JP2002264235A - Reinforcing multishaft stitch cloth and fiber reinforced plastic - Google Patents

Reinforcing multishaft stitch cloth and fiber reinforced plastic

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JP2002264235A
JP2002264235A JP2001070001A JP2001070001A JP2002264235A JP 2002264235 A JP2002264235 A JP 2002264235A JP 2001070001 A JP2001070001 A JP 2001070001A JP 2001070001 A JP2001070001 A JP 2001070001A JP 2002264235 A JP2002264235 A JP 2002264235A
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JP
Japan
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fiber
fabric
reinforcing
layers
stitch
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JP2001070001A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Nishimura
明 西村
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multishaft stitch cloth excellent in mechanical strength and capable of inexpensively obtaining FRP, and fiber reinforced plastic using the stitch cloth. SOLUTION: The reinforcing multishaft stitch cloth is characterized in that a large number of fiber yarns are parallelly arranged in a sheetlike manner to form layered constitution and at least two layers are laminated so as to cross each other and a use mode of the fibers is different between at least two layers and a plurality of the layers are integrated by stitch yarns. The fiber reinforced plastic using the reinforcing multishaft stitch cloth is also disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック(FRP)の補強繊維基材として使用される多軸ス
テッチ布帛と、該布帛が用いられた繊維強化プラスチッ
ク(FRP)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiaxial stitch fabric used as a reinforcing fiber base of fiber reinforced plastic (FRP), and a fiber reinforced plastic (FRP) using the fabric.

【0002】[0002]

【従来の技術】連続補強繊維からなる繊維強化プラスチ
ックは、繊維軸方向の機械的特性には優れるが、繊維軸
方向から離れるに従い、機械的特性は急激に低下し方向
性(異方性)を有するものである。
2. Description of the Related Art Fiber reinforced plastics composed of continuous reinforcing fibers have excellent mechanical properties in the fiber axis direction, but as the distance from the fiber axis direction increases, the mechanical properties decrease sharply and the directionality (anisotropic) decreases. Have

【0003】この特性を押さえるための対策として、た
とえば、機械的特性が疑似等方性となるように、繊維軸
方向がFRP成形体の長さ(0゜)方向、幅(90゜)
方向や斜め(±α゜)方向になるように織物などの繊維
層を積層して繊維強化プラスチックを成形することが行
われている。
[0003] As a countermeasure to suppress this characteristic, for example, the fiber axis direction is the length (0 °) direction and the width (90 °) of the FRP molded body so that the mechanical characteristics become pseudo-isotropic.
2. Description of the Related Art Fiber reinforced plastics are formed by laminating fiber layers such as woven fabrics in a direction or an oblique (± α ±) direction.

【0004】しかしながら、この場合でも、通常の織物
を使用すると、繊維の配列方向は織物の長さ(0゜)方
向と幅(90゜)方向であるから、斜め(±α゜)方向
の補強ができなくなる。従って、更にこの対策として、
織物を斜め方向に裁断し、裁断された織物の端部が、0
゜方向と90゜方向に配列する織物と平行になるように
積層して、斜め方向に裁断した繊維の配列方向が±45
゜になるようにして成形することが行われている。
However, even in this case, if a normal woven fabric is used, the fiber arrangement direction is the length (0 °) direction and the width (90 °) direction of the woven fabric. Can not be done. Therefore, as a further measure,
The woven fabric is cut diagonally, and the cut end of the woven fabric is
Laminated so as to be parallel to the fabrics arranged in the ゜ direction and the 90 ° direction, and the arrangement direction of the fibers cut in the oblique direction is ± 45.
Molding is performed in such a way as to become ゜.

【0005】しかしながら、このような方法では、特に
大型構造体を成形する場合、織物の裁断や積層に手間が
かかるし、材料ロスも大きい。また、積層の際に、(0
゜/90゜)配列織物と(+45゜/−45゜)配列織
物がずれやすく、正確に繊維配向を行うことが困難にな
るという問題があった。
[0005] However, in such a method, especially when a large-sized structure is formed, it takes time and effort to cut and laminate the woven fabric, and the loss of material is large. In addition, (0
(/ 90 °) and (+ 45 ° / −45 °) arranged fabrics are liable to be misaligned, and it is difficult to accurately perform fiber orientation.

【0006】上記課題に対して、最近、よこ入れトリコ
ット装置で、布帛の長さ方向に対して+α゜、−α゜
や、これに0゜および/または90゜方向に、すなわ
ち、2方向以上に層状に補強繊維が並行に配列し、これ
らが積層した状態で、ポリエステル繊維糸などのステッ
チで縫合一体化した、いわゆる多軸ステッチ布帛が注目
を浴びている。この布帛は+α゜、−α゜、0゜や90
゜の配列繊維がステッチ糸で一体となっているものであ
り、わざわざ裁断によって、所定の方向に配列するよう
な準備作業が必要でなくなり、また1枚の布帛で疑似等
方性の特性が得られ、かつ材料ロスもほとんどなく、積
層作業が大幅に省力化され、大型構造体を安価に成形で
きるという利点がある。
[0006] In order to solve the above-mentioned problem, recently, a weft insertion tricot device has been used in the direction of + α ゜, -α ゜ or 0 ° and / or 90 ° with respect to the length direction of the fabric, ie, in two or more directions. A so-called multiaxial stitch fabric, in which reinforcing fibers are arranged in parallel in layers and stitched together with a stitch such as a polyester fiber yarn in a state where these are laminated, has attracted attention. This fabric has + α ゜, -α ゜, 0 ゜ and 90
The arrangement fibers of ゜ are united by stitch yarns, so that the cutting work does not require any preparation work to arrange them in a predetermined direction, and the quasi-isotropic properties can be obtained with one piece of cloth. In addition, there is an advantage that the laminating operation is largely labor-saving and that a large-sized structure can be formed at low cost.

