JPS5926563A - 繊維強化複合材成型用繊維基材 - Google Patents

繊維強化複合材成型用繊維基材

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JPS5926563A
JPS5926563A JP57136713A JP13671382A JPS5926563A JP S5926563 A JPS5926563 A JP S5926563A JP 57136713 A JP57136713 A JP 57136713A JP 13671382 A JP13671382 A JP 13671382A JP S5926563 A JPS5926563 A JP S5926563A
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fiber
glass fiber
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glass
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小暮 益良夫
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Nitto Boseki Co Ltd
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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】 この発明は繊維強化複合材成型用繊維基材、特にガラス
繊維シート状物の一表面に、平面状に引揃えられた多数
の引揃え繊維を、緊張状態で部分固着した、合成樹脂や
、セメント、金属、ゴムなどの強化に使用する、繊維基
材に関するものである。
従来、一方向に高い強度を有する腹合4′Aを成型する
ための繊維基材としては、平面状に引揃えられた多数の
ストランド、又はロービングからなるガラス繊維が使用
されて来た。
このような平面状に引揃えられた多数の引揃え繊M1.
は、長手方向に移動しながら連続的に、合成樹脂液、セ
メントスラリー、溶融金属のような含浸材料を含浸成型
する場合は適当であるとしても、このような平面状に引
揃えられた多数の引揃え繊維は、隣り合うストランド又
はロービング同志全く固着されていない−から、所謂バ
ッチ式の加圧成型に使用することは出来なかった。何故
ならばこの平面状に引揃えられた多数の引揃え繊維を、
成型に必要な所望の長さに切断すると、ばらばらになっ
てしまい、又、成型中に含浸材料の流動に伴って流動し
て、方向性をもった複合材が得られないことは勿論、そ
の性能に部分的なバラツキ?生ずるからである。
そのため平面状に引揃えられた多数の引揃え繊維を、接
着剤を用いてガラス繊維マットの表面に張りf」げた状
態に完全に全面接着し、バッチ式の加圧成型に使用する
ため、成型に必要な所望の長さに切断しても引揃え繊維
が脱落せず、バッチ式の加圧成型に適した繊維基材とし
たものもあるが、引揃え繊維がガラス繊維マットから脱
落するのを防止するため、ガラス繊M1マットの全面に
接着剤を塗布するため、コスト高を招くばかりか、後工
程たる含浸材料のスムースな含浸を妨げて、性能の良い
複合材を得ることができなかった。
更に近年、ガラス繊維を使用した複合材では得ることの
出来ない、高度の引張強さ、引張り弾性率2曲げ強さ9
曲げ弾性率なとの物性を持った複合材が要求されるに至
り、炭素繊維の使用が試みられ、更には炭化珪素繊維、
アラミツド繊維の開発が進むに従って、これら繊維の使
用も考慮されるに至っている。
然しなから炭素繊維を始めとするこれら繊維は、ガラス
繊維に比べ価格も高仁そのため、これら繊維をガラス繊
維と出来るだけ均一に混合して使用する、所謂分散型ハ
イブリッドと、例えば炭素繊維織物とガラス繊維マット
の積層構造のような、所謂積層ハイブリッドが用いられ
るようになって来プこ。
一方このような繊維基材に対する含浸4オ料も、各種の
合成樹脂たけに止まらず、セメントや金属。
ゴムなど多様化が進んだ結果、これら含浸材料の種類に
