JPH04118208A - プリプレグ - 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） 本発明は炭素繊維フェルトに熱硬化性樹脂を含浸したも
のと黒鉛シートからなるプリプレグに関するものであり
、そのプリプレグを用いて硬化させた成形品は断熱材、
摺動材、導電材等に使用される。

（従来の技術） 近年、航空、宇宙、鉄鋼、電気、電子、自動車産業分野
において軽量かつ断熱性、摺動性、導電性、耐薬品性等
において優れた材料の必要性が増している。

これらの特性を満たす材料の一つに炭素繊維及び他の繊
維との混綿の樹脂複合材が挙げられ、これら材料を作る
ための素材としてフェルトに樹脂を含浸したプリプレグ
が広く用いられている。

従来、上記プリプレグを積層し成形する際、糸落ち、断
熱効果、耐酸化安定性等の物性を高めるために予め接着
用樹脂をコーティングした黒鉛ノートを最外部に積層し
て成形する方法が幅広く知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この方法で黒鉛シートを張り合わせるにはフェ
ルトとは別に予め黒鉛シートに接着用樹脂をコーティン
グし、更に液垂れするような場合は該接着用樹脂に対し
てＢ−ステージ化を行っておく必要もあった。又、嵩高
いフェルトにマトリックス樹脂を含浸しＢ−ステージ化
を行うには、低温雰囲気下でかつ長時間乾燥する必要が
あった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は嵩高いフェルトに熱硬化性マトリ、７ク
ス樹脂を含浸し少なくともその一面に黒鉛シートを接合
した後にＢ−ステージ化することを特徴とするプリプレ
グに関する。

本発明に用いられるフェルトは炭素繊維をニードルパン
チし、嵩密度が０．０２〜０．２　ｇ／ｃ　ｃ。

目付けが２００〜３０００ｇ／ｍ”の範囲にあれば良（
、取り扱い性やフェルトの強度から０．０５〜０．１５
ｇ／ｃｃ、３００〜１０００ｇ／ｍ”がより好ましい。

又、使用される熱硬化性樹脂は用途により種々選択でき
るが一般にはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエス
テル樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられ、
更にはそれらの混合樹脂と硬化剤、触媒等を加え調合し
たマトリックス樹脂が幅広く使用できる。

嵩高いフェルトに樹脂を容易に含浸させるにはメタノー
ル、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエ
チルケトン等のケトン類、メチレンクロライド、トリク
レン等のハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族溶剤類、メチルアセテート、エチル
アセテート、ブチルアセテート、プロピルアセテート、
セロソルブ類、エチルエーテル等のエステル類、エーテ
ル類、及び水等を用いて１　ｐｏ　ｉ　ｓ　ｅ以下の粘
度に調合したマトリックス樹脂を用いることが望ましい
がそれ以上の粘度を有する場合には絞りを加えるなどし
て均質に含浸することもできる。

黒鉛シートは黒鉛粉末を硫酸処理して膨張させた物を圧
延押し出しなどの方法でシート化して得られる気密性の
あるシートで密度が０．６−１．６ｇ　／　ｃ　ｃの範
囲にあるフレキシブルなシートである。従ってシートを
構成する黒鉛粒子間にわずかな間隙を有するため含浸液
の浸透する余裕があり、これが炭素繊維との接着を可能
にする理由である。

黒鉛シートは炭素繊維フェルトに比べ密度が高いため厚
くなるにつれ余熱容量が大幅に増すためＢ−ステージ化
を行う際、長時間乾燥しなければならない。そのため高
温雰囲気下で短時間にＢ−ステージ化を行うには黒鉛シ
ートの厚みは１ｍｍ以下が好ましい。

かかる黒鉛シートを含浸フェルトに接触させると黒鉛シ
ートにマトリックス樹脂が付着し、別途黒鉛シートだけ
に樹脂をコーティングさせる必要がなくなる。更に、該
含浸フェルトと黒鉛シートを重ね合わせたまま黒鉛シー
ト側から温風を当てることにより黒鉛シートと該含浸フ
ェルトが接着したプリプレグが得られる。

