JPH05131582A - 補強用プリプレグシートテープ - Google Patents

補強用プリプレグシートテープ

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JPH05131582A
JPH05131582A JP29606491A JP29606491A JPH05131582A JP H05131582 A JPH05131582 A JP H05131582A JP 29606491 A JP29606491 A JP 29606491A JP 29606491 A JP29606491 A JP 29606491A JP H05131582 A JPH05131582 A JP H05131582A
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JP
Japan
Prior art keywords
prepreg sheet
reinforcing
tape
prepreg
fibers
Prior art date
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Pending
Application number
JP29606491A
Other languages
English (en)
Inventor
Kimihiro Ikezaki
公裕 池崎
Shiro Asada
史朗 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】繊維方向が一軸方向に配列された補強用プリプ
レグシート2−aを長手方向に順次配列して積層された
補強プリプレグシートテープであり、該テープの長手方
向と各補強用プリプレグシートの繊維方向2−bとのな
す交差角θを82゜≦θ≦88゜とする。 【効果】プリプレグシートテープから凹凸のない表面外
観と十分な曲げ強度、圧縮強度および剛性率を有する管
状成形体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は繊維強化プリプレグシー
トに関し、さらに詳しくは、繊維強化樹脂の釣竿やゴル
フシャフトその他管状体を成形する際に有用な積層プリ
プレグシートの補強用プリプレグシートテープに関す
る。
【0002】
【従来の技術】一方向性プリプレグシート(以下UDプ
レグシートという)は、炭素繊維やガラス繊維などの補
強繊維を一方向に並列かつシート状引揃え、これにエポ
キシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化樹脂を
含浸予備硬化させたものである。このようなUDプリプ
レグシートは、釣竿やゴルフシャフトなどの分野におい
て使われてきた。
【0003】このようなUDプリプレグシートを釣竿の
ような、管状成形体に成形する際にはUDプリプレグシ
ートの強化繊維の配向方向と主応力の方向、すなわち釣
竿の軸方向と一致させる必要がある。しかしながらこの
ようにして得られた管状成形体は繊維の配向方向に対し
ては、十分な特性を発揮するが、繊維の配向方向の直角
方向に対しては十分な特性を発揮しなかった。
【0004】繊維の配向方向に対する直角方向の機械的
特性を十分発揮させるために、UDプリプレグシートの
繊維方向に対してほぼ直角方向に他のUDプリプレグシ
ートを重ねる方法が特開昭50−151693号公報に
報告されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方、UDプリプレグ
シートは一般にその形態を良好に保持するために、離型
紙上に載せた連続した形態で製造、供給されることが多
い。本発明者らは上記特開昭50−151693号公報
を参考に、図1に示すようにUDプリプレグシートにそ
の繊維方向に対して直角方向に補強UDプリプレグシー
トを重ねて2層プリプレグシートを製作した。この2層
プリプレグシートを用いて管状成形体を成形してみる
と、図2に示すような補強用のUDシート間のラップや
ギャップ、あるいはそのUDプリプレグシートを構成す
る繊維束の広がりのむら等で生じるプリプレグの厚みむ
らのために、図3に示すような管状成形体表面上の凹凸
が顕著となり、管状成形体の曲げ強度の低下あるいはそ
の強度のばらつきが発生した。本発明者らは管状成形体
の長手方向ばかりでなく、その直角方向にも十分な機械
的強度を有し、かつ表面外観の優れた管状成形体を得る
ことを目的として、鋭意検討した結果本発明を完成する
に至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、繊維方
向が一軸方向に配列された補強用プリプレグシートを長
手方向に順次配列して積層された補強プリプレグシート
テープにおいて、テープの長手方向と各補強用プリプレ
グシートの繊維方向とのなす交差角θが82゜≦θ≦8
