JPH06114964A - プリプレグの積層方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層ロールの最下位置より上流側におけるプ
リカットプリプレグ先端部の離型紙からの剥離を防止す
る。 【構成】 テーブルに載置された積層面材料７に離型紙
２からプリカットプリプレグ６を剥離しつつ積層ロール
１４により展着させる場合に、積層ロール１４の最下位
置に送られてくるプリカットプリプレグテープ１２ａの
プリカットプリプレグ６先端部を積層ロール１４の上流
側で加熱してプリカットプリプレグ６と離型紙２との貼
着力を高めることにより積層面材料７にプリカットプリ
プレグ６が到達する前に離型紙２からプリプレグ６先端
部が剥離することなく的確に展着するプリプレグの積層
方法及びその装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリプレグを積層して
プリプレグ積層シートを形成する方法及びその方法を実
施するための装置に係り、特に、積層ロールの最下位置
より上流側のプリカットプリプレグの先端部が積層面材
料へ押圧される前に離型紙から剥離することなくプリプ
レグを確実に積層する方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機用部品、機械構造用部品及びスポ
ーツ・レジャー用品に対して複合材料が盛んに使用され
ている。この複合材料は、炭素繊維、ガラス繊維、ボロ
ン繊維等の強化繊維に、エポキシ樹脂等を含浸させたプ
リプレグを積層してプリプレグ積層シートを形成し、こ
のプリプレグ積層シート製品に適合する形状に切断して
プリプレグ積層材を形成する。そして、このプリプレグ
積層材に曲げ加工等の加工をしたのち、加圧、加熱する
ことにより複合材料による製品が製造されている。そし
て、この積層方法は、手作業によるものと、機械により
自動化されたものとに大別されるが、積層方法はほぼ同
じである。

【０００３】ここで積層方法の基本である手作業による
積層方法を図６について説明する。プリプレグ１は、通
常、シリコン含浸処理された離型紙２に片面が展着され
ており、この離型紙２とプリプレグ１とよりなるプリプ
レグテープ３は、芯管４上に巻回されプリプレグテープ
ロール５を形成している（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
先ず、このプリプレグテープロール５からプリプレグテ
ープ３を引出して所定の寸法及び形状に切断してプリカ
ットプリプレグ６を形成し、しかるのち、プリカットプ
リプレグ６より離型紙２を剥がし（図６（ｃ）参照）、
離型紙２の剥がされたプリカットプリプレグ６を積層の
ための基板とされ、後で剥がされるプラスチックシート
等よりなる積層面材料７に積層する。そして、更に、こ
のプリカットプリプレグ６の上に所定数のプリカットプ
リプレグ６をその繊維の方向を変えて（例えば、４５
°、９０°など）（図６（ｄ）参照）、あるいは繊維の
方向を同じ方向にして積層し（図６（ｅ）参照）積層面
材料７の上にプリプレグ積層シートを形成させる。次い
で、積層面材料７は切断せずにプリプレグ積層シートを
所定の形状に切断し、しかるのち、積層面材料７をプリ
プレグ積層シートより剥がしてプリプレグ積層材８を形
成する（図６（ｆ）参照）。そして、プリプレグ積層材
８を曲げ加工し、加圧、加熱することにより図６（ｇ）
に示すような型材９を形成する。

【０００４】ここで、プリプレグ１の積層を行う手段と
しては図７に示すような装置が知られている。

【０００５】この積層装置１０は、巻出し部１１にプリ
カットプリプレグテープロール１２を装着し、プリカッ
トプリプレグテープロール１２のプリカットプリプレグ
テープ１２ａをアイドラロール１３及び積層ロール１４
に掛け渡すとともに離型紙２を剥がしたプリカットプリ
プレグ６を積層ロール１４により積層面材料７に押圧展
着し、プリカットプリプレグ６を積層するとともに離型
紙２を係脱可能な送り装置１５を介して巻取り部１６に
巻回させるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、プリカット
プリプレグ６を積層ロール１４で積層面材料７に押圧し
て積層する場合、押圧完了までは送り装置１５により離
型紙２が固定されているため積層ロール１４を積層面材
料７の上面に向けて降下させるに従って図８に示すよう
にプリカットプリプレグテープ１２ａが巻出し部１１か
ら引出され積層ロール１４に巻付いて送出される際にプ
リカットプリプレグ６の先端は離型紙２から剥がれよう
とする。したがって、もし、剥がれたままの状態で積層
ロール１４を更に降下させてプリカットプリプレグ６を
積層面材料７に押圧すると、積層面材料７上のプリカッ
トプリプレグ６の先端部近傍に気泡１７やしわ１８が発
生したり（図９参照）、プリカットプリプレグ６の端部
に折り曲がり１９が発生したりして（図１０参照）、品
質に致命的な欠陥を与える等の問題があった。

