JP2876028B2 - 一方向プリフォームシート及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長繊維により補強された熱可塑性樹脂複合
材料（FRTP）や炭素複合材料（Ｃ−Ｃコンポジット）等
の製造に有用な、新規な一方向プリフォームシート及び
その製造方法に関する。

〔従来の技術〕

ガラス繊維、炭素繊維等を補強用繊維とし、エポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂をマト
リックスとする複合材料は広く使用されている。また、
その中間材として、一方向に互に平行且つシート状の引
き揃えた補強用繊維に、Ｂ−ステージの熱硬化性樹脂を
含浸した一方向プリプレグ（UDプリプレグ）はよく知ら
れている。

たゞ、このようなUDプリプレグは、（ｉ）−20℃程度
の低温で貯蔵し且つ輸送しなければならない、（ii）経
時変化するため保存期間はせいぜい３〜５ヶ月であり、
長期保存に耐えない、（iii）粘着性が高く且つ可撓性
に劣るため、取扱いに特別の注意を要する、（iv）後で
成形加工する際に長時間を必要とする、等という問題が
ある。

一方、補強用繊維を含有し、熱可塑性樹脂をマトリッ
クスとする複合材料も知られており、その中間材とし
て、熱可塑性樹脂を含有させた補強用繊維テープを押出
すことによって得られる補強用繊維含有熱可塑性樹脂テ
ープが知られている。しかし、該熱可塑性樹脂テープ
は、極めて剛い板紙様であって、織布の形成に困難を伴
い、しかも複雑な形状のモールドを通してドレープ（彎
曲）加工を行うことができないという欠点がある。

このような問題を解消するために、例えば熱可塑性樹
脂としてポリエーテルエーテルケトンを選択し、その繊
維と補強用繊維とを、織物、編物又はマットに組織して
なる繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料（特開昭60−2854
3号公報）が提案されており、また耐熱性の補強用繊維
糸及び低融点の熱可塑性樹脂繊維糸を経糸に用い、前記
低融点の熱可塑性樹脂繊維糸からなる緯糸を粗い間隔で
打込んでスダレ織物状に構成した熱成型用複合繊維構造
物（特開昭60−45632号公報）が提案されている。

これらのシート状中間材は、熱硬化性樹脂を用いた一
方向プリプレグの有する諸問題がなく、しかも補強用繊
維含有熱可塑性樹脂テープに比し、柔軟性を有するもの
であり、複雑な形状のモールドに通してドレープ（彎
曲）加工するのに適したものといえる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところがこのようなソート状中間材も、以下に述べる
ような欠点を有している。即ち、特開昭60−28543号公
報記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料は、補強用繊
維の種類によっては、その表面に毛羽が発生するため製
織しにくく、また得られるシート状中間材も補強用繊維
が表面に露出しているので、ハンドリングの際に該繊維
を傷め易く、また毛羽を発生し易く、従ってその成形品
の物性を低下させる危険性が大きい。

また、特開昭60−45632号公報記載の熱成型用複合繊
維構造物は、経糸として補強用繊維糸と熱可塑性樹脂繊
維糸とを併用するため、機械的強度の優れた成形品を与
えるためには、出来るだけ補強用繊維糸同志が密接しな
いように、補強用繊維糸と熱可塑性樹脂繊維糸とを交互
に配置する必要があり、しかも経糸としての集束性をも
たせるために、両者を交互に配置して引き揃え、その引
き揃え糸の周りに熱可塑性樹脂繊維糸を捲回させた複合
糸を用いなければならないという問題がある。更に、こ
の複合糸中の補強用繊維糸は、引き揃えられた及び捲回
された熱可塑性樹脂繊維糸で表面の一部は覆われている
とはいえ、補強用繊維糸の一部が表面に露出しているの
で、補強用繊維の種類によっては、依然として製織が困
難であるとか、得られる織物ハンドリングの際に補強用
繊維を傷め易く、その成形品の物性を低下させる危険性
が大きいという問題を残している。

