CN109153221B - 强化纤维构造物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

[技术问题]，本发明提供一种若进行弯折加工，抗弯强度也强的强化纤维构造物，且可有效率地制造芯构件与强化纤维一体地融合而构成为预定的强化纤维构造物。[解决的方法]，使用强化纤维(碳素纤维)的纱状和热熔接纱4所构成的强化纤维3并通过袋织而形成一个袋状部分，并通过进行压合、熔接或烧成，使得芯构件2被被覆来构成。由于所述强化纤维3设置成袋织(或袋编)形成的袋状部分3a，使芯构件2放入并通过进行压合、熔接或烧成被被覆来构成，所以通过热压合等使热熔接纱熔融，而融合接合于芯构件，可制造强化纤维构造物。

Description

强化纤维构造物及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种强化纤维构造物及其制造方法，是将金属制构件、纤维强化塑料构件、纤维强化陶瓷构件或纤维强化玻璃构件等进行压合、熔接或烧成于强化纤维，再加工成预定的厚度或预定形状的强化纤维构造物及其制造方法。
背景技术
碳纤维(碳素纤维)轻量，高强度且具有高弹性系数，作为航空器构造构件、汽车用构件、运动休闲用品的预浸材或积层材的基材来使用。强化纤维(carbon fiber)是利用高温将压克力纤维或沥青(石油、石碳、煤焦油等副生成物)碳化为原料而作成的纤维。区分为：使用压克力纤维的强化纤维为PAN系(聚丙烯腈，polyacrylonitrile)，使用沥青的强化纤维为沥青系(pitch)。强化纤维极少作为单独材料来使用，主要作为与合成树脂等母材组合的复合材料来使用。以使用强化纤维的复合材料而言，有强化(纤维)塑料、强化纤维强化碳素复合材料等。强化(纤维)塑料是加上玻璃纤维或尼龙、维尼纶等作为补强材而成形的塑料制品，冲击性强，广泛地使用于汽车车体、船艇或飞机的船体或建材、安全帽、钓具等。
关于强化纤维的复合材料，例如专利文献1～4等已揭示。
专利文献1揭示一种飞行器座椅用靠背，该飞行器座椅用靠背是以在树脂制的不燃性或难燃性的蜂窝状芯的二面具有碳素纤维强化复合材料的夹板而构成。
专利文献2揭示了：“(权利要求1)一种棒状或筒状的预浸材，其在铸模成型前，配置在金属模型内连同金属基体进行铸造，以构成纤维强化金属复合材料，其中，将纤维轴对齐于与预浸材的轴方向一致的方向上的补强纤维所形成的内层，与被覆内层的补强纤维的筒状编织体或筒状梭织体(以下将两者统称为筒状织、编物)所形成的被覆层，是交互地重叠多层而构成。”；“(权利要求2)根据权利要求1所述的预浸材，其中最外层为被覆层。”；以及“(权利要求3)根据权利要求1或2所述的预浸材，其中构成内层的补强纤维是强化纤维，构成被覆层的筒状织、编物是以纤维的交叉角度为10～45度编成的袋编物或织制的筒状织物。”。
专利文献3使管状金属合金和FRP预浸料相互黏着，构成一个与抗拉应力和压缩应力对应、轻量且强固的构造体(主题)，其摘要中记载的内容：“管状金属零件60的外周面具有化学蚀刻所形成的微米级的粗糙度，且利用电子显微镜观察该表面，形成有高度或深度及宽度为10～500纳米(nm)，长度为10纳米以上的隔状凸部，或者为沟状凹部以10～数百纳米周期性且全面性地存在的超威细凹凸形状，使该表面为金属氧化物或金属磷氧化物的薄层21。通过环氧树脂剂62使管状的纤维强化塑料材61接合于该表面，形成管状复合体。”。
专利文献4用于提供一种具有优越实用性、生产性的技术，得以轻易获得使用于极大的FRP的细长的斜向线纤维织物(主题)，其记载的内容：“一种FRP用的纤维织物的制造方法，其中将能移动于轴芯方向的心轴1插入具有斜向纱供给部3的编结机2，该斜向纱供给部3构成为：相对于该心轴1的轴芯以预定角度±θ供给斜向纱S至心轴1的外周面上，从该斜向纱供给部3供给多根斜向纱S至心轴1的外周面上来织成筒状织物4，接着，将该筒状织物4在心轴1的轴芯方向切开，以制造配设有所述多斜向纱S且较长的斜向纱纤维织物5。”。
先前技术文献
专利文献
专利文献1：日本实公平2-12912号公报
专利文献2：日本特开平9-53132号公报
专利文献3：日本特开2008-307842号公报
专利文献4：日本特开2001-310393号公报
发明的揭示
发明要解决的技术问题
