JPH09136976A - Tow prepreg and its manufacture - Google Patents

Tow prepreg and its manufacture

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JPH09136976A
JPH09136976A JP29701095A JP29701095A JPH09136976A JP H09136976 A JPH09136976 A JP H09136976A JP 29701095 A JP29701095 A JP 29701095A JP 29701095 A JP29701095 A JP 29701095A JP H09136976 A JPH09136976 A JP H09136976A
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JP
Japan
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tow
resin
width
prepreg
prepreg according
Prior art date
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Pending
Application number
JP29701095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ietsugu Santou
家嗣 山藤
Masahiro Sugimori
正裕 杉森
Sadahito Nakahara
禎仁 中原
Toshiyuki Ito
稔之 伊藤
Tetsuya Torii
哲也 取違
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

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a tow prepreg that can give excellent toughness to a product obtained therefrom without damaging handleability, thermal properties, and mechanical properties and a method for the production thereof. SOLUTION: This tow prepreg comprises (A) five or less reinforcing fiber tows having a tensional modulus of 200 GPa or more, (B) a fibrous thermoplastic resin having a tensional modulus of 100 GPa or less, and (C) a thermosetting resin having a viscosity of 3,000 to 100,000 poises at 50 deg.C. A tow prepreg with the component (B) localized on its outer surface is prepared and a certain amount of a resin is fed to at least one surface of a flattened tow. Upon or immediately after the contact of the resin with the tow, the resin is allowed to penetrate in the direction of the thickness of the tow, so that the resin is infiltrated into the tow by lateral movement of the filament constituting the tow. Immediately before or upon the cooling, a fibrous thermoplastic resin having a tensional modulus of 100 GPa or less is arranged on its surface and then it is taken up.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化複合材料に優
れた靭性を付与できるトウプリプレグ、その製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tow prepreg capable of imparting excellent toughness to a fiber reinforced composite material and a method for producing the tow prepreg.

【0002】[0002]

【従来の技術】繊維強化複合材料に用いられる中間材料
は一般的にプリプレグとよばれ、離型紙の上に樹脂を薄
くコートしたホットメルトフィルムの上に強化繊維トウ
を引き揃え、その上からトップフィルムをかぶせるか、
あるいはさらにホットメルトフィルムを上から重ねた
後、加熱及び/又は加圧して強化繊維トウの構成フィラ
メントに樹脂を含浸させ、しかる後巻取って製造するの
が一般的な製法である。代表的な例として、上下からホ
ットメルトフィルムで挟み込んで樹脂を含浸させる方法
が特開平3−149230号公報及び特公平4−505
7号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art Intermediate materials used for fiber-reinforced composite materials are generally called prepregs. Reinforcement fiber tows are lined up on a hot-melt film, which is thinly coated with resin on release paper, and topped from above. Do you cover the film,
Alternatively, it is a general production method that a hot melt film is further stacked from above, and then the constituent filaments of the reinforcing fiber tow are impregnated with a resin by heating and / or pressurizing, and then wound up to be manufactured. As a typical example, a method of sandwiching a hot melt film from above and below to impregnate a resin is disclosed in JP-A-3-149230 and JP-B-4-505.
No. 7 discloses this.

【0003】上記公報に開示された方法は、多数本の強
化繊維トウを取扱い、広幅で離型紙等の保護フィルムに
はさんであるので製造プロセス上の汚れもなく安定的に
製造できるメリットがある。また一本のトウにホットメ
ルトの樹脂を含浸させるトウプリプレグの製造方法が特
公平5−80330号公報に開示されており、この方法
は離型紙やホットメルトフィルムを取り去ってトウ単位
でプリプレグを製造する方法である。
Since the method disclosed in the above publication handles a large number of reinforcing fiber tows and is wide and sandwiched by a protective film such as release paper, it has an advantage that it can be stably manufactured without stains in the manufacturing process. . A method for producing a tow prepreg in which one tow is impregnated with a hot melt resin is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 5-80330, and this method removes release paper or a hot melt film to produce a prepreg in a tow unit. Is the way to do it.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平3−149230号公報及び特公平4−5057号
公報に開示された方法で製造されるプリプレグは、幅方
向に広幅でみると樹脂含有量の変動は非常に少ないが、
トウ1本程度の細幅でみると樹脂含有量の変動が大き
く、広幅で製造したプリプレグを細幅で裁断して使用す
ると、プリプレグ間の樹脂含有量の変動が大きくなりす
ぎるという問題が生じる。これは多数本のトウ幅の厳密
な制御はできていないので、ホットメルトフィルムの単
位面積当たりの樹脂量が一定でも、トウの広がりの変動
からくる単位体積当たりの繊維量の変動があるため、樹
脂含浸後の単位面積当たりの樹脂含有量(重量%)が変
動し、プリプレグを広幅で使用すると樹脂含有量は変動
が相殺されて精度が良くなるが、例えば広幅のプリプレ
グをトウ1〜5本程度の広がりに相当する幅で裁断した
スリットテープや、広幅のプリプレグからトウ1〜5本
程度を引き剥してトウプリプレグとした場合樹脂含有量
の変動が大きくなるからである。
However, the prepreg manufactured by the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-149230 and Japanese Patent Publication No. 4-5057 has a resin content of a wide range in the width direction. Very little variation,
The variation of the resin content is large when viewed with a narrow width of about one tow, and when the prepreg manufactured with a wide width is cut and used with a narrow width, the variation of the resin content between the prepregs becomes too large. Since it is not possible to strictly control the width of a large number of tows, even if the amount of resin per unit area of the hot melt film is constant, there is a change in the amount of fibers per unit volume due to the change in the spread of the tow. The resin content (% by weight) per unit area after resin impregnation fluctuates, and when the prepreg is used in a wide width, the fluctuation is canceled out and the accuracy is improved, but for example 1 to 5 wide prepregs are used. This is because when the slit tape is cut with a width corresponding to a certain degree of spread, or about 1 to 5 tows are torn off from a wide prepreg to obtain a tow prepreg, the resin content varies greatly.

【0005】更に樹脂含浸速度に関して言えば、トウを
横並びに置き、しかも上下から離型紙等の保護シートで
押さえつけているため、トウを構成するフィラメントの
移動はほとんど不可能で、樹脂の含浸速度は離型紙を介
した上下からの加熱、加圧条件及び熱硬化性樹脂であれ
ば樹脂のライフとの兼ね合いで決定され、単に加熱低粘
度化すればよいというわけではなく、含浸させる工程の
長さ等の問題もあり、生産速度の向上には限界があっ
た。さらに上下からホットメルトフィルムで挟み込んだ
場合はトウ内に空気が取り残されるため含浸不良がおこ
りやすい欠点も有していた。
Further, regarding the resin impregnation speed, since the tows are placed side by side and pressed from above and below by a protective sheet such as release paper, it is almost impossible to move the filaments forming the tow, and the impregnation speed of the resin is Heating from above and below via release paper, pressure conditions and thermosetting resin are determined in consideration of the life of the resin, and it is not necessary to simply lower the viscosity by heating, but the length of the impregnating process Due to such problems, there was a limit to the improvement of production speed. Further, when sandwiched by a hot melt film from above and below, air is left in the tow, so that impregnation failure is likely to occur.

【0006】また特公平5−80330号公報記載のト
ウプリプレグの製造方法では、トウ幅を広げた状態で樹
脂を被覆しトウの相対する表面に皮膜を作り、そのトウ
をこねることで含浸させているが、この方法における含
浸は扁平トウの表面に樹脂皮膜をつくり、次いで樹脂を
トウ内に均一に押し込むことに主眼がおかれている。し
かしながらこの方法ではまず均一な皮膜を実現すること
が問題となる。すなわちこの方法では、ドクターブレー
ドとトウの隙間で塗布量を制御しているが、トウのかさ
ばりや幅方向のトウ厚さは均等ではなく、しかも長手方
向に変動するのでクリアランスが一定でも塗布厚さを精
度よく制御することは至難である。更に混練ロールによ
るトウの混練でも厚さ方向への樹脂移動は起こりやすい
が、横方向の樹脂移動が少ないため均一性が樹脂の塗布
性に依存することになる。
Further, in the method for producing a tow prepreg described in Japanese Patent Publication No. 5-80330, a resin is coated in a state where the tow width is widened to form a film on the opposite surface of the tow, and the tow is impregnated by kneading. However, the impregnation in this method is focused on forming a resin film on the surface of the flat tow and then pushing the resin uniformly into the tow. However, the problem with this method is that a uniform film is first obtained. That is, in this method, the coating amount is controlled by the gap between the doctor blade and the tow, but the bulk of the tow and the tow thickness in the width direction are not uniform, and since they fluctuate in the longitudinal direction, the coating thickness is constant even if the clearance is constant. It is extremely difficult to accurately control the. Further, even when the tow is kneaded by the kneading rolls, the resin tends to move in the thickness direction, but since the resin does not move laterally, the uniformity depends on the coating property of the resin.

【0007】一方、エポキシ樹脂に代表される熱硬化性
樹脂は上記の特徴以外にも、耐熱性、耐溶剤性、機械的
特性に優れる等の種々の特徴を有する一方で靱性に乏し
いため耐衝撃性に劣るという欠点を有している。特に繊
維強化樹脂複合材料を積層体として用いた場合には衝撃
に対する抵抗性は層間剥離強度によって支配されること
が多いため、靱性の低い熱硬化性樹脂をマトリックスと
して用いた繊維強化樹脂複合材料の耐衝撃性も低いとい
う結果になり、そのために繊維強化樹脂複合材料の用
途、特に構造材料としての用途はかなり制限されたもの
となっていた。
On the other hand, thermosetting resins typified by epoxy resins have various characteristics such as excellent heat resistance, solvent resistance, and mechanical characteristics in addition to the above characteristics, but have poor toughness, and therefore impact resistance. It has the drawback of being inferior in sex. In particular, when a fiber-reinforced resin composite material is used as a laminate, the resistance to impact is often governed by the delamination strength, so that a fiber-reinforced resin composite material using a thermosetting resin with low toughness as a matrix is used. The result is that the impact resistance is also low, and therefore, the use of the fiber-reinforced resin composite material, particularly the use as a structural material, has been considerably limited.

