JPH11960A - 一方向プリプレグおよびその製造方法 - Google Patents
一方向プリプレグおよびその製造方法Info
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- JPH11960A JPH11960A JP9169537A JP16953797A JPH11960A JP H11960 A JPH11960 A JP H11960A JP 9169537 A JP9169537 A JP 9169537A JP 16953797 A JP16953797 A JP 16953797A JP H11960 A JPH11960 A JP H11960A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
- B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
- B29C66/71—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面に樹脂欠損部がなく、且つ、一方向
に引き揃えられた強化繊維材とガラスクロスとの接着強
度が高いガラスクロス付きの一方向プリプレグを提供す
ること。 【解決手段】 ガラスクロス付き一方向プリプレグを製
造するにあたり、予め樹脂フィルムとガラスクロスとを
重ねて仮接着した後、シート状の強化繊維材列とを、ガ
ラスクロス面と強化繊維材列面とが隣接するように重
ね、次いで加熱、押圧機構に供給しマトリックス樹脂を
ガラスクロス層を通過させながら強化繊維材に浸透、含
浸させる。
に引き揃えられた強化繊維材とガラスクロスとの接着強
度が高いガラスクロス付きの一方向プリプレグを提供す
ること。 【解決手段】 ガラスクロス付き一方向プリプレグを製
造するにあたり、予め樹脂フィルムとガラスクロスとを
重ねて仮接着した後、シート状の強化繊維材列とを、ガ
ラスクロス面と強化繊維材列面とが隣接するように重
ね、次いで加熱、押圧機構に供給しマトリックス樹脂を
ガラスクロス層を通過させながら強化繊維材に浸透、含
浸させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、一方向強化材繊
維とガラススクリムクロスとを貼り合わせたガラスクロ
ス付きの一方向プリプレグ（ＵＤＰＰ）に関する。更に
詳しくは、一方向引揃え強化繊維材とガラススクリムク
ロスとの接着性に優れたＵＤＰＰに関する。
維とガラススクリムクロスとを貼り合わせたガラスクロ
ス付きの一方向プリプレグ（ＵＤＰＰ）に関する。更に
詳しくは、一方向引揃え強化繊維材とガラススクリムク
ロスとの接着性に優れたＵＤＰＰに関する。
【０００２】
【従来の技術】プリプレグは、強化繊維材に樹脂を含浸
させた繊維強化樹脂複合材料成形用の中間素材として広
く使用されており、繊維の配列は一方向を始め、織物、
不織布など様々であるが、繊維が一方向に配向してい
る、いわゆるＵＤＰＰは、最も多用されているプリプレ
グのひとつでり、通常は表面に極薄いガラスクロス（い
わゆるスクリムクロス）を貼り付けたのものが供給され
ている。
させた繊維強化樹脂複合材料成形用の中間素材として広
く使用されており、繊維の配列は一方向を始め、織物、
不織布など様々であるが、繊維が一方向に配向してい
る、いわゆるＵＤＰＰは、最も多用されているプリプレ
グのひとつでり、通常は表面に極薄いガラスクロス（い
わゆるスクリムクロス）を貼り付けたのものが供給され
ている。
【０００３】ガラスクロス付き一方向プリプレグは、目
的とするパイプ、平板、その他の複雑構造物などの成形
物の材料設計に応じた繊維配向になるように積層し成形
される。この積層・成形の際ガラスクロス付き一方向プ
リプレグの層間に気泡を抱き込むと成形物の機械的性能
を著しく低下させるため、極力気泡の抱き込みのない状
態で積層・成形するよう配慮されている。
的とするパイプ、平板、その他の複雑構造物などの成形
物の材料設計に応じた繊維配向になるように積層し成形
される。この積層・成形の際ガラスクロス付き一方向プ
リプレグの層間に気泡を抱き込むと成形物の機械的性能
を著しく低下させるため、極力気泡の抱き込みのない状
態で積層・成形するよう配慮されている。
【０００４】このようなガラスクロス付き一方向プリプ
レグの製造は、シート状に引き揃えられた強化繊維材の
列にフィルム状のマトリックス樹脂材（樹脂フィルム）
を重ね合わせ、加熱ロール間を通して個々の繊維の間に
マトリックス樹脂を含浸させる（ホットメルト法）と共
に、含浸後、表面にガラスクロスを配し加熱・加圧して
貼り付けるのが一般的に行われている方法である（特公
平４−６０００８号公報、特公平４−６０００９号公
報）。
レグの製造は、シート状に引き揃えられた強化繊維材の
列にフィルム状のマトリックス樹脂材（樹脂フィルム）
を重ね合わせ、加熱ロール間を通して個々の繊維の間に
マトリックス樹脂を含浸させる（ホットメルト法）と共
に、含浸後、表面にガラスクロスを配し加熱・加圧して
貼り付けるのが一般的に行われている方法である（特公
平４−６０００８号公報、特公平４−６０００９号公
報）。
【０００５】ここで使用されるガラスクロスは、樹脂を
含浸させたプリプレグ状態のものもしくはガラスクロス
の生機であるが、生機は工程中に目ずれを生じやすいた
め殆どが樹脂を付着させたプリプレグ状態のガラスクロ
スが使用されている。
含浸させたプリプレグ状態のものもしくはガラスクロス
の生機であるが、生機は工程中に目ずれを生じやすいた
め殆どが樹脂を付着させたプリプレグ状態のガラスクロ
スが使用されている。
