JPH03199009A - Hybrid prepreg and production thereof - Google Patents

Hybrid prepreg and production thereof

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JPH03199009A
JPH03199009A JP34244189A JP34244189A JPH03199009A JP H03199009 A JPH03199009 A JP H03199009A JP 34244189 A JP34244189 A JP 34244189A JP 34244189 A JP34244189 A JP 34244189A JP H03199009 A JPH03199009 A JP H03199009A
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fiber
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reinforced
diameter
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Kanji Miyao
巻治 宮尾
Makoto Takezawa
誠 竹澤
Hiroshi Inoue
寛 井上
Sadahisa Wada
和田 定久
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Abstract

PURPOSE:To enhance physical properties such as mechanical strength and to make the touch pleasant at the time of utilization by arranging dissimilar fiber having specified fiber diameter into the reinforced fiber having specified fiber diameter at the prescribed interval to the same direction as the reinforced fiber. CONSTITUTION:Carbon fiber having fiber diameter of 5-30mum is utilized as reinforced fiber 2. Dissimilar fiber 6 having fiber diameter of 50-500mum is arranged to the same direction as the arrangement direction of the carbon fiber on a first carbon fiber reinforced prepreg 4A held on release paper 10. Furthermore, a second carbon fiber reinforced prepreg 4B held on the release paper 10 is superposed in a state wherein it pinches the dissimilar fiber 6. The first carbon fiber reinforced prepreg 4A, the dissimilar fiber 6 and the second carbon fiber reinforced prepreg 4B are integrally joined by pressing and/or heating both carbon fiber reinforced prepregs 4A, 4B and thereby a hybrid prepreg 1 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 の1 本発明は、繊維径の小さい炭素繊維などのような強化繊
維と、該強化繊維とは異なる、大きな繊維径(後述する
「換算径」をも含む)を有した、例えばチタン繊維、ア
モルファス繊維、ステンレススチール繊維などの金属繊
維;ボロン繊維・ガラス繊維などの無機繊維;或は種々
の有機繊維などのような異種繊維とを強化繊維として有
したハイブリッドプリプレグ及びその製造方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. The present invention provides reinforcing fibers such as carbon fibers with small fiber diameters and reinforcing fibers with large fiber diameters (including the "converted diameter" described later), which are different from the reinforcing fibers. Hybrid prepregs having reinforcing fibers such as metal fibers such as titanium fibers, amorphous fibers, and stainless steel fibers; inorganic fibers such as boron fibers and glass fibers; or different types of fibers such as various organic fibers; This relates to a manufacturing method.

鎧迷J口え猪 近年、炭素繊維その他各種の強化繊維を用いたプリプレ
グが種々の技術分野にて広く使用されており、例えば、
ゴルフシャフト、釣り竿の製造に際しても、軽量で且つ
機械的強度も高いという理由から多く利用されており、
極めて良好な成果を納めている。
In recent years, prepregs using carbon fiber and various other reinforcing fibers have been widely used in various technical fields.
It is often used in the manufacture of golf shafts and fishing rods because it is lightweight and has high mechanical strength.
It has achieved very good results.

しかしながら、更に、強度及び弾性率の点で、或は、使
用時の感触の点で改良が望まれており、斯る要望に応え
るべく、繊維強化プリプレグ間に、該プリプレグの強化
繊維とは異なる例えばボロン繊維、チタン繊維、アモル
ファス繊維、ステンレススチール繊維、ガラス繊維、種
々の有機繊維などの異種繊維を強化繊維として用いる使
用法が提案され、そのための研究が盛んに行われている
However, further improvements are desired in terms of strength and modulus of elasticity, or in terms of feel during use. For example, methods of using different types of fibers such as boron fibers, titanium fibers, amorphous fibers, stainless steel fibers, glass fibers, and various organic fibers as reinforcing fibers have been proposed, and research on this purpose is being actively conducted.

が ゛ しよ とする 現在、この目的のためのハイブリッドプリプレグとして
は、第8図に図示するような構成のものが提案され又使
用されている。
At present, as a hybrid prepreg for this purpose, one having a configuration as shown in FIG. 8 has been proposed and is in use.

つまり、第8図のハイブリッドプリプレグは、炭素繊維
などのような強化繊維2を使用したプリプレグ4の上に
、該強化繊維2とは異なる異種繊維6を等間隔にて配列
することにより形成される。
In other words, the hybrid prepreg shown in FIG. 8 is formed by arranging different types of fibers 6 different from the reinforcing fibers 2 at equal intervals on a prepreg 4 using reinforcing fibers 2 such as carbon fibers. .

