JPS5892556A - 繊維積層体およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維強化樹脂用繊維積層材料に関するものであ
る。繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰという）における樹脂
の強化用繊維材料の形態としては。

織物が用いられることは一般に良く知られている。

ＦＲＰを製造する最も通常的な方法は、織物を複数枚に
積層し熱硬化性樹脂のような材料を前記織物に含浸させ
た後、樹脂を硬化させることからなっている。

ところが織物の積層作業には煩雑さが伴ない。

かつ積層の具合いかんによってはＦＲＰの物性に□　好
ましからざる方向性を惹起せしめる。すなわちＦＲＰの
中の織物の斜め方向における引張り強度がきわめて低い
。同時に面方向のせん断剛性も低いという欠点を有して
いる。

そこで、上記問題を伴なわない樹脂の強化用繊維素材の
設計が望まれている。

本発明の目的は、従来の樹脂の強化用繊維材料の上記欠
点を解決し、ＦＲＰを製造する際の作業能率が高く、か
つ均一な物性と高い強度を有し。

高いせん断剛性を有する繊維積層体およびその製造装置
を提供することにあり、特に積層体の端部の補強に優れ
た積層材料を提供することにある。

すなわち本発明は。

「（１）積層された繊維強化樹脂用繊維材料において。

Ａ、布帛に対し、平行状に引揃えられた糸条からなるシ
ート状糸条群が互いに交差するように複数層重ね合わさ
れ。

Ｂ、該布帛と糸条群からなるシートは一体化され。

Ｃ０該糸条群の反転部には補強糸条が配置されている ことを特徴とする繊維積層体。

（２）　　布帛に対しシート状糸条群を積層して一体化
せしめる装置°において。

Ａ、糸条群を装着する中空軸を有する回転可能なフレー
ムと。

Ｂ６相対面するガイド群が、互いに反対方向に移行する
手段と。

Ｃ０糸条群が反転する位置において、補強糸条を挿入す
るための手段と。

Ｄ。供給される布帛に対し、前記斜交方向に供給される
シート状糸条群とをニップし、かつ引取り機能を備えた
把持手段と。

Ｅ、上記の積層体を一体化する手段とを設けたことを特
徴とする繊維積層体の製造装置。」である０ 本発明において繊維強化樹脂用繊維材料とは。

ガラス繊維、炭素繊維、ケイ素系繊維、ポリエステル呆
繊維、ポリアミド系繊維、芳香族ポリアミド系繊維（ア
ラミド繊維を含む）、全芳香族ポリエステル系繊維、そ
の他公知の補強繊維材料を−示す。また、これらの補強
繊維材料は単一種類で構成してもよいし、各種の材料を
組合わせて構成してもよい。また、かかる材料は１本発
明の一体化手段である縫製糸としても用いることが出来
ればさらに好ましい。

補強繊維材料はフィラメント、ステープル線維。

等繊維形状を示すものであればどのようなものでもよい
。ステーブル繊維等を用いる場合は、撚糸とするか、ま
たは接着剤、樹脂等を用いて繊維形状に形成したものを
用いる。

本発明において布帛とは、織物１編物、不織布等公知の
布帛を用いることができる。この中で特に好ましい布帛
は織物である。これはタテ方向。

ヨコ方向の強力が最も優れ、かつ布帛組織の強力が最も
高いからである。またガラス繊維、炭素繊維、ケイ素繊
維等では、織物が最も加工しゃすく。

かつ取扱い性も良いからである。

また本発明においては布帛上に、平行状に引揃えられた
糸条からなるシート状糸条群を雇いに交差するように重
ね合わせるものである。かかるシート状糸条群とは、数
多くの糸条を引揃え、はぼ平らに拡開してシート状とし
たものを示す。そして好ましくは布帛として織物を用い
、織物のタテ糸またはヨコ糸方向に対して、前記シート
状糸条群を斜交状態に互いに交差させて積層する。

シート状糸条群の積層数は複数層であるならば任意の数
をとりうる。また布帛も１枚以上何枚積層してもよい。

次に本発明は上記積層体を一体化させるものである。一
体化の手段は接着、縫製等公知の手段が使用できるが、
好ましくは縫い組織により一体化するものである。縫い
組織は公知のものであればどのようなものでもよい。好
ましくはミシンを用いて本縫い、単環縫いなどであり、
縫い目の・形については直線縫い、ジグザグ縫いおよび
点線ジグザグ縫いなどをあげることができる。もちろん
本発明は前記したように他の公知の縫い方であってもよ
い。また、縫い目方向は織物のタテ糸またはヨコ糸方向
が好ましい。これは縫製時の積層体の移動がしやすいか
らである。