従って、本発明は取扱い性が良好で且つ容易に製織で
きると共に、その後加工性も極めて良好で引張強度、曲
げ強度等の機械的物性に優れた成形品を得ることができ
る一方向プリフォームシート及び工業的に有利な該一方
向プリフォームシートの製造方向を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、補強用繊維束を熱可塑性樹脂で被覆
してなる比較的太い柔軟性プリフォームヤーンと比較的
細い熱可塑性樹脂繊維糸とからなり、その何れか一方を
経糸とし、他方を緯糸として製織したものであることを
特徴とする一方向プリフォームシートが提供され、また
補強用繊維束を熱可塑性樹脂で被覆してなる柔軟性プリ
フォームヤーンと熱可塑性樹脂繊維糸とから一方向プリ
フォームシートを製造する方法において、前記プリフォ
ームヤーンと前記熱可塑性樹脂繊維糸の何れか一方を経
糸とし且つ他方を緯糸として用い、しかも前記熱可塑性
樹脂繊維糸として直径が前記プリフォームヤーンの1/5
以下のものを使用し、更に前記熱可塑性樹脂繊維糸に比
較的低い且つ前記プリフォームヤーンに比較的高い張力
を印加して製織することを特徴とする一方向プリフォー
ムシートの製造方法が提供される。

なお、本明細書における柔軟性プリフォームヤーンと
は、補強用繊維束を熱可塑性樹脂で被覆してなる柔軟性
糸状中間材であって、後加工することによって、複合材
を形成することが出来る柔軟性糸状中間材を意味する。
また、本明細書における一方向プリフォームシートと
は、互に並行且つシート状に引き揃えたプリフォームヤ
ーンとそれに対してほゞ90°方向に配列された熱可塑性
樹脂繊維糸とからなり、後加工することによって、マト
リックス中に補強用繊維が配列している複合材となり得
るシート状中間材を意味する。

本発明の一方向プリフォームシートは、経糸又は緯糸
の何れか一方に、補強用繊維が熱可塑性樹脂で被覆され
た柔軟なプリフォームヤーンを用いるため、補強用繊維
が表面に露出しておらず、従って製織やハンドリングが
容易であり、また得られたシートの補強用繊維が傷むこ
とがなく、極めて後加工性に優れたものである。その上
プリフォームヤーンは熱可塑性樹脂で被覆されていて、
その内部に水分が浸入することが防止されるので、本発
明のプリフォームシートからは機械的強度に優れた成形
品が得られる。

本発明において、プリフォームヤーンを構成する補強
用繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊
維（アラミド繊維）、ボロン繊維、セラミックス繊維及
び金属繊維等がある。

炭素繊維としては、石油ピッチ若しくはコールタール
ピッチを原料とし、紡糸用ピッチの調整、溶融紡糸、不
融化及び炭素化して得られるピッチ系炭素繊維並びにア
クリロニトリル（共）重合体繊維を耐炎化及び炭素化し
て得られるPAN系炭素繊維の何れも好適に用いられる。
またガラス繊維としては非ストランド化ガラス繊維、ス
トランド化ガラス繊維及びストランド化ガラス繊維トウ
等の何れも使用される。なおセラミックス繊維としては
炭化珪素繊維、窒化珪素繊維、窒化硼素繊維、アルミナ
繊維等が挙げられる。

また、プリフィームヤーンで用いる補強用繊維束は、
フィラメントのデニール数が約0.05〜約600の範囲内
で、フィラメント数が約50〜300,000のもの、特にフィ
ラメントのデニール数が約0.25〜約16で、フィラメント
数が約100〜約48,000のものが好ましい。

プリフォームヤーンにおいては、補強用繊維束の周囲
に熱可塑性樹脂からなる柔軟な被覆（即ちスリーブ）が
設けられるが、このスリーブの肉厚は一般的には、約５
〜約1,000μｍとするのが良く、特に約10〜約300μｍと
するのが好ましい。スリーブの肉厚が約５μｍ未満では
均一なスリーブの形成が困難となるので好ましくなく、
逆に約1,000μｍを超えるとプリフォームヤーンの柔軟
性が損なわれる。

