JPH09150416A - プリプレグの製造装置と製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂転写不良のオンライン上での自動検出に
より、不良品の出荷防止、検反に要していた人件費の節
約を可能にするプリプレグの製造装置と樹脂転写不良検
出の自動化を可能にするプリプレグの製造方法とを提供
する。 【解決手段】 予めマトリクス樹脂が塗工された樹脂転
写用離型紙９の巻出手段１と、離型紙上の樹脂を強化繊
維６に転写して含浸させる転写手段２と、樹脂転写後の
離型紙を巻き取る巻取手段３とを備えたプリプレグの製
造装置と製造方法。製造装置の巻取手段３は、巻き取ら
れる離型紙上の樹脂の残存量を検出する検出手段４を備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリプレグの製造装
置及び製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリプレグは、マトリクス樹脂を強化繊
維に転写することにより製造されるが、マトリクス樹脂
が転写されなかったり、転写量が足りないと、その部分
の強度が落ちる。強度の不足は、軽量、高強度を特徴と
するプリプレグにとって品質上重大な欠陥である。その
ため、従来からプリプレグにおける樹脂転写状態の検査
は色々な検査装置により試みられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、製品と
してのプリプレグを直接ＣＣＤカメラや厚み計などで検
査すると、下地の強化繊維の凹凸を検出してしまい、樹
脂の残存量を検出しても下地の信号に埋もれてしまうと
いう問題がありプリプレグにおける樹脂転写状態の検査
は自動化されていなかった。

【０００４】その結果、樹脂の転写状態の検査は人の目
に頼っているのが現状である。しかし、マトリクス樹脂
はほぼ透明であるため、強化繊維の樹脂が転写されてい
るか否かは、見た目にはプリプレグ表面の艶の残存量と
いう形でしか現れない。そのため樹脂の転写不良を発見
するのは非常に難しく熟練を要するものであった。ま
た、人に頼っているために欠点の判断に個人差がでる、
見逃しを生じる、処理速度に限界があるなどの問題があ
った。

【０００５】この発明は上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、樹脂転写不良のオンラ
イン上での自動検出により、不良品の出荷防止、検反に
要していた人件費の節約を可能にするプリプレグの製造
装置と樹脂転写不良検出の自動化を可能にするプリプレ
グの製造方法とを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明では、（イ）予めマトリクス樹脂が塗工さ
れた樹脂転写用離型紙の巻き出し手段と、（ロ）前記離
型紙上の樹脂を強化繊維に転写して含浸させる転写手段
と、（ハ）樹脂転写後の離型紙を巻き取る巻き取り手段
とを備えたプリプレグの製造装置であって、前記巻取手
段は、巻き取られる離型紙上の樹脂の残存量を検出する
検出手段を備えていることを特徴とするプリプレグの製
造装置と、予めマトリクス樹脂を塗工した離型紙と強化
繊維とを加熱、密着させ、前記離型紙上の樹脂を強化繊
維に転写した後、前記離型紙を強化繊維から剥離してプ
リプレグを製造するに際し、剥離後の前記離型紙を検査
することにより強化繊維への樹脂転写状態を判定するこ
とを特徴とするプリプレグの製造方法とを提供する。

【０００７】好ましくは、プリプレグの製造方法におい
ては、剥離後の前記離型紙における残存樹脂と離型紙と
の間における反射光強度の差を利用して検査する。

【０００８】

【発明の実施の形態】ホットメルト方式によるプリプレ
グの製造には、一般的に図１に示す製造装置が用いられ
ている。この製造装置は、巻出しロール１、複数対の樹
脂転写装置２、巻取りロール３及び検査装置４を備え、
複数のボビン５から供給され、コーム１１で引き揃えら
れた強化繊維６に樹脂を転写して製造されたプリプレグ
７を製品ロール８に巻き取る。

【０００９】巻出しロール１は、マトリクス樹脂が塗工
され、ロール状に巻かれた離型紙９が取り付けられ、巻
き出された離型紙９はガイドロール１０によって強化繊
維６と同一のパスラインＬP へと案内される。各樹脂転
写装置２は、パスラインＬP に沿って配置され、ニップ
ロール２ａとヒータ２ｂとを有している。

【００１０】巻取りロール３は、樹脂の転写を終えて複
数のガイドロール１０によって案内されてくる離型紙９
を巻き取る。検査装置４は、離型紙９の巻取り側に配置
され、近紫外光源４ａとＣＣＤカメラ４ｂとを有してい
る。近紫外光源４ａは、３００〜４００ｎｍの範囲の紫
外線を出射する。ボビン５から供給される強化繊維は、
コーム１１で分繊され、平面状に引き揃えられガイドロ
ール１０を経てパスラインＬP へと案内される。

