JP2002013040A - 炭素繊維製補強用織物並びにこの織物を用いてなるウェット・プリプレグおよびその製造方法 - Google Patents
炭素繊維製補強用織物並びにこの織物を用いてなるウェット・プリプレグおよびその製造方法Info
- Publication number
- JP2002013040A JP2002013040A JP2000192299A JP2000192299A JP2002013040A JP 2002013040 A JP2002013040 A JP 2002013040A JP 2000192299 A JP2000192299 A JP 2000192299A JP 2000192299 A JP2000192299 A JP 2000192299A JP 2002013040 A JP2002013040 A JP 2002013040A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- yarn
- yarns
- woven fabric
- weft
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Woven Fabrics (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
かも炭素繊維糸のたて糸1とよこ糸2の交錯によって形
成される交錯点近傍に生じる空隙部5が小さく、カバー
ファクターの大きい炭素繊維製補強用織物を提供するこ
と。 【解決手段】本発明の織物は、炭素繊維糸1、2と補助
糸3、4からなる補強用織物であり、炭素繊維糸はたて
糸1とよこ糸2方向に配列され、それぞれの浮き沈みの
数が織物の表裏で同じである。また、補助糸3、4は、
前記炭素繊維糸のたて糸および/またはよこ糸の間に配
列され、その織り組織が隣接する炭素繊維糸とは異なる
浮き沈みの関係で交錯しているものである。
Description
ック(以下、FRPという。)等の繊維強化複合材料の
補強材として使用する炭素繊維製織物の改良に関し、詳
しくはたて糸とよこ糸間に存在する空隙部をなくした補
強用織物およびこの織物を用いてなるウェット・プリプ
レグに関する。
維強化プラスチック(以下、CFRPという。)は比強
度、比弾性率に優れることから、軽量化による燃費が大
幅に向上する航空機部材に使われている。特に、航空機
のフラップ、フェアリングやエルロンなどの2次構造材
や化粧室、天井パネルや荷物入れなどの内装材はハニカ
ムを芯材とし、スキン材にCFRPを使用したハニカム
サンドイッチ構造体が多用されている。
は、ハニカムに炭素繊維織物からなるプリプレグを重ね
合わせ、加熱・加圧することによりプリプレグの熱硬化
性樹脂の硬化とハニカムとCFRPの接着を同時に行
う、いわゆるハニカム・コキュア法で成形される。
ている箇所においては、プリプレグは加圧されるが、コ
アに接していない箇所は加圧されないために、例えば図
4に示す従来織物のように、たて糸1とよこ糸2間で構
成された織物からなるプリプレグの中に炭素繊維が存在
しない大きな目開き部である空隙部5が存在する。この
ような空隙部が存在すると樹脂が欠落して穴が開く問題
点があり、このような織物をハニカムサンドイッチ板の
スキン材に用いた場合、穴からハニカムコア内に水が入
り込み、その水が凍って膨張することによってハニカム
サンドイッチ板が壊れるとという重大なな問題につなが
る場合がある。
ニカム・コキュア用の織物は炭素繊維のフィラメント数
が3,000本、繊度が1,800デニールという比較
的細い炭素繊維糸を用いた目開きの小さい織物が用いら
れている。
生産性が低く、また織物の製造においても生産速度が遅
いので高価な材料となる問題がある。そこで生産性を上
げるには太い炭素繊維糸条を用いるのが得策であり、ま
た、太い糸条ほど安価であるが、太い糸条から低目付の
薄い織物を得ようとするとたて糸とよこ糸の交錯部に大
きな空隙を有した織物になってしまう問題がある。そこ
で、さらに太い糸条で炭素繊維が均一に分散した薄い炭
素繊維扁平糸織物が、例えば特開平7−300739号
公報に提案されている。この織物は個々の炭素繊維糸の
たて糸とよこ糸の断面が扁平状に交錯されているので、
織糸のクリンプが小さく、そのCFRPの機械的特性は
極めて優れた織物である。
も、そのたて糸とよこ糸はほとんどクリンプすることな
く交錯しているので、交錯部における拘束力は極端に小
さい織物となり、湿式プリプレグ加工を行うと溶媒を乾
燥させる際に樹脂の表面張力でたて糸とよこ糸の扁平状
の糸条同士が丸く集束し、目開きの大きなプリプレグに
なってしまう欠点がある。
に、低熱収縮性の補助糸にポリマーが被覆された糸を引
き揃えて、ポリマーによりたて糸とよこ糸の交点を接着
させた織物を特開平10−317250号公報で提案し
ている。このようにたて糸とよこの交点をポリマーで接
着させておくことにより、ウェット・プリプレグ加工の
溶媒乾燥時の糸幅集束は軽減させることができる。
素繊維糸と平行に引き揃えられているので、補助糸が炭
素繊維束内に潜り込み、たて糸とよこ糸の全ての交点を
安定的に接着することが出来ず、ウェット・プリプレグ
加工することによって部分的に大きく目開きすることが
ある。また、接着剤となるポリマーはたて糸とよこ糸の
幅方向のほぼ中央部には存在するが、たて糸とよこ糸の
交錯によって生じる空隙部5の近傍は接着剤が存在しな
いのでウェット・プリプレグ加工によって空隙部が拡大
し易い問題もある。
能、コスト面で優れているが、ウェット・プリプレグ加
工で目開きを確実に防ぐ方法がなかった。このために、
上記したウェット・プリプレグの目開きの問題を解決す
ることができなかった。
従来技術における上述した問題点を解決し、織物にした
場合に平面方向への繊維分散が均一で、炭素繊維糸のた
て糸とよこ糸の交錯によって形成される交錯点近傍に生
じる空隙が小さく、カバーファクターの大きい、例えば