【0008】この熱硬化性マトリックス樹脂の欠点を改
良する方法としては、ゴム成分や熱可塑性樹脂を添加す
る方法が知られているが、十分な靱性改良効果をあげる
ためには多量に添加する必要があり、耐熱性、耐溶剤性
等の大幅な低下を招く結果となっていた。
As a method for improving the defects of the thermosetting matrix resin, a method of adding a rubber component or a thermoplastic resin is known, but it is necessary to add a large amount in order to obtain a sufficient toughness improving effect. Therefore, the heat resistance, solvent resistance, etc. are significantly reduced.

【0009】また熱可塑性樹脂、特に耐熱性、耐溶剤性
に優れるいわゆるエンジニアリングプラスチックを添加
する方法が特開昭61−212543号公報、特開昭6
1−228016号公報、特開昭58−134111号
公報等に提案され、ゴム成分添加に比べ耐熱性、耐溶剤
性等の低下が抑えられることが報告されているが、十分
な靱性を得るためには多量な添加が必要であり、系全体
の粘度上昇に伴うプリプレグ製造時の工程通過性の低下
あるいはプリプレグのタックレベルの低下といった問題
は、この方法でも依然として大きく残されている。
Further, a method of adding a thermoplastic resin, especially so-called engineering plastic having excellent heat resistance and solvent resistance, is disclosed in JP-A-61-212543 and JP-A-6-212543.
It has been proposed in JP-A 1-228016, JP-A-58-134111, etc., and it has been reported that a decrease in heat resistance, solvent resistance and the like can be suppressed as compared with the addition of a rubber component, but in order to obtain sufficient toughness. Requires a large amount of addition, and problems such as a decrease in processability during prepreg production or a decrease in tack level of the prepreg due to an increase in the viscosity of the entire system still remain largely in this method.

【0010】また、これらの熱硬化性マトリックス樹脂
自体の靱性を改良しようとする試みは、積層体の層間剥
離強度を改善するという観点からはあまり効果的な方法
ではない。積層体の層間剥離強度を効果的に改善する目
的で熱可塑性樹脂の微粒子を層間に集中的に分布させる
方法が特開昭1−110537号公報に提案されている
が、プリプレグのタックレベルの大幅な低下が避けられ
ないばかりか、工程の複雑化、品質管理の複雑化等の問
題が新たに発生する。同様の目的で層間にチョップドフ
ァイバー、ミルドファイバー等を局在化させる試みも提
案されているが、同様の問題が避けられないばかりか、
その効果も必ずしも十分なものとはなっていない。
Attempts to improve the toughness of these thermosetting matrix resins themselves are not very effective methods from the viewpoint of improving the delamination strength of the laminate. A method of intensively distributing fine particles of a thermoplastic resin between layers for the purpose of effectively improving the delamination strength of a laminate is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 110537/1989, but the tack level of the prepreg is greatly increased. In addition to inevitable deterioration, new problems such as complicated processes and complicated quality control will occur. Attempts to localize chopped fibers, milled fibers, etc. between layers for the same purpose have also been proposed, but similar problems are unavoidable,
The effect is not always sufficient.

【0011】更に、インターリーフと呼ばれる一種の衝
撃吸収層を層間に挿入する方法もUSP347273
0、特開昭51−58484号公報、特開昭60−63
229号公報、特開昭60−231738号公報等に提
案されているが、いずれも層間が厚くなり繊維比率が低
下したり、耐熱性、取扱性が低下したりするために広く
実用化されるに至っていない。
Further, a method of inserting a kind of impact absorbing layer called interleaf between layers is also disclosed in USP347273.
0, JP-A-51-58484, JP-A-60-63
No. 229, JP-A No. 60-231738, etc., but they are widely put into practical use because the layers become thicker and the fiber ratio decreases, and the heat resistance and handleability decrease. Has not reached.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決し、熱硬化性樹脂をマトリックスとするプ
リプレグが本来有する優れた取扱性、熱的性質、機械的
性質を損なうことなく、得られる成形物に優れた靱性を
賦与できるトウプリプレグとホットメルト樹脂を用いて
樹脂含有量を精密に制御し、且つ効率的な均一含浸を行
うことによって生産性高く上記トウプリプレグを製造し
得る方法を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and does not impair the excellent handling properties, thermal properties, and mechanical properties inherently possessed by a prepreg having a thermosetting resin as a matrix. It is possible to produce the above-mentioned tow prepreg with high productivity by precisely controlling the resin content using a tow prepreg and a hot-melt resin capable of imparting excellent toughness to the obtained molded product, and performing efficient uniform impregnation. It provides a method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の要旨は
(A)5本以下の引張弾性率200GPa以上の強化繊
維トウ、(B)引張弾性率100GPa以下の繊維状熱
可塑性樹脂、(C)50℃における粘度が3000〜1
00000ポイズの熱硬化性樹脂からなり、(B)がそ
の外表面に局在化していることを特徴とするトウプリプ
レグにあり、第二の要旨は扁平にしたトウの少なくとも
片面に樹脂を定量供給し、樹脂をトウに接触させると同
時に又はその直後にトウの厚さ方向に浸透させ、トウを
構成するフィラメントの横方向移動によりトウ内に樹脂
を均一に含浸させ、冷却する直前または冷却と同時にそ
の表面に引張弾性率100GPa以下の繊維状熱可塑性
樹脂を配置した後、巻取ることを特徴とするトウプリプ
レグの製造方法ある。
The first gist of the present invention is (A) 5 or less reinforcing fiber tows having a tensile modulus of 200 GPa or more, (B) a fibrous thermoplastic resin having a tensile modulus of 100 GPa or less, ( C) Viscosity at 50 ° C. is 3000 to 1
It is a tow prepreg characterized by being made of a thermosetting resin of 00000 poise, and (B) is localized on its outer surface. The second gist is to quantitatively supply the resin to at least one side of the flattened tow. At the same time as or immediately after contacting the resin with the tow, the resin is allowed to penetrate in the thickness direction of the tow, the filaments forming the tow are laterally moved to uniformly impregnate the resin with the tow, and immediately before or simultaneously with cooling. A method for producing a tow prepreg, which comprises arranging a fibrous thermoplastic resin having a tensile elastic modulus of 100 GPa or less on the surface thereof and winding the resin.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明における(A)の弾性率2
00GPa以上の補強用繊維としては炭素繊維、黒鉛繊
維、ボロン繊維等通常の繊維強化複合材料に用いられる
補強用繊維がそのまま用いられるが、引張強度3500
MPa以上の炭素繊維、黒鉛繊維が好適に用いられる。
なかでも引張強度4500MPa以上、伸度1.7%以
上の高強度・高伸度の炭素繊維、黒鉛繊維が最も好適に
用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Elastic modulus 2 of (A) in the present invention
As the reinforcing fiber of 00 GPa or more, the reinforcing fiber used in ordinary fiber-reinforced composite materials such as carbon fiber, graphite fiber, boron fiber, etc. is used as it is, but the tensile strength is 3500.
Carbon fiber or graphite fiber having a pressure of MPa or more is preferably used.
Of these, carbon fibers and graphite fibers having a high strength and a high tensile strength of 4500 MPa or more and an elongation of 1.7% or more are most preferably used.

【0015】本発明における(B)の弾性率100GP
a以下の繊維状熱可塑性樹脂は本発明における最も重要
な構成要素である。なぜならば繊維状に賦形した熱可塑
性樹脂を用いることにより初めて、ベースプリプレグが
本来有する優れた取扱性、熱的性質、機械的性質を損な
うことなく、成形物に優れた靱性が賦与できる繊維強化
複合材料用プリプレグを提供するという本発明の目的が
達成可能になるからである。
The elastic modulus (B) of the present invention is 100 GP.
The fibrous thermoplastic resin having a or less is the most important constituent element in the present invention. This is because the use of a fibrous shaped thermoplastic resin for the first time makes it possible to impart excellent toughness to a molded product without impairing the excellent handling properties, thermal properties, and mechanical properties inherent in the base prepreg. This is because the object of the present invention to provide a prepreg for a composite material can be achieved.

【0016】すなわち繊維状に賦形することによりプリ
プレグの表面層に熱可塑性樹脂を効果的に配置すること
が可能になるため、少量の熱可塑性樹脂で十分な靱性の
改良が達成でき、しかもプリプレグのタックレベルのコ
ントロールが容易であるため、従来技術で問題であった
タックレベルの低下という問題が起きない。更に、微粒
子添加系等の従来技術に比べて、熱可塑性樹脂成分の分
布の制御も容易であるため、その分、品質管理が容易で
あるというメリットも得られる。
That is, since the thermoplastic resin can be effectively arranged on the surface layer of the prepreg by shaping it into a fibrous shape, sufficient toughness improvement can be achieved with a small amount of the thermoplastic resin, and further, the prepreg can be achieved. Since it is easy to control the tack level, the problem of lowering the tack level, which has been a problem in the prior art, does not occur. Further, as compared with the prior art such as a system in which fine particles are added, the distribution of the thermoplastic resin component can be easily controlled, and accordingly, there is an advantage that the quality control is easy.

