JPH03216307A - プリプレグの製造方法 - 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１ 本発明は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等の繊維強
化複合祠料の成形に用いられるプリプレグの製造方法に
関し、とくに、ＦＲＰ製ゴルフシャフトを成形する際に
バイアス層に用いられるプリプレグの製造方法に関する
。

［従来の技術］ 繊維強化複合材料の成形に用いられるプリプレグとして
、強化繊維をシート状に一方向に引き揃えてシートの形
態としたものが知られている。このようなプリプレグの
製造は、たとえば第４図に示すように行われている。

送られてきた強化繊維シー１〜１の上下両面にそれぞれ
、一面に樹脂を担持した離型シート２、３を重ね合せ、
この重合せ体４を、加熱手段５により予熱し、加熱ロー
ル６とプレスロール７により、加熱するとともに両側か
ら加圧し、樹脂を強化繊維シート１に転移、含浸させて
プリプレグ８を作製し、一方の離型シート２を剥離した
後、プリブレグ８を他方の離型シート３とともにブリプ
レグロール９として巻き取る方法である。このブリプレ
グロール９が、繊維強化複合ｔｒＡ利の成形のためのプ
リプレグ材を作成する際に、第５図に示すように、シー
ト状に巻き戻されて使用ざれる。強化繊維シート１に樹
脂を含浸させるために加圧するときには、強化繊維シー
ト１および樹脂がシート幅方向に押し拡げられるので、
離型シート２、３には作製すべきプリプレグ８の幅より
も広幅のものが使用ざれる。したがって、プリプレグ８
と離型シート３との積層体においては、プリプレグ８の
幅方向両外側部分に、離型シート３の耳部１０が存在し
ている。

このようなプリプレグ８と離型シート３との積層体を用
いて、繊維強化複合材料のバイアス層用プリプレグは、
通常、次のように作られる。

バイアス１は、繊維強化複合材料において、主に補強し
ようとする方向に強化繊維が配列ざれるメインのプリプ
レグ層に対し、強化繊維の配列方向を必る角度傾斜させ
て積層される層である。したがって、よす第６図に示す
ように、ブリプレグロール９から巻き戻されたプリブレ
グ８と離型シ−．　＋・３との積層シートを、強化繊維
の配列方向１１に対し所定の角度αだけ傾（プた切断線
１２に沿って切断する。次に、切断した平行四辺形のシ
ート１３から、第７図に示すように両端の耳部１０を切
断して除去する。耳部１０の除去されたシート１４を、
第８図に示すように、複数、耳部除去辺１５が互に突合
せ接続されるように、離型シート１６上に配置する。こ
のとき、離型シート３は上側に位置し、プリプレグ８は
離型シート３と離型シート１６との間に位置する。そし
て、上から、アイロン等により加熱して、プリプレグ８
と離型シート３との積層シートを離型シート１６に仮接
着する。次に第９図に示すように、上記仮接着ざれたシ
ートを、バイアス層として使用されるプリプレグ材の規
定長「、たとえば、ゴルフクラブのシャフトのバイアス
層として巻かれる部分の長さに切断線１７に沿って切断
していく。規定長Ｌに切断されたシート１８を、たとえ
ば第１０図に示すように、加熱ロール１９と加圧ロール
２０からなるカレンダー装置に通し、プリブレグ８と離
型シート１６とを接看する。作製されたシート１８から
、離型シー１−　３を剥離し、離型シ−ｉ−３の剥離さ
れたシート２１を、第１１図に示すような切断線２２に
沿って切断することにより、バイアス層の成形に用いら
れる、所定寸法の、プリプレグ８と離型シート１６との
各積層シート２３か得られる。この積層シート２３が、
テーパシャフト状のマンドレル（図示略〉上に、あるい
は該マンドレル上に既に巻かれたメインのプリプレグ層
上に巻かれ、外面側の離型シート１６が剥離、除去され
て、バイアス層の成形に供される。なお、所定寸法に切
断ざれた各積層シート２３は、プリプレグ８面同士を接
着することにより二層構造とすることもでき、必要に応
じて順次積層することにより、さらに多層構造のバイア
ス層用プリプレグ材とすることもできる。

［発明か解決しようとする課題］ 上記のようなバイアス層用プリプレグ材の作製方法にお
いては、第８図に示したようにバイアス層用プリプレグ
を連続的に突合せ接続するためには、必ず第７図に示１
ように離型シート３の耳部１０を切断、除去でる工程が
必要になる。

