JPH1018146A

JPH1018146A - 経一層三軸組布

Info

Publication number: JPH1018146A
Application number: JP8186959A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yamaguchi; 茂雄山口; Toshiyuki Ogata; 敏之尾形
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Current assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】厚さが薄く、柔軟性に富み、炭素繊維引揃え
体などの支持体として好適な三軸組布の提供を課題とす
る。【解決手段】経糸軸に対象で、互いに逆行して斜交す
る斜交糸群と該斜交糸群の片側に経方向に平行に積層配
列された一層の経糸群からなり、前記糸群の各糸の交点
が接着されている経一層三軸組布。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック等の強化材や繊維基材、金属箔等の強化材として用
いられる三軸組布に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維糸条を製織せずに、積層接着してシ
ート状に構成された組布が各種分野に使用されている。
特に、糸条を強化繊維とした三軸組布が特性に方向性が
少ないために好まれており、その用途範囲を広げてい
る。三軸組布の製造方法については、特公昭６２−５４
９０４号に開示されている。回転する円筒の左右円周上
に配設された糸掛け具に糸を左右交互に引っ掛けて、糸
の斜交体を円筒上に形成し、この斜交体の上下に円筒の
円周方向に引き揃えられた経糸群を積層し、斜交体の上
下を経糸群で挟み込んだ積層体を円筒上から剥離させ糊
付けすることにより三軸組布が作製される。斜交体の交
点に経糸群を配することにより、斜交体と経糸群で形成
される基本単位を正三角形とすることができ、強度特性
に方向性が少なく、デザイン的にも優れた三軸組布を得
ることができる。

【０００３】三軸組布は、紙やフィルム、金属箔等と積
層されて、引っ張り強度や引き裂き強度を向上させた
り、伸びを押さえる成分として用いられており、また、
繊維強化プラスチックの強化材としても使用されてい
る。特に最近、高速道路の支柱脚や橋脚などのコンクリ
ート構造体の耐震補強の手段として、炭素繊維を一方向
に引き揃えシート状にしたものを強化材とし、それを構
造体の周囲に巻き付けエポキシ樹脂で硬化させることに
より補強を行う工法が採用されてきている。この炭素繊
維の引き揃え材の支持体として三軸組布が使用されてい
る。炭素繊維の引き揃え材だけであると巻き付け作業時
や切断時に炭素繊維がばらけてしまうが支持体として三
軸組布が積層されていると、引き揃え材の取扱い性が非
常に良い。三軸組布は通常繊維間隔が数ｍｍ〜２０ｍｍ
程度の比較的粗い間隔に繊維が積層されているため、構
造体に巻き付けた炭素繊維の引き揃え体の上から常温硬
化タイプのエポキシ樹脂を塗布含浸させる場合も支持体
として積層されている三軸組布がエポキシ樹脂の含浸を
阻害することがない。且つ、三軸組布が積層されている
ことにより、エポキシ樹脂を刷毛で塗布する場合も炭素
繊維の毛羽だちを抑える効果も有する。

【０００４】三軸組布に要求される特性としては、用途
によって様々であるが前述したような一方向引き揃え体
の支持体としての用途の場合は、強度メンバーは炭素繊
維であるため、三軸組布自体にはそれ程強度が要求され
ない。支持体としての三軸組布には支持体として必要な
強度を維持した上で、厚さが薄いこと、質量の小さいこ
と、柔軟性に富むことなどが要求されている。厚さが薄
いことへの要求は、炭素繊維の引き揃え体をコンクリー
ト構造体へ２層から３層樹脂を含浸させながら巻き付け
補強層を形成するが、三軸組布の支持体層の部分は他の
部分と比較して樹脂分リッチな層となるため他の部分よ
り強度的に弱点となりやすい。従って、支持体としての
機能を果たせれば薄いほうが好ましい。また、支持体側
が補強層の表面になるため、三軸組布が厚いと表面に三
軸組布の模様がそれだけはっきりと浮き出る。