ウェット・プリプレグ等の炭素繊維製補強用織物を提供
することにある。
め、本発明の炭素繊維製補強用織物は、炭素繊維糸と補
助糸とからなる補強用織物であって、 A)前記炭素繊維糸は、たて糸とよこ糸方向に配列さ
れ、それぞれの浮き沈みの数が織物の表裏で同じであ
り、かつ、 B)前記補助糸は、前記炭素繊維糸のたて糸および/ま
たはよこ糸の間に配列され、その織り組織が隣接する炭
素繊維糸とは異なる浮き沈みの関係で交錯していること
を特徴とするものである。
上記いずれかの織物に、樹脂が30〜60重量%の範囲
内で含浸されていること特徴とするものである。そし
て、このウエット・プリプレグの製造方法は、 上記い
ずれかの織物を用い、溶剤で希釈した樹脂を含浸させた
後に溶剤を乾燥させてプリプレグを得ることを特徴とす
るものである。
その一実施例である図面を参照しながら説明する。
の一実施態様を示し、いずれも炭素繊維糸からなるたて
糸1とよこ糸2は平織組織で交錯し、それぞれのたて糸
1の間にはたて方向補助糸3が配列され、またそれぞれ
のよこ糸2の間にはよこ方向補助糸4が配列されてい
る。本実施例ではたて方向補助糸3およびよこ方向補助
糸4は、その補助糸と直交する炭素繊維糸のよこ糸2お
よびたて糸1と2/2の綾組織をなしている。このよう
に、炭素繊維糸1、2と補助糸3、4の浮き沈みの関係
を違えることによって、補助糸3、4は、必ず炭素繊維
糸1、2の間に位置することになり、炭素繊維糸のたて
糸1とよこ糸2の交錯によって生じる交錯点近傍の空隙
部5の中央に補助糸が位置し、空隙部を覆う形になる。
物は、これに溶剤で希釈された低粘度の樹脂を付け、溶
剤を乾燥させる際に合成樹脂に表面張力が作用しても、
炭素繊維糸間に生じた空隙部5に補助糸3と補助糸4と
が交差した状態で存在するので、樹脂はその補助糸の周
りに残存し、その樹脂が橋掛けの役目を果たすこととな
り、炭素繊維糸間の空隙部5の樹脂が欠落して穴が開く
の防ぐことが出来るという優れた効果を奏することがで
きる。
が、さらに詳しく説明する。
1、2としては、特に限定されるものでないが、PAN
系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維であってもよく、特に高
強度が発揮されるPAN系の炭素繊維が好ましい。その
繊度としては、特に限定するものではないが、3.00
0デニール以上の太い糸であって、糸条断面が扁平状で
織物構造をなしていることが好ましい。なぜならば太い
炭素繊維糸を扁平状で交錯することにより、たて糸とよ
こ糸の交錯により生じるたて糸とよこ糸のクリンプを小
さくすることが出来、炭素繊維の有する高強度・高弾性
率を余すこと無く発現させることが出来るからである。
逆に、繊度が3,000デニール未満の細い炭素繊維糸
からなる織物は、たて糸およびよこ糸の配列密度が大き
いので、炭素繊維糸間に出来る空隙部1個当たりの面積
が小さい。したがって、樹脂を付けても空隙部の樹脂が
欠落することがない。しかし、この様な細い炭素繊維糸
は生産性が低く、また織糸の配列密度が大きいので織物
の生産性も低いことから非常に高価な材料となり、材料
の低コスト化指向が叫ばれている最近の情勢に合致しな
いものである。よって、炭素繊維糸の繊度が太いほど炭
素繊維糸および織物の生産性が高く、安価な材料になり
うるので好ましいものであるが、余りに太い炭素繊維糸
を用い、低目付で高いカバーファクターの織物を得よう
とすると糸幅を極端に拡幅させる必要があるが、実際問
題として、糸幅を大きく、かつ均一に拡幅させることは
製造上難しいことから、繊度で90,000デニール以
下の太さが好ましい。結局、炭素繊維の好ましい繊度
は、3,000〜90,000デニールの範囲内であり、
より好ましくは7、000〜15,000デニールの範
囲内である。また、炭素繊維の扁平度としては、糸幅/
糸厚み比で5以上が好ましい。扁平度が5未満では、既
に糸幅が集束された状態であるので本発明の効果が小さ
い。
であることが好ましい。その理由は、本発明の補強用織
物に溶剤で希釈した樹脂を含浸させ、溶剤を乾燥させる
ウェット・プリプレグ加工の乾燥工程で熱が加わった際
に、補助糸が熱収縮を起こすと炭素繊維糸は熱収縮しな
いので炭素繊維糸が屈曲する問題が起こるからである。
上記低熱収縮性繊維としては、アラミド繊維、ガラス繊
維などであって、特に、糸値が安価で、熱収縮率が小さ
いガラス繊維糸などが最も好ましい繊維である。糸の形
態としては、通常のフィラメント糸でも良いが、タスラ
ン(登録商標)加工などの捲縮加工や紡績糸のように嵩
高の形態であると、空隙部覆う面積が増大し、また樹脂
含浸時に樹脂を多く含み易いので空隙部に樹脂が残存し
易いことから好ましい。補助糸の太さとしては、織物の
目付アップを極力抑える意味から繊度で500デニール
以下の細い糸を用いることが好ましく、より好ましくは
250デニール以下の細い糸が好ましい。 補助糸が5
00デニールを越えるような太い繊維糸であると、空隙
部5を覆う面積が増大するが、これは織物目付の増大に
繋がるし、また織物表面において補助糸の部分が盛り上
がる問題があるので出来るだけ細い糸であるのが好まし
い。
繊維糸はたて糸とよこ糸方向に配列され、それぞれの浮
き沈みの数が織物の表裏で同じであることが必要であ
る。その理由は、織物の表裏で浮き沈みの数が異なる織
物に樹脂を含浸させて成形すると、織物の厚みの中心面
からみて炭素繊維の配向が非対称であるから、樹脂の硬
化・収縮により表裏で収縮応力の作用する方向が異なる
のでCFRPに反りが生じる問題があるからである。こ
の場合、偶数枚積層される場合には鏡面対称にすること
は可能であるが、いちいち表裏を確認しながら積層する
必要があり非常に面倒である。織物自身が表裏の浮き沈
みを同じであればどのように積層しても必ず鏡面対称に
なり、積層作業が非常に容易になり、また積層構成の自
由度も高くなるものである。なお、本発明で言う「炭素
