまた、ロール35,36以外に該ロール3
5,36と同方向又は異方向に移動可能な一又は
二以上のロールを付加してもよい。 又、ロール19,22或いはロール17,20
の各々のロールの一端だけを左右方向に移動させ
ることにより、当該蛇行調整機能を上記ロールに
付与させてもよい。 以上の蛇行調整ロール35,36を設けると、
テンシヨンロールのみだつた場合に生じるおそれ
があつたベルトの蛇行を防止できる。 第5の改良は、出口ロール19の1つ手前のロ
ール51の前方のベルトBxの張力を、該1つ手
前のロール51の後方のベルトByの張力より大
きくするための張力調整手段Tを設けることであ
る。 該張力調整手段Tは、例えば出口ロール19に
直結された駆動モーター16と、該出口ロール1
9の1つ手前のロール51に直結された変速機1
6Aとからなり、該出口ロール19の1つ手前の
ロール51の回転数を異ならしめる構成、即ち該
変速機16Aの駆動力をロール51に伝達するよ
うに構成することが好ましい。 変速機16Aとしては、連続的又は段階的に変
化させることが可能なものであればよく、自動、
半自動、手動式のいずれでもよい。また変速方式
は例えばベルト式、歯車式等のいずれであつても
よい。変速機の調整範囲は特に限定される訳では
ないが、駆動モーター回転(数)の10〜95%が好
ましい。 本発明においては、出口ロール19の回転を速
くし、その一つ手前のロール51の回転を遅くす
るように、変速機16Aの変速度合を調整するこ
とが好ましい。 上下出口ロール(上下プルロール)19及び2
2に駆動力を伝達するには、駆動モーター16に
連結された駆動ギヤ19Aを設け、且つ該駆動ギ
ヤ19Aに連結されたギヤ22Aを設け、該駆動
ギヤ19Aから出口ロール19に、ギヤ22Aか
らロール22に伝達するようにすることができ
る。 また、第3加熱ロール50と第4加熱ロール5
1は各々のギヤ50Aと51Aが噛み合つてい
る。 以上のように各ロールが駆動源と連結された結
果、ロール50,51,19,22は駆動ロール
として機能し、かつロール17,18,20,2
1,23,24,32,33,34,35,36
が従動ロールとして機能する。 尚、ロール35,36については出口上下ロー
ル19,22より若干速く駆動することも可能で
あり、この場合、前述の蛇行調整機能をさらに向
上し得る。 本実施態様においては、出口ロール19に対し
て一つの手前のロール51の回転を変化(制御を
含む)させることにより、ロール51の前後のベ
ルトのテンシヨンに変化をもたせる点に特徴を有
するものである。 以上のように出口ロールと該ロールの一つ手前
のロールとの回転を異ならしめる減速機構付の駆
動源を設けると、各ロール間のベルトにかかるテ
ンシヨンを自由に変えることができ、ベルトテン
シヨンを出口から入口に向つて順次弱くした場合
には、ベルトの開きを防止し、外気の吸入による
樹脂劣化を防止することができる。 冷却部 上記のようにして樹脂を含浸された繊維シート
10は、冷却部に設けられる冷却装置26内を通
過する間に樹脂軟化点未満に冷却される。 冷却装置26内は使用した樹脂に応じた冷却速
度で冷却可能に構成することができる。冷却速度
の制御方法としては、冷却装置の入口から出口に
向つてヒーター、熱風、冷風等を用いて温度勾配
をつけることが好ましい。 該冷却装置26は第1図に示す如く、樹脂含浸
部3の後工程に設けられてもよいが、これに限定
されず、第7図に示すように樹脂含浸部3内に設
けることもできる。 第7図に示す冷却装置26は、その詳細を示す
第8図によれば、1対又は複数対のロール261
で構成されており、下ロール群262は水槽26
3に貯えられた水により冷却される。又上ロール
群264は、ノズル265から散布される水によ
り冷却される。これらのロール表面に石綿のごと
く保水性のある部材を取付けることは冷却効率の
面から好ましい。 これら冷却された下、上ロール群262,26
4により該上下ベルト14,15が冷却されるこ
とにより、繊維シート10が冷却される。下、上
ロール群262,264は第9図に示すボルト・
ナツト266を締付けることによりロール群のニ
ツプ力を任意に調節することができる。 このような樹脂含浸部内での冷却を行うと、該
冷却時においても空気との接触をなくし酸化劣化
の防止の完全化をはかることができる。 また、上下ベルトを介した冷却にすると、冷却
媒体による繊維シートないし織布の汚れの心配が
ないため、コスト的に安い水冷等をも採用でき、
プロセス的汎用性が高いという効果を有する。 以上の第7図の実施態様を更に改良して第10
図のように構成すると、第6図の実施例と同様に
高速含浸が可能となる。 なお、第7図及び第10図において第1図又は
第6図に示す符号と同一の符号の部位は同一構成
であるため、その説明を省略する。 第7図及び第10図において、ロール50は加
熱されるが、ロール19及び22は加熱しない。
冷却後に加熱することは好ましくないからであ
る。 引取部 このようにして冷却された繊維シート10は引
取部4の引取ロール27で張力をかけながら引取
られ、巻取軸29に巻き取られる。なお、28は
引取ロール27及び巻取軸29用のモーターであ
る。 以上、本発明の実施態様について説明したが、
これらに限定されるものではなく、例えば第1図
に示す繊維繰出部1の代わりに繊維シートセツト
部としてビームドヤーンを用い、該ビームドヤー
ドを架台にセツトし、該ビームドヤーンから繊維
シートを供給し、以下同様に処理することも可能
である。この場合、繊維に適度のテンシヨンがか
かる様ビームドヤーンの回転を制御することは好
ましいことである。 以上の実施態様は、本発明を複数の連続繊維か
ら得られた繊維シートに適用した場合を示すもの
であるが、本発明を織布(シート)に適用する場
合には、第5図に示す繰出部1に織布原反セツト
部1Aを設け、該セツト部1Aに織布原反をセツ
トし、該織布を織布供給部2Aを介して前記の樹
脂含浸部3に供給して、上記実施態様と同様に含
浸せしめることができる。 また以上の実施態様では、ダイ13からの樹脂
の供給を下ベルト15に対して行ったが、これら
に限定されず、ダイ13からの樹脂の供給を上ベ
ルト14に対して行つてもよい。その場合、ロー
ル配置及びテンシヨン方向は図示の例における繊
維シート10の搬送系中心を境にして天地(上
下)逆にすることにより、略同様の作用効果を呈
することが可能である。 なお第5図において、第1図に示す符号と同一
の符号の部位は同一構成であるため、その説明を
省略する。また樹脂含浸部3及び引取部4は実施
例1と同一であるので図示を省略した。 [実施例] 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 1 第1図に示した装置の各部の仕様がボビン数
100個、押出機30mmφ、ロール17〜24の巾400
mm、ロール径240mmφ、上下ベルト14,15の
厚み0.5mm、巾350mmであるものを用いた。 連続繊維は炭素繊維(ベスフアイトHTA−7
−3000)を用い、熱可塑性樹脂としてポリエーテ
ルエーテルケトン(ICI社、VICTREX PEEK)
を用いた。このポリエーテルエーテルケトンの粘
度は温度380℃で剪断速度100sec-1において、
7000ポイズのものであつた。 前記100個のボビンから繰り出された連続繊維
を整列させて15cmの巾の繊維シートと成した。一
方、押出機で380℃に加熱溶融されたポリエーテ
ルエーテルケトンを、コートハンガーダイから
400℃に加熱された第23ロール上で50cm/分の速
度で移動する下ベルトに塗膜厚60μmで塗布し
た。150Kgの張力をかけられた前記繊維シートは
上下ベルト14,15に挟まれた状態で400℃に
加熱されたロール17,18,19,20,22
間を第1図に示した状態で通過させて繊維シート
内のポリエーテルエーテルケトンを含浸せしめ、
140℃に保つた徐冷炉内で徐冷した後、引取機で
巻取つた。 上記運転を連続的に24時間運転を行つたが、樹
脂の熱、酸化劣化による架橋やゲル化の現象もな
く順調に運転することができた。 得られたシートは樹脂量が35重量%で厚み0.13
mmであり、且つ繊維に乱れがなく繊維間にボイド
のないものであつた。又、得られたシート中の樹
脂分子量保持率を測定した所95%であつた。尚、
ここで言う樹脂分子量保持率とは加熱前の樹脂分
子量を100とした時の相対分子量パーセントであ
る。 比較例 特開昭61−229535号の実施例1に示された装置
及び製造条件で当該シートを得た。ロール上の樹
脂は運転時間とともに熱、酸化劣化によるゲル化
が進行し約3時間後には樹脂の流動が困難となり
含浸不能、繊維フイラメントの破断の為、運転不
能となつた。 得られたシートは樹脂量が36重量%で厚み0.13
mmであつた。又、繊維に乱れがなく繊維間にボイ
ドのないものであつたがシート中の樹脂分子量保
持率を測定した所、80%であり含浸時に樹脂劣化
を起こしていることが判る。 実施例 2〜4 実施例1において樹脂の種類及び操作条件を表
1に示す如く変化させて樹脂含浸シートを得た。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a fiber-reinforced sheet prepreg in which a resin sheet is reinforced with fibers. The fiber-reinforced sheet-like prepreg of the present invention is used, for example, as an industrial material such as a laminated material. [Prior Art] A method for producing a fiber reinforcing composition by impregnating fibers with a thermoplastic resin is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-229534.