従って、プリフォームヤーンとしては、後記する補強
用繊維束に包含される粉末類も含めて、直径約0.1〜約1
0mmの範囲のものが適切であり、約0.5〜約5mmのものが
好ましい。前記繊維束の周囲に上記スリーブを設けるこ
とによって、プリフォームヤーンの補強用繊維含有量は
約５〜約70容量％の範囲で任意に選択される。補強用繊
維含有量が約５容量％未満では、補強用繊維の補強効果
が充分発揮されないので好ましくなく、また約70容量％
を超えると、高品質且つ均一な成形品が得られないので
好ましくない。

プリフォームヤーンにおいて、柔軟なスリーブ形成材
として用いる熱可塑性樹脂は、後加工における成形温度
で完全に溶解する樹脂であり、例えばポリアミド、ポリ
エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、ポリアミドイミド、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド
等のポリマーが挙げられる。更に具体的にはポリアミド
としては、ナイロン66、ナイロン６、ナイロン12、ナイ
ロン6/66/12ターポリマーのようなホモ又はコポリマー
が用いられる。またポリエステルとしては、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ
エチレン−2,6−ナフタレート、ポリオキシエトキシベ
ンゾエート、全芳香族ポリエステル等のホモポリマー又
はこれらのコポリマーが用いられる。

本発明で用いるプリフォームヤーンは、前記したよう
に補強用繊維束を芯材とし、その周囲に熱可塑性樹脂か
らなる柔軟な被覆（スリーブ）を設けたものであるが、
FRTP製造用としては、先に本発明者らの一部が提案した
少量の不活性超微粉末を包含する補強用繊維束を芯材と
するもの（特開昭62−202761号）が、特に好ましく用い
られる。このプリフォームヤーンは、不活性超微粉末の
存在により、補強用繊維束がゆるく解繊された状態を保
持していて、補強用繊維同志は密着しておらず、シート
形成後、成形時に熱可塑性樹脂が補強用繊維に容易に含
浸されてマトリックスを形成し、繊維補強効果が充分に
発揮されて、機械的強度に優れた成形品が得られる。

この場合の不活性超微粉末としては、カーボンブラッ
ク、活性炭等の炭素類やアルミナ、シリカアルミナ等の
酸化物類や各種金属類等が挙げられ、その径（平均比表
面積径）は補強用繊維の直径の1/3以下であって、通常
約0.01〜約５μｍの範囲が好ましい。またその包含量
は、補強用繊維含有量基準で約0.01〜約10容量％の範囲
であり、約0.02〜約５容量％の範囲が好ましい。

なお、本発明ではプリフォームヤーンとして、FRTP製
造用の場合には、熱可塑性樹脂粉末で含浸した補強用繊
維束を芯材としたものを用いることもできるし、また補
強用繊維と熱可塑性樹脂繊維とからなる混合繊維束を芯
材としたものを用いることもできる。

また、本発明においては、Ｃ−Ｃコンポジット製造用
の場合には、プリフォームヤーンとして、本発明者らの
一部が先に提案した軟化性を有する石油及び／又は石炭
系バインダーピッチ粉末と軟化性を有していない石油及
び／又は石炭系コークス粉末からなる混合粉末が包含さ
れた補強用繊維束を芯材とするもの（特開昭63−41764
号公報）が、特に好ましく用いられる。該バインダーピ
ッチ粉末と該コークス粉末の存在により、シート形成
後、成形時にマトリックス中の補強用繊維の分散状態が
従来の複合材料に比べて優れているため、より簡便に高
密度の成形品が得られる。

この場合のバインダーピッチ粉末としては、60〜320
℃の軟化点を有し、キノリン不溶分０〜80重量％及び揮
発分10〜60重量％の石油及び／又は石炭から得られる等
方性、潜在的異方性又は異方性のバインダーピッチを用
いることが望ましく、その平均粒径は約0.5〜約60μｍ
とするのが適当である。一方コークス粉末としては、石
油系又は石炭系の何れでもよく、揮発分が10重量％以下
であって、その平均粒径は約0.5〜約30μｍとしたもの
が良い。バインダーピッチ粉末とコークス粉末の使用割
合は、重量比でバインダーピッチ／コークス＝90/10〜1
0/90の範囲で適宜選択される。

