JPH0539876Y2

JPH0539876Y2 -

Info

Publication number: JPH0539876Y2
Application number: JP4928188U
Authority: JP
Priority date: 1988-04-12
Filing date: 1988-04-12
Publication date: 1993-10-08
Anticipated expiration: 2003-04-12
Also published as: JPH01156927U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、ヘルメツトや、ボート、漁船等の
船殻や、自動車、二輪車等のホイール等を構成す
るのに適した繊維強化樹脂に関する。

（従来の技術）繊維強化樹脂（FRP）には、いろいろなもの
がある。たとえば、日科技連出版社刊、「複合材
料工学」、第284〜285頁（1972年３月１日）には、
層状をなす、補強繊維織物とチヨツプドストラン
ドマツトとで樹脂を強化してなるものが記載され
ている。このFRPは、補強繊維が連続している
ために補強効果は大きいが、補強繊維が互いに直
交する２方向にのみ延在しているために異方性の
大きい織物と、補強繊維が短いために補強効果は
小さいが、補強繊維が二次元平面内においてラン
ダム配向しているために等方性に優れたチヨツプ
ドストランドマツトとを併用しているので、強度
等の機械的特性に関して、一応、疑似等方性を有
するものとなつている。しかしながら、十分であ
るとはとてもいえない。もつとも、織物を、その
織糸、たとえば経糸が、たとえば45°づつずれる
ように複数枚積層して使用すれば、等方性は向上
する。そのように織物を積層して使用すること
は、疑似等方積層と呼ばれ、よく知られていると
ころであるが、そうするとFRPの厚みが増大し、
重量が増大して、FRPを使用することの最大の
目的である軽量化効果が損われてしまう。また、
多数の織物をその織糸の方向を規制しながら積層
するのは面倒であり、成形作業の工数が増大する
という、製造上の問題もある。

（考案が解決しようとする課題）この考案の目的は、薄く、軽量だが等方性によ
り優れたFRPを提供するにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、この考案において
は、補強繊維材料で樹脂を強化してなる繊維強化
樹脂であつて、上記補強繊維材料は、 (a) 多軸織物または多軸編物からなる第１の補強
繊維材料と、 (b) 短繊維または連続繊維を二次元平面内におい
てランダム配向せしめてなる第２の補強繊維材
料と、を含み、かつ、それら第１、第２の補強繊維材料
が層状をなしていることを特徴とする繊維強化樹
脂が提供される。

この考案は、補強繊維材料として、２種類、す
なわち、多軸織物または多軸編物からなる第１の
補強繊維材料と、短繊維または連続繊維を二次元
平面内においてランダム配向せしめてなる第２の
補強繊維材料とを使用する。これらの材料は、い
ずれも、補強繊維材料であるから、炭素繊維やガ
ラス繊維、ポリアラミド繊維、アルミナ繊維等の
高強度、高弾性率補強繊維からなつていることは
いうまでもない。

多軸織物は、たとえば、第１図に示すように、
３組（３本）の織糸１（よこ糸）、織糸２（たて
糸）、織糸３（たて糸）が互いに60°の角度を保つ
て平組織されているようなものである。これは、
いわゆる３軸織物である。多軸織物はまた、第２
図に示すように、それぞれ同一方向に延在する織
糸１ａ，１ｂ（よこ糸）と、織糸２ａ，２ｂ（たて
糸）と、織糸３ａ，３ｂ（たて糸）とを各１組と
して平組織したようなものであつてもよい。

上述したような多軸織物は、それに応力が作用
したときの応力集中を小さくするため、次式で表
わされる織糸のクリンプ率Ｃ（％）が、10％以下
であるのが好ましい。さらに好ましいのは、５％
以下である。

Ｃ＝［（L₀−Ｌ）／Ｌ］×100 L₀：真つ直ぐに延ばしてクリンプのない状
態で計つた織糸の長さＬ：クリンプのある状態で計つた織糸の長さまた、多軸編物は、たとえば第３図に示すよう
に、層状に配置された、屈曲を有しない４組（４
本）の編糸、すなわち、編糸４（よこ糸）、編糸
５（たて糸）、編糸６（対角糸）、編糸７（対角
糸）を、それら編糸よりも細い補助糸８によつて
トリコツト組織してなるようなものである。隣接
する層の編糸同士は、互いに45°の角度で交差し
ている。

多軸編物は、また、第４図に示すように鎖編に
よつて構成されたものであつてもよい。

さらに、多軸編物は、第３図や第４図に示し
た、いわゆる４軸編物において、編糸５のない、
いわゆる３軸編物であつてもよい。この場合は、
隣接する層の編糸同士が互いに60°の角度で交差
することになる。もつとも、隣接する層における
編糸同士の交差角度は、いわゆる４軸編物におい
ては45°、いわゆる３軸編物においては60°である
のが好ましいものの、それ以外の角度に設定され
てもよい。

