JP2003138041A - プリプレグおよびプリプレグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】樹脂の改質や表面への粉体付着といった方法に
よらずに、取り扱い性良好なプリプレグを提供するこ
と。 【解決手段】炭素繊維と熱硬化性樹脂を含んでなるプリ
プレグにおいて、該プリプレグ表面の全面積に対するマ
トリックス樹脂の表面樹脂被覆率が４０〜８５％である
プリプレグ。更には、一方向に引き揃えられた炭素繊維
束を熱硬化性樹脂を塗布した離型紙で挟み込んだ後、少
なくとも１対の加熱金属ニップロールでニップし、さら
に少なくとも２本以上からなる加熱金属ロール群に圧接
させることで、炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸せしめる
プリプレグの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取り扱い性良好な
プリプレグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維とマトリックス樹脂とからなる
炭素繊維強化プラスチック製部材は、その機械強度が優
れているために、釣り竿やゴルフシャフトなどのスポー
ツ用途をはじめ、航空宇宙用途、一般産業用途などで広
範囲に用いられている。この炭素繊維強化プラスチック
を成形する方法としてはあらかじめ拡幅し、シート状に
した炭素繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを用いる方
法が広く用いられている。

【０００３】釣り竿やゴルフシャフトのような管状成形
物の成形法には、あらかじめ決まった長さ、直径、テー
パーを備えたマンドレルと呼ばれる金属製の芯材にプリ
プレグを必要量巻き付けたのち、硬化させ、マンドレル
を引き抜く方法が広く用いられている。このプリプレグ
の取り扱い性が良くない場合、作業効率の低下や管状成
形体の強度低下といった問題が生じる。すなわちプリプ
レグのタック性（粘着性）が弱すぎる場合、マンドレル
に巻いたプリプレグに剥がれや浮きが生じ、修正の手間
が掛かるとともに、浮き部分にボイド（空隙）が発生
し、管状成形体の強度低下といった問題が生じる。一
方、タック性が強すぎる場合、プリプレグをマンドレル
に巻き付ける際にシワが入りやすくなり、管状成形体の
強度低下や外観不良といった問題が生じる。

【０００４】一般にプリプレグのタック性を強くするに
はマトリックス樹脂の樹脂を改質し粘度を低下させる必
要があるが、樹脂の改質に伴う成形品の強度低下が懸念
されるととも低粘度化に伴う硬化時の炉落ちといった問
題点があった。

【０００５】一方、タック性の強いプリプレグを改良し
たものとしては、特開平０９−１００３６０号公報に粒
径５〜１００ミクロン、粒子比重０．１〜３．０の粉体
を加圧エアーによりプリプレグ表面に付着させて表面の
べたつきを低減させたものが提案されているが、作業工
程の追加やコストアップが避けられないとともに粉体に
よる作業環境の悪化といった問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、樹脂
の改質や表面への粉体付着といった方法によらずに、取
り扱い性に優れたプリプレグを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために次の構成を有する。すなわち、炭素繊維とマ
トリックス樹脂を含んでなるプリプレグにおいて、該プ
リプレグ表面の全面積に対するマトリックス樹脂の表面
樹脂被覆率が４０〜８５％であるプリプレグである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、前記した課題について
鋭意検討し、プリプレグ表面の全面積に対してマトリッ
クス樹脂層の面積を規定したプリプレグを作製したとこ
ろ、前記課題を一挙に解決することを究明したものであ
る。

【０００９】すなわち、プリプレグ表面の全面積に対し
てマトリックス樹脂層の面積を規定したプリプレグは、
新規な樹脂の開発や粉体付着といった方法をとる必要な
く、取り扱い性に優れたものであることを見いだすに至
り、本発明に到達した。

【００１０】本発明のプリプレグは、プリプレグ表面の
全面積に対するマトリックス樹脂層の占有割合を示す表
面樹脂被覆率が４０〜８５％の範囲であることが必要で
あり、５０〜８０％の範囲にあれば好ましい。かかる表
面樹脂被覆率が４０％未満であるとマンドレルに巻いた
プリプレグに剥がれや浮きが生じ、修正の手間が掛かる
とともに、浮き部分にボイド（空隙）が発生し、管状成
形体の強度低下といった問題が生じるので好ましくな
い。８５％を越えるとプリプレグをマンドレルに巻き付
ける際にシワが入りやすくなり、管状成形体の強度低下
や外観不良といった問題が生じるので好ましくない。

