JPH03234506A - 単繊維強化一方向引揃えプリプレグ - Google Patents

単繊維強化一方向引揃えプリプレグ

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JPH03234506A
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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】 本発明は、単繊維で強化された一方向引揃えプリプレグ
に関するものである。
（従来技術及びその問題点） 炭素繊維や、ガラス繊維、ケブラー繊維等の無機又は有
機系の細繊維を一本の繊維束に形成し。
これを一方向に引揃え、熱硬化性樹脂を含浸させて形成
したシート状のプリプレグは広く知られている。このよ
うなプリプレグは、それから得られる製品が、軽量で、
高い曲げ強度及び曲げ弾性率を有することから、ゴルフ
シャフトや、釣竿用の成形材料として有利に用いられて
いる。一方、使用者により製品性能の向上に対する要望
は強く、さらに高性能の製品の出現が要求されている。
しかし、前記したような繊維を用いた従来のプリプレグ
ではその性能向上には限度があり、特殊な繊維を用いな
い限り、その性能向上は困難である。
ボロン繊維は弾性率が非常に高く、このボロン繊維をプ
リプレグ化することにより、曲げ強度及び曲げ弾性率の
高い製品用の成形材料としての使用が期待される。しか
し、ボロン繊維は、細繊維として得ることが非常に困難
で、一般には、１００〜２００．の直径の単繊維として
得られている。このような単繊維は、その繊維直径が大
きいために、プリプレグ化することが困難で、これを通
常の方法で一方向に引揃えてプリプレグ化しようとして
も、得られるプリプレグシートの保形性は悪く。
容易に横割れを生じる。従って、従来は、ボロン繊維の
みを用いてプリプレグを得ることはなく、通常、ボロン
繊維を縦糸として使用するとともに、ガラス繊維を横糸
にして使用してスダレ状織物を作り、これを基材として
プリプレグを作ることが行われている。しかし、このプ
リプレグでは、不必要なガラス繊維の横糸を用いるため
、その横糸の分だけ得られるプリプレグの重量増大が生
じるとともに、単位重量当りの強度や弾性率が低下する
という問題を生じる。また、ボロン繊維プリプレグをガ
ラス繊維織物の薄物プリプレグ（ガラススクリムクロス
）と積層し、これを成形材料として用いることも行われ
ている。しかし、この場合にも、ガラス繊維織物を用い
るため、単位重量当りの性能向上が十分でない上、その
積層に手間がかかり、成形品の生産効率が悪いという問
題がある。
（発明の課題） 本発明は、ボロン繊維等のプリプレグ化困難な単繊維を
補強繊維として用いた高性能の一方向引揃えプリプレグ
を提供することをその課題とする。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、多数の細繊維からなる直径が３
〜１６−の繊維束を一方向に引揃え、熱硬化性樹脂を含
浸させて形成した一方向引揃えプリプレグを基材として
用い、その少なくとも一方の面に、直径が５０〜３００
−の単繊維を所要間隔で該繊維束と同じ方向に配列し、
該基材プリプレグに接合させた構造を有する単繊維強化
一方向引揃えプリプレグが提供される。
本発明において補強繊維として用いる単繊維は、その直
径が３〜１６声、好ましくは５〜１３μｍのものである
。このような補強繊維としては、曲げ強度や弾性率の向
上の点から、ボロン繊維が有利に用いられるが、その他
、アモルファス金属繊維等金属繊維の単繊維を用いるこ
ともできる。
本発明で用いる基材プリプレグは、熱硬化性樹脂を含浸
させた繊維束のシート状物からなるものである。このよ
うなプリプレグは、多数の繊維からなる繊維束を一方向
に引揃え、これに熱硬化性樹脂を液状で含浸させ、加熱
乾燥し、加圧ロール間を通して繊維束を圧扁させ、一体
のシート状物に形成することによって製造することがで
きる。
細繊維としては、炭素繊維や、ガラス繊維、ケブラー繊
維等の従来公知の無機系及び有機系繊維が用いられ、そ
