JP2006002302A - Carbon fiber laminated cloth - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強化繊維を積層して形成した強化繊維積層クロスに関し、特に炭素繊維積層クロスに関する。 The present invention relates to a reinforcing fiber laminated cloth formed by laminating reinforcing fibers, and more particularly to a carbon fiber laminated cloth.
従来、劣化したコンクリート構造物を補強したり、プラスチック成形板等を補強するための方法として、炭素繊維シートに樹脂を含浸させながら硬化させた、いわゆる炭素繊維強化プラスチックを用いて補強する方法が知られている。
補強用の炭素繊維シートとしては、繊維糸条を一方向に並べて一層からなるシート状のものや、縦方向の繊維糸条と横方向の繊維糸条を１本交互に交錯させて織物（二軸、三軸、四軸）を形成したもの、あるいは丸編、縦編み、横編み等で編物（二次元、三次元）を形成したものなどが用いられていた。
このような補強用の炭素繊維シートの施工性、樹脂含浸性等を向上させる炭素繊維織物を提供するものとして、例えば特許文献１がある。
Conventionally, as a method for reinforcing a deteriorated concrete structure or reinforcing a plastic molded plate or the like, there is known a method of reinforcing using a so-called carbon fiber reinforced plastic which is cured while impregnating a carbon fiber sheet with a resin. It has been.
The reinforcing carbon fiber sheet may be a sheet-like sheet composed of fiber yarns arranged in one direction, or a woven fabric (two pieces of vertical fiber yarns and horizontal fiber yarns crossed one by one). A shaft, a triaxial, a quadruaxial) or a knitted fabric (two-dimensional, three-dimensional) formed by circular knitting, warp knitting, flat knitting, or the like has been used.
For example,
しかしながら、上記特許文献１によれば、炭素繊維目付けが２００〜４００ｇ／ｍ2なる織物として形成されており、重くて表面が平滑に仕上がりにくく、シートを複数枚重ねて用いることが難しかった。また、製造コストもかかり、安価に手に入れることができないという問題があった。
However, according to
そこで本発明は、表面が従来の織物よりも平滑であり、施工性・樹脂含浸性に優れ、かつ軽くて安価な炭素繊維積層クロスを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a carbon fiber laminated cloth that has a smoother surface than conventional fabrics, is excellent in workability and resin impregnation properties, and is light and inexpensive.
上記の課題を解決するために、請求項1記載の炭素繊維積層クロスは、斜め方向に炭素繊維糸条を多数本並行に配列して構成した下層部、及び斜め方向であって該下層部の炭素繊維糸条とは異なる方向に炭素繊維糸条を多数本並行に配列して構成した上層部を、互いに上下に交錯させることなく積層して形成したことを要旨とする。
In order to solve the above problems, the carbon fiber laminated cloth according to
また、請求項２記載の炭素繊維積層クロスは、請求項１記載の構成において、炭素繊維目付を１００ｇ／ｍ2以下としたことを要旨とする。
The carbon fiber laminated cloth according to
また、請求項３記載の炭素繊維積層クロスは、請求項１又は２に記載の構成において、炭素繊維糸条を互いに４ｍｍ〜２５ｍｍの間隔をあけて配列して、メッシュ部を形成したことを要旨とする。
The carbon fiber laminated cloth according to
また、請求項４記載の炭素繊維積層クロスは、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、下層部及び上層部の炭素繊維糸条を、斜め±４５°の方向に配列したことを要旨とする。
Further, in the carbon fiber laminated cloth according to
また、請求項５記載のガラス繊維積層クロスは、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、炭素繊維に替えてガラス繊維を用いたことを要旨とする。
Moreover, the gist of the glass fiber laminated cloth according to
本発明によれば、斜め方向に炭素繊維糸条を多数本並行に配列して構成した下層部、及び斜め方向であって該下層部の炭素繊維糸条とは異なる方向に炭素繊維糸条を多数本並行に配列して構成した上層部を、互いに上下に交錯させることなく積層して炭素繊維積層クロスを形成したため、クロス表面が従来の織物と比較して平滑であり、積層クロスを何層にも重ねて用いることが容易となる。
また、本発明によれば、炭素繊維目付を１００ｇ／ｍ2以下としたため、軽くて樹脂含浸性がきわめて高く、施工性がよい。
さらに、製造も容易であるため、製造コストを抑えることができ、安価な積層クロスを提供することが可能となる。
According to the present invention, a lower layer portion configured by arranging a number of carbon fiber yarns in parallel in an oblique direction, and the carbon fiber yarns in an oblique direction that is different from the carbon fiber yarn of the lower layer portion. Since the carbon fiber laminate cloth was formed by laminating the upper layer parts arranged in parallel with each other without crossing each other up and down, the cloth surface was smooth compared to the conventional fabric, and how many layers of the laminate cloth were In addition, it becomes easy to use it repeatedly.