このようなハイブリッドプリプレグは簡単に製造し得て
、機械的強度の向上及び感触の改善を達成し得るが、プ
リプレグ4と異種繊維6との接合が十分でなく、所望の
機械的強度を十分に発揮し得ないことがあり、問題であ
る。又、ボロン繊維、チタン繊維、アモルファス繊維、
ステンレススチール繊維などの異種繊維6は直径が大で
あり、そのために、一般にハイブリッドプリプレグの厚
さも大とならざるをえず、薄物のハイブリッドプリプレ
グを提供することが困難であるという問題をも有してい
た。
Although such a hybrid prepreg can be easily manufactured and can achieve improved mechanical strength and improved feel, the bonding between the prepreg 4 and the different fibers 6 is insufficient, and the desired mechanical strength cannot be achieved sufficiently. This is a problem because there are things that cannot be performed to the fullest. Also, boron fiber, titanium fiber, amorphous fiber,
The diameter of the different types of fibers 6 such as stainless steel fibers is large, and therefore, the thickness of the hybrid prepreg must also be generally large, and there is also the problem that it is difficult to provide a thin hybrid prepreg. was.

従って、本発明の目的は、従来のハイブリッドプリプレ
グに比較して、機械的強度などの物性の向上を図ること
ができ、且つ薄物のプリプレグを提供することのできる
、繊維径の小さな強化繊維と、繊維径の大きな異種繊維
とを使用したハイブリッドプリプレグ及びその製造方法
を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide reinforcing fibers with a small fiber diameter, which can improve physical properties such as mechanical strength compared to conventional hybrid prepregs, and can provide thin prepregs. It is an object of the present invention to provide a hybrid prepreg using different types of fibers having a large fiber diameter and a method for manufacturing the same.

更に、本発明の他の目的は、後で詳しく説明されるよう
に、強化繊維と異種繊維とを繊維の長さ方向の乱れがな
く配列し、プリプレグの機械的物性が良く、且つ、美感
的にも好ましいハイブリッドプリプレグの製造方法を提
供することである。
Furthermore, as will be explained in detail later, another object of the present invention is to arrange reinforcing fibers and different types of fibers without disturbance in the length direction of the fibers, so that the prepreg has good mechanical properties and is aesthetically pleasing. Another object of the present invention is to provide a method for producing a hybrid prepreg that is also preferable.

; を  するための 上記諸国的は本発明に係るハイブリッドプリプレグ及び
その製造方法にて達成される。要約すれば本発明は、繊
維径が5〜30tLmとされる強化繊維の中に、繊維径
が50〜500tLmとされる異種繊維を前記強化繊維
と同一方向に所定の間隔にて配列したことを特徴とする
ハイブリッドプリプレグである。
The above-mentioned methods for achieving the following can be achieved by the hybrid prepreg and method for producing the same according to the present invention. In summary, the present invention provides reinforcing fibers having a fiber diameter of 5 to 30 tLm, in which different types of fibers having a fiber diameter of 50 to 500 tLm are arranged at predetermined intervals in the same direction as the reinforcing fibers. This is a hybrid prepreg with special characteristics.

このような本発明に係るハイブリッドプリプレグは、繊
維径が5〜30μmとされる強化繊維を使用した2枚の
一方向繊維強化プリプレグによって、該強化繊維と同一
方向に所定の間隔にて配列された繊維径が50〜500
μmとされる異種繊維を挟持し、一体とすることを特徴
とする製造方法にて好適に製造され、特に、ドラムワイ
ンダを使用して効率よく実現し得る。つまり、本発明に
係るハイブリッドプリプレグは、(a)所定の直径を有
したドラムの周面に、繊維径が5〜30μmとされる強
化繊維を使用した一方向繊維強化ブリプレグを、強化繊
維の配列方向がドラムの周方向に整列するようにして巻
き付ける工程、(b)前記ドラムに巻き付けられた一方
向繊維強化プリプレグの周面上に、該プリプレグの強化
繊維とは異なる50〜5001Lmの繊維径を有した異
種繊維を一定ピッチにて巻き付ける工程、(C)前記ド
ラムに巻き付けた状態で、或は前記ドラムより外した状
態にて、更に、前記異種繊維が整列された一方向繊維強
化プリプレグの表面を覆って、繊維径が5〜30μmと
される強化繊維を使用した他の一方向繊維強化プリプレ
グを、強化繊維の配列方向がドラムの周方向に整列する
ようにして重ね合せる工程、を有することを特徴とする
製造方法にて好適に製造される。
Such a hybrid prepreg according to the present invention is made of two unidirectional fiber-reinforced prepregs using reinforcing fibers with a fiber diameter of 5 to 30 μm, which are arranged at a predetermined interval in the same direction as the reinforcing fibers. Fiber diameter is 50-500
It is suitably manufactured by a manufacturing method characterized by sandwiching and integrating different fibers having a diameter of .mu.m, and can be efficiently realized in particular by using a drum winder. In other words, in the hybrid prepreg according to the present invention, (a) a unidirectional fiber-reinforced prepreg using reinforcing fibers with a fiber diameter of 5 to 30 μm is placed on the circumferential surface of a drum having a predetermined diameter in an arrangement of reinforcing fibers. a step of winding the unidirectional fiber-reinforced prepreg so that its direction is aligned in the circumferential direction of the drum; (b) on the circumferential surface of the unidirectional fiber-reinforced prepreg wrapped around the drum, fibers having a diameter of 50 to 5001 Lm different from the reinforcing fibers of the prepreg are formed; a step of winding the different types of fibers at a constant pitch; (C) in the state of being wound around the drum or in the state of being removed from the drum, the surface of the unidirectional fiber-reinforced prepreg on which the different types of fibers are arranged; covering the drum with another unidirectional fiber-reinforced prepreg using reinforcing fibers having a fiber diameter of 5 to 30 μm so that the reinforcing fibers are aligned in the circumferential direction of the drum. It is suitably manufactured by a manufacturing method characterized by the following.

