JPH03207472A - 離型シートへの樹脂コーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、離型シートへの樹脂コーティング方法に関し
、とくに繊維強化複合材料用のプリプレグの製造に用い
られる樹脂担持離型シート作製のためのコーティング方
法に関する。

［従来の技術コ 繊維強化複合材料の戒形に用いられるシート状プリプレ
グは、従来たとえば第２図に示すように、少なくとも一
方が一面に樹脂（たとえばＢ−ステージの熱硬化性樹脂
）を担持した２枚の離型シート１、３間にシート状に配
列された強化繊維２を挟持し、たとえばプレスロール４
で加圧、加熱し強化繊維２に樹脂を転移、含浸させてプ
リプレグ５を作或し、一方の離型シート３を剥離してプ
リプレグ５を他方の離型シート１とともにロール状に巻
取る方法によって製造ざれている。このような方法で製
造されたプリプレグは、使用時にその片面から離型シー
トが剥離され、必要に応じて複数枚同方向又は異方向に
積層され、繊維強化複合材料の成形に供される。

上記のような方法により製造ざれる従来一般のプリプレ
グに対し、ごく最近、本出願人により、第３図、第４図
に示すように、長繊維からなる強化繊維１１に離型シー
ト１２に担持された樹脂１３を転移、含浸させて一次プ
リプレグ１４を作成し、該一次プリブレグ１４の両面又
は片面に、該樹脂１３と他の樹脂を素材とする微粒子１
５との混合物１６を転移あるいは適度に含浸させて二次
プリプレグ１７とする新しいプリプレグが開発された（
特開昭６４−２６６５１号公報）。このプリプレグによ
れば、プリプレグの優れた粘着性と柔軟性を確保しつつ
繊維強化複合材料としたときに強化繊雑の繊維軸方向以
外にも高い強度を発揮でき、とくにｌｌ間強度、層間靭
性を向上して複合材料の耐衝撃性等を大幅に向上するこ
とができる。

この樹脂が２段に転移、含浸されるプリプレグの製造に
おいても、樹脂を担持した離型シート１２、１８が用い
られるが、とくに二次プリプレグ作戒用の樹脂１６中に
、樹脂を素材とする微粒子１５を所望の分敗状態に保持
しておくことが上記のような優れたプリプレグ特性を得
る上で好ましいことから、樹脂１３として従来使用され
ていた樹脂よりも高粘度のものが要求されるようになっ
た。

［発明が解決しようとする課＠］ このように、ブリプレグの製造に樹脂担持離型シートが
用いられるが、樹脂担持離型シートを、たとえば第５図
に示すようなリバース口ール方式のコータを用い製造し
ようとすると、以下のような問題が生じることが判って
きた。

第５図においては、離型シート３１はコーティングロー
ル３２の回転に伴ってコーティングロール３２表面上を
送られ、対向するアプリケータロール３３上にメルティ
ングロール３５から供給される溶融樹脂３４が走行中の
離型シート３１表面上に連続的にコーティングざれる。

アプリケータロール３３は、樹脂の溶融温度に加熱され
ている。また、樹脂のコーティング厚みを均一にする必
要から、表面が平滑な金属ロールとして構或されている
。これに対して、コーティングロール３２は、アプリケ
ー夕ロール３３上の溶融樹脂３４が離型シート３１上に
転移されるよう、離型シート３１を介してアプリケータ
ロール３３に押し付けられるが、その時の押付け力にむ
らができるのを防止するため、弾性体、たとえばゴムを
被覆したロールとして構成されており、被覆保護のため
に、積極加熱は行われていない。

さて、アプリケータロール３３はコーティングロール３
２とは逆方向に回転され、アプリケータロール３３上の
溶融樹脂３４は、離型シート３１がコーティングロール
３２から離れる位置又はその近傍位置で離型シート３１
の表面上に転移ざれてコーティングされるのであるが、
前述したようにコーティングロール３２は積極的に加熱
ざれておらず、したがってその表面上を送られる離型シ
ート３１はコーティングロール３２とほぼ同じ温度にな
っていて、溶融樹脂３４は離型シート３１への転移点に
おいて冷されることになる。そのため、溶融樹脂３４が
高粘度である場合には、比較的低粘度の溶融樹脂に比べ
、溶融樹脂３４が離型シート３１に円滑に転移されにく
くランダムなコーティングむらが生じたり、転移の際に
生じる剪断力が大きくなってコーティング点でスティッ
クスリップが生じ、それがシート幅方向にすじ状に延び
るコーティングむらを生じさせたりするという問題が発
生する。

