JP2001123354A

JP2001123354A - 強化繊維織物、プリプレグ、強化繊維複合材、および強化繊維織物の製造方法

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Publication number: JP2001123354A
Application number: JP29984599A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Nagata; 康久永田; Yoichi Suyama; 洋一須山
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-05-08
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: JP4230069B2

Abstract

(57)【要約】【課題】一般に用いられる織機を用いて製造可能であっ
て、しかも目隙きの少ない偏平な炭素繊維から成る強化
繊維織物を提供することを目的とする。【解決手段】強化繊維が繊維比重が１．３０以上の炭素
繊維フィラメントから成り、フィラメント数５００〜５
００００の炭素繊維ストランド織物を作製し、織物の目
付をＷ（ｇ／ｍ²）とし、１本の強化繊維ストランドの
繊度をＹ（ｇ／ｍ）としたときに、織物組織内のストラ
ンド１本の幅がＤ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）となるように製布された織物を機械的または電気的処理
するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は強化繊維織物、プリ
プレグ、強化繊維複合材および強化繊維織物の製造方法
に関する。とくに強化繊維複合材料用のものであって、
マトリックス樹脂の含浸性が良好で、機械的性質のバラ
ンスが良好で、優れた特性を発揮する強化繊維織物、お
よびこのような強化繊維織物にマトリックス樹脂を含浸
させたプリプレグ、このようなプリプレグから成る複合
材、および強化繊維織物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】強化繊維織物、とくに炭素繊維ストラン
ドを用いた強化繊維織物においては、太番手の低価格の
炭素繊維ストランドを用いることによって、最終的に成
形して得られる複合材のコストダウンが達成される。ま
た近年、炭素繊維や芳香族ポリアミド繊維等を強化材と
して用いた複合材は、その高い比強度や比剛性を利用し
て、航空機等の構造材として多用される傾向にある。

【０００３】このような複合材は、強化繊維にマトリッ
クス樹脂を含浸させた中間製品であるプリプレグを用い
て、加熱および加圧の成形加工工程を経て複合材料に仕
上げ、実際に用いられる場合が多い。

【０００４】とくに近年は、一般産業、自動車、スポー
ツ、レジャー、航空宇宙等の各分野のユーザーによっ
て、さらにコストダウンした複合材料が望まれ、低価各
で提供できる標準的な仕様の強化繊維が要望されてい
る。例えばフィラメント数が１２０００本のストランド
であって、引張り強度が４００Ｋｇｆ／ｍｍ²で、引張
り弾性率が２４ｔｏｎｆ／ｍｍ²の炭素繊維ストランド
に代表されるものである。

【０００５】またこのような標準的な強化繊維を用い
て、複合材料にしたときに機械的特性の低下が少ない織
物を提供できるように、薄目付の織物等が要望され、織
物用の加工技術や強化繊維織物の加工技術等が改良さ
れ、特殊織物の開発が進んでいる。すなわち複合材料用
の織物としては、例えば一般的な炭素繊維を例に挙げる
と、１Ｋ（１０００ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）〜３Ｋ（３０
００ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）であって、目付が５０〜５０
０ｇ／ｍ²のものが多かった。

【０００６】１２Ｋ（１２０００ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）
のストランドで薄目付の織物ができれば好ましいが、複
合材料の特性を評価した場合に、織物組織の目隙きよっ
て発生する種々の問題、例えば強度のバランスの悪化
や、欠陥部の存在による吸湿性の発現、積層間のせん断
力の低下の問題等から、１２Ｋ以上のストランドを用い
て目隙きのない織物を製造する要望が生じている。

【０００７】なおこれに関する関連技術としては、特開
昭５８−１９１２４４号公報や特開平１１−１２８９５
号公報があり、薄くて幅の広い偏平な炭素繊維を用いて
織られた織物およびその製造方法が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら偏平な炭
素繊維ストランドを用いて織物を作製する場合に、とく
にヨコ糸の打込みにおいてストランドが捩れて撚りが入
り易く、捩れたところで目隙きが生じ欠陥となる。従っ
てストランドが捩れないように交絡させる高度な技術と
複雑な機構の織機とを用意しなければならない。すなわ
ち上記のような目的の製織は通常の織機によっては達成
することができず、織機の改造に多大な費用を要すると
ともに、織物の生産スピードが低下する問題を生じる。

