(57)【要約】【課題】従来のＡＦＰに比べて、優れた作業効率で、かつ、低エネルギーで製造することができる複合体に用いられるプリプレグの提供。【解決手段】カチオン重合性基を有するカチオン重合性化合物と、チイラン環を有するチイラン化合物と、活性エネルギー線によりカチオン活性種を発生させうるカチオン重合開始剤とを含有する活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物と；連続長繊維とからなるプリプレグ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カチオン重合性基を有するカチオン重合性化合物と、
チイラン環を有するチイラン化合物と、
活性エネルギー線によりカチオン活性種を発生させうるカチオン重合開始剤とを含有する活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物と；
連続長繊維とからなるプリプレグ。
【請求項２】
前記連続長繊維の１本の繊維原糸束に、前記活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物を含浸させてなる請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプリプレグを型の上に積層する積層工程と、
積層工程と並行して、積層されたプリプレグに活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物を硬化させて複合体を得る照射工程と
を具備する複合体の製造方法。
【請求項４】
更に、照射工程の後に、得られた複合体を後加熱して前記活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物を硬化させる、後加熱工程を具備する請求項３に記載の複合体の製造方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の複合体の製造方法により得られる複合体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機、自動車等の構造材料等に用いられるプリプレグならびにそれを用いた複合体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリプレグは、炭素繊維等の強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させ、シート状等にして得られる成形用中間材料であり、航空機、自動車等の構造材料等に用いられている。
近年、プリプレグを用いた複合体の製造方法として、プリプレグの積層工程を自動化したＡＦＰ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒ  Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）が導入されている。ＡＦＰにおいては、プリプレグをＡＦＰヘッドからツールと呼ばれる型の上に巻き出すことにより自動積層する工程と、その後、バッグを被せ、バッグ内部を真空にしてツール上に賦するバギング工程と、その後、オートクレーブ中で加熱加圧してプリプレグのマトリックス樹脂を硬化させて複合体を得るオートクレーブ硬化工程とが行われる。
しかしながら、従来のＡＦＰにおいては、オートクレーブ硬化工程に時間がかかるため、全体の作業の効率化および省エネルギー化を実現することが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、従来のＡＦＰに比べて、優れた作業効率で、かつ、低エネルギーで製造することができる複合体およびその製造方法、ならびに、それに用いられるプリプレグを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、以下の（１）〜（５）を提供する。
【０００５】
（１）カチオン重合性基を有するカチオン重合性化合物と、
チイラン環を有するチイラン化合物と、
活性エネルギー線によりカチオン活性種を発生させうるカチオン重合開始剤とを含有する活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物と、
連続長繊維とからなるプリプレグ。
【０００６】
（２）前記連続長繊維の繊維原糸束に、前記活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物を含浸させてなる上記（１）に記載のプリプレグ。
【０００７】
（３）上記（１）または（２）に記載のプリプレグを型の上に積層する積層工程と、
積層工程と並行して、積層されたプリプレグに活性エネルギー線を照射して、前記活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物を硬化させて複合体を得る照射工程と
を具備する複合体の製造方法。
【０００８】
（４）更に、照射工程の後に、得られた複合体を後加熱して前記活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物を硬化させる、後加熱工程を具備する上記（３）に記載の複合体の製造方法。
