JP2003147101A - プリプレグの製造方法、及びプリプレグの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 担持シートの廃棄量を削減し、製造コストを
削減することが可能なプリプレグの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明のプリプレグの製造方法は、強化
繊維を、片面に熱硬化性樹脂を塗布した第１、第２の担
持シートにより挟持させ、積層体を形成する工程と、前
記積層体を加熱、加圧することにより、強化繊維に熱硬
化性樹脂を含浸させ、プリプレグを生成する工程と、前
記第１の担持シートを剥離する工程とを有すると共に、
剥離後の前記第１の担持シートを、前記第２の担持シー
トとして再使用することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強化繊維に熱硬化
性樹脂を含浸させたプリプレグの製造方法、及びプリプ
レグの製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】強化繊維と熱硬化型樹脂とからなる繊維
強化複合材は、軽量で優れた機械特性を有することか
ら、釣竿、ゴルフシャフト等のスポーツレジャー用部
材、航空機、自動車、船舶、建築物等の部材として広く
用いられている。かかる繊維強化複合材は、例えば、エ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を、炭素繊維、アラミド繊
維、ガラス繊維等の強化繊維に含浸させ、半硬化状態と
した、シート状等の繊維強化熱硬化性樹脂プリプレグを
複数積層させた後、加熱、加圧し、プリプレグを硬化す
ることにより製造されている。なお、本明細書では、
「繊維強化熱硬化性樹脂プリプレグ」のことを単にプリ
プレグと称す。

【０００３】このように繊維強化複合材を製造する際に
用いて好適なプリプレグは、一般に、強化繊維若しくは
強化繊維の織物等を、あらかじめ片面に熱硬化性樹脂を
塗布しておいた２枚の担持シート間に挟持させ、積層体
を形成した後、該積層体を加熱、加圧し、強化繊維に樹
脂を含浸させることにより、プリプレグを生成し、最後
に、一方の担持シートを剥離することにより、プリプレ
グを１枚の担持シートに保持させた担持シート付きプリ
プレグの形態で製造されている。そして、この担持シー
ト付きプリプレグの形態で、搬送・保管され、繊維強化
複合材を製造する直前に、残りの担持シートを剥離して
使用されるようになっている。なお、本明細書では、強
化繊維の織物等の強化繊維束も含めて、単に「強化繊
維」と称す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のプリプレグの製造方法では、２枚の担持シートが必要
であるにもかかわらず、１枚の担持シートを剥離し、プ
リプレグを１枚の担持シートに保持させた担持シート付
きプリプレグの形態で製造・搬送・保管しているが、従
来は、担持シートを１度使用すると、樹脂が付着する場
合があるため、再使用が難しく、剥離された担持シート
はそのまま廃棄されていた。また、担持シートとして
は、耐熱性を有することなどから、シリコーン樹脂等の
離型剤を含浸させた紙等からなる離型紙が好適に用いら
れているが、離型紙とプリプレグの吸湿性の差等に起因
して、離型紙に皺が発生することを防止するために、両
面に離型剤を含浸させた高価な離型紙を用いる必要があ
った。このように、従来は、高価な離型紙を１度使用す
る毎に廃棄していたため、プリプレグの製造コストが増
大すると共に、環境面からも好ましくなかった。

【０００５】そこで、特開平７−２５８４４０号公報に
は、離型紙に付着した樹脂を除去する残留樹脂の除去装
置や、剥離後の離型紙に付着した樹脂を除去した後、再
使用することを特徴とするプリプレグの製造方法が開示
されている。このように、付着した樹脂を除去すること
により、剥離する側の離型紙を再使用することが可能で
あるが、従来は、剥離する側の離型紙は、同じ側の離型
紙として再使用されていたため、離型紙としての機能が
低下するまで複数回再使用された後、いずれは廃棄する
必要があった。

