JP3214647B2 - Material for molding fiber-reinforced thermoplastic resin and method for producing the same - Google Patents

Material for molding fiber-reinforced thermoplastic resin and method for producing the same

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JP3214647B2 JP05982594A JP5982594A JP3214647B2 JP 3214647 B2 JP3214647 B2 JP 3214647B2 JP 05982594 A JP05982594 A JP 05982594A JP 5982594 A JP5982594 A JP 5982594A JP 3214647 B2 JP3214647 B2 JP 3214647B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化熱可塑性樹脂
(以下、FRTPという)を成形するための材料および
その製造方法に関する。本発明は、複雑な形状を有する
FRTPの成形に適用してとくに有用なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin (hereinafter referred to as FRTP) and a method for producing the same. The present invention is particularly useful when applied to the molding of FRTP having a complicated shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】FRTP、たとえば炭素繊維強化熱可塑
性樹脂(以下、CFRTPという)の成形用材料として
は、従来、例えばナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポ
リプロピレン繊維などの熱可塑性繊維糸と炭素繊維糸と
の交織織物が知られている。このような成形材料は、成
形時の加熱によって熱可塑性繊維糸のみを溶融し、ナイ
ロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどのマトリクス
を形成する。このような成形方法により、織物の剪断変
形をそのまま利用できるので、成形時に樹脂含浸と同時
に最終製品の形状に賦形できる利点がある。
2. Description of the Related Art As a molding material of FRTP, for example, a carbon fiber reinforced thermoplastic resin (hereinafter, referred to as CFRTP), conventionally, a thermoplastic fiber yarn such as nylon fiber, polyester fiber, polypropylene fiber or the like and a carbon fiber yarn are used. Mixed fabrics are known. Such a molding material melts only the thermoplastic fiber yarn by heating at the time of molding to form a matrix such as nylon, polyester, or polypropylene. With such a molding method, since the shear deformation of the woven fabric can be used as it is, there is an advantage that the resin can be formed into the shape of the final product at the same time as the resin impregnation at the time of molding.

【0003】しかしながら、かかる従来技術の成形材料
は、以下に説明するような問題がある。特公平1−35
101号公報で提案されているように、炭素繊維糸と熱
可塑性マルチフィラメント糸またはスリットヤーン(以
下、単に熱可塑性繊維糸ということもある)を引き揃え
てたて糸およびよこ糸とした織物においては、炭素繊維
糸と熱可塑性繊維糸が完全に独立して互いに並行してい
るので、成形時に加熱し、熱可塑性繊維糸を溶融させて
炭素繊維糸間に含浸させようとしても炭素繊維糸の拡が
り性が悪かったりして均一に含浸しないし、例え加熱後
に加圧して強制的な含浸を試みても炭素繊維糸がスペー
サーとなって不均一加圧となり十分な含浸は望めない問
題がある。
However, such conventional molding materials have the following problems. Tokuhei 1-35
As proposed in Japanese Patent Application Publication No. 101-101, carbon fiber yarn and thermoplastic multifilament yarn or slit yarn (hereinafter sometimes simply referred to as thermoplastic fiber yarn) are aligned to form a warp yarn and a weft yarn. Since the fiber yarn and the thermoplastic fiber yarn are completely independent of each other and are parallel to each other, the spreadability of the carbon fiber yarn is increased even if it is heated during molding to melt the thermoplastic fiber yarn and impregnate it between the carbon fiber yarns. There is a problem that even if impregnation is not performed uniformly, impregnation cannot be performed even if pressure is applied after heating and forced impregnation is performed.

【0004】特に炭素繊維糸の拡がり性に関しては、通
常の炭素繊維織物の織糸の場合、織糸の交錯により断面
が楕円形に集合しているし、また織糸に撚りが付与され
ていたり、たとえ無撚であっても各単繊維が交絡してい
たりするため樹脂を十分に含浸させることが困難な場合
が多い。とくに、各織糸の各単繊維がサイジング剤で強
固に接着されている場合にはさらに悪くなり、高い樹脂
含浸性は望めない問題点がある。
[0004] In particular, regarding the spreading property of carbon fiber yarns, in the case of ordinary carbon fiber woven yarns, the cross-sections are gathered into an elliptical shape due to the interlacing of the yarns, and the yarns are twisted. However, even if it is non-twisted, it is often difficult to sufficiently impregnate the resin because the individual fibers are entangled. In particular, when the individual fibers of each woven yarn are firmly bonded with a sizing agent, the problem becomes worse, and there is a problem that high resin impregnation cannot be expected.

【0005】そのようなことから、最近においては炭素
繊維と熱可塑性繊維を均一に混繊させた混繊糸(コミン
グル糸)にして織物にすることが試みられている。この
ような方法を採ると、織物基材内において炭素繊維と熱
可塑性繊維が均一に分散することになるので、高いマト
リクス樹脂の含浸性が得られる。
[0005] Under such circumstances, recently, attempts have been made to fabricate a mixed fiber (commingle yarn) obtained by uniformly mixing carbon fibers and thermoplastic fibers. By adopting such a method, the carbon fibers and the thermoplastic fibers are uniformly dispersed in the woven fabric substrate, so that high matrix resin impregnation can be obtained.

【0006】しかしながら、この方法においては、一旦
エア交絡などにより炭素繊維と熱可塑性繊維を均一に分
散させたとしても、実際の製織工程における張力によっ
て、伸度が極端に低い炭素繊維が張力を受け持つことに
なり、それが真っ直ぐに伸長されるため簡単に交絡が解
かれる。そしてそれぞれが独立した、いわゆる引き揃え
と同様の状態になってしまう。しかも、前もって混繊し
ておく必要があり製造コストが高くつくという問題もあ
る。
However, in this method, even if the carbon fibers and the thermoplastic fibers are once dispersed uniformly by air entanglement or the like, the carbon fibers having extremely low elongation bear the tension due to the tension in the actual weaving process. That is, it can be easily untangled because it is stretched straight. Then, each of them becomes independent, that is, the same state as so-called alignment. In addition, there is a problem that the fiber must be mixed in advance and the production cost is high.

【0007】さらに、前記熱可塑性繊維糸と炭素繊維糸
とを引き揃える従来技術における問題点として、ベース
となる炭素繊維織物には、取扱い性ならびに炭素繊維の
含有率の高い繊維強化樹脂を得るために、織糸間隔が小
さく、目の詰まった織構造が採用されている。そうする
と、織物の剪断変形能は自ずと限界が存在し、大きい曲
面には賦形できないという問題がある。
Further, another problem in the prior art for aligning the thermoplastic fiber yarn and the carbon fiber yarn is that a carbon fiber fabric as a base is required to obtain a fiber reinforced resin having a high handleability and a high carbon fiber content. In addition, a woven structure in which the yarn spacing is small and the eyes are closed is adopted. Then, there is a problem that the shear deformation ability of the woven fabric naturally has a limit and cannot be formed on a large curved surface.

