JP3099656B2 - Unidirectional reinforcing fiber composite substrate and method for producing the same - Google Patents
Unidirectional reinforcing fiber composite substrate and method for producing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
の強化用基材として、また、繊維強化プラスチックやコ
ンクリート構造体などの補修用基材として用いられる一
方向性強化繊維複合基材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a unidirectional reinforced fiber composite substrate used as a substrate for reinforcing fiber reinforced plastics and as a substrate for repairing fiber reinforced plastics and concrete structures.
【0002】[0002]
【従来技術の説明】炭素繊維やガラス繊維などの強化繊
維を一方向に引き揃えたシート状基材は、いろんな形で
繊維強化プラスチックの強化材として利用されている。
例えば、一方向に引き揃えられたシート状基材を樹脂ワ
ニス中に含浸させ、乾燥し、半硬化状のプリプレグとし
て使用する場合、更に、一方向に引き揃えられたシート
状基材に強化繊維の織物を積層し、同様にプリプレグと
して使用する場合、また、一方向に引き揃えられたシー
ト状基材に強化繊維の織物やチョップドストランドマッ
トを積層し、その層間をニードリングや樹脂パウダーで
部分固着したものを使用する場合、また、最近では、高
速道路や橋脚などのコンクリート構造体の老化に対する
補修用の基材として、薄く全面に塗布された接着剤層を
介して強化繊維の織物や離型シート、離型フィルム等の
支持体上に一方向に引き揃えられた強化繊維シートを積
層したものが開示されている。2. Description of the Related Art A sheet-like base material in which reinforcing fibers such as carbon fibers and glass fibers are arranged in one direction has been used as a reinforcing material for fiber-reinforced plastics in various forms.
For example, when a sheet-like base material aligned in one direction is impregnated in a resin varnish, dried, and used as a semi-cured prepreg, the reinforcing fiber is further added to the sheet-like base material aligned in one direction. When woven fabrics are laminated and used as a prepreg, a woven fabric of a reinforcing fiber or a chopped strand mat is laminated on a sheet-like base material aligned in one direction, and the layers are partially sealed with needling or resin powder. In the case of using a fixed material, and recently, as a base material for repairing aging of concrete structures such as highways and bridge piers, a woven fabric or a release fiber of reinforcing fibers is formed through a thin adhesive layer applied over the entire surface. A structure in which a reinforcing fiber sheet aligned in one direction is laminated on a support such as a mold sheet or a release film is disclosed.
【0003】しかし、一方向に引き揃えられたシート状
基材をプリプレグにして使用する場合は、プリプレグの
ライフの問題から常温硬化型の樹脂を使用することがで
きず、樹脂の選択の点で制限を受ける。また、プリプレ
グの場合は、巻き取る場合に層間の粘着を防ぐためにフ
ィルムを同時に巻き取る必要があり、使用する際はこの
フィルムを剥がして作業をしなければならない煩わしさ
がある。一方向に引き揃えられたシート状基材に強化繊
維の織物やチョップドストランドマットを部分固着した
ものは、樹脂の選択の問題やフィルム剥がし等の煩わし
さがなく、また、一方向に引き揃えられた強化繊維がバ
ラける等の取扱性の問題もないが、層間の接着が部分固
着であるため、織物やマット層をある程度単重の大きい
ものにしなければならず、強化材層中に占める一方向性
の強化繊維の割合がそれだけ小さくなる。また、特に、
織物を用いた場合にいえるが一方向性基材シートの反対
側から樹脂を含浸させる場合に時間がかかるという問題
がある。However, in the case where a sheet-like base material aligned in one direction is used as a prepreg, a room temperature-curable resin cannot be used due to the problem of the life of the prepreg. Be restricted. Further, in the case of prepreg, it is necessary to wind up the film at the same time in order to prevent adhesion between layers when winding up, and when using it, there is an inconvenience that this film has to be peeled off and working. The one in which the woven fabric of the reinforcing fiber or the chopped strand mat is partially fixed to the sheet-like base material aligned in one direction does not have the problem of resin selection or the trouble of peeling off the film, and is also aligned in one direction. Although there is no problem in handling such as loosened reinforcing fibers, the adhesion between the layers is partially fixed, so that the woven fabric or mat layer must have a certain unit weight and a large weight, and the amount of The proportion of directional reinforcing fibers is reduced accordingly. Also, in particular,
Although it can be said that a woven fabric is used, there is a problem that it takes time to impregnate the resin from the opposite side of the unidirectional base material sheet.
