JP2009019201A - Molding material, preform and fiber-reinforced resin - Google Patents

Molding material, preform and fiber-reinforced resin Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding material that exhibits excellent handleability, resin impregnability and shaping properties and productively affords FRP excellent in mechanical properties and qualities, an to provide a preform and FRP obtained by using the same. <P>SOLUTION: The molding material 1 is produced by integrating a laminate constituted of two or more layers of sheets, prepared by parallelly arranging a large number of reinforcing fiber threads 2 and laminated so that the reinforcing resin threads intersect with one another, where (i) a fabric 3, composed of a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material, is arranged at least between the sheets; (ii) the laminates are integrated by a stitch yarn 4 comprising a second thermoplastic resin or by the fabric comprising the first thermoplastic resin; and (iii) slits in the direction traversing the reinforcing fiber threads are arranged all over the surface of the sheet and at least (100-100/n)% of the reinforcing fiber threads, constituting the laminate where the reinforcing fiber threads are orientated towards n axis directions, are cut in a fiber length La of 10-300 mm. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、優れた取扱性、樹脂含浸性、および賦形性を有する成形材料に関するものであって、力学特性および品位の優れた繊維強化樹脂(以下、FRPと記す。)を製造するにあたり、好適に用いられる成形材料、プリフォーム、および、それらからなるFRPに関するものである。   The present invention relates to a molding material having excellent handling properties, resin impregnation properties, and formability, and in producing a fiber reinforced resin (hereinafter referred to as FRP) having excellent mechanical properties and quality. The present invention relates to a suitably used molding material, preform, and FRP comprising the same.

従来から、炭素繊維やガラス繊維を強化繊維としたFRPは、比強度、比弾性率に優れることから、FRPとして軽量化効果の大きいスポーツ用品やレジャー用品をはじめ、航空機用途や一般産業用に多く使われている。   Conventionally, FRP using carbon fiber or glass fiber as reinforced fiber is superior in specific strength and specific elastic modulus. Therefore, FRP is widely used for aircraft and general industries, such as sports equipment and leisure goods that have a large weight reduction effect. It is used.

かかるFRPの成形方法としては、強化繊維基材に予めマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを用い、これを型にセットしてバッグフィルムで覆い、オートクレーブ内で加熱・加圧し、熱硬化性樹脂を硬化させるオートクレーブ成形法や、ドライな状態の強化繊維基材を型内にセットし、型内を減圧した状態(真空状態)で液状の熱硬化性樹脂を注入する真空注入成形法が一般的に広く知られている。しかしながら、オートクレーブ成形法や真空注入成形法では、基材を積層する必要や、バッグフィルムで覆い真空に減圧する必要があり、特に真空注入成形においては熱硬化性樹脂を注入する必要もあった。また、これらの方法では前述した工程を含めて一回あたりの成形時間(サイクルタイム)が比較的長くなるため、例えば生産台数の多い自動車部材などへの適応は困難であった。   As a method of molding such FRP, a prepreg in which a reinforcing fiber base material is impregnated with a matrix resin in advance is used, this is set in a mold, covered with a bag film, heated and pressurized in an autoclave, and the thermosetting resin is cured. In general, there are widely used autoclave molding methods and vacuum injection molding methods in which a reinforced fiber base material in a dry state is set in a mold, and a liquid thermosetting resin is injected under a reduced pressure (vacuum state) in the mold Are known. However, in the autoclave molding method and the vacuum injection molding method, it is necessary to laminate the base materials, and it is necessary to cover with a bag film and reduce the pressure to a vacuum. In particular, in the vacuum injection molding, it is necessary to inject a thermosetting resin. Further, in these methods, since the molding time (cycle time) per process including the above-described steps becomes relatively long, it is difficult to adapt to, for example, automobile members having a large number of production.

かかる問題に対して、FRPを成形する時の積層工程を省略する手段として、強化繊維糸条を多方向に配向させた強化繊維層を積層してステッチ糸により一体化した多軸ステッチ基材が提案されている。しかしながら、かかる技術では、強化繊維層がステッチ糸にて拘束されているため、シングルコンター形状またはダブルコンター形状と呼ばれる円筒や半球の様な形状の曲面に賦形させることが困難であった。すなわち、この多軸ステッチ基材を成形型内に配置させようとした場合には、曲面部で突っ張って所望の形状に賦形できなかったり、材料が元の形状に回復しようとして正確な形状を保持できなかったり、仮に賦形できたとしても皺が発生するという問題があった。   To solve this problem, as a means for omitting the lamination process when molding FRP, a multiaxial stitch base material in which reinforcing fiber layers in which reinforcing fiber yarns are oriented in multiple directions is laminated and integrated by stitch yarns is provided. Proposed. However, with such a technique, the reinforcing fiber layer is constrained by stitch yarns, and thus it is difficult to form a curved surface having a cylindrical or hemispherical shape called a single contour shape or a double contour shape. That is, when trying to place this multi-axis stitch base material in the mold, it cannot be formed into the desired shape by stretching it at the curved surface, or the material will be restored to its original shape with an accurate shape. There was a problem that wrinkles would occur even if it could not be held or if it could be shaped.

この問題を改善する手段として、低融点ポリマーでステッチ糸を構成することが提案されている(例えば、特許文献1など)。しかしながら、この方法では、低融点ポリマーでステッチ糸が構成されていることから、賦形時にステッチ糸を加熱溶融させることで見かけ上の賦形性を向上させることができるが、ステッチ糸を完全に溶融させてしまうと強化繊維糸条の拘束がなくなり、強化繊維層がばらばらになって形態を保持することができず、取り扱いできなくなる問題がある。   As means for improving this problem, it has been proposed to form a stitch yarn with a low melting point polymer (for example, Patent Document 1). However, in this method, since the stitch yarn is composed of a low melting point polymer, it is possible to improve the apparent formability by heating and melting the stitch yarn at the time of shaping, but the stitch yarn is completely When melted, there is a problem that the reinforcing fiber yarns are not restrained, the reinforcing fiber layers are separated, and the shape cannot be maintained and cannot be handled.

また、プリプレグに切れ目を入れることで面内に自由端を形成し、賦形性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献2など)。しかしながら、この方法では、切れ目と切れ目周辺では賦形時の変形挙動が異なることから、プリプレグのように樹脂を含浸させたものでなければ皺が入り易いという問題がある。   In addition, it has been proposed to form a free end in the surface by making a cut in the prepreg to improve the shapeability (for example, Patent Document 2). However, this method has a problem that wrinkles easily occur unless the resin is impregnated with a resin such as a prepreg because the deformation behavior at the time of shaping differs between the cut and the periphery of the cut.

一方、樹脂の注入・硬化の工程を省略する手段として、強化繊維糸条に溶融含浸した後マトリックスとなる熱可塑性樹脂製の繊維を予め一体化して前記多軸ステッチ基材とした成形材料(例えば、特許文献3など)や、前記多軸ステッチ基材の層間に溶融含浸した後マトリックスとなる熱可塑性樹脂製のフィルムを挿入した成形材料(例えば、特許文献4など)が提案されている。   On the other hand, as a means of omitting the resin injection / curing step, a molding material (for example, a multi-axis stitch base material obtained by previously integrating fibers made of a thermoplastic resin that becomes a matrix after melt-impregnating reinforcing fiber yarns) And a molding material (for example, Patent Document 4) in which a film made of a thermoplastic resin that becomes a matrix after being melt-impregnated between layers of the multiaxial stitch base material is proposed.

かかる特許文献3に記載の方法では、多軸ステッチ基材における強化繊維の層の中にマトリックスとなる熱可塑性樹脂製の繊維を配置している成形材料であるため樹脂含浸性に劣り、樹脂の含浸には高い圧力が必要であるという問題があった。また、マトリックスとなる熱可塑性樹脂を強化繊維の中に含浸させる際には、含浸すべき箇所に存在する空気を効率的に系外に逃がす、すなわち空気の系外への経路を形成することが重要となるが、強化繊維に熱可塑樹脂製の繊維を予め一体化しているため、空気の系外への経路が狭く、加圧・加熱中に簡単に閉塞されてしまい、その結果、FRP中にボイドとして残存しやすいという問題があった。さらには、強化繊維に合成樹脂繊維を予め一体化する必要があるため、工程が増加することによりコストアップするという問題もあった。   In the method described in Patent Document 3, the resin impregnating property is inferior because the resin is made of thermoplastic resin fibers serving as a matrix in the reinforcing fiber layer of the multiaxial stitch base material. There is a problem that high pressure is required for impregnation. Further, when the reinforcing fiber is impregnated with the thermoplastic resin serving as a matrix, the air present at the location to be impregnated can be efficiently released to the outside of the system, that is, a path of air to the outside of the system can be formed. Importantly, because the fiber made of thermoplastic resin is pre-integrated with the reinforcing fiber, the path to the outside of the system is narrow and easily blocked during pressurization and heating. As a result, in the FRP There is a problem that it tends to remain as a void. Furthermore, since it is necessary to integrate the synthetic resin fiber with the reinforcing fiber in advance, there is a problem that the cost increases due to an increase in the number of steps.

また、特許文献4に記載の方法では、強化繊維の層のそれぞれが厚く目付が大きいので、マトリックスとなる熱可塑性樹脂製のフィルムを溶融させた後、厚み方向に完全に含浸させるのが難しいという問題があった。   Further, in the method described in Patent Document 4, since each of the reinforcing fiber layers is thick and has a large basis weight, it is difficult to completely impregnate in the thickness direction after melting the thermoplastic resin film as a matrix. There was a problem.

なお、上記熱可塑性樹脂製の樹脂フィルムを用いた場合の問題に対して、強化繊維シートおよび熱可塑性樹脂の不織布を積層して加熱・加圧したプリプレグまたはセミプレグ状態の成形材料も提案されている(例えば、特許文献5など)。しかしながら、成形材料の面方向全面にわたって樹脂を強化繊維に含浸させてプリプレグまたはセミプレグ状態にしてしまうと、成形材料の取扱性・賦形性は大幅に低下する問題があった。   In addition, for the problem in the case of using the resin film made of the thermoplastic resin, a molding material in a prepreg or semi-preg state in which a reinforcing fiber sheet and a nonwoven fabric of a thermoplastic resin are laminated and heated and pressurized is also proposed. (For example, patent document 5 etc.). However, if the reinforcing fiber is impregnated into the prepreg or semi-preg state over the entire surface of the molding material in the plane direction, there is a problem that the handling property and the shapeability of the molding material are significantly lowered.

すなわち、特許文献1〜5をはじめとした従来の技術では、優れた取扱性・樹脂含浸性・賦形性を有し、力学特性および品位に優れたFRPを生産性よく得ることができる成形材料、プリフォーム、および、それらからなるFRPは見出されておらず、かかる技術が渇望されている。
特開2002−227066号公報 特開昭63−267523号公報 特開2001−073241号公報 特開2004−346175号公報 特開2003−165851号公報
That is, in the conventional techniques including Patent Documents 1 to 5, a molding material that has excellent handling properties, resin impregnation properties, and shapeability, and can obtain FRP excellent in mechanical properties and quality with high productivity. Preforms and FRPs composed of them have not been found and such techniques are craved.
JP 2002-227066 A JP-A 63-267523 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-073241 JP 2004-346175 A JP 2003-165851 A

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、優れた取扱性、樹脂含浸性、および賦形性を有し、力学特性および品位の優れたFRPを生産性よく得ることができる成形材料、プリフォーム、およびそれらを用いたFRPを提供することにある。   Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to obtain an FRP having excellent handling characteristics, resin impregnation properties and formability, and excellent mechanical properties and quality with high productivity. It is in providing a molding material, a preform, and FRP using them.

上記課題を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
(1)多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートの複数層が、積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化された成形材料であって、下記(イ)〜(ニ)の要件を満足することを特徴とする成形材料。
(イ)少なくとも前記シート間に複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置され、
(ロ)前記積層体が第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されており、
(ハ)前記積層体を構成する強化繊維が並行に引き揃えられたシートに、強化繊維糸条を横切る方向への切り込みが前記シートの全面に配され、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されているシートを含み、
(ニ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長である。
(2)
前記積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維糸条が交差するように多軸配向にて積層されて積層体を構成しており、その配向する軸数をn軸、繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されている強化繊維糸条の成形材料中の割合をN%とするとき、n,Nが、下記式の関係を満たす前記(1)に記載の成形材料。
(100−100/n)≦N
(3)前記積層体を構成するシートを、厚み方向25〜75%にある第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体を境に、第1の部分積層体、第2の部分積層体としたとき、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体のそれぞれに厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配され、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体の切れ込みは、厚み方向の投影面上で重ならない前記(1)または(2に記載の成形材料。
(4)前記積層体を構成する全てのシートに、シート毎に厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配され、隣接するシートの切り込みが、厚み方向の投影面上で重ならない前記(1)〜(3)のいずれかに記載の成形材料。
(5)前記シートの全面に強化繊維糸条を横切る方向への断続的な切り込みから構成される複数列が並行して配列しており、前記切り込みの個々のものは、切り込みの長さLbが1〜100mmである前記(1)〜(4)のいずれかに記載の成形材料。
(6)前記切り込みと前記ステッチ糸が延在する方向の直交方向とがなす角度θにおいて、成形材料の長手方向に並行するステッチ糸の間隔Wbと切り込みの長さLbとが|cosθ|<(Wb/Lb)であり、かつ、成形材料の長手方向に連続してあるステッチ糸を実質的に切断しない前記(1)〜(5)のいずれかに記載の成形材料。
(7)前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm1−150)≦Tm2≦(Tm1−20)の関係を満足する前記(1)〜(6)のいずれかに記載の成形材料。
(8)前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−150)≦Tm1≦(Tm2−20)の関係を満足する前記(1)〜(6)のいずれかに記載の成形材料。
(9)前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−20)<Tm1<(Tm2+20)の関係を満足する前記(1)〜(6)のいずれかに記載の成形材料。
(10)前記シートにおける、強化繊維の目付が50〜350g/mの範囲内であり、前記帛体の目付が15〜250g/mの範囲である前記(1)〜(9)のいずれかに記載の成形材料。
(11)前記(1)〜(10)のいずれかに記載の成形材料の1ないし複数枚が積層され、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形されていることを特徴とするプリフォーム。
(12)シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形された箇所において、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面における円弧の長さLcと繊維長LaがLc>Laである前記(11に記載のプリフォーム。
(13)前記(1)〜(11)のいずれかに記載の成形材料またはプリフォームを用いて成形されたことを特徴とする繊維強化樹脂。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration. That is,
(1) A molding material in which a plurality of layers of sheets in which a large number of reinforcing fiber yarns are arranged in parallel is laminated to form a laminated body, and the laminated body is integrated. A molding material characterized by satisfying the requirements of (d).
(A) A textile body comprising as a component a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material is disposed at least between the sheets,
(B) The laminated body is integrated by a stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component and / or a textile body having the first thermoplastic resin as a component,
(C) A sheet in which the reinforcing fibers constituting the laminate are aligned in parallel, and a cut in a direction across the reinforcing fiber yarn is arranged on the entire surface of the sheet, and the reinforcing fiber yarn constituting the laminate. Including a sheet in which the fiber length La is cut at a finite length of 10 to 300 mm,
(D) At least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate have a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate is 10 to 300 mm.
(2)
Each of the sheets constituting the laminate is laminated in a multiaxial orientation so that the reinforcing fiber yarns intersect to constitute a laminate, the number of axes to be oriented is n-axis, and the fiber length La is 10 The molding material according to (1), wherein n and N satisfy the relationship of the following formula, where N% is a ratio in the molding material of the reinforcing fiber yarn that is cut at a finite length of ˜300 mm.
(100-100 / n) ≦ N
(3) A sheet constituting the laminate is divided into a first and second partial laminates, with a textile body having a first thermoplastic resin as a component in a thickness direction of 25 to 75% as a boundary. In this case, the first partial laminate and the second partial laminate are provided with cuts penetrating in the thickness direction in the first partial laminate and the second partial laminate, respectively, over the entire surface. 3. The molding material according to (1) or (2), wherein the notch does not overlap on the projection surface in the thickness direction.
(4) The cuts penetrating in the thickness direction for every sheet are arranged over the entire surface of all the sheets constituting the laminate, and the cuts of adjacent sheets do not overlap on the projection surface in the thickness direction (1 ) To (3).
(5) A plurality of rows composed of intermittent cuts in a direction crossing the reinforcing fiber yarns are arranged in parallel on the entire surface of the sheet, and each of the cuts has a cut length Lb. The molding material in any one of said (1)-(4) which is 1-100 mm.
(6) At an angle θ formed by the cut and the direction orthogonal to the direction in which the stitch yarn extends, the interval Wb between the stitch yarns parallel to the longitudinal direction of the molding material and the cut length Lb are | cos θ | <( Wb / Lb) and the molding material according to any one of the above (1) to (5), which does not substantially cut a stitch yarn that is continuous in the longitudinal direction of the molding material.
(7) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the relationship (Tm1-150) ≦ Tm2 ≦ (Tm1-20). The molding material according to any one of 6).
(8) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the relationship of (Tm2-150) ≦ Tm1 ≦ (Tm2-20). (6) The molding material in any one of.
(9) The melting points Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting points Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the relationship of (Tm2-20) <Tm1 <(Tm2 + 20) (1) to (6 ) The molding material according to any one of
(10) Any of the above (1) to (9), wherein the basis weight of the reinforcing fiber in the sheet is in the range of 50 to 350 g / m 2 and the basis weight of the fabric body is in the range of 15 to 250 g / m 2. Molding material according to crab.
(11) A preform characterized in that one or a plurality of molding materials according to any one of (1) to (10) are laminated and formed into a single contour shape or a double contour shape.
(12) The length Lc of the arc and the fiber length La in the respective sections in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material are Lc> La at the portion formed into the single contour shape or the double contour shape. The preform according to (11) above.
(13) A fiber reinforced resin formed using the molding material or preform according to any one of (1) to (11).

本発明の成形材料によれば、マトリックスとなる熱可塑性樹脂から構成された帛体を強化繊維糸条からなるシートの間に配置して積層体を構成し、該積層体をステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体で一体化しているので、プリフォームやFRPの成形作業において、基材を積層したりマトリックス樹脂を注入したりする必要がなく、成形作業が簡易になり、短時間でかつ精度良く行うことができる。
また、積層体の層間に配置された帛体が溶融することで、積層体の層間においてせん断変形し易い態様となるうえ、切り込みにより強化繊維糸条が所定長に切断されていることで、積層体の各シートの面内において進展変形し易い態様となり、プリフォームやFRPの成形において優れた賦形性を発現させることができる。
According to the molding material of the present invention, a laminated body is configured by arranging a fabric body composed of a thermoplastic resin as a matrix between sheets composed of reinforcing fiber yarns, and the laminated body is stitched yarn and / or Since the first thermoplastic resin is used as a component, the body is integrated, so there is no need to laminate the base material or inject a matrix resin in the preform or FRP molding operation, making the molding operation easy. Therefore, it can be performed in a short time and with high accuracy.
In addition, since the fabric body arranged between the layers of the laminated body is melted, it becomes a mode in which shear deformation easily occurs between the layers of the laminated body, and the reinforcing fiber yarns are cut into a predetermined length by cutting, so that It becomes an aspect which is easy to progress and deform | transform in the surface of each sheet | seat of a body, and can show the outstanding shaping property in shaping | molding of a preform or FRP.

本発明の成形材料は、多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートの複数層が、積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化された成形材料であって、下記(イ)〜(ニ)の要件を満足するものである。
(イ)少なくとも前記シート間に複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置され、
(ロ)前記積層体が第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されており、
(ハ)前記積層体を構成する強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートが、強化繊維糸条を横切る方向への切り込みが前記シートの全面に配され、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されているシートを含み、
(ニ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長である。
The molding material of the present invention is a molding material in which a plurality of layers of sheets in which a large number of reinforcing fiber yarns are aligned in parallel are laminated to form a laminate, and the laminate is integrated, The following requirements (a) to (d) are satisfied.
(A) A textile body comprising as a component a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material is disposed at least between the sheets,
(B) The laminated body is integrated by a stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component and / or a textile body having the first thermoplastic resin as a component,
(C) A sheet in which the reinforcing fiber yarns constituting the laminate are aligned in parallel, and a cut in a direction crossing the reinforcing fiber yarns is arranged on the entire surface of the sheet, and the reinforcing fibers constituting the laminate Including a sheet in which the fiber length La of the yarn is cut at a finite length of 10 to 300 mm,
(D) At least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate have a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate is 10 to 300 mm.

本発明の成形材料を構成するシートは、多数本の強化繊維糸条を並行するように引き揃えてなる強化繊維糸条群を含むものである。かかるシートは、強化繊維糸条群のそれぞれが互いに接着して結合され、一枚のシートとして取り扱えるものに限定されるものでなく、多数本の強化繊維糸条が並行するように配置されただけの見かけ上のシートであってもよく、また、並行するように配置された強化繊維糸条群のそれぞれ、ないし、一部において間隙を有するものであってもよい。   The sheet constituting the molding material of the present invention includes a group of reinforcing fiber yarns formed by aligning a large number of reinforcing fiber yarns in parallel. Such a sheet is not limited to one in which each of the reinforcing fiber yarn groups is bonded and bonded to each other and can be handled as a single sheet, and only a plurality of reinforcing fiber yarns are arranged in parallel. It may be an apparent sheet, or each of the reinforcing fiber yarn groups arranged in parallel or a part thereof may have a gap.

ここで、並行に引き揃えるとは、隣接する強化繊維糸条同士が、実質的に交差または交錯しないように並べて配置することである。より好ましくは隣接する強化繊維糸条同士が連続的に強化繊維糸条幅の20〜200%の一定間隔を隔てて配置し、または、強化繊維糸条幅を超えない範囲で一定幅重複して配置することである。なお、実質的に交差または交錯していないとは、強化繊維糸条に蛇行があって幅方向に重なっている部分が生じても、隣接する強化繊維糸条のいずれか細い方の繊維糸条幅を超えて重なっていない場合はこれに含まない。また、ここでの一定とは、幅や間隔がその平均値から±50%の範囲にあることである。さらに好ましくは、隣接する2本の強化繊維糸条を100mmの長さの範囲で直線に近似したとき、近似した直線が形成する角度が5°以下となるよう配置することであり、さらに好ましくは2°となるよう配置することである。なお、糸条を直線に近似するとは、100mmの長さの範囲の起点と終点とを結んで直線を形成することである。   Here, aligning in parallel means arranging adjacent reinforcing fiber yarns side by side so as not to substantially intersect or cross each other. More preferably, adjacent reinforcing fiber yarns are continuously arranged at a constant interval of 20 to 200% of the reinforcing fiber yarn width, or are arranged so as to overlap by a certain width within a range not exceeding the reinforcing fiber yarn width. That is. It should be noted that substantially not intersecting or crossing means that even if the reinforcing fiber yarns meander and overlap in the width direction, the width of the narrower one of the adjacent reinforcing fiber yarns is reduced. If it does not overlap, it is not included. Further, the term “constant” here means that the width and interval are within a range of ± 50% from the average value. More preferably, when two adjacent reinforcing fiber yarns are approximated to a straight line within a length range of 100 mm, the angle formed by the approximated straight line is arranged to be 5 ° or less, more preferably It is arranged so as to be 2 °. In addition, approximating a thread | yarn to a straight line is connecting the starting point and end point of the range of a length of 100 mm, and forming a straight line.

