プリプレグって何?4年ぶりの続き2

フィルムスタッキングついて、少し追加しましょう。弊社でも取り扱っている、ソフトカーボン(レザー)と呼ばれるのは、このフィルムスタッキングの派生です。「ラミネート」と呼ばれることもあります。ソフトカーボンは、皮革の様な使い方ができるようにコンポジット化させず、繊維は布のまま「動ける」状態です。炭素繊維と熱可塑性の樹脂フィルムを重ねて製造しますが、完全含浸をさせないところがミソです。「リアル・カーボン=本物の炭素繊維」ですが、軽くはありませんし、繊維に樹脂が含浸しているわけではないので「Prepreg」とは言えませんね。ハサミでカットできますし、縫製もできます。本物の炭素繊維を内包しているので、牛革よりも伸びず、型崩れがしにくいので、ヘビーデューティーなカバンや財布の製作には良い素材です。

 

プリプレグから、横道にそれました。熱可塑プリプレグの製造方法はフィルムスタッキングの他には、パウダーコーティング、織物プリプレグ、液体含浸プリプレグがあります。工業的にCFRTPを使用しようとなるとVf(ヴォリューム・ファイバー=繊維含有比)あるいはRC (レジン・コンテント=樹脂含有量)の管理が重要です。炭素繊維に対して何パーセントの樹脂が付いているかです。これが安定しないと成形不良や狙い通りの性能が発現しません。

フィルムスタックでは、同じ面積重量の炭素繊維に対して、何gのフィルムを重ねたかでわかりますね。パウダーコートティングは、熱可塑性樹脂のペレットを粉砕して、パウダー状にして炭素繊維に溶着含浸させたものです。炭素繊維に静電気を発生させ、安定的に樹脂パウダーを吸着させ、加熱溶着処理をすることで、付着を安定させます。イメージとしては、炭素繊維に電着粉体塗装したようなものです。パウダーの粉砕具合にもよりますが、繊維に電気的に引き込まれますので、フィルムよりも深いところまで樹脂パウダーは入り込みます。

織物プリプレグは、以前にもご紹介しましたが、炭素繊維と熱可塑性樹脂の糸を一緒に織ることで、樹脂量を決定します。炭素繊維のヤーンとナイロンなどの糸とを混織するタイプと、糸自体がコミングル・ヤーンと言って糸(ヤーン)のなかで、炭素繊維と熱可塑性樹脂糸を所定の比率で混紡したものを使う場合とあります。

液体含浸は、アクリル(PMMA)やPES、熱可塑性エポキシ樹脂の場合、低分子の液状の樹脂に反応性促進剤と一緒に炭素繊維に浸み込ませ、炭素繊維に絡み合った状態で高分子化させます。すると液体の状態で繊維に浸み込み、加熱により重合が促進し、熱可塑性のシートができます。一度重合できてしまうと、他の熱可塑プリプレグと同じように加熱により動き、冷却すると固まる。という特性をもちます。

 

イロイロ、あるでしょ。それぞれ、良いところも悪いところもあります。