【0004】また、接着剤層を介して支持体上に一方向
性基材シートを積層したものは、基材シートの支持体面
側に薄いとはいえ全面に接着剤が塗布されているため接
着剤層側から樹脂を含浸させる場合に時間がかかる。ま
た、支持体として離型シートを使用する場合は、その分
基材シートのコストが高くなり、成形作業や補修作業後
に離型シートの処分をしなければならずそれだけ作業者
の負担になる。含浸に時間がかかるということと離型シ
ートを処分するということは、現場作業の場合特に問題
になる。また、この一方向性基材シートを、コンクリー
ト構造体の補修用に用いる場合は、一方向に引き揃えら
れる強化繊維として通常炭素繊維が用いられる。この炭
素繊維側から樹脂を含浸させる際に、刷毛等で樹脂を塗
布すると炭素繊維は支持体層側に薄く接着剤を塗布され
ているだけのため、刷毛による摩擦のため表面側が毛羽
だってしまい塗布作業がやりにくいという問題もある。In the case where a unidirectional substrate sheet is laminated on a support with an adhesive layer interposed therebetween, the adhesive is applied to the entire surface of the substrate sheet even though it is thin on the support surface side. It takes time to impregnate the resin from the agent layer side. Further, when a release sheet is used as a support, the cost of the base sheet is correspondingly increased, and the release sheet must be disposed of after the molding operation and the repair operation. The long time of impregnation and the disposal of the release sheet are particularly problematic for field work. When this unidirectional substrate sheet is used for repairing a concrete structure, carbon fibers are usually used as reinforcing fibers that are aligned in one direction. When impregnating the resin from the carbon fiber side, if the resin is applied with a brush or the like, the carbon fiber is only coated with a thin adhesive on the support layer side, so the surface side is fuzzed due to friction by the brush and applied. There is also a problem that work is difficult.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題を解決するに当たり、繊維強化プラスチックの成形作
業やコンクリート構造体の補修作業の取扱い時に、一方
向に配列された強化繊維がバラけたりせず、樹脂の含浸
性が良く、樹脂の選択に制約もなく、一方向に配列され
た強化繊維の補強効果に優れており、また、現場での作
業性も良く、且つ、刷毛などで樹脂を塗布含浸させる際
に、表面に毛羽だちを起こさないような一方向性強化繊
維基材及びその製造方法の提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention solves the problem that the reinforcing fibers arranged in one direction may become loose at the time of molding fiber-reinforced plastics or repairing concrete structures. It does not impregnate the resin, has good resin impregnation, has no restriction on the choice of resin, has an excellent effect of reinforcing the reinforcing fibers arranged in one direction, has good workability in the field, and has a resin such as a brush. It is an object of the present invention to provide a unidirectional reinforcing fiber base material that does not cause fluffing on the surface when applying and impregnating with a resin.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本願発明者は、上記課題
を解決するためには、一方向に引き揃えられた強化繊維
からなる基材シートの両面に、無機または有機繊維から
なるメッシュ状体が該メッシュ状体の繊維の部分で接着
されている一方向性強化繊維複合基材とすることによ
り、更には、前記一方向性強化繊維複合基材において、
一方向に引き揃えられた強化繊維が炭素繊維で、メッシ
ュ状体がガラス繊維からなり、該メッシュ状体が炭素繊
維からなる基材シートの両面に接着されている一方向性
強化繊維複合基材とすることにより課題の解決が可能で
あることを見出し、また、これら一方向性強化繊維複合
基材は、強化繊維を一方向に揃えて引出して基材シート
を形成し、該基材シートを加熱装置で加熱する、次い
で、該加熱装置を出た直後に該基材シートの両面に、無
機または有機繊維からなるメッシュ状体を積層して圧着
し、該メッシュ状体の繊維部分に有する熱溶融性樹脂が
溶融し、該基材シートと該メッシュ状体とを接着するこ
とにより得られることを見出した。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the inventor of the present invention has proposed a mesh sheet made of inorganic or organic fibers on both sides of a base sheet made of reinforcing fibers aligned in one direction. By the unidirectional reinforcing fiber composite substrate is bonded at the fiber portion of the mesh-like body, further, in the unidirectional reinforcing fiber composite substrate,
Unidirectional reinforcing fiber composite base material in which the reinforcing fibers aligned in one direction are carbon fibers, the mesh-like body is made of glass fiber, and the mesh-like body is adhered to both sides of a base sheet made of carbon fiber. headings that it is possible to solve the problem by a, also, these unidirectional reinforcing fiber composite matrix includes a base sheet drawer aligned reinforcing fibers in one direction
And heating the substrate sheet with a heating device.