As described in JP-A No. 61-229535 and JP-A No. 61-229536, fiber sheets (such as warp only, woven fabric consisting of warp and weft, etc.) are coated with thermoplastic resin. The thermoplastic resin coated on the surface of the coating roll is transferred to the fiber sheet by guiding it to a coating roll whose surface is coated as a film, and then the front and back surfaces of the fiber sheet are brought into contact with a heating roll. , a method of increasing the degree of resin impregnation is known. [Problems to be Solved by the Invention] In the apparatus according to the above-described conventional method, there is no air shielding member such as a belt on the back surface of the fiber sheet that contacts the coating roll, and the fiber sheet is in an open state. In addition, since the application roll and each heating roll adjacent to it are arranged horizontally in parallel with a space between them,
The resin immediately after extrusion is continuously supplied to the application roll, and is transferred to the adjacent heating roll by continuously applying the resin to the fiber sheet. For this reason, the deterioration of the resin on the surface of the applicator roll appears to be continuous and is apparently small, but the transfer of the resin to the surface of the heating roll adjacent to the applicator roll immediately after extrusion is caused only by the fiber sheet. The amount is extremely small. For the above-mentioned reason, the resin transferred to the surface of the heating roll remains as it is without almost transferring to the adjacent heating roll. Therefore, the resin transferred to the surface of the heating roll is not replaced with the resin immediately after extrusion, but remains on the heating roll at a high temperature and in contact with air. Since it is extremely difficult to completely remove the resin transferred to the heating roll, the stagnant resin will progress to crosslinking and gelation due to thermal deterioration and oxidative deterioration of the resin over time, making operation impossible. There is a problem that. Further, since the resin in the obtained sheet has undergone thermal and oxidative deterioration as described above, it does not maintain sufficient strength and physical properties, leading to problems such as deterioration of sheet performance. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing a high-performance fiber-reinforced sheet prepreg that allows stable continuous operation and less resin deterioration. [Means for Solving the Problems] The above objects of the present invention are achieved by the inventions set forth in claims 1 to 17. That is, the main feature of the present invention is that the fiber sheet is passed between a pair of belts that are heated above the softening point of the thermoplastic resin, have a coating film of the thermoplastic resin, and are welded by surface pressure to a heating roll. It is in. [Function] The pair of belts are continuous, and when the impregnated fiber sheet separates from the belt at the outlet of the impregnated section, some resin is transferred to the belt surface, and even if it is cooled and solidified, the belt When the transfer resin returns to the entrance of the impregnating section, the solidified transfer resin is reheated and melted, and is fused with a large amount of resin immediately after extrusion, so that the resin does not remain between the belts. Therefore, there is no problem of operating time, thermal deterioration, oxidative deterioration, or gelation of the resin, which was a problem with conventional roll coating, and long-term continuous operation is possible. Further, as described above, since thermal deterioration, oxidative deterioration, etc. are not caused, a high-performance sheet can be obtained. [Structure of the Invention] In the application of the present invention, fiber sheets to be impregnated with resin include those arranged in a sheet shape using only warp threads, woven fabrics woven using warp threads and weft threads, and the like. In the present invention, the plurality of continuous fibers constituting the fiber sheet refers to the use of a plurality of fibers known as rovings, yarns, and tows, which are aggregates of filaments constituting the fibers, and the filaments are long enough. and has sufficient strength to be pulled against a molten thermoplastic resin coating under the conditions of use. Preferred materials include glass fibers, carbon fibers, and highly elastic synthetic resin fibers, but inorganic silicon carbide fibers, alumina fibers, titanium fibers, boron fibers, and metal fibers such as stainless steel can also be used. The synthetic resin fibers are preferably surface-treated to have adhesive properties with the thermoplastic resin to be impregnated, and further, it is necessary that the properties such as strength do not change at the melting temperature of the thermoplastic resin used.
Examples of synthetic resin fibers include aramid fibers (registered trademark "Kevlar", etc.). The glass fibers and carbon fibers are preferably coated with a surface treatment agent such as a silane-based or titanium-based coupling agent on the fiber surface in order to improve adhesion with the thermoplastic resin used. Further, a sizing agent can be used to prevent the roving or tow from unraveling during handling within a lifetime during impregnation. The above-mentioned continuous fibers are arranged in parallel in one direction, for example, in the machine direction, spread in the width direction while being controlled so as not to cross each other, and adjusted to an appropriate thickness to form a sheet like the warp of a loom. formed into a shape. Specifically, continuous fibers are wound around multiple bobbins, and the fibers are fed out from each bobbin while applying an appropriate tension, and are arranged in a line with an appropriate width in the machine direction in a sieve-like shape. Preferably, they are arranged in a sheet through the container. The thickness of the sheet depends on the thickness of the fibers (rovings and tows) used, but can be controlled by the arrangement and density of the rovings and tows in the width direction. Since the thickness accuracy affects the variation in the impregnated state, it is preferably within ±10% of the target thickness. There is no particular limit to the thickness, but if the thickness is greater than 10 μm, fiber breakage can be prevented, while if it is thinner than 1000 μm, the degree of resin impregnation will be high, there will be few voids, and no molding defects will occur. When arranging fibers into a sheet, it is effective to increase the humidity of the working environment in order to prevent the fiber filaments from breaking due to friction when they pass through guide rollers or aligners. In the sheet thus obtained, it is necessary that a uniform tension be applied to each roving or tow so that the rovings or tows do not cross each other. The above-mentioned fiber sheet may be made by aligning a plurality of continuous fibers as shown in the examples below, but it is also possible to use a so-called beamed yarn in which a required number of continuous fibers are wound in advance around a warp beam in one direction like a warp. be. The beamed yarns mentioned above are widely used as warp yarns when making continuous fibers into woven fabrics. In the present invention, a woven fabric refers to a fabric processed into a fabric using the above-mentioned continuous fibers, and the weaving method of the fibers is arbitrary. Therefore, the woven fabrics used in the present invention include those obtained by weaving methods generally called plain weave, satin weave, twill weave, and herringbone weave, as well as mat-like nonwoven fabrics and needle-woven fabrics in the mat-like nonwoven fabrics. Including punched products. In impregnating the fiber sheet with a thermoplastic resin, the thermoplastic resin used is polystyrene, polyvinyl chloride, high-density polyethylene, polypropylene, nylon, polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, etc., but is limited to these. Not done. In addition, when using the resin sheet (prepreg) obtained by the present invention for applications that require structural strength, it is preferable that the resin has a high elastic modulus and high tensile strength. High grade engineering resins such as , polysulfone, polyphenylene sulfide, thermoplastic polyimide, polyetherimide (trademark "ULTEM"), polyetheretherketone, etc. are suitable. When using these resins, it is preferable to dry them in advance, and it is more preferable to add a titanium-based coupling agent or the like to the resin for the purpose of improving adhesion to fibers. The thermoplastic resin is melted in, for example, an extruder, extruded from a die provided at the tip of the extruder, and applied to a previously heated surface of, for example, a lower belt. The resin temperature is set so that a uniform resin coating is formed.
