JPH03155908A - プリプレグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ｗ４維強化プラスチック等の繊維強化複合材
料の成形に用いられるシート状１リブレグのｗＡ造方法
に関Ｊる。

［従来の技術］ 繊維強化複合材料の成形に用いられるシート状プリプレ
グは、通常、第４図に示すように、少なくとも一方が一
面に樹脂（たとえばＢ−ステージの熱硬化性樹脂）を担
持した２枚の離型シート１．３間にシート状に配列され
た強化繊維２を挟持し、たとえばプレスロール４で加圧
、加熱し強化繊維２に樹脂を転移、含浸さセてプリプレ
グ５を作成し、一方の離型シート３を剥離してプリプレ
グ５を他方の離型シート１とともにロール状に巻取る方
法、あるいは、強化繊維を支持シートとともに適当な溶
媒で稀釈した樹脂溶液に浸漬し、引き上げ、加熱して溶
媒を除去する方法ににって製造されている。このような
方法で製造されたシート状プリプレグが、使用時に使用
目的に応じた幅にスリン１〜され、必要に応じて複数枚
同方向又は異方向に積層され、繊維強化複合材料の成形
に供される。

［発明が解決しようとりる課題」 しかしながら、上記のような従来のノリプレグの製造方
法、たとえば第４図に示した方法においては、第５図に
示すように、シート状に配列された強化繊維２の全幅に
わたって、離型シート１　ｔｊよび／′又は３に予め担
持された樹脂６か含浸されてプリプレグ５が形成される
が、強化繊維２は繊維束からなるので、プリプレグ５を
用途に応じた幅に離型シート１とともにスリブ１〜する
際、スリブ１一部の強化１１ｆｔ２がほつれて（乱れて
）しまうという問題かある。スリブ１〜されたプリプレ
グの端部の強化繊維２のほつれがひどくなると、繊維強
化複合月利成形時の１〜ラブルや、複合＋Ａｌ１１の部
分的強度低下を招くおそれがある。

スリブ１〜にＪ、るほつれを防止覆るために、強化繊維
゛をシート状に配列する際に任意の列間にスペー４ノを
介在させ、プリプレグ化の後にスペーサを剥ぎ取ってス
リブ１〜代と覆ることも考えられるが（￥！ｆ間昭５９
−１２０４２０＠公報）、スペーサを剥ぎ取る際にやは
り強化繊維がほつれてしまう。

本発明は、このような問題点に６目し、シート状プリプ
レグを使用目的に応じた幅にスリブ］へあるいは分割覆
る際、分割されたプリプレグの端部に強化１１１ｉ、１
ｉｆｌの乱れが生じないように覆ることを目的とする。

［課題を解決覆るための手段］ この目的に沿う本発明のプリプレグの”ＪＪ”ＩＮ方法
は、シート状に配列された強化繊維に樹脂を含浸してプ
リプレグとするに際し、前記シート状強化繊維を、樹脂
含浸前に、スペーサを介することなく前記担１．′Ｉシ
ー１−の幅方向において複数に分割し、樹脂含浸後に、
前記担持シート上で、かつ前記分割された強化繊維間に
、強化繊維の存在しない、前記担持シートの長手方向に
延びる帯状領域を形成する方法から成る。

［作　　用］ このような方法においては、シート状に配列される強化
１１ｉ維が、樹脂含浸前に、担持シート（離型シートや
支持シート）の幅方向において所定の分割数に分割され
、分割されたシート状の強化繊維間に強化繊維の全く存
在しない帯状領域が形成される３、この状態にて所定の
目付で樹脂が含浸されるが、樹脂含浸後にも、上記強化
繊維の存在しない帯状領域が、そのままあるいは多少帯
状幅を狭められた状態で存続される１、ブ刀ゾレグ形成
後には、離型シート上あるいは支持シート上に、幅方向
に分割されたシート状プリプレグがのっている形態とな
る３、隣接する、分割されたシート状プリプレグ間には
、強化繊維は存在しないので、この帯状領域内の適当な
位置（たとえば中央部）をスリブ１〜して−し、強化繊
維の乱れは生じない１．シたがって、上記分割された各
シート状プリプレグがそれぞれ目標とする所定幅となる
にうに、樹脂含浸前の各分割シート状強化繊維の幅を設
定しておくことにより、スリブ１〜後にも、端部におり
る強化ｆｆｌ雑の乱れのない所定幅のシート状プリプレ
グが得られる。