然而，碳纤维(碳素纤维)其比重为1.8左右，相比于铁的7.8，约1/4，非常地轻量，相比于铝的2.7也是轻量。另外，碳纤维的比强度(抗拉强度除以密度的值)为铁的十倍，比模量(抗拉弹性系数除以密度的值)为铁的七倍，高强度。因此，作为航空器构造构件或汽车用构件的预浸材或积层材的基材来使用，然而，另一方面却被视为抗弯强度差，且不易进行弯折加工。另外，将碳素纤维使用于建筑构造物或汽车或轮船、飞机等构造物等时，有将多块碳素纤维重叠再进行压合的制造方法。另外，已开发的技术有：使含浸有热硬化性树脂且呈半硬化状态的板状成形用中间材料(预浸材)，积层于碳素纤维。
然而，将多块碳素纤维重叠再进行压合的方法中，硬度方面并不足够，另外，重叠好几块在制造上不仅花费时间，也会产生碳素纤维与碳素纤维之间混入空气等问题(专利文献1中具有该技术问题)。
专利文献2至专利文献4是一种成型成预定形状且主要为强度更强的强化纤维的复合材料(抗弯强度强的构件)，该些制造方法为：连同金属基体进行铸造，以构成纤维强化金属复合材料(专利文献2)，或通过环氧树脂剂62使管状的纤维强化玻璃材61接合(专利文献3)，或将能移动于轴芯方向的心轴1插入具有斜向纱供给部3的编结机2等(专利文献4)，该些制造方法具有困难的一面。
另外，将如专利文献1～4的纤维强化复合材料进行废弃处理时，即便将其焚烧等进行分解来处理也无法办到，具有在混合了无机材料或有机材料的状态会残留的问题。
发明内容
在此，本发明的目的为提供一种若进行弯折加工，抗弯强度也会变强、且容易分解处理的强化纤维构造物及其制造方法，且可有效率地制造芯构件与强化纤维一体地融合而构成为预定的强化纤维构造物。
用以解决技术问题的方法
本发明的特征为：使用配有热熔接纱的强化纤维并通过袋织，而形成一圆环周方向的耐张力高的袋状部分，再将芯构件插入所述袋状部分并通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，通过所述袋状部分的被覆使得所述芯构件的外周表面一体性地强化。
在此，袋织为双层织物的一种，布的二端表里接合，形成呈筒状(圆环状)的织法，在裁切之下可发现织制成袋状。通过设为袋状，可呈现出厚度与弹性。如二块上下接合的织物，使用配有热熔接纱的强化纤维并通过袋织，而形成一圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分。
根据本发明的强化纤维构造物，由于形成一圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分，所以通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，通过所述袋状部分的被覆使得所述芯构件的外周表面一体性地强化。
另外，本发明的特征在于：使用碳素纤维的芯纱包覆有热熔接纱的强化纤维，设置成袋织织制无接缝的袋状部分，以形成一圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分，又或，利用袋织是使用热熔接纱波状地挠曲于直线配置的强化纤维所形成的强化纤维，而形成一圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分，再将芯构件插入所述袋状部分并通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，通过所述袋状部分的被覆使得所述芯构件的外周表面一体性地强化。
根据本发明，由于使用配有热熔接纱的强化纤维的纱，并以袋织设置无接缝的袋状部分，以形成一圆环周方向的耐张力高(抗拉强度高)的所述袋状部分，所以在进行压合、熔接或烧成时，热熔接纱熔融而附着于芯构件，因此，可容易地制造芯构件与强化纤维为一体性(强化纤维的热熔接纱熔化而与芯构件融合的状态)的预定大小或厚度的强化纤维构造物。或者，由于利用袋织是使用热熔接纱波状地挠曲于直线配置的强化纤维所形成的强化纤维，而形成一圆环周方向的耐张力高(抗拉强度高)的所述袋状部分，通过热压合等使热熔接纱熔融而与芯构件融合接合，可有效率地制造芯构件与强化纤维为一体性的强化纤维构造物。
公知的强化纤维中，若不重叠好几块则无法获得预定的厚度与硬度等。另外，公知的强化纤维其抗弯曲强度被视为较差。然而，根据本发明，通过使用比所述强化纤维的厚度还厚之物，可容易地制造预定厚度且抗弯强度强的强化纤维构造物，另外，可制造使所述芯构件的外周表面被所述袋状部分的碳素纤维的延展性被覆，另外，可制造使所述芯构件的外周表面被所述袋状部分的碳素纤维的比强度和/或比模量被覆。
对于本发明而言，宜为通过在所述芯构件的表面形成凹凸或使其损伤，以使其与直线配置的强化纤维(碳素纤维)容易卡住。
