(57)【要約】      （修正有）【課題】プリプレグ基材の構造強度及び靱性を強化する改良構造を提供する。【解決手段】プリプレグ基材１は二層或いは二層以上のシート２を備え、且つ交錯状に積層して結合されることでプリプレグ基材１が製造される。隣接する各シート２はそれぞれ同じ材質或いは相違する材質で、材質の縞模様２１が異なる角度及び方向を呈する方式で縦方向、横方向、或いは斜め方向に配列されて各シートを積層させる。即ち、各シートの異なる角度及び方向の縞模様２１を交錯させて、プリプレグ基材１の構造強度及び靭性を強化させ、プリプレグ基材１が好ましい引張り強度及び縦弾性係数を有する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
二層或いは二層以上のシートを含むプリプレグ基材の改良構造であって、前記プリプレグ基材は二層或いは二層以上の積層結合されるシートを備え、隣接する各シートは異なる角度及び方向の材質の縞模様を有することを特徴とするプリプレグ基材の改良構造。
【請求項２】
前記プリプレグ基材は二層或いは二層以上の相違する材質か同じ材質のシートを備え、且つ相違する材質か或同じ材質でそれぞれ異なる角度及び方向の縞模様を有することを特徴とする、請求項１記載のプリプレグ基材の改良構造。
【請求項３】
前記二層或いは二層以上のシートは炭素繊維、ガラス繊維、荒目地クロス（Ｓｃｒｉｍ）、或いは樹脂（Ｒｅｓｉｎ）原料で製造されるシート状材料であることを特徴とする、請求項２記載のプリプレグ基材の改良構造。
【請求項４】
前記二層或いは二層以上シートの材質の縞模様は水平方向に縦方向、横方向、或いは斜め方向をそれぞれ呈して配列され、且つ各シートの材質の縞模様は０°〜±１８０°の相違する角度をそれぞれ呈して異なる方向に積層されて配列されることを特徴とする、請求項１記載のプリプレグ基材の改良構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、二層或いは二層以上のシートが積層されて形成されるプリプレグ基材であり、且つ隣接するシートは異なる角度及び方向の材質の縞模様をそれぞれ有し、プリプレグ基材の構造強度及び靭性の強化を達成させ、プリプレグ基材の引張り強度及び縦弾性係数等の向上効果に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の不断の進歩に従い、科学に応用される原材料製品も絶えず進化し、特に航空宇宙工学技術、電子製品、電気製品、医療、建築、交通、食品、服飾、生活に関わる衣、食、住、レジャー、エンタテインメント等の各方面で顕著であり、科学技術を材料工学に応用し、製品の品質向上及び耐用年数の延長等の目的を達成させている。なお、近年航空宇宙分野や交通分野等では軽量で薄い繊維材質が使用され、適度な強靭性を有し、省エネ特性もあるため、製造業界で求められており、大量に使用されている。現在大量に使用されている繊維材質は、例えば炭素繊維やガラス繊維等であるが、共に繊維材質は単一方向の縞模様を利用して加工され、一方向のプリプレグ基材が製造される。また、一方向のプリプレグ基材の方式により、一方向のプリプレグ基材の構造強度を調整させ、一方向のプリプレグ基材は２０グラム／平方メートル（ｇ／ｍ２）或いは７０グラム／平方メートル（ｇ／ｍ２）等の需要に応じた強度を有し、様々な用途に応用される。例えば、飛行機、自動車、自転車の車体や、ＩＴ製品の外ケース、ゴルフクラブ、バドミントンラケット、テニスラケット等の製品の製造に用いられ、軽さ、薄さ、硬さ、強靭さを兼ね備えた製品特性を達成させている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来の一方向のプリプレグ基材（例えば、図４及び図５参照）は、繊維材料を密集させ、積層させて単一方向の縞模様を呈する必要な厚さを有する一方向のプリプレグ基材Ａを製造する。一方向のプリプレグ基材Ａの２面の外表面をまず樹脂Ａ２で粘着するが、異なる一方向のプリプレグ基材Ａの構造強度が増加すると一方向のプリプレグ基材Ａの厚さも付随して増加するため、応用される繊維原料も増加させる必要があった。これによって製造コストも増加し、一方向のプリプレグ基材Ａの強度が高くなるほど厚さも増し、靭性も高くなるが、一方向のプリプレグ基材Ａに後続の加工処理を施す際に、繊維材質の一方向のプリプレグ基材Ａの厚さが厚過ぎて必要な形状に成型しにくくなる。このため、加工作業の難度が高くなる上、時間や費用も掛かり、多層で積層される複数の一方向のプリプレグ基材Ａは同じ方向の原料Ａ１を有するため、積層成型後の一方向のプリプレグ基材Ａの構造強度が期待した程高まらず、引張り強度も低い。また、異なる方向の引張り強度が強化されるわけではないため、高い強度の縦弾性係数には耐えず、一方向のプリプレグ基材Ａの数量を増加させて重層させてより厚い一方向のプリプレグ基材Ａを形成させねばならない。但し、これでは一方向のプリプレグ基材Ａの使用量が大幅に増えるのみならず、製造コストも増加してしまう。一方向のプリプレグ基材Ａの量を減らして厚さを減少させる場合、後続の加工処理には利するが、一方向のプリプレグ基材Ａの構造強度及び靭性が不足し、高強度の製品を製造できない。様々な需要に応じるには一方向のプリプレグ基材Ａの厚さと構造強度及び靭性との兼ね合いを保つのは難しく、関係する業者にとって加工製造時に直面する深刻な問題である。