及東北 次に、本発明に係るハイブリッドプリプレグ及びその製
造方法について図面に即して更に詳しく説明する。
Next, the hybrid prepreg and method for manufacturing the same according to the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第1図に、本発明に係るハイブリッドプリプレグlの一
実施例が示される。本実施例によると、繊維径が5〜3
0μmとされる強化繊維2として炭素繊維を有したプリ
プレグ4の中に、繊維径が50〜500μmとされる異
種繊維6を前記炭素繊維と同一方向に所定の間隔にて配
列して構成される。このとき、異種繊維6は、第1図に
図示されるように、一方向炭素繊維プリプレグ4の中央
部に位置するのが好ましいが、第2図のように僅かに中
心部より偏って配置されたとしても同等の作用効果を発
揮し得る。
FIG. 1 shows an embodiment of a hybrid prepreg l according to the present invention. According to this example, the fiber diameter is 5 to 3
It is constructed by arranging different types of fibers 6 having a fiber diameter of 50 to 500 μm at predetermined intervals in the same direction as the carbon fibers in a prepreg 4 having carbon fibers as reinforcing fibers 2 having a diameter of 0 μm. . At this time, the different types of fibers 6 are preferably located at the center of the unidirectional carbon fiber prepreg 4 as shown in FIG. However, the same effects can be achieved.

このような構成のハイブリッドプリプレグ1は、種々の
方法にて製造し得るが、特に、強化繊維として炭素繊維
を使用した2枚の一方向炭素繊維強化プリプレグの間に
、異種繊維を炭素繊維と同一方向に所定の間隔にて配列
し、押圧及び/又は加熱することにより一体とすること
によって極めて好適に製造される。
The hybrid prepreg 1 having such a structure can be manufactured by various methods, but in particular, between two unidirectional carbon fiber reinforced prepregs using carbon fibers as reinforcing fibers, a different type of fiber is mixed with the same carbon fiber. It is very suitably manufactured by arranging the parts at predetermined intervals in the direction and integrating them by pressing and/or heating.

更に説明すると、第3図に図示するように、離型紙10
に保持された、強化繊維2として繊維径が5〜30μm
とされる炭素繊維を有した第1の炭素繊維強化プリプレ
グ4Aの上に、該第1の炭素繊維強化プリプレグ4Aの
炭素繊維2の配列方向と同方向に配列された、繊維径が
炭素繊維に比較して大きい50〜500ILmの繊維径
を有した異種繊維6を配置し、更に、該異種繊維6を挟
持する態様で、第1の炭素繊維強化プリプレグ4Aと同
様の離型紙10に保持された第2の炭素繊維強化プリプ
レグ4Bを重ね合せ、前記両次素繊維強化プリプレグ4
A、4Bを互の方へと押圧及び/又は加熱することによ
り第1炭素繊維強化プリプレグ4A、異種繊維6及び第
2炭素繊維強化プリプレグ4Bは一体に接合されて、第
1図又は第2図に図示するような本発明に従ったハイブ
リッドプリプレグlが形成される。
To explain further, as shown in FIG.
The fiber diameter is 5 to 30 μm as the reinforcing fiber 2 held in
On the first carbon fiber-reinforced prepreg 4A having carbon fibers, the fibers are arranged in the same direction as the arrangement direction of the carbon fibers 2 of the first carbon fiber-reinforced prepreg 4A, and the fiber diameter is the same as that of the carbon fibers. Different types of fibers 6 having a relatively large fiber diameter of 50 to 500 ILm were arranged, and the different types of fibers 6 were further held in a release paper 10 similar to the first carbon fiber reinforced prepreg 4A in a manner to sandwich the different types of fibers 6. The second carbon fiber-reinforced prepreg 4B is superimposed, and the bidimensional fiber-reinforced prepreg 4
By pressing and/or heating A and 4B toward each other, the first carbon fiber reinforced prepreg 4A, the dissimilar fibers 6, and the second carbon fiber reinforced prepreg 4B are joined together, as shown in FIG. 1 or 2. A hybrid prepreg l according to the invention as illustrated in FIG.