一方、本発明において用いられる熱可塑性樹脂繊維糸
は、後加工における成形温度で完全に溶融する樹脂繊維
糸であり、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ弗化ビニリ
デン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリフェニレンサルファイド等のポリマーの繊維
が挙げられる。更に具体的には、ポリアミド繊維として
は、ナイロン66、ナイロン６、ナイロン12、ナイロン6/
66/12ターポリマーのようなホモ又はコポリマーから得
られる繊維が用いられ、またポリエステル繊維として
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリオ
キシエトキシベンゾエート、全芳香族ポリエステル等の
ホモポリマー又はこれらのコポリマーから得られる繊維
が用いられる。

本発明において用いる熱可塑性樹脂繊維糸としては、
プリフォームヤーンのスリーブを形成する熱可塑性樹脂
と同一の熱可塑性樹脂からなるものであってもよいし、
また異種の熱可塑性樹脂からなるものであってもよい。

この熱可塑性樹脂繊維糸としては出来るだけ細い糸を
使用するのが良く、前記プリフォームヤーンに対して、
直径が1/5以下のものを使用するのが好ましい。従っ
て、熱可塑性樹脂繊維糸としては、直径約20〜500μｍ
のもの、即ちフィラメントのデニール数が約0.1〜約2,0
00の範囲でフィラメント数が１〜約500のもの、特にフ
ィラメントデニール数が約１〜約500の範囲で、フィラ
メント数が１〜約100のものが好ましい。

本発明のプリフォームシートは、前記プリフォームヤ
ーンと前記熱可塑性樹脂繊維糸の何れか一方を経糸と
し、他方を緯糸として製織される。

第１図は熱可塑性樹脂繊維糸を経糸とし、プリフォー
ムヤーンを緯糸として、両者を平織した場合の、本発明
のプリフォームシートの一例を示す概略斜視図であり、
図中の１が熱可塑性樹脂繊維糸であり、２がプリフォー
ムヤーンである。

第１図のようにプリフォームヤーンを緯糸として用い
た場合は、織物として特に緯糸に配列するため、繊維密
度を高くすることが可能となる。また、緯糸の太さ、硬
さに対し、経糸は殆ど無視できるものであるため、緯方
向への糸は直線に近く配列され、通常織物にしたことに
よる後加工時の強度低下が殆どない。更に、経糸として
強度が高く且つ樹脂濡れ性の良好な熱可塑性樹脂繊維糸
を用いることにより、経方向の強度向上が可能である。

なお、逆にプリフォームヤーンを経糸とし、熱可塑性
樹脂繊維糸を緯糸として用いると、繊維密度は粗くなる
が、一方向の長さが限定されなくなる。

本発明において、プリフォームヤーンと熱可塑性樹脂
繊維糸との交織割合は、プリフォームヤーン中の補強用
繊維と熱可塑性樹脂との割合によって変わり、また成形
後の複合材料の用途によっても変わるが、強度プリフォ
ームシート全体での補強用繊維の割合が約３〜約70容量
％程度になるようにするのが好ましい。

本発明のプリフォームシートを製造するには、補強用
繊維束を熱可塑性樹脂で被覆してなる柔軟性プリフォー
ムヤーンと熱可塑性樹脂繊維糸との何れか一方を経糸と
し且つ他方を緯糸として用い、しかも前記熱可塑性樹脂
繊維糸として直径が前記プリフォームヤーンの1/5以下
のものを使用し、更に前記熱可塑性樹脂繊維糸に比較的
低く且つ前記プリフォームヤーンに比較的高い張力を印
加しつつ製織することによって得られる。

即ち、プリフォームヤーンに比し1/5以下の直径の熱
可塑性樹脂繊維糸を用いるため、プリフォームヤーンは
直線に近く配列される。更に細い熱可塑性樹脂繊維糸に
比較的低い張力を印加し且つ太いプリフォームヤーンに
比較的高い張力を印加しつつ製織することによってプリ
フォームヤーンの直線的配列が高められる。