【００１１】プリプレグの表面樹脂被覆率は例えば次の
手法で求めることができる。

【００１２】例えば、顕微鏡等で拡大し、表面の樹脂部
分と繊維が露出している部分とを確認する手法である。

【００１３】具体的には、まず、１０００ｍｍ幅のプリ
プレグシートの幅方向から均等に１０点（１００ｍｍ
毎）のサンプルを１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさでカット
する。次にカットしたサンプルを両面テープでプレパラ
ートに固定する。プリプレグ表面にカバーフィルムを有
する場合には、カバーフィルムを剥がす。固定したサン
プルを反射型光学顕微鏡で観察するとともに白黒写真と
して撮影する。撮影する範囲は２．９ｍｍ×３．８ｍｍ
であり、現像された白黒写真はもとのプリプレグに対し
て２５倍の倍率とすることができる。このときプリプレ
グ表面に出た炭素繊維は暗く、マトリックス樹脂のみの
層は明るく写真に撮影されている。

【００１４】次いで撮影した白黒写真を白と黒とに分け
て２値化する。２値化の方法は様々あるが、例えば次の
手法で行える。白黒写真をパソコンに接続したスキャナ
ーで解像度２００で取り込む。（図１参照）スキャナー
としては特に限定されないが例えば、ＥＰＳＯＮ製 Ｇ
Ｔ−７０００Ｓ等を用いることができる。

【００１５】かかる画像を画像処理用ソフトにて、写真
画像のヒストグラムを表示させ、ヒストグラムのレベル
１００の部分を２値化の境界とし、暗部（レベル１００
以下）をプリプレグ表面の全面積に対する炭素繊維のみ
の部分、明部（レベル１０１以上）をプリプレグ表面の
全面積に対するマトリックス樹脂のみの部分として両者
の面積割合から表面樹脂被覆率（明部の面積割合）を次
式により算出する。（図２参照） 表面樹脂被覆率（％）＝（ヒストグラムにおける明部の
面積／ヒストグラム全面積）×１００ 画像処理ソフトとしては例えばＡｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅ
ｍｓ，Ｉｎｃ．製 Ａｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ等
を用いることができる。

【００１６】また、本発明のプリプレグにおいてはプリ
プレグ中の繊維重量含有率が６０％以上であれば、成形
後の管状体等の軽量化がはかれるため好ましい。更にプ
リプレグ中の繊維重量含有率が７０％以上であれば、成
形後の管状体等の一層の軽量化がはかれるため、より好
ましい。また、プリプレグ中の繊維重量含有率は９０％
を越えないことが好ましい。９０％を越えると、成形後
の管状体等の強化繊維製プラスチック製部材にボイドが
発生し、強度が低下する場合がある。

【００１７】さらに、本発明のプリプレグにおいてはプ
リプレグ中のプリプレグ１ｍ²あたりの炭素繊維重量、
すなわち炭素繊維目付が１０〜１５０ｇ／ｍ²であるこ
とが好ましい。プリプレグ中の炭素繊維目付が１５０ｇ
／ｍ²を越えるものでは成形後の管状体等の軽量化効果
が十分でない場合がある。１０ｇ／ｍ²未満であれば加
工が非常に困難であるために製造コストが高くなる場合
がある。炭素繊維目付は３０〜１２０ｇ／ｍ²であれば
より好ましい。

【００１８】本発明のプリプレグを得るためには、たと
えば、以下のような製造方法を採用することができる。

【００１９】つまり、一方向に引き揃えられた炭素繊維
束を熱硬化性樹脂を塗布した離型紙で挟み込んだ後、少
なくとも１対の加熱金属ニップロールでニップし、さら
に少なくとも２本以上からなる加熱金属ロール群に圧接
させることで、炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸せしめる
という方法をとることができる。

【００２０】更に本発明のプリプレグを得るための好適
な製造方法の一例を図３により詳細に説明すると、クリ
ール１に設置した炭素繊維ボビン２から炭素繊維束３を
所定本数引き出し、一方向に引き揃える。この時、炭素
繊維束３は引き揃えられ幅方向に均一に並んでいること
が好ましい。さらに開繊装置４により拡幅された、いわ
ゆるシート状とすることが好ましい。かかる開繊装置は
例えば、金属ロール５を複数本有したものを用いること
ができる。かかる開繊装置のロールの本数は使用する炭
素繊維の本数や糸幅、作製するプリプレグの目付などに
より適宜選択される。