【０００４】
よって、一般的な繊維材質のプリプレグ基材に相当な厚さを持たせて必要な強度を達成させ、プリプレグ基材の加工処理が難しい問題、及びプリプレグ基材の材質の縞模様が単一方向になってプリプレグ基材の構造強度が低下し、靭性も低いという欠点等をどうにかして解決するため、関係業者が改善を目指して日夜研究を続けている。
【０００５】
そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に到った。
【０００６】
本考案は、以上の実情に鑑みなされたものであって、上記課題解決のため、本考案は、異なる角度及び方向を有する材質の縞模様のシートが二層或いは二層以上で積層結合されてプリプレグ基材を形成させ、良好な構造強度及び靭性を有するプリプレグ基材の改良構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係るプリプレグ基材の改良構造は二層或いは二層以上のシート（Ｓｈｅｅｔ）を備え、交錯状に積層され結合されてプリプレグ基材（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）が製造される。隣接する各シートはそれぞれ同じ材質或いは相違する材質であり、材質の縞模様は異なる角度及び方向を呈し、縦方向、横方向、或いは斜め方向に配列されて各シートが積層され、各シートの異なる角度及び方向の縞模様が交錯されることでプリプレグ基材（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）の構造強度及び靭性が強化され、プリプレグ基材が良好な引張り強度及び縦弾性係数を有する目的を達成させる。また、一方向のプリプレグ基材が単一シートにより製造される現在の技術面のボトルネックを改善させるため、本考案に係るプリプレグ基材では多方向のシートが積層されて成型され、且つシートに応用される繊維材料を増加させずに、厚さも増加させない方式により多方向のプリプレグ基材を製造し、材料強度を倍増させる。
【０００８】
本考案の他の目的は、前記プリプレグ基材（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）の二層或いは二層以上のシートは、異なる角度及び方向をそれぞれ呈する材質の縞模様を有し、各シートが水平の縦方向、横方向、或いは斜め方向をそれぞれ呈して配列され、且つ縞模様は０°〜±１８０°の相違する角度をそれぞれ呈して異なる方向に積層されて配列され、プリプレグ基材の多方向性結合の引張り強度（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及び縦弾性係数（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）を増加させる。
【０００９】
本考案のさらなる他の目的は、前記プリプレグ基材の二層或いは二層以上のシートはそれぞれ同じ材質か相違する材質であり、材質の縞模様が異なる角度及び方向をそれぞれ呈して積層されて配列され、シートの原料は炭素繊維、ガラス繊維、荒目地クロス（Ｓｃｒｉｍ）、或いは樹脂（Ｒｅｓｉｎ）等の材質で製造されるシート状材料である。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、良好な引張り強度及び縦弾性係数を形成させることが主眼であり、プリプレグ基材の厚さを増やさず、重量を増加させない条件の下、従来の技術の欠点の改善を達成させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の第１実施形態によるプリプレグ基材の改良構造を示す外観斜視図である。
【図２】本考案の第１実施形態によるプリプレグ基材の改良構造を示す展開図である。
【図３】本考案の第１実施形態によるプリプレグ基材の改良構造を示す側面の断面の拡大図である。
【図４】従来のシートを示す展開図である。
【図５】従来のシートを示す側面の断面の拡大図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、本考案を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