【０００９】また１本の強化繊維ストランドが２４Ｋ以
上の太物を使用して織物を作製した場合には、プリプレ
グ作製時に樹脂を含浸させる工程において、ストランド
１本の拡がりが悪いために、樹脂含浸性に劣り、これに
よって結果的に複合材の優れた特性を１００％発揮でき
なくなる。

【００１０】このようなことから、複合材としての機械
的性質を保持するためには、プリプレグ用織物の目隙き
をなくして樹脂含浸性に優れた性質にすることが必要で
あって、用いられる炭素繊維ストランド１本の幅を広幅
化し、目付が高い織物でも使用できるように工夫がなさ
れてきた。

【００１１】例えば３Ｋのストランド（イールド：０．
２ｇ／ｍ）を用いて目付が２００ｇ／ｍ²の平織物が一
般的に用いられているが、標準的な炭素繊維として低価
格で入手できる１２Ｋのストランド（イールド：０．８
ｇ／ｍ）で同目付の平織物を作製する場合に、ストラン
ド１本の幅を７ｍｍ以上にしないと、目隙きがなく、品
位良好な織物を作製することができない。

【００１２】このような理由から、炭素繊維あるいは製
織工程の問題だけでなく、集束剤として用いる樹脂も特
殊なタイプであって、ストランドの幅を拡げる工夫がな
され、取扱いが煩雑になる傾向にあった。さらに昨今
は、２４Ｋのストランドを用いた織物も検討されてお
り、２４Ｋのストランドを１本ずつ交絡させて作製した
平織物も開発されているが、上述のような製造工程にお
ける問題や、樹脂含浸性の問題から発生するプリプレグ
の品位の点において、２４Ｋの代替として１２Ｋを２本
並べて２４Ｋにしたり、あるいは６Ｋを４本並べて２４
Ｋにする等の手法が採られている。このような手法にお
いて、さらに範囲が改善された強化繊維織物の出現が要
望されるようになっている。

【００１３】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、工業的に一般に用いられている織機に
よって製作可能であってしかも目隙きが少なく樹脂含浸
性が良好な強化繊維織物、およびこの強化繊維織物から
成るプリプレグ、このようなプリプレグを成形して成る
複合材、および強化繊維織物の製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の一発明は、強化繊
維を主とする織物において、繊維比重が１．３０以上で
単繊維の直径が２〜２０μｍのフィラメントが５００〜
５００００本の強化繊維ストランドの複数本を１単位と
して織格子の一目を形成するようにタテ糸およびヨコ糸
を打込み、織物の目付をＷ（ｇ／ｍ²）とし、１本の強
化繊維ストランドの繊度をＹ（ｇ／ｍ）としたときに、
織物組織内のストランド１本の幅Ｄが、Ｄ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）の範囲であることを特徴とする強化繊維織物に関するも
のである。

【００１５】ここで強化繊維ストランドがフィラメント
数が１００００〜３００００本の炭素繊維ストランドで
あってよい。また織物目付が１００〜８００ｇ／ｍ²の
ななこ織物、斜文織物、またはひろげ朱子織であってよ
い。また強化繊維が、強度が４００Ｋｇｆ／ｍｍ²以上
で伸度が１．５％以上の炭素繊維であることが好まし
い。

【００１６】またプリプレグに関する発明は、上記のよ
うな強化繊維織物にマトリックス樹脂を含浸させたプリ
ブレグである。また強化繊維複合材に関する発明は、上
記のようなプリプレグを成形して成る強化繊維複合材で
ある。

