預浸片材自動疊層裝置以及預浸片材疊層方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種預浸片材自動疊層裝置以及預浸片材疊層方法，其通過將樹脂含浸于纖維片材而成的半固化狀態預浸片材多片疊層，制造多片該預浸片材疊層而成的預浸料疊層體。
[0002]本申請依據2013年11月6日向日本提出專利申請的特愿2013-230373號主張優先權，并在此處援用其內容作為參考。
【背景技術】
[0003]—直以來，都是將樹脂含浸于纖維片材中構成預浸片材(FRP片材)，將多片該預浸片材疊層，形成半固化狀態(不完全固化狀態)的預浸料疊層體，使該預浸料疊層體完全固化后，使用完全固化的預浸料疊層體，制作飛機機身及主翼等。
[0004]構成上述纖維片材的纖維，其纖維方向整齊。此外，作為含浸于纖維片材中的樹月旨，使用的是半固化狀態(不完全固化狀態)的紫外線固化性樹脂或者熱固化性樹脂等，因而具有粘附性。因此，在預浸片材的一面上配置有剝離用片材。
[0005]使用預浸片材自動疊層裝置形成上述半固化狀態的預浸料疊層體。具體為，預浸片材自動疊層裝置從半固化狀態的預浸片材上除去剝離用片材，使纖維片材的纖維方向交叉并將多片該預浸片材疊層為一體，從而形成半固化狀態的預浸料疊層體。
[0006]此時，如果疊層的半固化狀態預浸片材之間存在空氣(空氣堆積)，則預浸片材之間的密合性有可能會降低。
[0007]此外，例如通過熱使上述存在空氣的半固化狀態預浸料疊層體完全固化(該情況下，構成預浸片材的樹脂為熱固化性樹脂)，則該空氣(空氣堆積)會膨脹，預浸片材之間的密合性有可能會進一步降低。
[0008]為此，一直以來都是使用具有活塞機構的壓實器(預浸片材自動疊層裝置的構成要素的一部分)，對半固化狀態預浸片材之間進行壓接，從而抑制疊層的半固化狀態預浸片材之間存在空氣(空氣堆積)。
[0009]然而，如果從半固化狀態預浸片材上對剝離用片材的剝離不充分，則半固化狀態預浸片材會被剝離用片材拉伸，制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體(換言之，由一層以上半固化狀態預浸片材構成的被疊層體)有可能會上浮，或者該被疊層體的位置有可能偏離規定的位置。
[0010]此外，使用具有活塞機構的壓實器時，如果存在半固化狀態預浸片材之間的壓接不充分的疊層面，則在壓實器的并進推進力作用下，上述制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體(被疊層體)位置有可能會偏離規定的位置。
[0011]—直以來，在制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體(被疊層體)發生位置偏移時，一般通過手動作業除去發生位置偏移的制造過程中的預浸料疊層體(被疊層體)，或者再次進行半固化狀態預浸片材的疊層處理。因此，半固化狀態的預浸料疊層體的生產效率降低。
[0012]因此，期望開發一種技術，通過使半固化狀態預浸片材上的剝離用片材的剝離更容易，從而可以抑制制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體(被疊層體)位置偏移，并且可以提高被疊層的半固化狀態預浸片材之間的密合性。
[0013]至于可以提高半固化狀態預浸片材之間的密合性的現有技術，例如有專利文獻I。
[0014]專利文獻I公開了一種技術，其從料盒進給預浸料(預浸片材)并取出，與被加熱的壓實輥接觸，從而對其加熱，提高粘性(粘附性)，并利用壓實輥將預浸料按壓于成型夾具上，使其疊層。
[0015]現有技術文獻
[0016]專利文獻
[0017]專利文獻1:日本專利特開2006-281548號公報
【發明內容】
[0018]發明要解決的課題
[0019]根據專利文獻I所公開的技術，可以提高被疊層的預浸料(預浸片材)之間的粘附力，但剝離用片材和預浸料之間的粘附力也被提高，難以從預浸料上將剝離用片材剝除。
[0020]因此，制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體(被疊層體)會偏離規定的位置，半固化狀態的預浸料疊層體的生產效率有可能會降低。
[0021]本發明提供一種預浸片材自動疊層裝置以及預浸片材疊層方法，其通過抑制制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體(被疊層體)位置偏移，從而可以提高半固化狀態的預浸料疊層體的生產效率。
[0022]技術方案
[0023]根據本發明的第I方式，預浸片材自動疊層裝置通過將半固化狀態樹脂含浸于纖維片材而成的預浸片材多片疊層，形成多片所述半固化狀態預浸片材疊層而成的預浸料疊層體。該預浸片材自動疊層裝置具有:第I輥，其通過從包含剝離用片材以及粘貼于該剝離片材一面上的所述半固化狀態預浸片材的疊層片材中的所述剝離用片材的另一面側按壓所述疊層片材，從而使構成所述疊層片材的所述半固化狀態預浸片材疊層于由一層以上半固化狀態預浸片材構成的被疊層體的上面;第2輥，其配置于所述第I輥的下游，在所述剝離用片材從疊層于所述被疊層體上面的所述半固化狀態預浸片材剝離的方向上，引導該剝離用片材；以及溫度梯度形成部，其在所述疊層片材中，在位于所述第I輥上游的規定區域，對于從疊層于所述被疊層體上面的所述半固化狀態預浸片材的一面朝向所述剝離用片材另一面的方向，形成溫度變低的溫度梯度。