【０００６】また、特開平７−２５８４４０号公報に開
示された残留樹脂の除去装置は、剥離された離型紙上に
残留した樹脂を加熱する手段と、転写用樹脂フィルムを
連続的に巻出す手段と、剥離され加熱された離型紙の樹
脂残留面と転写用樹脂フィルム面を重ねた状態で加圧す
る手段と、残留樹脂が除去された離型紙を連続的に巻取
る手段と、樹脂を転写した転写用樹脂フィルムを連続的
に巻取る手段とを有して構成されている。このように、
特開平７−２５８４４０号公報に開示された残留樹脂の
除去装置には、多くの構成要素が必要であるため、この
装置を備えたプリプレグの製造装置が複雑化するという
問題点があった。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決するため
になされたものであり、担持シートの廃棄量を削減し、
製造コストを削減することが可能なプリプレグの製造方
法を提供することを第一の目的とする。また、剥離され
た担持シートに付着した樹脂を簡易に除去することが可
能なプリプレグの製造装置を提供することを第二の目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するべく検討を行った結果、以下のプリプレグの製造
方法、及びプリプレグの製造装置を発明するに到った。
本発明のプリプレグの製造方法は、強化繊維に熱硬化性
樹脂を含浸させたプリプレグの製造方法において、強化
繊維を、片面に熱硬化性樹脂を塗布した第１、第２の担
持シートにより挟持させ、積層体を形成する工程と、前
記積層体を加熱、加圧することにより、強化繊維に熱硬
化性樹脂を含浸させ、プリプレグを生成する工程と、前
記第１の担持シートを剥離する工程とを有すると共に、
剥離後の前記第１の担持シートを、前記第２の担持シー
トとして再使用することを特徴とする。また、剥離後の
前記第１の担持シートに樹脂が付着する場合には、剥離
後の前記第１の担持シートに付着した樹脂を除去する工
程を付与することが好ましい。

【０００９】また、本発明のプリプレグの製造装置は、
強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグの製造
装置において、強化繊維を供給する強化繊維供給手段
と、前記強化繊維供給手段により供給された強化繊維
を、片面に熱硬化性樹脂を塗布した第１、第２の担持シ
ートにより挟持させ、積層体を形成する積層体形成手段
と、前記積層体を加熱、加圧することにより、強化繊維
に熱硬化性樹脂を含浸させ、プリプレグを生成するプリ
プレグ生成手段と、前記第１の担持シートを剥離する剥
離手段と、剥離後の前記第１の担持シートに付着した樹
脂を除去する樹脂除去ロールと、樹脂除去後の前記第１
の担持シートを巻取る巻取り手段とを具備することを特
徴とする。

【００１０】また、本発明のプリプレグの製造装置にお
いて、前記樹脂除去ロールとしては、ロール本体と、該
ロール本体の外周に着脱自在に取り付けられ、表面に粘
着材を有する筒状部材とを具備するものが好適である。
また、本発明のプリプレグの製造装置において、前記樹
脂除去ロールは、少なくとも前記第１の担持シートの両
側部に対応して２箇所に設けられていることが好まし
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。 （プリプレグの製造方法）本発明のプリプレグの製造方
法は、強化繊維を、片面に熱硬化性樹脂を塗布した第
１、第２の担持シートにより挟持させ、積層体を形成す
る工程と、積層体を加熱、加圧することにより、強化繊
維に熱硬化性樹脂を含浸させ、プリプレグを生成する工
程と、第１の担持シートを剥離する工程とを有すると共
に、剥離後の第１の担持シートを、第２の担持シートと
して再使用することを特徴としている。

【００１２】また、プリプレグを製造するに際しては、
全体的に強化繊維を含有させる場合と、両側部を除く領
域に強化繊維を含有させる場合があるが、前者の場合に
は、剥離後の第１の担持シートに樹脂がほとんど付着し
ないのに対して、後者の場合には、剥離後の第１の担持
シートの両側部に樹脂が付着しやすい。したがって、本
発明のプリプレグの製造方法において、剥離後の第１の
担持シートに樹脂が付着する場合には、剥離後の第１の
担持シートに付着した樹脂を除去する工程を付与するこ
とにより、第１の担持シートを支障なく再使用すること
ができ、好適である。

【００１３】なお、本発明のプリプレグの製造方法にお
いて、プリプレグの製造に一度使用した第１の担持シー
トを、第１の担持シートとして複数回再使用した後、最
後に第２の担持シートとして再使用しても良い。但し、
一度熱硬化性樹脂を塗布した側の面は、表面離型剤の劣
化によりプリプレグに離型剤が移行することがあるか
ら、再使用しないことが好ましい。したがって、第１の
担持シートの一方の面に熱硬化性樹脂を塗布し、プリプ
レグを製造した後、第１の担持シートとして再使用せず
に、他方の面に熱硬化性樹脂を塗布し、第２の担持シー
トとして再使用することがより好ましい。