【００１７】強化繊維織物の製造方法に関する発明は、
強化繊維が繊維比重が１．３０以上の炭素繊維フィラメ
ントから成り、フィラメント数５００〜５００００の炭
素繊維ストランド織物を作製し、織物の目付をＷ（ｇ／
ｍ²）とし、１本の強化繊維ストランドの繊度をＹ（ｇ
／ｍ）としたときに、織物組織内のストランド１本の幅
がＤ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）となるように製布された織物を機械的または電気的処理
することを特徴とする強化繊維織物の製造方法に関する
ものである。

【００１８】本願の上記一発明による強化繊維織物は、
工業的に大量生産可能な標準品であって、低コスト化を
達成できる強化繊維ストランドを用いて、既存の織機を
用いて既存の方法で織物を作製し、さらに後処理するこ
とによって得られる強化繊維織物であって、上記のよう
な特徴をもった織物とすることによって、強化繊維スト
ランドの太さの割には薄目付の織物を安価に製造するこ
とを可能にするものである。またこのようにして得られ
た強化繊維織物は、マトリックス樹脂の含浸性が向上す
るために、プリプレグ製造時の生産スピードアップが可
能になり、成形加工段階においてもコストダウンが可能
になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】複合材に用いられる強化繊維織物
としては、強化繊維ストランドの１本を構成するフィラ
メント数が５００〜１０００００本であって、フィラメ
ントの直径が１〜２０μｍのものが一般的である。強化
繊維の種類としては、無機繊維、有機繊維の何れであっ
てもよく、天然高分子や合成高分子の繊維の他、炭素繊
維、ガラス繊維、芳香族アラミド繊維、芳香族ポリアラ
ミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維
の単独または２種以上を複合して用いるようにしてよ
い。

【００２０】一般にコスト的な理由から、複合材料用の
強化繊維としては炭素繊維が用いられることが多く、と
くに標準的な銘柄として、ストランド１本のフィラメン
ト数が１００００〜５００００本のものが低価格でよく
用いられる傾向にある。そして強化繊維に炭素繊維スト
ランドを使用する場合には、ストランドを構成する炭素
繊維が４００Ｋｇｆ／ｍｍ²以上で伸度が１．５％以上
であることが好ましい。またストランドの引張り強度が
３００Ｋｇｆ／ｍｍ²以上であって、引張り弾性率が１
０ｔｏｎｆ／ｍｍ²以上で、とくに好ましくは引張り強
度が４００Ｋｇｆ／ｍｍ²以上で、引張り弾性率が２０
ｔｏｎｆ／ｍｍ²以上であって、しかもフィラメント数
が３０００〜５００００の範囲内で、フィラメントの直
径が５〜１０μｍの範囲内のものが用いられることが好
ましい。

【００２１】強化繊維は複合材料用マトリックス樹脂と
の接着性を考慮して、物理化学的なエッチング処理、酸
化還元処理、プラズマ処理等が施される。炭素繊維にお
いては、一般に表面処理剤と呼ばれる薬液を用いた電解
酸化処理や、酸化性ガスを用いた気相酸化処理等が施さ
れ、樹脂との接着性や成形加工時の樹脂流動性を考慮し
た場合には、炭素繊維表面における酸素量と炭素量との
比（Ｏ／Ｃ）が０．０５〜０．５の範囲内のものが好ま
しい。なおこのような繊維表面の元素の割合は、ＥＳＣ
Ａによって測定される。

【００２２】強化繊維ストランドに用いられる集束剤
は、無機物質と有機物質の何れであってもよく、一般に
市販されているものが使用できる。とくに炭素繊維スト
ランド用の集束剤としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、イミド樹
脂、ナイロン樹脂等の単独または２種以上の組合わせで
用いられる場合が多い。とくにエポキシ樹脂とウレタン
樹脂の単独あるいは２種以上の組合わせで用いた場合
に、ストランドの開繊性が良好であって、加工時に拡が
りのよい炭素繊維ストランドを与える。集束剤の付着量
は、強化繊維に対して０．５〜３．０重量％の範囲内に
することが好ましい。

