JP5157391B2 - Reinforced fiber substrate, laminate and fiber reinforced resin - Google Patents

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本発明は、強化繊維基材、積層体およびそれからなる繊維強化樹脂に関する。   The present invention relates to a reinforced fiber substrate, a laminate, and a fiber reinforced resin comprising the same.

より詳しくは、優れた取扱性およびマトリックス樹脂の優れた含浸性を有する強化繊維基材に関する。また、本発明は、優れた取扱性を有する強化繊維基材または積層体から成形された力学特性に優れた繊維強化樹脂に関する。   More specifically, the present invention relates to a reinforcing fiber base material having excellent handling properties and excellent impregnation properties of a matrix resin. Moreover, this invention relates to the fiber reinforced resin excellent in the mechanical characteristics shape | molded from the reinforced fiber base material or laminated body which has the outstanding handleability.

強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させた繊維強化樹脂は、優れた力学特性、軽量化等の要求特性を満たすことから主に航空、宇宙、スポーツ用途に用いられてきた。これらの代表的な製造方法として、オートクレーブ成形法が知られている。かかる成形法では、強化繊維束群にマトリックス樹脂を予め含浸させたプリプレグを、成形型に積層してオートクレーブにて加熱・加圧し、繊維強化樹脂を成形する。ここで用いるプリプレグは、それを用いると極めて信頼性の高い繊維強化樹脂が得られる利点があるが、製造に高いコストがかかる問題があった。   A fiber reinforced resin obtained by impregnating a reinforced fiber with a matrix resin has been used mainly for aviation, space, and sports applications because it satisfies the required characteristics such as excellent mechanical properties and light weight. As these typical production methods, an autoclave molding method is known. In such a molding method, a fiber reinforced resin is molded by laminating a prepreg in which a matrix resin is impregnated in advance into a group of reinforcing fiber bundles and laminating the prepreg on a mold and heating and pressing in an autoclave. The prepreg used here has an advantage that an extremely reliable fiber reinforced resin can be obtained when it is used, but there is a problem that the production costs are high.

一方、繊維強化樹脂の生産性に優れる成形法としては、例えばレジン・トランスファー・モールディング成形法(RTM)等の注入成形が挙げられる。かかるRTMは、マトリックス樹脂を予備含浸していない(ドライな)強化繊維束群で構成される布帛を、成形型に積層して、液状で低粘度のマトリックス樹脂を注入することにより、後からマトリックス樹脂を含浸・固化させて繊維強化樹脂を成形する。ところが、注入成形法は、繊維強化樹脂の生産性には優れるが、マトリックス樹脂が低粘度である必要があるため、プリプレグに用いられる高粘度のマトリックス樹脂から成形された繊維強化樹脂に比べて、力学特性に劣る問題があった。   On the other hand, examples of the molding method excellent in the productivity of the fiber reinforced resin include injection molding such as a resin transfer molding method (RTM). Such an RTM is obtained by laminating a fabric composed of bundles of reinforcing fibers not pre-impregnated with a matrix resin (dry) on a mold and injecting a liquid low-viscosity matrix resin into the matrix later. A fiber reinforced resin is formed by impregnating and solidifying the resin. However, the injection molding method is excellent in the productivity of the fiber reinforced resin, but since the matrix resin needs to have a low viscosity, compared to the fiber reinforced resin molded from the high viscosity matrix resin used for the prepreg, There was a problem with inferior mechanical properties.

係る問題に対し、強化繊維基材を積層したプリフォームの層間に間隙を有する熱可塑性樹脂層を配置する技術や、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂粒子とを配合した樹脂を織物上に塗布する技術により、注入成形によって得られる繊維強化樹脂の力学特性(耐層間剥離性や、層間破壊靭性等)が向上する技術が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。   In response to such a problem, by a technique of arranging a thermoplastic resin layer having a gap between layers of a preform laminated with a reinforcing fiber base material, or a technique of applying a resin blended with an epoxy resin and thermoplastic resin particles on a fabric Techniques have been proposed in which the mechanical properties (delamination resistance, delamination toughness, etc.) of the fiber reinforced resin obtained by injection molding are improved (see, for example, Patent Documents 1 to 4).

しかしながら、上記提案では、力学特性を向上させるために配置した熱可塑性樹脂層、またはエポキシ樹脂と熱可塑性樹脂粒子とを配合した樹脂等により、マトリックス樹脂の含浸性が大幅に低下する問題が引き起こし、本来の目的である高い生産性で繊維強化樹脂を得る課題を達成できずにいた。あるいは、含浸性を維持できても繊維強化樹脂の力学特性の向上が十分でない問題を引き起こしていた。すなわち、従来の技術には、ドライな布帛に付与した樹脂材料に関して、布帛の厚み方向の形態が、高い力学特性を発現するために特に重要な要因であるにも関わらず、そのことに関する記載は上記提案では全く開示されておらず、力学特性と、マトリックス樹脂の含浸性とを両立できる強化繊維基材、積層体は上記提案では達成されておらず、係る課題を両立する技術が求められている。
特開2002−249605号公報 国際公開第00/061363号パンフレット 特開2003−082117号公報 特開2005−022396号公報
However, in the above proposal, the thermoplastic resin layer arranged to improve the mechanical properties, or a resin blended with an epoxy resin and thermoplastic resin particles causes a problem that the impregnation property of the matrix resin is significantly reduced. The problem of obtaining fiber reinforced resin with high productivity, which is the original purpose, could not be achieved. Alternatively, even if the impregnation property can be maintained, the mechanical properties of the fiber reinforced resin are not sufficiently improved. That is, in the prior art, regarding the resin material applied to the dry fabric, although the configuration in the thickness direction of the fabric is a particularly important factor for expressing high mechanical properties, there is no description relating thereto. The above proposal is not disclosed at all, and the reinforced fiber base material and laminate capable of achieving both the mechanical properties and the impregnation property of the matrix resin are not achieved by the above proposal. Yes.
JP 2002-249605 A International Publication No. 00/061363 Pamphlet Japanese Patent Laid-Open No. 2003-082117 JP 2005-022396 A

本発明は、かかる従来技術の問題点の解決を目的とするものであり、具体的には、マトリックス樹脂の含浸性が良好で、力学特性(特に、衝撃付与後の圧縮強度等)に優れる繊維強化樹脂を生産性良く得られるだけでなく、取扱性(特に、形態安定性、積層する際のタック性等)に優れた強化繊維基材、積層体を提供せんとするものである。また、かかる強化繊維基材、積層体から得られる繊維強化樹脂を提供せんとするものである。   The object of the present invention is to solve such problems of the prior art. Specifically, the fiber has good matrix resin impregnation properties and excellent mechanical properties (particularly, compressive strength after application of impact). It is intended to provide a reinforced fiber base material and laminate that are not only capable of obtaining a reinforced resin with high productivity but also excellent in handleability (particularly, shape stability, tackiness when laminated). Further, the present invention intends to provide a fiber reinforced resin obtained from such a reinforced fiber base material and laminate.