【0007】ところで、最近、太い炭素繊維糸条の市販
が開始され、炭素繊維の製造コストダウンが図られ安価
となり、繊維強化プラスチック用途への展開が進んでき
た。
[0007] Recently, the commercialization of thick carbon fiber yarns has been started, and the production cost of carbon fibers has been reduced and the cost has been reduced.

【0008】しかし、炭素繊維が安価になったとはい
え、屋根、橋、トラック、舟艇などの大型構造体は強化
繊維を大量に使うことから、経済性の点で強化繊維が炭
素繊維のみで構成されることはまれであり、強度や剛性
が必要とされる方向に炭素繊維からなる基材を配列し、
その他の方向にはより安価なガラス繊維と併用するなど
してコストダウンも図られているが、依然コストは高
く、さらなるコストダウンが求められている。
However, although carbon fibers have become inexpensive, large structures such as roofs, bridges, trucks and boats use a large amount of reinforcing fibers. It is rare to be done, arrange the carbon fiber base material in the direction where strength and rigidity are required,
In other directions, cost reduction is being attempted by using inexpensive glass fiber together, but the cost is still high and further cost reduction is required.

【0009】また、繊維強化プラスチックに使われる織
物などの基材は、通常、繊維種が異なると製造メーカも
異なるため、材料手配を複数メーカに行うことが必要で
あり、また在庫管理も繁雑となる。また、炭素繊維基材
とガラス繊維基材は製造される工程が異なるので、この
点からも基材の加工コストが高くつくという問題があっ
た。
[0009] Further, the base material such as woven fabric used for fiber reinforced plastic usually has different manufacturers from different fiber types. Therefore, it is necessary to arrange materials to a plurality of manufacturers, and inventory management is complicated. Become. Further, since the steps of manufacturing the carbon fiber base material and the glass fiber base material are different from each other, there is a problem that the processing cost of the base material is also high from this point.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、機械的特性に優れ、しかも安価なF
RPが得られる多軸ステッチ布帛と、該布帛により強化
された繊維強化プラスチックを提供せんとするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the background of the prior art, the present invention provides an inexpensive F
An object of the present invention is to provide a multiaxial stitched fabric from which RP can be obtained and a fiber-reinforced plastic reinforced by the fabric.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems.

【0012】すなわち、本発明の多軸ステッチ布帛は、
下記(1)の構成からなり、さらに好ましくは(2)〜
(6)の構成からなるものである。 (1)多数本の繊維糸条が並行にシート状に配列されて
層構成をなし、該層が少なくとも2層以上交差積層され
て用いられ、少なくとも2層間では該層を構成する繊維
の使用態様が異なっており、該複数の層がステッチ糸で
一体化されてなることを特徴とする補強用多軸ステッチ
布帛。 (2)該繊維糸条が、引張弾性率70GPa以上の繊維
糸条であることを特徴とする上記(1)記載の補強用多
軸ステッチ布帛。 (3)該繊維糸条として、炭素繊維糸条あるいはガラス
繊維糸条もしくは双方が用いられていることを特徴とす
る上記(2)記載の補強用多軸ステッチ布帛。 (4)炭素繊維糸条が、少なくとも布帛の長さ方向に配
列されてなることを特徴とする上記(3)記載の補強用
多軸ステッチ布帛。 (5)少なくとも2層以上用いられている繊維糸条の層
が交差積層される交差角度が、布帛の長さ方向に対し、
少なくとも+α゜、−α゜の2方向を呈して交差してい
ることを特徴とする上記(1)、(2)、(3)または
(4)記載の補強用多軸ステッチ布帛。 (6)該交差角度α゜が45゜であることを特徴とする
上記(5)記載の補強用多軸ステッチ布帛。
That is, the multiaxial stitched fabric of the present invention comprises:
It consists of the following (1), and more preferably (2) to
It has the configuration of (6). (1) A number of fiber yarns are arranged in a sheet shape in parallel to form a layer structure, and the layers are used in a cross-laminated state of at least two or more layers. Wherein the plurality of layers are integrated with stitch yarns. (2) The reinforcing multiaxial stitched fabric according to the above (1), wherein the fiber yarn is a fiber yarn having a tensile modulus of 70 GPa or more. (3) The reinforcing multiaxial stitched fabric according to the above (2), wherein a carbon fiber thread or a glass fiber thread or both are used as the fiber thread. (4) The reinforcing multiaxial stitched fabric according to (3), wherein the carbon fiber yarns are arranged at least in the length direction of the fabric. (5) The crossing angle at which at least two or more layers of the fiber yarns are cross-laminated with respect to the length direction of the fabric,
The reinforcing multiaxial stitch fabric according to the above (1), (2), (3) or (4), which intersects at least in two directions of + α ゜ and −α ゜. (6) The reinforcing multiaxial stitched fabric according to the above (5), wherein the intersection angle α ゜ is 45 °.