上述した多軸織物や多軸編物にける織糸や編糸
は、上述した補強繊維のマルチフイラメントから
なつている。単繊維径は、４〜40μm程度、単繊
維数は500〜6000本程度、横断面積は0.006〜1.0
mm²程度である。通常、すべての組に同じものを使
用するが、たとえば炭素繊維とポリアラミド繊維
とを併用すると、FRPの耐衝撃性を向上せしめ
ることができる等の利点がある。

多軸編物における補助糸は、炭素繊維、ガラス
繊維、ポリアラミド繊維、ポリエステル繊維、ポ
リアミド繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維等の
マルチフイラメントからなつている。しかして、
補助糸は、後述するプリプレグ化時や成形時に収
縮して編糸の配列を乱すことがないように、100
℃における乾熱収縮率が５％低下であるものが好
ましい。また、その太さは、FRPにしたときの
樹脂分布のむらが大きくならないように、編糸に
くらべて十分に小さいのが好ましい。繊維の種類
や編糸の太さ等にもよるが、単繊維径が４〜
45μm程度、横断面積が0.0015〜0.04mm²程度である
のが好ましい。

一方、短繊維または連続繊維を二次元平面内に
おいてランダム配向せしめてなる第２の補強繊維
材料としては、たとえば、よく知られたチヨツプ
ドストランドマツト、サーフエイスマツト、スワ
ールマツト等のマツトを使用することができる。
また、SMC（Sheet Molding Compound）を二
次元平面内においてランダム配向せしめてなるも
のや、短繊維をスプレイアツプ法によつてシート
状にしたようなものを使用することができる。す
なわち、第２の補強繊維材料には、短繊維が使わ
れていても、連続繊維が使われていても、いずれ
でもよい。また、それらが単繊維の形態をなして
いても、繊維束の形態をなしていても、いずれで
もよいものである。

第１、第２の補強繊維基材の層状構成は、単な
るそれらの２層構成であつてもよいし、交互積層
構成であつてもよい。また、いずれかの補強繊維
材料、たとえば第２の補強繊維材料を芯層とす
る、いわゆるサンドイツチ構成であつてもよい。
もちろん、複数枚の各補強繊維材料を１組として
各層を形成することもできる。なお、この考案の
FRPは、上述した第１、第２の補強繊維材料を
使用していることを必須とするが、その他の補強
繊維材料、たとえば、通常の２方向性織物を必要
に応じて混用することも可能である。

FRPの、いわゆるマトリクスを形成している
樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリア
ミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、
ABS樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、
ポリフエニレンサルフアイド樹脂、ポリ−４−メ
チルペンテン−１樹脂、ポリプロピレン樹脂等の
熱可塑性樹脂である。

この考案のFRPは、たとえば、上述した第１、
第２の補強繊維材料のプリプレグを用い、それを
積層した後、加熱、加圧して成形することによつ
て得ることができる。また、プリプレグ化してい
ない、いわゆる生の第１、第２の補強繊維材料を
積層した後、樹脂を含浸し、加熱、加圧して成形
することによつて得ることもできる。成形そのも
のは、周知の方法によればよい。

（考案の効果）この考案のFRPは、連続繊維からなつている
ために補強効果が大きく、しかも織糸または編糸
が、通常の、いわゆる２方向性織物等にくらべて
より多方向に延びていて、１枚でもより等方性に
優れている多軸織物または多軸編物からなる第１
の補強繊維材料と、等方性に優れている、短繊維
または連続繊維を二次元平面内においてランダム
配向せしめてなる第２の補強繊維材料とを併用し
ているから、薄くても強度等の機械的特性が高
く、しかもその機械的特性に関して等方性に優れ
ている。従来の、いわゆる２方向性織物等を使用
するときの疑似等方積層は必ずしも必要でないの
である。したがつて、同じ機械的特性、同じ等方
性であれば、より軽量になる。また、多軸織物ま
たは多軸編物からなる第１の補強繊維材料、特に
多軸編物からなる補強繊維材料は、ドレープ性に
優れており、また、短繊維または連続繊維を二次
元平面内においてランダム配向せしめてなる第２
の補強繊維材料はもともとドレープ性に優れてい
るから、曲面を有するようなFRPでも容易に得
られる。しかも、ドレープ性に優れていることか
ら、そのようなFRPでも、補強繊維材料を小さ
く裁断して継ぎ足さなくて成形が可能になり、
FRPの強度等が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この考案で使用する、
それぞれ異なる多軸織物を示す概略平面図、第３
図および第４図は、この考案で使用する、それぞ
れ異なる多軸編物を示す概略斜視図である。１，１ａ，１ｂ……織糸、２，２ａ，２ｂ……
織糸、３，３ａ，３ｂ……織糸、４……編糸、５
……編糸、６……編糸、７……編糸、８……補助
糸。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】補強繊維材料で樹脂を強化してなる繊維強化樹
脂であつて、前記補強繊維材料は、 (a) 多軸織物または多軸編物からなる第１の補強
繊維材料と、 (b) 短繊維または連続繊維を二次元平面内におい
てランダム配向せしめてなる第２の補強繊維材
料と、を含み、かつ、それら第１、第２の補強繊維材料
が層状をなしていることを特徴とする繊維強化樹
脂。