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。   The present invention employs the following means in order to solve such problems.

(1)強化繊維糸条を並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群で構成される布帛と、少なくともその片側表面に布帛の2〜20重量%の範囲内で樹脂材料が間隙を有する形態で配置されている強化繊維基材であって、前記樹脂材料の個々のものは、前記強化繊維糸条の内の複数の単糸が前記樹脂材料を貫通する、厚みが15μm以上97μm以下の埋設部と、布帛の表面に厚みを有して存在する、平均厚みが10〜250μmの露出部とを有する形態で固定され、前記樹脂材料の埋設部の厚みは強化繊維基材を構成する布帛の厚みより薄く、かつ、樹脂材料の全投影面積の50〜100%が上記形態にて布帛の表面に固定されていることを特徴とする強化繊維基材。 (1) In a form in which a resin material has a gap within a range of 2 to 20% by weight of the fabric at least on one side surface of the fabric composed of a group of reinforcing fiber yarns formed by arranging reinforcing fiber yarns in parallel. The reinforced fiber base material, wherein each of the resin materials is a buried portion having a thickness of 15 μm or more and 97 μm or less, in which a plurality of single yarns of the reinforcing fiber yarns penetrate the resin material. And the thickness of the embedded portion of the resin material is the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber base, and the thickness of the buried portion of the resin material is fixed in a form having a thickness on the surface of the fabric and an exposed portion having an average thickness of 10 to 250 μm. A reinforcing fiber substrate characterized in that it is thinner and 50 to 100% of the total projected area of the resin material is fixed to the surface of the fabric in the above form.

(2)前記布帛の厚みが70〜400μmであり、かつ、前記樹脂材料の埋設部の厚み強化繊維基材を構成する布帛の厚みの50%以下の範囲内である、前記(1)に記載の強化繊維基材。 (2) the thickness of the fabric is 70~400Myuemu, and the thickness of the embedded portion of the resin material is in the range of 50% or less of the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber substrate, the (1) The reinforcing fiber substrate as described.

(3)前記樹脂材料が、布帛の表面に点在しており、かつ、布帛の表面からみた前記樹脂材料の平均直径が1mm以下である、前記(1)または(2)に記載の強化繊維基材。 Strengthening (3) the resin material, is scattered on the surface of the fabric, and the average diameter of the resin material as seen from the surface of the fabric is Ru der less 1 mm, according to (1) or (2) Fiber substrate.

(4)前記樹脂材料が、前記布帛の両表面に配置されている前記(1)〜(3)のいずれかに記載の強化繊維基材。   (4) The reinforcing fiber substrate according to any one of (1) to (3), wherein the resin material is disposed on both surfaces of the fabric.

(5)前記樹脂材料の主成分が、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリビニルフォルマール、フェノキシ樹脂およびポリカーボネートからなる群より選ばれる熱可塑性樹脂の1種または2種以上の混合物である、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の強化繊維基材。   (5) The main component of the resin material is one or a mixture of two or more thermoplastic resins selected from the group consisting of polyethersulfone, polyamide, polyvinyl formal, phenoxy resin and polycarbonate. The reinforcing fiber substrate according to any one of to (4).

(6)前記樹脂材料の主成分が、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステルおよびフェノールから選ばれる熱硬化性樹脂の1種または2種以上の混合物である、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の強化繊維基材。   (6) Any of the above (1) to (4), wherein the main component of the resin material is one or a mixture of two or more thermosetting resins selected from epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester and phenol A reinforcing fiber substrate according to any one of the above.

(7)前記樹脂材料のせん断速度1000/sにおける溶融粘度が100〜1000Pa・sの範囲内である、前記(1)〜(6)のいずれかに記載の強化繊維基材。   (7) The reinforcing fiber substrate according to any one of (1) to (6), wherein the resin material has a melt viscosity at a shear rate of 1000 / s in a range of 100 to 1000 Pa · s.

(8)前記布帛が、強化繊維糸条を一方向に並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群と、強化繊維糸条と交差する方向に延在する、繊度が強化繊維糸条の繊度の1/5以下である補助繊維糸条群とから構成される一方向性織物である、前記(1)〜(7)のいずれかに記載の強化繊維基材。   (8) The fabric extends in a direction intersecting with the reinforcing fiber yarns and the reinforcing fiber yarn group in which the reinforcing fiber yarns are aligned in parallel in one direction, and the fineness is the fineness of the reinforcing fiber yarns. The reinforcing fiber substrate according to any one of (1) to (7), which is a unidirectional woven fabric composed of an auxiliary fiber yarn group that is 1/5 or less.

(9)前記布帛が、一方向に配列された前記強化繊維糸条群と、異なる方向に一方向に配列された強化繊維糸条群とから構成される二方向性織物である、前記(1)〜(7)のいずれかに記載の強化繊維基材。   (9) The fabric is a bi-directional woven fabric composed of the reinforcing fiber yarn group arranged in one direction and the reinforcing fiber yarn group arranged in one direction in a different direction. )-Reinforcing fiber base material in any one of (7).

(10)前記布帛が、一方向に配列された前記強化繊維糸条と、異なる方向に一方向に配列された強化繊維糸条群との少なくとも2層以上が交差積層され、繊度が強化繊維糸条の1/5以下である補助繊維糸条群により縫合一体化されたステッチ基材である、前記(1)〜(7)のいずれかに記載の強化繊維基材。   (10) At least two layers of the reinforcing fiber yarns arranged in one direction and the reinforcing fiber yarn groups arranged in one direction in different directions are cross-laminated and the fineness is a reinforcing fiber yarn. The reinforcing fiber base material according to any one of (1) to (7), wherein the reinforcing fiber base material is a stitch base material that is stitched and integrated with an auxiliary fiber yarn group that is 1/5 or less of the length.

11)強化繊維として前記(1)〜(10)のいずれかに記載の強化繊維基材含む繊維強化樹脂。 ( 11 ) A fiber-reinforced resin comprising the reinforcing fiber substrate according to any one of (1) to (10) as a reinforcing fiber.

