JP5907042B2 - 三次元繊維構造体 - Google Patents
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Description
以下、三次元繊維構造体の第1の実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。
図1に示すように、三次元繊維構造体10は、繊維層11が積層された少なくとも2軸配向となる積層繊維層12が、各繊維層11と直交する方向に配列された結合糸としての厚さ方向糸zで結合されて構成されている。厚さ方向糸zは、積層繊維層12の厚さ方向の両面において、それぞれ積層繊維層12の外側に配列された抜け止め糸13a,13bと係合して積層繊維層12の厚さ方向に配列される部分のピッチが一定間隔で折り返すように配列されている。抜け止め糸13a,13bは、厚さ方向糸zの配列面Pzと交差する方向(この実施形態では直交方向)に配列されている。
(1)三次元繊維構造体10は、繊維層11が積層された少なくとも2軸配向となる積層繊維層12が、各繊維層11と直交する方向に配列された厚さ方向糸z(結合糸)で結合されて構成されている。そして、厚さ方向糸zは、積層繊維層12の厚さ方向の両面において、それぞれ積層繊維層12の外側に配列された抜け止め糸13a,13bと係合して折り返すように配列され、抜け止め糸13a,13bは、厚さ方向糸zの配列面と交差する方向に配列されている。したがって、三次元繊維構造体10を繊維強化樹脂の強化基材として使用した際に、樹脂溜まり14の減少と繊維体積含有率の向上とを両立させることができる。その結果、品質が良く、強度/剛性の高い材料としての繊維強化複合材料の適用範囲が拡がる。
次に、三次元繊維構造体の第2の実施形態を図5にしたがって説明する。この実施形態の三次元繊維構造体10は、抜け止め糸13bの構成が第1の実施形態と異なり、その他の構成は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
(4)三次元繊維構造体10は、積層繊維層12の厚さ方向の他方の面側において、厚さ方向糸zのループ状に折り返した部分と反対側の部分を挟持する抜け止め糸13bは、厚さ方向糸zのピッチPを埋める幅Wに形成されている。したがって、第1の実施形態と異なり、厚さ方向糸zが積層繊維層12の他方の面側に沿って配列される部分と積層繊維層12との間の隙間が抜け止め糸13bで埋められた状態になるため、その部分における樹脂溜まり14がなくなる。
(6)各抜け止め糸13bがそれぞれ隣り合う厚さ方向糸zの挿入位置に挿入された厚さ方向糸zに対して係合するため、抜け止め糸13bの使用本数が少なくなる。
次に、三次元繊維構造体の第3の実施形態を図6〜図8にしたがって説明する。この実施形態の三次元繊維構造体10は、厚さ方向糸zが積層繊維層12の厚さ方向の一方の面側において抜け止め糸13aを囲繞してループ状に折り返して積層繊維層12に挿入される部分を有さない点が第1の実施形態及び第2の実施形態と大きく異なっている。前記の実施形態と同様の部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
(7)抜け止め糸13a,13bは、厚さ方向糸zのピッチPを埋める幅Wに形成されている。厚さ方向糸zは、積層繊維層12の厚さ方向の一方の面側において抜け止め糸13aと接触してその幅方向に配列される部分と、積層繊維層12を貫通するように配列される部分と、積層繊維層12の厚さ方向の他方の面側において抜け止め糸13bと接触してその幅方向に配列される部分とが交互に連続するように配列されている。したがって、厚さ方向糸zのループ状の折り返し部の内側と、ループ状の折り返し部と反対側である根元部の目開き部の樹脂溜まり14が存在しない。
○ 厚さ方向糸zのループ状に折り返した部分と反対側の部分を挟持する抜け止め糸13bが、厚さ方向糸zのピッチPを埋める構成は、第2の実施形態のように、厚さ方向糸zのピッチPを埋める幅Wに形成された1本の抜け止め糸13bを使用する構成に限らない。例えば、第1の実施形態のように、厚さ方向糸zのループ状に折り返した部分と反対側の部分を2本の抜け止め糸13b(抜け止め糸13b1及び抜け止め糸13b2)で挟持する構成において、2本の抜け止め糸13bがそれぞれ厚さ方向糸zのピッチPを埋めるのに必要な幅Wの1/2より広い幅として、2本の抜け止め糸13bにより厚さ方向糸zのピッチPを埋める構成としてもよい。
(1)請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の発明の三次元繊維構造体を強化基材とした繊維強化樹脂。
Claims (6)
- 繊維層が積層された少なくとも2軸配向となる積層繊維層が、各繊維層と直交する方向に配列された結合糸で結合されて構成された三次元繊維構造体であって、
前記結合糸は、前記積層繊維層の厚さ方向の両面において、それぞれ前記積層繊維層の外側に配列された抜け止め糸と係合して折り返すように配列され、前記抜け止め糸は、前記結合糸の配列面と交差する方向に配列されていることを特徴とする三次元繊維構造体。 - 前記結合糸は、前記積層繊維層の厚さ方向の一方の面側において前記一方の面側に配列される前記抜け止め糸を囲繞してループ状に折り返して前記積層繊維層に挿入される部分と、前記積層繊維層の他方の面側に沿って配列される部分とが交互に繰り返し、かつ前記積層繊維層と直交する方向に配列される部分は、前記積層繊維層の他方の面側において前記他方の面側に配列される前記抜け止め糸に両側から挟持されている請求項1に記載の三次元繊維構造体。
- 前記積層繊維層の厚さ方向の他方の面側において前記結合糸のループ状に折り返した部分と反対側の部分を挟持する前記他方の面側に配列される前記抜け止め糸は、前記結合糸が前記積層繊維層の他方の面側で折り返されるループ内に配置される抜け止め糸にそれぞれ異なる糸が用いられている請求項2に記載の三次元繊維構造体。
- 前記積層繊維層の厚さ方向の他方の面側において前記結合糸のループ状に折り返した部分と反対側の部分を挟持する前記抜け止め糸は、前記結合糸のピッチを埋める幅に形成されている請求項2に記載の三次元繊維構造体。
- 前記抜け止め糸は、前記結合糸のピッチを埋める幅に形成され、前記結合糸は、前記積層繊維層の厚さ方向の一方の面側において前記一方の面側に配列される前記抜け止め糸と接触して前記抜け止め糸の幅方向に配列される部分と、前記積層繊維層を貫通するように配列される部分と、前記積層繊維層の厚さ方向の他方の面側において前記他方の面側に配列される前記抜け止め糸と接触して前記抜け止め糸の幅方向に配列される部分とが交互に連続するように配列されている請求項1に記載の三次元繊維構造体。
- 前記抜け止め糸は、前記結合糸と同じ太さの繊維束を開繊したものが使用されている請求項5に記載の三次元繊維構造体。
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