Immediately after leaving the heating device,
Machine or laminating meshed body made of organic fiber and crimping
And the hot-melt resin in the fiber portion of the mesh-like body is
Melted and heading can be obtained by this <br/> and for bonding the base sheet and the mesh-like body.
【0007】本発明の一方向性強化繊維複合基材につい
て更に詳細に説明する。図1に示すように本発明の一方
向性強化繊維複合基材1は、一方向に引き揃えられた強
化繊維2からなる基材シートの両面にメッシュ状体3が
メッシュ状体を構成するメッシュ状体用繊維4の回りに
付着している熱溶融性樹脂5により接着されている。本
発明に用いられる一方向に引き揃えられた強化繊維2と
しては、ガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維、アルミ
ナ繊維などの連続繊維が一種類でまたは複数種類で使用
される。連続繊維の形態としては、フィラメント径が3
μm〜30μmのモノフィラメントを100〜1200
0本集束したストランドを無撚りの状態で、または軽く
撚りをかけた状態で用いられる。1本のストランドの番
手としては、50〜1000texの範囲のものが使用
される。また、無機または有機繊維からなるメッシュ状
体に使用されるメッシュ状体用繊維4は、ガラス繊維、
炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維等の外に、用途
によっては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリ
ル繊維、ビニロン繊維等の有機繊維も使用することがで
きる。一方向に引き揃えられた強化繊維2とメッシュ状
体に使用される繊維4とは、同じ種類でも異なる種類で
も良い。The unidirectional reinforcing fiber composite substrate of the present invention will be described in more detail. As shown in FIG. 1, the unidirectional reinforcing fiber composite substrate 1 of the present invention has a mesh in which a mesh 3 is formed on both sides of a base sheet made of reinforcing fibers 2 aligned in one direction. It is adhered by the heat-meltable resin 5 attached around the fiber 4 for the body . As the reinforcing fibers 2 arranged in one direction used in the present invention, one type or a plurality of types of continuous fibers such as glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, and alumina fibers are used. As a form of continuous fiber, the filament diameter is 3
μm to 30 μm monofilament 100 to 1200
It is used in a state where no strands are bundled in a non-twisted state or a lightly twisted state. As the count of one strand, a strand in the range of 50 to 1000 tex is used. Further, the mesh-like body fibers 4 used for the mesh-like body made of inorganic or organic fibers include glass fibers,
In addition to carbon fibers, aramid fibers, alumina fibers, and the like, organic fibers such as polyester fibers, nylon fibers, acrylic fibers, and vinylon fibers can be used depending on applications. The reinforcing fibers 2 aligned in one direction and the fibers 4 used in the mesh body may be of the same type or different types.
【0008】本発明のメッシュ状体とは、原則的には経
糸と緯糸を有し織物状を構成し、糸の間隔が2〜20m
mのものを指す。間隔が2mmより小さい場合は、樹脂
を含浸する際に障害となり、20mmより大きい場合
は、樹脂を含浸させる場合の刷毛による摩擦により、一
方向に引き揃えられた強化繊維が毛羽だちを起こしやす
くなる。織物状ということは織物も含むが織物以外でも
上記構成のものであれば当然含まれる。例えば、組布と
いわれる経糸と緯糸を重ね、その交点を熱溶融性の樹脂
で接着した布状体がある。これは織機を使わずに製造で
きるためコストが織物と比較すると安く、且つ、熱溶融
性の樹脂を糸の回りに有しているため一方向に引き揃え
られた強化繊維の基材シートを接着するのに好適であ
る。織物の場合も熱溶融性の樹脂を塗布することにより
使用可能である。熱溶融性の樹脂としては融点が比較的
低いポリオレフィン系樹脂や、エチレン酢ビ共重合体等
が使用できるがこれに限定されるものではない。樹脂の
付着量としては7〜25g/m2 の範囲である。これよ
り小さい場合は、接着力が十分でなく、これより大きい
場合は、樹脂の含浸を阻害したり、成形体の強度物性が
低下する原因になりやすい。組布としては2軸の外に3
軸もあるがこれも使用できる。3軸は経糸に対し対称に
斜行糸が配されたものである。本発明に使用されるメッ
シュ状体は、単重が10〜100g/m2 のものであ
る。10g/m2 より小さい場合は、支持体としての強
度が十分でなく、100g/m2 より大きい場合は、複
合基材中に占めるメッシュ状体の割合が大きくなり、成
形体中での一方向への補強効果が低下することになる。
本発明の一方向に引き揃えられた強化繊維は連続に配置
されても良いし間隔をおいて配置されても良い。[0008] The mesh-like body of the present invention basically comprises a woven fabric having a warp and a weft, and the yarn interval is 2 to 20 m.
