JP2017014367A - Fiber fabric used for production of composite material and method for producing composite material using fiber fabric - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the wrinkles upon molding a fiber fabric into a prescribed shape while preventing deterioration in the strength of the composite to be produced.SOLUTION: Provided a fiber fabric 1 used for the production of a composite material obtained by plurally laminating fiber sheets 10a, 10b, 10c, 10d, 10e having fiber materials 11 arranged in one direction, in which at least one the above fiber sheet 10a, 10b, 10d, 10e has a notch part 14 formed along the fiber direction of the fiber material 11 without cutting the fiber materials 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複合材料の製造に用いられる繊維織物および当該繊維織物を用いた複合材料製造方法に関する。   The present invention relates to a fiber fabric used for manufacturing a composite material and a composite material manufacturing method using the fiber fabric.

ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維材と樹脂材とから成る複合材料は、種々の方法によって製造される。例えば、繊維材が積層されて所定の形状に成形されたプリフォーム部材（中間製造部材）に対して、ＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ：真空樹脂含浸製造）工法による樹脂含浸を行うことにより、複合材料を製造することができる。   A composite material composed of a fiber material such as glass fiber or carbon fiber and a resin material is manufactured by various methods. For example, by performing resin impregnation by a VaRTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) method on a preform member (intermediate manufacturing member) formed by laminating fiber materials into a predetermined shape, a composite is obtained. The material can be manufactured.

プリフォーム部材は、繊維材が並べられた繊維シートを積層すると共に所定の形状に成形することにより製造される。しかし、プリフォーム部材に湾曲部などの形状変化部が設けられている場合には、繊維シートを当該プリフォーム部材の形状に成形する際に、シワが発生してしまうことがある。このようにプリフォーム部材に発生したシワは、製造される複合材料の強度および剛性に影響する。   The preform member is manufactured by laminating fiber sheets on which fiber materials are arranged and forming the sheet into a predetermined shape. However, when the preform member is provided with a shape changing portion such as a curved portion, wrinkles may occur when the fiber sheet is formed into the shape of the preform member. Thus, the wrinkles generated in the preform member affect the strength and rigidity of the composite material to be manufactured.

複合材料におけるシワの発生は、ＶａＲＴＭ工法を用いた複合材料の製造時だけでなく、オートクレーブ工法を用いた複合材料の製造時にも起こり得る。複合材料の製造時におけるシワの発生を抑制する技術として、例えば、下記の特許文献１および特許文献２に記載のものがある。   The generation of wrinkles in the composite material can occur not only when the composite material is manufactured using the VaRTM method, but also when the composite material is manufactured using the autoclave method. As a technique for suppressing the generation of wrinkles at the time of manufacturing a composite material, for example, there are those described in Patent Document 1 and Patent Document 2 below.

特開２００７−２９６７６７号公報JP 2007-296767 A 特開２００２−２４００６８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-240068

特許文献１には、オートクレーブ工法を用いた複合材料の製造時において、プリプレグを分割することにより、プリプレグ積層品におけるシワの発生を防止する技術が記載されており、特許文献２には、オートクレーブ工法を用いた複合材料の製造時において、円形プリプレグに切込みまたは切欠きを設けることにより、立体形状に成形する際のシワの発生を防止する技術が記載されている。しかし、これらの技術においては、プリプレグ部材に含まれる繊維材を切断しているため、製造される複合材料の強度および剛性が低下してしまう虞がある。   Patent Document 1 describes a technique for preventing generation of wrinkles in a prepreg laminated product by dividing the prepreg during the production of a composite material using the autoclave method. Patent Document 2 discloses an autoclave method. A technique for preventing the generation of wrinkles when forming a three-dimensional shape by providing a notch or a notch in a circular prepreg during the production of a composite material using the above is described. However, in these techniques, since the fiber material contained in the prepreg member is cut, the strength and rigidity of the manufactured composite material may be reduced.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止しつつ、繊維織物を所定の形状に成形する際のシワの発生を抑制することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and aims to suppress the occurrence of wrinkles when forming a fiber fabric into a predetermined shape while preventing the strength and rigidity of the composite material to be manufactured from being lowered. To do.