8゜であることを特徴とする補強用プリプレグシートテ
ープである。
【0007】本発明のプリプレグシートテープに用いら
れる強化繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、Eもしく
はSガラスを原料とするガラス繊維、ボロン繊維、金属
繊維等を始めとする無機繊維、ポリアミド繊維、アラミ
ド繊維などの有機繊維が挙げられる。また、本発明に用
いられるマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂また
は熱可塑性樹脂等が用いられ、具体例としてはエポキシ
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げら
れる。
【0008】また、本発明の補強用プリプレグシートテ
ープは例えば、特開昭61−213141号公報に示さ
れた方法により得られる。具体的には次のようにして作
られる。補強用プリプレグを所定の長さに切断し、補強
用プリプレグを製造したときの離型紙の剥離力よりも重
い剥離力を有する離型紙上に、図4に示したように離型
紙の長手方向に対し82゜≦θ≦88゜となるように並
べて低温アイロン等で仮止めを施し、その後70℃程度
に暖められたロール等で圧着して、その後補強用UDプ
リプレグシート製造時に使用していた剥離力の軽い方の
離型紙をはがし剥離力の重い離型紙側に補強用UDプリ
プレグを転写して、補強用UDプリプレグシートテープ
が得られる。しかしこのような方法に限られるものでは
ない。
【0009】本発明の補強用UDプリプレグシートテー
プから成形体を得る方法としては、例えば、補強用UD
プリプレグシートテープと基材となる主UDプリプレグ
シートを基材となる主UDプリプレグシートの繊維方向
と補強用UDプリプレグシートテープの長手方向を同じ
方向にして重ね、マンドレルに基材となる主UDプリプ
レグシートの繊維方向とマンドレルの長手方向を一致さ
せ、必要枚数となるように巻きつけ加熱および加圧処理
することによって成形体を得る方法が挙げられる。加熱
および加圧処理については金型等を用いたコンプレッシ
ョン成形オートクレーブ成形、真空バック成形、テープ
ラッピング成形等の成形法が挙げられる。
【0010】テープ長手方向と補強用UDプリプレグシ
ートテープの繊維方向との交差角θが88゜を越える
と、主UDプリプレグシートと補強用UDプリプレグシ
ートテープから得られる管状成形体表面に凹凸が発生
し、同時に管状体の曲げ強度が低下し、そのばらつきも
大きくなり好ましくない。またθが82゜未満になる
と、得られる成形体表面の凹凸は低減するが、管状成形
体の側面に垂直な方向の剛性および圧縮強度が低下し、
本来の補強用UDプリプレグシートテープによる補強効
果が得られなくなるために好ましくない。
【0011】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。 (1)曲げ特性試験:積層したプリプレグシートを10
φの鉄製マンドレルに4周巻き付け、ポリプロピレン製
テープ(巾15mm)をテープ張力3kg/15mmで
ラッピングし130℃2時間の条件で硬化して600m
mのパイプを成形した。これを試料として図5に示すよ
うな測定治具を用いて曲げ強度および曲げ弾性率を測定
した。図中5−aは可動圧子、5−bは固定圧子、5−
cはサンプルCFRPパイプ、5−dは圧子部での応力
集中を防ぐために装着した内径11.5mm、厚さ2m
m、巾10mmの金属リングを示す。測定条件は可動圧
子長スパン500mm,固定圧子スパン長150mm、
クロスヘッドスピード15mm/min、測定雰囲気は
21℃50%RHで実施した。評価は6点の平均値を求
めるとともに、ばらつき度を評価するためその変動率
(CV値)を求めた。 (2)圧縮特性試験:管状成形体の側面方向からの圧縮
特性を図6に示すような治具を用いて評価した。図6に
おいて、6−aはロードセルで、6−bは圧縮用天板、
6−cは管状成形体、6−dはベースプレートを示す。
試料は上記曲げ特性試験の試料調整において20φの鉄
製マンドレルを用いることおよび巻回数を3回にしたこ
とを除いて同様にして調整した。なおその評価は図7に
示すような応力−たわみ曲線から破断強度および剛性率
(=弾性限応力/弾性限たわみ量)を求めることにより
行った。
【0012】実施例1〜4および比較例1〜2 巾550mm、秤量120g/m2、厚み0.12mm
の紙にシリコーン樹脂をコートして得られた表面の剥離
抵抗値55g/19mmの離型紙に、硬化剤を含むエポ
キシ樹脂組成物をホットメルト方式によるコーターを用
いて、樹脂の目付が19g/m2になるように塗布し
た。これに炭素繊維の目付が30g/m2になるように
炭素繊維を一方向に引き揃えた後、フィルムに圧着およ
び加熱・加圧により樹脂を繊維に含浸させ、UDプリプ