【０００６】しかしながら、プリプレグ状態のガラスク
ロスを後から貼り付ける工程によって製造したガラスク
ロス付き一方向プリプレグは、一旦プリプレグ状態にし
たガラスクロスへのマトリックス樹脂の通りが悪く、ま
た強化繊維材にマトリックス樹脂が含浸している上にガ
ラスクロスを重ね押圧しても、マトリックス樹脂がガラ
スクロスの反対の面（強化繊維材に接していない面）に
まで到達し難いという問題がある。いずれの場合にして
も、ガラスクロス面、特にガラスクロスの織り目部分に
樹脂の欠損部が生じ、極端な場合には目視においても表
面の凹凸が確認されるようになる。顕微鏡的に見ると、
表面の織り目（経糸、緯糸によって出来た穴部）に樹脂
の欠損部が確認される。
ロスを後から貼り付ける工程によって製造したガラスク
ロス付き一方向プリプレグは、一旦プリプレグ状態にし
たガラスクロスへのマトリックス樹脂の通りが悪く、ま
た強化繊維材にマトリックス樹脂が含浸している上にガ
ラスクロスを重ね押圧しても、マトリックス樹脂がガラ
スクロスの反対の面（強化繊維材に接していない面）に
まで到達し難いという問題がある。いずれの場合にして
も、ガラスクロス面、特にガラスクロスの織り目部分に
樹脂の欠損部が生じ、極端な場合には目視においても表
面の凹凸が確認されるようになる。顕微鏡的に見ると、
表面の織り目（経糸、緯糸によって出来た穴部）に樹脂
の欠損部が確認される。
【０００７】また、表面に樹脂欠損部を有するプリプレ
グは、積層時にプリプレグ相互の接着性（べた付き、タ
ック）が低く、積層時に気泡の抱き込みを生じやすく、
積層時に層間で動きやすいため、積層間の繊維配向に乱
れを生じやすい。
グは、積層時にプリプレグ相互の接着性（べた付き、タ
ック）が低く、積層時に気泡の抱き込みを生じやすく、
積層時に層間で動きやすいため、積層間の繊維配向に乱
れを生じやすい。
【０００８】ガラスクロスへの樹脂含浸が不良となり、
強化繊維材との接着性が弱くなると、ガラスクロス付き
一方向プリプレグは、保管中に一方向に配列した強化繊
維材とガラスクロスとの界面に剥離が生じ、プリプレグ
の幅方向および繊維軸方向にＵ字型の剥離部が目視出来
るようになる。
強化繊維材との接着性が弱くなると、ガラスクロス付き
一方向プリプレグは、保管中に一方向に配列した強化繊
維材とガラスクロスとの界面に剥離が生じ、プリプレグ
の幅方向および繊維軸方向にＵ字型の剥離部が目視出来
るようになる。
【０００９】ガラスクロスプリプレグの製造には、溶剤
法を採用する方法が多く採用されている。この溶剤法
は、ホットメルト法に比較してガラスクロスの織り目の
乱れを防止出来る効果があるが、樹脂含浸後、溶剤を除
去する必要があり残存溶剤の影響が懸念される。
法を採用する方法が多く採用されている。この溶剤法
は、ホットメルト法に比較してガラスクロスの織り目の
乱れを防止出来る効果があるが、樹脂含浸後、溶剤を除
去する必要があり残存溶剤の影響が懸念される。
【００１０】引き揃えられた強化繊維材列と樹脂フィル
ムとを重ね合わせ、樹脂を個々の繊維間に押圧含浸させ
る際、ガラスクロスの生機を重ね合わせ、同時に樹脂を
押圧含浸させる方法も知られている。
ムとを重ね合わせ、樹脂を個々の繊維間に押圧含浸させ
る際、ガラスクロスの生機を重ね合わせ、同時に樹脂を
押圧含浸させる方法も知られている。
【００１１】このような方法によると、残存溶剤の懸念
は解消するがガラスクロスの経糸と緯糸の交叉部で相互
が固定されていないため、樹脂含浸時にガラス繊維が樹
脂の中で泳ぎ、織り目の乱れを生ずるという問題が生ず
る。
は解消するがガラスクロスの経糸と緯糸の交叉部で相互
が固定されていないため、樹脂含浸時にガラス繊維が樹
脂の中で泳ぎ、織り目の乱れを生ずるという問題が生ず
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ガラスクロス付き一方
向プリプレグは、ガラスクロスの織目に樹脂の欠損部を
生じやすく、積層の際、この表面の樹脂欠損部に気泡を
生じやすい。また、芯管に巻かれた状態のガラスクロス
付き一方向プリプレグは保管中に一方向に配列した強化
繊維材と、ガラスクロスとの界面に剥離が生じ、この剥
離部に溜まった空気が積層・成形時に気泡となって成形
物中に残るという問題を生ずる。
向プリプレグは、ガラスクロスの織目に樹脂の欠損部を
生じやすく、積層の際、この表面の樹脂欠損部に気泡を
生じやすい。また、芯管に巻かれた状態のガラスクロス
付き一方向プリプレグは保管中に一方向に配列した強化
繊維材と、ガラスクロスとの界面に剥離が生じ、この剥
離部に溜まった空気が積層・成形時に気泡となって成形
物中に残るという問題を生ずる。
【００１３】
【発明の目的】本発明は、表面に樹脂欠損部がなく、且
つ一方向に引き揃えられた強化繊維材とガラスクロスと
の接着強度が高いガラスクロス付き一方向プリプレグを
提供することにある。
つ一方向に引き揃えられた強化繊維材とガラスクロスと
の接着強度が高いガラスクロス付き一方向プリプレグを
提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成から
なる。 （請求項１） 強化繊維材とマトリックス樹脂とガラス
クロスからなるガラスクロス付き一方向プリプレグにお
いて、ガラスクロスの引き剥がし強力がガラスクロスの
切断強力より大きいことを特徴とするガラスクロス付き
一方向プリプレグ。 （請求項２） ガラスクロス付き一方向プリプレグにお
いてガラスクロス面の織目に樹脂の欠損がない請求項１
記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 （請求項３）マトリックス樹脂がエポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、である請求項
