JP2016017120A - メッシュ状繊維強化複合材 - Google Patents
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Abstract
【課題】伸縮性及びドレープ性に優れ、曲面を有する形状への成形性において優れており、しかも、通気性に優れており蒸れを防止するとともに軽量高強度であるメッシュ状繊維強化複合材を提供する。【解決手段】鎖編糸２がループ状に縦方向に連続して鎖編み目２Ａを形成しながら編成されて作製された複数の縦方向の編み組織２０と、縦方向の編み組織２０に対して横方向に挿入し、互いに隣接した編み組織２０を結束する挿入糸３と、により形成されたメッシュ状編み構造体１を有し、メッシュ状編み構造体１における編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂を含浸して硬化された、曲面を有する形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材であって、鎖編糸２及び挿入糸３の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、メッシュ状編み構造体１の開口率は２０〜６０％とされる。【選択図】図１
Description
本発明は、通気性に優れており蒸れを防止するとともに軽量高強度であり、帽子、各種プロテクタ、義肢（義足、義手）などの内装材（インナー）、或いは、外装材（フレーム）などの基本構造を構成するためのメッシュ状繊維強化複合材に関するものである。
従来、例えば、警備員、駅員、警察官などが制帽として着用し、不測の落下物、或いは、外部からの打撃などに対して頭部を防護することができ、また、子供、高齢者を始め一般の人が運動帽などとして着用して頭部を防護することのできるインナー付き帽子が提案され、また、市販されている。
特許文献１には、本願添付の図７（ａ）、（ｂ）に記載するように、防護用インナー付き帽子１００が記載されており、該帽子１００は、布製のキャップ状の帽子本体（クラウン）１０２と、鍔１０３とを備えており、帽子本体１０２の内部には、防護用インナー１１０が設けられる。また、図示するように、防護用インナー１１０は、帽子本体１０２の内側に適合して装着し、且つ、人が着用した場合に、人の頭部に適合し得るように、略球形状に湾曲した椀形状とされ、帽子本体１０２の頂部領域形状と同様の湾曲形状とされる、繊維強化樹脂材料（ＦＲＰ）にて作製されたインナーの基本構造をなすインナー本体１１１と、このインナー本体１１１の内側に配置されたクッション部材１１２と、インナー本体１１１及びクッション部材１１２を覆って配置されたカバーシート１１３と、にて構成される。
上記特許文献１に記載の防護用インナー付き帽子１００は、軽量で通気性が良く、しかも、耐衝撃性に優れており、且つ、装着性に優れているものである。
しかしながら、上記特許文献１に記載の防護用インナー付き帽子１００にて、インナーの基本構造をなすインナー本体１１１は、一方向或いは織物とされる強化繊維に熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂とされるマトリクス樹脂が含浸され、硬化された繊維強化樹脂材料（ＦＲＰ）にて作製される。そのために、軽量高強度ではあるが、長時間の着用において蒸れを感じることがあり、通気性の点で更なる改良が望まれることが分かった。また、上述のように、インナー本体１１１は、人の頭部に適合し得るように略球形状に湾曲した椀形状とされるが、一方向或いは織物とされる強化繊維シートに樹脂含浸して硬化された繊維強化樹脂材料（ＦＲＰ）とされるが、樹脂含浸前の一方向或いは織物とされる強化繊維シートは伸縮性及びドレープ性の点で問題があり、成形性の点で更なる改良が望まれる。
一方、特許文献２には、炭素繊維を使用して編成したシート状炭素繊維編物を開示しており、該シート状炭素繊維織物が、伸縮性及びドレープ性に優れていることを記載している。
そこで、本発明者らは、特許文献２に記載されるシート状炭素繊維編物の優れた伸縮性及びドレープ性に着目し、シート状炭素繊維編物が有する所定の開口率を保有したまま、このシート状炭素繊維織物に所定量の樹脂を含浸し、硬化して作製したメッシュ状の強化繊維複合材が帽子、各種プロテクタ、義肢（義足、義手）などの内装材（インナー）、或いは、外装材（フレーム）などの基本構造を構成するための材料として使用したとき、優れた通気性を提供し、蒸れを防止することができ、しかも、軽量高強度であることを見出した。
本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。
本発明の目的は、伸縮性及びドレープ性に優れ、曲面を有する形状への成形性において優れており、しかも、通気性に優れており蒸れを防止するとともに軽量高強度であり、帽子、各種プロテクタ、義肢（義足、義手）などの内装材（インナー）、或いは、外装材（フレーム）などの基本構造を構成するためのメッシュ状繊維強化複合材を提供することである。
上記目的は本発明に係るメッシュ状繊維強化複合材にて達成される。要約すれば、本発明の一態様によると、鎖編糸がループ状に縦方向に連続して鎖編み目を形成しながら編成されて作製された複数の縦方向の編み組織と、前記縦方向の編み組織に対して横方向に挿入し、互いに隣接した前記編み組織を結束する挿入糸と、により形成されたメッシュ状編み構造体を有し、
前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化された、曲面を有する形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材が提供される。
前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化された、曲面を有する形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材が提供される。
本発明の他の態様によると、鎖編糸がループ状に縦方向に連続して鎖編み目を形成しながら編成されて作製された複数の縦方向の編み組織と、前記縦方向の編み組織に対して横方向に挿入し、互いに隣接した前記編み組織を結束する挿入糸と、により形成されたシート状とされるメッシュ状編み構造体を有し、
前記メッシュ状編み構造体を曲面を有する形状に賦形し、その後、前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化したメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材が提供される。本発明にて一実施態様によると、前記メッシュ状の編み構造体に含浸する樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、若しくは、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂；又は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、若しくは、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂が使用される。