次に本発明においては、前記斜交状態に折りたたまれた
シート状糸条群の反転部？−ｔなわち端部または耳部に
、補強糸条を配置させているものである。補強糸条は、
前記糸条群反転部に存在しているのであれば、糸条群の
内部、外部どちらに存在していてもよいが、好ましくは
糸条群の内部に存在していることである。すなわち糸条
を反転させたときに内部に補強糸条を存在せしめるとか
かる状態は形成される・かかる補強糸条の存在により１
反転部に強固な耳部が形成され、積層体全体の強力が向
上するとともに形態も安定し、かつ取扱い性は向上する
。

次に図面を用いて本発明の第１番目の発明を説明する。

第１図は本発明の積層体２３をモデル的ト に示したもので、布帛７にシーｌ状糸条群３，４を斜交
状態に交差させて積層し、かつシート状糸条群の反転部
には補強糸条１６を配置せしめている。そしてかかる積
層体２６に対して、一体化のだめの一つの手段として縫
い組織を用いて一体化せしめているのである。第１図に
は縫い組織は、省略した。また布帛７とシート状糸条群
積層体とは同じ幅であってもよい。

次に本発明の製造方法についてその１例を説明する。

本糸条群は、７ランジ付きのビームに巻かれた複数本の
経糸によって供給され、かつビームは回転自在なフレー
ム上に設置されている。また、経糸の糸道の長さの変化
には、適当なテンショニング装置を導入してもよい。経
糸はほぼ平行状の２つのシート状配列状態に配置された
複数個のガイドを通過した後、好ましい配列状態が達成
できる。

これら複数個のガイドは９例えば回転するローラ上に形
成されたスパインル状の溝に沿って移動できる。この移
動はガイドが糸道を横切るような方向に設定されている
。また、この移動は経糸の供給クリールの回転と同調す
るように駆動される。

本発明の布帛の供給は把持ローラに引き取られることに
より成される。布帛と把持ローラ間の張力の変動は０例
えば布帛が挙がれたビームに把握ローラと反対方向のト
ルクをトルクモータなどによって加え、最少限に押える
ことも可能である。

本発明の積層体の一体化のための縫い組織の形成には、
公知のミシンを適用できる。また、縫い組織の縫製糸反
転部の糸条挿入にはフレームに連結する中空軸を通る支
持体に支持されるガイドが用いられる。

かかる反転部における糸条の挿入によシ、布帛耳部の構
造が安定すると同時に１把持ローラにより与えられる該
糸条への張力の付与により交差シートを構成する糸条群
が安定し、縫合時の糸条の乱れが少なくなるという効果
を有する。

次に本発明の第２番目の発明について図面を用いて説明
する。第２図〜第４図は本発明の装置の１例を示したも
のである。

本発明の装置は、糸条群を装置する中空軸を有する回転
可能なフレーム２１と、相対面するガイド群５，６が互
いに反対方向に移行する手段２９と、糸条群が反転する
位置２８において補強糸条１６を挿入するための手段１
５と、供給布帛７とシート状糸条群６，４とを＝ラグし
、かつ引取り機能を備えた手段９例えば把持ロユラ８，
９と。

ここで得られる積層体を一体化するための１つの手段と
して、縫合手段１０．１１とからなるものである０ 下 以〆さらに詳細に詳明する。

第２図２１は回転自在なフレームで、かつ前記フレーム
２１の上部にクリール支持部材１８．１９が設置されて
いる。前記フレーム２１は糸の供給ビーム１．２が設置
され、各ビームには多数の糸５．４が適量巻かれている
。かくしてビームからの糸３．４は下方に案内され、可
動ビンガイド５゜６を通過した後、はぼ平行状に複数本
の糸条からなる２つの／−ト状糸条群として配列された
状態で６等速回転をするローラ８，９に向って垂直下方
向に移動する。前記シート状糸条群を構成する糸は、糸
道を横切るような方向に、一方のシート状糸条群が他方
のシート状糸条群とは反対方向である手段、すなわち第
６図におけるような、可動ビンガイド５．乙により横ぷ
りが行なわれる。そして可動ビンガイドはレール２９に
沿って巡回移動を行なう。

第２図から明らかなように、２つのシート状糸条群が交
差し重ね合わされた積層体と、布帛７とが積層されるだ
めの操作は１等速回転をする把持ローラ８，９で達成で
きる。積層手段からの積層体２３は巻取りローラ１３．
１４に向って垂直下方向に前進する。

次に、前記積層体２３を安定化させるための縫い組織の
形成については、第２図において図面をわかり易くする
為に押え金等、いわゆる縫製機械部品が省略されている
が、縫い針１０．縫い糸２４およびカマ１１を示し、公
知の縫製加工により。