繊維糸のたて糸とよこ糸の浮き沈みの数」とは、織物の
片側面から見た際、たて糸またはよこ糸が交差するよこ
糸またはたて糸の上を連続して浮いている数と沈んでい
る数を指すもので、たとえば平織組織、2/2の綾織組
織、バスケット組織などが表裏で同じ浮き沈みの数とな
る織物である。
ように、補助糸3、4は、炭素繊維糸のたて糸1および
/またはよこ糸2の間に配列され、隣接する炭素繊維糸
1、2とは異なる浮き沈みの関係で交錯していることを
特徴とするものである。ここで、「隣接する炭素繊維糸
1、2とは異なる浮き沈みの関係で」とは、図1で示し
たように、例えばたて方向補助糸3が炭素繊維糸のよこ
糸2に対して2本連続で浮いている箇所について注目す
ると、よこ糸1本目の補助糸3の浮き方は補助糸3の右
側のたて糸1と同じであるが、次のよこ糸に対しては右
側のたて糸1とは異なって左側のたて糸1と同じ浮き方
になっており、補助糸3がよこ糸の下に沈んでいる箇所
でも同様の浮き沈みの関係になっているように、補助糸
の浮き沈みが両隣の炭素繊維糸の浮き沈みが異なってい
ることを言うものである。
たて糸1とよこ糸2の内のどちらかの糸と同じ浮き沈み
の交錯状態にすると、補助糸3は同じ浮き沈みのたて糸
1側に、また、補助糸4は同じ浮き沈みのよこ糸2に寄
り添ってしまい、ひどい場合には炭素繊維糸1、2を構
成する単繊維内に潜り込んでしまい、空隙部5内に的確
に配置することが出来ない。そのような織物では、たて
糸1とよこ糸2の交錯によって生じる空隙部5に繊維が
存在しない前述の図4の織物の状態となるので、樹脂を
付けて溶剤を乾燥させる際に空隙部5にも残存していた
樹脂は表面張力により炭素繊維糸側に引き寄せられて穴
が開き、その後さらに炭素繊維糸の断面が丸く集束し細
くなる事態となる。
こ糸として、特に太い炭素繊維糸を用いるのが通常であ
るが、さらにその糸の断面を扁平状に交錯させた低目付
の薄い織物である扁平糸織物においてはたて糸とよこ糸
の交錯による空隙部の面積が大きくなり易い傾向にある
ので、補助糸を配置する効果が絶大である。
例においては、2/2の綾組織としたが、1/2の綾組
織や、1/3の綾組織など平組織以外の組織であればよ
いが、2/2綾組織であれば補助糸の左右の炭素繊維糸
と同じ浮きまたは沈みになるのが交互、すなわち補助糸
が右側の炭素繊維糸と同じ浮きであると次は左側の炭素
繊維糸と同じ浮きになるので、左右どちらかの炭素繊維
糸側に寄ることがなく、炭素繊維糸の中央に配置するこ
とが出来好ましいものである。補助糸の配列方向につい
ては、たて方向とよこ方向の両方向に配列してよいが、
たて方向またはよこ方向のどちらか一方であっても構わ
ない。特によこ方向に配列する場合は補助糸のよこ糸を
余分に挿入することになり、織物の生産性が低下するの
でたて方向のみに配列する方法が好ましい。
による空隙が小さい織物においては、補助糸としてポリ
マーが被覆された糸を用い、補助糸と炭素繊維糸を接着
させて糸幅のの集束を抑えるだけ十分であり、補助糸の
配列を全部の炭素繊維糸の間に配列させるではなく炭素
繊維糸に対して1本または数本交互に配列させても目的
を達成させることができる。
織り組織の本発明の織物を示したもので、炭素繊維糸か
らなるたて糸1とよこ糸2が織物表裏で同じ浮き沈みの
数である2/2の綾組織で交錯し、たて糸1の間にたて
方向補助糸3が配列し、たて方向補助糸3と交差する炭
素繊維のよこ糸2に対して、3:1の関係で浮き沈み
し、隣接する炭素繊維糸のたて糸に浮き沈みとは異なっ
ており、たて方向補助糸3は必ず炭素繊維糸のたて糸1
の間に位置し、炭素繊維糸のたて糸とよこ糸の交錯によ
る空隙部を埋める形になっている。このような態様の織
り組織、すなわち、たて方向補助糸3を炭素繊維糸のよ
こ糸2に対して3:1の関係で浮き沈みさせることによ
り、たて方向補助糸3は炭素繊維糸のよこ糸2の長い浮
きの中央部上に配置することが避けられ、織物表面の平
滑性が阻害されないものである。そして空隙部5にたて
方向補助糸3が存在するので、ウェット・プリプレグ加
工を行っても炭素繊維糸のたて糸とよこ糸の交錯による
空隙部が補助糸で覆っているので空隙部の樹脂が欠落し
て目開きになるの防ぐことが出来る。
2/2の綾組織であるから表裏同じ浮き沈みの関係にあ
り、CFRPに成形しても反りが発生するようなことが
ない。さらに、この織物は、炭素繊維糸が2本交互に交
錯しているので、平組織のように1本交互に交錯した織
物構造よりも一層クリンプが小さくなる特徴を有し、か
つ剪断変形し易い織物構造であるから賦形性に優れる特
徴を有している。なお、上記織物は、補助糸をたて糸方
向にのみ配列したものであるが、よこ方向にも配列して
も構わない。
て、織物が太い炭素繊維糸1、2を糸束断面が扁平状に
織れたものである場合には、剪断変形に対する自由度が
大きく、複雑な形状に賦形できる特徴を有しているが、
補助糸の交錯のさせ方によってはその賦形性を阻害する
可能性がある。このような場合には、補助糸は浮きの長
い組織を選択することが好ましく、例えば2/2、1/
3、3/3の綾組織とするのが好ましい。また、補助糸
として、低熱収縮繊維糸を用いるのが好ましく、その表
面に低融点のポリマーが被覆された糸を用いるのが好ま
しい。このような糸を補助糸として用いると、補助糸と
直交する炭素繊維糸のたて糸あるいはよこ糸と交差部で
被覆したポリマーにより接着させておくことによって、
ウェット・プリプレグ加工のおける織糸の糸幅集束を確
実に防げ、より好ましい態様となる。表面に被覆する低
融点ポリマーとしては、融点が90〜200℃の共重合
ナイロン、共重合ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリエチレン、ポリプロピレン等であり、特に共重ナイ
ロンは樹脂との接着性に優れることから好ましいポリマ
ーである。また、上記接着剤として用いる低融点ポリマ
ーはアルコールに難溶解性のポリマーから選ばれたポリ
マーであるのが好ましい。その理由はウェット・プリプ