かかる態様を満足するシートを形成する手段として、例えば、強化繊維糸条を巻回したボビンから直接、強化繊維糸条を引き出して並行するように配列してもよいし、複数本のボビンから同時に引き揃えて引き出して配置してもよく、また、複数本の強化繊維糸条を予め引き揃えてテープ状またはシート状に加工したものを、別途配置してもよく、さらに、複数層の全てが同様の手段にて形成されてもよく、また、それぞれの層が上記の異なる手段にて形成されてもよい。   As a means for forming a sheet that satisfies such an aspect, for example, the reinforcing fiber yarns may be drawn directly from the bobbin around which the reinforcing fiber yarns are wound and arranged in parallel, or simultaneously from a plurality of bobbins. It may be arranged by pulling out and arranging, or a plurality of reinforcing fiber yarns that have been pre-aligned and processed into a tape shape or a sheet shape may be separately arranged. It may be formed by the same means, and each layer may be formed by the above different means.

本発明の成形材料を構成する積層体は、前記シートの複数層、すなわち、少なくとも2層以上が積層されてなるものであって、その層数、積層角度は特に限定されるものではない。かかる積層体の構成として、例えば、[0°]n、[0°/90°]、[+45°/−45°]、[0°/±60°]、[−45°/0°/+45°/90°]、等の構成があるが、賦形性を重視したい場合は、強化繊維糸条の配向が互いに直交する2軸配向積層(例えば、[0°/90°]、[+45°/−45°])が好ましく、かかる構成であると積層体の面内において優れたせん断変形を発現することができ、得られるFRPの異方性を小さくしたい場合は、強化繊維糸条を多方向に配向する(例えば、[0°/+45°/90°/−45°/・・・])ことで、FRPに疑似等方性を持たせることもでき、プリフォームないしFRPを生産性よく得たい場合は、より多層に積層することで、積層工程における省力化に貢献できる。   The laminate constituting the molding material of the present invention is formed by laminating a plurality of layers of the sheet, that is, at least two layers, and the number of layers and the lamination angle are not particularly limited. As a structure of such a laminated body, for example, [0 °] n, [0 ° / 90 °], [+ 45 ° / −45 °], [0 ° / ± 60 °], [−45 ° / 0 ° / + 45]. However, when emphasis is placed on shapeability, biaxially oriented laminates in which the orientations of the reinforcing fiber yarns are orthogonal to each other (for example, [0 ° / 90 °], [+ 45 ° / −45 °]) is preferable, and in such a configuration, excellent shear deformation can be expressed in the plane of the laminate, and when it is desired to reduce the anisotropy of the FRP to be obtained, many reinforcing fiber yarns are used. By orienting in the direction (for example, [0 ° / + 45 ° / 90 ° / −45 ° /...]), It is possible to make the FRP quasi-isotropic, so that a preform or FRP can be produced with high productivity. If you want to obtain it, you can contribute to labor saving in the lamination process by laminating in more layers.

ここで、本発明の積層体は、一方向積層体と交差積層体とに分類されるが、それぞれ以下の通りに定義する。一方向積層体は、積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維方向が同一となるように積層されているもの(例えば、[0°]n、[90°]n、等)であって、それぞれのシートの強化繊維方向がなす角度が±5°以内である。また、交差積層体とは、積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維方向が交差するように積層されているもの(例えば、[0°/90°]、[+45°/−45°]、等)である。なお、本発明において、強化繊維方向が交差するとは、隣接するシートのそれぞれの強化繊維方向がなす角度が±5°以上であって、好ましくは、30°〜60°の範囲内である。ここで、積層体に含まれる強化繊維層の配向の方向の数が、n個である場合、n軸配向であると表現する。すなわち、交差積層体とは2軸配向以上の積層体である。さらに、[−45/0/+45/90]、[0/±60]といった等方積層が好ましく、より好ましくは、[−45/0/+45/90]s、[0/±60]sといった対称積層である。かかる態様とすることで、FRPを均質な物性とし、熱応力による反りの発生を抑制することができる。なお、対称積層においては、折り返しとなる積層厚み方向中央部の2層において、繊維方向が同一となるが、この場合の2層は、上記定義の例外である。 前記(イ)について、少なくとも前記シート間に複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置されていることで、成形材料の優れた樹脂含浸性および第1の賦形性を発現することができる。本要件において「複合材料のマトリックスを構成する熱可塑性樹脂」とは、成形して複合材料となった後、そのマトリックスとなる熱可塑性樹脂を示す。成形材料の成形時において、マトリックスとなる熱可塑性樹脂の溶融体を強化繊維糸条に含浸させるには、成形材料内に存在する空気を効率よく系外に逃がすことが重要であり、空気を逃がすための系外への経路を形成することが重要となる。かかる経路を形成できなければ、得られたFRP中において空気(ボイド)が残存し、FRPの品位や力学特性を低下させる原因となる。前記(イ)の態様は、少なくともシート間に帛体を配置することで、成形材料の平面方向の全面に延在するシートおよび/またはシートにおける強化繊維糸条の単糸同士の隙間を系外への経路とすることで、成形中に空気の系外への経路が閉鎖されてしまうのを回避することができる。すなわち、本発明は前記(イ)の態様を満足することで、低い圧力においてもマトリックスとなる熱可塑性樹脂の溶融体を容易に含浸でき、FRPをボイドなく成形することが可能となる。   Here, although the laminated body of this invention is classified into a unidirectional laminated body and a crossing laminated body, it defines as follows, respectively. The unidirectional laminate is a laminate in which the sheets constituting the laminate are laminated so that the reinforcing fiber directions are the same (for example, [0 °] n, [90 °] n, etc.) The angle formed by the reinforcing fiber direction of each sheet is within ± 5 °. The cross laminate is a laminate in which the sheets constituting the laminate are laminated so that the reinforcing fiber directions intersect (for example, [0 ° / 90 °], [+ 45 ° / −45 °]). , Etc.). In the present invention, that the reinforcing fiber directions intersect each other means that the angle formed by the reinforcing fiber directions of adjacent sheets is ± 5 ° or more, and preferably within a range of 30 ° to 60 °. Here, when the number of orientation directions of the reinforcing fiber layers included in the laminate is n, it is expressed as n-axis orientation. That is, the cross laminate is a laminate having biaxial orientation or more. Furthermore, isotropic lamination such as [−45 / 0 / + 45/90] and [0 / ± 60] is preferable, and more preferable is [−45 / 0 / + 45/90] s and [0 / ± 60] s. Symmetrical lamination. By setting it as this aspect, FRP can be made into a uniform physical property and generation | occurrence | production of the curvature by a thermal stress can be suppressed. In the symmetric lamination, the fiber directions are the same in the two layers at the center in the lamination thickness direction that are turned back, but the two layers in this case are exceptions to the above definition. With regard to (a) above, the resin body having the first thermoplastic resin constituting the matrix of the composite material at least as a component between the sheets is disposed, so that the resin impregnating property of the molding material and the first Shapeability can be expressed. In this requirement, “the thermoplastic resin constituting the matrix of the composite material” refers to a thermoplastic resin that becomes the matrix after being molded into a composite material. When molding the molding material, in order to impregnate the reinforcing fiber yarn with the melt of the thermoplastic resin as the matrix, it is important to efficiently release the air present in the molding material out of the system. Therefore, it is important to form a path to the outside of the system. If such a path cannot be formed, air (void) remains in the obtained FRP, which causes the quality and mechanical properties of the FRP to deteriorate. In the above aspect (a), the gap between the single yarns of the reinforcing fiber yarns in the sheet and / or the sheet extending over the entire surface in the plane direction of the molding material is removed by disposing at least the textile body between the sheets. By adopting the route to, it is possible to avoid closing the route to the outside of the air system during molding. In other words, the present invention satisfies the above-mentioned aspect (a), so that it is possible to easily impregnate the thermoplastic resin melt as a matrix even at a low pressure, and to form FRP without voids.

また、前記(イ)は、成形材料に第1の賦形性をもたらす。かかる第1の賦形性は、成形材料を加熱してFRPを成形する際に、層間に配置された帛体が溶融することで層間にスペースが形成され、隣接するシート同士が層間おいてせん断変形し易い態様になることをいう。詳しくは、成形材料を加熱しFRPを成形する際において、層間に配置された帛体が溶融することで、後述のステッチによる拘束が緩和されるか、もしくは、ステッチ糸までもが溶融することで、各層間における変形抵抗が低減し、僅かに外力を加えることでも容易にせん断変形可能な状態とされる。すなわち、第1の賦形性とは、成形材料の層間におけるせん断変形のことであり、成形材料の厚み方向における賦形性のことを示す。かかる第1の賦形性を有することで、特に円筒やU型、等のシングルコンター形状において、成形材料の厚み方向に発生する内外周長差を層間のせん断変形により吸収され、強化繊維糸条の突っ張りや皺の発生を抑制し、曲面部に沿った良好な品位のFRPを成形することができる。これは、成形材料の厚みが大きくなるほど、より効果的に機能する。なお、本発明でいうシングルコンター形状とは、曲面形状の種類を指し、積層体の表面を二次曲面として取り出してきた際、該二次曲面と接する接平面を仮定すると、該接平面と該二次曲面が1本の接線を有し、かつ、その接線が直線である二次曲面(すなわち、面内の一軸方向にのみ曲率変化がある面:微分幾何学上、可展面と呼ばれる曲面)をいい、具体的には円錐形状や円筒形状、それらの一部が該当する。   Moreover, said (a) brings the 1st shaping property to a molding material. The first formability is that, when the FRP is formed by heating the molding material, a space is formed between the layers by melting the fabric body arranged between the layers, and adjacent sheets are sheared between the layers. This means that it is easy to deform. Specifically, when the FRP is molded by heating the molding material, the fabric body arranged between the layers melts, so that the restraint due to stitches described later is relaxed, or even the stitch yarn is melted. The deformation resistance between the respective layers is reduced, and it can be easily deformed by applying a slight external force. That is, the first formability is a shear deformation between layers of the molding material and indicates the shapeability in the thickness direction of the molding material. By having the first formability, particularly in a single contour shape such as a cylinder or a U shape, the inner and outer peripheral length difference generated in the thickness direction of the molding material is absorbed by the shear deformation between layers, and the reinforcing fiber yarn It is possible to form a good-quality FRP along the curved surface portion by suppressing the occurrence of tension and wrinkles. This works more effectively as the thickness of the molding material increases. The single contour shape as used in the present invention refers to the kind of curved surface shape, and when the surface of the laminate is taken out as a quadric surface, assuming a tangential plane in contact with the quadric surface, the tangential plane and the A quadratic surface having a single tangent and a tangent to the quadratic surface (that is, a surface having a curvature change only in one axial direction within the surface: a surface called a developable surface in terms of differential geometry) Specifically, a conical shape, a cylindrical shape, or a part of them is applicable.

なお、ここでいう帛体とは、一枚として取り扱えるものであれば、その形態は特に制限されるものではなく、不織布、フィルム、マット、メッシュ、織物、編物、等の種々の形態から選択することができる。特に不織布の形態であると、材料として安価である点、適度な変形性を有する点、成形材料の製造工程において、ニードルの通過性に優れる点、異方性が小さく取扱性に優れる点、ステッチ時のニードルへの負荷を小さくできる点、などから好ましい。   In addition, if the textile body here can be handled as one sheet, the form will not be restrict | limited in particular, It selects from various forms, such as a nonwoven fabric, a film, a mat | matte, a mesh, a woven fabric, and a knitted fabric. be able to. Especially when it is in the form of a non-woven fabric, it is inexpensive as a material, has moderate deformability, has excellent needle permeability in the manufacturing process of molding material, has low anisotropy and has excellent handleability, and stitches This is preferable because the load on the needle can be reduced.

前記(ロ)について、本発明の成形材料において、積層体は第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されていることで、成形材料の優れた取扱性と、FRPを成形する際の優れた含浸性をもたらすものである。   Regarding (b) above, in the molding material of the present invention, the laminate is integrated by a stitch yarn comprising the second thermoplastic resin as a component and / or a textile body comprising the first thermoplastic resin as a component. Thus, excellent handling property of the molding material and excellent impregnation property when molding the FRP are brought about.

本発明の成形材料の各層に用いられている多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートは、織物の様な組織が形成されていないため、何らかの拘束を付与しない限り、それぞれの構成要素が容易に分離してしまう。その機能を担うのが、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体、および/または、第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸である。これにより、成形材料としての取扱が可能となるうえ、外部との干渉により発生する強化繊維糸条の配向ズレや、目曲り、屈曲といった、取扱に際する外乱の影響を最小限に留めることができる。   A sheet in which a large number of reinforcing fiber yarns used in each layer of the molding material of the present invention are arranged in parallel has no woven-like structure formed. The components are easily separated. The function is performed by the textile body containing the first thermoplastic resin as a component and / or the stitch yarn containing the second thermoplastic resin as a component. This enables handling as a molding material and minimizes the effects of disturbances in handling such as misalignment, bending, and bending of reinforcing fiber yarns caused by external interference. it can.

また、本発明の成形材料が前記(ロ)におけるステッチ糸により一体化されている態様を取ることで、FRPを成形する際に優れた樹脂含浸性をもたらす。かかる樹脂含浸性とは、前記(イ)におけるそれとは異なるものであり、次に詳述するとおりである。前記積層体の厚み方向にステッチ糸が貫通してあることで、成形材料の厚み方向に貫通孔が形成され、マトリックスとなる熱可塑性樹脂が含浸する際の樹脂流路として機能し、成形材料に優れた樹脂含浸性をもたらす。かかる貫通孔は、1層当たりの強化繊維目付が大きいほど効果的に機能し、すなわち、厚み方向への含浸距離がより長いほど、かかる態様は好適である。   Moreover, when the molding material of this invention takes the aspect integrated by the stitch thread | yarn in said (b), the resin impregnation property excellent in shape | molding FRP is brought about. Such resin impregnation property is different from that in the above (a) and is as described in detail below. Since the stitch yarn penetrates in the thickness direction of the laminate, a through-hole is formed in the thickness direction of the molding material, which functions as a resin flow path when the thermoplastic resin as a matrix is impregnated. Provides excellent resin impregnation. Such a through hole functions more effectively as the basis weight of reinforcing fibers per layer increases, that is, the longer the impregnation distance in the thickness direction, the more suitable this aspect.

さらに、本発明の成形材料が多軸に積層されたものの場合、前記(ロ)におけるステッチ糸により一体化されている態様を取ることで、FRPを成形する際に優れた強化繊維糸条の真直性をもたらす。多軸成形材料を加熱加圧してFRPを成形する際において、積層体がステッチ糸にて拘束されていることで、多軸成形材料における強化繊維糸条の配向および真直性が、得られるFRPにおいても維持される。ステッチ糸が形成するループは、多軸成形材料において強化繊維糸条を物理的に規制する機能があることから、FRP成形時における成形圧や樹脂流動により誘発する強化繊維糸条の乱れを抑制することができる。   Further, in the case where the molding material of the present invention is laminated in multiple axes, the straightness of the reinforcing fiber yarn that is excellent when molding FRP by taking the form integrated by the stitch yarn in (b) above Bring sex. When FRP is formed by heating and pressurizing a multiaxial molding material, the laminate is constrained by stitch yarns, so that the orientation and straightness of the reinforcing fiber yarn in the multiaxial molding material can be obtained in the obtained FRP. Is also maintained. The loop formed by the stitch yarn has the function of physically restricting the reinforcing fiber yarn in the multiaxial molding material, so that the disturbance of the reinforcing fiber yarn induced by molding pressure and resin flow during FRP molding is suppressed. be able to.

前記ステッチ糸による一体化においては、成形材料の長手方向および幅方向のそれぞれにおいて貫通孔が4〜25列/25mmの範囲内で規則的に配列されていることが好ましい。より好ましくは、それぞれの方向において5〜13列/25mmの範囲内である。かかる範囲内にて貫通孔が配置されていると、ステッチ糸が強化繊維糸条を拘束してその配向方向(角度)、真直性を維持させること、強化繊維糸条の損傷を最低限に抑えること、FRPに成形する際の均一な賦形性を発現すること、さらには上述の樹脂含浸性を総合して、バランス的に勘案できることから好ましい。なお、長手方向と幅方向とで貫通孔を同一間隔に配置する必要はなく、FRPを成形する際の賦形性、樹脂含浸性の異方性、不均一性を嫌う場合は、同一間隔に配置することが好ましい。   In the integration by the stitch yarn, it is preferable that the through holes are regularly arranged within a range of 4 to 25 rows / 25 mm in each of the longitudinal direction and the width direction of the molding material. More preferably, it is in the range of 5 to 13 rows / 25 mm in each direction. If the through hole is arranged within such a range, the stitch yarn restrains the reinforcing fiber yarn to maintain its orientation direction (angle) and straightness, and minimizes damage to the reinforcing fiber yarn. In particular, it is preferable because the uniform shapeability in molding into FRP can be expressed, and furthermore, the above-described resin impregnation properties can be combined and considered in a balanced manner. In addition, it is not necessary to arrange the through holes at the same interval in the longitudinal direction and the width direction. If you dislike shapeability, resin impregnation anisotropy, and non-uniformity when molding FRP, keep the same interval. It is preferable to arrange.

また、貫通孔は、成形材料の平面方向における密度が30,000〜250,000箇所/mの範囲内であるのが好ましい。より好ましくは60,000〜200,000箇所/m、さらに好ましくは65,000〜150,000箇所/mの範囲内である。前記貫通孔が4列/25mm未満であったり、30,000箇所/m未満であると、強化繊維糸条の拘束が緩くなることから取扱性に劣ったり、取扱時やFRP成形時において、強化繊維糸条の屈曲や目曲りを誘発したりする。そればかりか、前記貫通孔は、成形材料の厚み方向への樹脂の含浸流路として機能するため、その数が少なくなると樹脂含浸性に劣ったりする場合もある。一方で、前記貫通孔が25列/25mmを超えたり、250,000箇所/mを超えたりすると、樹脂含浸性には優れるが、ニードルにより強化繊維糸条が傷つけられる確率が高くなるほか、FRP内に含有されるステッチ糸の量が増加することから、力学特性に劣ったり、FRPの軽量化の効果を損なったりするうえ、強化繊維糸条の拘束が強くなり過ぎて賦形性に劣る場合がある。 Moreover, it is preferable that the through hole has a density in the plane direction of the molding material in the range of 30,000 to 250,000 locations / m 2 . More preferably, it is in the range of 60,000 to 200,000 locations / m 2 , and more preferably in the range of 65,000 to 150,000 locations / m 2 . When the through holes are less than 4 rows / 25 mm or less than 30,000 locations / m 2 , the restraint of the reinforcing fiber yarn becomes loose, so that the handleability is inferior. Inducing bending or bending of reinforcing fiber yarns. In addition, the through-hole functions as a resin impregnation channel in the thickness direction of the molding material, and therefore the resin impregnation property may be inferior when the number thereof is reduced. On the other hand, if the through hole exceeds 25 rows / 25 mm or exceeds 250,000 locations / m 2 , the resin impregnation property is excellent, but the probability that the reinforcing fiber yarn is damaged by the needle is increased. Since the amount of stitch yarn contained in the FRP increases, the mechanical properties are inferior, the effect of reducing the weight of the FRP is impaired, and the reinforcement of the reinforcing fiber yarn becomes too strong and the shapeability is inferior. There is a case.

ここで、貫通孔の密度とは、100mm×100mmの正方形に切り出した成形材料から、ステッチ糸が厚み方向に貫通している貫通孔の数を1m当たりに比例換算したものをいい、貫通孔の数を数えることで容易に求められる。また、成形材料の長手方向または幅方向25mmあたりの貫通孔の列数とは、100mm×100mmの正方形に切り出した成形材料から長手方向または幅方向に関して、貫通孔が規則的に配列している列を数え、それぞれの数を1/4にした値の小数点以下1桁まで表したものを示す。貫通孔が規則的に配列しているかどうかの判断は、成形材料の当該方向において、互いに隣り合って存在する貫通孔25個の間の距離を求め、その平均値に対してそれぞれの距離の個別値が±10%以内であれば規則的と判断するものとする。なお、隣り合う貫通孔の距離のそれぞれが同一である必要はない。 Here, the density of the through-holes refers to a material obtained by proportionally converting the number of through-holes through which the stitch yarn penetrates in the thickness direction from a molding material cut into a square of 100 mm × 100 mm per 1 m 2. It is easily obtained by counting the number of. The number of rows of through holes per 25 mm in the longitudinal direction or width direction of the molding material is a row in which through holes are regularly arranged in the longitudinal direction or width direction from the molding material cut into a square of 100 mm × 100 mm. Is represented to one digit after the decimal point. In order to determine whether or not the through holes are regularly arranged, the distance between the 25 through holes that are adjacent to each other in the direction of the molding material is obtained, and each distance is individually determined with respect to the average value. If the value is within ± 10%, it shall be judged as regular. Note that the distances between adjacent through holes do not have to be the same.

前記(ロ)について、本発明の成形材料は、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体または第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸の何れにて一体化されていてもよいが、FRPにおける力学特性、平滑性の観点からは、強化繊維糸条の損傷を最小限にできるという観点から、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されることが好ましく、成形材料の取扱性、形態安定性およびFRPの成形性の観点からは、第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸にて一体化されていることが好ましい。   With regard to the above (b), the molding material of the present invention may be integrated in either a textile body containing the first thermoplastic resin as a component or a stitch yarn containing the second thermoplastic resin as a component. From the viewpoint of mechanical properties and smoothness in the FRP, it is preferable that the fiber body is composed of the first thermoplastic resin as a component from the viewpoint that damage to the reinforcing fiber yarn can be minimized. From the viewpoints of material handling properties, form stability, and FRP moldability, it is preferable that they are integrated with stitch yarns containing the second thermoplastic resin as a component.

第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体より一体化する態様としては、シート間に配置される第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体を熱融着または機械的に交絡させる等の手段により接着させる態様が挙げられるが、得られるFRPの表面品位、力学特性の観点から、前者が好ましい。一体化の範囲について、特に制限はないが、取扱性を考えた場合には前記シートの全面に渡って接着されていることが好ましく、最低条件として、成形材料としての形状を保持できること(持ち運びにおいて強化繊維糸条の配向が保持できる程度)である。かかる一体化の手段としては、例えば、帛体を含む成形材料をホットローラー、加熱プレス、などで圧熱処理する方法が挙げられ、間欠に連続処理ができるホットローラーによる方法が生産性の観点から好ましい。   As an embodiment in which the first thermoplastic resin is integrated from the fabric body as a component, the fabric body including the first thermoplastic resin component disposed between the sheets is heat-sealed or mechanically entangled. Although the mode of making it adhere | attach by a means is mentioned, From the viewpoint of the surface quality of FRP obtained and a mechanical characteristic, the former is preferable. The range of integration is not particularly limited. However, when handling is considered, it is preferable that the sheet is adhered over the entire surface, and as a minimum condition, the shape as a molding material can be maintained (in carrying) Extent to which the orientation of the reinforcing fiber yarn can be maintained). Examples of such integration means include a method in which a molding material containing a textile body is subjected to pressure heat treatment with a hot roller, a heating press, or the like, and a method using a hot roller that can be intermittently processed is preferable from the viewpoint of productivity. .