また、上記強化繊維の存在しない帯状領域は、プリプレ
グ形成後には、樹脂のみか存在する領域となるか、ある
いは後述の如くこの領域の形成方法によっては実質的に
空間領域に形成することも可能となる。空間領域に形成
される場合は勿論のこと、樹脂のみが存在する領域とさ
れる場合にあって：ｂ、樹脂はプリプレグ状態ではＢ−
ステージ等の柔かい状態のままとされているから、前述
の如きスリブｌ〜を行わなくても、離型シー］〜又は支
持シートから所望のシート状分割プリプレグを剥離させ
るだ（プで、該分割プリプレグと隣接する分割プリプレ
グとを上記帯状領域を境に強制的に分離することも可能
になる。この場合にも、もちろん、分離された分割プリ
プレグの端部に強化繊維の乱れは生じない。

［実施例］ 以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。

第１図ないし第３図は、本発明の実施例に係るプリプレ
グのＬＵａ方法を示している。図において、１１は、多
数のクリール１２から引ぎ出されシート状に一方向に引
き揃えられた後さらにガイドロール１３．１４で押し拡
げられた強化繊維、１５．１６は少なくとも一方が一面
に樹脂１７を担持している（本実施例では両方が担持し
ている）離型シートを示しでいる。

離型シート１５．１６には、第２図に示すように、ぞの
ｒ：１部を残して略全幅にわたって、］−アインク等の
方法にＪ、り所定の目イ；１で予め樹脂１７が担持され
でいる。朗１型シート１５．１６は、ロール１８．１９
から巻き出され、ガイド［１−ル２（）、２１で方向転
換されるとともに、この位＠Ｃ強化繊紺１１の両面に重
ね合せられる。この重ね合は体が本実施例では、ヒータ
２２で加熱された後、３段のプレスロール２３．２４．
２５．２６．２７．２８ｒ両側から加圧され、離型シＩ
・１５．１６に担持されていた樹脂１７が強化繊Ｍ１１
に転移、含浸される。２９．３０は、重ね合せ体をさら
に加熱、あるいは保温するためのヒータである。

強化繊維１１は、第３図に示すように、ガイドロール２
０．２１の位置、つまり樹脂含浸前の位置で、予め幅方
向に８３いて複数（本実施例では２つ）に分割されてお
り、両分割シート状強化繊維１１ａ、１１ｂ間は、強化
ｌｌｌ１維１１の存在しない帯状領域３１ａ（空間領域
）とされている。シート状強化繊維１１ａ　、　１１ｂ
および担持樹脂１７は、プレス１］−ル、とくに１段目
プレスロール２３．２４による押圧によって拡幅される
が、拡幅されＩこ状態およびプレスロール２３．２４通
過後のプリプレグ３２ａ　、、３２ｂ形成後の状態にお
いても、前記分割シート状強化繊維１１ａ、１１ｂ間に
強化繊維１１が存在しない帯状領域３１ｂが残るように
、最初に導入されるシーｉ・状強化繊帷１１ａ　、　ｌ
ｌｂの引き揃え幅が設定される。

本発明におＣブる強化繊維は、長繊維からなる強化繊維
で、炭素繊維、黒鉛繊維、有機高弾性率繊維（アラミド
繊維等）、炭化ケイ素ｍａｒｔ、アルミナ繊維、ボロン
繊維、タンゲスデンカ−バイト繊維、ガラス繊維等の高
強度、高弾性率繊維が挙げられる。、このような強化繊
維は、同じプリプレグについてただ１種類のものを使用
してもよいし、異なる種類の強化繊維を規則的に、また
は不規則に並べて使用してもよい。この強化繊維が上記
のように分割シート状に配列される。通常、比強度、比
弾性率が高いことを要求される用途には単一方向プリプ
レグが最も適しているが、シート状への配列形態として
、上記単一方向に引き揃えたもの以外、長繊維マットや
織物などのシート形態にあらかじめ加工したものを、所
定の分割幅にて導入覆ることも可能である。