【0008】剪断変形能を高めるためには、織糸間隔を
大きくすること、あるいは織物組織において交錯点を少
なくした朱子織組織を採用するなどの方策がある。しか
し、前者においては、目の空いた織物であるため織糸の
隙間に樹脂が偏在し、炭素繊維の含有率が低い繊維強化
樹脂となるばかりか、繊維強化樹脂に応力が作用した
際、樹脂が偏在した弱点部からクラックが発生するので
低い強度の材料になってしまう。また、後者において
は、織物の表裏において織糸の浮き方が異なり、樹脂の
硬化収縮によって硬化板に反りが発生する問題も生じ
る。
[0008] In order to increase the shearing deformability, there are measures such as increasing the weft yarn interval or adopting a satin weave structure in which the number of intersection points in the weave structure is reduced. However, in the former, the resin is unevenly distributed in the gap between the yarns because of the open fabric, and not only becomes a fiber reinforced resin having a low carbon fiber content, but also when a stress acts on the fiber reinforced resin, Cracks are generated from weak spots unevenly distributed, resulting in a material having low strength. Further, in the latter, there is also a problem that the way of lifting the yarn on the front and back of the fabric is different, and the cured plate warps due to the curing shrinkage of the resin.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱可
塑性の繊維糸やスリットヤーンを用いた従来の成形材料
の上述した問題点を解決し、複雑な曲面をもつFRTP
でも容易に成形することができるばかりか、力学的特性
の優れたFRTPを成形することができる成形用材料お
よびその製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional molding materials using thermoplastic fiber yarns and slit yarns, and to solve the above-mentioned problems with the FRTP having a complicated curved surface.
However, it is an object of the present invention to provide a molding material which can be easily molded, and which is capable of molding FRTP having excellent mechanical properties, and a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料は、扁平
強化繊維のマルチフィラメント糸が織物のたて糸およ
びよこ糸として交錯し、前記たて糸およびよこ糸の少な
くとも一方の強化繊維マルチフィラメント糸の両扁平面
の少なくとも一面に、加熱成形により繊維強化熱可塑性
樹脂のマトリクスとなる熱可塑性のマルチフィラメント
糸または熱可塑性樹脂からなるスリットヤーンが積層さ
れており、前記強化繊維マルチフィラメント糸の体積含
有率が30〜70%であることを特徴とするものからな
る。
In order to achieve the above object, a material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to the present invention has a flat shape.
Warp multi-filament yarn of the fabric of Do reinforcing fibers Hoyo
Interlaced as weft yarn, with less warp and weft
Both flat surfaces of at least one reinforced multifilament yarn
At least one side is made of fiber-reinforced thermoplastic by thermoforming
A thermoplastic multifilament yarn serving as a resin matrix or slit yarn made of thermoplastic resin is laminated.
Volume of the reinforcing fiber multifilament yarn.
The rate is 30 to 70% .

【0011】この織物の織組織は、通常、平組織とする
が、綾組織や朱子組織であってもよいし、三軸織物や、
たて糸とよこ糸とが織物の長さ方向に対して斜めに配列
されているバイアス織物であってもよい。
The woven structure of the woven fabric is usually a flat structure, but may be a twill structure or a satin structure, a triaxial woven fabric,
A bias fabric may be used in which the warp and the weft are arranged obliquely to the length direction of the fabric.

【0012】また、この織物においては、強化繊維の占
めるカバーファクターが90%以上であることが好まし
く、より好ましくは95%以上である。このような高い
カバーファクターによって、FRTPに成形した際に強
化繊維が全体にわたって均一に分布し、樹脂リッチな部
分が生じることが抑えられて、均一かつ高物性のFRT
Pが得られる。
In this woven fabric, the cover factor occupied by the reinforcing fibers is preferably at least 90%, more preferably at least 95%. With such a high cover factor, the reinforcing fibers are uniformly distributed over the whole when molded into FRTP, and the generation of a resin-rich portion is suppressed, so that the FRT having uniform and high physical properties is obtained.
P is obtained.

【0013】また、このような高いカバーファクター
は、織糸を上記熱可塑性のマルチフィラメント糸または
スリットヤーンとの積層構成とすることによって容易に
達成され、後述の開繊、拡幅されやすい強化繊維マルチ
フィラメント糸を使用することによって一層容易に達成
される。
Further, such a high cover factor can be easily attained by forming the woven yarn into a laminated structure with the above-mentioned thermoplastic multifilament yarn or slit yarn. This is more easily achieved by using a filament yarn.

【0014】なお、上記カバーファクターCfとは、織
糸間に形成される空隙部の大きさに関係する要素で、織
物上に面積S1 の領域を設定したとき、面積S1 内にお
いて織糸に形成される空隙部の面積をS2 とすると、次
式で定義される値をいう。 カバーファクターCf=[(S1 −S2 )/S1 ]×1
00 これを強化繊維に関して求めた値が、前記強化繊維の占
めるカバーファクターである。
[0014] Incidentally, the above cover factor Cf, an element related to the size of the gap portion formed between weaving yarns, when setting a region of area S 1 on the textile, yarn within an area S 1 Assuming that the area of the void formed in the above is S 2 , it means a value defined by the following equation. Cover factor Cf = [(S 1 −S 2 ) / S 1 ] × 1
The value obtained for the reinforcing fibers is the cover factor occupied by the reinforcing fibers.

【0015】強化繊維の種類としては、特に限定され
ず、炭素繊維の他、ガラス繊維やポリアミド繊維、ポリ
アラミド繊維、ポリイミド繊維等が使用できる。
The type of the reinforcing fiber is not particularly limited, and besides carbon fiber, glass fiber, polyamide fiber, polyaramid fiber, polyimide fiber and the like can be used.

【0016】本発明では、強化繊維の体積含有率は、
0〜70%の範囲とされる。強化繊維が炭素繊維である
場合、好ましい体積含有率は45〜70%である。炭素
繊維の最大の特徴は高い比強度、弾性率であり、その特
徴を最大限発揮させるには、できるかぎり炭素繊維の含
有率を高めることが必須である。しかしながら、あまり
にも高い含有率を望むと、樹脂が存在しない部分(ボイ
ド)が発生し、かえって強度、弾性率が低下する問題が
ある。そのようなことから、本発明の材料全体の中で、
炭素繊維が45〜70%の体積含有率になることが好ま
しい。さらに好ましい範囲としては、50〜60%であ
る。
In the present invention, the volume content of the reinforcing fibers is 3
The range is 0 to 70%. When the reinforcing fibers are carbon fibers, the preferred volume content is 45 to 70%. The greatest characteristics of carbon fibers are high specific strength and elastic modulus, and in order to maximize their characteristics, it is essential to increase the content of carbon fibers as much as possible. However, if an excessively high content is desired, portions (voids) where no resin is present are generated, and the strength and elastic modulus are rather reduced. As such, in the overall material of the present invention,
It is preferable that the carbon fiber has a volume content of 45 to 70%. A more preferred range is 50 to 60%.

【0017】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料
においては、織物の織糸として強化繊維のマルチフィラ
メント糸と熱可塑性のマルチフィラメント糸またはスリ
ットヤーンとの積層体が用いられる。この積層構成の織
糸をたて糸およびよこ糸の両方に採用することが好まし
いが、いずれか一方のみであってもよい。
In the material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin of the present invention, a laminate of a multifilament yarn of a reinforcing fiber and a thermoplastic multifilament yarn or slit yarn is used as a woven yarn of a woven fabric. It is preferable to use the woven yarn having this laminated structure for both the warp yarn and the weft yarn, but only one of them may be used.

【0018】上記熱可塑性のマルチフィラメント糸ある
いはスリットヤーンは、ナイロン、ポリエステル、ポリ
プロピレン、あるいはポリエーテルエーテルケトン(P
EEK)などからなるマルチフィラメント糸あるいはス
リットヤーンである。用いる繊維糸あるいはスリットヤ
ーンの太さとしては、1本の強化繊維マルチフィラメン
ト糸に対し、太い繊維糸あるいはスリットヤーンを1本
積層しても良く、また細い糸あるいはスリットヤーンを
複数本積層しても良い。
The thermoplastic multifilament yarn or slit yarn is made of nylon, polyester, polypropylene, or polyetheretherketone (P
EEK) or a multifilament yarn or slit yarn. Regarding the thickness of the fiber yarn or slit yarn to be used, one thick fiber yarn or slit yarn may be laminated for one reinforcing fiber multifilament yarn, or a plurality of thin yarns or slit yarns may be laminated. Is also good.

【0019】積層の態様としては、以下のように各種態
様を採り得る。上記強化繊維マルチフィラメント糸の片
面に熱可塑性のマルチフィラメント糸またはスリットヤ
ーンが積層されているもの、あるいは、上記強化繊維マ
ルチフィラメント糸の両面に熱可塑性のマルチフィラメ
ント糸またはスリットヤーンが積層されているもののい
ずれでもよい。また、上記熱可塑性のマルチフィラメン
ト糸またはスリットヤーンの両面に強化繊維マルチフィ
ラメント糸が積層されているものでもよい。
Various modes of lamination can be adopted as follows. A thermoplastic multifilament yarn or slit yarn laminated on one side of the reinforcing fiber multifilament yarn, or a thermoplastic multifilament yarn or slit yarn laminated on both surfaces of the reinforcing fiber multifilament yarn. Any of these may be used. The thermoplastic multifilament yarn or the slit yarn may have a reinforcing fiber multifilament yarn laminated on both surfaces.