【0017】本発明における(B)の弾性率100GP
a以下の繊維状熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリアミド、ポリエステルのほかポリア
セタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリス
ルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイ
ミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレン
オキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンズイミ
ダゾール、ポリアリールスルホンなどいわゆるエンジニ
アリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラ
スチックを繊維状に賦形したものが好適に用いられる
が、必ずしもそれらに限定されるものではない。しかし
ながら、ポリパラフェニレンベンズビスチアゾール等の
一部の液晶ポリマーを繊維状に賦形したもの、特殊な方
法で製造される超高弾性率のポリエチレン繊維、ケブラ
ー49に代表される一部のアラミド繊維は弾性率が10
0GPa以上あり、靱性向上効果が乏しいので使用され
ない。
The elastic modulus (B) of the present invention is 100 GP.
Examples of the fibrous thermoplastic resin of a or less include polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester, polyacetal, polycarbonate, polyarylate, polysulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, polyimide, polyamideimide, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, and polybenz. Fibers formed by so-called engineering plastics such as imidazole and polyarylsulfone, and super engineering plastics are preferably used, but not limited thereto. However, some liquid crystal polymers such as polyparaphenylene benzbisthiazole are formed into a fibrous shape, ultra high modulus polyethylene fibers manufactured by a special method, and some aramid fibers represented by Kevlar 49. Has an elastic modulus of 10
Since it is 0 GPa or more and the toughness improving effect is poor, it is not used.

【0018】本発明における(B)の弾性率が100G
Pa以下の繊維状熱可塑性としては分子鎖中に(C)の
熱硬化性マトリックス樹脂と反応し得る反応基を有する
ものが特に好ましい。従って、(C)の熱硬化性マトリ
ックス樹脂がエポキシ樹脂の場合には、(B)の繊維状
熱可塑性樹脂としてはアミノ基、アミド基、フェノール
性水酸基等のエポキシ樹脂と反応しうる官能基を有する
ものが特に好ましい。
The elastic modulus of (B) in the present invention is 100 G.
As the fibrous thermoplastic resin having Pa or less, one having a reactive group capable of reacting with the thermosetting matrix resin (C) in the molecular chain is particularly preferable. Therefore, when the thermosetting matrix resin (C) is an epoxy resin, the fibrous thermoplastic resin (B) has a functional group capable of reacting with the epoxy resin such as an amino group, an amide group and a phenolic hydroxyl group. Those having are particularly preferable.

【0019】繊維状熱可塑性樹脂の形態としてはモノフ
ィラメントあるいはそれらを束にしたものが好ましいが
必ずしもそれらに限定されるものではない。繊維の直径
としては100μ以下が好ましく、50μ以下が特に好
ましい。マルチフィラメントとして用いる場合にはトー
タルのデニールで1000デニール以下が好ましく、5
00デニール以下が特に好ましい。
The form of the fibrous thermoplastic resin is preferably a monofilament or a bundle thereof, but is not necessarily limited thereto. The fiber diameter is preferably 100 μm or less, and particularly preferably 50 μm or less. When used as a multifilament, the total denier is preferably 1,000 denier or less.
Particularly preferably, it is not more than 00 denier.

【0020】また、素材、デニール等の異なる2種以上
の繊維状熱可塑性樹脂を組合わせて使用することも可能
である。組合わせの方法については特に制限がなく、2
種の繊維を引揃える方法やインターレース加工等で混合
糸として使用する方法を適宜採用すれば良い。更に、2
種以上の熱可塑性樹脂を同時に紡糸することにより得ら
れる芯/鞘構造、海島構造等の構造を有する複合糸もま
た使用できる。性質の異なる2種以上の繊維を複合糸、
混合糸として用いることは種々の特性のバランスを取る
上で有効な方法のひとつである。短繊維を紡績して得ら
れるいわゆる紡績糸も(B)の繊維状熱可塑性樹脂のひ
とつの好ましい形態のとして例示できる。
It is also possible to use a combination of two or more kinds of fibrous thermoplastic resins having different materials and denier. There is no particular limitation on the combination method, and 2
A method of aligning seed fibers or a method of using as a mixed yarn by interlacing may be appropriately adopted. Furthermore, 2
A composite yarn having a core / sheath structure, a sea-island structure or the like obtained by simultaneously spinning at least one kind of thermoplastic resin can also be used. Composite yarn made of two or more types of fibers with different properties,
Using as a mixed yarn is one of the effective methods for balancing various characteristics. A so-called spun yarn obtained by spinning short fibers can also be exemplified as one preferable form of the fibrous thermoplastic resin (B).

【0021】(B)の繊維状熱可塑性樹脂の比率は
(C)の熱硬化性マトリックス樹脂100重量部に対し
40重量部以下であり、0.5〜20重量部が好まし
い。0.5重量部未満では十分な靱性改良効果は得られ
ないし、逆に40重量部を越えると靱性の改良効果が頭
打ちになるばかりでなく、プリプレグのタックレベルの
低下が起こるため好ましくない。
The ratio of the fibrous thermoplastic resin (B) is 40 parts by weight or less, preferably 0.5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermosetting matrix resin (C). If it is less than 0.5 parts by weight, a sufficient effect of improving the toughness cannot be obtained. On the contrary, if it exceeds 40 parts by weight, not only the effect of improving the toughness reaches its ceiling but also the tack level of the prepreg is lowered, which is not preferable.

【0022】本発明における(B)の繊維状熱可塑性樹
脂はプリプレグ外表面付近に局在していることが重要で
ある。プリプレグの中心部に完全に埋没した状態では十
分な靱性改良効果は得られない。しかしながら、繊維状
熱可塑性樹脂がプリプレグ表面から完全に浮き出ている
状態はやはり好ましくなく、その大半が熱硬化性マトリ
ックス樹脂中に埋没していることが好ましい。また、繊
維状熱可塑性樹脂は等間隔で一方向に引揃えられた状態
で存在するのがより好ましいが必ずしもそれに限定され
るものではない。もちろん、2つ以上の方向に引揃え、
クロスさせて配置することも可能であり、高い効果が得
られるが、工程的には煩雑になる。引揃え方向には特に
制限がなく、補強用繊維に対してあらゆる角度で存在し
得るが補強用繊維と同じ方向に引揃えるのがプロセス上
は最も容易である。
It is important that the fibrous thermoplastic resin (B) in the present invention is localized near the outer surface of the prepreg. When it is completely buried in the center of the prepreg, sufficient toughness improving effect cannot be obtained. However, it is not preferable that the fibrous thermoplastic resin is completely raised from the surface of the prepreg, and most of the fibrous thermoplastic resin is preferably embedded in the thermosetting matrix resin. Further, it is more preferable that the fibrous thermoplastic resin is aligned in one direction at equal intervals, but it is not necessarily limited thereto. Of course, align in two or more directions,
It is possible to dispose them crossing each other, and a high effect can be obtained, but the process becomes complicated. The alignment direction is not particularly limited and may be present at any angle to the reinforcing fiber, but aligning in the same direction as the reinforcing fiber is the easiest in the process.

【0023】本発明で用いられる(C)の熱硬化性樹脂
としては、50℃における粘度が3000〜10000
0ポイズの熱硬化性樹脂で硬化して、少なくとも部分的
に三次元硬化物を形成する樹脂であれば使用可能であ
る。上記の粘度が3000ポイズ未満の場合はトウプリ
プレグとしたときに解舒性が十分でなく、一方1000
00ポイズを越える場合は強化繊維等への樹脂の含浸が
十分でなくなるので好ましくない。代表的な例としては
エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、シア
ン酸エステル末端を有する樹脂、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などが挙げられ、こ
の中で上記粘度が範囲内のものあるいは希釈するなどし
て上記粘度範囲としたものが用いられる。
The thermosetting resin (C) used in the present invention has a viscosity of 3000 to 10000 at 50 ° C.
Any resin can be used as long as it is a resin that is cured with a thermosetting resin of 0 poise to at least partially form a three-dimensional cured product. When the above viscosity is less than 3000 poise, the unwinding property is insufficient when the tow prepreg is used.
If it exceeds 00 poise, the impregnation of the resin into the reinforcing fiber or the like becomes insufficient, which is not preferable. Representative examples include an epoxy resin, a maleimide resin, a polyimide resin, a resin having a cyanate ester terminal, a resin having an acetylene terminal, a resin having a vinyl terminal, a resin having an allyl terminal, and a resin having a nadic acid terminal. Among them, those having the above viscosity within the above range or those having the above viscosity range by being diluted are used.

【0024】本発明の最も適した熱硬化性樹脂としてエ
ポキシ樹脂が用いられる。特に、アミン類、フェノール
類を前駆体とするエポキシ樹脂が好ましい。具体的に
は、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−アミノフェノール、トリグリシジルアミノクレゾー
ルの各種異性体、ビスフェノール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、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられるが、
これに限定されない。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を用いられる。これらの
エポキシ樹脂は単独でも用いられるが、その目的に応じ
て適宜、2種以上の混合物として用いられる。
An epoxy resin is used as the most suitable thermosetting resin of the present invention. In particular, epoxy resins containing amines and phenols as precursors are preferable. Specifically, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl-
Examples include m-aminophenol, various isomers of triglycidylaminocresol, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, and the like.
It is not limited to this. Also, a brominated epoxy resin obtained by bromizing these epoxy resins is used. These epoxy resins may be used alone, but may be used as a mixture of two or more kinds depending on the purpose.

【0025】エポキシ樹脂は通常、硬化剤と組合わせて
用いられるが、本発明において用いられる硬化剤にも特
に制限はなくアミノ基、酸無水物基等エポキシ樹脂と反
応しうる官能基を有するものを適宜用いることが可能で
あるがジアミノジフェニルスルホンの各種異性体に代表
される芳香族アミノ類およびジシアンジアミド、アミノ
安息香酸エステル類が適している。
The epoxy resin is usually used in combination with a curing agent, but the curing agent used in the present invention is not particularly limited and has a functional group capable of reacting with the epoxy resin such as an amino group and an acid anhydride group. Can be appropriately used, but aromatic amino compounds represented by various isomers of diaminodiphenyl sulfone, dicyandiamide, and aminobenzoic acid esters are suitable.

【0026】本発明における熱硬化性マトリックス樹脂
(C)として上記熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂あるいは
そのオリゴマーを添加したものを用いることもできる。
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等
のいわゆるエンジニアリングプラスチックが耐熱性の点
から好ましく、熱硬化性樹脂と反応しうる官能基を分子
末端あるいは分子鎖中に有するものがさらに好ましい。
As the thermosetting matrix resin (C) in the present invention, it is also possible to use the above thermosetting resin to which a thermoplastic resin or an oligomer thereof is added.
Especially polyimide, polyetherimide, polysulfone,
So-called engineering plastics such as polyether sulfone and polyether ether ketone are preferable from the viewpoint of heat resistance, and those having a functional group capable of reacting with a thermosetting resin at the molecular end or in the molecular chain are more preferable.