関係なく、汎用性のある繊維基材の供給が望まれるに至
っている。
そこで本発明は、前記ガラス繊維のストランド又はロー
ビングを、カラス繊維マットの表面に完全に貼りつけた
状態に接着した、従来公知の繊維基材にみられる含浸材
の含浸不良を解決し、ガラス繊維の持つ性能をより一層
発揮した複合材を得ること、並びに引張り強さや引張り
弾性率がガラス繊維より大きい、炭素繊維、炭化珪素繊
維、アラミツド繊維を使用若しくは併用することにより
、これら繊維が持つすぐれた性能をより一層発揮した複
合材を得ること、更には合成樹脂、セメント。
金属などの含浸材料の種類に関係なく、汎用性のある繊
維基材を得ることを目的としてなされたものであって、
その結果ガラス繊Kdl=、をはしめとする上記各繊維
のストランド、或い−はロービングを多数平面状に引揃
え、ガラス繊維シート状物、111Jちガラス繊維マッ
ト、ガラス繊維織物、或いはガラス繊維マットとガラス
繊維織物を重ね合せたものの一表面に、微粒子状熱溶融
性合成樹脂の融着や、糸による縫着、ニードルパンチン
グにより部分固着することによって解決した。
第1図は、この発明の繊維基材の第1の実施例を示す斜
視図であって、1は引揃えm、t(Iであって、ガラス
繊維シート状物としてのガラス繊維マット2の一表面に
平面状に多数引揃えられ1.微粒子状の熱溶融性合成樹
脂3て点接着により部分的に固着されている。
第2図は、この発明の繊維基4Aの第2の実施例を示す
ものであって、第1図におけるガラス繊維シート状物と
してのガラスm、t(fマットに替工、カラス繊維織物
4をIl]いたものを示し、第3図は、引揃え繊維、1
を、第1図におけるカラス繊維シート状物としてのガラ
ス繊維マットに替え、カラス繊組ニマット3とカラス繊
維織物4を爪ね合せたもの5のガラス繊維マットの面に
、点接着により部分的に固着した第3の実施例を、更に
第4図は、引揃え繊維1を、第3図におけるガラス繊維
マット3とガラス繊維織物4を重ね合せたもの5のノコ
ラス繊維織物の面に、点接着により部分的に固着した、
第4の実施例を示している。
然してこ−れら平面状に引揃えられたカラスm訂1゜炭
素繊維、炭化珪素繊維、アラミツド繊維からなる多数の
ストランド、又はロービングは、前記第1図乃至第4図
に示ずように、平面状に引揃えられた1種類の繊維から
構成されていても、第5図ABCDに示すように任意に
選択された2種類の引揃え繊維42口が、1つおきに平
面状に引揃えられても、又、第6図ABCDに示すよう
に、任意に選択された2種類の引揃え繊維42口が、2
木、1本と交互に平面状に引揃えられていても良く、要
は複合4′Aに要求される性能に従って、ガラス繊維、
炭素繊維、炭化珪素繊維、アラミツド繊維の、ストラン
ド又はロービングの中から、何れか1種類の繊維のスト
ランド、又はロービングを多数平面状にUr揃えても、
或いは何れか2種以上の繊維のストランド、又はロービ
ングを選択し、所望の順序に配列して平面状に引揃えて
も良く、更に平面状に引揃える際に、隣り合うストラン
ド同志又はロービング同志を互に密に引揃えるも、僅に
間隔をあけて引揃えるも任意である。
然して」−記実施例においては、ずへて微粒子状の熱溶
融性合成樹脂による部分固着について述べ、又図面に示
しているが、微粒子状の熱溶融性合成樹脂の使用に替え
、ガラス繊維シート状物と坐り状に引揃えられた多数の
づ1揃え繊維とを重ね合せ任意の間隔を置きながら幅方
向に向ってミシン掛は等により糸で縫着して部分固着し
ても、或いはガラス繊維状物と平面状に引揃えた多数の
引h)Xiえ繊維とを重ね合せ、ニードルパンチングを
施して部分固着しても本発明の目的を達成することが出
来、特に縫着やニードルパンチングによる繊維基材は、
含浸材料の種類を問わず使用出来る汎用性を有し、極め
て好適である。然しなから含浸4′A利に従って選択す
るときは、含浸月利が例えはポリエステル樹脂の場合、
微粒子状の熱溶融性ポリエステル樹脂を撒布して熱溶融
により接着固定するとか、含浸材料の合成樹脂の種類に
応じて、それぞれの合成樹脂となじみのよい微粒子状の
合成樹脂を使用し、含浸材料がポルトランドセメントや
、高炉セメントなとの水硬性セメントのセメントスラリ