【0020】これらの積層態様について、図面を用いて
例示する。図1は、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形
用材料の一実施態様を示しており、1はたて糸で、扁平
な強化繊維マルチフィラメント糸2の上に熱可塑性のマ
ルチフィラメント糸3が積層されているものである。ま
た4はよこ糸であって、たて糸1と同様に、強化繊維マ
ルチフィラメント糸2の上に熱可塑性のマルチフィラメ
ント糸3が積層されている。この場合、熱可塑性マルチ
フィラメント糸3は扁平な強化繊維2の下側に積層され
ていてもよいし、また両面に積層されていても良い。ま
た、たて糸またはよこ糸のどちらかに積層されていても
よい。さらに、1本の強化繊維糸2に対し複数本(たと
えば2本)の細い熱可塑性マルチフィラメント糸が積層
されていてもよい。
These laminating modes will be exemplified with reference to the drawings. FIG. 1 shows one embodiment of the fiber-reinforced thermoplastic resin molding material of the present invention, wherein 1 is a warp yarn, and a thermoplastic multifilament yarn 3 is laminated on a flat reinforcing fiber multifilament yarn 2. Is what it is. A weft yarn 4 has a thermoplastic multifilament yarn 3 laminated on a reinforcing fiber multifilament yarn 2 like the warp yarn 1. In this case, the thermoplastic multifilament yarn 3 may be laminated below the flat reinforcing fiber 2 or may be laminated on both sides. Further, it may be laminated on either the warp or the weft. Further, a plurality of (for example, two) thin thermoplastic multifilament yarns may be laminated on one reinforcing fiber yarn 2.

【0021】図2は、熱可塑性樹脂フイルムのスリット
ヤーンを積層した一態様を示すもので、5は細く裁断さ
れた熱可塑性樹脂フイルムのスリットヤーンであって、
そのスリットヤーン5を2本引き揃えて扁平な強化繊維
マルチフィラメント糸2に積層したものである。この場
合、積層する熱可塑性樹脂フイルムのスリットヤーン5
は1本であってもよいが、幅の狭いスリットヤーン5を
複数本引き揃えることにより、常温での剪断変形量を大
きくとることができる。
FIG. 2 shows an embodiment in which slit yarns of a thermoplastic resin film are laminated. Reference numeral 5 denotes a slit yarn of a thermoplastic resin film which is cut into small pieces.
The two slit yarns 5 are aligned and laminated on a flat reinforcing fiber multifilament yarn 2. In this case, the slit yarn 5 of the thermoplastic resin film to be laminated is used.
May be one, but by aligning a plurality of narrow slit yarns 5, a large amount of shear deformation at room temperature can be obtained.

【0022】すなわち、熱可塑性樹脂からなるスリット
ヤーンの場合においては、スリット幅が扁平な炭素繊維
糸と同じ幅であってもよいが、本発明の特徴である剪断
変形能がスリットヤーンで規制されるから、細いスリッ
トヤーンを扁平な炭素繊維糸の扁平面上に複数本引き揃
えたものの方がより好ましい。
That is, in the case of a slit yarn made of a thermoplastic resin , the slit width may be the same as that of a flat carbon fiber yarn, but the shear deformation ability, which is a feature of the present invention, is restricted by the slit yarn. Therefore, it is more preferable that a plurality of thin slit yarns are aligned on a flat surface of a flat carbon fiber yarn .

【0023】図1、図2に示した具体的な態様からも明
らかなように、本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材
料を構成する織物は、特公平1−35101号公報に示
されているような、強化繊維糸と熱可塑性の繊維糸ある
いはスリットヤーンを積層せずに隣接させて並行に引き
揃えたものとは明確に構成が異なり、各織糸が強化繊維
マルチフィラメント糸と熱可塑性のマルチフィラメント
糸またはスリットヤーンとの積層体として構成されてい
る。
As is apparent from the specific embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the fabric constituting the material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin of the present invention is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-301101. The structure is clearly different from the one in which reinforcing fiber yarns and thermoplastic fiber yarns or slit yarns are arranged side by side in parallel without being laminated , and each woven yarn is made of a reinforcing fiber multifilament yarn and a thermoplastic yarn. It is configured as a laminate of the multifilament yarns or slit yarns.

【0024】したがって、強化繊維糸についてみると、
織り目の細かい目の詰まった織り組織となり、FRTP
に成形した際にも、樹脂リッチな部分、ボイドの発生を
抑えて、強化繊維が全体に均一に分布した、均一かつ高
強度のものが得られる。
Therefore, looking at the reinforcing fiber yarn,
The texture becomes a tightly woven texture, and FRTP
Even when molded, the resin-rich portion and the generation of voids are suppressed, and a uniform and high-strength material in which the reinforcing fibers are uniformly distributed throughout can be obtained.

【0025】本発明の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料
においては、上記積層構成に伴う利点に加え、成形時に
おける型への沿いやすさ、樹脂含浸性、さらに高い強化
繊維のカバーファクター等が望まれる。このような要望
を満たすために、とくに強化繊維マルチフィラメント糸
として以下のようなものが好ましい。
In the material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin of the present invention, in addition to the advantages associated with the above-mentioned lamination structure, it is desirable that the resin can easily conform to the mold during molding, the resin impregnation property, the cover factor of the reinforcing fiber, etc. It is. In order to satisfy such demands, the following are particularly preferable as the reinforcing fiber multifilament yarn.

【0026】すなわち、集束性がフックドロップ値で1
00〜1,000mmの範囲の、扁平で実質的に撚りが
ない強化繊維マルチフィラメント糸を用いたものであ
る。
That is, the convergence is a hook drop value of 1
A flat and substantially twist-free reinforcing fiber multifilament yarn in the range of 00 to 1,000 mm is used.

【0027】ここでフックドロップ値とは、強化繊維マ
ルチフィラメント糸の集束性に関係する要素で、次のよ
うな測定法によって測定されたフックの自由落下距離の
値をいう。なお、このフックドロップ値は、織物の形態
における強化繊維マルチフィラメント糸の特性であり、
測定は、織物から撚りがかからないように強化繊維マル
チフィラメント糸を取り出して行う。
Here, the hook drop value is a factor relating to the convergence of the reinforcing fiber multifilament yarn, and is a value of the free fall distance of the hook measured by the following measuring method. The hook drop value is a characteristic of the reinforced multifilament yarn in the form of a woven fabric,
The measurement is performed by taking out the reinforcing fiber multifilament yarn from the woven fabric so as not to be twisted.

【0028】まず、長さ120cmの扁平な強化繊維マ
ルチフィラメント糸を、50mg/デニールの初荷重を
かけた状態で、糸の両端を撚りが入らないように、また
扁平状態が潰れないように鉛直方向に固定する。つぎ
に、固定されている強化繊維マルチフィラメント糸の上
部固定部から10cmの位置で、強化繊維マルチフィラ
メント糸の幅のほぼ中央部に、金属製ワイヤー直径が
1.0mm、半径が5mmのフックに3cmの綿糸で重
りを取り付け、フックの自由落下距離を測定し、糸の場
合は、使用するボビンから10個のボビンをランダム抽
出し、1個のボビンにつき10回の測定を行い、10回
の測定値から値の大きい3つを削除した値のn=70の
平均値をフックドロップ値とする。また、織物の場合
は、長さ方向に1.3m長さの織物を3枚抽出し、各織
物からたて糸またはよこ糸を、毛羽が発生しないよう
に、また撚りが入らないようにほぐし、1枚の織物につ
きたて糸またはよこ糸について10回の測定を行い、1
0回の測定値から値の大きい3つを削除した値のn=2
1の平均値を、たて糸またはよこ糸フックドロップ値と
する。なお、ワイヤーおよび綿糸の重量は極力小さく
し、ワイヤー、綿糸および重りの合計重量を30gとす
る。
First, a flat reinforcing fiber multifilament yarn having a length of 120 cm was vertically loaded so that both ends of the yarn were not twisted and the flat state was not crushed under an initial load of 50 mg / denier. Fix in the direction. Next, at a position 10 cm from the upper fixing portion of the fixed reinforcing fiber multifilament yarn, a hook having a metal wire diameter of 1.0 mm and a radius of 5 mm is provided at substantially the center of the width of the reinforcing fiber multifilament yarn. Attach the weight with a 3 cm cotton thread, measure the free fall distance of the hook, and in the case of a thread, randomly extract 10 bobbins from the bobbin to be used, measure 10 times per bobbin, and measure 10 times. The average value of n = 70 obtained by removing three large values from the measured values is set as a hook drop value. In the case of a woven fabric, three 1.3-m long woven fabrics are extracted in the length direction, and the warp or weft yarns from each woven fabric are loosened so that fluff does not occur and twisting does not occur. 10 measurements of warp or weft for the woven fabric
N = 2 which is the value obtained by deleting three large values from zero measurement values
The average value of 1 is defined as the warp or weft hook drop value. In addition, the weight of the wire and the cotton yarn is made as small as possible, and the total weight of the wire, the cotton yarn and the weight is 30 g.