In addition, according to the present invention, since the basis weight of the carbon fiber is 100 g / m 2 or less, it is light and has a very high resin impregnation property and good workability.
Furthermore, since the manufacturing is easy, the manufacturing cost can be suppressed, and an inexpensive laminated cloth can be provided.
また、本発明によれば、炭素繊維糸条を互いに４ｍｍ〜２５ｍｍの間隔をあけて配列してメッシュ部を形成したため、ドレープ性に優れ、円筒状や曲面に用いることが容易な積層クロスを提供することが可能となる。 In addition, according to the present invention, the carbon fiber yarns are arranged with an interval of 4 mm to 25 mm from each other to form a mesh portion, so that a laminated cloth that is excellent in drape and can be easily used for a cylindrical shape or a curved surface is provided. It becomes possible to do.
本発明に係る炭素繊維積層クロスは、炭素繊維糸条をそれぞれ多数本並行に配列することによって構成した下層部及び上層部を、互いに上下に交錯させることなく積層して形成したものである。
下層部及び上層部の炭素繊維糸条は、積層クロスの長さ方向に対してそれぞれ斜め方向に配列され、下層部の炭素繊維糸条と上層部の炭素繊維糸条とは互いに異なる方向となるように配列される。
このように本発明は、炭素繊維糸条を斜め二方向に配列したものであるため、縦方向、横方向に配列したものに比べて、樹脂含浸後の成形物において斜め方向の捩れに強いという特徴を有している。
The carbon fiber laminated cloth according to the present invention is formed by laminating a lower layer portion and an upper layer portion, which are configured by arranging a large number of carbon fiber yarns in parallel, without crossing each other up and down.
The carbon fiber yarns in the lower layer portion and the upper layer portion are arranged obliquely with respect to the length direction of the laminated cloth, and the carbon fiber yarns in the lower layer portion and the carbon fiber yarns in the upper layer portion are in different directions. Are arranged as follows.
As described above, since the carbon fiber yarns are arranged in two oblique directions, the present invention is more resistant to twisting in the oblique direction in the molded article after resin impregnation than those arranged in the vertical and horizontal directions. It has characteristics.
炭素繊維糸条の、積層クロスの長さ方向に対する配置角度は、特に限定されるものではないが、±４５°方向に配列すると、斜め二方向に対して均等な強度や弾性率を発揮することができるため好ましい。 The arrangement angle of the carbon fiber yarns with respect to the length direction of the laminated cloth is not particularly limited, but when arranged in the ± 45 ° direction, it exhibits uniform strength and elastic modulus in two oblique directions. Is preferable.
また、各層部の炭素繊維糸条を、互いに一定の間隔を設けて配列することとしてもよい。この場合、積層クロスには炭素繊維糸条が配置されていない穴明き部、すなわちメッシュ部が形成されることとなる。メッシュ部が大きくなりすぎると、ドレープ性が過大となり使用勝手や施工性がかえって悪くなるため、上記間隔は４ｍｍ〜２５ｍｍとすることが好ましい。 Further, the carbon fiber yarns of the respective layer portions may be arranged at a predetermined interval. In this case, a perforated portion where no carbon fiber yarn is arranged, that is, a mesh portion is formed on the laminated cloth. If the mesh portion becomes too large, the drapeability will be excessive and the usability and workability will be worsened. Therefore, the above interval is preferably 4 mm to 25 mm.
下層部及び上層部は、積層状態のままステッチ糸によって一体的に縫合される。ステッチ糸は、例えば積層クロスの長さ方向に並行に、互いに一定の間隔をあけて設けられる。ステッチ糸は、樹脂が硬化するまでの間、下層部及び上層部の積層状態を保ち、繊維糸条の所定の配向を乱さないために用いられるものである。
従って、このような機能を発揮する限り、ステッチ糸としてはどのようなものを用いてもよいが、表面の平滑さを出すために、なるべく細いものを用いることが好ましい。ステッチ糸としては、例えばポリエステル繊維、ガラス繊維、炭素繊維などを用いることができるが、特にポリエステル長繊維が適している。
また、ステッチ糸による縫合方法は、チェーン編みが適している。
The lower layer portion and the upper layer portion are integrally stitched with the stitch yarn in the laminated state. The stitch yarns are provided, for example, parallel to the length direction of the laminated cloth and spaced apart from each other. The stitch yarn is used for maintaining the laminated state of the lower layer portion and the upper layer portion until the resin is cured and not disturbing the predetermined orientation of the fiber yarn.