前記メッシュ状編み構造体を曲面を有する形状に賦形し、その後、前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化したメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材が提供される。本発明にて一実施態様によると、前記メッシュ状の編み構造体に含浸する樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、若しくは、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂；又は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、若しくは、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂が使用される。
本発明の他の態様によると、鎖編糸がループ状に縦方向に連続して鎖編み目を形成しながら編成されて作製された複数の縦方向の編み組織と、前記縦方向の編み組織に対して横方向に挿入し、互いに隣接した前記編み組織を結束する挿入糸と、により形成されたシート状とされるメッシュ状編み構造体を有し、
前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化し、その後、曲面を有する形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材が提供される。本発明にて一実施態様によると、前記メッシュ状の編み構造体に含浸する樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、若しくは、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂が使用される。
前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化し、その後、曲面を有する形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材が提供される。本発明にて一実施態様によると、前記メッシュ状の編み構造体に含浸する樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、若しくは、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂が使用される。
上記各本発明にて、一実施態様によると、前記挿入糸は、前記編み組織に対して一定のコースごとに振って編み込まれている。
上記各本発明にて、他の実施態様によると、前記炭素繊維ストランドは、炭素繊維フィラメント数が１５０００本以下、炭素繊維ストランドの繊度が１０００テックス以下である。
上記各本発明にて、他の実施態様によると、炭素繊維ストランドとされない前記鎖編糸及び挿入糸は、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリアクリロニトリル系、ポリビニルアルコール系、ポリオレフィン系の繊維、アラミド繊維などの有機繊維；チタン繊維、スチール繊維なその金属繊維；ガラス繊維などの無機繊維；を単独で、又は、複数種混入して作製される糸である。
本発明のメッシュ状繊維強化複合材は、伸縮性及びドレープ性に優れ、曲面を有する形状への成形性において優れている。しかも、通気性に優れており蒸れを防止することができ、軽量で且つ十分な強度を有しており、帽子、各種プロテクタ、義肢（義足、義手）などの内装材（インナー）、或いは、外装材（フレーム）などの基本構造を構成することができる。
以下、本発明に係るメッシュ状繊維強化複合材を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例１
本発明に係るメッシュ状繊維強化複合材１０は、図１（ａ）に示すような、特許文献２（特許第４８２２５２８号公報）に記載されるシート状炭素繊維編物と同様の構成とされるメッシュ状のシート状とされる編み構造体１を有し、図１（ｂ）に示すように、このメッシュ状編み構造体１に形成されたメッシュ（空隙部）Ｇを維持したままメッシュ状編み構造体１に樹脂Ｒを含浸して硬化したメッシュ状の繊維強化複合材（ＦＲＰ）である。このメッシュ状繊維強化複合材１０は、例えば、図７に示すような帽子、その他の、各種プロテクタ、義肢（義足、義手）などの内装材（インナー）、或いは、外装材（フレーム）などの基本構造を構成するために湾曲した曲面とされる領域を少なくとも有した所定の形状（単に「曲面を有する形状」又は「所定形状」という場合もある。）に賦形された成型物とされる。
本発明に係るメッシュ状繊維強化複合材１０は、図１（ａ）に示すような、特許文献２（特許第４８２２５２８号公報）に記載されるシート状炭素繊維編物と同様の構成とされるメッシュ状のシート状とされる編み構造体１を有し、図１（ｂ）に示すように、このメッシュ状編み構造体１に形成されたメッシュ（空隙部）Ｇを維持したままメッシュ状編み構造体１に樹脂Ｒを含浸して硬化したメッシュ状の繊維強化複合材（ＦＲＰ）である。このメッシュ状繊維強化複合材１０は、例えば、図７に示すような帽子、その他の、各種プロテクタ、義肢（義足、義手）などの内装材（インナー）、或いは、外装材（フレーム）などの基本構造を構成するために湾曲した曲面とされる領域を少なくとも有した所定の形状（単に「曲面を有する形状」又は「所定形状」という場合もある。）に賦形された成型物とされる。
更に説明すると、本実施例にてメッシュ状編み構造体１は、図１（ａ）に示すように、鎖編糸２がループ状に縦方向に連続して鎖編み目２Ａを形成しながら編成されて作製され、並行に配置された複数の縦方向の編み組織２０と、縦方向の編み組織２０に対して横方向に挿入し、互いに隣接した前記編み組織２０を結束する挿入糸３とによりシート状に形成される。メッシュ状編み構造体１は、所定形状に賦形後に、又は、賦形前において、上述したように、メッシュ状編み構造体１における鎖編糸２から成る編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂Ｒを含浸される。つまり、詳しくは後述するが、メッシュ状編み構造体１は、所定形状に賦形し、その後、メッシュ状編み構造体１における編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂Ｒを含浸して硬化して、所定形状のメッシュ状の繊維強化複合材とされるか、又は、メッシュ状編み構造体１は、先ず、編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂Ｒを含浸して硬化し、その後、加熱成形して所定形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材とされる。上記構成とされるメッシュ状編み構造体１は、ドレープ性に優れ、深絞り賦形が可能であり、複合材を成形する際の成形作業が非常に簡単である。
