JPS634506B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS634506B2 JPS634506B2 JP55174179A JP17417980A JPS634506B2 JP S634506 B2 JPS634506 B2 JP S634506B2 JP 55174179 A JP55174179 A JP 55174179A JP 17417980 A JP17417980 A JP 17417980A JP S634506 B2 JPS634506 B2 JP S634506B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- dimensional
- nonwoven structure
- fibers
- dimensional nonwoven
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な複合材料に関するもので、より
詳しくは三次元立体不織構造物を樹脂、コンクリ
ート等のマトリツクス材料と複合せしめてなる三
次元立体不織構造物強化複合材料に関するもので
ある。
詳しくは三次元立体不織構造物を樹脂、コンクリ
ート等のマトリツクス材料と複合せしめてなる三
次元立体不織構造物強化複合材料に関するもので
ある。
繊維強化複合材料は優れた工業用材料として既
に巾広く利用されていることはよく知られている
ところである。強化用繊維は長繊維フイラメント
状で使用される場合、短繊維をシート状あるいは
均一に分散させて使用する場合がその大部分であ
る。従つて特に厚みのある材料の場合はそれらを
積層して使用するというのが、一般的な使われ方
である。これに対し、最近三次元立体不織物をベ
ースにした複合材料が提案され、注目をあつめて
いる。すなわち、これはｘ、ｙ、ｚの３方向に糸
やロービングを組織させた立体状の織物を用いた
複合材料で、機械的性質や熱的性質等に優れた材
料特性を示す。特に材料の等方性に優れているこ
と及びマトリツクスの充填様式を工夫して多孔体
とすることによりいわゆる柔構造特性を有する等
新しい複合材料として今後の発展が大いに注目さ
れている。しかし残念なことにはそのベースとな
る三次元立体不織物を工業的に製造することは、
かならずしも容易ではなく、又現在開発されてい
る織機での操作は極めて繁雑で、例えば製造コス
ト、生産性といつた点で工業的にはまだまだ問題
が多い。
に巾広く利用されていることはよく知られている
ところである。強化用繊維は長繊維フイラメント
状で使用される場合、短繊維をシート状あるいは
均一に分散させて使用する場合がその大部分であ
る。従つて特に厚みのある材料の場合はそれらを
積層して使用するというのが、一般的な使われ方
である。これに対し、最近三次元立体不織物をベ
ースにした複合材料が提案され、注目をあつめて
いる。すなわち、これはｘ、ｙ、ｚの３方向に糸
やロービングを組織させた立体状の織物を用いた
複合材料で、機械的性質や熱的性質等に優れた材
料特性を示す。特に材料の等方性に優れているこ
と及びマトリツクスの充填様式を工夫して多孔体
とすることによりいわゆる柔構造特性を有する等
新しい複合材料として今後の発展が大いに注目さ
れている。しかし残念なことにはそのベースとな
る三次元立体不織物を工業的に製造することは、
かならずしも容易ではなく、又現在開発されてい
る織機での操作は極めて繁雑で、例えば製造コス
ト、生産性といつた点で工業的にはまだまだ問題
が多い。
本発明者等はかかる従来の問題点を解消すべく
鋭意検討した結果本発明に到達したものであつ
て、その発明の要旨とするところは、繊維長２〜
200mmの短繊維が三次元方向に配列され、且つ相
互に交絡一体化した立体不織構造体であつて、該
構造体の任意の部分Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）におけるｘ
（たて）方向、ｙ（よこ）方向、ｚ（厚さ）方向の
強度Fx、Fy、Fzが各々0.1Kg／cm2以上、厚さが７
mm以上で内部に多数の空孔を有する空間率が70〜
98％の三次元立体不織構造体とマトリツクス材と
を複合一体化した複合材料にある。
鋭意検討した結果本発明に到達したものであつ
て、その発明の要旨とするところは、繊維長２〜
200mmの短繊維が三次元方向に配列され、且つ相
互に交絡一体化した立体不織構造体であつて、該
構造体の任意の部分Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）におけるｘ
（たて）方向、ｙ（よこ）方向、ｚ（厚さ）方向の
強度Fx、Fy、Fzが各々0.1Kg／cm2以上、厚さが７
mm以上で内部に多数の空孔を有する空間率が70〜
98％の三次元立体不織構造体とマトリツクス材と
を複合一体化した複合材料にある。
尚本発明で云う空間率とは三次元立体不織構造
体の厚さ方向に１ｇ／cm2の荷重をかけた状態で測