12)強化繊維体積含有率が53〜65%の範囲であり、SACMA−SRM−2R−94に記載されている衝撃付与後の常温圧縮強度が240MPa以上である、前記(11)に記載の繊維強化樹脂。 ( 12 ) The reinforcing fiber volume content is in the range of 53 to 65%, and the normal temperature compressive strength after impact application described in SACMA-SRM-2R-94 is 240 MPa or more, as described in ( 11 ) above. Fiber reinforced resin.

本発明の強化繊維基材または積層体によれば、布帛に付着した樹脂材料が強化繊維糸条の単糸を包埋して物理的に強固に結合しているため、特に衝撃付与後の圧縮強度の力学特性に優れる繊維強化樹脂を得ることができる。なお、この樹脂材料の強固な結合は、形態安定性、積層する際のタック性等の優れた取扱性にも寄与する。
また、本発明の強化繊維基材または積層体によれば、布帛または積層体の層間に付着した樹脂材料が間隙を有する形態で付着し、その平面内に樹脂材料の面積を増やすばかりではなく、厚み方向にも高さを増しているため、マトリックス樹脂の含浸性が良好で、繊維強化樹脂を生産性よく得ることができる。
かかる強化繊維基材または積層体にマトリックス樹脂を含浸することにより、力学特性に優れる繊維強化樹脂が生産性よく得られるのである。
According to the reinforcing fiber substrate or laminate of the present invention, the resin material attached to the fabric embeds the single yarn of the reinforcing fiber yarn and is physically and firmly bonded. A fiber reinforced resin excellent in mechanical properties of strength can be obtained. The strong bonding of the resin material also contributes to excellent handling properties such as form stability and tackiness when laminated.
In addition, according to the reinforcing fiber substrate or laminate of the present invention, the resin material attached between the layers of the fabric or laminate adheres in a form having a gap, and not only increases the area of the resin material in the plane, Since the height is also increased in the thickness direction, the impregnation property of the matrix resin is good, and the fiber reinforced resin can be obtained with high productivity.
By impregnating such a reinforcing fiber substrate or laminate with a matrix resin, a fiber reinforced resin having excellent mechanical properties can be obtained with high productivity.

本発明の強化繊維基材は、強化繊維糸条を並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群で構成される布帛と、少なくともその片側表面に布帛の2〜20重量%の範囲内で樹脂材料が間隙を有する形態で配置されている強化繊維基材であって、前記樹脂材料の個々のものは、前記強化繊維糸条の内の複数の単糸が前記樹脂材料を貫通する埋設部と、布帛の表面に厚みを有して存在する露出部とを有する形態で固定され、前記樹脂材料の埋設部厚みは強化繊維基材を構成する布帛の厚みより薄く、かつ、樹脂材料の全投影面積の50〜100%が上記態様にて布帛の表面に結合していることを特徴とするものである。   The reinforcing fiber base material of the present invention is a resin material in a range of 2 to 20% by weight of the fabric on the surface of at least one side surface of the fabric composed of reinforcing fiber yarns formed by arranging reinforcing fiber yarns in parallel. Is a reinforcing fiber base disposed in a form having a gap, and each of the resin materials includes an embedded portion in which a plurality of single yarns of the reinforcing fiber yarns penetrates the resin material; Fixed in a form having an exposed portion having a thickness on the surface of the fabric, the embedded portion thickness of the resin material being thinner than the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber substrate, and the total projected area of the resin material 50 to 100% is bonded to the surface of the fabric in the above-described manner.

本発明の強化繊維基材に用いられる布帛は、強化繊維糸条を並行するように引き揃えてなる強化繊維糸条群を含むものである。ここで、並行に引き揃えるとは、隣接する強化繊維糸条同士が、実質的に交差または交錯しない様に並べて配置することをいう。好ましくは隣接する強化繊維糸条同士が連続的に強化繊維糸条幅の20〜200%一定の間隔を隔てて配置し、または、強化繊維糸条幅を超えない範囲で一定の幅重複して配置することを指す。ここで、実質的に交差または交錯していないとは、繊維糸条に蛇行があって幅方向に重なっている部分が生じても、隣接する繊維糸条のいずれか細い方の繊維糸条幅を超えて重なっていない場合はこれに含まないということをいうものである。また、ここでの一定とは、幅や間隔が、その平均値から±50%の範囲に在ることをいう。さらに好ましくは、隣接する2本の強化繊維糸条を100mmの長さの範囲で直線に近似したとき、近似した直線が形成する角度が5°以下となるよう配置することであり、さらに好ましくは2°以下となるよう配置することである。ここで、糸条を直線に近似するとは、100mmの起点と終点とを結んで直線を形成することをいう。   The fabric used for the reinforcing fiber base of the present invention includes a group of reinforcing fiber yarns formed by aligning reinforcing fiber yarns in parallel. Here, arranging in parallel means arranging adjacent reinforcing fiber yarns side by side so as not to substantially intersect or cross each other. Preferably, adjacent reinforcing fiber yarns are continuously arranged at a constant interval of 20 to 200% of the reinforcing fiber yarn width, or arranged so as to overlap with a certain width within a range not exceeding the reinforcing fiber yarn width. Refers to that. Here, “substantially not intersecting or crossing” means that even if there is a meandering fiber yarn and an overlapping portion in the width direction occurs, it exceeds the fiber yarn width of the narrower one of the adjacent fiber yarns. If they do not overlap, it is not included in this. The term “constant” here means that the width and interval are within a range of ± 50% from the average value. More preferably, when two adjacent reinforcing fiber yarns are approximated to a straight line within a length range of 100 mm, the angle formed by the approximated straight line is arranged to be 5 ° or less, more preferably It is arrange | positioning so that it may become 2 degrees or less. Here, approximating the yarn to a straight line means that a straight line is formed by connecting a starting point and an end point of 100 mm.

布帛の形態としては、布帛として取扱が可能なものであれば、任意の形態のものを適用することができ、織物、編物、シート、等の種々の形態が挙げられる。例えば、強化繊維糸条が並行に引き揃えられた状態において、補助繊維糸条を強化繊維糸条の配列方向と直交または斜め方向に交錯するよう挿入された織組織でもよいし、補助繊維糸条がたて編(例えば、1/1トリコット編組織等)またはよこ編で配置している編組織であってもよいし、支持体(粒子、メッシュ、不織布、織布、編物、など)により形態保持された不織組織であってもよいし、またその組合せでもよい(詳細は後述)。   As a form of the cloth, any form can be applied as long as it can be handled as a cloth, and various forms such as a woven fabric, a knitted fabric, and a sheet can be used. For example, in a state where the reinforcing fiber yarns are aligned in parallel, the auxiliary fiber yarns may be a woven structure inserted so as to cross the reinforcing fiber yarns in a direction orthogonal or oblique to the arrangement direction of the reinforcing fiber yarns, or the auxiliary fiber yarns It may be a warp knitting (for example, 1/1 tricot knitting structure) or a knitting structure arranged in a weft knitting, or may be formed by a support (particle, mesh, non-woven fabric, woven fabric, knitted fabric, etc.) It may be a held non-woven structure or a combination thereof (details will be described later).