[0024]根據上述方式，具有溫度梯度形成部，其在疊層片材中，在位于第I輥上游的規定區域，對于從疊層于被疊層體上面的半固化狀態預浸片材的一面朝向剝離用片材另一面的方向，形成溫度變低的溫度梯度。借此，可以抑制半固化狀態預浸片材的一面側溫度降低，在此基礎上，可以降低半固化狀態預浸片材的另一面與剝離用片材的一面之間的界面附近溫度。
[0025]從而，可以抑制半固化狀態預浸片材的一面的粘附力降低，在此基礎上，能夠輕松地從半固化狀態預浸片材上剝除剝離用片材。
[0026]因此，可以抑制剝離用片材的剝離性不佳所導致的被疊層體(換言之，制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體)位置偏移。從而可以提高半固化狀態的預浸料疊層體的生產效率。
[0027]此外，通過在疊層片材中，在對應規定區域的部分形成上述溫度梯度，例如和使用輥以線接觸的方式在疊層片材上形成溫度梯度的情況相比，可以進一步抑制剝離用片材的剝離性不佳所導致的被疊層體位置偏移。
[0028]在上述方式所涉及的預浸片材自動疊層裝置中，所述規定區域包含第I區域，所述溫度梯度形成部可以是從位于所述第I區域的所述剝離用片材的另一面側冷卻所述剝離用片材的冷卻部。
[0029]如此，使用從位于規定區域中的第I區域的剝離用片材的另一面側冷卻剝離用片材的冷卻部作為溫度梯度形成部，借此，剝離用片材的另一面側溫度變低。因此，對于從半固化狀態預浸片材的一面朝向剝離用片材另一面的方向，可以形成溫度變低的溫度梯度。
[0030]在上述方式所涉及的預浸片材自動疊層裝置中，所述冷卻部可以對位于所述第I區域的所述剝離用片材的另一面吹冷風。
[0031]如此，通過具有對位于第I區域的剝離用片材的另一面吹冷風的冷卻部，可以抑制剝離用片材的另一面發生結露，在此基礎上，對于從半固化狀態預浸片材的一面朝向剝離用片材另一面的方向，可以形成溫度變低的溫度梯度。
[0032]在上述方式所涉及的預浸片材自動疊層裝置中，所述規定區域包含位于所述第I區域上游的第2區域，可以具有從位于所述第2區域的所述半固化狀態預浸片材的一面側對所述半固化狀態預浸片材進行加熱的第I加熱部。
[0033]如此，通過具有從位于第2區域的半固化狀態預浸片材的一面側對半固化狀態預浸片材進行加熱的第I加熱部，對于從半固化狀態預浸片材的一面朝向剝離用片材另一面的方向，可以形成溫度變低的溫度梯度;其中所述第2區域配置在第I區域的上游。
[0034]此外，通過具有冷卻部及第I加熱部，對于從半固化狀態預浸片材的一面朝向剝離用片材另一面的方向，可以形成溫度變低的溫度梯度，在此基礎上，可以提高被疊層體上面和半固化狀態預浸片材的一面之間的粘附力。
[0035]在上述方式所涉及的預浸片材自動疊層裝置中，也可以具有對位于所述第I輥上游的所述被疊層體進行加熱的第2加熱部。
[0036]如此，通過具有對位于第I輥上游的被疊層體進行加熱的第2加熱部，可以提高被疊層體上面和半固化狀態預浸片材的一面之間的粘附力。
[0037]根據本發明的第2方式，預浸片材疊層方法通過將樹脂含浸于纖維片材而成的半固化狀態預浸片材多片疊層，形成多片所述半固化狀態預浸片材疊層而成的預浸料疊層體。該預浸片材疊層方法具有:疊層工序，其利用第I輥，對包含剝離用片材以及粘貼于該剝離片材一面上的所述半固化狀態預浸片材的疊層片材中的所述剝離用片材的另一面進行按壓，從而使構成所述疊層片材的所述半固化狀態預浸片材疊層于由一層以上半固化狀態預浸片材構成的被疊層體的上面;剝離工序，其在所述疊層工序后，利用配置于所述第I輥下游的第2輥，使所述剝離用片材從疊層于所述被疊層體上面的所述半固化狀態預浸片材上剝離；以及溫度梯度形成工序，其在所述疊層工序之前，在所述疊層片材中，在位于所述第I輥上游的規定區域，對于從疊層于所述被疊層體上面的所述半固化狀態預浸片材的一面朝向所述剝離用片材另一面的方向，形成溫度變低的溫度梯度。
[0038]根據上述方式，在疊層工序之前，在疊層片材中，在位于第I輥上游的規定區域，對于從疊層于被疊層體上面的半固化狀態預浸片材的一面朝向剝離用片材另一面的方向，形成溫度變低的溫度梯度。借此，可以抑制半固化狀態預浸片材的一面側溫度降低，在此基礎上，可以降低半固化狀態預浸片材的另一面與剝離用片材的一面之間的界面附近溫度。
[0039]從而，可以抑制半固化狀態預浸片材的一面的粘附力降低，在此基礎上，能夠輕松地從半固化狀態預浸片材上剝除剝離用片材。
[0040]因此，可以抑制剝離用片材的剝離性不佳所導致的被疊層體(換言之，制造過程中的半固化狀態的預浸料疊層體)位置偏移，從而可以提高半固化狀態預浸料疊層體的生產效率。
[0041]此外，通過在疊