つまり、本発明に係るメッシュ状の繊維強化複合材１０は、メッシュ状編み構造体１が編物でありループが３次元にわたっているため、布帛（メッシュ状編み構造体１）及びその成形物（メッシュ状の繊維強化複合材１０）には、織物を使用して成形されたＦＲＰ材では得られない厚みがあり、その厚みにより成形物（ＦＲＰ）の剛性が得られるという特長を有している。一方、織物は強化繊維が扁平になり易く、また成形後もその成形圧力により繊維が扁平に広がってしまい成形物の厚みが薄くなってしまい、結果的に剛性が出ない。
一般に、編物基材における鎖編糸は編地内で最も安定した曲線状で存在するために繊維強化複合材にしても高い強度特性は期待できないが、本発明においては、例えば、半球形状に賦形する際、強化繊維である各鎖編糸は賦形に伴って半球状の頂点から放射線状（引き延ばし方向）に向けて引き延ばされた状態で硬化させているので、特に頂点からの圧縮に対しては高強度を発揮し、曲率を持った成形品などに最適である。
次に、本発明のメッシュ状繊維強化複合材１０を構成するメッシュ状編み構造体１について更に説明する。
（メッシュ状編み構造体）
本実施例にて、メッシュ状編み構造体１は、鎖編糸２及び挿入糸３として炭素繊維束（炭素繊維ストランド）を使用したメッシュ状とされるシート状の炭素繊維編物とされる。図１（ａ）は、シート状炭素繊維編物、特に、シート状炭素繊維経編物とされるメッシュ状編み構造体１を説明するための部分拡大図である。
本実施例にて、メッシュ状編み構造体１は、鎖編糸２及び挿入糸３として炭素繊維束（炭素繊維ストランド）を使用したメッシュ状とされるシート状の炭素繊維編物とされる。図１（ａ）は、シート状炭素繊維編物、特に、シート状炭素繊維経編物とされるメッシュ状編み構造体１を説明するための部分拡大図である。
本実施例によると、シート状編み構造体１は、炭素繊維ストランドからなる鎖編糸２が縦方向（シートの長さ方向）に連続したループを形成しながら並行に多数本配列し、そのループに炭素繊維ストランド（炭素繊維束）からなる多数本の挿入糸３が編み込まれている。本実施例では、挿入糸３は鎖編糸２の３本毎に交錯して方向が反転し（１コース毎にガイドを３針分振って）、経編地が形成されている。
本実施例にて、シート状とされるメッシュ状編み構造体（シート材）１では、鎖編糸２の炭素繊維ストランドがループを形成し、また挿入糸３がループに編みこまれて一体化されているので、例えばシート材の長さ方向に引っ張ると、ループが伸び、また、これにつれて挿入糸３の配列角も変わるので、シート材が簡単に伸びて伸縮性に富み、かつドレープ性にも富んでいる。このドレープ性は複雑曲面への賦形性を大きく支配する。メッシュ状編み構造体はこのように伸縮性やドレープ性に優れるので、複雑曲面にも賦形可能である。
また、メッシュ状編み構造体１は、炭素繊維ストランド（鎖編糸２）がループを形成し、また挿入糸３も折り返し形態にて二方向に配列し、全体として多方向に繊維配列しているので、複合材（ＦＲＰ）にしたときには、一方向材や織物などの形態のように極端な異方性を示さない。従って、例えば、複数枚のメッシュ状編み構造体１を積層して使用する場合においては、繊維軸が異なるように一枚一枚賦形しながら積層しなくとも、多数枚同方向に積層しても疑似等方性の特性が得られ、成形作業も極めて簡単になる。
本実施例にて、メッシュ状編み構造体１における編み組織２０については、鎖編糸２が縦方向にループを形成し、また挿入糸３がループに編みこまれて一体化されているので形態が安定し、積層作業時に繊維配向が乱れるようなことはなく好ましいが、これに限定されるものではない。この他にも、デンビ、チュール、マーキゼットなどの組織があり、また挿入糸３は例えばデンビ組織の生地は耳部がカールしてしまうがそれを防ぐといった効果もあり、編み組織２０や挿入糸３の有無などの組合せは多数存在する。これらは使用用途や使用形態によって適宜設計されると良い。
炭素繊維ストランド、即ち、炭素繊維糸には短繊維を紡績した紡績糸も知られているが、紡績糸は強撚によって糸を形成しているので、集束性が強く、糸の断面形状は円形に近い。このような鎖編糸２を用いて編成したメッシュ状編み構造体１は、空隙部が多くなり、編地の表面が凹凸し、鎖編糸３の屈曲が大きくなる。また、短繊維の紡績によって糸形成がなされているから、ＦＲＰでの強度発現度合いも低くなる。従って、本発明では連続フィラメントを多数本集束した連続炭素繊維束が用いられる。
本実施例にて使用される炭素繊維は、ポリアクリロニトリルの繊維束を酸素雰囲気中で加熱することによって酸化・耐炎化処理し、これを高温の不活性ガス中に緊張状態で炭化処理することによって製造された、所謂、ＰＡＮ系炭素繊維とされる。従って、処理条件によっても異なるが、引張強度が３〜１０ＧＰａ、引張弾性率が２００〜６００ＧＰａの高強度でかつ高弾性率の高性能の炭素繊維となり、バラツキの少ない均一な特性となる。
本実施例にて使用する連続炭素繊維ストランドのフィラメント数や繊度は、１５，０００本、１０００テックス以下とされ、例えば１２，０００本、８００テックス程度でもよいが、あまり炭素繊維ストランドが太いと鎖編糸２と挿入糸３の交差している箇所（図１（ａ）における箇所Ｆ）が厚くなり、一方、編み組織２０の中には炭素繊維が存在しない空隙部（図１（ａ）における箇所Ｇ）もあるので、凹凸の大きなＦＲＰとなる。従って、好ましくはフィラメント数が６，０００本以下（例えば、１，０００〜６，０００本の範囲）でかつ炭素繊維ストランドの繊度が４００テックス以下（例えば、６０〜４００テックスの範囲）が好ましい。
また、本実施例におけるメッシュ状編み構造体１の１平方メートル当たりの炭素繊維目付けは１００〜７００ｇであることが好ましい。ＦＲＰ成形物であるメッシュ状繊維強化複合材１０に表面平滑性が求められる場合には、細い炭素繊維ストランドを使用して１００〜３００ｇ／ｍ２、メッシュ状繊維強化複合材１０に機械的特性が求められたり、厚みのあるメッシュ状繊維強化複合材１０を求められたりする場合には、太い炭素繊維ストランドを使用して３００〜７００ｇ／ｍ２の目付けとすることが好ましい。また、目付けが１００ｇ／ｍ２以下であると、鎖編み目２Ａの大きな編物（メッシュ状編み構造体１）となり空隙部Ｇが多くなりメッシュ状繊維強化複合材１０の凹凸が大きくなり、７００ｇ／ｍ２以上になると、鎖編糸２、２同士や挿入糸３との交錯によって炭素繊維ストランドの屈曲（クリンプ）が大きくなり、応力集中よってメッシュ状繊維強化複合材１０の機械的特性を低下させるので好ましくない。
本実施例のメッシュ状編み構造体１を積層したメッシュ状繊維強化複合材１０においては、衝撃力が加わると、炭素繊維が屈曲しているので、炭素繊維が真直ぐ配列した一方向材のように直ちに炭素繊維に大きな負荷はかからず、先ず、複合材１０のマトリックス樹脂Ｒが破壊して衝撃エネルギーを吸収し、次に炭素繊維が破壊に至るので、耐衝撃性に強いＦＲＰ成形物となる。
なお、ＦＲＰの耐衝撃性をさらに向上させるには、樹脂部での衝撃吸収エネルギーを多くするため、破断伸度の大きな樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性樹脂の場合はポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂などが、また、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂の場合は破断伸度が４〜１０％の高破断伸度樹脂が好ましい。