【0029】このフックドロップ値が大きいほど強化繊
維マルチフィラメント糸は開繊、拡幅されやすい。但し
大きすぎると、マルチフィラメント糸としての形態保持
性がなくなり、織物の製織が困難になるため、大きい方
にも限界がある。集束性をフックドロップ値で上記のよ
うな範囲にすることにより、織物の形態で織糸の最適な
扁平状態が得られ、かつその扁平状態が維持される。
The larger the hook drop value is, the easier it is to open and widen the reinforcing fiber multifilament yarn. However, if the size is too large, the shape retention of the multifilament yarn is lost, and it becomes difficult to weave a woven fabric. By setting the convergence in the above range with the hook drop value, an optimum flat state of the woven yarn in the form of a woven fabric is obtained and the flat state is maintained.

【0030】たとえば炭素繊維糸を用いた織物とする場
合、一般的に炭素繊維はその製造工程において、切れた
フィラメントのローラへの巻き付きによる工程トラブル
を防ぐため、エアーをプリカーサの繊維束に吹き付け、
フィラメント同士を交絡させて、炭素繊維糸に集束性を
付与している。また、サイジング剤の付着量や炭素繊維
のフィラメント同士の接着により炭素繊維糸に集束性を
付与している。フィラメント同士の交絡度合い、サイジ
ング剤の付着量やサイジング剤による接着の度合いによ
ってこれら集束性の程度が決まるが、フックドロップ値
で100mm以下となり、集束性の程度が大きすぎる
と、炭素繊維の集束性が強すぎてハンドレイアップ成形
やプリプレグ加工の際、織物のたて糸およびよこ糸の幅
が拡がることがなく、炭素繊維糸間に形成される空隙に
樹脂のボイドが集中的に発生する。また、プリプレグに
加工する際に樹脂の含浸性が悪くなってしまい、高性能
なFRTPが得られない。また、フックドロップ値が
1,000mm以上であると、炭素繊維糸の集束性が悪
くなり製織中に毛羽が発生し、作業環境が悪くなるばか
りかFRTPの強度も低下する。
For example, in the case of a woven fabric using carbon fiber yarns, air is generally blown onto the fiber bundle of the precursor in the manufacturing process of the carbon fiber in order to prevent a process trouble due to winding of the cut filament around a roller in the manufacturing process.
The filaments are entangled with each other to give the carbon fiber yarn a bundle. In addition, the sizing agent is attached to the carbon fiber yarns by the amount of the sizing agent and the adhesion between the carbon fiber filaments. The degree of convergence is determined by the degree of entanglement between filaments, the amount of sizing agent attached, and the degree of adhesion by the sizing agent. However, if the hook drop value is 100 mm or less, and the degree of convergence is too large, the convergence of carbon fiber When hand lay-up molding or prepreg processing is performed, the width of the warp and weft yarns of the woven fabric does not increase, and voids of the resin are intensively generated in the voids formed between the carbon fiber yarns. In addition, the impregnating property of the resin during processing into a prepreg deteriorates, and high-performance FRTP cannot be obtained. On the other hand, if the hook drop value is 1,000 mm or more, the convergence of the carbon fiber yarn is deteriorated, fuzzing occurs during weaving, and not only the working environment is deteriorated, but also the strength of FRTP is reduced.

【0031】また、上記強化繊維マルチフィラメント糸
からなる織糸には、実質的に撚りがないことが好まし
い。ここで「実質的に撚りがない」とは、糸長1m当た
りに1ターン以上の撚りがない状態をいう。つまり、現
実的に無撚の状態をいう。
It is preferable that the woven yarn composed of the above-mentioned reinforcing fiber multifilament yarn has substantially no twist. Here, "substantially no twist" refers to a state in which there is no twist of one or more turns per 1 m of yarn length. That is, it is a state in which there is no twist.

【0032】織糸に撚りがあると、その撚部において
は、織糸内で糸幅方向に横断する繊維が存在して繊維を
強固に集合させることになるので、樹脂含浸性が低下す
る。また、その撚りがある部分で糸幅が狭く収束して分
厚くなり、製織された織物の表面に凹凸が発生する。こ
のため、製織された織物は、外力が作用した際にその撚
り部分に応力が集中し、FRTP等に成形した場合に強
度特性が不均一となってしまう。
If the woven yarn is twisted, in the twisted portion, there are fibers crossing in the yarn width direction in the woven yarn and the fibers are firmly aggregated, so that the resin impregnating property is reduced. Further, the yarn width becomes narrower and converges at the twisted portion to increase the thickness, and irregularities are generated on the surface of the woven fabric. For this reason, when the woven fabric is subjected to an external force, stress concentrates on the twisted portion, and when formed into FRTP or the like, the strength characteristics become non-uniform.

【0033】このような扁平糸であると、織糸間隔が大
きくて薄い織物が可能となる。したがって、たて糸とよ
こ糸の交錯部における拘束力が低いので容易に剪断変形
させることができる。また、剪断変形量は織糸の間隔と
糸の太さで決まるものであるから、織糸間隔が大きく、
しかも扁平糸であるから織糸断面がたとえば円形になる
まで変形させることができるので、剪断変形量は通常の
織物に比べ遙かに大きいわけである。そのようなことか
ら曲率の高い曲面に沿わせることが出来、複雑な形状に
も容易に沿わせることのできる織物となる。剪断変形量
の最適な値としては、バイアス方向の伸長率が25%以
上であることが望ましい。
With such a flat yarn, a thin woven fabric having a large yarn spacing can be obtained. Therefore, since the binding force at the crossing portion between the warp and the weft is low, it can be easily sheared. Also, since the amount of shear deformation is determined by the yarn spacing and yarn thickness, the yarn spacing is large,
In addition, since it is a flat yarn, it can be deformed until the cross section of the woven yarn becomes, for example, circular, so that the amount of shear deformation is much larger than that of a normal woven fabric. As a result, the fabric can be formed along a curved surface having a high curvature, and can be easily formed along a complicated shape. As the optimal value of the amount of shear deformation, it is desirable that the elongation ratio in the bias direction is 25% or more.

【0034】また、扁平糸と熱可塑性繊維糸やスリット
ヤーンとを積層させ薄い織物としているので、この織物
を加熱して熱可塑性樹脂を溶融させると、自然と強化繊
維に均一に含浸していき、従来方法のように樹脂が偏在
した部分が発生するようなことがなく、性能の高いFR
TPが得られる。
Further, since the flat yarn and the thermoplastic fiber yarn or the slit yarn are laminated to form a thin woven fabric, when the woven fabric is heated to melt the thermoplastic resin, the reinforcing fibers naturally naturally impregnate. In addition, unlike the conventional method, there is no occurrence of a portion in which the resin is unevenly distributed, and a high performance FR is obtained.
TP is obtained.

【0035】また、織物基材が扁平な織糸で構成されて
いても、その織糸にサイジング剤が強固に付着していた
り、あるいは強化繊維の交絡が強い場合には、樹脂の含
浸性を阻害するおそれがある。しかし、フックドロップ
値を100mm以上とすることにより、織物の状態で強
化繊維糸が開繊、拡幅されており、樹脂の含浸性を極め
て良好に保つことができる。
Even when the woven fabric substrate is made of a flat woven yarn, if the sizing agent is firmly attached to the woven yarn or the entanglement of the reinforcing fibers is strong, the impregnating property of the resin is reduced. There is a risk of inhibition. However, by setting the hook drop value to 100 mm or more, the reinforcing fiber yarn is spread and widened in a woven state, and the impregnating property of the resin can be kept extremely good.