上記離型シー１−１５．１６は、離型紙、たとえば厚み
０．０５〜０．２ｍｍ程度のクラフト紙、ロール紙、グ
ラシン紙などの紙の両面に、クレー、澱粉、ポリエチレ
ン、ポリビニルアルコールなどの口止剤の塗布層をより
、ざらにその各塗布層の上にシリ−１−ン系または非シ
リコーン系の離型剤、好ましくはボリジメチルシ［１キ
ザンとポリジメヂルハイドに１ジ■ンシロキ１ノンとの
縮合反応Ｑｌｊまたはト１加反応型シリ］−ンからなる
離型剤を塗布したにうなものである。Ｔ１［ＴＩす放電
処理などによって離型性を付与した合成樹脂フィルムや
、離型剤を塗布した合成樹脂フィルムを使用することも
できる（たとえばポリエチレンフィルム、ポリプロピレ
ンフィルム等）。

離型シート１５ａ３よび／′又は離型シート１６に相持
される樹脂１７としては、特に限定されないが、代表的
なものとして、熱硬化性′樹脂や、熱硬化性樹脂と熱硬
化性樹脂を混合した樹脂が挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂
、ポリイミド樹脂、アゼヂレン末端を右覆る樹脂、ビニ
ル末端を有する樹脂、アリル末端を有する樹脂、ナジッ
ク酸末端を有する樹脂、シアン酸エステル末端を有する
樹脂があげられる。これらは、一般に硬化剤や硬化触媒
と組合せて用いることができる。また、適宜、これらの
熱硬化性樹脂を混合して用いることも可能である。

また、本発明のプリプレグ製造方法に適した熱硬化性樹
脂として、エポキシ樹脂が挙げられる。

特に、アミン類、フェノール類、炭素炭素二手結合を有
する化合物を前駆体とり−るエポキシ樹脂が好ましい。

具体的には、アミン類を前駆体とするエポキシ樹脂とし
て、テ］・ラグリシジルジアミノジフェニルメタン、１
〜リグリシジル−ｐ−アミンフェノール、トリグリシジ
ル−ｍ−アミラフ１ノール、トリグリシジルアミノフレ
ゾールの各種異性体、フェノール類を前駆体とするエポ
キシ樹脂として、ヒスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノール１−型上ボキシ樹脂、ビスフェノールＳ型
土ボニ１シ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂
、０ クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、炭素炭素二重結
合を荷重る化合物を前駆体とでるエポキシ樹脂としては
脂環式エポキシ樹脂等か、あげられるが、これに限定８
れない。またこれらのｊつポキシ樹脂をブロム化したブ
ロム化エポキシ樹脂も用いら、れる１、テ１〜ラグリシ
ジルジアミノジフェニルメタンに代表される力香族アミ
ンを前駆体と覆る二［ポキン樹脂は耐熱性が良好で強化
繊維との接る性が良好なため、プリプレグ作成に最す適
している。これらエポキシ樹脂はエポキシ硬化剤と組合
せて、好ましく用いられる。土ボキシ快化剤４Ｊ、　Ｉ
ポキシ基と反応しつる活性基を右する化合物であればこ
れを用いることができる。

さらに、上記の熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合して
用いることも好適である。混合される熱可塑性樹脂は、
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、土−チル結合、カーボネー（〜結合、ウレタ
ン結合、尿素結合、ブオエーテル結合、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結合を
有する熱１ 可塑性樹脂であり、より好ましくは、ポリアクリレ−１
〜、ポリアミド、ポリアラミド、ポリニスデル、ポリカ
ーボナーｉ〜、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、ポリ土−デルスルホン、ポリエーデルエーテ
ルケ１〜ンのような］丁ンジニアニングプラスチックに
属する熱耐塑性樹脂の一群である。特に、ポリイミド、
ポリニーデルイミド、ポリスルホン、ポリニーデルスル
ボン、ポリエーテルエーテルク゛トンは耐熱性に優れる
ので最適である１゜ 第１図おＪ、び第３図において、上記の如き熱硬化性樹
脂又は熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合樹脂を担持
した上下の離型シート１５．１６が、シート幅方向に分
割された分割シート状強化繊維１１ａ　、　ｌｌｂに重
ね合せられ、各段のプレスロール、とくに１段目のプレ
スロール２３．２４によって樹脂１７が強化繊維中に含
浸され、２段目のプレスロール２５．２６．３段目のプ
レスロール２７．２８でさらに含浸が進められる。