根据本发明，所述直线配置的强化纤维与所述芯构件的表面的凹凸或损伤之间卡住，在进行压合、熔接或烧成时，除了可防止所述芯构件移动之外，更可容易制造密接于芯构件的外周的强化纤维。
对于本发明而言，所述芯构件是金属制构件、纤维强化塑料构件、纤维强化陶瓷构件或纤维强化玻璃构件，这些板状构件的硬度宜为低于所述强化纤维的硬度。
根据本发明，即使所述芯构件的硬度低，但所述强化纤维的硬度更高，所以能补足所述芯构件的强度低的这一点。对于芯构件而言，若使用金属制构件，也可使用于导电性的构造(电路板等)。
对于本发明而言，将所述强化纤维用袋织(或袋编)形成袋状部分，于是袋状部分配置芯构件，芯构件是金属制构件、纤维强化塑料构件、纤维强化陶瓷构件或纤维强化玻璃构件，再弯折加工为预定形状，进行压合、熔接或烧成再被覆来构成。
根据本发明，在进行压合、熔接或烧成时，除了可防止所述芯构件移动之外，更可有效率地制造密接于芯构件的外周的强化纤维。即，在板状的芯构件放入袋状部分的状态直接进行烧成等，除了可达到工程的缩减，也构成袋状部分沿着芯构件将芯构件被覆的状态，可达到被覆精密度的提升。
对于本发明而言，所述芯构件是金属制构件、纤维强化塑料构件、纤维强化陶瓷构件或纤维强化玻璃构件，宜为将这些的表面作成凹凸或波形，通过所述强化纤维用压合、熔接或烧成而提高被覆强度。
根据本发明，将这些的表面作成凹凸或波形，通过所述强化纤维用压合、熔接或烧成而提高被覆强度。通过用袋织(或袋编)形成多袋状部分设置在所述强化纤维，以使相互的凹凸表面的融合状态变得更加强固。
对于本发明而言，所述强化纤维的芯纱是使用压克力纤维的PAN系或沥青系的碳素纤维，为包覆有热熔接纱的纤维，其中，所述芯构件可为金属制构件、纤维强化塑料构件、纤维强化陶瓷构件，或者纤维强化玻璃构件，也可比所述强化纤维的硬度还低。
根据本发明，即使所述芯构件的硬度低，但所述强化纤维的硬度更强，因此，可补足所述芯构件的强度较低这一点。由此，可使用于建筑用的强化构造物等。
并且，通过将所述芯构件是金属制构件或强化塑料构件等设定为熔点比所述强化纤维更高，仅将强化纤维进行压合、熔接或烧成，而不改变金属制构件或强化塑料构件等的形状，以维持其硬度和厚度，可制造出预定大小和厚度的构造物(均一素材的构造物)。另外，通过在芯构件包含强化纤维的纤维强化塑料构件等，使用与所述被被覆的强化纤维或袋织(袋编)的强化纤维相同的强化纤维，可将其加工为更一体性的融合状态。另外，使用后进行废弃处理时，分开处理金属制构件或纤维强化塑料构件也很容易。
发明的效果
根据本发明，由于进行压合、熔接或烧成时，使热熔接纱熔融而附着、融合于芯构件，所以可有效率地制造芯构件与强化纤维为一体性的预定大小或厚度的强化纤维构造物，且构成抗弯曲强度强，耐久性高的强化纤维构造物。例如，对于芯构件而言，使用铝在其周围压合碳纤维时，虽然铝有富足的延展性但强度较低，由于压合在周围的碳纤维是具有优越比强度、比模量的高强度素材，所以成为补足铝的强度的强化纤维构造物。因此，适于用作建筑构造物的L型钢、H型钢或U型钢，另外，也适用于汽车车体或船舶或飞机等的船体构造物(外壁或内壁)等。另外，选择金属制构件为芯构件时，可用作导电的构造物。另外，使用后进行废弃处理时，分开处理并回收利用金属制构件或纤维强化塑料构件也很容易。
另外，根据本发明，不易产生公知技术造成的问题，即重叠多块的碳素纤维再压合，空气进入碳素纤维和碳素纤维之间。所以使制造工成单纯化，以缩短时间。
附图说明
图1为显示采用本发明的第1实施例的强化纤维与金属制板已收容于袋状部分的状态的斜视图。
图2为显示上述实施例的强化纤维构造物与具有袋状部分的强化纤维的侧视图。
图3为显示上述实施例的强化纤维构造物与具有袋状部分的强化纤维的斜视图。
图4为显示上述实施例的另一示例的强化纤维构造物的图，其中(a)为金属制板已收容于袋状部分的状态的剖面图，(b)为显示已压合的状态的剖面图。
图5为显示本发明的第2实施例的强化纤维构造物的图。
图6为显示上述实施例的另一示例的强化纤维构造物的图，其中(a)为金属制板已收容于袋状部分的状态的剖面图，(b)为显示已压合的状态的剖面图。
图7为显示上述实施例的另一示例的强化纤维构造物的图，其中(a)为金属制板已收容于袋状部分的状态的剖面图，(b)为显示已压合的状态的剖面图。
图8为显示上述第1实施例的另一示例的强化纤维构造物的图，其中(a)为金属制板已收容于袋状部分的状态的剖面图，(b)为显示已压合的状态的剖面图。
