JP7445574B2

JP7445574B2 - 発電機能性プリプレグシート及び発電機能性複合材と発電機能性プリプレグシートの製造方法

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Publication number: JP7445574B2
Application number: JP2020160740A
Authority: JP
Inventors: 勇希久保田
Original assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Current assignee: IHI Aerospace Co Ltd
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2040-09-25
Also published as: JP2022053870A

Description

本発明は、それ自体で発電機能を有する発電機能性プリプレグシートと、これを用いた発電機能性複合材と、発電機能性プリプレグシートの製造方法に関する。

繊維強化複合材、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）は、鉄やアルミなどの金属材料よりも低密度でありながら、力学特性に優れ、比強度が高く、軽くて強い特長を有する。
そのため、近年、アルミニウム合金に代わる構造部材として、航空機、小型船舶、自動車、風力発電ブレード、橋梁等に、用いられている。以下、繊維強化複合材を単に「複合材」又は「ＦＲＰ」と呼ぶ。

プリプレグとは、強化繊維（例えば、ガラス繊維や炭素繊維）からなる基材に樹脂を含浸させた中間素材である。樹脂は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である。
成形前の樹脂は、熱可塑性樹脂では柔軟性はあるが固化しており、熱硬化性樹脂では軟化（未硬化）している。

圧電材料は、ＫＮＮやＰＺＴ等のセラミック材料もしくはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の高分子材料により構成されている。セラミック系の圧電材料（圧電セラミック）ではひずみを加えることで結晶構造がゆがみ、電圧が生じる。この電位差に対して、結晶構造内の電荷が移動することで発電する。圧電セラミックは、振動等によって発生する電圧を活用したセンサや電力をＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）の電源等にするエネルギーハーベスティング技術で活躍が期待されている。

しかし、圧電セラミックは脆性材料であり、かつ可撓性に乏しいため、使用範囲が限定される。そのため圧電セラミックは、力学的には引張や曲げといった圧縮以外の応力に対しては、効果的に電圧や電力を出力することが難しい。
そこで、複合材の樹脂中に圧電セラミックを含ませた複合部材が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の「自己診断機能を有する複合部材とその製造方法」は、合成樹脂と導電性繊維層とから成る複合部材の合成樹脂中に、分極方向を配向させた圧電性粒子を含ませる。この複合部材は、導電性繊維層が電極となり、圧電性粒子の自発分極の電位に比例した電荷を蓄積して静電容量型センサを構成する。

特開２００６－１３１７７６号公報

特許文献１による複合材（ＦＲＰ）の製造方法は、以下の通りである。
（１）圧電材料としてＰＺＴ圧電体を使用し、分極処理を施したＰＺＴセラミックをサブミクロン以下の粒径に粉砕して圧電セラミック微粒子を生成する。
（２）次に、硬化剤を含むエポキシ樹脂に対してアセトンを加え、この溶液と圧電セラミック微粒子とを混合し、この混合液をカーボンクロスに塗布する。
（３）次いで、カーボンクロスを金属板の上に置き、金属板とカーボンクロスとの間に直流電圧を印加し、荷重を加えながら、この状態を保って溶液を硬化し、ＦＲＰ単位層を形成する。

すなわち、特許文献１では、電圧を印加しながら複合材（ＦＲＰ）を作製しており、分極処理と複合材の成形を同時に実施している。
そのため、特許文献１の方法では、樹脂が硬化していない圧電粒子含有プリプレグを製造することはできない。
また、特許文献１では硬化過程で電圧を印加しながら、分極処理したセラミック粒子を配向している。そのため、特許文献１の方法では成形前に固化している熱可塑性樹脂を用いたプリプレグを製造することはできない。

一方、成形前のプリプレグシートは、成形後の複合材（ＦＲＰ）と比較して以下の利点を有する。
（１）高い賦形性（可撓性）
（２）異種材料への接着可能性
（３）補強材としての機能

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、可撓性を有し、種々の形状に変形可能であり、それ自体で発電機能を有する発電機能性プリプレグシートと、これを用いた発電機能性複合材と、発電機能性プリプレグシートの製造方法を提供することにある。

