JPH0341580B2

JPH0341580B2 -

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Publication number: JPH0341580B2
Application number: JP58042328A
Authority: JP
Priority date: 1983-03-16
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1991-06-24
Also published as: JPS59168153A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、繊維強化プラスチツク（FRP）
を成形するときに使用する補強繊維織物プリプレ
グを製造する方法に関する。

＜従来の技術＞炭素繊維等の補強繊維からなる織物にＢ−ステ
ージの熱硬化性樹脂を含浸してなる織物プリプレ
グは、補強繊維を一方向に互いに並行かつシート
状に引き揃えたものにＢ−ステージの熱硬化性樹
脂を含浸してなる一方向性プリプレグとともに
FRPの形成素材として多用されている。

ところで、織物プリプレグは、従来、たとえば
次のような方法によつて作られている。

すなわち、織物を用いて補強繊維織物を製織し
た後、これを、一旦、紙管に巻き取り、次いで、
紙管から織物を引き出してＢ−ステージの熱硬化
性樹脂を含浸し、再び紙管に巻き取る方法によつ
ている。しかしながら、この方法は、全く独立し
た製織工程とプリプレグ化工程とを経るので、生
産性が大変悪い。また、織糸の配列の乱れの少な
い織物プリプレグを得るのが難しいという問題も
ある。

この点について詳述するに、これは補強繊維織
物に限つたことではないが、一般に、織物におい
ては、組織上、交錯部で織糸（経糸と緯糸）が屈
曲（クリンプ）する。プリプレグ用補強繊維織物
においてこの屈曲の程度が著しいと、屈曲部に集
中する大きな応力のために、織物は、補強繊維が
もつ特性を十分に利用しきらないうちに屈曲部か
ら破壊してしまい、補強繊維の使用量に見合つた
物性のFRPを得ることができなくなる。そのた
め、織物プリプレグ用の織物においては、屈曲部
への著しい応力集中を避けるため、織糸密度を低
くして屈曲の程度を小さくするか、織組織のなか
でも比較的織糸の屈曲の程度が小さい朱子組織を
採用するようにしている。しかしながら、そのよ
うな織物は目ずれを起こしやすく、織成後に紙管
に巻き取るときの張力や、次のプリプレグ化工程
に移送する途上における乱雑な取り扱いや、プリ
プレグ化工程で紙管から引き出す際の張力等によ
つて特に緯糸が蛇行し、織糸、ひいては補強繊維
の配列が乱れてしまう。しかるに、FRPは、よ
く知られているように、強度や弾性率といつた特
性が、補強繊維の繊維軸方向において最も高く、
繊維軸方向から離れる（繊維軸方向に対して角度
をもつ）にしたがつて急激に低下するという、特
性が補強繊維の配列に大きく依存する異方性材料
であり、補強繊維の配列が所定の方向に保たれて
いないような織物プリプレグによつては、高物性
のFRPは得られないし、製品間の物性のばらつ
きも大きくなつてしまう。

＜発明が解決しようとする課題＞この発明の目的は、従来の方法の上述した問題
点を解決し、織糸、ひいては補強繊維の配列の乱
れが極めて少ない織物プリプレグを効率よく製造
することができ、高物性で、しかも、製品間の物
性のばらつきの少ないFRPを成形することがで
きる補強繊維織物プリプレグの製造方法を提供す
るにある。

＜課題を解決するための手段＞上記目的を達成するために、この発明は、織機
を用いて補強繊維織物を製織した後、織口と巻取
部との間で、織物に、一面にＢ−ステージの熱硬
化性樹脂を担持したアルミニウム箔をその一面が
織物側を向くように重ね合わせ、加熱、加圧して
上記樹脂を織物に転移、含浸することを特徴とす
る、補強繊維織物プリプレグの製造方法を提供す
る。

この発明を詳述するに、図面において、多数
の、織機の整経ビーム（図示せず）から引き出さ
れた経糸１は、綜絖２に通され、その上下運動に
よつて開口される。開口された経糸間には、緯糸
３が、シヤツトルやレピア等によつて打ち込まれ
る。緯糸３は、次いで筬４によつて織口５まで運
ばれ、このとき綜絖２が再び上下運動して閉口
し、織物６が形成される。以上の操作は、通常
の、織機による製織操作と何ら変わらない。

ここで、織糸、すなわち経糸および緯糸は、炭
素繊維、ガラス繊維、有機高弾性率繊維（ポリア
ラミド繊維等）、シリコンカーバイド繊維、アル
ミナ繊維等の高強度、高弾性率繊維のマルチフイ
ラメントからなつている。もつとも、同一の織物
についてただ１種類の補強繊維を用いる必要は必
ずしもなく、経糸および／または緯糸に２種以上
の補強繊維、たとえば、炭素繊維とガラス繊維ま
たは有機高弾性率繊維とを使用したり、経糸に炭
素繊維を使用し、緯糸にガラス繊維または有機高
弾性率繊維を使用したりして、いわゆる交織織物
としてもよいものである。

補強繊維は、数μｍから数十μｍの単糸径を有
する。織糸としてみた横断面積は、補強繊維の種
類等にもよるが、後述する平織物、朱子織物、綾
織物の場合で0.01〜0.3mm²程度である。一方向性
織物の場合には、４mm²程度のものまで使用でき
る。なお、織糸は、後の樹脂のプリプレグ化工程
で樹脂が容易に含浸されるよう、撚り数の少ない
ものが好ましい。

織物は、平織物、朱子織物、綾織物、一方向性
織物等、いずれの織組織のものであつてもよい
が、織糸相互の交錯数が少ないために織糸の屈曲
の程度を小さくでき、また、比較的薄くできる朱
子織物であるのが好ましい。なお、織物の目付
は、30〜450ｇ／m²、好ましくは50〜300ｇ／m²で
ある。製織速度は、0.1〜0.4ｍ／分程度である。