ーの場合は、ポリプロピレンやナイロンなとの合成繊維
糸や、ガラス繊維糸、炭素繊維糸て縫着固定し、更に含
浸材料が溶融金属である場合には、ガラス繊維糸や炭素
m糾、糸で縫着固定すると好適である。
なおニードルパンチングによるときは、微粒子状の熱溶
融性合成樹脂や、縫着のための糸などの副資利の必要は
全くない。
又部分固着として、微粒子状熱溶融性合成樹脂による固
着、縫着による固着、ニードルパンチングによる固着の
うち、何れが2種以上の固着方法を併用することも任意
である。
本発明の繊維基材に使用されるカラス繊維は、合成樹脂
との結合を向上させるため、シラン系やアミノシラン系
のカップリング剤で処理し、セメントスラリー特に水硬
性セメントのうち、例えばポルトランドセメントスラリ
ーを含浸させるときは、ガラス繊維自体、所謂耐アルカ
リガラス繊維分使用するとか、ガラス繊維表面に耐アル
カリ性を与えるための表面処理を施し、更に又溶幽金属
との結合を向上させるためには、金属メッキを施こして
おく必要がある。又炭素繊維も同様に、アミノシラン系
のカップリング剤やその他の処理剤で処理をして、合成
樹脂との結合の向」―を計ったり、水硬性セメントを強
化するために、エポキシ樹脂分コーティングしたり、金
属を強化するために、ニッケル等の金属をメッキしたり
する必要がある。更に又、炭化珪素繊維やアラミツド繊
維が繊維基材に使用される場合も、はぼ同様の処理が施
される。
又カラス繊維シート状物として用いられるカラス繊維マ
ットは、長繊維マット、短繊維マットの何れであっても
任意に使用することができる。
この発明の繊維基材は上記構成から成るものであるから
、平面状に引揃えられた多数の引揃え繊維は、ガラス繊
維シート状物の表面と、微粒子状の熱溶融性合成樹脂に
よる接着、糸による縫着、或いはニードルパンチングに
よって、各固着点て引揃え状態を保ったま\部分固着さ
れているから、この繊維基材を所謂バッチ式の加圧成型
に用いるため所要の大きさに切断しても、引揃え繊維、
が脱落する恐れは全くなく、然も従来のような全面固着
とは異り、要所のみを固着した部分固着であるから、含
浸材料たる合成樹脂や、十メントスラリー2溶融金属の
含浸もスムースに行なわれ、バッツヂ式加圧成型法を適
用して、性能のt<”i″した複合相を得ることができ
る。
又本発明においてガラス繊維シート状物とロービングシ
ート固着に微粒子状熱溶融性合成樹11旨を使用すると
きは、既に述べた通り含浸A0’)の種類により樹脂の
選択が必要となるが縫着やニードルパンチング 含浸拐利の如何を問わず広く使用することかて゛きる。
次に実施例として、ガラス繊維シート状物に、炭素繊維
単独、又は炭素繊維とガラス繊維からなる引1ffi]
え繊維を使用し、含浸椙判としてボ1〕エステル樹脂を
使用した場合につき、得られた複合相の性能を第1表、
及び第7図,第8図に示す。表中各試判に用いられた繊
維暴利は、第2表のように構成されたものである。
以下余白 第  1  表 註)1 複合4=J中繊維基利含有率;40重量%2 
ポリエステル樹脂 大日本インキ]二業株式会社製ポリ
ライトFI1132N。
3、繊維含イj率中括弧内の数字は相ス・]比率を示す
。
4 各性能中括弧内の数字は最低値と最高値を、上段の
数字はその平均値を示す。
第  2  表 炭素繊維−東し株式会社製トレカT300ガラス繊維ロ
ービング: チョツプドストランドマット ニ ガラス繊維織物: 然してこの結果から、引張り強さや曲げ弾・jl−率が
ガラス繊維より大きい炭素繊維6を使用することによっ
て、ガラス繊維のみからなる繊維基’Mでは得ることが
出来なかった複合4オが得られることは明らかで、炭素
繊維より更に引張り強さや曲げ弾性率の優れた、炭化珪
素繊維やアラミツド繊維の使用によって、格段に性能の
すぐれた複合相を得ることが出来る。
なお本発明の繊維基材において、平面状に引揃えられた
引揃え繊維の方向を、第9図に示すように互に直角方向
に重ね合せ、或いは又任意にずらして2層又はそれ以上
互に重ね合せ、複合相の成型に使用することにより、種
々の方向に高い引張り強さや引張り弾性率を持った複合