【0013】また、本発明にかかる繊維強化プラスチッ
クは、下記(7)の構成になるものであり、さらに好ま
しくは(8)の構成からなるものである。る。 (7)前記(1)、(2)、(3)、(4)または
(5)の補強用多軸ステッチ布帛を補強繊維として用い
てなることを特徴とする繊維強化プラスチック。 (8)少なくとも4層以上の繊維糸条の層が交差積層し
て用いられている補強用多軸ステッチ布帛を補強繊維と
して用いてなることを特徴とする上記(7)記載の繊維
強化プラスチック。
Further, the fiber reinforced plastic according to the present invention has the following configuration (7), and more preferably has the configuration (8). You. (7) A fiber-reinforced plastic using the reinforcing multiaxial stitch fabric of (1), (2), (3), (4) or (5) as a reinforcing fiber. (8) The fiber-reinforced plastic according to the above (7), wherein a reinforcing multiaxial stitch fabric in which at least four or more fiber yarn layers are cross-laminated is used as a reinforcing fiber.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面等に従い、本発明の補
強用多軸ステッチ布帛、繊維強化プラスチックについて
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A multiaxial stitch fabric for reinforcement and a fiber reinforced plastic of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】本発明の補強用多軸ステッチ布帛は、多数
本の繊維糸条が並行にシート状に配列されて層構成をな
していて、該層が少なくとも2層以上交差積層されて用
いられ、少なくとも2層間では該層を構成する繊維の使
用態様が異なっていて、該複数の層がステッチ糸で一体
化されてなるものである。
The multiaxial stitching fabric for reinforcement of the present invention has a layer structure in which a large number of fiber yarns are arranged in parallel in a sheet form, and the layers are used by cross-laminating at least two or more layers. At least two layers differ in the mode of use of the fibers constituting the layer, and the plurality of layers are integrated with a stitch yarn.

【0016】本発明において、該「交差積層」とは、繊
維糸条が並行に多数本配列されて形成しているシート状
物の複数層が、各層の該繊維配列方向が交わるように、
繊維方向を相互にずらして積層されていることをいう。
In the present invention, the term "cross lamination" means that a plurality of layers of a sheet-like material formed by arranging a large number of fiber yarns in parallel are arranged so that the fiber arrangement direction of each layer intersects.
Lamination means that the fiber directions are shifted from each other.

【0017】また、該「少なくとも2層間では該層を構
成する繊維の使用態様が異なっている」とは、複数用い
られ積層されている繊維糸条層が、少なくとも2層間で
は、繊維の使用態様が相違しているものであり、具体的
には、少なくとも2層を比較すると、例えば、構成繊維
の種類が相違していたり、あるいは、繊維種は同じでも
太さ・強度などの物性や使用本数が相違していたり、あ
るいは、繊維種や太さ・強度などの物性が同じものを使
用していても単位面積当たりの使用本数や単位容積あた
りの使用本数が相違していたり、あるいは、同じ炭素繊
維糸条とガラス繊維糸条を単位面積当たり同一の使用本
数で使用していても、一方は炭素繊維糸条を比率的に多
く使用し、他方はガラス繊維糸条を比率的に多く使用し
ているなど、繊維の使用態様が相互に異なっていること
をいうものである。
[0017] The expression "the use mode of the fiber constituting the layer is different between at least two layers" means that the fiber yarn layer used and laminated is used between at least two layers. Specifically, when comparing at least two layers, for example, the types of constituent fibers are different, or the physical properties such as thickness and strength and the number of Are different, or even if the same physical properties such as fiber type, thickness, strength, etc. are used, the number used per unit area or the number used per unit volume is different, or the same carbon Even if the same number of fiber yarns and glass fiber yarns are used per unit area, one uses a relatively large amount of carbon fiber yarns and the other uses a relatively large number of glass fiber yarns. Such as fiber Use mode is one that means that are different from each other.

【0018】図1は、本発明にかかる多軸ステッチ布帛
を説明する概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a multiaxial stitch fabric according to the present invention.