【００２１】また、クリールから引き出した後の、或い
は開繊装置を使用する場合は開繊装置出側での炭素繊維
張力はフィラメント１０００本あたり２５〜７００ｇが
好ましい。かかる炭素繊維張力は樹脂フィルム導入前、
例えば開繊装置出側に設置した張力検出器よって測定す
ることができる。

【００２２】一方向に引き揃えた炭素繊維３に接する側
に熱硬化性樹脂を塗布した離型紙６、７（以下、樹脂フ
ィルムとする）で挟み込む。この際、樹脂フィルムで挟
み込んだ炭素繊維は８０〜１００℃程度に加熱した予備
加熱用ホットプレート１０等で予備加熱されることが好
ましい。予備加熱により樹脂フィルム上の熱硬化性樹脂
の流動性が向上し、含浸部での加工性が良好になる。

【００２３】その後、樹脂フィルムで挟み込んだ炭素繊
維は少なくとも１対の加熱金属ニップロール１１、１２
でニップする。ニップすることで離型紙上の熱硬化性樹
脂が炭素繊維間の内部にしみ込み、適度に含浸が進行す
ると同時に、ニップによるつぶしの効果で、プリプレグ
の幅方向の厚みが均一になる。この場合、加熱金属ニッ
プロールの温度は使用する熱硬化性樹脂の粘度により適
宜選択されるが、８０〜１３０℃とするのが概ね好まし
い。また、加熱金属ニップロールは少なくとも１対以上
あればよいが、３対以下が好ましい。３対を越えると、
熱硬化性樹脂の含浸が過多となり、炭素繊維の側方、す
なわち離型紙の端面から熱硬化性樹脂がはみ出すことに
よりロールが汚れて作業性が悪化したり、また設備が大
型化し、設備費や製造コストのアップに繋がる場合があ
る。ニップロール径はプリプレグの目付や繊維重量含有
率によって適宜、選択されるが、直径３０〜３００ｍｍ
が好ましい。なお、対となるニップロールの径は同等で
も良いが、一方を他方と異なる径とすることも可能であ
る。

【００２４】さらに、樹脂フィルムで挟み込んだ炭素繊
維を少なくとも１対の加熱金属ニップロールでニップし
た後、加熱金属ロール群１３に圧接することで熱硬化性
樹脂を含浸させるが、加熱金属ロールの本数は少なくと
も２本以上である。これは、樹脂フィルムで挟み込んだ
炭素繊維の両面ともに少なくとも１回ずつは加熱金属ロ
ールと接することで、得られるプリプレグの含浸性が向
上し、表面樹脂被覆率がプリプレグの両面ともに均一と
なるため重要である。

【００２５】また、加熱金属ロールの温度は、使用する
熱硬化性樹脂の粘度により適宜選択されるが、８０〜１
３０℃とするのが概ね好ましい。

【００２６】さらに樹脂フィルムで挟み込んだ炭素繊維
を加熱金属ロール１４、１５に圧接する際の接触角度は
３０〜２１０°程度が好ましく、６０〜１８０°であれ
ばより好ましい。ここで、接触角度とは図４に示すよう
に、炭素繊維２３が樹脂フィルム２２を介して加熱金属
ロール２１に圧接している角度θのことである。加熱金
属ロール径はプリプレグの目付や繊維重量含有率によっ
て適宜、選択されるが、直径５０〜３００ｍｍが好まし
く、１００〜２２０ｍｍで有ればより好ましいなお、炭
素繊維を所定の張力下で加熱金属ロールに圧接させるこ
とにより、炭素繊維の加熱金属ロール中心方向に力が作
用し、炭素繊維をなす炭素繊維層が薄く緻密になること
で、炭素繊維層内に存在でき得る熱硬化性樹脂の体積が
減り、その結果として余剰の熱硬化性樹脂をプリプレグ
の表面に適意に存在させることができる。樹脂フィルム
導入前の張力、例えば開繊装置出側での張力としては、
フィラメント１０００本あたり２０〜５００ｇが好まし
く、フィラメント１０００本あたり８０〜４５０ｇがよ
り好ましい。かかる張力がフィラメント１０００本あた
り２０ｇに満たないと炭素繊維を加熱金属ロールに圧接
する力が不十分な場合があり、フィラメント１０００本
あたり５００ｇを超えると工程中のロールにたわみが生
じ破損する場合がある。

