JPH0618905B2 - スクリムクロス貼り合せプリプレグ - Google Patents

スクリムクロス貼り合せプリプレグ

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JPH0618905B2
JPH0618905B2 JP59017538A JP1753884A JPH0618905B2 JP H0618905 B2 JPH0618905 B2 JP H0618905B2 JP 59017538 A JP59017538 A JP 59017538A JP 1753884 A JP1753884 A JP 1753884A JP H0618905 B2 JPH0618905 B2 JP H0618905B2
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JP
Japan
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scrim cloth
prepreg
aligned
scrim
carbon fibers
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JP59017538A
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秀雄 秋山
義徳 大石
美幸 甲斐
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)を
成形するときに使用するスクリムクロス貼り合せプリプ
レグに関する。
従来の技術 従来、スクリムクロス貼り合せプリプレグとして、一方
向に互いに並行かつシート状に引き揃えた炭素繊維にB
ステージの熱硬化性樹脂が含浸されている一方向性プリ
プレグの一面にガラス繊維からなるスクリムクロスを貼
り合わせてなるものが知られている。炭素繊維やガラス
繊維はともに樹脂の補強繊維として作用し、スクリムク
ロスは、成形時に炭素繊維の配列が乱れるのを防止する
とともに、炭素繊維の、主として引き揃え方向と直交す
る方向に補強効果を与えている。
ところで、スクリムクロスは、織成が容易であるという
理由で緯糸よりも経糸のほうが多くなっており、従来の
スクリムクロス貼り合せプリプレグにおいては、経糸が
一方向性プリプレグの炭素繊維の引き揃え方向になるよ
うに貼り合わせている。そして、そのようなスクリムク
ロス貼り合せプリプレグを使用したCFRP管の成形
は、マンドレルに、適当な大きさに裁断したスクリムク
ロス貼り合せプリプレグをその炭素繊維の引き揃え方向
がマンドレルの長手方向になるように所望の回数巻き付
け、加熱、加圧して樹脂を硬化させた後にマンドレルを
引き抜くことによって行っている。これにより、管の長
手方向においては一方向性プリプレグの炭素繊維とスク
リムクロスの経糸による補強効果が与えられ、また、周
方向においてはスクリムクロスの緯糸による補強効果が
与えられるわけである。しかしながら、これでは、たと
えば釣竿のような、極端に薄肉、軽量で、しかも、長手
方向にも周方向にも高い強度が要求される管の成形はな
かなか難しい。
すなわち、長手方向に所望量の補強繊維が配置されるよ
うにすると周方向の補強繊維量が不足し、所望の周方向
強度が得られなくなる。周方向強度が不足すると、曲げ
の力が加わったときに座屈が起こり、管は簡単に破壊し
てしまう。もっとも、より多くのスクリムクロス貼り合
せプリプレグを巻き付け、より厚肉の管とすれば周方向
強度は向上する。しかしながら、そのようにして周方向
に所望の強度を与えると、こんどは長手方向の強度がオ
ーバースペックになり、管の重量が著しく増大してしま
う。また、より厚手のスクリムクロスを使用することも
考えられるが、これもまた同様の理由で重量の増大をも
たらしてしまう。このように、従来のスクリムクロス貼
り合せプリプレグによっては、長手方向強度と周方向強
度とをバランスよく備え、しかも、軽量な管の成形はな
かなか難しい。
発明が解決しようとする課題 この発明の目的は、従来のスクリムクロス貼り合せプリ
プレグの上述した問題点を解決し、長手方向強度と周方
向強度とをバランスよく備え、しかも、軽量なCFRP
管を成形することができるスクリムクロス貼り合せプリ
プレグを提供するにある。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、この発明は、互いに並行か