【0019】布帛1の下面から、まず長さ方向イに対し
て斜め方向に多数本のガラス繊維糸条2が並行に配列し
て+α゜(45゜)層6を構成し、次いで、布帛の幅方
向に多数本の炭素繊維糸条3が並行に配列して90゜の
層7を構成し、次いで斜め方向に多数本のガラス繊維糸
条4が並行に配列して−α゜(45゜)の層8を構成
し、次いで、布帛の長さ方向に多数本の炭素繊維糸条5
が並行に配列して0゜の層9を構成し、互いに配列方向
が異なる4層が積層された状態で、ステッチ糸10でこ
れら4層が縫合一体化されている。
From the lower surface of the fabric 1, a large number of glass fiber yarns 2 are arranged in parallel in a direction oblique to the length direction A to form a + α ゜ (45 °) layer 6; A large number of carbon fiber yarns 3 are arranged in parallel in the width direction to form a layer 7 of 90 °, and then a large number of glass fiber yarns 4 are arranged in parallel in the diagonal direction at −α ゜ (45 °). ), And then a large number of carbon fiber yarns 5 in the longitudinal direction of the fabric.
Are arranged in parallel to form a 0 ° layer 9, and in a state where four layers having different arrangement directions are stacked, these four layers are stitched and integrated with a stitch thread 10.

【0020】本発明において、縫合一体化にあたってス
テッチ糸が形成する縫い組織としては、単環縫い、ある
いは1/1のトリコット編み縫い等の縫い組織を用いる
ことができる。
In the present invention, the stitches formed by the stitch thread when the stitches are integrated may be a single-ring stitch or a 1/1 tricot knit stitch.

【0021】上述の図1の布帛(ステッチ布帛)では、
1枚の布帛で該布帛の長さ方向と幅方向に炭素繊維糸条
5が配列し、バイアス方向にガラス繊維糸条4が配列し
た構造の本発明にかかるステッチ布帛となる。
In the fabric (stitch fabric) shown in FIG.
The stitched fabric according to the present invention has a structure in which the carbon fiber yarns 5 are arranged in the length direction and the width direction of one cloth and the glass fiber yarns 4 are arranged in the bias direction.

【0022】ちなみに従来の方法であれば、長さ方向
(0゜)と幅方向(90゜)に炭素繊維が配列した織物
と、長さ方向と幅方向にガラス繊維が配列した織物から
45゜のバイアス方向に裁断して平行四辺形状にし、さ
らに矩形形状に裁断し、この矩形形状の長辺が炭素繊維
織物の長さ方向となるように織物片を炭素繊維織物の上
に、織物片がオーバラップするように積層する必要があ
った。これに対して、本発明の多軸ステッチ布帛によれ
ば、裁断や織物片の積層作業が不必要となり、大幅な省
力化が可能となる。また、上述したように平行四辺形状
のものを矩形形状に裁断すると該矩形形状以外のガラス
繊維織物部分はロスとなったものであるが、本発明によ
れば該ロスをなくすことができる。
By the way, according to the conventional method, a fabric in which carbon fibers are arranged in a length direction (0 °) and a width direction (90 °) and a fabric in which glass fibers are arranged in a length direction and a width direction are 45 °. Cut into a parallelogram shape in the bias direction, and then cut into a rectangular shape.The woven piece is placed on the carbon fiber fabric so that the long side of this rectangular shape is the length direction of the carbon fiber woven fabric. It was necessary to laminate so as to overlap. On the other hand, according to the multi-axis stitched fabric of the present invention, cutting and laminating work of the woven fabric pieces are not required, so that significant labor saving can be achieved. Further, as described above, when the parallelogram is cut into a rectangular shape, the glass fiber fabric portion other than the rectangular shape is lost. According to the present invention, the loss can be eliminated.

【0023】したがって、本発明にかかる多軸ステッチ
布帛は、例えば、1種類のよこ入れトリコット装置を用
いることによって得ることが可能なものであり、工程管
理も容易で、加工コストも安く押さえることができ、材
料のロスも少なくなる。
Therefore, the multiaxial stitched fabric according to the present invention can be obtained by using, for example, one kind of weft insertion tricot device, and the process management is easy and the processing cost can be reduced. And material loss is reduced.

【0024】また、本発明の多軸ステッチ布帛は、織物
のように糸条どおしの交錯による織糸屈曲(クリンプ)
がなく、実質的に、マルチフィラメントの強化繊維糸条
が真直ぐに配列し、これをステッチ糸で縫合一体化して
いるものであるから、FRPの状態で応力が作用して
も、強化繊維や樹脂への応力集中が実質的にないので、
強化繊維の特性を遺憾なく発揮させることができ、強度
が高く、剛性の高いFRPを得ることができるものであ
る。
Further, the multiaxial stitched fabric of the present invention has a woven yarn bending (crimp) caused by interlacing of yarns like a woven fabric.
Since the multifilament reinforcing fiber yarns are substantially arranged straight and stitched and integrated with stitching yarn, even if stress acts in the state of FRP, the reinforcing fiber or resin Because there is virtually no stress concentration on
This makes it possible to exhibit the properties of the reinforcing fiber without regret, and to obtain an FRP having high strength and high rigidity.

【0025】本発明に使用できるブラスチック強化のた
めの繊維は、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊
維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン
繊維、ポリアラミド繊維、ガラス繊維、あるいは炭素繊
維などであり、特別に限定されるものではない。
The fibers for plastic reinforcement which can be used in the present invention include, for example, polyester fibers, nylon fibers, polypropylene fibers, polyethylene fibers, vinylon fibers, polyaramid fibers, glass fibers, and carbon fibers. It is not something to be done.

