JP2007039867A - Method for producing multi-axial base material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a multi-axial base material, capable of crosswise laminating warp sheets at a low cost, by controlling a yarn thread width of the warp or the weft comprising many yarn threads and conducting insertion and lamination of the sheets, without forming gaps between reinforcing fiber yarn threads. <P>SOLUTION: This method for producing the multi-axial base material comprises arranging many of the yarn threads in a sheet-like state, so as to form a layer, laminating at least two or more of layers thus formed, in such a state that the yarn threads cross one another, and structuring a laminated material by integrating the layers, wherein the base material is produced through processes (A) to (D) as follows: (A) a warp unwinding process for sidewards unwinding the fiber yarn threads from bobbins in a group at a constant speed, (B) a warp drawing-out process for paralleling two or more of the unwound yarn threads of the warp, while opening the yarn threads up to a yarn thread width larger than a width of the fiber yarn threads on the bobbin, (C) a warp sheet forming process for forming the layer of the yarn sheet, while controlling the yarn thread width of the drawn-out warp to be substantially identical, and (D) a warp sheet laminating process for crosswise laminating layers of the formed warp sheets, while substantially bringing the layers into contact with the laminated material through a laminating roller. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、繊維補強複合材料の強化繊維布帛として好適に使用される多軸基材の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a multiaxial substrate that is suitably used as a reinforcing fiber fabric for a fiber-reinforced composite material.

炭素繊維などの強化繊維を用いた複合材料は、その優れた力学特性や軽量化効果などから、航空機をはじめ、船舶およびスポーツ・レジャー用途など様々な用途に使用されている。これらの複合材料においては、より均質な構成にするために、強化繊維糸条からなるシート状物を、通常は、例えば、0°、±α°、90°のような方向にずらして交差積層して用いられる。しかしながら、シート状物として通常の二方向性織物を使用すると、繊維の配列方向が0°(経方向)と90°(緯方向)の二方向にのみしか配列していないことから、例えば、±45°などの方向については、織物を45°の方向に裁断して使用せざるを得なく、材料のロスが大きくなることや積層に時間がかかるという問題があった。   Composite materials using reinforcing fibers such as carbon fibers are used in various applications such as aircraft, ships and sports / leisure because of their excellent mechanical properties and light weight reduction effect. In these composite materials, in order to obtain a more homogeneous structure, the sheet-like material composed of reinforcing fiber yarns is usually cross-laminated by shifting in a direction such as 0 °, ± α °, 90 °, for example. Used. However, when a normal bi-directional woven fabric is used as the sheet-like material, the fiber arrangement direction is arranged only in two directions of 0 ° (warp direction) and 90 ° (weft direction). For directions such as 45 °, the woven fabric must be cut and used in the direction of 45 °, and there is a problem that material loss increases and lamination takes time.

上記課題に対して、シート状物の長手方向、幅方向および斜め方向にそれぞれ強化繊維糸条を並行に配列し、これらの積層体をステッチして一体化した多軸ステッチ基材が提案されている。かかる多軸ステッチ基材においては、一枚の材料で多方向の積層構成が得られることから、材料のカットロスの削減や積層作業の軽減が可能となった。   In response to the above problems, a multiaxial stitch base material has been proposed in which reinforcing fiber yarns are arranged in parallel in the longitudinal direction, width direction and oblique direction of the sheet-like material, and these laminates are stitched and integrated. Yes. In such a multi-axis stitch base material, since a multi-directional laminated structure can be obtained with a single material, the cut loss of the material and the laminating work can be reduced.

かかる多軸ステッチ基材の製造においては、クリールから強化繊維糸条を複数本引き出して引き揃えてたて糸シート(0°方向、基材の長手方向)の層として挿入して積層し積層体を得る工程を経る。特に、一層当たりの強化繊維の目付が50〜150g/mと低目付の層を形成する場合、ボビンから解舒した繊維糸条を、如何に糸条幅が狭まらないように引き揃えてたて糸シート化し、挿入して積層するかが重要となる。すなわち、繊維糸条幅が狭まってしまうと、繊維糸条間の隙間(ギャップ)の大きい不均一な材料しか得られないという問題があった。強化繊維基材におけるギャップは、それを複合材料に成形した場合、含浸された樹脂リッチ部分を形成して、応力集中が生じた場合に破壊の起点になりやすくなる。また、硬化収縮によりこの部分が凹んでしまい、表面凹凸が大きくなるという問題を引き起こしていた。 In the production of such a multi-axis stitch base material, a plurality of reinforcing fiber yarns are drawn from the creel and are inserted and laminated as a layer of warp sheets (0 ° direction, longitudinal direction of the base material) to obtain a laminate. Go through the process. In particular, when forming a layer with a low basis weight of 50 to 150 g / m 2 of reinforcing fibers per layer, the fiber yarns unwound from the bobbin are aligned so that the yarn width does not narrow. It is important to make a warp yarn sheet and insert and stack. That is, when the fiber yarn width is narrowed, there is a problem that only a non-uniform material having a large gap between the fiber yarns can be obtained. The gap in the reinforcing fiber substrate forms an impregnated resin-rich portion when it is molded into a composite material, and becomes a starting point of fracture when stress concentration occurs. In addition, this portion is recessed due to curing shrinkage, causing a problem that the surface unevenness becomes large.

この課題を解決すべく、ヤーンはトウを横取解舒して予備延伸(開繊)し、0°方向のシートを挿入する方法(特許文献1参照)や、トウを縦取解舒して開繊し、シート化して一旦巻き取り、かかるシートをたて方向やその他のよこ方向に挿入し積層する方法(特許文献2および特許文献3参照)が提案されている。しかしながら、特許文献1、2および3で提案の方法では、単にトウを開繊する処理のみで、その後に各トウの幅を規制する処理は行なわれていない。このような方法では、個々に拡がり性にばらつきを有しているトウのそれぞれを、所望の糸条幅に均一に制御することができないという問題があり、また、各トウの位置が正確に決められないため、シートにおける目付および厚みのバラツキが大きくなるという問題を有していた。   In order to solve this problem, the yarn is prepared by laterally unwinding and pre-drawing (opening) the tow and inserting a sheet in the 0 ° direction (see Patent Document 1), or by vertically unwinding the tow. There has been proposed a method (see Patent Document 2 and Patent Document 3) in which the sheet is spread, formed into a sheet, wound up, and the sheet is inserted and stacked in the vertical direction or other lateral directions. However, in the methods proposed in Patent Documents 1, 2, and 3, only the process of opening the tow is performed, and the process of regulating the width of each tow is not performed thereafter. In such a method, there is a problem that it is impossible to uniformly control each tow having variation in spreadability to a desired yarn width, and the position of each tow is accurately determined. Therefore, there is a problem in that the basis weight and thickness variation in the sheet increase.

また、特許文献1においては、たて糸(0°方向)シートを、最外層以外の中間部分に配置する方法やその手段、鏡面対称の積層については何ら教えていない。特許文献2と3においては、たて糸(0°方向)シートを最外層以外に配置する記載はあるが、その具体的な方法やその手段について何ら教えていないだけでなく、トウをシート化して一旦巻き取って部分整経した後に挿入し積層するため、余分な工程が増えるという問題があった。すなわち、トウから直接、たて糸シートを挿入し積層する方法やその手段については、何ら教えていない。   Further, Patent Document 1 does not teach any method or means for disposing a warp yarn (0 ° direction) sheet in an intermediate portion other than the outermost layer, and mirror-symmetric lamination. In Patent Documents 2 and 3, there is a description that the warp yarn (0 ° direction) sheet is arranged in a position other than the outermost layer. However, not only a specific method and a means thereof are taught, but the tow is formed into a sheet once. Since it is inserted and laminated after being wound and partially warped, there is a problem that an extra step is increased. In other words, nothing is taught about a method of inserting and laminating a warp yarn sheet directly from the tow and its means.

また別に、強化繊維糸条を8層で鏡面対称で積層する旨の提案がある(特許文献4参照)。しかしながら、この提案では、最外層のみにしか0°方向シートは挿入されておらず、それ以外の積層体の中間部分に0°方向シートを挿入することの提案がないだけでなく、挿入・積層方法やその手段についても何ら教えていない。積層体の中間部分にたて糸(0°方向)シートを配置することができないと、鏡面対称積層を前提とした場合、その積層構成に極めて大きな制約を受け、設計の自由度を著しく損なう問題があった。すなわち、複合材料の力学特性を最大限に発現させるためには、たて糸シートの層を複数積層することが重要となるが、その構成が採用できないという問題があった。
多糸条のたて糸の糸条幅を制御して、強化繊維同士の間に隙間(ギャップ)を形成させることなくたて糸シートの層を挿入(特に基材の最外層以外に挿入)・積層して、交差積層(特に、鏡面対称積層)できる安価な多軸基材の製造方法は見出されておらず、かかる課題を解決できる技術が渇望されていた。
特表2004−521197号公報 特表2001−516406号公報 国際公開特許WO98/10128号パンフレット 国際公開特許WO01/63033号パンフレット
In addition, there is a proposal that 8 layers of reinforcing fiber yarns are laminated with mirror symmetry (see Patent Document 4). However, in this proposal, the 0 ° -direction sheet is inserted only in the outermost layer, and there is no proposal to insert the 0 ° -direction sheet in the intermediate portion of the other laminates. It doesn't teach me how or how to do it. If the warp yarn (0 ° direction) sheet cannot be arranged in the middle part of the laminate, there is a problem that the mirror configuration is extremely limited and the design freedom is significantly impaired when mirror-symmetric lamination is assumed. It was. That is, in order to maximize the mechanical properties of the composite material, it is important to stack a plurality of warp sheet layers, but there is a problem that the configuration cannot be adopted.
By controlling the yarn width of the warp yarns of multiple yarns, insert a layer of warp yarn sheets (especially inserted other than the outermost layer of the base material) and laminate without forming a gap (gap) between the reinforcing fibers, An inexpensive method for producing a multiaxial substrate that can be cross-laminated (particularly mirror-symmetrical lamination) has not been found, and a technology that can solve this problem has been eagerly desired.
JP-T-2004-521197 Special table 2001-516406 gazette International Patent Publication WO98 / 10128 Pamphlet International Patent Publication WO01 / 63033 Pamphlet

本発明の目的は、上記課題を解決すること、すなわち、多糸条のたて糸シートの繊維糸条幅を制御して、繊維糸条同士の間に隙間(ギャップ)を形成させることなくたて糸シートの層を挿入、特に好適には基材の最外層以外の層に挿入して、交差積層、特に好適には鏡面対称積層できる、安価な多軸基材の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, that is, to control the fiber yarn width of the warp sheet of the multi-yarn and to form a layer of the warp sheet without forming a gap (gap) between the fiber yarns. It is an object of the present invention to provide an inexpensive method for producing a multiaxial base material that can be inserted into a layer other than the outermost layer of the base material, particularly preferably cross-laminated, particularly preferably mirror-symmetrically laminated.

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。すなわち、本発明の多軸基材の製造方法は、多数本の繊維糸条が並行にシート状に配列されて層を構成し、該層の少なくとも2層以上が繊維糸条が交差するように積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化されてなる多軸基材の製造方法において、該多軸基材を構成するたて糸シートの層を形成して該層を交差積層する際に、下記の(A)、(B)、(C)および(D)の工程を経ることを特徴とする多軸基材の製造方法である。
(A)繊維糸条を、ボビン群から実質的に一定速度で横取り解舒するたて糸解舒工程、
(B)解舒された複数のたて糸を、それぞれボビン上の繊維糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊しながら引き揃えるたて糸引出工程、
(C)引出されたそれぞれのたて糸の糸条幅を実質的に同一に規制しながら引き揃えてたて糸シートの層を形成するたて糸シート形成工程、
(D)形成されたたて糸シートの層を積層ローラを介して積層体に実質的に接触させながら交差積層するたて糸シート積層工程。
The present invention employs the following means in order to solve such problems. That is, in the method for producing a multiaxial substrate of the present invention, a large number of fiber yarns are arranged in parallel in a sheet to form a layer, and at least two layers of the layers intersect with the fiber yarn. In a method for producing a multiaxial base material in which a laminated body is formed by laminating the laminated body, a layer of warp yarn sheets constituting the multiaxial base material is formed and the layers are cross-laminated. And a process for producing a multiaxial substrate characterized by passing through the following steps (A), (B), (C) and (D).
(A) A warp unwinding step of laterally unwinding the fiber yarn from the bobbin group at a substantially constant speed;
(B) A warp drawing step of drawing a plurality of unraveled warp yarns while opening them to a yarn width larger than the fiber yarn width on the bobbin,
(C) a warp sheet forming step of forming a layer of warp sheets that are aligned while regulating the width of each drawn warp thread substantially the same,
(D) A warp sheet laminating step in which the formed warp sheet layers are cross-laminated while being substantially in contact with the laminated body via a laminating roller.

本発明の多軸基材の製造方法の好ましい態様によれば、多軸基材を構成するよこ糸シートの層を形成して該層を交差積層する際に、下記の(H)、(I)、(J)および(K)の工程を経ることができる。
(H)繊維糸条を、ボビン群から実質的に一定速度で横取り解舒するよこ糸解舒工程、
(I)解舒された複数のよこ糸を、それぞれボビン上の繊維糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊しながら引き揃えるよこ糸引出工程、
(J)引出されたそれぞれのよこ糸の糸条幅を実質的に同一に規制しながら引き揃えてよこ糸シートの層を形成するよこ糸シート形成工程、
(K)形成されたよこ糸シートの層を交差積層するよこ糸シート積層工程。
According to a preferred embodiment of the method for producing a multiaxial substrate of the present invention, when forming a weft sheet layer constituting the multiaxial substrate and cross-laminating the layers, the following (H), (I) , (J) and (K).
(H) a weft unwinding step in which a fiber yarn is unrolled from a bobbin group at a substantially constant speed;
(I) a weft drawing step of drawing a plurality of unraveled weft yarns while opening them to a yarn width larger than the fiber yarn width on the bobbin,
(J) a weft sheet forming step in which a weft sheet layer is formed by aligning the widths of the drawn weft threads to be substantially the same while forming a weft sheet layer;
(K) A weft sheet laminating step in which layers of the formed weft sheet are cross-laminated.

また、本発明の多軸基材の製造方法の好ましい態様によれば、前記の(D)のたて糸シート積層工程もしくは(K)のよこ糸シート積層工程と、同時またはそれ以降に、下記の(E)、(F)および(G)の工程を通過させることができる。
(E)交差積層される各層または交差積層された各層を、一体化される箇所まで、各層の全幅の半分以上の幅を有する搬送手段で搬送する搬送工程、
(F)交差積層された各層を一体化手段にて一体化する一体化工程、
(G)一体化された多軸基材を、直径75〜400mmのコアに巻き取る巻取工程。
Moreover, according to the preferable aspect of the manufacturing method of the multiaxial base material of this invention, following (E) warp sheet | seat lamination process or the weft sheet lamination | stacking process of (K), or the following (E ), (F) and (G).
(E) a transporting step of transporting each layer that is cross-stacked or each layer that is cross-stacked by a transport unit having a width that is at least half of the total width of each layer, to a location where they are integrated;
(F) an integration step of integrating the cross-layered layers by an integration means,
(G) A winding step of winding the integrated multiaxial base material around a core having a diameter of 75 to 400 mm.

本発明の多軸基材の製造方法はまた、次の好ましい態様を含むものである。   The method for producing a multiaxial substrate of the present invention also includes the following preferred embodiments.

[1]前記(E)の搬送工程において、交差積層された各層のうち最外層に配置されているたて糸シートを、該たて糸シートを構成している複数のたて糸に分割してそれぞれの配列位置を決め、それらを引き揃えて再度たて糸シートを形成して、複数のローラで構成されるローラ群を通過させること。   [1] In the transporting step (E), the warp yarn sheet arranged in the outermost layer among the cross-laminated layers is divided into a plurality of warp yarns constituting the warp yarn sheet, and the arrangement positions thereof are determined. Determine, align them, form a warp yarn sheet again, and pass through a group of rollers.

[2]前記(C)のたて糸シート形成工程と前記(D)のたて糸シート積層工程とが連続的に行われ、両工程間にたて糸シートを一旦巻き取る工程が含まれないこと。   [2] The warp sheet forming step (C) and the warp sheet stacking step (D) are continuously performed, and the step of temporarily winding the warp sheet between both steps is not included.