プリフォームヤーンに比し1/5より大きい直径の熱可
塑性樹脂繊維糸を用いると、プリフォームヤーンの直線
的配列が困難になる。また両者に同程度の張力を印加し
つつ製織すると、プリフォームヤーンの直線的配列の程
度が低下する。

なお、本発明においては、プリフォームヤーン及び熱
可塑性樹脂繊維糸は、通常夫々１種ずつ用いられるが、
勿論２種以上を併用することもできる。また、プリフォ
ームヤーンと熱可塑性樹脂繊維糸とを一組として引き揃
え、経糸又は緯糸として使用することもできる。

本発明のプリフォームシートは、熱可塑性樹脂繊維及
びプリフォームヤーン中の熱可塑性樹脂の融点以上の温
度で加圧成形することにより、熱可塑性樹脂のマトリッ
クス中に補強用繊維が一方向に配列した複合材が形成さ
れる。従って、本発明のプリフォームシートを複数枚、
経糸の方向が直交するように順次積層して加圧成形する
と、補強用繊維が縦横両方向に配列した強靭な複合体が
得られる。

本発明のプリフォームシートを用いることによって、
補強用繊維を充分分散させた堅固な成形品を製造するこ
とができ、またドレープ性や可撓性に優れているので複
雑な立体形状の物品及び小さい曲率半径を有する物品の
成形を容易に行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明の一方向プリフォームシートは、前記したよう
に補強用繊維束を熱可塑性樹脂で被覆してなる比較的太
い柔軟性プリフォームヤーンと比較的細い熱可塑性樹脂
繊維糸との何れか一方を経糸とし、他方を緯糸として製
織されたものであるので、熱硬化性樹脂を用いたUDプリ
プレグのような諸問題がないことはもとより、従来の熱
可塑性樹脂を用いた中間材シートと比べて、次のような
効果を奏する。

（イ）プリフォームヤーンが直線的に配列されているた
め、即ち補強用繊維が直線的に配列されているため、後
加工時の強度低下が殆どなく、機械的強度の優れた成形
品が得られる。

（ロ）補強用繊維が熱可塑性樹脂で被覆されているの
で、該繊維間への水分の浸入が防止され、従って品質低
下が起らず、機械的強度の優れた成形品が得られる。

（ハ）補強用繊維が表面に露出していないので、該繊維
を傷めることがなく、ハンドリング及び保管が容易であ
る。

また、本発明の製造方法は簡単な装置を用いて実施す
ることができ、工業的に極めて有利な製造方法と言うこ
とが出来る。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１ プリフォームヤーンとして、少量の不活性超微粉末を
含有する補強用繊維束を芯材とするものを用いた。

即ち、補強用繊維束としてはアクロニトリル共重合体
から製造された炭素繊維束を用いた。この炭素繊維束は
12,000本のフィラメントから成り、密度1.76g/cm³、引
張強度360kg/mm²、引張弾性率23.5×10³kg/mm²、伸度1.
5％であった。被覆用熱可塑性樹脂としては、ポリフェ
ニレンサルファイド（以下PPSと記す）を用いた。このP
PSの密度は1.37g/cm³で、曲げ強度は12.7kg/mm²、曲げ
弾性は350kg/mm²であった。また不活性超微粉末として
はカーボンブラックを用いた。このカーボンブラックの
密度は1.83g/cm³、平均比表面積径は0.07μｍであっ
た。

炭素繊維束にエアジットによりカーボンブラックを包
含された後、PPS樹脂を被覆してプリフォムヤーンを製
造した。得られたプリフォームヤーンの直径は約1.8mm
であった。

また、熱可塑性樹脂繊維糸としてはPPS繊維糸を用い
た。このPPS繊維糸はフィラメント数１本、デニール数1
80de（直径約140μｍ）であった。

前記PPS繊維糸を経糸として、レピア織機にセット
し、前記プリフォームヤーンを緯糸として製織して、一
方向プリフォームシートを作成した。このときPPS繊維
糸にかゝる張力は12g、プリフォームヤーンにかゝる張
力は450gであった。なお、得られた一方向プリフォーム
シートの炭素繊維、PPS樹脂（繊維及びプリフォームヤ
ーン中の樹脂の合計量）及びカーボンブラックの容量比
は50.0:49.9:0.1であった。