【0026】なお、特に、FRPからなるような大型の
構造体は、一般にスパンが長くなることから剛性が必要
とされるので、多軸ステッチ布帛の長さ方向(0゜)に
は引張弾性率が200GPa以上の高弾性率の炭素繊維
を配列させることが好ましいものである。200GPa
未満であると、必要とされる剛性にするには、構造体の
厚みを厚くすることが必要となるなどの場合があり、構
造体が重くなるばかりか、FRPを得るための繊維量や
樹脂量が多くなって、コストアップとなり好ましくない
場合がある。
In particular, large structures such as those made of FRP generally require a rigidity due to a long span, and therefore the tensile elastic modulus in the length direction (0 °) of the multiaxial stitched fabric. It is preferable to arrange carbon fibers having a high elastic modulus of 200 GPa or more. 200 GPa
If it is less than the required rigidity, it may be necessary to increase the thickness of the structure in order to obtain the required rigidity. In some cases, the amount increases, which increases the cost and is not preferable.

【0027】このように、必要とされる層に繊維種の異
なる強化繊維を使用することによって、FRPの補強基
材として好ましい多軸ステッチ布帛が得られるのであ
る。
As described above, by using reinforcing fibers of different fiber types in the required layers, a multiaxial stitched fabric that is preferable as a reinforcing substrate for FRP can be obtained.

【0028】なお、炭素繊維は、マトリックス樹脂との
接着性が良く、引張弾性率も200GPa以上と大きい
ことから、少量の繊維量でも大きな剛性向上効果が得ら
れるのでFRP成形体の軽量化が図られ好ましいもので
ある。
Since the carbon fiber has good adhesiveness to the matrix resin and has a large tensile modulus of 200 GPa or more, a large improvement in rigidity can be obtained even with a small amount of fiber, so that the weight of the FRP molded article can be reduced. This is preferred.

【0029】また、布帛の形成の際、ニードルが繊維層
を貫通するので、ニードルによる繊維の破損を防止する
意味合いで、使用する炭素繊維糸条は、JIS L 1
013法に準拠して測定される引掛強さが、断面積0.
9mm2 当たり900N以上のものであることが好まし
い。該値が900N以下であると繊維損傷により引張強
度や引張弾性率が低下するのみならず、炭素繊維の粉塵
が多く発生し、衛生上好ましくないのである。
In forming the fabric, the needle penetrates the fiber layer, so that the carbon fiber thread used is JIS L 1 in order to prevent the fiber from being damaged by the needle.
The hooking strength measured according to the method No. 013 is 0.
It is preferably 900 N or more per 9 mm 2 . If the value is 900 N or less, not only the tensile strength and the tensile modulus are reduced due to fiber damage, but also a large amount of carbon fiber dust is generated, which is not preferable in terms of hygiene.

【0030】また、ガラス繊維は、引張弾性率が70G
Pa程度と高く、樹脂含浸性や樹脂との接着が良く、か
つ安価であるので、単独で使用すること、あるいは炭素
繊維とガラス繊維の組合わせとして使用することが好ま
しいものである。
The glass fiber has a tensile modulus of 70 G
Since it is as high as about Pa, has good resin impregnating properties and adhesion to resin, and is inexpensive, it is preferable to use it alone or as a combination of carbon fiber and glass fiber.

【0031】また、例えば、ポリエステル繊維、ナイロ
ン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ビニ
ロン繊維、あるいはポリアラミド繊維などの有機繊維を
ステッチ布帛の最外層に配列し、その他の層はガラス繊
維や炭素繊維などの繊維層とし、該有機繊維の層をFR
Pの最外層となるようにして成形すると、FRPの耐摩
耗性、耐切創性、耐衝撃性が向上するなどFRPに新た
な機能を付与することもできる。
Further, for example, organic fibers such as polyester fiber, nylon fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, vinylon fiber and polyaramid fiber are arranged in the outermost layer of the stitch cloth, and the other layers are made of glass fiber or carbon fiber. A fiber layer, and the organic fiber layer
When formed so as to be the outermost layer of P, a new function can be imparted to the FRP, such as improvement of the wear resistance, cut resistance and impact resistance of the FRP.

【0032】本発明においてプラスチック強化のために
使用する繊維の太さの好ましい範囲は、一概に言うこと
はむずかしいが、300〜5,000テックス程度が好
ましいものである。特に、太い強化用の繊維糸条を用い
る場合、該強化繊維が安くなるので安価な布帛を得るこ
とができ好ましい。しかし、一層当たりの強化繊維の目
付(面積当たりの繊維使用量)が小さいと、層内の糸条
と糸条の間に隙間ができ、ステッチ糸で一体化すると繊
維密度が部分的に不均一となり、このようなものを成形
すると繊維密度が大きなところはFRPが厚くなり、ま
た繊維密度が小さなところはFRPが薄くなり、表面に
凸凹を有したFRPとなることがあるので注意をする必
要がある。
In the present invention, the preferable range of the thickness of the fiber used for reinforcing the plastic is generally difficult, but preferably about 300 to 5,000 tex. In particular, when a thick reinforcing fiber yarn is used, the reinforcing fiber is inexpensive, so that an inexpensive fabric can be obtained, which is preferable. However, if the basis weight of the reinforcing fibers per layer (the amount of fibers used per area) is small, there is a gap between the yarns in the layer, and when integrated with stitch yarn, the fiber density is partially uneven. When molding such a material, it is necessary to pay attention that the FRP becomes thicker at a place where the fiber density is large, and the FRP becomes thinner at a place where the fiber density is small, so that the FRP may have an uneven surface. is there.