【０００５】質量の小さいことも同様な理由で、補強層
中に占める支持体の比率の小さい方が補強層全体として
の強度向上につながる。柔軟性については、柔軟性のあ
るほうが少ない接着剤の量で引き揃え体に接着ないし粘
着させることが可能であり、引き揃え体を曲面部分に巻
き付ける場合も形なじみ性が良く、三軸組布が剥離する
等の問題が発生しにくい。現在市販されている三軸組布
は、前記したように、互いに交差する斜交糸群を上下２
層の経糸群で挟み込んでいるため、４層の糸群を積層し
たような形になっている。従って質量の割に厚さが厚く
なりやすく、また、上下を経糸群で挟み接着剤で押さえ
ているため柔軟性に欠ける面がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】厚さが薄く、柔軟性に
富み、炭素繊維引き揃え体などの支持体として使用でき
る三軸組布の提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、上記課
題を解決するために、経糸軸に対称で互いに逆行して斜
交する斜交糸群と該斜交糸群の片側に経方向に平行に積
層配列された一層の経糸群からなり、前記各糸群の糸の
交点が接着されている経一層三軸組布とすることにより
課題の解決可能であることを見出だしたものである。更
に、前記の斜交糸群及び経糸群を強化繊維とすることに
より課題の解決に好適であることを見出だした。また、
強化繊維の中でもガラス繊維を使用し、ガラス繊維の中
でもテックス番手を１０〜４０番手のガラス繊維とする
ことにより課題を好適に解決できることを見出だしたも
のである。

【０００８】

【発明の実施の態様】本発明の経一層三軸組布を図１に
より説明する。図１において三軸組布１は、交差する斜
交糸群３ａ，３ｂと経糸群２から構成される。経糸群２
は、斜交糸群３ａ，３ｂの片側に配置されており、斜交
糸群に対しバインダーで接着されている。これに対し図
２は、従来の三軸組布を示す。図２において三軸組布２
１は、互いに交差する斜交糸群２３ａ，２３ｂの上下に
交互に配置された経糸群２２ａ及び２２ｂが積層されて
いる。本発明の請求項１の斜交糸群及び経糸群に用いら
れる糸としては、材質的には有機繊維でも無機繊維でも
使用可能である。有機繊維としてはポリエステル、ポリ
アミド、芳香族ポリアミド、アクリル、ポリエチレン、
ビニロンなどの合成繊維、レーヨンなどの人造繊維、木
綿、麻等の天然繊維が使用可能であり、無機繊維として
はガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維などが使用でき
る。この場合一種類の繊維だけで製造することもできる
が、複数種類の繊維を組み合わせて製造することもでき
る。

【０００９】本発明の請求項１の三軸組布に用いられる
糸の形態としては、連続フィラメント糸であっても、ス
テープル糸や紡績糸であっても使用でき、用途によって
はモノフィラメント糸であっても使用できる。また、糸
のより数については特に限定はしないが、より数が０に
近いフィラメントを引き揃えただけの無より糸も使用す
ることができる。また、本発明の請求項１の三軸組布の
糸間隔は３〜２０ｍｍ程度が望ましい。更に、本発明の
請求項１の三軸組布は、図１には明示されていないが糸
の交点においてバインダーにより接着されている。本発
明の請求項２の三軸組布に用いられる強化繊維として
は、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、芳香族ポリ
アミド繊維などをあげることができる。本発明の請求項
３は三軸組布に用いられる強化繊維がガラス繊維の場合
であり、請求項４の三軸組布は、ガラス繊維がテックス
番手で１０〜４０番手のガラス繊維を用いたものであ
る。番手が１０より小さい場合は、支持体としての十分
な強度が得られず、４０より大きい場合は、炭素繊維引
き揃え体の支持体としての厚さが厚くなるため適さな
い。請求項５の三軸組布は、お互いに逆行して斜交する
斜交糸群の交点と経糸の位置がずれている経一層三軸組
布である。斜交糸群の交点と経糸が重なると糸が交点に
おいて三本重なることになり、それだけ組布の厚さが厚
くなるので用途によっては好ましくない場合がある。