レグに用いる樹脂の希釈剤としてのメタノールは、価格
が安く、沸点が低くて乾燥が容易であることから多用さ
れているが、とくにナイロン系のポリマーおいてはアル
コールに溶解され易い種類のポリマーがあり、簡単に溶
解されるようでは接着剤の効果が発揮されないからであ
る。ここで、難溶解性のポリマーとは、室温(25℃程
度)においてポリマーが付着した織物をメタノールに1
0分間浸積した後においてもポリマーが塊として残存
し、接着機能が消滅されていない程度のものである。ポ
リマーを低熱収縮性繊維の表面に被覆する方法として
は、低熱収縮性繊維の表面に溶融ポリマーをコーテング
したコーテング糸、あるいは低融点ポリマーからなる繊
維を低熱収縮性繊維の周りに巻き付ける、いわゆるカバ
ーリング糸を用いる方法であっても良い。このようなカ
バーリング糸の製造方法としては、例えばガラス繊維糸
などの低熱収縮性繊維糸を芯にしてその上から低融点繊
維糸をSまたはZ方向に50〜500回/mの撚数で巻
き付けることにより容易に得られる。また、S方向に巻
き付けた上からさらにZ方向にも巻き付けたダブルカバ
ーリングであっても良く、そうすることにより低融点繊
維糸撚りによるトルクが打ち消し合うので、補助糸にビ
リ(ねじれ)が生じることが無くより好ましいものであ
る。カバーリング糸を用いる場合、低熱収縮性繊維の表
面に螺旋状に巻かれているので、補助糸と炭素繊維糸の
交差部での接触面にポリマーが存在しない箇所が出来る
可能性があり、撚数は出来るだけ多くすることが好まし
い。ただし、余り多くするとカバーリングの生産性が低
下し、加工費が高騰する問題がある。よって、好ましい
撚数範囲としては、200〜300回/mの範囲内であ
る。このような糸を補助糸して用い、織物にした後に低
融点ポリマーの軟化点以上に加熱することによって、補
助糸と炭素繊維糸を接着させることができる。この場合
の補助糸に付着させる低融点ポリマーは、織物重量に対
して0.5〜10重量%の範囲内であることが好まし
い。付着量が0.5%より少ないと補助糸と炭素繊維糸
の接着が不十分となり、低融点ポリマーを用いる効果が
発揮されない。使用量が10%を越えると織物重量が増
大するし、またポリマーが炭素繊維の中に入り込むため
に樹脂の含浸性が阻害され、CFRPの物性低下に繋が
る問題がある。このようなことから、さらに好ましい付
着量としては織物重量に対して1〜5重量%の範囲であ
る。また、本発明の補強用織物は、その織物目付として
は100〜600g/m2の範囲内が好ましく、より好
ましくは190〜400g/m2の範囲内である。この
目付範囲は、特に航空機用途に適した範囲でもある。こ
の範囲が好ましい理由は、例えば前述した繊度が3,0
00デニール以上の太い炭素繊維糸を用いる場合、織物
目付が100g/m2未満になると炭素繊維糸の間隔が
極端に大きくなる。そのような場合には糸間隔を均一に
拡げることが難しく、結局、目開きが存在した織物にな
り易い。この場合に例え均一な織物が得られても織物形
態が不安定あるから取扱い中に繊維がずれて目開きする
という問題がある。逆に織物目付が600g/m2を超
える織物では炭素繊維が高密度に充填されているので、
炭素繊維糸のたて糸とよこ糸の交錯による空隙部の面積
が小さいばかりか炭素繊維糸のたて糸とよこ糸が強固に
拘束されているので、ウェット・プリプレグ加工での糸
幅集束が少なく、本発明の効果が発揮されない。
しては、90%以上であることが好ましく、より好まし
くは95%以上である。本発明の織物は、用いる糸が太
い炭素繊維糸でしかも低目付の薄い織物である場合に
は、炭素繊維糸のたて糸とよこ糸の交錯による空隙部の
個数は非常に少なく、また、空隙部に補助糸を配置して
いるので高いカバーファクターが期待できるが、炭素繊
維糸の間隔が大きいので、糸幅の変動により空隙部1個
当たりの面積が大きくなり易い。炭素繊維糸のたて糸と
よこ糸の交錯による空隙部の面積が余りにも大きいと、
その空隙部に補助糸を配置させても空隙を覆いきれず、
ウェット・プリプレグ加工での目開きを防ぐことが出来
ない。よって、本発明の効果が発揮される場合のカバー
ファクターとしては90%以上である。
の織糸間に形成される空隙部に関する要素で、織物面積
S1の領域を設定したとき、面積S1内において織糸に
よって形成される空隙部の面積S2とすると、次式で定
義される値をいう。
S2)/S1]×100 次に図3は、さらに他の実施態様に係る本発明の織物の
平面図で、炭素繊維糸のたて糸1とよこ糸2が平織組織
で交錯し、炭素繊維糸のたて糸1、1間のみに補助糸3
が配列され、たて方向補助糸3は図1に示した織物のた
て方向補助糸と同様に、炭素繊維糸のよこ糸2に対して
2本交互で交錯している。さらに、炭素繊維糸のよこ糸
2の上に低融点ポリマー6が点状または線状に付着さ
れ、炭素繊維糸のよこ糸2の上で交差する炭素繊維糸の
たて糸1とその交差部で接着されており、炭素繊維糸の
たて糸の糸幅集束を抑えることができる。
を点状または線状に付着させる方法としては、炭素繊維
糸のよこ糸挿入時に低融点ポリマーからなる繊維糸をよ
こ糸の上に位置するように引き揃えて供給して織物に
し、織機上において例えば遠赤外線ヒータにより低融点
ポリマーの融点以上の温度に加熱することにより付着さ
せることが出来、また炭素繊維糸のたて糸とよこ糸の交
差部を低融点ポリマーで接着させることができる。この
態様の織物とすると、たて糸1がよこ糸2の交差部でよ
こ糸2と接着されているのでウェット・プリプレグ加工
で糸幅が集束し、細くなることが防げる作用効果があ
る。
を説明する。 実施例 図3の本発明の炭素繊維製補強用織物において、フィラ
メント数が12,000本、繊度が14,850デニー
ルの炭素繊維糸(東レ(株)製:“トレカ”T700を
たて糸1とよこ糸2として用い、たて糸1およびよこ糸
2の配列密度を1.20本/cm、炭素繊維だけの目付
を193g/m2として平組織を形成させ、繊度が20
