JP2006192572A

JP2006192572A - プリプレグの製造装置

Info

Publication number: JP2006192572A
Application number: JP2005001803A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Odagiri; 貴之小田桐; Masahito Taguchi; 真仁田口
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】従来技術の問題点を解決した上で、シートの再利用を容易にし、補強繊維への樹脂含浸むらの発生を防止する、プリプレグの製造方法を提供する。
【解決手段】シート状補強繊維の少なくとも一方の面に、樹脂組成物を担持したシートを樹脂組成物がシート状補強繊維に接触するように重ね合せ、重ね合せ体の移送方向に多段に設けた含浸ロールで、重ね合せ体を、加熱、加圧して樹脂組成物を補強繊維に転移、含浸するプリプレグの製造方法において、含浸ロールの間の重ね合せ体の上面側に重ね合せ体との距離が１〜６ｍｍとなるように設けた空気溜まり防止ロールまたは空気溜まり防止板と、含浸ロールの間の重ね合せ体の下面側に重ね合せ体との距離が１〜６ｍｍとなるように設けた空気溜り防止板との間に重ね合せ体を通す、ブリプレグの製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は樹脂担持シートを構成するシートの再利用を容易にし、補強繊維への樹脂含浸むらの発生を完全に防止する、プリプレグの製造装置に関する。

従来、プリプレグは、互に並行かつシート状に配列した補強繊維の両面に、Ｂ−ステージ(半硬化状)の樹脂を塗布した樹脂担持シートをそれぞれ重ね合せ、得られた重ね合せ体をその重ね合せ体の移送方向において２段にロールに通して加熱・加圧して、樹脂を補強繊維に転移、含浸させて製造していた。

しかしながら、かかる従来の製造装置では、図２に示すように、重ね合せ体が前段の含浸ロールａ、ａ'で処理されると、補強繊維や樹脂担持シートに同伴して巻き込まれた空気が、担持シートを構成するシートｂ、ｂ'とブリプレグｃとの間に集められ、後段の含浸ロールｅ、ｅ'との間に大きな空気溜りｄを形成する。かかる空気溜りｄが形成されると、その部分で、シートｂ、ｂ’が皺となり、後に剥ぎ取るシートｂまたはｂ’を再利用できない欠点があった。また、空気溜りｄの部分では、補強繊維への樹脂の移行が不十分であり、樹脂の含浸むらを生ずる問題点があった。

これを解決するために特許文献１には、複数の含浸ロール対の間に空気溜まり防止ロール、空気溜まり防止板を設け、空気溜まりの原因となる空気を補強繊維や樹脂担持シートに同伴した空気をプリプレグとシートとの間に分散することが提案されていた。
特開昭６０−１７１１０７号公報

しかしながら、空気溜まり防止ロールや空気溜まり防止板の設置により、シートの再使用を可能にすると共に、樹脂の含浸むらを防止する効果をある程度達成することはできたが、図３ａ、ｂに示すように、空気溜まり防止ロール間、空気溜まり防止ロールと含浸ロールとの間、空気溜まり防止板と含浸ロールとの間には、少量ながらやはり空気溜まりが発生し、問題の完全な解決はなされていなかった。そこで、本発明の目的は前述の問題点を解決した上で、シートの再利用を容易にし、補強繊維への樹脂含浸むらの発生を防止することにある。

上記目的を達成する本発明は、シート状補強繊維の少なくとも一方の面に、樹脂組成物を担持したシートを樹脂組成物がシート状補強繊維に接触するように重ね合せ、重ね合せ体の移送方向に多段に設けた含浸ロールで、重ね合せ体を、加熱、加圧して樹脂組成物を補強繊維に転移、含浸するプリプレグの製造方法において、含浸ロールの間の重ね合せ体の上面側に重ね合せ体との距離が１〜６ｍｍとなるように設けた空気溜まり防止ロールまたは空気溜まり防止板と、含浸ロールの間の重ね合せ体の下面側に重ね合せ体との距離が１〜６ｍｍとなるように設けた空気溜り防止板との間に重ね合せ体を通す、ブリプレグの製造方法である。