图9为显示本发明的第3实施例的强化纤维构造物的图，其中(a)为金属制板已收容于袋状部分的状态的剖面图，(b)为显示已压合的状态的剖面图。
图10为显示本发明的第3实施例的强化纤维构造物的图，其中(a)为金属制板已收容于袋状部分的状态的剖面图，(b)为显示已压合的状态的剖面图。
图11为显示上述第3实施例的应用例的图。
图12为显示上述第3实施例的应用例的图。
图13为显示上述第2实施例的应用例的图。
图14为显示上述第2实施例的应用例的图。
图15为显示本发明的第4实施例的织物组织的斜视图。
图16为显示上述第4实施例的织物组织的侧视图。
图17为显示本发明的第5实施例的织物组织的斜视图。
图18为显示上述第5实施例的织物组织的侧视图。
图19为显示本发明的第6实施例的织物组织的侧视图。
具体实施方式
以下将参照附图，对采用本发明的具体实施例详细地说明。
(第1实施例)
图1的(a)、(b)是具有袋状部分3a的强化纤维的斜视图，该袋状部分3a织入有以强化纤维为芯纱再包覆热熔接纱的热熔接纱。在第1实施例中，使用于强化纤维的芯纱(碳纤维)包覆有热熔接纱(尼龙)的强化纤维3，通过袋织于该强化纤维3形成袋状部分3a。袋状部分3a的大小构成为芯构件2的金属制构件(铝，或铝合金)约可放入的大小。使用二块铝板等金属制构件3，弯折成L字形的芯构件2放入袋状部分3a(图2的(a)、(b))。芯构件2的厚度Y2比强化纤维(碳素纤维)2的厚度Y1还厚，为强化纤维构件(图3的(a)、(b))。另外，如稍后所述，也可将二块芯构件放入袋状构件3a、3a后再进行烧成等，从中央3b进行弯折加工成L字形(图4的(a)、(b))。然后，也可中央连结部3b进行烧成，其他部分进行熔接。
本实施例的袋状部分3a是其左右的端部3c开口，但是也可仅有单侧开口，从其开口3c插入芯构件2。另外，本发明也可是芯构件2介于所述强化纤维3的表里之间再进行接合，亦即只要是被覆的状态即可。在本实施例中，金属制板3的长度比袋状部分2还长，若金属制构件3的长度比袋状部分3a还短，则形成金属制构件整体放入的状态。虽然设置多个袋状部分3a，但也可只有一个，在此，也可配置多块金属制构件3。另外，也可在厚度方向形成多个袋状部分3a，将芯构件2放入各个袋状部分3a，设成积层状态(图7的(b))。
在此，袋织为双层织物的一种，布的二端表里接合，形成呈筒状(圆环状)的织法，在裁切之下可发现织制成袋状。通过设为袋状，可呈现出厚度与弹性。袋织是指该织物织完呈管状(圆环状或筒状)。如二块上下接合的织物，可获得圆环周方向的耐张力高且无接缝的织物。袋编是将二面(表里)编织成袋状的方法，除了可呈现出厚度与弹性之外，更可呈现出柔感。虽然袋织也好(或袋编也好)，但针眼变细或可使空气难以进入袋状部分3a，或伸缩力低的袋织较有良好的热压合性，都可防止金属制板(铝或铝合金)2移动。针织法大分为纬线织法与经线织法，纬线织法是针眼横向接续而成的针织布，经线织法则是做出纵向接续的针眼的编法，具有接近织物的拉伸力、弹力，可作成安定的针织布。因袋编具良好的伸缩性，如图7的(a)所示，即使芯构件2的形状为复杂的形状，也可将金属制构件(芯构件)2收容在一个强化纤维所形成的袋状构件3a，可沿着金属制构件(芯构件)2其形状加以被覆。另外，对于袋织的袋状构件3a和袋编的袋状构件3a的双层构造而言，都可进行伸缩性的调整。
对上述强化纤维3而言，由碳素纤维、碳化纤维、聚胺纤维及玻璃纤维的种类形成。碳素纤维可使用PAN系或沥青系的强化纤维或玻璃纤维。纤维强化塑料是指以连续或不连续强化纤维而强化的热可塑性树脂或热硬化性塑料复合材。在本说明书中，将加工成预定形状之物(包含弯折加工)表示为纤维强化塑料构件、纤维强化陶瓷构件，或者纤维强化玻璃构件。
作为使用于强化塑料构件的塑料，可例如有环氧树脂、聚酯树脂、乙烯酯树脂、酚树脂等热硬化性树脂、聚胺树脂、聚氨酯树脂等热可塑性树脂。另外，对于纤维强化塑料而言，也可与含有钛的金属组合。
纤维强化陶瓷(fiber-reinforced ceramics；FRC)是指通过配合陶瓷纤维而使得陶瓷易碎的性质韧化的强化陶瓷。基体是使用高温高强度的陶瓷(氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳等)，作为强化材的纤维是使用碳素纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等。另外，也有些是在用陶瓷晶须等强化的纤维预浸材中的纤维表面，以提高各种特性为目的而实施表面处理，由表面处理层形成者。纤维强化陶瓷复合材料的情况，也可通过陶瓷聚合物的含浸·烧成、CVD法等，在织物内部形成陶瓷材。另外，纤维强化塑料的情况，则是注入热硬化性树脂加热固化。纤维强化玻璃系复合材的情况，也可加热融化玻璃材料，通过加压使玻璃材料渗入织物内部。芯构件2的金属制构件是使用板状的铝、铝合金，但即使利用将铝等金属材料与所述陶瓷纤维或所述碳素纤维、碳化纤维混匀使其不反应地形成层的处理也可制成。
