JP2000202931A - 繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法 - Google Patents
繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法Info
- Publication number
- JP2000202931A JP2000202931A JP11003628A JP362899A JP2000202931A JP 2000202931 A JP2000202931 A JP 2000202931A JP 11003628 A JP11003628 A JP 11003628A JP 362899 A JP362899 A JP 362899A JP 2000202931 A JP2000202931 A JP 2000202931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- fibers
- low
- sizing
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 title claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 21
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 title claims description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 170
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract description 15
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 101000607626 Homo sapiens Ubiquilin-1 Proteins 0.000 description 1
- 102100039934 Ubiquilin-1 Human genes 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011226 reinforced ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Woven Fabrics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直交座標系と円筒座標系の両方に適用するこ
とができ、全体の繊維密度をほぼ均等に高めることがで
きる繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 樹脂の重量比率の少ない低サイジング繊
維５を互いに密に並べて繊維層を形成し、繊維層を繊維
が互いに交差するように積層し、積層した繊維層を圧縮
して低サイジング繊維をほぼ矩形に変形させ、更に積層
した層に直交するようにｚ方向繊維３を通す。また、円
筒座標系３次元織物の場合に、放射状に延びるｒ方向繊
維１の外側部分の繊維の間に、別のｒ方向繊維１ａ，１
ｂを密に挿入してｒ方向繊維層を形成し、このｒ方向繊
維層とリング状に延びるθ方向低サイジング繊維からな
るθ方向繊維層とを重ね合わせる。特に、低サイジング
繊維５の樹脂５ｂの重量比率が１％以下であり、繊維幅
ａが１〜２ｍｍであり、かつ繊維幅ａを繊維間隔ｂの
０．７倍以上にすることにより、約４０％以上の繊維体
積率を得る。
とができ、全体の繊維密度をほぼ均等に高めることがで
きる繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 樹脂の重量比率の少ない低サイジング繊
維５を互いに密に並べて繊維層を形成し、繊維層を繊維
が互いに交差するように積層し、積層した繊維層を圧縮
して低サイジング繊維をほぼ矩形に変形させ、更に積層
した層に直交するようにｚ方向繊維３を通す。また、円
筒座標系３次元織物の場合に、放射状に延びるｒ方向繊
維１の外側部分の繊維の間に、別のｒ方向繊維１ａ，１
ｂを密に挿入してｒ方向繊維層を形成し、このｒ方向繊
維層とリング状に延びるθ方向低サイジング繊維からな
るθ方向繊維層とを重ね合わせる。特に、低サイジング
繊維５の樹脂５ｂの重量比率が１％以下であり、繊維幅