【０００９】
（５）上記（３）または（４）に記載の複合体の製造方法により得られる複合体。
【００１０】
本発明の複合体の製造方法は、従来のＡＦＰにおいて必須であったオートクレーブ硬化工程を行う必要がないため、極めて作業の効率に優れ、かつ、低エネルギーで行うことができる。また、活性エネルギー線の照射により、プリプレグに用いられる樹脂組成物が（半）硬化するため、従来のＡＦＰにおいて必須であったバギング工程も行う必要がないので、この点でも、作業の効率が従来に比べて格段に向上している。更に、活性エネルギー線の照射による硬化の後、後加熱を行う場合であっても、簡易な装置により行うことができるという利点も有する。
【００１１】
また、本発明のプリプレグは、低温での後加熱によりまたは後加熱なしで、硬化させることができ、かつ、内部まで均一に硬化する。その理由は以下のように考えられる。
本発明に用いられる樹脂組成物は、硬化機構としてカチオン重合を用いているために、光照射を終了した後においても、重合反応が進行し、内部まで硬化が進んでいく。また、本発明に用いられる樹脂組成物はチイラン化合物を用いているが、このチイラン化合物は、カチオン重合開始剤の存在下、アニオン（Ｓ−  ）を生じ、これにより硬化反応速度が適度に保たれつつ、内部まで硬化が進んでいく。したがって、発熱を伴って重合が進むのと異なり、より低温での反応が可能となり、エネルギー的に有利となるばかりでなく、反応が一気に進行しないため、内部に生じるボイドが表面に押し出される。更に、本発明に用いられる樹脂組成物においては、表面にタックを残すことができるため、重ね合わせ時の作業性の点でも有利となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のプリプレグは、特定の活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物と、連続長繊維とからなる。まず、本発明のプリプレグに用いられる活性エネルギー線硬化型複合材料用樹脂組成物について説明する。
本発明に用いられる樹脂組成物は、
カチオン重合性基を有するカチオン重合性化合物と、
チイラン環を有するチイラン化合物と、
活性エネルギー線によりカチオン活性種を発生させうるカチオン重合開始剤とを含有する。
【００１３】
本発明に用いられるカチオン重合性化合物は、カチオン重合性基を分子内に少なくとも一つ、好ましくは二つ以上有する化合物である。カチオン重合性化合物は、２種以上のカチオン重合性基を有していてもよい。また、カチオン重合性化合物は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
カチオン重合性基は、特に限定されず、例えば、エポキシ基（例えば、脂環式エポキシ基、２−メチルエポキシ基）、オキセタン残基、ビニルエーテル残基、イソブチレン残基、シクロペンタジエン残基が挙げられる。
オキセタン残基は、オキセタンの炭素原子から少なくとも一つの水素原子を除去して得られる基であり、例えば、オキセタニル基が挙げられる。
ビニルエーテル残基は、ビニルエーテル基のビニル基上の水素原子をアルキル基により置換した基であり、例えば、ビニルエーテル基、２−メチル−ビニルエーテル基が挙げられる。
中でも、カチオン重合性基としては、脂環式エポキシ基、オキセタン残基およびビニルエーテル残基からなる群から選ばれる少なくとも一つが好ましい。
そのほかに、カチオン重合性化合物としては、例えば、環状エーテル類、環状ケトン類、ラクトン類、ビニルアレーン類、脂環式ビニル化合物、スピロオルソエステル類、スピロオルソカーボネート類が挙げられる。
【００１４】
また、後述するように、本発明に用いられる樹脂組成物が活性エネルギー線によりラジカルを発生させうるラジカル重合開始剤を含有する場合には、カチオン重合性化合物がカチオン重合性基とラジカル重合性基とを有するカチオン重合性化合物であるのが好ましい態様の一つである。
【００１５】
本発明に用いられるチイラン化合物は、チイラン環を有する化合物である。チイラン化合物は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
本発明に用いられるチイラン化合物は、特に限定されないが、例えば、下記式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）のいずれかで表される化合物であって、Ｙがすべて下記式（１）で表されるチイラン環で表される化合物、および、ＺがすべてＳである化合物、ならびに、下記式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）のいずれかで表される化合物であって、Ｙの少なくとも一つが下記式（１）で表されるチイラン環であり、その他のＹが下記式（２）で表されるオキシラン環である化合物、および、Ｚの一つがＳであり、その他のＺがＯである化合物が挙げられる。
【００１６】
【化１】
2004352814.tif 000002
【００１７】
（上記式中、ｎは０以上の整数を表す。）
【００１８】
【化２】