の繊維直径は、通常、３〜１６．、好ましくは５〜１３
−である、また、繊維束の直径は、１００〜５００−１
好ましくは２００〜４００趨である。プリプレグを形成
するための熱硬化性樹脂としては、加熱により硬化性を
示すものであればよく、従来公知のものが使用される。
このようなものとしては、例えば、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等
が用いられる。
本発明のプリプレグを製造するためには、前記で示した
如き一方向引揃え繊維束のプリプレグを基材とし、その
一方又は両方の面に、その繊維束と同じ方向に、補強繊
維としての単繊維を所要間隔で引揃え、その上から加圧
し、その補強繊維を基材プリプレグに含浸させた熱硬化
性樹脂を持つ粘着力によって基材プリプレグに一体に接
合させることによって得ることができる。この場合、基
材プリプレグの硬化性樹脂含有量は、あらかじめ、補強
繊維のプリプレグ化に必要な分を加算し、繊維束及び補
強繊維の両者のプリプレグ化に十分な量としておく。基
材プリプレグ中の熱硬化性樹脂の具体的含有量は、一般
には、繊維束と補強繊維の合計容積１００容量部に対し
、４０〜１５０容量部、好ましくは５０−１００容量部
である。基材プリプレグに対して補強繊維を加圧接合さ
せる場合、基材プリプレグ中の熱硬化性樹脂の粘着性は
、その樹脂成分の種類や、基材プリプレグの製造に際し
ての乾燥度によって調節することができ、また、基材プ
リプレグシートに補強繊維を加圧接合させる際の温度や
加圧条件によって調節することができる。
また、本発明のプリプレグは、基材プリプレグに、あら
かじめ熱硬化性樹脂を含浸させた補強繊維を加圧接合さ
せることによって得ることもできる。この場合には、補
強繊維は、補強繊維に含浸させた熱硬化性樹脂によって
基材プリプレグに接合させることができる。
第１図に、本発明のプリプレグの説明断面図を示す。こ
の図において、■は基材プリプレグであり、２は単繊維
からなる補強繊維で、基材プリプレグに、基材プリプレ
グ中の熱硬化性樹脂又は補強繊維中の熱硬化性樹脂を介
して接合されている。
本発明においては、製品プリプレグの性能は、隣接する
補強繊維の相互の間隔により調節することができる。
（発明の効果） 本発明のプリプレグは、単繊維によって補強されたもの
であるが、そのプリプレグ化に用いる繊維束及び補強繊
維はいずれも同じ一方向に引揃えられている。従って、
本発明のプリプレグは、その一方向以外に配向する繊維
がないことから、単位重量当り高い曲げ強度及び曲げ弾
性率を有するものである。この場合、補強繊維の種類を
適当に選定し、また、その補強繊維の配列間隔を調節す
ることにより、その補強繊維により所望特性が付与され
たプリプレグを得ることができる。
（実施例） 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１ 弾性率２４ｔｏａ＋／＋ｗｍ”、フィラメント数１２０
００本の炭素繊維（東邦レーヨン製ＨＴＡ−７−１２０
００）５０本を５．４ｍｍ間隔に引き揃え、エポキシ樹
脂組成物を含浸・乾燥し、ロール加圧して得られた樹脂
含有量５５重量％、幅２７０μｍの基材プリプレグの上
に、直径１００ＩＡのボロン単繊維（ＡＶＣＯ社製）２
７００本を０．１ｍｍ間隔に引き揃え、基材プリプレグ
の両面を離型紙で挟み２本の加圧ロールにより加圧して
ボロン繊維を基材プリプレグに接合させ、樹脂含有量３
４重量％、炭素繊維目付は重量１４８ｇ／ｍ、ボロン繊
維目付は重量２１０ｇ／ｒｆのプリプレグを得た。
実施例２ 弾性率２４ｔｏｍ／ｍｓ”、フィラメント数１２０００
本の炭素繊維（東邦Ｌ／　−Ｅ　ンｌ１ＨＴＡ−７−１
２０００１）５０本ヲ５．４＋＋＋鳳間隔に引き揃え、
エポキシ樹脂組成物を含浸・乾燥し、ロール加圧して得
られた樹脂含有量４１重量％、幅２７０ｍｍの基材プリ
プレグの上に、直径１００゜のボロン単繊維（ＡＶＣＯ
社製）６７５本を０．４ａ＋ｍ間隔に引き揃え、基材プ
リプレグの両面を離型紙で挟み２本の加圧ロールにより
加圧し、ボロン繊維を基材プリプレグに接合させ、樹脂
含有量３４重量％、炭素繊維目付は重量１４８ｇ／ｒｒ