本発明は、リバースロール方式のコータによる離型シー
トへの溶融樹脂コーティングにおいて、とくにコーティ
ング樹脂が高粘度である場合のコーティングむらの発生
を抑えることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明の離型シートへの樹脂コーティン
グ方法は、コーティングロール上をそのコーティングロ
ールの表面とともに移動する離型シートに、コーティン
グロールと平行に対向配置され、コーティングロールと
は逆方向に回転するアプリケータロール上に供給した溶
融樹脂を転移させてコーティングするに際し、前記離型
シートを、前記アプリケータロールによる溶融樹脂コー
ティング位置に到達するまでに積極的に加熱して、前記
離型シートへの転移時における溶融樹脂の粘度を１０〜
ｉｏｏｏｏポイズの範囲に保つ方法から成る。

本発明方法に用いられるコータは、前述した、いわゆる
リバースロール方式のコータであり、コーティングロー
ル上に離型シートを巻きつけ、コーティングロールの回
転に伴い、コーティングロール表面とともに離型シート
を連続的に走行させ、コーティングロールとは平行に対
向配置ざれコーティングロールとは逆方向に回転ざれる
アプリケータロール上に溶融樹脂を供給し、該溶融樹脂
を離型シート表面上に転移させてコーティングするもの
である。コータの型式は、リバースロール方式である限
り特に限定ざれない。

本発明で用いられる離型シートは、離型紙、たとえば厚
み０．　０５〜０．２ｍ程度のクラフト紙、ロール紙、
グラシン紙などの紙の両面に、クレー、澱粉、ポリエチ
レン、ポリビニルアルコールなどの目止剤の塗布層を設
け、さらにその各塗布層の上にシリコーン系または非シ
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
応型または付加反応型シリコーンからなる離型剤を塗布
したようなものである。コロナ放電処理などによって離
型性を付与した合成樹脂フィルムや、離型剤を塗布した
合成樹脂フィルムを使用することもできる（たとえばポ
リエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等〉。

本発明は、コーティングされる樹脂が比較的高粘度樹脂
である場合に有効であるが、低い粘度の樹脂であっても
、勿論本発明の適用は可能であり、コーティングむらの
一層の抑制、コーティング厚み制御精度の向上等の効果
が得られる。

本発明で得られる樹脂担持離型シートが、プリプレグ作
成用に用いられるものである場合、高粘度コーティング
樹脂は、とくに、強化繊維に２段又はそれ以上の複数段
、樹脂が転移、含浸される場合に要求される。つまり、
前述の如く、強化繊維に樹脂を転移、含浸させて一次プ
リプレグを作戊し、この一次プリプレグに、樹脂と、該
樹脂とは異なる他の樹脂を素材とする微粒子との混合物
とからなる樹脂を転移、含浸させて二次プリプレグを作
成することにより、プリプレグとしての優れた粘着性、
柔軟性を確保しつつ複合材料としたときに優れた層間強
度、層間靭性を発揮できるプリプレグが得られるが、上
記微粒子を離型シート上の樹脂担持状態にて所望の分散
状態に保持することが要求ざれるため、該微粒子と混合
される樹脂にはあるレベル以上の粘度が要求される。こ
の微粒子と混合される樹脂は、上記プリプレグの作成に
おいては一次ブリプレグ作成用の樹脂でもあるから、結
局上記のようなプリプレグ作成においては一次プリプレ
グ作成用の樹脂担持離型シートにも、高粘度の溶融樹脂
をコーティングしなければならない。

上記のようなプリプレグ作成用に用いられる離型シート
にコーティングされる樹脂としては、熱硬化性樹脂や、
熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を混合した樹脂が挙げられ
る。好ましい熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、マ
レイミド樹脂、ポリイミド樹脂、アセチレン末端を有す
る樹脂、ご二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、シアン酸エステル
末端を有する樹脂があげられる。これらは、一般に硬化
剤や硬化触媒と組合せて用いることができる。また、適
宜、これらの熱硬化性樹脂を混合して用いることも可能
である。