本発明の強化繊維基材は、樹脂材料が少なくとも布帛の片側表面に、2〜20重量%の範囲で配置されているものをいう。好ましい範囲は3〜17重量%、より好ましい範囲は4〜14重量%である。樹脂材料が、前記範囲で配置されていることにより、強化繊維糸条および補助繊維糸条の変形が抑制され、布帛の形態安定性がもたらされる。更に、後述する強化繊維基材を積層する際の加熱時に、それら同士のタック性(接着性)が得られる。その結果、取扱性に優れた強化繊維基材を得ることが可能となる。なお、かかる取扱性は、樹脂材料が2重量%未満では得ることができない。一方、樹脂材料が20重量%を越えると、繊維強化樹脂にした場合の強化繊維体積含有率が低くなり過ぎる問題があり、さらには力学特性が低下する場合もある。また、樹脂材料が20重量%を越えると、加熱して強化繊維基材同士を接着する場合、樹脂材料が変形することによりマトリックス樹脂の流路を塞ぎ、含浸を妨げるという問題もある。   The reinforced fiber base material of the present invention refers to a material in which a resin material is disposed in a range of 2 to 20% by weight on at least one surface of a fabric. A preferred range is 3 to 17% by weight, and a more preferred range is 4 to 14% by weight. By disposing the resin material in the above range, deformation of the reinforcing fiber yarn and the auxiliary fiber yarn is suppressed, and the form stability of the fabric is brought about. Furthermore, tackiness (adhesiveness) between them can be obtained at the time of heating when laminating reinforcing fiber bases to be described later. As a result, it is possible to obtain a reinforced fiber base material excellent in handleability. Such handleability cannot be obtained when the resin material is less than 2% by weight. On the other hand, when the resin material exceeds 20% by weight, there is a problem that the volume content of the reinforcing fiber becomes too low when the fiber reinforced resin is used, and the mechanical properties may be deteriorated. Further, when the resin material exceeds 20% by weight, there is a problem that when the reinforcing fiber base materials are bonded by heating, the resin material is deformed to block the flow path of the matrix resin and impede impregnation.

ここで、前記樹脂材料は間隙を有する形態で布帛の表面に配置されていることが必要である。樹脂材料が間隙を有する形態で布帛の表面に配置されているとは、強化繊維基材に占める樹脂材料の投影面積の割合が5〜80%となる様に樹脂材料による被覆部と非被覆部が混在している態様で、樹脂材料が配置されていることを指す。なお、樹脂材料の投影面積は、強化繊維基材の面に対して略垂直な方向から見た場合に、強化繊維基材の単位面積内において樹脂材料が被覆する面積率を云うものである。ここで強化繊維基材の面に対して略垂直とは、強化繊維基材を平面状におき、該平面に垂直な方向を言うものとする。かかる投影面積の測定方法として、例えば、CCDカメラなどで撮像した強化繊維基材の画像を輝度分布から画像処理にて樹脂材料と布帛とに分離することで、画素数から算出する。ここで、撮像倍率は、50倍とし、後述する測定範囲の画像を解像度10ドット/1mm以上で取得し、該画像上で0.5mm以上の径のものを樹脂材料として測定する(または同等の操作をコンピュータ上でデータ処理により実行しても良い)。樹脂材料と布帛の境界が不鮮明な場合は、光源として励起光を利用すれば、樹脂材料から発される蛍光を受光することで境界を強調できるため好ましい。また、画像処理からの測定が難しい場合は、スキャナやデジタルカメラなどで取得した画像を拡大し、目視にて樹脂材料の輪郭をトレースしたものを手計算にて測定してもよいし、トレースしたものを画像処理にて算出させてもよい。いずれの測定方法においても、強化繊維基材の任意の10箇所から抽出した300mm×300mmの範囲内で算出した値の平均値を投影面積とし、測定方法については強化繊維基材に応じて適宜選択する。   Here, the resin material needs to be disposed on the surface of the fabric in a form having a gap. The resin material is disposed on the surface of the fabric in a form having a gap. The covering portion and the non-covering portion are made of the resin material so that the ratio of the projected area of the resin material to the reinforcing fiber base is 5 to 80%. Indicates that the resin material is disposed in a mixed manner. The projected area of the resin material refers to the area ratio covered by the resin material within the unit area of the reinforcing fiber substrate when viewed from a direction substantially perpendicular to the surface of the reinforcing fiber substrate. Here, “substantially perpendicular to the surface of the reinforcing fiber substrate” means a direction perpendicular to the plane of the reinforcing fiber substrate placed in a plane. As a method for measuring the projected area, for example, the image of the reinforcing fiber base imaged by a CCD camera or the like is calculated from the number of pixels by separating the image from the luminance distribution into a resin material and a cloth by image processing. Here, the imaging magnification is 50 times, an image in a measurement range described later is acquired with a resolution of 10 dots / 1 mm or more, and a material having a diameter of 0.5 mm or more is measured as a resin material on the image (or equivalent) The operation may be performed by data processing on a computer). When the boundary between the resin material and the fabric is unclear, it is preferable to use excitation light as a light source because the boundary can be emphasized by receiving fluorescence emitted from the resin material. In addition, if measurement from image processing is difficult, the image acquired with a scanner or digital camera may be enlarged, and the contour of the resin material visually traced may be measured manually or traced. A thing may be calculated by image processing. In any measurement method, an average value of values calculated within a range of 300 mm × 300 mm extracted from any 10 locations of the reinforcing fiber base is used as a projection area, and the measuring method is appropriately selected according to the reinforcing fiber base. To do.