2004352814.tif 000003
【００１９】
本発明においては、上記式（ａ）で表され、ｎが０であり、Ｙの一つが上記式（１）で表されるチイラン環であり、その他の一つが上記式（２）で表されるオキシラン環である化合物が好ましい。また、前記化合物と、上記式（ａ）で表され、ｎが０であり、Ｙがすべて上記式（１）で表されるチイラン環である化合物、および／または、上記式（ａ）で表され、ｎが０であり、Ｙがすべて上記式（２）で表されるオキシラン環である化合物との混合物も好ましい。このような混合物は、チイラン化合物を、後述するエポキシ化合物とエピスルフィド化剤とを用いた製造方法により製造した場合に、反応生成物として得られる。
【００２０】
本発明に用いられるチイラン化合物の製造方法は、特に限定されないが、エポキシ化合物のオキシラン環の一部または全部をチイラン環に置換する方法により、得ることができる。
用いられるエポキシ化合物としては、例えば、上記式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）のいずれかで表される化合物であって、Ｙがすべて上記式（２）で表されるオキシラン環である化合物、および、ＺがすべてＯである化合物を用いることができる。
【００２１】
チイラン化合物は、例えば、エポキシ化合物と、エピスルフィド化剤とを、極性溶媒中で、強かくはん下で反応させる方法により得ることができる。
エピスルフィド化剤としては、例えば、チオシアン酸カリウム（ＫＳＣＮ）、チオ尿素が挙げられる。
極性溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトン、水；これらの混合溶媒が挙げられる。
反応は、通常、１０〜３５℃（例えば、室温下）の温度で、１０〜４０時間程度（例えば、２０時間程度）の反応時間で行うことができる。また、反応の雰囲気は、空気であってもよいし、窒素等の不活性雰囲気であってもよい。
【００２２】
本発明に用いられるカチオン重合開始剤は、活性エネルギー線によりカチオン活性種を発生させうる化合物、または、２種以上の化合物からなる系である。カチオン重合開始剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
活性エネルギー線は、特に限定されず、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、赤外線等が挙げられる。中でも、紫外線、可視光線および赤外線のうちのいずれかの光であるのが、汎用性および装置の簡便性の点で好ましい。
カチオン重合開始剤は、特に限定されず、例えば、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート（例えば、旭電化工業社製のアデカオプトマーＳＰ−１５２およびＳＰ−１５０、ユニオンカーバイド社製のＵＶＩ６９９０）、六フッ化リン系芳香族スルホニウム塩（例えば、三新化学工業社製のサンエイドＳＩ−１１０およびＳＩ−１８０）、六フッ化アンチモン系芳香族スルホニウム塩（例えば、三新化学工業社製のサンエイドＳＩ−１００Ｌ、ＳＩ−８０ＬおよびＳＩ−６０Ｌ）、トリアリールスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート（例えば、旭電化工業社製のアデカオプトマーＳＰ−１７２およびＳＰ−１７０）；ヨードニウム塩タイプ、ピリジニウム塩タイプ、鉄−アレン化合物が挙げられる。
【００２３】
本発明においては、カチオン重合開始剤が、活性エネルギー線および／または熱によりカチオン活性種を発生させうるカチオン重合開始剤であるのが、好ましい態様の一つである。
この場合、カチオン重合開始剤が、活性エネルギー線および熱のいずれによってもカチオン活性種を発生させることができるので、本発明に用いられる樹脂組成物を活性エネルギー線を照射し、更に、後加熱した場合に、いずれの工程においても、硬化が進行するという利点がある。
【００２４】
活性エネルギー線および／または熱によりカチオン活性種を発生させうるカチオン重合開始剤は、特に限定されず、例えば、ベンジルスルホニウム塩化合物（例えば、下記式（３）で表される化合物、下記式（４）で表される化合物）、アリールスルホニウム塩化合物（例えば、旭電化工業社製のアデカオプトンＣＰ−６６およびＣＰ−７７）が挙げられる。
【００２５】
【化３】
2004352814.tif 000004
【００２６】
（式中、Ｒは、炭素原子数１〜４のアルキル基、水素原子、メトキシ基またはハロゲン原子を表す。）
【００２７】
本発明に用いられる樹脂組成物は、更に、活性エネルギー線によりラジカルを発生させうるラジカル重合開始剤を含有することができる。ラジカル重合開始剤は、活性エネルギー線によりラジカルを発生させうる化合物、または、２種以上の化合物からなる系である。ラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