It is determined according to the characteristics of each resin.
The width of the resin coating film may be equal to or greater than the width of the fiber sheet, and the thickness of the coating film is adjusted to an appropriate thickness corresponding to the thickness of the fiber sheet. This thickness is a value determined experimentally based on the set target value of the resin content in the fiber-reinforced sheet finally obtained. The coating film thickness is preferably 10 to 1000 μm, more preferably
It is 20 to 200 μm. On the other hand, since the thickness accuracy greatly affects the resin content in the width direction, it is preferably within ±10% of the set thickness, and more preferably within ±5%. As a coating method for improving the thickness accuracy of the coating film in this way, a conventional method can be used. In this way, the fiber sheet was given a resin coating,
For example, the fibers are pressed against a roll via a lower belt, and impregnation of the fibers with resin is started. Impregnation is achieved when the resin coating passes between the filaments constituting the fiber sheet and reaches the back side of the fiber sheet, so the contact pressure of the fiber sheet to the belt and eventually to the roll is determined by the resin coating of the fiber sheet. It is sufficient that the membrane can be pushed apart to reach the lower belt surface, and this contact pressure is adjusted by the tension applied to the fiber sheet. If this tension is too strong, the resin coating will not pass between the filaments of the fiber sheet and will be pushed apart in the width direction of the fiber sheet, so the tension must be determined depending on the viscosity of the resin used. In the present invention, the viscosity of the resin is preferably 500 to 50,000 poise, more preferably 1,000 to 5,000 poise. Further, in the present invention, the tension applied to the fiber sheet (or woven fabric) is preferably 1 to 10,000 g/sheet, more preferably 10 to 5,000 g/sheet.
In the case of woven fabric, the tension is preferably 5 to 100,000 g/cm width, more preferably 50 to 20,000 g/cm width. The resin-coated fiber sheet is then conveyed while being sandwiched between upper and lower belts, and is pressed against, for example, one or more heating rolls,
After improving the impregnation efficiency, it is cooled and collected. The temperature of these heating rolls is above the softening point of the resin to be impregnated. In this specification, the softening point refers to the lowest temperature that can be measured using a melt index measuring device under a load of 5 kg. If the surface of the fiber sheet that first comes in contact with the lower belt is the front side, then the next heating roll will have the back side through the upper belt, and the next heating roll will have the front side through the lower belt. , while alternately pressing the front and back sides against the roll via the lower and upper belts,
The fiber sheet is passed through the belt such that the resin present on the front or back side flows between the filaments of the fiber sheet in alternating directions from the front side to the back side and then from the back side to the front side by the plurality of rolls via the lower or upper belt. It is preferable to press it against a roll, and by doing so, the degree of impregnation can be improved. In the present invention, the number of rolls should be determined by the characteristics of the resin used, and it is an extremely effective means to adjust the number of heated rolls to the required number depending on the type of resin used. In the application of the present invention, it is preferable to remove the resin adhering to the belt surface with a doctor plate or the like, since this has the effect of adjusting the resin content and smoothing the surface of the fiber sheet. Further, the resin can be removed in either a molten or solidified state, but the state should be determined depending on the characteristics of the resin. Next, regarding cooling of fiber sheets impregnated with resin, especially in the case of crystalline resins, the crystallinity and crystal grain size are affected by the cooling rate, so by adjusting the cooling rate depending on the resin used, the fiber sheet It is preferable to control the crystallinity and crystal grain size of the resin within. The cooling rate can be adjusted by providing a heating zone between the impregnating section and the drawing machine and creating a temperature gradient in the heating zone to gradually cool the material.
Alternatively, a method of rapidly cooling the fiber sheet by directly spraying a cooling medium such as cooling air onto the fiber sheet may be adopted. On the other hand, when the fiber sheet is separated from the impregnated part with the impregnated resin in a molten state as described above, depending on the type of the impregnated resin, it may be
The resin part may deteriorate. In this case, it is more preferable to provide a cooling device in the resin-impregnated portion to cool the belt to below the softening point of the thermoplastic resin. In this case, the fiber sheet impregnated with the thermoplastic resin is then cooled to below the softening point of the resin while being held between the belts, and then taken to the take-off section. Examples of the cooling method include slow cooling in the atmosphere, and forced cooling of the upper and lower belts by air injection, water, and the like. During the cooling, cooling the fiber sheet under pressure, for example, by sandwiching the upper and lower belts between one or more pairs of cooling nip rolls and applying pressure to the fiber sheet via the upper and lower belts, improves the appearance of the fiber sheet and defoams. This is preferable from the viewpoint of this, and also contributes to improving the releasability of the fiber sheet from the belt. It is particularly preferable to perform mold release treatment on the belt surface before or during operation, from the viewpoint of improving the mold releasability of the fiber sheet. Next, details of the present invention will be explained with reference to representative embodiments shown in the drawings. First, an example in which the present invention is applied to a fiber sheet made of a plurality of continuous fibers will be described. As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus for carrying out the method of the present invention comprises a fiber delivery section 1, a supply section 2, a resin impregnation section 3, and a take-off section 4. Feeding Section The fiber feeding section 1 has means for supplying a plurality of continuous fibers, such as a plurality of bobbins 6, and a mechanism for adjusting tension during feeding of the fibers, such as a tension adjusting brake belt 64 shown in FIG. 2. In the fiber delivery section 1, continuous fibers 7 wound around a plurality of bobbins 6 attached to a pedestal 5 are delivered in a required number of fibers. As shown in FIG. 2, the bobbin 6 has a bobbin main body 61 fixed to a shaft 62, and the shaft 62 rotatably attached to a bearing 63.
A tension adjustment brake belt 6 is attached to the shaft 62 to adjust the tension at which the fibers are fed out from the bobbin 6.
4 is installed. Supply Unit The supply unit 2 has the function of arranging the continuous fibers 7 fed out from the bobbin body 61 horizontally with a guide roll 8 and arranging them with an arbitrary fiber interval and arbitrary width using an aligner 9 to form a fiber sheet 10. have As shown in FIGS. 3 and 4, the aligner 9 is a frame-like frame with a large number of steel wires 91 stretched, and the continuous fibers 7
are aligned by passing through the gaps between the steel wires 91 one by one. The aligner 9 has a bearing 92 and has a structure that allows the angle to be changed in the direction of the arrow as shown in FIG. Width and thickness can be adjusted. Reference numeral 93 is a set screw for fixing the aligner 9 after selecting an arbitrary angle. Next, the tension of the fiber sheet 10 is controlled to be uniform over the entire width by a tension adjustment roll 11 having a brake 12, and the fiber sheet 10 is supplied to the resin-impregnated section 3. The surface of the tension adjustment roll 11 is preferably made of rubber or the like so that the tension can be easily adjusted by frictional resistance. There are no particular restrictions on the tension, and the fiber sheet 1
0 is sufficient as long as there is no disturbance between the fibers during the impregnation process of the resin-impregnated portion 3. Note that the tension adjustment roll 11 may not be used as long as it is possible to uniformly adjust the tension of all the bobbins 6 in the feeding section 1. Resin-impregnated section The resin-impregnated section 3 has a pair of belts, that is, an upper belt 14 and a lower belt 15, and a first heating roll (entrance heating roll) 17, a first heating roll (inlet heating roll) 17, a first heating roll (inlet heating roll) Two heating rolls 18 and a lower pull roll (exit roll) 19 are arranged in parallel. A first nip roll 20 is arranged above the first heating roll 17, and an upper pull roll 22 is arranged above the lower pull roll 19. 21 is an upper belt tension adjustment roll, 23 is a heated resin supply roll, and 24 is a lower belt tension adjustment roll.