[3]前記(A)のたて糸解舒工程において、積層体を一体化する一体化手段が配置されているフロアと、複数のたて糸を引き出すクリールが配置されているフロアとが異なるフロアであること。   [3] In the warp unwinding step of (A), the floor on which the integration means for integrating the laminated body is arranged is different from the floor on which the creel for pulling out the plurality of warps is arranged. .

[4]前記(A)のたて糸解舒工程において、複数のたて糸を引き出すクリール、および、積層体を搬送する搬送手段を平面からみた場合、それぞれの中心が実質的に同一線上に配置されていること。   [4] In the warp unwinding step of (A), when the creel for pulling out a plurality of warps and the transport means for transporting the laminated body are viewed from the plane, the respective centers are arranged substantially on the same line. thing.

[5]前記(B)のたて糸引出工程において、複数のたて糸を、温度50〜250℃の範囲の雰囲気下で複数のローラで構成されるローラ群を通過させるか、および/または、温度50〜250℃の範囲の加熱されているローラを少なくとも含む複数のローラで構成されるローラ群を通過させて、開繊すること。   [5] In the warp drawing process of (B), a plurality of warps are passed through a roller group composed of a plurality of rollers in an atmosphere having a temperature in the range of 50 to 250 ° C. and / or a temperature of 50 to Passing through a roller group composed of a plurality of rollers including at least a heated roller in a range of 250 ° C. to open the fiber.

[6]前記ローラ群が、その軸方向に揺動している揺動ローラと、揺動していない非揺動ローラとの組み合わせで構成されていること。   [6] The roller group is composed of a combination of a swinging roller that swings in the axial direction and a non-swinging roller that does not swing.

[7]前記(C)のたて糸シート形成工程におけるたて糸の糸条幅を規制する手段、または、(E)の搬送工程におけるたて糸の配列位置を決める手段が、たて糸を所定の寸法に規制するガイドであること。   [7] The means for regulating the warp yarn width in the warp sheet forming step (C) or the means for determining the warp yarn arrangement position in the conveying step (E) is a guide for regulating the warp yarns to a predetermined dimension. There is.

[8](C)のたて糸シート形成工程におけるたて糸の糸条幅の規制を、接触角度90°以上で接触させるローラ全ての直前に配置すること。   [8] The restriction of the warp yarn width in the warp sheet forming step of (C) is arranged immediately before all the rollers to be contacted at a contact angle of 90 ° or more.

[9]前記ガイドが、所定の寸法の溝を設けた溝付ローラ、筬もしくはそれらの組み合わせであること。   [9] The guide is a grooved roller provided with a groove having a predetermined dimension, a flange, or a combination thereof.

[10]前記(C)のたて糸シート形成工程におけるたて糸の糸条幅の規制を、少なくとも2本のローラを隣り合う緯糸を交互に互い違いに通過させることにより行うこと。   [10] The regulation of the warp yarn width in the warp sheet forming step (C) is performed by alternately passing adjacent wefts through at least two rollers.

[11]前記(D)のたて糸シート積層工程におけるたて糸シートを送り出す送出手段が、少なくとも、駆動ローラおよびニップローラから構成される送出ローラ、ならびに該送出ローラとクリールとの間に配置される自由回転ローラで構成され、かつ、該自由回転ローラの少なくとも1つにおけるたて糸の接触角度が90°未満であること。   [11] A feed roller that feeds out the warp yarn sheet in the warp yarn sheet laminating step of (D), at least, a feed roller composed of a drive roller and a nip roller, and a free rotating roller disposed between the feed roller and the creel And the warp yarn contact angle of at least one of the free rotating rollers is less than 90 °.

[12]前記層の積層数が5〜12層であり、かつ、各層が鏡面対象に交差積層されて積層体を構成していること。   [12] The number of layers is 5 to 12 and each layer is cross-laminated to a mirror surface to form a laminate.

[13]前記積層体の最外層以外の層に、多軸基材の長手方向と平行な角度(0°)に繊維糸条が配列されていること。   [13] Fiber yarns are arranged in an angle (0 °) parallel to the longitudinal direction of the multiaxial substrate in a layer other than the outermost layer of the laminate.

[14](F)の一体化工程における一体化手段が、ステッチ糸条で一体化されていること。   [14] The integration means in the integration step of (F) is integrated with stitch yarns.

[15]ステッチ糸条にて一体化するステッチ手段において、ステッチコームが多軸基材の全幅に渡って面状体のカバーを有すること。   [15] In the stitching means integrated with the stitch yarn, the stitch comb has a cover of a planar body over the entire width of the multiaxial substrate.

[16](F)の一体化工程における一体化手段が、積層体の層間および表面に配置された樹脂材料にて一体化されていること。   [16] The integration means in the integration step of (F) is integrated with the resin material disposed between the layers and on the surface of the laminate.

本発明によれば、繊維糸条から構成される多糸条のたて糸またはよこ糸を、撚りが入ることなく引き揃え、繊維糸条の糸条幅を規定しながらたて糸を並行に配してシート化し、直接挿入・積層することができることから、一層当たりの繊維糸条の目付が低目付であっても繊維糸条同士の間に隙間(ギャップ)が形成されず、高い積層構成の自由度を有した多軸基材を得ることができる。かかる多軸基材を用いると、表面品位、力学特性、その耐久性および品質安定性に優れた複合材料を安価に得ることができる。   According to the present invention, warp yarns or wefts of multiple yarns composed of fiber yarns are aligned without twisting, and the warp yarns are arranged in parallel while defining the yarn width of the fiber yarns, into a sheet, Since it can be directly inserted and laminated, even if the fiber yarn weight per layer is low, no gap (gap) is formed between the fiber yarns. A multiaxial substrate can be obtained. When such a multiaxial substrate is used, a composite material excellent in surface quality, mechanical properties, durability and quality stability can be obtained at low cost.

本発明の多軸基材の製造方法は、多数本の繊維糸条が並行にシート状に配列されて層を構成し、該層の少なくとも2層以上が繊維糸条が交差するように積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化されてなる多軸基材の製造方法において、該多軸基材を構成するたて糸シートの層を形成して該層を挿入し交差積層する際に、下記の(A)、(B)、(C)および(D)の工程を経るものである。
(A)繊維糸条を、ボビン群から実質的に一定速度で横取り解舒するたて糸解舒工程、
(B)解舒された複数のたて糸を、それぞれボビン上の繊維糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊しながら引き揃えるたて糸引出工程、
(C)引出されたそれぞれのたて糸の糸条幅を実質的に同一に規制しながら引き揃えてたて糸シートの層を形成するたて糸シート形成工程、
(D)形成されたたて糸シートの層を積層ローラを介して積層体に実質的に接触させながら交差積層するたて糸シート積層工程。
In the method for producing a multiaxial substrate of the present invention, a large number of fiber yarns are arranged in parallel in a sheet to form a layer, and at least two or more of the layers are laminated so that the fiber yarns intersect. In the method for producing a multiaxial base material in which the laminated body is formed and the laminated body is integrated, when a layer of the warp yarn sheet constituting the multiaxial base material is formed and the layer is inserted and cross-laminated In addition, the following steps (A), (B), (C) and (D) are performed.
(A) A warp unwinding step of laterally unwinding the fiber yarn from the bobbin group at a substantially constant speed;
(B) A warp drawing step of drawing a plurality of unraveled warp yarns while opening them to a yarn width larger than the fiber yarn width on the bobbin,
(C) a warp sheet forming step of forming a layer of warp sheets that are aligned while regulating the width of each drawn warp thread substantially the same,
(D) A warp sheet laminating step in which the formed warp sheet layers are cross-laminated while being substantially in contact with the laminated body via a laminating roller.

本発明の多軸基材の製造方法では、多軸基材を構成するよこ糸シートの層を形成して該層を交差積層する際に、下記の(H)、(I)、(J)および(K)の工程を経ることができる。
(H)繊維糸条を、ボビン群から実質的に一定速度で横取り解舒するよこ糸解舒工程、
(I)解舒された複数のよこ糸を、それぞれボビン上の繊維糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊しながら引き揃えるよこ糸引出工程、
(J)引出されたそれぞれのよこ糸の糸条幅を実質的に同一に規制しながら引き揃えてよこ糸シートの層を形成するよこ糸シート形成工程、
(K)形成されたよこ糸シートの層を交差積層するよこ糸シート積層工程。
In the method for producing a multiaxial base material of the present invention, when forming a layer of a weft sheet constituting the multiaxial base material and cross-laminating the layers, the following (H), (I), (J) and The step (K) can be performed.
(H) a weft unwinding step in which a fiber yarn is unrolled from a bobbin group at a substantially constant speed;
(I) a weft drawing step of drawing a plurality of unraveled weft yarns while opening them to a yarn width larger than the fiber yarn width on the bobbin,
(J) a weft sheet forming step in which a weft sheet layer is formed by aligning the widths of the drawn weft threads to be substantially the same while forming a weft sheet layer;
(K) A weft sheet laminating step in which layers of the formed weft sheet are cross-laminated.

本発明の多軸基材の製造方法では、上記(D)のたて糸シート積層工程もしくは(K)のよこ糸シート積層工程と、同時またはそれ以降に、次の(E)、(F)および(G)の工程を通過させることができる。
(E)交差積層される各層または交差積層された各層を、ステッチ糸条で一体化される箇所まで、各層の全幅の半分以上の幅を有する搬送手段で搬送する搬送工程、
(F)交差積層された各層を一体化手段にて一体化する一体化工程、
(G)一体化された多軸基材を、直径75〜400mmのコアに巻き取る巻取工程。
In the method for producing a multiaxial substrate of the present invention, the following (E), (F) and (G) are performed simultaneously with or after the warp sheet laminating step (D) or the weft sheet laminating step (K). ).
(E) Conveying step of conveying each layer to be cross-laminated or each cross-laminated layer to a portion where the layers are integrated with stitch yarns by a conveying means having a width of half or more of the total width of each layer,
(F) an integration step of integrating the cross-layered layers by an integration means,
(G) A winding step of winding the integrated multiaxial base material around a core having a diameter of 75 to 400 mm.

次に、本発明の多軸基材の製造方法を、図面に基づいて説明する。図1は、本発明の多軸基材を製造する製造工程と装置の一例を示す概略側断面図であり、図2は、本発明の多軸基材を製造する装置の一例を示す概略平面図である。
図1において、本発明に係る多軸基材saは、たて方向(基材の長手方向、0°方向)の強化用の繊維糸条(たて糸群0)が並行に配列したたて糸シートs1、s3またはs5を含む少なくとも2つ以上の層が、交差積層されて積層体を構成し、搬送手段bcにより搬送されて一体化手段stにて、一体化されたものである。
一体化された多軸基材saは、巻取手段wdにより巻物状物ptとして巻き取られてもよい。たて糸シートs3、s5は、たて糸シート挿入手段wa1などによって挿入し積層される。多軸基材には、たて糸シート以外にもよこ糸シートs2、s4などが積層され、よこ糸シートは、よこ糸シート挿入手段we1、we2などによって挿入し積層される。
Next, the manufacturing method of the multiaxial base material of this invention is demonstrated based on drawing. FIG. 1 is a schematic sectional side view showing an example of a manufacturing process and an apparatus for manufacturing the multiaxial substrate of the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of an apparatus for manufacturing the multiaxial substrate of the present invention. FIG.
In FIG. 1, a multiaxial substrate sa according to the present invention includes a warp sheet s1 in which fiber yarns (warp yarn group 0) for reinforcing in the warp direction (longitudinal direction of the substrate, 0 ° direction) are arranged in parallel. At least two or more layers containing s3 or s5 are cross-laminated to form a laminate, and are conveyed by the conveying means bc and integrated by the integrating means st.
The integrated multiaxial base material sa may be wound up as a scroll-like object pt by the winding means wd. The warp yarn sheets s3 and s5 are inserted and stacked by the warp sheet insertion means wa1 or the like. In addition to the warp yarn sheet, weft yarn sheets s2, s4 and the like are laminated on the multiaxial base material, and the weft yarn sheet is inserted and laminated by weft yarn sheet insertion means we1, we2, and the like.

以下、本発明における、たて糸シートの形成と挿入・積層における(A)たて糸解舒工程、(B)たて糸引出工程、(C)たて糸シート形成工程、(D)たて糸シート積層工程、および、よこ糸シートの形成と挿入・積層における(H)よこ糸解舒工程、(I)よこ糸引出工程、(J)よこ糸シート形成工程、(K)よこ糸シート積層工程、ならびに、積層体の一体化工程と多軸基材の巻き取りにおける(E)搬送工程、(F)一体化工程、(G)巻取工程、の各工程について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, (A) the warp unwinding step, (B) the warp drawing step, (C) the warp sheet forming step, (D) the warp sheet laminating step, and the weft sheet in the formation, insertion and lamination of the warp sheet in the present invention (H) Weft Unwinding Process, (I) Weft Pulling Process, (J) Weft Sheet Forming Process, (K) Weft Sheet Laminating Process, and Laminate Integration Process and Multiaxial Base Each process of (E) conveyance process, (F) integration process, and (G) winding process in the winding of the material will be described in detail with reference to the drawings.

(A)たて糸解舒工程
本工程では、たて糸クリールclに配置された繊維糸条を、巻回したボビンbb群から実質的に一定速度で横取り解舒する。実質的に一定速度とは、繊維糸条をボビンbb群からの解舒する際に、設定した解舒速度の±10%の範囲内の速度を指す。
(A) Warp Unwinding Step In this step, the fiber yarns arranged on the warp creel cl are unrolled at a substantially constant speed from the wound bobbin bb group. The substantially constant speed refers to a speed within a range of ± 10% of the set unwinding speed when the fiber yarn is unwound from the bobbin bb group.