第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸により一体化する態様としては、経編、緯編、タフティング、などが挙げられ、取扱性と生産性の両面から経編が好ましい。   Examples of an embodiment in which the second thermoplastic resin is integrated by the stitch yarn include warp knitting, weft knitting, tufting, and the like, and warp knitting is preferable from the viewpoints of both handleability and productivity.

また、これら第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体と第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸との両方により一体化された態様であると、とりわけ形態安定性に優れた成形材料とすることができる。かかる態様は、具体的には上述したそれぞれの手段の組合せであって、例えば、ニッティングにおいてニードルを貫通させる際に、積層体におけるシートと帛体を交絡により機械的に結束すると同時にステッチ糸を組織させる方法であったり、積層体をホットローラーにて融着処理した後、ステッチ糸にて一体化する方法であったりが挙げられる。特に、工程を簡略にできる前者が、生産性の観点から好ましい。   In addition, a molding material that is particularly excellent in shape stability when it is integrated by both the textile body having the first thermoplastic resin as a component and the stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component. It can be. Specifically, this mode is a combination of the above-described means. For example, when needles are pierced in knitting, the sheet and the fabric body in the laminated body are mechanically bound by entanglement, and at the same time, the stitch yarns are combined. Examples thereof include a method of organizing, and a method of fusing the laminated body with a hot roller and then integrating with a stitch yarn. In particular, the former that can simplify the process is preferable from the viewpoint of productivity.

前記(ハ)について、前記積層体を構成する強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートが、強化繊維糸条を横切る方向への切り込みが前記シートの全面に配されていることで、本発明の成形材料における第2の賦形性を発現することができる。ここで、第2の賦形性とは、前記シートの全面に配された切り込みにより、成形材料を所定の形状に賦形させようとした際に、切り込み箇所が開口し、前記シートの平面方向において進展変形すること、あるいは、し易い態様にあることである。   With regard to (c), the sheet in which the reinforcing fiber yarns constituting the laminate are aligned in parallel is provided with cuts in the direction across the reinforcing fiber yarns arranged on the entire surface of the sheet. The 2nd shaping property in the molding material of invention can be expressed. Here, the second formability means that when the molding material is shaped into a predetermined shape by the notch disposed on the entire surface of the sheet, the notch is opened, and the planar direction of the sheet It is that it is in an aspect that is easily deformed or deformed.

かかる進展変形とは、前記シートの切り込み箇所において、強化繊維糸条の切断端が移動する(開口、横滑り、交差、等)ことにより発生する強化繊維糸条自体の変形であり、これに起因する成形材料の変形に相当するものである。FRPに好適に用いられる強化繊維として、炭素繊維やガラス繊維が挙げられるが、これら強化繊維は伸度が小さいため、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形させようとした場合、強化繊維糸条が突っ張ってしまい、所望の形状に沿わすことができなかったり、皺が生じたりといった問題がある。シングルコンター形状であれば、上述した第1の賦形性の発現により、かかる問題を緩和することも可能であるが、ダブルコンター形状となると、成形材料の厚み方向における賦形性のみでは形状に沿わすことができず、成形材料の平面方向の変形が必要となる。仮に成形材料の平面方向にてせん断変形したとしても、それには限界があり、強化繊維糸条の配向軸が増えるほどその変形量も制限されるため、多軸配向の材料においてその効果は望めない。一方、前記(ハ)の態様を取る成形材料であると、強化繊維糸条が切断されているため、ダブルコンター形状に賦形させようとした場合にも、切り込み箇所が開口することで、強化繊維糸条が突っ張る心配はないし、多軸配向されていても強化繊維糸条がそれぞれ自由端を有することで、強化繊維糸条の配向方向への拘束がないため、せん断変形をも発現し易い態様であるといえる。   Such progress deformation is a deformation of the reinforcing fiber yarn itself that occurs when the cut end of the reinforcing fiber yarn moves (opening, skidding, crossing, etc.) at the cut portion of the sheet, resulting from this. This corresponds to deformation of the molding material. Carbon fibers and glass fibers can be mentioned as reinforcing fibers suitably used for FRP, but these reinforcing fibers have a low elongation, so when trying to shape them into a single contour shape or a double contour shape, reinforcing fiber yarns Will be stretched and cannot follow the desired shape, or wrinkles will occur. If it is a single contour shape, it is possible to alleviate this problem due to the development of the first formability described above. However, when it becomes a double contour shape, it will be shaped only by the shapeability in the thickness direction of the molding material. Therefore, deformation of the molding material in the plane direction is required. Even if shear deformation is caused in the plane direction of the molding material, there is a limit to this, and the amount of deformation is limited as the orientation axis of the reinforcing fiber yarn increases, so that the effect cannot be expected in a multiaxially oriented material. . On the other hand, since the reinforcing fiber yarn is cut when it is a molding material that takes the form of (c) above, even when trying to shape it into a double contour shape, the cut portion is opened to reinforce There is no worry that the fiber yarns are stretched, and even if they are multiaxially oriented, each of the reinforcing fiber yarns has a free end, so that there is no restriction in the orientation direction of the reinforcing fiber yarns, so that shear deformation is likely to occur. It can be said that this is an aspect.

ここで、本発明で云うダブルコンター形状とは積層体の表面を二次曲面として取り出してきた際、該二次曲面上の点であって、該点を通るどのような平面を参照しても、該平面と該二次曲面の交線のうち該点を通る交線が曲線となる部分を少なくとも一部に含む曲面形状を指す。具体的には鞍型、半球形状や凹凸部を有する平板などが該当するが凹凸部のない平板、円錐形状や円筒形状は該当しない。   Here, the double contour shape referred to in the present invention is a point on the quadric surface when the surface of the laminate is taken out as a quadric surface, and any plane passing through the point can be referred to. , A curved surface shape including at least a portion where the intersection line passing through the point becomes a curve among the intersection lines of the plane and the quadric surface. Specifically, a saddle shape, a hemispherical shape, a flat plate having an uneven portion, and the like are applicable, but a flat plate without an uneven portion, a conical shape, and a cylindrical shape are not applicable.

また、前記(ハ)は、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されているものを含むことである。より好ましくは、30〜100mmの範囲内の有限長にて切断されているものを含むことである。かかる有限長にて強化繊維糸条が切断されているものを含むことで、成形材料の取扱性と賦形性を両立させることができる。強化繊維糸条の長さが10mm未満のものしか含まない場合には、強化繊維糸条の切断片のそれぞれが、細かくなり過ぎて、成形材料の取扱時に切断片が成形材料から脱落し易くなるうえ、僅かな力が加わっただけでも変形を誘発してしまうため、成形材料として取り扱うことすら困難となる。一方、強化繊維糸条の長さが300mmを超えるものしか含まない場合には、強化繊維糸条の切断端が少なくなることから、切断片が脱落することはなくなるものの、成形材料の平面方向における自由端の密度が小さくなることから、任意の形状に賦形させようとした時に、それぞれの間隔が大きすぎて所望の箇所において強化繊維糸条が移動せず、賦形が困難であり、局所的に厳しい形状であれば、かかる箇所において自由端が存在せず、上述の第2の賦形性が発現することすらない。また、FRP成形時において、断片化された強化繊維糸条が流動することで、第2の賦形性にて発生した開口に流入して補填するが、この流動性を低下させることにも繋がる。   Moreover, said (c) is that the fiber length La of the reinforcing fiber yarn which comprises the said laminated body includes what is cut | disconnected by the finite length of 10-300 mm. More preferably, it includes what is cut at a finite length within the range of 30 to 100 mm. By including what has the reinforced fiber yarn cut at such a finite length, it is possible to achieve both handleability and shapeability of the molding material. When the length of the reinforcing fiber yarn is less than 10 mm, each of the reinforcing fiber yarn cut pieces becomes too fine, and the cut pieces easily fall off the molding material when handling the molding material. In addition, even if a slight force is applied, the deformation is induced, so that it is difficult to handle it as a molding material. On the other hand, when the length of the reinforcing fiber yarns includes only more than 300 mm, the cut ends of the reinforcing fiber yarns are reduced, so that the cut pieces will not fall off, but in the plane direction of the molding material Since the density of the free ends becomes small, when trying to shape in any shape, the distance between each is too large and the reinforcing fiber yarn does not move at the desired location, making shaping difficult, If the shape is extremely strict, there is no free end at such a location, and the above-described second shaping property does not appear. In addition, when FRP molding is performed, the fragmented reinforcing fiber yarns flow into the openings generated by the second formability to compensate, but this also leads to a decrease in the fluidity. .

なお、切断された強化繊維糸条の繊維長Laとあるが、強化繊維糸条を並行に引き揃えてシートとした以降は、個々の強化繊維糸条の区別が難しいことから、厳密には、強化繊維糸条を構成する単糸のそれであり、本明細書中にて強化繊維糸条という場合においては、かかる意を含むものとする。   In addition, although it is the fiber length La of the cut reinforcing fiber yarn, since it is difficult to distinguish the individual reinforcing fiber yarns after drawing the reinforcing fiber yarns in parallel to form a sheet, strictly speaking, It is that of the single yarn constituting the reinforcing fiber yarn, and in this specification, the term “reinforcing fiber yarn” includes such meaning.

前記(ニ)について、前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長である。   Regarding (d), at least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminated body have a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminated body is 10 to 300 mm.

かかる割合の強化繊維糸条が切断されていることで、成形材料における賦形性を効果的に引き出すことができる。   By cutting the reinforcing fiber yarn in such a ratio, it is possible to effectively draw the shaping property in the molding material.

上述した通り、本発明の成形材料の賦形性は、第1の賦形性である層間のせん断変形と第2の賦形性である層内の進展変形との相乗効果であって、とりわけ面内方向の賦形性に関しては、第2の賦形性の寄与が大きい。   As described above, the shapeability of the molding material of the present invention is a synergistic effect between the shear deformation between the layers which is the first shapeability and the progress deformation within the layer which is the second shapeability, Regarding the shapeability in the in-plane direction, the contribution of the second shapeability is large.

しかし、連続繊維から構成される成形材料が、面内において全くの賦形性を備えていないわけではない。例として、二方向性織物であって、織物を非繊維方向に引き延ばした場合に、組織が正方形から菱形に変形する現象がそれである。この現象を本明細書では、面内のせん断変形と呼ぶ。   However, a molding material composed of continuous fibers does not have no formability in the plane. As an example, it is a bi-directional woven fabric, and when the woven fabric is stretched in the non-fiber direction, the phenomenon that the structure is deformed from a square to a rhombus. In this specification, this phenomenon is called in-plane shear deformation.

かかる面内のせん断変形は、面内における構成要素の形態変化であって、強化繊維束の集束、間隙の閉塞、組織の緻密化により、歪みを吸収することで賦形性をもたらす。また、変形には限界があり、空間が密になった状態(面内での変形の余地がなくなった状態)であって、理論的には、強化繊維束が真円状に集束し、密接している状態である。逆を云えば、面内における変形の余地が多ければ多いほど変形量を大きくでき、賦形性に優れたものとできる。   Such in-plane shear deformation is a change in the shape of the components in the plane, and brings about shaping by absorbing strain by converging reinforcing fiber bundles, closing gaps, and densifying tissues. In addition, there is a limit to deformation, and the space is dense (there is no room for deformation in the plane). Theoretically, the reinforcing fiber bundles converge in a perfect circle and close It is in a state of being. In other words, the more room for deformation in the plane, the larger the deformation amount and the better the shapeability.

すなわち、前記(ニ)の本質は、連続繊維束と非連続繊維束とが共存した状態において、強化繊維方向に秩序を持たない非連続繊維束が、面内における変形の余地として存在することで、面内のせん断変形特性を向上させることである。本発明では、鋭意検討した結果、積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が非連続繊維束であることで、前記効果を十分に発現できることを見出した。   That is, the essence of the above (d) is that in the state where the continuous fiber bundle and the non-continuous fiber bundle coexist, the non-continuous fiber bundle having no order in the reinforcing fiber direction exists as a room for deformation in the plane. It is to improve the in-plane shear deformation characteristics. In the present invention, as a result of intensive studies, it has been found that at least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminated body are discontinuous fiber bundles, so that the above effect can be sufficiently exhibited.

ここで、成形材料に切り込みを設ける方法として、カッターを用いて手作業や自動裁断機により切り込みを挿入する方法(a法)、所定の位置に刃を有する打ち抜き刃により打ち抜く方法(b法)、および所定の位置に刃を有する回転ローラを介して連続的に切り込みを挿入する方法(c法)、等が挙げられる。いずれの方法においても予めシートが積層され一体化された状態の成形材料を、成形材料の厚み方向に貫通するように切り込みを挿入することに変わりはない。切り込みのパターンが複雑である場合や、切り込みの位置を厳密に制御したい場合は、前記a法が好ましく、生産効率を考慮して大量に製造する場合には、前記b法が好ましく、より好ましくは前記c法である。   Here, as a method of providing a cut in the molding material, a method of inserting a cut by a manual operation or an automatic cutting machine using a cutter (a method), a method of punching with a punching blade having a blade at a predetermined position (b method), And a method of continuously inserting cuts (rotation method c) through a rotary roller having a blade at a predetermined position. In any method, there is no change in inserting a notch so that the molding material in which the sheets are laminated and integrated in advance is penetrated in the thickness direction of the molding material. When the cutting pattern is complicated or when it is desired to strictly control the position of the cutting, the method a is preferable, and the method b is preferable when manufacturing in large quantities considering production efficiency, more preferably The method c.

本発明の成形材料は、前記積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維糸条が交差するように多軸配向にて積層されて積層体を構成しており、その配向する軸数をn軸、繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されている強化繊維糸条の成形材料中の重量割合をN%とするとき、n、Nが、下記式の関係を満たすことが好ましい。   In the molding material of the present invention, each of the sheets constituting the laminate is laminated in a multiaxial orientation such that the reinforcing fiber yarns intersect to constitute a laminate, and the number of axes to be oriented is n When the weight ratio in the molding material of the reinforcing fiber yarn that is cut at a finite length of 10 to 300 mm in the shaft and fiber length La is N%, it is preferable that n and N satisfy the relationship of the following formula: .

(100−100/n)≦N ・・・(1)
(1)式を満たすことにより、成形材料における賦形性、力学特性をバランス良く制御することができる。かかる(1)式を満たす具体的な態様として、次に示す2態様がある。それぞれの態様で期待できる効果については、以下に詳述するが、目標とする成形体の形状や設計によって、適宜使い分ければよい。 かかる(1)式を満たす第1の態様としては、強化繊維糸条が(0°/90°)に配向された成形材料の0°方向に沿って切り込みを挿入し、90°シートの強化繊維糸条を全面に渡って繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断したものを挙げることができる。この場合、nは2軸であって、N≧50となる。すなわち、0°方向に切り込みが挿入されるということは、0°シートの強化繊維糸条は実質的に切断されず、90°シートのみが切断されたものとなる。かかる場合において、0°、90°の各シートの単位面積あたりの重量(の合計)が等しい場合,N=50となり、切断される90°のシートの単位面積あたりの重量(の合計)が切断されない0°のシートの単位面積あたりの重量(の合計)より大きければ、50<Nとなる。
(100-100 / n) ≦ N (1)
By satisfying the formula (1), it is possible to control the shapeability and mechanical properties of the molding material with a good balance. As specific modes satisfying the formula (1), there are the following two modes. The effects that can be expected in each aspect will be described in detail below, but may be properly used depending on the shape and design of the target molded body. As a first aspect satisfying the expression (1), a reinforcing fiber yarn is inserted into the molding material in which the reinforcing fiber yarn is oriented at (0 ° / 90 °) along the 0 ° direction, and the reinforcing fiber of the 90 ° sheet is obtained. An example is one in which the entire length of the yarn is cut to a finite length with a fiber length La of 10 to 300 mm. In this case, n is biaxial and N ≧ 50. That is, when the cut is inserted in the 0 ° direction, the reinforcing fiber yarn of the 0 ° sheet is not substantially cut, and only the 90 ° sheet is cut. In such a case, when the weight per unit area of each sheet of 0 ° and 90 ° is equal, N = 50, and the weight per unit area of the 90 ° sheet to be cut (the total) is cut. If it is greater than the weight per unit area of the 0 ° sheet that is not applied, 50 <N.

これより得られる成形材料は、90°シートの強化繊維糸条のみが切断されているため、第2の賦形性についても90°シートのみに付与されることになるが、見方を変えれば、90°方向にのみ曲率を必要とする形状であれば賦形が可能であって、0°方向においては連続繊維と同等の強度発現を見込める。これは、繊維配向軸が増えても同様であって、積層体における特定配向のシートの強化繊維方向に平行な切り込みを挿入することにより得られる。すなわち、積層体における特定配向のシートを除く全てのシートが、強化繊維糸条を横切る方向への切り込みが全面に配されていることで、成形材料の賦形性に異方性を選択的に付与することができ、かつ、FRPの力学特性を最大限に残存させることができる。   The molding material obtained from this is because only the reinforcing fiber yarns of the 90 ° sheet are cut, so the second formability is also given only to the 90 ° sheet. If the shape requires a curvature only in the 90 ° direction, shaping is possible, and in the 0 ° direction, the same strength expression as that of the continuous fiber can be expected. This is the same even when the fiber orientation axis is increased, and can be obtained by inserting a cut parallel to the reinforcing fiber direction of the sheet having a specific orientation in the laminate. That is, all the sheets except the sheet with a specific orientation in the laminate are selectively provided with anisotropy in the formability of the molding material because the cuts in the direction crossing the reinforcing fiber yarns are arranged on the entire surface. And the mechanical properties of FRP can be maximized.

上記(1)式を満たす第2のとしては、強化繊維糸条が(0°/90°)に配向された成形材料の45°方向に沿って切り込みを挿入したものである。この場合もnが2軸であって、N≧50となるが、切り込みが45°方向に挿入されていることから、0°シートおよび90°シートのいずれの強化繊維糸条も切断される。かかる第2の態様においても、繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されている強化繊維糸条の重量割合Nが、(1)式を満たすことが好ましい。
かかる成形材料は、積層体を構成する全てのシートに幾分かの切り込みを有しており、全てのシートにおいて第2の賦形性を幾らか発現するものである。あるいは、第2の賦形性の効果が十分でなくとも、近傍に自由端を有する強化繊維糸条が存在することで、上述した層内のせん断変形を発現するため、成形材料としての賦形性は十分に確保される。また、連続繊維の残存する割合ないし繊維長Laをシート毎に制限を持ってコントロールできるため、FRPにおける物性の異方性についても加味した処方を取ることができる。すなわち、成形材料における物性を均質にすることもでき、異方性を持たせることもできるが、とりわけ、成形材料の全シートのバランスを鑑みるに好ましい態様である。よって、好ましくは、繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されている強化繊維糸条の割合が、各シートともN%以上にて同じであり、これより得られる成形材料は均質性に優れる。
The second satisfying the above formula (1) is one in which cuts are inserted along the 45 ° direction of the molding material in which the reinforcing fiber yarns are oriented at (0 ° / 90 °). Also in this case, n is biaxial and N ≧ 50, but since the cut is inserted in the 45 ° direction, both the reinforcing fiber yarns of the 0 ° sheet and the 90 ° sheet are cut. Also in the second aspect, it is preferable that the weight ratio N of the reinforcing fiber yarns that are cut with a finite length of 10 to 300 mm satisfies the expression (1).
Such a molding material has some notches in all sheets constituting the laminate, and exhibits some second shapeability in all sheets. Alternatively, even if the effect of the second shapeability is not sufficient, the presence of the reinforcing fiber yarn having a free end in the vicinity causes the above-described shear deformation in the layer, so that shaping as a molding material Sex is sufficiently secured. In addition, since the ratio of remaining continuous fibers or fiber length La can be controlled for each sheet with a restriction, it is possible to take a prescription taking into account the anisotropy of physical properties in FRP. That is, the physical properties of the molding material can be made uniform and anisotropy can be imparted, but in particular, this is a preferred embodiment in view of the balance of all sheets of the molding material. Therefore, preferably, the ratio of the reinforcing fiber yarns cut at a finite length of 10 to 300 mm in fiber length La is the same for each sheet at N% or more, and the molding material obtained therefrom is homogeneous. Excellent.

本発明の成形材料は、前記積層体を構成するシートを、厚み方向25〜75%にある第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体の特定の1層を境に、第1の部分積層体、第2の部分積層体としたとき、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体のそれぞれに厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配され、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体の切れ込みは、厚み方向の投影面上で重ならないことが好ましい。   The molding material of the present invention is the first partial lamination of the sheet constituting the laminated body, with a specific one layer of the textile body including the first thermoplastic resin in the thickness direction of 25 to 75% as a boundary. And a second partial laminate, the first partial laminate and the second partial laminate are provided with cuts penetrating in the thickness direction over the entire surface. It is preferable that the cuts in the second partial laminate do not overlap on the projection surface in the thickness direction.

成形材料の厚み方向とは、成形材料を成形するシートの積層方向である。   The thickness direction of the molding material is the stacking direction of the sheets for molding the molding material.

これら、第1の部分積層体および第2の部分積層体のそれぞれに、厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配され、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体の切れ込みは、厚み方向の投影面上で重ならないものである。部分積層体を厚み方向に貫通するとは、一度に挿入される切り込みが部分積層体を貫いていることであって、この切り込みにより部分積層体を構成するシートの全てに切り込みが入れられる。この時、境にある帛体には切り込みが挿入されていても、いなくてもよいが、成形材料における賦形性を重視する場合は、挿入されている態様であり、成形材料における取扱性を重視する場合は、挿入されていない態様である。   Each of the first partial laminate and the second partial laminate is provided with a notch penetrating in the thickness direction over the entire surface, and the first partial laminate and the second partial laminate are cut. Does not overlap on the projection surface in the thickness direction. To penetrate the partial laminate in the thickness direction means that the cuts inserted at a time penetrate the partial laminate, and the cuts are made in all the sheets constituting the partial laminate. At this time, the cutout may or may not be inserted in the fabric body at the boundary, but when emphasizing the formability in the molding material, it is an inserted mode and the handleability in the molding material. In the case where importance is attached, it is not inserted.

また、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体の切れ込みは、厚み方向の投影面上で重ならない。ここで、厚み方向の投影面上で重ならないとは、切り込みが全く重ならない場合、交差する方向の切り込みが点で重なる場合は勿論であり、平行する方向の切り込みが切り込み長さLbの10%以下で重なる場合をいう。   The cuts in the first partial laminate and the second partial laminate do not overlap on the projection surface in the thickness direction. Here, not overlapping on the projection surface in the thickness direction means that, when the cuts do not overlap at all, the cuts in the intersecting direction overlap at points, and the cuts in the parallel direction are 10% of the cut length Lb. The case where it overlaps below.