定した体積（V1）と構成繊維自身の体積（V2）
より算出する。
体の厚さ方向に１ｇ／cm2の荷重をかけた状態で測
定した体積（V1）と構成繊維自身の体積（V2）
より算出する。
空間率（％）＝V1−V2／V1×100
一方ｘ、ｙ、ｚ方向強度（Fx、Fy、Fz）と
は、引張破断強力（FX、FY、FZ）と測定に供
したサンプルの断面積（SX、SY、SZ）より算
出した。尚断面積測定の際厚みは240ｇ／cm2荷重
下で測定した。
は、引張破断強力（FX、FY、FZ）と測定に供
したサンプルの断面積（SX、SY、SZ）より算
出した。尚断面積測定の際厚みは240ｇ／cm2荷重
下で測定した。
Fx（ｇ／cm2）＝FX（Kg）／SX（cm2）
Fy（ｇ／cm2）＝FY（Kg）／SY（cm2）
Fz（ｇ／cm2）＝FZ（Kg）／SZ（cm2）
本発明における三次元立体不織構造体と従来の
不織布との異なる点は次の通りである。
不織布との異なる点は次の通りである。
すなわち、
(イ) 従来の不織布は厚み方向にほとんど強力がな
い。言いかえれば厚みのある不織布の製造が困
難とされてきた。これに対し本発明における不
織構造体は７mm以上の厚みをもち、且つFx、
Fy、Fzの強度が0.1Kg／cm2と実用上問題のない
程度である。
い。言いかえれば厚みのある不織布の製造が困
難とされてきた。これに対し本発明における不
織構造体は７mm以上の厚みをもち、且つFx、
Fy、Fzの強度が0.1Kg／cm2と実用上問題のない
程度である。
(ロ) 実用上問題のない強度を有しているにもかか
わらず、空間率が70〜98％と大きい。これに対
して従来の厚みの小さい不織布では空間率が高
くなると、強度が極端に低下するという傾向を
有している。
わらず、空間率が70〜98％と大きい。これに対
して従来の厚みの小さい不織布では空間率が高
くなると、強度が極端に低下するという傾向を
有している。
かかる三次元不織構造体の特徴がそのまま得ら
れる複合材料の品質上の特徴となるのは言うまで
もないが、もう一つマトリツクス材料の充填様式
によつても得られる複合材料の性能は若干異な
る。マトリツクス材料の充填様式は、大きくわけ
て全充填型と多孔型の二つに分けられる。比強
力、比剛性が大きく、且つ軽量であるという、い
わゆる柔構造特性をより顕著に示すのは多孔型の
場合であり、一般的にも多孔型で使用される例が
多い。一方の全充填型を従来の積層タイプ複合材
料と比較しても、従来の積層面での各種性能低下
がないという点において、本発明の複合材料がは
るかに優れている。尚ここでいう多孔型とは、三
次元立体不織構造体の空間部分を複合化において
も残すよう樹脂その他のマトリツクス成分を含浸
したものを意味する。すなわちもとの三次元立体
不織構造体の空隙がそのまま複合材料の多孔部分
になつている構造のものを多孔型と称している。
れる複合材料の品質上の特徴となるのは言うまで
もないが、もう一つマトリツクス材料の充填様式
によつても得られる複合材料の性能は若干異な
る。マトリツクス材料の充填様式は、大きくわけ
て全充填型と多孔型の二つに分けられる。比強
力、比剛性が大きく、且つ軽量であるという、い
わゆる柔構造特性をより顕著に示すのは多孔型の
場合であり、一般的にも多孔型で使用される例が
多い。一方の全充填型を従来の積層タイプ複合材
料と比較しても、従来の積層面での各種性能低下
がないという点において、本発明の複合材料がは
るかに優れている。尚ここでいう多孔型とは、三
次元立体不織構造体の空間部分を複合化において
も残すよう樹脂その他のマトリツクス成分を含浸
したものを意味する。すなわちもとの三次元立体
不織構造体の空隙がそのまま複合材料の多孔部分
になつている構造のものを多孔型と称している。
以上説明してきたように、本発明の三次元立体
不織構造体強化複合材料は、その優れた特性の故
に一次構造材料としても巾広く利用される。従つ
て本発明の複合材料を構成する構成成分はあらゆ
る素材の組合せが巾広く用いることができ、特に
制限はない。その具体例としては、三次元不織構
造体を形成する繊維素材としてはアクリル繊維、
ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフ
イン繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維、木
綿、麻、羊毛等の汎用繊維の他に炭素繊維、芳香
族系耐熱繊維、ボロン系繊維、セラミツクス繊
維、ガラス繊維、アスベスト各種金属繊維等の高
強力、高弾性繊維及びこれらの２種又はそれ以上
の混合繊維を挙げることができる。
不織構造体強化複合材料は、その優れた特性の故
に一次構造材料としても巾広く利用される。従つ
て本発明の複合材料を構成する構成成分はあらゆ
る素材の組合せが巾広く用いることができ、特に
制限はない。その具体例としては、三次元不織構
造体を形成する繊維素材としてはアクリル繊維、
ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフ
イン繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維、木
綿、麻、羊毛等の汎用繊維の他に炭素繊維、芳香
族系耐熱繊維、ボロン系繊維、セラミツクス繊
維、ガラス繊維、アスベスト各種金属繊維等の高
強力、高弾性繊維及びこれらの２種又はそれ以上
の混合繊維を挙げることができる。
三次元立体不織構造体の好適な製法としては、
繊維ウエブ上に表面平滑な細巾の剛性支持体を適
宜間隙をおいて複数本平行に配置する操作と、該
剛性支持体の上に繊維ウエブを載置する操作と、
高速液体噴射処理にて両繊維ウエブを交絡一体化
する操作とを得られる不織構造体の厚さが所望の
厚さになるまで順次繰返した後、又は繰返しつつ
適宜前記支持体を取除く方法が挙げられる。又マ
トリツクス材料の具体例としては各種熱硬化性樹
脂、熱可塑性樹脂、ゴム、セラミツクス、金属、
セメント（コンクリート）等を挙げることがで
き、マトリツクス材料の充填方法は特に制約はな
く、その素材に応じて適宜選定すればよい。
繊維ウエブ上に表面平滑な細巾の剛性支持体を適
宜間隙をおいて複数本平行に配置する操作と、該
剛性支持体の上に繊維ウエブを載置する操作と、
高速液体噴射処理にて両繊維ウエブを交絡一体化
する操作とを得られる不織構造体の厚さが所望の
厚さになるまで順次繰返した後、又は繰返しつつ
適宜前記支持体を取除く方法が挙げられる。又マ
トリツクス材料の具体例としては各種熱硬化性樹
脂、熱可塑性樹脂、ゴム、セラミツクス、金属、
セメント（コンクリート）等を挙げることがで
き、マトリツクス材料の充填方法は特に制約はな
く、その素材に応じて適宜選定すればよい。
以下実施例にて本発明を更に具体的に説明す
る。
る。
実施例 １
単繊維デニール1.5d、繊維長38mmのビスコース
レーヨン繊維から、目付50ｇ／m2のクロスウエブ
を調製した。これを直径５mm、長さ２ｍの表面平
滑なステンレス製棒状体を５mm間隔で50本平行の
片側を固定した支持体に載置し、ウエブ側より噴
射流体処理を行なつた。得られたシートにステン
レス棒状支持体、さらにその上に新しいウエブを
積層し、同様の処理を行なつた。その際棒状体が
前回処理時の棒状体の間隙中央部に位置するよう
交互に配置した。噴射流体処理は孔径0.15mmφ、
孔間距離１mmのノズルを用い、40Kg／cm2Ｇの圧力
でウエブ１枚につき２回ずつ処理した。この操作
をくりかえし行なつた後棒状体を取除いたとこ
ろ、180mm×180mm×1800mmの一方向に連続した空
孔が規則的に5400本有する三次元立体不織構造体
（図にその部分拡大斜視図を示した）が得られた。
そのｘ、ｙ、ｚ方向の強度及び空間率は次の通り
であつた。
レーヨン繊維から、目付50ｇ／m2のクロスウエブ
を調製した。これを直径５mm、長さ２ｍの表面平
滑なステンレス製棒状体を５mm間隔で50本平行の
片側を固定した支持体に載置し、ウエブ側より噴
射流体処理を行なつた。得られたシートにステン
レス棒状支持体、さらにその上に新しいウエブを
積層し、同様の処理を行なつた。その際棒状体が
前回処理時の棒状体の間隙中央部に位置するよう
交互に配置した。噴射流体処理は孔径0.15mmφ、
孔間距離１mmのノズルを用い、40Kg／cm2Ｇの圧力
でウエブ１枚につき２回ずつ処理した。この操作
をくりかえし行なつた後棒状体を取除いたとこ
ろ、180mm×180mm×1800mmの一方向に連続した空
孔が規則的に5400本有する三次元立体不織構造体
（図にその部分拡大斜視図を示した）が得られた。
そのｘ、ｙ、ｚ方向の強度及び空間率は次の通り
であつた。
Fx 14.2Kg／cm2
Fy 17.5Kg／cm2
Fz 1.2Kg／cm2
空間率 91％
次にこの不織構造体を不飽和ポリエステル樹脂
液で処理し、均一に含浸せしめ、100℃×５分、
160℃×５分で熱硬化させ、不飽和ポリエステル
全充填型複合材料を得た〔繊維／樹脂（重量比）
＝１／９〕。
液で処理し、均一に含浸せしめ、100℃×５分、
160℃×５分で熱硬化させ、不飽和ポリエステル
全充填型複合材料を得た〔繊維／樹脂（重量比）
＝１／９〕。
実施例 ２
実施例１と同様の三次元立体不織構造体に、同
様に不飽和ポリエステル樹脂を含浸、硬化せしめ
た。但し硬化熱処理前に絞りロールで樹脂液を搾
液し210％に増し絞りした後、硬化熱処理した。
その結果不飽和ポリエステル多孔型複合材料が得
られた。
様に不飽和ポリエステル樹脂を含浸、硬化せしめ
た。但し硬化熱処理前に絞りロールで樹脂液を搾
液し210％に増し絞りした後、硬化熱処理した。
その結果不飽和ポリエステル多孔型複合材料が得
られた。
実施例 ３
芳香族ポリアミド繊維（ｍ−フエニレンイソフ
タルアミド）3d×76mmのクロスウエブ40ｇ／m2
を調製し、一辺３mmの正三角形断面で長さ300mm
の棒状体を３mmの間隔で平行に配列し、片側を固
定した支持体を用いて、実施例１と同様条件で
（但し、噴射流体処理圧力65Kg／cm2Ｇ）噴体流体
処理を行なつた。乾燥して得られた120×100×