【0036】上記のような扁平な強化繊維マルチフィラ
メント糸は、その糸厚みが0.07〜0.2mm、糸幅
/糸厚み比が30以上であることが好ましい。糸厚みが
上記範囲未満であると、薄すぎて扁平糸の形態を保持す
るのが困難となり、上記範囲を越えると、クリンプを小
さく抑えることが困難となる。また、糸幅/糸厚み比が
30未満であると、扁平糸の形態の維持と同時にクリン
プを抑えることの両方を同時に達成すること、および上
述のようなフックドロップ値の達成が難しくなる。糸幅
/糸厚み比の上限は特に限定しないが、上記フックドロ
ップ値を考慮しつつ、現実の製織工程の行い易さを考慮
すると、上限値は150程度である。また、糸幅として
は、4〜16mmの範囲程度が製織しやすい。
It is preferable that the flat reinforcing fiber multifilament yarn as described above has a yarn thickness of 0.07 to 0.2 mm and a yarn width / yarn thickness ratio of 30 or more. If the yarn thickness is less than the above range, it is too thin to maintain the shape of the flat yarn, and if it exceeds the above range, it becomes difficult to suppress the crimp to a small value. Further, when the yarn width / yarn thickness ratio is less than 30, it is difficult to simultaneously achieve both the maintenance of the flat yarn form and the suppression of the crimp, and the achievement of the above-described hook drop value. Although the upper limit of the yarn width / yarn thickness ratio is not particularly limited, the upper limit is about 150 in consideration of the hook drop value and the easiness of the actual weaving process. In addition, the yarn width is preferably in the range of about 4 to 16 mm for easy weaving.

【0037】本発明に係る織物は前述の如く各種織組織
を採ることが可能であるが、たとえば上記のような扁平
な強化繊維マルチフィラメント糸を含む織糸をたて糸お
よびよこ糸とする平織物とする場合には、織物厚みが
0.15〜0.6mm、織物目付が150〜400g/
2 であることが好ましい。
The woven fabric according to the present invention can have various woven structures as described above. For example, the woven yarn including the above-mentioned flat reinforcing fiber multifilament yarn is a plain woven fabric having a warp yarn and a weft yarn. In this case, the fabric thickness is 0.15 to 0.6 mm, and the fabric weight is 150 to 400 g /
m 2 is preferred.

【0038】上記織物において、強化繊維マルチフィラ
メント糸を炭素繊維糸とする場合には、該炭素繊維糸の
炭素繊維数が5,000〜24,000本、繊度が3,
000〜20,000デニールであることが好ましい。
In the above woven fabric, when the reinforcing fiber multifilament yarn is a carbon fiber yarn, the carbon fiber yarn has 5,000 to 24,000 carbon fibers and a fineness of 3,
It is preferably from 000 to 20,000 denier.

【0039】また、上述の織物の形態とする場合で、か
つ、扁平な強化繊維マルチフィラメント糸が炭素繊維糸
からなる場合、炭素繊維糸でみた織物目付と炭素繊維糸
の繊度とが次式の関係を満たし、かつ、炭素繊維糸の占
めるカバーファクターが95%以上であることが好まし
い。 W=k・D1/2 但し、W:織物目付(g/m2 ) k:比例定数(1.6〜3.5) D:炭素繊維糸の繊度(デニール)
Further, in the case of the above-mentioned woven fabric form, and when the flat reinforcing fiber multifilament yarn is made of carbon fiber yarn, the woven fabric weight and the fineness of the carbon fiber yarn viewed from the carbon fiber yarn are expressed by the following formula. Preferably, the relationship is satisfied, and the cover factor occupied by the carbon fiber yarn is 95% or more. W = k · D 1/2 where, W: fabric basis weight (g / m 2) k: proportional constant (1.6 to 3.5) D: fineness of the carbon fiber yarns (deniers)

【0040】このような高いカバーファクターの織物に
することにより、炭素繊維充填密度の高い炭素繊維強化
樹脂材料が得られ、また、炭素繊維強化樹脂材料にした
場合に樹脂の偏在した部分が存在することがなく、炭素
繊維が均一に分散し、高い強度、弾性率の材料となり、
炭素繊維材料の最大の特徴である高い比強度、比弾性率
が十分に発揮される。
By using a woven fabric having such a high cover factor, a carbon fiber reinforced resin material having a high carbon fiber filling density can be obtained, and when the carbon fiber reinforced resin material is used, there are unevenly distributed portions of the resin. Without dispersing the carbon fiber evenly, it becomes a material of high strength and elastic modulus,
High specific strength and specific elastic modulus, which are the most characteristic features of carbon fiber materials, are sufficiently exhibited.

【0041】なお、上記のような扁平糸自身の作成方法
としては、たとえば、強化繊維糸の製造工程において、
複数の強化繊維からなる繊維束をロール等で所定の幅に
拡げ、扁平な形状にしてそのまま保持するか、あるいは
元に戻らないようにサイジング剤等で形態を保持させれ
ばよい。とくに、扁平形状を良好に保持するためには、
扁平糸に0.5〜2.0重量%程度の小量のサイジング
剤を付着させておくことが好ましい。
As a method for producing the flat yarn as described above, for example, in the manufacturing process of the reinforcing fiber yarn,
A fiber bundle composed of a plurality of reinforcing fibers may be spread to a predetermined width by a roll or the like, and may be held in a flat shape or may be held in a sizing agent or the like so as not to return to the original shape. In particular, to maintain the flat shape well,
It is preferable that a small amount of about 0.5 to 2.0% by weight of a sizing agent is adhered to the flat yarn.

【0042】また、前述の如く、強化繊維マルチフィラ
メント糸を炭素繊維糸とする場合、撚りがなく、繊度が
3,000〜20,000デニールの炭素繊維糸が好ま
しが、糸の繊度は最終成形品の厚みやコストにより決め
ればよいものである。特に製造コストの低い繊度の大き
い炭素繊維糸が好ましい。
As described above, when the reinforcing fiber multifilament yarn is a carbon fiber yarn, a carbon fiber yarn having no twist and a fineness of 3,000 to 20,000 denier is preferred, but the fineness of the yarn is final. It may be determined according to the thickness and cost of the molded product. Particularly, a carbon fiber yarn having a small fineness and a low production cost is preferable.

【0043】このとき、織糸を構成する炭素繊維として
は直径が5〜10ミクロンμmで、JIS−R7601
に基づく引張破断伸度が1.5〜2.3%、引張破断強
度が200〜800kg・f/mm2 、引張弾性率が2
0,000〜70,000kg・f/mm2 のものが好
ましい。このような炭素繊維を用いることにより、高い
力学的特性を有したCFRTPが得られる。
At this time, the carbon fiber constituting the woven yarn has a diameter of 5 to 10 μm and is JIS-R7601.
The tensile elongation at break is 1.5 to 2.3%, the tensile strength at break is 200 to 800 kg · f / mm 2 , and the tensile modulus is 2
It is preferably from 000 to 70,000 kg · f / mm 2 . By using such a carbon fiber, CFRTP having high mechanical properties can be obtained.

【0044】上述のような織物からなる繊維強化熱可塑
性樹脂成形用材料は次のように製造される。すなわち、
本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料の製造方
法は、扁平な強化繊維のマルチフィラメント糸と、熱可
塑性のマルチフィラメント糸または熱可塑性樹脂からな
スリットヤーンとを積層し、この積層体をたて糸とよ
こ糸の少なくとも一方として、前記強化繊維マルチフィ
ラメント糸の体積含有率が30〜70%となるように
物を製織することを特徴とする方法からなる。
The material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin comprising a woven fabric as described above is produced as follows. That is,
The method for producing a fiber-reinforced thermoplastic resin molding material according to the present invention comprises a flat reinforcing fiber multifilament yarn and a thermoplastic multifilament yarn or a thermoplastic resin.
And the laminated body is used as at least one of a warp yarn and a weft yarn.
A method of weaving the woven fabric so that the volume content of the lament yarn is 30 to 70% .

