JP2013159723A5 - プリプレグおよびその製造方法、スリットプリプレグ、炭素繊維強化複合材料 - Google Patents
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Description
（Ａ）引張弾性率が２７０ＧＰａ以上、フィラメント数が３０００〜１２０００本／糸条であり、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を必須成分とするサイズ剤を０．８〜２．２％質量付着した炭素繊維と、本文中に記載の方法で測定される最低粘度が０．５〜５Ｐa・ｓである熱硬化性樹脂を用いてなるプリプレグであって、該プリプレグの単位面積あたりの炭素繊維の質量が２５〜４０ｇ／ｍ２、樹脂質量含有率が１５〜２５％、幅が５００ｍｍ以上であり、少なくとも一方の表面に離型紙を備えるとともに、以下の（ｉ）〜（ｖ）を満たすプリプレグ。
（ｉ）炭素繊維の単糸長短径比が１．０１〜１．０６である。
（ｉｉ）下記する方法で測定されるプリプレグ表面の最大断面高さＲｔが３０μｍ以下である。
（ｉｉｉ）下記する方法で測定されるプリプレグ両表面のタックが２．０Ｎ以上である。
（ｉｖ）プリプレグと離型紙との剥離強度が５０〜２００ｍＮ／２５ｍｍである。
（ｖ）以下に定義されるワレ個数および毛羽個数がそれぞれ７個／１００ｍ２以下である。
（ｉ）炭素繊維の単糸長短径比が１．０１〜１．０６である。
（ｉｉ）下記する方法で測定されるプリプレグ表面の最大断面高さＲｔが３０μｍ以下である。
（ｉｉｉ）下記する方法で測定されるプリプレグ両表面のタックが２．０Ｎ以上である。
（ｉｖ）プリプレグと離型紙との剥離強度が５０〜２００ｍＮ／２５ｍｍである。
（ｖ）以下に定義されるワレ個数および毛羽個数がそれぞれ７個／１００ｍ２以下である。
（Ｃ）以下の（１）〜（３）の工程を有する、前記（Ａ）に記載のプリプレグを得るための製造方法である。
（１）メタリングロールとコーティングロールおよびバックアップロールを備えたリバースロールコーターを用いて、離型紙上に最低粘度が０．５〜５Ｐa・ｓである熱硬化性樹脂を塗布して、樹脂フィルムとするに際し、減圧吸引によって離型紙を把持することによって張力付与し、該コーティングロール速度をＣ、該樹脂フィルム速度をＦとしたときに、０．３＜Ｃ／Ｆ＜０．７とし、熱硬化性樹脂を長手方向に延伸させながら塗布する工程。
（２）一方向に互いに並行するように引き揃えられた前記炭素繊維を一定の張力下で、熱を与えながら、かつ横振動および縦振動する複数本のラダー形状のロール上を接触させながら開繊する工程。
（３）開繊された炭素繊維の下面に前記樹脂フィルムを、上面に前記樹脂フィルムまたは離型紙のみを配し、加熱ロール群にてライン速度３．５〜５．０ｍ／分、加熱温度１００〜１２０℃、線圧３００００〜４５０００Ｎ／ｍで加圧しながら通過させることにより、該熱硬化性樹脂を前記炭素繊維からなる層間に含浸させた後、巻き取ることによってプリプレグを得る工程。
（１）メタリングロールとコーティングロールおよびバックアップロールを備えたリバースロールコーターを用いて、離型紙上に最低粘度が０．５〜５Ｐa・ｓである熱硬化性樹脂を塗布して、樹脂フィルムとするに際し、減圧吸引によって離型紙を把持することによって張力付与し、該コーティングロール速度をＣ、該樹脂フィルム速度をＦとしたときに、０．３＜Ｃ／Ｆ＜０．７とし、熱硬化性樹脂を長手方向に延伸させながら塗布する工程。
（２）一方向に互いに並行するように引き揃えられた前記炭素繊維を一定の張力下で、熱を与えながら、かつ横振動および縦振動する複数本のラダー形状のロール上を接触させながら開繊する工程。
（３）開繊された炭素繊維の下面に前記樹脂フィルムを、上面に前記樹脂フィルムまたは離型紙のみを配し、加熱ロール群にてライン速度３．５〜５．０ｍ／分、加熱温度１００〜１２０℃、線圧３００００〜４５０００Ｎ／ｍで加圧しながら通過させることにより、該熱硬化性樹脂を前記炭素繊維からなる層間に含浸させた後、巻き取ることによってプリプレグを得る工程。
Claims (7)