たて糸クリールclに配置された繊維糸条を実質的に一定速度で横取り解舒し、たて糸群0を送り出す送出手段としては、詳細は後述するが、例えば、一定速度で駆動する駆動ローラd0、d1、d2にて、ボビン群bbから繊維糸条を解舒するものが挙げられる。駆動ローラd2は、解舒される繊維糸条の速度を更に安定させるために、ニップローラn1と組み合わせて用いてもよいし、たて糸群0の緩みを抑制するために、ダンサーローラ(図示せず)などの張力調整手段を組み合わせて用いてもよい。
また、図示していないが、ボビンbb群を保持するボビンホルダーの軸自体を、駆動モータにて一定速度で回転させる手段によっても、繊維糸条を実質的に一定速度で横取り解舒することができるが、ボビン数が多くなると必要な駆動モータ数も多くなるため、この手段は特にボビン数が少ない場合に適する。
本工程におけるたて糸群0の繊維糸条の横取り解舒では、ボビンbb群にコンタクトローラct1を接触させつつ、繊維糸条であるたて糸群0を解舒することが好ましい。コンタクトローラct1により、解舒時に繊維糸条に撚りが確実に入らないようにすることができる。特に、扁平状の繊維糸条の場合には仮撚が混入し易いが、コンタクトローラct1を用いることにより、仮撚が繊維糸条に混入することを最小限に抑制することができ、たて糸シート内にギャップ(糸条間の隙間)が形成されることを防止することができる。
ここで、ボビンbb群にコンタクトローラct1を接触させつつ、繊維糸条を解舒すると、より安定して糸条幅の変動や仮撚の混入を防止することができる。本発明では繊維糸条を横取り解舒するため、繊維糸条が縦取り解舒される場合に生じるボビン1周分の糸長に1回の撚りが入ることもない。これにより、たて糸群0の糸条幅が安定して保持することができる。コンタクトローラct1は、コンタクトローラct1自体の自重または弾性機構でボビンbbに対して巻き径が変化しても追従できるような機構にしておくと、定常的に同じ線圧でボビンbbに押さえつけることができ、より一層高い効果を奏することができる。
本工程において、少なくとも積層体の最外層以外の層に、多軸基材のたて方向に繊維糸条が配列されている多軸基材を製造する場合、積層体を一体化する一体化手段stが配置されているフロアf1と、たて糸クリールclの少なくとも1つが配置されているフロアf2とが、異なるフロアであることが好ましい。具体的には、たて糸群0がたて糸シート挿入手段wa1まで導かれる糸道の長さを最小限に抑えるようなフロア構成、すなわち、一体化手段stが配置されているフロアf1よりも高いフロアf2(または低いフロア(図示せず))に、たて糸クリールclの少なくとも1つを配置することが好ましい。これらを同じフロアに配置すると、たて糸群0を長い糸道を経てたて糸シート挿入手段wa1まで導かなければならないため、たて糸条幅の変動や仮撚混入の可能性が大きくなる。すなわち、かかる糸道の長さを最小限に抑えることにより、たて糸条幅の制御や、仮撚混入を最小限に抑制することが可能となるのである。
As the delivery means for laterally unraveling and unwinding the fiber yarns arranged in the warp creel cl and sending out the warp yarn group 0, details will be described later. For example, drive rollers d0 and d1 driven at a constant speed are used. , D2 to unwind the fiber yarn from the bobbin group bb. The driving roller d2 may be used in combination with the nip roller n1 in order to further stabilize the speed of the fiber yarn to be unwound, or a dancer roller (not shown) in order to suppress loosening of the warp yarn group 0. You may use combining tension adjustment means, such as.
Although not shown, the fiber yarn can be unrolled at a substantially constant speed by means of rotating the shaft of the bobbin holder holding the bobbin bb group at a constant speed by a drive motor. However, this means is particularly suitable when the number of bobbins is small because the number of drive motors required increases as the number of bobbins increases.
In the horizontal unwinding of the fiber yarn of the warp group 0 in this step, it is preferable to unravel the warp yarn group 0 which is a fiber yarn while bringing the contact roller ct1 into contact with the bobbin bb group. With the contact roller ct1, it is possible to ensure that no twist enters the fiber yarn during unwinding. In particular, in the case of a flat fiber yarn, false twist is likely to be mixed. However, by using the contact roller ct1, it is possible to suppress the false twist from being mixed into the fiber yarn to a minimum. It is possible to prevent a gap (gap between yarns) from being formed inside.
Here, when the fiber yarn is unwound while the contact roller ct1 is in contact with the bobbin bb group, the variation in the yarn width and the mixing of false twist can be prevented more stably. In the present invention, since the fiber yarn is laterally unwound, a single twist is not added to the length of one bobbin that is generated when the fiber yarn is vertically unwound. Thereby, the yarn width of the warp yarn group 0 can be stably held. If the contact roller ct1 has a mechanism that can follow the bobbin bb even if its winding diameter changes due to its own weight or an elastic mechanism, the contact roller ct1 can be constantly pressed against the bobbin bb with the same linear pressure. It is possible to achieve even higher effects.
In this step, when manufacturing a multiaxial base material in which fiber yarns are arranged in the warp direction of the multiaxial base material in at least a layer other than the outermost layer of the laminated body, an integration means for integrating the laminated body It is preferable that the floor f1 on which st is arranged and the floor f2 on which at least one of the warp creel cl is arranged are different floors. Specifically, a floor configuration that minimizes the length of the yarn path through which the warp group 0 is guided to the warp sheet insertion means wa1, that is, a floor f2 that is higher than the floor f1 on which the integration means st is disposed. Preferably, at least one of the warp creel cl is placed on (or on a lower floor (not shown)). If these are arranged on the same floor, the warp yarn group 0 has to be guided to the warp sheet insertion means wa1 through a long yarn path, so that the possibility of fluctuations in the warp yarn width and false twisting increases. That is, by controlling the length of the yarn path to a minimum, it becomes possible to control the warp yarn width and to minimize false twisting.

更に、本工程において、図2に示すとおり、複数のたて糸を引き出すたて糸クリールcl、および、積層体を搬送する搬送手段bcを平面からみた場合のそれぞれの中心が、実質的に同一線上に配置されていることが好ましい。このような配置にすると、たて糸群0の糸道の長さを最小限に抑えることにより、たて糸条幅の制御や仮撚混入を最小限に抑制することができ、本発明の効果を確実に発現することができる。クリールclと搬送手段bcとが同一線上を外れて配置されると、クリール両端部に配置されているボビンbbの間で糸道の長さが異なり、均一に繊維糸条長さが揃ったたて糸シートが得られず、力学特性に劣る多軸基材しか得られない場合がある。   Further, in this step, as shown in FIG. 2, the centers of the warp clel for pulling out a plurality of warps cl and the transport means bc for transporting the laminate are arranged substantially on the same line. It is preferable. With such an arrangement, the length of the yarn path of the warp group 0 can be kept to a minimum, so that the warp yarn width control and false twisting can be kept to a minimum, and the effects of the present invention are reliably exhibited. can do. When the creel cl and the conveying means bc are arranged off the same line, the length of the yarn path is different between the bobbins bb arranged at both ends of the creel, and the warp yarns in which the fiber yarn lengths are evenly aligned. In some cases, a sheet cannot be obtained, and only a multiaxial substrate having poor mechanical properties can be obtained.

上記線上に。一体化手段st、および、巻取手段wdを平面からみた場合のそれぞれの中心が配置されているのが好ましい。このように配置することにより、上記効果がより一層高く発現させることができる。   On the above line. It is preferable that the respective centers when the integration unit st and the winding unit wd are viewed from the plane are arranged. By arranging in this way, the above-described effect can be further enhanced.

なお、(H)のよこ糸解舒工程においては、(A)のたて糸解舒工程におけるたて糸をよこ糸に置き換えればよい。但し、(A)のたて糸解舒工程では、多軸基材の全幅を構成するのに必要なボビンbb群がたて糸クリールclに配置しているが、(H)のよこ糸解舒工程では多軸基材の全幅を構成するボビン数は必要なく、生産性を損なわないレベル(例えば、5〜50cm幅)のよこ糸シート幅を構成するのに必要なボビン数を用意すればよい。   In the weft unwinding step (H), the warp yarn in the warp unwinding step (A) may be replaced with the weft yarn. However, in the warp unwinding step (A), the bobbins bb necessary for constituting the full width of the multiaxial base material are arranged on the warp creel cl, but in the weft unwinding step (H) There is no need for the number of bobbins constituting the entire width of the substrate, and the number of bobbins necessary for constituting the weft sheet width at a level that does not impair productivity (for example, 5 to 50 cm width) may be prepared.

(B)たて糸引出工程
本工程では、解舒された複数のたて糸群0を、それぞれボビン上の糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊しながら引き揃える。たて糸群0のそれぞれを開繊することによって、多糸条を引き揃えてたて糸シート化する際に並行する糸条間の隙間が形成されずに、たて糸挿入後にギャップの発生のない層を形成させることができるのである。
(B) Warp Thread Pulling Step In this step, the plurality of untwisted warp yarn groups 0 are aligned while being opened to a yarn width larger than the yarn width on the bobbin. By opening each of the warp yarn groups 0, a gap between the parallel yarns is not formed when forming the warp yarn sheet by aligning the multiple yarns, and a layer in which no gap is generated after the warp yarn insertion is formed. It can be done.

たて糸群0それぞれの糸条幅を開繊する開繊手段sp1、sp2としては、例えば、ローラr0、r1、r2群に、たて糸群0を通過させるものが挙げられる。かかるローラ群について、ローラr1はその軸方向に揺動する揺動ローラとし、その前後のローラr0、r2は揺動しない非揺動ローラとすると、より幅広く開繊することができることができるため、本発明における好ましい態様といえる。前記揺動ローラは、自由回転でき、かつ、接触面積を減じたローラ(ラダーローラ、彫刻ローラ、それに類するローラなど)が好ましく用いられる。かかる観点から、揺動ローラへのたて糸群0の接触角度は90°未満であることが好ましい。一方、前記非揺動ローラは、自由回転でき、かつ、接触面積を減じていない通常の円形ローラが好ましく用いられる。ここで、上記ローラ群の表面は、繊維糸条の毛羽発生を抑制する観点から、その表面は梨地加工などを施して繊維糸条との摩擦係数を小さくしたものであることが好ましい。
たて糸群0を開繊手段sp1に通過させるとき、隣り合うたて糸同士を交互に異なるローラr1、r1’にそれぞれ通過させ、シート化前の部分たて糸シート1を形成させると、隣り合うたて糸同士が開繊したときに、それぞれ干渉せずに最大限に開繊できる。繊維糸条の位置決めを行うために、リードl0を用いてもよい。
Examples of the opening means sp1 and sp2 that open the respective yarn widths of the warp yarn group 0 include those that allow the warp yarn group 0 to pass through the rollers r0, r1, and r2. With respect to such a roller group, if the roller r1 is a swinging roller that swings in the axial direction and the rollers r0 and r2 before and after the roller r1 are non-swinging rollers that do not swing, the roller r1 can be opened more widely. This can be said to be a preferred embodiment in the present invention. As the swing roller, a roller (ladder roller, engraving roller, similar roller, or the like) that can freely rotate and has a reduced contact area is preferably used. From such a viewpoint, it is preferable that the contact angle of the warp yarn group 0 to the swing roller is less than 90 °. On the other hand, the non-oscillating roller is preferably a normal circular roller that can freely rotate and does not reduce the contact area. Here, from the viewpoint of suppressing the occurrence of fluff on the fiber yarn, the surface of the roller group is preferably subjected to a satin finish or the like to reduce the coefficient of friction with the fiber yarn.
When the warp yarn group 0 is passed through the fiber opening means sp1, the adjacent warp yarns are alternately passed through different rollers r1 and r1 ′ to form the part warp yarn sheet 1 before being formed into a sheet. When the fibers are made, they can be opened to the maximum without interference. A lead 10 may be used to position the fiber yarn.

また、前記ローラr0、r1、r2群が、温度50〜250℃の範囲の温度に加熱されているか、および/または、かかる温度範囲の雰囲気下で繊維糸条を前記ローラr0、r1、r2群に擦過させることが好ましい。かかる温度範囲にすることによって、繊維糸条に付着しているサイジング剤を軟化させることができ、ボビン上での糸条幅が狭い繊維糸条であっても容易に拡幅が可能となり、たて糸シート化する際にギャップの発生をなくすることができる。前記のたて糸解舒工程において、ボビンbbから解舒する際にたて糸である繊維糸条を50〜250℃の範囲に加熱することによっても、同様の開繊効果を得ることができる。50℃より低いと拡幅する効果が低く、250度を超えるとサイジング剤を劣化させる場合がある。   In addition, the rollers r0, r1, r2 are heated to a temperature in the range of 50 to 250 ° C. and / or fiber yarns are placed in the rollers r0, r1, r2 in an atmosphere in such a temperature range. It is preferable to rub. By setting the temperature within this range, the sizing agent adhering to the fiber yarn can be softened, and even a fiber yarn having a narrow yarn width on the bobbin can be easily widened to form a warp yarn sheet. It is possible to eliminate the occurrence of a gap when doing so. In the above-described warp unwinding step, the same fiber opening effect can be obtained by heating the fiber yarn, which is the warp when unwinding from the bobbin bb, in the range of 50 to 250 ° C. If it is lower than 50 ° C., the effect of widening is low, and if it exceeds 250 ° C., the sizing agent may be deteriorated.

(I)のよこ糸引出工程においては、(B)のたて糸引出工程におけるたて糸をよこ糸に置き換えればよい。   In the weft drawing step (I), the warp yarns in the warp drawing step (B) may be replaced with weft yarns.

(C)たて糸シート形成工程
本工程では、前記(B)のたて糸引出工程で、ボビン上の糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊されたそれぞれの繊維糸条を、糸条幅を実質的に同一に規制しながら引き揃えてたて糸シートを形成する。本発明は、前記(B)のたて糸引出工程で、たて糸群0のそれぞれをボビン上の糸条幅より大きい糸条幅に一旦開繊した後に、本工程で糸条幅を規制(狭幅化)して、たて糸シート化するところに大きな特徴を有する。すなわち、前記(B)のたて糸引出工程と本工程(C)のたて糸シート形成工程とが組み合わされることにより、糸条幅を容易にかつ正確に安定して制御することができ、本発明の効果を奏することができるのである。糸条幅を実質的に同一に規制するとは、それぞれの繊維糸条を設定した糸条幅の±10%の範囲内に規制することを指す。
たて糸群0それぞれの糸条幅を狭幅化する規制手段としては、所定の寸法の規制ガイドに繊維糸条を通過させるものであると、正確に糸条幅が制御できる。かかる規制手段としては、例えば、リード(筬)l1、l2、13、14にたて糸群0を通過させるものが挙げられる。かかるリードl1、l2、13、14は、正確に糸条幅を規制するために複数箇所に設けることが好ましい。特に複数のリードを用いる場合は、クリール側(上流側)における規制幅を、巻取側(下流側)における規制幅の100〜150%に規制することが好ましい。規制幅は、より好ましくは103〜130%であり、更に好ましくは105〜110%である。上記態様のように、段階的に規制していくことにより、更に正確に糸条幅を規制することができる。
(C) Warp Thread Sheet Forming Step In this step, each fiber yarn opened to a yarn width larger than the yarn width on the bobbin in the warp drawing step of (B) is substantially the same in yarn width. The warp yarn sheet is formed while being regulated. In the warp drawing process of (B), the present invention once opens each warp yarn group 0 to a yarn width larger than the yarn width on the bobbin, and then regulates (narrows) the yarn width in this step. The main feature is that the warp yarn sheet is formed. That is, by combining the warp yarn drawing step (B) and the warp sheet forming step (C), the yarn width can be easily and accurately controlled stably, and the effects of the present invention can be achieved. You can play it. Restricting the yarn width to be substantially the same means that each fiber yarn is regulated within a range of ± 10% of the set yarn width.
As the restricting means for narrowing the width of each of the warp yarn groups 0, the yarn width can be accurately controlled by allowing the fiber yarn to pass through a restricting guide having a predetermined size. An example of such regulating means is one that allows the warp yarn group 0 to pass through the leads 11, 12, 13, and 14. Such leads l1, l2, 13, and 14 are preferably provided at a plurality of locations in order to accurately regulate the yarn width. In particular, when a plurality of leads are used, it is preferable to regulate the regulation width on the creel side (upstream side) to 100 to 150% of the regulation width on the winding side (downstream side). The regulation width is more preferably 103 to 130%, and still more preferably 105 to 110%. As in the above aspect, the yarn width can be regulated more accurately by regulating in stages.

リードl1、l2、13、14を配置する位置としては、少なくとも、後述の(D)たて糸積層工程におけるコンタクトローラの直前であると、より正確に規制することができる。より好ましくは、リードl1、l2、13、14をローラd1、d2など、接触角度90°以上で接触させるローラ全ての直前に配置する。特に、接触角度90°以上で接触させるローラは、たて糸とローラとの間で滑りが発生し難くいため、本来配列すべき位置でローラに接触してしまうと、ローラ上でたて糸の斜行を誘発し易く、複数のたて糸同士で糸長差が発生してしまう。かかる糸長差は、たて糸シートにおける局所的な弛みなどの原因となり得るため、品位の高い多軸基材が得られ難くなる。上記理由から、接触させるローラ全ての直前にリードl1、l2、13、14を配置することがとりわけ好ましい態様である。   The positions where the leads 11, 12, 13, and 14 are arranged can be more accurately regulated at least immediately before the contact roller in the warp yarn stacking step (D) described later. More preferably, the leads l1, l2, 13, and 14 are arranged immediately before all the rollers such as the rollers d1 and d2 that are brought into contact at a contact angle of 90 ° or more. In particular, a roller to be contacted at a contact angle of 90 ° or more is less likely to slip between the warp yarn and the roller, so that if the roller contacts the roller at a position where it should be arranged, warping of the warp yarn is induced on the roller. It is easy to do, and a yarn length difference occurs between a plurality of warp yarns. Such a yarn length difference may cause local slack in the warp yarn sheet, making it difficult to obtain a high-quality multiaxial substrate. For the above reasons, it is a particularly preferable aspect to arrange the leads 11, 12, 13 and 14 immediately before all the rollers to be contacted.