3デニールのガラス繊維糸に融点が145℃、繊度が7
0デニールの低融点ナイロン繊維糸(富士紡績(株)
製:“ジョイナー”)をS/Z方向に250回/mの撚
り数でダブルカバーリングした補助糸3を前記炭素繊維
糸のたて糸1、1の間に配列し、この補助糸3と交差す
る炭素繊維糸のよこ糸2と2/2の綾組織で交錯させ
た。
145℃、繊度が70デニールの低融点ナイロン繊維糸
を補助糸4として引き揃えて製織した。
イロンの融点以上の温度である160℃、で加熱して、
補助糸の低融点ナイロンならびに炭素繊維糸のよこ糸上
の低融点ナイロンを溶融させ、補助糸と炭素繊維糸のよ
こ糸、並びに炭素繊維糸のたて糸1とよこ糸2を接着さ
せて本発明の織物を得た。なお、同織物のカバーファク
ターは99.5%であった。
こ150mmサイズの試験片を採取し、フェノール樹脂
(昭和高分子(株)製:“ショウノール”BRS33
0)を比重で0.96となるようメタノールで希釈させ
た溶液に浸した後に吊り下げ、ヒートガンによりヒート
ガン〜試験片距離を200mmに保ちながらメタノール
を乾燥させてプリプレグを得た。なお、ヒートガンによ
る吹き出し熱風温度は、ヒートガンの先端から200m
mの距離の温度が162℃となる条件で行った。
96.0%で、元の織物より若干カバーファクターが小
さくなったものの実用上問題のないレベルのプリプレグ
であった。 比較例 比較例として、図3の実施例の織物に対して補助糸なら
びに炭素繊維糸のよこ糸2上に配置した低融点ナイロン
6を使わない他は実施例と同じ条件で炭素繊維糸だけの
織物を作成し、実施例と同じ方法でプリプレグを得た。
同織物のカバーファクターは99.1%であった。
織物内のメタノールが沸騰して炭素繊維が頻繁に動きな
がら糸幅が序々に収束し、プリプレグのカバーファクタ
ーは81.7%となり、目開きが大きく実用性のないプ
リプレグであった。
たて糸またはおよび/よこ糸間に補助糸が配列され、従
来の炭素繊維糸に生じていたたて糸とよこ糸間の交錯部
近傍に生じる空隙部が補助糸で覆われているので、例え
ば本発明の織物を用いたウェット・プリプレグ加工にお
いて乾燥の熱を受けても前述した空隙部の中央に補助糸
が存在するので、樹脂が補助糸の周りに残存しプリプレ
グに目開きが生じることがない。
マーで確実に接着されているので、炭素繊維糸の糸幅が
変化することがなく、高いカバーファクターのプリプレ
グが得られる。
維が扁平状の太い炭素繊維糸で交錯された薄い織物であ
るから、炭素繊維糸及び織物の生産性が高いので、織物
が安価に製造することが出来、かつ織糸のクリンプが小
さい織物構造となるので、炭素繊維本来の特性である高
強度・高弾性率が余すことなく発揮された高品質のCF
RPが得られる。
のたて糸とよこ糸間に補助糸が配列された本発明の炭素
繊維製補強用織物の一実施例に係る平面図である。
なし、そのたて糸間のみに補助糸が配列された態様の本
発明に係る炭素繊維製補強用織物の平面図である。
のたて糸の間に低収縮性繊維の周りにポリマーが付着し
た補助糸を配列し、炭素繊維糸のよこ糸上にもポリマー
を付着させた態様の本発明に係る炭素繊維製補強用織物
の平面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】炭素繊維糸と補助糸とからなる補強用織物
であって、 A)前記炭素繊維糸はたて糸とよこ糸方向とに配列さ
れ、それぞれの浮き沈みの数が織物の表裏で同じであ
り、かつ、 B)前記補助糸は、前記炭素繊維糸のたて糸および/ま
たはよこ糸の間に配列され、その織り組織が隣接する炭
素繊維糸とは異なる浮き沈みの関係で交錯していること
を特徴とする炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項2】補助糸は、低熱収縮性繊維の表面に低融点
ポリマーが被覆されており、かつ、補助糸と炭素繊維糸
との交差部が低融点ポリマーで接着されていることを特
徴とする請求項1記載の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項3】炭素繊維糸は、繊度が3,000〜90,
000デニールの範囲内であって、織物の目付が100
〜600g/m2の範囲内であり、かつ、織物のカバー
ファクターが90%以上であることを特徴とする請求項
1または2記載の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項4】補助糸の低熱収縮繊維は、繊度が500デ
ニール以下のガラス繊維であることを特徴とする請求項
1〜3のいずれかに記載の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項5】低融点ポリマーの使用量は、織物に対して
0.5〜10重量%の範囲内であることを特徴とする請
求項2〜4のいずれかに記載の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項6】低融点ポリマーは、低熱収縮性繊維の表面
にSもしくはZ、またはS/Z方向の螺旋状に付着され
ていることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載
の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項7】低融点ポリマーは、アルコールに難溶解性
のポリマーから選ばれたものであることを特徴とする請
求項2〜6のいずれかに記載の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項8】炭素繊維糸のたて糸および/またはよこ糸
には、炭素繊維糸に平行して低融点ポリマーが点状また
は線状で付着し、炭素繊維糸のたて糸とよこ糸の交点が
接着されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれ
かに記載の炭素繊維織物。 - 【請求項9】炭素繊維糸のたて糸とよこ糸が平織組織で
あることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の
炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項10】炭素繊維糸のたて糸とよこ糸が2/2の
綾織組織であることを特徴とする請求項1〜8のいずれ
かに記載の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項11】炭素繊維糸のたて糸とよこ糸が平織組織
であり、前記炭素繊維糸のたて糸の間に、ガラス繊維の
表面にS/Z方向の螺旋状に低融点ナイロンポリマーが
付着された補助糸が配列され、該補助糸は炭素繊維糸の
よこ糸と2/2の綾組織で交錯して、前記補助糸と炭素
繊維糸とのよこ糸の交差部が接着されており、かつ、炭
素繊維糸のよこ糸上に点状または線状に付着した低融点
ナイロンポリマーにより炭素繊維糸のたて糸とよこ糸の
交差部が接着されていることを特徴とする請求項1から
9のいずれかに記載の炭素繊維製補強用織物。 - 【請求項12】請求項1から10に記載の織物に樹脂が
30〜60重量%の範囲内で含浸されていることを特徴
とするウエット・プリプレグ。 - 【請求項13】請求項1から10に記載の織物に、溶剤
で希釈した樹脂を含浸させた後に溶剤を乾燥させてプリ
プレグを得ることを特徴とするウェット・プリプレグの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000192299A JP4304833B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 炭素繊維製補強用織物並びにこの織物を用いてなるウェット・プリプレグおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000192299A JP4304833B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 炭素繊維製補強用織物並びにこの織物を用いてなるウェット・プリプレグおよびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002013040A true JP2002013040A (ja) | 2002-01-18 |
JP4304833B2 JP4304833B2 (ja) | 2009-07-29 |
Family
ID=18691450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000192299A Expired - Fee Related JP4304833B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 炭素繊維製補強用織物並びにこの織物を用いてなるウェット・プリプレグおよびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4304833B2 (ja) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003052185A1 (fr) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Toray Industries, Inc. | Tissu tisse renforce en fibre de carbone, pre-impregne et procede de production dudit pre-impregne |
JP2005320641A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Toray Ind Inc | サイジング剤、炭素繊維および炭素繊維強化複合材料 |
WO2007013204A1 (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Toray Industries, Inc. | 強化繊維織物とその製造方法 |
JP2007056441A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-03-08 | Toray Ind Inc | 強化繊維織物とその製造方法 |
WO2007129644A1 (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Kabushiki Kaisha S.T.I.Japan | 光拡散糸及び面状構造体 |
JP2011255066A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Ashimori Industry Co Ltd | 遮炎遮煙布およびこれを用いたシャッタースクリーン |
KR101125317B1 (ko) * | 2008-11-17 | 2012-03-28 | 신코 덴키 코교 가부시키가이샤 | 배선 기판 및 그 제조 방법 |
US8161636B2 (en) | 2007-10-12 | 2012-04-24 | Fujitsu Limited | Circuit board and method of manufacturing the same |
US8186053B2 (en) | 2008-11-14 | 2012-05-29 | Fujitsu Limited | Circuit board and method of manufacturing the same |
WO2013035518A1 (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 株式会社 豊田自動織機 | 織物基材及び繊維強化複合材料 |