m. If the distance is smaller than 2 mm, it becomes an obstacle when impregnating the resin. If the distance is larger than 20 mm, the reinforcing fibers aligned in one direction are liable to fluff due to friction caused by the brush when impregnating the resin. Become. The term "woven fabric" includes a woven fabric, but naturally includes a non-woven fabric as long as it has the above configuration. For example, there is a cloth body in which a warp and a weft are overlapped with each other and a crossing point thereof is bonded with a heat-fusible resin. It can be manufactured without using a weaving machine, so the cost is lower than that of woven fabrics, and since it has a heat-fusible resin around the yarn, it bonds the base sheet of reinforcing fibers aligned in one direction. It is suitable to do. Fabrics can also be used by applying a hot-melt resin. Examples of the heat-fusible resin include a polyolefin resin having a relatively low melting point and an ethylene-vinyl acetate copolymer, but are not limited thereto. The resin adhesion amount is in the range of 7 to 25 g / m 2 . If it is smaller than this, the adhesive strength is not sufficient, and if it is larger than this, impregnation of the resin is hindered or the strength properties of the molded body are likely to be reduced. As a braided cloth, 3 out of 2 axes
There is an axis, but this can also be used. The three axes are skewed yarns arranged symmetrically with respect to the warp. The mesh used in the present invention has a unit weight of 10 to 100 g / m 2 . When it is less than 10 g / m 2 , the strength as a support is not sufficient, and when it is more than 100 g / m 2 , the ratio of the mesh-like body in the composite base material becomes large, and the unidirectionality in the molded body is increased. The effect of reinforcing the steel is reduced.
The reinforcing fibers aligned in one direction of the present invention may be arranged continuously or at intervals.
【0009】次に本発明の製造方法について図2により
説明する。まず、強化繊維2を一方向に揃えてパーン9
から引出しシート状とし、櫛状ガイド6を通しピッチを
揃える。この一方向性基材シートをドラムシリンダー7
a,7bのような加熱装置を通し加熱する。一定温度以
上に加熱された基材シートが加熱装置を出た直後に、基
材シートの両面に、メッシュ状体送出し装置10より送
り出されそしてメッシュ状体用繊維4のまわりに熱溶融
性樹脂5を有するメッシュ状体3を積層し、プレスロー
ラ8で圧着する。両面にメッシュ状体3が圧着された基
材シートは、巻き取り装置11により巻き取られ、本発
明の一方向性強化繊維複合基材1が得られる。本発明の
製造方法に用いられる加熱装置は、蒸気や電気を熱源と
するドラムシリンダーを使用するのが熱効率やシートの
走行安定性の点からは望ましいが、熱風循環式の加熱装
置や、基材シートの両面にシーズヒーターのような熱源
を配列した加熱方法でも良い。基材シートの加熱温度
は、メッシュ状体3を構成するメッシュ状体用繊維4の
回りに付着している熱溶融性樹脂の融点5よりも30〜
50℃高めにすることが望ましい。融点よりも高い温度
に加熱された基材シートにメッシュ状体3が積層される
とメッシュ状体3を構成するメッシュ状体用繊維繊維4
の回りに付着されている熱溶融性樹脂が溶融し、プレス
ローラ8で圧着されることにより基材シートの両面にメ
ッシュ状体3が、メッシュ状体3を構成するメッシュ状
体用繊維4の部分で接着される。Next, the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. First, the reinforcing fibers 2 are aligned in one direction and
And the pitch is made uniform through the comb-shaped guide 6. This unidirectional base sheet is supplied to the drum cylinder 7
Heat through a heating device such as a, 7b. Immediately after the base sheet is heated above a certain temperature exits the heating device, on both surfaces of the substrate sheet, fed from the delivery system 10 mesh-like body and the thermally fusible around meshed-body fibers 4 The mesh body 3 having the resin 5 is laminated and pressed by a press roller 8 . Base sheet mesh-like member 3 on both surfaces is crimped is wound by the winding device 11, the unidirectional reinforcing fiber composite matrix 1 of the present invention is obtained. The heating device used in the production method of the present invention is preferably a drum cylinder using steam or electricity as a heat source from the viewpoint of thermal efficiency and running stability of the sheet. A heating method in which a heat source such as a sheath heater is arranged on both sides of the sheet may be used. The heating temperature of the base sheet is 30 to 30 times higher than the melting point 5 of the hot-melt resin adhered around the mesh-forming body fibers 4 constituting the mesh-forming body 3.