本発明によれば、樹脂を強化繊維で強化した複合材用の可撓性を有する発電機能性プリプレグシートであって、
前記樹脂は、熱硬化前の熱硬化性樹脂、又は、熱可塑性樹脂であり、
前記強化繊維は、非導電性の連続繊維であり、
両面に電極を有し、
圧電粒子が、前記樹脂内に分散されかつ前記樹脂内において分極処理されている、発電機能性プリプレグシートが提供される。

また本発明によれば、樹脂を強化繊維で強化した複合材用の発電機能性プリプレグシートの製造方法であって、
前記樹脂は、成形前の熱硬化性樹脂、又は、柔軟性がある熱可塑性樹脂であり、
前記樹脂と圧電粒子を含む粉末混合液を非導電性の連続繊維に塗布し、又は前記連続繊維を前記粉末混合液に浸して混合液含有シートを作製するシート作製ステップと、
前記混合液含有シートを乾燥して平板状の可撓性プリプレグシートを作製する乾燥ステップと、
前記可撓性プリプレグシートの両面に電極を形成する電極形成ステップと、
前記可撓性プリプレグシートの両面間に直流電圧を印加し、前記圧電粒子を分極処理する分極処理ステップと、を有する、発電機能性プリプレグシートの製造方法が提供される。

本発明によれば、発電機能性プリプレグシートが樹脂を強化繊維で強化した複合材用の可撓性を有するプリプレグシートであり、樹脂が熱硬化前の熱硬化性樹脂、又は、熱可塑性樹脂なので、可撓性を有し、種々の形状に変形可能である。
また、強化繊維が非導電性の連続繊維であり、圧電粒子が、樹脂内に分散されているので、両面の電極を用いて樹脂内において圧電粒子の分極処理ができる。
従って、発電機能性プリプレグシートは、可撓性を有し、種々の形状に変形可能であり、それ自体で発電機能を有する。

本発明による発電機能性プリプレグシートの説明図である。発電機能性プリプレグシートの模式的斜視図である。発電機能性プリプレグシートの製造方法の全体フロー図である。切り出し試験片番号と平均重量からのバラつき（％）との関係図である。電力測定試験の説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明による発電機能性プリプレグシート１０の説明図である。この図において、（Ａ）は発電機能性プリプレグシート１０の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ断面図、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図、（Ｄ）は圧電セラミックの発電原理図である。

図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）において、発電機能性プリプレグシート１０は、樹脂１２を強化繊維１４で強化した複合材用のプリプレグシートである。

樹脂１２は、成形前の熱硬化性樹脂、又は、柔軟性がある熱可塑性樹脂である。
熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、等である。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリアミド樹脂である。
成形前の樹脂１２は、熱可塑性樹脂では柔軟性はあるが固化しており、熱硬化性樹脂では軟化（未硬化）している。

強化繊維１４は、非導電性の連続繊維１４ａである。非導電性の強化繊維１４は、例えば、ムライト繊維、ガラス繊維、又はＳｉＣ繊維の織物又は一方向繊維である。
「非導電性繊維」を用いるのは導電性繊維の場合、発生した電力（又は電荷）が強化繊維１４を通って分散し、電極１８からの取り出し効率が低下するためである。そのため電気抵抗率が低い炭素繊維（及びＣＦＲＰ）は、本発明の対象外である。
「織物又は一方向繊維」を用いるのは、補強材としての機能（後述する）を高めるためである。
またプリプレグに直流電圧をかけて分極処理を実施する際、プリプレグ内に導電性繊維が内在すると、電荷が選択的に導電性繊維上を移動してしまい、セラミックが分極されない。そのため、非導電性繊維とすることで分極処理の際に、電荷を選択的にセラミック粒子上で移動させる必要がある。

図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）において、圧電粒子１６が、樹脂内に分散されかつ樹脂内において分極処理されている。
圧電粒子１６は、メディアン径（ｄ_５０）が０．５μｍ以上０．７μｍ以下のＫＮＮ又はＰＺＴのセラミック粒子であるのがよい。

図１（Ｄ）において、左図は分極前、右図は分極後の圧電粒子１６の分子を示している。
「分極」とは、分子中の二原子間の結合または分子全体に電荷の分布の偏りがあって、電気双極子モーメントをもっていることをいう。
分極前の分子は、プラスイオンとマイナスイオンが互いに相殺して全体として電荷の分布の偏りがない。これに対し、分極後の分子は、一部の陽イオンが変位して電荷の分布に偏りが生じている。
樹脂内の圧電粒子１６は全体が同じように分極している必要がある。そのため、本発明の発電機能性プリプレグシート１０は、プリプレグシートの形態ができた後、その両面間に直流電圧を印加することで樹脂内の圧電粒子１６が分極化されている。