本発明は、プリプレグ製造段階での工夫により、プリプ
レグ製造後バイアス層用プリプレグ材作製時の、第７図
に示したような離型シート耳部の切断、除去工程を不要
化し、バイアス層用プリプレグ材の作製を容易にするこ
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プリプレグの製造方法は、強化
繊維を一方向に互いに並行に引き揃えてなるシートの上
下両面に、少なくとも一方が一面に樹脂を担持した離型
シートをその樹脂担持面においてそれぞれ重ね合せ、担
持樹脂を強化繊維シートに転移、含浸させてプリプレグ
を作製し、該プリプレグから一方の離型シートを剥離し
、プリプレグを他方の離型シートとともに巻き取る方法
から成る。

［作　　用］ このような方法においては、プリプレグ￥Ａ造段階で既
に、離型シートの耳部が切断、除去され、巻き取られた
ブリプレグロールにおけるプリプレグと離型シートの幅
は実質的に同一の幅とされる。

したがって、ブリプレグロールを巻き戻したプリプレグ
と離型シートとの積層シートには、もはや離型シートの
耳部は存在せず、従来の、バイアス層用プリプレグ材を
作製する際の離型シート耳部切断工程は不要になり、作
製工程全体が簡素化される。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を、゛図面を参照して説明覆る
。

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
プリプレグ製造装置を、第２図は、第１図の装置により
製造されたプリプレグと離型シートとの積層シーｉ〜を
、第３図はその断面をそれぞれ小している。

第１図において、３１は、強化繊維束をシート状に一方
向に引き揃えてなる強化繊維シー１−を示している。

強化繊維は、炭素繊維、黒鉛繊維、有機高弾性率繊維（
アラミト繊維等）、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ホ
ロン繊維、タングステンカーバイド繊維、ガラス繊維等
の高強度、高弾性率繊維である。このような強化繊維は
、同じプリプレグについてただ１種類のものを使用して
もよいし、異なる種類の強化繊維を規則的に、または不
規則に並べるなどして併用してもよい。

少なくとも一方（本実施例では両方）が、一面（強化繊
維シート３１側の面）に樹脂を担持してぃる離型シート
３２、３３が、離型シートロール３４、３５からそれぞ
れ巻き戻され、ガイドロール３６、３７で方向転換され
た後、連続的に送り出されてきた強化繊維シート３１の
両面（上下面）に重ね合せられる。

上記離型シート３２、３３としては、たとえば、厚み０
．０５〜０．２＃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口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、好ましくはポリシメチルシロキサンとポ
リジメチルハイド口シェ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〉。この離型シ
ート３２、３３の幅は、作製されるべきプリプレグの幅
よりも大きい幅に設定されている。

上下の離型シート３２、３３の少なくとも一方に、強化
繊維シート３１に転移、含浸される樹脂が担持されてい
る。この担持樹脂には、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を使用できる。熱硬化性
樹脂としては、エボキシ樹脂、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、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、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
て用いることかできる。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、樹脂として、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り、より好ましくは、ポリ
アクリレート、ボリアミド、ポリアラミド、ポリエステ
ル、ポリカーホナート、ポリフエニレンスルフイド、ポ
リベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリエーテルイミ
ト、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、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は耐熱性に関し
優れた特性をもつ。

強化繊維シート３１と上下の樹脂担持離型シート３２、
３３との重合せ体３８は、加熱板３９で予熱された後、
本実施例では、３段の加熱ロール４０ａ　，　４０ｂ　
，４０ｃで加熱ざれるとともに、３段のプレスロール４
１ａ　、４ｔｂ　、４１ｃで加圧され、該加熱、加圧に
より離型シート３２、３３に担持されていた樹脂が強化
繊維シート３１に転移、含浸されて、プリプレグ４２か
形成ざれる。

プリプレグ４２と上下の離型シート３２、３３との積層
体から、ガイドロール４３の位置で、一方の（上側の）
離型シー１−３２が剥離され、離型シート３２はシート
単体で離型シートロール４４として巻き取られる。離型
シート３２を剥離した後には、プリプレグ４２と下側の
離型シート３３との積層シート４５となるが、この積層
シート４５から、プリプレグ４２の幅よりもプリプレグ
４２両側にはみ出している離型シ］〜３３の耳部４６が
、カツタ４７により、連続的に切断され、積層シーｌ〜
４５から分離されて除去される。

切断された耳部４６は、適当な巻取装置く図示略》によ
って巻き取られるか、適当な粉砕機（図示略）によって
引き取られ粉砕処理される。

離型シート３３の耳部４６が切断、除去ざれた後、プリ
プレグ４２と離型シート３３とか同一幅に揃えられたプ
リプレグ４２と離型シート３３との積層シート４８が、
巻芯４９上にブリプレグロール５０として巻き取られる
。