本発明によれば、多段に設けた含浸ロールの間に、重ね合せ体の上面側に空気溜り防止ロールまたは空気溜り防止板を、下面側に空気溜り防止板を、重ね合せ体との距離がそれぞれ１〜６ｍｍとなるようにそれぞれ設けたので、重ね合せ体中のシートは、含浸ロール間において上下面側の空気溜り防止板等に案内され、シートが持つ剛性以上の無理な力を受けることなく含浸ロールに導かれるので、従来技術の欠点を解決することができる。

すなわち、前段の含浸ロールにより形成された大きな空気溜り中の空気は分散されて小さな空気溜りを形成することなく、樹脂担持シートを形成するシートとプリプレグとの間に平均して存在するようにでき、特許文献1記載の方法のように樹脂担持シートを形成するシートとプリプレグとの間に入った空気により形成された小さな空気溜りで各所に小さな皺が発生することがなくなり、シートを剥離した後に再使用することが可能になる。

又、空気溜りがなくなるので、補強繊維への樹脂の含浸むらの発生を防止することもできる。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づき説明する。図１ａにおいて、ストランド形態の補強繊維１はパツケージ２からガイドロール５を介して互いに並行かつシート状に引き揃えて供給される。

一方、下面樹脂担持シート３は、ロール４から供給され、ガイドロール5を介してシート状補強繊維の下面倒に下側樹脂担持シート３の樹脂面側がまず重ね合される。

次に、ロール６から、同様にガイドロール５、５を介して上側樹脂担持シート７が供給され、シート状補強繊維の上面側に上側樹脂担持シート７の樹脂面側が重ね合されて重ね合せ体８が形成される。もっとも、この発明においては、上記２枚の樹脂担持シート３、７のうち、いずれか一方を、樹脂を担持していないシートとしてもよいものである。

ここで本発明において使用される補強繊維１は炭素繊維、ガラス繊維、例えばポリアラミド繊維等の有機高弾性繊維、シリコンカーバイド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維等の高強度、高弾性繊維であり、通常ではストランドの形態で使用される。もっとも、この発明においては、マットや織物などのシート形態にあらかじめ加工したものを使用することも可能である。

かかる補強繊維は、ただ一種のものを使用しても良いし、例えば炭素繊維とガラス繊維、炭素繊維と有機高弾性繊維のように、二種以上の繊維を、幅方向に交互に種類を変えて規則的に又は不規則的に使用しても良い。

又、上側および下側樹脂担持シート７および３のベ一スとなるシートは、厚さ０．０５〜０．２ｍｍ程度のクラフト紙、ロール紙、グラシン紙等の片面又は両面に、クレー、澱粉、ポリエチレン、ポリビニルアルコール等に目止剤の塗布層を設け、更にその各塗布層の上にシリコーン系、又は非シリコーン系の離型剤、好ましくはポリジメチルシロキサンとポリジメチルハイドロジエンシロキサンとの縮合反応型、又は付加反応型シリコーンからなる離型剤を塗布したものである。

樹脂担持シートに担持する樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化型樹脂である。これらの樹脂は、Ｂ−ステージ(半硬化状)の状態にある。

樹脂の担持量は、最終的に得られるプリプレグの樹脂含有量が２０〜７０質量％、好ましくは３０〜５０質量％になるように調整される。なお、シートヘの樹脂の担持は塗布により行うのが好ましい。

上記シートは、いわゆるプリプレグ製造に普通に使用される離型紙であり、プリプレグにあって、プリプレグの製造中にはシートとプリプレグとの間の空気を均一にならし（後述）、補強繊維の配列が乱れるのを防止すると共に、プリプレグを吸湿から保護している。

本発明においては、次に重ね合せ体は含浸ロールに供給され、加熱、加圧されて、樹脂が補強繊維に転移、含浸される。

ここで含浸ロールは、重ね合せ体８の移送方向において多段、例えば第３図により詳細に示すように2段、９，９および１０、１０として設けられており、この２段の含浸ロールの間には、重ね合せ体８の上面側に空気溜り防止ロール１１、１２および１３が設けられている。

空気溜り防止ロールの数は任意に選定することができるが、後段の含浸ロール１０、１０に最も近接して位置する空気溜り防止ロール１３は、好ましくはその含浸ロール１０、１０のニツプ点１５に可能な限り近く設けられる。

空気溜り防止ロールは、通常では含浸ロールよりも小さくてよい。なお、この発明においては、上記空気溜り防止ロールに代えて、後述する空気溜り防止板１４と同様のものを設置することも可能である。

