JPH03243309A - 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、繊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プリプレグの製造方法に関
し、とくに目付の小さいプリプレグの製造に用いて最適
な方法に関する。

［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、従来たとえば第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
列された強化繊維束２を挟持し、加熱手段（加熱板〉４
、プレスロール５でｂｌ熱、加圧し強化繊維束２への樹
脂の転移、含浸と強化繊維束２の押し拡げとを行ってプ
リプレグ６を作成し、一方の離型シート３を剥離してプ
リプレグ６を他方の離型シート１とともにロール状に巻
取る方法によって製造されている。このような方法で製
造されたプリプレグが、使用時にその片面から離型シー
トが剥離され、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する課題］ ところで、上述した方法によって、小日付のプリプレグ
、たとえば５０’；ｊ／’Ｔｄ以下のプリプレグを製造
しようとする場合、強化繊維束を構成している単糸間の
摩擦力に打ち勝って強化繊維束の十分な押し拡げを可能
とするため、加熱手段によって樹脂を加熱してその粘度
を数ポイズまて下げ、樹脂の流動性を向上させるように
するか、そうすると、十分な押し拡げは可能となるもの
の、樹脂か離型シートの測端部から流れ出てしまうとい
う問題かある。

ずなわら、第５図に示すように、プレスロール３５．３
６位置では、強化繊維束に含浸されようとする樹脂３１
は、プリプレグ幅方向（離型シート幅方向〉に押し拡げ
られることになる。そして、この押し拡げられる樹脂の
幅方向両側部分３１ａ　、３１ｂは、製造しようとする
プリプレグの幅Ｗｐの外側にはみ出してしまう。

このはみ出し樹脂部分３１ａ　、　３１ｂが、離型シト
３２．３３の幅以内に納まっている場合には問題は削代
ないか、プレスロール３５．３６による加圧力によって
は樹脂か離型シートの幅を越えてはみ出すことがある。

このような状態になると、はみ出した樹脂がプレスロー
ルに粘着したり巻き付いたり、あるいは離型シートの裏
側にまわり込んで作成されたプリプレグから離型シート
を剥離できなくなったりするので、もはや正常なプリプ
レグの製造は不可能となる。

本発明は、上記のような問題点に着目し、離型シートの
幅以上に樹脂がはみ出すことを防止できる、プリプレグ
の製造方法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］ この目的に沿う本発明のプリプレグの製造方法は、シー
１〜状に配列された強化繊維束の各面に、少なくとも一
方が一面に樹脂を担持している離型シートをその樹脂担
持面において重ね合せ、該重ね合せ体を少なくとも一対
のロール間に通してｂ０圧することにより、前記樹脂の
強化繊維束への転移、含浸と前記強化繊維束の押し拡げ
とを行うプリプレグの製造方法において、前記一対のロ
ールのうちの一方のロールの面長を、前記離型シートの
幅よりも短かくかつ作成すべきプリプレグの幅と同等か
該幅よりも長くして前記重ね合せ体を加圧する際に、前
記一方のロールのロール面長方向外側への樹脂のはみ出
しを許容する方法から成る。

［作　　用］ このような方法においては、プレスロールを構成する一
対のロールのうちの一方のロールの面長か、離型シート
の幅よりも短く、かつ、作成すべきプリプレグの幅と同
等かそれよりも僅かに長くされるので、強化繊維束と樹
脂担持離型シートとの重ね合せ体が加圧される際に、該
加圧によりシート幅方向に拡がろうとする樹脂の一部か
上記短尺ロールのロール面長方向外測の位置にはみ出す
。

しかし、この短尺ロールの面長は離型シートの幅よりも
短かいので、上記はみ出した樹脂は、上下の離型シート
間でかつ上記短尺ロールのロール面長方向外側部分に位
置する。この部位では、隔離型シートはあるものの短尺
ロールのロール面がないため、実質的にロール加圧力は
作用せず、はみ出した樹脂は、シート厚み方向にふくら
む樹脂溜り状態となって、シート幅方向に離型シートか
らはみ出すことが防止される。ロールガロ圧力を増大さ
せると、上記短尺ロール面長方向のはみ出し樹脂量も多
くなるか、この場合にあっても上記樹脂溜りはシート厚
み方向にふくらむことができるので、シート幅方向外側
に大きくはみ出すことは防止され、離型シートからのは
み出しは防止される。