【００２７】本発明に使用される炭素繊維はポリアクリ
ロニトリル（以下、ＰＡＮという）系、ピッチ系等があ
るがそれらいずれを用いてもよいし、また黒鉛繊維をも
含みうるものである。また、本発明における炭素繊維束
は、１繊維束あたりのフィラメント数（単繊維数）が特
に限定されるものではないが、１０００〜７２０００本
が好ましく、１０００〜４８０００本がより好ましく、
３０００〜４８０００本が更に好ましい。

【００２８】本発明で使用される熱硬化性樹脂とはエポ
キシ樹脂組成物で構成され、少なくともエポキシ樹脂と
硬化剤を含んでいることが好ましい。

【００２９】かかるエポキシ樹脂としては、分子内に複
数のエポキシ基を有する化合物が用いられる。特にアミ
ン類、フェノール類、炭素−炭素二重結合を有する化合
物が好ましく用いられる。例えば、ビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビス
フェノールＳ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキ
シ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、
トリグリシジルアミノフェノール、テトラグリシジルキ
シレンジアミンのようなグリシジルアミン型エポキシ樹
脂等あるいはこれらの組み合わせが好適に用いられる。

【００３０】かかるエポキシ樹脂組成物に使用される硬
化剤としては、エポキシ基と反応し得る活性基を有する
化合物であれば用いることができるが、アミノ基、酸無
水物基、アジド基を有する化合物が、好ましくは使用さ
れる。具体的には、ジシンジアミド、ジアミノジフェニ
ルスルホンの各種異性体、アミノ安息香酸エステル類が
好ましく使用される。

【００３１】かかるエポキシ樹脂組成物に、上記のエポ
キシ樹脂、硬化剤の他、高分子化合物、有機粒子など、
他の成分を適宜その目的に応じて配合することができ
る。

【００３２】かかる高分子化合物としては、熱可塑性樹
脂が好ましく用いられる。かかる熱可塑性樹脂を配合す
れば、前記樹脂組成物の粘度やプリプレグの取り扱い性
の適性化、あるいは、接着性を改善する効果を増進する
作用があるので好ましい。

【００３３】かかる熱可塑性樹脂としては、主鎖に、炭
素−炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結
合、エーテル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、
尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イミダゾ
ール結合、カルボニル結合から選ばれる少なくとも１種
の結合を有する熱可塑性樹脂が好ましく使用される。こ
れら熱可塑性樹脂の中でも、ポリアクリレート、ポリア
ミド、ポリアラミド、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾー
ル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、
ポリエーテルスルホンのようなエンジニアリングプラス
チックに属する熱可塑性樹脂の一群がより好ましく使用
される。特に好ましくは、ポリイミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどが、耐
熱性にも優れることから好適に使用される。また、ポリ
ビニルホルマールやポリビニルブチラールなどのポリビ
ニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコール、フェノキ
シ樹脂も好ましく用いることができる。

【００３４】かかる熱可塑性樹脂の配合量は、エポキシ
樹脂組成物における全エポキシ樹脂１００重量％に対し
て、好ましくは１〜２０重量％配合するのが、エポキシ
樹脂組成物に適度な粘弾性を与え、得られる炭素繊維強
化プラスチックの機械強度を高める作用を有するのでよ
い。

【００３５】また、かかるエポキシ樹脂組成物に配合す
る有機粒子としては、ゴム粒子及び熱可塑性樹脂粒子が
好ましく用いられる。これらの粒子は、樹脂の靭性向
上、炭素繊維強化プラスチック製部材の耐衝撃性向上の
効果を有するので好ましい。

【００３６】さらに、かかるゴム粒子としては、架橋ゴ
ム粒子、及び架橋ゴム粒子の表面に異種ポリマーをグラ
フト重合したコアシェルゴム粒子が好ましく用いられ
る。

【００３７】市販の架橋ゴム粒子としては、カルボキシ
ル変性のブタジエン−アクリロニトリル共重合体の架橋
物を含んでなるＸＥＲ−９１（型番、日本合成ゴム工業
（株）製）、アクリルゴム微粒子からなるＣＸ−ＭＮシ
リーズ（型番、日本触媒（株）製）、ＹＲ−５００シリ
ーズ（型番、東都化成（株）製）などを使用することが
できる。