つシート状に引き揃えた炭素繊維にBステージの熱硬化
性樹脂が含浸されている一方向性プリプレグの一面にガ
ラス繊維または有機高弾性率繊維からなるスクリムクロ
スが貼り合わされており、上記スクリムクロスは経方向
と緯方向とで織糸密度が異なっており、かつ、織糸密度
の小なる方向が上記一方向性プリプレグの炭素繊維の引
き揃え方向であるように貼り合わされていることを特徴
とするスクリムクロス貼り合せプリプレグを提供する。
織糸密度は、好ましくは、大なる方が小なる方の1.2
〜3.5倍の範囲にある。
この発明の一実施態様を説明するに、図面(一部破断し
た概略斜視図)において、互いに並行かつシート状に引
き揃えた炭素繊維2にBステージの熱硬化性樹脂(図示
せず)が含浸されている一方向性プリプレグ1の一面に
は、ガラス繊維または有機高弾性率繊維(ポリアラミド
繊維など)からなり、かつ、経方向と緯方向とで織糸密
度が異なるスクリムクロス3が、その織糸密度の小なる
方向が炭素繊維2の引き揃え方向になるように、換言す
れば、織糸密度の大なる方向が炭素繊維2の引き揃え方
向と直交する方向になるように貼り合わされている。か
かる一方向性プリプレグ1とスクリムクロス3の貼り合
せ体がスクリムクロス貼り合せプリプレグを構成してい
る。そして、スクリムクロス貼り合せプリプレグは、一
方向性プリプレグ1の他面において離型紙4に担持され
ている。
上記において、一方向性プリプレグは、0.02〜1m
m、好ましくは0.03〜0.5mm程度の厚みを有し、
30〜80重量%、好ましくは40〜80重量%の炭素
繊維を含んでいる。
一方向性プリプレグを構成している熱硬化性樹脂は、周
知の、たとえばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂である。かかる熱
硬化性樹脂は、上述したように、一般に半硬化状態と呼
ばれるBステージの状態にある。
スクリムクロスは、ガラス繊維または有機高弾性率繊維
を平織または朱子織したようなものである。なかでも、
平織が好ましい。そのようなスクリムクロスは、それが
ガラス繊維からなるものである場合には厚み0.01〜
0.1mm、好ましくは0.02〜0.05mm、目付10
〜80g/m、好ましくは15〜40g/mであ
り、有機高弾性繊維からなるものである場合には厚み
0.02〜0.15mm、好ましくは0.03〜0.1m
m、目付10〜90g/m、好ましくは20〜60g
/mである。
スクリムクロスは、上述したように経方向と緯方向とで
織糸密度が異なっている。ここにおいて織糸密度は、織
糸の繊度と単位長さあたりの打ち込み本数との積であ
る。したがって、同一繊度の織糸を使用するのであれ
ば、織糸密度は単位長さあたりの打ち込み本数というこ
とになる。経方向と緯方向との織糸密度の比をどの程度
にするかは、使用する補強繊維の種類や、どのような用
途のCFRPの成形に使用するかといったことによって
異なるものの、織糸密度は、大なる方が小なる方の1.
2倍から3.5倍の範囲にあれば十分である。
離型紙は、主としてスクリムクロス貼り合せプリプレグ
の取り扱いを容易にするもので、CFRPを成形すると
きには剥ぎ取られる。そのような離型紙は、厚み0.0
5〜0.2mm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、でんぷん、ポリエチレン、ポ
リビニルアルコールなどの目止め剤の塗布層を設け、そ
の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。
この発明のスクリムクロス貼り合せプリプレグは、いろ
いろな方法によって製造することができる。次にその好
ましい一例を示す。
すなわち、互いに平行かつシート状に引き揃えた炭素繊
維のストランドをBステージの熱硬化性樹脂を塗布した
2枚の離型紙の樹脂塗布面で挾み、これを80〜180
℃に加熱したプレスロールに通してストランドの押し拡
げと樹脂の含浸とを行い、冷却した後、いずれか一方の
離型紙を剥ぎ取り、その剥ぎ取り面に、経方向と緯方向
とで織糸密度が異なるスクリムクロスをその織糸密度の
小なる方向が炭素繊維の引き揃え方向になるように重ね
合わせ、さらに50〜120℃に加熱したプレスロール
に通してスクリムクロスを貼り合わせるようにするのが
好ましい。
実施例 互いに並行かつシート状に引き揃えた、東レ株式会社製