第1及び第2炭素繊維強化プリプレグ4A、4Bの強化
繊維2としての炭素繊維は同じ炭素繊維であっても良く
、又、強度の異なる炭素繊維とすることもできる。
The carbon fibers serving as the reinforcing fibers 2 of the first and second carbon fiber reinforced prepregs 4A and 4B may be the same carbon fiber, or may be carbon fibers with different strengths.

更には、プリプレグ4Aとプリプレグ4Bの強化繊維と
しては互いに種類の異なるものを用いてもよい。
Furthermore, different types of reinforcing fibers may be used for the prepreg 4A and the prepreg 4B.

このように、強化繊維2は、炭素繊維に限定されるもの
ではなく、他に、繊維径の小さなボロン繊維、ガラス繊
維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの
無機繊維;アラミド繊維、ボリアリレート繊維、ポリエ
チレン繊維などの有機繊維;或は、繊維径の小さなチタ
ン繊維、アモルファス繊維、ステンレススチール繊維な
どの金属繊維などを任意に使用することができる。
In this way, the reinforcing fibers 2 are not limited to carbon fibers, and may also include inorganic fibers such as boron fibers with small fiber diameters, glass fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, and silicon nitride fibers; aramid fibers, Organic fibers such as polyarylate fibers and polyethylene fibers; or metal fibers such as titanium fibers, amorphous fibers, and stainless steel fibers having small fiber diameters can be arbitrarily used.

強化繊維2は繊維径が5〜30μmとされ、好ましくは
6〜12μmとされる。
The reinforcing fiber 2 has a fiber diameter of 5 to 30 μm, preferably 6 to 12 μm.

異種繊維6としては、強化繊維2に比較して繊維径が大
きいボロン繊維などの無機繊維、及びチタン繊維、アモ
ルファス繊維、ステンレススチール繊維などの金属繊維
が好適に使用され、通常斯る繊維の径は50−150μ
mとされ、好ましくは70〜120μmとされる。
As the different fibers 6, inorganic fibers such as boron fibers, which have a larger fiber diameter than the reinforcing fibers 2, and metal fibers such as titanium fibers, amorphous fibers, and stainless steel fibers are preferably used. is 50-150μ
m, preferably 70 to 120 μm.

更に、本発明に従えば、異種繊維6としてガラス繊維、
アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維などの無機
繊維;アラミド繊維、ボリアリレート繊維、ポリエチレ
ン繊維などの有機繊維をも使用することができる。ただ
、一般にこれら繊維は、繊維径、即ち、モノフィラメン
トの径(d)は5〜50μmと小さいため、このように
繊維径の小さな繊維を異種繊維6として使用する場合に
は、第4図に図示するように繊維6aを多数本束ねたス
トランド(繊維束)6の形態にて使用される。
Furthermore, according to the present invention, glass fiber,
Inorganic fibers such as alumina fibers, silicon carbide fibers, and silicon nitride fibers; organic fibers such as aramid fibers, polyarylate fibers, and polyethylene fibers can also be used. However, these fibers generally have a small fiber diameter, that is, a monofilament diameter (d) of 5 to 50 μm. It is used in the form of a strand (fiber bundle) 6, which is made by bundling a large number of fibers 6a together.

従って、金属繊維でも繊維径の小さいものをストランド
の形態として使用することも可能である。
Therefore, it is also possible to use metal fibers with small fiber diameters in the form of strands.

このようなストランドの形態とされる場合の異種繊維6
の繊維径としては、本明細書では、次式で示される換算
径D0を意味するものとする。
Different types of fibers 6 in the form of such strands
In this specification, the fiber diameter is defined as the converted diameter D0 expressed by the following formula.