ａが１〜２ｍｍであり、かつ繊維幅ａを繊維間隔ｂの
０．７倍以上にすることにより、約４０％以上の繊維体
積率を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化複合材料
用３次元織物の製造方法に関する。
用３次元織物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、航空エンジンの性能向上のため
に、耐熱性の高い繊維強化セラミックを用いて、高温エ
ンジン部品を製造することが各国で鋭意研究されてい
る。例えば、タービンブレードとディスクの一体部品で
あるブリスクや、タービンノズル、フラップ、ジェット
ノズルのスロート、スラスタ等の高温エンジン部品に適
用することにより、これらの高温エンジン部品を、無冷
却で使用でき、金属材料に比べて約４０％以上の軽量化
ができ、これにより、構造が簡単になり、かつ比推力を
大幅に高めることができる。また、かかる高温エンジン
部品用の繊維強化複合材料としては、耐熱性、耐食性、
耐酸化性等に優れた炭化けい素（ＳｉＣ）を繊維とマト
リックスの両方に用いる繊維強化型炭化けい素複合材料
が最も有力視されている。
に、耐熱性の高い繊維強化セラミックを用いて、高温エ
ンジン部品を製造することが各国で鋭意研究されてい
る。例えば、タービンブレードとディスクの一体部品で
あるブリスクや、タービンノズル、フラップ、ジェット
ノズルのスロート、スラスタ等の高温エンジン部品に適
用することにより、これらの高温エンジン部品を、無冷
却で使用でき、金属材料に比べて約４０％以上の軽量化
ができ、これにより、構造が簡単になり、かつ比推力を
大幅に高めることができる。また、かかる高温エンジン
部品用の繊維強化複合材料としては、耐熱性、耐食性、
耐酸化性等に優れた炭化けい素（ＳｉＣ）を繊維とマト
リックスの両方に用いる繊維強化型炭化けい素複合材料
が最も有力視されている。
【０００３】繊維強化複合材料用３次元織物のうち、平
板形状の織物（直交座標系３次元織物）は、通常ニッテ
ィング法やスティッチング法などの賦形方法により成形
することができる。ニッティング法とは織布を積層した
織布層に繊維を機械的に編み込んで織布層を固定する方
法であり、スティッチング法とは織布を積層した織布層
に柔らかい繊維を針に通して刺し込むことにより織布層
を固定する方法である。
板形状の織物（直交座標系３次元織物）は、通常ニッテ
ィング法やスティッチング法などの賦形方法により成形
することができる。ニッティング法とは織布を積層した
織布層に繊維を機械的に編み込んで織布層を固定する方
法であり、スティッチング法とは織布を積層した織布層
に柔らかい繊維を針に通して刺し込むことにより織布層
を固定する方法である。
【０００４】また、中空円板形状の織物（円筒座標系３
次元織物）は、図５（Ａ）に模式的に示すように、放射
状に延びるｒ方向糸１からなる層（ｒ方向糸層）と、リ
ング状に延びるθ方向糸２からなる層（θ方向糸層）を
重ね合わせ、かつこれらの間に厚さ方向に延びるｚ方向
糸３を通して、成形していた。また、図５（Ｂ）に示す
ように、外周部のｒ方向糸１の間に外周部のみに別のｒ
方向糸１ａを挿入して外周部の繊維密度を高める場合も
ある。
次元織物）は、図５（Ａ）に模式的に示すように、放射
状に延びるｒ方向糸１からなる層（ｒ方向糸層）と、リ
ング状に延びるθ方向糸２からなる層（θ方向糸層）を
重ね合わせ、かつこれらの間に厚さ方向に延びるｚ方向
糸３を通して、成形していた。また、図５（Ｂ）に示す
ように、外周部のｒ方向糸１の間に外周部のみに別のｒ
方向糸１ａを挿入して外周部の繊維密度を高める場合も
ある。
【０００５】これらの方法で成形した繊維強化複合材料
用３次元織物を、例えばＣＶＩ法などにより繊維強化複
合材料化してセラミックス基繊維強化複合材料（ＣＭ
Ｃ）を成形する。ＣＶＩ法とは、原料ガスを充填した中
に、この３次元織物を含浸し、そこで化学反応により生
成したセラミック物質を含浸された３次元織物の間隙に
充填する方法である。
用３次元織物を、例えばＣＶＩ法などにより繊維強化複
合材料化してセラミックス基繊維強化複合材料（ＣＭ
Ｃ）を成形する。ＣＶＩ法とは、原料ガスを充填した中
に、この３次元織物を含浸し、そこで化学反応により生
成したセラミック物質を含浸された３次元織物の間隙に
充填する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、直交座標系３
