炭素繊維プリプレグは、強化材(炭素繊維糸、エポキシ樹脂、離型紙)をコーティング、ホットプレス、冷却、ラミネート、巻き取りなどの工程を経て製造される複合材料です。炭素繊維プリプレグは高性能複合材料であり、航空宇宙、自動車、風力エネルギー、スポーツ用品などのハイテク分野で広く使用されています。
構成構造
補強材:カーボンファイバー
高強度、高弾性率: 炭素繊維は引張強度と剛性が非常に高く、通常、鋼鉄よりも 5 ~ 10 倍の強度がありながら、はるかに軽量です。
優れた耐熱性:高温環境下でも安定した性能を維持できます。
耐食性:化学薬品によって腐食されにくい。 耐食性:化学薬品によって腐食されにくい。
マトリックス材質:樹脂
熱硬化性樹脂:例えばエポキシ樹脂は耐熱性、接着性に優れています。
熱可塑性樹脂:PEEKやPPSなど、加工柔軟性と耐衝撃性に優れています。
| タイプ |
糸 |
織り |
乾燥重量(g/m²) |
樹脂含有量(%) |
総重量(g/m²) |
厚さ(mm) |
幅(mm) |
| ワープ |
横糸 |
| SH-CF1120 |
1K |
1K |
無地 |
120 |
40 |
205 |
0.16 |
1000 |
| SH-CF1120 |
1K |
1K |
ツイル |
120 |
40 |
205 |
0.16 |
1000 |
| SH-CF3200 |
3K |
3K |
無地 |
200 |
40 |
330 |
0.28 |
1000 |
| SH-CF3200 |
3K |
3K |
ツイル |
200 |
40 |
330 |
0.28 |
1000 |
| SH-CF3240 |
3K |
3K |
染色 |
240 |
40 |
405 |
0.30 |
1000 |
| SH-CF6320 |
6K |
6K |
無地 |
320 |
40 |
530 |
0.40 |
1000 |
| SH-CF6320 |
6K |
6K |
ツイル |
320 |
40 |
530 |
0.40 |
1000 |
| SH-CF6400 |
6K |
6K |
染色 |
400 |
40 |
665 |
0.40 |
1000 |
SH-CF12400
|
12K |
12K |
無地 |
400 |
40 |
670 |
0.50 |
1000 |
SH-CF12800
|
12K |
12K |
ツイル |
480 |
40 |
800 |
0.55 |
1000 |
製造工程
ファイバー敷設:炭素繊維を一定方向に並べたり(一方向布)、織り合わせた織物(平織り、綾織り、朱子織りなど)を作ります。
コーティング樹脂:カーボン繊維布の表面に適量の樹脂マトリックスを均一に塗布します。
接着剤の量を調整します。ホットプレスまたはコーティング装置により樹脂含有量を厳密に制御します。通常は 30% ~ 50% の範囲です。
半硬化処理:プリプレグ布は樹脂が硬化する前に熱処理され、「B ステージ」(半硬化状態)となり、その後の成形が容易になります。

主な分類
炭素繊維原糸によると:
1. PAN系炭素繊維布(市販の炭素繊維布の90%以上がこのタイプの炭素繊維布です)。
2. ビスコースベースの炭素繊維布。
3.アスファルト系炭素繊維布。
カーボンファイバーの仕様によると:
1Kカーボンファイバークロス。
3Kカーボンファイバークロス。
6Kカーボンファイバークロス。
12Kカーボンファイバークロス。
24K以上の大口径カーボンファイバークロス。
炭素繊維の炭化によると:
1. 2000〜3000度の高温に耐えられるグラファイト化炭素繊維布。
2. 約1000度の高温に耐えられる炭素繊維布。
3. 200〜300度の高温に耐えられる、事前に酸化された炭素繊維布。
織り方による分類:
1. プリプレグを乾燥させます。
2. ウェットプリプレグ。
3. 一方向プリプレグ。
4. プリプレグテープ。
5.サポート布なし。
6.サポートクロス等付き
パフォーマンス特性
軽量:密度は鋼鉄のわずか 1/5 なので、重量が重視される用途シナリオに適しています。
高い強度と剛性:耐荷重性に優れています。
優れた耐疲労性:長期間にわたる繰り返し荷重にも故障なく耐えることができます。
優れた成形性:金型内で様々な複雑な構造に成形することができます。
低熱膨張係数:極端な温度差環境でも安定した性能を発揮
応用分野
1. 航空宇宙:胴体、方向舵、ロケットエンジンシェル、ミサイルディフューザー、ソーラーパネルなど
2. スポーツ用品:自動車部品、オートバイ部品、釣り竿、野球バット、スキー、スピードボート、バドミントンラケット、高級自転車ラック、テニスラケット、スキーなどの軽量で耐久性のある製品。
3. 産業分野: エンジン部品、コンクリート構造物補強材、ファンブレード、トランスミッションシャフト、電気部品。
4.消防:軍隊、消防、製鉄所などの特殊な耐火服の製造に適しています。