繊維糸条を通過させる規制手段としては、所定の寸法を有している規制ガイドであれば特に制約はない(例えば、リードなど。)。それぞれの繊維糸条の糸条幅は、規制ガイドの位置、間隔およびセパレーター部(筬羽)厚みなどを調整することにより制御することができる。このように糸条幅を規制したたて糸シートを後述の(D)たて糸積層工程に導いて、たて糸シートを挿入し積層することにより、所望の目付の多軸基材をギャップを形成することなく得ることができる。
リード(筬)以外の規制ガイドとしては、糸条幅を規制するために、所定の寸法の溝(鍔)などを有している溝付(鍔付)ガイドローラ、コーム(櫛)、孔(円形、矩形)、水平方向のガイド(筒状、板状)、垂直方向のガイド(筒状、板状)、および、それらを組み合わせたもの、などを使用することができるが、溝付(鍔付)ガイドローラは糸条幅をより精度よくコントロールすることができるため、本発明において好ましい態様といえる。
There are no particular restrictions on the restricting means for allowing the fiber yarn to pass as long as it is a restricting guide having a predetermined dimension (for example, a lead). The yarn width of each fiber yarn can be controlled by adjusting the position and interval of the regulation guide, the thickness of the separator (wings), and the like. In this way, a warp yarn sheet with a regulated yarn width is guided to a warp yarn laminating step (D) described later, and a warp yarn sheet is inserted and laminated to obtain a desired multi-axis base material without forming a gap. Can do.
As a guide other than the lead (筬), a grooved (糸) guide roller having a groove (鍔) of a predetermined dimension, a comb (comb), a hole (circular) to regulate the yarn width , Rectangular), horizontal guides (tubular, plate-like), vertical guides (tubular, plate-like), and combinations thereof, etc. ) Since the guide roller can control the yarn width more accurately, it can be said to be a preferable embodiment in the present invention.

図3は、本発明で用いられる規制ガイドローラの一例を示す概略側断面図である。図3に示すように規制手段が、異なる2つの溝付ローラr3、r4に隣り合うたて糸繊維糸条を交互に互い違いに通過させ、かつ、ローラが溝を有していると、繊維糸条の糸条幅がローラに設けた溝幅により規制され、繊維糸条の毛羽発生を最小限に抑制できるだけでなく、より安定して糸条幅を規制することができる。2つに分けられたシート化前の部分たて糸シート2、3は、一体化ローラr5、r6により一つのたて糸シートs6に合わされ、次の(D)のたて糸積層工程に導かれる。ここで、溝付ローラr3、r4における溝幅は、一体化ローラr5における溝幅よりも広くしておくことが好ましい。その溝幅は、好ましくは100〜180%であり、更に好ましくは110〜150%である。このような溝幅の比率にして併用すると、繊維糸条を効率的に開繊することができる。このような態様において、一体化ローラr6の直後にリードなどを配置して糸条幅規制を行うことが好ましい。かかるリードによって、正確な糸条幅に一層安定して規制することができる。   FIG. 3 is a schematic sectional side view showing an example of the regulation guide roller used in the present invention. As shown in FIG. 3, when the restricting means alternately passes the warp fiber yarns adjacent to the two different grooved rollers r3 and r4 and the rollers have grooves, The yarn width is regulated by the groove width provided in the roller, and not only the occurrence of fluff of the fiber yarn can be suppressed to the minimum, but also the yarn width can be regulated more stably. The two warp yarn sheets 2 and 3 before being formed into sheets are combined with one warp yarn sheet s6 by the integrated rollers r5 and r6 and guided to the next warp yarn stacking step (D). Here, it is preferable that the groove width of the grooved rollers r3 and r4 is larger than the groove width of the integrated roller r5. The groove width is preferably 100 to 180%, more preferably 110 to 150%. When the groove width ratio is used in combination, the fiber yarn can be efficiently opened. In such an embodiment, it is preferable to perform the yarn width regulation by arranging a lead or the like immediately after the integrated roller r6. Such a lead can be more stably regulated to an accurate yarn width.

図4は、本発明で用いられる別の規制ガイドローラの一例を示す概略側断面図である。図4に示すように、規制手段が、少なくとも2本のローラr7、r8を隣り合うたて糸を交互に互い違いに通過させるものであると、ローラに溝を加工する必要がなく、安価に糸条幅を規制することができる。2つに分けられたシート化前の部分たて糸シート4、5は、一体化ローラr9、r10により一つのたて糸シートs7に合わされ、次の(D)のたて糸積層工程に導かれる。このような態様においては、ローラr7の直前、および、ローラr8の直後に、リードなどを配置して繊維糸条の位置決めおよび糸条幅規制を行うことが好ましい。かかるリードによって、正確な糸条幅に一層安定して規制することができる。   FIG. 4 is a schematic sectional side view showing an example of another regulation guide roller used in the present invention. As shown in FIG. 4, when the restricting means allows at least two rollers r7 and r8 to alternately pass adjacent warp yarns alternately, it is not necessary to process grooves in the rollers, and the yarn width can be reduced at a low cost. Can be regulated. The warp yarn sheets 4 and 5 before being formed into two sheets are combined with one warp yarn sheet s7 by the integrated rollers r9 and r10 and guided to the next warp yarn stacking step (D). In such an embodiment, it is preferable to position the fiber yarn and regulate the yarn width by arranging a lead or the like immediately before the roller r7 and immediately after the roller r8. Such a lead can be more stably regulated to an accurate yarn width.

本工程では、50〜260cm幅のたて糸シートを形成するのが好ましい。たて糸シートの幅は、より好ましくは100〜160cmの範囲内である。たて糸シートの幅が50cmより狭いと、多層基材幅自体も狭くなってしまうため使用できる用途が限定される。一方、たて糸シートの幅が260cm幅よりも広いと装置が大型になりすぎて設備が高価となり過ぎる。   In this step, it is preferable to form a warp yarn sheet having a width of 50 to 260 cm. The width of the warp yarn sheet is more preferably in the range of 100 to 160 cm. If the width of the warp yarn sheet is narrower than 50 cm, the width of the multilayer base material itself is also narrowed, so that the usable applications are limited. On the other hand, if the width of the warp sheet is wider than 260 cm, the apparatus becomes too large and the equipment becomes too expensive.

たて糸シートにおける繊維糸条の糸条幅は、繊維糸条の繊度と層の1層当たりの繊維糸条目付との兼ね合いで決まる。詳細は後述するが、層の1層当たりの繊維糸条目付は50〜150g/mの範囲が好ましい。例えば、繊維糸条の繊度が800texであると、層の1層当たりの繊維糸条目付が50g/mである場合はたて糸の糸条幅は16mmとなり、また繊維糸条目付が150g/mである場合はたて糸の糸条幅は5.3mmとなる。かかる観点から、繊維糸条の糸条幅は5〜16mmの範囲が好ましいといえ(繊維糸条の繊度が800texの場合)、本発明の目的から、糸条幅のばらつきは変動係数(標準偏差を平均値で除したCV値)が10%以下であることが好ましい。
(J)のよこ糸シート形成工程においては、(C)のたて糸シート形成工程におけるたて糸をよこ糸に、たて糸シートをよこ糸シートに置き換えればよい。但し、(C)のたて糸シート形成工程では多軸基材の全幅に渡る層を構成するたて糸シートを形成するが、(J)のよこ糸シート形成工程では生産性を損なわないレベル(例えば、5〜50cm幅)のよこ糸シートを形成すればよい。よこ糸シートを並行に順次配列していけば多軸基材の全幅に渡る層を構成することができる。
(D)たて糸シート積層工程
本工程では、形成されたたて糸シートの層を、積層ローラct2を介して積層体に実質的に接触させながら交差積層する。但し、たて糸シートが積層体の1層目である場合には、接触させるべき積層体が存在しないため、積層ローラを介して積層体に接触させながら積層することはできない。ここで「実質的に接触させながら」とは、たて糸シート全体が確実に積層体に接触している態様の他に、たて糸シートが自重や僅かな張力ムラにより撓むことによりたて糸シートの一部でも積層体に接触している態様を含む。より具体的には、積層ローラct2が積層体から10mm以下の範囲を指す。たて糸シートを積層ローラct2を介して接触させながら交差積層することによって、繊維糸条間の隙間が形成されずに、ギャップ発生のない層をそのままの状態で安定して挿入し積層することができる。また、積層したたて糸シートが積層体から浮き上がったり、配向角度がずれることを抑制する効果をも発現する。
The yarn width of the fiber yarn in the warp yarn sheet is determined by the balance between the fineness of the fiber yarn and the fiber yarn weight per layer. Although details will be described later, the fiber yarn weight per layer is preferably in the range of 50 to 150 g / m 2 . For example, when the fineness of the fiber yarn is 800 tex, when the fiber yarn weight per layer is 50 g / m 2 , the warp yarn width is 16 mm and the fiber yarn weight is 150 g / m 2. In this case, the warp yarn width is 5.3 mm. From this point of view, it can be said that the yarn width of the fiber yarn is preferably in the range of 5 to 16 mm (when the fineness of the fiber yarn is 800 tex). For the purposes of the present invention, the variation in the yarn width is a coefficient of variation (average standard deviation). (CV value divided by value) is preferably 10% or less.
In the weft sheet forming step (J), the warp yarn in the warp sheet forming step (C) may be replaced with the weft yarn, and the warp sheet may be replaced with the weft sheet. However, in the warp sheet forming process of (C), a warp sheet forming a layer extending over the entire width of the multiaxial substrate is formed, but in the weft sheet forming process of (J) a level that does not impair productivity (for example, 5 to 5). A weft sheet having a width of 50 cm) may be formed. If the weft sheets are sequentially arranged in parallel, a layer over the entire width of the multiaxial substrate can be formed.
(D) Warp Thread Sheet Lamination Step In this step, the formed warp sheet layers are cross-laminated while being substantially in contact with the laminate via the lamination roller ct2. However, when the warp sheet is the first layer of the laminated body, there is no laminated body to be brought into contact with, and therefore it is not possible to carry out lamination while contacting the laminated body via the lamination roller. Here, “substantially in contact with” means a part of the warp yarn sheet as a result of the warp yarn sheet being bent by its own weight or slight uneven tension in addition to the mode in which the entire warp yarn sheet is reliably in contact with the laminate. However, the aspect which is contacting the laminated body is included. More specifically, the lamination roller ct2 indicates a range of 10 mm or less from the laminated body. By cross-lamination while contacting the warp yarn sheets via the laminating roller ct2, gaps between the fiber yarns are not formed, and layers without gap generation can be stably inserted and laminated as they are. . Moreover, the effect which suppresses that the laminated | multiplyed warp sheet | seat floats up from a laminated body or an orientation angle shift | offset | expresses is also expressed.

たて糸を送り出すための送出手段としては、少なくとも駆動ローラd2およびニップローラn1(駆動してもよいし、駆動ローラに従属して消極回転してもよい)、および/または、ニップローラと組み合わされない駆動ローラd1、d2から構成される送出ローラによって、たて糸シートを送り出す手段が挙げられる。前記駆動ローラd1、d2の表面がプラスチックで被覆されており、かつ、たて糸との接触角度が90°以上であると、駆動ローラとたて糸との間に滑りが発生せず、確実にかつ安定してたて糸シートを送り出すことができる。   As the sending means for sending out the warp yarn, at least the driving roller d2 and the nip roller n1 (may be driven or may be depolarized depending on the driving roller) and / or the driving roller d1 not combined with the nip roller , D2 and a means for feeding out the warp yarn sheet. When the surfaces of the drive rollers d1 and d2 are coated with plastic and the contact angle with the warp yarn is 90 ° or more, no slip occurs between the drive roller and the warp yarn, so that the drive roller d1 and d2 is reliably and stable. Warp yarn sheet can be sent out.

送出ローラを用いる場合は、送出ローラよりもクリール側(上流側)に配置している自由回転ローラが存在する場合、かかる自由回転ローラの少なくとも1つにおけるたて糸の接触角度を90°未満とすることが好ましい。このような態様であると、ギャップ発生のない層をそのままの状態で安定して挿入し積層することができるだけでなく、個々のたて糸の糸長を容易に均一にする遊びを有した区間を部分的に存在させることができ、均一なたて糸シートを送り出すことができる。糸条の接触角度とは、糸条がロールに接触する接点とロールから離れる接点との間で、糸条がロールに接触している円弧に対するロールの中心角を指す。
前記(C)のたて糸シート形成工程と本工程とは連続的に行われ、その間にたて糸シートを一旦巻き取る工程が含まれないことが好ましい。すなわち、個々のたて糸ボビンからたて糸を引き出し引き揃えてシート化して、そのまま本工程にてたて糸シートを挿入し積層することが好ましい。たて糸シートをビームに一旦巻き取る整経工程を経ると、余分な工程が増えて製造コストの上昇を招く場合があるだけでなく、整経工程において個々のたて糸の糸長を均一にできずにたて糸シートが不均一なものとなり易く、得られる多軸基材にシート面の不均一さなどの表面凹凸を発生させたり、力学特性を低下させる場合がある。
(K)のよこ糸シート積層工程においては、(D)のたて糸シート積層工程におけるたて糸シートをよこ糸シートに置き換えればよい。但し、上述(D)のたて糸シート積層工程では、積層ローラct2を介して積層体に接触させながら交差積層するが、(K)のよこ糸シート積層工程では積層ローラを介して積層体に接触させながら交差積層してもよいし、積層ローラを介さず交差積層してもよい。積層ローラを介さない積層方法としては、積層体の上方によこ糸シートを一旦配置して、そのまま下方に並行移動させて交差積層する方法が挙げられる。よこ糸シートは、たて糸シートよりも幅が狭くても本発明の課題を解決できるため、いずれの方法によっても繊維糸条間の隙間が形成されずに、ギャップ発生のない層を安定して交差積層することができるのである。よこ糸シート幅をたて糸シート幅と同一またはそれ以上にする場合は、たて糸シートと同様に積層ローラを介した交差積層が好ましい。
(K)のよこ糸シート積層工程においては、挿入されたよこ糸シートは、(D)のたて糸シート積層工程とは異なり、(E)の搬送工程で搬送される直前、もしくは、搬送されはじめると同時に切断してもよい。よこ糸シートを挿入する度に切断することにより、よこ糸シートを折り返して挿入する必要がなくなるため、低目付のシートであっても繊維糸条同士のギャップが形成され難いという本発明の効果をより高く奏することができる。
(E)搬送工程
本工程では、少なくとも前記の工程で得られたたて糸シートを含む交差積層される各層または交差積層された各層を、一体化される箇所まで各層の全幅の半分以上の幅を有する搬送手段で搬送する。搬送手段としては、ベルトコンベアが好ましく用いられる。より好ましい搬送手段の幅は、基材全幅の90〜110%である。基材全幅の半分以上の幅を有する搬送手段を用いると、積層したたて糸シートおよびよこ糸シートが自重で撓む現象を抑制することができる。かかる撓み(繊維糸条の弛み)抑制により、配向角度が正確かつ均一なシートが積層された多軸基材を得ることができる。
通常は、所定の長さにカットされたチョップドファイバーを用いるために、上記のようなベルトコンベアが使用されるが、本発明は、チョップドファイバーを用いない多軸基材を製造する場合においても、前記のベルトコンベアを用いて積層体を搬送することにより、本発明の課題を解決することを見出したところに特徴を有するものである。
図5は、本発明で用いられる搬送工程の一例を示す概略側断面図である。
When using a feeding roller, if there is a free rotating roller arranged on the creel side (upstream side) of the sending roller, the warp yarn contact angle in at least one of the free rotating rollers should be less than 90 °. Is preferred. In such an embodiment, not only can a layer without gap generation be stably inserted and laminated as it is, but also a section having a play that makes uniform the lengths of individual warps easily. And a uniform warp sheet can be fed out. The contact angle of the yarn refers to the central angle of the roll with respect to the arc in which the yarn is in contact with the roll, between the contact point at which the yarn contacts the roll and the contact point away from the roll.
It is preferable that the warp yarn sheet forming step (C) and the main step are continuously performed, and the step of winding the warp yarn sheet is not included between the steps. That is, it is preferable to draw out the warp yarns from the individual warp bobbins and draw them together to form a sheet, and insert the warp yarn sheets as they are in this step and stack them. If the warp process once winding the warp yarn sheet around the beam, not only may the extra process increase and the manufacturing cost may increase, but the warp process may not make the individual warp yarn length uniform. The warp yarn sheet tends to be non-uniform, and surface irregularities such as non-uniformity of the sheet surface may be generated in the obtained multiaxial base material, or the mechanical properties may be deteriorated.
In the weft sheet stacking step (K), the warp sheet in the warp sheet stacking step (D) may be replaced with a weft sheet. However, in the warp sheet laminating step (D) described above, cross-lamination is performed while contacting the laminated body via the laminating roller ct2, whereas in the weft sheet laminating step (K), while contacting the laminated body via the laminating roller, Cross lamination may be performed, or cross lamination may be performed without using a lamination roller. As a laminating method without using a laminating roller, there is a method in which a weft sheet is temporarily arranged above the laminated body and then parallelly moved downward and cross-laminated. Even if the weft sheet is narrower than the warp sheet, the problem of the present invention can be solved. Therefore, the gap between the fiber yarns is not formed by any method, and the layer without gap generation is stably cross-laminated. It can be done. When the weft sheet width is equal to or greater than the warp sheet width, cross-lamination via a laminating roller is preferable as in the warp sheet.
In the weft sheet stacking step (K), the inserted weft sheet is cut immediately before being transported in the transporting step (E) or at the same time as being transported, unlike the warp sheet stacking step (D). May be. By cutting each time a weft sheet is inserted, there is no need to fold back and insert the weft sheet. Therefore, the effect of the present invention that a gap between fiber yarns is not easily formed even with a low basis weight sheet is enhanced. Can play.
(E) Conveying step In this step, at least each of the cross-laminated layers including the warp yarn sheet obtained in the above step or each cross-laminated layer has a width that is at least half of the total width of each layer up to the point where they are integrated. Transport by transport means. As the conveying means, a belt conveyor is preferably used. A more preferable width of the conveying means is 90 to 110% of the entire width of the base material. When a conveying means having a width of half or more of the entire width of the base material is used, a phenomenon in which the laminated warp and weft sheets are bent by their own weight can be suppressed. By suppressing such bending (loosening of the fiber yarn), it is possible to obtain a multiaxial base material on which sheets with an accurate and uniform orientation angle are laminated.
Usually, in order to use a chopped fiber cut to a predetermined length, the belt conveyor as described above is used, but the present invention can also be used in the case of producing a multiaxial substrate that does not use chopped fiber. The present invention is characterized by finding that the problems of the present invention can be solved by conveying the laminate using the belt conveyor.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional side view showing an example of a transport process used in the present invention.