上記一対のロール通過後、つまり樹脂含浸工程後には、
幅方向両側にはみ出した樹脂の樹脂溜りかついたプリプ
レグと、上下の離型シートとの積層体の状態となるが、
必要なら離型シートの耳部とともに上記樹脂溜り部を切
断、除去し、製品となる中央部分のプリプレグを該他方
の離型シートとともに巻き取るようにしてもよい。厚み
方向にふくらんでいる樹脂溜り部が除去されることによ
り、巻き取り時に巻取ロールの耳部（幅方向端部〉がふ
くらむことが防止される。

［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、本発明の一実施例に係るプリプ
レグの製造方法を示している。図において、４１はシー
ト状に配列された強化繊維束、４２．４３は少なくとも
一方か一面に樹脂４４を担持している離型シー１〜を示
している。

本発明における強化ｍ維束は、炭素繊維、黒鉛繊維、有
機高弾性率繊維（アラミド繊維等〉、炭化ケイ素繊維、
アルミナ繊維、ボロン繊維、タングステンカーバイド繊
維、カラスｉ維等の高強度、高弾性率ＩＩＩからなる。

このような強化繊維束は、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
維束を規則的に、または不規則に並へて使用してもよい
。この強化繊維束かシート状に配列される。通常、一方
向に互いに並行するように引き揃えてシート状とするが
、長繊維マットや織物などのシート形態にあらかじめ加
工したものを使用することも可能である。

本発明で用いられる離型シートは、離型紙、たとえば厚
み０．０５〜０．２馴程度のクラフト紙、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目止剤の塗布層を設け
、さらにその各塗布層の上にシリコーン系または非シリ
コーン系の離型剤、好ましくはポリジメチルシロキサン
とポリジメチルハイドロジエンシロキサンとの縮合反応
型または付加反応型シリコーンからなる離型剤を塗布し
たようなものである。コロナ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（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４２および／′又は離型シート４３に担持さ
れる樹脂としては、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、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂
を混合した樹脂が挙げられる。好ましい熱硬化性樹脂と
しては、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹
脂、アセチレン末端を有する樹脂、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かあげられ
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
とかできる。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、プリプレグ作成
に適した熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂か用いられる
。特に、アミン類、フェノール類、炭素炭素二重結合を
有する化合物を前駆体とす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−ｐ−アミノフェノール、トリグリシジル−
ｍ−アミンフェノール、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Ｆ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキ
シ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、タレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂、炭素炭素二重結合を有
する化合物を前駆体とす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。またこれらのエポキシ
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
。テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンに代表さ
れる芳香族アミンを前駆体とするエポキシ樹脂は耐熱性
が良好で強化繊維との接着性か良好なため、前述の如き
プリプレグ作成に最も適している。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。エ
ポキシ硬化剤はエポキシ基と反応しうる活性基を有する
化合物であればこれを用いることができる。

ざらに、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、エーテル結合、カーホネート結合、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結合を有
する熱可塑性樹脂であり、より好ましくは、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
リカーボナート、ポリフエニレンスルフイド、ポリヘン
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、ポリエーテルエー
テルケトンのようなエンジニアニングプラスチックに属
する熱可塑性樹脂の一部である。特に、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、ポリエーテルエーテルケトンは耐熱性に優れるので
最適である。

第１図において、上下の離型シート４２．４３がロール
４５．４６から巻き出され、カイトロール４７．４８で
方向転換されるとともに、シート状強化Ｉ！維束４１の
上下に重ね合せられる。該重ね合せ体か加熱板４９て加
熱された後、２段のプレスロール５０に通され、上下か
ら加圧されて離型シートに担持されていた樹脂４４が強
化繊維束４１に転移、含浸され、同時に強化ｌｌｉ維束
４１か押し拡げられ、プリプレグ５１が形成される。２
段のプレスロール５０は、各段それぞれ、一対のロール
５２．５３．５４．５５から構成されている。

各一対のロールの上側ロール５２．５４は、第２図およ
び第３図にも示すように、ロール面長しが、離型シート
４２．４３の幅Ｗｓよりも２０〜２００　ｍｔｎ程度短
かくかつ作成すべきプリプレグ５１の幅と同等か該幅よ
りも１００Ｉｒｖｒ１程度までの範囲で長くされている
。下側ロール５３．５５のロール面長は好ましくは離型
シート４２．４３の幅よりも大とされ、たとえば５〜１
００　ｔｒｖｎ程度あるいはそれ以上に大とされる。