１及び２記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 （請求項４）マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂と熱可塑
性樹脂との混合系である請求項１乃至３記載のガラスク
ロス付き一方向プリプレグ。 （請求項５）強化繊維材が炭素繊維、黒鉛繊維、アラミ
ド繊維、ガラス繊維である請求項１乃至４記載のガラス
クロス付き一方向プリプレグ。 （請求項６）樹脂含有量が２０〜４０重量％である請求
項１乃至５記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 （請求項７）ホットメルト法でガラスクロス付き一方向
プリプレグの製造にあたり、あらかじめ樹脂フィルムと
ガラスクロスとを重ねて接着した後、シート状の強化繊
維材列とを、ガラスクロス面と強化繊維材列面とが隣接
するように重ね、次いで加熱・押圧機構に供給しマトリ
ックス樹脂をガラスクロス層を通過させながら強化繊維
材に浸透・含浸させる事を特徴とする請求項１記載のガ
ラスクロス付き一方向プリプレグの製造方法。 （請求項８）ガラスクロスが生機である請求項７記載の
ガラスクロス付き一方向プリプレグの製造方法。
なる。 （請求項１） 強化繊維材とマトリックス樹脂とガラス
クロスからなるガラスクロス付き一方向プリプレグにお
いて、ガラスクロスの引き剥がし強力がガラスクロスの
切断強力より大きいことを特徴とするガラスクロス付き
一方向プリプレグ。 （請求項２） ガラスクロス付き一方向プリプレグにお
いてガラスクロス面の織目に樹脂の欠損がない請求項１
記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 （請求項３）マトリックス樹脂がエポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、である請求項
１及び２記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 （請求項４）マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂と熱可塑
性樹脂との混合系である請求項１乃至３記載のガラスク
ロス付き一方向プリプレグ。 （請求項５）強化繊維材が炭素繊維、黒鉛繊維、アラミ
ド繊維、ガラス繊維である請求項１乃至４記載のガラス
クロス付き一方向プリプレグ。 （請求項６）樹脂含有量が２０〜４０重量％である請求
項１乃至５記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 （請求項７）ホットメルト法でガラスクロス付き一方向
プリプレグの製造にあたり、あらかじめ樹脂フィルムと
ガラスクロスとを重ねて接着した後、シート状の強化繊
維材列とを、ガラスクロス面と強化繊維材列面とが隣接
するように重ね、次いで加熱・押圧機構に供給しマトリ
ックス樹脂をガラスクロス層を通過させながら強化繊維
材に浸透・含浸させる事を特徴とする請求項１記載のガ
ラスクロス付き一方向プリプレグの製造方法。 （請求項８）ガラスクロスが生機である請求項７記載の
ガラスクロス付き一方向プリプレグの製造方法。
【００１５】本発明によると、ガラスクロス付き一方向
プリプレグの表面に樹脂欠損部がなく、また引きはがし
強度が高いため、保存中に、あるいは作業中に、強化繊
維材とガラスクロスとの剥離が生じないため、成形時に
空気の抱き込みを生じ難く、このため成形物の強度が高
い物が得られる。
プリプレグの表面に樹脂欠損部がなく、また引きはがし
強度が高いため、保存中に、あるいは作業中に、強化繊
維材とガラスクロスとの剥離が生じないため、成形時に
空気の抱き込みを生じ難く、このため成形物の強度が高
い物が得られる。
【００１６】通常ガラスクロス付き一方向プリプレグ
は、用途等に応じ樹脂含有量が２０〜５０重量％程度の
広範囲に及ぶが、樹脂含有量が３０重量％以下のガラス
クロス付き一方向プリプレグは、低樹脂含有量に起因し
てタックが低くなる傾向にある。
は、用途等に応じ樹脂含有量が２０〜５０重量％程度の
広範囲に及ぶが、樹脂含有量が３０重量％以下のガラス
クロス付き一方向プリプレグは、低樹脂含有量に起因し
てタックが低くなる傾向にある。
【００１７】また、熱硬化性のマトリックス樹脂に熱可
塑性樹脂粉末等の固形成分を加えたマトリックス樹脂系
では、タックが低くなる傾向がある。このような低タッ
クのガラスクロス付き一方向プリプレグにおいても、本
発明によればガラスクロスの剥離がなく、高い密着性が
得られる。
塑性樹脂粉末等の固形成分を加えたマトリックス樹脂系
では、タックが低くなる傾向がある。このような低タッ
クのガラスクロス付き一方向プリプレグにおいても、本
発明によればガラスクロスの剥離がなく、高い密着性が
得られる。
【００１８】通常のガラスクロス付き一方向プリプレグ
は、一方向に配向しているシート状の強化繊維材列とガ
ラスクロスとが貼り合わされた構造を有するプリプレグ
であり、通常は一方の面に離形紙を配し、他方の面はポ
リエチレン等の熱可塑性の離型フィルムで覆われてい
る。
は、一方向に配向しているシート状の強化繊維材列とガ
ラスクロスとが貼り合わされた構造を有するプリプレグ
であり、通常は一方の面に離形紙を配し、他方の面はポ
リエチレン等の熱可塑性の離型フィルムで覆われてい
る。
【００１９】本発明のガラスクロス付き一方向プリプレ
グは、シート状の強化繊維材列とガラスクロスとが強固