本工程において、交差積層された各層のうち最外層に配置されているたて糸シートを、そのたて糸シートを構成している複数のたて糸に分割してそれぞれの配列位置を決め、それらを引き揃えて再度たて糸シートを形成して、複数のローラで構成されるローラ群(再開繊手段sp3)を通過させることが好ましい。かかる工程を経ることにより、前記(C)のたて糸シート形成工程から、後述(F)の一体化工程へと搬送する間に形成されてしまうギャップを解消することができ、より確実にギャップの発生のないたて糸シートの層を形成させることができる。
複数のたて糸それぞれの配列位置を決める手段としては、ガイドを用いることが好ましい。かかるガイドとしては、前記(C)のたて糸シート形成工程における規制手段と同様のものを用いることができるが、スペース上の問題から穴あきガイドl5を用いることが好ましい。
また、再開繊手段sp3としては、(B)のたて糸引出工程におけるローラ群と同様の構成のものを用いることが好ましい。特に本工程では、搬送手段にローラ群を配置・組み込む必要があるため、可能な限り簡易に構成することが好ましい。かかる観点からは、ローラ群は、例えば、加熱せずにかつ揺動しないローラr11、r12、r13を2〜7本用いて(好ましくは3〜5本の固定ローラ)、少なくとも1本の接触角度を30〜180°の範囲で接触させることが好ましい。かかる範囲内で接触させると、効率的にたて糸のそれぞれを開繊することができ、再度形成したたて糸シートにおいて、確実にギャップを解消することができる。
(F)一体化工程
本工程では、交差積層された各層を一体化手段で一体化する。一体化手段としては、編組織を形成したステッチ糸条が積層体を一体に保持するものが好ましい。かかるステッチ糸条を用いると、安定かつ確実に積層体を一体に保持することができ、繊維糸条の配列角度などがずれる懸念がなく、取扱性にも優れる。かかるステッチ糸条は、安定して積層体を保持するために繊維糸条の配向角度に適した編組織を適宜選択することができる。例えば、ガイドバー1枚の場合は、鎖編、1/1トリコット編およびそれらの組み合わせなどが挙げられ、また、ガイドバー2枚の場合は、鎖編と挿入糸との組み合わせなど編組織を適用することができる。中でも、鎖編と挿入糸との組み合わせであると、ステッチ糸条による繊維糸条の締め付けを相対的に緩くでき、複合材料を成形する場合に用いられる樹脂の含浸性を高く発現することができる。更には、繊維糸条の屈曲を小さくすることもでき、特に圧縮強度や引張強度などの優れた力学特性を発現することができる。このような効果は、多軸基材が3層以上の積層体の場合、または、0°層を有するものである場合に、特に高く発現される。
ステッチ糸条にて積層体を一体に保持する場合、ステッチコームscが、多軸基材の全幅に渡って面状体のカバーfcを有するものであることが好ましい。ステッチコームscとは、ステッチ糸条を編組織するステッチニードルが積層体を貫通する際に、積層体が浮き上がるのを抑制させる積層体の法線方向の位置を規制するものを指す。通常は、ステッチニードル同士の間のそれぞれに均等間隔で配置された線状のピンまたは板状のコームの集合体である。また、面状体のカバーfcは、線状のピンまたは板状のコームと最外層に配置されている層とが接触を開始するポイントを、多軸基材の全幅に渡ってカバーするものを指す。かかる面状体のカバーfcを有していると、積層体の最外層に配置されているたて糸シートの層またはよこ糸シートの層との配列位置を乱すことを抑制することができる。換言すると、かかる面状体のカバーfcを有していないと、線状のピンまたは板状のコームが、最外層に配置されている層の繊維糸条に引っ掛かってしまい、その配列を乱してたて糸シートまたはよこ糸シートにギャップを発生させてしまう場合がある。
In this step, the warp yarn sheet arranged in the outermost layer among the cross-layered layers is divided into a plurality of warp yarns constituting the warp yarn sheet, the respective arrangement positions are determined, and they are aligned and again. It is preferable to form a warp yarn sheet and pass a roller group (resuming fiber means sp3) composed of a plurality of rollers. By passing through this process, the gap formed during conveyance from the warp sheet forming process of (C) to the integration process of (F) described later can be eliminated, and the generation of the gap more reliably. It is possible to form a layer of warp yarn sheet without any.
A guide is preferably used as means for determining the arrangement position of each of the plurality of warps. As such a guide, those similar to the restricting means in the warp sheet forming step of (C) can be used, but it is preferable to use a perforated guide 15 due to space problems.
Further, as the resuming fiber means sp3, it is preferable to use one having the same configuration as the roller group in the warp drawing process of (B). In particular, in this step, since it is necessary to arrange and incorporate a roller group in the conveying means, it is preferable to configure as simple as possible. From this viewpoint, the roller group uses, for example, 2 to 7 rollers r11, r12, and r13 that are not heated and do not swing (preferably 3 to 5 fixed rollers), and at least one contact angle. Is preferably contacted within a range of 30 to 180 °. When contact is made within such a range, each of the warp yarns can be efficiently opened, and the gap can be reliably eliminated in the newly formed warp yarn sheet.
(F) Integration step In this step, the cross-layered layers are integrated by an integration means. As the integration means, it is preferable that stitch yarns forming a knitted structure hold the laminated body integrally. When such a stitch yarn is used, the laminated body can be held stably and surely, there is no fear that the arrangement angle of the fiber yarns is shifted, and the handleability is excellent. For such stitch yarn, a knitting structure suitable for the orientation angle of the fiber yarn can be appropriately selected in order to stably hold the laminate. For example, in the case of one guide bar, chain knitting, 1/1 tricot knitting, and combinations thereof can be mentioned. In the case of two guide bars, knitting structure such as combination of chain knitting and insertion yarn is applied. can do. Above all, when the combination of the chain stitch and the insertion yarn is used, the tightening of the fiber yarn by the stitch yarn can be relatively loosened, and the impregnation property of the resin used when molding the composite material can be highly expressed. . Further, the bending of the fiber yarn can be reduced, and particularly excellent mechanical properties such as compressive strength and tensile strength can be expressed. Such an effect is particularly highly manifested when the multiaxial substrate is a laminate of three or more layers or has a 0 ° layer.
When the laminated body is integrally held by the stitch yarn, it is preferable that the stitch comb sc has a planar cover fc over the entire width of the multiaxial base material. The stitch comb sc refers to what regulates the position in the normal direction of the laminated body that suppresses the floating of the laminated body when the stitch needles knitting the stitch yarn penetrate the laminated body. Usually, it is a collection of linear pins or plate-like combs arranged at equal intervals between the stitch needles. The planar cover fc covers the entire width of the multiaxial substrate at the point where the linear pin or plate-shaped comb and the layer arranged in the outermost layer start to contact each other. Point to. When the planar cover fc is provided, it is possible to suppress disturbing the arrangement position with the warp sheet layer or the weft sheet layer disposed in the outermost layer of the laminate. In other words, if the sheet-like cover fc is not provided, the linear pin or the plate-like comb is caught by the fiber yarn of the layer arranged in the outermost layer, disturbing the arrangement. A gap may be generated in the warp yarn sheet or the weft yarn sheet.

積層する層数にも依存するが、ステッチ糸条の供給量は、3,000〜12,000mm/ラック(480コース)であることが好ましい。より好ましくは4,000〜10,000mmである。供給量が3000mm未満であると、糸切れが頻発し、生産性を低下させる場合があるだけでなく、樹脂の含浸性や力学特性を低下させる場合がある。一方、供給量が12000mmを超えると、ステッチ糸条が緩み過ぎて繊維糸条がずれたりして一体化した層が崩れる場合がある。   Although it depends on the number of layers to be laminated, the supply amount of the stitch yarn is preferably 3,000 to 12,000 mm / rack (480 courses). More preferably, it is 4,000 to 10,000 mm. When the supply amount is less than 3000 mm, yarn breakage frequently occurs and the productivity may be lowered, and the impregnation property and mechanical properties of the resin may be lowered. On the other hand, if the supply amount exceeds 12000 mm, the stitch yarn may be too loose and the fiber yarn may be displaced, and the integrated layer may collapse.

本工程では、前記の工程で得られた積層体を一回のステッチにて一体化することが好ましい。例えば、[0°/90°]の構成でステッチにて一体化された基材と、[90°/0°]の構成でステッチされた基材とを順に積層して、再びステッチして一体化した基材ではなく、[0°/90°/90°/0°]の構成で一回のステッチにて一体化することが好ましい。本来、ステッチすることにより、繊維糸条はステッチ針により損傷を受け易い。そのため、ステッチの回数を可能な限り減らすことは、得られる複合材料の力学特性の低下を最小限に抑制することができる。すなわち、一回のステッチで多層の積層体を一体化してこそ、本発明の効果を最大限に発揮することができるのである。
本発明で用いられるステッチ糸条は、繊維糸条の繊度の15%以下の繊度であるものが好ましく、より好ましくは5%以下であり、更に好ましくは1%以下の繊度のものである。ステッチ糸条の繊度は小さければ小さいほど、その存在に起因する影響を小さくできる。すなわち、繊維糸条の屈曲や蛇行を抑制し、本質的に有する力学特性を発現することができるのである。このような観点から、ステッチ糸条の繊度は0.5〜10texの範囲であることが好ましい。ステッチ糸条の繊度は、より好ましくは0.5〜5texの範囲であり、更に好ましくは1〜3texの範囲である。ステッチ糸条の繊度が0.5texよりも小さいと、ステッチする際の糸切れが頻発する場合があり、一方、10texを超えると、繊維糸条の屈曲や蛇行を誘発する場合がある。
使用するステッチ糸条には特に制限はないが、ステッチ糸条が、特に、炭素繊維やガラス繊維などの無機繊維であると、比強度・比弾性率に優れ、収縮による問題が小さい。別の観点からは、ステッチ糸条が、特に、ポリアミド、ポリエステル、パラフェニレンベンゾビスオキサゾール、アラミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリアリレート、などの有機繊維であると、無機繊維に比べて大幅に糸切れを抑制することができる。中でも、繊度を小さくできる点、複合材料での力学特性発現の面からポリアミドを用いることが特に好ましい態様である。
なお、一体化手段としては、積層体の層間および表面に樹脂材料(例えば、不織布、粒子、カットファイバー、配列した糸条、およびそれらの組み合わせ等)を配置し、樹脂材料にて積層体を一体に保持することもできる。樹脂材料は、その一部または全部を溶解させて一体化してもよいし、もともと粘着性を有するものを単に配置して一体化してもよい。かかる一体化手段によると、ステッチしないため繊維糸条をニードルで損傷する可能性がなく、より高い力学特性を有する複合材料を得ることができる。
樹脂材料としては、広い面積を効率よく均一に一体化するためには不織布を用いることが好ましい。また、賦型性(ドレープ性)を高めるためには粒子を用いることが好ましく、目的によって使い分けることができる。中でも不織布は、多軸基材の生産性を最大限に高めることができるため、最も好ましい態様といえる。不織布としては、一体化できる最小限の量が配置されていればよく、2〜10g/mの目付であることが好ましい。また、用いられるポリマーの融点が170℃以下であると比較的低い温度で溶解させて一体化することができる。
(G)巻取工程
一体化された多軸基材saは、ニップローラn2を経て、巻取手段wdにより、多軸基材の巻物状物ptとして巻き取られる。すなわち、本工程では、一体化しされた多軸基材saが、直径が好適には75〜400mmのコアに巻き取られる。本発明で使用される多軸基材を巻き取る例えば、紙管や鉄管などのコアの好ましい直径は、150〜320mmである。多層に積層された多軸基材においては、直径が75mm未満のコアであると、その内層と外層との間で周長差が発生し、内層で多軸基材が弛むことに起因して、繊維糸条の屈曲やシワなどを誘発する場合がある。一方、直径が400mmを超えるコアであると、周長差の面では有利であるが、巻物自体が嵩張るため運搬コストが高くなるなど、不都合を生じる場合がある。
In this step, it is preferable to integrate the laminate obtained in the above step by one stitch. For example, a base material integrated by stitching with a configuration of [0 ° / 90 °] and a base material stitched with a configuration of [90 ° / 0 °] are laminated in order, and then stitched again and integrated. It is preferable to integrate with a single stitch in a configuration of [0 ° / 90 ° / 90 ° / 0 °], not a base material that has been converted into a base material. Originally, by stitching, the fiber yarn is easily damaged by the stitch needle. Therefore, reducing the number of stitches as much as possible can minimize a decrease in mechanical properties of the obtained composite material. That is, the effect of the present invention can be exhibited to the maximum extent by integrating the multilayered laminate with one stitch.
The stitch yarn used in the present invention preferably has a fineness of 15% or less of the fineness of the fiber yarn, more preferably 5% or less, and still more preferably 1% or less. The smaller the fineness of the stitch yarn, the smaller the influence due to its presence. That is, it is possible to suppress the bending and meandering of the fiber yarn and to exhibit the mechanical characteristics that are inherently possessed. From such a viewpoint, the fineness of the stitch yarn is preferably in the range of 0.5 to 10 tex. The fineness of the stitch yarn is more preferably in the range of 0.5 to 5 tex, and still more preferably in the range of 1 to 3 tex. If the fineness of the stitch yarn is smaller than 0.5 tex, yarn breakage may occur frequently when stitching, whereas if it exceeds 10 tex, bending or meandering of the fiber yarn may be induced.
The stitch yarn to be used is not particularly limited, but when the stitch yarn is an inorganic fiber such as carbon fiber or glass fiber, the specific strength and the specific elastic modulus are excellent, and the problem due to shrinkage is small. From another point of view, stitch yarns are organic fibers such as polyamide, polyester, paraphenylene benzobisoxazole, aramid, polyphenylene sulfide, polyethylene, polyvinyl alcohol, polyarylate, etc. Furthermore, thread breakage can be suppressed. Among these, it is particularly preferable to use polyamide from the viewpoint that the fineness can be reduced and the mechanical properties of the composite material are expressed.
As an integration means, resin materials (for example, non-woven fabric, particles, cut fibers, arranged yarns, and combinations thereof) are arranged between the layers and the surface of the laminate, and the laminate is integrated with the resin material. Can also be held. The resin material may be integrated by dissolving a part or all of the resin material, or may be integrated by simply disposing a resin material that originally has adhesiveness. According to such an integration means, since the stitches are not stitched, there is no possibility of damaging the fiber yarn with the needle, and a composite material having higher mechanical properties can be obtained.
As the resin material, it is preferable to use a nonwoven fabric in order to efficiently and uniformly integrate a wide area. Moreover, in order to improve a moldability (drape property), it is preferable to use particle | grains and can use it properly according to the objective. Among these, the nonwoven fabric can be said to be the most preferable aspect because it can maximize the productivity of the multiaxial substrate. As a nonwoven fabric, the minimum amount which can be integrated should just be arrange | positioned and it is preferable that the fabric weight is 2-10 g / m < 2 >. Further, when the melting point of the polymer used is 170 ° C. or lower, it can be dissolved and integrated at a relatively low temperature.
(G) Winding step The integrated multiaxial base material sa is wound up as a roll-like material pt of the multiaxial base material by the winding means wd via the nip roller n2. That is, in this step, the integrated multiaxial base material sa is wound around a core having a diameter of preferably 75 to 400 mm. The preferred diameter of a core such as a paper tube or an iron tube, for example, that winds up the multiaxial substrate used in the present invention is 150 to 320 mm. In a multiaxial base material laminated in multiple layers, if the core is less than 75 mm in diameter, a circumferential length difference occurs between the inner layer and the outer layer, and the multiaxial base material is loosened in the inner layer. In some cases, the fiber yarn may bend or wrinkle. On the other hand, if the core has a diameter exceeding 400 mm, it is advantageous in terms of the difference in circumferential length, but there may be inconveniences such as an increase in transportation cost because the scroll itself is bulky.