It is desirable to raise the temperature by 50 ° C. When the mesh body 3 is laminated on the base sheet heated to a temperature higher than the melting point, the fiber fibers 4 for the mesh body constituting the mesh body 3
The hot-melt resin that is deposited is melted around the mesh-like body 3 on both surfaces of the substrate sheet by being crimped by the press roller 8, a mesh-like-body fibers 4 constituting the mesh-like body 3 Glued at the part.
【0010】圧着用のプレスローラ8の温度は常温ない
しは常温よりも低い温度に設定することが望ましい。組
布の場合は、糸の交点が熱溶融性の樹脂で固定されてい
るため、圧着用のプレスローラ8の温度が樹脂の融点以
上に設定されると、圧着時に交点の固定が崩れてしまう
恐れがあり、また、圧着後の工程でも基材の温度が樹脂
の融点付近にあればメッシュ状体と基材シートとの接着
が弱く、部分的に剥離の起こる可能性がある。本発明の
一方向性強化繊維複合基材を用いて繊維強化プラスチッ
クを成形する場合、型の形状に合わせて切断し、一方向
に揃えられた強化繊維の方向に合わせて必要枚数を積層
する。上から樹脂をかけて含浸させ、型を閉じ圧力をか
け樹脂を硬化させる。本発明の一方向性複合基材は、一
方向に引き揃えられた強化繊維基材シートの両面にメッ
シュ状体が接着されているため適当な形状に切断しても
一方向に引き揃えられた強化繊維がバラけたりしない。
また、メッシュ状体で接着されているだけのため基材自
体が柔軟性を保持しており、型合わせなどの作業も容易
である。It is desirable that the temperature of the press roller 8 for pressure bonding be set at room temperature or lower than room temperature. In the case of a braided cloth, since the intersections of the yarns are fixed with a heat-fusible resin, if the temperature of the press roller 8 for pressure bonding is set to a temperature equal to or higher than the melting point of the resin, the fixing of the intersections during crimping will be broken. In addition, if the temperature of the base material is close to the melting point of the resin even in the process after the pressure bonding, the adhesion between the mesh-like body and the base material sheet is weak, and there is a possibility that partial peeling may occur. When molding a fiber-reinforced plastic using the unidirectional reinforcing fiber composite substrate of the present invention, the fiber is cut in accordance with the shape of the mold, and a required number of sheets are laminated according to the direction of the reinforcing fibers aligned in one direction. The resin is impregnated from above, the mold is closed and pressure is applied to cure the resin. The unidirectional composite base material of the present invention is uniformly aligned in one direction even when cut into an appropriate shape because the mesh-like body is bonded to both surfaces of the reinforcing fiber base sheet aligned in one direction. Reinforcing fibers do not fall apart.
In addition, since the base material itself retains flexibility because it is simply bonded by a mesh-like body, operations such as mold matching are easy.
【0011】樹脂を含浸させる場合もメッシュ状体が表
面にメッシュ状体の繊維の部分で接着されているだけの
ためメッシュ状体の開口部分から樹脂が一方向性基材シ
ートに浸透しやすく、基材シートもその表面に接着剤層
等を有しないため樹脂の含浸速度が速い。また、樹脂を
含浸させる際に、刷毛やローラ等で表面を摩擦してもメ
ッシュ状体が表面にあるため一方向に引き揃えられた強
化繊維は、毛羽だちなどを起こさない。更に、重要なこ
とは本発明の一方向性強化繊維複合基材は、プリプレグ
状でないことや、全面に接着剤層を有していないことに
よりマトリックス樹脂の選択に制限を受けない利点を有
する。また、本発明の一方向性強化繊維複合基材は、メ
ッシュ状体の占める比率が小さいため、本来の目的であ
る一方向への補強効果を大きくすることができる。更
に、両面にメッシュ状体を張付けたものは、どちらの面
も同じように使用することができるため面を自由に選択
できるという利点も有する。本発明の一方向性強化繊維
複合基材を高速道路や橋脚などのコンクリート構造体の
補修工事に用いることもできる。その場合は現場施行に
なる。補修必要な場所に合わせて適当な大きさに切断す
る。補修箇所にプライマーを塗布し、更に常温硬化型の
例えばエポキシ樹脂等を塗布する。切断した複合基材を
張り付けその上から更に刷毛でエポキシ樹脂を塗布す
る。上記したような補修方法において、本発明の一方向
性強化繊維複合基材は、切断しても強化繊維がバラける
こともなく、また、樹脂の含浸速度も速く、一方向の補
強効果も大きい。樹脂塗布時の表面の毛羽だちもなく、
どちらの面も同様に使用することができ、また、粘着防
止のための離型シートやカバーフィルム等も必要としな