＜第１実施形態＞
以下、本考案の第１実施形を図１〜３に基づいて説明する。図１乃至図３はそれぞれ本考案の外観斜視図、展開図及び側面の断面の拡大図を示す。図中に明確に示すように、本考案に係るプリプレグ基材１は二層或いは二層以上のシート２を備える。前記プリプレグ基材（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）１は二層或いは二層以上のシート２（Ｓｈｅｅｔ）を備え、二層或いは二層以上のシート２はそれぞれ同じ材質か相違する材質であり、且つ二層或いは二層以上のシート２は異なる角度及び方向を呈する材質の縞模様２１をそれぞれ有する。二層或いは二層以上のシート２は異なる材質の縞模様２１により、水平方向の縦方向、横方向、或いは斜め方向等をそれぞれ呈して積層されて結合される。また、２枚の隣接するシート２は異なる角度及び方向を呈する材質の縞模様２１をそれぞれ有し、２枚の隣接するシート２の表面には樹脂３[熱硬化性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ）、熱可塑性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ）]が塗布され、グルー塗布、拡繊糸、圧着等の加工処理が行われた後、二層或いは二層以上のシート２は異なる角度及び方向を呈する材質の縞模様２１が交錯されて積層され、多方向の角度の材質の縞模様２１を有するプリプレグ基材１を構成させる。多方向の材質の縞模様２１により異なる方向の引張り強度が形成され、プリプレグ基材１全体の構造強度が高まり、プリプレグ基材１は好ましい引張り強度（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及び縦弾性係数（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）等の特性を有する。シート２に応用される原料２２［例えば、炭素繊維、ガラス繊維、荒目地クロス（Ｓｃｒｉｍ）、樹脂等］を増加させず、且つ成型後のプリプレグ基材１の厚さを増やさずに、既定の規格の厚さのプリプレグ基材１を製造させ、プリプレグ基材１の構造強度及び靭性の強化等の效果を更に達成させる。プリプレグ基材１の厚さを増やさずに、倍増された構造強度を有し、引張り強度等が強化され、積層式の多方向性の高い引張り強度を有するプリプレグ基材１を製造させる。
【００１４】
前記二層或いは二層以上のシート２（Ｓｈｅｅｔ）はそれぞれ同じ材質或いは相違する材質であり、各シート２の原料２２はそれぞれ炭素繊維、ガラス繊維、荒目地クロス（Ｓｃｒｉｍ）、或いは樹脂（Ｒｅｓｉｎ）等の材質であり、引抜き、グルー塗布、拡繊糸、圧着等の工程後にシート状材料が製造される。各シート２の間には異なる角度及び方向を呈する材質の縞模様２１をそれぞれ有し、材質の縞模様は０°〜±１８０°の角度で偏角する設計になり、シート２（Ｓｈｅｅｔ）の水平の横方向から時計回り或いは反時計回りの方向に異なる角度及び方向で回転する材質の縞模様２１は、それぞれ０°、４５°、−４５°、−６０°、９０°、或いは１２０°等の角度及び方向になる（シート２の材質の縞模様２１の方向は好ましい実施形態の１つに過ぎず、本考案の実施技術及び出願する特許範囲の内容を制限するものではなく、製造工程の要求に応じた材質の縞模様２１の角度及び方向の調整も全て本考案で実施する技術内容に含まれる）。材質の縞模様２１が異なる角度及び方向をそれぞれ呈する二層或いは二層以上のシート２であり、且つ２枚の隣接するシート２の表面にはそれぞれ樹脂３[熱硬化性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ）或いは熱可塑性樹脂（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ）]が塗布され、グルー塗布、拡繊糸、圧着等の加工工程の後、積層されて結合され、プリプレグ基材１が成型される。２枚の隣接するシート２が異なる材質の縞模様２１をそれぞれ有し、各原料２２が交錯状で積層され、様々な角度及び方向を呈する材質の縞模様２１により、異なる方向への引張り強度を形成させ、各シート２が多方向性の引張り強度を有し、且つ各シート２の靭性を強化させてプリプレグ基材１の軽量及び薄型を達成させ、高強度、高靭性等の特性を有する。これにより前記プリプレグ基材１（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）の耐用年数を延ばす。本考案に係るプリプレグ基材１は多方向のシート２が積層されて成型され、且つシート２に応用される原料２２［炭素繊維、ガラス繊維、荒目地クロス（Ｓｃｒｉｍ）、或いは樹脂等］は増加させずに、全体の厚さも増やさない多方向の積層式のプリプレグ基材１を製造させる。材料強度が倍増し、プリプレグ基材１の多方向性結合の引張り強度（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及び縦弾性係数（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）も強化され、従来の技術の欠点を解決させる。現在の一方向プリプレグ基材では単一方向の材質の縞模様しかないため構造強度が劣り、引張り強度も不足したという技術的ボトルネックを改善させる。