かかる形態で前記樹脂材料が配置される被覆面積の割合は、5〜50%の範囲内が好ましく、また、間隙(非被覆部)がより均一に分散された状態であることが好ましい。かかる樹脂材料の形態としては、例えば、多孔性フィルム、短繊維不織布、カットファイバーもしくは粉粒体、等があるが、これらの中でも、粉粒体が好ましい。かかる形態をとることにより、上記の量の樹脂材料が布帛の表面に配置された場合、厚み方向に隣接する強化繊維基材の層間にスペースを形成する、いわゆるスペーサーとして機能し、後述する樹脂注入成形により繊維強化樹脂が成形される際、マトリックス樹脂の流路の役目を果たすので、マトリックス樹脂の含浸が容易になるだけでなく、その含浸速度も速くなり、繊維強化樹脂の優れた生産性をもたらす(これを、層間流路形成効果と呼ぶ)。樹脂材料が間隙を有しない形態で布帛の表面に配置されると(すなわち、布帛全面を覆うように樹脂材料が付着されていると)、マトリックス樹脂の流路を塞ぐバリケードにもなるため、マトリックス樹脂の含浸を阻害するという問題がある。かかる場合、層間の樹脂流路を形成しないのみならず、厚み方向の樹脂の流れまでも遮断する結果、繊維強化樹脂において未含浸部が形成されこととなる。   The ratio of the covering area where the resin material is arranged in such a form is preferably in the range of 5 to 50%, and it is preferable that the gaps (non-covering portions) are more uniformly dispersed. Examples of the resin material include a porous film, a short fiber nonwoven fabric, a cut fiber, and a granular material. Among these, a granular material is preferable. By taking this form, when the above amount of the resin material is arranged on the surface of the fabric, it functions as a so-called spacer that forms a space between layers of the reinforcing fiber bases adjacent to each other in the thickness direction. When the fiber reinforced resin is molded by molding, it acts as a matrix resin flow path, so that not only the matrix resin impregnation is facilitated, but also the impregnation speed is increased, and the fiber reinforced resin has excellent productivity. (This is called an interlayer flow path forming effect). When the resin material is arranged on the surface of the fabric in a form having no gap (that is, when the resin material is attached so as to cover the entire surface of the fabric), it also becomes a barricade that blocks the flow path of the matrix resin. There is a problem of impeding resin impregnation. In this case, not only the resin flow path between the layers is not formed, but also the flow of the resin in the thickness direction is blocked. As a result, an unimpregnated portion is formed in the fiber reinforced resin.

また、上記の量および形態の樹脂材料が、少なくとも片側表面に配置されていることにより、強化繊維基材を積層、成形して得られる繊維強化樹脂に、衝撃等が加わった場合、前記樹脂材料が、繊維強化樹脂内、特に積層層間部におけるクラックの進展を阻害することで、衝撃を受けた際に繊維強化樹脂の損傷を最小限に留める、いわゆるクラックストッパーのとしての機能をも発現する。特に、強化繊維基材を積層、成形して得られた繊維強化樹脂においては、衝撃後の残存圧縮強度の大幅な低下が問題とされており、かかる問題において上記樹脂材料が、少なくとも片表面に配置されていることにより、高い効果を発現するものである。つまり、繊維強化樹脂が衝撃を受けた際に、損傷の拡大を抑制することにより、衝撃を受けた後の繊維強化樹脂においても力学特性(特に圧縮強度)の低下が小さいという効果がある(これを、層間強化効果と呼ぶ)。   In addition, when the resin material of the above amount and form is disposed on at least one surface, when an impact or the like is applied to the fiber reinforced resin obtained by laminating and molding the reinforcing fiber base, the resin material However, by inhibiting the development of cracks in the fiber reinforced resin, particularly in the laminated interlayer, it also exhibits a function as a so-called crack stopper that keeps the fiber reinforced resin from being damaged to a minimum when subjected to an impact. In particular, in a fiber reinforced resin obtained by laminating and molding a reinforced fiber base material, a significant decrease in residual compressive strength after impact is a problem, and in this problem, the resin material is at least on one surface. A high effect is expressed by being arranged. In other words, when the fiber reinforced resin is subjected to an impact, by suppressing the expansion of damage, the fiber reinforced resin after the impact is also less effective in reducing the mechanical properties (particularly the compressive strength) (this) Is called the interlayer reinforcement effect).

また、本発明の強化繊維基材における樹脂材料の固定の態様は、樹脂材料の個々のものが、前記強化繊維糸条の内の複数の単糸が少なくとも前記樹脂材料を貫通する埋設部と、布帛の表面に厚みを有して存在する露出部とを有する態様で固定されていることが必要である。埋設部および、露出部の形態については後述するが、かかる態様で固定されていることにより、繊維強化樹脂において樹脂材料の層間強化効果を格段に高い効率で発現させることができるのである。一方、かかる態様外(露出部のみ、埋設部のみが形成されている場合)では、繊維強化樹脂において樹脂材料が効果的には機能できず、繊維強化樹脂においてクラックストッパーとしての機能を充分に発現できない。   Further, in the aspect of fixing the resin material in the reinforcing fiber base of the present invention, each of the resin materials is a buried portion in which a plurality of single yarns of the reinforcing fiber yarns penetrates at least the resin material, It is necessary to be fixed in a manner having an exposed portion having a thickness on the surface of the fabric. Although the form of the embedded part and the exposed part will be described later, by fixing in this manner, the interlayer reinforcing effect of the resin material in the fiber reinforced resin can be expressed with extremely high efficiency. On the other hand, outside this mode (when only the exposed part and only the buried part are formed), the resin material cannot function effectively in the fiber reinforced resin, and the function as a crack stopper is fully expressed in the fiber reinforced resin. Can not.

また、本発明の強化繊維基材における樹脂材料の埋設部の厚みは強化繊維基材を構成する布帛の厚みより薄いことが必要である。かかる埋設部の厚みを有することにより、樹脂材料の層間強化効果を損なうことなく、強化繊維基材の優れた取扱性および樹脂含浸性をも両立するものである。一方、かかる埋設部の厚みが強化繊維基材を構成する布帛の厚みと同じ場合、埋設部が強化繊維糸条を厚み方向に貫通するため、繊維強化樹脂を成形する際にマトリックス樹脂の含浸を阻害し、強化繊維基材の樹脂含浸性を低下させてしまう。   Moreover, the thickness of the embedding part of the resin material in the reinforcing fiber base of the present invention needs to be thinner than the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber base. By having such a thickness of the embedded portion, the excellent handling property and the resin impregnation property of the reinforcing fiber base material are compatible without impairing the interlayer reinforcing effect of the resin material. On the other hand, when the thickness of the embedded portion is the same as the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber base, the embedded portion penetrates the reinforcing fiber yarn in the thickness direction, so that the matrix resin is impregnated when molding the fiber reinforced resin. It inhibits and the resin impregnation property of a reinforced fiber base material will be reduced.