Therefore, as long as such a function is exhibited, any stitch yarn may be used, but it is preferable to use a stitch yarn as thin as possible in order to obtain a smooth surface. As the stitch yarn, for example, polyester fiber, glass fiber, carbon fiber and the like can be used, and polyester long fiber is particularly suitable.
Further, chain knitting is suitable as a stitching method using stitch yarn.
本発明は、炭素繊維目付けを１００ｇ／ｍ2以下とすることにより、樹脂含浸性を高め、軽量化・積層容易化等を図ったものである。特に本発明では、その製造過程において、炭素繊維に繊維方向に沿って引張応力を与えつつ、炭素繊維糸条を配列・積層させていくものであるため、炭素繊維断面の上下が押し潰されるように変形して扁平化し、その結果、単位面積あたりの炭素繊維の量を減らすことが可能となったものである。
また、積層クロス全体の厚みは積層性を考慮し、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍとすることが好ましい。
炭素繊維糸条は、炭素繊維を並行に配列することによって構成されるが、本発明で用いる炭素繊維はマルチフィラメントを用いる。補強効果を高めるためには、高強度で高弾性率の炭素繊維を用いることが好ましいが、特に引張強度３７００Ｍｐａ以上、引張弾性率２３０Ｇｐａ以上が好ましい。
In the present invention, by making the carbon fiber basis weight 100 g / m 2 or less, the resin impregnation property is improved, and the weight is reduced and the lamination is facilitated. In particular, in the present invention, the carbon fiber yarns are arranged and laminated while applying tensile stress along the fiber direction in the manufacturing process, so that the upper and lower sides of the carbon fiber cross section are crushed. As a result, the amount of carbon fiber per unit area can be reduced.
In addition, the thickness of the entire laminated cloth is preferably 0.1 mm to 0.4 mm in consideration of the laminate property.
The carbon fiber yarn is configured by arranging carbon fibers in parallel, and the carbon fiber used in the present invention uses a multifilament. In order to enhance the reinforcing effect, it is preferable to use a carbon fiber having a high strength and a high elastic modulus. In particular, a tensile strength of 3700 Mpa or higher and a tensile elastic modulus of 230 Gpa or higher are preferable.
本発明に係る積層クロスは、樹脂を含浸させて用いるものである。本発明は、炭素繊維目付けを１００ｇ／ｍ2以下としているので、樹脂の含浸性が非常によいのが特徴である。
樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ナイロン樹脂、ＰＢＴ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。
The laminated cloth according to the present invention is used by impregnating a resin. Since the carbon fiber basis weight is 100 g / m 2 or less, the present invention is characterized in that the resin impregnation property is very good.
As the resin, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, or a phenol resin, or a thermoplastic resin such as a nylon resin, a PBT resin, a polyethylene resin, or a polypropylene resin can be used.
本発明に係る積層クロスの用途としては、土木・建築のコンクリート構造物の補強用の他に、船体、飛行機の機体、輸送用車輌の車体、ゴルフシャフト、釣竿などの補強用として用いることができる。
本発明に係る積層クロスをメッシュ状に形成した場合には、ドレープ性が一層向上するため、特に円筒面や曲面などへの使用に適している他、何層にも積層させての使用に適したものとなる。
As a use of the laminated cloth according to the present invention, it can be used for reinforcing a hull, an airplane body, a vehicle body of a transportation vehicle, a golf shaft, a fishing rod, etc. in addition to reinforcing a concrete structure of civil engineering and architecture. .
When the laminated cloth according to the present invention is formed in a mesh shape, the draping property is further improved, so that it is particularly suitable for use on a cylindrical surface or a curved surface, and also suitable for use by laminating multiple layers. It will be.
炭素繊維は、引張強度や引張弾性率が高い上、樹脂との接着性もよいという特性を有しており、本発明では特に炭素繊維に着目したものであるが、炭素繊維に替えて、その他の強化繊維、例えばガラス繊維やポリアミド繊維などを用いて、本発明に係る積層クロスを形成することとしてもよい。特にガラス繊維は、比較的引張強度が高く、樹脂との接着性もよいため好ましい。 The carbon fiber has the characteristics that the tensile strength and tensile modulus are high and also has good adhesiveness with the resin. In the present invention, the carbon fiber is particularly focused on. The laminated cloth according to the present invention may be formed using other reinforcing fibers such as glass fiber and polyamide fiber. In particular, glass fiber is preferable because it has a relatively high tensile strength and good adhesion to a resin.