図２は、発電機能性プリプレグシート１０の模式的斜視図である。
発電機能性プリプレグシート１０は、樹脂１２が、成形前の熱硬化性樹脂、又は、柔軟性がある熱可塑性樹脂であるため、全体としてしなやかで賦形性を有する。
熱硬化性樹脂の場合、樹脂１２は未硬化であり、発電機能性プリプレグシート１０は、それを構成する非導電性の連続繊維１４ａと実質的に同等のしなやかさを有する。したがってこの状態で、面内変形は強化繊維１４によって防止されるが、面外変形は自由にできる。
熱可塑性樹脂の場合、樹脂１２は固化しているが、樹脂自体に柔軟性があるので、同様にしなやかさを有し、面外変形ができる。

図２において、発電機能性プリプレグシート１０の厚さをＴ、幅をＷ、長さをＬとする。後述する実施例では、厚さ約０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍであった。
また、発電機能性プリプレグシート１０は、両面に電極１８を有することが好ましい。後述する実施例では、発電機能性プリプレグシート１０の両面にスパッタリングで金電極をコーティングした。

図３は、本発明による発電機能性プリプレグシート１０の製造方法の全体フロー図である。
この方法は、樹脂１２を強化繊維１４で強化した複合材用の発電機能性プリプレグシート１０の製造方法であって、Ｓ１～Ｓ６の各ステップ（工程）からなる。

Ｓ１～Ｓ３は、シート作製ステップであり、樹脂溶液作製ステップＳ１、混合液作製ステップＳ２、及び、混合液含有シート作製ステップＳ３を有する。

樹脂溶液作製ステップＳ１では、樹脂１２に溶媒１１を加えて樹脂溶液２２を作製する。樹脂１２は、成形前の熱硬化性樹脂、又は、柔軟性がある熱可塑性樹脂である。

混合液作製ステップＳ２では、樹脂溶液２２に圧電粒子１６を混合して粉末混合液２４を作製する。

樹脂１２が、熱可塑性樹脂、例えばポリアミド樹脂である場合、溶媒１１は、トルエンとイソプロピルアルコールの混合液であり、重量比率は、樹脂：溶媒：圧電粒子＝１：２：２～３．１であるのがよい。
また、樹脂１２が、熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂である場合、溶媒１１は、イソプロピルアルコールであり、重量比率は、樹脂：溶媒：圧電粒子＝１：０．３：１．７～２．７であるのがよい。

圧電粒子１６が、ＫＮＮセラミック粒子１６ａである場合、粉末混合液２４の粘度は、１０～５０Ｐａ・ｓであるのがよい。

混合液含有シート作製ステップＳ３では、樹脂１２と圧電粒子１６を含む粉末混合液２４を非導電性の連続繊維１４ａに塗布して混合液含有シート２６を作製する。なお、非導電性の連続繊維１４ａを粉末混合液２４に浸して混合液含有シート２６を作製してもよい。

乾燥ステップＳ４では、混合液含有シート２６を乾燥して平板状の可撓性プリプレグシート２８を作製する。なおこのステップにおいて、３０℃以上１００℃以下の温度範囲で、段階的に乾燥するのがよい。

電極形成ステップＳ５では、可撓性プリプレグシート２８の両面に電極１８を形成する。
電極１８は、分極処理ステップＳ６において両面間に直流電圧を印加するために用いる。また電極１８は、完成した発電機能性プリプレグシート１０又は発電機能性複合材３０において、圧電による電圧や電力の出力に用いることができる。

分極処理ステップＳ６では、可撓性プリプレグシート２８の両面間に直流電圧を印加し、圧電粒子１６を分極処理する。この分極処理により、発電機能性プリプレグシート１０が完成する。
なお、プリプレグシートの用途によって、例えば複数枚積層させて複合材とする場合、電極形成ステップＳ５および分極処理ステップＳ６はそれらの処理の後で実施してもよい。

