JPS5829651A - プリプレグ - Google Patents
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- JPS5829651A JPS5829651A JP56127415A JP12741581A JPS5829651A JP S5829651 A JPS5829651 A JP S5829651A JP 56127415 A JP56127415 A JP 56127415A JP 12741581 A JP12741581 A JP 12741581A JP S5829651 A JPS5829651 A JP S5829651A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
- B29B15/105—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcement of definite length with a matrix in solid form, e.g. powder, fibre or sheet form
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱可塑性樹脂なマ） ＩＪラックスした炭素繊
維強化複合材料用の一方面プリプレグに関するものであ
る。
維強化複合材料用の一方面プリプレグに関するものであ
る。
従来のプリプレグに熱硬化性樹脂、なかでもエポキシ樹
脂を使用したものが主体である。プリプレグに用いられ
るエポキシ樹脂は低分子量の液状のものが多く、ケトン
類等の溶剤に易溶性であるため、低粘度の樹脂液が得ら
れる。従って炭素繊維への樹脂含浸が容易であるが、反
面一般に硬化時間が長いため生産性が低い欠点があると
共に経時変化性を有することが難点となっている。
脂を使用したものが主体である。プリプレグに用いられ
るエポキシ樹脂は低分子量の液状のものが多く、ケトン
類等の溶剤に易溶性であるため、低粘度の樹脂液が得ら
れる。従って炭素繊維への樹脂含浸が容易であるが、反
面一般に硬化時間が長いため生産性が低い欠点があると
共に経時変化性を有することが難点となっている。
これに対して複合材料のマ） ＩＪラックス対象となる
熱可塑性樹脂は高重合度で、耐薬品性および耐熱性が強
いため、連続した炭素繊維集合体に対し、樹脂付着率を
任意に調節し、しかも均一に＋Ｉ’５％ｆせしめること
は非常に難しい。
熱可塑性樹脂は高重合度で、耐薬品性および耐熱性が強
いため、連続した炭素繊維集合体に対し、樹脂付着率を
任意に調節し、しかも均一に＋Ｉ’５％ｆせしめること
は非常に難しい。
例えば、樹脂を溶剤に溶解して、炭素繊維に性の溶剤の
ある樹脂でも、浴解度が低く、任意の樹脂付着率が得ら
れにくい。
ある樹脂でも、浴解度が低く、任意の樹脂付着率が得ら
れにくい。
また、樹脂を加熱溶融して炭素繊維に含浸１−るには、
樹脂の物性を損失しない範囲では溶融粘度が非常に高い
ため生産性よく、しかも均一に＋１着せしめることが難
しい。
樹脂の物性を損失しない範囲では溶融粘度が非常に高い
ため生産性よく、しかも均一に＋１着せしめることが難
しい。
従って、従来熱可塑性樹脂をマ） ＩＪラックスして用
いる方法としては、炭素繊維を短繊維状にカツトシ、こ
れを樹脂と加熱溶融混練して粒状物にしたものを複合材
料として用いているが、か〜る使い方では繊維の方向性
がランダムであるだめに炭素繊維の強度特性を有効に利
用しうるものとは言い難いものである。
いる方法としては、炭素繊維を短繊維状にカツトシ、こ
れを樹脂と加熱溶融混練して粒状物にしたものを複合材
料として用いているが、か〜る使い方では繊維の方向性
がランダムであるだめに炭素繊維の強度特性を有効に利
用しうるものとは言い難いものである。
かかる問題点を解決するために、本発明者にはｙ一方向
に平行して拡開されたシート状炭素繊維集合体に対して
樹脂の付着率を任意に調節することが可能なプリプレグ
を得るべく鋭意研究の結果、生産性が高く、しかも上記
内容な満足しうる熱可塑性樹脂をマトリックスとしたシ
ート状一方向ブリプレグを完成した。該プリプレグを必
要枚数積層して加熱成型することにより短時間にして、