例えば本縫いで直線縫いが適用できる。

また前記糸条群３，４の反転部２８には、中空軸１８を
通過して支持体２０により支持される固定ガイド１５が
７−トの両端に一対に設けられ。

該固定ガイド１５を通して補強糸条１６を挿入するＯ 補強糸条１゛６の挿入は、まず補強糸条１６をガイド１
７を通して把持ローラ８，９で下方へ送り。

−男系条群３，４を可動ガイド５，６を通してやはり下
方へ送り、このとき可動ガイド５．６を回転リング等で
一方向に移動、すなわち相対面するガイド群を反対方向
に移動せしめると、糸条群３゜４は斜交状態に積層され
ていく０そこで最端部のガイド２６を、補強糸条１６の
外側を通過させて反転させると補強糸条を巻き込み、か
つこの反転部が積層体の耳部２８となる。

なお把持ローラ８，９を通過した積層体２３は。

更に下方の把持ローラ１３，１４で把持させてもよく、
かかる手段を用いると、張力を与えたまま縫製すること
ができるので好ましい。また補強用糸条の太さは任意の
ものとすることができる。この補強用糸条の素材は、前
記した積層体の素材であれば、どのようなものでも使用
できる。

本発明における積層体は補強材料としてそのまま用いて
もよいが、好ましくは２〜５０枚程度。

本発明の積層体を重ね合わせて用いる。かかる本発明の
積層体を複数枚重ね合わせる際は、縫合による一体化ま
たは接着による一体化が必要となる。

縫合による一体化の際ステッチ間隔は全積層体の厚さの
１／２程度から全積層体の厚°さ程度がよい。

またステッチ列の間隔も、上記ステッチ間隔と同じ程度
とすることが好ましい。

そして本発明における積層体を複数枚重ね合わせたもの
を樹脂含浸し、成形材料として使うのが好ましい。

次に本発明の効果について説明すると次のとおりとな′
る。

Ａ、積層するシート状糸条群がほぼ直角な状態で積層さ
れるので１強力利用率が高くなる。

Ｂ、織物にできないような加工性の悪い材料。

例えば可撓性のない材料であっても積層、補強材料とし
て利用することができる。

Ｃ，シート状糸条群の目付を自由に変えることができ、
目的物に応じて厚くしたり薄くしたりすることが容易に
行なえる。

Ｄ、シート状糸条群については織物等の布帛に加工しな
くて済むのでその分安価に積層体が得られる。

Ｅ、従来のプリプレグ板の接着積層体に比べ。

縫製による強度を強くすることができるので。

層間剥離を防止できる。

Ｆ、シート状糸条群は一方向に繊維が配列しているので
、樹脂含浸の際１毛管現象により樹脂が含浸しやすく加
工しやすい。

Ｈ０積層体の端部の補強がなされているので端部でも強
力は高く形乱れもおこさず、かつ全体として芒参愼形態
安定性に優れて取り扱い性がよい。

実施例１ 第２図の装置を用い、４本のビームにポリエステルフィ
ラメント１２８０デニール（１００フイラメント）を準
備し、各々２００本ずつを回転フレームに配置した。そ
して該糸条を可動ガイドに導き把持ロー２８．９に供給
した。可動ガイド５゜６の水平方向の移動速度は１０■
／分、各ガイド間隔は４ｍｍであった。端部に供給する
補強糸条１６として同じくポリエステルフイラメン）　
１２８０デニール（１００フイラメント）を、固定ガイ
ド１５を通して供給した。把持ローラ８，９の引き取り
速度は１０■／分であり、該ローラには供給布帛７とし
てポリエステル乎織物（′目付１２０ｇ／ｙｉ”）を供
給した。シート２３はキルテイング用縫製装置により、
ステッチ長３！ｌｌｌＩｎ、縫い目間隔２．５４ｍｍで
縫製した。得られた積層体は端部が強く、形態安定性に
優れ、かつ斜交方向における強力が高い良好なシートで
あった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の積層体を示し、第２図〜第４図は本発
明の積層体を製造する装置のモデル図を示す。 ６．４はシート状糸条群、７は布帛、１６は補強糸条、
２１は回転フレーム、５．６はガイド。 ８．９は把持ローラ、１０．１１は縫合手段。 特許出願人　東し株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１積層された繊維強化樹脂用繊維材料において。 Ａ、布帛に対し、平行状に引揃えられた糸条からなるシ
   ート状糸条群が互いに交差するように複数層重ね合わさ
   れ。 Ｂ、該布帛と糸条群からなるシートとは一体化され。 Ｏ０該糸条群の反転部には補強糸条が配置されている ことを特徴とする繊維積層体。 （２）　　布帛に対しシート状糸条群を積層して一体化
   せしある装置において。 Ａ、糸条群を装着する中空軸を有する回転可能なフレー
   ムと。 Ｂ、相対面するガイド群が、互いに反対方向に移行する
   手段と。 Ｏ０糸条群が反転する位置において、補強糸条を挿入す
   るだめの手段と。 Ｄ、供給される布帛に対し、前記斜交方向に供給される
   シート状糸条群とをニップし、かつ引取り機能を備えた
   把持手段と。 Ｅ、上記の積層体を一体化する手段とを設けたことを特
   徴とする繊維積層体の製造装置。