FRPの成形材料となるプリプレグとは？

プリプレグとは、FRPの成形に用いられる中間基材・半製品です。ここでは、プリプレグの特徴や製造方法について解説します。

プリプレグとは

プリプレグとは、強化繊維に樹脂をあらかじめ含浸させた中間基材・半製品です。CFRP（炭素繊維強化プラスチック）などの複合材料を成形するために使用される材料であり、高品質な製品製造を可能にします。

半生素材のようなベタベタした質感を持ち、通常は保護フィルムが貼られたロール状で提供されています。

プリプレグの種類

プリプレグは繊維の配列により、UD材と織物材の2種類に分類されています。UD材は炭素繊維などの強化繊維が一方向に並んだもので、特定方向に高い強度を持たせたい場合に適しています。一方、織物材はタテヨコに織られたもので、平織、綾織、朱子織などの種類があり、多方向からの力に対応できるよう設計されています。

厚さは一般的に0.08～0.2mm程度で、実際の製品では複数層を積層して必要な厚みや強度を得ることになります。使用時はロールから必要な量と形状に切り出して使用します。

プリプレグの製造方法

プリプレグの製造方法には、主にホットメルト法とウェット法があります。ホットメルト法はよく使われる方法で、樹脂を加熱・加圧して繊維に含浸させる方法です。この方法では、均一な樹脂含有量を持つプリプレグが製造できます。一方、ウェット法は樹脂を溶媒に溶解させ、繊維に含浸させた後、溶媒を除去する方法です。

プリプレグの成形方法

プリプレグから最終製品を作る成形方法には、オートクレーブ成形、VaRTM成形、プレス成形などがあります。

特に、オートクレーブ成形は高品質な製品製造に適しており、航空宇宙分野などの高性能要求製品に多く採用されています。この方法では、プリプレグを積層した後、真空バッグで密閉し、オートクレーブ内で加熱・加圧して樹脂を硬化させます。

プリプレグのメリット・
デメリット

プリプレグを使用する主なメリットは、高品質な複合材料の製造や製造プロセスを効率化できる点です。設計値に近く、バラつきの小さい製品を作製できることや、高い繊維体積含有率で空隙（ボイド）の少ない高品質製品を製造できます。

一方で、デメリットとしてはドライクロス（乾いた繊維）などの素材と比較して高価であることや、保管期限があり冷凍保管が必要なことが挙げられます。