【００３８】市販のコアシェルゴム粒子としては、ブタ
ジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合体から
なるパラロイドＥＸＬ−２６５５（登録商標、呉羽化学
工業（株）製）、アクリル酸エステル・メタクリル酸エ
ステル共重合体を含んでなるスタフィロイドＡＣ−３３
５５、ＴＲ−２１２２（登録商標、型番、武田薬品工業
（株）製）、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共
重合体を含んでなるＰＡＲＡＬＯＩＤＥＸＬ−２６１
１、ＥＸＬ−３３８７（登録商標、型番、Rohm &Haas社
製）などを好ましく使用することができる。

【００３９】また、熱可塑性樹脂粒子としては、ポリア
ミドあるいはポリイミドの粒子が好ましく用いられる。
市販のポリアミド粒子としては、東レ（株）製、型番Ｓ
Ｐ−５００、ＡＴＯＣＨＥＭ社製、オルガソール（登録
商標）などを好ましく使用することができる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。表面
樹脂量の測定は次に示す方法で行った。 （１）表面樹脂被覆率の測定 １０００ｍｍ幅のプリプレグシートの幅方向から均等に
１０点（１００ｍｍ毎）のサンプルを１０ｍｍ×１０ｍ
ｍの大きさでカットした。次にカットしたサンプルを両
面テープでプレパラートに固定し、プリプレグ表面のカ
バーフィルムを剥がし、固定したサンプルを反射型光学
顕微鏡で観察するとともに白黒写真として撮影した。撮
影する範囲は２．９ｍｍ×３．８ｍｍとし、現像された
白黒写真はもとのプリプレグに対して２５倍の倍率とし
た。このときプリプレグ表面に出た炭素繊維は暗く、マ
トリックス樹脂のみの層は明るく写真に撮影された。

【００４１】次いで撮影した白黒写真をパソコンに接続
したスキャナー（ＥＰＳＯＮ製 ＧＴ−７０００Ｓ）で
解像度２００で取り込み（図１参照）、画像処理用ソフ
ト（Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．製 Ａｄｏ
ｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ）にて写真画像を２値化、す
なわち該ソフトで、写真画像のヒストグラムを表示さ
せ、ヒストグラムのレベル１００の部分を２値化の境界
とし、暗部（レベル１００以下）をプリプレグ表面の全
面積に対する炭素繊維のみの部分、明部（レベル１０１
以上）をプリプレグ表面の全面積に対するマトリックス
樹脂のみの部分として両者の面積割合から表面樹脂被覆
率（明部の面積割合）を次式により算出した。（図２参
照） 表面樹脂被覆率（％）＝（ヒストグラムにおける明部の
面積／ヒストグラム全面積）×１００ （実施例１）下記の方法で、繊維重量含有率７６％、炭
素繊維目付１１６ｇ／ｍ²のプリプレグＡを得た。 （１）樹脂組成物の作製 下記原料をニーダーで混合して樹脂組成物を得た。 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ２０重量部 （エピコート８２８、登録商標、油化シェルエポキシ（株）製） ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ３０重量部 （エピコート１００１、登録商標、油化シェルエポキシ（株）製） フェノールノボラック型エポキシ樹脂 ５０重量部 （エピコート１５４、登録商標、油化シェルエポキシ（株）製） ポリビニルホルマール １０重量部 （デンカホルマール＃２００、登録商標、電気化学工業（株）製） ３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア １０重量部 （ＤＣＭＵ９９、型番、保土ヶ谷化学工業（株）製） （２）プリプレグの作製 ナイフコーターを用いて樹脂組成物を単位面積あたりの
樹脂重量が１８ｇ／ｍ ²となるように、離型紙上に塗布
し、樹脂フィルムを作製した。次に、図３に示す装置を
用い、クリール１に設置した炭素繊維ボビン２から炭素
繊維束３を単位面積あたりの繊維重量が１１６ｇ／ｍ²
となるように引き出し、一方向に引き揃えた。炭素繊維
を４本のロール５からなる開繊装置４により拡幅した。
このときの開繊装置出側での炭素繊維張力はフィラメン
ト１０００本あたり２００ｇであった。