次元織物では、全体的に繊維密度が低く、従って、これ
を用いた繊維強化複合材料の強度が低い問題点があっ
た。また、円筒座標系３次元織物では、特にｒ方向の繊
維密度を上げるのに限界があった。すなわち、ｒ−θ−
ｚの円筒座標系では、内径側と外径側での周方向面積が
異なるため、図５（Ｂ）のように別のｒ方向糸１ａを挿
入する場合でも、外径付近でのｒ方向糸の繊維密度が著
しく低いものとなり、それに起因して外径部分に例えば
機械加工で翼形状を形成した場合には、強度が低く、さ
らに織目が粗いため空気力学的に不利な厚い翼厚をとら
ざるを得ない等の問題があった。
次元織物では、全体的に繊維密度が低く、従って、これ
を用いた繊維強化複合材料の強度が低い問題点があっ
た。また、円筒座標系３次元織物では、特にｒ方向の繊
維密度を上げるのに限界があった。すなわち、ｒ−θ−
ｚの円筒座標系では、内径側と外径側での周方向面積が
異なるため、図５（Ｂ）のように別のｒ方向糸１ａを挿
入する場合でも、外径付近でのｒ方向糸の繊維密度が著
しく低いものとなり、それに起因して外径部分に例えば
機械加工で翼形状を形成した場合には、強度が低く、さ
らに織目が粗いため空気力学的に不利な厚い翼厚をとら
ざるを得ない等の問題があった。
【０００７】本発明はかかる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、直交
座標系と円筒座標系の両方に適用することができ、全体
の繊維密度をほぼ均等に高めることができる繊維強化複
合材料用３次元織物の製造方法を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、直交
座標系と円筒座標系の両方に適用することができ、全体
の繊維密度をほぼ均等に高めることができる繊維強化複
合材料用３次元織物の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、樹脂の
重量比率の少ない低サイジング繊維を互いに密に並べて
繊維層を形成し、該繊維層を繊維が互いに交差するよう
に積層し、積層した繊維層を圧縮して低サイジング繊維
をほぼ矩形に変形させ、更に積層した層に直交するよう
にｚ方向繊維を通す、ことを特徴とする繊維強化複合材
料用３次元織物の製造方法が提供される。
重量比率の少ない低サイジング繊維を互いに密に並べて
繊維層を形成し、該繊維層を繊維が互いに交差するよう
に積層し、積層した繊維層を圧縮して低サイジング繊維
をほぼ矩形に変形させ、更に積層した層に直交するよう
にｚ方向繊維を通す、ことを特徴とする繊維強化複合材
料用３次元織物の製造方法が提供される。
【０００９】上記本発明の方法によれば、多数（例えば
約１６００本）の微細繊維をサイジング材と呼ぶ樹脂で
束ねて繊維が構成され、これを互いに密に並べて繊維層
を形成するので、縦糸と横糸を織り合わせる場合に比べ
て、繊維を密に配置し、繊維層内の繊維密度を高めるこ
とができる。また、樹脂の重量比率の少ない低サイジン
グ繊維を用い、積層後に繊維層を圧縮して低サイジング
繊維をほぼ矩形に変形させるので、低サイジング繊維を
構成する多数（例えば約１６００本）の微細繊維がほぐ
れて同一の層内で広がるので、繊維以外の部分が狭ま
り、繊維層内の繊維密度を更に高めることができる。従
って、更に積層した層に直交するように繊維（ｚ方向
糸）を密に通すことにより、高い繊維密度の３次元織物
を製造することができる。また、この方法は、直交座標
系と円筒座標系の両方に適用することができる。
約１６００本）の微細繊維をサイジング材と呼ぶ樹脂で
束ねて繊維が構成され、これを互いに密に並べて繊維層
を形成するので、縦糸と横糸を織り合わせる場合に比べ
て、繊維を密に配置し、繊維層内の繊維密度を高めるこ
とができる。また、樹脂の重量比率の少ない低サイジン
グ繊維を用い、積層後に繊維層を圧縮して低サイジング
繊維をほぼ矩形に変形させるので、低サイジング繊維を
構成する多数（例えば約１６００本）の微細繊維がほぐ
れて同一の層内で広がるので、繊維以外の部分が狭ま
り、繊維層内の繊維密度を更に高めることができる。従
って、更に積層した層に直交するように繊維（ｚ方向
糸）を密に通すことにより、高い繊維密度の３次元織物
を製造することができる。また、この方法は、直交座標
系と円筒座標系の両方に適用することができる。
【００１０】また、本発明の好ましい実施形態によれ
ば、放射状に延びるｒ方向低サイジング繊維の外側部分