カチオン重合性化合物が、カチオン重合性基とラジカル重合性基とを有するカチオン重合性化合物であって、本発明に用いられる樹脂組成物が、更に、活性エネルギー線によりラジカルを発生させうるラジカル重合開始剤を含有すると、カチオン重合性化合物が、カチオン重合開始剤とラジカル重合開始剤の両者によって反応するため、アクリロイル基、ビニル基、メタクリロイル基等のラジカル重合をしやすい化合物を併用することができるので、粘度の調整等の点で好ましい。
【００２８】
活性エネルギー線によりラジカルを発生させうるラジカル重合開始剤としては、例えば、１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−メチル−１−〔４−メチル−チオフェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１−オン、ベンゾインメチルエーテル、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドが挙げられる。
【００２９】
本発明に用いられる樹脂組成物は、更に、熱によりアニオン活性種を発生させうるアニオン重合開始剤を含有することができる。アニオン重合開始剤は、活性エネルギー線によりアニオン活性種を発生させうる化合物である。アニオン重合開始剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
この場合、活性エネルギー線の照射による硬化の後に、オーブン等による後加熱を行うと、チイラン化合物が速やかに硬化する。これは、本発明に用いられる樹脂組成物において、チイラン化合物は、活性エネルギー線の照射により、カチオン重合開始剤の存在下、アニオン（Ｓ−  ）を生じるが、反応の程度はゆるやかである。上記アニオン重合開始剤が存在すると、後加熱の工程でアニオンが生じるため、チイラン化合物のアニオン重合により硬化が更に進行するためである。
また、後加熱を行わない場合であっても、上述した種々の反応において発生する反応熱や、活性エネルギー線の照射により与えられる熱によっても、後加熱を行う場合と同様の反応が進行しうる。
【００３０】
アニオン重合開始剤としては、例えば、イミダゾール化合物およびその塩（例えば、四国化成工業社製の２ＰＨＺ（２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール）、２Ｐ４ＭＨＺ（２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール）および２ＭＡ−ＯＫ（２，４−ジアミノ−６−〔２′−メチルイミダゾリル−（１′）〕−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物））、第三級アミン化合物（例えば、住友化学工業社製のＢＭＰ−３０（２，４，６−トリスジメチルアミノフェノール））が挙げられる。
【００３１】
本発明に用いられる樹脂組成物は、更に、増感剤を含有することができる。増感剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
この場合、増感剤を適宜選択することにより、カチオン活性種またはラジカルを発生させるために用いる活性エネルギー線の波長を広い範囲にわたり有効に利用することができる。
【００３２】
増感剤は、カチオン重合開始剤またはラジカル重合開始剤の種類、用いる活性エネルギー線の波長等に応じて、適宜選択される。
増感剤としては、例えば、ヘキサアリールビイミダゾール、クマリン、メロシアニン色素とクマリン系色素またはα−ジケトン類との組み合わせ、キサンテン系色素とフタロシアニン化合物の組み合わせが挙げられる。
【００３３】
本発明に用いられる樹脂組成物の硬化機構について説明する。
未硬化の本発明に用いられる樹脂組成物に活性エネルギー線を照射すると、カチオン重合開始剤が励起されて、カチオン活性種（例えば、水素イオン）が発生する。このカチオン活性種が、カチオン重合性化合物のカチオン重合性基を攻撃し、カチオン重合性化合物が連鎖的にカチオン重合して、硬化する。
同時に、活性エネルギー線の照射により、チイラン化合物のチイラン環の一部が開環して、アニオン（Ｓ−  ）を生じる。このアニオンは硬化を適当に制御し、硬化速度を適度にする。また、熱によってアニオン重合が促進する。
【００３４】
ここで、上述したカチオン重合は、カチオン活性種が小さいので、活性エネルギー線の照射を止めた後でも反応が進行しやすい。したがって、深い方向にもよく硬化する。よって、本発明に用いられる樹脂組成物は、プリプレグ等の複合材料として好適に用いられる。
これに対し、ラジカル重合単独では、活性エネルギー線の照射後すぐに反応が止まってしまう。例えば、特開平８−５７９７１号公報の実施例においては、触媒として、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、カンファーキノン、カッパーナフタロシアニンとＮ−フェニルグリシンとの組み合わせ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが用いられているが、これらはいずれもラジカル重合開始剤である。したがって、特開平８−５７９７１号公報の実施例に記載されている複合材料は、いずれも硬化時に内部まで深く硬化するものではない。特に、表面から２ｍｍ以上の深さで硬化させることは、困難である。