また、本発明の強化繊維基材においては、樹脂材料の全投影面積の50〜100%が上記態様にて布帛の表面に固定されていることが必要である。樹脂材料の全投影面積の50〜100%が上記態様で固定されていることにより、樹脂材料による効果(特に層間強化効果)を、強化繊維基材の全面にわたってより確実かつ広域に作用させることができる(本要件の効果については、詳細を後述する)。一方、上記態様で固定されている樹脂材料が、樹脂材料の全投影面積の50%に満たない場合、樹脂材料の効果(特に層間強化効果)が局所的ににしか働かず、バラツキが大きくなる。   In the reinforced fiber base material of the present invention, it is necessary that 50 to 100% of the total projected area of the resin material is fixed to the surface of the fabric in the above-described manner. By fixing 50 to 100% of the total projected area of the resin material in the above-described manner, the effect of the resin material (particularly the interlayer reinforcement effect) can be more reliably and widely applied over the entire surface of the reinforcing fiber base. Yes (details on the effect of this requirement will be described later). On the other hand, when the resin material fixed in the above mode is less than 50% of the total projected area of the resin material, the effect of the resin material (particularly, the interlayer strengthening effect) works only locally and the variation becomes large. .

以下、本発明の強化繊維基材について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, the reinforcing fiber substrate of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の強化繊維基材の一実施態様を模式的に示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the reinforcing fiber base of the present invention.

図1において、強化繊維基材1は、布帛2と、布帛2に固定されている樹脂材料3とから構成されている。布帛2は、強化繊維糸条4と補助繊維糸条5とから構成され、強化繊維糸条4と補助繊維糸条5とは不織組織にて布帛2を形成している。この布帛2は、強化繊維糸条4が主体をなしており、いわゆる一方向性不織布帛と呼ばれる布帛の一種である。本例において、樹脂材料3は、短繊維不織布の形態を取り、布帛2の表面に間隙を有して配置され、強化繊維糸条4と補助繊維糸条5とを固定している。また、図示していないが、布帛2の裏面にも樹脂材料が間隙を有して配置され、同様に補助繊維糸条を強化繊維糸条に固定している。   In FIG. 1, the reinforcing fiber base 1 is composed of a fabric 2 and a resin material 3 fixed to the fabric 2. The fabric 2 is composed of reinforcing fiber yarns 4 and auxiliary fiber yarns 5, and the reinforcing fiber yarns 4 and auxiliary fiber yarns 5 form the fabric 2 with a non-woven structure. The fabric 2 is mainly a reinforcing fiber yarn 4 and is a kind of fabric called a so-called unidirectional nonwoven fabric. In this example, the resin material 3 takes the form of a short fiber nonwoven fabric, is arranged with a gap on the surface of the fabric 2, and fixes the reinforcing fiber yarns 4 and the auxiliary fiber yarns 5. Although not shown, a resin material is also disposed on the back surface of the fabric 2 with a gap, and the auxiliary fiber yarns are similarly fixed to the reinforcing fiber yarns.

図2は、本発明の強化繊維基材において、樹脂材料が布帛中の強化繊維糸条へ固定される態様を模式的に示した断面模式図である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing an aspect in which the resin material is fixed to the reinforcing fiber yarn in the fabric in the reinforcing fiber base of the present invention.

図9は、本発明の範囲外の強化繊維基材において樹脂材料が布帛中の強化繊維糸条へ固定される態様を模式的に示した断面模式図である。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view schematically showing an aspect in which the resin material is fixed to the reinforcing fiber yarns in the fabric in the reinforcing fiber substrate outside the scope of the present invention.

図2は、強化繊維基材6を構成する布帛中の強化繊維糸条7への樹脂材料8の固定の態様を示したものである。図2において、樹脂材料8は、強化繊維糸条7を構成する複数の単糸9が樹脂材料8を貫通してなる埋設部(樹脂材料8の内、符号13および14の破線の間の領域)と、強化繊維糸条7の表面に厚みを有して存在する露出部(樹脂材料8の内、符号12および13の破線の間の領域)とを有する態様で布帛の表面に固定されている。ここで、各破線の示す位置(各領域の境界)に関して詳述する。図2に示す破線12は、樹脂材料8のうち布帛表面に対し略垂直な軸を含む断面において樹脂材料が布帛から最も突出した位置を示したもの、破線13は、樹脂材料8中を貫通する強化繊維糸条7を構成する複数の単糸9のうち、後述する布帛表面を形成する単糸の位置を示したもの、破線14は、樹脂材料8のうち布帛表面に対し略垂直な軸を含む断面において樹脂材料が布帛内に最も浸入した位置を示したものである。   FIG. 2 shows an aspect of fixing the resin material 8 to the reinforcing fiber yarn 7 in the fabric constituting the reinforcing fiber base 6. In FIG. 2, the resin material 8 is an embedded portion in which a plurality of single yarns 9 constituting the reinforcing fiber yarn 7 penetrate the resin material 8 (the region between the broken lines 13 and 14 in the resin material 8. ) And an exposed portion (a region between the broken lines 12 and 13 of the resin material 8) having a thickness on the surface of the reinforcing fiber yarn 7 and being fixed to the surface of the fabric. Yes. Here, the position (boundary of each region) indicated by each broken line will be described in detail. A broken line 12 shown in FIG. 2 indicates a position where the resin material protrudes most from the cloth in a cross section including an axis substantially perpendicular to the cloth surface of the resin material 8, and a broken line 13 penetrates the resin material 8. Among the plurality of single yarns 9 constituting the reinforcing fiber yarn 7, one showing the position of the single yarn forming the fabric surface described later, the broken line 14 is an axis substantially perpendicular to the fabric surface of the resin material 8 It shows the position where the resin material penetrates most into the fabric in the included cross section.

かかるそれぞれの位置は、強化繊維糸条と直交する方向に切り出した強化繊維基材を切り出し面が後の観測面に位置する様に包埋サンプルを作製し、サンプル研磨後、研磨面(観測面)において、樹脂材料の態様を光学顕微鏡にて観測することにより確認できる。強化繊維糸条と直交する方向に切り出した断面における布帛表面を形成する単糸の位置は、樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、樹脂材料の露出部側の最外部に位置する単糸の断面の重心を10本間隔でプロットし、該プロットを直線近似して得られる直線の位置と定義する。また、破線12,14は、前記破線13と平行に引くものとする。布帛の厚み方向とは破線13に直交する方向である。   Each of these positions is prepared by preparing an embedded sample so that the reinforcing fiber base cut out in a direction perpendicular to the reinforcing fiber yarns is cut out and located on the subsequent observation surface, and after polishing the sample, the polished surface (observation surface) ), The aspect of the resin material can be confirmed by observing with an optical microscope. The position of the single yarn forming the fabric surface in the cross section cut in the direction orthogonal to the reinforcing fiber yarn is the exposed portion side of the resin material among the plural single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrating through the resin material The center of gravity of the cross section of the single yarn located at the outermost part of the yarn is plotted at intervals of 10 and the plot is defined as the position of a straight line obtained by linear approximation. The broken lines 12 and 14 are drawn parallel to the broken line 13. The thickness direction of the fabric is a direction orthogonal to the broken line 13.