【0033】特に、700〜5,000テックスのよう
な太い強化用の繊維糸条を用いる場合は、ステッチ糸に
よる一体化加工前に強化用の繊維糸条をローラの揺動操
作やエアー・ジェット噴射で、ボビン上に巻かれている
糸幅の2倍以上に、かつ糸束の厚みが0.3mm以下と
なるように、扁平状に薄く拡げると、布帛の全面にわた
り強化用の繊維の密度が均一に存在することとなり、表
面がより平滑なFRPを得ることができるようになるの
で好ましい。
In particular, when a thick reinforcing fiber yarn such as 700 to 5,000 tex is used, the reinforcing fiber yarn is oscillated by a roller or air jet before the stitch yarn is integrated. Spreading flat and thin so that the yarn bundle is at least twice the width of the yarn wound on the bobbin and the thickness of the yarn bundle is 0.3 mm or less, the density of the reinforcing fibers over the entire surface of the fabric Are present uniformly, and it becomes possible to obtain FRP having a smoother surface, which is preferable.

【0034】また、同じ繊維種からなる強化繊維であっ
ても、FRPの最外層に位置する布帛の最外層に、他の
層と繊維目付を同じにし、300〜900テックスの比
較的細い糸条を配列すると表面が平滑なFRPとなる。
Even if the reinforcing fibers are of the same fiber type, the outermost layer of the fabric located on the outermost layer of the FRP has the same basis weight as the other layers, and a relatively thin yarn of 300 to 900 tex. Are arranged, the surface becomes a smooth FRP.

【0035】本発明に用いられるステッチ糸は、ナイロ
ン繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、炭素繊維や共
重合ナイロン繊維、変成ポリエステル繊維などから選ば
れたものを使用するのが良いものである。
The stitch yarn used in the present invention is preferably selected from nylon fibers, polyester fibers, glass fibers, carbon fibers, copolymerized nylon fibers, modified polyester fibers and the like.

【0036】該ステッチ糸の太さは、あまりに細いとス
テッチ操作の際に糸切れをする場合があり、また、あま
りに太いとFRPにしたとき、ステッチ糸の部分が凸状
態となるのでFRPの表面に凸凹状態が現れ平滑性が失
われることがあるので、具体的には、50〜400デシ
テックスの範囲内にあることが好ましい。より好ましく
は70〜300デシテックスである。
If the thickness of the stitch thread is too small, the thread may break during the stitch operation. If the thickness is too large, the stitch thread portion will be in a convex state. In particular, it is preferable that the density be in the range of 50 to 400 decitex, since irregularities may appear on the surface and the smoothness may be lost. More preferably, it is 70 to 300 dtex.

【0037】なお、図1に示した布帛において、強化用
の繊維層の積層構成は、+α゜層/90゜層/−α゜層
/0゜層の4層構成について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、少なくとも、布帛の長さ方向に対し
て−α゜層と+α゜層のバイアス(±α゜)の方向に層
構成をなしていることが本発明の効果を得る上で好まし
いものである。本発明者らの各種知見によれば、積層す
る層の数は、好ましくは3層以上、より好ましくは4層
以上であり、4層〜10層が最も好ましい構成である。
In the fabric shown in FIG. 1, a four-layer structure of + α ゜ layer / 90 ゜ layer / −α ゜ layer / 0 ゜ layer has been described as the lamination structure of the reinforcing fiber layer. The effect of the present invention is not limited to the above. At least the effect of the present invention is that the layer structure is formed in the direction of the bias (± α ゜) between the −α ゜ layer and the + α ゜ layer with respect to the length direction of the fabric. Is preferred. According to various findings of the present inventors, the number of layers to be laminated is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and 4 to 10 layers is the most preferable configuration.