D、=r下・d n:収束本数 d:繊維径 又、斯るストランドを異種繊維6として使用した場合に
は、撚りの有無に拘らず、第5図に図示されるように、
ハイブリッドプリプレグlの中において換算径D0を有
した円形断面の形態で存在することはなく、通常、偏平
に変形された状態とされる。従って、上述したように異
種繊維6として繊維径の大きいなボロン繊維、チタン繊
維、アモルファス繊維、ステンレススチール繊維などを
使用した場合と同様の厚さ(T)を有したハイブリッド
プリプレグlを製造するには、ストランドを異種繊維6
として使用した場合の繊維径、即ち、換算径D0は、最
大500μmとされるのが好適である。
D, = r lower d n: Number of convergent strands d: Fiber diameter Also, when such strands are used as the dissimilar fibers 6, regardless of the presence or absence of twisting, as shown in Fig. 5,
In the hybrid prepreg l, it does not exist in the form of a circular cross section with a reduced diameter D0, but is usually deformed into a flattened state. Therefore, as mentioned above, it is necessary to manufacture a hybrid prepreg l having the same thickness (T) as when using boron fibers, titanium fibers, amorphous fibers, stainless steel fibers, etc. with large fiber diameters as the different fibers 6. The strands are made of different fibers6
When used as a fiber, the fiber diameter, ie, the converted diameter D0, is preferably 500 μm at maximum.

例えば、繊維径dが23μmとされるボリアリレート繊
維のような有機繊維は、300本収束することにより換
算径D0は398μmとされ、又、繊維径dが13μm
とされるガラス繊維は、800本収束することにより換
算径Doは368μmとされ、これら両ストランドも又
、異種繊維6として好適に使用し、第5図に図示される
ようなハイブリッドプリプレグ1を製造することができ
る。
For example, when 300 organic fibers such as polyarylate fibers have a fiber diameter d of 23 μm, the converted diameter D0 is 398 μm, and the fiber diameter d is 13 μm.
By converging 800 glass fibers, the converted diameter Do is 368 μm, and both of these strands are also suitably used as the different fibers 6 to produce a hybrid prepreg 1 as shown in FIG. can do.

マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、フェノール樹脂などの熱硬化性マトリクス樹脂が使
用可能である。又、更に、硬化温度が50〜500℃と
なるように硬化剤その他の付与剤、例えば可撓性付与剤
などが適当に添加されろ。
As the matrix resin, thermosetting matrix resins such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, and phenol resin can be used. Furthermore, a curing agent and other imparting agents, such as a flexibility imparting agent, should be appropriately added so that the curing temperature is 50 to 500°C.

好ましい一例を挙げれば、マトリクス樹脂としてはエポ
キシ樹脂が好ましく、使用可能のエポキシ樹脂としては
、例えば、(1)グリシジルチーチル系エポキシ樹脂(
ビスフェノールA、F、S系エポキシ樹脂、ノボラック
系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA系エポキシ樹
脂)(2)環式脂肪族エポキシ樹脂; (3)グリシジ
ルエステル系エポキシ樹脂; (4)グリシジルアミン
系エポキシ樹脂; (5)複素環式エポキシ樹脂;その
他種々のエポキシ樹脂から選択される1種又は複数種が
使用され、特に、ビスフェノールA、F、Sグリシジル
アミン系エポキシ樹脂が好適に使用される。又、硬化剤
としてはジアミノフェニルスルフォン(DDS)  ジ
アミノジフェニルメタン(DDM)などが好適に使用さ
れる。
To give a preferable example, the matrix resin is preferably an epoxy resin, and examples of usable epoxy resins include (1) glycidyl thiethyl epoxy resin (
Bisphenol A, F, S-based epoxy resin, novolac-based epoxy resin, brominated bisphenol A-based epoxy resin) (2) Cycloaliphatic epoxy resin; (3) Glycidyl ester-based epoxy resin; (4) Glycidylamine-based epoxy resin (5) Heterocyclic epoxy resin: One or more types selected from various other epoxy resins are used, and bisphenol A, F, and S glycidylamine-based epoxy resins are particularly preferably used. Further, as the curing agent, diaminophenyl sulfone (DDS), diaminodiphenylmethane (DDM), etc. are preferably used.

又、本発明のハイブリッドにおける強化繊維、異種繊維
、マトリクス樹脂の配合割合は任意に調整し得るが、一
般に、重量%で、強化繊維:異種繊維:マトリクス樹脂
=(40〜80):  (2〜20):  (20〜6
0)とされるであろう。又、本発明に従えば、プリプレ
グの厚さ(T)は、使用される異種繊維の繊維径程度の
ものを作製し得るが、通常80〜200um程度とされ
るであろう。
Further, the blending ratio of reinforcing fibers, different types of fibers, and matrix resin in the hybrid of the present invention can be adjusted arbitrarily, but generally, in weight%, reinforcing fibers: different types of fibers: matrix resin = (40 to 80): (2 to 80) 20): (20~6
0). Further, according to the present invention, the thickness (T) of the prepreg can be made to be approximately the same as the fiber diameter of the different types of fibers used, but will usually be about 80 to 200 um.