当第1实施例作为用于建筑构造物的L型钢或H型钢来使用时，使用二块铝板等金属制构件2配置成L形状或H形状后，再进行压合、熔接或烧成(图6的(a)、(b))。通过芯构件2是使用比强化纤维(碳素纤维)2的厚度还厚的高硬度的强化纤维，可容易地制造L型钢、H型钢或锚等建筑构造物。使用铝作为芯构件2，或者将芯构件变薄可达到轻量化，但因表面被碳素纤维3被覆，抗弯强度也会强。成形成H型時，可组合コ形狀，收容在一个袋状部分3a来成形(图8的(a)、(b))。
另外，如图7的(a)所示，即使是凹凸的复杂形状，也可通过形成内部空间部7，将金属制构件的芯构件2收容在一个强化纤维所形成的袋状部分3a，即使改变芯构件2的形状，也可沿着金属制构件(芯构件)2其形状加以被覆。在被覆之后，若在该状态下进行压合、熔接或烧成，则强化纤维3的热熔接纱熔融，融合附着于芯构件2的表面，表面的硬度就会变高。于是，即使进行压合、熔接或烧成，也可在制造出的制品中确认袋状部分3a。在本实施例中，是使左右的端部未对齐的状态(流苏)3c，由此，可简单地确认端部(开口部分)3c的位置。对于本发明而言，由于通过淬火、退火，作为精制高强度钢，其屈服比高、熔接性佳，广泛用于高压容器、桥梁、建筑等。另外，对于热压合的方法而言，可使用雷光焊接(使用雷射光的热压合)、高频焊接(使用超音波的热压合)、热板焊接、震动焊接。
图7的(b)是以袋状构件3(3a)被覆芯构件2D并构成积层的状态，将一般的碳素纤维6热压合于其表里的例子。使一般的碳素纤维(强化树脂板)6热压合于单面或表里，可应用为内部装潢用的壁材或地面材。进行该些热压合时，除了可通过热压机来进行压合之外，还可使用模型以压合的方法来进行。
(第2实施例)
图5的(b)、(c)是所述强化纤维为将斜纹织或缎织的织物组织进行袋织的袋状部分的剖面图。图5的(a)是说明平织、斜纹织与缎织的图，从左到右依序为平织、斜纹织、缎织。
在第2实施例中，所述强化纤维3为将斜纹织或缎织的织物组织进行袋织之物。平织由于是经纱与纬纱一根一根进行组织，所以经纱的根数与纬纱相同，而斜纹织或缎织的纤维密度可比平织还高(布的质地密且厚，质感柔软，不易起皱)。例如若是缎织，经纱的根数可比横纱3d的根数多约2.5倍。在此，由于进行袋织的袋状部分3a的外侧的纤维密度，比袋状部分3a的内侧部(芯构件2的压合面)的纤维密度还大，所以强化纤维可抵抗来自外部的物理性外力、损伤，为具有耐久性的构造，除了可防止芯构件2移动之外，还不易产生空气进入袋状部分3a的内侧部(芯构件的压合面)等问题。另外，为了提升压合强度，在芯构件2的表背面施以凹凸或波形加工(或通过使表面损伤)，或也可在芯构件2形成贯通孔，通过贯通孔使表里的强化纤维连接。通过在芯构件2的表背面施以凹凸或波形2z，并设定袋状部分3a为斜纹织或缎织，再通过压合或烧成等相乘效果(通过可获得凹凸2z与凹凸2z的彼此聚合状态)，更可达到硬度的提升。
所述强化纤维若是平织，由于经纱与横纱为一根一根进行组织，所以经纱的根数和横纱的根数相同，若采用斜纹织或缎织，相比于平织可提高密度。例如，若采用缎织，经纱的根数可比横纱的根数多出约2.5倍，相比于斜纹织可提高经纱密度。
在此，平织(plain weave)是经纱与横纱为一整根交互上下交错的组织(图5的(a))。斜纹织(twill weave)不如平织那样地交互上下，组织点是斜向地连接，表示为斜线。通常以右上设为表面居多。纱3d的粗细与密度相同时，斜线以呈45度居多(在图示中，从右下形成左上方向的斜线，呈现于织物表面)。缎织(satin weave)是经纱与横纱为五根以上，并使交错点在一定间距而不相邻，经纱与横纱的数量相同，在最小的组织只会交错一次。五经缎(5harness satin)是缎织中最简单的组织，若除以表里关系，交错点有三飞及二飞两种类。因交错点的配置好，缎线不明显。所以可形成华丽的织物(图5的(a))。对于缎织而言，除了五经缎以外，可考虑八经缎、十经缎、十二经缎、十六经缎、二十四经缎等，但不限于这些。例如，若采用经五经缎，经纱只和纬纱交错1次，会成为经纱浮在4根纬纱上的织物。若采用经八经缎，会成为经纱浮在7根纬纱上的织物。通过让线长长地浮着，可使线紧密排列，使线之间没有空隙。由此，布呈厚且柔软，不易产生皱褶，变得平坦滑顺且产生光泽。