【0045】たとえば図3に示すように、従来のレピア
織機を使用し、無撚の扁平な強化繊維糸10を解舒撚が
入らないように横取り解舒して扁平な(横長の)綜絖1
1のメール11aに供給する。同時にその強化繊維糸1
0の上方に重なるように熱可塑性繊維からなる糸条12
を供給し、これら積層された糸条をたて糸13とする。
For example, as shown in FIG. 3, using a conventional rapier loom, a flat (horizontally long) heald 1 is unwound by unraveling untwisted flat reinforcing fiber yarn 10 so as to prevent untwisting.
1 mail 11a. At the same time, the reinforcing fiber yarn 1
Yarn 12 made of thermoplastic fiber so as to overlap above
And the laminated yarns are used as warp yarns 13.

【0046】このとき、強化繊維糸10と熱可塑性樹脂
糸12の供給角度に差をつけておくとよい。また図4に
示すように綜絖メール11aを上下に分離させておく
と、強化繊維糸10の扁平状態が確実に保たれるのでよ
り好ましい。また、熱可塑性繊維糸12も出来る限り扁
平状で供給する方が熱溶融させた際に均一に含浸しやす
いので好ましいが、強化繊維糸10より狭い幅であって
溶融時に扁平な強化繊維糸10上で流動するからそれほ
ど障害にはならない。
At this time, it is preferable to make a difference between the supply angles of the reinforcing fiber yarn 10 and the thermoplastic resin yarn 12. It is more preferable that the heald mail 11a is vertically separated as shown in FIG. 4 because the flat state of the reinforcing fiber yarn 10 is reliably maintained. Also, it is preferable to supply the thermoplastic fiber yarn 12 in a flat shape as much as possible because it is easy to uniformly impregnate the material when the material is melted by heat. It doesn't hinder much because it flows above.

【0047】次いで、扁平な強化繊維糸14と熱可塑性
繊維糸15との積層体からなるよこ糸16においては、
よこ糸ボビンを回転させながら横取りで引取るためのニ
ップ式の供給装置(図示略)、ならびによこ糸の間欠供
給に対してよこ糸を貯溜させるプーリング装置(図示
略)により、よこ糸に解舒撚が入らないようにして、し
かも扁平状が捩じれることのないようにして、筬17を
通され開閉運動されるたて糸13間にレピア18により
供給する。この熱可塑性繊維糸15は、たて糸と同様の
方法で供給するのが好ましいが、前記ニップ式の供給装
置やよこ糸を貯溜させるプーリング装置を使用せずに強
化繊維糸14と上下の関係になるよう2つのガイドを設
けて供給させてもよい。
Next, in a weft yarn 16 composed of a laminate of a flat reinforcing fiber yarn 14 and a thermoplastic fiber yarn 15,
A nip-type supply device (not shown) for picking up the weft yarn while rotating the weft bobbin, and a pooling device (not shown) for storing the weft yarn during intermittent supply of the weft yarn do not cause untwisting of the weft yarn. In this way, the rapier 18 feeds the warp yarns 13 which are passed through the reed 17 and opened and closed so that the flat shape is not twisted. The thermoplastic fiber yarn 15 is preferably supplied in the same manner as the warp yarn. However, the thermoplastic fiber yarn 15 has a vertical relationship with the reinforcing fiber yarn 14 without using the nip-type supply device or the pooling device for storing the weft yarn. Two guides may be provided and supplied.

【0048】前述のような織物からなる繊維強化熱可塑
性樹脂成形用材料を用いて、本発明に係るFRTPが成
形される。本発明に係るFRTPにおいては、強化繊維
糸に熱可塑性繊維糸またはスリットヤーンが積層されて
いるので、そのまま加熱下で加圧することにより、熱可
塑性繊維糸またはスリットヤーンが溶融し強化繊維中に
含浸されてFRTPが成形される。
The FRTP according to the present invention is molded by using the fiber-reinforced thermoplastic resin molding material made of a woven fabric as described above. In the FRTP according to the present invention, since the thermoplastic fiber yarn or the slit yarn is laminated on the reinforcing fiber yarn, the thermoplastic fiber yarn or the slit yarn is melted and impregnated into the reinforcing fiber by directly pressing under heating. Then, the FRTP is formed.

【0049】織糸が強化繊維糸と熱可塑性繊維糸または
スリットヤーンとの積層構成をとっているため、強化繊
維糸間ピッチは、強化繊維糸の糸幅と略同等のピッチと
でき、織糸間の目の詰まった高い強化繊維糸のカバーフ
ァクターを維持しつつ成形できる。したがって、成形さ
れた状態においても、強化繊維が全体にわたって均一に
分布するこになり、樹脂リッチな部分やボイドの発生が
抑えられ、均一かつ高強度のFRTPが得られる。
Since the woven yarn has a laminated structure of the reinforcing fiber yarn and the thermoplastic fiber yarn or the slit yarn, the pitch between the reinforcing fiber yarns can be substantially equal to the yarn width of the reinforcing fiber yarn. Molding can be performed while maintaining a high reinforcing fiber yarn cover factor with a tight gap between them. Therefore, even in a molded state, the reinforcing fibers are uniformly distributed throughout, and the generation of resin-rich portions and voids is suppressed, and uniform and high-strength FRTP can be obtained.

【0050】また、前述の如き扁平な実質的に撚りがな
い強化繊維マルチフィラメント糸を用いることにより、
極めて良好な樹脂含浸性とともに、成形の際の型への良
好なフィット性が得られる。また、織物は、その織糸の
クリンプが小さいので凹凸が小さく、成形されたFRT
Pも表面の平滑なものが得られる。
Further, by using the flat and substantially twistless reinforcing fiber multifilament yarn as described above,
A very good resin impregnating property and a good fit to a mold at the time of molding are obtained. Further, the woven fabric has a small unevenness due to the small crimp of the yarn, and the formed FRT
P also has a smooth surface.

【0051】[0051]

【実施例】【Example】

実施例1 糸幅が6.5mmの扁平な東レ(株)社製 炭素繊維マ
ルチフィラメント“トレカ”T700S−12K(繊度
7,200デニール)と東レ(株)社製 ナイロンマル
チフィラメント“アラミン”840−96−700(8
40デニール)を準備し、レピア織機を用いて以下の方
法にしたがってたて糸およびよこ糸を供給しながら平織
組織で、それぞれ織密度が1.25本/cmで製織し
た。
Example 1 A flat carbon fiber multifilament "Treca" T700S-12K (fineness: 7,200 denier) manufactured by Toray Industries, Ltd. having a flat yarn width of 6.5 mm and a nylon multifilament "Alamine" 840- manufactured by Toray Industries, Inc. 96-700 (8
40 denier) was prepared, and woven at a weave density of 1.25 yarns / cm in a plain weave structure while supplying warp and weft yarns using a rapier loom according to the following method.

【0052】まず、たて糸の炭素繊維糸は横取りで解舒
し、炭素繊維の扁平状を保持しながら横長矩形とした綜
絖メールに供給した。ナイロン糸は炭素繊維糸との体積
割合が50%になるよう、6本引き揃えて、炭素繊維糸
より上方から前記綜絖の上側のメールに供給した。一
方、よこ糸に関しては織機の回転と同期したよこ糸供給
ニップローラーにより横取り方式で、一定速度で引取り
ながら解舒させ、よこ糸の間欠給糸に対して作用する貯
溜装置で弛みが生じるのを防止し、扁平な炭素繊維糸が
捩じれないようにレピアによって供給した。ナイロン糸
においては、たて糸と同様、6本引き揃えて通常のテン
サーおよびガイドを経て、前記扁平な炭素繊維織糸の上
に配置させレピアに把持させるようにして供給した。ま
た、用いた炭素繊維糸は無撚であって、荷重30gのフ
ックドロップ値は220mmであった。
First, the carbon fiber yarn of the warp yarn was unwound in a horizontal direction, and supplied to a heald mail having a horizontally long rectangular shape while keeping the flat shape of the carbon fiber. Six nylon yarns were drawn together so that the volume ratio with the carbon fiber yarn became 50%, and supplied to the mail above the heddle from above the carbon fiber yarn. On the other hand, the weft yarn is unwound while being picked up at a constant speed by a weft supply nip roller synchronized with the rotation of the weaving machine, preventing slack from occurring in the storage device acting on the intermittent weft yarn. The flat carbon fiber yarn was supplied by rapier so as not to be twisted. As with the warp yarns, six nylon yarns were arranged in a line, passed through a normal tensor and a guide, arranged on the flat carbon fiber woven yarn, and supplied by a rapier. The carbon fiber yarn used was non-twisted, and the hook drop value at a load of 30 g was 220 mm.