イオを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ガラス繊維シート状物として、カラス繊維マ
ットを使用した、本発明繊維基イオの第1の実施例の斜
視図。第2図は、ガラス繊維シート状物として、ガラス
繊維織物を使用した、本発明繊維基材の第2の実施例斜
視図。第3図は、ガラス繊維シート状物として、カラス
繊維マットとカラス繊維織物とを重ね合せたものを使用
した、本発明繊維基4Aの第3の実施例の斜視図。第4
図は、第3図の他の実施例を示す第4の実施例の斜視図
。 第5図A、B、C,Dは、前記第1図乃至第4図の実施
例において使用された、平面状に引揃えられた引揃え繊
維が、交互に異種繊維である場合を示す断面図。第6図
A、B、C,Dは、前記第1図乃芋第4図の実施例にお
いて使用されブこ引h)iiえ繊維が、2種類の繊維か
らなり、旧つ一方の引揃え繊維2本と、他方の引l7)
iiえ繊M1゛が1本、順次平面状に引揃えられた場合
を示す断面図。第7図。 第8図は、引揃え繊維としてガラス繊維と炭素繊維を使
用した際、側繊維の混合比率の差による性能の変化を示
すグラフ。第9図は本発明の繊維基材を2枚、引揃え繊
維が直角に交る方向に市ね合せた場合を示す斜視図であ
る。 1・・・引揃えガラス繊維 2・・・ガラス繊維マット 3・・・微粒子状熱溶融性合成樹脂 4・・・ガラス繊維織物 特許出願人  目東紡績株式会社 代理人弁理士   犬 野 克 射 入  野  令  子 〃      大 野 柳之輔 粥1図 莞3図 第5図A 兜5図B 殆5図C 尭5図り 荊6図A 殆6因 B も6図pC 昭和57年8月27[1 ’11’:i’l’庁長官若杉和夫殿 ]、  °1件の表示 昭f115フイl”1.)°1.′1願第1.3671
3号2、発明の名作 繊維強化複合相成型用繊維基材 3、補正をすると 事(′1との関係  特許出願人 11  所  福島県福島市郷野目字東て番地式 名 
   (397)  日東紡績株式会社■ 明細書12
頁、第1表最上欄「繊M1:含浸率」を「繊維含有率」
と訂正ずろ。 2、同頁同表、試料41曲げ強さのIlイi r(c;
6〜74)」を1(66〜84)」と訂正する。 3、明細書16頁11行目「1・・・引揃えガラス組紐
°」を11・・・引揃え繊維」と訂正する。 4 第8図を別紙の通り訂正する。 手続補正書(自発) 昭和57年9月311 、発明の名[示 繊維強化複合相成型用繊維基材 3.1市市をする古′ 事1′1−との関係  1″、1許出1頭人11 所 
 福島県福島市郷野目字東一番地氏 名    (39
7)  日東紡績株式会社4、代理人 5、袖11ミの対象 ■ 昭和57年8月27日干(」手続hli正書2頁:
3行11「試別4」を「試別3」に、同4行目「(60
〜84)」を「(61〜84)J+こそれぞれ3TiE
する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ガラス繊維シート状物の一表面に、平面状に引揃
    えた多数の引揃え繊維を、緊張状態で部分固着した、繊
    維強化複合材成型用繊維基材。 2 ガラス繊維シート状物は、ガラス繊維マット、又は
    ガラス繊維織物、若しくはガラス繊維マットとガラス繊
    維織物を重ね合せたものである、特許請求の範囲第1項
    記載の繊維基材。 3 引揃え繊維は、ストランド、又はロービングである
    、特8′1;請求の範囲第1項記載の繊維基材。 4 引揃え繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、炭化珪□素
    繊維、アラミツド繊維のうち何れが1種類又は2種類以
    上である、特許請求の範囲第1項記載の繊維基材。 5 引揃え繊維は、密に引揃えられている、特許請求の
    範囲第1項記載の繊維基材。 6 引揃え繊維は僅かに間隔をあけて引揃えられている
    、特許請求の範囲第1項記載の繊維基材。
JP57136713A 1982-08-05 1982-08-05 繊維強化複合材成型用繊維基材 Granted JPS5926563A (ja)

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