利用使用上述斜纹织与缎织，可在强化纤维3的表里变更纤维密度，或在袋状部分3a的外侧与袋状部分的内侧变更纤维密度。如图5的(b)所示，若使袋状部分3a的外侧的纤维密度比袋状部分3a的内侧(芯构件的压合面侧)的纤维密度还大(z1＜z2)，强化纤维可抵抗来自外部的物理性外力、损伤，构成为具有耐久性的构造。另一方面，如图5的(c)所示，因使袋状部分3a的外侧的纤维密度比袋状部分的内侧(芯构件的压合面侧)的纤维密度还小(z1＜z2)，可提升防止芯构件2移动的效果。即便在强化纤维的表里变更纤维密度，也产生与该些相同的效果。
(第3实施例)
图9的(a)、(b)与图10的(a)～(d)是具有袋状部分3a的强化纤维的斜视图，该袋状部分3a织入有以强化纤维为芯纱再包覆热熔接纱的热熔接纱。
第3实施例是强化纤维3在预定间隔形成袋状部分3a，在袋状部分3a以外的地方(连结部)3b进行弯折加工。在本实施例中，使用二块金属制板2，放入各袋状部分3a，而利用这些袋状部分3a与袋状部分3a之间的部分3b来进行弯折加工。也可是二块以上，如图12的(a)、(b)所示，可将五块芯构件2收容于各袋状部分3a，以预定角度进行弯折。与第1实施例不同，由于上述中间部3b未配置金属制构件2，所以可容易进行弯折加工(图10的(b))。上述中间部3b未配置有金属制构件2，但若在袋织(或袋编)表里接合，通过热压合或烧成这些表里熔接。另外，也可更进一步使强化纤维重叠于上述中间部3b，配置薄的金属制构件2(图10的(d))。另外，也可使补强用的强化纤维介入，或只在该中间部分3b使用接合剂进行补强，另外，通过进行烧成加工将该中间部分进行弯曲加工，之后再施以热压合加工等加工。
在此，弯折成预定角度时，如图13的(a)、(b)所示，芯构件2的前端配置旋转机构(轴2j)，如图14的(a)、(b)所示，利用旋转机构(轴2j与轴承2i)能旋转至预定角度。
接着，例如作为汽车的外壁来使用时的弯折加工的情况(制造弯曲、曲折框的情况等)，可在芯构件2F设置厚度薄的部分2Fa，利用该厚度薄的部分2Fa进行烧成等使其弯曲(图11的(b))。也可在袋状部分3a放入板状的芯构件2的状态下弯折成L字形后再进行弯折(图11的(a))，在袋状部分3a放入板状的芯构件2的状态直接进行烧成等，可达到工程的缩减之外，还可使袋状部分3a沿着芯构件2将芯构件2加以被覆。另外，也可预先以热压机等形成预定厚度，只将所述弯曲部分2Fa进行烧成，加工成预定的弯曲、曲折的曲线状态。无论任一种情况，由于袋状部分3a会追从这些弯折加工而变化，可获得沿着其弯折加工状态的良好被覆状态。
以熔接方法而言，可使用具有加热手段的加压成形装置、压缩成形装置、真空压合成形装置等。压合可使用热熔接、热压或加热滚压等压机。加热条件，宜为比金属制构件的熔点更低的温度。另外，也可用较低的温度进行热压合后，例如也可于弯折加工处进行烧成而弯折。也可在上述加热加压成形之前，先预热到接合剂成分融化的温度，再进行本加热、上述部分性的烧成(弯折处或为了调整的弯折加工)。通过加压等所成的熔接时，使用接合剂。对于接合剂而言，可使用聚酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚氨酯、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂等。也可通过涂上这些接合剂再加热熔接，使所述强化纤维3的硬度比所述芯构件的硬度更高。
在此，芯构件2为包含有强化纤维的纤维强化塑料构件等时，宜为与所述被覆的强化纤维3相同，使用强化纤维。即，芯构件2的纤维强化塑料构件所包含的强化纤维为碳素纤维的情况下，宜为与所述被覆的强化纤维3相同，使用强化纤维的碳素纤维。即使只有进行袋织(或袋编)的袋状部分3a也一样，也可作为强化纤维3a。所述强化纤维的芯纱为使用压克力纤维的PAN系或沥青系的碳素纤维，设为包含强化纤维的纤维强化塑料构件等。由此，热熔接纱3a更容易熔融于芯构件2的表面，使得附着力(融合状态)良好。
(第4实施例)
图15是织物组织的扩大斜视图。本实施例的织物组织具有一根以上、互相略平行地排列的强化纤维3d的经纱，以及一根以上、互相略平行地排列的热熔接纱4的纬纱。强化纤维3d的经纱与热熔接纱4的纬纱是互相形成为交叉状(略90度的角度)而配置。一根以上的强化纤维3d的经纱与一根以上的强化纤维3d的纬纱是互相交织，构成为例如平织或斜纹织组织、缎织组织，是将这些进行组合的组织。
