炭素繊維プリプレグは複合材料の重要な中間製品であり、マトリックス樹脂（エポキシ、フェノール、ビスマレイミドなど）と強化繊維（炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維など）で構成されています。

炭素繊維プリプレグの材料構成と利点

炭素繊維プリプレグは、主に補強材（炭素繊維糸、エポキシ樹脂）と離型紙で構成され、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加工されます。その利点は次のとおりです。

1. 優れた機械的特性: 炭素繊維の強度は鋼鉄の 6 ～ 12 倍に達しますが、密度は鋼鉄の 1/4 未満です。

2. 製品欠陥が少ない：プリプレグは製造工程での欠陥を減らすことができます。

3. 繊維含有量の正確な制御：製品性能の一貫性を確保します。

4. 一貫した性能と処理特性：大規模生産に適しています。

5. 最適な性能/重量比: 高強度と軽量特性を兼ね備えています。

炭素繊維プリプレグの分類

1. 一方向プリプレグ（UD）：繊維が一方向に配列されており、高強度と高剛性が求められる用途に適しています。

   ■ 12K:50~400g/m²

   ■ 16K:75~560g/m²

   ■ 24K: 75~400g/m²

   ■ 48Kまたは50K：150〜600g/m²

2. 織物プリプレグ：平織り、綾織り、非捲縮織物（多軸織物）の種類があります。

   ■ 平織り：舗装性能が悪く、繊維の曲げ率が高い。

   ■ツイル：舗装性能が中程度、繊維曲げ率が中程度。

   ■ ノンクリンプ生地：中程度の舗装性能、繊維の曲がりがありません。

炭素繊維プリプレグの製造工程

1. 溶剤ベースのプロセス：布地プリプレグの製造に適しています。

2. 2段階熱硬化性プリプレグ工程：樹脂フィルムの製造と含浸工程を含み、主流の工程です。

   ■樹脂フィルム製造：PEフィルム樹脂コーティングローラー樹脂フィルム剥離紙

   ■含浸：ホットメルト方式

3. ワンステッププロセス：生産効率が高く、操作が便利で信頼性が高いが、材料の損失が大きく、エネルギー消費量が多い。

炭素繊維プリプレグの応用

1. 真空バッグ高温硬化プロセス：航空宇宙、風力発電、造船、自動車、鉄道輸送内装部品などに適用されます。

2. オートクレーブ処理：高品質の複合製品や構造部品に使用されます。

3. プリプレグ成形法（PCM法）：複雑な形状の製品の製造に適しています。

4. プリプレグテープ巻き取り工程/プリプレグ糸編集工程：釣り竿、ゴルフクラブ、スキーポール、パイプライン圧力容器などに適用されます。

プロセスの選択

製造プロセスを選択する際には、製品カテゴリと顧客の品質およびコストに関する要件を考慮する必要があります。具体的には、次の点を考慮します。

1.真空バッグ-高温硬化プロセス：航空宇宙、風力発電分野など、軽量、高強度、高性能が求められる製品に適しています。

2. オートクレーブプロセス：高品質の複合製品や構造部品の製造に適しており、より優れた寸法精度と表面品質を提供できます。

3. プリプレグ成形プロセス（PCMプロセス）：生産効率が高く、コストが低く、複雑な形状の製品の大量生産に適します。

4. プリプレグテープ巻き取り工程/プリプレグ糸編集工程：釣り竿、ゴルフクラブ、パイプライン圧力容器などの長尺ストリップまたは管状製品の製造に適しています。

上記の紹介から、炭素繊維プリプレグは複合材料の分野で幅広い用途があり、その優れた性能と多様な製造プロセスにより、現代産業に欠かせない材料の1つとなっていることがわかります。