【0053】得られた織物は、カバーファクターが97
%と織糸の空隙部が殆どない目の詰まった織物で、ナイ
ロン糸は、扁平な炭素繊維糸の上に積層されて配置され
ている。この織物を、(0°、90°)/(±45°)
/(±45°)/(0°、90°)と4枚を交差積層
し、プレス成形法を用いて、厚み0.9mmの硬化板を
得た。なお成形時の加圧力は30kg/cm2 、加圧温
度は260℃で成形を行った。
The obtained woven fabric has a cover factor of 97.
% And a tightly woven fabric having almost no voids in the woven yarn, and the nylon yarn is arranged by being laminated on the flat carbon fiber yarn. This woven fabric is (0 °, 90 °) / (± 45 °)
/ (± 45 °) / (0 °, 90 °) were cross-laminated, and a 0.9 mm thick cured plate was obtained by press molding. The molding was performed at a pressing force of 30 kg / cm 2 and a pressing temperature of 260 ° C.

【0054】得られた硬化板にはボイドはなく、炭素繊
維も均一に分散し、表面が滑らかな硬化板であった。そ
の板をJIS−K7073のCFRPの引張試験法に準
拠して引張強度を測定した。その結果を引張散性率と共
に表1に示す。
The obtained cured plate had no voids, the carbon fibers were uniformly dispersed, and the cured plate had a smooth surface. The tensile strength of the plate was measured according to the JIS-K7073 CFRP tensile test method. The results are shown in Table 1 together with the tensile dispersibility.

【0055】比較例1 比較のために、東レ(株)社製 炭素繊維マルチフィラ
メント“トレカ“T700S−12K(繊度7,200
デニール)と東レ(株)社製 ナイロンマルチフィラメ
ント“アミラン”840−96−700(840デニー
ル)を準備し、レピア織機を用い、炭素繊維糸1本とナ
イロン糸6本を引き揃えて、以下に説明する通常の製織
法により製織した。
Comparative Example 1 For comparison, a carbon fiber multifilament “Torayca” T700S-12K (fineness 7,200) manufactured by Toray Industries, Inc.
Denier) and Toray Industries Co., Ltd. nylon multifilament "Amilan" 840-96-700 (840 denier) are prepared, and one carbon fiber yarn and six nylon yarns are aligned using a rapier loom. It was woven by the usual weaving method described.

【0056】織物組織は平織で、たて糸およびよこ糸密
度は、炭素繊維糸と引き揃えた6本のナイロン糸を一つ
の単位として1.25本/cmとした。たて糸は、炭素
繊維糸と6本のナイロン糸引きそろえた糸束を同じ綜絖
のメールに供給し、前記綜絖を1本交互に上下させて開
口をつくり、その開口部によこ糸として炭素繊維糸と6
本のナイロン糸引き揃え糸束を一緒に供給して製織し
た。
The woven fabric was plain weave, and the warp and weft density was 1.25 / cm, with one unit of six nylon yarns aligned with carbon fiber yarns. For the warp yarn, a yarn bundle in which carbon fiber yarns and six nylon yarns are aligned is supplied to the same heald mail, and one heald is alternately moved up and down to form an opening, and the opening is formed with carbon fiber yarn as weft yarn. 6
A bundle of nylon thread-pulled yarns was fed together and woven.

【0057】得られた織物は、炭素繊維糸とナイロン糸
が、またはそれぞれが一体となって集束し、目の粗いメ
ッシュ状の織物であった。また、炭素繊維糸とナイロン
糸はそれぞれ張力の掛かり方が異なるために、それぞれ
独立して、互いに並行したり捩じれたりしながら存在し
ており、特に両者または炭素繊維糸が捩じれている部分
においては厚くなっていた。
The obtained woven fabric was a mesh-like woven fabric in which carbon fiber yarns and nylon yarns, or each of them were bundled together, were open. In addition, since the carbon fiber yarn and the nylon yarn are applied with different tensions, they exist independently of each other while being parallel or twisted, especially in a portion where both or the carbon fiber yarn is twisted. It was thick.

【0058】この織物を実施例1と同様に、(0°、9
0°)/(±45°)/(±45°)/(0°、90
°)と4枚を交差積層し、プレス成形法を用いて、厚み
1.2mmの硬化板を得た。織物の状態において、マト
リクスとなるナイロン糸は主に炭素繊維糸間に存在する
ため、そのナイロン糸が熱溶融しても炭素繊維間へ入り
込むためには移動距離が大きく、また溶融したナイロン
に圧力が及ばないため含浸不良が見られた。得られた硬
化板は、上記の理由により、炭素繊維糸間に樹脂が欠け
たところ多く存在し、炭素繊維部分にもボイドが多く発
生した。その硬化板を実施例1と同様にJIS−K70
73のCFRPの引張試験法に準拠して引張強度を測定
した。その結果を引張弾性率と共に表1に示す。
The woven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 (0 °, 9 °).
0 °) / (± 45 °) / (± 45 °) / (0 °, 90
°) and four sheets were cross-laminated, and a 1.2 mm thick cured plate was obtained by press molding. In the woven state, the nylon yarn serving as the matrix is mainly present between the carbon fiber yarns. , Impregnation failure was observed. For the above-described reason, the obtained cured plate had many portions where the resin was missing between the carbon fiber yarns, and many voids were also generated in the carbon fiber portion. The cured plate was JIS-K70 in the same manner as in Example 1.
The tensile strength was measured according to the tensile test method of No. 73 CFRP. The results are shown in Table 1 together with the tensile modulus.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】表1からも分かるように、本発明の織物基
材によると樹脂の含浸性が優れ、高い引張特性が得られ
た。
As can be seen from Table 1, according to the woven fabric substrate of the present invention, resin impregnation was excellent and high tensile properties were obtained.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の繊維強化
熱可塑性樹脂成形用材料およびその製造方法によるとき
は、織物基材の織糸を、単なる引き揃えではなく、強化
繊維マルチフィラメント糸と熱可塑性のマルチフィラメ
ント糸またはスリットヤーンとの積層体としたので、成
形の時の型に沿わせる際、非常に剪断変形能に優れてお
り、曲率の大きい複雑な曲面の型に沿わせることがで
き、成形が大変容易であるばかりか、樹脂の含浸性が優
れているので物性の均一化や成形時間の短縮にもなる
し、また、強化繊維の高いカバーファクター、高い体積
含有率の達成が可能となり、高く均一な力学的特性を有
したFRTPを得ることができる。
As described above, when the material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin and the method for producing the same according to the present invention, the woven yarn of the woven fabric base material is not simply aligned but is reinforced with a multifilament yarn of reinforced fiber. Since it is a laminate with thermoplastic multi-filament yarn or slit yarn, it has a very high shear deformation capability when it is made to conform to the mold at the time of molding, and it can conform to a complex curved mold with a large curvature. Not only is it easy to mold, but also because of its excellent resin impregnation, it can make the properties uniform and shorten the molding time.Also, it is possible to achieve a high cover factor and a high volume content of the reinforcing fiber. This makes it possible to obtain FRTP having high and uniform mechanical properties.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施態様に係る繊維強化熱可塑性樹
脂成形用材料の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の別の実施態様に係る繊維強化熱可塑性
樹脂成形用材料の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a fiber-reinforced thermoplastic resin molding material according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料
の製造方法の一例を示す、織機の部分斜視図である。
FIG. 3 is a partial perspective view of a loom, showing an example of a method for producing a material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to the present invention.