【００２３】強化繊維の形態は、ストランド中の強化繊
維フィラメント同士の絡みや、ストランドの撚りの状
態、あるいはボビン上にワインドするときのストランド
の偏平化等によって微妙に影響される。炭素繊維１本の
ストランドの幅は、通常３Ｋのストランドで１〜４ｍ
ｍ、６Ｋで２〜５ｍｍ、１２Ｋで３〜１０ｍｍであっ
て、フィラメント数の少ないものほど、フィラメント当
りの拡がり幅が大きく取れ、またフィラメント同士の絡
みが少なくなる傾向がある。従ってプリプレグ製造時の
ストランドの拡がり性も良好になって、樹脂含浸性に優
れたプリプレグが得られる場合が多い。

【００２４】樹脂含浸性の良好な品位のよいプリプレグ
は、機械的性質においてもバランスのとれた良好な複合
材料を与えるものである。織物を作製するための強化繊
維においても、織物の欠陥やプリプレグ樹脂含浸性の面
から、基本的な繊維性能以外に、表面処理レベルや、使
用するサイズ剤の種類と量、あるいは繊維ストランドの
幅等を適正化することが必要で、上記の範囲に該当する
強化繊維を用いることがより好ましい。

【００２５】本発明の織物は、製布後に物理的な方法、
すなわち機械的な処理や電気的な処理によってストラン
ドを開繊し、目隙きの少ない織物とする。ここで繊維を
製造する際に予めストランド自身に撚り掛け処理を施し
たり、偏平化処理を行なっておくことによって、織物加
工時の拡がりがよくなり、目隙きの少ない織物に加工す
ることが可能になる。

【００２６】強化繊維織物は、このような強化繊維スト
ランドをタテ糸、およびヨコ糸として用いるようにし、
特定のパターンで交絡させ、通常の織機によって連続的
に工業生産するものである。織物組織の種類としては、
ななこ織（ｍａｔｗｅａｖｅ）、斜文織（綾織）（ｔ
ｗｉｌｌｗｅａｖｅ）、ひろげ朱子織（ｅｘｔｅｎｄ
ｓａｔｉｎ）、からめ織等を用いることができる。と
くに織物の平坦性や生地の風合、あるいはまた機械的性
質を考慮した場合には、複合材料の用途としてはななこ
織や斜文織が好ましい。また異なる種類の繊維を用いて
製織されるいわゆる混用織物も使用することができる。
織物の目付としては、用いる強化繊維ストランドの種類
によって適正な目付があるが、通常の織物目付は５０〜
１０００ｇ／ｍ²、より好ましくは１００〜８００ｇ／
ｍ²である。

【００２７】このような強化繊維ストランドを用いた織
物の具体的な織り方について説明する。タテ糸は織機上
にセットしたクリールによって供給される。このときタ
テ糸を回転させるようにし、タテ糸の捩れを防止するた
めに複数のローラおよびロールを介してテンションを制
御し、タテ糸密度に合わせたガイドを経て、例えば１２
Ｋ（１２０００本）のフィラメントのストランドから成
るタテ糸を２本引揃えて引出す。さらにタテ糸を開口さ
せる綜こうを特殊な形状に加工し、開口時にタテ糸が捩
れることがないようにする。またタテ糸の糸密度を制御
する前筬でタテ糸密度を合わせるように加工し、常に糸
が平滑に出されるようにする。これに対してヨコ糸は回
転方式によって、ヨコ糸１本ずつ消費される長さを強制
的に測長する測長装置を介して、１２Ｋのストランド２
本を引揃えて挿入し、捩れがなくて平滑に近いクロスが
製織されるようにしている。