本実施例のメッシュ状編み構造体１は、既に炭化された炭素繊維ストランドを使用した編物なので、プリカーサからなる編物を炭化して得られる炭素繊維編物に比べ、安定した幅の布帛となり、また繊維目付けの均一な炭素繊維編物となり、高強度、高弾性率の、いわゆる高性能な炭素繊維編物となる。
上記メッシュ状編み構造体１は、ラッセル編機を使用して、特に、特許文献２（特許第４８２２５２８号公報）に記載されるシート状炭素繊維編物の製造方法を採用して好適に作製することができ、更には、トリコット編機やクロチェット編機などを使用して、編成可能である。斯かる編物製造方法は、当業者には周知の方法であるので、更に詳しい説明は省略する。
変更実施例１
本発明にて使用されるメッシュ状編み構造体１は、上記実施例に限定されるものではない。つまり、図１（ａ）に示す上記実施例では、挿入糸３は鎖編糸２の３本毎に、毎コース、交錯して方向が反転し（毎コース３針挿入）、経編地が形成されているが、図２、図３、図４に示す構成とすることもできる。
本発明にて使用されるメッシュ状編み構造体１は、上記実施例に限定されるものではない。つまり、図１（ａ）に示す上記実施例では、挿入糸３は鎖編糸２の３本毎に、毎コース、交錯して方向が反転し（毎コース３針挿入）、経編地が形成されているが、図２、図３、図４に示す構成とすることもできる。
すなわち、図２の実施例では、挿入糸３は鎖編糸２の２本毎に、毎コース、交錯して方向が反転し（毎コース２針挿入）、図３の実施例では、挿入糸は編み糸の２本毎に、３コース毎に、交錯して方向が反転し（３コース毎の２針挿入）、図４の実施例では、挿入糸は編み糸の２本毎に、４コース、２コース毎交互に、交錯して方向が反転し（４コース、２コース毎の２針挿入）、経編地が形成されている。
変更実施例２
上記実施例では、メッシュ状編み構造体１は、鎖編糸２及び挿入糸３は全て、炭素繊維ストランドにて作製された糸条を使用するものとして説明した。また、炭素繊維ストランドはＰＡＮ系炭素繊維であるとして説明した。
上記実施例では、メッシュ状編み構造体１は、鎖編糸２及び挿入糸３は全て、炭素繊維ストランドにて作製された糸条を使用するものとして説明した。また、炭素繊維ストランドはＰＡＮ系炭素繊維であるとして説明した。
しかしながら、メッシュ状編み構造体１を全て炭素繊維製とする必要はなく、即ち、メッシュ状編み構造体１を構成する鎖編糸２及び挿入糸３の全てを炭素繊維ストランドにて作製する必要はなく、メッシュ状繊維強化複合材に要求される性状、即ち、強度、重量などによっては、鎖編糸２及び挿入糸３のいずれかを、或いは、複数使用する鎖編糸２及び挿入糸３の中の一部を、他の繊維に置き換えることもできる。つまり、換言すれば、本発明では、鎖編糸２及び挿入糸３の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、残りの糸は炭素繊維以外の繊維にて作製した糸条を使用することができる。
炭素繊維以外の繊維としては、例えば、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリアクリロニトリル系、ポリビニルアルコール系、ポリオレフィン系の繊維、アラミド繊維などの有機繊維；チタン繊維、スチール繊維なその金属繊維；ガラス繊維などの無機繊維；を単独で、又は、複数種混入して作製される糸が使用される。斯かる繊維にて作製された鎖編糸２及び挿入糸３は、通常、繊度が１０〜６００テックス、好ましくは、３０〜３００テックスとされる。繊度が６００テックスを超えると糸が太くなり、鎖編糸２と挿入糸３が交差している箇所が厚くなり、樹脂含浸後において凹凸の大きな複合材となる。また、ドレープ性及び伸縮性を高性能に維持するのが困難となる。
また、上記説明では炭素繊維としてＰＡＮ系炭素繊維を使用したが、ＰＡＮ系炭素繊維の代わりに全部を、或いは、一部をピッチ系炭素繊維にて置き換えることもできる。ピッチ系炭素繊維を使用した場合には、炭素繊維ストランドは、炭素繊維フィラメント数が６０００本以下、好ましくは、１０００〜３０００本、炭素繊維ストランドの繊度が６００テックス以下、好ましくは、１００〜３００テックスであることが好ましい。炭素繊維フィラメント数が６０００本を超え、繊度が６００テックスを超えると、上述と同様に、炭素繊維ストランドが太くなり、炭素繊維ストランドの強度も大となり、メッシュ状編み構造体１自体の製造が困難となるだけでなく、鎖編糸２と挿入糸３が交差している箇所が厚くなり、樹脂含浸後において凹凸の大きな複合材１０となり、また、ドレープ性及び伸縮性を高性能に維持するのが困難となる。
（開口率）
本発明にて、上記メッシュ状編み構造体１を使用して作製されるメッシュ状繊維強化複合材１０の開口率は重要であり、詳しくは後述するように、開口率は２０〜６０％、好ましくは、２０〜５０％、更に好ましくは、３０〜５０％とされる。
本発明にて、上記メッシュ状編み構造体１を使用して作製されるメッシュ状繊維強化複合材１０の開口率は重要であり、詳しくは後述するように、開口率は２０〜６０％、好ましくは、２０〜５０％、更に好ましくは、３０〜５０％とされる。
なお、本発明によれば、メッシュ状編み構造体１には、メッシュ状編み構造体１における、鎖編糸２にて形成される編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂Ｒを含浸して硬化されるので、換言すれば、メッシュ状編み構造体１の空隙部Ｇには樹脂は充填されないので、メッシュ状繊維強化複合材１０の開口率はメッシュ状編み構造体１の開口率と実質的に同じとされる。
開口率とは、一般には、例えば、スクリーン印刷のメッシュ織物やパンチングメタルなどで用いられている平面での孔の開いている率を意味するものであり、同様に、本発明にて、メッシュ状編み構造体１の開口率とは、メッシュ状編み構造体１の平面での孔の開いている率を意味する。メッシュ状編み構造体１を２次元スキャナーで読み込み、繊維の有る部分と無い部分の比率で計算する。実際には、２次元スキャナーで読み込み、画像ソフトを用いて、空隙部分と繊維部分に切り分けて開口率を計算する。例えば、このような開口率は、キヤノン株式会社製の２次元スキャナー（商品名「ＣａｎｏＳｃａｎ４４００Ｆ」）を使用して効率よく求めることができる。
開口率（％）＝｛（空隙部分の面積）／（繊維部分の面積＋空隙部分の面積）｝×１００
開口率（％）＝｛（空隙部分の面積）／（繊維部分の面積＋空隙部分の面積）｝×１００
上述したように、本発明にて、メッシュ状編み構造体１の開口率は、２０〜６０％とされる。開口率が２０％未満だと、剛性は非常に良いが、成形後に孔が開かず、通気性が悪く、非常に重くなる。開口率が６０％を超えると、通気性は非常に良く、軽量であるが、全体として補強繊維の量が不足し剛性が不足する。好ましくは、２０〜５０％、より好ましくは、３０〜５０％とされる。
なお、本発明にて、メッシュ状編み構造体１にて、開口部（孔）一個当たりの大きさもまた重要であり、一個当たりの開口部の面積が２〜８０ｍｍ２とされることが重要である。一個当たりの開口部面積が２ｍｍ２未満では、成形時に孔が空かない可能性があり、また、開口部面積が８０ｍｍ２を超えると、成形後のメッシュが大きくなり過ぎて、メッシュ状繊維強化複合材１０としての剛性がなくなってしまう可能性が生じる。