【0027】熱硬化性樹脂成分に対する熱可塑性樹脂成
分の添加量は30重量%以下が好ましく、15重量%以
下がより好ましい。熱可塑性樹脂成分の添加量が30重
量%以上になると系の粘度が高くなりすぎてプリプレグ
化時の含浸不良の原因となるだけでなく、ドレープ特性
が大幅に低下する原因ともなる。
The amount of the thermoplastic resin component added to the thermosetting resin component is preferably 30% by weight or less, more preferably 15% by weight or less. If the addition amount of the thermoplastic resin component is 30% by weight or more, the viscosity of the system becomes too high, which not only causes impregnation failure at the time of prepreg-forming, but also causes drastic deterioration of drape characteristics.

【0028】また熱硬化性樹脂に微粉末シリカなどの無
機微粒子やブタジエン/アクリロニトリル共重合体等の
エラストマー成分をプリプレグ特性、加工特性、機械的
特性、熱的特性等を犠牲にしない範囲で少量添加するこ
とも可能である。
Inorganic fine particles such as finely powdered silica and an elastomer component such as a butadiene / acrylonitrile copolymer are added to the thermosetting resin in a small amount within a range that does not sacrifice prepreg characteristics, processing characteristics, mechanical characteristics, thermal characteristics and the like. It is also possible to do so.

【0029】(A)の弾性率200GPa以上の補強用
繊維と(C)の熱硬化性マトリックス樹脂の比率はその
目的に応じて適宜設定することが可能であるが、重量比
で(A)/(C)=40/60〜85/15の範囲が適
当である。より好ましい範囲は(A)/(C)=60/
40〜75/25である。
The ratio of the reinforcing fiber (A) having a modulus of elasticity of 200 GPa or more to the thermosetting matrix resin (C) can be appropriately set according to the purpose, but the weight ratio is (A) / The range of (C) = 40/60 to 85/15 is suitable. A more preferable range is (A) / (C) = 60 /
It is 40-75 / 25.

【0030】次に本発明のトウプリプレグの製造方法に
ついて説明する。また、本発明の実施態様は以下の通り
である。すなわち、 (1)扁平にされたトウの少なくとも片面に樹脂を定量
供給する前に、予めトウを加熱しておく。 (2)樹脂との接触時に規制される以上に予めトウ幅を
拡げておき、樹脂との接触時にトウ幅を狭める。 (3)トウの樹脂付着量を樹脂吐出機の吐出量で制御す
る。 (4)トウに樹脂を接触させると同時に又はその直後
に、トウの樹脂付着面を擦過させることにより樹脂をト
ウの厚さ方向に浸透させる。 (5)トウを構成するフィラメントの横方向移動を、ト
ウの折り畳み、トウ幅の拡大、トウ幅の縮小、又はトウ
の加撚等の少なくとも一つの手段で行う。 (6)トウを構成するフィラメントの横方向移動による
樹脂の均一含浸工程において、トウの走行速度未満の周
速で回転する回転体にトウを接触させる。 (7)冷却工程において冷却ロール上でトウ幅を狭める
と同時に圧縮してトウの断面形状を制御する。 (8)巻取る直前にトウ幅を狭めると同時に圧縮して断
面形状を制御する。 (9)樹脂を均一に含浸した後、トウに粉体を付着させ
る。 (10)樹脂を均一に含浸した後、トウ片面にセパレー
ター担体を担持させる。 (11)扁平にした複数本のトウを用いて、樹脂の接
触、浸透、均一含浸及び冷却を行った後、各トウを個別
に巻取る。
Next, a method of manufacturing the tow prepreg of the present invention will be described. The embodiments of the present invention are as follows. That is, (1) The tow is heated in advance before the resin is quantitatively supplied to at least one surface of the flattened tow. (2) The toe width is expanded in advance so that it is restricted when contacting with the resin, and the toe width is narrowed when contacting with the resin. (3) The amount of resin deposited on the tow is controlled by the discharge amount of the resin discharge machine. (4) Simultaneously with or immediately after contacting the resin with the tow, the resin-adhered surface of the tow is rubbed to allow the resin to permeate in the thickness direction of the tow. (5) The lateral movement of the filaments forming the tow is performed by at least one means such as folding the tow, expanding the tow width, reducing the tow width, or twisting the tow. (6) In the resin uniform impregnation step by lateral movement of the filaments forming the tow, the tow is brought into contact with the rotating body rotating at a peripheral speed lower than the traveling speed of the tow. (7) In the cooling step, the tow width is narrowed and compressed at the same time on the cooling roll to control the cross-sectional shape of the tow. (8) Immediately before winding, the toe width is narrowed and simultaneously compressed to control the cross-sectional shape. (9) After uniformly impregnating the resin, the powder is attached to the tow. (10) After uniformly impregnating the resin, a separator carrier is supported on one surface of the tow. (11) Using a plurality of flattened tows, after contacting, permeating, uniformly impregnating and cooling the resin, each tow is individually wound.

【0031】これらの樹脂に必要な性状としては、上述
した粘度の他は特に限定しない。
The properties required for these resins are not particularly limited other than the above-mentioned viscosity.

【0032】トウは扁平であることが樹脂との接触面積
を広くするため望ましい。またトウ幅を一定幅にするこ
とは定量供給した樹脂との接触面積を一定にする意味で
重要である。一般的に強化繊維トウは一定幅になってい
ないので拡幅する必要がある。拡幅させる方法として
は、円筒バーで擦過させる方法、振動を加える方法、及
び押しつぶす方法等が挙げられる。
It is desirable that the tow is flat in order to widen the contact area with the resin. Further, it is important to keep the tow width constant so that the contact area with the resin supplied in a fixed amount is constant. Generally, the reinforcing fiber tow does not have a constant width, so it is necessary to widen it. Examples of the method of widening include a method of rubbing with a cylindrical bar, a method of applying vibration, and a method of crushing.

【0033】本発明において、トウは該トウに樹脂が接
触するときのトウ幅以上にインラインまたはオフライン
で拡幅されていればよい。市販されているテープ状トウ
はオフラインで拡幅されたトウとみなされる。拡幅され
ているトウの幅は通常安定化しておらず、その広がり方
にはばらつきがある。従って樹脂接触時に樹脂との接触
面積を安定化させるには、樹脂接触直前あるいは樹脂接
触時にトウ幅を狭めて安定化させることが効果的であ
る。その方法の1例として、樹脂吐出口部又はその直前
の位置に所定幅の溝を設けて、該溝内にトウを走行させ
てトウ幅を狭める方法が好適である。
In the present invention, the tow may be widened in-line or off-line more than the tow width at which the resin contacts the tow. Commercially available tape-shaped tows are considered offline tow widened tows. The width of the tow being widened is usually not stable and there are variations in how it spreads. Therefore, in order to stabilize the contact area with the resin at the time of resin contact, it is effective to narrow and stabilize the toe width immediately before or at the time of resin contact. As an example of the method, it is preferable to provide a groove having a predetermined width at the resin discharge port portion or a position immediately before the resin discharge port portion, and allow the tow to travel in the groove to narrow the tow width.

【0034】トウの予備加熱は、樹脂との接触後トウ内
への樹脂の浸透時に樹脂温度が低下しないように、予め
トウ温度を上昇させておく意味がある。予備加熱により
トウ温度を接触前の樹脂温度以上にしておけば、トウと
樹脂の接触後のトウ温度は接触前の樹脂温度より低くな
ることはない。予備加熱方法としては加熱体との接触加
熱、及び通電加熱、誘電加熱、赤外線加熱、雰囲気加熱
等の非接触加熱法がいずれも使用可能である。
The preheating of the tow has the meaning of raising the tow temperature in advance so that the resin temperature does not drop when the resin permeates into the tow after contact with the resin. By preheating the tow temperature to be equal to or higher than the resin temperature before the contact, the tow temperature after the contact between the tow and the resin does not become lower than the resin temperature before the contact. As the preheating method, any of contact heating with a heating body and non-contact heating methods such as electric heating, dielectric heating, infrared heating, and atmosphere heating can be used.

【0035】トウに樹脂を定量供給させる方法として
は、プランジャー式吐出機、ギアポンプ式吐出機、エク
ストルーダー等の溶融樹脂吐出機を用いるのが好まし
く、特に超精密ギアポンプ又はエクストルーダーを用い
るのが定量供給精度上理想的である。熱硬化性樹脂の場
合で樹脂混合後の樹脂ライフが問題になるときは、硬化
剤と主剤を別々に押し出しスタティックミキサー等で混
合させながら供給すれば更に理想的である。付着の際に
必要なことは樹脂が低粘度化してトウに付着しやすくな
っていることである。樹脂を過剰につけてダイス等で樹
脂を絞り出し樹脂供給量を制御する方法があるが、ライ
ンスピードが速くなるとダイス、トウ間の摩擦で糸切れ
等をおこし易いので速い製造速度では問題である。
As a method for quantitatively supplying the resin to the tow, it is preferable to use a molten resin discharger such as a plunger type discharger, a gear pump type discharger, and an extruder, and in particular, an ultraprecision gear pump or an extruder is used. Ideal for quantitative supply accuracy. In the case of a thermosetting resin, when the resin life after resin mixing becomes a problem, it is more ideal to supply the curing agent and the main agent while extruding them separately and mixing them with a static mixer. What is necessary at the time of adhesion is that the resin has a low viscosity and is easily attached to the tow. Although there is a method in which the resin is excessively applied and the resin is squeezed out by a die or the like to control the amount of the resin supplied, if the line speed becomes fast, yarn breakage easily occurs due to friction between the die and the toe, which is a problem at a high production speed.