炭素繊維“トレカ”T300−6K(平均単糸径:7μ
m、単糸数:6,000本)にBステージのエポキシ樹
脂が含浸されている一方向性プリプレグ(目付:224
g/m)に、番手がD900のガラス繊維からなる、
経糸密度が39本/25mm、緯糸密度が70本/25mm
の平織スクリムクロスをその経糸方向が炭素繊維の引き
揃え方向になるように貼り合わせ、スクリムクロス貼り
合せプリプレグを得た。
次に、上記スクリムクロス貼り合せプリプレグを内径2
0mmのマンドレルに2回巻き付け、130℃で90分加
熱して内径20mm、外径20.65mm、長さ800mm、
重さ26gのCFRP管を成形した。
次に、上記CFRP管について、JIS K7074に
準じて曲げ試験をしたところ、曲げ強度は70kgf /mm
2であった。
また、CFRP管を長さ15mmに切断し、直径50mmの
圧子で側面から圧縮して圧縮破壊強度を測定したとこ
ろ、圧縮破壊強度は1.52kgf で、破壊に至るまでの
変形量は5.8mmであった。
比較例 実施例で使用した一方向性プリプレグに、番手がD90
0のガラス繊維からなる、経糸密度が60本/25mm、
緯糸密度が51本/25mmの平織スクリムクロスをその
経糸方向が炭素繊維の引き揃え方向になるように貼り合
わせ、スクリムクロス貼り合せプリプレグを得た。
次に、実施例と同様にして内径20mm、外径20.65
mm、長さ800mm、重さ26gのCFRP管を成形し
た。
このCFRP管について、実施例と同様に曲げ試験をし
たところ、曲げ強度は66kgf /mm2で、実施例のもの
の約94%であった。また、圧縮破壊強度は1.39kg
f で約91%であり、破壊に至るまでの変形量も6.1
mmと大きかった。
発明の効果 この発明のスクリムクロス貼り合せプリプレグは、炭素
繊維を使用した一方向性プリプレグの一面に、ガラス繊
維または有機高弾性率繊維からなる、経方向と緯方向と
で織糸密度が異なるスクリムクロスをその織糸密度の小
なる方向が炭素繊維の引き揃え方向になるように、換言
すれば、織糸密度の大なる方向が炭素繊維の引き揃え方
向と直交する方向になるように貼り合わせてなるもので
あるから、経方向と緯方向との織糸密度比が適当なスク
リムクロスを選択、使用することで長手方向強度と周方
向強度においてバランスがとれ、しかも、軽量なCFR
P管を容易に成形することができる。すなわち、成形に
際して、マンドレルに、この発明のスクリムクロス貼り
合せプリプレグを一方向性プリプレグの炭素繊維の方向
が長手方向になるように巻き付ければ、マンドレルの長
手方向に所望量の補強繊維を配置したときに周方向に所
望量の補強繊維が向くようになり、長手方向強度と周方
向強度とをバランスよく備え、しかも、軽量な管を得る
ことができる。そのため、この発明のスクリムクロス貼
り合せプリプレグは、極端に軽量で、しかも、長手方向
にも周方向にも高強度であることが要求される釣竿を成
形するようなときに特に好適である。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明のスクリムクロス貼り合せプリプレグ
の一実施態様を示す、一部破壊した概略斜視図である。 1:一方向性プリプレグ 2:一方向性プリプレグの炭素繊維 3:スクリムクロス 4:離型紙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−162924(JP,A) 特公 昭52−43409(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに並行かつシート状に引き揃えた炭素
    繊維にBステージの熱硬化性樹脂が含浸されている一方
    向性プリプレグの一面にガラス繊維または有機高弾性率
    繊維からなるスクリムクロスが貼り合わされており、上
    記スクリムクロスは経方向と緯方向とで織糸密度が異な
    っており、かつ、織糸密度の小なる方向が上記一方向性
    プリプレグの炭素繊維の引き揃え方向であるように貼り
    合わされていることを特徴とするスクリムクロス貼り合
    せプリプレグ。
JP59017538A 1984-02-02 1984-02-02 スクリムクロス貼り合せプリプレグ Expired - Lifetime JPH0618905B2 (ja)

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