【０００７】なお、従来、特開昭６１−１９３３８号公
報に示されているように、離型紙からのプリカットプリ
プレグの不都合な剥離を防止するため、巻出し部から引
出されて積層ロールへ至るプリカット前及びプリカット
後のプリプレグの経路全体をケーシングで覆ってその中
を適宜な温度に加熱してプリプレグを軟化させ離型紙と
の密着力を高める方法、また、特開昭６１−５９０７号
公報に示されているように、積層ロールの上流側に赤外
線ランプからなる加熱器を設け、さらには積層ロールの
上流側に位置する予圧ロールの上流側に同じく赤外線ラ
ンプからなる予熱器を設けて、プリプレグ６に相当する
複数本のストランドを加熱することにより、ストランド
を軟化させると共に密着性を高めて積層ロール及び予圧
ロールによる積層を容易・確実にする方法が提案されて
いる。

【０００８】上記特開昭６１−１９３３８号公報に記載
のプリプレグの経路全体を加熱する方法はプリプレグ又
はストランドを全長にわたって同様に加熱する方法であ
るため、過度の軟化を生じさせないなど、積層に当って
不都合を生じないようにする必要があり、前述したよう
なプリプレグ６の先端が積層ロール１４へ巻付く際に、
離型紙２から剥れる現象を防止することは困難であっ
た。

【０００９】また、上記特開昭６１−５９０７号公報に
記載されているものは、プリプレグとは異なるストラン
ドを積層面上に確実に積層させるためのものであり、こ
れもストランドを全長にわたって同様に加熱するもので
あるため、積層に不都合な加熱を行うことはできず、上
記特開昭６１−５９０７号公報に記載のものと同様の欠
点を有している。

【００１０】本発明は、プリカットプリプレグの積層開
始に際し、プリプレグへの影響を最小限に押えながらプ
リカットプリプレグの先端を積層面上へ的確に導くこと
のできるプリプレグの積層方法及びその方法を実施する
ための装置を提供することを目的としてなされたもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明においては、離型紙に付着されたプリカットプ
リプレグを離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテー
ブルに載置された積層面材料に展着させるプリプレグの
積層方法において、積層開始時に積層ロールの最下位置
より上流側に位置するプリカットプリプレグテープのプ
リカットプリプレグ先端部を別に前もって加熱した後、
積層ロールの最下位置へ導いて積層面材料にプリカット
プリプレグを展着することを特徴とするプリプレグの積
層方法を請求項１とし、離型紙に付着されたプリカット
プリプレグを離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテ
ーブルに載置された積層面材料に展着させるプリプレグ
の積層装置において、積層ロールの上流側にプリカット
プリプレグテープのプリカットプリプレグ先端部のみを
加熱する加熱装置を設けたことを特徴とするプリプレグ
の積層装置を請求項２とし、そして、加熱装置の加熱源
を昇温した乾燥空気あるいは熱線としたことを特徴とす
る請求項２記載のプリプレグの積層装置を請求項３とす
るものである。

【００１２】

【作用】上記プリプレグの積層装置においては、積層開
始時に積層ロールの上流側から最下位置に送られてくる
プリカットプリプレグテープのプリカットプリプレグの
先端部は積層箇所への導入に適した温度に加熱されて正
しく移行し、的確な積層を可能にする。また、この加熱
はプリカットプリプレグの先端部のみであるため、積層
に与える悪影響は小さい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図１乃至図３に示す一実施例
を参照し、従来技術と同一の構成部分については図６乃
至図１０と同一符号を付し、これを省略して説明する。

【００１４】加熱装置２０は、図１に示すように積層ロ
ール１４のアイドラロール１３側近傍に、プリカットプ
リプレグ６の先端部に対向するようにして設けられてい
る。そして、この加熱装置２０は、図２に示すように噴
射器２１と温風発生装置２２とを有している。

【００１５】噴射器２１は、円筒形状に形成されその周
面のプリカットプリプレグテープ１２ａに対向する面に
は複数のノズル２３が形成されている。また、噴射器２
１はその両端部が保持金具２４により支持されている。

【００１６】一方、温風発生装置２２は、ヒーター２５
とファン２６とを有しており、温風発生装置２２と噴射
器２１との間は、保温効果を持たせたフレキシブルチュ
ーブ等の配管材２７で接続されている。なお、２８はエ
アーシリンダーを示しており、積層ロール１４を降下さ
せてプリカットプリプレグ６の積層を行なう場合、噴射
器２１が積層作業の邪魔になるときエアーシリンダー２
８を作動させて噴射器２１をプリカットプリプレグテー
プ１２ａの巾方向の外側又は図１において左側へ移動さ
せることができるようになっている。また、２９は交流
電源を示している。