本発明の第１の実施例を図面を参照しながら説明する。本実施例は、炭素繊維積層クロスに関する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This example relates to a carbon fiber laminated cloth.
図１は第１の実施例に係る積層クロスの平面図、図２は図１のＸ〜Ｘ’における第１の実施例に係る積層クロスの拡大断面図、図５は本発明の積層クロス製造機を示す平面図、図６は搬送チェーン上部の横断面拡大図である。
また、（１）（２）は炭素繊維糸条、（３）はステッチ糸、（４）は炭素繊維、（５）は下層部、（６）は上層部、（１０）は積層クロス製造機、（１１）は下層部製造装置、（１２）は上層部製造装置、（１３）（１３’）はクリールスタンド、（１４）（１４’）は挿入装置、（１５）（１５’）はグリッパー、（１６）（１６）’はグリッパー ガイド、（１７）はステッチ装置、（１８）は搬送チェーン、（１９）は搬送ローラー、（２０）は巻き取りローラー、（２１）は制御装置、（２２）は架台フレーム、（２３）はカッター、（２４）はバキュームホース、（２５）は集塵装置、（２６）はピン、（２７）は支持片、（２８）は抑え片を示す。
1 is a plan view of a laminated cloth according to the first embodiment, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the laminated cloth according to the first embodiment at XX ′ in FIG. 1, and FIG. 5 is a production of the laminated cloth according to the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional enlarged view of the upper part of the transport chain.
(1) (2) is carbon fiber yarn, (3) is stitch yarn, (4) is carbon fiber, (5) is a lower layer part, (6) is an upper layer part, (10) is a laminated cloth manufacturing machine , (11) is a lower layer manufacturing apparatus, (12) is an upper layer manufacturing apparatus, (13) and (13 ′) are creel stands, (14) and (14 ′) are insertion apparatuses, and (15) and (15 ′) are grippers. , (16) and (16) ′ are gripper guides, (17) is a stitching device, (18) is a transport chain, (19) is a transport roller, (20) is a take-up roller, (21) is a control device, (22 ) Is a frame for a frame, (23) is a cutter, (24) is a vacuum hose, (25) is a dust collector, (26) is a pin, (27) is a support piece, and (28) is a holding piece.
本実施例に係る炭素繊維積層クロスは、図１及び図２に示すように、多数本の炭素繊維糸条（１）及び（２）をそれぞれ斜め方向に並行に配置して形成した下層部（５）及び上層部（６）の２層を積層することによって構成されている。図１に示すように、下層部（５）及び上層部（６）の炭素繊維糸条（１）及び（２）は、積層クロスの長さ方向に対してそれぞれ＋４５°、−４５°の角度で配列されている。下層部（５）及び上層部（６）の各層内においては、それぞれ炭素繊維（４）が並行に配列されている。
図２に示すように、下層部（５）及び上層部（６）は互いに上下に交錯することなく積層され、図１に示すステッチ糸（３）によって下層部と上層部が一体的に縫合されている。ステッチ糸（３）としては合繊長繊維糸が使用されており、チェーン編みによって縫合されている。合繊長繊維糸は、一定程度の強度、伸度を有するといった特徴を有しており、ステッチ糸（３）としての使用に適したものである。
そして、本実施例に係る炭素繊維積層クロスは、クロス全体の厚みが０．２ｍｍ、目付けが１００ｇ／ｍ2となるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the carbon fiber laminated cloth according to this example has a lower layer portion formed by arranging a large number of carbon fiber yarns (1) and (2) in parallel in an oblique direction ( 5) and the upper layer part (6) are laminated | stacked and it is comprised. As shown in FIG. 1, the carbon fiber yarns (1) and (2) of the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) are + 45 ° and −45 ° angles with respect to the length direction of the laminated cloth, respectively. Are arranged in In each layer of the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6), the carbon fibers (4) are arranged in parallel.
As shown in FIG. 2, the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) are laminated without crossing each other up and down, and the lower layer portion and the upper layer portion are integrally stitched together by the stitch yarn (3) shown in FIG. ing. Synthetic long fiber yarn is used as the stitch yarn (3), and is stitched by chain knitting. The synthetic long fiber yarn has a characteristic of having a certain degree of strength and elongation, and is suitable for use as a stitch yarn (3).
And the carbon fiber laminated cloth which concerns on a present Example is comprised so that the thickness of the whole cloth may be 0.2 mm and a fabric weight may be 100 g / m < 2 >.