の繊維の間に、低サイジング繊維を密に挿入してｒ方向
繊維層を形成し、このｒ方向繊維層とリング状に延びる
θ方向低サイジング繊維からなるθ方向繊維層とを重ね
合わせる。
ば、放射状に延びるｒ方向低サイジング繊維の外側部分
の繊維の間に、低サイジング繊維を密に挿入してｒ方向
繊維層を形成し、このｒ方向繊維層とリング状に延びる
θ方向低サイジング繊維からなるθ方向繊維層とを重ね
合わせる。
【００１１】この方法によれば、ｒ方向繊維層が、放射
状に延びるｒ方向の低サイジング繊維と、その外側部分
の繊維の間に挿入された低サイジング繊維とからなり、
かつ低サイジング繊維は矩形断面に圧縮成形されるの
で、この圧縮により低サイジング繊維を構成する多数の
微細繊維がほぐれて層内で広がるので、繊維以外の部分
が狭まり、円筒形部材であってもその半径方向外側部分
の繊維密度を十分高めるることができる。
状に延びるｒ方向の低サイジング繊維と、その外側部分
の繊維の間に挿入された低サイジング繊維とからなり、
かつ低サイジング繊維は矩形断面に圧縮成形されるの
で、この圧縮により低サイジング繊維を構成する多数の
微細繊維がほぐれて層内で広がるので、繊維以外の部分
が狭まり、円筒形部材であってもその半径方向外側部分
の繊維密度を十分高めるることができる。
【００１２】また、前記繊維中の樹脂の重量比率が１％
以下であり、繊維幅ａが１〜２ｍｍであり、かつ繊維幅
ａは繊維間隔ｂの０．７倍以上であるのがよい。この条
件によって製作することにより、約４０％以上の繊維体
積率を有する高密度３次元織物が得られることが試験に
より確認された。
以下であり、繊維幅ａが１〜２ｍｍであり、かつ繊維幅
ａは繊維間隔ｂの０．７倍以上であるのがよい。この条
件によって製作することにより、約４０％以上の繊維体
積率を有する高密度３次元織物が得られることが試験に
より確認された。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の３次元織物の製
造方法を模式的に示すフロー図であり、図２は、この方
法で製造した３次元織物の構造図である。図１に示すよ
うに、本発明の製造方法は、繊維層形成工程１１、積層
工程１２、圧縮工程１３、及びｚ方向繊維工程１４から
なる。
造方法を模式的に示すフロー図であり、図２は、この方
法で製造した３次元織物の構造図である。図１に示すよ
うに、本発明の製造方法は、繊維層形成工程１１、積層
工程１２、圧縮工程１３、及びｚ方向繊維工程１４から
なる。
【００１４】繊維層形成工程１１では、樹脂の重量比率
の少ない低サイジング繊維５を互いに密に並べて繊維層
を形成する。炭化けい素（ＳｉＣ）等のセラミック繊維
は、図４（Ａ）に模式的に示すように、通常、多数（例
えば約１６００本前後）の直径数μｍ〜数１０μｍの微
細繊維５ａをサイジング材と呼ぶ樹脂５ｂで束ねて１本
の繊維が形成されている。この場合、樹脂５ｂの重量比
率は通常約２〜３％であり、多数の微細繊維５ａが互い
に強く結合されている。これに対して、本発明では、樹
脂の重量比率を約１％以下にした低サイジング繊維５を
使用する。かかる低サイジング繊維５は、通常の取扱い
では、多数の微細繊維が結合された１本の繊維である
が、図４（Ｂ）に模式的に示すように、これを繊維の径
方向に圧縮すると、樹脂５ｂの結合力が弱いため多数の
微細繊維５ａがばらばらにほぐれやすくなっている。
の少ない低サイジング繊維５を互いに密に並べて繊維層
を形成する。炭化けい素（ＳｉＣ）等のセラミック繊維
は、図４（Ａ）に模式的に示すように、通常、多数（例
えば約１６００本前後）の直径数μｍ〜数１０μｍの微
細繊維５ａをサイジング材と呼ぶ樹脂５ｂで束ねて１本
の繊維が形成されている。この場合、樹脂５ｂの重量比
率は通常約２〜３％であり、多数の微細繊維５ａが互い
に強く結合されている。これに対して、本発明では、樹
脂の重量比率を約１％以下にした低サイジング繊維５を
使用する。かかる低サイジング繊維５は、通常の取扱い
では、多数の微細繊維が結合された１本の繊維である
が、図４（Ｂ）に模式的に示すように、これを繊維の径
方向に圧縮すると、樹脂５ｂの結合力が弱いため多数の
微細繊維５ａがばらばらにほぐれやすくなっている。
【００１５】なお、この繊維層形成工程１１において、
特にｒ−θ−ｚの円筒座標系の３次元織物（例えば中空
円筒形織物）を製造する場合には、図２に示すように、
放射状に延びるｒ方向繊維１の外側部分の繊維の間に、