【００２８】本発明の強化繊維では、低コストで織物を
作ることが特徴であって、標準的な炭素繊維を用いた場
合には、織物の目付が１００〜８００ｇ／ｍ²のななこ
織であることが好ましい。理論的には、ストランドのイ
ールドがＹ（ｇ／ｍ）のもので、目付がＷ（ｇ／ｍ²）
の織物を作るためには、幅１ｍ当りのタテ糸およびヨコ
糸の合計がＷ／Ｙ（本／ｍ）の数が織物内に配置されて
いればよい。例えばななこ織で構成されている織物の場
合には、タテ糸とヨコ糸の数が同じであるから、タテ糸
の打込み本数は、Ｗ／２Ｙ（本／ｍ）となる。この打込
み本数で１ｍに隙間なくストランドが並ぶためには、ス
トランド１本の拡がり幅は計算上、１０００÷（Ｗ／２
Ｙ）＝（Ｙ／Ｗ）×２０００ｍｍであればよい。

【００２９】機械的性質のバランスがとれた複合材料を
得るためには、織物の目隙きが少なく、タテ方向および
ヨコ方向の組織内の空孔率が約１０％以下であることが
望まれる。このことはタテ糸とヨコ糸の目隙きがそれぞ
れ３０％以下であることを意味する。ストランドの幅を
拡げてオーバラップさせても構わないから、ストランド
１本の幅をＤ（ｍｍ）とすると、ストランド１本の幅は
下記の範囲で示されるものであることが好ましい。

【００３０】Ｄ≧０．７×（Ｙ／Ｗ）×２０００よってＤ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）本発明の織物は、幅Ｄを２本以上のストランドで分割し
て打込む、いわゆる織り組織において斜子織とかバスケ
ット織（ななこ織）と呼ばれている変化織物に関し、複
合材料用の用途に加工工程を工夫し、最終的な機械的性
質に優れた織物を与えるものである。

【００３１】ななこ織から成る変化織物の概略は、図１
および図２に示すように、ストランド１０から成るタテ
糸とヨコ糸をともに２本以上連続して浮沈させて織った
織り方の織物である。また図３はタテ糸ヨコ糸ともに３
本以上連続して浮沈させて織った斜文（綾織）の変化織
物を示している。また図４は朱子織の変化組織であるひ
ろげ朱子織の組織を示している。

【００３２】上述のような織物は、特殊な織機を使うこ
となくしかも工業的に連続生産できる。また用いる強化
繊維も標準的に低価格で製造される強化繊維を用いるた
めに、織られた織物も低価格で供給できるようになる。

【００３３】このような織物において、織機で織られた
織物内のストランドの１本を、連続的に、機械的あるい
は電磁気的処理を施して下記の範囲内のストランド幅に
拡幅化している。

【００３４】Ｄ≧１４００×（Ｗ／Ｙ）なおここでＤはストランド２本以上の幅を示している。
機械的に処理を行なってストランドを拡げる方法として
は、水中において処理を行なうような湿式法あるいは空
気中で行なう乾式法を問わず、振動、気液流、ジェット
流、音波、超音波等がある。電磁気的処理しては、静電
気や電波、電磁波、磁気流等がある。処理後に強化繊維
に付着している集束剤を落とし、繊維が開き易くなるよ
うにしても構わない。

【００３５】炭素繊維のフィラメントヤーンを引揃えた
ストランドであって、１Ｋ（１０００ｆｉｌａｍｅｎｔ
ｓ）、３Ｋ（３０００ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）、および１
２Ｋ（１２０００ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）のそれぞれのス
トランドを用いて実際に製織したときの布のカバーファ
クタについて測定した結果を次表に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】開繊された織物は、目ずれが起らないよう
にステッチすることができる。あるいは何枚かの織物を
積層して縫合するために、ステッチ糸をニードルパンチ
でプリフォーム材として使用することも可能である。ス
テッチ糸としては、ミシン糸や熱可塑性樹脂等の糸等が
使用可能である。