【0038】また、層構成の順番も−α゜/90゜/+
α゜/0゜の順番に限定されるものではなく、0゜/−
α゜/90゜/+α゜や0゜/−α゜/+α゜/90゜
など適宜設計することができる。また、−α゜層と+α
゜層のバイアス方向のみに強化繊維が配列した布帛にす
ると、布帛の長さ方向に引っ張ると簡単に強化用の繊維
の方向がずれ、布帛の幅方向が狭くなるなど、形態が不
安定である。このようなときには、たとえば0゜方向や
または90゜方向に細いガラス繊維、炭素繊維やポリア
ラミド繊維などの補助糸を20〜100g/m2 程度配
列し、−α゜層、+α゜層とステッチ糸で一体化すると
形態を安定させることができる。
Further, the order of the layer constitution is -α ゜ / 90 ゜ / +
It is not limited to the order of α ゜ / 0 ゜.
α / 90 ° / + α ゜ or 0 ° / −α ゜ / + α ゜ / 90 ° can be appropriately designed. Also, the -α ゜ layer and + α
に If the fabric has reinforcing fibers arranged only in the bias direction of the layer, when the fiber is pulled in the length direction of the fabric, the direction of the reinforcing fibers is easily shifted and the width direction of the fabric becomes unstable, and the form is unstable. . In such a case, for example, auxiliary yarns such as glass fiber, carbon fiber and polyaramid fiber are arranged in the direction of 0 ° or 90 ° in an amount of about 20 to 100 g / m 2 , and the −α layer, the + α layer and the stitch yarn are arranged. When integrated with, the form can be stabilized.

【0039】なお、バイアス角α゜は、多軸ステッチ布
帛をFRP成形体の長さ方向に積層し、強化繊維による
剪断補強を効果的に行う観点から45゜が最も好まし
い。
The bias angle α ゜ is most preferably 45 ° from the viewpoint of laminating multiaxial stitch fabrics in the longitudinal direction of the FRP molded article and effectively performing shear reinforcement by reinforcing fibers.

【0040】また、本発明に使用する繊維は、図1の実
施例では+α゜層と−α゜層にガラス繊維を配列し、0
゜層と90゜層には炭素繊維を配列したケースについて
説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、
繊維の種類およびその繊維を配列させる層数は、所望の
効果に応じて各種の構成をすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, glass fibers are arranged in the + α + layer and the −α ゜ layer,
Although the case where carbon fibers are arranged in the {layer and 90} layer has been described, the invention is not necessarily limited to this.
The type of fiber and the number of layers in which the fiber is arranged can be variously configured according to the desired effect.

【0041】なお、本発明に係る多軸ステッチ布帛は、
特に大型構造体の成形基材として好適であり、少なくと
も、布帛の長さ方向に炭素繊維糸条を配列させると、長
尺成形体の長さ方向に弾性率の大きな炭素繊維を配列で
き、大きな曲げモーメントが働く長尺成形体の効果的な
剛性補強が可能となる。
The multi-axis stitched fabric according to the present invention comprises:
In particular, it is suitable as a molding substrate for a large-sized structure.At least, when carbon fiber yarns are arranged in the length direction of the fabric, carbon fibers having a large elastic modulus can be arranged in the length direction of the long molding, Effective rigidity reinforcement of a long molded body on which a bending moment acts can be achieved.

【0042】また、前述のように、同じ種類の繊維を使
用する場合でも、それら繊維の特性、たとえば引張強
度、引張弾性率や熱伝導率の異なる炭素繊維を、異なる
層に配列することもでき、そのようにして2層間での繊
維使用態様を異ならしめることができるものである。
As described above, even when fibers of the same type are used, carbon fibers having different properties, for example, tensile strength, tensile modulus and thermal conductivity, can be arranged in different layers. Thus, the mode of use of the fibers between the two layers can be made different.

【0043】このように、ステッチ布帛を構成する各層
の繊維糸条の種類を全て同じにするのではなく、目的に
応じて各層の繊維糸条の使用態様を異ならせることによ
って、FRPにしたとき効果的な補強効果が得られ、ま
た、新たな機能も同時に付与することが可能となるので
ある。
As described above, instead of using the same type of fiber yarn for each layer constituting the stitched fabric, the use of the fiber yarn for each layer may be varied according to the purpose, so that the FRP is formed. An effective reinforcing effect can be obtained, and a new function can be provided at the same time.

【0044】例えば、布帛の長さ方向に炭素繊維を配列
したときには、風力発電の風車羽根などの長尺の大型F
RP構造体の曲げに対して特に効果的な補強効果が得ら
れ、また、±45゜方向に炭素繊維を配列したときに
は、剪断に対して特に効果的な補強効果が得られる。
For example, when carbon fibers are arranged in the length direction of the fabric, a long large F such as a windmill blade for wind power generation can be used.
A particularly effective reinforcing effect is obtained against bending of the RP structure, and when carbon fibers are arranged in the ± 45 ° direction, a particularly effective reinforcing effect is obtained against shearing.