別のｒ方向繊維１ａ，１ｂを密に挿入してｒ方向繊維層
を形成する。ｒ方向繊維１，１ａ，１ｂにはすべて低サ
イジング繊維５を使用する。また挿入するｒ方向繊維１
ａ，１ｂは、それぞれ長さが異なり、半径方向の繊維配
向比率及び全体の繊維密度が急激に低下しないように設
定する。この構成により、特性の不連続点（又は線，
面）を生じさせることなく、円筒形部材の半径方向外側
部分の繊維密度を十分高めることができる。
特にｒ−θ−ｚの円筒座標系の３次元織物（例えば中空
円筒形織物）を製造する場合には、図２に示すように、
放射状に延びるｒ方向繊維１の外側部分の繊維の間に、
別のｒ方向繊維１ａ，１ｂを密に挿入してｒ方向繊維層
を形成する。ｒ方向繊維１，１ａ，１ｂにはすべて低サ
イジング繊維５を使用する。また挿入するｒ方向繊維１
ａ，１ｂは、それぞれ長さが異なり、半径方向の繊維配
向比率及び全体の繊維密度が急激に低下しないように設
定する。この構成により、特性の不連続点（又は線，
面）を生じさせることなく、円筒形部材の半径方向外側
部分の繊維密度を十分高めることができる。
【００１６】積層工程１２では、工程１１で形成した繊
維層を低サイジング繊維５が互いに交差するように積層
する。例えば、直交座標系３次元織物では、ｘ方向の繊
維からなる繊維層と、ｙ方向の繊維からなる繊維層を互
いに直交させることにより、ｘ方向及びｙ方向の繊維比
率を高め、両方向の強度を高めることができる。また、
ｒ−θ−ｚの円筒座標系の３次元織物では、ｒ方向繊維
層とリング状に延びるθ方向低サイジング繊維からなる
θ方向繊維層とを同心に重ね合わせることにより、各繊
維層を構成する繊維を互いにほぼ直交させることができ
る。
維層を低サイジング繊維５が互いに交差するように積層
する。例えば、直交座標系３次元織物では、ｘ方向の繊
維からなる繊維層と、ｙ方向の繊維からなる繊維層を互
いに直交させることにより、ｘ方向及びｙ方向の繊維比
率を高め、両方向の強度を高めることができる。また、
ｒ−θ−ｚの円筒座標系の３次元織物では、ｒ方向繊維
層とリング状に延びるθ方向低サイジング繊維からなる
θ方向繊維層とを同心に重ね合わせることにより、各繊
維層を構成する繊維を互いにほぼ直交させることができ
る。
【００１７】圧縮工程１３では、積層した繊維層を面に
垂直な方向に圧縮して低サイジング繊維５を図４（Ｂ）
に示したようにほぼ矩形に変形させる。この圧縮により
低サイジング繊維５を構成する多数の微細繊維５ａがほ
ぐれて層内で広がるので、繊維以外の部分が狭まり、円
筒形部材であってもその半径方向外側部分の繊維密度を
十分高めることができる。なお、この場合に、図３
（Ｂ）に示すように、低サイジング繊維５の繊維幅ａが
１〜２ｍｍであり、かつ繊維幅ａが繊維間隔ｂの０．７
倍以上であるのがよい。
垂直な方向に圧縮して低サイジング繊維５を図４（Ｂ）
に示したようにほぼ矩形に変形させる。この圧縮により
低サイジング繊維５を構成する多数の微細繊維５ａがほ
ぐれて層内で広がるので、繊維以外の部分が狭まり、円
筒形部材であってもその半径方向外側部分の繊維密度を
十分高めることができる。なお、この場合に、図３
（Ｂ）に示すように、低サイジング繊維５の繊維幅ａが
１〜２ｍｍであり、かつ繊維幅ａが繊維間隔ｂの０．７
倍以上であるのがよい。
【００１８】ｚ方向繊維工程１４では、積層した層に直
交するようにｚ方向繊維３を通す。この工程１４によ
り、繊維強化複合材料用３次元織物の製造が完了する。
次いで、完成した３次元織物を、例えばＣＶＩ法などに
より繊維強化複合材料化してセラミックス基繊維強化複
合材料（ＣＭＣ）を成形することができる。更にこの複
合材料を機械加工することにより、タービンブレードと
ディスクの一体部品であるブリスクや、タービンノズ
ル、フラップ、ジェットノズルのスロート、スラスタ等
の高温エンジン部品を製造することができる。
交するようにｚ方向繊維３を通す。この工程１４によ
り、繊維強化複合材料用３次元織物の製造が完了する。
次いで、完成した３次元織物を、例えばＣＶＩ法などに
より繊維強化複合材料化してセラミックス基繊維強化複
合材料（ＣＭＣ）を成形することができる。更にこの複
合材料を機械加工することにより、タービンブレードと
ディスクの一体部品であるブリスクや、タービンノズ
ル、フラップ、ジェットノズルのスロート、スラスタ等
の高温エンジン部品を製造することができる。
【００１９】上述したように、本発明の製造方法によれ