本発明による発電機能性複合材３０は、上述した発電機能性プリプレグシート１０を成形又は積層したものであり、以下のステップ（工程）で製造する。

樹脂１２が熱硬化性樹脂の場合、樹脂１２は未硬化であり、最初に発電機能性プリプレグシート１０をそのまま成形又は積層して成形体又は積層体を製造する。次いで、熱硬化性樹脂の硬化温度（例えば約１８０℃）以上まで加熱して樹脂１２を硬化させて発電機能性複合材３０が完成する。

樹脂１２が熱可塑性樹脂の場合、樹脂１２は固化している。そのため、最初に発電機能性プリプレグシート１０を熱可塑性樹脂が軟化する軟化温度以上まで加熱した後、成形又は積層して成形体又は積層体を製造する。次いで、熱可塑性樹脂が固化する固化温度以下（例えば２００℃～４００℃未満）まで冷却して発電機能性複合材３０が完成する。

上述した本発明の実施形態によれば、発電機能性プリプレグシート１０が樹脂１２を強化繊維１４で強化した複合材用の可撓性を有するプリプレグシートであり、樹脂１２が熱硬化前の熱硬化性樹脂、又は、熱可塑性樹脂なので、種々の形状に変形可能である。
また、強化繊維１４が非導電性の連続繊維１４ａであり、圧電粒子１６が、樹脂内に分散されているので、両面の電極１８を用いて樹脂内において圧電粒子１６の分極処理ができる。
従って、発電機能性プリプレグシート１０は、可撓性を有し、種々の形状に変形可能であり、それ自体で発電機能を有する。

図３に示した方法により混合液含有シート２６を製造した。その際、溶質（樹脂１２）と溶媒１１の比率調整により粘度調整を実施した。

発電機能性プリプレグシート１０の試作では粉末混合液２４を織物（非導電性の連続繊維１４ａ）に均一に塗布するために、ステップＳ３において粉末混合液２４を織物上に垂らし、次いで、樹脂ヘラで均等に拡げる作業を実施した。この時、適切な粘度および溶液比率とすることで、均一かつしなやかな混合液含有シート２６を作製することができた。
作製した混合液含有シート２６は、厚さ約０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍである。

粉末混合液２４の粘度を溶質（樹脂１２）と溶媒１１の比率にて調整した。この時、溶質が多く溶媒１１が少なすぎると粘度が低下し、また乾燥しやすいため、溶液を面内方向に均一に伸ばすことができない。溶質が少なく溶媒１１が多すぎると、流動性が高く押し広げる作業にて溶液塗布を制御できず、織物外部へ流出してしまう。
試作の繰り返しにより、塗布性において以下が最適値であることがわかった。調整においては、粉末（圧電粒子１６）が入ることで、通常のプリプレグの比率よりも溶媒１１が多めとなった。また、実際のプリプレグの製造は塗布ではなく、溶液に織物を浸す手法が用いられるが、塗布した状態では織物を持ちあげても溶液が滴下しないため、下記溶液構成は実際の製造においても適したものであると推察される。

溶質（樹脂）：ポリアミド樹脂（熱可塑性樹脂）
溶媒：トルエン＋ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）
粉末：ＫＮＮセラミック粒子
重量比率：溶質：溶媒：粉末＝１：２：２～３．１
粘度（推定）：１０～５０Ｐａ・ｓ

溶質（樹脂）：エポキシ樹脂（熱硬化性樹脂）
溶媒：イソプロピルアルコール
粉末：ＫＮＮセラミック粒子
重量比率：溶質：溶媒：粉末＝１：０．３：１．７～２．７
粘度（推定）：１０～５０Ｐａ・ｓ

実施例１で得た熱可塑性樹脂の混合液含有シート２６を乾燥して平板状の可撓性プリプレグシート２８を作製した。その際、粉末（圧電粒子１６）が入ることで溶媒１１が多めとなったため、段階的な乾燥条件を設けることで、乾燥ムラを抑制した。

溶媒１１を多く含む場合、溶媒の単位時間当たりの乾燥量が多いと、溶媒の織物外への拡散に伴い樹脂１２および粉末（圧電粒子１６）が織物内で移動し、乾燥ムラが発生する。そのため、３０℃３時間、５０℃３時間、８０℃３時間、１００℃３時間の段階的な乾燥条件を設けた。
完成した厚さ約０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍの可撓性プリプレグシート２８を９分割して幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍの９枚の試験片を得た。