２ ３段目のプレスロール２７．２８を通過した段階では、
分割されたプリプレグ３２ａ　、　３２ｂが実質的に完
成し、両プリプレグ３２ａ　、　３２ｂ間は、強化繊維
が存在せず樹脂１７のみか存在する帯状領域３１ｂとな
る。これらプリプレグ３２ａ　、３２ｂと離型シート１
５．１６との重ね合′１体から、ガイドロール３３の位
置で−・方の離型シート１５）が剥離され、剥離された
離型シート１５はロール３４として巻き取られる。プリ
プレグ３２ａ　、　３２ｂと離型シート１６との重ね合
せ体は、ガイドロール３５．３６間に設けられたカッタ
３７により、帯状領域３１ｂの位置で連続的に切断（ス
リット）され、プリプレグ３２ａと頽１型シート１６と
の重ね合せ体およびプリプレグ３２ａと離型シー１−１
６との重ね合せ体に分離された後、両重ね合せ体が同軸
でロール３８ａ　、　３８ｂに巻き取られる。

なお、このスリットは、上記位置では行わずにプリプレ
グ３２ａ　、３２ｂおよび離型シート１６の重ね合せ体
として巻き取っておき、それを巻き戻して使用する際に
行うようにしてもよい。

上記スリブＩ−が行われる帯状領１ｆＪＣ３１ｂには、
強３ 化繊維１１は全く存在しないから、分割されたプリプレ
グ３２ａ　、　３２ｂの端部において強化繊維の乱れが
生じることはない。

さらに上記プリプレグ３２ａとプリプレグ３２ｂの分割
において、帯状領域３１ｂに存在する樹脂１７は、通常
プリプレグ作成後の段階においても１３−ステラ等の柔
かい状態のままとされているので、離型シート１６とと
：ｂに巻き取ったプリプレグ３２ａ１３２ｂのいずれか
一方を、使用１時等に単に離型シート１６から強制的に
剥離させるだけで、帯状領域３１ｂ内の適当な位置を境
に他方のプリプレグから分離させることも可能である。

なお、本実施例では強化繊維およびプリプレグの幅方向
分割を２分割としたが、２以上任意の適当な分割数とし
てもよいことはいうまでもない。

また、実施例は、強化ｔａ紺を両側から樹脂担持離型シ
ートで挟持し加圧により樹脂を含浸させる方法について
説明したが、本発明は、樹脂溶液に強化繊維とともに支
持シーＩ・を浸漬させるプリプレグ作成方法にも適用可
能である。

４ ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のプリプレグの製造方法に
にるときは、離型シート又は支持シート上に、樹脂含浸
後にも強化繊維の存在しない帯状領域をスペーサを使用
覆ることなく形成し、分割形成された複数のプリプレグ
を上記帯状領域で容易に分離１でさるＪ、うにし１この
で、スリブ１〜あるいは分離された分割シーＩ・状プリ
プレグの端部強化繊維の乱れを防什することができ、該
プリプレグ使用上のトラブルや該プリプレグを使用でる
繊維強化複合相別の部分的強度低下を防止することかで
きる。

また、本発明方法では、シート状に配列される強化繊維
が幅方向に最初から分割され、分割された強化繊維同士
はプリプレグ使用段階まで互に混じることはないから、
当初から異品種の強化繊維を配置しておくことが可能で
あり、それによって同−工程にて同時に複数の異品種の
プリプレグを作成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るプリプレグ製造プロセス
の概略側面図、 第２図は第１図のプロセスに使用される樹脂担持離型シ
ートの部分斜視図、 第３図は第１図のプロセスの部分透視平面図、第４図は
従来のプリプレグ製造プロセスの概略側面図、 第５図は第４図のプロセスの部分斜視図、である。 １１．１１ａ１１１ｂ・・・・・・強化繊維１５．１６
・・・・・・離型シー］〜 １７・・・・・・樹脂 ２３．２４．２５．２６．２７．２８ ・・・・・・プレスロール ３１ａ　１３１ｂ・・・・・・帯状領域３２ａ　、　３
２ｂ・・・・・・分割プリプレグ３７・・・・・・カッ
タ 特〃［出願人　東し株式会社 代　　　理　　　人　　弁理士　伴　　俊　光（他１名
） ５ ６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、担持シート上の、互いに並行かつシート状に配列さ
   れた強化繊維に樹脂を含浸してプリプレグとするに際し
   、前記シート状強化繊維を、樹脂含浸前に、スペーサを
   介することなく前記担持シートの幅方向において複数に
   分割し、樹脂含浸後に、前記担持シート上で、かつ前記
   分割された強化繊維間に、強化繊維の存在しない、前記
   担持シートの長手方向に延びる帯状領域を形成すること
   を特徴とするプリプレグの製造方法。