JP2013133555A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toyota Industries Corp | 織物基材及び繊維強化複合材料 |
JP2016064648A (ja) * | 2014-09-23 | 2016-04-28 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 複合構造体における微小亀裂生成を軽減するための、樹脂リッチポケット内への改質材料の載置 |
JP2016109590A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 広陵化学工業株式会社 | 生物学的検体採取用スワブ及びその製造方法 |
USD884362S1 (en) | 2018-01-19 | 2020-05-19 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Carbon fiber fabric |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102046397B1 (ko) * | 2019-04-08 | 2019-11-19 | 김창수 | 토목건축 구조물 보강용 양방향 배열 탄소섬유직물을 이용한 구조물 보강시공방법 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10317250A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-12-02 | Toray Ind Inc | 強化繊維織物およびその製造方法 |
JPH11302936A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-11-02 | Toray Ind Inc | 補強用繊維基材及び構造物の歪み検出方法 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192299A patent/JP4304833B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10317250A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-12-02 | Toray Ind Inc | 強化繊維織物およびその製造方法 |
JPH11302936A (ja) * | 1998-02-18 | 1999-11-02 | Toray Ind Inc | 補強用繊維基材及び構造物の歪み検出方法 |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003052185A1 (fr) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Toray Industries, Inc. | Tissu tisse renforce en fibre de carbone, pre-impregne et procede de production dudit pre-impregne |
JP2005320641A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Toray Ind Inc | サイジング剤、炭素繊維および炭素繊維強化複合材料 |
WO2007013204A1 (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Toray Industries, Inc. | 強化繊維織物とその製造方法 |
JP2007056441A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-03-08 | Toray Ind Inc | 強化繊維織物とその製造方法 |
US7888274B2 (en) | 2005-07-29 | 2011-02-15 | Toray Industries, Inc. | Reinforcing woven fabric and process for producing the same |
US8168106B2 (en) | 2005-07-29 | 2012-05-01 | Toray Industries, Inc. | Process for producing a reinforcing woven fabric, a preform and a fiber reinforced plastic molded component |
WO2007129644A1 (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Kabushiki Kaisha S.T.I.Japan | 光拡散糸及び面状構造体 |
JP2007303125A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Sti Japan:Kk | 光拡散糸及び面状構造体 |
US7828018B2 (en) | 2006-05-10 | 2010-11-09 | Kabushiki Kaisha S.T.I. Japan | Light diffusing yarn and surface-form structure |
US8161636B2 (en) | 2007-10-12 | 2012-04-24 | Fujitsu Limited | Circuit board and method of manufacturing the same |
US8186053B2 (en) | 2008-11-14 | 2012-05-29 | Fujitsu Limited | Circuit board and method of manufacturing the same |