【００１０】次に本発明の経一層三軸組布の製造方法に
ついて図３により説明する。図３において、強化繊維糸
を間隔を開けて引き揃えた押さえ用経糸群１７を形成
し、該経糸群１７の片面にドラムシリンダ４の円周面上
に形成された斜交糸群を積層し、更にその上に、間隔を
開けて引き揃えられた強化繊維の経糸群２を積層し、経
糸群２，１７の間に斜交糸群が挟み込まれた積層体１´
を形成する。積層体１´は、含浸ローラ１１によりドラ
ムシリンダ４から引き取られ、バインダ１３の入った含
浸槽１２に含浸される。続いてプレスローラ１４により
過剰のバインダを絞液し、乾燥用シリンダ１５に送られ
る。乾燥用シリンダ１５は、接触方式による加熱シリン
ダのため、積層体１´は、片面乾燥になる。従って積層
体全体に付着したバインダは、片面乾燥にともない積層
体のシリンダ接触面側にマイグレーションする。その結
果、乾燥された積層体１´においては、経糸群２と斜交
糸群との接点には接着に必要なバインダ量が存在する
が、押さえ用経糸群１７と斜交糸群との間の接点には接
着に必要なバインダ量が存在しない状態になる。

【００１１】そのため、乾燥用シリンダ１５により乾燥
された積層体１´は、本発明の経一層三軸組布１と押さ
え用経糸群１７とに分離することができ、分離ローラ１
６を通過する際に２層に分離される。分離された三軸組
布１は巻き取られてロール１ａとなる。また、分離され
た押さえ用経糸群１７は、ドラムシリンダ４の経糸群供
給部に戻され、再度押さえ用経糸群として使用される。
斜交糸群を形成する方法としては特に限定はされない
が、前記の特公昭６２−５４９０４号に開示されている
方法を利用すれば、正確な斜交糸群をドラムシリンダの
円周面上に容易に形成することができる。この方法によ
ると、図３に示すように回転するドラムシリンダ４の左
右円周上に円周を等分して配設した糸掛け具５に左右交
互に糸を引掛けて斜交糸群を形成する方法である。糸掛
け具に糸を引掛けるには、多数の糸ガイドを有する部分
円弧上のトラバース具６をドラムシリンダ４の回転に合
わせて、ドラムシリンダ４の左右円周間をトラバースさ
せる。トラバース具６の糸ガイド７にはドラムシリンダ
４の横に配置されたクリール９に装着されたパーンより
多数本の糸３がガイド７に導かれている。糸ガイド７に
導かれた糸３をドラムシリンダ４の糸掛け具５に引掛
け、シリンダの回転に合わせてトラバース具６を左右に
トラバースさせることにより、ドラムシリンダ４の円周
面上に斜交糸群が形成される。

【００１２】本発明に用いられるバインダとしては、乾
燥タイプのものであれば特に限定はされないが、アクリ
ル酸エステルや酢酸ビニル等の重合体や共重合体をエマ
ルジョンにしたタイプが好適に用いられる。本発明の三
軸組布は、斜交糸群の片面にだけ経糸群があるため両面
に経糸群がある場合よりも全体としてのバインダ付着率
を少なくすることができ、その結果、柔軟性のある三軸
組布が可能になる。バインダの付着率としては、バイン
ダの種類や強化繊維の種類により異なるが３〜２５％
（重量）の範囲が望ましいが、特に好ましくは５〜１０
％（重量）の範囲である。また、図３において、押え用
経糸群１７は分離ローラ１６で分離された後、ドラムシ
リンダ４の経糸群供給部に戻され再使用するように図示
されているが、押え用経糸群１７をパーンから新たに引
き出した糸によることもできる。本発明の経一層三軸組
布は斜交糸群の交点と経糸群の交点とが一致させること
もできるし、離すこともできる。これは前記したような
斜交糸群の製造方法によれば、正確に斜交糸群を形成す
ることができるため、経糸群２の引き揃え位置を調整す
ることにより、交点を一致させたり、離したりすること
ができる。三軸組布に薄さを要求される場合は交点を離
した方が良い。また、デザイン性を強く要求されるよう
な場合などは一致させた方が良い。本発明の斜交糸群と
経糸の角度は６０度近辺が特性のバランス上や外観の点
で望ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく
３０〜８０度の範囲に設定することが可能である。