【0036】また特公平5−80330号公報に記載さ
れているように、ドクターブレード等のクリアランスで
制御する方法もあるが、樹脂の浸透しない基材上への塗
布であれば基材に樹脂が浸透することがないので塗布厚
さで付着量を制御できるが、トウでは浸透があるので精
密に制御するのは難しく、またクリアランスにトウを通
過させると糸切れ、詰まりの原因となりやすい。
As described in Japanese Patent Publication No. 5-80330, there is a method of controlling the clearance by a doctor blade or the like. Since it does not penetrate, the amount of adhesion can be controlled by the coating thickness, but it is difficult to control precisely because there is penetration in the tow, and if the tow is passed through the clearance, it is likely to cause thread breakage or clogging.

【0037】トウに含浸させる樹脂の含有量は10重量
%以上80重量%以下が良い。10重量%未満では均一
に含浸しにくく、80重量%を越えると複合材料成型品
の機械特性に問題が生じる。機械特性の性能を効果的に
発現させるには、30重量%以上50重量%以下が理想
的である。
The content of the resin with which the tow is impregnated is preferably 10% by weight or more and 80% by weight or less. If it is less than 10% by weight, it is difficult to uniformly impregnate it, and if it exceeds 80% by weight, a problem occurs in the mechanical properties of the composite material molded product. In order to effectively exhibit the performance of mechanical properties, 30% by weight or more and 50% by weight or less is ideal.

【0038】本発明において、トウに樹脂を接触させる
と同時に又はその直後にトウの厚さ方向に樹脂を浸透さ
せるのが、定量供給した樹脂をトウの中に遅滞なく浸透
付着させる意味で重要である。この点でトウの両面に単
に樹脂皮膜を形成するだけの特公平5−80330号の
方法と著しく相違している。樹脂の具体的な浸透方法と
しては、樹脂を接触させたトウ面側をすばやく擦過する
のが良い方法である。ここで擦過とは擦過体たとえば円
弧上あるいはエッジ上でトウをこすることを意味する。
In the present invention, it is important to allow the resin to permeate in the thickness direction of the tow at the same time as or immediately after the resin is contacted with the tow, in the sense of permeating and adhering the metered amount of the resin into the tow without delay. is there. In this respect, the method is remarkably different from the method of Japanese Patent Publication No. 5-80330 in which a resin film is simply formed on both sides of the tow. As a concrete method of infiltrating the resin, it is a good method to quickly scrape the toe surface side with which the resin is brought into contact. Here, “rubbing” means rubbing the tow on the rubbing body such as an arc or an edge.

【0039】擦過時にトウは擦過体側に押しつけられる
ので必然的にトウ厚さ方向への樹脂加圧力が働き、その
結果樹脂がトウ内へ浸透する。トウは擦過体に押しつけ
られているので擦過体とトウの間には隙間は存在しな
い。擦過体との接触角は1°以上90°以下が望まし
い。1°未満では樹脂浸透の効果は小さく、90°を越
えると擦過による抵抗で張力が大きくなりすぎ糸切れを
生じるおそれがある。擦過で急激な加圧力を発生させた
場合、樹脂のトウ内への浸透は不均一となるが、ここで
は均一に含浸させることを目的にしているわけではな
く、樹脂の付着を確実にすることに主眼をおいている。
従って、この樹脂含浸の均一化は次の含浸工程の重要課
題となる。
At the time of rubbing, the tow is pressed against the side of the rubbing body, so that the resin pressure force inevitably acts in the tow thickness direction, and as a result, the resin permeates into the tow. Since the tow is pressed against the scraper, there is no gap between the scraper and the tow. The contact angle with the abrader is preferably 1 ° or more and 90 ° or less. If it is less than 1 °, the effect of resin penetration is small, and if it exceeds 90 °, the tension due to the resistance due to rubbing becomes too large and thread breakage may occur. If a sudden pressure is generated by rubbing, the penetration of resin into the tow will be uneven, but this is not intended to impregnate it uniformly, but to ensure the adhesion of the resin. The main focus is on.
Therefore, the homogenization of the resin impregnation becomes an important issue in the next impregnation step.

【0040】本発明の樹脂含浸工程におけるフィラメン
トの横方向移動は、トウに外力を加えてトウを構成する
フィラメントを横方向(長手方向と直交する方向)に動
かし、フィラメント間の相対位置を変化させて樹脂とフ
ィラメントの接触機会を増すことにより、単なる加圧や
毛細管現象による含浸効果以上の均一な含浸効果を上げ
ることを特徴としている。
The lateral movement of the filaments in the resin impregnation step of the present invention is performed by applying an external force to the tows to move the filaments constituting the tows in the lateral direction (direction orthogonal to the longitudinal direction) to change the relative position between the filaments. By increasing the chances of contact between the resin and the filaments, the uniform impregnation effect can be improved over the impregnation effect due to simple pressurization or capillary phenomenon.

【0041】具体的には、トウを折り畳む、トウ幅を拡
大する、トウ幅を縮小する、又はトウを加撚する等の少
なくとも一つの手段で行う。加撚手段によると樹脂がト
ウの外側に押し出される作用も付加される。
Specifically, it is carried out by at least one means such as folding the tow, expanding the tow width, reducing the tow width, or twisting the tow. The twisting means also adds the action of pushing the resin out of the tow.

【0042】これらの手段において、折り畳み手段と加
撚手段は、幅縮小手段と同様にトウ幅を狭める傾向にあ
る。そしてトウ幅を狭める作用を有する手段とトウ幅を
拡大する手段とを併用すると均一含浸の効果が高くな
る。なお、加撚は樹脂含浸時におこなえばよく含浸後に
撚りのない状態が必要なら含浸後に撚り戻しをすればよ
い。また仮撚りであれば撚り戻しをする必要はなく、撚
りのないトウが必要な場合には望ましい。また加撚と同
時にあるいは直後に擦過を加えればトウ幅の広がる傾向
がでてきて、更に樹脂の厚さ方向の移動のため含浸の均
一性は高くなる。
In these means, the folding means and the twisting means tend to narrow the tow width like the width reducing means. When the means for narrowing the tow width and the means for widening the tow width are used together, the effect of uniform impregnation is enhanced. The twisting may be performed at the time of impregnation with the resin, and if a twist-free state is required after the impregnation, the twisting may be performed after the impregnation. In the case of false twist, it is not necessary to untwist, which is desirable when a tow without twist is required. If rubbing is applied at the same time as or immediately after twisting, the tow width tends to widen, and the uniformity of impregnation increases due to the movement of the resin in the thickness direction.

【0043】フィラメントの横方向移動の均一含浸にお
いて、トウの走行速度未満の周速で回転する回転体にト
ウを接触させて擦過させることは、毛羽の堆積やロール
のクリーニング等にとって有用である。擦過されていれ
ばトウは回転体表面で絡まりつくこともなく、また回転
体はトウでこすられ且つ回転しているのでトウと接触す
る面は常にクリーニングされている状態となり、製造環
境の向上にも有用である。なお回転体の周速はトウの走
行速度未満であればよく、トウの走行方向と逆方向の回
転であっても良い。
In the uniform impregnation of the lateral movement of the filaments, it is useful for rubbing the tow to bring it into contact with a rotating body that rotates at a peripheral speed lower than the running speed of the tow, for fuzz accumulation and roll cleaning. If it is rubbed, the tow will not be entangled with the surface of the rotating body, and since the rotating body is rubbed and rotated by the toe, the surface that comes into contact with the toe is always cleaned, improving the manufacturing environment. Is also useful. The peripheral speed of the rotating body may be lower than the traveling speed of the tow, and may be rotation in the direction opposite to the traveling direction of the tow.

【0044】樹脂を均一含浸させたトウは加熱により樹
脂粘度が低くなっており、すぐには巻取れないので冷却
して操作性を向上させる必要があるが、本発明の製造方
法では、この冷却直前でまたは冷却と同時に樹脂を均一
含浸させたトウの表面に上記の繊維状熱可塑性樹脂を配
置することがトウプリプレグとしたとき繊維情熱か組成
樹脂がトウプリプレグより剥離しないために必要であ
る。
The tow impregnated with the resin uniformly has a low resin viscosity due to heating and cannot be taken up immediately. Therefore, it is necessary to cool the tow to improve the operability. Immediately before or at the same time as cooling, it is necessary to dispose the above fibrous thermoplastic resin on the surface of the tow uniformly impregnated with the resin so that when the tow prepreg is formed, the fiber passion or the resin composition does not separate from the tow prepreg.

【0045】冷却温度は樹脂が冷却体、たとえば冷却ロ
ール表面に付着せず剥がれる温度であればよく、樹脂系
に応じて冷却温度を決定する必要がある。たとえば通常
のプリプレグ用として用いられる樹脂系においては常温
で多少べたつきがあるため、0℃〜30℃の範囲内にト
ウ温度を下げるのが好ましい。
The cooling temperature may be a temperature at which the resin is peeled off without adhering to the surface of the cooling body, for example, the cooling roll, and it is necessary to determine the cooling temperature according to the resin system. For example, since a resin system used for a normal prepreg has a little stickiness at room temperature, it is preferable to lower the tow temperature within a range of 0 ° C to 30 ° C.

【0046】本発明では、樹脂を均一含浸させたトウを
溝付きロールやクリアランスを設けたロールで幅を狭め
ると同時に圧縮して断面形状を制御することができる。
その制御位置は均一含浸後の冷却時又はボビンに巻取る
直前が良い。ボビンに巻取る直前にトウが冷えすぎて断
面形状賦型が難しい場合は賦型可能な温度に加熱した後
断面形状を規制すればよい。また断面形状制御はボビン
に巻取った後、オフラインで行い再度巻き直すことも可
能である。
In the present invention, the tow impregnated with the resin can be narrowed and compressed at the same time by a grooved roll or a roll provided with a clearance to control the sectional shape.
The control position is preferably at the time of cooling after uniform impregnation or immediately before winding on a bobbin. If the tow is too cold immediately before being wound onto the bobbin and it is difficult to shape the cross-sectional shape, the cross-sectional shape may be regulated after heating to a temperature at which molding can be performed. In addition, the cross-sectional shape control can be performed off-line after winding the bobbin, and then re-rolling.