に接着しており、作業環境のような常温状態では実質的
に両者を剥離することが出来ない程度に強固に接着して
いる。
グは、シート状の強化繊維材列とガラスクロスとが強固
に接着しており、作業環境のような常温状態では実質的
に両者を剥離することが出来ない程度に強固に接着して
いる。
【００２０】顕微鏡的に観察すると、ガラスクロスの表
面にまでマトリックス樹脂で被覆されており、ガラスク
ロスの織り目にもマトリックス樹脂の欠損部がない。こ
のためガラスクロス織り目部の表裏でマトリックス樹脂
がリベット型に広がり強固な結合強度を有しているもの
と考えられる。
面にまでマトリックス樹脂で被覆されており、ガラスク
ロスの織り目にもマトリックス樹脂の欠損部がない。こ
のためガラスクロス織り目部の表裏でマトリックス樹脂
がリベット型に広がり強固な結合強度を有しているもの
と考えられる。
【００２１】強固に結合している結果、強化繊維材の軸
方向に無理に引き剥がそうとすると、ガラスクロスが切
断する。ガラスクロスが強固に接合されているかどうか
を、簡便的に評価するには、幅３０ｍｍ程度のテープ状
に裁断したＵＤＰＰの端部から注意深くガラスクロスを
引き剥がす。端部のガラスクロスが引き剥がせない場合
は、極少量の溶剤をガラスクロス付き一方向プリプレグ
の端部に塗布しマトリックス樹脂を溶解し、治具に固定
するに必要な長さのガラスクロスを端部から引き剥が
す。
方向に無理に引き剥がそうとすると、ガラスクロスが切
断する。ガラスクロスが強固に接合されているかどうか
を、簡便的に評価するには、幅３０ｍｍ程度のテープ状
に裁断したＵＤＰＰの端部から注意深くガラスクロスを
引き剥がす。端部のガラスクロスが引き剥がせない場合
は、極少量の溶剤をガラスクロス付き一方向プリプレグ
の端部に塗布しマトリックス樹脂を溶解し、治具に固定
するに必要な長さのガラスクロスを端部から引き剥が
す。
【００２２】次いでガラスクロスの端部を直径８〜１０
ｍｍ程度の丸棒に巻き付け、均等に力が配分するように
して、徐々に丸棒を転がし、引き剥がし量を増やしなが
らガラスクロスを巻き付いていく。従来のガラスクロス
付き一方向プリプレグでは、引き剥がすことが出来る
が、本発明のガラスクロス付き一方向プリプレグはガラ
スクロスが破断し引き剥がせない。
ｍｍ程度の丸棒に巻き付け、均等に力が配分するように
して、徐々に丸棒を転がし、引き剥がし量を増やしなが
らガラスクロスを巻き付いていく。従来のガラスクロス
付き一方向プリプレグでは、引き剥がすことが出来る
が、本発明のガラスクロス付き一方向プリプレグはガラ
スクロスが破断し引き剥がせない。
【００２３】本発明において強化繊維材とは、一般に繊
維強化樹脂複合材料における強化繊維として使用されて
いる強化用繊維群であり、具体的には、無機繊維、有機
繊維、金属繊維、金属被覆繊維又はそれらの混合からな
り、無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素
繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイト繊維、ボ
ロン繊維、ガラス繊維等、有機繊維としてはアラミド繊
維、高密度ポリエチレン繊維、ナイロン繊維、ポリエス
テル繊維等の有機繊維が挙げられる。また金属繊維とし
てはステンレス繊維、金属被覆繊維としては、上記の無
機繊維、有機繊維の表面にニッケル、銅等の金属層を電
解メッキ又は無電解メッキによって形成させた繊維であ
る。特に炭素繊維、黒鉛繊維のを使用したＵＤＰＰが好
ましく、通常は目付５０〜３００ｇ／ｍ２↑である。
維強化樹脂複合材料における強化繊維として使用されて
いる強化用繊維群であり、具体的には、無機繊維、有機
繊維、金属繊維、金属被覆繊維又はそれらの混合からな
り、無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、炭化珪素
繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイト繊維、ボ
ロン繊維、ガラス繊維等、有機繊維としてはアラミド繊
維、高密度ポリエチレン繊維、ナイロン繊維、ポリエス
テル繊維等の有機繊維が挙げられる。また金属繊維とし
てはステンレス繊維、金属被覆繊維としては、上記の無
機繊維、有機繊維の表面にニッケル、銅等の金属層を電
解メッキ又は無電解メッキによって形成させた繊維であ
る。特に炭素繊維、黒鉛繊維のを使用したＵＤＰＰが好
ましく、通常は目付５０〜３００ｇ／ｍ２↑である。
【００２４】本発明においてガラスクロスとは、通常の
ＵＤＰＰに貼り合わされて使用される、いわゆるスクリ
ムクロスであり、強化繊維材として使用されているガラ
ス繊維織物を意味していない。このようなガラスクロス
（スクリムクロス）は、目付（単位面積あたりの重量）
が１０〜１００ｇ／ｍ２↑ 好ましくは２０〜３０ｇ／
ｍ２↑ でありガラス繊維からなるきわめて薄い織物で
ある。
ＵＤＰＰに貼り合わされて使用される、いわゆるスクリ
ムクロスであり、強化繊維材として使用されているガラ
ス繊維織物を意味していない。このようなガラスクロス
（スクリムクロス）は、目付（単位面積あたりの重量）
が１０〜１００ｇ／ｍ２↑ 好ましくは２０〜３０ｇ／
ｍ２↑ でありガラス繊維からなるきわめて薄い織物で
ある。
【００２５】このガラスクロスは一方向プリプレグの幅
方向に強度を与え、強化繊維材の配列の乱れを防止する
機能を有する。
方向に強度を与え、強化繊維材の配列の乱れを防止する
機能を有する。
【００２６】本発明においてマトリックス樹脂とは、通
常繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として用いられ
ている熱硬化性樹脂であり、特にエポキシ樹脂が好適に
使用される。エポキシ樹脂硬化剤は、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用いることが出来
る。好ましくは、アミノ基、酸無水物基、アジド基を有
する化合物が適している。具体的には、ジシアンジアミ
ド、ジアミノジフェニルスルホンの各種異性体、アミノ
安息香酸エステル類が適している。
常繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として用いられ
ている熱硬化性樹脂であり、特にエポキシ樹脂が好適に
使用される。エポキシ樹脂硬化剤は、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用いることが出来
る。好ましくは、アミノ基、酸無水物基、アジド基を有
する化合物が適している。具体的には、ジシアンジアミ
ド、ジアミノジフェニルスルホンの各種異性体、アミノ
安息香酸エステル類が適している。
【００２７】エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂として
は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等も
使用できる。
は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等も
使用できる。
【００２８】本発明のプリプレグには、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。好適な熱可塑性樹脂としては、ポリアクリレート、
ポリアミド、アラミド、ポリエステル、ポリフェニレン
スルフィド、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
ケトンである。これらの熱可塑性樹脂を併用することに
よって、靱性の高い硬化成形物を与えることが出来る。
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。好適な熱可塑性樹脂としては、ポリアクリレート、
ポリアミド、アラミド、ポリエステル、ポリフェニレン
スルフィド、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
ケトンである。これらの熱可塑性樹脂を併用することに
よって、靱性の高い硬化成形物を与えることが出来る。
【００２９】ガラスクロス付き一方向プリプレグにおけ
るマトリックス樹脂含有量は、用途等に於いて異なる
が、通常は樹脂含有量（ＲＣ）は２０〜５０重量％であ
る。特に好ましくは２０〜４０重量％である。マトリッ
クス樹脂には、成形物の靱性向上のために、５０重量％
以下、特に３０重量％以下の量、粒径１５０μｍ以下の
熱可塑性樹脂粉末を添加する事もでき、このような混合
樹脂系では一般にタックが低くなる傾向にあり、その結
果ガラスクロスの剥離が生じやすくなるので、その対策
として本発明は特に有効である。
るマトリックス樹脂含有量は、用途等に於いて異なる
が、通常は樹脂含有量（ＲＣ）は２０〜５０重量％であ
る。特に好ましくは２０〜４０重量％である。マトリッ
クス樹脂には、成形物の靱性向上のために、５０重量％
以下、特に３０重量％以下の量、粒径１５０μｍ以下の
熱可塑性樹脂粉末を添加する事もでき、このような混合
樹脂系では一般にタックが低くなる傾向にあり、その結
果ガラスクロスの剥離が生じやすくなるので、その対策
として本発明は特に有効である。
【００３０】ガラスクロス付き一方向プリプレグは、一
般に次のようにして製造することが出来る事が知られて
いる。即ち、強化繊維をボビンから引き出し、引き揃え
てシート状の強化繊維列を形成する。
般に次のようにして製造することが出来る事が知られて
いる。即ち、強化繊維をボビンから引き出し、引き揃え
てシート状の強化繊維列を形成する。
【００３１】マトリックス樹脂は、硬化剤、硬化促進剤
その他の添加物を混合し、フィルム状の樹脂（いわゆる
Ｂーステージ状態の樹脂フィルム）とし、離形紙に担持
する。シート状の強化繊維材列と樹脂フィルを重ね、加
熱された押圧ローラー、熱板等の加熱・押圧機構に供給
し、強化繊維材の単繊維間にマトリックス樹脂を浸透・
含浸させる。樹脂フィルムは強化繊維材列の片面ももし
くは両面から供給される。
その他の添加物を混合し、フィルム状の樹脂（いわゆる
Ｂーステージ状態の樹脂フィルム）とし、離形紙に担持
する。シート状の強化繊維材列と樹脂フィルを重ね、加
熱された押圧ローラー、熱板等の加熱・押圧機構に供給
し、強化繊維材の単繊維間にマトリックス樹脂を浸透・
含浸させる。樹脂フィルムは強化繊維材列の片面ももし
くは両面から供給される。
【００３２】この際、本発明では、あらかじめ樹脂フィ
ルムとガラスクロスとを重ねて仮接着した後、シート状
の強化繊維材列と重ね合わせる。この際ガラスクロス面
と強化繊維材列面とが隣接するように重ねることが重要
になる。次いで加熱・押圧機構に供給しマトリックス樹
脂をガラスクロス層を通過させながら強化繊維材に浸透
・含浸させる。このようにしてマトリックス樹脂を強化
繊維材に供給すると、ガラスクロス層をマトリックス樹
脂が強制的に通過することになり、しかもガラスクロス
の強化材繊維材に接していない方の面は、押圧機構に接
しているため、平面性が保持される。その結果、強化繊
維材層とガラスクロスとは強固に結合することになる。
ここで使用されるガラスクロスは生機を使用するのがよ
い。 生機を使用することによって、ガラスクロス付き