一方、図9において、破線21、22、23のそれぞれは、図2のそれぞれに対応したものである。すなわち、図9の破線21は図2の破線12に、同様に、破線22は破線13に、破線23は破線14に対応する。図9に示す強化繊維基材16において、樹脂材料17は、強化繊維糸条18を構成する複数の単糸19の表面にのみ結合している。すなわち、強化繊維糸条18を構成する単糸19には樹脂材料17中を貫通する図2の単糸9に対応する単糸が存在しないことから本発明における埋設部を形成していない。   On the other hand, in FIG. 9, each of the broken lines 21, 22, and 23 corresponds to each of FIG. That is, the broken line 21 in FIG. 9 corresponds to the broken line 12 in FIG. 2, similarly, the broken line 22 corresponds to the broken line 13, and the broken line 23 corresponds to the broken line 14. In the reinforcing fiber base 16 shown in FIG. 9, the resin material 17 is bonded only to the surfaces of a plurality of single yarns 19 constituting the reinforcing fiber yarn 18. That is, the single yarn 19 constituting the reinforcing fiber yarn 18 has no single yarn corresponding to the single yarn 9 of FIG.

本発明の強化繊維基材において、樹脂材料が繊維強化樹脂に層間強化効果を付与することは、上述した通りである。かかる層間強化効果は、強化繊維基材を積層し、レジン・トランスファー・モールディング成形法(RTM)等の注入成形により得られる繊維強化樹脂の層間破壊靭性を向上させ、これにより、衝撃を受けた際に生じる積層層間部のクラックの進展を抑制する効果が発現する。これによってレジン・トランスファー・モールディング成形法(RTM)等の注入成形により得られた繊維強化樹脂の衝撃後の残存圧縮強度を飛躍的に向上させる。レジン・トランスファー・モールディング成形法(RTM)等の注入成形により得られた繊維強化樹脂において、この樹脂材料による層間強化の効果が本発明の図2の態様と、本発明の範囲外の図9の態様とでは、その向上効果が大きく異なることを見出したところに本発明の特徴がある。背景技術において述べたように、前記の層間強化効果に関しては、プリプレグと呼ばれる予め熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸させた成形材料において、層間に熱可塑性粒子等の熱可塑性樹脂材料を配置する技術が知られていたが、本発明は、レジン・トランスファー・モールディング成形法(RTM)等の樹脂注入成形法に適用する強化繊維基材の形態を検討することにより、従来の樹脂注入成形法により得られた繊維強化樹脂に比べて格段に高い層間強化効果を有する繊維強化樹脂が得られることを明らかにしたものである。すなわち、本発明の強化繊維基材は、強化繊維糸条を構成する複数の単糸が少なくとも樹脂材料を貫通する埋設部を形成していることにより、樹脂材料と強化繊維糸条との接着性・耐衝撃性を飛躍的に向上させ、格段に優れる層間破壊靭性、ひいては衝撃を受けた後の残存圧縮強度の低下を抑制する効果を奏するものである。   In the reinforced fiber base material of the present invention, the resin material imparts an interlayer reinforcing effect to the fiber reinforced resin as described above. This interlaminar reinforcement effect improves the interlaminar fracture toughness of fiber reinforced resin obtained by laminating reinforced fiber base materials and injection molding such as resin transfer molding method (RTM), etc. The effect which suppresses the progress of the crack of the lamination | stacking interlayer part which arises in this is expressed. As a result, the residual compressive strength after impact of the fiber reinforced resin obtained by injection molding such as resin transfer molding (RTM) is dramatically improved. In the fiber reinforced resin obtained by injection molding such as resin transfer molding method (RTM), the effect of interlayer reinforcement by this resin material is shown in FIG. 2 of the present invention and in FIG. 9 outside the scope of the present invention. The feature of the present invention is that the improvement effect is greatly different from that of the aspect. As described in the background art, regarding the interlayer reinforcement effect, a technique for arranging a thermoplastic resin material such as thermoplastic particles between layers in a molding material called a prepreg in which a reinforcing fiber is impregnated with a thermosetting resin in advance. However, the present invention can be obtained by a conventional resin injection molding method by examining the form of a reinforcing fiber base applied to a resin injection molding method such as a resin transfer molding method (RTM). It is clarified that a fiber reinforced resin having an interlayer reinforcing effect much higher than the obtained fiber reinforced resin can be obtained. That is, the reinforcing fiber base material of the present invention has an adhesive property between the resin material and the reinforcing fiber yarn by forming a buried portion in which a plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrate at least the resin material. -The impact resistance is remarkably improved, and the interlaminar fracture toughness that is remarkably excellent, and the effect of suppressing the decrease in the residual compressive strength after receiving the impact is exhibited.