このような成形材料は、成形材料の厚み方向に切り込みを分散させることができ、成形材料における第2の賦形性を厚み方向においても均質化する効果がある。第2の賦形性は、強化繊維の切断端の開口であり、これが厚み方向に分散するということは、開口が一点に集中しないことを指し、FRPにおける表面品位の向上が見込まれる。別の観点からは、レジンスポットの形成、強化繊維の切断端における応力集中、該部での損傷の伝播を抑制できることから、FRPにおける力学特性の向上においても有利である。   Such a molding material can disperse the cuts in the thickness direction of the molding material, and has the effect of homogenizing the second shapeability of the molding material in the thickness direction. The second formability is the opening at the cut end of the reinforcing fiber, and the fact that it is dispersed in the thickness direction means that the opening is not concentrated at one point, and an improvement in surface quality in FRP is expected. From another viewpoint, since formation of a resin spot, stress concentration at the cut end of the reinforcing fiber, and propagation of damage at the portion can be suppressed, it is advantageous in improving the mechanical characteristics of the FRP.

かかる効果から、境となる帛体は厚み方向に40〜60%に位置することが好ましく、さらに好ましくは50%である。   From such an effect, the cloth body serving as the boundary is preferably located in the thickness direction at 40 to 60%, more preferably 50%.

ここで、かかる態様の成形材料を得る手段としては、基本的には前記a法、b法、c法と同様であって、刃と盤面のクリアランスおよび押圧にて、刃が一度に成形材料を貫通しないように制御するものである。好ましくは、前記b法ないしc法であって、これら方法において、片面から第1ないし第2の部分積層体に切り込みを挿入した後、もう一方の面から第1ないし第2の部分積層体に切り込みを挿入する方法である。かかる方法であると、連続して切り込みを挿入することが可能であり、生産安定性に優れるため、工業的な製造に向いている。なお、本発明の成形材料は、少なくともシート間に帛体が配置されているため、強化繊維糸条を切断する際に、隣接する帛体の厚みが猶予厚となり、切り込みをシート厚よりも深く挿入することができ、強化繊維の意図せぬ切り残しをごく僅かに抑えられる。このことから、本発明の成形材料は、切り込みの深さを制御するにおいて、好適な構成であり、すなわち、切り込み深さを制御し易い。   Here, the means for obtaining the molding material of this aspect is basically the same as the method a, b, and c, and the blade can remove the molding material at once by the clearance and pressing between the blade and the board surface. It is controlled so as not to penetrate. Preferably, in the above-mentioned methods b and c, in these methods, after a cut is inserted into one of the first and second partial laminates from one side, the other side is applied to the first and second partial laminates. This is a method of inserting a cut. With such a method, it is possible to continuously insert incisions, and since the production stability is excellent, it is suitable for industrial production. In the molding material of the present invention, since the fabric body is arranged at least between the sheets, when cutting the reinforcing fiber yarn, the thickness of the adjacent fabric body becomes a grace thickness, and the cut is deeper than the sheet thickness. It can be inserted, and unintentional uncut residue of the reinforcing fiber can be suppressed to a slight extent. From this, the molding material of the present invention has a suitable configuration in controlling the depth of cut, that is, it is easy to control the depth of cut.

本発明の成形材料は、前記積層体を構成する全てのシートに、シート毎に厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配され、隣接するシートの切り込みが、厚み方向の投影面上で重ならないことが好ましい。   In the molding material of the present invention, all sheets constituting the laminate are provided with notches penetrating in the thickness direction for each sheet over the entire surface, and the notches of adjacent sheets overlap on the projection surface in the thickness direction. It is preferable not to be.

かかる態様において、シート毎に厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配されていることで、シート毎に物性をコントロールすることが可能であって、所望の物性を有する成形材料をテーラーメイドで得ることができる。上述した部分積層体単位での態様に比べ、自由度が高く、得られる効果もより高められたものである。   In such an aspect, the cuts penetrating in the thickness direction for each sheet are arranged over the entire surface, whereby the physical properties can be controlled for each sheet, and a molding material having desired physical properties is obtained in a tailor-made manner. be able to. The degree of freedom is high and the obtained effect is further enhanced as compared with the aspect of the partial laminate unit described above.

ここで、かかる態様の成形材料を得る手段としては、部分積層体に切り込みを入れる方法と基本的に同様であって、成形材料の構成によって若干の応用を要する。   Here, the means for obtaining the molding material of this mode is basically the same as the method of cutting the partial laminate, and requires some application depending on the configuration of the molding material.

例えば、2軸積層体(単軸配向、2軸配向)を考えた場合、成形材料の片面からシートの一層を貫通する切り込みを挿入した後、もう一方の面からもう一方のシートの厚み方向に貫通する切り込みを挿入することで得られる。   For example, when considering a biaxial laminate (uniaxial orientation, biaxial orientation), after inserting a notch penetrating one layer of the sheet from one side of the molding material, from the other side in the thickness direction of the other sheet It is obtained by inserting a notch that penetrates.

別法1として、2軸配向の多層積層体(但し、交互積層されているものに限る)を考えた場合、2軸のうちのいずれか一方の強化繊維方向と平行な切り込みを成形材料の厚み方向に貫通して挿入することで、実質的に一方向のみの強化繊維糸条が切断できる。さらに、切断されていないもう一方の強化繊維方向と交差する角度にて、かつ、先に挿入した切り込みと重ならないように、厚み方向に貫通して切り込みを挿入することで、残るもう一方の配向の強化繊維糸条を切断することでき、目的の成形材料を得られる。   As an alternative method 1, when considering a biaxially oriented multi-layer laminate (however, it is limited to those laminated alternately), a notch parallel to the direction of one of the biaxial reinforcing fibers is formed into the thickness of the molding material. By inserting through the direction, it is possible to cut the reinforcing fiber yarn substantially only in one direction. Furthermore, the other orientation remains by inserting a cut through the thickness direction so that it does not overlap with the previously inserted cut at an angle that intersects the other uncut fiber direction. The reinforcing fiber yarn can be cut, and the desired molding material can be obtained.

別法2として、4軸配向の4層積層体を考えた場合、4層積層の2層目のシートと3層目のシートとに挟まれる帛体を境に、第1の部分積層体、第2の部分積層体として考える。この時、第1の部分積層体および第2の積層体のそれぞれは、2軸配向の2層積層体であって、上記2軸配向の多層積層体と同様の方法にて、シート毎に厚み方向に貫通する切り込みの入った部分積層体を得ることできる。これより得られる成形材料は、必然的にシート毎に厚み方向に貫通する切り込みの入った成形材料である。   As an alternative method 2, when a four-layer oriented four-layer laminate is considered, the first partial laminate, with a fabric body sandwiched between the second-layer sheet and the third-layer sheet of the four-layer stack, Consider the second partial laminate. At this time, each of the first partial laminate and the second laminate is a biaxially oriented two-layer laminate, and the thickness of each sheet is the same as that of the biaxially oriented multilayer laminate. It is possible to obtain a partial laminate including a notch penetrating in the direction. The molding material obtained from this is inevitably a molding material with notches penetrating in the thickness direction for each sheet.

上記態様の成形材料を作製する手段としては、上述した通りである。適用される構成としては、2軸配向の多層積層体、3軸配向の3層ないし4層積層体、4軸配向の4層積層体である。なお、2軸の多層積層体および4軸の4層積層体の場合、隣接するシートの強化繊維配向が交差するように積層されている必要がある。
また、本発明における成形材料は、前記切り込みが、成形材料を構成するシートのそれぞれにおいて、各シートにおける強化繊維糸条の配向方向に対する切り込みの角度が同一であることが好ましい。
The means for producing the molding material of the above aspect is as described above. As a configuration to be applied, a biaxially oriented multilayer laminate, a triaxially oriented three or four layer laminate, and a four-axis oriented four-layer laminate are used. In addition, in the case of a biaxial multilayer laminate and a four-axis four-layer laminate, it is necessary to laminate so that the reinforcing fiber orientations of adjacent sheets intersect.
In the molding material according to the present invention, it is preferable that the cuts have the same cut angle with respect to the orientation direction of the reinforcing fiber yarn in each sheet in each of the sheets constituting the molding material.

成形材料における賦形性の発現は、上述した通りであるが、中でも、第2の賦形性は、切り込みの開口による進展変形であり、切り込みの態様が変形挙動に大きく寄与する。すなわち、積層体における各層において切り込みが異なることは、各層における変形挙動が異なることを意味し、進展変形において層間格差を生じることに繋がる。加えて、FRPの成形における流動性にも格差を生じる。よって、各シートにおける切り込みの角度は、強化繊維糸条に対し同一の角度に挿入されていることが好ましい。さらに好ましくは、切り込み長さおよび間隔についても同一であるとよい(切り込みの態様について、詳細は後述する)。これにより、各シートにおける賦形性および流動性を略均一なものとでき、FRPにおいて開口が略均一に分布することから、切り込みにより生成される強化繊維束端部の局所化が緩和され、力学特性の向上も見込まれる。   The expression of the shapeability in the molding material is as described above. Among them, the second shapeability is a progress deformation due to the opening of the notch, and the aspect of the notch greatly contributes to the deformation behavior. That is, different cuts in each layer in the laminate mean that the deformation behavior in each layer is different, which leads to an interlayer disparity in progress deformation. In addition, there is a difference in fluidity in FRP molding. Therefore, it is preferable that the cutting angle in each sheet is inserted at the same angle with respect to the reinforcing fiber yarn. More preferably, the cut length and the interval are the same (the cut mode will be described in detail later). As a result, the shapeability and fluidity of each sheet can be made substantially uniform, and the openings can be distributed almost uniformly in the FRP. Improvement of characteristics is also expected.

ここで、各シートにおける強化繊維糸条の配向方向に対する切り込み角度が同一であるとは、各シート間の切り込みが、それぞれ±2°の範囲内であることを意味し、該範囲内であれば同一の角度とみなす。   Here, the same cut angle with respect to the orientation direction of the reinforcing fiber yarns in each sheet means that the cuts between the sheets are within a range of ± 2 °, respectively. Consider the same angle.

また、前記切り込みと強化繊維方向とがなす角度の絶対値が2〜25°の範囲内であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the absolute value of the angle formed by the notch and the reinforcing fiber direction is in the range of 2 to 25 °.

切り込みと強化繊維方向とがなす角度が小さくなると、所定の切り込みの長さに対して、実際に切断される強化繊維量が少なくなるが、言い換えれば、狙いの切断長に対して切り込みの長さを長くできるため、切り込みを安定して挿入するにおいては有効である。しかし、切り込みと強化繊維方向とがなす角度が2°よりも小さくなると、切り込みの制御が難しくなり、すなわち、切り込みを入れる際、強化繊維が刃から逃げ易く、成形材料において強化繊維の意図せぬ切り残しが増えるため、生産安定性に欠ける場合がある。一方、切り込み切り込みと強化繊維方向とがなす角度が25°よりも大きくなると、切り込みを挿入するにおいて、強化繊維を一気に分断するため、大きな力を加える必要があり、結果的に刃の耐久性が低下する場合がある。   When the angle formed by the cut and the reinforcing fiber direction is reduced, the amount of reinforcing fiber that is actually cut is smaller than the predetermined cut length. In other words, the cut length is shorter than the target cut length. Is effective in stably inserting the cut. However, when the angle formed by the cut and the reinforcing fiber direction is smaller than 2 °, it becomes difficult to control the cut, that is, the reinforcing fiber easily escapes from the blade when making the cut, and the reinforcing fiber is not intended in the molding material. Since uncut parts increase, production stability may be lacking. On the other hand, when the angle formed by the incision and the reinforcing fiber direction is larger than 25 °, it is necessary to apply a large force to cut the reinforcing fiber at a stroke when inserting the incision, resulting in the durability of the blade. May decrease.

別の観点からは、切り込みの角度が小さくなるにつれ、ひとつの切り込みにて切断される強化繊維の絶対量を小さくすることができる。切り込みにより生成された強化繊維束端部は、応力伝達を阻害し、弾性率の低下や応力集中による破壊がおこる可能性が高いため、これらを小サイズ化できる上記態様であると強度向上効果が見込まれる。一方で、切り込みの角度が小さくなるということは、所望の繊維長Laを得るにおいて、切り込み同士の間隔を密に設定する必要が出てくるため、成形材料の取扱性を低下させることもまた然りである。よって、成形材料の生産性、取扱性およびFRPの力学特性を鑑みて、上記切り込みの角度の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、10〜20°の範囲内である。   From another viewpoint, as the cut angle becomes smaller, the absolute amount of reinforcing fibers cut by one cut can be reduced. The reinforcing fiber bundle end portion generated by the cutting inhibits stress transmission and is highly likely to break due to a decrease in elastic modulus or stress concentration. Expected. On the other hand, the fact that the angle of cut becomes small means that it is necessary to set the interval between the cuts closely in order to obtain the desired fiber length La, which also reduces the handling of the molding material. It is. Therefore, in view of the productivity of the molding material, the handleability, and the mechanical properties of the FRP, it is preferably within the range of the cut angle, and more preferably within the range of 10 to 20 °.

以下、本発明の成形材料について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the molding material of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の成形材料の一実施態様を示す概略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the molding material of the present invention.

図1に示すとおり、成形材料1は、多数本の強化繊維糸条2を並行に引き揃えてなるシートの複数層からなり、強化繊維糸条2を0°に並行に引き揃えたシートからなる第1層と、強化繊維糸条2を90°に並行に引き揃えたシートからなる第2層と、強化繊維糸条2をα°に並行に引き揃えたシートからなる第3層と、強化繊維糸条2を−α°に並行に引き揃えたシートからなる第4層(最表層)との計4層が積層されて、それぞれの層間には帛体(不織布)3がそれぞれ配置されて積層体を構成し、該積層体の厚み方向に貫通して存在するステッチ糸4により一体化されている。また、成形材料1を構成する第1〜4層のそれぞれには、シート全面に切り込み(図示しない)が配されており、それぞれのシートを構成する強化繊維糸条を切断している。なお、図1におけるステッチ糸の組織は、鎖編と1/1トリコット編とを複合した変則1/1トリコット編であるが、鎖編や1/1トリコット編でもよく、積層体を厚み方向に貫通し、かつ、一体化できれば所望の組織とすることができる。図1のように、第1層(最表層)において0°に強化繊維糸条が配向されてある場合は、トリコット編のような成形材料の長手方向と交差する方向にもステッチ糸を有する組織とすることで、強化繊維糸条の表面からの脱落を防止できることから好ましい。ここで、第1層における強化繊維糸条方向(0°方向)5、ステッチ糸4が延在する方向6、および、成形材料の長手方向7とはそれぞれ同一の方向であり、以下いずれの方向をいう場合においてもこれに付随するものとする。   As shown in FIG. 1, the molding material 1 is composed of a plurality of layers of a sheet in which a large number of reinforcing fiber yarns 2 are aligned in parallel, and is formed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 2 are aligned in parallel at 0 °. A first layer, a second layer composed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 2 are aligned in parallel at 90 °, a third layer composed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 2 are aligned in parallel at α °, and a reinforcement A total of four layers including a fourth layer (outermost layer) made of sheets in which the fiber yarns 2 are aligned in parallel with -α ° are laminated, and a textile body (nonwoven fabric) 3 is arranged between each layer. The laminated body is constituted and integrated by stitch yarns 4 that penetrate through the laminated body in the thickness direction. Each of the first to fourth layers constituting the molding material 1 is provided with cuts (not shown) on the entire surface of the sheet, and the reinforcing fiber yarns constituting each sheet are cut. The stitch yarn structure in FIG. 1 is an irregular 1/1 tricot knitting in which a chain knitting and a 1/1 tricot knitting are combined. However, a chain knitting or a 1/1 tricot knitting may be used. If it can penetrate and be integrated, a desired tissue can be obtained. As shown in FIG. 1, when the reinforcing fiber yarns are oriented at 0 ° in the first layer (outermost layer), a structure having stitch yarns in the direction intersecting with the longitudinal direction of the molding material such as tricot knitting. By doing, it is preferable because it can prevent the reinforcing fiber yarn from falling off the surface. Here, the reinforcing fiber yarn direction (0 ° direction) 5 in the first layer, the direction 6 in which the stitch yarn 4 extends, and the longitudinal direction 7 of the molding material are the same direction, and any direction below. Shall also accompany this.

ここで、本発明の成形材料は、前記シートの全面に強化繊維糸条を横切る方向への断続的な切り込みから構成される複数列が並行して配列しており、前記切り込みの個々のものは、切り込みの長さLbが1〜300mmである。   Here, in the molding material of the present invention, a plurality of rows composed of intermittent cuts in the direction crossing the reinforcing fiber yarns are arranged in parallel on the entire surface of the sheet, and the individual cuts are as follows. The cut length Lb is 1 to 300 mm.

かかる態様について、図2を参照しながらより詳細に説明する。   This aspect will be described in more detail with reference to FIG.

図2は、本発明の成形材料の一実施態様を示す概略平面図である。   FIG. 2 is a schematic plan view showing one embodiment of the molding material of the present invention.

図2において、成形材料8は、強化繊維糸条9を−45°に並行に引き揃えたシートからなる第1層と、強化繊維糸条9を+45°に並行に引き揃えたシートからなる第2層との計2層が積層され、第1層と第2層との層間には帛体(図示しない)が配置され、鎖編にて組織されるステッチ糸10により一体化されている。また、成形材料8を構成する第1〜2層のシート全面には、90°方向への切り込み11が配されている。   In FIG. 2, the molding material 8 includes a first layer composed of a sheet in which reinforcing fiber yarns 9 are aligned in parallel at −45 °, and a first layer composed of a sheet in which reinforcing fiber yarns 9 are aligned in parallel at + 45 °. A total of two layers, two layers, are laminated, and a textile body (not shown) is arranged between the first layer and the second layer, and is integrated by stitch yarns 10 organized by chain stitch. A cut 11 in the 90 ° direction is provided on the entire surface of the first and second layer sheets constituting the molding material 8.

本発明の切り込み11は、強化繊維糸条を横切る方向への断続的な切り込みから構成される列12が複数列並行して配列している。さらに、かかる切り込み11の個々のものは、切り込みの長さLbが1〜100mmの範囲内であることが好ましい。   In the incision 11 of the present invention, a plurality of rows 12 are arranged in parallel, each of which is composed of intermittent incisions in a direction crossing the reinforcing fiber yarns. Further, each of the cuts 11 preferably has a cut length Lb in the range of 1 to 100 mm.

切り込みの長さLbが短すぎると、強化繊維糸条の切断片が細かくなり過ぎることから、強化繊維糸条が成形材料から脱落し易くなったり、成形材料として取り扱うことが困難であったりし、成形材料の生産安定性の観点からは、切り込みの制御が難しくなり、意図せぬ切り残しが増える可能性があり、製造において膨大な切り込みを挿入する必要が出てくることから、多大な製造時間を要する懸念もある。一方、切り込みの長さLbが長すぎると、強化繊維糸条の切断片が大きくなり過ぎて、任意の形状に賦形させようとした際、成形材料の平面方向において賦形性が均一に発現しない場合や、開口が極端に大きくなり、FRPとしたときの表面品位の低下、開口部における応力集中や樹脂リッチの形成による、力学特性の低下を引き起こす場合がある。すなわち、切り込みの長さLbが、かかる範囲内にて共存されていることで、成形材料の取扱性および賦形性を互いに損なうことなくバランスすることができ、また、成形材料の生産性においても優れたものとできる。かかる観点から、より好ましくは、切り込みの長さLbは3〜10mmの範囲内である。   If the cut length Lb is too short, the cut pieces of the reinforcing fiber yarns are too fine, so that the reinforcing fiber yarns can easily fall off from the molding material, or it can be difficult to handle as the molding material. From the viewpoint of production stability of molding materials, it becomes difficult to control the cutting, and unintentional uncutting may increase, and it will be necessary to insert a huge amount of cutting in the manufacturing process. There is also a concern that requires. On the other hand, if the cutting length Lb is too long, the cut pieces of the reinforcing fiber yarns are too large, and when trying to shape into any shape, the formability is uniformly expressed in the plane direction of the molding material. In some cases, the opening becomes extremely large, and the surface quality when FRP is reduced, and the mechanical properties are deteriorated due to the stress concentration in the opening and the formation of resin rich. That is, since the cut length Lb coexists within such a range, it is possible to balance the handling and shaping of the molding material without impairing each other, and also in the productivity of the molding material. It can be excellent. From this viewpoint, more preferably, the cut length Lb is in the range of 3 to 10 mm.

なお、図2においては、切り込み11は90°方向に一定の間隔にて断続的に配置された列12を形成しており、かかる列は0°方向に一定の間隔を有して並行に配置され、該列12に並行して隣接する列13、14のそれぞれの切り込みは、列12と互い違いに、かつ、互いの切り込みが一部重複するように配置されている。   In FIG. 2, the notches 11 form rows 12 that are intermittently arranged at a constant interval in the 90 ° direction, and these rows are arranged in parallel at a constant interval in the 0 ° direction. In addition, the cuts of the rows 13 and 14 adjacent to the row 12 are arranged alternately with the row 12 so that the cuts partially overlap each other.

本発明において切り込みや、切り込みからなる列の配置パターンは特に制限されるものでないが、好ましくは前記態様である。かかる前記態様であると、シートを構成する強化繊維糸条の全てを確実に切断することができるうえ、多軸配向の材料において、一方向の切り込みにて各層の強化繊維糸条を切断する場合にも効率的に切断可能であることから、好ましい態様といえる。   In the present invention, the arrangement pattern of the cuts and the columns formed by the cuts is not particularly limited, but is preferably the above-described embodiment. In such a mode, all of the reinforcing fiber yarns constituting the sheet can be surely cut, and in the multiaxially oriented material, the reinforcing fiber yarns of each layer are cut by cutting in one direction. Moreover, since it can cut | disconnect efficiently, it can be said that it is a preferable aspect.

また、本発明の成形材料は、切り込みとステッチ糸が延在する方向の直交方向とがなす角度θにおいて、成形材料の長手方向に並行するステッチ糸の間隔Wbと切り込みの長さLbとが|cosθ|<(Wb/Lb)であり、かつ、成形材料の長手方向に延在してあるステッチ糸が実質的に切断されていないことが好ましい。なお、ここでいう角度θは、度単位をラジアン単位に変換した値とする。   Further, in the molding material of the present invention, the stitch thread interval Wb parallel to the longitudinal direction of the molding material and the notch length Lb are | at an angle θ formed by the notch and the direction orthogonal to the direction in which the stitch thread extends. It is preferable that cos θ | <(Wb / Lb) and that the stitch yarn extending in the longitudinal direction of the molding material is not substantially cut. Here, the angle θ is a value obtained by converting the degree unit into the radian unit.

かかる態様について、図3を参照しながら、以下に詳細に説明する。   This aspect will be described in detail below with reference to FIG.

図3は、本発明の成形材料の別の実施態様を示す概略平面図である。   FIG. 3 is a schematic plan view showing another embodiment of the molding material of the present invention.