【００１４】また、上述したように、担持シートとして
は、耐熱性を有することなどから、シリコーン樹脂等の
離型剤を含浸させた紙等からなる離型紙が好適である
が、一度使用した第１の担持シートを再使用するまで
に、長時間（例えば１日以上）が経過し、第１の担持シ
ートの放置時間が長くなる場合があるため、吸湿性の低
い離型紙を用いることが好ましい。具体的には、１５０
℃で２分間乾燥した後、温度２３℃、湿度５０％の条件
下に２４時間放置した後の面方向の寸法変化率が０．６
％以下、好ましくは０．４％以下の離型紙を用いること
が望ましい。

【００１５】以上の本発明のプリプレグの製造方法によ
れば、剥離する側の第１の担持シートを、剥離しない側
の第２の担持シートとして再使用するので、実質的に１
枚の担持シートにより、プリプレグを製造することが可
能になる。その結果、担持シートの使用量をほぼ半減さ
せることができると共に、担持シートの廃棄量を大幅に
削減することができ、製造コストを削減することができ
る。

【００１６】（プリプレグの製造装置）上述のように、
本発明のプリプレグの製造方法では、剥離後の第１の担
持シートに樹脂が付着する場合には、付着した樹脂を除
去する必要があるが、本発明者は、剥離後の第１の担持
シートに付着した樹脂を簡易に除去することが可能な本
発明のプリプレグの製造装置を発明した。なお、プリプ
レグを製造するに際に、全体的に強化繊維を含有させる
場合には、剥離後の第１の担持シートに樹脂がほとんど
付着しないのに対して、両側部を除く領域に強化繊維を
含有させる場合には、剥離後の第１の担持シートの両側
部に樹脂が付着しやすいことから、本発明のプリプレグ
の製造装置は、特に、プリプレグを製造するに際に、両
側部を除く領域に強化繊維を含有させる場合に用いて好
適な製造装置である。

【００１７】以下、図１、図２に基づいて、本発明に係
る一実施形態のプリプレグの製造装置の構造について説
明する。図１は、本実施形態のプリプレグの製造装置の
全体構造を示す概略図である。また、図２（ａ）は、図
１に示すプリプレグの製造装置に備えられた後述する樹
脂除去手段を下方から見た時の概略平面図、図２（ｂ）
は、樹脂除去手段を構成する後述する樹脂除去ロールを
図２（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って切断した時の概略断面
図である。

【００１８】図１に示すように、本実施形態のプリプレ
グの製造装置１００は、炭素繊維等の強化繊維を供給す
るクリール（強化繊維供給手段）１と、クリール１から
供給された強化繊維を一方向に揃えるためのコーム２
と、片面にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が塗布された
第１の担持シートを供給する巻出しロール３と、片面に
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が塗布された第２の担持
シートを供給する巻出しロール４と、所定の温度に加熱
されたニップロール５、６、７と、巻出しロール３から
供給された第１の担持シートを巻取る巻取りロール（巻
取り手段）８と、製造された担持シート付きプリプレグ
を巻取る巻取りロール９とを具備して構成されている。

【００１９】より詳細には、巻出しロール３から供給さ
れ、片面に熱硬化性樹脂が塗布された第１の担持シート
２０は、ニップロール５を構成する一方のロールに供給
され、巻出しロール４から供給され、片面に熱硬化性樹
脂が塗布された第２の担持シート３０は、ニップロール
５を構成する他方のロールに供給されるようになってい
る。そして、ニップロール５を構成する一対のロール間
において、クリール１から供給され、コーム２により一
方向に揃えられた強化繊維１０が、片面に熱硬化性樹脂
が塗布された第１、第２の担持シート２０、３０により
挟持され、積層体４０が形成されるようになっている。
なお、このとき、熱硬化性樹脂が塗布された側の面が強
化繊維１０側に位置するように、熱硬化性樹脂が塗布さ
れた第１、第２の担持シート２０、３０がニップロール
５に供給されるようになっている。このように、本実施
形態では、巻出しロール３、４、ニップロール５によ
り、強化繊維１０が、片面に熱硬化性樹脂が塗布された
第１、第２の担持シート２０、３０により挟持された積
層体４０を形成する積層体形成手段５０が構成されてい
る。

【００２０】積層体形成手段５０により形成された積層
体４０は、ニップロール５〜７を順次通過するように構
成されているが、これらニップロール５〜７は熱硬化性
樹脂の軟化点以上の所定の温度に加熱されているので、
ニップロール５〜７を通過する際に、積層体４０は加
熱、加圧され、強化繊維１０に熱硬化性樹脂が含浸さ
れ、プリプレグが生成されるようになっている。このよ
うに、本実施形態では、ニップロール５〜７によりプリ
プレグ生成手段６０が構成されている。