【００４２】拡幅した炭素繊維を樹脂重量が１８ｇ／ｍ
²の前記樹脂フィルム６、７で挟み込み、９０℃に加熱
した予備加熱用ホットプレート１０で予備加熱した。樹
脂フィルムで挟み込んだ炭素繊維を１００℃に加熱した
１対の直径１００ｍｍの加熱金属ニップロール１１、１
２でニップした後、１００℃に加熱した２本の直径２５
０ｍｍの加熱金属ロール１４、１５に、樹脂フィルムで
挟み込んだ炭素繊維の両面ともに少なくとも１回ずつは
加熱金属ロールと接するように圧接することで熱硬化性
樹脂を含浸させた。このときの炭素繊維の加熱金属ロー
ル１４への接触角度は１８０°、加熱金属ロール１５へ
の接触角度は１４０°であった。樹脂を含浸させた炭素
繊維は１０℃に設定したチルドプレート１６により２５
℃まで冷却させた後、片側の離型紙１８を剥ぎ取りポリ
エチレンのカバーフィルム１９を被せ、プリプレグ製品
２０として巻き取り、繊維重量含有率７６％、炭素繊維
目付１１６ｇ／ｍ²のプリプレグＡを得た。なお、炭素
繊維は東レ（株）製 Ｔ７００ＳＣ−１２Ｋ（繊度０．
８ｇ／ｍ、引張強度４．９ＧＰａ）を使用した。

【００４３】上記の方法でプリプレグＡの表面樹脂被覆
率を測定したところ、表面樹脂被覆率は７０％であっ
た。またプリプレグＡをマンドレルに巻き付けたとこ
ろ、剥がれや浮きはなく、作業性も良好であった。 （実施例２）加熱金属ロール１４、１５の温度を１１０
℃に設定し、フィラメント１０００本あたりの炭素繊維
張力を３００ｇにし、さらに挟み込む両側の樹脂フィル
ムの樹脂量をそれぞれ１６ｇ／ｍ²とし、使用する炭素
繊維の量を変更した以外は実施例１と同様の方法で、繊
維重量含有率７０％、炭素繊維目付７５ｇ／ｍ²のプリ
プレグＢを得た。上記の方法でプリプレグＢの表面樹脂
被覆率を測定したところ、表面樹脂被覆率は６０％であ
った。またプリプレグＢをマンドレルに巻き付けたとこ
ろ、剥がれや浮きはなく、作業性も良好であった。 （実施例３）加熱金属ロール１４、１５の温度を９０℃
に設定し、フィラメント１０００本あたりの炭素繊維張
力を４００ｇにし、さらに挟み込む両側の樹脂フィルム
の樹脂量をそれぞれ１６ｇ／ｍ²とし、使用する炭素繊
維の量を変更した以外は実施例１と同様の方法で、繊維
重量含有率６３％、炭素繊維目付５５ｇ／ｍ²のプリプ
レグＣを得た。上記の方法でプリプレグＣの表面樹脂被
覆率を測定したところ、表面樹脂被覆率は６５％であっ
た。またプリプレグＣをマンドレルに巻き付けたとこ
ろ、剥がれや浮きはなく、作業性も良好であった。 （実施例４）加熱金属ロール１４、１５の温度を１１５
℃に設定し、フィラメント１０００本あたりの炭素繊維
張力を２５０ｇにし、さらに挟み込む片側の樹脂フィル
ムの樹脂量を２５ｇ／ｍ²、他方を離型紙とし、使用す
る炭素繊維の量を変更した以外は実施例１と同様の方法
で、繊維重量含有率８０％、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ
²のプリプレグＤを得た。上記の方法でプリプレグＤの
表面樹脂被覆率を測定したところ、表面樹脂被覆率は５
０％であった。またプリプレグＤをマンドレルに巻き付
けたところ、僅かな剥がれや浮きがあったものの問題は
なく、作業性も良好であった。 （比較例１）加熱金属ロール１４、１５の代わりに加熱
していない同径の金属ロールを用いた以外は実施例１と
同様の方法で、繊維重量含有率７６％、炭素繊維目付１
１６ｇ／ｍ²のプリプレグＥを得た。上記の方法でプリ
プレグＥの表面樹脂被覆率を測定したところ、表面樹脂
被覆率は３０％であった。またプリプレグＥをマンドレ
ルに巻き付けたところ、剥がれや浮きが発生し、作業性
が不良であった。 （比較例２）加熱金属ニップロールをニップしなかった
以外は実施例４と同様の方法で、繊維重量含有率８０
％、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ²のプリプレグＦを得
た。上記の方法でプリプレグＦの表面樹脂被覆率を測定
したところ、表面樹脂被覆率は１５％であった。またプ
リプレグＦをマンドレルに巻き付けたところ、剥がれや
浮きが発生し、作業性が不良であった。 （比較例３）加熱金属ロール１４の温度を７０℃に設定
し、加熱金属ロール１５の代わりに加熱していない同径
の金属ロールを用いフィラメント１０００本あたりの炭
素繊維張力を１５０ｇにし、さらに挟み込む両側の樹脂
フィルムの樹脂量を２９ｇ／ｍ²とし、使用する炭素繊
維の量を変更した以外は実施例１と同様の方法で、繊維
重量含有率６３％、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ²のプリ
プレグＧを得た。上記の方法でプリプレグＧの表面樹脂
被覆率を測定したところ、表面樹脂被覆率は９０％であ
った。またプリプレグＧをマンドレルに巻き付けたとこ
ろ、剥がれや浮きは発生しなかったものの、べとつきが
過多で作業性が不良かつ修正に多くの時間を要した。