炭素繊維の強度特性を有効に利用した、軽量にして、高
強度、耐衝撃性、耐熱変形性を有する高性能の複合材料
を得ることが可能であり、車輌、航空機等の構造材、電
機電子部品、スポーツ用品、工作機械部品等多方面に亘
り適用しうる。
に平行して拡開されたシート状炭素繊維集合体に対して
樹脂の付着率を任意に調節することが可能なプリプレグ
を得るべく鋭意研究の結果、生産性が高く、しかも上記
内容な満足しうる熱可塑性樹脂をマトリックスとしたシ
ート状一方向ブリプレグを完成した。該プリプレグを必
要枚数積層して加熱成型することにより短時間にして、
炭素繊維の強度特性を有効に利用した、軽量にして、高
強度、耐衝撃性、耐熱変形性を有する高性能の複合材料
を得ることが可能であり、車輌、航空機等の構造材、電
機電子部品、スポーツ用品、工作機械部品等多方面に亘
り適用しうる。
本発明のプリプレグは連続した、はｙ一方向に平行して
拡開されたシート状炭素繊維集合体を引き取りながら、
一方、同方向に走行する熱可塑性樹脂のフィルムもしく
はシート状物と連（３） 統帥に接着せしめることによりシート状に固着一体化さ
れた一方面プリプレグが得られる。
拡開されたシート状炭素繊維集合体を引き取りながら、
一方、同方向に走行する熱可塑性樹脂のフィルムもしく
はシート状物と連（３） 統帥に接着せしめることによりシート状に固着一体化さ
れた一方面プリプレグが得られる。
本発明に用いられる熱可塑性マ） Ｉ）ックス樹脂とｔ
７て具体的にはポリエチレン、ポリプリピレン、ポリス
チレン、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニール、ポリ
塩化ビニリデン、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート
、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポ
リアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
フェニレンサルファイド、ホリフエニレンオキシド、ポ
リアセタール、ポリエーテル、弗素樹脂等があげられる
。
７て具体的にはポリエチレン、ポリプリピレン、ポリス
チレン、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニール、ポリ
塩化ビニリデン、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート
、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポ
リアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
フェニレンサルファイド、ホリフエニレンオキシド、ポ
リアセタール、ポリエーテル、弗素樹脂等があげられる
。
マ） ＩＪラックス脂の性能として高強度、高弾性率等
のほかに融点又はガラス転移点が高く温度上昇に対して
も性能を保持するように熱安定性であることが必要であ
り、特許請求の範囲に記馳の融点１１０℃以上又はガラ
ス転移点６０℃以上が要求され、これらの温度以下では
耐熱性が不充分である。
のほかに融点又はガラス転移点が高く温度上昇に対して
も性能を保持するように熱安定性であることが必要であ
り、特許請求の範囲に記馳の融点１１０℃以上又はガラ
ス転移点６０℃以上が要求され、これらの温度以下では
耐熱性が不充分である。
樹脂の重量割合はプリプレグの９０〜１５重（４）
ｆｉ％でありシート状炭素繊維集合体と樹脂シート状物
との厚みをそれぞれ変え、これらの組合せによって重量
割合を調節することが可能である。この場合樹脂が９０
重量％以上では強度特性が不充分であり、１５重量％以
下ではマ） ＩＪラックス脂と炭素繊維との界面接着が
不充分となる。
との厚みをそれぞれ変え、これらの組合せによって重量
割合を調節することが可能である。この場合樹脂が９０
重量％以上では強度特性が不充分であり、１５重量％以
下ではマ） ＩＪラックス脂と炭素繊維との界面接着が
不充分となる。
なお、炭素繊維との界面接着がよくない樹脂もしくは炭
素繊維との界面接着がはｇ良好な樹脂でも更に接着性を