一方向プリプレグの揮発分をいっそう少なくすることが
出来、マトリックス樹脂の含浸性も良好である。
ルムとガラスクロスとを重ねて仮接着した後、シート状
の強化繊維材列と重ね合わせる。この際ガラスクロス面
と強化繊維材列面とが隣接するように重ねることが重要
になる。次いで加熱・押圧機構に供給しマトリックス樹
脂をガラスクロス層を通過させながら強化繊維材に浸透
・含浸させる。このようにしてマトリックス樹脂を強化
繊維材に供給すると、ガラスクロス層をマトリックス樹
脂が強制的に通過することになり、しかもガラスクロス
の強化材繊維材に接していない方の面は、押圧機構に接
しているため、平面性が保持される。その結果、強化繊
維材層とガラスクロスとは強固に結合することになる。
ここで使用されるガラスクロスは生機を使用するのがよ
い。 生機を使用することによって、ガラスクロス付き
一方向プリプレグの揮発分をいっそう少なくすることが
出来、マトリックス樹脂の含浸性も良好である。
【００３３】マトリックス樹脂と強化繊維材の間に生機
を供給する方法としては、加熱・押圧機構の先端で３者
を同時に会合させる方法、生機の背面に設けられたスリ
ットからマトリックス樹脂を供給し、生機層を通して溶
融状態のマトリックス樹脂を強化繊維材に含浸させる方
法があるが、いずれの場合も高粘度の液状樹脂の中で生
機を構成するガラス繊維が泳ぐ形となり目ずれの原因と
なる。
を供給する方法としては、加熱・押圧機構の先端で３者
を同時に会合させる方法、生機の背面に設けられたスリ
ットからマトリックス樹脂を供給し、生機層を通して溶
融状態のマトリックス樹脂を強化繊維材に含浸させる方
法があるが、いずれの場合も高粘度の液状樹脂の中で生
機を構成するガラス繊維が泳ぐ形となり目ずれの原因と
なる。
【００３４】本発明方法のように、あらかじめ樹脂フィ
ルムに生機を接着し、次いでシート状の強化繊維材と重
ね合わせると、この時点でガラスクロスが加熱・押圧さ
れることになるため、繊維のずれは殆ど生ずることはな
い。
ルムに生機を接着し、次いでシート状の強化繊維材と重
ね合わせると、この時点でガラスクロスが加熱・押圧さ
れることになるため、繊維のずれは殆ど生ずることはな
い。
【００３５】しかも、ガラスクロスと押圧機構の間に介
在する離型紙の、ガラスクロス側の面にてマトリックス
樹脂が挟まれる。このため、ガラスクロスの織り目の凹
部をマトリックス樹脂が埋め尽くす結果となりシート状
の強化繊維材剥離不能なほど強固に接合することにな
り、しかも表面は離型紙の面に沿った、樹脂欠損部の殆
どない平滑な面のガラスクロス付き一方向プリプレグが
得られる。
在する離型紙の、ガラスクロス側の面にてマトリックス
樹脂が挟まれる。このため、ガラスクロスの織り目の凹
部をマトリックス樹脂が埋め尽くす結果となりシート状
の強化繊維材剥離不能なほど強固に接合することにな
り、しかも表面は離型紙の面に沿った、樹脂欠損部の殆
どない平滑な面のガラスクロス付き一方向プリプレグが
得られる。
【００３６】本発明のガラスクロス付き一方向プリプレ
グは、表面にガラスクロスの織り目が殆ど観察されず、
ガラスクロスの上にマトリックス樹脂層が形成している
ことを伺わせている。またガラスクロスを引き剥がす事
が出来ない程度に強固に接着し、無理に引き剥がそうと
するとガラスクロスが切断する。
グは、表面にガラスクロスの織り目が殆ど観察されず、
ガラスクロスの上にマトリックス樹脂層が形成している
ことを伺わせている。またガラスクロスを引き剥がす事
が出来ない程度に強固に接着し、無理に引き剥がそうと
するとガラスクロスが切断する。
【００３７】
【発明の効果】本発明のガラスクロス付き一方向プリプ
レグは、マトリックス樹脂がガラスクロスに十分に含浸
し、強化繊維材層とガラスクロス層との接着性がよく、
成形時・保存時両者間の剥離がなく、成形時の気泡の抱
き込みもなく、高品質のガラスクロス付き一方向プリプ
レグを与える。
レグは、マトリックス樹脂がガラスクロスに十分に含浸
し、強化繊維材層とガラスクロス層との接着性がよく、
成形時・保存時両者間の剥離がなく、成形時の気泡の抱
き込みもなく、高品質のガラスクロス付き一方向プリプ
レグを与える。
【００３８】またガラスクロス付き一方向プリプレグの
表面の織り目に樹脂欠損部がなく、ガラスクロスの目ず
れもない。
表面の織り目に樹脂欠損部がなく、ガラスクロスの目ず
れもない。
【００３９】その結果本発明のガラスクロス付き一方向
プリプレグを用いて成形した成形物はコンポジット性能
が高いという効果を有する。
プリプレグを用いて成形した成形物はコンポジット性能
が高いという効果を有する。
【００４０】
【実施例】マトリックス樹脂成分として、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂／ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂：７０／３０重量部、硬化剤成分としてＤＩＣＹ／
ＤＭＵ：５／３部の混合比からなる目付４４ｇ／ｍ２↑
の２種の樹脂フィルムを準備し、この樹脂フィルムを離
型紙に担持し巻き取る際、ガラスクロスを離型紙の反対
側の面に合わせ接着しガラスクロス付きの樹脂フィルム
として巻き取った。ガラスクロスとして、目付２４．５
ｇ／ｍ２↑を使用した。
ボラック型エポキシ樹脂／ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂：７０／３０重量部、硬化剤成分としてＤＩＣＹ／
ＤＭＵ：５／３部の混合比からなる目付４４ｇ／ｍ２↑
の２種の樹脂フィルムを準備し、この樹脂フィルムを離