【図4】図3の装置の部分拡大縦断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged longitudinal sectional view of the device of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、13 たて糸 2、10、14 扁平な強化繊維マルチフィラメント糸 3、12、15 熱可塑性のマルチフィラメント糸 4、16 よこ糸 5 熱可塑性のスリットヤーン 11 綜絖 11a 綜絖メール 1,13 Warp yarn 2,10,14 Flat reinforcing fiber multifilament yarn 3,12,15 Thermoplastic multifilament yarn 4,16 Weft yarn 5 Thermoplastic slit yarn 11 Heald 11a Heald mail

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−289243(JP,A) 特開 昭63−315638(JP,A) 特開 平4−270657(JP,A) 特開 平4−281037(JP,A) 特開 平6−136632(JP,A) 特開 平7−118988(JP,A) 特開 平7−300738(JP,A) 実開 昭59−61283(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D03D 1/00 - 27/18 C08J 5/24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-289243 (JP, A) JP-A-63-115638 (JP, A) JP-A-4-270657 (JP, A) JP-A-4- 281037 (JP, A) JP-A-6-136632 (JP, A) JP-A-7-118988 (JP, A) JP-A-7-300738 (JP, A) Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 59-61283 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) D03D 1/00-27/18 C08J 5/24

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 扁平な強化繊維のマルチフィラメント糸
が織物のたて糸およびよこ糸として交錯し、前記たて糸
およびよこ糸の少なくとも一方の強化繊維マルチフィラ
メント糸の両扁平面の少なくとも一面に、加熱成形によ
り繊維強化熱可塑性樹脂のマトリクスとなる熱可塑性の
マルチフィラメント糸または熱可塑性樹脂からなるスリ
ットヤーンが積層されており、前記強化繊維マルチフィ
ラメント糸の体積含有率が30〜70%であることを特
徴とする繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料。
1. A multifilament yarn of a flat reinforcing fiber.
Are interlaced as warp and weft of the fabric,
And / or weft reinforcing fiber multifilament
At least one of the two flat surfaces of the
Ri and Sri made of a thermoplastic multifilament yarn or a thermoplastic resin as a matrix of fiber-reinforced thermoplastic resin <br/> Ttoyan is laminated, the reinforcing fibers Maruchifi
The volume content of the lament yarn is 30 to 70%.
Fiber-reinforced thermoplastic resin molding material according to symptoms.
【請求項2】 前記織物が平組織されてなる、請求項1
の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料。
2. The fabric according to claim 1, wherein the fabric has a flat structure.
Material for molding fiber-reinforced thermoplastic resin.
【請求項3】 強化繊維の占めるカバーファクターが9
0%以上である、請求項1または2の繊維強化熱可塑性
樹脂成形用材料。
3. The cover factor occupied by the reinforcing fibers is 9
The material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to claim 1, which is 0% or more.
【請求項4】 前記強化繊維マルチフィラメント糸の片
面に前記熱可塑性のマルチフィラメント糸またはスリッ
トヤーンが積層されている、請求項1ないし3のいずれ
かに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料。
4. A piece of said reinforcing fiber multifilament yarn.
The thermoplastic multifilament yarn or slip
The material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to any one of claims 1 to 3, wherein a yarn is laminated .
【請求項5】 前記強化繊維マルチフィラメント糸の
面に前記熱可塑性のマルチフィラメント糸またはスリッ
トヤーンが積層されている、請求項1ないしのいずれ
かに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料。
Wherein both of said reinforcing fiber multifilament yarn
The fiber-reinforced thermoplastic resin molding material according to any one of claims 1 to 3 , wherein the thermoplastic multifilament yarn or slit yarn is laminated on a surface .
【請求項6】 前記熱可塑性のマルチフィラメント糸ま
たはスリットヤーンの両面に前記強化繊維マルチフィラ
メント糸が積層されている、請求項1ないしのいずれ
かに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料。
6. The thermoplastic multifilament yarn.
Or slit yarn on both sides
The fiber-reinforced thermoplastic resin molding material according to any one of claims 1 to 3 , wherein a material yarn is laminated.
【請求項7】 前記強化繊維マルチフィラメント糸1本
に対して前記熱可塑性のマルチフィラメント糸またはス
リットヤーンが複数本積層されている、請求項1ないし
のいずれかに記載の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材
料。
7. One reinforced fiber multifilament yarn.
The thermoplastic multifilament yarn or yarn
A plurality of lit yarns are stacked.
7. The material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to any one of 6 .
【請求項8】 前記強化繊維マルチフィラメント糸が、
集束性がフックドロップ値で100〜1,000mmの
範囲の、扁平で実質的に撚りがないマルチフィラメント
糸である、請求項1ないし7のいずれかに記載の繊維強
化熱可塑性樹脂成形用材料。
8. The multi-filament yarn for reinforcing fibers ,
Convergence is 100-1,000mm in hook drop value
Range, flat, virtually twist-free multifilament
The material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to any one of claims 1 to 7 , which is a yarn .
【請求項9】 前記強化繊維マルチフィラメント糸の糸
厚みが0.07〜0 .2mm、糸幅/糸厚み比が30以
上である、請求項8の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材
料。
9. The yarn of the reinforcing fiber multifilament yarn .
The thickness is 0.07-0 . 2mm, yarn width / thickness ratio is 30 or more
The fiber-reinforced thermoplastic resin molding material according to claim 8, which is above .
【請求項10】 織物厚みが0.15〜0.6mm、織
物目付が150〜400g/m 2 である、請求項8また
は9の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料。
10. A woven fabric having a woven fabric thickness of 0.15 to 0.6 mm,
Object basis weight is 150 and 400 / m 2, also claim 8
9 is a fiber-reinforced thermoplastic resin molding material.
【請求項11】 前記強化繊維マルチフィラメント糸が
炭素繊維糸である、請求項1ないし10のいずれかに記
の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材料。
11. The multi-filament reinforced fiber yarn
The method according to any one of claims 1 to 10, which is a carbon fiber yarn.
Fiber-reinforced thermoplastic resin molding material of the mounting.
【請求項12】 前記炭素繊維糸の炭素繊維数が5,0
00〜24,000本、繊度が3,000〜20,00
0デニールである、請求項11の繊維強化熱可塑性樹脂
成形用材料。
12. The carbon fiber yarn having a carbon fiber number of 5,0.
00-24,000, fineness 3,000-20,000
The fiber-reinforced thermoplastic resin molding material according to claim 11, which has 0 denier .
【請求項13】 前記炭素繊維糸でみた織物目付と前記
炭素繊維糸の繊度とが次式の関係を満たし、かつ、炭素
繊維糸の占めるカバーファクターが95%以上である、
請求項11または12の繊維強化熱可塑性樹脂成形用材
料。W=k・D 1/2 但し、W:織物目付(g/m 2 k:比例定数(1.6〜3.5) D:炭素繊維糸の繊度(デニール)
13. The fabric weight per unit area as viewed from the carbon fiber yarn , and
The fineness of the carbon fiber yarn satisfies the following formula
The cover factor occupied by the fiber yarn is 95% or more.
The material for molding a fiber-reinforced thermoplastic resin according to claim 11 . W = k · D 1/2 where, W: fabric basis weight (g / m 2) k: proportional constant (1.6 to 3.5) D: fineness of the carbon fiber yarns (deniers)
【請求項14】 扁平な強化繊維のマルチフィラメント
糸と、熱可塑性のマルチフィラメント糸または熱可塑性
樹脂からなるスリットヤーンとを積層し、この積層体を
たて糸とよこ糸の少なくとも一方として、前記強化繊維
マルチフィラメント糸の体積含有率が30〜70%とな
るように織物を製織することを特徴とする、繊維強化熱
可塑性樹脂成形用材料の製造方法。
14. A multifilament of flat reinforcing fibers.
Yarn and thermoplastic multifilament yarn or thermoplastic
It is laminated with slit yarn made of resin, and this laminated body is
The reinforcing fibers as at least one of a warp and a weft;
The volume content of the multifilament yarn is 30 to 70%.
Fiber reinforced heat characterized by weaving a woven fabric
A method for producing a plastic resin molding material.
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