【００３８】上述のようなステッチ糸に代えて、接着剤
や熱融着性の樹脂による融着によって目ずれを防止する
ことも可能である。すなわちタテ糸およびヨコ糸の交
点、もしくは織物全体に、アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビ
ニル系樹脂、ゴム系接着剤や熱融着性合成樹脂を含浸さ
せたり、不飽和ポリエステル樹脂や特定組織のエポキシ
樹脂溶液を塗布して乾燥することによって、交点および
織り組織の目ずれを防止することが可能になる。例えば
エポキシ樹脂を目付量で２〜５％、好ましくは２〜３％
付着させることが好ましい。エポキシ樹脂の場合には２
％よりも少ないと目止め効果が不足し、５％以上になる
とこの織物によって製造されるプリプレグを用いて成形
した複合材料の物性の低下を招来する可能性がある。

【００３９】本発明の強化繊維織物は、工業的に製造さ
れる強化繊維を、とくに広幅化処理して使用することな
く、目隙きが少なくてしかも品質のよい織物を連続的に
低コストで製作できる特徴を有している。また低価格で
標準的な銘柄の強化繊維を用いて、目付の低い強化繊維
織物を連続的に作製することを可能にするものである。
さらに得られた織物を構成する強化繊維が開繊性に優れ
るために、プリプレグ用のマトリックス樹脂を容易に含
浸性よく繊維に浸透させることができ、これによって高
品質の織物プリプレグを提供することが可能になる。

【００４０】織物プリプレグは、主に未硬化の熱硬化性
樹脂を強化繊維に含浸させ、ホットメルト法と呼ばれる
通常のプリプレグ製造方法によって作製される。ここで
プリプレグ用のマトリックス樹脂としては、熱硬化性樹
脂としてエポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノー
ル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂等の
樹脂組成物が用いられ、プリプレグの樹脂含有率を３０
〜５０体積％の範囲内にする。また最近ではポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテル
サルホン等のような熱可塑性樹脂もマトリックス樹脂と
して使用可能である。何れの樹脂を用いた場合にも、成
形加工によって得られた複合材は、その優れた耐熱性や
機械的特性、寸法安定性、耐薬品性、耐侯性を特徴とす
るものである。

【００４１】プリプレグあるいはプリフォーム材に樹脂
を含浸させたものは、通常の繊維強化複合材を成形する
方法と同等の成形方法によって、任意の成形体とするこ
とができる。プリプレグにおいては、所定の枚数を積層
し、オートクレーブやホットプレスのような成形方法に
よって成形することができる。マトリックス樹脂がエポ
キシ樹脂のような熱硬化性樹脂の場合には、成形温度が
１００〜２００℃、成形圧力が１〜２０Ｋｇ／ｃｍ²の
条件で成形することができる。

【００４２】本発明の強化繊維織物をプリプレグとした
成形体は、ストランドを構成する強化繊維の開きがよく
樹脂含浸性に優れたプリプレグから成形されるために、
低圧成形でもコンポジット性能に優れた複合材料を供給
することが可能になる。

【００４３】

【実施例】実施例１強化繊維として炭素繊維ストランドを用いて、開繊織物
を作製した。用いた炭素繊維は、ベスファイトＨＴＡ−
１２Ｋ（東邦レーヨン株式会社製、引張り強さ３８０Ｋ
ｇｆ／ｍｍ²、弾性率２４ｔｏｎｆ／ｍｍ²、伸度１．
６％、イールド０．８ｇ／ｍ、フィラメント数１２００
０本（１２Ｋ）、繊維比重１．７７、単繊維直径７μ
ｍ）である。炭素繊維ストランドのサイズ剤としてエポ
キシ樹脂系を用いた。このようなサイズ剤を１．１％付
着させた。またそのときのストランド幅は４．２ｍｍで
あった。

【００４４】このような１２Ｋのストランド２本を一単
位として、織り格子の一目を形成するように、織物の目
付が３５０ｇ／ｍ²の図１および図２に示すようななな
こ織物を作製した。この織物を液中で超音波処理し、織
物を構成するストランドを開繊させ、さらに乾燥してプ
リプレグ用炭素繊維織物とした。このときの１本のスト
ランドの幅は平均して４．５ｍｍであった。