【００１１】この製造装置では、パスラインＬP に沿っ
て移動する強化繊維６に離型紙９が巻出しロール１から
送り出される。複数対の樹脂転写装置２は、離型紙９を
強化繊維６と共に加熱、密着することにより樹脂を強化
繊維６に転写する。そして、樹脂転写後の離型紙９は、
複数のガイドロール１０によって案内され、巻取りロー
ル３に巻き取られていく。

【００１２】この時、もし樹脂の転写不良が起これば、
転写されなかった樹脂が離型紙９上に残ることになる。
つまり、離型紙９上に樹脂があれば強化繊維６側に樹脂
が転写されておらず、離型紙９上に樹脂がなければ強化
繊維６側に樹脂が転写されていることになる。本発明で
は、巻取りロール３側に検査装置４を配置し離型紙９上
の樹脂の残存量を検査することにより、プリプレグ７に
おける樹脂の転写状態の間接的な検査を行う。

【００１３】これにより従来、製品としてのプリプレグ
側におけるマトリクス樹脂の転写状態を直接検査しよう
として、下地の強化繊維の凹凸がノイズになりうまくい
かなかった転写不良の自動的な検出が、フラットな離型
紙側を検査することにより下地のノイズに妨害されるこ
となく確実に検出することが可能になった。以下、本発
明を実施例を参照して説明する。

【００１４】

【実施例】図１において、巻出しロール１から送り出さ
れた離型紙９は、パスラインＬPを通って巻取りロール
３に巻き取られていく。このとき、離型紙９上の樹脂は
複数対の樹脂転写装置２によって強化繊維６に転写され
る。樹脂を転写された強化繊維６は、プリプレグ７とし
て製品ロール８に巻き取られていく。検査装置４は、樹
脂転写後の離型紙９を検査できるように複数対の樹脂転
写装置２と巻取りロール３との間に設置した。

【００１５】検査対象である離型紙９の幅は１０００ｍ
ｍ、ライン速度は１０ｍ／分とした。使用した検査装置
４は、近紫外光源４ａとして波長３５２ｎｍのブラック
ライトブルー蛍光灯と、ＣＣＤカメラ４ｂとを有してい
る。検査装置４は、残存した樹脂と離型紙９との間にお
ける近紫外光の反射強度の差を利用しており、樹脂の付
いた離型紙９を近紫外光源４ａの下でＣＣＤカメラ４ｂ
により観測すると、樹脂の部分は暗く、離型紙９の部分
は明るく観測された。

【００１６】検査装置４の取付状態は、図２に示されて
いる。このとき、ＣＣＤカメラ４ｂは、離型紙９の面に
対して光軸ＬA が垂直となるように対向配置した。但
し、ＣＣＤカメラ４ｂの取付角度は、離型紙９の面に対
して垂直である必要はないが、十分な検出感度を得るた
めには垂直から３０度以内に配置するのが好ましい。ま
た、ＣＣＤカメラ４ｂは、最大１０００ｍｍの幅に渡っ
て離型紙９の検査が可能なように、図３に示すように、
離型紙９の幅方向に４９５ｍｍ間隔を置いて２台配置
し、離型紙９上におけるそれぞれのＣＣＤカメラ４ｂの
検査範囲を図中Ａ部に示すように１０ｍｍオーバーラッ
プさせた。

【００１７】近紫外光源４ａとしてのブラックライトブ
ルー蛍光灯は、離型紙９の上方１０ｃｍの所に４０Ｗの
ものを２本取り付けた。取付位置は、ＣＣＤカメラ４ｂ
による検査に必要な光量を得るには、離型紙９から３０
ｃｍ以内に取り付けるのが好ましい。検査装置４は、転
写後の離型紙９であればどこで検査してもよいが、離型
紙９が振動したりすると検査結果に影響すると考えられ
るので、好ましくは、ガイドロール１０の直上で検査す
ると良い。

【００１８】次に、ＣＣＤカメラ４ｂから得られた映像
信号は、信号処理装置に送られる。ＣＣＤカメラ４ｂか
らの信号からは、ＣＣＤカメラ４ｂのビット位置から、
転写不良の結果離型紙９上に残った樹脂の幅方向の範囲
が、信号の強度から樹脂の残量が得られる。ここで、Ｃ
ＣＤカメラ４ｂから得られる信号の典型的な例を図４に
挙げる。図４において、縦軸方向は樹脂転写後の離型紙
９に近紫外光を照射した際に得られる反射光強度を、横
軸方向は離型紙９の幅方向の位置を表し、離型紙９上に
樹脂が残った場合の欠点部分は、図中下方に向けて信号
レベルが低下しているＦで表されている。この場合、離
型紙９における欠点部分Ｆの幅方向の大きさは、図４に
示す欠点部分Ｆの境界Ｆ1，Ｆ2間のビット数から求めら
れる。