【0047】トウをボビンから引き出す時、トウの解舒
性が重要となる。樹脂に常温で高粘度のものを使用した
場合、トウ同士の接着は起こりにくく解舒も問題ない
が、粘度が低いと解舒不能となる。それを解決する方法
として粉体を表面に付着させ表面の粘着性をなくす方法
がある。粉体の種類としては有機、無機の各種粉体が使
用可能である。有機物質ではたとえば熱硬化性樹脂、熱
可塑性樹脂が使用可能である。具体的には熱硬化性樹脂
としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂などが良く、樹
脂は硬化していても未硬化でもかまわない。熱可塑性樹
脂としてはナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレンな
どが使用可能である。また無機物質ではタルク、シリカ
など一般的なフィラーが使用可能である。
When pulling out the tow from the bobbin, the unwinding property of the tow becomes important. When a resin having a high viscosity at room temperature is used, adhesion between the tows is unlikely to occur and unwinding is not a problem, but if the viscosity is low, unwinding becomes impossible. As a method of solving this, there is a method of attaching powder to the surface to eliminate the tackiness of the surface. As the type of powder, various organic and inorganic powders can be used. As the organic substance, for example, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Specifically, the thermosetting resin is preferably an epoxy resin or a phenol resin, and the resin may be hardened or uncured. As the thermoplastic resin, nylon, polypropylene, polyethylene or the like can be used. For inorganic substances, general fillers such as talc and silica can be used.

【0048】粉体を付着させる方法としてはいろいろと
あるが、一般的には流動床中にトウを通過させる方法又
は噴霧させる方法が良い。粉体をトウに付着させる位置
としては樹脂を均一に含浸させた後であればどこでも良
い。トウに粘着性がなくなり、ボビンからの解舒性が良
好になれば、粉体の種類、粒子径、付着量には限定され
ない。
There are various methods for adhering the powder, but generally, a method of passing the tow in the fluidized bed or a method of spraying is preferable. The powder may be attached to the tow at any position after the resin is uniformly impregnated. As long as the tow has no tackiness and the unwinding property from the bobbin becomes good, the kind of powder, the particle size, and the adhered amount are not limited.

【0049】トウのボビンからの解舒性を向上させる方
法としては、セパレーター担体をトウ片面に担持させる
方法も好適に用いられる。担体としてはいろいろなもの
が使用可能であるが、トウとの剥離性がよくしかも材料
費を低減化させるために安価なフィルム状のものがよ
い。典型的な例としてポリエチレンフィルム及びポリプ
ロピレンフィルムが好適である。離型紙などでもよいが
高価である。フィルムの幅はトウ幅程度のものであれば
よく、片面に担持させておけばボビンに巻取った後の解
舒も良好である。
As a method for improving the unwinding property of the tow from the bobbin, a method of supporting a separator carrier on one surface of the tow is also suitably used. Various carriers can be used, but an inexpensive film-like one is preferable because it has good releasability from the tow and reduces the material cost. A polyethylene film and a polypropylene film are suitable as typical examples. Release paper may be used, but it is expensive. The width of the film may be about the tow width, and if it is carried on one side, it can be unwound well after being wound on a bobbin.

【0050】担持させる位置としては粉体付着と同様に
樹脂を均一含浸させた後であればどこでもよいが、断面
形状制御をおこなう場合は形状制御後が望ましい。
As in the case of the powder adhesion, the position of supporting may be any place after the resin is uniformly impregnated, but when the cross-sectional shape is controlled, it is desirable after the shape control.

【0051】さらに本発明を図面に従って説明する。図
1は、トウプリプレグを製造するための基本的な工程の
一例を示す側面図である。同図において、ボビンに巻か
れてあるトウ2をクリール1から引き出し、引き出され
たトウ2は擦過拡幅ロール3を通過させた後、ネルソン
ロール4で走行速度を制御しつつ供給する。樹脂加熱タ
ンクとギアポンプを内蔵した樹脂吐出機5で樹脂を押し
出し加熱管6を経由して吐出口7まで供給する。そのと
き拡幅したトウ2を吐出口7部に設けた溝(図示せず)
内に通して幅を狭め一定幅にして供給された樹脂と接触
させる。その後樹脂浸透用擦過ロール8上で樹脂をトウ
2の中に浸透させる。トウ幅を狭めるため、また樹脂付
着や擦過による樹脂浸透の際に樹脂が溢れ出さないよう
に樹脂浸透用擦過ロール8のトウ通過帯は溝状にするの
が好ましい。その後フィラメント横方向移動含浸部9で
均一含浸させ、均一含浸したトウ2は冷却ロール10で
冷却されると同時に繊維状熱可塑性樹脂クリール24か
ら供給された繊維状熱可塑性樹脂25が熱硬化性樹脂を
含浸した強化繊維トウ2の表面に配置される。冷却され
たトウ2はトルクモーターロール12で一定トルクで引
き取り、最後にワインダー14でボビンに巻取る。
The present invention will be further described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing an example of a basic process for manufacturing a tow prepreg. In the figure, a tow 2 wound around a bobbin is pulled out from a creel 1, and the tow 2 pulled out is passed through a rubbing widening roll 3 and then supplied by a Nelson roll 4 while controlling a traveling speed. A resin discharger 5 having a resin heating tank and a gear pump built therein pushes out the resin and supplies it to a discharge port 7 via a heating pipe 6. At that time, a groove (not shown) provided with the tow 2 widened at the discharge port 7 portion
It is made to pass through the inside to narrow the width and make it a constant width so as to contact with the supplied resin. Then, the resin is permeated into the tow 2 on the resin permeation scraping roll 8. In order to narrow the tow width and to prevent the resin from overflowing during resin penetration or resin penetration due to rubbing, it is preferable that the tow pass band of the resin-penetrating rubbing roll 8 has a groove shape. After that, the filament laterally moving impregnating unit 9 uniformly impregnates the tow 2 which is uniformly impregnated, and at the same time, the fibrous thermoplastic resin 25 supplied from the fibrous thermoplastic resin creel 24 is a thermosetting resin. Is placed on the surface of the reinforcing fiber tow 2 impregnated with. The cooled tow 2 is taken up by the torque motor roll 12 with a constant torque, and finally wound by the winder 14 on the bobbin.

【0052】図2は、トウを構成するフィラメントの横
方向移動を、トウ幅の拡大と縮小とを併用して行う手段
の一例を示す側面図で、同図において、15はトウ幅を
拡大するためのロールであり、16はトウ幅を縮小する
ためのロールであって、ロールを傾斜させることにより
トウ幅を狭めることができる。
FIG. 2 is a side view showing an example of means for laterally moving the filaments forming the tow by using both expansion and contraction of the tow width. In FIG. 2, reference numeral 15 enlarges the tow width. 16 is a roll for reducing the tow width, and the tow width can be narrowed by inclining the roll.

【0053】図3は、トウを構成するフィラメントの横
方向移動を、トウの加撚とトウ幅の拡大とを併用して行
う手段の一例を示す側面図で、同図において、17は加
撚具を示している。
FIG. 3 is a side view showing an example of means for performing lateral movement of the filaments forming the tow by using both twisting of the tow and expansion of the tow width. In FIG. Shows the ingredients.

【0054】図4は、トウを構成するフィラメントの横
方向移動を、トウの折り畳みとトウ幅の拡大とを併用し
た手段の一例を示す側面図で、同図において、トウ2は
折り畳みガイド19で徐々に折り畳まれて行き、垂直に
立ったロール対18で完全に折り畳まれる。
FIG. 4 is a side view showing an example of means for laterally moving the filaments forming the tow by using folding of the tow and expansion of the tow width. In FIG. 4, the tow 2 is a folding guide 19. It gradually folds and is completely folded by a pair of vertically standing rolls 18.

【0055】図5は、冷却ロール上でトウ幅を狭めると
同時に圧縮してトウの断面形状を制御するための手段の
一例を示す正面図で、同図において冷却ロール20に設
けた凹部21と圧縮ロール22に設けた凸部とが適宜間
隙をおいて嵌合し、その間にトウ2を通過させることに
より、トウ幅を狭めると同時に圧縮してトウ2の断面形
状を制御するようになっている。
FIG. 5 is a front view showing an example of means for controlling the cross-sectional shape of the tow by narrowing the tow width and simultaneously compressing it on the cooling roll. In FIG. By fitting the convex portion provided on the compression roll 22 with a proper gap and passing the tow 2 between them, the toe width is narrowed, and at the same time, the tow 2 is compressed to control the sectional shape of the tow 2. There is.

【0056】[0056]

【実施例】以下本発明を実施例により更に具体的に説明
する。なお、本実施例中解舒性、ドレープ性および衝撃
後圧縮強度は以下のようにして評価した。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. In addition, the unwinding property, the drape property, and the compressive strength after impact were evaluated as follows in this example.

【0057】(解舒性)12インチボビンに綾角10゜
で300mのトウプリプレグを巻き、フリーに回転する
クリールに設置した。25℃の雰囲気下にボビンから横
取りでトウプリプレグを20m/分で引き出した。この
とき、途中で糸切れして解舒が中断した場合を不良、糸
切れせず最後まで解舒できたものを良好とした。
(Unwinding property) A 12-inch bobbin was wound with 300 m of tow prepreg at a tiling angle of 10 ° and set on a freely rotating creel. The tow prepreg was pulled out at a speed of 20 m / min from the bobbin in an atmosphere of 25 ° C. At this time, the case where the yarn was broken and the unwinding was interrupted in the middle was judged as poor, and the case where the yarn was unbroken up to the end was regarded as good.