更に、本発明に従ったハイブリッドプリプレグは、第6
図に図示される方法にても製造し得る。
Furthermore, the hybrid prepreg according to the present invention
It can also be manufactured by the method illustrated in the figure.

つまり、マトリクス樹脂12が塗布された第1の塗工紙
14A上に強化繊維2と異種繊維6とを所定間隔にて配
列し、次いで、この強化繊維2と異種繊維6とを覆って
、マトリクス樹脂12が塗布された第2の塗工紙14B
を重ね合せ、その後、両塗工紙を加圧加熱することによ
り、第1図に図示されるような本発明に係るハイブリッ
ドプリプレグ1が製造される。
That is, the reinforcing fibers 2 and different types of fibers 6 are arranged at predetermined intervals on the first coated paper 14A coated with the matrix resin 12, and then the reinforcing fibers 2 and different types of fibers 6 are covered to form a matrix. Second coated paper 14B coated with resin 12
A hybrid prepreg 1 according to the present invention as shown in FIG. 1 is manufactured by overlapping the coated papers and then heating and pressurizing both coated papers.

次に、本発明に係るハイブリッドプリプレグ及びその製
造方法を更に具体的に説明する。この実施例では、ドラ
ムワイングーによる好ましい製造方法について説明する
Next, the hybrid prepreg and method for manufacturing the same according to the present invention will be explained in more detail. In this example, a preferred manufacturing method using drum wine goo will be described.

第7図において、所定の直径を有したドラム20の周面
に、第3図に図示するような、離型紙IO上に保持され
た、強化繊維として例えば炭素繊維を使用した一方向炭
素繊維強化プリプレグ4Aを巻き付ける。このとき、炭
素繊維2の配列方向はドラム20の周方向に整列するよ
うにされる0次いで、前記ドラム20には、ボビン24
から異種繊維6がトラバース装置26を介して供給され
、前記ドラム20上に、つまり、該ドラムに巻き付けら
れた炭素繊維強化プリプレグ4Aの上に、一定ピツチに
て巻き付けられる。
In FIG. 7, unidirectional carbon fiber reinforcement using, for example, carbon fiber as reinforcing fibers is held on a release paper IO as shown in FIG. Wrap prepreg 4A. At this time, the arrangement direction of the carbon fibers 2 is arranged in the circumferential direction of the drum 20. Next, the drum 20 has a bobbin 24
The different types of fibers 6 are supplied from the traverse device 26 and wound at a constant pitch onto the drum 20, that is, onto the carbon fiber reinforced prepreg 4A wound around the drum.

次に、異種繊維6が整列された一方向炭素繊維強化プリ
ブレグ4Aの表面を覆って、第3図に図示されるように
、離型紙10に保持された第2の一方向炭素繊維強化プ
リプレグ4Bが、繊維方向が周方向に整列するようにし
て、ドラム20の表面に重ねられ、異種繊維を挟持した
態様で前記第1の炭素繊維強化プリプレグと接合され、
一体とされ、第1図に示す本発明に従った構成の断面形
状を有したハイブリッドプリプレグが形成される。
Next, the surface of the unidirectional carbon fiber reinforced prepreg 4A in which the different types of fibers 6 are aligned is covered, and as shown in FIG. are stacked on the surface of the drum 20 so that the fiber directions are aligned in the circumferential direction, and are bonded to the first carbon fiber reinforced prepreg with different types of fibers sandwiched therebetween,
When combined, a hybrid prepreg is formed having a cross-sectional configuration according to the invention as shown in FIG.

なお、別法としては、第2の炭素繊維強化プリプレグ4
Bは、第1炭素繊維強化プリプレグ4Aの上に異種繊維
6を配列したものをドラムより取り外した後に重ね合せ
、そして必要に応じて、ホットローラなどの間を通すよ
うにすることもできる。
Note that as an alternative method, the second carbon fiber reinforced prepreg 4
In B, the first carbon fiber-reinforced prepreg 4A with different types of fibers 6 arranged on top of the first carbon fiber reinforced prepreg 4A can be layered after being removed from the drum, and if necessary, passed between hot rollers or the like.