図４は、切り出し試験片番号（１～９）と平均重量からのバラつき（％）との関係図である。また図中の３本の折れ線は、ＫＮＮセラミック粒子のプリプレグ内体積含有率が２０％（正確には２０．２％）、２３％（同２３．４％）、２９％（同２８．９％）の場合である。
この結果から、９枚の試験片の質量誤差が±１０％以内となる均一性が得られた。

上述したように、均一塗布および段階的な乾燥プロセスにより、面内方向にマクロな偏りがない可撓性プリプレグシート２８が得られた。また、この可撓性プリプレグシート２８は、厚み方向においても高い均一性を有していた。
上述した均一な可撓性プリプレグシート２８を用いることで、品質のよい積層平板の作製が可能となった。厚み方向およびに表面に過不足なく均一に樹脂１２が存在しているため、加圧時に空隙の要因となる樹脂不足の箇所が発生しない。
そのため、最大３０枚の可撓性プリプレグシート２８を用いて厚さ５ｍｍ、１５０×１５０ｍｍの平板において空隙率５％以下を達成した。

実施例２で得た熱可塑性樹脂の可撓性プリプレグシート２８の両面にスパッタリングにて金電極をコーティングし、分極処理ステップＳ６を実施して発電機能性プリプレグシート１０を製造した。
分極処理の分極条件は、３０分間、７５℃、印加電圧１４ｋＶ／ｍｍとした。
次いで、この発電機能性プリプレグシート１０の電力を計測した。

図５は、電力測定試験の説明図であり、（Ａ）は電力測定器４の模式図、（Ｂ）は試験結果である。
実施例２で得た熱可塑性樹脂の可撓性プリプレグシート２８の両面にスパッタリングにて金電極をコーティングし、実施例３と同条件で分極処理を実施して発電機能性プリプレグシート１０を製造した。

図５（Ａ）において、厚さ約０．２ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ２０ｍｍの発電機能性プリプレグシート１０を試験片２として電力測定器４を用いて発電する電力を測定した。
電力測定器４では、発電機能性プリプレグシート１０の電極間の可変抵抗Ｒと発生する電圧Ｖを測定し、発電する電力ＷをＷ＝Ｖ^２／Ｒ・・・（１）の式で求めた。

図５（Ｂ）において、横軸は抵抗（ｋΩ）、縦軸は最大電力（ｎＷ）である。
電力測定試験では、可変抵抗Ｒとプリプレグ内抵抗ＲＬが一致する時に最も電力が大きくなる。また、図５（Ｂ）では、抵抗２．５ｋΩでピークを迎えている。
この結果から発電機能性プリプレグシート１０の内部抵抗は、約２．５ｋΩであることと、２．５ｋΩでの最大電力は６４ｎＷ（１．６μＷ／ｃｍ^３）であることが予想される。

上述した発電機能性プリプレグシート１０は、以下の利点を有する。
（１）高い賦形性（可撓性）
しなやかなシート状であるため、その後の成形が容易であり、圧電セラミックでは成形が困難な様々な形状の部品や部位に使用できる。

（２）接着材機能と発電機能
発電機能性プリプレグシート１０は、接着材機能と発電機能を有する。
例えば、自動車分野ではアルミ構造とＣＦＲＰの接着にシート状接着材が使用されている。また航空分野においても熱可塑性ＦＲＰ同士を融着させて接合しており、プリプレグシート接着材も使用されている。接着部は往々にして剥離要因となるため、本発明の材料で発電機能＋接着という両機能を兼ね備えることで、ヘルスモニタリングができる接着材として貢献できる。

（３）補強材機能と発電機能
発電機能性プリプレグシート１０は、補強材機能と発電機能を有する。
プリプレグシートは連続性繊維を用いているため、構造物の補強材としての機能を兼ね合わせることが可能である。つまり、補強と発電の機能を併せた用途に適した材料となり、発電によるヘルスモニタリングおよびエネルギーハーベスティングに補強材の機能を併せもった材料として使用できる。使用例として、橋梁の補強材や航空機構造部材のリペア材やセンサー材料が想定される。これらの材料に対してＩｏＴセンサーを組み合わせれば、補強材＋センサー電源として機能する。またプリプレグシート自体をセンサーとして機能させれば、補強材＋センサーとしてヘルスモニタリングが可能となる。