次に、本実施例に係る炭素繊維積層クロスの製造工程について、図５及び図６に基づいて説明する。図５に示す積層クロス製造機（１０）は、進行方向に沿って順次、積層クロスを製造するものである。
最初に、下層部製造装置（１１）によって本実施例に係る積層クロスの下層部（５）が形成される。下層部製造装置（１１）は、クリールスタンド（１３）、挿入装置（１４）、グリッパー（１５）、グリッパーガイド（１６）を備えており、まずは糸掛け装置であるクリールスタンド（１１）から、数本の炭素繊維糸が炭素繊維糸条（１）を形成して挿入装置（１４）に入れられる。そして、糸掴み装置であるグリッパー（１５）が挿入装置（１４）に入れられた該炭素繊維糸条（１）を掴んで、対角方向まで運ぶ。運ばれた炭素繊維糸条（１）は、機上に降ろされると同時にピン（２６）に引っ掛けて固定される。
図６に示すように、ピン（２６）は支持片（２７）の上に設けられており、機上に降ろされた炭素繊維糸条（１）を挿入貫通し、その端部を支持片（２７）と抑え片（２８）とで挟み込んで固定するようになっている。これらのピン（２６）、支持片（２７）、抑え片（２８）は搬送チェーン（１８）と一体的に設置され、かつ搬送チェーン（１８）の進行方向に沿って同様のピン（２６）、支持片（２７）、抑え片（２８）が連続的に複数設置されている。さらに抑え片（２８）は、図６に示すように、搬送チェーン（１８）上で進行方向に対して垂直方向に往復直線運動するようになっている。
このようにして一端を固定される炭素繊維糸条（１）は、同時に挿入装置（１４）部分においてカッター切断され、挿入装置（１４）側の搬送チェーン（１８）上に設けられた上記同様の構成のピン（２６）、支持片（２７）、抑え片（２８）によって他端も固定される。このとき、炭素繊維糸条（１）は、炭素繊維の繊維方向に沿って両端から引張応力が与えられた状態で固定されつつ、搬送チェーン（１８）によって進行方向に運ばれていくこととなる。以上のような工程で、下層部（５）を形成する炭素繊維糸条（１）が配列されていく。
空になったグリッパー（１５）は、挿入装置（１４）の位置まで戻り、再び上記工程を繰り返して下層部（５）を形成していく。このとき、グリッパー（１５）は定置されたグリッパーガイド（１６）に沿って対角方向に往復運動を行っており、炭素繊維糸条（１）が配列されるごとに搬送チェーン（１８）によって進行方向に運ばれて、炭素繊維糸条（１）が連続して配列されるようになっている。グリッパー（１５）は、進行方向に対して＋４５°の角度で往復運動を行うようになされている。
Next, the manufacturing process of the carbon fiber laminated cloth which concerns on a present Example is demonstrated based on FIG.5 and FIG.6. The laminated cloth manufacturing machine (10) shown in FIG. 5 sequentially manufactures laminated cloth along the traveling direction.
First, the lower layer part (5) of the laminated cloth according to the present embodiment is formed by the lower layer manufacturing apparatus (11). The lower layer manufacturing device (11) includes a creel stand (13), an insertion device (14), a gripper (15), and a gripper guide (16). First, from the creel stand (11) which is a yarn hooking device, The carbon fiber yarns of the book form the carbon fiber yarn (1) and are put into the insertion device (14). Then, the gripper (15) which is a thread gripping device grips the carbon fiber yarn (1) placed in the insertion device (14) and carries it to the diagonal direction. The conveyed carbon fiber yarn (1) is lowered onto the machine and at the same time is hooked on the pin (26) and fixed.
As shown in FIG. 6, the pin (26) is provided on the support piece (27), and the carbon fiber yarn (1) lowered on the machine is inserted and penetrated. 27) and the holding piece (28). These pins (26), support pieces (27), holding pieces (28) are installed integrally with the transport chain (18), and similar pins (26) along the traveling direction of the transport chain (18), A plurality of support pieces (27) and holding pieces (28) are continuously provided. Further, as shown in FIG. 6, the holding piece (28) is adapted to reciprocate linearly in the direction perpendicular to the traveling direction on the transport chain (18).
The carbon fiber yarn (1) whose one end is fixed in this way is simultaneously cutter-cut at the insertion device (14) portion and similar to the above provided on the conveyance chain (18) on the insertion device (14) side. The other end is also fixed by the pin (26), the support piece (27), and the holding piece (28). At this time, the carbon fiber yarn (1) is transported in the traveling direction by the transport chain (18) while being fixed in a state where tensile stress is applied from both ends along the fiber direction of the carbon fiber. . Through the steps as described above, the carbon fiber yarns (1) forming the lower layer portion (5) are arranged.