レグとし離型紙とともに巻き上げた。このようにして得
られたUDプリプレグシートの両端の耳部をカットし、
UDプリプレグシートの繊維方向に対してそれぞれ80
゜、82゜、84゜、86゜、88゜、90゜の角度で
約500mmに定長カットし6種類の平行四辺形状のU
Dプリプレグを得た。このUDプリプレグシートを離型
紙側を上にして、かつ補強繊維の方向と連続状離型紙
(剥離抵抗値420g/19mm)の長手方向となす交
差角が80゜、82゜、84゜、86゜、88゜、90
゜になるようにして剥離性の重い離型紙上に並べ、加熱
し部分的にセットした。これをロール温度80℃、スピ
ード100m/Hで加熱ニップロールに通した。その
後、上部の離型紙を剥ぐことにより容易に転写された連
続状の6種類の補強用UDプリプレグシートテープが入
手できた。このように得られた補強用UDプリプレグー
シートテープと基材となる主UDプリプレグシート(三
菱レイヨン製プリプレグ:品番HR330E150S、
繊維量139g/m2、樹脂含有率30%;炭素繊維:
三菱レイヨン製、品番HR40−12M、弾性率40t
/mm2)をテープの長手方向と基材となる主UDプリ
プレグシートの繊維方向を同じにして積層して、低温ア
イロンで仮止めを施し、その後、70℃程度に暖められ
たロール等で圧着し、6種類のプリプレグシートを得
た。これらのプリプレグシートから曲げ特性試験および
圧縮特性試験用の試料を成形し、それぞれについて評価
を行った。結果を表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】交差角θが90゜の場合には、得られた成
形体の表面の凹凸が顕著であり、また表1からわかるよ
うに、曲げ強度のばらつきがありそのために強度値自体
も低くなっている。また、交差角θが80゜の場合に
は、得られた成形体の表面の凹凸はないものの、表1よ
りわかるように曲げ弾性率の低下、圧縮時の破断強度低
下および剛性率の低下している。一方、本願発明のプリ
プレグシートから得られた成形体は表面の凹凸もなく、
かつ十分な曲げ強度を有しまたそのばらつきもなく、さ
らには圧縮時の破断強度および剛性率を十分なものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】主UDプリプレグシート上に複数の補強UDプ
リプレグシートが主UDプリプレグシートの繊維配向方
向に順次に配列され、かつ主プリプレグシートの繊維配
向方向と補強UDプリプレグシートの繊維配向方向とが
なす角度が90゜となっている積層プリプレグシートの
斜視図である。
【図2】主UDプリプレグシート上に補強UDプリプレ
グを重ねた際に起こるラップとギャップを示した積層プ
リプレグの概略図である。
【図3】図2に示すプリプレグシートを用いて製作され
た成形体の概略図である。
【図4】本発明の補強用UDプリプレグシートテープの
斜視図である(82゜≦θ≦88゜)。
【図5】管状成形体の4点曲げ試験用測定装置の概略図
である。
【図6】圧縮特性試験測定法の概略図である。
【図7】圧縮特性試験測定の際の応力−たわみ曲線の概
略図である。
【符号の説明】
1−a 主UDプリプレグシート 1−b 主UDプリプレグシートの繊維配向方向 2−a 補強UDプリプレグシート 2−b 補強UDプリプレグシートの繊維配向方向 3−a ラップ 3−b ギャップ 4−a 離型紙 4−b 離型紙の長手方向 5−a 可動圧子 5−b 固定圧子 5−c 管状成形体 5−d 金属製リング 6−a ロードセル 6−b 圧縮用天板 6−c 管状成形体 6−d ベースプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 105:10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維方向が一軸方向に配列された補強用
    プリプレグシートを長手方向に順次配列して積層された
    補強プリプレグシートテープにおいて、テープの長手方
    向と各補強用プリプレグシートの繊維方向とのなす交差
    角θが82゜≦θ≦88゜であることを特徴とする補強
    用プリプレグシートテープ。
JP29606491A 1991-11-12 1991-11-12 補強用プリプレグシートテープ Pending JPH05131582A (ja)

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JP29606491A JPH05131582A (ja) 1991-11-12 1991-11-12 補強用プリプレグシートテープ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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