本発明の多軸基材の製造方法においては、特に5層を超える層を積層した場合は、それを巻き取ること自体が問題になる場合がある。そのような場合には、巻き取らずに、所定長さ毎に切断し、連続的にシート状の多軸基材を製造するとよい。
多軸基材を巻き取るための巻取手段としては、例えば、多軸基材の巻物の表面に接して駆動ローラを配置し、巻物とローラとの摩擦で回転させる表面駆動や、コア自体を回転させる直接駆動が挙げられる。表面駆動の場合は、特に巻き始め部分(巻物の巻芯部分)に弛みが発生し易いため、コアの直接駆動にて巻物を巻き取ることが好ましい。
In the method for producing a multiaxial base material of the present invention, in particular, when more than 5 layers are laminated, the winding itself may be a problem. In such a case, it is good to cut | disconnect for every predetermined length, without winding up, and to manufacture a sheet-like multiaxial base material continuously.
As a winding means for winding the multi-axis base material, for example, a driving roller is arranged in contact with the surface of the multi-axis base material and the surface is driven by friction between the scroll and the roller, or the core itself is used. Direct drive to rotate is mentioned. In the case of surface driving, since it is easy for slack to occur particularly at the winding start portion (core portion of the winding), it is preferable to wind up the winding by direct driving of the core.

本発明の多軸基材の製造方法で得られた多軸基材は、積層数が5〜12層であることが好ましい。鏡面対称積層を前提とした場合、積層数が5未満であると、その積層構成に極めて大きな制約を受け、基材設計および複合材料設計の自由度を著しく損なう場合がある。一方、積層数が12層を超えると、多軸基材が厚くなりすぎ、多軸基材を巻いて運搬することが困難となる場合や、賦型性に劣る場合など、取扱性に劣り易い。すなわち、上記層数の範囲であってこそ、本発明の効果を最大限に発揮することができるのである。   The multiaxial base material obtained by the method for producing a multiaxial base material of the present invention preferably has 5 to 12 layers. Assuming mirror-symmetrical lamination, if the number of laminations is less than 5, there are cases where the lamination configuration is extremely restricted, and the degree of freedom in base material design and composite material design may be significantly impaired. On the other hand, when the number of laminated layers exceeds 12, the multiaxial base material becomes too thick, and it becomes difficult to handle the roll when the multiaxial base material is difficult to wind and transport, or when the formability is poor. . That is, the effect of the present invention can be exhibited to the maximum extent within the range of the number of layers.

本発明の多軸基材の製造方法によると、少なくとも積層体の最外層以外の層に、多軸基材の長手方向と平行な角度(0°)に繊維糸条を配列させることができ、かつ、積層体が鏡面対称に交差積層されている多軸基材を容易に製造することができる。たて糸シートを最外層にしか積層できない、すなわち積層体の中間部分に0°方向シートを配置できないと、鏡面対称積層を前提とした場合、その積層構成に極めて大きな制約を受け、設計の自由度を著しく損なう場合がある。すなわち、複合材料の力学特性を最大限に発現させるためには、たて糸シートを複数積層することが重要となるが、その構成が採用できない場合がある。すなわち、本発明の多軸基材の製造方法で製造される多軸基材は、少なくとも積層体の最外層以外の層に0°方向に繊維糸条が配列されていることが好ましく、かつ、鏡面対称積層されてこそ、本発明の効果を最大限に発揮することができるのである。   According to the method for producing a multiaxial substrate of the present invention, at least the layers other than the outermost layer of the laminate can be arranged with fiber yarns at an angle (0 °) parallel to the longitudinal direction of the multiaxial substrate, And the multiaxial base material in which the laminated body cross-laminates mirror-symmetrically can be manufactured easily. If the warp yarn sheet can only be laminated on the outermost layer, that is, if the 0 ° -direction sheet cannot be arranged in the middle part of the laminated body, then assuming a mirror-symmetric lamination, the lamination configuration is extremely limited, and the degree of freedom in design is reduced. It may be seriously damaged. That is, in order to maximize the mechanical properties of the composite material, it is important to stack a plurality of warp sheets, but the configuration may not be adopted. That is, in the multiaxial substrate produced by the method for producing a multiaxial substrate of the present invention, it is preferable that fiber yarns are arranged in the direction of 0 ° in at least a layer other than the outermost layer of the laminate, and The effect of the present invention can be exerted to the maximum extent only by mirror-symmetric lamination.

本発明の多軸基材の製造方法によると、前記の積層体を一体化するステッチ糸条が、一回のステッチにて一体化された多軸基材を容易に製造することができる。本来、ステッチすることにより繊維糸条はステッチ針により損傷を受け易い。そのため、ステッチの回数を可能な限り減らすことは、得られる複合材料の力学特性の低下を最小限に抑制することに貢献する。すなわち、一回のステッチにて一体化してこそ、本発明の効果を最大限に発揮することができるのである。   According to the method for producing a multiaxial base material of the present invention, a multiaxial base material in which the stitch yarns that integrate the laminated body are integrated by one stitch can be easily produced. Originally, the fiber yarn is easily damaged by the stitch needle by stitching. Therefore, reducing the number of stitches as much as possible contributes to minimizing the deterioration of the mechanical properties of the resulting composite material. In other words, the effects of the present invention can be maximized by integrating them with a single stitch.

本発明で製造される多軸基材の品質安定性の指標としては、積層された各層において2mmを超える繊維糸条同士の隙間(ギャップ)の頻度が挙げられる。かかるギャップの頻度(各層ごとの値を全層で平均した値)は、0.5個/m以下であることが好ましい。ギャップの頻度が0.5個/mを超えると、複合材料にした場合に表面にピット(樹脂の未充填部分)が発生して、表面品位が劣る場合や、樹脂リッチ層が形成されて力学特性(特に、環境耐久性や湿熱環境下での圧縮強度)の品質安定性に劣る場合があるので、用途によっては望ましくない。すなわち、本発明で製造される多軸基材は、ギャップの頻度が0.5個/m以下であってこそ、本発明の効果を最大限に発揮できるのである。 As an index of the quality stability of the multiaxial base material manufactured by the present invention, the frequency of the gap (gap) between the fiber yarns exceeding 2 mm in each laminated layer can be mentioned. The frequency of such gaps (value obtained by averaging the values for each layer in all layers) is preferably 0.5 pieces / m 2 or less. When the frequency of the gap exceeds 0.5 pieces / m 2 , pits (unfilled portions of the resin) are generated on the surface when the composite material is used, and the surface quality is inferior or a resin rich layer is formed. Depending on the application, it may be inferior in quality stability of mechanical properties (particularly environmental durability and compressive strength under wet heat environment). That is, the multiaxial base material manufactured by the present invention can exhibit the effects of the present invention to the maximum if the frequency of the gap is 0.5 pieces / m 2 or less.

本発明における2mmを超える繊維糸条同士のギャップの頻度(1m当たり存在個数)とは、次のように測定した層ごとの各値を、さらに全層で平均したものを指す。すなわち、測定サンプルの最表層に存在する2mm幅を超えるギャップの個数をカウントする。具体的には、繊維糸条Aと繊維糸条Bとの隙間について、2mmを超える箇所が1箇所でもあればその隙間を1つとカウントする。かかるギャップの幅は、サンプルの平面方向についてノギスを用いて測定したものを用いる。測定する範囲は、サンプル端部の5cmを除いた任意の1m幅×1m長さ(1m)内とする。但し、サンプル幅が1.1m幅より狭い場合は、(サンプル端部の5cmを除いた幅)×(測定範囲が1mになるように決められる長さ)の範囲とする。このような測定を3回繰り返して平均値をとり、その層のギャップの頻度とする。次いで、ステッチ糸条を解き、測定サンプルの内層を露出させて前述の方法と同様にして、各層についてカウントする。かかる測定で求められた各層のギャップの頻度を平均して、繊維基材におけるギャップの頻度とする。 The frequency of gaps between fiber yarns exceeding 2 mm in the present invention (the number present per 1 m 2 ) refers to a value obtained by averaging the values for each layer, measured as follows, in all layers. That is, the number of gaps exceeding 2 mm width existing on the outermost layer of the measurement sample is counted. Specifically, regarding the gap between the fiber yarn A and the fiber yarn B, if there is even one place exceeding 2 mm, the gap is counted as one. As the width of the gap, a gap measured with a caliper in the plane direction of the sample is used. The range to be measured is within an arbitrary 1 m width × 1 m length (1 m 2 ) excluding 5 cm at the end of the sample. However, when the sample width is narrower than 1.1 m, the range is (width excluding 5 cm at the end of the sample) × (length determined so that the measurement range is 1 m 2 ). Such measurement is repeated three times to obtain an average value, which is defined as the gap frequency of the layer. Next, the stitch yarn is unwound, the inner layer of the measurement sample is exposed, and each layer is counted in the same manner as described above. The frequency of the gap of each layer obtained by such measurement is averaged to obtain the frequency of the gap in the fiber substrate.

本発明で用いられる繊維糸条としては、複合材料用の繊維糸条として使用できるものを用いることが好ましく、例えば、炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、および、アラミド、パラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアリレートおよびポリイミド等の有機繊維等が挙げられ、これらの1種または2種類以上を併用したものを使用することができる。中でも、炭素繊維は、比強度・比弾性率に優れており、好ましく用いられる。
繊維糸条は、取り扱い性やステッチング時の耐ニードル擦過性を向上させるために、0.2〜2.5重量%の集束剤が付着されていることが好ましい。上記範囲内の集束剤が付着されている繊維糸条は、毛羽発生が効率的に抑えられる。
As the fiber yarn used in the present invention, those usable as fiber yarns for composite materials are preferably used. For example, carbon fiber, graphite fiber, glass fiber, aramid, paraphenylenebenzobisoxazole, polyvinyl Examples thereof include organic fibers such as alcohol, polyethylene, polyarylate, and polyimide. One or a combination of two or more of these can be used. Among these, carbon fibers are excellent in specific strength and specific elastic modulus and are preferably used.
The fiber yarn is preferably attached with 0.2 to 2.5% by weight of a sizing agent in order to improve handleability and resistance to needle abrasion during stitching. The fiber yarn to which the sizing agent within the above range is attached can efficiently suppress the generation of fuzz.

繊維糸条は、無撚でも有撚でも使用することができるが、引張や圧縮等の力学特性の面からは、実質的に無撚(1ターン/m未満)のものが好ましい。また、繊維糸条の繊度は、好ましくは500〜7,000texであり、より好ましくは1,000〜2,000texである。繊度が小さすぎると、繊維糸条がねじれる問題が殆どなく、本発明の効果が発揮されない場合がある。また、繊維糸条が高価であり、このような細繊度の繊維糸条を多数本使用することになるので、多軸基材そのものも高価になってしまう。一方、繊度が大きすぎると、例えば、150g/m/層以下の低目付の多軸基材を得る際に僅かな力で糸条幅が変動しやすく、安定した糸条幅の維持が困難な場合がある。
繊維糸条は、糸条幅が5〜30mmであり、糸条幅/糸条厚比が30〜100の炭素繊維糸条であることが特に好ましい。かかる扁平状の炭素繊維糸条を用いることにより、低目付の多軸基材を容易に得ることができる。糸条幅が5mm未満もしくは糸条幅/糸厚比が30未満の場合は、繊維糸条がねじれる問題が殆どなく、本発明の効果が発揮されない場合がある。また、繊維糸条が十分開繊されず、低目付化が困難な場合がある。一方、糸条幅が30mmを超えるまたは糸条幅/糸厚比が100を超えると、糸条幅が変動し易く、安定した糸条幅の維持が困難となる場合がある。
The fiber yarn can be used either untwisted or twisted, but is preferably substantially untwisted (less than 1 turn / m) from the viewpoint of mechanical properties such as tension and compression. The fineness of the fiber yarn is preferably 500 to 7,000 tex, more preferably 1,000 to 2,000 tex. When the fineness is too small, there is almost no problem that the fiber yarn is twisted, and the effect of the present invention may not be exhibited. Further, since the fiber yarn is expensive and a large number of fiber yarns having such fineness are used, the multiaxial substrate itself is also expensive. On the other hand, when the fineness is too large, for example, when obtaining a multi-axis base material having a low basis weight of 150 g / m 2 / layer or less, the yarn width is likely to fluctuate with a slight force, and it is difficult to maintain a stable yarn width. There is.
The fiber yarn is particularly preferably a carbon fiber yarn having a yarn width of 5 to 30 mm and a yarn width / yarn thickness ratio of 30 to 100. By using such a flat carbon fiber yarn, a low basis weight multiaxial substrate can be easily obtained. When the yarn width is less than 5 mm or the yarn width / yarn thickness ratio is less than 30, there is almost no problem that the fiber yarn is twisted, and the effect of the present invention may not be exhibited. In addition, the fiber yarn may not be sufficiently opened, and it may be difficult to reduce the basis weight. On the other hand, if the yarn width exceeds 30 mm or the yarn width / yarn thickness ratio exceeds 100, the yarn width is likely to fluctuate and it may be difficult to maintain a stable yarn width.

本発明の多軸基材の製造方法で得られた多軸基材は、層の1層当たりの繊維糸条目付が50〜150g/mの範囲であることが好ましい。目付は、より好ましくは80〜120g/mの範囲である。かかる目付の範囲を、前記繊度の繊維糸条を用いた多軸基材を得る場合に適用することにより、本発明の効果が最大限に発現されるのである。すなわち、各層の繊維糸条の目付が150g/mを超えると、本発明の意義が希薄となる場合がある。一方、目付が50g/m未満の場合は、複合材料において所望の強度を得ようとすると、あまりにも多数の層を積層する必要がでてくるため、生産性に劣る場合がある。 The multiaxial base material obtained by the method for producing a multiaxial base material of the present invention preferably has a fiber yarn weight per layer of 50 to 150 g / m 2 . The basis weight is more preferably in the range of 80 to 120 g / m 2 . By applying the range of the basis weight to the case of obtaining a multiaxial base material using the fiber yarn having the fineness, the effect of the present invention is exhibited to the maximum extent. That is, if the basis weight of the fiber yarns in each layer exceeds 150 g / m 2 , the significance of the present invention may be dilute. On the other hand, when the weight per unit area is less than 50 g / m 2 , it is necessary to stack too many layers to obtain a desired strength in the composite material, which may result in poor productivity.