（含浸樹脂）
本発明にて、メッシュ状編み構造体１は、所定形状に賦形後に、又は、賦形前において、メッシュ状編み構造体１における編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂Ｒを含浸して硬化し、メッシュ状繊維強化複合材１０とされる。メッシュ状繊維強化複合材１０における繊維の含有量は、繊維の体積比率で３０〜７０％、好ましくは、４０〜６０％とされる。
本発明にて、メッシュ状編み構造体１は、所定形状に賦形後に、又は、賦形前において、メッシュ状編み構造体１における編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂Ｒを含浸して硬化し、メッシュ状繊維強化複合材１０とされる。メッシュ状繊維強化複合材１０における繊維の含有量は、繊維の体積比率で３０〜７０％、好ましくは、４０〜６０％とされる。
上記実施例にて、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂及びポリエーテルエーテルケトン樹脂などを例示し、また、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂などを例示したがこれに限定されるものではない。更に、熱可塑性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などを使用することができ、熱硬化性樹脂としては、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂などを使用することができる。
（成形方法）
次に、本発明に係るメッシュ状繊維強化複合材１０の成形方法について説明する。
次に、本発明に係るメッシュ状繊維強化複合材１０の成形方法について説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）に、成形方法の一つの実施例であるプレス成型法を示す。このプレス成型法によると、凸形状の雄型２０１にメッシュ状編み構造体１が適合され、押圧することにより、メッシュ状編み構造体１は、雄型２０１に倣って成形される（図５（ａ））。この時、本発明に従って作製されたメッシュ状編み構造体１は、上述したように、ドレープ性、伸縮性が良く、成形性が良く、作業が容易である。
次に、メッシュ状編み構造体１の鎖編糸２からなる編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂を含浸させるべく、含浸用刷毛（ブラシ）などを使用してメッシュ状編み構造体１に樹脂Ｒを塗布する（図５（ｂ））。樹脂Ｒとしては、熱硬化性樹脂、或いは、熱可塑性樹脂であってよい。その後、凹状の雌型２０２を雄型２０１に適合して設置し、所定の押圧力にて加圧し、加熱することにより、樹脂が硬化され、所定形状に賦形されたメッシュ状繊維強化複合材１０が成形される（図５（ｃ））。メッシュ状繊維強化複合材１０は、型より取出し（図５（ｄ））、所定形状に仕上げる（図５（ｅ））。
図６（ａ）、（ｂ）に、成形方法の他の実施例である真空成型法を示す。この真空成形法によると、メッシュ状編み構造体１は、鎖編糸２から成る編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂を含浸して硬化させ、ＦＲＰ材とされる平板状のメッシュ状編み構造体１ａが形成される。樹脂としては、熱可塑性樹脂が使用される。
樹脂が含浸され硬化されているメッシュ状編み構造体１ａは、凹状の真空型（雌型）２０２の上に設置され、更に、樹脂フィルム６０にて被覆される（図６（ａ））。雌型２０２を真空引きするとともに、樹脂フィルム６０側より、雌型２０２に適合して雄型２０１を所定の押圧力にて加圧し、加熱する。これによりメッシュ状編み構造体１ａに含浸硬化された樹脂が軟化（溶融）することにより、雌型２０２に倣って成形される。成形型を冷却することにより、所定形状に賦形されたメッシュ状繊維強化複合材１０が得られる（図６（ｂ））。その後は、プレス成型法と同様に、図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、メッシュ状繊維強化複合材１０は、型より取出して所定形状に仕上げる。
この真空成型法においても、樹脂が軟化、或いは、溶融したときのメッシュ状編み構造体１は、ドレープ性、伸縮性が良く、成形性が良く、雄型に倣って成形され、作業が容易である。
上記真空成型法によると、成形時にメッシュ状編み構造体１の孔が潰れることがなく、また、シート厚みが成形時に薄くならないため、断面が厚い複合材となり、高強度が得られ易いというメリットがある。
（実験例１〜５、比較例１〜５）
次に、本発明によるメッシュ状繊維強化複合材１０及びメッシュ状編み構造体１の作用効果を立証するために、メッシュ状編み構造体１の鎖編糸２、挿入糸３の種類、開口率（ＯＲ）、などを変えてメッシュ状繊維強化複合材１０の強度、重量、通気性感覚、などを検証した。実験結果を表１に示す。なお、本実験例、比較例にて複合材における繊維の含有量は、繊維の体積比率で５０％とした。
次に、本発明によるメッシュ状繊維強化複合材１０及びメッシュ状編み構造体１の作用効果を立証するために、メッシュ状編み構造体１の鎖編糸２、挿入糸３の種類、開口率（ＯＲ）、などを変えてメッシュ状繊維強化複合材１０の強度、重量、通気性感覚、などを検証した。実験結果を表１に示す。なお、本実験例、比較例にて複合材における繊維の含有量は、繊維の体積比率で５０％とした。
実験例１
実験例１で使用したメッシュ状編み構造体１は、図２を参照して説明した構造とされた。鎖編糸２及び挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは６００ｇ／ｍ２であった。
実験例１で使用したメッシュ状編み構造体１は、図２を参照して説明した構造とされた。鎖編糸２及び挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは６００ｇ／ｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１の開口率を、キヤノン株式会社製の２次元スキャナー（商品名「ＣａｎｏＳｃａｎ４４００Ｆ」）を使用して求めた。実験例１のメッシュ状編み構造体１の開口率は、２０％とされた。また、一個当たりの開口部（孔）の面積は、２．５〜３．０ｍｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１は、図５に示すプレス成型法にてメッシュ状繊維強化複合材１０を成形した。つまり、上記メッシュ状編み構造体１を１層、半径１３ｃｍの半球状の雄型２０１にセットした。メッシュ状編み構造体１は、ドレープ性、伸縮性が良く、成形性が良く、作業が容易であった。雄型２０１にセットされたメッシュ状編み構造体１にエポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、商品名「ＦＲ−Ｅ５Ｐ」）をブラシにて塗布し、編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂含浸させた。