ｆ、ボロン繊維目付は重量５３ｇ／ｒｄのプリプレグを
得た。
実施例３ 弾性率２４ｔｏ■／ｉｎ＋”、フィラメント数１２００
０本の炭素繊維（東邦Ｌ／　−ヨ：／　ｌ１ＨＴＡ−７
−１２０００）５０本ヲ５．４ｍｍ間隔に引き揃え、エ
ポキシ樹脂組成物を含浸・乾燥し、ロール加圧して得ら
れた樹脂含有量３５重量％、ｌＩ＠２７０ＩＩ１μｍの
基材プリプレグの上に、直径１００−のボロン単繊維（
ＡＶＣＯ社製）１００本を２．７＋ｍｍ間隔に引き揃え
、基材プリプレグの両面を離型紙で挟み、２本の加圧ロ
ールにより加圧してボロン繊維を基材プリプレグに接合
させ、樹脂含有量３４重量％、炭素繊維目付は重量１４
８ｇ／　ｒｄ、ボロン繊維目付は重量８ｇ／ｍのプリプ
レグを得た。
比較例１ 実施例１で示したボロン単繊維に実施例１で示したエポ
キシ樹脂液を含浸・乾燥させ、０．１＋＊＋ｍ間隔に引
き揃え、その片側に目付は重量２５ｇ／ｒｆのガラスス
クリムクロスを貼り合わせて、樹脂含有量３４重量％、
ボロン繊維目付は重量２１０ｇ／ｒｒｒのプリプレグを
得る。これを実施例μｍの炭素繊維による樹脂含有量３
４重量２、繊維目付は重量１４８ｇ／　ｒｄの一方向引
き揃えプリプレグと貼り合わせてプリプレグを得た。
比較例２ 比較例１において、ボロン繊維の引き揃え間隔を０．４
＋ｓｔｓとしてプリプレグを得ようとしたが、この場合
には、ボロン繊維の間隔が乱れたり、ボロン繊維が剥が
れ落ちたりして、一定間隔の引き揃えプリプレグが得ら
れなかった。
比較例３ ボロン繊維を縦糸とし、番手４５０１１０のＥガラス繊
維を横糸としてボロン繊維間隔０．４ｍ鵬、ガラス繊維
間隔５０ｍ＋ｍでスダレ状織物を形成し、これと実施例
２における炭素繊維プリプレグを貼り合わせてプリプレ
グを得た。
比較例４ ボロン繊維を縦糸とし、番手４５０１１０のＥガラス繊
維を横糸としてボロン繊維間隔２．７ｍｍ、ガラス繊維
間隔５０ｍｍでスダレ状織物を形成し、これを実施例３
における炭素繊維プリプレグを貼り合わわる。
以上のプリプレグとしての形状を保持する実施例１，２
，３、比較例１，３．４のプリプレグを用いて、それぞ
れ肉厚３纒謹の積層板を作製し、この積層板より試験片
を切り出し、　ＪＩＳ　Ｋ−７０７４に従い曲げ強度、
曲げ弾性率を測定した。その測定結果を表−１に示す。
表−１ 表−１に示した結果かられかるように１本発明のプリプ
レグは、従来のプリプレグと比較し、（１）重量が軽く
、かつ強度５弾性率ともに高い成形品が得られる、（２
）ボロン繊維の間隔が任意に設定可能で、強度と弾性率
のバランスを必要に応じて選択可能で、成形品の設計自
由度が増大する等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のプリプレグの説明断面図を示す。 １・・・基材プリプレグ、２・・・補強繊維。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）多数の細繊維からなる直径が３〜１６μｍの繊維
    束を一方向に引揃え、熱硬化性樹脂を含浸させて形成し
    た一方向引揃えプリプレグを基材として用い、その少な
    くとも一方の面に、直径が５０〜３００μｍの単繊維を
    所要間隔で該繊維束と同じ方向に配列し、該基材プリプ
    レグに接合させた構造を有する単繊維強化一方向引揃え
    プリプレグ。
  2. （２）該単繊維が、該基材プリプレグ面に対し、該基材
    プリプレグ中の熱硬化性樹脂を介して接合されている請
    求項１のプリプレグ。
  3. （３）該単繊維が、該基材プリプレグ面に対し、該単繊
    維に含浸させた熱硬化性樹脂を介して接合されている請
    求項１のプリプレグ。
  4. （４）該単繊維が、ボロン繊維である請求項１〜３のい
    ずれかのプリプレグ。
JP2031030A 1990-02-09 1990-02-09 単繊維強化一方向引揃えプリプレグ Expired - Lifetime JPH0757490B2 (ja)

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