多軸基材は、マトリックス樹脂を含浸させてプリプレグやセミプレグにした後に加熱・固化させる成形方法で、複合材料にすることができる。本発明でより好ましい成形方法としては、生産性の高いRTM、RFI、RIM、真空圧成形等の注入成形方法が挙げられる。中でも、成形コストの面から、RTM[例えば、雄型および雌型により形成したキャビティ中に樹脂を加圧して注入する成形法。好ましくは、キャビティを減圧して樹脂注入する。]と、真空圧成形[例えば、雄型または雌型のいずれか一方とフィルム等のバッグ材(例えば、ナイロンフィルムやシリコンラバー等)により形成したキャビティを減圧し、大気圧との差圧にて樹脂注入する成形法。好ましくは、キャビティ内のプリフォームに樹脂拡散媒体(メディア)を配置して樹脂含浸を促進し、成形後に複合材料からメディアを分離する。]が好ましく用いられる。   The multiaxial base material can be made into a composite material by a molding method in which a matrix resin is impregnated to form a prepreg or semi-preg and then heated and solidified. More preferable molding methods in the present invention include injection molding methods such as high productivity RTM, RFI, RIM, vacuum pressure molding and the like. Among them, from the viewpoint of molding cost, RTM [for example, a molding method in which a resin is pressurized and injected into a cavity formed by a male mold and a female mold. Preferably, the cavity is decompressed and the resin is injected. ] And vacuum pressure molding [for example, the cavity formed by either one of the male mold or the female mold and a bag material such as a film (for example, nylon film, silicon rubber, etc.) is decompressed, and the pressure difference from the atmospheric pressure Molding method for resin injection. Preferably, a resin diffusion medium (media) is disposed in the preform in the cavity to promote resin impregnation, and the media is separated from the composite material after molding. ] Is preferably used.

以下、本発明の多軸基材の製造方法を、実施例により詳細に説明する。実施例で使用した材料は、次のとおりである。   Hereinafter, the manufacturing method of the multiaxial base material of this invention is demonstrated in detail by an Example. The materials used in the examples are as follows.

・繊維糸条:
引張強度4,900MPa、引張弾性率235GPa、フィラメント数12,000本、トータル繊度800tex、ボビン上の糸条幅6mm、糸条厚み0.16mm、糸条幅/糸条厚み比38(扁平形態)、エポキシ樹脂を主成分とするサイジング剤を0.5重量%付着してなる扁平状の無撚炭素繊維糸条。
・ Fiber yarn:
Tensile strength 4,900 MPa, tensile elastic modulus 235 GPa, number of filaments 12,000, total fineness 800 tex, thread width 6 mm on bobbin, thread thickness 0.16 mm, thread width / thread thickness ratio 38 (flat form), epoxy A flat untwisted carbon fiber yarn formed by adhering 0.5% by weight of a sizing agent mainly composed of a resin.

・ステッチ糸条:
フィラメント数36本、トータル繊度5.6texであるポリエステル繊維糸条。
・ Stitch yarn:
Polyester fiber yarn with 36 filaments and total fineness of 5.6 tex.

(実施例1)
配向角度[+45°/0°/−45°/90°/−45°/0°/+45°]で7層が鏡面対称に積層され、かつ、各層の目付が120g/m/層である多軸基材A(幅125cm)を作製した。以下、詳細を記載する。
(A)たて糸解舒工程 :たて糸クリールに188本配置された炭素繊維糸条を、0.5m/minの速度で横取り解舒した。横取り解舒においては、別途設けた駆動ローラd2で引出した。
(B)たて糸引出工程 :炭素繊維糸条のそれぞれを、ボビン上の糸条幅よりも大きい糸条幅(9mm)に開繊しながら引き揃えた。開繊手段として、その軸方向に揺動するローラr1(自由回転し、その表面には軸方向と平行に複数のスリットが彫刻されているもの)、揺動しない非揺動のローラr0、r2(梨地加工された円形の自由回転ローラ)に、隣り合う炭素繊維糸条同士を交互に異なるローラr1、r1’にそれぞれ通過させる手段を用いた。ローラr1、r1’、r0、r2群などは150℃の範囲の雰囲気下に配置した。
(C)たて糸シート形成工程 :開繊された炭素繊維糸条を、糸条幅を同一に規制しながら125cm幅のたて糸シートを形成した。規制手段として、2つのリードl1、l2に炭素繊維糸条を通過させる手段を用いた。その際、クリール側のリードl1の筬羽間の幅は、巻取側リードl2の105%とし、巻取側リードl2はコンタクトローラct2の直前とした。たて糸の設定糸条幅はそれぞれ6.7mm幅であり、実際の糸条幅の平均値は6.7mm(変動係数CV値10%以下)であった。
(D)たて糸シート積層工程 :形成したたて糸シートを一旦巻き取ることなく、ダイレクトに積層ローラct2(積層体とのクリアランス距離=1mm)を介して積層体に接触させながらたて糸シートを挿入した。たて糸シートの送出手段として、表面がプラスチックで被覆された駆動ローラd1、d2(たて糸との接触角度が130°)および駆動ローラd2に従属して消極回転するニップローラn1から構成される送出ローラ手段を用いた。また、送出ローラよりもクリール側に配置している自由回転ローラr0、r2のたて糸の接触角度はいずれも最大で80°とした。
(H)よこ糸解舒工程 :よこ糸クリールに18本配置された炭素繊維糸条を、別途設けた駆動ローラで引出しながら、実質的に一定速度で横取り解舒した。各ボビンには、自重でボビン径の変化に追従できる機構を有するコンタクトローラを接触させつつ解舒した。(K)のよこ糸シート積層工程では間欠的によこ糸テープが積層されるため、ボビン群からは実質的に一定速度で横取り解舒されるように、よこ糸クリールとよこ糸シート挿入手段との間にダンサーローラを配置した。
(I)よこ糸引出工程 :炭素繊維糸条のそれぞれを、ボビン上の糸条幅よりも大きい糸条幅(9mm)に開繊しながら引き揃えた。開繊手段として、隣り合う炭素繊維糸条同士を交互に異なるローラにそれぞれ通過させる手段を用いた。各ローラは200℃の範囲の雰囲気下に配置した。
(J)よこ糸シート形成工程 :開繊された炭素繊維糸条を、糸条幅を同一に規制しながら10cm幅のよこ糸シートを形成した。規制手段として、1つのリードに炭素繊維糸条を通過させる手段を用いた。その際、リードはよこ糸シート挿入手段の直前とした。よこ糸の設定糸条幅は6.7mm幅であり、実際の糸条幅も6.7mm(変動係数CV値10%以下)であった。
(K)よこ糸シート積層工程 :形成したよこ糸シートをよこ糸シート挿入手段により挿入した。よこ糸シート挿入手段として、2つのクランプ、すなわち、よこ糸シートの一方を把持して積層体の上方に配置するクランプ、および、積層体の上方に配置されたよこ糸シートのもう一方を把持するクランプを用い、両クランプがそのまま下方に移動して挿入する手段を用いた。挿入されたよこ糸シートは、(E)の搬送工程で搬送されはじめると同時に切断した。
(E)搬送工程 :積層体を、基材全幅の90%の幅を有するベルトコンベアで0.5m/minの速度で搬送した。積層体には自重で撓む現象は見られなかった。
(F)一体化工程 :交差積層された7層の積層体を、5ゲージ(2.0コース/cm)、ループ距離3.8mm(2.6ウェール/cm)になるように1回のステッチにて一体化した。編組織は、ガイドバー2枚を用いて、鎖編と2×1ラップ挿入糸との組み合わせ、鎖編のステッチ糸条の供給量は3,700mm/ラック(480コース)とした。
(G)巻取工程 :一体化した多軸基材を、表面駆動の巻取手段にて直径が300mmの紙管に3m巻き取った。
Example 1
Seven layers are laminated mirror-symmetrically at an orientation angle [+ 45 ° / 0 ° / −45 ° / 90 ° / −45 ° / 0 ° / + 45 °], and the basis weight of each layer is 120 g / m 2 / layer. Multiaxial substrate A (width 125 cm) was produced. Details will be described below.
(A) Warp unwinding step: 188 carbon fiber yarns arranged on the warp yarn creel were unrolled at a speed of 0.5 m / min. In the side unraveling, it was pulled out by a separately provided drive roller d2.
(B) Warp yarn drawing step: The carbon fiber yarns were aligned while being opened to a yarn width (9 mm) larger than the yarn width on the bobbin. As an opening means, a roller r1 that swings in the axial direction (which freely rotates and has a plurality of slits engraved on its surface parallel to the axial direction), non-oscillating rollers r0 and r2 that do not swing A means for passing adjacent carbon fiber yarns alternately through different rollers r1 and r1 ′ was used for the (free-textured circular free rotating roller). The rollers r1, r1 ′, r0, r2 and the like were arranged in an atmosphere in the range of 150 ° C.
(C) Warp yarn sheet forming step: A warp yarn sheet having a width of 125 cm was formed on the opened carbon fiber yarn while regulating the yarn width to be the same. As the restricting means, means for passing the carbon fiber yarn through the two leads 11 and 12 was used. At that time, the width between the wings of the creel side lead l1 was 105% of the winding side lead l2, and the winding side lead l2 was immediately before the contact roller ct2. The set yarn widths of the warp yarns were each 6.7 mm, and the average actual yarn width was 6.7 mm (variation coefficient CV value of 10% or less).
(D) Warp Thread Sheet Laminating Step: The warp yarn sheet was inserted while directly contacting the laminated body via the laminating roller ct2 (clearance distance to the laminated body = 1 mm) without winding the formed warp sheet once. As a warp yarn sheet feeding means, there is a feeding roller means composed of driving rollers d1 and d2 (contact angle with the warp yarn of 130 °) whose surfaces are coated with plastic and a nip roller n1 which rotates in a reverse direction depending on the driving roller d2. Using. In addition, the contact angle of the warp yarns of the free rotation rollers r0 and r2 arranged on the creel side with respect to the delivery roller was set to 80 ° at the maximum.
(H) Weft unwinding step: The carbon fiber yarns arranged in 18 weft creels were unwound at a substantially constant speed while being pulled out by a separately provided drive roller. Each bobbin was unwound while contacting with a contact roller having a mechanism capable of following the change in bobbin diameter by its own weight. In the weft sheet laminating process of (K), the weft tape is intermittently laminated, so that the dancer is inserted between the weft creel and the weft sheet inserting means so that the bobbin group can be taken off at a substantially constant speed. A roller was placed.
(I) Weft drawing step: The carbon fiber yarns were aligned while being opened to a yarn width (9 mm) larger than the yarn width on the bobbin. As the opening means, means for passing adjacent carbon fiber yarns alternately through different rollers was used. Each roller was placed in an atmosphere in the range of 200 ° C.
(J) Weft sheet forming step: A weft sheet having a width of 10 cm was formed on the opened carbon fiber yarn while regulating the yarn width to be the same. As the regulating means, means for passing the carbon fiber yarn through one lead was used. At that time, the lead was immediately before the weft sheet inserting means. The set yarn width of the weft yarn was 6.7 mm, and the actual yarn width was also 6.7 mm (variation coefficient CV value 10% or less).
(K) Weft sheet lamination step: The formed weft sheet was inserted by the weft sheet inserting means. As the weft sheet inserting means, two clamps, that is, a clamp that grips one of the weft sheets and places it above the laminate, and a clamp that grips the other of the weft sheets placed above the stack are used. The means for inserting both clamps as they were moved downward was used. The inserted weft sheet was cut at the same time as it started to be conveyed in the conveying step (E).
(E) Conveying step: The laminate was conveyed at a speed of 0.5 m / min by a belt conveyor having a width of 90% of the entire width of the substrate. The laminate was not bent by its own weight.
(F) Integration step: One-time stitching of the cross-layered seven-layer laminate so as to be 5 gauge (2.0 course / cm) and a loop distance of 3.8 mm (2.6 wal / cm) Integrated. The knitting structure was a combination of chain knitting and 2 × 1 wrap insertion yarn using two guide bars, and the supply amount of stitch yarn for chain knitting was 3,700 mm / rack (480 courses).
(G) Winding step: The integrated multiaxial base material was wound up by 3 m on a paper tube having a diameter of 300 mm by a surface-driven winding means.

得られた多軸基材は、たて糸シートの層を基材の最外層以外に安定して挿入し積層することができた。また、各層においてギャップは殆ど見受けられず、2mmを超える繊維糸条同士の隙間の頻度は、0.3個/mであった。 The obtained multiaxial base material was able to be stably inserted and laminated with the warp sheet layer other than the outermost layer of the base material. In addition, almost no gap was observed in each layer, and the frequency of the gap between the fiber yarns exceeding 2 mm was 0.3 / m 2 .

(実施例2)
配向角度[0°/+45°/−45°/90°/−45°/+45°/0°]で7層が鏡面対称に積層され、
(C)のたて糸シート形成工程で、規制手段として、4つのリードl1、l2、l3、l4に炭素繊維糸条を通過させる手段を用い、クリール側のリードl1の筬羽間の幅は、巻取側リードl3の104%、l4の106%、l2の106%とし、最も巻取側リードl2はコンタクトローラct2の直前としたこと、
(D)のたて糸シート積層工程で、たて糸シートの送出手段として、表面が硬質クロムメッキ処理した駆動ローラd1、d2(たて糸との接触角度が130°)を用い、ニップローラn1を用いなかったこと、
(E)の搬送工程で、最外層に配置されているたて糸シートを構成している複数のたて糸に分割してそれぞれの配列位置を穴あきガイドl5で決めて、それらを引き揃えて再度たて糸シートを形成して、再開繊手段sp3(3本の固定ローラr11、r12、r13、r12の接触角度75°)を通過させたこと、
(F)の一体化工程で、最外層に配置されている層とが接触を開始するポイントにステッチコームにステンレス製の面状体のカバーfcを取り付けたこと、および
(G)の巻取工程で、直径が80mmの紙管を用いたこと、
以外は、実施例1と同様にして多軸基材を得た。得られた多軸基材のステッチ糸を解いて分解して観察した結果、たて糸の各々の糸長および糸条幅のばらつきは殆ど観察されなかった。また、各層においてギャップは殆ど見受けられず、2mmを超える繊維糸条同士の隙間の頻度は0.1個/mであり、実施例1で得られた多軸基材よりも優れた多軸基材であった。
(Example 2)
Seven layers are laminated mirror-symmetrically at an orientation angle [0 ° / + 45 ° / −45 ° / 90 ° / −45 ° / + 45 ° / 0 °]
In the warp sheet forming step (C), means for passing the carbon fiber thread through the four leads l1, l2, l3, and l4 are used as the regulating means, and the width between the wings of the lead l1 on the creel side is 104% of take-up side lead l3, 106% of l4, 106% of l2, and most take-up side lead l2 was immediately before contact roller ct2,
(D) In the warp sheet laminating step, the driving rollers d1 and d2 (contact angle with the warp is 130 °) having a hard chrome plating surface as the warp sheet feeding means, and the nip roller n1 was not used.
In the conveying step (E), the warp yarn sheet is divided into a plurality of warp yarns constituting the warp yarn sheet arranged in the outermost layer, the respective arrangement positions are determined by the perforated guide l5, and they are aligned and re-warped. And re-passing means sp3 (contact angle 75 ° of three fixed rollers r11, r12, r13, r12),
In the integration step of (F), a stainless steel planar cover fc is attached to the stitch comb at the point where contact with the layer arranged in the outermost layer starts, and the winding step of (G) And using a paper tube with a diameter of 80 mm,
Except for this, a multiaxial substrate was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of disassembling and observing the obtained multiaxial base material stitch yarn, variations in the length and width of each warp yarn were hardly observed. In addition, almost no gap was observed in each layer, and the frequency of gaps between fiber yarns exceeding 2 mm was 0.1 / m 2 , which was superior to the multiaxial substrate obtained in Example 1. It was a substrate.