ば、各方向（例えばｒ方向やθ方向）の材料特性の向上
を図ることが可能となり、かつ織物の不連続部を最小に
することにより高強度を達成できる。また、織目を結果
として細かくできるので機械加工性に優れた材料が製造
できる。従って、上記特性を生かして、航空エンジン、
宇宙機器（あるいはミサイル等）、ガスタービンの高温
部品に適用することによりシステムの高性能化、軽量化
が可能となる。
ば、各方向（例えばｒ方向やθ方向）の材料特性の向上
を図ることが可能となり、かつ織物の不連続部を最小に
することにより高強度を達成できる。また、織目を結果
として細かくできるので機械加工性に優れた材料が製造
できる。従って、上記特性を生かして、航空エンジン、
宇宙機器（あるいはミサイル等）、ガスタービンの高温
部品に適用することによりシステムの高性能化、軽量化
が可能となる。
【００２０】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明の方法によれ
ば、多数（例えば約１６００本）の微細繊維５ａをサイ
ジング材と呼ぶ樹脂５ｂで束ねて繊維５が構成され、こ
れを互いに密に並べて繊維層を形成するので、縦糸と横
糸を織り合わせる場合に比べて、繊維を密に配置し、繊
維層内の繊維密度を高めることができる。また、樹脂５
ｂの重量比率の少ない低サイジング繊維を用い、積層後
に繊維層を圧縮して低サイジング繊維をほぼ矩形に変形
させるので、低サイジング繊維を構成する多数（例えば
約１６００本）の微細繊維がほぐれて同一の層内で広が
るので、繊維以外の部分が狭まり、繊維層内の繊維密度
を更に高めることができる。従って、更に積層した層に
直交するように繊維（ｚ方向糸）を密に通すことによ
り、高い繊維密度の３次元織物を製造することができ
る。また、この方法は、直交座標系と円筒座標系の両方
に適用することができる。
ば、多数（例えば約１６００本）の微細繊維５ａをサイ
ジング材と呼ぶ樹脂５ｂで束ねて繊維５が構成され、こ
れを互いに密に並べて繊維層を形成するので、縦糸と横
糸を織り合わせる場合に比べて、繊維を密に配置し、繊
維層内の繊維密度を高めることができる。また、樹脂５
ｂの重量比率の少ない低サイジング繊維を用い、積層後
に繊維層を圧縮して低サイジング繊維をほぼ矩形に変形
させるので、低サイジング繊維を構成する多数（例えば
約１６００本）の微細繊維がほぐれて同一の層内で広が
るので、繊維以外の部分が狭まり、繊維層内の繊維密度
を更に高めることができる。従って、更に積層した層に
直交するように繊維（ｚ方向糸）を密に通すことによ
り、高い繊維密度の３次元織物を製造することができ
る。また、この方法は、直交座標系と円筒座標系の両方
に適用することができる。
【００２２】従って、本発明の方法は、高密度化によ
り強度が向上する（周方向の強度が従来織物の２倍程
度）、繊維の密度が急激に低下する部位をなくし特性
の不連続な点，線，面が最小となる、繊維密度が高い
ために機械加工後の部品形状の自由度が高い、等の効果
を有する。
り強度が向上する（周方向の強度が従来織物の２倍程
度）、繊維の密度が急激に低下する部位をなくし特性
の不連続な点，線，面が最小となる、繊維密度が高い
ために機械加工後の部品形状の自由度が高い、等の効果
を有する。
【図１】本発明の３次元織物の製造方法を模式的に示す
フロー図である。
フロー図である。
【図２】本発明の方法による３次元織物の構造図であ
る。
る。
【図３】図２の部分的構造図である。
【図４】セラミック繊維の模式的構成図である。
【図５】従来の３次元織物の製造方法を示す図である。
１，１ａ ｒ方向繊維（糸） ２ θ方向繊維（糸） ３ ｚ方向繊維（糸） ５ 低サイジング繊維 ５ａ 微細繊維 ５ｂ 樹脂（サイジング材） １１ 繊維層形成工程 １２ 積層工程 １３ 圧縮工程 １４ ｚ方向繊維工程
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広川 哲朗 滋賀県八日市市柴原南町1500−５ 敷島紡 績株式会社内 (72)発明者 石橋 正康 滋賀県八日市市柴原南町1500−５ 敷島紡 績株式会社内 Ｆターム(参考） 4F100 AA16 AD00 BA02 BA22 BA27 DG01A DG01B DG04 DH01A DH01B EJ83A EJ83B GB31 GB51 JK01 JL01 JL05 4L048 AA02 AA34 AA35 BA22 CA15 DA41
Claims (3)