【００２１】また、本実施形態のプリプレグの製造装置
１００には、プリプレグ生成手段６０によりプリプレグ
を生成した後、巻出しロール３から供給された第１の担
持シート２１のみを剥離する剥離手段（図示略）が備え
られており、剥離手段により剥離された第１の担持シー
ト２１が樹脂除去手段７０を通過した後、巻取りロール
８により巻取られるようになっている。また、剥離手段
により第１の担持シート２１を剥離した後には、第２の
担持シート上にプリプレグが形成された担持シート付き
プリプレグ１１が得られるので、これを巻取りロール９
により巻取ることにより、担持シート付きプリプレグ１
１が製造されるようになっている。

【００２２】本実施形態のプリプレグの製造装置１００
は以上のように概略構成されており、この製造装置で
は、剥離手段により剥離された第１の担持シート２１に
付着した樹脂を除去する樹脂除去手段７０が備えられて
いることが特徴的なものとなっている。ここで、樹脂除
去手段７０は、樹脂除去ロール７１と、これと対向配置
され、第１の担持シート２１を樹脂除去ロール７１に圧
接させるための対向ロール７２とから構成されており、
剥離手段により剥離された第１の担持シート２１が樹脂
除去ロール７１と対向ロール７２との間を通過する際
に、第１の担持シート２１に付着した樹脂が樹脂除去ロ
ール７１に転写され、除去されるようになっている。

【００２３】上述のように、剥離後の第１の担持シート
に樹脂が付着する場合というのは、プリプレグを製造す
るに際に、両側部を除く領域に強化繊維を含有させる場
合であり、剥離後の第１の担持シート２１の両側部に樹
脂が付着しやすいことから、図２（ａ）に示すように、
樹脂除去ロール７１を、少なくとも第１の担持シート２
１の両側部に対応して２箇所に設けることが好ましい。
なお、図２（ａ）において、符号Ｂは、第１の担持シー
ト２１が通過する領域を示している。また、符号７１
ｘ、７２ｘは、各々、樹脂除去ロール７１、対向ロール
７２の軸を示している。

【００２４】ここで、樹脂除去ロール７１としては、図
２（ｂ）に示すように、ロール本体７１Ａと、ロール本
体７１Ａの外周に着脱自在に取り付けられ、表面に粘着
材（図示略）を有する筒状部材７１Ｂとを具備するもの
が好適である。筒状部材７１Ｂとしては、特に限定され
るものではないが、例えば、紙製のものが好適である。
また、粘着材としては、特に限定されるものではない
が、例えば、両面テープ等が好適である。かかる構成の
樹脂除去ロール７１を少なくとも第１の担持シート２１
の両側部に対応して２箇所に設けることにより、プリプ
レグの製造開始時には、筒状部材７１Ｂの表面に取り付
けられた粘着材の粘着力により、第１の担持シート２１
の両側部に付着した樹脂を除去することができ、粘着材
に樹脂が付着した以降は、粘着材に付着した樹脂の粘着
力により、第１の担持シート２１の両側部に付着した樹
脂を除去することができる。

【００２５】また、筒状部材７１Ｂは着脱自在に取り付
けられているので、粘着材に樹脂が多量に付着し、樹脂
除去ロール７１による樹脂除去性能が低下する前に、筒
状部材７１Ｂを交換すれば、長期に渡って、安定して、
第１の担持シート２１に付着した樹脂を除去することが
でき、好適である。なお、筒状部材７１Ｂの交換に際し
ては、樹脂が付着した粘着材のみを交換をし、筒状部材
７１Ｂの本体部分については再使用することが好適であ
る。

【００２６】以上説明したように、本実施形態のプリプ
レグの製造装置１００によれば、第１の担持シート２１
を剥離する剥離手段と、第１の担持シート２１を巻取る
巻取りロール８との間に、樹脂除去ロール７１と対向ロ
ール７２とからなる樹脂除去手段７０を設けるだけで、
従来のプリプレグの製造装置をほとんど変えることな
く、第１の担持シート２１に付着した樹脂を簡易に除去
することができる。したがって、本実施形態のプリプレ
グの製造装置１００によれば、剥離後の第１の担持シー
ト２１に樹脂が付着する場合においても、付着した樹脂
を簡易に除去することができ、第１の担持シート２１の
再使用を支障なく行うことができる。