【００１７】加熱装置２０はこのように構成されている
ので、積層ロール１４の下降に先立ち温風発生装置２２
のヒーター２５を加熱してファン２６を作動すると昇温
乾燥した空気が図３に示すように噴射器２１のノズル２
３からプリカットプリプレグ６の先端部へ向けて噴射さ
れ、プリカットプリプレグ６の先端部の温度が上昇する
のでプリカットプリプレグ６に含浸されているエポキシ
樹脂の粘性が増し、プリカットプリプレグ６の先端部は
軟化すると共に離型紙２との間の貼着力が高められる。
次いで、加熱装置２０をＯＦＦにし、さらには加熱装置
２０をエアーシリンダ２８によって上記のように移動さ
せた後、積層ロール１４を図８に示したように下降さ
せ、プリカットプリプレグ６の先端を積層ロール１４の
最下位置に導く。このときプリプレグ６の先端と離型紙
との間の貼着力が高められているため、該先端が積層面
材料７に押圧させる前に離型紙２から剥離することはな
い。

【００１８】図４及び図５は、加熱装置２０の他の実施
例を示すもので、加熱装置２０は、熱線としての赤外線
ヒーター３０と反射鏡３１とを有し、赤外線ヒーター３
０の熱を反射鏡３１でプリカットプリプレグ６の先端部
に向けて照射するように構成されている。なお、３２は
エアーシリンダーを示しており加熱装置２０をプリカッ
トプリプレグテープ１２ａの巾方向の外側又は図５にお
いて左側へ移動させることができる。また、３３は交流
電源を示している。そして、この実施例においても前記
実施例の場合と同様な作用を行なわせることができる。

【００１９】なお、加熱装置２０は、図１においてプリ
カットプリプレグテープ１２ａの上方（離型紙２側）に
配置してもよく、同様の効果が得られる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるプリプ
レグの積層方法は、積層開始時に積層ロールの最下位置
に送られてくるプリカットプリプレグテープのプリカッ
トプリプレグ先端部のみを積層ロールの上流側で加熱す
るようにしたので、積層に与える悪影響を最小限に押え
つつプリカットプリプレグの先端部を積層箇所へ正しく
導くことができる。このため、積層開始時においてプリ
カットプリプレグに気泡やしわや折り曲がりが発生する
ことはなく安定した品質のプリプレグ積層シートを得る
ことができる。なお、本発明は、他の目的のために、プ
リプレグを全体的に加熱することを否定するものではな
い。

【００２１】また、本発明のプリプレグの積層装置によ
れば、プリカットプリプレグの先端部のみを加熱する加
熱装置を設けるだけの簡単な構成でよいから安価な装置
によって所期の目的の実現を図ることができる優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプリプレグの積層装置の一実施例
を示す側面図。

【図２】昇温した乾燥空気を加熱源とする加熱装置の一
部断面斜視図。

【図３】加熱装置と積層ロールとの位置関係を示す縦断
面図。

【図４】熱線を加熱源とする加熱装置の斜視図。

【図５】加熱装置と積層ロールとの位置関係を示す縦断
面図。

【図６】プリプレグの積層方法の工程を示す斜視図。

【図７】従来のプリプレグの積層装置の側面図。

【図８】プリカットプリプレグが剥離する状態を示す説
明図。

【図９】プリカットプリプレグに生じた気泡及びしわの
状態を示すプリカットプリプレグの斜視図。

【図１０】プリカットプリプレグに生じた折れ曲がり部
の状態を示すプリカットプリプレグの斜視図。

【符号の説明】

１ プリプレグ ２ 離型紙 ６ プリカットプリプレグ １０ 積層装置 １１ 巻出し部 １３ アイドラロール １４ 積層ロール １５ 送り装置 １６ 巻取り部 ２０ 加熱装置 ２１ 噴射器 ２２ 温風発生装置 ２３ ノズル ３０ 赤外線ヒーター ３１ 反射鏡

フロントページの続き (72)発明者 長 倉 靖 彦 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】離型紙に付着されたプリカットプリプレグ
   を離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテーブルに載
   置された積層面材料に展着させるプリプレグの積層方法
   において、積層開始時に積層ロールの最下位置より上流
   側に位置するプリカットプリプレグテープのプリカット
   プリプレグ先端部を別に前もって加熱した後、積層ロー
   ルの最下位置へ導いて積層面材料にプリカットプリプレ
   グを展着することを特徴とするプリプレグの積層方法。
2. 【請求項２】離型紙に付着されたプリカットプリプレグ
   を離型紙から剥離しつつ積層ロールによりテーブルに載
   置された積層面材料に展着させるプリプレグの積層装置
   において、積層ロールの上流側にプリカットプリプレグ
   テープのプリカットプリプレグ先端部のみを加熱する加
   熱装置を設けたことを特徴とするプリプレグの積層装
   置。
3. 【請求項３】加熱装置の加熱源を昇温した乾燥空気ある
   いは熱線としたことを特徴とする請求項２記載のプリプ
   レグの積層装置。