JP2007162151A - 2軸ステッチ基材およびプリフォーム - Google Patents
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Abstract
賦形性・取扱性に優れた2軸ステッチ基材およびプリフォームを提供する。
【解決手段】
多数本の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを複数枚、強化繊維糸条が実質的に直交するように積層してステッチ糸Aにて一体化した2軸ステッチ基材であって、配列された強化繊維糸条の一方向を0°とした場合の±45°方向における賦形限界せん断変形角(A)と、配列された強化繊維糸条の他方向を0°とした場合の±45°方向における賦形限界せん断変形角(B)とがいずれも45〜80°の範囲内となるようにする。
【選択図】 図3
Description
(1) 多数本の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを複数枚、強化繊維糸条が実質的に直交するように積層してステッチ糸Aにて一体化した2軸ステッチ基材であって、配列された強化繊維糸条の一方向を0°とした場合の±45°方向における賦形限界せん断変形角(A)と、配列された強化繊維糸条の他方向を0°とした場合の±45°方向における賦形限界せん断変形角(B)とがいずれも45〜80°の範囲内である2軸ステッチ基材。
(2)賦形限界せん断変形角(A)、(B)の比が1〜1.2の範囲内である、上記(1)に記載の2軸ステッチ基材。
(3)ステッチ糸Aのステッチ長Saとゲージ長Gaとが実質的に同一であり、かつステッチ長Saが3〜50mmの範囲内である、上記(1)または(2)に記載の2軸ステッチ基材。
(4)シートは、強化繊維糸条が2軸ステッチ基材の長手方向に関して0°または90°に配向するように積層されている、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の2軸ステッチ基材。
(5)ステッチ糸Aがスパンデックスから構成されている、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の2軸ステッチ基材。
(6)上記(1)〜(5)のいずれかに記載の2軸ステッチ基材が二次曲面を有する形状に賦型されているプリフォーム。
(7)複数組の2軸ステッチ基材を含み、かつ、それら複数組の2軸ステッチ基材は、それら複数組の2軸ステッチ基材を縫合するステッチ糸B、および/または、それら複数組の2軸ステッチ基材の間に配置され固着する、粒子、カットファイバー、織物、編物、不織布およびメッシュからなる群から選ばれる少なくとも1種の材料で係合されている、上記(6)記載のプリフォーム。
賦形限界せん断変形角を測定する、強化繊維糸条が2方向に配列し、かつ直交している基材として、以下の5種類のものを用意した。
A.平織基材CO6343B(東レ社製):炭素繊維フィラメントが3000本束ねられた糸条が2軸に直交している、平織組織の織物。
B.平織基材BT70−30(東レ社製):炭素繊維フィラメントが12000本束ねられた糸条が2軸に直交して平織組織した織物。
C.2軸ステッチ基材C:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が+45°/−45°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが5mm、ステッチ長Saが2.3mmで鎖編により一体化されている+45°/−45°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
D.2軸ステッチ基材D:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが5mm、ステッチ長Saが2.3mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
E.2軸ステッチ基材E:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが2.3mm、ステッチ長Saが2.3mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
F.2軸ステッチ基材F:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが55mm、ステッチ長Saが55mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
G.2軸ステッチ基材G:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが3mm、ステッチ長Saが3mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
H.2軸ステッチ基材H:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが5mm、ステッチ長Saが5mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
I.2軸ステッチ基材I:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが10mm、ステッチ長Saが10mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
J.2軸ステッチ基材J:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが50mm、ステッチ長Saが50mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
K.2軸ステッチ基材K:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が+45°/−45°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが5mm、ステッチ長Saが5mmで鎖編により一体化されている+45°/−45°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてスパンデックスを用い、実質的に無張力状態で強化繊維を一体化する一方、ステッチ糸Aのステッチ方向と垂直方向に45tex(ECE225 1/2)のガラス繊維からなる挿入糸を配した