いため、現場での施工性、取扱性等が非常に良い。When the resin is impregnated, the mesh is simply bonded to the surface with the fiber of the mesh, so that the resin easily penetrates the unidirectional base sheet from the opening of the mesh. Since the base sheet also has no adhesive layer or the like on its surface, the resin impregnation rate is high. In addition, when the resin is impregnated, even if the surface is rubbed with a brush, a roller, or the like, the reinforcing fibers aligned in one direction do not cause fluffing because the mesh-like body is on the surface. Importantly, the unidirectional reinforced fiber composite base material of the present invention has an advantage that it is not limited by the selection of the matrix resin because it is not prepreg-shaped and has no adhesive layer on the entire surface. In addition, the unidirectional reinforcing fiber composite base material of the present invention has a small ratio of the mesh-like body, so that the original effect of reinforcing in one direction can be enhanced. Furthermore, the one having the mesh-like body stuck on both sides has an advantage that both sides can be used in the same manner, and the faces can be freely selected. The unidirectional reinforcing fiber composite base material of the present invention can also be used for repair work of concrete structures such as highways and piers. In that case, it will be enforced on site. Cut to an appropriate size according to the location that needs repair. A primer is applied to the repaired portion, and a room temperature curing type epoxy resin, for example, is further applied. The cut composite base material is adhered, and an epoxy resin is further applied thereon with a brush. In the repair method as described above, the unidirectional reinforcing fiber composite base material of the present invention does not cause the reinforcing fibers to be loose even when cut, and has a high resin impregnation rate and a large unidirectional reinforcing effect. . No fluff on the surface when applying resin,
Both surfaces can be used in the same manner, and since a release sheet or a cover film for preventing adhesion is not required, the workability at the site and the handling property are very good.
【0012】[0012]
<実施例1> 一方向性基材シート 強化繊維としてPAN系炭素繊維[トレカT300−6
K;東レ(株)製]を用い、5mmピッチで引き揃え一
方向性基材シートとした。(T300−6Kはフィラメ
ント径7μmで集束本数6000本) メッシュ状体 ガラス繊維製2軸組布[KC0505A EV2;日東
紡績(株)製]を用いた。2軸組布の仕様は次の通りで
ある。 単重 22g/m2 密度(タテ×ヨコ) 5本/25mm×5本/25m
m 熱溶融性樹脂付着量 10g/m2 (熱溶融性樹脂は融点が80℃のものを用いた) 一方向強化繊維複合基材の製造 一方向性基材シートを130℃に加熱された2個のドラ
ムシリンダーを裏表通し、シリンダーを出た直後に基材
シートの上下にガラス繊維製2軸組布を積層し、水冷さ
れたプレスローラにより圧着し、空冷した後で巻き取
る。複合基材の単重は124g/m2 であった。 このようにして得られた一方向性強化繊維複合基材をエ
ポキシ樹脂に含浸させたところ含浸性は良好であった。
また、含浸させる際に刷毛で摩擦しても炭素繊維に毛羽
だちはみられなかった。<Example 1> Unidirectional substrate sheet PAN-based carbon fiber [Treca T300-6] as a reinforcing fiber
K; manufactured by Toray Industries, Inc.] to form a unidirectional base material sheet at a pitch of 5 mm. (T300-6K has a filament diameter of 7 μm and the number of bundles is 6000.) Mesh body A biaxial fabric made of glass fiber [KC0505A EV2; manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.] was used. The specifications of the biaxial fabric are as follows. Unit weight 22g / m 2 Density (length x width) 5 / 25mm x 5 / 25m
m Adhesion amount of heat-fusible resin 10 g / m 2 (The heat-fusible resin used had a melting point of 80 ° C.) Production of unidirectional reinforcing fiber composite base material Unidirectional base material sheet was heated to 130 ° C. 2 The two drum cylinders are put upside down, and immediately after leaving the cylinders, a glass fiber biaxial fabric is laminated on the upper and lower sides of the substrate sheet, pressed by a water-cooled press roller, air-cooled, and wound up. The unit weight of the composite substrate was 124 g / m 2 . When the unidirectional reinforcing fiber composite base material thus obtained was impregnated with an epoxy resin, the impregnation property was good.
Also, no fuzz was found on the carbon fibers even when rubbing with a brush during impregnation.