13 is a resin supply die, and 16 is a drive motor. As the belt heating means, a method is used in which the heat of the heated rolls 17, 18, 19, 22, and 23 is conducted to the belt that is in surface pressure contact with these rolls. By adjusting the distance between the exit rolls 19 and 22, it is possible to adjust the thickness of the resulting fiber-reinforced sheet prepreg. Note that it is preferable that the upper and lower belts 14 and 15 be provided with scrapers (not shown) for scraping off the resin coating film attached to the surfaces, so that both belts always contact the resin and fiber sheet 10 with clean surfaces. It is preferable that the amount of resin impregnated into the fiber sheet 10 does not vary. When the fiber sheet 10 enters the resin-impregnated section 3 having the above structure, a thermoplastic resin plasticized by an extruder (not shown) is passed through the die 13 and a thin film of the resin is coated on the surface. It comes into contact with the belt 15 and is impregnated with the resin by being pressed against the heating roll 17 via the belt 15, and then transferred to the heating roll 18 via the upper belt 14, and then to the pull roll (heating roll) via the lower belt 15. 19.
In this way, sufficient resin impregnation is achieved. The resin-impregnated portion of the present invention can be improved as shown in FIG. 6 from the viewpoint of improving the impregnation effect under high speed conditions. Note that the embodiment shown in FIG.
A third heating roll 50 and a fourth heating roll 51 are added to the resin-impregnated portion in the figure. First of all, the first improvement is that a first
A resin impregnation accelerator roll 30 is provided. The position where the roll 30 is provided is preferably a position where the fiber sheet is more strongly pressed against the first heating roll 17, and the position may vary depending on the viscosity of the resin, the tension direction between the first heating roll 17 and the second heating roll 18, etc. The preferred location can then be determined. In the illustrated embodiment, the first heating roll 1
7, and with the first heating roll 17 as the center, the side where the roll 30 is provided is downward to the left in the drawing, and the side where the second heating roll 18 is provided is downward to the right in the drawing. The structure is such that each tension acts. Although the distance between the centers of the roll 30 and the first heating roll 17 is not particularly limited, it is preferable that they be close to each other as shown in the drawing. When the roll 30 and the first heating roll 17 are provided a little apart, another roll that exhibits a cooperative action with the roll 30 may be interposed between the rolls 30 and 17.
Preferably, the roll 30 is provided with a roll position adjustment mechanism for moving it closer to or away from the first heating roll 17. The direction in which the fiber sheet 10 is introduced into the impregnated section 3 is usually the horizontal direction as shown in the figure, but it is not limited to this, and may be in any direction such as upward or downward while maintaining the horizontal direction. If the sheet 1
It goes without saying that a plurality of guide rolls may be interposed in the roller 0 to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Further, when the sheet 10 is introduced in a forward upward direction, the inclination of the sheet 10 between the roll 30 and the roll 17 may be the same or approximately the same, in which case the roll 30 is
It is also possible that the rollers act cooperatively with the guide rolls interposed between them. Note that the diameter (size) of the roll 30 is not limited. By providing the first resin impregnation accelerating roll 30 as described above, it is possible to promote resin impregnation into the fiber sheet 10 even under high-speed conveyance, and the air inside the fibers can be degassed at the initial stage of impregnation, resulting in high quality. You can get the product. The second improvement is to provide an outlet impregnation accelerator roll 31 at the outlet of the resin impregnated section 3. In the illustrated embodiment, the roll 31 is preferably located at a position below the upper end of the exit roll (lower pull roll) 19 and at a position where the fiber sheet 10 can be pressed against the exit roll 19. The roll 31
It is preferable that a roll position adjustment mechanism for moving the roll 19 closer to or farther away from the roll 19 is provided. The roll 31 and the exit roll 19 only need to be close to each other, and the distance between their centers is not particularly limited, but it is preferable that they be close to each other as shown in the drawing. If the roll 31 and the exit roll 19 are provided a little apart, another roll that cooperates with the roll 31 may be interposed between the roll 31 and the exit roll 19. The direction in which the fiber sheet 10 is led out from the impregnated portion 3 is as follows:
Normally, the direction is horizontal as shown in the figure, but it is not limited to this, and depending on the winding position, it may be up in the front or down in the front, etc. In that case, the sheet 1
It goes without saying that a plurality of guide rolls may be interposed in the roller 0 to the extent that the effects of the present invention are not impaired. In addition, when the sheet 10 is led out from the exit roll 19 in a forward downward direction, the lead-out slope is such that the sheet 10 between the roll 31 and the exit roll 19
The inclination of the roll 31 may be the same or approximately the same as the inclination of the roll 31, and in that case, the roll 31 may cooperate with other guide rolls interposed in the sheet 10. Note that the shape of the roll 31 is not limited to a flat type, but may be a curved cross-section type, and the diameter (size) of the roll 31 is also not limited. When the exit impregnation accelerating roll 31 as described above is provided, it is effective in eliminating variations in the degree of resin impregnation even at high speeds and preventing the occurrence of cracks (so-called splits) in the fiber direction between the fiber sheets. The third improvement is to attach impregnation accelerator rolls 32, 33, and 34 to each of the second heating roll 18, third heating roll 50, and fourth heating roll 51 (referred to as intermediate heating rolls). . The second heating roll 18 and the fourth heating roll 51
In this embodiment, tension is applied upward, and the impregnation accelerating rolls 32 and 34 are each
It is also preferable that the heating rolls 18 and 51 be provided in contact with each other below the fourth heating rolls 18 and 51. Similarly, the impregnation accelerating roll 33 is preferably disposed above the third heating roll 50. The sizes of the impregnation accelerator rolls 32, 33, and 34 are not particularly limited. The positions at which the impregnation accelerator rolls 32, 33, and 34 are provided are not limited to directly below or directly above the heating rolls 18, 50, and 51, and may be slightly biased forward and backward (left and right). By providing the above impregnation accelerating rolls 32, 33, and 34, it is possible to increase the speed of conveyance, eliminate variations in resin impregnation into the fiber sheet 10, and adjust the product thickness. A fourth improvement is to provide meandering adjustment rolls 35 and 36 between rolls 21 and 22 and between rolls 19 and 24, respectively. The rolls 35 and 36 adjust the tension of the rolls 21 and 24 by moving up and down in the drawing, while the meandering of the belt is adjusted by moving only one end of the roll in the left and right directions in the drawing. do. The means for moving the rolls 35 and 36 in the left-right direction is not particularly limited, and various sliders or the like can be used, for example. Although not shown, the rolls 35 and 36 are provided at positions in contact with the outside of the belts 14 and 15,
The meandering may be adjusted by pressing the belts 14 and 15 from the outside, and in this case, the rolls 35,
The material of 36 is preferably a soft material such as aluminum. Further, the rolls 35 and 36 are the roll 2
0 and the roll 21, and between the roll 23 and the roll 24, respectively. Furthermore, in addition to the rolls 35 and 36, the roll 3
One or more rolls movable in the same direction or in a different direction from those of 5 and 36 may be added. Also, rolls 19, 22 or rolls 17, 20
The meandering adjustment function may be imparted to the rolls by moving only one end of each roll in the left-right direction. When the above meandering adjustment rolls 35 and 36 are provided,
It is possible to prevent the belt from meandering, which could occur if the tension roll were to run out. The fifth improvement is to provide a tension adjustment means T for making the tension of the belt Bx in front of the roll 51 one position before the exit roll 19 larger than the tension of the belt By behind the roll 51 one position before the exit roll 19. That's true. The tension adjustment means T includes, for example, a drive motor 16 directly connected to the exit roll 19, and a drive motor 16 directly connected to the exit roll 19.