The empty gripper (15) returns to the position of the insertion device (14), and the above process is repeated again to form the lower layer part (5). At this time, the gripper (15) reciprocates diagonally along the stationary gripper guide (16), and advances by the transport chain (18) each time the carbon fiber yarns (1) are arranged. Carrying in the direction, the carbon fiber yarns (1) are arranged continuously. The gripper (15) reciprocates at an angle of + 45 ° with respect to the traveling direction.
形成された下層部（５）が搬送チェーン（１８）によって上層部製造装置（１２）のところまで運ばれると、同様の手順で上層部（６）が形成される。上層部製造装置（１２）においては、グリッパー（１５’）が進行方向に対して−４５°の角度で往復運動を行い、また、上層部（６）は下層部（５）の上に積層するように形成されていく。
このようにして、図２に示すごとく下層部（５）と上層部（６）が積層形成されると、さらに搬送チェーン（１８）によって進行方向に運ばれ、ステッチ装置（１７）によって、積層状態にある下層部（５）と上層部（６）が、図１に示すようにステッチ糸（３）を用いて一体的に縫合されて積層クロスが完成する。出来上がった積層クロスは、カッター（２３）によってクロス端部がピン（２６）の内側で切り落とされるとともに、バキュームホース（２４）、集塵装置（２５）によって切れ端、切り屑が吸い取られた後、巻き取りローラー（２０）によって巻き取られる。
積層クロス製造機（１０）は、制御装置（２１）によってコンピュータ制御されており、クロス全体の厚みや目付け等を所定の数値に保つように制御されている。また、制御装置（２１）においてグリッパー（１５）（１５’）の進行方向に対する角度を設定変更することで、炭素繊維糸条（１）（２）の進行方向（長さ方向）に対する配置角度を±４５°以外の任意の数値に設定することもできる。
When the formed lower layer part (5) is carried to the upper layer part manufacturing apparatus (12) by the transport chain (18), the upper layer part (6) is formed in the same procedure. In the upper layer manufacturing apparatus (12), the gripper (15 ′) reciprocates at an angle of −45 ° with respect to the traveling direction, and the upper layer (6) is stacked on the lower layer (5). Will be formed.
In this way, when the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) are laminated as shown in FIG. 2, they are further carried in the traveling direction by the transport chain (18), and are laminated by the stitching device (17). As shown in FIG. 1, the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) are stitched together using the stitch yarn (3) to complete the laminated cloth. The finished laminated cloth is cut off by the cutter (23) at the end of the cloth inside the pin (26), and the vacuum hose (24) and the dust collector (25) absorb the cut ends and chips. It is wound up by a take-up roller (20).
The laminated cloth manufacturing machine (10) is computer-controlled by the control device (21), and is controlled so as to keep the thickness, basis weight, etc. of the entire cloth at a predetermined value. Moreover, by setting and changing the angle with respect to the traveling direction of the grippers (15) and (15 ′) in the control device (21), the arrangement angle of the carbon fiber yarns (1) and (2) with respect to the traveling direction (length direction) is changed. It can also be set to any numerical value other than ± 45 °.
以上、本実施例に係る炭素繊維積層クロスによれば、下層部（５）及び上層部（６）の炭素繊維糸条（１）及び（２）が斜め±４５°方向に配列されているため、斜めに対して均等な引張強度を得ることができる。特に繊維方向となる斜め±４５°の方向に対しては、きわめて大きな強度を発揮する。 As described above, according to the carbon fiber laminated cloth according to the present embodiment, the carbon fiber yarns (1) and (2) of the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) are arranged in the diagonal ± 45 ° direction. A uniform tensile strength can be obtained with respect to the oblique direction. In particular, an extremely large strength is exhibited with respect to a direction of ± 45 ° which is the fiber direction.
また、本実施例に係る積層クロスは、図３に示したごとくの製造機（１０）によって、進行方向に沿って、下層部（５）及び上層部（６）が順次積層形成されるものであるため、あらかじめ裁断によって所定の方向に配列するといった面倒な準備作業が不要であり、製造が非常に容易である。従って、製造コストの大幅な削減ができ、安価なクロスを提供することが可能となる。 In addition, the laminated cloth according to the present embodiment is formed by sequentially laminating the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) along the traveling direction by the manufacturing machine (10) as shown in FIG. Therefore, troublesome preparatory work such as arranging in a predetermined direction by cutting in advance is unnecessary, and manufacturing is very easy. Therefore, the manufacturing cost can be greatly reduced, and an inexpensive cloth can be provided.
