JP2022014738A - 繊維構造体、及び繊維構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】強度の低下を抑制すること。
【解決手段】繊維構造体20に各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を形成する際に、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24それぞれに位置する導電性線材38に電流を流すことで発生する熱によって、曲げ部形成緯糸35aの熱可塑性繊維37のみを溶融する。これによれば、従来技術のように、繊維構造体20を賦形する際に、変形不要な第1平板部21、各第2平板部23、及び第3平板部25それぞれに位置する平板部形成緯糸35bが加熱されないため、平板部形成緯糸35bの熱可塑性繊維37が溶融することが無い。その結果、繊維構造体20を賦形する際に、平板部形成緯糸35bの強化繊維36の配向が不必要に乱れることが無い。
【選択図】図2
【解決手段】繊維構造体20に各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を形成する際に、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24それぞれに位置する導電性線材38に電流を流すことで発生する熱によって、曲げ部形成緯糸35aの熱可塑性繊維37のみを溶融する。これによれば、従来技術のように、繊維構造体20を賦形する際に、変形不要な第1平板部21、各第2平板部23、及び第3平板部25それぞれに位置する平板部形成緯糸35bが加熱されないため、平板部形成緯糸35bの熱可塑性繊維37が溶融することが無い。その結果、繊維構造体20を賦形する際に、平板部形成緯糸35bの強化繊維36の配向が不必要に乱れることが無い。
【選択図】図2
Description
本発明は、繊維構造体、及び繊維構造体の製造方法に関する。
繊維構造体は、第1方向に延びる第1糸が第1方向に対して直交する方向である第2方向に複数配列された第1糸層と、第2方向に延びる第2糸が第1方向に複数配列されるとともに第1糸層に対して積層される第2糸層と、を備えている。このような繊維構造体は、軽量、高強度の材料として使用される繊維強化複合材の強化基材として用いられる。
また、繊維構造体は、繊維強化複合材の用途によっては、第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として各第1糸層の一部分が折り曲げられることで、平板部、及び平板部に対して折り曲げられた曲げ部を有する場合がある。このように、繊維構造体において曲げ部を形成する必要がある場合には、第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として各第1糸層の一部分を折り曲げ易くするために、第2糸層における第2糸の内部、及び第2糸層における第2糸の外部の少なくとも一方に位置する部位を熱可塑性樹脂により予め形成しておく。そして、例えば特許文献1に開示されているように、繊維構造体全体を加熱することで、熱可塑性樹脂である熱可塑性繊維を溶融させた後、例えば、プレス成型により賦形することにより、繊維構造体に曲げ部を形成している。
しかしながら、特許文献1のように、繊維構造体全体を加熱すると、複数の第2糸のうち、変形不要な平板部に位置する第2糸の熱可塑性繊維も溶融するため、例えば、プレス成型により、繊維構造体を賦形する際に、平板部に位置する第2糸の強化繊維の配向が不必要に乱れる虞がある。強化繊維の配向が乱れると、繊維構造体の強度が低下してしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、強度の低下を抑制できる繊維構造体、及び繊維構造体の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決する繊維構造体は、第1方向に延びる第1糸が前記第1方向に対して直交する方向である第2方向に複数配列された第1糸層と、前記第2方向に延びる第2糸が前記第1方向に複数配列されるとともに前記第1糸層に対して積層される第2糸層と、前記第2糸層における前記第2糸の内部、及び前記第2糸層における前記第2糸の外部の少なくとも一方に位置する熱可塑性樹脂と、を備え、前記第1糸及び前記第2糸の少なくとも一方は、強化繊維を有し、前記第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として前記各第1糸層の一部分が折り曲げられることで、平板部、及び前記平板部に対して折り曲げられた曲げ部を有する繊維構造体であって、前記複数の第2糸のうち、少なくとも前記曲げ部に位置する第2糸は、繊維及び前記第2方向に延びる導電性線材を有し、前記導電性線材の電気抵抗率は、前記繊維の電気抵抗率よりも大きい。
これによれば、少なくとも曲げ部に位置する第2糸が、第2方向に延びる導電性線材を有しているため、繊維構造体に曲げ部を形成する際に、曲げ部に位置する導電性線材に電流を流すことで発生する熱によって、曲げ部に位置する第2糸層の熱可塑性樹脂のみを溶融させることができる。したがって、従来技術のように、繊維構造体を賦形する際に、変形不要な平板部に位置する第2糸が加熱されないため、平板部に位置する第2糸層の熱可塑性樹脂が溶融することが無い。また、導電性線材の電気抵抗率が、繊維の電気抵抗率よりも大きいため、例えば、導電性線材の電気抵抗率が繊維の電気抵抗率よりも小さい場合と比べて、導電性線材から発生するジュール熱が大きくなる。したがって、導電性線材から発生するジュール熱により、曲げ部に位置する第2糸層の熱可塑性樹脂のみが溶融し易くなる。よって、繊維構造体において曲げ部を形成する際に、第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として各第1糸層の一部分が折り曲げ易くなる。その結果、繊維構造体を賦形する際に、平板部に位置する第2糸の強化繊維の配向が不必要に乱れることが無いため、繊維構造体の強度の低下を抑制できる。
上記繊維構造体において、前記複数の第2糸のうち、少なくとも前記曲げ部に位置する第2糸は、前記繊維として、強化繊維を有するとともに、前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性繊維であり、前記熱可塑性繊維は、前記第2糸層における前記第2糸の内部に位置しているとよい。
複数の第2糸のうち、少なくとも曲げ部に位置する第2糸は、繊維として、強化繊維を有するとともに、熱可塑性樹脂は、熱可塑性繊維であり、熱可塑性繊維は、第2糸層における第2糸の内部に位置している構成は、曲げ部を有する繊維構造体として好適である。
上記繊維構造体において、前記第2糸は、前記曲げ部に位置するとともに前記導電性線材を有する曲げ部形成第2糸と、前記平板部に位置するとともに前記導電性線材を有さない平板部形成第2糸と、を含むとよい。
これによれば、複数の第2糸のうち、平板部形成第2糸は導電性線材を有しておらず、曲げ部形成第2糸のみが導電性線材を有しているため、導電性線材の数を必要最低限にすることができる。したがって、繊維構造体の構成を簡素化することができる。
上記繊維構造体において、前記導電性線材は、前記第2方向から見たときに、前記第2糸の中央部に配置されているとよい。
これによれば、導電性線材が、第2方向から見たときに、第2糸の中央部に配置されていない場合と比べて、導電性線材に電流を流したときに導電性線材から発生するジュール熱により、第2糸の熱可塑性繊維を効率的に加熱して溶融させることができる。その結果、第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として各第1糸層の一部分を折り曲げ易くすることができる。
これによれば、導電性線材が、第2方向から見たときに、第2糸の中央部に配置されていない場合と比べて、導電性線材に電流を流したときに導電性線材から発生するジュール熱により、第2糸の熱可塑性繊維を効率的に加熱して溶融させることができる。その結果、第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として各第1糸層の一部分を折り曲げ易くすることができる。
上記課題を解決する繊維構造体の製造方法は、第1方向に延びる第1糸が前記第1方向に対して直交する方向である第2方向に複数配列された第1糸層と、前記第2方向に延びる第2糸が前記第1方向に複数配列されるとともに前記第1糸層に対して積層される第2糸層と、前記第2糸層における前記第2糸の内部、及び前記第2糸層における前記第2糸の外部に位置する熱可塑性樹脂と、を備え、前記第1糸及び前記第2糸の少なくとも一方は、強化繊維を有し、前記第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として前記各第1糸層に対して折り曲げられることで、平板部、及び前記平板部に対して折り曲げられた曲げ部を有する繊維構造体の製造方法であって、前記第2糸に繊維及び前記第2方向に延びるとともに前記繊維よりも電気抵抗率が大きい導電性線材を配置し、前記導電性線材に電流を流すことで発生する熱によって前記熱可塑性樹脂を溶融させ、前記熱可塑性樹脂が溶融した前記第2糸層に対応する前記各第1糸層の部位を折り曲げることにより前記曲げ部を形成するとよい。
これによれば、繊維構造体に曲げ部を形成する際に、曲げ部に位置する第2糸層の熱可塑性樹脂のみを溶融させることができる。したがって、従来技術のように、繊維構造体を賦形する際に、変形不要な平板部に位置する第2糸が加熱されないため、平板部に位置する第2糸層の熱可塑性樹脂が溶融することが無い。また、導電性線材の電気抵抗率が、繊維の電気抵抗率よりも大きいため、例えば、導電性線材の電気抵抗率が繊維の電気抵抗率よりも小さい場合と比べて、導電性線材から発生するジュール熱が大きくなる。したがって、導電性線材から発生するジュール熱により、曲げ部に位置する第2糸層の熱可塑性樹脂のみが溶融し易くなる。その結果、繊維構造体において曲げ部を形成する際に、第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として各第1糸層の一部分が折り曲げ易くなる。その結果、繊維構造体を賦形する際に、平板部に位置する第2糸の強化繊維の配向が不必要に乱れることが無いため、繊維構造体の強度の低下を抑制できる。
この発明によれば、強度の低下を抑制できる。
以下、繊維構造体を具体化した一実施形態を図1~図5にしたがって説明する。
図1に示すように、繊維構造体20は、繊維強化複合材10の強化基材として用いられる。繊維強化複合材10は、繊維構造体20にマトリックス樹脂Maを含浸させることで形成されている。なお、マトリックス樹脂Maとしては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。繊維強化複合材10は、断面視U字形状である。
図1に示すように、繊維構造体20は、繊維強化複合材10の強化基材として用いられる。繊維強化複合材10は、繊維構造体20にマトリックス樹脂Maを含浸させることで形成されている。なお、マトリックス樹脂Maとしては、例えば、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂が使用される。繊維強化複合材10は、断面視U字形状である。
繊維強化複合材10は、矩形平板状の底板11と、底板11に対して交差する方向に延びる矩形平板状の一対の側板12と、を有している。各側板12は、底板11の一対の長縁それぞれに第1角部13を介して接続されている。各第1角部13は、弧状に湾曲する湾曲板状である。また、繊維強化複合材10は、各側板12に対して交差する方向に延びる矩形平板状の一対の鍔板14を有している。各鍔板14は、各側板12における底板11とは反対側の長縁それぞれに第2角部15を介して接続されている。各第2角部15は、弧状に湾曲する湾曲板状である。各鍔板14は、底板11に平行である。一対の鍔板14は、互いに離間する方向に延びている。
繊維構造体20は、第1平板部21、一対の第1曲げ部22、一対の第2平板部23、一対の第2曲げ部24、及び一対の第3平板部25を有している。第1平板部21は、繊維強化複合材10の底板11を構成する。各第1曲げ部22は、繊維強化複合材10の各第1角部13を構成する。各第2平板部23は、繊維強化複合材10の各側板12を構成する。各第2曲げ部24は、繊維強化複合材10の各第2角部15を構成する。各第3平板部25は、繊維強化複合材10の各鍔板14を構成する。
各第1曲げ部22は、第1平板部21と各第2平板部23との間にそれぞれ位置している。したがって、各第1曲げ部22は、平板部としての第1平板部21及び各第2平板部23に対して折り曲げられた曲げ部である。各第2曲げ部24は、各第2平板部23と各第3平板部25との間にそれぞれ位置している。したがって、各第2曲げ部24は、平板部としての各第2平板部23及び各第3平板部25に対して折り曲げられた曲げ部である。
図2に示すように、繊維構造体20は、第1糸層としての経糸層31と、第2糸層としての緯糸層32と、層間結合糸33と、を備えている。経糸層31は、第1方向Xに延びる第1糸としての経糸34が第1方向Xに対して直交する方向である第2方向Yに複数配列されることにより形成されている。緯糸層32は、第2方向Yに延びる第2糸としての緯糸35が第1方向Xに複数配列されるとともに経糸層31に対して積層されることにより形成されている。層間結合糸33は、一つの経糸層31及び二つの緯糸層32の層間を結合している。繊維構造体20は、多層織によって製造された多層織物である。なお、緯糸層32が積層される方向を積層方向Zとする。積層方向Zは、第1方向Xに対して直交し、且つ第2方向Yに対しても直交する方向である。
図3に示すように、緯糸35は、複数の強化繊維36、及び複数の熱可塑性繊維37を有している。よって、緯糸35は、混紡糸である。したがって、熱可塑性繊維37は、緯糸層32における緯糸35の内部に位置する熱可塑性樹脂である。強化繊維36は、炭素繊維である。また、強化繊維36及び熱可塑性繊維37は非連続繊維である。なお、詳細な図示は省略するが、経糸34は、複数の強化繊維、及び複数の熱可塑性繊維を有している。よって、経糸34は、混紡糸である。また、詳細な図示は省略するが、層間結合糸33は、複数の強化繊維、及び複数の熱可塑性繊維を有している。よって、層間結合糸33は、混紡糸である。
図2に示すように、緯糸35は、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24のいずれかに位置する曲げ部形成第2糸としての曲げ部形成緯糸35aと、第1平板部21、各第2平板部23、及び各第3平板部25のいずれかに位置する平板部形成第2糸としての平板部形成緯糸35bと、を含む。曲げ部形成緯糸35aは、導電性線材38を有している。導電性線材38は、第2方向Yに延びている。したがって、複数の緯糸35のうち、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24のいずれかに位置する緯糸35は、強化繊維36及び第2方向Yに延びる導電性線材38を有している。よって、複数の緯糸35のうち、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24のいずれかに位置する緯糸35は、繊維として、強化繊維36を有している。
導電性線材38は、第2方向Yから見たときに、曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されている。一方で、平板部形成緯糸35bは、導電性線材38を有さない。なお、図2以降では、複数の強化繊維36及び複数の熱可塑性繊維37と区別し易くするために、導電性線材38を塗り潰して図示している。導電性線材38の長さは、第2方向Yにおける緯糸層32の長さと同等である。導電性線材38の電気抵抗率は、強化繊維36の電気抵抗率よりも大きい。本実施形態において、導電性線材38は、銅線である。
各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24は、第2方向Yに延びる仮想軸線Mを曲げ中心として各経糸層31の一部分が折り曲げられることで形成されている。なお、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24それぞれの曲げ中心となる仮想軸線Mは、それぞれ異なる。各仮想軸線Mは、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24それぞれの曲率中心Oを通過する直線である。したがって、繊維構造体20は、第2方向Yに延びる仮想軸線Mを曲げ中心として各経糸層31の一部分が折り曲げられることで、第1平板部21、一対の第2平板部23、一対の第3平板部25、一対の第1曲げ部22、及び一対の第2曲げ部24を有している。
繊維構造体20の各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24においては、経糸層31の各経糸34及び層間結合糸33が曲げられる一方で、緯糸35は各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24の各仮想軸線Mそれぞれに対して平行に延びている。層間結合糸33は、積層方向Zの一端の緯糸層32の緯糸35に係止して折り返されるとともに積層方向Zに繊維構造体20を貫通する。層間結合糸33は、積層方向Zの他端の緯糸層32の緯糸35のうち、積層方向Zの一端で折り返された緯糸35に対し、第1方向Xに隣り合う緯糸35に沿って折り返されている。
次に、繊維構造体20の製造方法を説明しながら、本実施形態の作用について説明する。
図4に示すように、まず、繊維構造体20のうち、折り曲げようとする箇所に位置する緯糸35である曲げ部形成緯糸35aに導電性線材38を配置する。このとき、第2方向Yから見たときに、導電性線材38が曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されるようにする。続いて、導電性線材38の一端に図示しない電源装置の正極を接続するとともに導電性線材38の他端に電源装置の負極を接続する。
図4に示すように、まず、繊維構造体20のうち、折り曲げようとする箇所に位置する緯糸35である曲げ部形成緯糸35aに導電性線材38を配置する。このとき、第2方向Yから見たときに、導電性線材38が曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されるようにする。続いて、導電性線材38の一端に図示しない電源装置の正極を接続するとともに導電性線材38の他端に電源装置の負極を接続する。
図5に示すように、続いて、電源装置によって導電性線材38に電流を流すことで発生する熱によって熱可塑性繊維37を溶融させる。このとき、導電性線材38に電流を流す前において、第2方向Yから見たときに、導電性線材38が曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されていたため、導電性線材38が曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されていない場合と比べて、導電性線材38から発生するジュール熱により、熱可塑性繊維37が効率的に加熱される。したがって、熱可塑性繊維37が溶融し易くなっている。
図2に示すように、図示しないプレス装置を用いて、繊維構造体20のうち、折り曲げようとする箇所を折り曲げるべく、繊維構造体20をプレスすることにより賦形する。このようにして、仮想軸線Mを曲げ中心として、熱可塑性繊維37が溶融した緯糸層32の曲げ部形成緯糸35aに対応する各経糸層31の部位が円弧状に折り曲げられる。これにより、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24が形成される。
各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24が形成される際、曲げ部形成緯糸35aのうち、曲率中心Oに近い曲げ部形成緯糸35aは、賦形に伴って圧縮されるように変形する。また、曲げ部形成緯糸35aのうち、曲率中心Oから離れている曲げ部形成緯糸35aは、賦形に伴って引っ張られるように変形する。このとき、熱可塑性繊維37が溶融している分、曲げ部形成緯糸35aにおいて強化繊維36が移動できるスペースが確保されているため、強化繊維36が、各経糸層31の一部分が折り曲げられることに追従して移動し易くなっており、各経糸層31の一部分を容易に折り曲げることが可能となっている。
このように、曲げ部形成緯糸35aに導電性線材38を配置し、導電性線材38に電流を流すことで発生する熱によって熱可塑性繊維37を溶融させ、熱可塑性繊維37が溶融した緯糸層32の曲げ部形成緯糸35aに対応する各経糸層31の部位を折り曲げることにより各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を形成する。
上記実施形態では、以下の効果を得ることができる。
(1)曲げ部形成緯糸35aが、第2方向Yに延びる導電性線材38を有している。このため、繊維構造体20に各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を形成する際に、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24それぞれに位置する導電性線材38に電流を流すことで発生する熱によって、緯糸層32の曲げ部形成緯糸35aの熱可塑性繊維37のみを溶融させることができる。したがって、従来技術のように、繊維構造体20を賦形する際に、変形不要な第1平板部21、各第2平板部23、及び各第3平板部25それぞれに位置する緯糸層32の平板部形成緯糸35bが加熱されないため、平板部形成緯糸35bの熱可塑性繊維37が溶融することが無い。また、導電性線材38の電気抵抗率が、強化繊維36の電気抵抗率よりも大きいため、例えば、導電性線材38の電気抵抗率が強化繊維36の電気抵抗率よりも小さい場合と比べて、導電性線材38から発生するジュール熱が大きくなる。したがって、導電性線材38から発生するジュール熱により、緯糸層32の曲げ部形成緯糸35aの熱可塑性繊維37のみが溶融し易くなる。よって、繊維構造体20において各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を形成する際に、第2方向Yに延びる仮想軸線Mを曲げ中心として各経糸層31の一部分が折り曲げ易くなる。その結果、繊維構造体20を賦形する際に、平板部形成緯糸35bの強化繊維36の配向が不必要に乱れることが無いため、繊維構造体20の強度の低下を抑制できる。
(1)曲げ部形成緯糸35aが、第2方向Yに延びる導電性線材38を有している。このため、繊維構造体20に各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を形成する際に、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24それぞれに位置する導電性線材38に電流を流すことで発生する熱によって、緯糸層32の曲げ部形成緯糸35aの熱可塑性繊維37のみを溶融させることができる。したがって、従来技術のように、繊維構造体20を賦形する際に、変形不要な第1平板部21、各第2平板部23、及び各第3平板部25それぞれに位置する緯糸層32の平板部形成緯糸35bが加熱されないため、平板部形成緯糸35bの熱可塑性繊維37が溶融することが無い。また、導電性線材38の電気抵抗率が、強化繊維36の電気抵抗率よりも大きいため、例えば、導電性線材38の電気抵抗率が強化繊維36の電気抵抗率よりも小さい場合と比べて、導電性線材38から発生するジュール熱が大きくなる。したがって、導電性線材38から発生するジュール熱により、緯糸層32の曲げ部形成緯糸35aの熱可塑性繊維37のみが溶融し易くなる。よって、繊維構造体20において各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を形成する際に、第2方向Yに延びる仮想軸線Mを曲げ中心として各経糸層31の一部分が折り曲げ易くなる。その結果、繊維構造体20を賦形する際に、平板部形成緯糸35bの強化繊維36の配向が不必要に乱れることが無いため、繊維構造体20の強度の低下を抑制できる。
(2)複数の緯糸35のうち、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24のいずれかに位置する緯糸35は、繊維として、強化繊維36を有する。また、熱可塑性樹脂は、熱可塑性繊維37であり、熱可塑性繊維37は、緯糸層32における緯糸35の内部に位置している。このような構成は、各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24を有する繊維構造体20として好適である。
(3)複数の緯糸35のうち、平板部形成緯糸35bは導電性線材38を有しておらず、曲げ部形成緯糸35aのみが導電性線材38を有しているため、導電性線材38の数を必要最低限にすることができる。したがって、繊維構造体20の構成を簡素化することができる。
(4)導電性線材38は、第2方向Yから見たときに、曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されている。これによれば、導電性線材38が、第2方向Yから見たときに、曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されていない場合と比べて、導電性線材38に電流を流したときに導電性線材38から発生するジュール熱により、曲げ部形成緯糸35aの熱可塑性繊維37を効率的に加熱して溶融させることができる。その結果、第2方向Yに延びる仮想軸線Mを曲げ中心として各経糸層31の一部分を折り曲げ易くすることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○ 実施形態において、強化繊維36として炭素繊維を用いたが、強化繊維36として、例えば、ガラス繊維を用いてもよい。さらには、強化繊維36としては、炭化ケイ素系セラミック繊維やアラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等の一般に高弾性・高強度といわれるその他の繊維を用いてもよい。
○ 実施形態において、強化繊維36が連続繊維であってもよい。
○ 実施形態において、熱可塑性繊維37が連続繊維であってもよい。
○ 実施形態において、繊維構造体20は、多層織であったが、例えば、平織や綾織であってもよい。
○ 実施形態において、熱可塑性繊維37が連続繊維であってもよい。
○ 実施形態において、繊維構造体20は、多層織であったが、例えば、平織や綾織であってもよい。
○ 実施形態において、導電性線材38として、銅線を用いたが、導電性線材38として、例えば、ニクロム線を用いてもよい。
○ 実施形態において、繊維構造体20は、曲げ部形成緯糸35aにのみ導電性線材38が配置されている構成であったが、平板部形成緯糸35bにも導電性線材38が配置されている構成であってもよい。要は、繊維構造体20は、複数の緯糸35のうち、少なくとも各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24に位置する緯糸35が、第2方向Yに延びる導電性線材38を有している構成であればよい。
○ 実施形態において、繊維構造体20は、曲げ部形成緯糸35aにのみ導電性線材38が配置されている構成であったが、平板部形成緯糸35bにも導電性線材38が配置されている構成であってもよい。要は、繊維構造体20は、複数の緯糸35のうち、少なくとも各第1曲げ部22及び各第2曲げ部24に位置する緯糸35が、第2方向Yに延びる導電性線材38を有している構成であればよい。
○ 実施形態において、第2方向Yから見たときに、導電性線材38が曲げ部形成緯糸35aの中央部に配置されていなくてもよい。要は、曲げ部形成緯糸35aが導電性線材38を有していれば、その配置位置は特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、導電性線材38に電流を流すことで発生する熱によって熱可塑性繊維37を溶融させた後、プレス装置を用いて、繊維構造体20のうち、折り曲げようとする箇所を折り曲げるべく、繊維構造体20をプレスする前に、繊維構造体20を、仮に賦形する工程を加えてもよい。
○ 実施形態において、繊維構造体20は、一つの経糸層31及び二つの緯糸層32の層間を層間結合糸33によって結合することで構成されていたが、これに限らない。例えば、繊維構造体20は、複数の経糸34が一方向に配列された状態で熱硬化性樹脂が含浸されてなる一方向プリプレグシート材、及び複数の緯糸35が一方向に配列された状態で熱硬化性樹脂が含浸されてなる一方向プリプレグシート材を互いに積層することで構成されていてもよい。
○ 実施形態では、第1糸を経糸34とし、第2糸を緯糸35としたが、第1糸を緯糸とし、第2糸を経糸としてもよい。
○ 実施形態において、繊維構造体20は、経糸34及び緯糸35が強化繊維36を有する構成であったが、経糸34及び緯糸35の一方のみが強化繊維36を有する構成であってもよい。要は、第1糸及び第2糸の少なくとも一方が強化繊維36を有する構成であればよい。
○ 実施形態において、繊維構造体20は、経糸34及び緯糸35が強化繊維36を有する構成であったが、経糸34及び緯糸35の一方のみが強化繊維36を有する構成であってもよい。要は、第1糸及び第2糸の少なくとも一方が強化繊維36を有する構成であればよい。
○ 実施形態において、例えば、緯糸35が、強化繊維36を有しておらず、繊維として、非強化繊維を有する構成であってもよい。
○ 実施形態では、経糸34及び緯糸35を、強化繊維36と熱可塑性繊維37との混紡糸としたが、強化繊維36のみの紡績糸や強化繊維36の連続糸としてもよい。つまり、第2糸が必ずしも熱可塑性繊維37を有している必要はない。この場合は、強化繊維36のみからなる第1糸層及び第2糸層に熱可塑性樹脂を付加して加熱溶融する。したがって、この場合、熱可塑性樹脂は、第2糸層における第2糸の内部に位置しているのではなく、第2糸層における第2糸の外部に位置している。また、第2糸を、例えば、強化繊維36と熱可塑性繊維37との混紡糸とし、且つ、第1糸層及び第2糸層に熱可塑性樹脂を付加して加熱溶融するようにしてもよい。要は、繊維構造体20は、第2糸層における第2糸の内部、及び第2糸層における第2糸の外部の少なくとも一方に位置する熱可塑性樹脂を備えていればよい。
○ 実施形態では、経糸34及び緯糸35を、強化繊維36と熱可塑性繊維37との混紡糸としたが、強化繊維36のみの紡績糸や強化繊維36の連続糸としてもよい。つまり、第2糸が必ずしも熱可塑性繊維37を有している必要はない。この場合は、強化繊維36のみからなる第1糸層及び第2糸層に熱可塑性樹脂を付加して加熱溶融する。したがって、この場合、熱可塑性樹脂は、第2糸層における第2糸の内部に位置しているのではなく、第2糸層における第2糸の外部に位置している。また、第2糸を、例えば、強化繊維36と熱可塑性繊維37との混紡糸とし、且つ、第1糸層及び第2糸層に熱可塑性樹脂を付加して加熱溶融するようにしてもよい。要は、繊維構造体20は、第2糸層における第2糸の内部、及び第2糸層における第2糸の外部の少なくとも一方に位置する熱可塑性樹脂を備えていればよい。
20…繊維構造体、21…平板部としての第1平板部、22…曲げ部としての第1曲げ部、23…平板部としての第2平板部、24…曲げ部としての第2曲げ部、25…平板部としての第3平板部、31…第1糸層としての経糸層、32…第2糸層としての緯糸層、34…第1糸としての経糸、35…第2糸としての緯糸、35a…曲げ部形成第2糸としての曲げ部形成緯糸、35b…平板部形成第2糸としての平板部形成緯糸、36…繊維としての強化繊維、37…熱可塑性樹脂である熱可塑性繊維、38…導電性線材、M…仮想軸線、X…第1方向、Y…第2方向。
Claims (5)
- 第1方向に延びる第1糸が前記第1方向に対して直交する方向である第2方向に複数配列された第1糸層と、
前記第2方向に延びる第2糸が前記第1方向に複数配列されるとともに前記第1糸層に対して積層される第2糸層と、
前記第2糸層における前記第2糸の内部、及び前記第2糸層における前記第2糸の外部の少なくとも一方に位置する熱可塑性樹脂と、を備え、
前記第1糸及び前記第2糸の少なくとも一方は、強化繊維を有し、
前記第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として前記各第1糸層の一部分が折り曲げられることで、平板部、及び前記平板部に対して折り曲げられた曲げ部を有する繊維構造体であって、
前記複数の第2糸のうち、少なくとも前記曲げ部に位置する第2糸は、繊維及び前記第2方向に延びる導電性線材を有し、
前記導電性線材の電気抵抗率は、前記繊維の電気抵抗率よりも大きいことを特徴とする繊維構造体。 - 前記複数の第2糸のうち、少なくとも前記曲げ部に位置する第2糸は、前記繊維として、強化繊維を有するとともに、
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性繊維であり、
前記熱可塑性繊維は、前記第2糸層における前記第2糸の内部に位置していることを特徴とする請求項1に記載の繊維構造体。 - 前記第2糸は、
前記曲げ部に位置するとともに前記導電性線材を有する曲げ部形成第2糸と、
前記平板部に位置するとともに前記導電性線材を有さない平板部形成第2糸と、を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の繊維構造体。 - 前記導電性線材は、前記第2方向から見たときに、前記第2糸の中央部に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の繊維構造体。
- 第1方向に延びる第1糸が前記第1方向に対して直交する方向である第2方向に複数配列された第1糸層と、
前記第2方向に延びる第2糸が前記第1方向に複数配列されるとともに前記第1糸層に対して積層される第2糸層と、
前記第2糸層における前記第2糸の内部、及び前記第2糸層における前記第2糸の外部の少なくとも一方に位置する熱可塑性樹脂と、を備え、
前記第1糸及び前記第2糸の少なくとも一方は、強化繊維を有し、
前記第2方向に延びる仮想軸線を曲げ中心として前記各第1糸層に対して折り曲げられることで、平板部、及び前記平板部に対して折り曲げられた曲げ部を有する繊維構造体の製造方法であって、
前記第2糸に繊維及び前記第2方向に延びるとともに前記繊維よりも電気抵抗率が大きい導電性線材を配置し、前記導電性線材に電流を流すことで発生する熱によって前記熱可塑性樹脂を溶融させ、前記熱可塑性樹脂が溶融した前記第2糸層に対応する前記各第1糸層の部位を折り曲げることにより前記曲げ部を形成することを特徴とする繊維構造体の製造方法。
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---|---|---|---|
JP2020117257A JP2022014738A (ja) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 繊維構造体、及び繊維構造体の製造方法 |
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JP2020117257A JP2022014738A (ja) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 繊維構造体、及び繊維構造体の製造方法 |
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2020
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