このブリプレグロール５０が、バイアス層用プリプレグ
材作製時に、第２図に示すようにシート状に巻き戻され
る。巻き戻された積層シート４８は、第６図に示した方
法と同様に、強化繊維の配列方向５１に対し所定の角度
αだけ傾けた切断線５２に沿って平行四辺形のシート５
３に切断される。この積層シート４８には、第３図に断
面を示すように、離型シート３３の耳部４６は存在しな
いから、従来方法では必要であった、第７図に示した耳
部切断工程が不要になる。なお、上記の角度αは、用途
等に応じて決める。たとえば、ゴルフシャ７１〜の場合
、ねじれ防止の作用をもつバイアス層においては、長手
ｈ向に対して強化繊維か±４５゜の方向に配列されてい
るのが理想的なのであるが、成形時における、マントレ
ルへの巻き付けやすさ（プリプレグの厚み、強化繊維の
剛性等に左右される）、マンドレルのテーパー（６，’
１０００前後）による巻き付け方向のずれや巻き付け力
のずれ等を考慮すると、３０゜＜α＜４７゜の範囲にす
るのが好ましい。

切断ざれた複数の平行四辺形の積層シート５３を用いて
、バイアス層用プリプレグ材を作製する方法は、第８図
ないし第１１図に示した方法と同じである。

なお、図示は省略するが、積層シート４８をブリプレグ
ロール５０として巻き取る前、および第１１図に示した
積層シート作製後一方の離型シー１〜を剥離した後に、
べとつきやすい状態にあるプリプレグ面側表面をカバー
フイルム（たとえばポリエチレンフイルム）でカバーし
ておいてもよい。このカバーフイルムは、後の工程で、
必要に応じて剥ぎとればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のプリプレグの製造方法に
よるときは、プリプレグ製造段階でブリプレグと離型シ
ーｉ一との積層体から離型シート耳部を切断、除去して
おくようにしたので、パイアス層用プリプレグ材を作製
する段階ではこの耳部の切断、除去工程が不要になり、
バイアス層用プリプレグ材の作製を大幅に容易化できる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るプリプレグの製造方法
を実施するためのプリプレグ製造装置の概略側面図、 第２図は第１図の装置により製造されたプリプレグと離
型シートとの積層シートの斜視図、第３図は第２図の■
一■線に沿う断面図、第４図は従来のプリプレグ製造装
置の概略側面図、 第５図は第４図の装置により製造されたプリプレグと離
型シートとの積層シートの斜視図、第６図は第５図のシ
ー１〜の平面図、 第７図は第６図のシートから切断ざれたシートの、離型
シート耳部除去の様子を示す拡大平面図、第８図は第７
図の耳部切断で得られたシー１−を離型シート上に配置
していく様子を示した平面図、第９図は第８図で得られ
たシートを規定表に切断する様子を示した拡大平面図、 第１０図は第９図で得られたシートを加熱、加圧するカ
レンダー装置の概略側面図、 第１１図は第１０図で得られたシートから一方の離型シ
ートを剥離したシートの平面図、 ておる。 ３１・−・・・・強化Ｉ！維シート ３２、３３・・・・・・離型シート ３８・・・・・・重合せ体 ３９・・・・・・加熱板 ４０ａ　，　４０ｂ　，　４０ｃ・・・・・・加熱ロー
ル４１ａ　，　４１ｂ　，　４１ｃ・・・・・・プレス
ロール４２・・・・・・プリプレグ ４５、４８・・・・・・積層シート ４６・・・・・・耳部 ４７・・・・・・カツタ ４９・・・・・・巻芯 ５０・・・・・・ブリプレグロール ５１・・・・・・強化繊維の配列方向 ５２・・・・・・切断線 ５３・・・・・・切断されたシート 第１ 図 ３４ 第２ｉ！Ｉ 第３図 ４２ 第４ 図 ） ３ ○ ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、強化繊維を一方向に互いに並行に引き揃えてなるシ
   ートの上下両面に、少なくとも一方が一面に樹脂を担持
   した離型シートをその樹脂担持面においてそれぞれ重ね
   合せ、担持樹脂を強化繊維シートに転移、含浸させてプ
   リプレグを作製し、該プリプレグから一方の離型シート
   を剥離し、プリプレグを他方の離型シートとともに巻き
   取るプリプレグの製造方法において、前記一方の離型シ
   ートを剥離した後、プリプレグの幅よりもはみ出してい
   る前記他方の離型シートの耳部を切断、除去し、しかる
   後に該他方の離型シートとともにプリプレグを巻き取る
   ことを特徴とするプリプレグの製造方法。