Transmission 1 directly connected to roll 51 one position before roll 9
6A, and it is preferable to have a configuration in which the rotational speed of the roll 51 one position before the exit roll 19 is made different, that is, a configuration in which the driving force of the transmission 16A is transmitted to the roll 51. The transmission 16A may be of any type as long as it can be changed continuously or stepwise, and may be automatic,
It can be either semi-automatic or manual. Further, the speed change method may be, for example, a belt type, a gear type, or the like. Although the adjustment range of the transmission is not particularly limited, it is preferably 10 to 95% of the drive motor revolutions. In the present invention, it is preferable to adjust the speed change rate of the transmission 16A so as to speed up the rotation of the exit roll 19 and slow down the rotation of the roll 51 immediately before it. Upper and lower exit rolls (upper and lower pull rolls) 19 and 2
2, a drive gear 19A connected to the drive motor 16 is provided, and a gear 22A connected to the drive gear 19A is provided, and from the drive gear 19A to the exit roll 19, from the gear 22A It can be transmitted to the roll 22. In addition, the third heating roll 50 and the fourth heating roll 5
1, each gear 50A and 51A are meshed. As a result of each roll being connected to the drive source as described above, the rolls 50, 51, 19, and 22 function as drive rolls, and the rolls 17, 18, 20, and 2
1, 23, 24, 32, 33, 34, 35, 36
functions as a subordinate role. It is also possible to drive the rolls 35 and 36 slightly faster than the upper and lower exit rolls 19 and 22, and in this case, the above-mentioned meandering adjustment function can be further improved. This embodiment is characterized in that the tension of the belts before and after the roll 51 is changed by changing (including controlling) the rotation of the roll 51 one before the exit roll 19. be. As described above, by providing a drive source with a speed reduction mechanism that makes the rotations of the exit roll and the roll immediately before the exit roll different, the tension applied to the belt between each roll can be freely changed, and the belt tension If the pressure is gradually weakened from the outlet to the inlet, it is possible to prevent the belt from opening and prevent the resin from deteriorating due to the intake of outside air. Cooling Section The fiber sheet 10 impregnated with resin as described above is cooled to below the resin softening point while passing through the cooling device 26 provided in the cooling section. The inside of the cooling device 26 can be configured to be able to cool at a cooling rate depending on the resin used. As a method of controlling the cooling rate, it is preferable to create a temperature gradient from the inlet to the outlet of the cooling device using a heater, hot air, cold air, or the like. The cooling device 26 may be provided in the post-process of the resin-impregnated section 3 as shown in FIG. 1, but is not limited thereto, and may also be provided inside the resin-impregnated section 3 as shown in FIG. . According to FIG. 8 showing the details, the cooling device 26 shown in FIG. 7 includes one or more pairs of rolls 261.
The lower roll group 262 is composed of a water tank 26
It is cooled by water stored in 3. Further, the upper roll group 264 is cooled by water sprayed from the nozzle 265. From the viewpoint of cooling efficiency, it is preferable to attach a water-retentive material such as asbestos to the surface of these rolls. These cooled lower and upper roll groups 262, 26
4 cools the upper and lower belts 14, 15, thereby cooling the fiber sheet 10. The lower and upper roll groups 262 and 264 are bolted together as shown in FIG.
By tightening the nut 266, the nip force of the roll group can be adjusted as desired. If such cooling is performed within the resin-impregnated portion, contact with air can be eliminated even during the cooling, and oxidative deterioration can be completely prevented. In addition, when cooling is performed via the upper and lower belts, there is no need to worry about staining the fiber sheet or fabric due to the cooling medium, so it is also possible to use water cooling, which is cheaper.
It has the effect of high process versatility. Further improving the embodiment shown in FIG.
When constructed as shown in the figure, high-speed impregnation is possible as in the embodiment shown in FIG. Note that in FIGS. 7 and 10, portions with the same reference numerals as those shown in FIG. 1 or FIG. 6 have the same configuration, and therefore the description thereof will be omitted. In Figures 7 and 10, roll 50 is heated, but rolls 19 and 22 are not heated.
This is because heating after cooling is not preferable. Taking-off Section The fiber sheet 10 cooled in this way is taken off while applying tension by the take-up roll 27 of the taking-off section 4, and wound around the winding shaft 29. Note that 28 is a motor for the take-up roll 27 and the take-up shaft 29. The embodiments of the present invention have been described above, but
For example, the present invention is not limited to these, and for example, a beamed yarn is used as a fiber sheet setting section instead of the fiber feeding section 1 shown in FIG. It is also possible to perform similar processing below. In this case, it is preferable to control the rotation of the beamed yarn so that an appropriate tension is applied to the fibers. The above embodiments show the case where the present invention is applied to a fiber sheet obtained from a plurality of continuous fibers, but when the present invention is applied to a woven fabric (sheet), the present invention is applied to a woven fabric (sheet) as shown in FIG. A woven fabric original fabric setting part 1A is provided in the feeding part 1, a woven fabric original fabric is set in the woven fabric fabric setting part 1A, and the woven fabric is supplied to the resin impregnating part 3 through the woven fabric supplying part 2A, Impregnation can be performed in the same manner as in the above embodiment. Further, in the embodiments described above, the resin is supplied from the die 13 to the lower belt 15, but the present invention is not limited thereto, and the resin may be supplied from the die 13 to the upper belt 14. In that case, substantially the same effect can be obtained by inverting the roll arrangement and tension direction with respect to the center of the conveying system for the fiber sheet 10 in the illustrated example. Note that in FIG. 5, parts with the same reference numerals as those shown in FIG. Further, since the resin-impregnated part 3 and the take-off part 4 are the same as those in Example 1, illustration thereof is omitted. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained with reference to Examples. Example 1 The specifications of each part of the device shown in Figure 1 are based on the number of bobbins.
100 pieces, extruder 30mmφ, width of rolls 17 to 24 400
The roll diameter was 240 mmφ, the thickness of the upper and lower belts 14 and 15 was 0.5 mm, and the width was 350 mm. The continuous fiber is carbon fiber (Besphite HTA-7
-3000) and polyetheretherketone (ICI, VICTREX PEEK) as the thermoplastic resin.
was used. The viscosity of this polyetheretherketone at a temperature of 380°C and a shear rate of 100sec -1 is:
It was worth 7000 poise. The continuous fibers fed out from the 100 bobbins were aligned to form a fiber sheet with a width of 15 cm. On the other hand, polyetheretherketone heated and melted at 380℃ in an extruder is passed through a coat hanger die.
A film thickness of 60 μm was applied to the lower belt moving at a speed of 50 cm/min on the 23rd roll heated to 400°C. The fiber sheet with a tension of 150 kg is sandwiched between upper and lower belts 14, 15 and rolled into rolls 17, 18, 19, 20, 22 heated to 400°C.
The polyetheretherketone in the fiber sheet is impregnated by passing through the fiber sheet in the state shown in FIG.
After being slowly cooled in a slow cooling furnace kept at 140°C, it was rolled up using a winding machine. The above operation was carried out continuously for 24 hours, and the operation was successful without crosslinking or gelation caused by heat or oxidative deterioration of the resin. The resulting sheet has a resin content of 35% by weight and a thickness of 0.13
mm, and the fibers were not disordered and there were no voids between the fibers. Further, the resin molecular weight retention rate in the obtained sheet was measured and was 95%. still,
The resin molecular weight retention rate referred to here is the relative molecular weight percent when the resin molecular weight before heating is set as 100. Comparative Example The sheet was obtained using the apparatus and manufacturing conditions shown in Example 1 of JP-A-61-229535. The resin on the rolls gelled due to thermal and oxidative deterioration as the operating time progressed, and after about 3 hours, the resin became difficult to flow, impregnation was impossible, and the fiber filaments were broken, making it impossible to operate. The resulting sheet had a resin content of 36% by weight and a thickness of 0.13.
It was warm in mm. Furthermore, although the fibers were undisturbed and there were no voids between the fibers, when the resin molecular weight retention in the sheet was measured, it was 80%, indicating that the resin had deteriorated during impregnation. Examples 2 to 4 Resin-impregnated sheets were obtained by changing the type of resin and operating conditions in Example 1 as shown in Table 1.