【0013】<実施例2> 一方向性基材シート 強化繊維としてPAN系炭素繊維[トレカT300−1
2K;東レ(株) 製]を用い、5mmピッチで
引き揃え一方向性基材シートとした。(T300−12
Kはフィラメント径7μmで集束本数12000本) メッシュ状体 メッシュ状体としてガラス繊維織物[WK−1010
L;日東紡績(株) 製]を用いた。ガラス繊維
織物は次の仕様のものを用いた。 単重 54g/m2 密度(タテ×ヨコ) 10本/25mm×10本/2
5mm 上記ガラス繊維織物に熱溶融性樹脂を8g/m2 塗布し
た。 一方向強化繊維複合基材の製造 一方向性基材シートを130℃に加熱された2個のドラ
ムシリンダーを裏表通し、シリンダーを出た直後に基材
シートの上下にのガラス繊維織物を積層し、水冷され
たプレスローラにより圧着し、空冷した後で巻き取る。
複合基材の単重は284g/m2 であった。 実施例2で得られた一方向性強化繊維複合基材をエポキ
シ樹脂に含浸させたところ、実施例1より劣るが通常の
作業で支障にならない程度の含浸速度であった。また、
刷毛による摩擦でも毛羽だちはみられなかった。<Example 2> Unidirectional base sheet PAN-based carbon fiber [Treca T300-1] as a reinforcing fiber
2K; manufactured by Toray Industries, Inc.] and aligned at 5 mm pitch to obtain a unidirectional substrate sheet. (T300-12
K is a filament diameter of 7 μm and the number of bundles is 12000) Mesh body A glass fiber fabric [WK-1010] as a mesh body
L; manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.]. Glass fiber fabrics having the following specifications were used. Unit weight 54g / m 2 Density (vertical x horizontal) 10 / 25mm × 10/2
5 mm A hot-melt resin was applied to the glass fiber fabric at 8 g / m 2 . Manufacture of unidirectional reinforcing fiber composite base material The unidirectional base material sheet is passed through two drum cylinders heated to 130 ° C., and immediately after leaving the cylinder, glass fiber fabrics are laminated on and under the base material sheet. Then, it is press-bonded with a water-cooled press roller, air-cooled, and wound up.
The unit weight of the composite substrate was 284 g / m 2 . When the unidirectional reinforcing fiber composite base material obtained in Example 2 was impregnated with an epoxy resin, the impregnation rate was lower than that of Example 1, but at a level that would not hinder ordinary work. Also,
No fluff was found by brushing.
【0014】<実施例3>炭素繊維のピッチを10mm
とし、ガラス繊維メッシュ状体として3軸組布[KT2
20A;日東紡績(株)製]を用いた外は実施例1と同
様に行った。3軸組布の仕様は下記の通りである。 単重 15g/m2 密度(タテ×ナナメ) 1本/9mm×1本/9mm (斜行糸の角度はタテ糸に対し60度) 熱溶融性樹脂付着量 7g/m2 得られた複合基材の単重は70g/m2 であった。 実施例3で得られた一方向性強化繊維複合基材をエポキ
シ樹脂に含浸させたところ含浸性は良好であった。ま
た、含浸させる際に刷毛で摩擦しても炭素繊維に毛羽だ
ちはみられなかった。Example 3 The pitch of carbon fibers was 10 mm.
And a triaxial fabric [KT2
20A; manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.]. The specifications of the triaxial fabric are as follows. Unit weight 15 g / m 2 Density (vertical × slant) 1 thread / 9 mm x 1 thread / 9 mm (the angle of the slant yarn is 60 degrees with respect to the warp yarn) Attached amount of hot melt resin 7 g / m 2 The single weight of the material was 70 g / m 2 . When the unidirectional reinforcing fiber composite substrate obtained in Example 3 was impregnated with an epoxy resin, the impregnating property was good. Also, no fuzz was found on the carbon fibers even when rubbing with a brush during impregnation.
【0015】<実施例4>実施例1における炭素繊維の
ピッチを10mmとした外は実施例1と同様に行った。
得られた複合基材の単重は84g/m2 であった。実施
例4で得られた一方向性強化繊維複合基材をエポキシ樹
脂に含浸させたところ含浸性は良好であった。また、含
浸させる際に刷毛で摩擦しても炭素繊維に毛羽だちはみ
られなかった。<Example 4> The procedure of Example 1 was repeated except that the carbon fiber pitch was changed to 10 mm.