向上せしめることによって強度特性を改良する場合には
カップリング剤を併用する。カップリング剤としてはポ
リエステル系、ポリアミド系、エポキシ系、アクリル系
、フェノール系等があげられる。
素繊維との界面接着がはｇ良好な樹脂でも更に接着性を
向上せしめることによって強度特性を改良する場合には
カップリング剤を併用する。カップリング剤としてはポ
リエステル系、ポリアミド系、エポキシ系、アクリル系
、フェノール系等があげられる。
次に熱可塑性樹脂のシート状物としては、厚み０．０５
〜０．６鴫のフィルムが主に用いられるが、炭素繊維と
の重量割合を調節する場合、０、０５ ｔｅａ以下又は
０．３ ｔｖａ以上の厚みのフィルムを使用することも
可能である。
〜０．６鴫のフィルムが主に用いられるが、炭素繊維と
の重量割合を調節する場合、０、０５ ｔｅａ以下又は
０．３ ｔｖａ以上の厚みのフィルムを使用することも
可能である。
かｋる樹脂シート状物と炭素繊維集合体な固着一体化す
る方法には下記の方法があげられる。
る方法には下記の方法があげられる。
（１）熱可塑性樹脂と同質、同系あるいは異質の樹脂溶
液に含浸した炭素繊維を接着する方法。
液に含浸した炭素繊維を接着する方法。
（２）溶剤単独液に含浸した炭素繊維を溶接着する方法
。。
。。
（３）熱可塑性樹脂と同質、同系あるいは異質のホット
メルト樹脂液に含浸した炭素繊維を接着する方法。
メルト樹脂液に含浸した炭素繊維を接着する方法。
（４）上記（１）〜（３）の含浸液の中に炭素繊維とマ
トリックス樹脂とのカップリング剤を混合した液に含浸
した炭素繊維を接着する方法。
トリックス樹脂とのカップリング剤を混合した液に含浸
した炭素繊維を接着する方法。
（５）炭素繊維を加熱することによって、樹脂シート状
物表面に熱融着する方法。
物表面に熱融着する方法。
（６）樹脂シート状物表面を加熱溶融して炭素繊維を融
着する方法 などである。
着する方法 などである。
炭素繊維集合体と樹脂シート状物の固着一体化は第１図
に示すように樹脂シート状物の片面に炭素繊維集合体を
固着せしめるケースと策２図に示すように樹脂シート状
物の間に炭素繊維集合体を固着せしめるケースとがある
。
に示すように樹脂シート状物の片面に炭素繊維集合体を
固着せしめるケースと策２図に示すように樹脂シート状
物の間に炭素繊維集合体を固着せしめるケースとがある
。
いずれのケースも特許請求の範囲に記載した重量割合に
調整することが可能であるが、炭素繊維の割合が特に高
い場合は前者の方が、一方樹脂の割合が特に高い場合は
后者の方が調整が容易である。
調整することが可能であるが、炭素繊維の割合が特に高
い場合は前者の方が、一方樹脂の割合が特に高い場合は
后者の方が調整が容易である。
実施例
ポリカーボネート樹脂を塩化メチレンに溶解して、樹脂
溶解度２５重量係の溶液を調整した。
溶解度２５重量係の溶液を調整した。
この樹脂液に、炭素繊維を３０本平行にして、均一に配
列した状態に並べた。シート状炭素繊集合体を含浸せし
め、未乾燥のうちに、ポリカーボネートフィルム（厚み
ｏ、 １ｍ）に接着せしめ、乾燥して固着一体化された
一方向ゾリプレグを作製した。
列した状態に並べた。シート状炭素繊集合体を含浸せし
め、未乾燥のうちに、ポリカーボネートフィルム（厚み
ｏ、 １ｍ）に接着せしめ、乾燥して固着一体化された
一方向ゾリプレグを作製した。
かくして得られたプリプレグ（厚みｎ、 ５ ｔａｎ
ｓ目付５２ｏｆ／ｍ”）を縦１１０箇、横２１０ｍｍに
カットしたものを８枚積層して金型に入れ、温度２５０
℃、圧カフ縁／Ｃｍ２で１０分間プレスし、平板を得た
。か（して得られた平板の性質は、炭素繊維含有率６７
重量係、引張強度１３０ｉｃ９／ｒｔａｎ２、引張弾性
率１０３００ Ｋｇ、７ｍｎ２、曲げ強度１２９ Ｋｐ
／、２、曲げ弾性率９７００ Ｋ、１７ｍ２、層間剪断
強度８． Ｉ Ｖ４／１ｔａｎ２であった。
ｓ目付５２ｏｆ／ｍ”）を縦１１０箇、横２１０ｍｍに
カットしたものを８枚積層して金型に入れ、温度２５０
℃、圧カフ縁／Ｃｍ２で１０分間プレスし、平板を得た
。か（して得られた平板の性質は、炭素繊維含有率６７
重量係、引張強度１３０ｉｃ９／ｒｔａｎ２、引張弾性
率１０３００ Ｋｇ、７ｍｎ２、曲げ強度１２９ Ｋｐ