- 【請求項１】 樹脂の重量比率の少ない低サイジング繊
維を互いに密に並べて繊維層を形成し、該繊維層を繊維
が互いに交差するように積層し、積層した繊維層を圧縮
して低サイジング繊維をほぼ矩形に変形させ、更に積層
した層に直交するようにｚ方向繊維を通す、ことを特徴
とする繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法。 - 【請求項２】 放射状に延びるｒ方向低サイジング繊維
の外側部分の繊維の間に、低サイジング繊維を密に挿入
してｒ方向繊維層を形成し、このｒ方向繊維層とリング
状に延びるθ方向低サイジング繊維からなるθ方向繊維
層とを重ね合わせる、ことを特徴とする請求項１に記載
の３次元織物の製造方法。 - 【請求項３】 前記低サイジング繊維の樹脂の重量比率
が１％以下であり、繊維幅ａが１〜２ｍｍであり、かつ
繊維幅ａは繊維間隔ｂの０．７倍以上である、ことを特
徴とする請求項１又は２に記載の３次元織物の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003628A JP2000202931A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003628A JP2000202931A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000202931A true JP2000202931A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11562772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11003628A Pending JP2000202931A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 繊維強化複合材料用３次元織物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000202931A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101590308B1 (ko) * | 2015-10-29 | 2016-02-01 | 전북대학교산학협력단 | 저마찰 고분자 섬유가 스티칭된 미끄럼 베어링용 복합재 및 그 제조 방법 |
| CN112255963A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-22 | 江苏理工学院 | 纤维复合材料于圆柱面的铺放轨迹规划方法及装置 |
| CN116857017A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-10-10 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 一种陶瓷基复合材料整体叶盘及改进方法 |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP11003628A patent/JP2000202931A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101590308B1 (ko) * | 2015-10-29 | 2016-02-01 | 전북대학교산학협력단 | 저마찰 고분자 섬유가 스티칭된 미끄럼 베어링용 복합재 및 그 제조 방법 |
| CN112255963A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-22 | 江苏理工学院 | 纤维复合材料于圆柱面的铺放轨迹规划方法及装置 |
| CN116857017A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-10-10 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 一种陶瓷基复合材料整体叶盘及改进方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6318175B2 (ja) | 湾曲したセラミック音響減衰パネルの製造方法 | |