【００３５】
つぎに、本発明のプリプレグに用いられる連続長繊維について説明する。
本発明に用いられる連続長繊維は、その材質を特に限定されない。例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維が挙げられる。
本発明に用いられる連続長繊維は、繊維原糸を複数本（通常、３，０００〜１２，０００本程度）引きそろえた繊維原糸束（ロービング）である。
【００３６】
本発明のプリプレグは、上述した樹脂組成物と、上述した連続長繊維とから得られる。本発明のプリプレグは、連続長繊維を１本の繊維原糸束の状態で樹脂組成物の含浸に供して得られるもの（ロービングプリプレグまたはトウプリプレグ）であってもよく、連続長繊維の繊維原糸束を複数本（通常、２〜６本程度）引きそろえた状態で樹脂組成物の含浸に供して得られるもの（例えば、シート状等の成形体）であってもよい。
【００３７】
本発明のプリプレグは、連続長繊維を用いている。連続長繊維の長さは、特に限定されないが、実際上、２０００〜４０００ｍ程度である。したがって、本発明のプリプレグは、連続長繊維の長さの全長（例えば、２０００〜４０００ｍ）にわたって、継ぎ目がない。
この点、スリットプリプレグは、実際上の長さが約２００ｍ程度である。したがって、それより長いプリプレグが必要となる場合には、プリプレグに継ぎ加工を施して最長約８００ｍとして用いる。しかしながら、この場合、継ぎ加工の費用および手間がかかり、また、プリプレグ継ぎ部にずれが生じやすいという問題がある。
これに対して、本発明のプリプレグは、連続長繊維を用いているため、上記問題がない。
【００３８】
本発明のプリプレグは、その形状を特に限定されないが、通常、厚さの数倍程度の幅を有し、幅は数ｍｍ程度である。例えば、厚さ０．１〜１．０ｍｍ、幅３〜２０ｍｍという形状が好適に挙げられる。
【００３９】
本発明のプリプレグは、上述した樹脂組成物を用いるものであれば製造方法を特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。以下、本発明のプリプレグの製造方法について添付の図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
初めに、本発明のプリプレグがロービングプリプレグである場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明のプリプレグの製造方法を模式的に示す説明図である。
初めに、ロール状に巻き取られている連続長繊維の１本の繊維原糸束１を巻き出す（工程１０）。ついで、巻き出された繊維原糸束の張力調整と開繊とを行う（工程２０）。更に、繊維原糸束に上述した樹脂組成物を含浸させる（工程３０）。その後、熱風により加熱を行う（工程４０）。更に、表面に円周状の溝を有するコンパクションロールで断面形状を制御する（工程５０）。最後に、製造されたプリプレグ２を巻き取る（工程６０）。
【００４１】
ここで、ロービングプリプレグの断面形状を制御する方法として、（１）繊維原糸束からロービングプリプレグに至るまで、断面形状が順次平坦になっていくように調整する方法、および、（２）コンパクションロールに上下押しロールを組み合わせる方法を用いるのが好ましい。
図２は、本発明のプリプレグの製造方法の各工程後の繊維原糸束またはロービングプリプレグの断面形状の模式図である。
従来は、図２（Ａ）に示されるように、工程３０（樹脂組成物含浸工程）でロービングプリプレグの断面形状を扁平にした後に、工程５０（コンパクション工程）で幅を狭くし厚さを厚くする方法を採っていたが、この方法では、工程５０において、均一の厚さにすることが困難であった。
これに対し、上記（１）の方法は、図２（Ｂ）に示されるように、工程１０、工程２０、工程３０および工程５０のそれぞれの後の繊維原糸束またはロービングプリプレグの断面形状が、順次平坦になっていくようにする方法である。これにより、得られるロービングプリプレグを均一な厚さにすることが容易である。
【００４２】
図３は、本発明のプリプレグの製造方法のコンパクション工程におけるロービングプリプレグの断面形状の制御方法の説明図である。
図３（Ａ）は、コンパクション工程に用いられるコンパクションロールの一例の模式的な構成図である。図３（Ａ）に示されるコンパクション工程５０においては、プリプレグ２の流れの上流側から順に、コンパクションロール５２、５４および５６が用いられている。
図３（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、コンパクションロールの溝部分のロービングプリプレグの進行方向に垂直な面の断面を示す部分断面図である。
従来は、図３（Ｂ）に示されるように、コンパクションロール５２および５４とプリプレグ２との間に空隙ができてしまい、コンパクションロールの溝の内部形状とプリプレグ２の外部形状とが一致しなかった。また、図３（Ｃ）に示されるように、コンパクション工程５０の前のプリプレグ２の断面形状に合わせてコンパクションロール５２の溝の内部形状を最適化した場合であっても、コンパクション工程５０の後に得られるプリプレグ２の断面形状は、厚さの均一性が十分ではなかった。