さらに、本実施例に係る積層クロスは、炭素繊維目付けが１００ｇ／ｍ2以下であり、非常に軽いため、自動車の車体や飛行機の機体等の補強用として用いる場合には、燃費を抑制する効果もあり、ＣＯ２ガスの削減にも寄与することとなる。 Furthermore, since the laminated cloth according to the present embodiment has a carbon fiber basis weight of 100 g / m 2 or less and is extremely light, when used as a reinforcement for an automobile body, an airplane body, etc., the effect of suppressing fuel consumption This also contributes to the reduction of CO 2 gas.
本発明に係る第２の実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、メッシュ状に形成した炭素繊維積層クロスに関するものである。 A second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment relates to a carbon fiber laminated cloth formed in a mesh shape.
図３は第２の実施例に係る積層クロスの平面図、図４は図３のＹ〜Ｙ’における第２の実施例に係る積層クロスの拡大断面図である。
また、（１）（２）は炭素繊維糸条、（３）はステッチ糸、（４）は炭素繊維、（５）は下層部、（６）は上層部、（７）はメッシュ部を示す。
3 is a plan view of the laminated cloth according to the second embodiment, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the laminated cloth according to the second embodiment at Y to Y ′ in FIG.
Also, (1) and (2) are carbon fiber yarns, (3) is stitch yarn, (4) is carbon fiber, (5) is a lower layer part, (6) is an upper layer part, and (7) is a mesh part. .
本実施例に係る炭素繊維積層クロスは、図３及び図４に示すように、多数本の炭素繊維糸条（１）及び（２）をそれぞれ斜め方向に並行に配置して形成した下層部（５）及び上層部（６）を積層することによって構成されるが、炭素繊維糸条同士を一定の間隔（ｄ）を設けて配置することにより、積層クロスをメッシュ状に形成したものである。
図３に示すように、下層部（５）及び上層部（６）の炭素繊維糸条（１）及び（２）は、積層クロスの長さ方向に対してそれぞれ＋４５°、−４５°の角度で配列され、さらに炭素繊維糸条同士の間隔（ｄ）が１０ｍｍとなるようになされている。これにより、積層クロスに一辺が１０ｍｍの正方形状のメッシュ部（７）が形成されることとなる。
下層部（５）と上層部（６）は、実施例１と同様に、ステッチ糸（３）によって一体的に縫合されている。
さらに、本実施例においては、クロス全体の厚みが０．３ｍｍ、目付けが９８ｇ／ｍ2となるように構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the carbon fiber laminated cloth according to this example is a lower layer portion formed by arranging a large number of carbon fiber yarns (1) and (2) in parallel in an oblique direction ( 5) and the upper layer part (6) are laminated, but the laminated cloth is formed in a mesh shape by arranging the carbon fiber yarns with a certain distance (d).
As shown in FIG. 3, the carbon fiber yarns (1) and (2) of the lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) have angles of + 45 ° and −45 °, respectively, with respect to the length direction of the laminated cloth. And the distance (d) between the carbon fiber yarns is 10 mm. As a result, a square mesh portion (7) having a side of 10 mm is formed on the laminated cloth.
The lower layer portion (5) and the upper layer portion (6) are integrally stitched together with the stitch yarn (3), as in the first embodiment.
Further, in this embodiment, the entire cloth is configured to have a thickness of 0.3 mm and a basis weight of 98 g / m 2 .
本実施例に係る炭素繊維積層クロスの製造工程については、基本的には実施例１と同様であるが、図３に示すごとくのメッシュ部（７）を形成するように製造される。
すなわち、下層部（５）又は上層部（６）において１本の炭素繊維糸条（１）又は（２）が配列されると、所定の間隔（ｄ＝１０ｍｍ）をあけて次の炭素繊維糸条（１）又は（２）が配列されることとなる。
このようなメッシュ部（７）の形成は、図５で示した制御装置（２１）によりコンピュータ制御が可能であり、設定変更により１０ｍｍ以外の間隔（ｄ）とすることもできる。
About the manufacturing process of the carbon fiber laminated cloth which concerns on a present Example, although it is the same as that of Example 1, it manufactures so that a mesh part (7) as shown in FIG. 3 may be formed.
That is, when one carbon fiber yarn (1) or (2) is arranged in the lower layer portion (5) or the upper layer portion (6), the next carbon fiber yarn is opened with a predetermined interval (d = 10 mm). Article (1) or (2) will be arranged.
The formation of the mesh part (7) can be controlled by a computer by the control device (21) shown in FIG. 5, and can be set to an interval (d) other than 10 mm by changing the setting.