このような寸法関係をとることにより、前記重ね合せ体
をプレスロールで加圧する際、とくに−段目のプレスロ
ール５２．５３で加圧する際、ロール５２．５３間で押
圧されシート幅方向に拡がろうとする樹脂４４の一部が
、離型シート４２．４３間でかつ短尺ロール５２のロー
ル面長方向外側の位置へはみ出す。この位置では、上下
の離型シート４２．４３はあるものの、ロール５２の面
がないので、は力出し樹脂は実質的にそれ程加圧されず
、シート厚み方向にふくらんで樹脂溜り６０の状態とな
る。シート厚み方向にふくらむため、はみ出し樹脂のシ
ート幅方向へのはみ出し代は小さく抑えられる。ロール
５２による加圧力か大きくなる程、樹脂４４のはみ出し
量は多くなるか、上記の如くシート厚み方向にふくらむ
樹脂溜り６０状態とされるため、加圧力が増大しても樹
脂のはみ出し代は十分に離型シート４２．４３の幅Ｗｓ
以内に納められる。２段目のロル５４についても同様で
あり、樹脂溜り６０が押しっぷされることなく、中央部
の製品となるべきプリプレグ部分の樹脂含浸がさらに促
進される。　プレスロール５０を通過した後には、樹脂
が所定の目付て含浸されたプリプレグ５１と、上下の離
型シート４２．４３との重ね合せ体となり、カイトロー
ル６１を介して上０１１Ｊの離型シート４２が離型シー
ト単体として剥離されてロール６２に巻き取られる。プ
リプレグ５１と下側の離型シート４３は、カイトロール
６３．６４間でカッタ６５により、樹脂溜り６０部分と
離型シト４３の耳部がともに切断され、切断された耳部
は巻き取りあるいは適当な処理装置へと送られる。

中央部の製品とすべきプリプレグ５１は、離型シート４
３とともにロール６６に巻き取られる。なお、上記耳部
の切断幅は、基本的には樹脂溜り６０か除去できる幅（
つまり短尺ロール５２．５４の両端位置）とすればよい
が、樹脂溜り６０かできるこの位置では強化繊維（単糸
）が多少孔れることがあるので、若干製品側に入った位
置で切断するのが好ましい。

し発明の効果］ 以上説明したように、本発明のプリプレグの製造方法に
よるときは、一対のプレスロールの一方のロール面長を
短かくして該ロール面長外側でかつ離型シートの幅以内
の位置に、樹脂溜り状に樹脂のはみ出しを許容するよう
にしたので、工程トラブルを発生させることなく日付の
小さなプリプレグでも製造することができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプリプレグの製造方法を実施するため
のプリプレグ製造装置の斜視図、第２図は第１図の工程
における一対のロールの部分平面図、 第３図は第２図の■−■線に沿う縦断面図、第４図は従
来のプリプレグ製造装置の斜視図、第５図は第４図に示
した部位の平面図、である。 ４１・・・・・・強化繊維束 ４２．４３・・・・・・離型シート ４４・・・・・・樹脂 ４９・・・・・・加熱板 ５０・・・・・・プレスロール ５１・・・・・・プリプレグ ５２．５３・・・・・・一対のロール（１段目）５４．
５５・・・・・・一対のロール（２段目）６０・・・・
・・樹脂溜り ６５・・・・・・カッタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１、シート状に配列された強化繊維束の各面に、少な
   くとも一方が一面に樹脂を担持している離型シートをそ
   の樹脂担持面において重ね合せ、該重ね合せ体を少なく
   とも一対のロール間に通して加圧することにより、前記
   樹脂の強化繊維束への転移、含浸と前記強化繊維束の押
   し拡げとを行うプリプレグの製造方法において、前記一
   対のロールのうちの一方のロールの面長を、前記離型シ
   ートの幅よりも短かくかつ作成すべきプリプレグの幅と
   同等か該幅よりも長くして前記重ね合せ体を加圧する際
   に、前記一方のロールのロール面長方向外側への樹脂の
   はみ出しを許容することを特徴とする、プリプレグの製
   造方法。