図3において、成形材料18は、強化繊維糸条19を0°に並行に引き揃えたシートからなる第1層と、強化繊維糸条19を90°に並行に引き揃えたシートからなる第2層との計2層が積層され、第1層と第2層との層間には帛体(図示しない)が配置され、1/1トリコット編にて組織されるステッチ糸20により一体化されている。かかるステッチ糸は、成形材料18の長手方向21に間隔Wb22にて並行しており、並行するそれぞれのステッチ糸間には、45°方向への切り込み23が配されており、前記シートの全面に亘って強化繊維糸条19を切断している。   In FIG. 3, the molding material 18 includes a first layer composed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 19 are aligned in parallel at 0 °, and a second layer composed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 19 are aligned in parallel at 90 °. A total of two layers are laminated, and a textile body (not shown) is arranged between the first layer and the second layer, and is integrated by stitch yarns 20 organized by 1/1 tricot knitting. Yes. The stitch yarns are parallel to the longitudinal direction 21 of the molding material 18 at the interval Wb22, and a cut 23 in a 45 ° direction is arranged between the parallel stitch yarns. The reinforcing fiber yarn 19 is cut over the entire length.

図3によると、切り込み23とステッチ糸が延在する方向の直交方向24とがなす角度は45°であるから、角度θはπ/4ラジアンとなり、|cosθ|は0.71と計算される。したがって、(Wb/Lb)は0.71以下となり、ステッチ糸の間隔Wb22は成形材料によって固定であることから、LbはWb/0.71以下となる。ここで、ステッチ糸の間隔Wb22を5mmとすると、切り込みの長さLb25は7.1mmであり、この切り込みの長さLb25をステッチ糸が延在する方向への長さLb26とステッチ糸が延在する方向の直交方向への長さLb27とに分解すると、Lb=5.0mm、Lb=5.0mmである。すなわち、Wb>Lbとなることから、成形材料の長手方向に並行するステッチ糸の間に切り込みを配置することが可能であり、すなわち、成形材料の長手方向に延在してあるステッチ糸28が実質的に切断されていない態様とすることができる。ここで、θ=0(0°)ないしπ(180°)の場合、|cosθ|=1であり、θ=π/2(90°)ないし3π/2(270°)の場合、ほぼ|cosθ|=0であるため、|cosθ|は0〜1の範囲内にて定義され、かかる範囲内において、|cosθ|<(Wb/Lb)を満足することで、如何なる角度においても、切り込みをステッチ糸の間隔内に納めることができる。なお、ほぼ|cosθ|=0の場合、Lbは無限に大きいとされるため、この場合のみ例外として、Lbは2〜50mmの範囲内において選択的に決定されるものとする。また、実質的に切断されていないとは、成形材料の表面を投影して見た場合において、成形材料の長手方向に延在してあるステッチ糸28と切り込み23とが交差していないことを示し、成形材料の長手方向と交差する角度に配置されるステッチ糸(図3における29、30)も含めて切断されていないという意味ではない。 According to FIG. 3, since the angle formed by the notch 23 and the orthogonal direction 24 of the direction in which the stitch yarn extends is 45 °, the angle θ is π / 4 radians, and | cos θ | is calculated as 0.71. . Therefore, (Wb / Lb) is 0.71 or less, and the interval Wb22 between the stitch yarns is fixed by the molding material, so Lb is Wb / 0.71 or less. Here, when the stitch thread interval Wb22 is 5 mm, the notch length Lb25 is 7.1 mm, and the notch length Lb25 is the length Lb 1 26 in the direction in which the stitch thread extends and the stitch thread is When divided into the length Lb 2 27 in the orthogonal direction of the extending direction, Lb 1 = 5.0 mm and Lb 2 = 5.0 mm. That is, since Wb> Lb 2 , it is possible to arrange the cut between the stitch yarns parallel to the longitudinal direction of the molding material, that is, the stitch yarn 28 extending in the longitudinal direction of the molding material. It can be set as the aspect which is not cut | disconnected substantially. Here, in the case of θ = 0 (0 °) to π (180 °), | cos θ | = 1, and in the case of θ = π / 2 (90 °) to 3π / 2 (270 °), almost | cos θ Since | = 0, | cos θ | is defined within a range of 0 to 1, and within such a range, by satisfying | cos θ | <(Wb / Lb), stitches can be cut at any angle. Can fit within the thread spacing. Note that when | cos θ | = 0, Lb is assumed to be infinitely large. Therefore, Lb is selectively determined within a range of 2 to 50 mm as an exception only in this case. In addition, when the surface of the molding material is projected, the stitch yarn 28 extending in the longitudinal direction of the molding material and the notch 23 do not intersect with each other when the surface of the molding material is projected. It does not mean that it is not cut including the stitch yarns (29, 30 in FIG. 3) arranged at an angle crossing the longitudinal direction of the molding material.

前記ステッチ糸は、成形材料の取扱性を向上させることは上述したとおりであるが、成形材料に切り込みを配することで賦形性が向上することもまた、上述したとおりである。すなわち、これら取扱性と賦形性とはトレードオフの関係であり、前記態様はこれら両特性を互いに満足させるための好ましい態様である。   Although it is as above-mentioned that the stitch thread improves the handleability of a molding material, it is as above-mentioned that a shaping property improves by arranging a notch in a molding material. That is, these handleability and formability are in a trade-off relationship, and the above aspect is a preferable aspect for satisfying these two characteristics.

かかる態様では、成形材料の長手方向に延在してあるステッチ糸が実質的に切断されていないため、成形材料における取扱性の低下を最小限に留めることができる。成形材料に含まれるステッチ糸の内、成形材料の長手方向に延在してあるステッチ糸は、成形材料の厚み方向に貫通してループを形成することで、積層体を一体化し、長手方向に連続して並行することで、成形材料の平面方向において強化繊維糸条を拘束してある。一方、成形材料の長手方向と交わる角度に配置されるステッチ糸は、編組織におけるよこ方向(成形材料の幅方向)の交絡を強めたり、成形材料において、積層体の表面に位置する強化繊維糸条を被覆したりと、成形材料の平面方向への取扱性を担っている。すなわち、成形材料の長手方向と交差する角度に配置されるステッチ糸のみを切断することで、成形材料の平面方向への賦形性を向上させるだけでなく、成形材料の厚み方向における取扱性を担う主要なステッチ糸は残存するため、取扱性の低下を最小限に留めることができる。賦形性に関しては、成形材料の長手方向に延在してあるステッチ糸が実質的に連続して残存していることで、賦形時の変形がステッチ糸を介して伝達されるため、切り込みが局所的に開口することなく、成形材料の平面方向において均一に賦形性を発現させることができることからも本態様が好ましい。   In such an aspect, since the stitch yarn extending in the longitudinal direction of the molding material is not substantially cut, a decrease in handleability in the molding material can be minimized. Of the stitch yarns contained in the molding material, stitch yarns that extend in the longitudinal direction of the molding material are integrated into the longitudinal direction by forming a loop that penetrates in the thickness direction of the molding material and forms a loop. The reinforcing fiber yarns are constrained in the plane direction of the molding material by being continuously parallel. On the other hand, the stitch yarn arranged at an angle intersecting with the longitudinal direction of the molding material strengthens the entanglement in the weft direction (width direction of the molding material) in the knitted structure, or the reinforcing fiber yarn located on the surface of the laminate in the molding material Covering the strips, it is responsible for handling the molding material in the plane direction. In other words, by cutting only the stitch yarn arranged at an angle intersecting the longitudinal direction of the molding material, not only the shapeability of the molding material in the plane direction is improved, but also the handleability in the thickness direction of the molding material is improved. Since the main stitch yarn to be held remains, a decrease in handleability can be minimized. With regard to formability, the stitch yarn extending in the longitudinal direction of the molding material remains substantially continuously, so that the deformation at the time of shaping is transmitted through the stitch yarn, so the notch This embodiment is also preferable because the shapeability can be expressed uniformly in the plane direction of the molding material without locally opening.

なお、本態様では、成形材料のよこ方向におけるステッチ糸の連結が絶たれるわけであるが、成形材料の長手方向と交差する角度に配置されるステッチ糸の全てを切断しなくてもよく、特に最表面の強化繊維糸条方向が0°の場合、または、極端に深絞りの形状などに賦形する場合においては、一部残存させておく方が取扱性および賦形性の観点から好ましい。   In this aspect, the stitch yarn is disconnected in the transverse direction of the molding material, but it is not necessary to cut all of the stitch yarns arranged at an angle intersecting with the longitudinal direction of the molding material. In the case where the outermost reinforcing fiber yarn direction is 0 ° or when it is formed into an extremely deep drawing shape or the like, it is preferable to leave a part of it in view of handling and shaping.

本発明の成形材料において、第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、以下(ホ)〜(ト)のいずれかの関係を満足する態様であると、FRPの成形および得られたFRPにおいて、それぞれに優れた効果をもたらす。
(ホ)第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm1−150)≦Tm2≦(Tm1−20)
(へ)第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、((Tm2−150)≦Tm1≦(Tm2−20)
(ト)第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−20)<Tm1<(Tm2+20)
第1の熱可塑性樹脂および第2の熱可塑性樹脂の融点が前記(ホ)の関係であると、FRPを成形する時にステッチ糸を先に溶融させることができるため、帛体を溶融させて強化繊維糸条の層内に含浸させる前に、成形材料の厚み方向におけるステッチ糸の拘束を解き、各層間において、とりわけせん断変形し易い態様とすることができる。かかる(ホ)の関係において、ステッチ糸の機能が全く失われるのではなく、先に溶融しているステッチ糸が形態を替えて成形材料の厚み方向および平面方向に残存することで、強化繊維糸条同士が平面方向に糸割れを生じるのを防止し、強化繊維糸条の配向が著しく屈曲するのを抑制することができる。そのため複雑な形状に賦形する場合でも、成形材料に発生するシワを抑制して賦形することができるのである。すなわち、(ホ)の関係を満足する成形材料は、成形材料の層間におけるせん断変形に特化した態様であるといえ、このような特徴を有することから、シングルコンター形状(例えば、円筒形、U形など)に好ましく賦形される。かかる(ホ)の関係においては、複数枚の成形材料を積層する場合、帛体は溶融させずに第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸を部分的に溶融させて成形材料同士を一体化(例えばプリフォームの態様)することが可能となるため、本発明において好ましい態様といえる。
In the molding material of the present invention, the melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the following relationships (e) to (g): In the molding of FRP and the obtained FRP, excellent effects are brought about respectively.
(E) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin are (Tm1-150) ≦ Tm2 ≦ (Tm1-20).
(F) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin are ((Tm2-150) ≦ Tm1 ≦ (Tm2-20).
(G) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin are (Tm2-20) <Tm1 <(Tm2 + 20).
When the melting points of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are in the relationship (e), the stitch yarn can be melted first when molding the FRP. Before impregnation into the fiber yarn layer, the stitch yarn is restrained in the thickness direction of the molding material, so that it is particularly easy to shear between the layers. In the relationship of (e), the function of the stitch yarn is not lost at all, but the stitch yarn that has been melted first changes its form and remains in the thickness direction and the plane direction of the molding material. It is possible to prevent the yarns from cracking in the plane direction and to suppress the bending of the reinforcing fiber yarns from being significantly bent. Therefore, even when shaping into a complicated shape, it can be shaped while suppressing wrinkles generated in the molding material. That is, it can be said that the molding material satisfying the relationship (e) is an aspect specialized for shear deformation between layers of the molding material, and has such a feature, and thus has a single contour shape (for example, cylindrical shape, U Shape). In the relationship of (e), when a plurality of molding materials are laminated, the molding material is integrated by partially melting the stitch yarn containing the second thermoplastic resin without melting the textile body. Therefore, it can be said to be a preferred embodiment in the present invention.

かかる(ホ)の関係を満足する具体的な組合せとしては、例えば、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド6またはポリアミド66であり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミド11、ポリアミド12または共重合ポリアミド(例えば、ポリアミド6/66/12、ポリアミド610/12、ポリアミド6/66/610/12、ポリアミド6/66/612/12など)である組合せや、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド66であり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミド6である組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリエステルであり、第2の熱可塑性樹脂が共重合ポリエステルである組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリエチレンまたはポリプロピレンであり、第2の熱可塑性樹脂が共重合ポリオレフィンである組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリプロピレンであり、第2の熱可塑性樹脂がエチレンである組合せ等が挙げられる。前記組合せであると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とが類似の分子構造を有する樹脂で構成されるため両者の相溶性に優れ、FRPにおいて優れた力学特性を発現することができる。   As a specific combination satisfying the relationship (e), for example, the first thermoplastic resin is polyamide 6 or polyamide 66, and the second thermoplastic resin is polyamide 11, polyamide 12 or copolymer polyamide ( For example, polyamide 6/66/12, polyamide 610/12, polyamide 6/66/610/12, polyamide 6/66/612/12, and the like, and the first thermoplastic resin is polyamide 66, The combination in which the second thermoplastic resin is polyamide 6, the first thermoplastic resin is polyester, the second thermoplastic resin is a copolymerized polyester, and the first thermoplastic resin is polyethylene or polypropylene A combination in which the second thermoplastic resin is a copolymerized polyolefin, and the first thermoplastic resin is polypropylene. , And the second thermoplastic resins are combinations is ethylene. In the case of the above combination, the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are composed of resins having a similar molecular structure, so that both are excellent in compatibility and exhibit excellent mechanical properties in FRP. Can do.

また、第1の熱可塑性樹脂がポリフェニレンサルファイドであり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミドである組合せ等であると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂との融点の差を大きくでき、特に賦形性に優れる利点がある。   In addition, when the first thermoplastic resin is polyphenylene sulfide and the second thermoplastic resin is a combination of polyamide, the difference in melting point between the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin is increased. It has the advantage that it is particularly excellent in formability.

第1の熱可塑性樹脂および第2の熱可塑性樹脂の融点が前記(へ)の関係であると、成形材料を加熱してFRPを成形する際に、第1の熱可塑性樹脂である帛体が先に溶融するため、第1の熱可塑性樹脂が強化繊維糸条の層内に含浸している最中に、強化繊維糸条で構成された各層は第2の熱可塑性樹脂であるステッチ糸によって拘束されているため、強化繊維糸条の配向をとりわけ規制することができる。また、ステッチ糸が成形材料の厚み方向に貫通していることにより、貫通孔が樹脂の含浸流路となって、溶融した第1の熱可塑性樹脂の含浸性を格段に向上させる効果をも奏する。なお、貫通孔による含浸性の向上は、ステッチ糸が溶融している/していないに関わらず奏するものであり、ステッチ糸が溶融している前述(ホ)や後述(ト)の関係においても、溶融したステッチ糸が形態を替えて貫通孔に存在するため、貫通孔は残存して含浸流路として機能する。なお、ステッチ糸が溶融していない本態様(へ)においては、ステッチ糸が糸条のまま存在することにより貫通孔の形状が完全に保たれ、より効率的に含浸流路としての機能を果たすことができ、本態様(へ)においてかかる効果がとりわけ大きく発現される。   When the melting points of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are in the relation (f), when the FRP is molded by heating the molding material, the textile body that is the first thermoplastic resin is While the first thermoplastic resin is impregnated in the reinforcing fiber yarn layer in order to melt first, each layer constituted by the reinforcing fiber yarn is formed by the stitch yarn which is the second thermoplastic resin. Since it is restrained, the orientation of the reinforcing fiber yarn can be particularly restricted. Further, since the stitch yarn penetrates in the thickness direction of the molding material, the through hole becomes an impregnation flow path for the resin, and there is also an effect of remarkably improving the impregnation property of the melted first thermoplastic resin. . In addition, the improvement of the impregnation property by the through hole is achieved regardless of whether or not the stitch yarn is melted, and also in the relationship of the above (e) and the later (g) in which the stitch yarn is melted. Since the melted stitch yarn changes its form and exists in the through hole, the through hole remains and functions as an impregnation channel. In this embodiment (f) in which the stitch yarn is not melted, the shape of the through hole is completely maintained by the presence of the stitch yarn as a yarn, and the function as the impregnation channel is more efficiently performed. In this embodiment, the effect is particularly greatly manifested.

また、(へ)の関係においては、帛体を先に溶融させてマトリックスとなる熱可塑性樹脂を各層に含浸させるため、図5、図6に示すように、帛体(不織布)35が挿入されていた層間の厚みが薄くなってステッチ糸36の拘束が緩み、各層間における摩擦抵抗が低減することで、層間にてせん断変形し易い態様となる。そのため、曲面への賦形においてもシワの発生が抑制され、ステッチ糸が存在していることで強化繊維糸条の配向も維持されるため、優れた力学特性を発現できる品位のよいFRPを得ることができる。すなわち、(へ)の関係を満足する成形材料は、成形材料の層間におけるせん断変形し易さとステッチ糸による強化繊維糸条の拘束とが両立された態様であるといえ、このような特徴を有することから、ダブルコンター形状(例えば、ハット形、など)で、比較的緩やかな曲面を有するものや、大面積でかつ薄厚の形状に好ましく賦形される。かかる(へ)の関係において、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が成形材料の最表層の少なくとも一方に配置すると、複数枚の成形材料を積層するにあたって、ステッチ糸を溶融させずに、最表層の帛体を部分的に溶融させて成形材料同士を一体化(例えばプリフォームの態様)することが可能となるため、本発明において好ましい態様といえる。なお、図6はステッチ糸36の拘束がゆるんだ状態を分かりやすくするために模式的に表したものであり、実際に帛体が溶融している段階では、ステッチ糸はゆるんだ状態であってもマトリックスとなる熱可塑性樹脂中に浸漬する。   In addition, in relation to (f), the fabric body (nonwoven fabric) 35 is inserted as shown in FIGS. 5 and 6 in order to melt the fabric body first and impregnate each layer with a thermoplastic resin as a matrix. Since the thickness between the layers is reduced and the constraint of the stitch yarn 36 is loosened, and the frictional resistance between the layers is reduced, it becomes a mode in which shear deformation easily occurs between the layers. For this reason, the generation of wrinkles is suppressed even in the formation of a curved surface, and the orientation of the reinforcing fiber yarn is maintained by the presence of the stitch yarn, so that a high-quality FRP that can exhibit excellent mechanical properties is obtained. be able to. That is, it can be said that the molding material satisfying the relationship (ii) is an aspect in which both the ease of shear deformation between the layers of the molding material and the restraint of the reinforcing fiber yarn by the stitch yarn are compatible. Therefore, it is preferably shaped into a double contour shape (for example, a hat shape) having a relatively gentle curved surface or a large area and a thin shape. In the relationship (v), when the textile body containing the first thermoplastic resin as the component is disposed on at least one of the outermost layers of the molding material, the stitch yarn is not melted when the plurality of molding materials are laminated. Since the outermost layer body is partially melted and the molding materials can be integrated (for example, a form of a preform), it can be said to be a preferable aspect in the present invention. FIG. 6 is a schematic view for easy understanding of the state in which the stitch yarn 36 is loosened. When the fabric body is actually melted, the stitch yarn is in a loose state. Also, it is immersed in a thermoplastic resin as a matrix.

かかる(へ)の関係を満足する具体的な組合せとしては、例えば、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド11、ポリアミド12または共重合ポリアミド(例えば、ポリアミド6/66/12、ポリアミド610/12、ポリアミド6/66/610/12、など)であり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミド6またはポリアミド66である組合せや、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド6であり第2の熱可塑性樹脂がポリアミド66である組合せ、第1の熱可塑性樹脂が共重合ポリエステルであり、第2の熱可塑性樹脂はポリエステルである組合せ、第1の熱可塑性樹脂が共重合ポリオレフィンであり、第2の熱可塑性樹脂がポリエチレンまたはポリプロピレンである組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリエチレンであり、第2の熱可塑性樹脂がポリプロピレンである組合せ等が挙げられる。前記組合せであると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とに類似の樹脂を使用すると両者の接着性が優れるため、優れた力学特性を発現することができる。また、第1の熱可塑性樹脂がポリオレフィンであり、第2の熱可塑性樹脂がポリエステルである組合せ等であると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂との融点の差を大きくでき、含浸が容易にできるため成形性に優れる利点がある。   As a specific combination satisfying the relationship (v), for example, the first thermoplastic resin is polyamide 11, polyamide 12 or copolymer polyamide (for example, polyamide 6/66/12, polyamide 610/12, polyamide). 6/66/610/12, etc.), and the second thermoplastic resin is polyamide 6 or polyamide 66, or the first thermoplastic resin is polyamide 6 and the second thermoplastic resin is polyamide 66. A combination in which the first thermoplastic resin is a copolymerized polyester, a second thermoplastic resin is a polyester, the first thermoplastic resin is a copolymerized polyolefin, and the second thermoplastic resin is polyethylene. Or a combination that is polypropylene, the first thermoplastic resin is polyethylene, and the second thermoplastic resin is polypropylene. Combinations pyrene and the like. In the case of the above combination, when a resin similar to the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin is used, the adhesiveness between the two is excellent, and thus excellent mechanical properties can be expressed. In addition, when the first thermoplastic resin is a polyolefin and the second thermoplastic resin is a combination of polyester, the difference in melting point between the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin can be increased. Since it can be easily impregnated, there is an advantage of excellent moldability.

また、別の観点から、第1の熱可塑性樹脂および第2の熱可塑性樹脂の融点が前記(ト)の関係であると、FRPを成形する時にステッチ糸と帛体とをほぼ同時に溶融させることができる。かかる態様の成形材料は、前記(ホ)と(へ)との中間的な特性を有する、とりわけ優れる点として、成形時における加熱を1ステップにすることができ、成形サイクルを短くすることができる。また、1ステップの加熱でステッチ糸の痕跡を殆ど残さないように成形でき、表面平滑性に優れたFRPを得ることができる。さらに、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とを同じ樹脂で構成することもできるため、両者の相溶性に優れ、FRPにおいてとりわけ優れた力学特性を発現することができる。   From another point of view, if the melting points of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are in the relationship (g), the stitch yarn and the fabric body are melted almost simultaneously when the FRP is formed. Can do. The molding material of this aspect has intermediate characteristics between the above (e) and (f), and as a particularly excellent point, heating during molding can be performed in one step, and the molding cycle can be shortened. . Moreover, it can shape | mold so that most traces of a stitch thread | yarn may not be left by heating of 1 step, and FRP excellent in surface smoothness can be obtained. Furthermore, since the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin can be made of the same resin, they are excellent in compatibility and can exhibit particularly excellent mechanical properties in FRP.

以上のとおり、本発明の成形材料は、所望のFRP形態に応じて(ホ)〜(ト)の関係のいずれかを満足する態様を任意に選択するとよい。   As described above, the molding material of the present invention may be arbitrarily selected in a mode that satisfies any one of the relationships (e) to (g) according to the desired FRP form.

ここで、融点とは、DSC(示差走査熱量計)を用いてJIS K7121(1987)に準拠し、絶乾状態で20℃/minの昇温速度にて測定した値を指す。なお、本発明においては、融点を示さないもの(例えば非晶性ポリマー)について、上記測定方法により得られるガラス転移温度+100℃を簡易的に融点とみなす。   Here, melting | fusing point refers to the value measured by DSC (differential scanning calorimeter) based on JISK7121 (1987) at the temperature increase rate of 20 degrees C / min in the absolutely dry state. In the present invention, the glass transition temperature + 100 ° C. obtained by the above measuring method is simply regarded as the melting point for those that do not exhibit a melting point (for example, an amorphous polymer).