【００４４】以上の結果を表１、表２に示した。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、表面樹脂被覆率を高め
ることにより、取り扱い性良好なプリプレグを提供する
ことができる。

【００４８】本発明によるプリプレグにより、成型物の
軽量化が可能であり、スポーツ用途では、ゴルフシャフ
ト、釣り竿、テニス、バドミントン、スカッシュなどの
ラケット、ホッケーなどのスティック、スキーポールな
どに好ましく用いられる。また、航空宇宙用途では、主
翼、尾翼、フロアビームなどの航空機一次構造材、フラ
ップ、エルロン、カウル、フェアリング、内装材などの
二次構造材、ロケットモーターケース、人工衛星構造材
などに好ましく用いられる。さらに、一般産業用途で
は、自動車、船舶、鉄道車両などの移動体の構造材、ド
ライブシャフト、板バネ、風車ブレード、圧力容器、フ
ライホイール、製紙用ローラ、屋根材、ケーブル、補強
筋、補修補強材料などの土木・建築材料などに好ましく
用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明においてプリプレグ表面を撮影した写真
をスキャナーで取り込んだものを示す画像である。

【図２】本発明において写真画像を２値化させるときに
表示させたヒストグラムを示す画像である。

【図３】本発明のプリプレグを製造するための装置の一
例の側方図である。

【図４】加熱金属ロールへの接触角度を示す図である。 １ クリール ２ ボビン ３ 炭素繊維 ４ 開繊装置 ５ 金属ロール ６、７ 樹脂フィルム ８、９ ガイドロール １０ 予備加熱用ホットプレート １１、１２ 加熱金属ニップロール １３ 加熱金属ロール群 １４、１５ 加熱金属ロール １６ チルドプレート １７ 引き取りニップロール １８ 離型紙 １９ カバーフィルム ２０ プリプレグ製品 ２１ 加熱金属ロール ２２ 樹脂フィルム ２３ 炭素繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AA07 AB10 AB22 AC02 AD02 AD23 AD27 AD28 AD30 AD31 AE01 AG03 AH21 AL02 AL04 AL05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素繊維とマトリックス樹脂を含んでな
   るプリプレグにおいて、該プリプレグ表面の全面積に対
   するマトリックス樹脂の表面樹脂被覆率が４０〜８５％
   であることを特徴とするプリプレグ。
2. 【請求項２】 表面樹脂被覆率が５０〜８０％であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のプリプレグ。
3. 【請求項３】 プリプレグ中の繊維重量含有率が６０％
   以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の
   プリプレグ。
4. 【請求項４】 プリプレグ中の繊維重量含有率が７０％
   以上であることを特徴とする請求項３に記載のプリプレ
   グ。
5. 【請求項５】 プリプレグ中の炭素繊維目付が１０〜１
   ５０ｇ／ｍ²であることを特徴とする請求項１〜４のい
   ずれかに記載のプリプレグ。
6. 【請求項６】 一方向に引き揃えられた炭素繊維束を熱
   硬化性樹脂を塗布した離型紙で挟み込んだ後、少なくと
   も１対の加熱金属ニップロールでニップし、さらに少な
   くとも２本以上からなる加熱金属ロール群に圧接させる
   ことで、炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸せしめる請求項
   １〜５のいずれかに記載のプリプレグの製造方法。