(57)【要約】【解決課題】巻始め部分に段差ができるのを防止できるプリプレグ用巻芯を提供する。【解決手段】鉄管等の剛性材料からなる芯体の表面を硬度が４０〜８０°の範囲内にあるシームレスのゴムで被覆する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛性材料からなる芯体の表面をシームレスの緩衝材で被覆してなるプリプレグ用巻芯。
【請求項２】
緩衝材の硬度が４０〜８０°の範囲内にある、請求項１に記載のプリプレグ用巻芯。
【請求項３】
緩衝材がゴムである、請求項１に記載のプリプレグ用巻芯。
【請求項４】
ゴムがニトリルゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴムまたはスチレン・ブタジエンゴムである、請求項３に記載のプリプレグ用巻芯。
【請求項５】
炭素繊維プリプレグ用である、請求項１に記載のプリプレグ用巻芯。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の巻芯が用いられているプリプレグ巻体。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の巻芯を用いてプリプレグをロール状に巻き取るプリプレグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に炭素繊維プリプレグをロール状に巻き取るのに好適な巻芯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリプレグは、よく知られているように、炭素繊維やガラス繊維等の高強度、高弾性率強化繊維にＢステージのエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂を含浸してなるもので、ＦＲＰの成形に用いられる。そのようなプリプレグは、一方向に互いに並行かつシート状に引き揃えた強化繊維にマトリクス樹脂を含浸したり、強化繊維の織物にマトリクス樹脂を含浸したりした後、鉄管からなる巻芯上にロール状に巻き取ることによって製造している。ところが、巻始め部分に数メートルから多いときには２０ｍ前後にもわたって段差ができ、その部分が不良品になるという問題がある。
【０００３】
すなわち、強化繊維、特に炭素繊維は弾性率が高く、硬いため、プリプレグへの加工時にかなり高い巻取張力を必要とする。そのため、巻芯として鉄管を用いているのであるが、鉄管のように表面の硬い巻芯を用いると、巻取時の張力とプリプレグの厚みによって巻始め部分に段差ができる。段差ができると、その部分で強化繊維が屈曲したり波打ったりするため、特性や信頼性に優れたＦＲＰを成形することができなくなる。したがって、特に航空機用途のように特性に加えて信頼性に優れていることが要求される用途では、そのように強化繊維が屈曲したり波打ったりしている巻始め部分は、使用することなく廃棄しているのが現状である。
【０００４】
一方、実開昭５９−１０７２１８号公報は、芯体を弾性のあるポリウレタンフォームやポリエチレンフォーム、ゴム等で被覆してなる巻芯を提案しているが、単に被覆するだけでは段差は解消しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来の巻芯の上述した問題点を解決し、巻始め部分に段差ができるのを防止することができ、プリプレグの有効使用を可能とするプリプレグ用巻芯を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、剛性材料からなる芯体の表面をシームレスの緩衝材で被覆してなるプリプレグ用巻芯を特徴とするものである。緩衝材は、硬度が４０〜８０°の範囲内にあるゴム、特にニトリルゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴムまたはスチレン・ブタジエンゴムであるのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のプリプレグ用巻芯は、鉄管、ステンレス管、アルミニウム合金管、硬い紙管等の剛性のある材料からなる芯体の表面をシームレスの緩衝材で被覆してなる。巻芯は強化繊維のプリプレグ化工程において巻取軸として用いられるもので、通常、鉄管が用いられているが、本発明においては、そのような鉄管等を芯体としてその表面をシームレスの緩衝材で被覆している。
【０００８】
上記において、緩衝材としては、ゴムやポリエステルエラストマー、ポリエチレンエラストマー等のエラストマーを用いることができるが、ゴムであるのが好ましい。ゴムとしては、天然ゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム等を用いることができるが、なかでも、耐油性、耐摩耗性等に優れているニトリルゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴムであるのが好ましい。
【０００９】
また、緩衝材は、あまり硬すぎると巻始め部分に段差を生じやすくなり、また、あまり柔らかすぎると巻始め部分でプリプレグが弛み、しわができやすくなるので、硬度が４０〜８０°、好ましくは４５〜７５°、さらに好ましくは５０〜７０°の範囲内にあるものがよい。
【００１０】
緩衝材による芯体の被覆は、芯体に円筒状の緩衝材を嵌着することによって行うことができる。その場合、接着剤を併用して芯体と緩衝材とを接着することができる。
【００１１】
緩衝材の厚みは、用いる材質、硬度にもよるが、あまり厚いと巻始め部分でプリプレグが弛み、しわができることがあり、また、あまり薄いと巻始め部分で段差を生じやすくなるので、５〜１５ｍｍ程度とするのがよい。
【００１２】
本発明の巻芯を用いたプリプレグの製造は、たとえば、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を一方向に互いに並行かつシート状に引き揃え、よく開繊・拡幅した後、Ｂステージのエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂を塗布した２枚の離型紙で挟み、加熱下に加圧して強化繊維にマトリクス樹脂を転移、含浸させて一方向性プリプレグとし、一方の離型紙を剥ぎ取り、プリプレグを他方の離型紙ごと張力をかけながら巻芯上にロール状に巻き取ることによって行うことができる。強化繊維の一方向引揃体に代えて強化繊維の織物を用いれば、織物プリプレグとすることができる。また、マトリクス樹脂の含浸は、強化繊維をマトリクス樹脂の槽に浸漬、走行させることによってもよい。
【００１３】
【実施例および比較例】
（実施例）
炭素繊維（平均単糸径：７μｍ、単糸数：１２，０００本）を一方向に互いに並行かつシート状に引き揃え、開繊・拡幅した後、Ｂステージのエポキシ樹脂を塗布した２枚の離型紙で挟み、加熱下に加圧して炭素繊維にエポキシ樹脂を転移、含浸させて一方向性プリプレグとし、一方の離型紙を剥ぎ取り、プリプレグを他方の離型紙ごと１００ｋｇの張力をかけながら巻芯上にロール状に巻き取った。巻芯としては、鉄管からなる芯体を硬度６０°のアクリロニトリル・ブタジエンゴム（厚み：１０ｍｍ）からなるシームレスの緩衝材で被覆したものを用い、巻取長さは１，２００ｍとした。
【００１４】
巻取後、プリプレグを解舒して調べたところ、最内層に至るまで段差の発生は認められなかった。
（比較例１）
実施例１において、巻芯として、緩衝材を被覆していない鉄管をそのまま用いた。
【００１５】
巻取後、プリプレグを解舒して調べたところ、巻始めから２０ｍ付近までの間に周期的に段差が発生していた。
（比較例２）
実施例１において、鉄管からなる芯体に硬度６０°のアクリロニトリル・ブタジエンゴム（厚み：１０ｍｍ）からなる緩衝材を巻き付け、巻き付け端を突き合わせた継ぎ目のある巻芯を用いた。
【００１６】
巻取後、プリプレグを解舒して調べたところ、巻き始めから８ｍ付近まで継ぎ目に起因する周期的な段差が発生していた。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のプリプレグ用巻芯によれば、実施例と比較例との対比からも明らかなように、巻始め部分に段差ができるのを防止することができる。そのため、高価なプリプレグを巻き始め端まで余すところなく使用することができる。また、巻き始め端まで使用しても、強化繊維の屈曲や波打ちがないことから、特性や信頼性に優れたＦＲＰを成形することができるようになる。