【００１９】次に、樹脂が図４に示す場合より濃く離型
紙９上に残った場合の信号例を図５に示す。図５に示す
欠点部分Ｆのように、樹脂の残量により信号の強度レベ
ルが一層低下する。また、信号処理装置には測長計から
の信号も取り込まれており、その信号から転写不良によ
り樹脂の流れ方向の範囲が分る。例えば、今回使用した
測長計は１パルス／0.１ｍであるので、図４の様な欠点
信号が３パルスの間検出されたとすると、この欠点は流
れ方向に0.３ｍということになる。また、幅方向の分解
能はＣＣＤカメラ４ｂのビット数と検査幅によって決ま
り、今回の場合、５００ｍｍを２ＫビットのＣＣＤカメ
ラ４ｂにより検査を行った。このため、分解能は、0.２
５ｍｍということになる。ＣＣＤカメラ４ｂの分解能が
不十分であればカメラ台数を必要なだけ増やせばよい。
信号処理装置では、ＣＣＤカメラ４ｂから得られた信号
を、予め設定した樹脂の範囲、残量のデータと比較し、
設定値以上のものについては、その位置をプリントアウ
トし、樹脂転写不良発生の警報を発するようになってい
る。

【００２０】ここで、上記実施例では、検査装置４は、
残存した樹脂と離型紙９から反射する近紫外光の反射光
強度の差を利用して樹脂転写不良を判定した。しかしな
がら、検査装置４は、離型紙９と樹脂との間における近
紫外線領域での蛍光の差に基づいて樹脂転写不良を判定
することも可能である。又、別の実施態様として近紫外
光源とＣＣＤカメラに代えて、赤外線と赤外線センサと
を組み合わせた厚み計、β線とβ線センサとを組み合わ
せた厚み計を用いて、樹脂転写後の離型紙９の厚みを計
ることにより離型紙９上の樹脂の有無を検出し、樹脂転
写不良の判定を行うことも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、樹脂転写不良のオンライン上での自動検出によ
り、不良品の出荷防止、検反に要していた人件費の節約
を可能にするプリプレグの製造装置と樹脂転写不良検出
の自動化を可能にするプリプレグの製造方法とが提供さ
れる。

【００２２】また、本発明により、従来、人の目に頼っ
て来た樹脂転写不良検出の自動化が可能になり、人に起
因する見逃しや、不良とする判断のばらつきをなくすこ
とが可能になった。さらに、従来、人の目による転写不
良の検出を含めた欠点の検出は最終工程で行われてきた
ため不良発生に対する修正操作が事実上不可能であった
が、本発明により転写不良については、転写不良の発生
をリアルタイムで検出できるため、転写不良の修正操作
が可能になりプリプレグ収率の向上につながった。

【００２３】このとき、プリプレグの製造方法におい
て、剥離後の前記離型紙における残存樹脂と離型紙との
間における反射光強度の差を利用して検査するので、残
存樹脂と離型紙とを明確に区別して検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリプレグの製造装置及び製造方法の
一実施態様に係るプリプレグの製造装置の概略構成図で
ある。

【図２】本発明の一実施態様に係るプリプレグの製造装
置で使用する検査装置の配置図である。

【図３】本発明の一実施態様に係るプリプレグの製造装
置で使用するＣＣＤカメラの配置図である。

【図４】本発明のプリプレグの製造方法で検出される欠
点信号の１例を示す信号特性図である。

【図５】本発明のプリプレグの製造方法で検出される他
の欠点信号の１例を示す信号特性図である。

【符号の説明】

１ 巻出しロール ２ 樹脂転写装置 ２ａ ニップロール ２ｂ ヒータ ３ 巻取りロール ４ 検査装置 ４ａ 近紫外光源 ４ｂ ＣＣＤカメラ ５ ボビン ６ 強化繊維 ７ プリプレグ ８ 製品ロール ９ 離型紙 １０ ガイドロール １１ コーム Ｆ 欠点部分 Ｆ1，Ｆ2 欠点部分の境界

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）予めマトリクス樹脂が塗工された
   樹脂転写用離型紙の巻出手段と、 （ロ）前記離型紙上の樹脂を強化繊維に転写して含浸さ
   せる転写手段と、 （ハ）樹脂転写後の離型紙を巻き取る巻取手段とを備え
   たプリプレグの製造装置であって、 前記巻取手段は、巻き取られる離型紙上の樹脂の残存量
   を検出する検出手段を備えていることを特徴とするプリ
   プレグの製造装置。
2. 【請求項２】 予めマトリクス樹脂を塗工した離型紙と
   強化繊維とを加熱、密着させ、前記離型紙上の樹脂を強
   化繊維に転写した後、前記離型紙を強化繊維から剥離し
   てプリプレグを製造するに際し、剥離後の前記離型紙を
   検査することにより強化繊維への樹脂転写状態を判定す
   ることを特徴とするプリプレグの製造方法。
3. 【請求項３】 剥離後の前記離型紙における残存樹脂と
   離型紙との間における反射光強度の差を利用して検査す
   る、請求項２のプリプレグの製造方法。