その後、凹状の雌型２０２を雄型２０１に適合して設置し、所定の押圧力（１０ＭＰａ）にて加圧し、加熱（２００℃）することにより、樹脂が硬化され、所定形状に賦形されたメッシュ状繊維強化複合材１０が得られた。メッシュ状繊維強化複合材１０は、型より取出し、所定形状に仕上げた。
このメッシュ状繊維強化複合材１０に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、５．５ｋＮ、重量は５４ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。
実験例２
実験例２で使用したメッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様のものであり、鎖編糸２及び挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは４００ｇ／ｍ２であった。
実験例２で使用したメッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様のものであり、鎖編糸２及び挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは４００ｇ／ｍ２であった。
実験例１と同様にして求めた上記メッシュ状編み構造体１の開口率は、４０％とされた。また、一個当たりの開口部の面積は、４．０〜４．５ｍｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様にプレス成型法にてメッシュ状繊維強化複合材１０を成形した。つまり、上記メッシュ状編み構造体１を１層、半径１３ｃｍの半球状の雄型２０１にセットした。メッシュ状編み構造体１は、ドレープ性、伸縮性が良く、成形性が良く、作業が容易であった。雄型２０１にセットされたメッシュ状編み構造体１にエポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、商品名「ＦＲ−Ｅ５Ｐ」）をブラシにて塗布し、編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂含浸させた。
その後、凹状の雌型２０２を雄型２０１に適合して設置し、所定の押圧力（１０ＭＰａ）にて加圧し、加熱（２００℃）することにより、樹脂が硬化され、所定形状に賦形されたメッシュ状繊維強化複合材１０が得られた。メッシュ状繊維強化複合材１０は、型より取出し、所定形状に仕上げた。
このメッシュ状繊維強化複合材１０に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、４．３ｋＮ、重量は３９ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。
実験例３
実験例３で使用したメッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様のものであり、鎖編糸２及び挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは３００ｇ／ｍ２であった。
実験例３で使用したメッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様のものであり、鎖編糸２及び挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは３００ｇ／ｍ２であった。
実験例１と同様にして求めた上記メッシュ状編み構造体１の開口率は、６０％とされた。また、一個当たりの開口部の面積は、８．５〜９．０ｍｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様にプレス成型法にてメッシュ状繊維強化複合材１０を成形した。つまり、上記メッシュ状編み構造体１を１層、半径１３ｃｍの半球状の雄型２０１にセットした。メッシュ状編み構造体１は、ドレープ性、伸縮性が良く、成形性が良く、作業が容易であった。雄型２０１にセットされたメッシュ状編み構造体１にエポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、商品名「ＦＲ−Ｅ５Ｐ」）をブラシにて塗布し、編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂含浸させた。
その後、凹状の雌型２０２を雄型２０１に適合して設置し、所定の押圧力（１０ＭＰａ）にて加圧し、加熱（２００℃）することにより、樹脂が硬化され、所定形状に賦形されたメッシュ状繊維強化複合材１０が得られた。メッシュ状繊維強化複合材１０は、型より取出し、所定形状に仕上げた。
このメッシュ状繊維強化複合材１０に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、３．０ｋＮ、重量は２９ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。ただし、圧縮強度が、実験例１から比べると約１／２になっていた。
実験例４
実験例４で使用したメッシュ状編み構造体１は、図４を参照して説明した構造とされた。ビニロン繊維を使用した鎖編糸２にて編み組織２０を形成した。鎖編糸２のフィラメント数は、２５０本、繊度は５６テックスであった。挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックスであった。メッシュ状編み構造体１の繊維目付けは４５０ｇ／ｍ２であった。
実験例４で使用したメッシュ状編み構造体１は、図４を参照して説明した構造とされた。ビニロン繊維を使用した鎖編糸２にて編み組織２０を形成した。鎖編糸２のフィラメント数は、２５０本、繊度は５６テックスであった。挿入糸３は、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックスであった。メッシュ状編み構造体１の繊維目付けは４５０ｇ／ｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１の開口率を、キヤノン株式会社製の２次元スキャナー（商品名「ＣａｎｏＳｃａｎ４４００Ｆ」）を使用して計算して求めた。実験例４のメッシュ状編み構造体１の開口率は、４０％とされた。また、一個当たりの開口部の面積は、４．５〜５．０ｍｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様にプレス成型法にてメッシュ状繊維強化複合材１０を成形した。つまり、上記メッシュ状編み構造体１を１層、半径１３ｃｍの半球状の雄型２０１にセットした。メッシュ状編み構造体１は、ドレープ性、伸縮性が良く、成形性が良く、作業が容易であった。雄型２０１にセットされたメッシュ状編み構造体１にエポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、商品名「ＦＲ−Ｅ５Ｐ」）をブラシにて塗布し、編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂含浸させた。
その後、凹状の雌型２０２を雄型２０１に適合して設置し、所定の押圧力（１０ＭＰａ）にて加圧し、加熱（２００℃）することにより、樹脂が硬化され、所定形状に賦形されたメッシュ状繊維強化複合材１０が得られた。メッシュ状繊維強化複合材１０は、型より取出し、所定形状に仕上げた。