【００１３】

【実施例】

＜実施例１＞使用糸経糸ガラス繊維糸ＥＣＧ１５０１／０テックス番手３３．７フィラメント径９μｍ斜交糸ガラス繊維糸ＥＣＧ１５０１／０三軸組布の製造押え用経糸群としてガラス繊維糸を用い、ドラムシリン
ダ上に引揃えシートを形成し、その上に斜交糸を１２０
度の角度になるように斜交させ、斜交する糸ピッチを１
０ｍｍとして斜交糸群を形成した。更にその上に、経糸
を糸ピッチが１０ｍｍとなるように引き揃えて経糸群を
形成し積層した。この際、斜交糸群の交点と経糸が重な
らないように引き揃えた。この積層体をアクリル系エマ
ルジョンに含浸させ、シリンダ型乾燥機により片面乾燥
を行い、乾燥後押え用経糸群と三軸組布を分離し経一層
三軸組布を得た。で得られた経一層三軸組布について、厚さ、質
量、付着率を測定し、更に引張り強度、接着強度、柔軟
性を測定した。測定方法については、厚さ、質量、付着
率、引張り強度についてはＪＩＳＲ３４２０「ガ
ラス繊維一般試験方法」による。接着強度の測定方法
は、前記ＪＩＳの織物の引張り強さ試験方法により、三
軸組布の横方向を測定することにより行った。柔軟性の
測定方法は、ＪＩＳＬ１０９６のガーレ法により測
定した。測定結果を表１に示す。

【００１４】＜実施例２＞使用糸経糸ガラス繊維糸ＥＣＥ２２５１／０テックス番手２２．５フィラメント径７μｍ斜交糸ガラス繊維糸ＥＣＥ２２５１／０三軸組布の製造使用糸をの糸に代えたほかは実施例１と同じ条件で経
一層三軸組布を製造した。得られた組布について、厚
さ、質量、付着率、引張り強度、接着強度、柔軟性を測
定した。測定結果を表１に示す。

【００１５】＜比較例１＞使用糸を実施例１と同じ糸を
用い、斜交糸群の両側に経糸群を配した市販の三軸組布
ＫＴ２２８ＡＨ［日東紡績（株）製］について実施例
と同様に、厚さ、質量、付着率、引張り強度、接着強
度、柔軟性を測定した。測定結果を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】本発明の経一層三軸組布は、従来の三軸
組布と同様に経方向、両斜め方向の三方向に糸が配され
ているため、糸の配置に方向性が少なく、強度面でのバ
ランスが取れているという利点を有しながら、厚さを薄
くでき、且つ、柔軟性に富んだ三軸組布を得ることがで
きる。従って、炭素繊維などの一方向引き揃え材の支持
体として使用されると、支持体層を薄くすることができ
るため、補強層内における樹脂分リッチ層を少なくする
ことができる。また、支持体層が補強層の表面に出ても
組布の目が目立だちにくい。更に、本発明の組布は柔軟
性を有しているため、一方向引き揃え材の支持体として
用いた場合、補強作業時に組布が引き揃え材から剥離す
るなどの問題の発生が起こりにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の経一層三軸組布の平面図

【図２】従来の三軸組布の平面図

【図３】本発明の経一層三軸組布の製造方法を示す概略
図

【符号の説明】

１．本発明の経一層三軸組布２．経糸群３ａ，３ｂ．斜交糸群４．ドラムシリンダ５．糸掛け具６．円弧状トラバース具７．糸ガイド９．クリール１１．含浸ローラ１２．含浸バス１３．バインダ１４．プレスローラ１５．乾燥シリンダ１６．分離ローラ１７．押さえ用経糸群２１．従来の三軸組布２２ａ，２２ｂ．経糸群２３ａ，２３ｂ．斜交糸群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】経糸軸に対称で互いに逆行して斜交する
斜交糸群と該斜交糸群の片側に経方向に平行に積層配列
された一層の経糸群からなり、前記各糸群の糸の交点が
接着されていることを特徴とする経一層三軸組布。
【請求項２】請求項１記載の斜交糸群及び経糸群が強
化繊維である経一層三軸組布。
【請求項３】請求項２記載の強化繊維がガラス繊維で
ある経一層三軸組布。
【請求項４】請求項３記載のガラス繊維がテックス番
手で１０〜４０番手のガラス繊維である経一層三軸組
布。
【請求項５】斜交糸群の交点と経糸の位置がずれてい
ることを特徴とする請求項１から４記載の経一層三軸組
布。