| RU2504478C2 (ru) | Тканые преформы, имеющие заданную форму, с разнонаправленным армированием для композиционных структур | |
| CN102648080B (zh) | 编织预制件、复合材料、及其制造方法 | |
| US8322971B2 (en) | Method of manufacturing a gas turbine casing out of composite material, and a casing as obtained thereby | |
| US11891910B2 (en) | Composite-material casing having an integrated stiffener | |
| US6843462B2 (en) | Manufacturing apparatus of fiber reinforced composite member | |
| US10738649B2 (en) | Reinforced oxide-oxide ceramic matrix composite (CMC) component and method of making a reinforced oxide-oxide CMC component | |
| US20100151183A1 (en) | Integral abradable seals | |
| US20170074110A1 (en) | Stator sector for a turbine engine, and a method of fabricating it | |
| US20150003978A1 (en) | Method for producing coupled turbine vanes, and turbine vanes | |
| JP6366609B2 (ja) | 複合材料で作られた湾曲ハニカム構造を製造する方法 | |
| WO2012002528A1 (ja) | シュラウドセグメントの製造方法及びシュラウドセグメント | |
| JP2015505934A (ja) | ガスタービンファン用の複合収納ケースおよびその製造方法 | |
| JP2008546921A (ja) | 複合材料用の補強性繊維構造物および前記構造物を含む部材 | |
| JP2013506767A (ja) | 織りプリフォーム、コンポジットおよびその製造方法 | |
| CN102666075A (zh) | 纤维预制件、纤维强化复合材料、及其制造方法 | |
| CN102099313A (zh) | 由复合材料制成的喷嘴或扩张喷嘴元件的制造方法 | |
| US20150044050A1 (en) | Composite blade with an integral blade tip shroud and method of forming the same | |
| WO2013054798A1 (ja) | セラミックス基複合部材およびその製造方法 | |
| US20230313692A1 (en) | Cmc trailing edge 3d weaved cross brace | |
| US11472133B2 (en) | Lobed tubular piece made of a composite with unidirectional fibers | |
| JPH0569961B2 (ja) | ||
| JPH10168699A (ja) | 繊維複合材料およびその製造方法 | |
| RU2698695C2 (ru) | Гибридный многослойный композиционный материал с керамической матрицей | |
| JP3591347B2 (ja) | 空隙部充填用繊維構造体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050926 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080318 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080422 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080814 |