／、２、曲げ弾性率９７００ Ｋ、１７ｍ２、層間剪断
強度８． Ｉ Ｖ４／１ｔａｎ２であった。
第１図は樹脂シート状物の片面に炭素繊維集合体が固着
した状態を示す断面図であり、（ａ）図は表面固着、（
ｂ）図は内面に埋め込まれた状態を示す。 第２図は炭素繊維集合体が樹脂シート状物の間に固着さ
れた状態を示す略断面図であり、（Ｃ）図は表面固着、
（ｄ）図は内面に埋め込まれた状態を示すか １ 炭素繊維群 ２ 樹脂シート状物 青 （（１）回 青 ２ （Ｃ）図 （ｂ）図 （ｄ）図
した状態を示す断面図であり、（ａ）図は表面固着、（
ｂ）図は内面に埋め込まれた状態を示す。 第２図は炭素繊維集合体が樹脂シート状物の間に固着さ
れた状態を示す略断面図であり、（Ｃ）図は表面固着、
（ｄ）図は内面に埋め込まれた状態を示すか １ 炭素繊維群 ２ 樹脂シート状物 青 （（１）回 青 ２ （Ｃ）図 （ｂ）図 （ｄ）図
Claims (1)
- １０〜８５重量％のはｙ一方向に平行して拡開されたシ
ート状炭素繊維集合体と、９０〜１５重量％の融点が１
１０℃以上又はガラス転移点が６０℃以上の熱可塑性樹
脂を主体とするシート状物とを固着一体化されてなるプ
リプレグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56127415A JPS5829651A (ja) | 1981-08-14 | 1981-08-14 | プリプレグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56127415A JPS5829651A (ja) | 1981-08-14 | 1981-08-14 | プリプレグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5829651A true JPS5829651A (ja) | 1983-02-21 |
Family
ID=14959393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56127415A Pending JPS5829651A (ja) | 1981-08-14 | 1981-08-14 | プリプレグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5829651A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61106634A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-24 | Nikkiso Co Ltd | 一方向プリプレグおよびその製造方法 |
| JPS63212517A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-05 | Teijin Ltd | 複合材料成形品の製造方法 |
| WO1996015900A1 (en) * | 1994-11-22 | 1996-05-30 | Dow-United Technologies Composite Products, Inc. | Low resin content unidirectional fiber tape |
| JP2011073436A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh | 中間製品および中間製品複合体 |
| JP2016503090A (ja) * | 2012-12-27 | 2016-02-01 | ポスコ | 連続炭素繊維強化熱可塑性プリプレグの製造方法 |
| WO2018168554A1 (ja) | 2017-03-16 | 2018-09-20 | 株式会社カネカ | 熱可塑性樹脂系繊維強化複合材料と金属部材との接着複合体及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-08-14 JP JP56127415A patent/JPS5829651A/ja active Pending
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