- 引張弾性率が２７０ＧＰａ以上、フィラメント数が３０００〜１２０００本であり、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を必須成分とするサイズ剤を０．８〜２．２質量％付着した炭素繊維と、明細書に記載の方法で測定される最低粘度が０．５〜５Ｐa・ｓである熱硬化性樹脂を用いてなるプリプレグであって、該プリプレグの単位面積あたりの炭素繊維の質量が２５〜４０ｇ／ｍ２、樹脂質量含有率が１５〜２５％、幅が５００ｍｍ以上であり、少なくとも一方の表面に離型紙を備えるとともに、以下の（ｉ）〜（ｖ）を満たすプリプレグ。
（ｉ）炭素繊維の単糸断面径比率が１．０１〜１．０６である。
（ｉｉ）明細書に記載の方法で測定されるプリプレグ表面の最大断面高さＲｔが３０μｍ以下である。
（ｉｉｉ）明細書に記載の方法で測定されるプリプレグ両表面上のタックが２．０Ｎ以上である。
（ｉｖ）プリプレグと離型紙との剥離強度が５０〜２００ｍＮ／２５ｍｍである。
（ｖ）明細書で定義されるワレ個数および毛羽個数がそれぞれ７個／１００ｍ２以下である。 - 請求項１のプリプレグが一方向プリプレグであって、該プリプレグを炭素繊維方向に平行に３〜８ｍｍ幅にスリットされてなる、スリットプリプレグ。
- 以下の（１）〜（３）の工程を有する、請求項１に記載のプリプレグの製造方法。
（１）メタリングロールとコーティングロールおよびバックアップロールを備えたリバースロールコーターを用いて、離型紙上に前記熱硬化性樹脂を塗布して樹脂フィルムとするに際し、減圧吸引によって離型紙を把持することによって張力付与し、該コーティングロール速度をＣ、該樹脂フィルム速度をＦとしたときに、０．３＜Ｃ／Ｆ＜０．７とし、熱硬化性樹脂を長手方向に延伸させながら塗布する工程。
（２）一方向に互いに並行するように引き揃えられた前記炭素繊維を一定の張力下で、熱を与えながら、かつ横振動および縦振動する複数本のラダー形状のロール上を接触させながら開繊する工程。
（３）開繊された前記炭素繊維の下面に前記樹脂フィルムを、上面に前記樹脂フィルムまたは離型紙のみを配し、加熱ロール群にてライン速度３．５〜５．０ｍ／分、加熱温度１００〜１２０℃、線圧３００００〜４５０００Ｎ／ｍで加圧する加圧しながら通過させることにより、該熱硬化性樹脂を前記炭素繊維からなる層間に含浸させた後、巻き取ることによってプリプレグを得る工程。 - （１）の離型紙上に前記熱硬化性樹脂を塗布して樹脂フィルムを得る工程において、減圧吸引によって離型フィルムを把持することによって張力付与し、該コーティングロール速度をＣ、該樹脂フィルム速度をＦとしたときに、０．３＜Ｃ／Ｆ＜０．６とし、このＣ／Ｆの範囲で塗布した樹脂目付が４〜１３ｇ／ｍ２である樹脂フィルムを用いる、請求項３の記載のプリプレグの製造方法であって、該プリプレグが、明細書に記載の方法で測定される樹脂質量含有率のバラツキが５％以下であるプリプレグの製造方法。
- （２）の炭素繊維を開繊する工程において、前記炭素繊維に２００℃〜３００℃の熱を与えながら、かつ、炭素繊維６０００本、束あたり５０〜２００ｇの張力でロール表面上にラダー形状を備えた少なくとも６本以上のロール軸方向に同じ振幅で振動する横振動ロールと、炭素繊維の走行方向に、同じ振幅で上下方向に振動する、表面上にラダー形状を備えた少なくとも３本以上の縦振動ロールに接触させながら、前記横振動ロールおよび縦振動ロールの周波数がいずれも３５Ｈｚ〜５０Ｈｚで振動することによって開繊する、請求項３または４に記載のプリプレグの製造方法。
- （３）の熱硬化性樹脂を炭素繊維からなる層間に含浸させる工程において、４．０〜４．５ｍ／分のライン速度下で、３本以上の加熱ロール群にて加熱温度１１０〜１１５℃、線圧３５０００〜４００００Ｎ／ｍで加圧する、請求項３〜５のいずれかに記載のプリプレグの製造方法。
- 請求項１に記載の、もしくは、請求項３〜６のいずれかの方法で製造されたプリプレグ、または、請求項２に記載のスリットプリプレグを積層して得られる積層基材を硬化させて得られる、炭素繊維強化複合材料。
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