このメッシュ状繊維強化複合材１０に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、４．２ｋＮ、重量は３８ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。
実験例５
実験例５で使用したメッシュ状編み構造体１は、図３を参照して説明した構造とされた。ビニロン繊維を使用した鎖編糸２にて編み組織２０を形成した。鎖編糸２のフィラメント数は、２５０本、繊度は５６テックスであった。
実験例５で使用したメッシュ状編み構造体１は、図３を参照して説明した構造とされた。ビニロン繊維を使用した鎖編糸２にて編み組織２０を形成した。鎖編糸２のフィラメント数は、２５０本、繊度は５６テックスであった。
挿入糸３は、第１挿入糸３ａと、第２挿入糸３ｂとからなり、第１挿入糸３ａは、ビニロン繊維を使用し、第２挿入糸３ｂは、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した。第１挿入糸３ａのビニロン糸のフィラメント数は、２５０本、繊度は５６テックスであり、第２挿入糸３ｂの炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックスであった。
メッシュ状編み構造体１の繊維目付けは４５０ｇ／ｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１の開口率を、キヤノン株式会社製の２次元スキャナー（商品名「ＣａｎｏＳｃａｎ４４００Ｆ」）を使用して計算して求めた。実験例４のメッシュ状編み構造体１の開口率は、３５％とされた。また、一個当たりの開口部の面積は、３．５〜４．０ｍｍ２であった。
上記メッシュ状編み構造体１は、実験例１と同様にプレス成型法にてメッシュ状繊維強化複合材１０を成形した。つまり、上記メッシュ状編み構造体１を１層、半径１３ｃｍの半球状の雄型２０１にセットした。メッシュ状編み構造体１は、ドレープ性、伸縮性が良く、成形性が良く、作業が容易であった。雄型２０１にセットされたメッシュ状編み構造体１にエポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、商品名「ＦＲ−Ｅ５Ｐ」）をブラシにて塗布し、編み組織２０と挿入糸３にのみ樹脂含浸させた。
その後、凹状の雌型２０２を雄型２０１に適合して設置し、所定の押圧力（１０ＭＰａ）にて加圧し、加熱（２００℃）することにより、樹脂が硬化され、所定形状に賦形されたメッシュ状繊維強化複合材１０が得られた。メッシュ状繊維強化複合材１０は、型より取出し、所定形状に仕上げた。
このメッシュ状繊維強化複合材１０に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、４．１ｋＮ、重量は３３ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。
比較例１
比較例１では、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した２，２綾織クロスを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは２００ｇ／ｍ２であった。
比較例１では、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した２，２綾織クロスを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは２００ｇ／ｍ２であった。
上記綾織クロスを１層、実験例１と同様に、半径１３ｃｍの半球状の雄型２０１にセットした。綾織クロスは、ドレープ性、伸縮性が悪く、成形性が悪く、作業が困難であった。雄型２０１にセットされた綾織クロスにエポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、商品名「ＦＲ−Ｅ５Ｐ」）を含浸させた。その後、同じ構成の綾織クロスを２層目として被せて、１層目と同様に、同じ樹脂を含浸させた。
その後、凹状の雌型２０２を雄型２０１に適合して設置し、所定の押圧力（１０ＭＰａ）にて加圧し、加熱（２００℃）することにより、樹脂が硬化され、所定形状に賦形された繊維強化複合材が得られた。繊維強化複合材は、型より取出し、所定形状に仕上げた。
この繊維強化複合材に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、６．２ｋＮ、重量は７２ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に少量の汗が認められた。
比較例２
比較例２では、比較例１と同様にして、所定形状に賦形された繊維強化複合材を作製した。この繊維強化複合材に対して、成形の翌日、得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を１０個開けた。
比較例２では、比較例１と同様にして、所定形状に賦形された繊維強化複合材を作製した。この繊維強化複合材に対して、成形の翌日、得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を１０個開けた。
この成形物に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、３．０ｋＮ、重量は６２ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着した。比較例１ほどではないが内部に汗の発生が認められた。
比較例３
比較例３では、比較例１と同様にして、所定形状に賦形された繊維強化複合材を作製した。この繊維強化複合材に対して、成形の翌日、得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を２０個開けた。
比較例３では、比較例１と同様にして、所定形状に賦形された繊維強化複合材を作製した。この繊維強化複合材に対して、成形の翌日、得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を２０個開けた。
この成形物に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、２．０ｋＮ、重量は５０ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。
比較例４
比較例４では、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した２，２綾織クロスを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは２００ｇ／ｍ２であった。
比較例４では、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した２，２綾織クロスを使用した。炭素繊維ストランドのフィラメント数は３０００本、繊度は２００テックス、炭素繊維目付けは２００ｇ／ｍ２であった。
上記綾織クロスを１層、比較例１と同様に、半径１３ｃｍの半球状の雄型２０１にセットした。綾織クロスは、ドレープ性、伸縮性が悪く、成形性が悪く、作業が困難であった。雄型２０１にセットされた綾織クロスにエポキシ樹脂（新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、商品名「ＦＲ−Ｅ５Ｐ」）を含浸させた。その後、比較例１とは異なり、ＰＡＮ系の炭素繊維ストランドを使用した２，２綾織クロスの代わりに、ビニロン製の平織クロス（ユニチカ株式会社製、商品名「ビストロン平織クロスＶＨ２０５」）を使用した。原糸繊度はタテ、ヨコ１６７０ｄｔｅｘ、密度タテ、ヨコ１６本／２５ｍｍ、繊維目付けは２０５ｇ／ｍ２であった。
比較例４においても、比較例１と同様にして、所定形状に賦形された繊維強化複合材を作製した。この繊維強化複合材に対して、成形の翌日、得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を２０個開けた。
この成形物に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、１．８ｋＮ、重量は４９ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。
比較例５
比較例５では、比較例１と同様に成形し、翌日得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を４０個開けた。
比較例５では、比較例１と同様に成形し、翌日得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を４０個開けた。
この成形物に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、１．０ｋＮ、重量は４５ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。ただし、圧縮強度が、比較例１から比べると１／６になっていた。
比較例６
比較例６では、比較例１と同様に成形し、翌日得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を６０個開けた。
比較例６では、比較例１と同様に成形し、翌日得られた成形物に直径１．８５ｃｍ円孔を６０個開けた。
この成形物に対し成形１週間後に、万能試験機で強度を評価した。評価機は、島津製作所万能試験機（１０ｔｏｎ対応）であり、評価方法は、圧縮、試験速度：１０ｍｍ／分だった。圧子部には直径１０ｃｍのシリコン製の治具を用いた。圧縮試験の最大荷重値を読み取った。荷重値は、０．５ｋＮ、重量は３５ｇであった。約２時間、晴天のもとで頭部に装着したが、内部に汗は認められなかった。ただし、圧縮強度が、比較例１から比べると１／１２になっていた。
１ メッシュ状編み構造体
２ 鎖編糸
２Ａ 鎖編み目
３ 挿入糸
１０ メッシュ状繊維強化複合材
２０ 編み組織
２ 鎖編糸
２Ａ 鎖編み目
３ 挿入糸
１０ メッシュ状繊維強化複合材
２０ 編み組織
Claims (8)
- 鎖編糸がループ状に縦方向に連続して鎖編み目を形成しながら編成されて作製された複数の縦方向の編み組織と、前記縦方向の編み組織に対して横方向に挿入し、互いに隣接した前記編み組織を結束する挿入糸と、により形成されたメッシュ状編み構造体を有し、
前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化された、曲面を有する形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材。 - 鎖編糸がループ状に縦方向に連続して鎖編み目を形成しながら編成されて作製された複数の縦方向の編み組織と、前記縦方向の編み組織に対して横方向に挿入し、互いに隣接した前記編み組織を結束する挿入糸と、により形成されたシート状とされるメッシュ状編み構造体を有し、
前記メッシュ状編み構造体を曲面を有する形状に賦形し、その後、前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化したメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材。 - 前記メッシュ状の編み構造体に含浸する樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、若しくは、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂；又は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、若しくは、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂が使用されることを特徴とする請求項１又は２に記載のメッシュ状繊維強化複合材。
- 鎖編糸がループ状に縦方向に連続して鎖編み目を形成しながら編成されて作製された複数の縦方向の編み組織と、前記縦方向の編み組織に対して横方向に挿入し、互いに隣接した前記編み組織を結束する挿入糸と、により形成されたシート状とされるメッシュ状編み構造体を有し、
前記メッシュ状編み構造体における前記編み組織と挿入糸にのみ樹脂を含浸して硬化し、その後、曲面を有する形状に賦形されたメッシュ状の繊維強化複合材であって、
前記鎖編糸及び挿入糸の少なくとも一部の糸は、炭素繊維からなる炭素繊維ストランドとされ、
前記メッシュ状編み構造体の開口率は２０〜６０％とされることを特徴とするメッシュ状繊維強化複合材。 - 前記メッシュ状の編み構造体に含浸する樹脂は、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、若しくは、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂が使用されることを特徴とする請求項４に記載のメッシュ状繊維強化複合材。
- 前記挿入糸は、前記編み組織に対して一定のコースごとに振って編み込まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のメッシュ状繊維強化複合材。
- 前記炭素繊維ストランドは、炭素繊維フィラメント数が１５０００本以下、炭素繊維ストランドの繊度が１０００テックス以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のメッシュ状繊維強化複合材。
- 炭素繊維ストランドとされない前記鎖編糸及び挿入糸は、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリアクリロニトリル系、ポリビニルアルコール系、ポリオレフィン系の繊維、アラミド繊維などの有機繊維；チタン繊維、スチール繊維なその金属繊維；ガラス繊維などの無機繊維；を単独で、又は、複数種混入して作製される糸であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載のメッシュ状繊維強化複合材。
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