【００２７】なお、本発明は上記構成のプリプレグの製
造装置に限定されるものではなく、積層体形成手段５
０、プリプレグ生成手段６０等の構成については適宜設
計することが可能である。また、樹脂除去ロール７１と
対向ロール７２とからなる樹脂除去手段７０についての
み説明したが、少なくとも樹脂除去ロール７１を用いて
樹脂除去手段７０を構成すれば良いので、樹脂除去ロー
ル７１の対向側の構成については適宜設計することが可
能である。また、小型の樹脂除去ロール７１を用いるこ
とができ、樹脂除去ロール７１の製造コストを低減する
ことができる、筒状部材７１Ｂの交換が容易になる等の
理由から、樹脂除去ロール７１を少なくとも第１の担持
シート２１の両側部に対応して２箇所に設けることが好
ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、第
１の担持シート２１の幅よりも幅広の１個の樹脂除去ロ
ール７１を設ける構成としても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプリプレ
グの製造方法によれば、剥離する側の第１の担持シート
を、剥離しない側の第２の担持シートとして再使用する
ので、担持シートの使用量をほぼ半減させることができ
ると共に、担持シートの廃棄量を大幅に削減することが
でき、製造コストを削減することができる。また、本発
明のプリプレグの製造装置によれば、剥離後の第１の担
持シートに付着した樹脂を樹脂除去ロールにより除去す
ることが可能な構成を採用しているので、剥離後の第１
の担持シートに樹脂が付着する場合においても、付着し
た樹脂を簡易に除去することができ、第１の担持シート
の再使用を支障なく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明に係る一実施形態のプリプレ
グの製造装置の全体構造を示す概略図である。

【図２】 図２（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る一実施
形態のプリプレグの製造装置に備えられた樹脂除去手段
の構造を説明するための図である。

【符号の説明】

１００ プリプレグの製造装置 １０ 強化繊維 ２０ 熱硬化性樹脂を塗布した第１の担持シート ３０ 熱硬化性樹脂を塗布した第２の担持シート ２１ 第１の担持シート １１ 担持シート付きプリプレグ １ クリール（強化繊維供給手段） ２ コーム ３、４ 巻出しロール ５、６、７ ニップロール ８ 巻取りロール（巻取り手段） ９ 巻取りロール ４０ 積層体 ５０ 積層体形成手段 ６０ プリプレグ生成手段 ７０ 樹脂除去手段 ７１ 樹脂除去ロール ７１Ａ ロール本体 ７１Ｂ 筒状部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F072 AA01 AA07 AD11 AD23 AG03 AH40 AH44 AJ04 AK05 AL05 4F205 AA36 AD16 AH05 HA19 HA45 HM06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプ
   リプレグの製造方法において、 強化繊維を、片面に熱硬化性樹脂を塗布した第１、第２
   の担持シートにより挟持させ、積層体を形成する工程
   と、 前記積層体を加熱、加圧することにより、強化繊維に熱
   硬化性樹脂を含浸させ、プリプレグを生成する工程と、 前記第１の担持シートを剥離する工程とを有すると共
   に、 剥離後の前記第１の担持シートを、前記第２の担持シー
   トとして再使用することを特徴とするプリプレグの製造
   方法。
2. 【請求項２】 剥離後の前記第１の担持シートに付着し
   た樹脂を除去する工程をさらに有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】 強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプ
   リプレグの製造装置において、 強化繊維を供給する強化繊維供給手段と、 前記強化繊維供給手段により供給された強化繊維を、片
   面に熱硬化性樹脂を塗布した第１、第２の担持シートに
   より挟持させ、積層体を形成する積層体形成手段と、 前記積層体を加熱、加圧することにより、強化繊維に熱
   硬化性樹脂を含浸させ、プリプレグを生成するプリプレ
   グ生成手段と、 前記第１の担持シートを剥離する剥離手段と、 剥離後の前記第１の担持シートに付着した樹脂を除去す
   る樹脂除去ロールと、 樹脂除去後の前記第１の担持シートを巻取る巻取り手段
   とを具備することを特徴とするプリプレグの製造装置。
4. 【請求項４】 前記樹脂除去ロールが、ロール本体と、
   該ロール本体の外周に着脱自在に取り付けられ、表面に
   粘着材を有する筒状部材とを具備することを特徴とする
   請求項３に記載のプリプレグの製造装置。
5. 【請求項５】 前記樹脂除去ロールが、少なくとも前記
   第１の担持シートの両側部に対応して２箇所に設けられ
   ていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の
   プリプレグの製造装置。