型紙に担持し巻き取る際、ガラスクロスを離型紙の反対
側の面に合わせ接着しガラスクロス付きの樹脂フィルム
として巻き取った。ガラスクロスとして、目付２４．５
ｇ／ｍ２↑を使用した。
【００４１】同時に樹脂組成が同一で目付のみ３５ｇ／
ｍ２↑とした樹脂フィルムを別途製作した。強化繊維材
として、炭素繊維（強度４３０Ｋｇｆ／ｍｍ２↑、弾性
率２４ｔｏｎ/ｍｍ２↑）束を引き揃えた、目付１５０
ｇ／ｍ２↑シート状炭素繊維を準備した。
ｍ２↑とした樹脂フィルムを別途製作した。強化繊維材
として、炭素繊維（強度４３０Ｋｇｆ／ｍｍ２↑、弾性
率２４ｔｏｎ/ｍｍ２↑）束を引き揃えた、目付１５０
ｇ／ｍ２↑シート状炭素繊維を準備した。
【００４２】シート状炭素繊維の一方の面にガラスクロ
ス付きの樹脂フィルムを、ガラスクロス面がシート状炭
素繊維とが接するように配し、他方の面にガラスクロス
のない樹脂フィルムを配し、含浸のための加熱押圧機構
に供給した。この際の温度１００〜１２０℃、押圧力７
〜８ｋｇ／ｃｍの線圧にて段階的に含浸させ、均一なガ
ラスクロス付き一方向プリプレグを得た。このガラスク
ロス付き一方向プリプレグをガラスクロスのない面に離
型紙、ガラスクロスの面にポリエチレンフィルムを配し
巻き取った。このガラスクロス付き一方向プリプレグの
樹脂含有率（ＲＣ）は３２重量％であった。
ス付きの樹脂フィルムを、ガラスクロス面がシート状炭
素繊維とが接するように配し、他方の面にガラスクロス
のない樹脂フィルムを配し、含浸のための加熱押圧機構
に供給した。この際の温度１００〜１２０℃、押圧力７
〜８ｋｇ／ｃｍの線圧にて段階的に含浸させ、均一なガ
ラスクロス付き一方向プリプレグを得た。このガラスク
ロス付き一方向プリプレグをガラスクロスのない面に離
型紙、ガラスクロスの面にポリエチレンフィルムを配し
巻き取った。このガラスクロス付き一方向プリプレグの
樹脂含有率（ＲＣ）は３２重量％であった。
【００４３】
【比較例】比較のために、同一のシート状炭素繊維の両
面に、上記した樹脂フィルムのうちガラスクロスを接着
していない樹脂フィルムを供給し、同一条件にて炭素繊
維間に樹脂を含浸させ、次いで２８重量％の樹脂で処理
されたガラスクロスを配し、６０℃、２ｋｇ／ｃｍにて
加熱押圧しガラスクロスを接着させ、同様にして巻き取
った。このガラスクロス付き一方向プリプレグのＲＣは
３２重量％であった。この両者のガラスクロス付き一方
向プリプレグを一辺１ｍの正方形に切断し、２３℃、Ｒ
Ｈ６５％にコントロールされた室内に７日間、平に静置
した後、評価した。
面に、上記した樹脂フィルムのうちガラスクロスを接着
していない樹脂フィルムを供給し、同一条件にて炭素繊
維間に樹脂を含浸させ、次いで２８重量％の樹脂で処理
されたガラスクロスを配し、６０℃、２ｋｇ／ｃｍにて
加熱押圧しガラスクロスを接着させ、同様にして巻き取
った。このガラスクロス付き一方向プリプレグのＲＣは
３２重量％であった。この両者のガラスクロス付き一方
向プリプレグを一辺１ｍの正方形に切断し、２３℃、Ｒ
Ｈ６５％にコントロールされた室内に７日間、平に静置
した後、評価した。
【００４４】その結果、本発明のガラスクロス付き一方
向プリプレグは、強化繊維材の軸方向、幅方向の何れに
も剥離は認められなかった。また、端部を少量のアセト
ンで剥離し、暫時放置しアセトンを揮発後、幅３０ｍｍ
に切断し、端部のガラスクロスを直径８ｍｍのガラス棒
に巻き付け、転がすようにして徐々にガラスクロスを剥
がし、簡便法にて接着状態をテストした結果、２０ｍｍ
以上剥がすことは出来ず、ガラスクロスに破断部が認め
られ徐々に全面破断した。
向プリプレグは、強化繊維材の軸方向、幅方向の何れに
も剥離は認められなかった。また、端部を少量のアセト
ンで剥離し、暫時放置しアセトンを揮発後、幅３０ｍｍ
に切断し、端部のガラスクロスを直径８ｍｍのガラス棒
に巻き付け、転がすようにして徐々にガラスクロスを剥
がし、簡便法にて接着状態をテストした結果、２０ｍｍ
以上剥がすことは出来ず、ガラスクロスに破断部が認め
られ徐々に全面破断した。
【００４５】これに対し、比較例に示したガラスクロス
を後から接着したガラスクロス付き一方向プリプレグで
は、 シート状炭素繊維とガラスクロスとが炭素繊維の
軸方向および幅方向にＵ字状の剥離が見られた。簡便剥
離テストでは、抵抗はあるがガラスクロスを破断するに
は至らず、引き剥がすことが出来た。
を後から接着したガラスクロス付き一方向プリプレグで
は、 シート状炭素繊維とガラスクロスとが炭素繊維の
軸方向および幅方向にＵ字状の剥離が見られた。簡便剥
離テストでは、抵抗はあるがガラスクロスを破断するに
は至らず、引き剥がすことが出来た。
【００４６】また、両者を目視観察の結果、本発明のガ
ラスクロス付き一方向プリプレグは表面が平滑であり、
ガラスクロス乱反射がなく炭素繊維の黒がそのまま目視
され、またガラスクロスの織り目は殆ど目視されず、樹
脂の欠損部も認められなかった。
ラスクロス付き一方向プリプレグは表面が平滑であり、
ガラスクロス乱反射がなく炭素繊維の黒がそのまま目視
され、またガラスクロスの織り目は殆ど目視されず、樹
脂の欠損部も認められなかった。
【００４７】これに対し比較例の後接着ガラスクロス付
き一方向プリプレグは、ガラスクロスの織り目が観察さ
れ全体に白っぽく見えた。また、表面はガラスクロスの
梨地状であった。
き一方向プリプレグは、ガラスクロスの織り目が観察さ
れ全体に白っぽく見えた。また、表面はガラスクロスの
梨地状であった。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｊ 5/24 Ｃ０８Ｊ 5/24 // Ｂ２９Ｃ 65/40 Ｂ２９Ｃ 65/40 Ｂ２９Ｋ 33:04 63:00 79:00 105:08 307:04 309:08 477:00