一般に、高温でＢ−ステージ化を行うことは総揮発分含
有率を減少させるため、乾燥時間が短く出来るという点
で有利な方法ではあるが、嵩高いフェルトでは内部に熱
が伝わる前に表面のみＢステージ化が進み、更には一部
Ｃ−ステージ化まで進んでしまう、つまりフェルト表層
部とフェルト内部のＢ−ステージ状態が均質にならない
可能性がある。本発明のプリプレグでは含浸フェルトと
黒鉛シートを重ね合わせたまま黒鉛シート側から温風を
当てるので温風が直接該含浸フェルトに当たらないため
フェルト表層部のみ乾燥し過ぎることがなく均質にＢ−
ステージ化が進む。

ここで、黒鉛シートを接触させていない面から上記温度
より低い温風を同時に当ててＢ−ステジ化を進め、更に
均質なプリプレグを得ることもてきる。

本発明によれば、フェルトのプリプレグと黒鉛シートの
プリプレグを同時に作れるようになり、別々に作る場合
に比べ大幅に時間を短縮することが出来る。

更に、得られたプリプレグを用いて成形された成形断熱
材は糸落ち、毛羽だち防止、耐酸化安定性に効果があり
、更にＣ／Ｃコンポジット等の製品に於いても同様な効
果が認められた。

（実施例） 例を挙げて本発明を説明する。

実施例１ 炭素繊維フェルト「ドナカーボＳ−２２１Ｊ（（株）ド
ナツク製）（嵩密度　０．０５ｇ／ｃｃ、目付け　５０
０ｇ／ｍ’）　　にフェノール樹脂［ブライオーフェン
　Ｒ−５２１Ｊ　　（大日本インキ化学工業（株）製）
をメタノールを用いて希釈したマトリックス樹脂を含浸
し、該含浸フェルトの下部に黒鉛シート「グラフオイル
」　（ユニオンカーバイド社製）（厚み０．５ｍｍ）を
接触させ予め加熱した１４０℃の温風を下部から１０分
間当てＢ−ステージ化を行った。得られたプリプレグの
樹脂含有率は６５重量％であり、黒鉛シートとフェルト
部は充分接着していた。フェルトプリプレグ部を厚み方
向に４分割した各部の揮発分含有率は、上部から８．５
．９．０．８．０．６．９重量％であり均質にＢ−ステ
ージ化が行われていた。

実施例２ 上記フェノール樹脂の代わりにエポキシ樹脂［エビクロ
ン８５０Ｊ１００部、硬化剤として「エピクロンＢ−０
５７Ｊ　１０部をメチルエチルケトンを用いて希釈した
マトリックス樹脂に実施例１のフェルトを含浸し、同様
に黒鉛シートを下部に接触させ予め１５０°Ｃに加熱し
た風を下部から当て、更に１００°Ｃに加熱した温風を
上部から当て、５分間Ｂ−ステージ化を行った。

得られたプリプレグの樹脂含有率は４０重量％てあり黒
鉛シートとフェルトプリプレグは充分接着していた。同
様に４分割した各部の揮発分含有率は、上部から４５．
３．６．４．４．３０重量％であり均質にＢ−ステージ
化が行われていた。

比較例 炭素繊維フェルト［ドナカーポＳ−２２１Ｊ（（株）ド
ナツク製）（嵩密度　０．０５ｇ／ｃｃ、目付け　５０
０ｇ／ｍ”）に　フェノール樹脂「フライオーフェン　
Ｒ−５２１Ｊ　　（犬日本インキ化学工業（株）製）を
メタノールを用いて希釈したマトリックス樹脂を含浸し
、該含浸フェルトを予め１１０°Ｃに加熱した温風を両
面から１５分間当てＢ−ステージ化を行った。得られた
プリプレグを同様に４分割した各部の揮発分含有率は、
上部から８．５．１３．０．１４．８．１０．６重里％
であり、充分Ｂ−ステージ化が進んでいる状態ではなか
った。さらに黒鉛シートの片面に上記樹脂を１００　ｇ
／ｍ”の割合でコーティングし、１１０°Ｃの温風を５
分間当ててＢ−ステージ化を行った。

実施例１及び２と比較して長時間且つ複雑な工程が必要
である。

（発明の効果） 本発明プリプレグでは、フェルトのプリプレグと黒鉛シ
ートのプリプレグを別々に作り積層する従来の場合に比
べ大幅に時間を短縮することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炭素繊維フェルトに熱硬化性樹脂を含浸し、更に少
   なくともその一面に黒鉛シートを接合してからＢ−ステ
   ージ化することを特徴とするプリプレグ。