图16是图15的织物组织的侧视图。使热熔接纱4为纬纱，使强化纤维为经纱，将进行袋织的袋状部分的织物组织一部分扩大，从侧面观看的图。热熔接纱4的纬纱比强化纤维3d的经纱还细，热熔接纱的纬纱呈波状地起伏，在波状部配有略直线状的强化纤维3d的经纱。即，织物组织为：相对于热熔接纱4的纬纱为上下曲折的形态，强化纤维3d的经纱为略直线状地配置的平织组织。将强化纤维3d的经纱设为略直线状，强化纤维3d宜为碳素纤维。碳素纤维宜为使用根数约5000～15000根，粗细为约1000～10000分特克斯的纤维束。也可强化纤维为多个强化纤维束。强化纤维也可于碳素纤维组合有热熔接纱4，这么一组合使得强化纤维变得容易弯曲，提高袋织的柔软性。
热熔接纱4的纬纱是比强化纤维3d还细的纱和/或挠曲的纱，例如使用50～100分德克斯的纱。构成热熔接纱4的树脂并无特别地限定，只要是通过加热而熔融的树脂即可。该加热温度也无特别地限定，一般为80～200℃，宜为80～100℃。以热熔接纱4而言，宜为使用聚酯系树脂的聚酯系纤维，及使用聚胺系树脂的聚胺系纤维。若是聚胺系纤维，宜为尼龙等。
作为织物组织时，强化纤维为直线状的纱状，由于未有挠曲的构成，所以相对于抗拉，强化纤维为不会产生伸缩的构成，为耐张力高的构成。在本实施例中，由于强化纤维3d是作为经纱而配置，所以织物组织为在经方向耐张力高的构成。可使热熔接纱4为经纱，也可使强化纤维为纬纱，可为沿着强化纤维所配置的方向抗拉强度高的强化纤维构造物。
(第5实施例)
图17为显示第5实施例的斜视图，其中将图15所示的第4实施例的织物组织二层地重叠。上层的织物组织的强化纤维3d的配置方向，与下层的织物组织的强化纤维3d的配置方向，是互相地形成为略90度的角度而构成，紧密地重合(图17的箭头a)。
图18是沿着Y轴从图17的箭头b观看图17的二层地重叠的织物组织的织物组织的侧视图。由于袋织的袋状部分由二层所构成，上层的织物组织与图15所示的织物组织相同，所以省略说明。下层的织物组织是将上层的织物组织在XY平面上旋转90度角度之物，即，热熔接纱4的经纱比强化纤维3d的纬纱还细，相对于热熔接纱4的经纱波状地起伏且上下挠曲的形态，配置略直线状的强化纤维3d的纬纱，形成平织组织。由于上层的织物组织的强化纤维3d与下层的织物组织的强化纤维3d是不互相交织而重叠，层状地配置，所以上层及下层的强化纤维不会波状地起伏，而是直线状，为未具有挠曲的构成。上层的织物组织与下层的织物组织是在分别独立的状态下二层地被覆芯构件。通过使袋状部分分别独立再多块重叠被覆芯构件，可维持所需的方向及强度。
(第6实施例)
图19显示上层的织物组织与下层的织物组织为一体化的织物组织。在上层的织物组织中，热熔接纱4的纬纱比强化纤维3d的经纱还细，相对于热熔接纱4的纬纱波状地起伏且上下挠曲的形态，配置略直线状的强化纤维3d的经纱，形成平织等的组织。另外，在下层的织物组织中，热熔接纱4的经纱比强化纤维3d的纬纱还细，相对于热熔接纱4的经纱波状地起伏且上下挠曲的形态，配置略直线状的强化纤维3d的纬纱，形成平织等的组织。在本实施例中，上层的热熔接纱与下层的热熔接纱是互相交织而构成织物组织。上层及下层的强化纤维不会波状地起伏，而是直线状，为挠曲少的构成直接一体化。
利用设定上述构成，上层的织物组织与下层的织物组织的位置可通过热熔接纱加以固定，二层的织物组织一体化，防止产生位置偏离。因此，在预先使纬方向抗拉强度(耐张力)高的袋状部分与纵方向耐张力高的袋状部分二层重合的状态下，进行一体化，可构成为纬方向及经方向耐张力高的一个袋状部分，构成为纬方向及经方向耐张力高的强化纤维构造物。
另外，在本实施例中，也可使上层的织物组织与下层的织物组织二者都为纬方向耐张力高的袋状部分，作为二层来进行一体化，也可使二者都为纵方向耐张力高的袋状部分，作为二层来进行一体化，一体化来构成以使在所需方向耐张力变高。
在本发明中，并不限定于上述实施例，可对应目的、用途，在本发明的范围内进行各式各样的变更。例如，热熔接纱4相对于强化纤维3d的插入间隔并无特别限定。具体而言，热熔接纱4的经纱的插入间隔可为相隔一根强化纤维3d的经纱，也可相隔二根以上。另外，热熔接纱4的纬纱的插入间隔也可为相隔一根强化纤维3d的纬纱，也可使热熔接纱4的纬纱的插入间隔为相隔二根以上的强化纤维3d的纬纱。