さて、織物６には、織口５と、織物６の走行方
向において織口５の前方（図面において右方）に
位置する、織機の巻取部たるクロスローラ７との
間で、一面にＢ−ステージの熱硬化性樹脂を担持
したアルミニウム箔８がその一面が織物６側を向
くように重ね合わされる。

重ね合せ体は、次いで、互に対向配置したプレ
スローラ９、１０、１１間に通され、アルミニウ
ム箔８上の樹脂が織物６に転移、含浸され、織物
プリプレグが得られる。

織物プリプレグは、次いでアルミニウム箔８と
ともにクロスローラ７に巻き取られ、保管された
り、移送されたりする。巻き取りに先立つてアル
ミニウム箔８を除去し、剥離シート等を介挿しな
がら巻き取つてもよい。なお、巻取部としては、
上述したように織機のクロスローラを使用した
り、織機のクロスビームを使用したりする。紙管
等で別に構成することも可能である。

上記において、Ｂ−ステージの熱硬化性樹脂
は、FRPのマトリクス樹脂として用いられてい
るエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂、フエノール樹脂等である。

また、アルミニウム箔は、0.01〜0.2mm程度の
厚みをもち、樹脂を担持する一面には離型剤が塗
布されている。

アルミニウム箔に担持させる樹脂の量は、織物
プリプレグ中に占める樹脂の割合が30〜60体積
％、好ましくは35〜55体積％になるような量であ
る。アルミニウム箔１m²当たりでみると、10〜
450ｇ、好ましくは20〜380ｇの範囲である。な
お、樹脂の担持幅は、織物の幅と同一か、それよ
りもやや広くしておく。

プレスローラは、織物を織糸を傷付けない程度
に押しつぶして樹脂が容易に含浸されるよう、織
物とアルミニウム箔との重ね合せ体に１〜20Kg／
cm、好ましくは３〜８Kg／cmの線圧を加えること
ができるものである。このとき、少なくとも１個
のプレスローラを、樹脂がより容易に含浸される
よう、樹脂のゲル化温度未満である80〜120℃の
範囲に加熱し、樹脂の粘度を１〜50ポイズ程度ま
で下げておく。この場合、プレスローラの前方、
たとえばクロスローラ付近を、好ましくは10℃以
下に冷却すると、樹脂の硬化が抑制されるので好
ましい。

プレスローラは、また、織物が移動中に経糸張
力の不均衡による緯糸の配列の乱れが起こらない
うちに樹脂の転移、含浸を完了してしまうため
に、織口にできるだけ近い位置に設置する。ま
た、含浸された樹脂が付着しないよう、表面にフ
ツ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型剤を塗布すて
おくか、プレスローラ９，１０間で、織物６の、
アルミニウム箔８の重ね合せ面とは反対側の面
に、ポリエチレンフイルム、ポリエステルフイル
ム、ポリプロピレンフイルム、剥離シート等を重
ね合わせ、そのまま巻き取るかプレスローラ１１
以降で剥ぎ取つた後に巻き取るようにするとよ
い。

上記においては、樹脂を担持したアルミニウム
箔を、織物の一面のみに重ね合せる場合について
説明したが、両面に重ね合わせるようにすると、
織物プリプレグ中における樹脂量や樹脂分布をよ
り均一にすることができるようになるばかりか、
厚手の織物に対しても容易に樹脂を転移、含浸さ
せることができるようになる。

＜発明の効果＞この発明は、織口と巻取部との間で、織物に、
一面にＢ−ステージの熱硬化性樹脂を担持したア
ルミニウム箔をその一面が織物側を向くように重
ね合わせ、加熱、加圧して上記樹脂を織物に転
移、含浸するから、従来の方法のように、全く独
立した製織工程とプリプレグ化工程とを経る必要
がなくなり、生産性が向上する。

また、この発明によれば、織糸、ひいては補強
繊維の配列の乱れが極めて少ない織物プリプレグ
を製造することができる。

すなわち、織物の製織速度は、0.1〜0.4ｍ／分
程度と速くない。そのため、樹脂の担持に、通常
の、クラフト紙やグラシン紙等の紙を基材とする
剥離シートを使用すると、大気に晒される時間が
長いことによる吸湿が無視できなくなり、その吸
湿による膨潤が無視できなくなる。一方、プリプ
レグ化工程では、加熱するので収縮する。この膨
潤、収縮が起こると補強繊維の配列が乱れるが、
この発明においては、そのような膨潤や収縮の心
配のないアルミニウム箔を使用するので、製織
後、直ちにアルミニウム箔から比較的粘度の高い
Ｂ−ステージの熱硬化性樹脂が転移されて織糸の
配列が固定されることと相まつて、補強繊維の配
列の乱れをほとんど完全に防止することができる
のである。

したがつて、また、この発明の方法による織物
プリプレグを使用すれば、高物性で、しかも、製
品間の物性のばらつきの少ないFRPを成形する
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の方法を実施している様子を
示す、織機の要部の概略側面図である。１：経糸、２：綜絖、３：緯糸、４：筬、５：
織口、６：織物、７：クロスローラ（巻取部）、
８：アルミニウム箔、９：プレスローラ、１０：
プレスローラ、１１：プレスローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

１織機を用いて補強繊維織物を製織した後、織
口と巻取部との間で、織物に、一面にＢ−ステー
ジの熱硬化性樹脂を担持したアルミニウム箔をそ
の一面が織物側を向くように重ね合わせ、加熱、
加圧して上記樹脂を織物に転移、含浸することを
特徴とする、補強繊維織物プリプレグの製造方
法。