使用した第1及び第2炭素繊維強化プリプレグ4A、4
Bは同じ構成のものとされ、離型紙の上に厚み65μm
にて形成されたものであった0強化繊維2としての炭素
繊維は、繊維径が6.5μmとされるPAN系の炭素繊
維(東し株式会社製:商品名rM40J)を使用し、マ
トリクス樹脂はエポキシ樹脂を使用した。又、マトリク
ス樹脂の含有量は35重量%であった。
First and second carbon fiber reinforced prepregs 4A, 4 used
B has the same configuration, with a thickness of 65 μm on release paper.
The carbon fibers used as the reinforcing fibers 2 were PAN-based carbon fibers (manufactured by Toshi Co., Ltd., trade name: rM40J) with a fiber diameter of 6.5 μm, and matrix resin used epoxy resin. Further, the content of matrix resin was 35% by weight.

異種繊維6としては、ボロン繊維及びチタン繊維を使用
した。
As the different types of fibers 6, boron fibers and titanium fibers were used.

ボロン繊維は、繊維径1100uのものを、1mmの間
隔に配置して使用した。又、チタン繊維は、繊維径11
00uのものを、2mmの間隔に配置して使用した。
The boron fibers used had a fiber diameter of 1100 u and were arranged at intervals of 1 mm. In addition, titanium fiber has a fiber diameter of 11
00u were used, arranged at 2 mm intervals.

このようにして製造したハイブリッドプリプレグlは1
幅300mm、長さ1.7mのものが得られた。異種繊
維6としてボロン繊維を使用したハイブリッドプリプレ
グの厚さ(T)は138μm、マトリクス樹脂含有量は
31.5重量%であり、異種繊維6としてチタン繊維を
使用したハイブリッドプリプレグの厚さ(T)は134
μm、マトリクス樹脂含有量は3230重量%であった
The hybrid prepreg l produced in this way is 1
A piece with a width of 300 mm and a length of 1.7 m was obtained. The thickness (T) of the hybrid prepreg using boron fiber as the different fiber 6 is 138 μm, the matrix resin content is 31.5% by weight, and the thickness (T) of the hybrid prepreg using titanium fiber as the different fiber 6. is 134
μm, and the matrix resin content was 3230% by weight.

又、このようなハイブリッドプリプレグの機械的強度な
どを測定したが、本発明に係るハイブリッドプリプレグ
は、厚みが薄いにも拘らず圧縮強度及び弾性率共に、第
8図に示す従来のハイブリッドプリプレグより優れてお
り、使用時の感触も良好であった。
In addition, the mechanical strength and other properties of such hybrid prepreg were measured, and the hybrid prepreg according to the present invention was superior to the conventional hybrid prepreg shown in FIG. 8 in both compressive strength and elastic modulus despite its thinner thickness. It also had a good feel during use.

更に又、上記ドラムワインダによる本発明のハイブリッ
ドプリプレグの製造方法は、第6図に示す製造方法に比
較すれば、塗工紙上に炭素繊維と異種繊維とを交互に配
列する必要がないので、作業性が良く、又、繊維の長さ
方向の乱れが発生せず、プリプレグの機械的物性がより
良くなり、且つ、美感的にも好ましいものであった。
Furthermore, compared to the manufacturing method shown in FIG. 6, the manufacturing method of the hybrid prepreg of the present invention using the drum winder eliminates the need to alternately arrange carbon fibers and different types of fibers on the coated paper. The prepreg had good properties, no disturbance in the longitudinal direction of the fibers, improved mechanical properties of the prepreg, and was aesthetically pleasing.

児」七□」L里 本発明に係るハイブリッドプリプレグは、以上説明した
ように構成されるために、従来のハイブリッドプリプレ
グに比較して、機械的強度などの物性の向上を図ること
ができ、使用時の感触も良好であり、且つ薄物のプリプ
レグを提供することができるという特長を有し、更に、
本発明の製造方法に従えば、炭素繊維などの強化繊維と
、異種繊維とを繊維の長さ方向の乱れがなく配列し、プ
リプレグの機械的物性が良く、且つ、美感的にも好まし
いハイブリッドプリプレグを提供することができるとい
う利点を有する。
Since the hybrid prepreg according to the present invention is configured as described above, it can improve physical properties such as mechanical strength compared to conventional hybrid prepregs, and is easy to use. It has the characteristics of being able to provide a thin prepreg with a good feel when applied, and furthermore,
According to the manufacturing method of the present invention, reinforcing fibers such as carbon fibers and different types of fibers are arranged without disturbance in the longitudinal direction of the fibers, resulting in a hybrid prepreg that has good mechanical properties and is aesthetically pleasing. It has the advantage of being able to provide