(比較例1)
(A)のたて糸解舒工程で、予め188本を整経したビームを用いた点、
(C)のたて糸シート形成工程で、糸条幅を同一に規制しなかった点(たて糸の設定糸条幅はなく、実際の糸条幅は平均7mmだが、4〜9mmの範囲で大きくばらついており、変動係数CV値は25%を超えていた)、
(D)のたて糸シート積層工程で、積層体から20mm離れた位置に配置されたローラを介してたて糸シートを挿入した点、たて糸シートの送出手段として、表面が金属の駆動ローラを用い、かつ、ニップローラを使用しなかった点、送出ローラよりもクリール側に配置している自由回転ローラのたて糸の接触角度はいずれも最大で150°とした点、
(H)のよこ糸解舒工程で、よこ糸をコンタクトローラおよびダンサーローラを用いずに、間欠的に横取り解舒した点、
(I)のよこ糸引出工程で、ローラを25℃の雰囲気下に配置した点、
(J)のよこ糸シート形成工程で、糸条幅を同一に規制しなかった点、
(K)のよこ糸シート積層工程で、挿入されたよこ糸シートを切断せずに、多軸基材の端部で折り返しながら挿入した点、
(E)の搬送工程で、ベルトコンベアを用いず端部のみを把持して搬送した点、
(G)の巻取工程で、直径が80mmの紙管を用いた点、
以外は実施例1と同様にして多軸基材を得た。得られた多軸基材のステッチ糸を解いて分解して観察した結果、たて糸の各々の糸長および糸条幅がばらついており一部に局所的な屈曲が観察された。また、よこ糸も搬送工程で積層体の自重で撓む現象が発生したことによる配列角度のズレがみられた。更に、各層において2mmを超えるギャップが散見され、隙間の頻度は4個/mであった。
(Comparative Example 1)
(A) In the warp unwinding step, a point using 188 warps in advance,
(C) In the warp yarn sheet forming process, the yarn width was not regulated the same (there is no warp setting yarn width, the actual yarn width is 7 mm on average, but varies widely in the range of 4 to 9 mm Coefficient CV value was over 25%),
In the warp sheet laminating step of (D), a point where the warp sheet is inserted through a roller disposed at a position 20 mm away from the laminate, a driving roller having a metal surface as a warp sheet feeding means, and The point where the nip roller was not used, the contact angle of the warp yarn of the free rotation roller arranged on the creel side with respect to the delivery roller was 150 ° at the maximum,
In the weft unwinding process of (H), weft unwinding the weft thread intermittently without using contact rollers and dancer rollers,
In the weft drawing process of (I), the roller is placed in an atmosphere of 25 ° C.,
(J) In the weft sheet forming process, the yarn width was not regulated the same,
In the weft sheet stacking step of (K), the inserted weft sheet is inserted while being folded at the end of the multiaxial substrate without cutting.
(E) In the transporting process, the belt conveyor is not used and only the edge is gripped and transported,
In the winding process of (G), a point using a paper tube having a diameter of 80 mm,
Except for this, a multiaxial substrate was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of disassembling and observing the stitch yarn of the obtained multiaxial base material, the yarn length and the yarn width of each warp yarn varied, and local bending was partially observed. In addition, weft misalignment was observed due to the phenomenon that the weft yarn was bent by its own weight in the conveying process. Further, gaps exceeding 2 mm were found in each layer, and the frequency of the gaps was 4 / m 2 .

本発明の多軸基材の製造方法によれば、一層当たりの繊維糸条の目付が低目付であってもギャップが形成されず、高い積層構成の自由度を有した多軸基材を得ることができる。かかる多軸基材を用いると、表面品位、力学特性、その耐久性および品質安定性に優れた複合材料を安価に得ることができるため、航空機、自動車および船舶などの構造部材、外装部材および内装部材などをはじめ、コンクリートなどの構造体の補修・補強、ゴルフシャフトや釣竿などのスポーツ用品などに用いることができる。   According to the method for producing a multiaxial base material of the present invention, a gap is not formed even if the basis weight of the fiber yarn per layer is low, and a multiaxial base material having a high degree of freedom in a laminated structure is obtained. be able to. When such a multiaxial substrate is used, a composite material excellent in surface quality, mechanical properties, durability and quality stability can be obtained at a low cost. Therefore, structural members such as aircraft, automobiles and ships, exterior members and interiors It can be used for repairing / reinforcing structures such as members, concrete, and other sports equipment such as golf shafts and fishing rods.

本発明の多軸基材を製造する製造工程と装置の一例を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows an example of the manufacturing process and apparatus which manufacture the multiaxial base material of this invention. 本発明の多軸基材を製造する装置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the apparatus which manufactures the multiaxial base material of this invention. 本発明で用いられる規制ガイドローラの一例を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows an example of the control guide roller used by this invention. 本発明で用いられる別の規制ガイドローラの一例を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows an example of another regulation guide roller used by this invention. 本発明で用いられる搬送工程の一例を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows an example of the conveyance process used by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

0:たて糸群
1、2、3、4、5:シート化前の部分たて糸シート
l0、l1、l2、13、14:リード
15:穴あきガイド
bb:ボビン
bc:搬送手段
cl:たて糸クリール
ct1:コンタクトローラ
ct2:積層ローラ
d0、d1、d2:駆動ローラ
f1、f2:フロア
n1、n2:ニップローラ
pt:多軸基材の巻物状物
r0、r1、r1’、r2、r7、r8:ローラ
r3、r4:溝付ローラ
r5、r6、r9、r10:一体化ローラ
r11、r12、r13:固定ローラ
s1、s3、s5、s6、s7:たて糸シート
s2、s4:よこ糸シート
sa:多軸基材
sp1、sp2:開繊手段
sp3:再開繊手段
st:一体化手段
sc:ステッチコーム
fc:面状体のカバー
wa1:たて糸シート挿入手段
wd:巻取手段
we1、we2:よこ糸シート挿入手段
0: Warp yarn groups 1, 2, 3, 4, 5: Partial warp yarn sheets 10, 11, 12, 13, 14 before sheeting: Lead 15: Perforated guide bb: Bobbin bc: Conveying means cl: Warp yarn creel ct1: Contact roller ct2: Laminated rollers d0, d1, d2: Driving roller f1, f2: Floor n1, n2: Nip roller pt: Multi-axis substrate roll r0, r1, r1 ′, r2, r7, r8: Roller r3, r4: grooved rollers r5, r6, r9, r10: integrated rollers r11, r12, r13: fixed rollers s1, s3, s5, s6, s7: warp sheet s2, s4: weft sheet sa: multiaxial substrate sp1, sp2: Opening means sp3: Reopening means st: Integration means sc: Stitch comb fc: Cover of sheet material wa1: Warp sheet insertion means wd: Winding means we1, we2 : Weft sheet insertion means

Claims (19)

多数本の繊維糸条が並行にシート状に配列されて層を構成し、該層の少なくとも2層以上が繊維糸条が交差するように積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化されてなる多軸基材の製造方法において、該多軸基材を構成するたて糸シートの層を形成して該層を交差積層する際に、下記の(A)、(B)、(C)および(D)の工程を経ることを特徴とする多軸基材の製造方法。
(A)繊維糸条を、ボビン群から実質的に一定速度で横取り解舒するたて糸解舒工程、
(B)解舒された複数のたて糸を、それぞれボビン上の繊維糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊しながら引き揃えるたて糸引出工程、
(C)引出されたそれぞれのたて糸の糸条幅を実質的に同一に規制しながら引き揃えてたて糸シートの層を形成するたて糸シート形成工程、
(D)形成されたたて糸シートの層を積層ローラを介して積層体に実質的に接触させながら交差積層するたて糸シート積層工程。
A large number of fiber yarns are arranged in parallel in a sheet to form a layer, and at least two of the layers are laminated so that the fiber yarns intersect to form a laminate, and the laminate is integrated In the method for producing a multiaxial base material, the following (A), (B), (C) are used when forming a warp sheet layer constituting the multiaxial base material and cross-laminating the layers. ) And (D), and a method for producing a multiaxial substrate.
(A) A warp unwinding step of laterally unwinding the fiber yarn from the bobbin group at a substantially constant speed;
(B) A warp drawing step of drawing a plurality of unraveled warp yarns while opening them to a yarn width larger than the fiber yarn width on the bobbin,
(C) a warp sheet forming step of forming a layer of warp sheets that are aligned while regulating the width of each drawn warp thread substantially the same,
(D) A warp sheet laminating step in which the formed warp sheet layers are cross-laminated while being substantially in contact with the laminated body via a laminating roller.
多軸基材を構成するよこ糸シートの層を形成して該層を交差積層する際に、下記の(H)、(I)、(J)および(K)の工程を経ることを特徴とする請求項1記載の多軸基材の製造方法。
(H)繊維糸条を、ボビン群から実質的に一定速度で横取り解舒するよこ糸解舒工程、
(I)解舒された複数のよこ糸を、それぞれボビン上の繊維糸条幅よりも大きい糸条幅に開繊しながら引き揃えるよこ糸引出工程、
(J)引出されたそれぞれのよこ糸の糸条幅を実質的に同一に規制しながら引き揃えてよこ糸シートの層を形成するよこ糸シート形成工程、
(K)形成されたよこ糸シートの層を交差積層するよこ糸シート積層工程。
When forming a weft sheet layer constituting a multiaxial substrate and cross-laminating the layers, the following steps (H), (I), (J) and (K) are performed. The manufacturing method of the multiaxial base material of Claim 1.
(H) a weft unwinding step in which a fiber yarn is unrolled from a bobbin group at a substantially constant speed;
(I) a weft drawing step of drawing a plurality of unraveled weft yarns while opening them to a yarn width larger than the fiber yarn width on the bobbin,
(J) a weft sheet forming step in which a weft sheet layer is formed by aligning the widths of the drawn weft threads to be substantially the same while forming a weft sheet layer;
(K) A weft sheet laminating step in which layers of the formed weft sheet are cross-laminated.
(D)のたて糸シート積層工程もしくは(K)のよこ糸シート積層工程と、同時またはそれ以降に、下記の(E)、(F)および(G)の工程を通過させることを特徴とする請求項1または2記載の多軸基材の製造方法。
(E)交差積層される各層または交差積層された各層を、一体化される箇所まで、各層の全幅の半分以上の幅を有する搬送手段で搬送する搬送工程、
(F)交差積層された各層を一体化手段にて一体化する一体化工程、
(G)一体化された多軸基材を、直径75〜400mmのコアに巻き取る巻取工程。
The following (E), (F) and (G) steps are allowed to pass simultaneously with or after the warp sheet laminating step (D) or the weft sheet laminating step (K). A method for producing a multiaxial substrate according to 1 or 2.
(E) a transporting step of transporting each layer that is cross-stacked or each layer that is cross-stacked by a transport unit having a width that is at least half of the total width of each layer, to a location where they are integrated;
(F) an integration step of integrating the cross-layered layers by an integration means,
(G) A winding step of winding the integrated multiaxial base material around a core having a diameter of 75 to 400 mm.
(E)の搬送工程において、交差積層された各層のうち最外層に配置されているたて糸シートを、該たて糸シートを構成している複数のたて糸に分割してそれぞれの配列位置を決め、それらを引き揃えて再度たて糸シートを形成して、複数のローラで構成されるローラ群を通過させることを特徴とする請求項3記載の多軸基材の製造方法。   In the conveying step (E), the warp yarn sheet arranged in the outermost layer among the cross-laminated layers is divided into a plurality of warp yarns constituting the warp yarn sheet, and the arrangement positions thereof are determined. 4. The method for producing a multi-axis substrate according to claim 3, wherein the warp yarn sheet is formed again by aligning and passing through a roller group composed of a plurality of rollers. (C)のたて糸シート形成工程と(D)のたて糸シート積層工程とが連続的に行われ、両工程間にたて糸シートを一旦巻き取る工程が含まれないことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   The warp sheet forming step (C) and the warp sheet stacking step (D) are continuously performed, and the step of temporarily winding the warp sheet between the two steps is not included. The manufacturing method of the multiaxial base material in any one of. (A)のたて糸解舒工程において、積層体を一体化する一体化手段が配置されているフロアと、複数のたて糸を引き出すクリールが配置されているフロアとが異なるフロアであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   In the warp unwinding step of (A), the floor on which the integration means for integrating the laminate is arranged and the floor on which creels for pulling out the plurality of warps are arranged are different floors. The manufacturing method of the multiaxial base material in any one of Claims 1-5. (A)のたて糸解舒工程において、複数のたて糸を引き出すクリール、および、積層体を搬送する搬送手段を平面からみた場合、それぞれの中心が実質的に同一線上に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   In the warp unwinding step of (A), when the creel for pulling out a plurality of warps and the transport means for transporting the laminate are viewed from a plane, the respective centers are arranged substantially on the same line. The manufacturing method of the multiaxial base material in any one of Claims 1-6 to do. (B)のたて糸引出工程において、複数のたて糸を、温度50〜250℃の範囲の雰囲気下で複数のローラで構成されるローラ群を通過させるか、および/または、温度50〜250℃の範囲の加熱されているローラを少なくとも含む複数のローラで構成されるローラ群を通過させて、開繊することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   In the warp drawing process of (B), a plurality of warps are passed through a roller group composed of a plurality of rollers in an atmosphere having a temperature in the range of 50 to 250 ° C and / or a temperature in the range of 50 to 250 ° C. The method for producing a multiaxial substrate according to any one of claims 1 to 7, wherein a fiber group comprising a plurality of rollers including at least a heated roller is passed and opened. ローラ群が、その軸方向に揺動している揺動ローラと、揺動していない非揺動ローラとの組み合わせで構成されていることを特徴とする請求項4または8記載の多軸基材の製造方法。   9. The multiaxial base according to claim 4, wherein the roller group is configured by a combination of a swinging roller swinging in the axial direction thereof and a non-swinging roller not swinging. A method of manufacturing the material. (C)のたて糸シート形成工程におけるたて糸の糸条幅を規制する手段、または、(E)の搬送工程におけるたて糸の配列位置を決める手段が、たて糸を所定の寸法に規制するガイドであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   (C) The means for regulating the width of the warp yarn in the warp sheet forming step or the means for determining the arrangement position of the warp yarns in the conveying step (E) is a guide for regulating the warp yarns to a predetermined dimension. The manufacturing method of the multiaxial base material in any one of Claims 1-9. (C)のたて糸シート形成工程におけるたて糸の糸条幅の規制を、接触角度90°以上で接触させるローラ全ての直前に配置することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   The multiaxial shaft according to any one of claims 1 to 10, wherein the restriction of the warp yarn width in the warp yarn sheet forming step (C) is arranged immediately before all the rollers to be contacted at a contact angle of 90 ° or more. A method for producing a substrate. ガイドが、所定の寸法の溝を設けた溝付ローラ、筬もしくはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項10または11記載の多軸基材の製造方法。   The method for producing a multi-axis substrate according to claim 10 or 11, wherein the guide is a grooved roller provided with a groove having a predetermined dimension, a flange, or a combination thereof. (C)のたて糸シート形成工程におけるたて糸の糸条幅の規制を、少なくとも2本のローラを隣り合う緯糸を交互に互い違いに通過させることにより行うことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   The warp yarn width in the warp sheet forming step (C) is performed by alternately passing adjacent wefts alternately through at least two rollers. The manufacturing method of the multiaxial base material of description. (D)のたて糸シート積層工程におけるたて糸シートを送り出す送出手段が、少なくとも、駆動ローラおよびニップローラから構成される送出ローラ、ならびに該送出ローラとクリールとの間に配置される自由回転ローラで構成され、かつ、該自由回転ローラの少なくとも1つにおけるたて糸の接触角度が90°未満であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   (D) The warp sheet feeding step in the warp sheet stacking step is composed of at least a feed roller composed of a drive roller and a nip roller, and a free rotating roller disposed between the feed roller and the creel. The method for producing a multiaxial substrate according to any one of claims 1 to 13, wherein a contact angle of the warp yarn in at least one of the free rotating rollers is less than 90 °. 層の積層数が5〜12層であり、かつ、各層が鏡面対象に交差積層されて積層体を構成していることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   The multiaxial base material according to any one of claims 1 to 14, wherein the number of layers is 5 to 12 and each layer is cross-laminated to a mirror surface to form a laminate. Manufacturing method. 最外層以外の層に、多軸基材の長手方向と平行な角度(0°)に繊維糸条が配列されていることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   The multiaxial base according to any one of claims 1 to 15, wherein fiber yarns are arranged at an angle (0 °) parallel to the longitudinal direction of the multiaxial base material in a layer other than the outermost layer. A method of manufacturing the material. (F)の一体化工程における一体化手段が、ステッチ糸条にて一体化するものであることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   The method for producing a multiaxial substrate according to any one of claims 1 to 16, wherein the integration means in the integration step (F) is integrated by stitch yarns. ステッチ糸条にて一体化するステッチ手段において、ステッチコームが多軸基材の全幅に渡って面状体のカバーを有することを特徴とする請求項17記載の多軸基材の製造方法。   18. The method for producing a multiaxial substrate according to claim 17, wherein in the stitching means integrated by the stitch yarn, the stitch comb has a cover of a planar body over the entire width of the multiaxial substrate. (F)の一体化工程における一体化手段が、積層体の層間および表面に配置された樹脂材料にて一体化するものであることを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の多軸基材の製造方法。   The integration means in the integration step of (F) is one that integrates with resin materials arranged between the layers and on the surface of the laminated body. Manufacturing method of shaft substrate.
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