得られた一方向プリフォームシートを、炭素繊維が長
手方向になるように、幅50mm、長さ200mmにカットし、
４枚積層して、これを加圧成形用金型に挿入した。金型
を325℃に加熱し、10分間保持した後、さらに40kg/cm²
の圧力を加え、そのまま常温まで冷却した。得られた成
形品の引張り試験及び曲げ試験を行なったところ、平均
値として引張強度は155.4kg/mm²であり曲げ強度は187.2
kg/mm²であった。

実施例２ 実施例１で得られた一方向プリフォームシートを直径
40mm、長さ120mmの鉄棒に巻き付け、加圧成形用金型に
入れて成形した。予め樹脂を含浸したテープ状FRTP中間
材は加熱しないと変形しないが、この一方向プリフォー
ムシートは容易に形づくることができた。

比較例１ 実施例１における、製織の際のプリフォームヤーンに
かゝる張力を50gとし、PPS繊維糸にかゝる張力を200gと
した以外は、実施例１と同様にして一方向プリフォーム
シートを作成した。得られたプリフォームシートは、プ
リフォームヤーンがPPS繊維糸との交差点で屈曲してい
た。

得られたプリフォームシートを実施例１と同様にして
成形し、成形品の引張り試験及び曲げ試験を行なったと
ころ、平均値として引張強度は129.0kg/mm²であり曲げ
強度は162.8kg/mm²であった。

比較例２ プリフォームヤーンとしては実施例１と同じものを用
い、たゞPPS繊維糸としてフィラメント数72本、糸デニ
ール数960de（直径約660μｍ）のものを用いた。

前記PPS繊維糸を経糸とし、レピア織機にセットし、
前記プリフォームヤーンを緯糸として製織して、一方向
プリフォームシートを作成した。このときPPS繊維糸に
かゝる張力は22g、プリフォームヤーンにかゝる張力は4
50gであった。

得られたプリフォームシートは、プリフォームヤーン
がPPS繊維糸との交差点で屈曲していた。なお、得られ
たプリフォームシートの炭素繊維、PPS樹脂（繊維及び
プリフォームヤーン中の樹脂の合計量）及びカーボンブ
ラックの容量比は、実施例１と同様に、50:49.9:0.1で
あった。

得られたプリフォームシートを実施例１と同様にして
成形し、成形品の引張り試験及び曲げ試験を行なったと
ころ、平均値として引張強度は132.1kg/mm²であり曲げ
強度は164.7kg/mm²であった。

実施例３ プリフォームヤーンとして、補強用繊維と熱可塑性樹
脂繊維とからなる混合繊維束を芯材としたものを用い
た。

即ち、炭素繊維束及び被覆用PPS樹脂としては、実施
例１で使用したのと同様のものを用い、炭素繊維束と混
合する熱可塑性樹脂繊維糸として、PPS繊維糸を用い
た。このPPS繊維糸はフィラメント数1,200本、糸デニー
ル数3,600de、引張強度7.1kg/mm²、伸度30％であった。

前記炭素繊維束及び前記PPS繊維糸に、分織ノズルよ
り乾燥空気を吹きつけることにより、両繊維束を分繊し
た後、両者を上下に平行に配置された２枚の固定板の間
を通過させて混合した後、それをPPS樹脂で被覆してプ
リフォームヤーンを得た。得られたプリフォームヤーン
の直径は約1.9mmであった。

得られたプリフォームヤーンを緯糸とし、実施例１で
用いたと同様なPPS繊維糸（フィラメント数１、デニー
ル数180de:直径約140μｍ）を経糸として、レピア織機
にて製織して、一方向プリフォームシートを作成した。
このときPPS繊維糸にかゝる張力は12g、プリフォームヤ
ーンにかゝる張力450gであった。なお、得られた一方向
プリフォームシートの炭素繊維とPPS樹脂（プリフォー
ムヤーン中の繊維及び被覆並びに経糸としての繊維の合
計量）との容量比は50:50であった。