【0058】(ドレープ性)25℃の雰囲気下でトウプ
リプレグを80mmφの円筒の側周面にに巻き付ける。
このとき、円筒に沿わず浮き上がって局所的な折れ曲が
ってしまったものをドレープ性不良、円筒になめらかに
沿ったものをドレープ性良好とした。
(Drapeability) A tow prepreg is wound around the side peripheral surface of a cylinder of 80 mmφ in an atmosphere of 25 ° C.
At this time, those that floated up locally without bending along the cylinder and locally bent were regarded as having poor drapeability, and those that smoothly follow the cylinder were considered as good drapability.

【0059】(衝撃後圧縮強度)トウプリプレグを直径
640mmのドラム上にフィラメントワインディング法
ですき間なく並べ、一方向プリプレグとした後、SAC
MA(Suppliers of Advanced
Composite Materials Assoc
iation)のSRM2−88に準拠した270Lb
・in衝撃後の圧縮強度を測定した。硬化はオートクレ
ーブを用い、180℃、2時間で行った。
(Compressive strength after impact) Tow prepregs were lined up on a drum having a diameter of 640 mm by a filament winding method to form a unidirectional prepreg.
MA (Suppliers of Advanced)
Composite Materials Assoc
iation) SRM2-88 270Lb
-The compressive strength after impact was measured. Curing was performed at 180 ° C. for 2 hours using an autoclave.

【0060】(実施例1)図1に示す製造工程に、フィ
ラメント横方向移動手段として図2に示す装置を2ユニ
ット用いてトウプリプレグを製造した。トウとして三菱
レイヨン株式会社製炭素繊維MR60P(引張弾性率3
10MPa)トウ1本を使用し、該トウ2を擦過拡幅ロ
ール3で5mm幅以上に拡幅し、加熱ロール(図示せ
ず)で130℃に予備加熱し、4mm巾の溝の底に0.
5mmピッチのV字溝をつけたピッチ付ロール26によ
りトウ2に巾方向にフィラメントの疎密を形成し、樹脂
吐出口7部の溝で4mm幅に狭めてトウ2の片面に樹脂
吐出口7から樹脂を供給接触させると共に樹脂浸透用擦
過ロール8で擦過して樹脂をトウ2内に浸透させた。熱
硬化性樹脂はタンクで65℃に保持され、ギアポンプか
ら加熱ホース6を通して吐出口7から120℃で吐出し
た。吐出口7部近傍では樹脂のトウへの接触及びトウ内
への浸透時に樹脂の溢れ出しや樹脂の停滞はなく、樹脂
吐出機5から供給された樹脂が停滞なくトウに付着して
いることが確認された。
Example 1 A tow prepreg was manufactured in the manufacturing process shown in FIG. 1 by using two units shown in FIG. 2 as filament lateral moving means. As a tow, carbon fiber MR60P manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (tensile elastic modulus 3
10 MPa), one tow is used, the tow 2 is widened to a width of 5 mm or more by a rubbing widening roll 3, preheated to 130 ° C. with a heating roll (not shown), and the bottom of the 4 mm wide groove is adjusted to 0.
A pitch roll 26 having a V-shaped groove with a pitch of 5 mm is used to form filament density in the tow 2 in the width direction, and the groove of the resin discharge port 7 is narrowed to a width of 4 mm from the resin discharge port 7 to one side of the tow 2. The resin was supplied and brought into contact with the resin, and the resin was infiltrated into the tow 2 by rubbing it with the resin infiltration rubbing roll 8. The thermosetting resin was held at 65 ° C. in the tank and discharged from the gear pump through the heating hose 6 from the discharge port 7 at 120 ° C. In the vicinity of the discharge port 7, there is no resin overflow or resin stagnation when the resin comes into contact with the tow or penetrates into the tow, and the resin supplied from the resin discharge device 5 adheres to the tow without stagnation. confirmed.

【0061】その後図2のトウ幅拡大及び縮小ロール
(いずれも回転させずに固定)間を通過させてトウを構
成するフィラメントを横方向に移動させることによりト
ウ内に樹脂を均一に含浸させた。樹脂接触浸透後のトウ
温度は120℃であった。最後のロールでトウ幅を約5
mm幅に拡幅した後、繊維状熱可塑性樹脂25を配置す
ると同時に冷却ロール10でトウを冷却し、トルクモー
ターロール12で定トルクで引き取り、その後ワインダ
ー14で巻取った。
Then, the tow width expanding and contracting rolls shown in FIG. 2 (fixed without rotating both) were passed through to laterally move the filaments constituting the tow to uniformly impregnate the tow with the resin. . The tow temperature after the resin contact infiltration was 120 ° C. The last roll has a tow width of about 5
After widening to a width of mm, the fibrous thermoplastic resin 25 was arranged and at the same time, the tow was cooled by the cooling roll 10, pulled by the torque motor roll 12 at a constant torque, and then wound by the winder 14.

【0062】熱硬化性樹脂および繊維状熱可塑性樹脂は
樹脂は表1に示したものを用いた。得られたトウプリプ
レグはトウ巾が3.1mm(標準偏差0.095m
m)、繊維状熱可塑性樹脂が片面当たり3g/m2配置
されており、樹脂含有量34±1.0重量%と高精度で
あり、トウプリプレグのボビンからの解舒性も良好であ
った。衝撃後の圧縮強度を測定し、表1に合わせて示し
た。
As the thermosetting resin and the fibrous thermoplastic resin, the resins shown in Table 1 were used. The obtained tow prepreg has a tow width of 3.1 mm (standard deviation 0.095 m).
m), 3 g / m 2 of fibrous thermoplastic resin was arranged on one side, the resin content was 34 ± 1.0% by weight with high accuracy, and the unwinding property of the tow prepreg from the bobbin was also good. . The compressive strength after impact was measured and is also shown in Table 1.

【0063】(実施例2)実施例1において、フィラメ
ント横方向移動手段として図2に示す装置に代えて図3
に示す装置を用いる他は、実施例1と同様にしてトウプ
リプレグを製造した。この場合の加撚具17による加撚
数は10T/mとした。得られたトウプリプレグはトウ
巾が3.1mm(標準偏差0.10mm)、繊維状熱可
塑性樹脂が片面当たり3g/m2配置されており、樹脂
含有量34±0.9重量%と高精度であり、トウプリプ
レグのボビンからの解舒性も良好であった。衝撃後の圧
縮強度を測定し、表1に合わせて示した。
(Example 2) In Example 1, instead of the device shown in FIG. 2 as the filament lateral direction moving means, FIG.
A tow prepreg was produced in the same manner as in Example 1 except that the apparatus shown in FIG. The twisting number by the twisting tool 17 in this case was 10 T / m. The obtained tow prepreg has a tow width of 3.1 mm (standard deviation of 0.10 mm) and a fibrous thermoplastic resin is arranged at 3 g / m 2 on each side, and the resin content is 34 ± 0.9% by weight and high precision. The unwinding property of the tow prepreg from the bobbin was also good. The compressive strength after impact was measured and is also shown in Table 1.

【0064】(実施例3)実施例1において、フィラメ
ント横方向移動手段として図2に示す装置に代えて図4
に示す装置を用いる他は、実施例1と同様にしてトウプ
リプレグを製造した。得られたトウプリプレグはトウ巾
が3.1mm(標準偏差0.11mm)、繊維状熱可塑
性樹脂が片面当たり3g/m2配置されており、樹脂含
有量34±0.93重量%と高精度であり、トウプリプ
レグのボビンからの解舒性も良好であった。衝撃後の圧
縮強度を測定し、表1に合わせて示した。
(Embodiment 3) In the first embodiment, a device shown in FIG.
A tow prepreg was produced in the same manner as in Example 1 except that the apparatus shown in FIG. The obtained tow prepreg has a tow width of 3.1 mm (standard deviation of 0.11 mm) and a fibrous thermoplastic resin is arranged at 3 g / m 2 per side, and the resin content is 34 ± 0.93% by weight and high accuracy. The unwinding property of the tow prepreg from the bobbin was also good. The compressive strength after impact was measured and is also shown in Table 1.

【0065】(比較例1)繊維状熱可塑性樹脂を用いな
い他は実施例1と同様に操作して、トウプリプレグを作
製した。得られたトウプリプレグはトウ巾が3.1mm
(標準偏差0.095mm)、樹脂含有量34±1.0
重量%と高精度であり、トウプリプレグのボビンからの
解舒性も良好であった。衝撃後の圧縮強度を測定し、表
1に合わせて示した。
Comparative Example 1 A tow prepreg was produced in the same manner as in Example 1 except that the fibrous thermoplastic resin was not used. The obtained tow prepreg has a tow width of 3.1 mm.
(Standard deviation 0.095 mm), resin content 34 ± 1.0
The accuracy was as high as wt% and the unwinding property of the tow prepreg from the bobbin was good. The compressive strength after impact was measured and is also shown in Table 1.

【0066】(比較例2、3)熱硬化性樹脂の組成を表
1に示したものにかえた他は実施例1と同様に操作し
て、トウプリプレグを作製した。得られたトウプリプレ
グはトウ巾が3.1mm(標準偏差0.095mm)、
樹脂含有量34±1.0重量%と高精度であり、トウプ
リプレグのボビンからの解舒性も良好であったが、しな
やかさに欠けドレープ性に難があった。衝撃後の圧縮強
度を測定し、表1に合わせて示した。
(Comparative Examples 2 and 3) A tow prepreg was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the thermosetting resin was changed to that shown in Table 1. The obtained tow prepreg has a tow width of 3.1 mm (standard deviation 0.095 mm),
The resin content was as high as 34 ± 1.0% by weight and the unwinding property of the tow prepreg from the bobbin was good, but it was lacking in flexibility and had difficulty in drapeability. The compressive strength after impact was measured and is also shown in Table 1.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】(実施例4〜6、比較例4〜5)強化繊
維、熱硬化性樹脂の組成、繊維状熱可塑性樹脂を表2に
示したものにかえた他は実施例1と同様に操作して、ト
ウプリプレグを作製した。得られたトウプリプレグの解
舒性、ドレープ性、衝撃後の圧縮強度を評価し、表2に
合わせて示した。
(Examples 4 to 6 and Comparative Examples 4 to 5) The same operations as in Example 1 were carried out except that the composition of the reinforcing fiber, the thermosetting resin and the fibrous thermoplastic resin were changed to those shown in Table 2. Then, a tow prepreg was produced. The unwinding property, drape property, and compressive strength after impact of the obtained tow prepreg were evaluated, and shown in Table 2 together.