また、プリプレグ作成に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
、炭素炭素二重結合を有する化合物を前駆体とするエポ
キシ樹脂が好ましい。具体的には、アミン類を前駆体と
するエポキシ樹脂として、テトラグリシジルジアミノジ
フエニルメタン、トリグリシジルーｐ−アミノフェノー
ル、トリグリシジルートアミノフェノール、トリグリシ
ジルアミノフレゾールの各種異性体、フェノール類を前
駆体とするエポキシ樹脂として、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型エボキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ボキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、炭
素炭素二重結合を有する化合物を前駆体とするエポキシ
樹脂としては脂環式エポキシ樹脂等が、あげられるが、
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も用いられる。テトラグ
リシジルジアミノジフエニルメタンに代表される芳香族
アミンを前駆体とするエポキシ樹脂は耐熱性が良好で強
化１８Ｍとの接着性が良好なため、前述の如きプリプレ
グ作或に最も適している。これらエボキシ樹脂はエポキ
シ硬化剤と組合せて、好ましく用いられる。エポキシ硬
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
あればこれを用いることができる。

ざらに、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。混合される熱可塑性樹脂は、
主鎖に、炭素炭素結合、アミド結合、イミド結合、エス
テル結合、エーテル結合、力一ポネート結合、ウレタン
結合、尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イ
ミダゾール結合、カルポニル結合から選ばれる結合を有
する熱可塑性樹脂であり、より好ましくは、ポリアクリ
レート、ポリアミド、ポリアラミド、ポリエステノレ、
ポリカーポナート、ポリフェニレンスルフィド、ポリベ
ンズイミダゾール、ポリイミド、ポリ工一テルイミド、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエ
ーテルケトンのようなエンジニアニングプラスチックに
属する熱可塑性樹脂の一群である。特に、ポリイミド、
ボリエーテルイミド、ボリスルホン、ポリエーテルスル
ホン、ポリエーテルエーテルケトンは耐熱性に優れるの
で樹脂の一或分として最適である。

樹脂と混合される微粒子として熱硬化性樹脂、熱可塑性
樹脂、ざらには両者の混合樹脂が使用できる。

微粒子として用いる好ましい熱硬化性樹脂としては、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
、アミノ樹脂、アリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン
樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、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、ナジツク酸末端を有する樹脂、シアン酸
エステル末端を有する樹脂があげられる。市販品として
入手可能な熱硬化性樹脂微粒子としては、たとえば、東
レ■製エポキシ樹脂゛トレパール”ＥＰ−Ｂ、鐘紡■製
フェノール樹脂“′ベルパール”Ｒ−８００などが挙げ
られる。また、微粒子を市販品として入手することがで
きない場合でも上記の樹脂を粉砕することにより微粒子
化することが可能であるし、さらに分級することにより
希望の粒子径の範囲のものだけを使用することができる
。

微粒子として熱可塑性樹脂を用いることもできる。好適
な熱可塑性樹脂としては、主鎖に、炭素炭素結合、アミ
ド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合、カ
ーボネート結合、ウレタン結合、尿素結合、チオエーテ
ル結合、スルホン結合、イミダゾール結合、カルボニル
結合から選ばれる結合を有する熱可塑性樹脂であるが、
分子内に部分的架橋構造を有するものでもざしつかえな
い。具体的には、ポリアクリレート、ポリ酢酸ビニル、
ポリスチロールに代表されるビニル系樹脂、ボリアミド
、ポリアラミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリ
カーボナート、ボリフェニレンオキシド、ポリフエニレ
ンスルフィド、ポリアリレート、ポリベンズイミダゾー
ル、ポリイミド、ポリアミドイミド、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
ルエーテルケトンのようなエンジニアリングプラスチッ
クに属する熱可塑性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンに代表される炭化水素系樹脂、酢酸セルロース、酪酸
セルロースに代表されるセルロース誘導体が挙げられる
。特に、ポリアミド、ポリカーボナート、ポリアセター
ル、ボリフエニレンオキシド、ポリフエニレンスルフィ
ド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミドイミド
、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、ポ
リアラミド、ポリベンゾイミダゾールは耐衝撃性に優れ
るので、微粒子の素材として適している。この中でもポ
リアミドの靭性は特に優れており非晶質透明ナイロンに
属するものを使用することにより耐熱性をも兼ね備える
ことができる。

市販品として入手可能な熱可塑性樹脂微粒子としては、
例えば、東レ■製ナイロン１２微粒子ＳＰ−５００　、
日本合成ゴム■製アクリル系微粒子ＭＰ７−１０００な
どが挙げられる。また、微粒子を市販品として入手する
ことができない場合でも上記の樹脂を粉砕することによ
り微粒子化することが可能であるし、ざらに分級するこ
とにより希望の粒子径の範囲のものだけを使用すること
ができる。

微粒子として、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物を
用いることも好適である。その際の好適な熱硬化性樹脂
、熱可塑性樹脂は上述と同一である。例えばフェノール
樹脂とナイロン樹脂との混合物とすればナイロン樹脂の
靭性を維持したままナイロン樹脂の吸水率を低下させて
ガラス点転移温度を上げるため耐熱耐水性に優れた粒子
成分とすることができる。