【００４５】このような織物に対して、樹脂含有率が４
０重量％となるようにエポキシ樹脂系樹脂組成物をホッ
トメルト法によって含浸させ、織物プリプレグを作製し
た。この織物プリプレグの樹脂含浸性は良好であって、
目隙き面積は０．５％に押えられた。

【００４６】このような織物プリプレグを３００×３０
０ｍｍの寸法で切出し、タテ糸方向に合わせて２０枚を
積層し、オートクレーブ成形を行なった。すなわち成形
圧力が３２Ｋｇ／ｃｍ²であって、昇温速度を２℃／ｍ
ｉｎで１３０℃まで上げ、１３０℃で２時間ホールド後
に、室温まで冷却した。得られた成形板によりＪＩＳの
方法に従い試験片を切出し、積層板の引張り強度、圧縮
強度、層間せん断強度をそれぞれ測定した。結果は表２
に示される。この結果から明らかなように、良好なコン
ポジット性能が得られることが判明した。

【００４７】実施例２強化繊維として炭素繊維ストランドを用いて、開繊織物
を作製した。用いた炭素繊維は、ベスファイトＨＴＡ−
１２Ｋ（東邦レーヨン株式会社製、引張り強さ３８０Ｋ
ｇｆ／ｍｍ²、弾性率２４ｔｏｎｆ／ｍｍ²、伸度１．
６％、イールド０．８ｇ／ｍ、フィラメント数１２００
０本、繊維比重１．７７、単繊維直径７μｍ）である。
炭素繊維ストランドのサイズ剤は実施例１と同様にエポ
キシ樹脂系であって、付着量を１．１％とした。またス
トランドの幅は４．０ｍｍであった。

【００４８】このようなストランド２本を一単位として
タテ糸とヨコ糸に打込み、繊維の目付が３５０ｇ／ｍ²
のななこ織物を作製した。この織物において１本のスト
ランドの幅は、平均して４．０ｍｍであった。このよう
な織物に、樹脂含有率が４０重量％となるようにエポキ
シ樹脂系樹脂組成物をホットメルト法により含浸させ、
織物プリプレグを作製した。織物プリプレグの樹脂含浸
性は良好であって、目隙き面積率が１．５％であった。

【００４９】このような織物プリプレグを３００×３０
０ｍｍの寸法で切出し、タテ糸方向に合わせて２０枚積
層し、実施例１と同様に成形板を作製し、同様に機械的
性質の評価を行なった。コンポジット性能は、表２に示
す結果になっている。コンポジットの破断面観察におい
て、積層間に空孔（ボイド）がやや認められるものの、
成形状態においてとくに問題はなかった。

【００５０】比較例１実施例１と同じ炭素繊維であって、ストランド幅が３．
０ｍｍである１２Ｋのストランド２本を一単位として、
実施例１と同じ３５０ｇ／ｍ²のななこ織物を作製し
た。このときの１本のストランド幅は平均して３．０ｍ
ｍであった。

【００５１】このような強化繊維織物を用いて、実施例
１と同様のプリプレグを作製した。プリプレグの目隙き
面積率は１０．８％であった。またこのようなプリプレ
グによって、実施例１と同じ条件で成形し、コンポジッ
ト性能を測定した。結果は表２に示されている。

【００５２】

【表２】

【００５３】

【発明の効果】以上のように本願の主要な発明は、強化
繊維を主とする織物において、繊維比重が１．３０以上
で単繊維の直径が２〜２０μｍのフィラメントが５００
〜５００００本の強化繊維ストランドの複数本を１単位
として織格子の一目を形成するようにタテ糸およびヨコ
糸を打込み、織物の目付をＷ（ｇ／ｍ²）とし、１本の
強化繊維ストランドの繊度をＹ（ｇ／ｍ）としたとき
に、織物組織内のストランド１本の幅Ｄが、Ｄ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）の範囲としたものである。