ここで、本発明の成形材料を構成する各シートにおける強化繊維の目付が50〜350g/mの範囲内であることが好ましい。 Here, the basis weight of the reinforcing fibers in each sheet constituting the molding material of the present invention is preferably in the range of 50 to 350 g / m 2 .

かかる範囲内の強化繊維の目付であると、成形材料において、優れた表面品および賦形性を発現される。各層における強化繊維の目付が50g/m未満であると、隣り合う強化繊維糸条の間に隙間(ギャップ)が形成され、FRPとした際の品位に劣ったり、力学特性の低下を引き起したりといった懸念がある。一方、各層における強化繊維の目付が350g/mより大きいと、隣接する強化繊維糸条同士が重複する箇所が発生し、FRPとした際に表面凹凸の発生に起因するほか、シートの厚みが増すため、賦形性および含浸性にも影響する場合がある。含浸性に関しては、各シートに熱可塑性樹脂で構成される帛体を溶融させて完全に含浸させるために、過大な圧力が必要となり、かかる過大な圧力により強化繊維糸条の目曲りを誘発する場合がある。 When the basis weight of the reinforcing fiber is within such a range, an excellent surface product and formability are exhibited in the molding material. When the basis weight of the reinforcing fiber in each layer is less than 50 g / m 2 , a gap (gap) is formed between adjacent reinforcing fiber yarns, resulting in inferior quality when FRP is used, and deterioration in mechanical properties. There are concerns such as. On the other hand, if the basis weight of the reinforcing fibers in each layer is larger than 350 g / m 2 , a portion where adjacent reinforcing fiber yarns overlap with each other is generated. This may increase the shapeability and impregnation properties. Regarding the impregnation property, excessive pressure is required to melt and completely impregnate the sheet of thermoplastic resin in each sheet, and the excessive pressure induces bending of the reinforcing fiber yarn. There is a case.

また、前記シート間に配置される帛体のそれぞれの目付が、15〜250g/mの範囲であることが好ましい。より好ましくは35〜150g/m、さらに好ましくは40〜100g/mである。 Moreover, it is preferable that each fabric weight of the textile body arrange | positioned between the said sheets is the range of 15-250 g / m < 2 >. More preferably, it is 35-150 g / m < 2 >, More preferably, it is 40-100 g / m < 2 >.

帛体の目付が15g/m未満であると熱可塑性樹脂の量が強化繊維糸条の量に対して相対的に不足して十分に含浸ができないだけでなく、帛体が薄くなりすぎて成形材料の製造プロセスにおいて破れたり変形したりするといった問題が発生し易く、帛体の取扱性が著しく低下する。同様の観点から、より好ましくは35g/m以上、さらに好ましくは40g/m以上である。なお、この問題をさけるために各シートにおける強化繊維の目付を本発明の範囲を超えて低くすると、強化繊維糸条同士の間に隙間ができるためFRPにしたときの強度が低下するばかりか品位も悪くなる場合がある。一方、帛体の目付が250g/m2を越えると、強化繊維の含有量が相対的に少なくなり、FRPにしたときに十分な強度が発現できにくくなる。なお、この問題をさけるため各シートの強化繊維の目付を本発明の範囲を超えて高くすると強化繊維糸条どうしが重なり合うため表面に凸凹が発生し、賦形性や品位が劣るだけでなく、樹脂を含浸させるときに過大な外圧が必要となり強化繊維糸条の目曲がりが発生する場合がある。 If the fabric weight is less than 15 g / m 2 , the amount of the thermoplastic resin is relatively insufficient with respect to the amount of the reinforcing fiber yarn, so that it cannot be sufficiently impregnated, and the fabric body becomes too thin. Problems such as tearing or deformation in the manufacturing process of the molding material are likely to occur, and the handleability of the fabric body is significantly reduced. From the same viewpoint, it is more preferably 35 g / m 2 or more, further preferably 40 g / m 2 or more. In order to avoid this problem, if the basis weight of the reinforcing fiber in each sheet is lowered beyond the range of the present invention, a gap is formed between the reinforcing fiber yarns, so that not only the strength when FRP is reduced but also the quality. May get worse. On the other hand, if the basis weight of the textile body exceeds 250 g / m 2, the content of reinforcing fibers is relatively reduced, and sufficient strength cannot be expressed when FRP is used. In order to avoid this problem, if the basis weight of the reinforcing fiber of each sheet is increased beyond the scope of the present invention, the reinforcing fiber yarns overlap each other, resulting in unevenness on the surface, not only inferior formability and quality, When impregnating the resin, an excessive external pressure is required, and the reinforcing fiber yarn may be bent.

なお、各シートの強化繊維糸条および帛体の目付は、JIS R7602(1989)5.5項に準拠してサンプルを切り出し、局所的な融着を開放して成形材料を分解して各シートの強化繊維および帛体について測定した値とする。   In addition, the basis weight of the reinforcing fiber yarn and the fabric body of each sheet is cut out in accordance with JIS R7602 (1989) 5.5, the local material is released, the molding material is disassembled, and each sheet is disassembled. It is set as the value measured about the reinforcing fiber and fabric body.

本発明で用いる強化繊維糸条としては、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、等の有機繊維が挙げられ、これらの1種または2種類以上を併用して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、FRP成形体の軽量化にも有効であることから好ましく用いられる。炭素繊維として、好ましくは、その糸条の引張強度が4GPa以上7GPa以下、より好ましくは4.5GPa以上6.5GPa以下、引張弾性率が200GPa以上500GPa以下であると、特に構造材に好適である。なお、該糸条の引張強度は、炭素繊維糸条に下記組成の樹脂を含浸させ、130℃で35分間硬化させた後、JIS R−7601に規定する引張試験方法に従って求めることができる。樹脂組成としては、脂環式エポキシ樹脂(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−シクロヘキシル−カルボキシレート):100重量部、3フッ化ホウ素モノエチルアミン:3重量部、アセトン:4重量部である。また、該糸条の引張弾性率は、上記引張強度測定方法と同様の方法で引張試験を行い、荷重−伸び曲線の傾きから求めることができる。   Examples of the reinforcing fiber yarn used in the present invention include carbon fibers, graphite fibers, glass fibers, and organic fibers such as aramid, paraphenylenebenzobisoxazole, polyvinyl alcohol, polyethylene, polyarylate and polyimide, These 1 type (s) or 2 or more types can be used together. Among these, carbon fibers are preferably used because they are excellent in specific strength and specific elastic modulus and effective in reducing the weight of the FRP molded product. As the carbon fiber, the tensile strength of the yarn is preferably 4 GPa or more and 7 GPa or less, more preferably 4.5 GPa or more and 6.5 GPa or less, and the tensile elastic modulus is 200 GPa or more and 500 GPa or less, particularly suitable for a structural material. . The tensile strength of the yarn can be determined according to a tensile test method specified in JIS R-7601 after impregnating a carbon fiber yarn with a resin having the following composition and curing at 130 ° C. for 35 minutes. The resin composition is alicyclic epoxy resin (3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxy-cyclohexyl-carboxylate): 100 parts by weight, boron trifluoride monoethylamine: 3 parts by weight, acetone: 4 weights Part. Further, the tensile elastic modulus of the yarn can be obtained from a slope of a load-elongation curve by performing a tensile test in the same manner as the above-described tensile strength measuring method.

かかる強化繊維糸条は、取扱性やニッティング時の耐ニードル擦過性の観点から、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。上記範囲内にて集束剤が付着していることで、毛羽の発生を抑制することができる。   The reinforcing fiber yarn is preferably attached with 0.2 to 2.5% by weight of a sizing agent from the viewpoint of handleability and resistance to needle abrasion during knitting. Generation | occurrence | production of fluff can be suppressed because the sizing agent adheres in the said range.

また、強化繊維糸条は、無撚糸でも有撚糸でもよいが、引張強度や圧縮強度、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。かかる観点から、本発明の成形材料の製造においては、強化繊維糸条をたて取解舒して解舒撚を混入させてもよいが、よこ取解舒して解舒撚が入らないようにし、成形材料中に強化繊維糸条を実質的に無撚(1ターン/m未満)の状態で存在させるのが好ましい。かかるよこ取解舒により、本発明の範囲内の強化繊維目付において、高品位のシートを容易に得られるだけでなく、FRPとしても強化繊維体積配合率(Vf)や力学特性を高めることができる。特に、シートの目付が190g/m以下であると、シート中に強化繊維糸条同士の隙間(ギャップ)が形成され易く、シートの品位に劣る場合があるのでよこ取解舒が好ましい。上記効果は、強化繊維糸条の繊度が以下の範囲内である場合により顕著に発現する。強化繊維糸条の繊度として、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、撚りの混入による影響が殆どないため、本発明の効果が発揮されない場合があり、繊維糸条が高価となるうえ、細繊度の強化繊維糸条を多数本使用することになるので、多軸基材そのものが高価になる。一方、繊度が大きすぎると、例えば、1層当たりの強化繊維糸条の目付が100g/m以下の低目付の成形材料を得る際に、僅かな力で糸条幅が変動し易く、安定した糸条幅の維持が困難な場合がある。 The reinforcing fiber yarns may be either untwisted yarns or twisted yarns, but are preferably substantially untwisted (less than 1 turn / m) from the viewpoint of mechanical properties such as tensile strength and compressive strength. From this point of view, in the production of the molding material of the present invention, the reinforcing fiber yarn may be warped and untwisted to mix the untwisting twist, but the twisting and untwisting will not cause untwisting. The reinforcing fiber yarn is preferably present in the molding material in a substantially untwisted state (less than 1 turn / m). With this weft removal, not only a high-quality sheet can be easily obtained in the reinforcing fiber basis weight within the scope of the present invention, but also the reinforcing fiber volume ratio (Vf) and mechanical properties can be improved as FRP. . In particular, when the basis weight of the sheet is 190 g / m 2 or less, a gap (gap) between the reinforcing fiber yarns is easily formed in the sheet, and the sheet quality may be inferior. The above effect is more markedly manifested when the fineness of the reinforcing fiber yarn is within the following range. The fineness of the reinforcing fiber yarn is preferably 500 to 7,000 tex, more preferably 1,000 to 2,000 tex. If the fineness is too small, the effect of the present invention may not be exhibited because there is almost no influence due to the mixing of the twist, the fiber yarn becomes expensive, and a large number of fine fiber yarns with fineness are used. Therefore, the multiaxial base material itself becomes expensive. On the other hand, when the fineness is too large, for example, when obtaining a molding material having a low basis weight of reinforced fiber yarns per layer of 100 g / m 2 or less, the yarn width is likely to fluctuate with a slight force and is stable. It may be difficult to maintain the yarn width.

本発明の成形材料は、その1ないし複数枚が積層され、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形されたプリフォームとすることで、その優れた賦形性を最大限に発揮することができる。   The molding material of the present invention can exhibit its excellent formability to the maximum by forming a preform in which one or more of the molding materials are laminated and formed into a single contour shape or a double contour shape. .

図4は、本発明の成形材料をアーチ形状に賦形したプリフォームの概略断面図である。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a preform obtained by shaping the molding material of the present invention into an arch shape.

図4のとおり、本発明の成形材料31は、アーチ形状を有する金型(図示しない)に賦形されており、成形材料31が厚み方向にせん断変形することで、金型の表面に位置する内周部から外周部にかけての内外周長差を緩和し、皺の発生が抑制されている。さらに、成形材料を構成する各シート32に注目してみると、それぞれのシート内において強化繊維糸条が開口33していることが分かる。かかる開口33は成形材料における切り込み箇所に相当し、かかる強化繊維糸条の自由端において進展変形が誘発されることで、成形材料の平面方向における歪みが解放され、金型に沿って賦形されている。すなわち、成形材料における第1の賦形性と第2の賦形性との互いの相乗効果により、ダブルコンター形状またはダブルコンター形状においても、皺や強化繊維糸条の突っ張りが発生することなく、所望の形状に沿ったプリフォームを得ることができる。   As shown in FIG. 4, the molding material 31 of the present invention is shaped into a mold (not shown) having an arch shape, and the molding material 31 is located on the surface of the mold by shear deformation in the thickness direction. The difference between the inner and outer peripheral lengths from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion is alleviated, and the generation of wrinkles is suppressed. Further, when attention is paid to the respective sheets 32 constituting the molding material, it can be seen that the reinforcing fiber yarns have openings 33 in the respective sheets. Such an opening 33 corresponds to a cut portion in the molding material, and the deformation in the planar direction of the molding material is released by inducing a progressing deformation at the free end of the reinforcing fiber yarn, and is shaped along the mold. ing. That is, due to the mutual synergistic effect of the first shapeability and the second shapeability in the molding material, even in the double contour shape or the double contour shape, the wrinkles and the reinforcing fiber yarns are not stretched. A preform along a desired shape can be obtained.

また、成形材料がシングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形された箇所において、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面における円弧の長さLcと繊維長LaがLc>Laであることが好ましい。ここで、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面とは、成形材料を形成する各シートにおいて、強化繊維糸条が並行に引き揃えられている方向に沿って切り出した断面のことであり、円弧の長さLcとは、かかる断面における形状において成形材料と接する線分の長さであり、繊維長Laとは、かかる断面と同一方向に引き揃えられてある強化繊維糸条の繊維長である。なお、形状において断面は無数に存在するため、賦形対象である形状において最も大きい円弧の長さLcに対し、1/10以内にある円弧について、前記態様を満足すればよいものとする。   In addition, in a portion where the molding material is shaped into a single contour shape or a double contour shape, the arc length Lc and the fiber length La in each cross section in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material are Lc>. La is preferred. Here, each cross section in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material is cut out along the direction in which the reinforcing fiber yarns are aligned in parallel in each sheet forming the molding material The length Lc of the arc is the length of a line segment in contact with the molding material in the shape of the cross section, and the fiber length La is a reinforcing fiber that is aligned in the same direction as the cross section. The fiber length of the yarn. In addition, since there are an infinite number of cross sections in the shape, it is only necessary to satisfy the above aspect for an arc that is within 1/10 of the length Lc of the largest arc in the shape to be shaped.

かかる態様であると、強化繊維糸条が少なくとも円弧よりも短い距離で切断されているため、賦形する金型上に必ず強化繊維糸条の自由端が配置されることから、強化繊維糸条が突っ張ることがなく、成形材料における第2の賦形性を発現させることが可能である。すなわち、かかる態様であると、賦形される形状に左右されることなく、上述した成形材料の賦形性を発現することが可能である。かかる理由から、Lc>Laである。なお、Laは上述にて10〜300mmの範囲であることから、下限値はLa=10mmとなり、Lc<10mmにおいては、微少な形状変化であることから、近傍の強化繊維糸条の自由端により緩和されるため、Lc>Laの範囲外であっても特に問題にならない。   In such an embodiment, since the reinforcing fiber yarn is cut at a distance shorter than at least the arc, the free end of the reinforcing fiber yarn is always disposed on the mold to be shaped. It is possible to develop the second formability in the molding material without stretching. That is, in this aspect, it is possible to express the shaping property of the molding material described above without being influenced by the shape to be shaped. For this reason, Lc> La. Since La is in the range of 10 to 300 mm as described above, the lower limit value is La = 10 mm, and when Lc <10 mm, there is a slight change in shape, which is caused by the free ends of the nearby reinforcing fiber yarns. Since it is relaxed, there is no particular problem even if it is outside the range of Lc> La.

本発明のFRPは、前述の成形材料またはプリフォームを用いて成形したものであって、少なくとも前記帛体を構成していた第1の熱可塑性樹脂を溶融・固化させてマトリックス樹脂としたものである。   The FRP of the present invention is formed by using the above-mentioned molding material or preform, and is a matrix resin obtained by melting and solidifying at least the first thermoplastic resin constituting the fabric body. is there.

予めマトリックスとなる熱可塑性樹脂と一体となっている本発明の成形材料またはプリフォームであると、RTMのようにマトリックス樹脂を注入する工程などを省略できるため、成形サイクルを短くでき、FRPの生産性に優れる。また、本発明の成形材料またはプリフォームを用いると、シングルコンター形状またはダブルコンター形状にもシワの発生を抑えながら賦形することができ、強化繊維糸条の配向の乱れを抑制したFRPを成形することができる。   In the case of the molding material or preform of the present invention integrated with the thermoplastic resin as the matrix in advance, the step of injecting the matrix resin like RTM can be omitted, so the molding cycle can be shortened and the production of FRP can be shortened. Excellent in properties. In addition, when the molding material or preform of the present invention is used, it can be shaped into a single contour shape or a double contour shape while suppressing the generation of wrinkles, and an FRP in which the disturbance of the orientation of the reinforcing fiber yarn is suppressed is molded. can do.

かかるFRPは、上述(ホ)の熱可塑性樹脂から構成される帛体、ステッチ糸を用いた場合には、まず第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸が溶融した後、第1の熱可塑性樹脂から構成された帛体が溶融・固化してマトリックスを構成するため、ステッチ糸の痕跡が残らないFRPとなる。そして、上述したとおり、複雑な形状でもシワを抑制しながら賦形することができ、その結果、表面平滑性、力学特性に優れたFRPとすることができる。また、成形材料を複数枚積層してプリフォームを形成・成形する場合において、成形材料同士を予め一体化することができるので、成形サイクルが短く、生産性に優れたものとできる。   In the case of using the fabric body and stitch yarn composed of the thermoplastic resin described in (e) above, the FRP is obtained by first melting the stitch yarn containing the second thermoplastic resin as a component and then the first heat. Since the textile body composed of the plastic resin is melted and solidified to form a matrix, the FRP has no trace of stitch yarn. And as above-mentioned, even if it is a complicated shape, it can shape | mold while suppressing wrinkles, As a result, it can be set as FRP excellent in surface smoothness and a mechanical characteristic. Further, when forming and forming a preform by laminating a plurality of molding materials, the molding materials can be integrated in advance, so that the molding cycle is short and the productivity is excellent.

また、上述(へ)の熱可塑性樹脂から構成される帛体、ステッチ糸を用いた場合には、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が溶融・固化してマトリックスを構成し、第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸がその形態を実質的に維持して存在しているFRPとなり、上述したとおり溶融していないステッチ糸によって強化繊維糸条の配向の乱れが抑制され、優れた力学特性を発現できるFRPとなる。   In addition, when a fabric body composed of the above-mentioned thermoplastic resin and stitch yarn are used, the fabric body containing the first thermoplastic resin as a component melts and solidifies to form a matrix, The stitch yarn containing the thermoplastic resin of 2 as an ingredient becomes an FRP that substantially maintains its form, and as described above, the disorder of the orientation of the reinforcing fiber yarn is suppressed by the stitch yarn that is not melted, The FRP can exhibit excellent mechanical properties.

さらに、上記態様(ト)の熱可塑性樹脂から構成される帛体、ステッチ糸を用いた場合には、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体と第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸とが同時に溶融・固化してマトリックスを構成するFRPとなる。これにより、上述したとおり、成形サイクルを短くでき、表面平滑性、力学特性に優れたFRPとすることができる。   Furthermore, when the textile body comprised from the thermoplastic resin of the said aspect (g) and the stitch thread | yarn are used, the textile body which uses the 1st thermoplastic resin as a component, and 2nd thermoplastic resin as a component The stitch yarn and FRP are simultaneously melted and solidified to form a matrix. Thereby, as above-mentioned, a shaping | molding cycle can be shortened and it can be set as FRP excellent in surface smoothness and a mechanical characteristic.

かかるFRPの製造において、成形材料を加熱・加圧する手段としては、特に制限されるものではないが、オートクレーブ、オーブンと大気圧との組合せ、プレス機などを用いるのが好適であり、中でも成形時間の早さからプレス機がより好ましい。   In the production of such FRP, means for heating and pressurizing the molding material is not particularly limited, but it is preferable to use an autoclave, a combination of an oven and atmospheric pressure, a press machine, etc. A press is more preferable because of its speed.

実施例および比較例における原材料として、次のものを用いた。
<強化繊維糸条>
PAN系炭素繊維糸条、12,000フィラメント、繊度800tex、引張強度4,900MPa、引張弾性率240GPa、0ターン/m。
<ステッチ糸>
ステッチ糸A:共重合ポリアミド(東レ株式会社製、“エルダー”(登録商標))、10フィラメント、繊度56dtex、融点115℃。
ステッチ糸B:ポリアミド66、10フィラメント、繊度33dtex、融点255℃。
<帛体>
不織布A:ポリアミド6、目付80g/m、融点220℃。
不織布B:共重合ポリアミド(東レ株式会社製、“エルダー”(登録商標))、目付80g/m、融点115℃。
<成形材料>
以下(1)〜(6)の手順にて、1.27m幅の成形材料を作製した。
The following were used as raw materials in the examples and comparative examples.
<Reinforcing fiber yarn>
PAN-based carbon fiber yarn, 12,000 filaments, fineness 800 tex, tensile strength 4,900 MPa, tensile elastic modulus 240 GPa, 0 turns / m.
<Stitch yarn>
Stitch yarn A: Copolyamide (“Elder” (registered trademark), manufactured by Toray Industries, Inc.), 10 filaments, fineness 56 dtex, melting point 115 ° C.
Stitch yarn B: Polyamide 66, 10 filament, fineness 33 dtex, melting point 255 ° C.
<Textile body>
Nonwoven fabric A: Polyamide 6, basis weight 80 g / m 2 , melting point 220 ° C.
Nonwoven fabric B: copolymerized polyamide (manufactured by Toray Industries, Inc., “Elder” (registered trademark)), basis weight 80 g / m 2 , melting point 115 ° C.
<Molding material>
Thereafter, a molding material having a width of 1.27 m was produced by the procedures (1) to (6).