上記の如き、樹脂又は樹脂と微粒子との混合樹脂が、比
較的高粘度の溶融樹脂としてアプリケータロール上に供
給され、アプリケータロール上から、コーティングロー
ル上を運ばれてきた離型シートの表面上に転移され、離
型シート上にコーティングざれる。このコーティングに
際して、離型シートは、アプリケータロールによる溶融
樹脂コーティング位置に到達するまでに、積極的に加熱
され、溶融樹脂が離型シートへの転移点において冷され
るのが防止されて、転移時における溶融樹脂の粘度が１
０〜１００００ボイズの範囲に保たれる。

ここで、粘度が１０ポイズ未満では樹脂の流動性が大き
すぎて目付むらができるようになり、逆に１００００ポ
イズを超えると転移性が急激に低下してコーティングむ
らができるようになる。好ましい粘度範囲は、１００〜
１００００ポイズである。

この離型シートの加熱は、コーティングロールを加熱し
て該コーティングロールを介して離型シートを加熱する
方法、離型シートを、たとえば非接触の加熱手段により
コーティングロール上方からあるいはコーティングロー
ル前で加熱する方法、又はコーティングロール前に別の
加熱ロールを配置し該加熱ロールにより離型シートを加
熱する方法、ざらにはこれらを組合わせた方法が適用で
きる。なお、アプリケータロールは、供給ざれた溶融樹
脂を溶融状態を維持しつつコーティング位置まで移動さ
せるという機能上、加熱制御できるようになっている。

このように離型シートがコーティング位置までに予め加
熱され、離型シート上にコーティングされる溶融樹脂の
粘度が転移時において１０〜１００００ポイズに保たれ
ると、樹脂は非常に粘着しやすくなり、コーティングの
際の離型シート表面上への転移のための流動が極めて安
定する。また、溶融樹脂が離型シートに接触する瞬間の
、該溶融樹脂の接触面又はその近傍における溶融樹脂の
温度低下による急激な高粘度化が抑えられるので、コー
ティング点に作用する剪断力が比較的小さく抑えられ、
スティックスリップ現象の発生が抑制される。その結果
、溶融樹脂は、たとえ高粘度であっても、アプリケータ
ロール表面から離型シート表面に、変動なく滑らかに転
移され、コーティングむらの発生が防止される。

なお、上記のような離型シート上への円滑な溶融樹脂転
移をさらに確実にするために、つぎのような手法を併用
することも有効である。

アプリケータロール上への溶融樹脂供給過程においては
、通常、アブリケータロール上における溶融樹脂の厚み
（供給量）が抑制され、その溶融樹脂が離型シートに目
標とする厚みで均一にコーティングされるように離型シ
ート上に転移される。

離型シートは、コーティング位置では、互に逆回転する
アプリケータロールとコーティングロールとにニツブさ
れた状態にあり、アプリケータロール表面上の溶融樹脂
が剥離ざれて離型シート表面上にコーティングざれる。

したがって、離型シート上に目標とする樹脂厚みで精度
よくかつ均一にコーティングするには、アプリケータロ
ール上の溶融樹脂を、実質的にその全量を円滑に剥離さ
せて離型シート上へ転移させることが好ましい。これを
達成するために、コーティングロールのアプリケータロ
ールに対するニツプ圧（線圧）を上げ、かつその線圧が
実質的に均一に加わるようにすることが好ましい。この
ようなニツプ圧増大を併用することにより、高粘度樹脂
コーティングにおけるコーティングむらの発生が一層確
実に防止される。

［実施例］ 以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を参照して説
明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る方法を実施するた．
めのリバースロール方式のコータ４０を示している。

巻出機４１にセットされたロール４２から離型シート４
３単体が巻き出され、コーティングロール４４上でアプ
リケータロール４５を介して連続供給されるコーティン
グ用溶融樹脂４６が離型シート４３の一面上にコーティ
ングざれる。所定のコーティング厚さになっているか否
かが、たとえばβ線目付計４７により、離型シート４３
単体と樹脂コーティング離型シート６０の厚さを測定す
ることによりチェックされ、樹脂担持離型シート６０と
してロール４８に巻き取られる。このロール４８が、前
述のプリプレグ作成工程に供される。