150mmの三次元立体不織構造体の強力及び空間率
は次の通りであつた。
タルアミド）3d×76mmのクロスウエブ40ｇ／m2
を調製し、一辺３mmの正三角形断面で長さ300mm
の棒状体を３mmの間隔で平行に配列し、片側を固
定した支持体を用いて、実施例１と同様条件で
（但し、噴射流体処理圧力65Kg／cm2Ｇ）噴体流体
処理を行なつた。乾燥して得られた120×100×
150mmの三次元立体不織構造体の強力及び空間率
は次の通りであつた。
Fx：21.5Kg／cm2、Fy：20.3Kg／cm2、
Fz：3.5Kg／cm2、空間率 94％
これにエピコート828（イソプロピリデンビスフ
エノールジグリシジルエーテル）とジメチルアニ
サンの混合物を繊維重量に対し180％均一に含浸
し、室温で１日放置しさらに120℃で１時間熱処
理を行ない多孔型複合材料を得た。
エノールジグリシジルエーテル）とジメチルアニ
サンの混合物を繊維重量に対し180％均一に含浸
し、室温で１日放置しさらに120℃で１時間熱処
理を行ない多孔型複合材料を得た。
図は本発明で使用する三次元立体不織構造体の
一例を示す部分拡大斜視図である。
一例を示す部分拡大斜視図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 繊維長２〜200mmの短繊維が三次元方向に配
列され、且つ相互に交絡一体化した立体不織構造
体であつて、該構造体の任意の部分Ｐ（ｘ、ｙ、
ｚ）におけるｘ、ｙ、ｚ方向の強度Fx、Fy、Fz
が各々0.1Kg／cm2以上、厚さが７mm以上で、内部
に多数の空孔を有する空間率が70〜98％の三次元
立体不織構造体とマトリツクス材とを複合一体化
した複合材料。 ２ マトリツクス材が三次元立体不織構造体全体
に均一に充填されている特許請求の範囲第１項記
載の複合材料。 ３ マトリツクス材が三次元立体不織構造体の組
織内にのみ含浸され、空孔部がそのまま残存して
いる特許請求の範囲第１項記載の複合材料。 ４ 三次元立体不織構造体がその内部において少
くとも一方向に連続した空孔が規則的に存在して
いるハニカム構造となつている特許請求の範囲第
１項、第２項又は第３項記載の複合材料。 ５ マトリツクスが樹脂、ゴム、コンクリート又
はセラミツクスである特許請求の範囲第１項、第
２項、第３項又は第４項記載の複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55174179A JPS5798348A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55174179A JPS5798348A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Composite material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5798348A JPS5798348A (en) | 1982-06-18 |
| JPS634506B2 true JPS634506B2 (ja) | 1988-01-29 |
Family
ID=15974085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55174179A Granted JPS5798348A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Composite material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5798348A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3223361A1 (de) * | 1982-06-23 | 1983-12-29 | Olympus Winter & Ibe GmbH, 2000 Hamburg | Hochfrequenzresektoskop mit isolierspitze |
| JPH09504312A (ja) * | 1993-09-01 | 1997-04-28 | シークレスト ビルデイング プロプライアタリイ リミテツド | 繊維で強化したプラスチック配合材料及びこれから形成した物品 |
| CN103653458A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-26 | 吴江市品信纺织科技有限公司 | 一种耐洗无纺布 |
-
1980
- 1980-12-10 JP JP55174179A patent/JPS5798348A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5798348A (en) | 1982-06-18 |
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