まず、強化繊維糸条で構成された各シート間、および、最外層の何れにも不織布Aを有する積層体を形成した。
(1)最外層に配置する不織布Aを、不織布Aとベルトコンベアとの長手方向が平行になるように連続的に供給した。かかるベルトコンベアは、以降の強化繊維糸条の層および不織布を積層する間も1m/minの一定速度にて、その長手方向(0°方向)に移動し続け、後述の接着手段へ連続的に搬送するものである。
(2)前記不織布Aの上に、解舒撚を混入させないようによこ取解舒した強化繊維糸条を、長手方向(0°方向)に対して−45°に並行に引き揃え、かつ、層当たりの強化繊維の目付が150g/mとなるように配列して、−45°シートを形成した。かかる−45°シートの強化繊維糸条の配置はキャリッジ装置にて行った。本工程におけるキャリッジ装置は、−45°方向に往復運動するものであり、その内の往運動(または復運動)する時に強化繊維糸条をベルトコンベア上に配置する装置であり、ベルトコンベアが長手方向へ搬送している速度に同調して強化繊維糸条同士が重ならず、並行に隣り合うように制御した。
(3)前記−45°シートの上に2枚目の不織布Aを配置し、その上に、−45°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して+90°に並行に、かつ、150g/mとなるように配列し、+90°シートを形成した。
(4)前記+90°シートの上に3枚目の不織布Aを配置し、その上に、−45°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して+45°に並行に、かつ、150g/mとなるように配列し、+45°シートを形成した。
(5)前記+45°シートの上に4枚目の不織布Aを配置し、その上に、−45°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して0°に並行に、かつ、150g/mとなるように配列し、0°シートを形成した。
(6)前記0°シートの上に5枚目の不織布Aを配置し、積層体を形成した。
続いて、上記のとおり形成したベルトコンベア上の積層体を、ステッチ糸Aにてステッチにより一体化させた。かかるステッチにおいては、ステッチ糸Aを巻出装置にて巻き出し、ニードルを積層体に貫通させながら編成した。ステッチ糸の編組織は鎖編と1/1トリコット編とを複合した変則1/1トリコット編とし、ステッチ糸による貫通孔を成形材料の長手方向に8.3列/25mm、幅方向に5列/25mm(Wb=5.0mm)となるように規則的に配列した。なお、貫通孔の密度は66,666箇所/mであった。不織布Aはニードル貫通性に優れ、不織布の繊維がニードルに絡まることはなかった。ステッチ糸Aにより一体化された成形材料を、ブランクとして巻取装置にて巻き取った。
First, the laminated body which has the nonwoven fabric A between each sheet | seat comprised with the reinforced fiber yarn and any outermost layer was formed.
(1) The nonwoven fabric A arranged in the outermost layer was continuously supplied so that the longitudinal directions of the nonwoven fabric A and the belt conveyor were parallel. The belt conveyor continues to move in the longitudinal direction (0 ° direction) at a constant speed of 1 m / min during the subsequent lamination of the reinforcing fiber yarn layer and the nonwoven fabric, and continuously to the adhesive means described later. It is to be transported.
(2) On the nonwoven fabric A, the reinforcing fiber yarns that have been weaved and unwound so as not to mix the untwisted strands are aligned in parallel to the longitudinal direction (0 ° direction) at −45 °, and A -45 ° sheet was formed by arranging so that the basis weight of the reinforcing fibers per layer was 150 g / m 2 . The arrangement of the reinforcing fiber yarns of the −45 ° sheet was performed by a carriage device. The carriage device in this process reciprocates in the -45 ° direction, and is a device that arranges reinforcing fiber yarns on the belt conveyor during the forward movement (or backward movement), and the belt conveyor is longitudinal. The reinforcing fiber yarns are controlled so as to be adjacent to each other in parallel without being overlapped with each other in synchronization with the speed of conveyance in the direction.
(3) The second nonwoven fabric A is placed on the −45 ° sheet, and the reinforcing fiber yarns are parallel to the longitudinal direction at + 90 ° with respect to the longitudinal direction in the same manner as in the −45 ° sheet formation. And a + 90 ° sheet was formed so as to be 150 g / m 2 .
(4) A third non-woven fabric A is placed on the + 90 ° sheet, and the reinforcing fiber yarns are parallel to the longitudinal direction at + 45 ° in the same manner as in the −45 ° sheet formation. And it arranged so that it might become 150 g / m < 2 >, and the +45 degree sheet | seat was formed.
(5) The 4th nonwoven fabric A is arrange | positioned on the said +45 degree sheet | seat, and in the same method as -45 degree sheet | seat formation on it, a reinforcement fiber thread is parallel to 0 degree with respect to a longitudinal direction. And 0 ° sheet was formed by arranging so as to be 150 g / m 2 .
(6) The 5th nonwoven fabric A was arrange | positioned on the said 0 degree sheet | seat, and the laminated body was formed.
Subsequently, the laminate on the belt conveyor formed as described above was integrated by stitching with the stitch yarn A. In such stitches, the stitch yarn A was unwound by an unwinding device and knitted while allowing the needle to penetrate the laminate. The knitting structure of the stitch yarn is an irregular 1/1 tricot knitting composed of chain knitting and 1/1 tricot knitting, and the through holes by the stitch yarn are 8.3 rows / 25 mm in the longitudinal direction of the molding material and 5 rows in the width direction. / 25 mm (Wb = 5.0 mm) was regularly arranged. The density of the through holes was 66,666 places / m 2 . Nonwoven fabric A was excellent in needle penetrability, and the fibers of the nonwoven fabric were not entangled with the needle. The molding material integrated with the stitch yarn A was wound as a blank by a winding device.

(実施例1)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のシートの全面に、成形材料の長手方向に対して90°方向に切り込みを挿入した。また、切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、90°方向に12.5mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列して成形材料Aを得た。また、隣接する切り込みの列は、90°方向に18.75mmずつ交互にずれており、隣接する列のそれぞれの切り込みの両端は、0°方向に互いに6.25mmずつ重複するように配置した。成形材料Aは、強化繊維糸条の75%が切断されており、各シートのそれぞれの繊維長Laは、−45°シートのうち、50%が35.3mm、50%が106.1mm、+45°シートのうち、50%が35.5mm、50%が106.1mm、0°シートのうち50%が25.0mm、50%が50.0mmであった。なお、切り込みの挿入は、成形材料(ブランク)の製造プロセスとはオフラインにおいて、自動裁断装置を用いて行った。
(Example 1)
Cuts were inserted in the direction of 90 ° with respect to the longitudinal direction of the molding material on the entire surface of the molding material (blank) sheet produced by the procedures of (1) to (6). In addition, each of the cuts has a cut length Lb of 25.0 mm and is arranged on a straight line so as to have an interval of 12.5 mm in the 90 ° direction, and the cut rows are arranged in parallel. Thus, molding material A was obtained. Adjacent cut rows were alternately shifted by 18.75 mm in the 90 ° direction, and both ends of the cuts of the adjacent rows were arranged to overlap each other by 6.25 mm in the 0 ° direction. In the molding material A, 75% of the reinforcing fiber yarns are cut, and the fiber length La of each sheet is 35.3 mm, 50% is 106.1 mm, and + 45% in the −45 ° sheet. Of the 0 sheet, 50% was 35.5 mm, 50% was 106.1 mm, and 50% of the 0 sheet was 25.0 mm and 50% was 50.0 mm. The insertion of the cut was performed off-line from the manufacturing process of the molding material (blank) using an automatic cutting device.

得られた成形材料Aは、ステッチ糸による強化繊維糸条の拘束が適度に残っており、成形材料として十分に取り扱えるレベルであった。   The obtained molding material A had a level in which the reinforcing fiber yarns were restrained moderately by the stitch yarn, and was sufficiently handled as the molding material.

得られた成形材料Aを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material A was placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape having a radius of curvature of 305 mm, and the preform was pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、切り込みに箇所において強化繊維糸条の自由端が開口することで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく良好なプリフォームであったが、ステッチ糸が部分的に切断されているため、開口の分布に若干のムラが確認できた。   The resulting preform was a good preform without the occurrence of wrinkles by releasing the in-plane distortion of the molding material by opening the free ends of the reinforcing fiber yarns at the incision points. Since the stitch yarn was partially cut, some unevenness was confirmed in the distribution of the openings.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、長手方向に連続するステッチ糸が部分的に切断されているため、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したものの、皺の発生はみられなかった。   When the cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and the observation surface of the void is slightly seen near the outermost layer 96% of the resin was impregnated with resin. Further, since the stitch yarn continuous in the longitudinal direction was partially cut, the fiber orientation was disordered and the surface irregularities were slightly generated, but no wrinkles were observed.

(実施例2)
前記(1)〜(6)の手順にて作製したブランクのシートの全面に、ブランクの長手方向に対して0°方向に切り込みを挿入した。また、切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、0°方向に12.5mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列して成形材料Bを得た。これら切り込みの全ては、成形材料Bの長手方向に並行するステッチ糸の間に配置されており、成形材料Bの長手方向に延在するステッチ糸は全て切断されていなかった。
成形材料Bは、強化繊維糸条の75%が切断されており、各シートのそれぞれの繊維長Laは、−45°シートのうち、75%が35.5mm、25%が106.1mm、90°シートのうち50%が25.0mm、50%が50.0mm、+45°シートのうち、75%が35.5mm、25%が106.1mmであった。
(Example 2)
Cuts were inserted in the 0 ° direction with respect to the longitudinal direction of the blank on the entire surface of the blank sheet produced by the procedures (1) to (6). In addition, each of the cuts has a cut length Lb of 25.0 mm and is arranged on a straight line so as to have an interval of 12.5 mm in the 0 ° direction, and the cut rows are arranged in parallel. Thus, molding material B was obtained. All of these notches were arranged between the stitch yarns parallel to the longitudinal direction of the molding material B, and all the stitch yarns extending in the longitudinal direction of the molding material B were not cut.
In the molding material B, 75% of the reinforcing fiber yarn is cut, and the fiber length La of each sheet is 35.5 mm for 75%, 106.1 mm for 25%, and 90% for the -45 ° sheet. Of the sheet, 50% was 25.0 mm, 50% was 50.0 mm, and among the +45 sheet, 75% was 35.5 mm and 25% was 106.1 mm.

得られた成形材料Bは、連続するステッチ糸が残存してあるため、実施例1と比較し、成形材料として安定して取り扱うことが可能であった。   Since the obtained molding material B had continuous stitch yarns remaining, it could be stably handled as a molding material as compared with Example 1.

得られた成形材料Bを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material B is placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm, and a preform is pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、切り込みに箇所において強化繊維糸条の自由端が開口することで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく、また、ステッチ糸が連続して残存していることから、開口の分布も均質な良好なプリフォームであった。   The resulting preform opens the free ends of the reinforcing fiber yarns at the incisions to release distortion in the surface of the molding material, without wrinkling, and with continuous stitch yarns. Since it remained, it was a good preform with a uniform opening distribution.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したが皺の発生はみられなかった。   When the cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and the observation surface of the void is slightly seen near the outermost layer 96% of the resin was impregnated with resin. In addition, disorder of fiber orientation and slight irregularities on the surface occurred, but no wrinkles were observed.

(実施例3)
用いるステッチ糸Aをステッチ糸Bに替えた以外は、実施例1と同様の仕様にて、成形材料Cを得た。
(Example 3)
A molding material C was obtained with the same specifications as in Example 1 except that the stitch yarn A used was changed to the stitch yarn B.

得られた成形材料Cは、ステッチ糸による強化繊維糸条の拘束が適度に残っており、成形材料として十分に取り扱えるレベルであった。   The obtained molding material C was at a level at which the reinforcing fiber yarns were restrained moderately by the stitch yarns and could be sufficiently handled as the molding material.

得られた成形材料Cを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material C was placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape having a radius of curvature of 305 mm, and the preform was pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、切り込みに箇所において強化繊維糸条の自由端が開口することで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく良好なプリフォームであったが、ステッチ糸が部分的に切断されているため、開口の分布に若干のムラが確認できた。   The resulting preform was a good preform without the occurrence of wrinkles by releasing the in-plane distortion of the molding material by opening the free ends of the reinforcing fiber yarns at the incision points. Since the stitch yarn was partially cut, some unevenness was confirmed in the distribution of the openings.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、230℃に加熱した状態で不織布Aを溶融させながら型に追従させ、25MPaで240秒間加圧(プレス)し、加圧したまま金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform is placed again on the mold, and the nonwoven fabric A is allowed to follow the mold while being heated to 230 ° C., and is pressed (pressed) at 25 MPa for 240 seconds. After cooling the mold temperature to 50 ° C., the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPは、ステッチ糸が残存しているため、成形時における樹脂含浸性に優れ、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、観察面の99%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸により繊維が拘束されているため、繊維配向の乱れや皺の発生が全く見られず、表面の凸凹が僅かに発生した程度であった。   The obtained FRP is excellent in resin impregnation property during molding because the stitch yarn remains, and the resin is impregnated even inside the reinforcing fiber yarn, and 99% of the observation surface is impregnated with the resin. It was. Further, since the fibers were constrained by the stitch yarn, the fiber orientation was not disturbed and wrinkles were not observed at all, and the surface unevenness was slightly generated.

(実施例4)
用いる不織布Aを不織布Bに替えた以外は、実施例1と同様の仕様にて、成形材料Dを得た。
Example 4
Except that the nonwoven fabric A to be used was replaced with the nonwoven fabric B, a molding material D was obtained with the same specifications as in Example 1.

得られた成形材料Dは、ステッチ糸による強化繊維糸条の拘束が適度に残っており、成形材料として十分に取り扱えるレベルであった。   The obtained molding material D was at a level where the reinforcing fiber yarns were restrained moderately by the stitch yarns and could be sufficiently handled as the molding material.

得られた成形材料Dを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material D is placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm to press the preform. Obtained.

得られたプリフォームは、切り込みに箇所において強化繊維糸条の自由端が開口することで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく良好なプリフォームであったが、ステッチ糸が部分的に切断されているため、開口の分布に若干のムラが確認できた。   The resulting preform was a good preform without the occurrence of wrinkles by releasing the in-plane distortion of the molding material by opening the free ends of the reinforcing fiber yarns at the incision points. Since the stitch yarn was partially cut, some unevenness was confirmed in the distribution of the openings.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、150℃に加熱した状態で不織布Bおよびステッチ糸Aを溶融させながら発生したシワを伸ばして型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)し、加圧したまま金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Furthermore, the obtained preform is placed again on the mold, and while being heated to 150 ° C., the wrinkles generated while melting the nonwoven fabric B and the stitch yarn A are stretched to follow the mold and pressurized at 25 MPa for 180 seconds. (Pressing), the mold temperature was cooled to 50 ° C. while being pressurized, and then released and released from the mold to obtain FRP.

得られたFRPは、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸の痕跡がほとんど残っていなかったが、繊維配向の乱れや皺は殆どみられず、表面品位にも優れていた。   In the obtained FRP, the resin was impregnated to the inside of the reinforcing fiber yarn, and although a void was slightly seen in the vicinity of the outermost layer, 96% of the observation surface was impregnated with the resin. In addition, there was almost no trace of stitch yarn, but there was almost no disorder of fiber orientation or wrinkles, and the surface quality was excellent.

(実施例5)
前記(1)〜(6)の手順にて作製したブランクのシートについて、シートの片表面から−45°シートと90°シートとを貫通する0°方向の切り込みをシートの全面に挿入した。さらに、もう一方の表面から0°シートと+45°シートとを貫通する90°方向の切り込みをシートの全面に挿入した。この時、それぞれの切り込みは、90°シートと+45°シートに挟まれる不織布Aが境となるように厚み方向に切り込んだ。
(Example 5)
About the blank sheet | seat produced in the procedure of said (1)-(6), the notch of 0 degree direction which penetrates -45 degree sheet | seat and 90 degree sheet | seat from the one surface of the sheet | seat was inserted in the whole surface of the sheet | seat. Further, a 90 ° cut formed through the 0 ° sheet and the + 45 ° sheet from the other surface was inserted into the entire surface of the sheet. At this time, each cut was cut in the thickness direction so that the nonwoven fabric A sandwiched between the 90 ° sheet and the + 45 ° sheet was a boundary.

0°方向の切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、0°方向に12.5mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列した。また、隣接する切り込みの列は、0°方向に18.75mmずつ交互にずれており、隣接する列のそれぞれの切り込みの両端は、90°方向に互いに6.25mmずつ重複するように配置した。   Each of the cuts in the 0 ° direction has a cut length Lb of 25.0 mm, and is arranged on a straight line so as to have an interval of 12.5 mm in the 0 ° direction, and the cut rows are parallel. Arranged. Adjacent cut rows were alternately shifted by 18.75 mm in the 0 ° direction, and both ends of the cuts in the adjacent rows were arranged to overlap each other by 6.25 mm in the 90 ° direction.

90°方向の切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、90°方向に12.5mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列した。また、隣接する切り込みの列は、90°方向に18.75mmずつ交互にずれており、隣接する列のそれぞれの切り込みの両端は、0°方向に互いに6.25mmずつ重複するように配置した。   Each of the cuts in the 90 ° direction has a cut length Lb of 25.0 mm, and is arranged in a straight line so as to have an interval of 12.5 mm in the 90 ° direction, and the cut rows are parallel. Arranged. Adjacent cut rows were alternately shifted by 18.75 mm in the 90 ° direction, and both ends of the cuts of the adjacent rows were arranged to overlap each other by 6.25 mm in the 0 ° direction.

なお、それぞれの切り込みは、厚み方向の投影面上において、それぞれの切り込みの中点にて交わるように配置した。これにより、成形材料Iを得た。   In addition, each notch | incision was arrange | positioned so that it might cross | intersect at the midpoint of each incision on the projection surface of the thickness direction. Thereby, the molding material I was obtained.

成形材料Iは、強化繊維糸条の100%が切断されており、各シートのそれぞれの繊維長Laは、−45°シートのうち、75%が35.5mm、25%が106.1mm、90°シートのうち50%が25.0mm、50%が50.0mm、+45°シートのうち、75%が35.5mm、25%が106.1mm、0°シートのうち50%が25.0mm、50%が50.0mmであった。   In the molding material I, 100% of the reinforcing fiber yarns are cut, and the fiber length La of each sheet is 75% of the −45 ° sheet, 35.5 mm, 25% 106.1 mm, 90%. ° 50% of the sheet is 25.0 mm, 50% is 50.0 mm, + 45 ° of the sheet, 75% is 35.5 mm, 25% is 106.1 mm, 50% of the 0 ° sheet is 25.0 mm, 50% was 50.0 mm.

ここで、それぞれの切り込みは、90°シートと+45°シートに挟まれる不織布Aを貫通して切断しないようにした。なお、切り込みの挿入は、刃が成形材料の厚み方向に貫通しないよう、自動裁断装置の刃の挿入厚を調整した以外は、上述した(実施例1)〜(実施例4)と同様の方法にて行った。   Here, each cut was made so as not to cut through the nonwoven fabric A sandwiched between the 90 ° sheet and the + 45 ° sheet. In addition, the insertion of the incision is the same method as the above-described (Example 1) to (Example 4) except that the insertion thickness of the blade of the automatic cutting device is adjusted so that the blade does not penetrate in the thickness direction of the molding material. I went there.

得られた成形材料Iは、ステッチ糸による強化繊維糸条の拘束が適度に残っているうえ、成形材料の中間層にあたる不織布が連続した状態で存在していることで、取扱性に優れた。   The obtained molding material I was excellent in handleability because the reinforcing fiber yarns were restrained moderately by the stitch yarns and the nonwoven fabric corresponding to the intermediate layer of the molding material was continuously present.

得られた成形材料Iを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material I was placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm, and the preform was pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、切り込みに箇所において強化繊維糸条の自由端が開口することで、成形材料の面内における歪みを解放すると共に、強化繊維糸条の100%切断されていたことで、皺が発生することなく良好なプリフォームであった。また、実施例1〜4と比較して、切り込みが成形材料の厚み方向に分散されていたため、開口のムラも僅かであった。   The obtained preform was cut at 100% of the reinforcing fiber yarn while releasing the in-plane distortion of the molding material by opening the free end of the reinforcing fiber yarn at the incision. It was a good preform without wrinkles. Moreover, compared with Examples 1-4, since the notch was disperse | distributed to the thickness direction of the molding material, the nonuniformity of opening was also slight.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、長手方向に連続するステッチ糸が部分的に切断されているため、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したものの、皺の発生はみられなかった。さらに、厚み方向において開口が分散されていたことで、局所的な大きな開口は見られず、表面品位にも優れていた。   When the cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and the observation surface of the void is slightly seen near the outermost layer 96% of the resin was impregnated with resin. Further, since the stitch yarn continuous in the longitudinal direction was partially cut, the fiber orientation was disordered and the surface irregularities were slightly generated, but no wrinkles were observed. Furthermore, since the openings were dispersed in the thickness direction, local large openings were not seen, and the surface quality was excellent.

(実施例6)
前記(1)〜(6)の手順にて作製したブランクのシートについて、シートの片表面から−45°シートと90°シートとを貫通する−45°方向の切り込みをシートの全面に挿入した後、−45°シートのみを貫通する90°方向の切り込みをシートの全面に挿入した。さらに、もう一方の表面から0°シートと+45°シートとを貫通する0°方向の切り込みをシートの全面に挿入した後、0°シートのみを貫通する+45°方向の切り込みをシートの全面に挿入した。これにより、全てのシート毎に強化繊維方向に対して+45°方向の切り込みを配した態様とした。
(Example 6)
About the blank sheet produced by the procedure of (1) to (6), after inserting a cut in the −45 ° direction penetrating the −45 ° sheet and the 90 ° sheet from one surface of the sheet into the entire surface of the sheet. A cut in the 90 ° direction penetrating only the −45 ° sheet was inserted into the entire surface of the sheet. Furthermore, after inserting a 0 ° cut through the 0 ° sheet and the + 45 ° sheet from the other surface into the entire surface of the sheet, insert a + 45 ° cut through only the 0 ° sheet into the entire sheet. did. Thereby, it was set as the aspect which distribute | arranged the cut of +45 degree direction with respect to the reinforcing fiber direction for every sheet | seat.

−45°方向の切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、45°方向に25.0mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列した。   Each of the cuts in the −45 ° direction has a cut length Lb of 25.0 mm, and is arranged on a straight line so as to have an interval of 25.0 mm in the 45 ° direction. Arranged in parallel.

90°方向の切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、90°方向に25.0mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列した。   Each of the cuts in the 90 ° direction has a cut length Lb of 25.0 mm and is arranged on a straight line so as to have an interval of 25.0 mm in the 90 ° direction, and the cut rows are parallel. Arranged.

0°方向の切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、0°方向に25.0mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列した。   Each of the cuts in the 0 ° direction has a cut length Lb of 25.0 mm, and is arranged on a straight line so as to have an interval of 25.0 mm in the 0 ° direction, and the cut rows are parallel. Arranged.

+45°方向の切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、0°方向に25.0mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列した。   Each of the cuts in the + 45 ° direction has a cut length Lb of 25.0 mm and is arranged on a straight line so as to have an interval of 25.0 mm in the 0 ° direction, and the cut rows are parallel. Arranged.

なお、それぞれのシートの切り込みは、厚み方向の投影面上において、それぞれの切り込みの中点にて交わるように配置した。これにより、成形材料Jを得た。   Note that the cuts of each sheet were arranged so as to intersect at the midpoint of each cut on the projection surface in the thickness direction. Thereby, the molding material J was obtained.

成形材料Jは、強化繊維糸条の100%が切断されており、各シートのそれぞれの繊維長Laは、−45°シートのうち、100%が25.0mm、90°シートのうち100%が25.0mm、+45°シートのうち、100%が25.0mm、0°シートのうち100%が25.0mmであった。   In the molding material J, 100% of the reinforcing fiber yarn is cut, and the fiber length La of each sheet is 25.0 mm for 100% of the −45 ° sheet, and 100% of the 90 ° sheet. Of the 25.0 mm, + 45 ° sheets, 100% was 25.0 mm, and 100% of the 0 ° sheets was 25.0 mm.

ここで、それぞれの切り込みは、90°シートと+45°シートに挟まれる不織布Aを貫通して切断しないようにした。なお、切り込みの挿入は、実施例5と同様に行った。   Here, each cut was made so as not to cut through the nonwoven fabric A sandwiched between the 90 ° sheet and the + 45 ° sheet. The insertion of the cut was performed in the same manner as in Example 5.