上述したように、本発明の発明者は、圧電粒子１６をマトリックス内に分散した複合材およびそのプリプレグを作製し、圧電機能性複合材を発明した。
すなわち、繊維強化型複合材のマトリックス部に圧電粒子１６を分散させることで、圧電機能性プリプレグおよび積層平板の作製に成功した。

また、以下のことが確認された。
（１）圧電粒子１６がマトリックス内に均一に分散され、しなやかで均一な発電機能性プリプレグシート１０の作製に成功した。
（２）図５の衝撃試験の結果、プリプレグに衝撃を加えることで電力１．６μＷ／ｃｍ^３、電圧１３ｍＶの出力を確認した。
（３）上記のプリプレグを用いて空隙率５％以下の積層平板の作製に成功した。
（４）積層平板においても電圧と電力の出力を確認した。
これにより、繊維強化複合材で圧電機能を発現できたため、機械特性により限定されていた圧電材料の使用範囲の拡大が期待される。

なお本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

２試験片、３圧電性能測定器、４電力測定器、
１０発電機能性プリプレグシート、１１溶媒、１２樹脂、
１４強化繊維、１４ａ連続繊維、
１６圧電粒子、１６ａＫＮＮセラミック粒子、１８電極、
２２樹脂溶液、２４粉末混合液、２６混合液含有シート、
２８可撓性プリプレグシート、３０発電機能性複合材

Claims

樹脂を強化繊維で強化した複合材用の可撓性を有する発電機能性プリプレグシートであって、
前記樹脂は、熱硬化前の熱硬化性樹脂、又は、熱可塑性樹脂であり、
前記強化繊維は、非導電性の連続繊維であり、
両面に電極を有し、
圧電粒子が、前記樹脂内に分散されかつ前記樹脂内において分極処理されている、発電機能性プリプレグシート。
前記圧電粒子は、メディアン径が０．５μｍ以上０．７μｍ以下のＫＮＮ又はＰＺＴのセラミック粒子であり、
非導電性の前記連続繊維は、ムライト繊維、ガラス繊維、又はＳｉＣ繊維の織物又は一方向繊維である、請求項１に記載の発電機能性プリプレグシート。
請求項１に記載の発電機能性プリプレグシートを成形又は積層した、発電機能性複合材。
樹脂を強化繊維で強化した複合材用の発電機能性プリプレグシートの製造方法であって、
前記樹脂は、成形前の熱硬化性樹脂、又は、柔軟性がある熱可塑性樹脂であり、
前記樹脂と圧電粒子を含む粉末混合液を非導電性の連続繊維に塗布し、又は前記連続繊維を前記粉末混合液に浸して混合液含有シートを作製するシート作製ステップと、
前記混合液含有シートを乾燥して平板状の可撓性プリプレグシートを作製する乾燥ステップと、
前記可撓性プリプレグシートの両面に電極を形成する電極形成ステップと、
前記可撓性プリプレグシートの両面間に直流電圧を印加し、前記圧電粒子を分極処理する分極処理ステップと、を有する、発電機能性プリプレグシートの製造方法。
前記シート作製ステップは、
前記樹脂に溶媒を加えて樹脂溶液を作製する樹脂溶液作製ステップと、
前記樹脂溶液に前記圧電粒子を混合して前記粉末混合液を作製する混合液作製ステップと、を有する、請求項４に記載の発電機能性プリプレグシートの製造方法。
前記樹脂は、熱可塑性樹脂であり、
前記溶媒は、トルエンとイソプロピルアルコールの混合液であり、
前記圧電粒子は、ＫＮＮセラミック粒子であり、
重量比率は、前記樹脂：前記溶媒：前記圧電粒子＝１：２：２～３．１であり、
前記粉末混合液の粘度は、１０～５０Ｐａ・ｓである、請求項５に記載の発電機能性プリプレグシートの製造方法。
前記樹脂は、熱硬化性樹脂であり、
前記溶媒は、イソプロピルアルコールであり、
前記圧電粒子は、ＫＮＮセラミック粒子であり、
重量比率は、前記樹脂：前記溶媒：前記圧電粒子＝１：０．３：１．７～２．７であり、
前記粉末混合液の粘度は、１０～５０Ｐａ・ｓである、請求項５に記載の発電機能性プリプレグシートの製造方法。
前記乾燥ステップにおいて、３０℃以上１００℃以下の温度範囲で、段階的に乾燥する、請求項４に記載の発電機能性プリプレグシートの製造方法。