【表】 表1から明らかな様に、本発明によれば何れの
樹脂を用いてもほとんど樹脂劣化のない良好な含
浸シートが得られることが判る。 実施例 5 第5図(省略した部分は第1図参照)に示した
装置の各部の仕様が、押出機30mmφ、ロール17〜
24の巾400mm、ロール径240mmφ、上下ベルト1
4,15の厚み0.5mm、巾350mmであるものを用い
た。 連続繊維は、炭素繊維平織織布(ベスフアイト
W−1103)で巾200mmに調整した。又、熱可塑性
樹脂は実施例1と同じポリエーテルエーテルケト
ンを用いた。 前記織布を織布原反セツト部1Aに上架し、張
力調整ロールにて引取方向に30Kgの張力をかけ
た。 一方、押出機で、380℃に加熱溶融されたポリ
エーテルエーテルケトンを、コートハンガーダイ
から400℃に加熱された第23ロール上で50cm/分
の速度で移動する下ベルトに塗膜厚60μmで塗布
した。張力をかけられた前記織布10は上下ベル
ト14,15に挾まれた状態で400℃に加熱され
たロール17,18,19,20,22間を第5
に示した状態で通過させて織布のポリエーテルエ
ーテルケトンを含浸せしめ、140℃に保つた徐冷
炉内で徐冷した後、引取部で巻取つた。 上記運転を連続的に24時間運転を行つたが、樹
脂の熱、酸化劣化によるゲル化の現象もなく順調
に運転することができた。 得られた繊維補強樹脂シートは樹脂量が35重量
%厚み0.13mmであり、且つ繊維に乱れがなく繊維
間にボイドのないものであつた。又得られた繊維
補強樹脂シート中の樹脂分子量保持率を測定した
所95%であつた。 実施例 6〜15 第1図における樹脂含浸部を第6図に示した装
置に代えた各部の仕様は、ボビン数100個、押出
機30mmφ、ロール17,18,19,20,2
1,22,23,24,50,51の巾400mm、
ロール径240mmφ、上下ベルト14及び15の厚
み0.5mm、巾350mmであるものを用いた。ただしロ
ール30,32,33,34,35,36及び出
口含浸促進ロール31、減速機16Aについては
表2のように変化させるた。 また含浸促進ロール30はロール巾400mm、ロ
ール径100mmφのものを用い、さらに含浸促進ロ
ール32,33,34はロール巾400mm、ロール
径120mmのものを用いた。 ロール19と51の回転数は、表2のように設
定した。なお減速機16Aとしてパウダークラツ
チを用いた。 連続繊維は炭素繊維(ベスフアイトHTA−7
−3000)を用い、熱可塑性樹脂として表2に示す
ものを用いた。 前記100個のボビンから繰り出された連続繊維
を整列させて15cmの巾の繊維シートと成した。一
方、押出機で溶融された表2に示す樹脂をコート
ハンガーダイから表2に示す如く加熱されたロー
ル23上で75cm/分の速度で移動する下ベルト1
5に塗膜厚を表2の厚さに塗布した。150Kgの張
力をかけられた前記繊維シートは上下ベルト1
4,15に挟まれた状態で表2に示す如く加熱さ
れたロール17,18,20,50,51,1
9,22間を第1図、第6図に示した状態で通過
させて繊維シート内の表2に示す樹脂を含浸せし
めた。 次いで表2に示す温度に保つた冷却装置で徐冷
した後、引取機で巻取つた。 上記運転を連続的に24時間運転を行つたが、樹
脂の熱、酸化劣化によるゲル化の現象が全く見ら
れず順調に運転することができた。 表2に上述の実験条件及びその結果を示した。 なお表中の※は下記の通りであり。 ※3減速機16Aが無い場合は、ロール17,
18,50,51を駆動するための駆動用モ
ーターを駆動用モーター16と別に設けた。 ※4ボイド率: 樹脂含浸シートの比重、繊維含有重量百分率か
ら求めた値。
[Table] As is clear from Table 1, it can be seen that according to the present invention, a good impregnated sheet with almost no resin deterioration can be obtained regardless of which resin is used. Example 5 The specifications of each part of the apparatus shown in Figure 5 (see Figure 1 for omitted parts) are as follows: extruder 30mmφ, roll 17~
24 width 400mm, roll diameter 240mmφ, upper and lower belt 1
4.15 with a thickness of 0.5 mm and a width of 350 mm was used. The continuous fibers were made of carbon fiber plain weave fabric (Besphite W-1103) and were adjusted to a width of 200 mm. Moreover, the same polyether ether ketone as in Example 1 was used as the thermoplastic resin. The woven fabric was placed on top of the woven fabric set section 1A, and a tension of 30 kg was applied in the take-up direction using a tension adjustment roll. On the other hand, in an extruder, polyether ether ketone heated and melted at 380°C is transferred from the coat hanger die to the lower belt moving at a speed of 50 cm/min on the 23rd roll heated to 400°C with a coating thickness of 60 μm. Coated. The woven fabric 10 under tension is passed between the rolls 17, 18, 19, 20, 22 heated to 400°C while being sandwiched between the upper and lower belts 14, 15.
The woven fabric was impregnated with polyether ether ketone by passing it through the fabric under the conditions shown in , and after being slowly cooled in an annealing furnace kept at 140°C, it was wound up at a take-up section. The above operation was carried out continuously for 24 hours, and the operation was successful without any phenomenon of gelation due to heat or oxidative deterioration of the resin. The obtained fiber-reinforced resin sheet had a resin content of 35% by weight and a thickness of 0.13 mm, and the fibers were not disordered and there were no voids between the fibers. Furthermore, the resin molecular weight retention rate in the obtained fiber-reinforced resin sheet was measured and was 95%. Examples 6 to 15 The resin impregnated part in Fig. 1 was replaced with the equipment shown in Fig. 6. The specifications of each part were as follows: 100 bobbins, extruder 30 mmφ, rolls 17, 18, 19, 20, 2.
1, 22, 23, 24, 50, 51 width 400mm,
The roll diameter was 240 mmφ, the thickness of the upper and lower belts 14 and 15 was 0.5 mm, and the width was 350 mm. However, the rolls 30, 32, 33, 34, 35, 36, the exit impregnation accelerating roll 31, and the speed reducer 16A were changed as shown in Table 2. The impregnation accelerator roll 30 had a roll width of 400 mm and a roll diameter of 100 mm, and the impregnation accelerator rolls 32, 33, and 34 had a roll width of 400 mm and a roll diameter of 120 mm. The rotation speeds of the rolls 19 and 51 were set as shown in Table 2. Note that a powder clutch was used as the speed reducer 16A. The continuous fiber is carbon fiber (Besphite HTA-7
-3000), and the thermoplastic resins shown in Table 2 were used. The continuous fibers fed out from the 100 bobbins were aligned to form a fiber sheet with a width of 15 cm. On the other hand, the lower belt 1 moves the resin shown in Table 2 melted in an extruder from a coat hanger die on a heated roll 23 as shown in Table 2 at a speed of 75 cm/min.
No. 5 was coated with the coating thickness shown in Table 2. The fiber sheet with a tension of 150 kg is attached to the upper and lower belts 1.
Rolls 17, 18, 20, 50, 51, 1 heated as shown in Table 2 while being sandwiched between
9 and 22 in the state shown in FIGS. 1 and 6 to impregnate the fiber sheet with the resin shown in Table 2. After that, it was slowly cooled in a cooling device maintained at the temperature shown in Table 2, and then wound up in a take-up machine. The above operation was carried out continuously for 24 hours, and the operation went smoothly without any gelling phenomenon caused by heat or oxidative deterioration of the resin. Table 2 shows the above experimental conditions and results. Note that the * in the table is as follows. *3 If there is no reducer 16A, roll 17,
A drive motor for driving the motors 18, 50, and 51 is provided separately from the drive motor 16. *4 Void ratio: Value determined from the specific gravity of the resin-impregnated sheet and the weight percentage of fiber content.