【００５４】従って工業的に大量生産されている標準的
な強化繊維によって偏平であって薄目付の強化繊維織物
を提供することが可能になる。

【００５５】また製造方法に関する発明は、強化繊維が
繊維比重が１．３０以上の炭素繊維フィラメントから成
り、フィラメント数５００〜５００００の炭素繊維スト
ランド織物を作製し、織物の目付をＷ（ｇ／ｍ²）と
し、１本の強化繊維ストランドの繊度をＹ（ｇ／ｍ）と
したときに、織物組織内のストランド１本の幅がＤ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）となるように製布された織物を機械的または電気的処理
するようにしたものである。

【００５６】従ってこのような方法によって、一般的な
織機によって目隙きの少ない炭素繊維から成る強化繊維
織物を作製することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ななこ織の組織の強化繊維織物の平面図であ
る。

【図２】同要部拡大断面図である。

【図３】斜文織の変化組織の強化繊維織物の平面図であ
る。

【図４】ひろげ朱子織の組織の強化繊維織物の平面図で
ある。

【符号の説明】

１０ストランド

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月２２日（１９９９．１１．
２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】Ｄ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）なおここでＤはストランド２本以上の幅を示している。
機械的に処理を行なってストランドを拡げる方法として
は、水中において処理を行なうような湿式法あるいは空
気中で行なう乾式法を問わず、振動、気液流、ジェット
流、音波、超音波等がある。電磁気的処理しては、静電
気や電波、電磁波、磁気流等がある。処理後に強化繊維
に付着している集束剤を落とし、繊維が開き易くなるよ
うにしても構わない。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５２】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F072 AA04 AA07 AB10 AB13 AB17 AB28 AB34 AD13 AD23 AD38 AD45 AH31 AK14 AL02 AL04 4L048 AA05 AA34 AA48 AA49 AB07 AB11 AB27 AC09 BA01 CA01 CA15 DA41 EB00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強化繊維を主とする織物において、繊維比重が１．３０以上で単繊維の直径が２〜２０μｍ
のフィラメントが５００〜５００００本の強化繊維スト
ランドの複数本を１単位として織格子の一目を形成する
ようにタテ糸およびヨコ糸を打込み、織物の目付をＷ（ｇ／ｍ²）とし、１本の強化繊維スト
ランドの繊度をＹ（ｇ／ｍ）としたときに、織物組織内
のストランド１本の幅Ｄが、Ｄ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）の範囲であることを特徴とする強化繊維織物。
【請求項２】強化繊維ストランドがフィラメント数が１
００００〜３００００本の炭素繊維ストランドであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の強化繊維織物。
【請求項３】織物目付が１００〜８００ｇ／ｍ²のなな
こ織であることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の強化繊維織物。
【請求項４】織物目付が１００〜８００ｇ／ｍ²の斜文
織物であることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の強化繊維織物。
【請求項５】織物目付が１００〜８００ｇ／ｍ²のひろ
げ朱子織であることを特徴とする請求項１に記載の強化
繊維織物。
【請求項６】強化繊維が、強度が４００Ｋｇｆ／ｍｍ²
以上で伸度が１．５％以上の炭素繊維であることを特徴
とする請求項１〜４の何れかに記載の強化繊維織物。
【請求項７】請求項１〜請求項６の何れかに記載の強化
繊維織物にマトリックス樹脂を含浸させたプリブレグ。
【請求項８】請求項７に記載のプリプレグを成形して成
る強化繊維複合材。
【請求項９】強化繊維が繊維比重が１．３０以上の炭素
繊維フィラメントから成り、フィラメント数５００〜５
００００の炭素繊維ストランド織物を作製し、織物の目付をＷ（ｇ／ｍ²）とし、１本の強化繊維スト
ランドの繊度をＹ（ｇ／ｍ）としたときに、織物組織内
のストランド１本の幅Ｄが、Ｄ≧１４００×（Ｙ／Ｗ）となるように製布された織物を機械的または電気的処理
することを特徴とする強化繊維織物の製造方法。