得られた成形材料Jは、ステッチ糸による強化繊維糸条の拘束が適度に残っているうえ、成形材料の中間層にあたる不織布が連続した状態で存在していることで、取扱性に優れた。   The obtained molding material J was excellent in handleability because the reinforcing fiber yarns were restrained moderately by the stitch yarns and the nonwoven fabric corresponding to the intermediate layer of the molding material was continuously present.

得られた成形材料Jを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material J is placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm, and a preform is pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、切り込みに箇所において強化繊維糸条の自由端が開口することで、成形材料の面内における歪みを解放すると共に、強化繊維糸条の100%切断されていたことで、皺が発生することなく良好なプリフォームであった。また、実施例5と比較して、繊維長Laが全て同一長であったこと、切り込みが成形材料の厚み方向により分散されていたことで、プリフォームにおいて開口が均等であり、ムラの発生もなかった。   The obtained preform was cut at 100% of the reinforcing fiber yarn while releasing the in-plane distortion of the molding material by opening the free end of the reinforcing fiber yarn at the incision. It was a good preform without wrinkles. Further, compared to Example 5, the fiber lengths La were all the same length, and the cuts were dispersed in the thickness direction of the molding material, so that the openings were uniform in the preform and unevenness was also generated. There wasn't.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、長手方向に連続するステッチ糸が部分的に切断されているため、繊維配向の乱れや表面の凸凹が僅かに発生したものの、皺の発生はみられなかった。さらに、厚み方向において開口が分散されていたことで、局所的な大きな開口は見られず、表面品位にもとりわけ優れていた。   When the cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and the observation surface of the void is slightly seen near the outermost layer 96% of the resin was impregnated with resin. Further, since the stitch yarn continuous in the longitudinal direction was partially cut, the fiber orientation was disordered and the surface irregularities were slightly generated, but no wrinkles were observed. Furthermore, since the openings were dispersed in the thickness direction, local large openings were not seen, and the surface quality was particularly excellent.

(比較例1)
前記(1)〜(6)の手順にて得られた成形材料(ブランク)を、切り込みを挿入しないままの状態で、成形材料Eとして用いた。成形材料Eは、強化繊維糸条の100%が連続した状態で残存していた。
(Comparative Example 1)
The molding material (blank) obtained by the procedure of (1) to (6) was used as the molding material E in a state where no cut was inserted. In the molding material E, 100% of the reinforcing fiber yarns remained in a continuous state.

得られた成形材料Eは、ステッチ糸により強化繊維糸条が完全に保持されているため、成形材料として抜群の取扱性であった。   The obtained molding material E was excellent in handling property as a molding material because the reinforcing fiber yarn was completely held by the stitch yarn.

得られた成形材料Eを用いて、実施例1と同様の方法でプリフォームおよびFRPを作製した。   A preform and FRP were produced in the same manner as in Example 1 using the obtained molding material E.

得られたプリフォームは、全ての強化繊維糸条が連続して存在していることから、賦形時において強化繊維糸条が突っ張ってしまい半球状に追従させることができず、無理に賦形させたため皺が多発した。   Since the obtained preform has all the reinforcing fiber yarns continuously, the reinforcing fiber yarns are stretched at the time of shaping and cannot be made to follow a hemisphere. As a result, sputum occurred frequently.

さらに、得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸Aおよび不織布Aが溶融することで、変形に自由度が生じたため、プリフォームにおける皺は多少なり緩和されたものの、FRPにおいても表面凹凸、繊維配向の乱れとして残存し、品位にかなり劣るものであった。   Furthermore, when a cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and a void is slightly seen in the vicinity of the outermost layer. 96% of the observation surface was impregnated with resin. In addition, since the stitch yarn A and the nonwoven fabric A are melted, the degree of freedom of deformation is generated, so the wrinkles in the preform are somewhat relieved, but the surface irregularities and fiber orientation disturbance remain in the FRP, and the quality is improved. It was quite inferior.

(比較例2)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のシートの全面に、成形材料の長手方向に対して90°方向に切り込みを挿入した。また、切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが25.0mmであって、90°方向に75.0mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列して成形材料Fを得た。成形材料Fは、強化繊維糸条の25%が切断されており、各シートのそれぞれの繊維長Laは、−45°シートのうち25%が35.4mm、+45°シートのうち25%が35.4mm、0°シートのうち50%が50.0mmであった。
(Comparative Example 2)
Cuts were inserted in the direction of 90 ° with respect to the longitudinal direction of the molding material on the entire surface of the molding material (blank) sheet produced by the procedures of (1) to (6). In addition, each of the cuts has a cut length Lb of 25.0 mm and is arranged on a straight line so as to have an interval of 75.0 mm in the 90 ° direction, and the cut rows are arranged in parallel. Thus, molding material F was obtained. In the molding material F, 25% of the reinforcing fiber yarns are cut, and the fiber length La of each sheet is 35.4 mm for 25% of the −45 ° sheets and 35% for 25% of the + 45 ° sheets. 4%, 50% of the 0 ° sheet was 50.0 mm.

得られた成形材料Fは、連続する強化繊維糸条が多く残存していたため、成形材料として安定して取り扱うことが出来た。   Since the obtained molding material F had many continuous reinforcing fiber yarns remaining, it could be handled stably as a molding material.

得られた成形材料Fを用いて、実施例1と同様の方法にてプリフォームおよびFRPを作製した。   Using the obtained molding material F, a preform and FRP were produced in the same manner as in Example 1.

得られたプリフォームは、連続する強化繊維糸条が多く残存していたため、賦形時において強化繊維糸条が突っ張ってしまい半球状に追従させることができず、比較例1よりは若干優れるものの、同様に皺が多発した。   Since the obtained preform had many continuous reinforcing fiber yarns remaining, the reinforcing fiber yarns were stretched during shaping and could not follow a hemispherical shape, although slightly better than Comparative Example 1. , As well as a lot of sputum.

さらに、得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸Aおよび不織布Aが溶融することで、変形に自由度が生じたため、プリフォームにおける皺は多少なり緩和されたものの、FRPにおいても表面凹凸、繊維配向の乱れとして残存し品位に劣るものであった。   Furthermore, when a cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and a void is slightly seen in the vicinity of the outermost layer. 96% of the observation surface was impregnated with resin. In addition, since the stitch yarn A and the nonwoven fabric A are melted, a degree of freedom of deformation is generated, so that the wrinkles in the preform are somewhat relieved, but the surface irregularities and fiber orientation disturbance remain in the FRP and are inferior in quality. It was a thing.

(比較例3)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のシートの全面に、成形材料の長手方向に対して90°方向に切り込みを挿入した。また、切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが2.5mmであって、90°方向に1.25mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列して成形材料Gを得た。また、隣接する切り込みの列は、90°方向に1.875mmずつ交互にずれており、隣接する列のそれぞれの切り込みの両端は、0°方向に互いに0.625mmずつ重複するように配置した。成形材料Gは、強化繊維糸条の75%が切断されており、各シートのそれぞれの繊維長Laは、−45°シートのうち、50%が3.5mm、50%が10.6mm、+45°シートのうち、50%が3.5mm、50%が10.6mm、0°シートのうち50%が2.5mm、50%が5.0mmであった。
(Comparative Example 3)
Cuts were inserted in the direction of 90 ° with respect to the longitudinal direction of the molding material on the entire surface of the molding material (blank) sheet produced by the procedures of (1) to (6). In addition, each of the cuts has a cut length Lb of 2.5 mm and is arranged in a straight line so as to have an interval of 1.25 mm in the 90 ° direction, and the cut rows are arranged in parallel. Thus, a molding material G was obtained. Adjacent cut rows were alternately shifted by 1.875 mm in the 90 ° direction, and both ends of the cuts in the adjacent row were arranged to overlap each other by 0.625 mm in the 0 ° direction. In the molding material G, 75% of the reinforcing fiber yarns are cut, and the fiber length La of each sheet has a fiber length La of −45 °, 50% is 3.5 mm, 50% is 10.6 mm, +45 Among the 0 sheets, 50% was 3.5 mm, 50% was 10.6 mm, and 0% sheets were 50% 2.5 mm and 50% 5.0 mm.

得られた成形材料Gを用いて、実施例1と同様の方法にてプリフォームおよびFRPを作製した。   Using the obtained molding material G, a preform and FRP were produced in the same manner as in Example 1.

得られた成形材料Gは、強化繊維糸条が細かく切断されているうえに、ステッチ糸までもが殆ど連続して存在していなかったため、手に取っただけで形状を崩してしまい、成形材料として取り扱うことすら出来なかった。   In the obtained molding material G, the reinforcing fiber yarn was finely cut, and even the stitch yarn did not exist almost continuously. I couldn't even handle it.

(比較例4)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のシートの全面に、成形材料の長手方向に対して90°方向に切り込みを挿入した。また、切り込みのそれぞれは、切り込みの長さLbが400mmであって、90°方向に200mmの間隔となるように直線上に並べて切り込みの列とし、該切り込みの列を平行に配列して成形材料Hを得た。また、隣接する切り込みの列は、90°方向に300mmずつ交互にずれており、隣接する列のそれぞれの切り込みの両端は、0°方向に互いに100mmずつ重複するように配置した。成形材料Hは、強化繊維糸条の75%が切断されており、各シートのそれぞれの繊維長Laは、−45°シートのうち、50%が565.7mm、50%が1697.1mm、+45°シートのうち、50%が565.7mm、50%が1697.1mm、0°シートのうち50%が400.0mm、50%が800.0mmであった。
(Comparative Example 4)
Cuts were inserted in the direction of 90 ° with respect to the longitudinal direction of the molding material on the entire surface of the molding material (blank) sheet produced by the procedures of (1) to (6). In addition, each of the cuts has a cut length Lb of 400 mm and is arranged on a straight line so as to form an interval of 200 mm in the 90 ° direction, and the cut rows are arranged in parallel to form a molding material. H was obtained. Adjacent cut rows were alternately displaced by 300 mm in the 90 ° direction, and both ends of the cuts in the adjacent rows were arranged to overlap each other by 100 mm in the 0 ° direction. In the molding material H, 75% of the reinforcing fiber yarns are cut, and the fiber length La of each sheet is such that, among the −45 ° sheets, 50% is 565.7 mm, 50% is 1697.1 mm, +45 Of the 0 sheet, 50% was 565.7 mm, 50% was 1697.1 mm, and 50% of the 0 sheet was 400.0 mm and 50% was 800.0 mm.

得られた成形材料Hは、ステッチ糸および強化繊維糸条がともに長く残存していたため、成形材料としての取扱性に優れるものであった。   The obtained molding material H was excellent in handleability as a molding material because both the stitch yarn and the reinforcing fiber yarn remained for a long time.

得られた成形材料Hを用いて、実施例1と同様の方法にてプリフォームおよびFRPを作製した。   Using the obtained molding material H, a preform and FRP were produced in the same manner as in Example 1.

得られたプリフォームは、強化繊維糸条の繊維長が長かったため、半球形状に皺なく賦形できたものの、切り込み箇所における開口が局所に集中してしまい、プリフォームに穴が空いてしまった。   Although the obtained preform had a long fiber length of the reinforcing fiber yarn, it was able to be shaped without hesitation in a hemispherical shape, but the openings at the cuts were concentrated locally, resulting in holes in the preform. .

さらに、得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、プリフォームにおける大きな開口がFRPにおいても残存しており、問題外の品位であった。   Furthermore, when a cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and a void is slightly seen in the vicinity of the outermost layer. 96% of the observation surface was impregnated with resin. In addition, a large opening in the preform remained in the FRP, and the quality was out of the question.

上記の各実施例および比較例の結果を、表1に示す。   Table 1 shows the results of the above examples and comparative examples.

Figure 2009019201
Figure 2009019201

Figure 2009019201
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表1、2に結果を示すとおり、積層体を構成する強化繊維が並行に引き揃えられたシートに、強化繊維糸条を横切る方向への切り込みがシートの全面に配され、積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されているシートを含み、かつ、積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長であることにより、成形材料として取扱可能なレベルであって、かつ、賦形性にも優れた効果を示すことが確認された。中でも実施例2、5、6の態様であると、成形材料の取扱性および賦形性の両面において優れることから、好ましい態様であるといえる。   As shown in Tables 1 and 2, in the sheet in which the reinforcing fibers constituting the laminate are aligned in parallel, the cut in the direction crossing the reinforcing fiber yarn is arranged on the entire surface of the sheet to constitute the laminate. Reinforcing fiber that includes a sheet in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarn is cut at a finite length of 10 to 300 mm, and at least 50% of the reinforcing fiber yarn that constitutes the laminated body constitutes the laminated body It was confirmed that when the yarn fiber length La is a finite length of 10 to 300 mm, the yarn is at a level that can be handled as a molding material and has an excellent shape forming property. Among these, the embodiments of Examples 2, 5, and 6 are preferable because they are excellent in terms of both the handleability and the formability of the molding material.

また、FRPの成形においては、実施例1、3、4のそれぞれにおいて優れた特徴を示し、FRPの優れた力学特性を追究する場合には実施例3、FRPの優れた意匠性を追究する場合には実施例4、また、これらバランスを鑑みた場合には実施例1であった。   Further, in the molding of FRP, excellent characteristics are shown in each of Examples 1, 3, and 4, and when pursuing the excellent mechanical properties of FRP, pursuing the excellent design characteristics of Example 3 and FRP In Example 4, and in consideration of these balances, it was Example 1.

中でも実施例5、6は、全ての特性において高い水準にてバランスしており、複雑構造でかつ、意匠性、力学特性を要求される部材において、好適な態様であるといえる。   Among them, Examples 5 and 6 are balanced at a high level in all the characteristics, and can be said to be a preferable aspect in a member having a complicated structure and requiring design properties and mechanical characteristics.

本発明の成形材料によると、取扱性に優れ、複雑な形状のFRPの成形において、シワや強化繊維糸条の配向の乱れを抑制することができるため、力学特性に優れ、かつ、樹脂含浸性に優れるため品位のよいFRPを生産性よく得られることができる。このような成形材料は、自動車、航空機、船舶等の輸送機器の構造部材や、建築部材などに好適に使用することができる。   According to the molding material of the present invention, the handling property is excellent, and in the molding of FRP having a complicated shape, it is possible to suppress wrinkles and disorder of the orientation of the reinforcing fiber yarn. Therefore, a high-quality FRP can be obtained with high productivity. Such a molding material can be suitably used for a structural member of a transportation device such as an automobile, an aircraft, and a ship, a building member, and the like.

本発明の成形材料の一実施態様を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows one embodiment of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の一実施態様を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows one embodiment of the molding material of this invention. 本発明の成形材料の別の実施態様を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows another embodiment of the molding material of this invention. 本発明の成形材料をアーチ形状に賦形したプリフォームの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the preform which shape | molded the molding material of this invention in the arch shape. 本発明における帛体(不織布)が溶融する前の成形材料の一実施態様を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one embodiment of the molding material before the textile body (nonwoven fabric) in this invention fuse | melts. 本発明における帛体(不織布)が溶融した状態の成形材料の一実施態様を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one embodiment of the molding material of the state by which the textile body (nonwoven fabric) in this invention was fuse | melted.

符号の説明Explanation of symbols

1、8、18、31、34:成形材料
2、9、19:強化繊維糸条
3、35:帛体(不織布)
4、10、20、36:ステッチ糸
5:強化繊維糸条方向(0°方向)
6:ステッチ糸が延在する方向
7、21:成形材料の長手方向
11、23:切り込み
12、13、14:断続的な切り込みの列
15:切り込み方向と直交する方向
17、25:切り込みの長さ(Lb)
22:ステッチ糸の間隔(Wb)
24:ステッチ糸が延在する方向の直交方向
26:ステッチ糸が延在する方向への切り込み長さ(Lb1)
27:ステッチ糸が延在する方向の直交方向への切り込み長さ(Lb2)
28:成形材料の長手方向に延在してあるステッチ糸
29、30:成形材料の長手方向と交差する角度に配置されるステッチ糸
32:成形材料を構成するシート
33:開口
1, 8, 18, 31, 34: Molding material 2, 9, 19: Reinforcing fiber yarn 3, 35: Textile body (nonwoven fabric)
4, 10, 20, 36: Stitch yarn 5: Reinforcing fiber yarn direction (0 ° direction)
6: Direction in which the stitch yarn extends 7, 21: Longitudinal direction of the molding material 11, 23: Incision 12, 13, 14: Row of intermittent incisions 15: Direction orthogonal to the incision direction 17, 25: Length of the incision (Lb)
22: Stitch thread spacing (Wb)
24: orthogonal direction of the direction in which the stitch yarn extends 26: cut length in the direction in which the stitch yarn extends (Lb1)
27: Cut length in the direction perpendicular to the direction in which the stitch yarn extends (Lb2)
28: Stitch yarns extending in the longitudinal direction of the molding material 29, 30: Stitch yarns arranged at an angle intersecting with the longitudinal direction of the molding material 32: Sheet 33 constituting the molding material 33: Opening

Claims (13)

多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートの複数層が、積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化された成形材料であって、下記(イ)〜(ニ)の要件を満足することを特徴とする成形材料。
(イ)少なくとも前記シート間に複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置され、
(ロ)前記積層体が第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されており、
(ハ)前記積層体を構成する強化繊維が並行に引き揃えられたシートに、強化繊維糸条を横切る方向への切り込みが前記シートの全面に配され、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されているシートを含み、
(ニ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長である。
A plurality of layers of sheets in which a large number of reinforcing fiber yarns are arranged in parallel are laminated to form a laminate, and the molding is an integrated molding material comprising the following (i) to (d) The molding material characterized by satisfying the requirement of
(A) A textile body comprising as a component a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material is disposed at least between the sheets,
(B) The laminated body is integrated by a stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component and / or a textile body having the first thermoplastic resin as a component,
(C) A sheet in which the reinforcing fibers constituting the laminate are aligned in parallel, and a cut in a direction across the reinforcing fiber yarn is arranged on the entire surface of the sheet, and the reinforcing fiber yarn constituting the laminate. Including a sheet in which the fiber length La is cut at a finite length of 10 to 300 mm,
(D) At least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate have a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate is 10 to 300 mm.
前記積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維糸条が交差するように多軸配向にて積層されて積層体を構成しており、その配向する軸数をn軸、繊維長Laが10〜300mmの有限長にて切断されている強化繊維糸条の成形材料中の割合をN%とするとき、n,Nが、下記式の関係を満たす請求項1に記載の成形材料。
(100−100/n)≦N
Each of the sheets constituting the laminate is laminated in a multiaxial orientation so that the reinforcing fiber yarns intersect to constitute a laminate, the number of axes to be oriented is n-axis, and the fiber length La is 10 The molding material according to claim 1, wherein n and N satisfy the relationship of the following formula, where N% is a ratio of the reinforcing fiber yarn cut at a finite length of ˜300 mm in the molding material.
(100-100 / n) ≦ N
前記積層体を構成するシートを、厚み方向25〜75%にある第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体を境に、第1の部分積層体、第2の部分積層体としたとき、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体のそれぞれに厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配され、第1の部分積層体、および、第2の部分積層体の切れ込みは、厚み方向の投影面上で重ならない請求項1または2に記載の成形材料。 When the sheet constituting the laminated body is a first partial laminated body and a second partial laminated body, with the textile body containing the first thermoplastic resin in the thickness direction of 25 to 75% as a component, The first partial laminated body and the second partial laminated body are each provided with cuts penetrating in the thickness direction over the entire surface, and the first partial laminated body and the second partial laminated body are notched. The molding material according to claim 1, wherein the molding material does not overlap on the projection surface in the thickness direction. 前記積層体を構成する全てのシートに、シート毎に厚み方向に貫通する切り込みが全面に渡って配され、隣接するシートの切り込みが、厚み方向の投影面上で重ならない請求項1〜3のいずれかに記載の成形材料。 The cuts penetrating in the thickness direction for every sheet are arranged over the entire surface of all the sheets constituting the laminate, and the cuts of adjacent sheets do not overlap on the projection surface in the thickness direction. The molding material in any one. 前記シートの全面に強化繊維糸条を横切る方向への断続的な切り込みから構成される複数列が並行して配列しており、前記切り込みの個々のものは、切り込みの長さLbが1〜100mmである請求項1〜4のいずれかに記載の成形材料。 A plurality of rows composed of intermittent cuts in the direction crossing the reinforcing fiber yarns are arranged in parallel on the entire surface of the sheet, and each of the cuts has a cut length Lb of 1 to 100 mm. The molding material according to any one of claims 1 to 4. 前記切り込みと前記ステッチ糸が延在する方向の直交方向とがなす角度θにおいて、成形材料の長手方向に並行するステッチ糸の間隔Wbと切り込みの長さLbとが|cosθ|<(Wb/Lb)であり、かつ、成形材料の長手方向に連続してあるステッチ糸を実質的に切断しない請求項1〜5のいずれかに記載の成形材料。 At an angle θ formed by the cut and the direction orthogonal to the direction in which the stitch yarn extends, the interval Wb between the stitch yarn parallel to the longitudinal direction of the molding material and the cut length Lb are | cos θ | <(Wb / Lb The molding material according to any one of claims 1 to 5, which does not substantially cut a stitch yarn that is continuous in the longitudinal direction of the molding material. 前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm1−150)≦Tm2≦(Tm1−20)の関係を満足する請求項1〜6のいずれかに記載の成形材料。 The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy a relationship of (Tm1-150) ≦ Tm2 ≦ (Tm1-20). The molding material as described. 前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−150)≦Tm1≦(Tm2−20)の関係を満足する請求項1〜6のいずれかに記載の成形材料。 The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy a relationship of (Tm2-150) ≦ Tm1 ≦ (Tm2-20). The molding material as described in 2. 前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−20)<Tm1<(Tm2+20)の関係を満足する請求項1〜6のいずれかに記載の成形材料。 The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy a relationship of (Tm2-20) <Tm1 <(Tm2 + 20). Molding material. 前記シートにおける、強化繊維の目付が50〜350g/mの範囲内であり、前記帛体の目付が15〜250g/mの範囲である請求項1〜9のいずれかに記載の成形材料。 10. The molding material according to claim 1, wherein the basis weight of the reinforcing fibers in the sheet is in the range of 50 to 350 g / m 2 , and the basis weight of the fabric body is in the range of 15 to 250 g / m 2. . 請求項1〜10のいずれかに記載の成形材料の1ないし複数枚が積層され、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形されていることを特徴とするプリフォーム。 A preform characterized in that one or a plurality of molding materials according to any one of claims 1 to 10 are laminated and formed into a single contour shape or a double contour shape. シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形された箇所において、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面における円弧の長さLcと繊維長LaがLc>Laである請求項11に記載のプリフォーム。 The length Lc and the fiber length La of the arc in each cross section in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material in a portion formed into a single contour shape or a double contour shape are Lc> La. 11. The preform according to 11. 請求項1〜11のいずれかに記載の成形材料またはプリフォームを用いて成形されたことを特徴とする繊維強化樹脂。 A fiber-reinforced resin formed using the molding material or preform according to any one of claims 1 to 11.
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