含浸ロールは、ストランド形態の補強繊維の押し広げとそれに対する樹脂の含浸を行うもので、各含浸ロールを構成する２個一対のロールのうちの少なくとも一方が８０〜１８０℃、好ましくは９０〜１５０℃に加熱されている。又、加圧力は線圧として１ｃｍあたり数キログラムである。

更に本発明においては、重ね合せ体８の下面側で、かつ上記空気溜り防止ロール１１、１２、１３が、そしてそれらと対応する位置に空気溜り防止板１４が、重ね合せ体との距離がそれぞれ１〜６ｍｍとなるように設けられており、含浸ロール９、９で加熱、加圧処理された重ね合せ体８は、空気溜り防止板１４と空気溜り防止ロール１１、１２および１３で案内され、シートが有する剛性によりシートとプリプレグの間の空気が均一にならされる。

含浸ロールと空気溜り防止板や空気溜り防止ロールとの距離は近い方が好ましく、この点から上下とも空気溜り防止板とすることが好ましい。

なお、本発明においては、含浸ロールを３段または４段に設け、これら各含浸ロールの間にそれぞれ空気溜り防止ロールと空気溜り防止板を上記のようにそれぞれ設けても良い。

得られた一方向性プリプレグ１５は上側樹脂担持シート７を構成するシート２１がガイドロール５を介してロール１６として剥ぎ取られ、次でその後に必要に応じて、スクリムクロス供給ロール１７からガイドロール５を介して供給されたスクリムクロス１８が剥ぎ取り面に貼り合せられ、スクリムクロス貼り合せロール１９，１９で加熱、加圧された後にロール２０として巻き取られる。

なお、スクリムクロス１８は、上側補強繊維を平織、又は朱子織したもので、炭素繊維や有機高弾性繊維からなるものである場合には、厚さ０．０２〜０．１５ｍｍ、好ましくは０．０２〜０．０５ｍｍ、目付１０〜９０ｇ／ｍ^２であり、ガラス繊維からなるものである場合には、厚さ０．０１〜０．１ｍｍ、好ましくは０．０２〜０．０５ｍｍ、目付１０〜８０ｇ／ｍ^２、好ましくは２０〜５０ｇ／ｍ^２である。

スクリムクロスは、一方向性プリプレグに幅方向強度を与えると共に、補強繊維の配列状態が乱れるのを防止することができる。

スクリムクロス貼り合せロール１９，１９は、温度５０〜１３０℃、好ましくは７０〜１２０℃に加熱され、加圧力は、線圧として数ｋｇ／ｃｍ程度である。

得られた一方向性ブリプレグ１５は、厚さ０．０２〜１ｍｍ、好ましくは０．０３〜０．５ｍｍであり、３０〜８０質量％、好ましくは５０〜７０質量％の補強繊維を含
んでいる。

図１は、本願発明のプリプレグの製造方法に用いるプリプレグ製造装置を示す概要側面図である。図２は、本願発明のプリプレグの製造方法に用いるプリプレグ製造装置の要部側面図［（Ａ）、（Ｂ）は、重ね合せ体の上面側に、それぞれ空気溜まり防止ロール、空気溜まり防止板を用いた場合］である。図３は、従来のプリプレグ製造方法における空気溜り発生状況を示す部分側面図である。図４は、特許文献１記載の装置を用いたプリプレグ製造方法における空気溜り発生状況を示す部分側面図である。

符号の説明

１補強繊維
２下側樹脂担持シート
７上側樹脂担持シート
８重ね合せ体
９、１０含浸ロール
１１、１２、１３空気溜り防止ロール
１４空気溜り防止板

Claims

シート状補強繊維の少なくとも一方の面に、樹脂組成物を担持したシートを樹脂組成物がシート状補強繊維に接触するように重ね合せ、重ね合せ体の移送方向に多段に設けた含浸ロールで、重ね合せ体を、加熱、加圧して樹脂組成物を補強繊維に転移、含浸するプリプレグの製造方法において、含浸ロールの間の重ね合せ体の上面側に重ね合せ体との距離が１〜６ｍｍとなるように設けた空気溜まり防止ロールまたは空気溜まり防止板と、含浸ロールの間の重ね合せ体の下面側に重ね合せ体との距離が１〜６ｍｍとなるように設けた空気溜り防止板との間に重ね合せ体を通す、ブリプレグの製造方法。