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第2図は、本発明に係るハイブリッドプリプ
レグの断面構成図である。 第3図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの一つ
の製造方法を説明する断面図である。 第4図は、本発明に使用される異種繊維の一つの形態を
示すストランドの断面図である。 第5図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの他の
実施例の断面構成図である。 第6図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの他の
製造方法を説明する断面図である。 第7図は、本発明に係るハイブリッドプリプレグの好ま
しい製造方法を説明する斜視図である。 第8図は、従来のハイブリッドプリプレグの断面構成図
である。 4. 1:ハイブリッドプリプレグ 2:強化繊維 4A、4B:繊維強化プリプレグ 6:異種繊維 20ニドラム 第5図 第3図
1 and 2 are cross-sectional configuration diagrams of a hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating one method of manufacturing a hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a strand showing one form of dissimilar fibers used in the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram of another embodiment of the hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 6 is a sectional view illustrating another method of manufacturing a hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 7 is a perspective view illustrating a preferred method of manufacturing a hybrid prepreg according to the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional hybrid prepreg. 4. 1: Hybrid prepreg 2: Reinforced fibers 4A, 4B: Fiber reinforced prepreg 6: Different types of fibers 20 Ni drums Fig. 5 Fig. 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)繊維径が5〜30μmとされる強化繊維の中に、繊
維径が50〜500μmとされる異種繊維を前記強化繊
維と同一方向に所定の間隔にて配列したことを特徴とす
るハイブリッドプリプレグ。 2)繊維径が5〜30μmとされる強化繊維を使用した
2枚の一方向繊維強化プリプレグによって、該強化繊維
と同一方向に且つ所定の間隔にて配列された繊維径が5
0〜500μmとされる異種繊維を挟持し、一体とする
ことを特徴とするハイブリッドプリプレグの製造方法。 3)(a)所定の直径を有したドラムの周面に、繊維径
が5〜30μmとされる強化繊維を使用した一方向繊維
強化プリプレグを、強化繊維の配列方向がドラムの周方
向に整列するようにして巻き付ける工程、 (b)前記ドラムに巻き付けられた一方向繊維強化プリ
プレグの周面上に、該プリプレグの強化繊維とは異なる
50〜500μmの繊維径を有した異種繊維を一定ピッ
チにて巻き付ける工程、 (c)前記ドラムに巻き付けた状態で、或は前記ドラム
より外した状態にて、更に、前記異種繊維が整列された
一方向繊維強化プリプレグの表面を覆って、繊維径が5
〜30μmとされる強化繊維を使用した他の一方向繊維
強化プリプレグを、強化繊維の配列方向がドラムの周方
向に整列するようにして重ね合せる工程、 を有することを特徴とするハイブリッドプリプレグの製
造方法。
[Scope of Claims] 1) Among the reinforcing fibers having a fiber diameter of 5 to 30 μm, different types of fibers having a fiber diameter of 50 to 500 μm are arranged in the same direction as the reinforcing fibers at a predetermined interval. A hybrid prepreg characterized by 2) Two unidirectional fiber-reinforced prepregs using reinforcing fibers with a fiber diameter of 5 to 30 μm are arranged in the same direction as the reinforcing fibers and at a predetermined interval.
A method for producing a hybrid prepreg, which comprises sandwiching and integrating different types of fibers having a diameter of 0 to 500 μm. 3) (a) A unidirectional fiber-reinforced prepreg using reinforcing fibers with a fiber diameter of 5 to 30 μm is placed on the circumferential surface of a drum having a predetermined diameter, with the reinforcing fibers aligned in the circumferential direction of the drum. (b) On the circumferential surface of the unidirectional fiber-reinforced prepreg wound around the drum, dissimilar fibers having a fiber diameter of 50 to 500 μm, which is different from the reinforcing fibers of the prepreg, are arranged at a constant pitch. (c) In the state of being wound around the drum or in the state of being removed from the drum, the surface of the unidirectional fiber-reinforced prepreg in which the different types of fibers are aligned is further covered so that the fiber diameter is 5.
Production of a hybrid prepreg comprising the step of overlapping another unidirectional fiber-reinforced prepreg using reinforcing fibers with a diameter of ~30 μm so that the reinforcing fibers are aligned in the circumferential direction of the drum. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012178466A (en) * 2011-02-25 2012-09-13 Wac Data Service Kk Actuator and unit for textile machine
JP2013220609A (en) * 2012-04-17 2013-10-28 Nippon Steel & Sumikin Materials Co Ltd Method of molding fiber-reinforced plastic structure, reinforced fiber sheet for vartm, and fiber-reinforced plastic structure

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