コーティング樹脂４６は、樹脂ブロック４９を、メルク
としての加熱ロール５０で溶融して該溶融樹脂をアプリ
ケータロール４５上に導き（落下させ）、アプリケータ
ロール４５とメタリングロール５１との間のクリアラン
ス、両ロールの周速、温度等を調整することにより溶融
樹脂供給量、アプリケータロール４５上の溶融樹脂厚み
を制御し、アプリケー夕ロール４５上から離型シート４
３上に転移させることにより、供給、コーティングざれ
る。加熱ロール５０、アプリケータロール４５、メタリ
ングロール５１、コーティングロール４４は、それぞれ
たとえば内部ヒータ５２、５３、５４、５５あるいは熱
媒により加熱制御される。

ヒータ５５によるコーティングロール４５の加熱により
、離型シート４３は、コーティング位置に到達するまで
に、コーティングロール４５上を運ばれている間に加熱
される。本実施例ではさらに、コーティングロール４５
の上流側に位置するガイドロール５６もヒータ５７によ
る加熱ロールとされ、離型シート４３はその両面からコ
ーティングロール４５、加熱口ール５６によって効果的
に所定温度まで加熱ざれる。さらに、必要に応じて、二
点鎖線で示すように、非接触のヒータ５８を適当な位置
に配設し、離型シート４３の加熱を促進するようにして
もよい。

このような加熱手段４５、５６さらには５８により、離
型シート４３はコーティング点５９に到達するまでに、
所定温度にまで積極的に加熱される。加熱された離型シ
ート４３にコーティング点で溶融樹脂４６がコーティン
グざれるが、離型シート４３の温度が高いため溶融樹脂
４６が離型シート４３に接触する際にも溶融樹脂４６の
温度低下は小に抑えられ、転移時における粘度が１０〜
１００００ポイズに保たれ、離型シート４３表面上に良
好に粘着して転移するとともに、コーティングの際に生
じる剪断力も小さく抑えられ不規則な流動が防止されて
コーティングむらの発生が防止される。

均一にかつ所定厚みに精度よく溶融樹脂４６がコーティ
ングされた離型シート４３は、樹脂担持離型シートとし
てロール状物４８として巻きとられ、プリプレグの製造
に供される。樹脂担持離型シートにコーティングむらが
ないので、プリプレグ作成過程においても、離型シート
に担持されていた樹脂は、均一にむらなく強化繊維に含
浸され、均一な物性のプリプレグが得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の離型シートへの樹脂コー
ティング方法によるときは、溶融樹脂コーティング位置
までに離型シートを積極的に加熱し、溶融樹脂が離型シ
ートにコーティングされる際の温度低下を極めて小さく
抑えて転移時の粘度が１０〜ｉ　ｏｏｏｏポイズに保た
れるようにしたので、溶融樹脂が離型シートに粘着しや
すくなるとともにコーティングの際の溶融樹脂の流動が
極めて円滑になり、高粘度樹脂であっても、コーティン
グむらのないかつ均一な所定コーティング厚みの樹脂担
持離型シートを容易に得ることができる。この樹脂担持
離型シートをプリプレグ製造に用いることにより、樹脂
の転移、含浸むらのない均一な物性のプリプレグを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る方法を実施するための
コータの側面図、 第２図は樹脂担持離型シートを用いたプリプレグ製造プ
ロセスの一例を示すプリプレグ製造装置の概略側面図、 第３図および第４図は樹脂担持離型シートを用いた別の
プリプレグ製造プロセスの一例を示す、樹脂含漫の様子
を示す断面図、 第５図は従来のリバースロール方式コータの部分側面図
、 である。 ４０・・・・・・コータ ４１・・・・・・巻出機 ４３・・・・・・離型シート ４４・・・・・・コーティングロール ４５・・・・・・アプリケータロール ４６・・・・・・コーティング用溶融樹脂４７・・・・
・・目付計 ４９・・・・・・樹脂ブロック ５０・・・・・・メルタとしての加熱ロール５１・・・
・・・メタリングロール ５２、５３、５４、５５、５７、５８・・・・・・ヒー
タ５６・・・・・・加熱ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、コーティングロール上をそのコーティングロールの
   表面とともに移動する離型シートに、コーティングロー
   ルと平行に対向配置され、コーティングロールとは逆方
   向に回転するアプリケータロール上に供給した溶融樹脂
   を転移させてコーティングするに際し、前記離型シート
   を、前記アプリケータロールによる溶融樹脂コーティン
   グ位置に到達するまでに積極的に加熱して、前記離型シ
   ートへの転移時における溶融樹脂の粘度を１０〜１００
   ００ポイズの範囲に保つことを特徴とする、離型シート
   への樹脂コーティング方法。