得られたプリフォームシートを実施例１と同様にして
成形し、成形品の引張り試験及び曲げ試験を行なったと
ころ、平均値として引張強度は153.2kg/mm²であり曲げ
強度は188.2kg/mm²であった。

実施例４ プリフォームヤーンとして、バインダーピッチ粉末と
コークス粉末からなつ混合粉末が包含された補強用繊維
束を芯材としたものを用いた。

即ち、炭素繊維束としては石油系ピッチから製造され
た炭素繊維束を用いた。この炭素繊維束は12,000本のフ
ィラメントから成り、密度1.83g/cm³、引張強度310kg/m
m²、引張弾性率22×10³kg/mm²、伸度1.4％であった。ま
た、バインダーピッチ粉末としては軟化点260℃、揮発
分30重量％、キノリン不溶分50重量％、粒径３〜20μｍ
の石油系バインダーピッチ粉末を用い、コークス粉末と
しては揮発分１重量％、粒径３〜10μｍの石炭系のコー
クス粉末を用いた。

粒子付着装置により、前記炭素繊維束に前記バインダ
ーピッチ粉末及び前記コークス粉末を包含させた後、該
繊維束をポリエチレン樹脂で被覆して、プリフォームヤ
ーンを製造した。得られたプリフォームヤーンの混合粉
末（バインダーピッチ：コークス＝1:1）、炭素繊維及
びポリエチレン被覆の容量比は60:35:5であった。また
プリフォームヤーンの直径は約2.5mmであった。

得られたプリフォームヤーンを緯糸とし、ポリエステ
ル繊維糸（フィラメント数36本、糸デニール数100de:直
径約150μｍ）を経糸として、レピア繊機にて製織し、
一方向プリフォームシートを作成した。このとき、プリ
フォームヤーンにかゝる張力は480g、ポリエステル繊維
糸にかゝる張力は18gであった。

得られた一方向プリフォームシートを10枚積層し、成
形温度580℃、成形圧300kg/cm²、成形保持時間20分の条
件下で、ホットプレスした。得られた成形品の曲げ強度
は2.000kg/cm²、密度は1.58g/cm³であった。なおこのと
きの繊維含有量は40容量％であった。

更に、上記成形品を窒素雰囲気中で2,000℃で30分間
の焼成を行ない、Ｃ−Ｃコンポジットを得た。このＣ−
Ｃコンポジットの曲げ強度は1,500kg/cm²、密度は1.75g
/cm³であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプリフォームシートの概略斜視図であ
る。 １…熱可塑性樹脂繊維糸、２…プリフォームヤーン。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−43532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−276053（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−28543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−45632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−287936（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−135537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−288633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−149937（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D03D 1/00,15/00 B29B 11/16 B29B 15/08 - 15/14 C08J 5/04 - 5/10 C08J 5/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】補強用繊維束を熱可塑性樹脂で被覆してな
   る比較的太い柔軟性プリフォームヤーンと比較的細い熱
   可塑性樹脂繊維糸とからなり、その何れか一方を経糸と
   し、他方を緯糸として製織したものであることを特徴と
   する一方向プリフォームシート。
2. 【請求項２】補強用繊維束を熱可塑性樹脂で被覆してな
   る柔軟性プリフォームヤーンと熱可塑性樹脂繊維糸とか
   ら一方向プリフォームシートを製造する方法において、
   前記プリフォームヤーンと前記熱可塑性樹脂繊維糸の何
   れか一方を経糸とし且つ他方を緯糸として用い、しかも
   前記熱可塑性樹脂繊維糸として直径が前記プリフォーム
   ヤーンの1/5以下のものを使用し、更に前記熱可塑性樹
   脂繊維糸に比較的低く且つ前記プリフォームヤーンに比
   較的高い張力を印加して製織することを特徴とする一方
   向プリフォームシートの製造方法。