【0069】[0069]

【表2】 [Table 2]

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明のトウプリプレグによれば、従来
の熱硬化性樹脂をマトリックスとするトウプリプレグと
同等の優れた取扱性を有するだけでなく、熱的性質、機
械的性質を損なうことなく、得られる成形物に優れた靱
性を賦与できるものである。特に衝撃を受けたときの層
間剥離に対する抵抗力が高いので航空機用構造材料等と
して好適に使用される。さらに本発明の製造方法によれ
ば、ホットメルト樹脂を用いて樹脂含有量を精密に制御
し且つ効率的な均一含浸を行うことによって高生産性で
トウプリプレグを製造することができるという優れた効
果を奏する。
According to the tow prepreg of the present invention, not only does it have the same excellent handleability as the conventional tow prepreg using a thermosetting resin as a matrix, but it does not impair the thermal and mechanical properties. It is possible to impart excellent toughness to the obtained molded product. In particular, since it has a high resistance to delamination when it receives an impact, it is suitable for use as a structural material for aircraft. Further, according to the production method of the present invention, an excellent effect that a tow prepreg can be produced with high productivity by precisely controlling the resin content using a hot melt resin and performing efficient uniform impregnation Play.

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

【図1】本発明の基本的なトウプリプレグの製造工程の
一例を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing an example of a manufacturing process of a basic tow prepreg of the present invention.

【図2】トウを構成するフィラメントの横方向移動を、
トウ幅の拡大と縮小とを併用して行う手段の一例を示す
側面図である。
FIG. 2 shows the lateral movement of the filaments forming the tow,
It is a side view which shows an example of a means which performs expansion and contraction of a toe width together.

【図3】トウを構成するフィラメントの横方向移動を、
トウの加撚とトウ幅の拡大とを併用して行う手段の一例
を示す側面図である。
FIG. 3 shows the lateral movement of the filaments forming the tow,
It is a side view which shows an example of the means which carries out twisting of a tow and expansion of the tow width together.

【図4】トウを構成するフィラメントの横方向移動を、
トウの折り畳みとトウ幅の拡大とを併用して行う手段の
一例を示す側面図である。
FIG. 4 shows the lateral movement of the filaments forming the tow,
It is a side view which shows an example of the means which performs the tow folding and the tow width expansion together.

【図5】冷却ロール上でトウ幅を狭めると同時に圧縮し
てトウの断面形状を制御するための手段の一例を示す側
面図である。
FIG. 5 is a side view showing an example of means for controlling the cross-sectional shape of the tow by narrowing and simultaneously compressing the tow width on the cooling roll.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 クリール 2 トウ 3 擦過拡幅ロール 4 ネルソンロール 5 樹脂吐出機 6 加熱管 7 吐出口 8 樹脂浸透用擦過ロール 9 フィラメント横方向移動樹脂含浸ロール 10 冷却ロール 11 ガイドロール 12 トルクモーターロール 13 ガイドロール 14 ワインダー 15 トウ幅拡大ロール 16 トウ幅縮小ロール 17 加撚具 18 垂直ロール 19 折り畳みガイド 20 冷却ロール 21 凹部 22 圧縮ロール 23 凸部 24 繊維状熱可塑性樹脂クリール 25 繊維状熱可塑性樹脂 26 ピッチ付ロール 1 Creel 2 Toe 3 Scratch widening roll 4 Nelson roll 5 Resin discharge machine 6 Heating tube 7 Discharge port 8 Scratch roll for resin penetration 9 Filament lateral movement resin impregnation roll 10 Cooling roll 11 Guide roll 12 Torque motor roll 13 Guide roll 14 Winder 15 Tow width expanding roll 16 Tow width reducing roll 17 Twisting tool 18 Vertical roll 19 Folding guide 20 Cooling roll 21 Recess 22 Compressing roll 23 Convex 24 Fibrous thermoplastic resin creel 25 Fibrous thermoplastic resin 26 Pitched roll

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 稔之 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 取違 哲也 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Itoh 4-chome, Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture 60-90, Product Development Laboratory, Mitsubishi Rayon Co., Ltd. No. 1-60 Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)5本以下の引張弾性率200GP
a以上の強化繊維トウ、(B)引張弾性率100GPa
以下の繊維状熱可塑性樹脂、(C)50℃における粘度
が3000〜100000ポイズの熱硬化性樹脂からな
り、(B)がその外表面に局在化していることを特徴と
するトウプリプレグ。
1. (A) Tensile modulus of 200 GP or less
Reinforcing fiber tows a or above, (B) Tensile modulus 100 GPa
A tow prepreg comprising the following fibrous thermoplastic resin, (C) a thermosetting resin having a viscosity of 3,000 to 100,000 poise at 50 ° C., and (B) being localized on the outer surface thereof.
【請求項2】 扁平にしたトウの少なくとも片面に樹脂
を定量供給し、樹脂をトウに接触させると同時に又はそ
の直後にトウの厚さ方向に浸透させ、トウを構成するフ
ィラメントの横方向移動によりトウ内に樹脂を均一に含
浸させ、冷却する直前または冷却と同時にその表面に引
張弾性率100GPa以下の繊維状熱可塑性樹脂を配置
した後、巻取ることを特徴とするトウプリプレグの製造
方法。
2. A flattened tow is supplied with a constant amount of resin on at least one side, and at the same time as or immediately after the resin is contacted with the tow, the resin is permeated in the thickness direction of the tow and the filaments constituting the tow are laterally moved. A method for producing a tow prepreg, which comprises uniformly impregnating a resin in a tow, arranging a fibrous thermoplastic resin having a tensile elastic modulus of 100 GPa or less on the surface immediately before or simultaneously with cooling, and then winding.
【請求項3】 扁平にしたトウの少なくとも片面に樹脂
を定量供給する前に、予めトウを加熱しておく請求項2
記載のトウプリプレグの製造方法。
3. The tow is heated in advance before the resin is quantitatively supplied to at least one surface of the flattened tow.
A method for producing the described tow prepreg.
【請求項4】 樹脂との接触時に規制される以上に予め
トウ幅を拡げておき、樹脂との接触時にトウ幅を所定幅
に狭める請求項2記載のトウプリプレグの製造方法。
4. The method of manufacturing a tow prepreg according to claim 2, wherein the tow width is expanded in advance so that it is restricted when contacting with the resin, and the tow width is narrowed to a predetermined width when contacting with the resin.
【請求項5】 トウの樹脂付着量を樹脂吐出機の吐出量
で制御する請求項2記載のトウプリプレグの製造方法。
5. The method of manufacturing a tow prepreg according to claim 2, wherein the resin adhesion amount of the tow is controlled by the discharge amount of the resin discharge machine.
【請求項6】 トウに樹脂を接触させると同時に又はそ
の直後に、トウの樹脂付着面を擦過させることにより樹
脂をトウの厚さ方向に浸透させる請求項2記載のトウプ
リプレグの製造方法。
6. The method for producing a tow prepreg according to claim 2, wherein the resin is allowed to penetrate in the thickness direction of the tow by rubbing the resin-attached surface of the tow at the same time as or immediately after the contact of the resin with the tow.
【請求項7】 トウを構成するフィラメントの横方向移
動を、トウの折り畳み、トウ幅の拡大、トウ幅の縮小、
又はトウの加撚等の少なくとも一つの手段で行う請求項
2記載のトウプリプレグの製造方法。
7. Lateral movement of the filaments that make up the tow include folding the tow, expanding the tow width, reducing the tow width,
The method for producing a tow prepreg according to claim 2, which is carried out by at least one means such as twisting the tow.
【請求項8】 トウを構成するフィラメントの横方向移
動による樹脂の均一含浸工程において、トウの走行速度
未満の周速で回転する回転体にトウを接触させる請求項
2記載のトウプリプレグの製造方法。
8. The method of manufacturing a tow prepreg according to claim 2, wherein the tow is brought into contact with a rotating body rotating at a peripheral speed lower than the traveling speed of the tow in the step of uniformly impregnating the resin by laterally moving the filaments forming the tow. .
【請求項9】 冷却工程において冷却ロール上でトウ幅
を狭めると同時に圧縮してトウの断面形状を制御する請
求項2記載のトウプリプレグの製造方法。
9. The method of manufacturing a tow prepreg according to claim 2, wherein the tow width is narrowed and compressed at the same time in the cooling step to control the cross-sectional shape of the tow.
【請求項10】 巻取る直前にトウ幅を狭めると同時に
圧縮して断面形状を制御する請求項2記載のトウプリプ
レグの製造方法。
10. The method of manufacturing a tow prepreg according to claim 2, wherein the tow width is narrowed and compressed immediately before winding to control the cross-sectional shape.
【請求項11】 樹脂を均一に含浸した後、トウに粉体
を付着させる請求項2記載のプリプレグの製造方法。
11. The method for producing a prepreg according to claim 2, wherein the powder is attached to the tow after the resin is uniformly impregnated.
【請求項12】 樹脂を均一に含浸した後、トウ片面に
セパレーター担体を担持させる請求項2記載のトウプリ
プレグの製造方法。
12. The method for producing a tow prepreg according to claim 2, wherein after uniformly impregnating the resin, a separator carrier is supported on one surface of the tow.
【請求項13】 扁平にした複数本のトウを用いて、樹
脂の接触、浸透、均一含浸及び冷却を行った後、各トウ
を個別に巻取る請求項2記載のトウプリプレグの製造方
法。
13. The method for producing a tow prepreg according to claim 2, wherein the tow prepreg is wound individually after contacting, permeating, uniformly impregnating and cooling the resin using a plurality of flat tows.
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