L.2軸ステッチ基材L:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/45°の2層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが5mm、ステッチ長Saが5mmで変則1/1トリコット編で一体化されている0°/45°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
M.多軸ステッチ基材M:炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が45°/0°/−45°/90°の4層に引き揃えられ、ゲージ長Gaが5mm、ステッチ長Saが2.3mmで鎖編で一体化されている45°/0°/−45°/90°ステッチ基材。ステッチ糸Aとしてポリエステルマルチフィラメント糸を用いた。
N.非拘束シートN: 炭素繊維フィラメントが24000本束ねられた糸条が0°/90°の2層に引き揃えてシート状にしただけの非拘束のシート
(実施例1〜5)
上記G〜Kの基材に対して、測定法Zを適用して賦形限界せん断変形角を測定した。すべての試験手順は室温(25℃)中で実施し、詳細は以下のとおりであった。
図9のように半球状の型17への2軸ステッチ基材G〜Kの賦形を行い、実施例1〜5で賦形限界せん断変形角が0°方向、90°方向いずれも45°以上と平織物以上であった2軸ステッチ基材G〜Kの賦形性が高いことを確認した。
実施例1〜5と同様に、A〜Fの基材に対して、測定法Zを適用して賦形限界せん断変形角を測定した。測定された賦形限界せん断変形角を表3にまとめた。また、図4のa)、b)に2軸ステッチ基材Cの0°方向試験片、90°方向試験片の、図5に2軸ステッチ基材Dの0°方向試験片のそれぞれの荷重−変位曲線を示した。
実施例6〜10と同様に、A〜Fの基材及びL〜Nの基材について、図9に示した半球状の型17への賦形を行い、賦形性を検証した。表4にそれぞれの基材の賦形後の外観についてまとめた。平織基材である基材A、Bおよび2軸ステッチ基材D、Eは、いずれもほとんどの領域できれいに賦形出来ていたが、半球の縁のあたりで若干のシワや厚み方向のうねりが発生していた。2軸ステッチ基材Cについては、全面にシワが発生し、全く賦形出来なかった。2方向の賦形限界せん断変形角が異なる場合、低い賦形限界せん断変形角で賦形性が決まってしまうと推測された。2軸ステッチ基材Fについては、全面に賦形することが出来たが、繊維蛇行が大きく、一部で目隙が生じた。2軸ステッチ基材Lについては、ほとんどの領域できれいに賦形出来ていたが、半球の縁のあたりで若干のシワや厚み方向のうねりが発生した。またせん断変形性に異方性があり、一方向にのみ大きな変形がおこり、結果目隙が発生した。多軸ステッチ基材Mについては、全面にシワが発生し、全く賦形出来なかった。せん断変形を妨げる方向に強化繊維が配向していることが原因と考えられた。非拘束シートNについては、せん断変形が起きず、強化繊維同士の繋がりもないため、シートに大きな割れが生じ、目隙となった。
2 測定法Zの試験中試験片形状
3 せん断変形が起きている部位(網掛部)
4 鎖編の2軸ステッチ基材
5 鎖編のステッチ糸A
6 0°方向強化繊維糸条
7 90°方向強化繊維糸条
8 変則1/1トリコット編のステッチ糸A
9 測定法Zで最大引張荷重の20%を負荷された後の試験片
10 測定法Zの試験片つかみ部
11 平坦な台
12 透明で平滑な板
13 強化繊維糸条
14 基材
15 押さえ治具上プレート
16 押さえ治具下プレート
17 半球状の賦形型
21 測定法Zの試験片長辺長さL
22 測定法Zの試験片の変位量
23 測定法Zの試験片短辺長さW
24 測定法Zの試験中の対向する2つの長辺の中間点を結んだ線の長さ
25 測定法Zの引張試験前の強化繊維方向
26 測定法Zの引張試験中の強化繊維方向
27 測定法Zの試験片長辺方向(0°方向)
28 測定法Zの試験前試験片の強化繊維方向(45°方向)
29 測定法Zの試験前試験片の強化繊維方向(−45°方向)
30 測定法Zの試験前試験片の2方向の強化繊維のなす角(90°)
31 ゲージ長Ga
32 ステッチ長Sa
33 測定法Zで測定した最大引張荷重
34 測定法Zで測定した最大引張荷重の20%
35 測定法Zにおいて試験片の対向する2辺の長辺の中間点を結んだ線
36 測定法Zにおいて試験片の対向する2辺の長辺の中間点を結んだ線の試験後の幅W’
37 強化繊維糸条の最も出っ張った線
38 強化繊維糸条の最もへっこんだ線
39 強化繊維糸条の最も出っ張った線37と強化繊維糸条の最もへっこんだ線38との中間線
40 基材長手方向
Claims (7)
- 多数本の強化繊維糸条が並行に配列されたシートを複数枚、強化繊維糸条が実質的に直交するように積層してステッチ糸Aにて一体化した2軸ステッチ基材であって、配列された強化繊維糸条の一方向を0°とした場合の±45°方向における賦形限界せん断変形角(A)と、配列された強化繊維糸条の他方向を0°とした場合の±45°方向における賦形限界せん断変形角(B)とがいずれも45〜80°の範囲内である2軸ステッチ基材。
- 賦形限界せん断変形角(A)、(B)の比が1〜1.2の範囲内である、請求項1に記載の2軸ステッチ基材。
- ステッチ糸Aのステッチ長Saとゲージ長Gaとが実質的に同一であり、かつステッチ長Saが3〜50mmの範囲内である、請求項1または2に記載の2軸ステッチ基材。
- シートは、強化繊維糸条が2軸ステッチ基材の長手方向に関して0°または90°に配向するように積層されている、請求項1〜3のいずれかに記載の2軸ステッチ基材。
- ステッチ糸Aがスパンデックスから構成されている、請求項1〜4のいずれかに記載の2軸ステッチ基材。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の2軸ステッチ基材が二次曲面を有する形状に賦型されているプリフォーム。
- 複数組の2軸ステッチ基材を含み、かつ、それら複数組の2軸ステッチ基材は、それら複数組の2軸ステッチ基材を縫合するステッチ糸B、および/または、それら複数組の2軸ステッチ基材の間に配置され固着する、粒子、カットファイバー、織物、編物、不織布およびメッシュからなる群から選ばれる少なくとも1種の材料で係合されている、請求項6記載のプリフォーム。
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