これに対し、上記（２）の方法は、図３（Ｄ）に示されるように、コンパクションロール５２、５４および５６のうち少なくとも一つにおいて、上下押しロール５８を組み合わせているため、コンパクション工程５０の後に得られるプリプレグ２の断面形状は、厚さの均一性に極めて優れる。上下押しロール５８の形状、個数、圧力等は、プリプレグの所望の形状に応じて適宜決定される。
また、コンパクション工程５０においては、コンパクションロール用強制冷却装置（図示せず）を組み合わせて用いると、樹脂組成物の流動性が低くなり、プリプレグ２の断面形状を所望の形状に固定させることができる。
【００４３】
また、工程３０における樹脂組成物の粘度は、５０，０００〜５００，０００ｍＰａ・ｓであるのが好ましい。上記範囲であると、プリプレグ２の断面形状を所望の形状に保持させることが容易となる。
【００４４】
本発明のプリプレグは、複合体とされ、航空機、自動車等の構造材料等として好適に用いられる。以下、本発明のプリプレグを用いた本発明の複合体の製造方法について説明する。
図４は、本発明の複合体の製造方法に用いられる複合体製造装置の一例を示す模式的な斜視図である。図４に示される複合体製造装置１００は、ツール１０２と、圧着ローラ１０４と、ガイド１０６と、駆動ローラ１０８と、カッター１１０と、温風ノズル１１２と、活性エネルギー線照射装置１１４とを有する。活性エネルギー線照射装置１１４は、装置本体１１６と、光ファイバ１１８と、照射ヘッド１２０とを有する。
【００４５】
初めに、圧着ローラ１０４をツール１０２の長手方向に移動させながら、プリプレグ２をツール１０２上に圧着する（積層工程）。ここで、プリプレグ２は、駆動ローラ１０８により複数のボビン（図示せず）のそれぞれから複数本引き出され、ガイド１０６により配列されて圧着ローラ１０４に送られる。また、プリプレグ２を圧着する直前にツール１０２の圧着面は温風ノズル１１２から供給される温風により、所望の温度に加熱されている。
圧着した直後に、活性エネルギー線照射装置１１４の装置本体１１６から光ファイバ１１８を通して照射ヘッド１２０から、活性エネルギー線（例えば、紫外線）をツール１０２上のプリプレグ２に照射して、プリプレグ２の樹脂組成物を（半）硬化させる（照射工程）。ついで、カッター１１０によりプリプレグ２を切断する。その後、ツール１０２を回転させて、ツール１０２上のプリプレグ２が圧着されていない箇所に、同様にしてプリプレグ２を圧着していき、プリプレグ２を隙間なくツール１０２上に敷き詰めて、１層目を形成させる。
同様にして、１層目の上に２層目を形成させる。この工程を繰り返すことにより、プリプレグを積層していき、複合体を得る。
【００４６】
本発明の複合体の製造方法においては、更に、得られた複合体を後加熱して樹脂組成物を完全に硬化させる、後加熱工程を行うのが好ましい。活性エネルギー線による硬化と後加熱による硬化とを併用することにより、硬化速度を適度な程度に制御することができる。これにより、急激な硬化を行う場合に問題となることがある、複合体における歪みの残存およびそれに基づく反りの発生を防止することができる。
後加熱は、例えば、オーブン等の従来公知の加熱装置を用いて、ツール１０２上に積層されたプリプレグ２を加熱して行う。本発明においては、活性エネルギー線により硬化させているので、後加熱は低温（例えば、５０〜８０℃）で、かつ、簡易な装置で行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明のプリプレグは、樹脂組成物を低温での後加熱によりまたは後加熱なしで、硬化させることができ、また、内部まで均一に硬化するので、複合体の製造に好適に用いられる。
また、本発明の複合体は、本発明の複合体の製造方法を用いることにより、従来のＡＦＰに比べて、優れた作業効率で、かつ、低エネルギーで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリプレグの製造方法を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明のプリプレグの製造方法の各工程後の繊維原糸束またはロービングプリプレグの断面形状の模式図である。
【図３】本発明のプリプレグの製造方法のコンパクション工程におけるロービングプリプレグの断面形状の制御方法の説明図である。
【図４】本発明の複合体の製造方法に用いられる複合体製造装置の一例を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
１  繊維原糸束
２  プリプレグ
５２、５４、５６  コンパクションロール
５８  上下押しロール
１００  複合体製造装置
１０２  ツール
１０４  圧着ローラ
１０６  ガイド
１０８  駆動ローラ
１１０  カッター
１１２  温風ノズル
１１４  活性エネルギー線照射装置
１１６  装置本体
１１８  光ファイバ
１２０  照射ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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