【表】【table】

【表】 実施例 16 第1図の繰出部1、供給部2を第5図の様に変
更した装置を用いて実施した。尚、樹脂含浸部の
各仕様は実施例6と同じであつた。 連続繊維は炭素繊維平織織布(ベスフアイトW
−1103)を巾200mmに調整したものを用いた。又、
熱可塑性樹脂は実施例6と同じポリエーテルエー
テルケトンを用いた。 前記織布を繰出部1に上架し、張力調整ロール
にて引取方向に30Kgの張力をかけた。次いで実施
例6と同じ条件で含浸後、徐冷炉内で徐冷して樹
脂含浸シートを得た。得られた樹脂含浸シートは
厚み0.13mm、ボイド率0.4%、樹脂分子量保持率
98%のものであつた。 実施例 17 第1図に示す樹脂含浸部及び冷却装置を第7図
のように変更した装置を用いて、実施例1と同様
に含浸、冷却、巻取を行つた。 上記運転を連続的に24時間運転を行つたが、樹
脂の熱、酸化劣化によるゲル化の現象が全く見ら
れず順調に運転することができた。 得られたシートは樹脂量が35重量%で厚み0.13
mmであり、且つ繊維に乱れがなく繊維間にボイド
のないものであつた。又得られたシート中の樹脂
分子量保持率を測定した所97%であつた。 実施例 18〜20 実施例17において樹脂の種類及び操作条件を表
3に示す如く変化させて樹脂含浸シートを得た。
[Table] Example 16 An experiment was carried out using an apparatus in which the feeding section 1 and the supplying section 2 of FIG. 1 were changed as shown in FIG. 5. Note that the specifications of the resin-impregnated portion were the same as in Example 6. The continuous fiber is carbon fiber plain woven fabric (Besphite W).
-1103) adjusted to a width of 200 mm was used. or,
The same polyetheretherketone as in Example 6 was used as the thermoplastic resin. The woven fabric was placed on top of the feeding section 1, and a tension of 30 kg was applied in the take-up direction using a tension adjustment roll. Next, after impregnation under the same conditions as in Example 6, the resin-impregnated sheet was obtained by slow cooling in an annealing furnace. The resulting resin-impregnated sheet has a thickness of 0.13 mm, a void rate of 0.4%, and a resin molecular weight retention rate.
It was 98%. Example 17 Impregnation, cooling, and winding were carried out in the same manner as in Example 1 using an apparatus in which the resin impregnation section and cooling device shown in FIG. 1 were modified as shown in FIG. 7. The above operation was carried out continuously for 24 hours, and the operation went smoothly without any gelling phenomenon caused by heat or oxidative deterioration of the resin. The resulting sheet has a resin content of 35% by weight and a thickness of 0.13
mm, and the fibers were not disordered and there were no voids between the fibers. Furthermore, the resin molecular weight retention rate in the obtained sheet was measured and was 97%. Examples 18-20 Resin-impregnated sheets were obtained by changing the type of resin and operating conditions in Example 17 as shown in Table 3.

【表】 ベルトの温度を計つたものである。
表3から明らかな様に、本発明によれば何れの
樹脂を用いてもほとんど樹脂劣化のないより良好
な含浸シートが得られることが判る。 実施例 21 第1図の繰出部1、供給部2を第5図の様に変
更した装置を用いて実施した。尚、樹脂含浸部の
各仕様は実施例17と同じであつた。 連続繊維は炭素繊維平織織布(ベスフアイトW
−1103)を巾200mmに調整したものを用いた。又、
熱可塑性樹脂は実施例17と同じポリエーテルエー
テルケトンを用いた。 前記織布を繰出部1Aに上架し、張力調整ロー
ルにて引取方向に30Kgの張力をかけた。次いで実
施例17と同じ条件で含浸後、徐冷炉内で徐冷して
樹脂含浸シートを得た。 得られたシートは樹脂量が35重量%、厚み0.13
mmであり、且つ繊維に乱れがなく、繊維間にボイ
ドのないものであつた。又、得られたシート中の
樹脂分子量保持率を測定した所97%であつた。 [発明の効果] 本発明によれば、安定した連続運転が可能であ
り、且つ樹脂劣化の少ない高性能な繊維補強シー
ト状プリプレグの製造方法及びその装置を提供す
ることができる。
[Table] Measures belt temperature.
As is clear from Table 3, it can be seen that according to the present invention, a better impregnated sheet with almost no resin deterioration can be obtained no matter which resin is used. Example 21 An experiment was carried out using an apparatus in which the feeding section 1 and the supplying section 2 of FIG. 1 were changed as shown in FIG. 5. Note that each specification of the resin-impregnated portion was the same as in Example 17. The continuous fiber is carbon fiber plain woven fabric (Besphite W).
-1103) adjusted to a width of 200 mm was used. or,
The same polyetheretherketone as in Example 17 was used as the thermoplastic resin. The woven fabric was placed on top of the feeding section 1A, and a tension of 30 kg was applied in the take-up direction using a tension adjustment roll. Next, after impregnation under the same conditions as in Example 17, the resin was slowly cooled in a slow cooling furnace to obtain a resin-impregnated sheet. The resulting sheet has a resin content of 35% by weight and a thickness of 0.13
mm, and the fibers were not disordered and there were no voids between the fibers. Furthermore, the resin molecular weight retention rate in the obtained sheet was measured and was 97%. [Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to provide a method and apparatus for producing a high-performance fiber-reinforced sheet prepreg that allows stable continuous operation and has little resin deterioration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施態様を示す概略側面
図、第2図は連続繊維を巻付けられたボビンの取
付け構造を示す断面図、第3図は連続繊維を集め
配列して繊維シートと成す整列器の正面図、第4
図は同上の平面図(全体の半分だけ繊維シートを
表している)、第5図は本発明を織布に適用する
場合の一例を示す要部側面図、第6図は樹脂含浸
部を改良した一例を示す概略側面図、第7図は樹
脂含浸部の他の例を示す側面図、第8図は冷却装
置の概略断面図、第9図は同じく概略側面図、第
10図は樹脂含浸部の他の例を示す詳細図であ
る。
Fig. 1 is a schematic side view showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view showing the mounting structure of a bobbin wound with continuous fibers, and Fig. 3 is a fiber sheet formed by collecting and arranging continuous fibers. Front view of the aligner, No. 4
The figure is a plan view of the same as above (only half of the whole shows the fiber sheet), Figure 5 is a side view of the main part showing an example of applying the present invention to a woven fabric, and Figure 6 is an improved resin-impregnated part. Fig. 7 is a side view showing another example of the resin-impregnated part, Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of the cooling device, Fig. 9 is a schematic side view, and Fig. 10 is the resin-impregnated part. It is a detailed diagram showing another example of the section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 熱可塑性樹脂の軟化点以上に加熱された一対
のベルトの少なくとも一方のベルトに前記熱可塑
性樹脂を塗布すると共に該塗膜を対向する一対の
ベルト間に導入し、繊維シートを該一対のベルト
間を通過させることにより繊維に熱可塑性樹脂を
含浸させて繊維補強シート状プリプレグを製造す
る方法。 2 繊維シートが、複数の連続繊維を一方向に揃
えて経糸の如くに形成されたシートであることを
特徴とする請求項1記載の繊維補強シート状プリ
プレグの製造方法。 3 繊維シートが織布であることを特徴とする請
求項1記載の繊維補強シート状プリプレグの製造
方法。 4 繊維シートが一対のベルト間を通過した後、
冷却されることを特徴とする請求項1記載の繊維
補強シート状プリプレグの製造方法。 5 繊維シートが一対のベルト間で樹脂含浸後、
該ベルト間で冷却されることを特徴とする請求項
1記載の繊維補強シート状プリプレグの製造方
法。 6 繊維シートを供給する手段と、熱可塑性樹脂
の軟化点以上に加熱された加熱ロールを有するロ
ール群に支持された一対のベルトと、ベルトの少
なくとも一方に熱可塑性樹脂塗膜を付与するため
の手段を有する樹脂含浸部と、樹脂含浸部を通過
した後引取りを行う引取部とを有することを特徴
とするシート状プリプレグの製造装置。 7 繊維を供給するための複数のボビンを有する
る繊維供給部と、繊維繰出時の張力を調節する機
構と、繊維を一方向に揃える機構とを具備してい
ることを特徴とする請求項6記載の繊維補強シー
ト状プリプレグの製造装置。 8 予め一方向に必要本数の連続繊維をワープビ
ームに経糸の如く巻き付けたビームドヤーンをセ
ツトする手段を具備していることを特徴とする請
求項6記載の繊維補強シート状プリプレグの製造
装置。 9 織布を供給する手段を具備していることを特
徴とする請求項6記載の繊維補強シート状プリプ
レグの製造装置。 10 樹脂含浸部と引取部との間に前記熱可塑性
樹脂を該樹脂の軟化点未満に冷却するための冷却
部を有することを特徴とする請求項6記載の繊維