【0045】また、一枚の布帛で、例えば、+α゜の
層、−α゜の層、0゜の層や90゜の層に繊維糸条が配
列された基材を構成していることから、更に、異なる基
材を組合せることや、裁断することは必ずしも不必要と
なり、同種のものを使用する場合に比して大幅なコスト
ダウンも可能となる。
Further, since a single piece of cloth constitutes a base material in which fiber yarns are arranged in, for example, a layer of + α ゜, a layer of -α ゜, a layer of 0 ゜ or a layer of 90 ゜. Further, it is not always necessary to combine or cut different base materials, and it is possible to greatly reduce the cost as compared with the case where the same type is used.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の補強用多軸ステッチ布帛は、多
数本の繊維糸条が並行にシート状に配列されて層構成を
なし、該層が少なくとも2層以上交差積層されて用いら
れ、少なくとも2層間では該層を構成する繊維の使用態
様が異なっており、該複数の層がステッチ糸で一体化さ
れてなることから、複数の方向に繊維が配向しているこ
ととなり、FRPにしたときに効果的な補強効果が得ら
れ、また新たな機能も付与することが可能となり、更に
また大幅なコストダウンも可能となる。
The multiaxial stitching fabric for reinforcement of the present invention has a layer structure in which a large number of fiber yarns are arranged in parallel in a sheet form, and the layers are used in a cross-laminated state of at least two or more layers. At least two layers differ in the mode of use of the fibers constituting the layers, and since the plurality of layers are integrated with stitch yarns, the fibers are oriented in a plurality of directions, and the FRP was formed. Sometimes an effective reinforcing effect is obtained, a new function can be provided, and a significant cost reduction can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、多軸ステッチ布帛を説明する概略モデ
ル斜視図である。
FIG. 1 is a schematic model perspective view illustrating a multi-axis stitched fabric.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:多軸ステッチ布帛 2:+α゜層のガラス繊維糸条 3:90゜層の炭素繊維糸条 4:−α゜層のガラス繊維糸条 5:0゜層の炭素繊維糸条 6:布帛を形成する+α゜のガラス繊維層 7:布帛を形成する90゜の炭素繊維層 8:布帛を形成する−α゜のガラス繊維層 9:布帛を形成する 0゜の炭素繊維層 10:ステッチ糸 イ:布帛の長手方向 1: Multi-axial stitched fabric 2: Glass fiber yarn of + α layer 3: Carbon fiber yarn of 90 ° layer 4: Glass fiber yarn of −α layer 5: 0 Carbon fiber yarn of layer 6: Fabric 7: 90 ° carbon fiber layer forming a fabric 8: -α glass fiber layer 9 forming a fabric 9: Carbon fiber layer 10 forming a fabric 10: Stitch yarn A: The longitudinal direction of the fabric

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】多数本の繊維糸条が並行にシート状に配列
されて層構成をなし、該層が少なくとも2層以上交差積
層されて用いられ、少なくとも2層間では該層を構成す
る繊維の使用態様が異なっており、該複数の層がステッ
チ糸で一体化されてなることを特徴とする補強用多軸ス
テッチ布帛。
1. A multi-filament yarn is arranged in parallel in a sheet form to form a layer structure, and said layers are used by being cross-laminated at least two or more layers. A multiaxial stitching fabric for reinforcement, which is used in a different manner, and wherein the plurality of layers are integrated with a stitch yarn.
【請求項2】該繊維糸条が、引張弾性率70GPa以上
の繊維糸条であることを特徴とする請求項1記載の補強
用多軸ステッチ布帛。
2. The multiaxial stitching fabric for reinforcement according to claim 1, wherein the fiber yarn is a fiber yarn having a tensile modulus of 70 GPa or more.
【請求項3】該繊維糸条として、炭素繊維糸条あるいは
ガラス繊維糸条もしくは双方が用いられていることを特
徴とする請求項2記載の補強用多軸ステッチ布帛。
3. The multiaxial stitching fabric for reinforcement according to claim 2, wherein a carbon fiber yarn or a glass fiber yarn or both are used as said fiber yarns.
【請求項4】炭素繊維糸条が、少なくとも布帛の長さ方
向に配列されてなることを特徴とする請求項3記載の補
強用多軸ステッチ布帛。
4. The multiaxial stitching fabric for reinforcement according to claim 3, wherein the carbon fiber yarns are arranged at least in the length direction of the fabric.
【請求項5】少なくとも2層以上用いられている繊維糸
条の層が交差積層される交差角度が、布帛の長さ方向に
対し、少なくとも+α゜、−α゜の2方向を呈して交差
していることを特徴とする請求項1、2、3または4記
載の補強用多軸ステッチ布帛。
5. The crossing angle at which at least two or more fiber yarn layers are cross-laminated with each other at least in two directions of + α ゜ and -α ゜ with respect to the length direction of the fabric. The reinforcing multiaxial stitched fabric according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein:
【請求項6】該交差角度α゜が45゜であることを特徴
とする請求項5記載の補強用多軸ステッチ布帛。
6. The multiaxial stitching fabric for reinforcement according to claim 5, wherein said crossing angle α ゜ is 45 °.
【請求項7】請求項1、2、3、4、5または6記載の
補強用多軸ステッチ布帛を補強繊維として用いてなるこ
とを特徴とする繊維強化プラスチック。
7. A fiber reinforced plastic comprising the reinforcing multiaxial stitch fabric according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6 as a reinforcing fiber.
【請求項8】少なくとも4層以上の繊維糸条の層が交差
積層して用いられている補強用多軸ステッチ布帛を補強
繊維として用いてなることを特徴とする請求項7記載の
繊維強化プラスチック。
8. The fiber reinforced plastic according to claim 7, wherein a reinforcing multiaxial stitch fabric in which at least four or more fiber yarn layers are cross-laminated is used as a reinforcing fiber. .
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