【００１５】
また、プリプレグ基材１（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）は二層或いは二層以上のシート２（Ｓｈｅｅｔ）が異なる角度及び方向をそれぞれ呈する原料２２が積層されて結合され、高い強度及び靭性を生み出し、プリプレグ基材１の厚さを増やさずに（従来の一層のシートの一方向のプリプレグ基材と同じ数量の原料を有し、同じ厚さになる）、より好ましい引張り強度及び縦弾性係数を有する。プリプレグ基材１の後続の加工処理で成形がしやすいという特性を有し、且つ高い強度及び靭性を必要とする製品（例えば、飛行機、自動車、自転車の車体、ＩＴ製品の外ケース、ゴルフクラブ、ホッケーのスティック、バドミントンラケットのフレーム、或いはテニスラケットのフレーム等の製品）の製造が可能である。さらに、従来の技術による一方向のプリプレグ基材の工程では、一方向のプリプレグ基材で構成される場合に構造強度及び引張り強度が不足するといった技術的ボトルネックを本考案では解決することができる。
【００１６】
上述したように、以上は本考案の好ましい実施形態に過ぎず、本考案の特許範囲をこれに制限させるものではなく、本考案に係るプリプレグ基材１（Ｐｒｅｐｒｅｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）は、二層或いは二層以上のシート２（Ｓｈｅｅｔ）を利用し、異なる材質の縞模様２１が異なる角度及び方向をそれぞれ呈し、樹脂３により積層されて結合され、隣接する２枚のシート２の間には異なる材質の縞模様２１の配列を有し、プリプレグ基材１の引張り強度（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）及び縦弾性係数（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｍｏｄｕｌｕｓ）を強化させる目的を達成させる。各シート２の間には異なる角度及び方向を呈して配列される材質の縞模様２１を有し、隣接するシート２は同じ材質或いは相違する材質をそれぞれ有し、積層シート２の原料２２を増加させず、プリプレグ基材１の厚さも増やさずに好ましい強度及び靭性を達成させる。プリプレグ基材１の後続の加工作業の成形や処理も容易になる。前述の效果を達成させる構造及び装置は全て本考案の範囲に含まれ、簡単な修飾及び同様の効果を有する構造の変化も同様に本考案の特許範囲内に含まれる。
【００１７】
結論として、本考案は主にプリプレグ基材の設計において、二層或いは二層以上のシートを利用し、異なる角度及び方向を呈する材質の縞模様をそれぞれ有し、積層されて結合され、且つ２枚の隣接するシート間には異なる角度及び方向を呈する材質の縞模様をそれぞれ有し、構成されるプリプレグ基材は好ましい構造強度を形成させ、好ましい引張り強度及び縦弾性係数を達成させることを主要な重点とする。プリプレグ基材の厚さは増えず、重量も増加させずに従来の技術的欠点を改善させ、従来の技術では単一方向の材質の縞模様により一方向のプリプレグ基材が成型され、一方向のプリプレグ基材では構造強度が劣り、靭性が不足する等のボトルネックを解決し、本考案はより好ましい強度及び靭性を有する。また、プリプレグ基材の成形及び加工が容易になり、高い強度が要求される各種の製品の製造に優れる。隣接するシートは同じ材質或いは相違する材質であり、多方向性のプリプレグ基材をそれぞれ形成させる。しかしながら、以上は本考案の好ましい実施形態に過ぎず、本考案の特許範囲をこれに限定させるものではなく、本考案の明細書及び図式内容に簡易な修飾を加えたもの、及び同じ効果を有する構造の変化も全て本考案の特許範囲内に含まれる。
【００１８】
以上、本考案の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【００１９】
１  プリプレグ基材
２  シート
２１  材質の縞模様
２２  原料
３  樹脂
Ａ  一方向のプリプレグ基材
Ａ１  原料
Ａ２  樹脂
【図１】
0003197069.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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