上記課題を解決する第一の発明に係る繊維織物は、一方向に揃えられた繊維材を有する繊維シートを隣り合うもの同士の前記繊維材の向きを異ならせて積層して成る複合材料の製造に用いられる繊維織物であって、少なくとも一つの前記繊維シートは、前記繊維材を切断せずに前記繊維材の繊維方向に沿って形成される切り欠き部を有することを特徴とする。   A fiber woven fabric according to a first invention for solving the above-mentioned problem is a composite material produced by laminating fiber sheets having fiber materials aligned in one direction, with the fiber materials of adjacent ones oriented differently. The at least one said fiber sheet has a notch part formed along the fiber direction of the said fiber material, without cut | disconnecting the said fiber material, It is characterized by the above-mentioned.

上記課題を解決する第二の発明に係る繊維織物は、第一の発明に係る繊維織物において、前記繊維シートは、前記繊維材と材質を異にする第二の繊維材が前記繊維材と共に一方向に揃えられて成り、前記切り欠き部は、前記第二の繊維材の一部を切断除去することにより形成されることを特徴とする。   The fiber fabric according to the second invention for solving the above-mentioned problems is the fiber fabric according to the first invention, wherein the fiber sheet has a second fiber material different from the fiber material together with the fiber material. The cutout portion is formed by cutting and removing a part of the second fiber material.

上記課題を解決する第三の発明に係る繊維織物は、第一の発明に係る繊維織物において、前記切り欠き部は、前記繊維材を切断せずに、前記繊維材の束を割くことにより形成されることを特徴とする。   A fiber fabric according to a third invention for solving the above-mentioned problems is the fiber fabric according to the first invention, wherein the notch is formed by breaking the bundle of the fiber material without cutting the fiber material. It is characterized by being.

上記課題を解決する第四の発明に係る複合材料製造方法は、第一から第三のいずれか一つの発明に係る繊維織物を所定の形状に成形した後、樹脂を含浸することによって複合材料とすることを特徴とする。   A method for producing a composite material according to a fourth invention for solving the above-described problems is obtained by forming a fiber woven fabric according to any one of the first to third inventions into a predetermined shape and then impregnating the resin with a composite material. It is characterized by doing.

上記課題を解決する第五の発明に係る複合材料製造方法は、第一から第三のいずれか一つの発明に係る繊維織物に樹脂を含浸して半硬化状態とした後、所定の形状に成形することによって複合材料とすることを特徴とする。   A method for producing a composite material according to a fifth invention for solving the above-mentioned problem is that a fiber fabric according to any one of the first to third inventions is impregnated with a resin to be in a semi-cured state, and then molded into a predetermined shape. Thus, a composite material is obtained.

第一の発明に係る繊維織物によれば、繊維シートが切り欠き部を有することにより、繊維織物を所定の形状に成形する際のシワの発生を抑制することができる。また、当該切り欠き部が繊維材を切断せずに繊維方向に沿って形成されているので、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止することができる。   According to the fiber woven fabric according to the first invention, the fiber sheet has a notch, so that generation of wrinkles when the fiber woven fabric is formed into a predetermined shape can be suppressed. Moreover, since the said notch part is formed along the fiber direction, without cutting a fiber material, the fall of the intensity | strength and rigidity of the composite material manufactured can be prevented.

第二の発明に係る繊維織物によれば、切断しない繊維材を強度および剛性に影響するものとし、切断する第二の繊維材を強度および剛性に影響しないものとすることにより、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止しつつ、切り欠き部を容易に形成することができる。   According to the fiber woven fabric according to the second invention, the fiber material that is not cut affects the strength and rigidity, and the second fiber material that is cut does not affect the strength and rigidity. The notch can be easily formed while preventing the strength and rigidity of the material from being lowered.

第三の発明に係る繊維織物によれば、切断しない繊維材が強度および剛性に影響するものであっても、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止しつつ、切り欠き部を容易に形成することができる。   According to the fiber woven fabric according to the third invention, even if the fiber material that is not cut affects the strength and rigidity, the cutout portion can be easily formed while preventing the strength and rigidity of the manufactured composite material from being lowered. Can be formed.

第四の発明に係る複合材料製造方法によれば、繊維織物を所定の形状に成形した後に樹脂を含浸して製造した複合材料において、繊維織物を所定の形状に成形する際のシワの発生を抑制することができると共に、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止することができる。繊維織物を所定の形状に成形した後に樹脂を含浸する工法として、例えば、ＶａＲＴＭ工法がある。   According to the composite material manufacturing method of the fourth invention, in the composite material manufactured by impregnating the resin after forming the fiber fabric into a predetermined shape, the generation of wrinkles when the fiber fabric is formed into the predetermined shape. While being able to suppress, the fall of the intensity | strength and rigidity of the composite material manufactured can be prevented. An example of a method for impregnating a resin after forming a fiber fabric into a predetermined shape is the VaRTM method.

第五の発明に係る複合材料製造方法によれば、繊維織物に樹脂を含浸して半硬化状態とした後に所定の形状に成形して製造した複合材料において、繊維織物を所定の形状に成形する際のシワの発生を抑制することができると共に、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止することができる。繊維織物に樹脂を含浸して半硬化状態とした後に所定の形状に成形する工法として、例えば、オートクレーブ工法がある。   According to the composite material manufacturing method according to the fifth aspect of the present invention, in the composite material manufactured by impregnating the fiber woven fabric with resin and making it into a semi-cured state and then forming it into a predetermined shape, the fiber woven fabric is formed into a predetermined shape. The generation of wrinkles at the time can be suppressed, and the strength and rigidity of the manufactured composite material can be prevented from being lowered. An example of a method for forming a predetermined shape after impregnating a fiber woven fabric with a resin to form a semi-cured state is an autoclave method.

実施例１に係る繊維織物の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the fiber fabric which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係る繊維織物におけるスリットを示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the slit in the textile fabric which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係る繊維織物におけるスリットの変形例を示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show the modification of the slit in the fiber fabric which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係る繊維織物を用いた複合材料の製造工程を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a composite material using the fiber fabric according to the first embodiment. 実施例１に係る繊維織物を所定の形状に成形したプリフォーム部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the preform member which shape | molded the textile fabric which concerns on Example 1 in the defined shape. 実施例１に係る繊維織物を用いた複合材料の製造工程におけるプリフォーム工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the preform process in the manufacturing process of the composite material using the fiber fabric which concerns on Example 1. FIG. 実施例１に係る繊維織物を用いた複合材料の製造工程における樹脂含浸（ＶａＲＴＭ）工程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the resin impregnation (VaRTM) process in the manufacturing process of the composite material using the fiber fabric which concerns on Example 1. FIG.

以下に、本発明に係る繊維織物の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例は、本発明に係る繊維織物を、ＶａＲＴＭ工法を用いた複合材料の製造に採用し、樹脂を含浸する前のプリフォーム部材におけるシワの発生を抑制するようにしたものである。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、オートクレーブ工法を用いた複合材料の製造に採用し、プリプレグ部材におけるシワの発生を抑制するようにしても良く、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは言うまでもない。   Below, the example of the textile fabric concerning the present invention is described in detail with reference to an accompanying drawing. In the following examples, the fiber woven fabric according to the present invention is used for the production of a composite material using the VaRTM method, and the generation of wrinkles in the preform member before impregnation with the resin is suppressed. is there. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and may be employed in the manufacture of composite materials using an autoclave method to suppress the occurrence of wrinkles in the prepreg member, and departs from the spirit of the present invention. It goes without saying that various changes can be made without departing from the scope.

本発明の実施例１に係る繊維織物について、図１から図３、図５および図６を参照して説明する。   A fiber fabric according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3, 5, and 6.

図１に示すように、繊維織物１は、炭素繊維（繊維材）１１とガラス繊維（第二の繊維材）１３とから成る複数（本実施例においては、五枚）の繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが積層されて成る複合シートであり、後述するプリフォーム工程Ｓ１（図４参照）において、断面略コ字形状のプリフォーム部材２（図５および図６参照）に成形される。   As shown in FIG. 1, the fiber fabric 1 includes a plurality (in this embodiment, five) of fiber sheets 10 a and 10 b made of carbon fibers (fiber materials) 11 and glass fibers (second fiber materials) 13. , 10c, 10d, and 10e are laminated into a preform member 2 (see FIGS. 5 and 6) having a substantially U-shaped cross section in a preform step S1 (see FIG. 4) described later. The

図１および図２に示すように、繊維織物１を構成する繊維シート１０ａ〜１０ｅは、炭素繊維１１が集束された炭素繊維束１２とガラス繊維１３とが図示しないステッチ（糸）または熱可塑性樹脂の融着等によってシート状に形成されて成る。ここで、炭素繊維１１は、その配列される繊維方向における強度を保持するためのものである。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fiber sheets 10a to 10e constituting the fiber fabric 1 are made of a stitch (yarn) or a thermoplastic resin in which the carbon fiber bundle 12 and the glass fiber 13 in which the carbon fibers 11 are bundled are not shown. It is formed into a sheet shape by, for example, fusing. Here, the carbon fiber 11 is for maintaining the strength in the direction of the arranged fibers.

各繊維シート１０ａ〜１０ｅにおいては、炭素繊維１１（炭素繊維束１２）およびガラス繊維１３が共に一方向に揃えられており、繊維織物１においては、炭素繊維１１およびガラス繊維１３が揃えられた方向（繊維方向）を異にする繊維シート１０ａ〜１０ｅが積層されている。   In each of the fiber sheets 10a to 10e, the carbon fiber 11 (carbon fiber bundle 12) and the glass fiber 13 are both aligned in one direction. In the fiber fabric 1, the direction in which the carbon fiber 11 and the glass fiber 13 are aligned. Fiber sheets 10a to 10e having different (fiber directions) are laminated.

積層されている繊維シート１０ａ〜１０ｅにおける繊維方向は、後述するプリフォーム工程Ｓ１における曲げ方向と略直交する繊維方向であって、積層方向の中間に位置する繊維シート１０ｃにおける繊維方向を０°とし、この繊維シート１０ｃの繊維方向（０°）を基準として、繊維シート１０ａの繊維方向を９０°、繊維シート１０ｂの繊維方向を４５°、繊維シート１０ｄの繊維方向を−４５°、繊維シート１０ｅの繊維方向を９０°異ならせてある（図１参照）。つまり、一方向に揃えられた炭素繊維１１およびガラス繊維１３を有する繊維シート１０ａ〜１０ｅを隣り合うもの同士の繊維方向を異ならせて積層している。   The fiber direction in the laminated fiber sheets 10a to 10e is a fiber direction substantially orthogonal to the bending direction in the preform step S1 described later, and the fiber direction in the fiber sheet 10c located in the middle of the lamination direction is 0 °. With reference to the fiber direction (0 °) of the fiber sheet 10c, the fiber direction of the fiber sheet 10a is 90 °, the fiber direction of the fiber sheet 10b is 45 °, the fiber direction of the fiber sheet 10d is −45 °, and the fiber sheet 10e. The fiber directions are different by 90 ° (see FIG. 1). That is, the fiber sheets 10a to 10e having the carbon fibers 11 and the glass fibers 13 aligned in one direction are laminated with the fiber directions of adjacent ones being different.

複数の繊維シート１０ａ〜１０ｅのうち一部の繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅには、繊維方向に沿うスリット１４が設けられている。図２に示すように、スリット１４は、ガラス繊維１３の一部が切断除去されると共に、隣接する炭素繊維束１２が離間されて成る。つまり、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにおいては、スリット１４が設けられているが、炭素繊維１１が切断されていないため、各繊維方向における十分な強度および剛性が保持されている。よって、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅに設けたスリット１４によって、製造される複合材料の強度および剛性が低下することはない。   Among the plurality of fiber sheets 10a to 10e, some of the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e are provided with slits 14 along the fiber direction. As shown in FIG. 2, the slit 14 is formed by cutting and removing a part of the glass fiber 13 and separating the adjacent carbon fiber bundles 12. That is, in the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e, although the slit 14 is provided, since the carbon fiber 11 is not cut | disconnected, sufficient intensity | strength and rigidity in each fiber direction are hold | maintained. Accordingly, the slits 14 provided in the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e do not reduce the strength and rigidity of the manufactured composite material.

これら繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにおけるスリット１４は、プリフォーム部材２の形状変化部２ａの近傍に対応して設けられており、プリフォーム工程Ｓ１における成形の際に、スリット１４が設けられた繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅの縁部１５において、炭素繊維束１２が離間して所定距離の分だけ離れることができるようになっている。このように、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅの縁部１５において炭素繊維束１２が離間されることにより、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにおいては、その繊維方向と直交する方向の長さが変化される。   The slits 14 in the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e are provided corresponding to the vicinity of the shape changing portion 2a of the preform member 2, and the slits 14 are provided during molding in the preform process S1. Further, at the edge 15 of the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e, the carbon fiber bundles 12 are separated and can be separated by a predetermined distance. As described above, when the carbon fiber bundle 12 is separated at the edge 15 of the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e, the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e have a length in a direction orthogonal to the fiber direction. Is changed.

プリフォーム工程Ｓ１において繊維織物１を所定の形状に成形したプリフォーム部材２は、その長手方向（図５においては紙面前後方向であって、繊維シート１０ｃの繊維方向と平行な方向）、および、その短手方向（図５においては左右方向であって、繊維シート１０ｃの繊維方向と直交する方向）の距離が一様ではなく、形状変化部２ａにおいて当該長手方向および短手方向の距離が変化している。   The preform member 2 obtained by forming the fiber fabric 1 into a predetermined shape in the preform step S1 has a longitudinal direction (a front-rear direction in FIG. 5 and a direction parallel to the fiber direction of the fiber sheet 10c), and The distance in the short direction (the left-right direction in FIG. 5 and the direction perpendicular to the fiber direction of the fiber sheet 10c) is not uniform, and the distance in the longitudinal direction and the short direction changes in the shape changing portion 2a. doing.

繊維織物１における繊維方向が９０°の繊維シート１０ａ，１０ｅは、スリット１４によって繊維方向と直交する方向（プリフォーム部材２の長手方向）の長さが可変であるので、プリフォーム部材２を成形する際には、プリフォーム部材２の長手方向の距離の変化によりシワの発生を抑制することができる。   The fiber sheets 10a and 10e having a fiber direction of 90 ° in the fiber fabric 1 have a variable length in the direction orthogonal to the fiber direction (longitudinal direction of the preform member 2) by the slit 14, and thus the preform member 2 is molded. In doing so, the occurrence of wrinkles can be suppressed by the change in the distance in the longitudinal direction of the preform member 2.

繊維織物１における繊維方向が４５°および−４５°の繊維シート１０ｂ，１０ｄは、スリット１４によって繊維方向と直交する方向（プリフォーム部材２の長手方向および短手方向）の長さが可変であるので、プリフォーム部材２を成形する際には、プリフォーム部材２の長手方向および短手方向の距離の変化によりシワの発生を抑制することができる。   The fiber sheets 10b and 10d having a fiber direction of 45 ° and −45 ° in the fiber fabric 1 have variable lengths in the direction perpendicular to the fiber direction (longitudinal direction and short direction of the preform member 2) by the slit 14. Therefore, when the preform member 2 is molded, the generation of wrinkles can be suppressed by the change in the distance in the longitudinal direction and the short direction of the preform member 2.

以上のように、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにスリット１４を設けたことによって、プリフォーム部材２を成形した際の長手方向および短手方向の距離の変化によりシワの発生を抑制することができると共に、当該スリット１４が炭素繊維１１を切断しないものであるので、従来よりもプリフォーム部材２（繊維織物１）の強度を向上させることができる。   As described above, by providing the slits 14 in the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e, the generation of wrinkles is suppressed by the change in the distance in the longitudinal direction and the short direction when the preform member 2 is formed. In addition, since the slit 14 does not cut the carbon fiber 11, the strength of the preform member 2 (fiber woven fabric 1) can be improved as compared with the conventional case.

本発明に係る繊維織物は、本実施例のように、ガラス繊維１３が切断されると共に、隣接する炭素繊維束１２が所定距離離間されて成るものに限定されず、強度および剛性に影響する繊維材である炭素繊維１１が切断されていなければ良い。本発明に係る繊維織物として、例えば、図３に示すように、炭素繊維１１およびガラス繊維１３を切断せず、炭素繊維束１２を二股に割くことによってスリット１４を形成した繊維シート１０を含むものであっても良い。   The fiber woven fabric according to the present invention is not limited to the one in which the glass fibers 13 are cut and the adjacent carbon fiber bundles 12 are separated from each other by a predetermined distance as in the present embodiment, and the fibers that affect the strength and rigidity. If the carbon fiber 11 which is a material is not cut | disconnected, it is good. As the fiber fabric according to the present invention, for example, as shown in FIG. 3, a fiber sheet 10 in which slits 14 are formed by splitting a carbon fiber bundle 12 into two branches without cutting the carbon fibers 11 and the glass fibers 13. It may be.

また、本実施例においては、繊維方向が９０°の繊維シート１０ａ，１０ｅと繊維方向が４５°および−４５°の繊維シート１０ｂ，１０ｄとにのみスリット１４を設けた繊維織物１について説明したが、本発明に係る繊維織物はこれに限定されず、繊維方向が０°の繊維シート１０ｃにもスリットを設けても良い。繊維方向が０°の繊維シート１０ｃにスリットを設ける場合には、プリフォーム部材２の形状変化部２ａの近傍に対応して、繊維方向と直交する方向に沿った炭素繊維１１を切断するスリットを設ける。   In the present embodiment, the fiber fabric 1 in which the slits 14 are provided only in the fiber sheets 10a and 10e having a fiber direction of 90 ° and the fiber sheets 10b and 10d having a fiber direction of 45 ° and −45 ° has been described. The fiber fabric according to the present invention is not limited to this, and the fiber sheet 10c whose fiber direction is 0 ° may be provided with slits. When a slit is provided in the fiber sheet 10c whose fiber direction is 0 °, a slit that cuts the carbon fibers 11 along the direction orthogonal to the fiber direction corresponding to the vicinity of the shape changing portion 2a of the preform member 2 is formed. Provide.

これによれば、プリフォーム工程Ｓ１における成形の際に、スリットが設けられた繊維シート１０ｃの縁部１５において、切断された炭素繊維１１が離間して所定距離の分だけ離れ、繊維シート１０ｃおいては、その繊維方向と平行な方向の長さが変化される。   According to this, at the time of forming in the preforming step S1, the cut carbon fibers 11 are separated from each other by a predetermined distance at the edge 15 of the fiber sheet 10c provided with the slits, and the fiber sheet 10c is separated from the fiber sheet 10c. In this case, the length in the direction parallel to the fiber direction is changed.

よって、繊維方向が０°の繊維シート１０ｃは、スリットによって繊維方向と平行な方向（プリフォーム部材２の長手方向）の長さが可変となるので、プリフォーム部材２を成形する際には、プリフォーム部材２の長手方向の距離の変化によりシワの発生を抑制することができる。   Therefore, the fiber sheet 10c having a fiber direction of 0 ° is variable in length in a direction parallel to the fiber direction (longitudinal direction of the preform member 2) by the slit. Therefore, when forming the preform member 2, Generation of wrinkles can be suppressed by changing the distance in the longitudinal direction of the preform member 2.

なお、繊維方向が０°の繊維シート１０ｃに炭素繊維１１を切断するスリットを設ける場合には、当該スリットを形状変化部２ａの近傍で製品として用いないトリミング部分に設けることが好ましい。このようにスリットをトリミング部分に設けることにより、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止することができる。   In addition, when providing the slit which cut | disconnects the carbon fiber 11 in the fiber sheet 10c whose fiber direction is 0 degree, it is preferable to provide the said slit in the trimming part which is not used as a product in the vicinity of the shape change part 2a. Thus, by providing the slit in the trimming portion, it is possible to prevent the strength and rigidity of the manufactured composite material from being lowered.

本発明の実施例１に係る繊維織物を用いた複合材料の製造について、図１、図２、図４から図７を参照して説明する。   Production of a composite material using a fiber fabric according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 4 to 7. FIG.

以下に示す複合材料の製造は、ＶａＲＴＭ工法を用いたものであり、図４に示すように、前述の繊維織物１からプリフォーム部材２を製造するプリフォーム工程Ｓ１と、プリフォーム工程Ｓ１で得られたプリフォーム部材２に樹脂３を含浸する樹脂含浸（ＶａＲＴＭ）工程Ｓ２と、樹脂含浸工程Ｓ２でプリフォーム部材２に含浸された樹脂３を硬化する樹脂硬化工程Ｓ３とから成る。   The composite material shown below is manufactured using the VaRTM method. As shown in FIG. 4, the composite material is obtained in the preform process S1 for manufacturing the preform member 2 from the fiber fabric 1 and the preform process S1. A resin impregnation (VaRTM) step S2 for impregnating the preform member 2 with the resin 3 and a resin curing step S3 for curing the resin 3 impregnated in the preform member 2 in the resin impregnation step S2.

まず、プリフォーム工程Ｓ１においては、図６に示すように、繊維織物１を成形型２０に設置し、シート２１を被せて密閉する。成形型２０を図示しないオーブンによって加熱すると共に、密閉された密閉空間２２内の空気を真空ポンプ２３によって吸引する。成形型２０に設置された繊維織物１は、成形型２０を介して加熱されると共に、密閉空間２２が真空状態となることによって加圧される。このように加熱および加圧された繊維織物１は、成形型２０の形状に沿って変形（賦形）され、略コ字形状の断面を有するプリフォーム部材２が得られる。   First, in preform process S1, as shown in FIG. 6, the fiber fabric 1 is installed in the shaping | molding die 20, and the sheet | seat 21 is covered and sealed. The mold 20 is heated by an oven (not shown), and air in the sealed space 22 is sucked by the vacuum pump 23. The fiber fabric 1 installed in the mold 20 is heated through the mold 20 and is pressurized by the sealed space 22 being in a vacuum state. The fiber fabric 1 thus heated and pressurized is deformed (shaped) along the shape of the forming die 20 to obtain a preform member 2 having a substantially U-shaped cross section.

このとき、繊維織物１における繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにスリット１４が設けられていることにより（図１参照）、プリフォーム部材２における形状変化部２ａには、シワが発生しない（図５参照）。よって、製造される複合材料において、シワの発生による強度および剛性の低下を防ぐことができる。   At this time, the slits 14 are provided in the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e in the fiber fabric 1 (see FIG. 1), so that wrinkles are not generated in the shape changing portion 2a in the preform member 2 (see FIG. 1). 5). Therefore, in the manufactured composite material, it is possible to prevent a decrease in strength and rigidity due to generation of wrinkles.

また、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにおけるスリット１４が、繊維方向に沿って設けられたものであり、炭素繊維１１が切断されないように形成されている（図１および図２参照）。よって、製造される複合材料において、炭素繊維１１の切断による強度および剛性の低下を防ぐことができる。   Moreover, the slits 14 in the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e are provided along the fiber direction, and are formed so that the carbon fibers 11 are not cut (see FIGS. 1 and 2). Therefore, in the manufactured composite material, it is possible to prevent a decrease in strength and rigidity due to the cutting of the carbon fiber 11.

次に、樹脂含浸工程Ｓ２においては、図７に示すように、プリフォーム部材２を成形型３０に設置し、シート３１を被せて密閉する。密閉された密閉空間３２内の空気を真空ポンプ３３によって吸引して、含浸される投与樹脂温度を下げないように、成形型３０を図示しないオーブンによって加熱する。そして、コック４を開き、真空状態になった密閉空間３２に、樹脂タンク３４に貯えられた樹脂３が供給され、成形型３０に設置されたプリフォーム部材２に含浸される。   Next, in the resin impregnation step S2, as shown in FIG. 7, the preform member 2 is placed on the molding die 30, and the sheet 31 is covered and sealed. The mold 30 is heated by an oven (not shown) so that the air in the sealed space 32 is sucked by the vacuum pump 33 and the temperature of the impregnated administration resin is not lowered. Then, the cock 4 is opened, and the resin 3 stored in the resin tank 34 is supplied to the sealed space 32 in a vacuum state and impregnated into the preform member 2 installed in the mold 30.

次に、樹脂硬化工程Ｓ３においては、樹脂含浸工程Ｓ２において樹脂３が含浸されたプリフォーム部材２を図示しないオーブンによって加熱し、プリフォーム部材２に含浸された樹脂３を熱硬化する。以上により、前述した繊維織物１から所定形状の複合材料を製造することができる。   Next, in the resin curing step S3, the preform member 2 impregnated with the resin 3 in the resin impregnation step S2 is heated by an oven (not shown) to thermally cure the resin 3 impregnated in the preform member 2. As described above, a composite material having a predetermined shape can be manufactured from the fiber fabric 1 described above.

前述したように、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにスリット１４を設け、繊維織物１からプリフォーム部材２を成形する際におけるシワの発生を抑制すると共に、繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅにおける炭素繊維１１を切断せずにスリット１４を形成したことにより、製造される複合材料における強度および剛性の低下を防ぐことができる。   As described above, the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e are provided with slits 14 to suppress the generation of wrinkles when the preform member 2 is formed from the fiber fabric 1, and the fiber sheets 10a, 10b, 10d, and 10e. By forming the slits 14 without cutting the carbon fibers 11 in the above, it is possible to prevent the strength and rigidity of the manufactured composite material from being lowered.

本実施例においては、炭素繊維１１を切断しないスリット１４を設けた繊維シート１０ａ，１０ｂ，１０ｄ，１０ｅを使用し、ＶａＲＴＭ工法による複合材料の製造について説明したが、本発明に係る繊維織物および複合材料製造方法は、これに限定されない。   In the present embodiment, the fiber sheet 10a, 10b, 10d, 10e provided with the slit 14 that does not cut the carbon fiber 11 is used to describe the production of the composite material by the VaRTM method, but the fiber fabric and composite according to the present invention are described. The material manufacturing method is not limited to this.

例えば、本発明に係る繊維織物をプリプレグ工法による複合材料の製造に使用した場合、または、本発明に係る複合材料製造方法をプリプレグ工法による複合材料の製造に採用した場合には、繊維織物に樹脂を含浸して半硬化状態としたプリプレグ部材を所定の形状に成形する際のシワの発生を抑え、シワの無い複合材料を製造することができる。よって、本発明に係る繊維織物をプリプレグ工法による複合材料の製造に使用した場合においても、複合材料におけるシワの発生を抑制することができるので、製造される複合材料の強度および剛性の低下を防止することができる。   For example, when the fiber fabric according to the present invention is used for manufacturing a composite material by the prepreg method, or when the composite material manufacturing method according to the present invention is used for manufacturing the composite material by the prepreg method, a resin is used for the fiber fabric. It is possible to suppress the generation of wrinkles when forming a prepreg member impregnated with a semi-cured state into a predetermined shape, and to produce a composite material without wrinkles. Therefore, even when the fiber fabric according to the present invention is used for the production of a composite material by the prepreg method, it is possible to suppress the generation of wrinkles in the composite material, thereby preventing the strength and rigidity of the produced composite material from being lowered. can do.

１ 繊維織物
２ プリフォーム部材
２ａ プリフォーム部材の形状変化部
３ 樹脂
４ コック
１０ａ〜１０ｅ 繊維シート
１１ 炭素繊維（繊維材）
１２ 炭素繊維束（繊維材の束）
１３ ガラス繊維（第二の繊維材）
１４ スリット（切り欠き部）
１５ 繊維シートの縁部
２０ 成形型
２１ 真空バッグフィルム
２２ 密閉空間
２３ 真空ポンプ
３０ 成形型
３１ 真空バッグフィルム
３２ 密閉空間
３３ 真空ポンプ
３４ 樹脂タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber fabric 2 Preform member 2a Shape change part 3 of preform member Resin 4 Cock 10a-10e Fiber sheet 11 Carbon fiber (fiber material)
12 Carbon fiber bundle (bundle of fiber material)
13 Glass fiber (second fiber material)
14 Slit (Notch)
15 Fiber sheet edge 20 Mold 21 Vacuum bag film 22 Sealed space 23 Vacuum pump 30 Mold 31 Vacuum bag film 32 Sealed space 33 Vacuum pump 34 Resin tank

Claims (5)

一方向に揃えられた繊維材を有する繊維シートを隣り合うもの同士の前記繊維材の向きを異ならせて積層して成る複合材料の製造に用いられる繊維織物であって、
少なくとも一つの前記繊維シートは、前記繊維材を切断せずに前記繊維材の繊維方向に沿って形成される切り欠き部を有する
ことを特徴とする複合材料の製造に用いられる繊維織物。 A fiber woven fabric used in the manufacture of a composite material formed by laminating fiber sheets having fiber materials aligned in one direction with the fiber materials of adjacent ones having different orientations,
At least one said fiber sheet has a notch part formed along the fiber direction of the said fiber material, without cut | disconnecting the said fiber material. The fiber fabric used for manufacture of the composite material characterized by the above-mentioned. 前記繊維シートは、前記繊維材と材質を異にする第二の繊維材が前記繊維材と共に一方向に揃えられて成り、
前記切り欠き部は、前記第二の繊維材の一部を切断除去することにより形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の複合材料の製造に用いられる繊維織物。 The fiber sheet is formed by aligning a second fiber material different in material from the fiber material in one direction together with the fiber material,
2. The fiber fabric used for manufacturing the composite material according to claim 1, wherein the notch is formed by cutting and removing a part of the second fiber material. 前記切り欠き部は、前記繊維材を切断せずに、前記繊維材の束を割くことにより形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の複合材料の製造に用いられる繊維織物。 2. The fiber woven fabric used for manufacturing the composite material according to claim 1, wherein the notch is formed by breaking the bundle of the fiber material without cutting the fiber material. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の繊維織物を所定の形状に成形した後、樹脂を含浸することによって複合材料とする
ことを特徴とする複合材料製造方法。 A method for producing a composite material, comprising forming the fiber woven fabric according to any one of claims 1 to 3 into a predetermined shape and then impregnating with a resin. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の繊維織物に樹脂を含浸して半硬化状態とした後、所定の形状に成形することによって複合材料とする
ことを特徴とする複合材料製造方法。 A composite material manufacturing method comprising: forming a composite material by impregnating the fiber woven fabric according to any one of claims 1 to 3 with a resin to make a semi-cured state; Method.
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