本実施例に係る積層クロスを、土木・建築のコンクリート構造物、特に丸みを帯びた橋脚や円柱を補強するために用いる場合について説明する。補強にあたっては、コンクリート表面の汚れの除去、クラックのパテ埋め、モルタルやパテによる下地処理等を行った上で、補強箇所にプライマーを塗布しておく。
プライマー乾燥後、補強箇所に樹脂を塗布して本実施例に係る積層クロスをあてがい、含浸ローラ等で上から押さえて、樹脂を十分に含浸させる。積層クロスを複数枚積層させる場合には、その上にさらに樹脂を塗布して、上記作業を繰り返せばよい。
The case where the laminated cloth which concerns on a present Example is used in order to reinforce a civil engineering and architectural concrete structure, especially a rounded bridge pier and a cylinder is demonstrated. For reinforcement, a primer is applied to the reinforcement portion after removing dirt on the concrete surface, filling the putty of cracks, and treating the ground with mortar or putty.
After drying the primer, a resin is applied to the reinforcing portion, the laminated cloth according to this embodiment is applied, and the resin is sufficiently impregnated by pressing from above with an impregnation roller or the like. When a plurality of laminated cloths are laminated, a resin is further applied thereon, and the above operation is repeated.
本実施例に係る炭素繊維積層クロスは、上記のようにメッシュ部（７）を有しメッシュ状に形成されているため、実施例１と比較してドレープ性が一層優れている。従って、丸みを帯びた橋脚や円柱を補強する場合であっても、容易に下地の形状になじむため施工性がよく、積層も容易である。
さらに、土木・建築のコンクリート建造物の他にも、ゴルフシャフトや釣竿など非常に細いものを対象とする場合であっても、積層クロスが嵩張ることがなく作業効率が良い。
Since the carbon fiber laminated cloth according to the present example has the mesh part (7) as described above and is formed in a mesh shape, the drapeability is further excellent as compared with Example 1. Therefore, even when a rounded bridge pier or cylinder is reinforced, workability is good because it easily adapts to the shape of the groundwork, and lamination is also easy.
Furthermore, in addition to civil engineering / architectural concrete structures, even when a very thin object such as a golf shaft or a fishing rod is used, the laminated cloth does not become bulky and the work efficiency is good.
本発明は、従来の補強用炭素繊維シートに比べて、施工性・樹脂含浸性に優れ、かつ軽くて安価な炭素繊維積層クロスを提供するものであり、産業上利用可能性を有する。 The present invention provides a carbon fiber laminated cloth that is excellent in workability and resin impregnation properties, is lighter and cheaper than conventional reinforcing carbon fiber sheets, and has industrial applicability.
１ 炭素繊維糸条
２ 炭素繊維糸条
３ ステッチ糸
４ 炭素繊維
５ 下層部
６ 上層部
７ メッシュ部
１０ 積層クロス製造機
１１ 下層部製造装置
１２ 上層部製造装置
１３ クリールスタンド
１３’ クリールスタンド
１４ 挿入装置
１４’ 挿入装置
１５ グリッパー
１５’ グリッパー
１６ グリッパーガイド
１６’ グリッパーガイド
１７ ステッチ装置
１８ 搬送チェーン
１９ 搬送ローラー
２０ 巻き取りローラー
２１ 制御装置
２２ 架台フレーム
２３ カッター
２４ バキュームホース
２５ 集塵装置
２６ ピン
２７ 支持片
２８ 抑え片
DESCRIPTION OF
Claims (5)
メッシュ部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の炭素繊維積層クロス。 Arrange the carbon fiber yarns 4mm to 25mm apart from each other,
The carbon fiber laminated cloth according to claim 1, wherein a mesh portion is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004181744A JP2006002302A (en) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | Carbon fiber laminated cloth |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006002302A true JP2006002302A (en) | 2006-01-05 |
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ID=35770936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004181744A Pending JP2006002302A (en) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | Carbon fiber laminated cloth |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006002302A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008063782A (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Ube Nitto Kasei Co Ltd | Mesh material for repairing or reinforcing concrete structure, and method of producing the same |
| JP2010196177A (en) * | 2009-02-21 | 2010-09-09 | Toho Tenax Co Ltd | Bias stitched base, and preform and prepreg using the same |
| JP2010196176A (en) * | 2009-02-21 | 2010-09-09 | Toho Tenax Co Ltd | Multiaxially stitched base and preform using the same |
| KR101032044B1 (en) | 2009-11-03 | 2011-05-02 | 주식회사씨앤에프 | Apparatus and method for minimizing carbon fiber fabric loss by adjusting array angle of carbon fiber |
| CN105803682A (en) * | 2014-12-31 | 2016-07-27 | 大连华阳新材料科技股份有限公司 | Reciprocator yarn swinging assembly with reverse yarn swinging function |
-
2004
- 2004-06-18 JP JP2004181744A patent/JP2006002302A/en active Pending
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