高周波PCB技術 - プリプレグとは

プリプレグ（Prepreg）とは？

「プリプレグ」（Prepreg）という用語は、実際にはプリプレグ句の略語である。プリプレグはFRP補強材であり、樹脂がプリプレグされている。最も一般的なのは、樹脂はエポキシ樹脂であるが、ほとんどの熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を含む他のタイプの樹脂を使用することができる。どちらも技術的なプリプレグであるが、熱硬化性と熱可塑性プリプレグは全く異なる。

熱可塑性プリプレグ（Prepreg）

熱可塑性プリプレグは、予め熱可塑性樹脂で含浸された複合補強材（ガラス繊維、炭素繊維、アラミド等）である。熱可塑性プリプレグ用の一般的な樹脂としては、PP、PET、PE、PPS、PEEKが挙げられる。熱可塑性プリプレグは、一方向ベルトまたは織布または縫合された織物に提供することができる。

熱硬化性プリプレグと熱可塑性プリプレグとの主な違いは、熱可塑性プリプレグが室温で安定であり、通常は賞味期限がないことである。これは、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との差異の直接的な結果である。

熱硬化性プリプレグ（Prepreg）

プリプレグ複合材料の製造においてより一般的に使用されるのは、熱硬化性プリプレグである。使用される主な樹脂マトリックスはエポキシ樹脂である。しかしながら、他の熱硬化性樹脂は、BMI及びフェノール樹脂を含むプリプレグとして製造される。

熱硬化性プリプレグを用いて、熱硬化性樹脂を液体の形態で開始し、繊維強化材料を完全に含浸する。補強材から余分な樹脂を精密に除去する。同時に、エポキシ樹脂は部分硬化を経て、樹脂の状態を液体から固体に変える。これを「B段階」と呼ぶ。

B段階では、樹脂は部分的に硬化し、通常は粘着性である。樹脂が高温に昇温すると、通常は完全に硬化する前に一時的に液状に戻る。硬化すると、b段階の熱硬化性樹脂は完全に架橋される。

プリプレグ（Prepreg）の利点

プリプレグを使用する最大の利点は、使いやすいことかもしれない。例えば、炭素繊維とエポキシ樹脂で平板を製造することに興味を持っている人がいると仮定する。閉鎖成形または型開プロセスで液状樹脂を使用する場合は、織物、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤を得る必要があります。ほとんどのエポキシ硬化剤は危険とされており、液状樹脂の処理が混乱する可能性があります。

エポキシプリプレグを使用して、1枚注文するだけです。エポキシ樹脂プリプレグはロールに塗布され、布地に浸漬された必要な量の樹脂と硬化剤を有する。

熱硬化性プリプレグの大部分は、輸送中および製造中に保護するために、布地の両面に裏打ちされた膜を有する。次に、プリプレグを所望の形状に切断し、バッキングをはがし、プリプレグを金型または工具に入れます。そして指定された時間まで熱と圧力を加えます。最も一般的なプリプレグの中には、約250度の硬化に1時間かかるものもありますが、低い硬化温度と高い硬化時間では異なるシステムを使用することができます。

プリプレグ（Prepreg）の欠点

保証期限

エポキシ樹脂はB段階にあるため、使用前に冷蔵または冷凍保存する必要がある。また、全体的に賞味期限が短い可能性があります。

コスト抑制

引張押出成形や真空灌流などのプロセスで複合材料を製造する場合、原繊維と樹脂は現場で結合する。ただし、プリプレグを使用する場合は、まず原料をプリプレグ処理しなければならない。これは通常、プリプレグに専念する専門会社のオフサイトで行われています。製造チェーンで増加するこのステップはコストを増加させ、場合によっては材料コストを2倍にすることがあります。