以上，在本实施例中，主要对作为建筑构造物所使用的L型钢或H型钢来使用的例子来说明，但本发明也可广泛地适用于汽车或车辆的构造构件(本体或内壁)、飞机、飞艇的构造构件(本体或内壁)，或者不仅为该些构件的外壁，还适合应用于内壁或地板等、汽车或车辆的零件(座位支架等)、飞机、飞艇的零件(座位支架等)，或建材、外壁材等。另外，若使用金属制构件作为芯构件2，则也可使用于导电性的构造(电路基板等)。
附图标记说明
1：强化纤维构造物；
2、2A、2B、2C、2D、2E、2F：芯构件(金属制构件等)；
2z：芯构件的表背面的凹凸(波形)；
3：强化纤维(袋状部分)；3a：袋状部分；
3c：流苏(袋状构件的开口部)；3b：中间(弯折部)；
3d：强化纤维的纱；
5：强化纤维构造物(烧成后、压合后)。

Claims (10)

1.一种强化纤维构造物，其中使用碳素纤维的芯纱包覆有热熔接纱的强化纤维，设置成袋织编织无接缝的袋状部分，而形成一圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分，再将芯构件插入所述袋状部分并通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，通过所述袋状部分的被覆使得所述芯构件的外周表面一体性地强化。
2.一种强化纤维构造物，其中利用袋织是使用热熔接纱波状地挠曲于直线配置的强化纤维所形成的强化纤维，而形成一圆环周方向的耐张力高的袋状部分，再将芯构件插入所述袋状部分并通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，通过所述袋状部分的被覆使得所述芯构件的外周表面一体性地强化。
3.根据权利要求1或2所述的强化纤维构造物，其中所述芯构件的比强度和/或比模量比所述袋状部分 的碳素纤维的芯纱的比强度和/或比模量还弱，但通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，使得所述芯构件的外周表面被所述袋状部分 的碳素纤维的芯纱的比强度和/或比模量被覆。
4.根据权利要求1或2所述的强化纤维构造物，其中所述芯构件的延展性比所述袋状部分 的碳素纤维的芯纱的延展性还大，但通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，使得所述芯构件的外周表面被所述袋状部分 的碳素纤维的延展性被覆。
5.根据权利要求1或2所述的强化纤维构造物，其中通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，所述芯构件的外周表面被所述袋状部分 的厚度被覆，所述袋状部分 的厚度对应所述芯构件的厚度加厚地形成。
6.根据权利要求1或2所述的强化纤维构造物，其中所述袋状部分是以斜纹织法或缎织法形成，在所述芯构件的压合面侧与所述袋状部分的外侧，所述斜纹织法或所述缎织法所形成的纤维密度会不同。
7.一种强化纤维构造物的制造方法，其中使用碳素纤维的芯纱包覆有热熔接纱的强化纤维，设置成袋织编织无接缝的袋状部分，而形成一所述袋状部分的圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分，再将芯构件插入所述袋状部分并通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，通过所述袋状部分的被覆使得所述芯构件的外周表面一体性地强化。
8.一种强化纤维构造物的制造方法，其中使用碳素纤维的芯纱包覆有热熔接纱的强化纤维，设置成袋织编织无接缝的袋状部分，由此形成一所述袋状部分的圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分，又或，利用袋织是使用热熔接纱波状地挠曲于直线配置的强化纤维所形成的强化纤维，而形成一所述袋状部分的圆环周方向的耐张力高的所述袋状部分，再将芯构件插入所述袋状部分并通过进行压合、熔接或烧成加以被覆，使得所述芯构件的外周表面被所述袋状部分 的厚度被覆，所述袋状部分 的厚度对应所述芯构件的厚度加厚地形成。
9.根据权利要求7或8所述的强化纤维构造物的制造方法，其中所述袋状部分 是使用碳素纤维的芯纱包覆有热熔接纱的强化纤维，且以斜纹织法或缎织法形成。
10.根据权利要求7或8所述的强化纤维构造物的制造方法，其中所述袋状部分是以斜纹织法或缎织法形成，在所述芯构件的压合面侧与所述袋状部分的外侧，所述斜纹织法或所述缎织法所形成的纤维密度会不同。
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