補強シート状プリプレグの製造装置。 11 樹脂含浸部内に前記熱可塑性樹脂を該樹脂
の軟化点未満に冷却するための冷却部を有するこ
とを特徴とする請求項6記載の繊維補強シート状
プリプレグの製造装置。 12 樹脂含浸部の入口に有する入口加熱ロール
の近傍に設けられ、繊維シートを該入口加熱ロー
ルに圧接せしめる樹脂含浸促進ロールを有するこ
とを特徴とする請求項6記載の繊維補強シート状
プリプレグの製造装置。 13 樹脂含浸部の出口に有する出口加熱ロール
の近傍に設けられ、繊維シートを該出口加熱ロー
ルに圧接せしめる樹脂含浸促進ロールを有するこ
とを特徴とする請求項6記載の繊維補強シート状
プリプレグの製造装置。 14 入口加熱ロールと出口加熱ロールの中間に
配置された中間加熱ロールに接設され、繊維シー
トを該中間加熱ロールに圧接せしめる樹脂含浸促
進ロールを有することを特徴とする請求項6記載
の繊維補強シート状プリプレグの製造装置。 15 一対のベルトの張力を調整する手段を具備
することを特徴とする請求項6記載の繊維補強シ
ート状プリプレグの製造装置。 16 張力調整手段がベルトを支持する複数のロ
ールと、出口ロールの一つ手前のロールの前方ベ
ルトの張力(Bx)を、一つの手前のロールの後
方ベルトの張力(By)より大きくするための張
力調整手段であることを特徴とする請求項15記
載の繊維補強シート状プリプレグの製造装置。 17 繊維シートを供給する手段と、熱可塑性樹
脂の軟化点以上に加熱された入口ロール・出口ロ
ール・中間ロールに支持されている一対のベルト
と、熱可塑性樹脂塗膜を少なくとも一方のベルト
に塗布するための押出機とダイとを具備する樹脂
含浸部と、入口ロールの近傍に設けられている第
1樹脂含浸促進ロールと、中間ロールに接設され
ている樹脂含浸促進ロールと、出口ロールの近傍
に設けられている出口含浸促進ロールと、出口ロ
ールの一つ手前のロールの前方ベルトの張力
(Bx)を一つ手前のロールの後方ベルトの張力
(By)より大きくするための張力調整手段と、熱
可塑性樹脂の含浸されたシートを冷却する手段
と、ベルト間を通過した熱可塑性樹脂含浸繊維シ
ートを巻き取る手段、とを具備したことを特徴と
する繊維補強シート状プリプレグの製造装置。
[Claims] 1. Applying the thermoplastic resin to at least one of a pair of belts heated above the softening point of the thermoplastic resin, and introducing the coating film between the pair of opposing belts, A method of producing a fiber-reinforced sheet prepreg by impregnating fibers with a thermoplastic resin by passing the sheet between the pair of belts. 2. The method for producing a fiber-reinforced sheet-like prepreg according to claim 1, wherein the fiber sheet is a sheet formed by aligning a plurality of continuous fibers in one direction like warp threads. 3. The method for producing a fiber-reinforced sheet prepreg according to claim 1, wherein the fiber sheet is a woven fabric. 4 After the fiber sheet passes between the pair of belts,
2. The method for producing a fiber-reinforced sheet prepreg according to claim 1, wherein the fiber-reinforced sheet prepreg is cooled. 5 After the fiber sheet is impregnated with resin between a pair of belts,
2. The method for producing a fiber-reinforced sheet prepreg according to claim 1, wherein the prepreg is cooled between the belts. 6. A means for supplying a fiber sheet, a pair of belts supported by a group of rolls having a heating roll heated to a temperature higher than the softening point of the thermoplastic resin, and a means for applying a thermoplastic resin coating to at least one of the belts. 1. An apparatus for manufacturing a sheet-like prepreg, comprising: a resin-impregnated section having a means for producing prepreg; and a take-off section that takes off the prepreg after passing through the resin-impregnated section. 7. Claim 6, characterized by comprising a fiber supply section having a plurality of bobbins for supplying fibers, a mechanism for adjusting tension during fiber feeding, and a mechanism for aligning fibers in one direction. An apparatus for producing the fiber-reinforced sheet prepreg described above. 8. The apparatus for manufacturing a fiber-reinforced sheet prepreg according to claim 6, further comprising means for setting a beamed yarn in which a necessary number of continuous fibers are wound in advance around a warp beam in one direction like a warp. 9. The fiber-reinforced sheet-like prepreg manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising means for supplying the woven fabric. 10. The fiber-reinforced sheet prepreg manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising a cooling section for cooling the thermoplastic resin to below the softening point of the resin between the resin impregnation section and the take-off section. 11. The fiber-reinforced sheet prepreg manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising a cooling section in the resin-impregnated section for cooling the thermoplastic resin to below the softening point of the resin. 12. The production of the fiber-reinforced sheet-like prepreg according to claim 6, further comprising a resin impregnation accelerator roll which is provided near the entrance heating roll provided at the entrance of the resin-impregnated section and brings the fiber sheet into pressure contact with the entrance heating roll. Device. 13. The production of the fiber-reinforced sheet-like prepreg according to claim 6, further comprising a resin impregnation accelerator roll which is provided near the exit heating roll provided at the exit of the resin-impregnated section and brings the fiber sheet into pressure contact with the exit heating roll. Device. 14. The fiber reinforcement according to claim 6, further comprising a resin impregnation accelerator roll which is attached to an intermediate heating roll disposed between an inlet heating roll and an exit heating roll and presses the fiber sheet to the intermediate heating roll. Equipment for manufacturing sheet prepreg. 15. The fiber-reinforced sheet prepreg manufacturing apparatus according to claim 6, further comprising means for adjusting the tension of the pair of belts. 16 The tension adjusting means makes the tension (Bx) of the front belt of the plurality of rolls supporting the belt and the roll one roll before the exit roll larger than the tension (By) of the rear belt of one roll before the exit roll. 16. The apparatus for manufacturing a fiber-reinforced sheet prepreg according to claim 15, wherein the apparatus is a tension adjusting means. 17 A means for supplying a fiber sheet, a pair of belts supported by an inlet roll, an outlet roll, and an intermediate roll heated above the softening point of the thermoplastic resin, and a thermoplastic resin coating film applied to at least one of the belts. a resin impregnation section equipped with an extruder and a die for the process, a first resin impregnation accelerator roll provided near the inlet roll, a resin impregnation accelerator roll connected to the intermediate roll, and an exit roll. Tension adjustment means for making the tension of the front belt (Bx) of the exit impregnation promotion roll provided nearby and the roll one roll before the exit roll larger than the tension (By) of the rear belt of the roll one roll before the exit roll. An apparatus for manufacturing a fiber-reinforced sheet prepreg, comprising: a means for cooling a sheet impregnated with a thermoplastic resin; and a means for winding up a fiber sheet impregnated with a thermoplastic resin that has passed between the belts.
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