Claims (8)
- 【請求項１】 強化繊維材とマトリックス樹脂とガラス
クロスからなるガラスクロス付き一方向プリプレグにお
いて、ガラスクロスの引き剥がし強力がガラスクロスの
切断強力より大きいことを特徴とするガラスクロス付き
一方向プリプレグ。 - 【請求項２】 ガラスクロス付き一方向プリプレグにお
いてガラスクロス面の織目に樹脂の欠損がない請求項１
記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 - 【請求項３】マトリックス樹脂がエポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、である請求項
１及び２記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 - 【請求項４】マトリックス樹脂が熱硬化性樹脂と熱可塑
性樹脂との混合系である請求項１乃至２記載のガラスク
ロス付き一方向プリプレグ。 - 【請求項５】強化繊維材が炭素繊維、黒鉛繊維、アラミ
ド繊維、ガラス繊維である請求項１乃至４記載のガラス
クロス付き一方向プリプレグ。 - 【請求項６】樹脂含有量が２０〜４０重量％である請求
項１乃至５記載のガラスクロス付き一方向プリプレグ。 - 【請求項７】ホットメルト法でガラスクロス付き一方向
プリプレグの製造にあたり、あらかじめ樹脂フィルムと
ガラスクロスとを重ねて接着した後、シート状の強化繊
維材列とを、ガラスクロス面と強化繊維材列面とが隣接
するように重ね、次いで加熱・押圧機構に供給しマトリ
ックス樹脂をガラスクロス層を通過させながら強化繊維
材に浸透・含浸させる事を特徴とする請求項１記載のガ
ラスクロス付き一方向プリプレグの製造方法。 - 【請求項８】ガラスクロスが生機である請求項７記載の
ガラスクロス付き一方向プリプレグの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16953797A JP3768334B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 一方向プリプレグの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16953797A JP3768334B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 一方向プリプレグの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11960A true JPH11960A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3768334B2 JP3768334B2 (ja) | 2006-04-19 |
Family
ID=15888337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16953797A Expired - Fee Related JP3768334B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 一方向プリプレグの製造方法 |
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| JP2006264236A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Toho Tenax Co Ltd | 難燃性ハイブリッド複合材料及びそれを用いた容器とその成形方法 |
| JP2010534149A (ja) * | 2007-07-20 | 2010-11-04 | アドバンスト コンポジッツ グループ リミテッド | 熱硬化性樹脂繊維 |
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1997
- 1997-06-11 JP JP16953797A patent/JP3768334B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2006264236A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Toho Tenax Co Ltd | 難燃性ハイブリッド複合材料及びそれを用いた容器とその成形方法 |
| JP4723270B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-07-13 | 東邦テナックス株式会社 | 難燃性ハイブリッド複合材料を用いた容器の成形方法 |
| JP2010534149A (ja) * | 2007-07-20 | 2010-11-04 | アドバンスト コンポジッツ グループ リミテッド | 熱硬化性樹脂繊維 |
| US8883305B2 (en) | 2007-07-20 | 2014-11-11 | Umeco Structual Materials (Derby) Limited | Thermoset resin fibres |
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| JP3768334B2 (ja) | 2006-04-19 |
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