The single weight of the obtained composite substrate was 84 g / m 2 . When the unidirectional reinforcing fiber composite base material obtained in Example 4 was impregnated with an epoxy resin, the impregnating property was good. Also, no fuzz was found on the carbon fibers even when rubbing with a brush during impregnation.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明の一方向性強化繊維複合基材は、
使用樹脂の制約がなく、樹脂の含浸性にも優れ、一方向
に引き揃えられた強化繊維の比率が高いため一方向への
補強効率を高めることができる。又、本発明の一方向性
強化繊維複合基材は、一方向に揃えられた強化繊維がバ
ラけることなく、柔軟性を有し、かつ、表裏面による選
択性もなく取扱性、現場施工性に優れている。本発明の
一方向性強化繊維複合基材の製造方法は、溶剤の使用や
乾燥設備を必要とせず、簡単な設備で効率的に製造する
ことができる利点を有する。The unidirectional reinforcing fiber composite substrate of the present invention comprises:
There is no restriction on the resin used, the resin impregnation is excellent, and the efficiency of reinforcement in one direction can be enhanced because the ratio of reinforcing fibers aligned in one direction is high. In addition, the unidirectional reinforcing fiber composite base material of the present invention has flexibility in which the reinforcing fibers aligned in one direction are not dissociated, and has excellent handling properties and on-site workability without selectivity between front and back surfaces. Is excellent. The method for producing a unidirectional reinforcing fiber composite substrate of the present invention has an advantage that it can be efficiently produced with simple equipment without using a solvent or a drying equipment.
【図1】本発明の一方向性強化繊維複合基材の切断端面
図FIG. 1 is a cut end view of a unidirectional reinforcing fiber composite base material of the present invention.
【図2】本発明の製造方法の一例を示す概略図FIG. 2 is a schematic view showing an example of the production method of the present invention.
1. 一方向性強化繊維複合基材 2. 強化繊維 3. メッシュ状体 4. メッシュ状体用繊維 5. 熱溶融性樹脂 6. 櫛状ガイド 7a,7b. ドラムシリンダー 8. プレスローラ 9. パーン 10a,10b. メッシュ状体送出し装置 11. 巻取り装置1. One directional reinforcing fiber composite matrix 2. Strength fibers 3. Mesh body 4. 4. Fiber for mesh-like body Hot-melt resin 6. Comb guides 7a, 7b. Drum cylinder 8. Press roller 9. Pa over emissions 10a, 10b. 10. Mesh delivery device Winding device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B29B 11/16 B29B 15/08 - 15/14 C08J 5/04 - 5/10 C08J 5/24 E04G 23/02 - 23/03 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35/00 B29B 11/16 B29B 15/08-15/14 C08J 5/04-5 / 10 C08J 5/24 E04G 23/02-23/03 JICST file (JOIS)
Claims (3)
る基材シートの両面に、無機または有機繊維からなるメ
ッシュ状体が該メッシュ状体の繊維の部分で接着されて
いることを特徴とする一方向性強化繊維複合基材。The present invention is characterized in that a mesh-like body made of inorganic or organic fibers is bonded to both sides of a base sheet made of reinforcing fibers aligned in one direction at a fiber portion of the mesh-like body. Unidirectional reinforcing fiber composite base material.
れた強化繊維が炭素繊維で、メッシュ状体がガラス繊維
からなり、該メッシュ状体が炭素繊維からなる基材シー
トの両面に接着されていることを特徴とする一方向性強
化繊維複合基材。2. The method according to claim 1, wherein the reinforcing fibers aligned in one direction are carbon fibers, the mesh-like body is made of glass fiber, and the mesh-like body is adhered to both surfaces of a base sheet made of carbon fiber. A unidirectional reinforcing fiber composite base material, comprising:
シートを形成し、該基材シートを加熱装置で加熱する、
次いで、該加熱装置を出た直後に該基材シートの両面に
無機または有機繊維からなるメッシュ状体を積層して圧
着し、該メッシュ状体の繊維部分に有する熱溶融性樹脂
が溶融して、該基材シートと該メッシュ状体を接着する
ことを特徴とする一方向性強化繊維複合基材の製造方
法。3. A base material obtained by aligning and drawing out reinforcing fibers in one direction.
Forming a sheet, heating the substrate sheet with a heating device,
Then, immediately after leaving the heating device, on both sides of the substrate sheet
Laminate a mesh of inorganic or organic fibers
Hot-melt resin attached to the fiber portion of the mesh body
Melt | dissolves and adheres the said base material sheet and this mesh-like body, The manufacturing method of the unidirectional reinforced fiber composite base material characterized by the above-mentioned.
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1994
- 1994-11-16 JP JP06305663A patent/JP3099656B2/en not_active Expired - Lifetime
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