KR101125317B1 (ko) * | 2008-11-17 | 2012-03-28 | 신코 덴키 코교 가부시키가이샤 | 배선 기판 및 그 제조 방법 |
JP2011255066A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Ashimori Industry Co Ltd | 遮炎遮煙布およびこれを用いたシャッタースクリーン |
WO2013035518A1 (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 株式会社 豊田自動織機 | 織物基材及び繊維強化複合材料 |
JP2013133555A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toyota Industries Corp | 織物基材及び繊維強化複合材料 |
JP2016064648A (ja) * | 2014-09-23 | 2016-04-28 | ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company | 複合構造体における微小亀裂生成を軽減するための、樹脂リッチポケット内への改質材料の載置 |
JP2016109590A (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-20 | 広陵化学工業株式会社 | 生物学的検体採取用スワブ及びその製造方法 |
USD884362S1 (en) | 2018-01-19 | 2020-05-19 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Carbon fiber fabric |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4304833B2 (ja) | 2009-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7361618B2 (en) | Carbon fiber-made reinforcing woven fabric and prepreg and prepreg production method | |
JP2002013040A (ja) | 炭素繊維製補強用織物並びにこの織物を用いてなるウェット・プリプレグおよびその製造方法 | |
CA1210683A (en) | Non-woven reinforcement for composite | |
JPH0422933B2 (ja) | ||
EP0402099B1 (en) | Reinforcing woven fabric and preformed material, fiber reinforced composite material and beam using it | |
JPS5841950A (ja) | 繊維強化樹脂用補強基材 | |
JP2003517109A (ja) | 補強布地 | |
JP4262461B2 (ja) | 補強用不織基布および補強方法 | |
JP2001226850A (ja) | 補強繊維布帛およびその製造方法ならびに補強繊維布帛を用いたプリプレグ | |
JP2009249754A (ja) | 強化繊維織物とその製織方法 | |
JP5049215B2 (ja) | 強化繊維織物とその製織方法 | |
WO2010147231A1 (ja) | 強化繊維シート材 | |
JP3102295B2 (ja) | 補強用織物およびその製造方法 | |
JP3846252B2 (ja) | 補強用織物 | |
JPS6411455B2 (ja) | ||
JPH02133632A (ja) | 炭素繊維強化プラスチック | |
JPH04294136A (ja) | ハニカムサンドイッチパネルの製造方法 | |
JP3834999B2 (ja) | 強化繊維織物のプリプレグおよびその製造方法 | |
JP3365592B2 (ja) | 補強用織物の製造方法 | |
JPS609142B2 (ja) | プラスチツクス補強用ガラスクロスの製造方法 | |
JP2017160571A (ja) | 強化繊維織物の製造方法およびその製造装置 | |
KR101244059B1 (ko) | 기계적 물성이 뛰어난 보강직물 및 보강재 | |
JPH0559630A (ja) | 一方向補強基材 | |
JPS63315638A (ja) | 樹脂補強用織物 | |
JPS58104255A (ja) | 複合成形体強化用基布 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061204 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090113 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090310 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090407 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090420 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4304833 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120515 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130515 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |