JP2932321B2 - 三軸織物 - Google Patents

三軸織物

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JP2932321B2 JP14190391A JP14190391A JP2932321B2 JP 2932321 B2 JP2932321 B2 JP 2932321B2 JP 14190391 A JP14190391 A JP 14190391A JP 14190391 A JP14190391 A JP 14190391A JP 2932321 B2 JP2932321 B2 JP 2932321B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
(FRP)等の繊維強化複合材料を成型面へ適合し得る
三軸織物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】FRP等、繊維を補強材とする複合材料
を成型するときには、強化用繊維が織物の形態で用いら
れることが一般によく知られており、その場合、最も通
常的な方法は、複数枚の織物、またはプリプレグを積層
して使用している。しかしながら、通常の織物には方向
性があり、縦糸と、横糸とは互いに直交する0度、90
度の2方向で、機械的強度は強くても、斜交方向の機械
的強度が弱いため、織物を互いに45度づつずらして積
層するか、通常の三軸織物とすることが考えられる。
【0003】しかしながら、通常の三軸織物では、糸条
間の隙間が多く、糸密度がほぼ等しく高密度の満足いく
三軸織物が得られなかった。また、織物表面に凹凸が多
く、重ね合わせた際に空隙率が高くなり、あまり好まし
いものは得られなかった。さらに、等間隔で織り込まれ
ているので、曲面または複合面に適合するドレープ性が
劣り、この織物を積層して得られた成型品の層間強度は
弱くなるという欠点があった。
【0004】そしてまた、上述した通常の織物は、織り
糸が、縦糸、横糸として互いに直交する0度、20度の
2方向で、そのまま積層したのでは成型品の異方性が著
しく大きくなるので、それを防ぐために、織物を互いに
45度づつずらして積層するが、0度、90度に織り糸
が配向した通常の織物から、45度方向に織物を裁断で
きる寸法には制限があり、長いFRP等を成型するとき
には織物をつなぎ合せることが必要になる。
【0005】そのため、成型品では、補強用繊維が途中
で切断された状態にあり、結局は、強度の低いものしか
得られないという問題があった。
【0006】
【発明の解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
三軸織物における問題点を解決するためになされたもの
であり、長尺で繊維密度が高く、かつ表面が比較的滑ら
かで、寸法安定性に優れ、かつドレープ性に優れると共
に、取り扱いの容易な三軸織物を提供することを解決課
題としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】 上記の課題を解決する
ための手段として、本発明三軸織物は、互いに平行な多
数の織り糸からなる第1の織り糸群と、互いに平行な多
数の織り糸からなる第2の織り糸群とをX字形に配設す
ると共に第1,第2の織り糸群を横切るように第1織
り糸群と第2織り糸群との間に互いに平行な多数の糸か
らなる第3織り糸群を配設し、かつ、第1,第2の織り
糸と第3の糸とを第3の織り糸群と平行な補助糸によっ
て織組成して一体化させたことを特徴としている。
【0008】ここで、これら第1、第2、第4の各織り
糸群や、第3の糸群の各糸が、炭素繊維、ガラス繊維、
ケイ素繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、
アラミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリ塩化ビニ
ール系繊維、セルロース系繊維等から適宜選ばれた1種
または2種以上の繊維であることが望ましい。以上の構
成からなる三軸織物においては、まず第1の織り糸群と
第2の織り糸群、さらに第3の糸群は、いずれにおいて
も互いに並行する織り糸からなり、この第1と第2の織
り糸群の交差角は、30度から100度までの範囲であ
ればどのような角度でもよいが、50度から70度まで
であることが好ましく、さらには60度が最善で、この
角度で得られた織物の斜め方向の剪断応力が向上する。
【0009】また、第3の糸群と、第1、第2の織り糸
群の交差角は、15度から85度が好ましく、また45
度から75度までがより好ましく、さらには上記と同様
60度が最善で、上記と同様に斜め方向の剪断応力が向
上する。このように層状をなす第1の織り糸群と、第2
の織り糸群には、第4の織り糸群が織り込まれ、この第
4の織り糸群は、第1、第2の織り糸群とさらに織り込
まれていない第3の糸群の位置ずれを防止し、また織物
全体の形態保持のために織り込まれるものであって、交
互に交錯して並行する細い補助糸として構成される。
【0010】また、第1、第2の織り糸群と第3の糸群
との構成は、互いに織り込まれておらず、層状形態をな
している結果、織物の屈曲、すなわちクリンプは無視で
きる状態にあり、炭素繊維などの代表的な高強度、高弾
性率繊維を織物内に屈曲した状態で形成することに伴っ
てしばしば生ずる強度低下を防止し、回避するものであ
る。
【0011】さらに、第4の織り糸群の補助糸として
は、第1、第2の織り糸群や第3の糸群と比較して適宜
な低モジュラス繊維を使用することで、補助糸だけが屈
曲した形態をとらされ、織り込まれる。このようにして
織り込まれたこの織物は、従来の三軸織物と比較して、
空隙率を低下させ、密度の高い織物が得られると共に、
織物に本質的に等方性の強度特性を与えることもでき
る。
【0012】また、複雑な形状の成型品の製造時におい
ても、織物を積層した時に繊維配向が乱れるという問題
を解消し、基本的には1枚にて寸法安定性の高い擬似等
方性の織物が得られ、曲面または複合面に適合するのに
特に適した三軸織物である。ただし、補助糸が第1、第
2の織り糸と比較して低モジュラスの繊維であり、太さ
すなわちに横断面積の大小によっても、ドレープ性に影
響を与え、その横断面積が第1、第2の織り糸群、さら
に第3の糸群の1/2より大きい場合は、織り糸相互間
の交錯が強くなることによって得られた織物のドレープ
性は低くなり、また1/20より小さい場合は、ドレー
プ性は向上するが、あまり補助糸が細すぎても、織物の
形態が不安定になるという問題が生じる。
【0013】そしてまた、補助糸の織り込まれる間隔を
広げると、ドレープ性はさらに向上するが、上記のよう
に織物形態を不安定にするので、補助糸は基本的に交互
に織り込まれるのが好ましい。
【0014】
【実施例】以下図面を参照して本発明の三軸織物の一実
施例を説明するが、図面は、この三軸織物の一部切欠で
示す平面図であり、図中矢印Lの方向が織物の長さ方向
になっている。まず、互いに並行する織り糸1A1 ,1
2 ,1A3 ,1A4 …からなる第1の織り糸群と、同
じく互いに並行する織り糸1B1 ,1B2 ,1B3,1
4 …からなる第2の織り糸群との間に、同じく互いに
並行する糸2C1 ,2C2 ,2C3 ,2C4 …からなる
第3の糸群が層状に配置されており、上記の第1の織り
糸群と第2の織り糸群がなす角度Xは60度になってい
る。
【0015】次に、第1の織り糸群の織り糸1A1 ,1
2 , 1A3 , 1A4 と第2の織り糸群の織り糸1
1 , 1B2 , 1B3 , 1B4 には織物の幅方向から3
1 , 3D2 , 3D3 , 3D4 …の補助糸からなる第4
の織り糸群が交互に交錯して織り込まれている。この場
合、各補助糸3D1 , 3D2 , 3D3 , 3D4 と、織り
糸1A1,1A2,1A3 ,1A4 とがなす角度Y及び各補
助糸3D1 , 3D2 , 3D3 , 3D4 と織り糸は1
1 , 1B2 , 1B3 , 1B4 とがなす角度Zはいずれ
も60度で、、同じである。
【0016】また、織り込まれていない糸群を2C1 ,
2C2, 2C3 , 2C4 と、織り糸群1A1 , 1A2
1A3 ,1A4 とがなす角度及び、織り込まれていない
糸群2C1 , 2C2 , 2C3 , 2C4 と、織り糸群1B
1 , 1B2 , 1B3 , 1B4 とがなす角度はいずれも6
0度で、同じである。次に、織り込み状態を織り糸群3
1 , 3D2 に付いて説明すると、補助糸3D1 は織り
糸1A1 と1B1 の上側を通り、織り糸1A2 と1B2
の下側に回り込み、織り糸1A3 と1B3 上側に再びで
てという織り込みの状態を織物の幅方向に連続して反復
する。
【0017】そして、補助糸3D2 は織り糸1A1 と織
り糸1B2 の上側を通り、織り糸1A2 と織り糸1B3
の下側に回り込み、織り糸1A3 と織り糸1B4 の上側
に再びでてという織り込みの状態を織物の幅方向に連続
して反復する。このような織り込みにより、第1の織り
糸群、第2の織り糸群、第3の糸群の各糸は、補助糸3
1 , 3D2 , 3D3 によって形態保持される。
【0018】次に、第3の糸群2C1 , 2C2 , 2
3 , 2C4 …に付いて説明すると、第1の織り糸群1
1 , 1A2 ,1A3 ,1A4 …と第2の織り糸1
1 , 1B2,1B3 , 1B4 …の織り糸群との間に位置
し、第1の織り糸群と第2の織り糸群にサンドイッチさ
れた状態になって層状に配置されている。また、補助糸
3D1 , 3D2 , 3D3 ,3D4 …に対しては、態様が
織物のながさ方向Lにおいて、補助糸3D1 の次の第3
の糸2C1 となり第3の糸と補助糸とは交互に2C1
3D1 →2C2 →3D2 →2C3 →3D3 …と並び補助
糸と第3の糸は1対1で構成される。
【0019】このような三軸織物は、特公昭49−84
23号の互いに交差結合する三方向の糸からなる織物に
関する発明などに適用される公知の三軸織物機械などを
用いることにより容易に織成することができる。また、
この発明の三軸織物を用いた材料の成型は、従来から公
知とされている方法により行なうことができ、例えば、
織物を積層した後樹脂を含浸して成型する方法や、プリ
プレグ化したものを使用する、いわゆるプリプレグ法な
どを一般的な方法としてあげることができる。
【0020】
【発明の効果】 上記のように、本発明は、互いに平行
な多数の織り糸からなる第1の織り糸群と、互いに平行
な多数の織り糸からなる第2の織り糸群とをX字形に配
設すると共に、第1,第2の織り糸群を横切るように第
1織り糸群と第2織り糸群との間に互いに平行な多数の
糸からなる第3織り糸群を配設しかつ、第1,第2の
織り糸と第3の糸とを第3の織り糸群と平行な補助糸に
よって織組成して一体化させたので、例えば、第1,第
2の織り糸の交差角Xが60°の三軸織物を互いに90
°位相をずらして2枚重ね合わせると、第1,第2,第
3の織り糸群の方向は、0°,−60°,+60°,9
0°,+30°,−30°の6方向を指向し、疑似指向
性が従来より大幅に向上する。その結果、強度の高い繊
錐強化複合材料を得ることができるようになった。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の三軸織物の一実施例における一部切欠
の平面図である。
【符号の説明】
1A1 , 1A2 ,1A3 ,1A4 第1の織り糸群の織り
糸 1B1 , 1B2 , 1B3 , 1B4 第2の織り糸群の
織り糸 2C1 , 2C2 ,2C3 ,2C4 第3の糸群の糸 3D1 , 3D2 , 3D3 , 3D4 第4の織り糸群の
織り糸

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに平行な多数の織り糸からなる第1
    の織り糸群と、互いに平行な多数の織り糸からなる第2
    の織り糸群とをX字形に配設すると共に第1,第2の
    織り糸群を横切るように第1織り糸群と第2織り糸群と
    の間に互いに平行な多数の糸からなる第3織り糸群を配
    設し、かつ、第1,第2の織り糸と第3の糸とを第3の
    織り糸群と平行な補助糸によって織組成して一体化させ
    たことを特徴とする三軸織物。
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JP2003101328A (ja) * 2001-09-20 2003-04-04 Nec Eng Ltd ヘリカルアンテナ

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