JPH0325958Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は補強繊維材料に関し、さらに詳しく
は、繊維強化樹脂を成形する際に樹脂の補強材と
して使用する補強繊維材料に関する。

従来の技術 繊維強化樹脂（FRP）の成形において、補強
繊維を、織物や織物プリプレグなどの、いわゆる
シート状の形態で用い、それらを積層して成形す
ることはよく知られている。しかしながら、織物
やそのプリプレグなどを、１枚づつ、しかも補強
繊維が所望の方向を向くように積層する作業は大
変やつかいである。そこで、近年、それらをあら
かじめ積層し、縫合糸によつて一体に縫合してな
る補強繊維材料が使用されるようになつてきた。

そのような補強繊維材料としては、従来、たと
えば特開昭58−41949号公報や同58−41950号公報
に記載されているように、補強繊維の織物やその
プリプレグなどを積層し、縫合糸で単環縫または
本縫したものが知られている。しかしながら、か
かる従来の補強繊維材料は、第４図（単環縫の場
合）および第５図（本縫の場合）に示すように、
補強繊維たる織糸が縫合糸８で引張られて目ずれ
を起こし、補強繊維の配列が大きく乱れて縫合糸
の貫通部分で材料の表面にくぼみができ、FRP
を成形した場合にその部分が樹脂のみになつてし
まうという欠点がある。しかるに、補強繊維の配
列が乱れていたり、樹脂のみの部分が存在するよ
うなFRPは、もはや高い特性を発現しない。

一方、上述した問題を解消しようとして、たと
えば特開昭59−165647号公報に記載されているよ
うに、材料の最外層に、ピン孔成長抵抗度の大き
い、つまり目ずれしにくい織物やそのプリプレグ
などを配置しておくことも提案されている。この
材料は、上述したものにくらべて確かに補強繊維
の配列の乱れが少ない。しかしながら、最外層に
配置する織物を、縫合糸で引張られても容易に目
ずれを起こさないほどのものとするためにはその
織密度を相当高くする必要があり、そのため交錯
部における織糸のクリンプ（屈曲）が大きくな
り、これによるFRPの特性低下が問題になつて
くる。すなわち、織糸のクリンプが大きくなれば
なるほど、力学上明らかなように、その部分へ
の、FRPに加わつた応力の集中が著しくなり、
そこからFRPの破壊が進行するようになるので
ある。

考案が解決しようとする問題点 この考案の目的は、従来の補強繊維材料の上記
欠点を解決し、縫合糸による補強繊維の配列の乱
れがほとんどなく、また特定の部分への著しい応
力集中がなく、特性の高いFRPを成形すること
ができる補強繊維材料を提供するにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、この考案において
は、シート状補強繊維基材を積層し、縫合糸によ
つて一体に縫合してなる補強繊維材料であつて、
かつその材料の少なくとも一方の側の最外層にお
いては、シート状補強繊維基材として、目止剤に
よつて目止めされた補強繊維織物が使用されてい
ることを特徴とする補強繊維材料が提供される。

作 用 この考案に係る補強繊維材料は、積層されたシ
ート状補強繊維基材を縫合糸によつて一体に縫合
しているが、その最外層においては、基材とし
て、目止剤によつて目止された織物を使用してい
る。しかして、その目止織物は、基材として作用
するとともに、縫合糸に引張られることによる補
強繊維の配列の乱れを防止し、縫合糸の貫通部分
において表面にくぼみができるなどの不都合を防
止している。

実施例 以下、この考案を実施例に基いてさらに詳細に
説明する。

第１図において、補強繊維材料は、シート状補
強繊維基材たる合計７枚の補強繊維織物１〜７
を、面内疑似等方性と厚み方向における対称性を
確保するため、その経糸が、織物１，３，５，７
にあつては長手方向を向くように、また織物２，
４，６にあつては長手方向に対して45゜の方向を
向くように積層し、かつ縫合糸８，８，８，８に
よつて長手方向に沿つて単環縫し、一体に縫合し
てなる。しかして、織物２〜６以外の、材料の最
外層に位置する２枚の織物１と７には、第２図に
示すように、経糸９と緯糸１０とをそれらが交錯
する部分において目止剤１１で互いに結着し、目
止した目止織物を使用している。第２図に示す例
では、目止剤１１が、経糸９の、いわゆる横腹に
沿つて線状に延びているが、これは、第３図に示
すように、経糸９の、緯糸１０と接する上側また
は下側に沿つて延びていることであつてもよい。
また、目止剤は、経糸と緯糸の交錯部のみに付着
していることであつてもよい。

上記においては、基材たる織物として平織物を
示したが、織物は、綾織物でも朱子織物でもよい
し、畝組織をもつ織物であつてもよい。また、経
糸に対して緯糸が30〜60゜の角度で配列された、
いわゆるバイアス織物であつてもよいし、特開昭
55−30974号公報に記載されるような、実質的に
屈曲を有しない真直ぐな補強繊維を互いに並行か
つシート状に引き揃えてなる少なくとも２個の糸
条群を補強繊維によつて一体に織成した、いわゆ
るノンクリンプ織物であつてもよい。また、織物
は、Ｂ−ステージの、たとえばエポキシ樹脂、フ
エノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイ
ミド樹脂などの熱硬化性樹脂が含浸され、プリプ
レグ化されていてもよい。さらに、プリプレグ化
した基材を使用する場合、最外層以外の部分にお
いては、補強繊維を一方向に引き揃え、これにＢ
−ステージの熱硬化性樹脂を含浸してなる、いわ
ゆる一方向性プリプレグを使用することも可能で
ある。

基材を構成している補強繊維は、FRPにおい
て通常使用されている、たとえば炭素繊維、ガラ
ス繊維、有機高弾性繊維（たとえば、ポリアラミ
ド繊維）、シリコンカーバイド繊維、アルミナ繊
維などの高強度、高弾性繊維のマルチフイラメン
トである。これらの補強繊維は、２種以上のもの
が混用されてもよい。

目止織物に使用している目止剤は、たとえばナ
イロン、共重合ナイロン、ポリエステル、塩化ビ
ニリデン、塩化ビニル、ポリウレタンのようなも
のである。なかでも、共重合ナイロン、たとえば
ナイロン６と１２の共重合ナイロン、ナイロン
６，６６および６１０の共重合ナイロン、ナイロ
ン６，１２，６６および６１０の共重合ナイロン
は、FRPのマトリクスたる熱硬化性樹脂との接
着性が良好であるので好ましい。

目止剤は、本質的にFRPのマトリクスを形成
するものではないから、必要最小限の量であれば
よい。目止剤の好ましい量は、織糸に対して0.4
〜10重量％である。さらに好ましくは、0.5〜５
重量％である。織物全体としてみると、0.2〜５
重量％、好ましくは0.2〜３重量％である。なお、
目止剤による目止は、経糸と緯糸のすべての交錯
部において行われていてもよいし、１〜数本おき
の経糸ごとに行われていてもよい。

上述したような目止織物は、たとえば次のよう
にして用意する。

すなわち、クリールから引き出した経糸と、同
様にクリールから引き出した、目止剤を構成する
モノフイラメント糸、マルチフイラメント糸また
はスリツトヤーンなどの糸、つまり目止用糸とを
引き揃え、１羽の筬に経糸と目止用糸を入れ、経
糸と目止用糸が開口した時に緯糸を打ち込み、経
糸と並行して目止用糸が入つた織物を得る。次
に、上記織物を目止用糸の融点以上の温度に加熱
して目止用糸を溶融させ、経糸と緯糸の結着、つ
まり目止を行う。目止用糸の配置や太さを変える
ことにより、第２図や第３図に示したように線状
に目止されたものや、経糸と緯糸がその交錯部の
みにおいて目止されているような織物とすること
ができる。

縫合糸は、上述した、基材に使われているのと
同様の補強繊維からなり、かつ横断面積が0.008
〜0.12mm²程度のマルチフイラメントであるのが好
ましい。ただ、縫合糸は大きく屈曲せざるを得な
いので、材料に加わる応力が縫合糸の屈曲部に集
中し、基材が破壊する前に縫合糸が破壊し、そこ
から材料の破壊が進行することがある。そのた
め、縫合糸は基材を構成している補強繊維よりも
破断伸度が大きいものを選択して使用するのが好
ましい。たとえば、基材が炭素繊維からなるもの
である場合には、有機高弾性繊維やガラス繊維の
縫合糸を使用するのが好ましい。

また、縫合糸は、縫合時における単糸切れや糸
割れを防止するため、30〜70回／ｍ程度の撚を有
しているのが好ましい。

上述したような縫合糸による縫合は、単環縫に
よつても、また本縫によつてもよい。また、基材
の縫合厚みは、FRPを成形した場合の厚みの0.9
〜1.1倍程度にしておくのが好ましい。なお、縫
合はニードルを使用して行うが、基材がプリプレ
グ化されている場合にはニードルが貫通しにくい
ことがある。そのような場合には、ニードルおよ
び／または基材をプリプレグの樹脂のゲル化未満
の温度に加熱するとよい。

以上においては、材料の上下両側の最外層に目
止織物を配置した場合について説明したが、たと
えば単環縫による縫合を行う場合、２本の縫合糸
が絡まることなく互いに反対方向に延びていて目
ずれをより起こしやすい側（第１図の例では下
側）の最外層のみに目止織物を配置することもで
きる。このように、目止織物は、縫合方法等に応
じて材料の少なくとも一方の側のみに配置するこ
とでよい。

考案の効果 この考案に係る補強繊維材料は、その少なくと
も一方の側の最外層に配置されるシート状基材に
目止織物を使用しているから、縫合糸に引張られ
て補強繊維の配列が大きく乱れたり、縫合糸の貫
通部分で材料の表面に大きなくぼみができるよう
なことがない。そのため、これを使用すれば、補
強繊維の配列の乱れがほとんどなく、したがつて
また樹脂のみの部分が存在するようなことのな
い、特性の高いFRPを成形することができる。
FRPの特性は、縫合糸として補強繊維を使用し
た場合、その縫合糸による厚み方向の補強効果が
得られ、層間剪断強度や層間剥離強度が向上する
ことから一層高くなる。また、基材を一体に縫合
しているから、それをあらかじめ所望の厚みにし
ておくことにより、成形に際して、基材を、１枚
づつ、しかも補強繊維を所望の方向に向けながら
積層する手間がかからない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案に係る補強繊維材料の一例
を示す一部切欠した概略斜視図、第２図および第
３図は、この考案において使用する、それぞれ異
なる目止織物を示す概略縦断面図、第４図および
第５図は、それぞれ異なる従来の補強繊維材料を
示す概略斜視図である。 １〜７：シート状補強繊維基材たる補強繊維織
物（ただし、１および７は目止された織物）、
８：縫合糸、９：織物の経糸、１０：織物の緯
糸、１１：目止剤。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シート状補強繊維基材を積層し、縫合糸によつ
   て一体に縫合してなる補強繊維材料であつて、か
   つその材料の少なくとも一方の側の最外層におい
   ては、シート状補強繊維基材として、目止剤によ
   つて目止めされた補強繊維織物が使用されている
   ことを特徴とする補強繊維材料。