図2に示される本発明の強化繊維基材における樹脂材料8の埋設部は、樹脂材料を強化繊維糸条のうちの複数の単糸が貫通している部分であるので、かかる埋設部は、樹脂材料と強化繊維の単糸が混在した領域となっている。かかる埋設部を布帛の表面に有する強化繊維基材を積層、成形して得られる繊維強化樹脂では、樹脂材料による層間強化効果をより効率的に作用させることが可能となる。具体的には、本発明の強化繊維基材を積層、成形した繊維強化樹脂においては、積層層間だけでなく強化繊維基材の表面領域(布帛の層間側の表面から樹脂材料8の埋設部の厚さ分の深さの領域:図2の破線13,14の間の領域)での、クラックの進展を抑制することができる。特に、強化繊維糸条と繊維強化樹脂のマトリックス樹脂との接着性が低い場合には、衝撃付与時のクラックは強化繊維基材と層間のマトリックス樹脂との境界近傍を進行する。また、埋設部が形成されていない強化繊維基材を用いた繊維強化樹脂では、クラックが進展する経路が樹脂材料と強化繊維基材との接着面となることから、クラックが容易に進展してしまい、十分な層間強化効果を発現しない。これに対して、本発明の強化繊維基材の場合、埋設部を有するため、強化繊維基材と層間のマトリックス樹脂との境界近傍をクラックが進展する際に必ず樹脂材料を横切る経路となり、樹脂材料を強化繊維基材表面に固定した効果を最大限に発現させることができる。仮に樹脂材料を横切らない経路をとった場合でも、埋設部の内部を進展、もしくは、埋設部を避ける様にして進展させることができるため、いずれにせよクラックの進展のための抵抗を大きくすることができる。すなわち、樹脂材料のクラックストッパーとしての機能を最大限に発現させることできるのである。さらにいえば、強化繊維基材を厚み方向に進展するクラック(トランスバースクラック)に対しても、かかる埋設部は有効に機能する。   Since the embedded portion of the resin material 8 in the reinforcing fiber base material of the present invention shown in FIG. 2 is a portion through which a plurality of single yarns of the reinforcing fiber yarn penetrates the resin material, the embedded portion is The region is a mixture of resin material and reinforcing fiber single yarn. In a fiber reinforced resin obtained by laminating and molding a reinforcing fiber base material having such a buried portion on the surface of the fabric, it is possible to more efficiently act the interlayer reinforcing effect by the resin material. Specifically, in the fiber reinforced resin obtained by laminating and molding the reinforced fiber base material of the present invention, not only the laminated layers but also the surface region of the reinforced fiber base material (from the surface on the interlayer side of the fabric to the embedded portion of the resin material 8). The progress of cracks in the depth region corresponding to the thickness (the region between the broken lines 13 and 14 in FIG. 2) can be suppressed. In particular, when the adhesiveness between the reinforcing fiber yarn and the matrix resin of the fiber reinforced resin is low, the crack at the time of applying the impact proceeds near the boundary between the reinforcing fiber substrate and the matrix resin between the layers. Moreover, in the fiber reinforced resin using the reinforced fiber base material in which the embedded portion is not formed, the crack progresses easily because the path where the crack progresses becomes the adhesive surface between the resin material and the reinforced fiber base material. Therefore, a sufficient interlayer strengthening effect is not exhibited. On the other hand, in the case of the reinforcing fiber base material of the present invention, since it has an embedded part, when cracks develop near the boundary between the reinforcing fiber base material and the matrix resin between layers, it always becomes a path across the resin material, and the resin The effect of fixing the material to the surface of the reinforcing fiber substrate can be maximized. Even if a path that does not cross the resin material is taken, the inside of the buried part can be advanced or advanced so as to avoid the buried part, so in any case, the resistance for crack development should be increased. Can do. That is, the function as a crack stopper of the resin material can be expressed to the maximum. Furthermore, the buried portion functions effectively even with respect to cracks (transverse cracks) that progress in the thickness direction of the reinforcing fiber base.

また、前記埋設部は、強化繊維糸条を構成する複数の単糸が、前記樹脂材料を少なくとも貫通していることで、埋設部を形成するため、繊維強化樹脂とした場合に、樹脂材料とマトリックス樹脂との接着を向上させる。かかる形態の埋設部を有することによりマトリックス樹脂層(層間)と強化繊維層(層内)との間に強固な結合が形成されることをアンカー効果という。   Further, when the embedded portion is a fiber reinforced resin, a plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrate at least the resin material to form the embedded portion. Improves adhesion with matrix resin. The formation of a strong bond between the matrix resin layer (interlayer) and the reinforcing fiber layer (inside the layer) by having such a buried portion is called an anchor effect.

本発明の強化繊維基材において、樹脂材料の全投影面積の50〜100%が前記態様にて布帛の表面に固定されていることが必要である。ここで樹脂材料の全投影面積とは、強化繊維基材に対し、略垂直な方向から強化繊維基材を捉えた場合に樹脂材料の被覆部の面積の総和を示すものであり、そのうちの、50〜100%が前記態様により固定されていることで、強化繊維基材または積層体において優れた取扱性をもたらす、ほか、繊維強化樹脂において上述した樹脂材料の層間強化効果およびアンカー効果をより効率的に作用させることができる。全投影面積に対する前記態様により固定されている面積の比率は、好ましくは70〜100%であり、より好ましくは90〜100%である。すなわち、前記埋設部がより広域に形成されているほど、上述した効果もより広域に作用されるのである。50%未満であると、強化繊維基材または積層体における取扱性に劣るだけでなく、繊維強化樹脂における埋設部の未形成部において損傷が選択的に進展してしまい、前記層間強化効果が効率的に発現しない。すなわち、繊維強化樹脂におけるクラック(損傷)の拡大を抑制出来るだけの埋設部が配置されていない場合には、繊維強化樹脂に優れた力学特性(特に衝撃付与後の圧縮強度)をもたらす(層間強化効果)を得られないのである。   In the reinforcing fiber base material of the present invention, it is necessary that 50 to 100% of the total projected area of the resin material is fixed to the surface of the fabric in the above-described manner. Here, the total projected area of the resin material is the total sum of the areas of the covering portions of the resin material when the reinforcing fiber base is captured from a direction substantially perpendicular to the reinforcing fiber base, 50% to 100% are fixed in the above-described manner, thereby providing excellent handling property in the reinforced fiber base material or the laminate, and more effective in the interlayer reinforcement effect and anchor effect of the resin material described above in the fiber reinforced resin. Can be activated. The ratio of the area fixed according to the above aspect to the total projected area is preferably 70 to 100%, more preferably 90 to 100%. That is, as the buried portion is formed in a wider area, the above-described effect is also exerted in a wider area. If it is less than 50%, not only is the handling property of the reinforcing fiber base material or laminated body inferior, but also damage selectively progresses in the unformed portion of the embedded portion in the fiber reinforced resin, and the interlayer reinforcing effect is efficient. Does not express. In other words, when there are not enough buried parts to suppress the expansion of cracks (damage) in the fiber reinforced resin, the fiber reinforced resin provides excellent mechanical properties (especially compressive strength after application of impact) (interlayer reinforcement). (Effect) cannot be obtained.

ここで、本発明の強化繊維基材において、埋設部を形成する手段としては、例えば、樹脂材料を布帛の少なくとも表面に配置し、熱または熱と圧力を併用して固定する処理が挙げられる。かかる処理は、遠赤外線ヒーター、ホットプレスロール、オートクレーブ、プレス機、等の既知の設備を用いて実施できるが、中でも、遠赤外線ヒーター、ホットプレスロールであれば、連続的に処理することで、強化繊維基材を効率良く製造できることから好ましい。また、前述した理由から、前記処理が、樹脂材料が表面に配置された布帛に、より広域に施すことが好ましく、全面に施すことがより好ましい。このように、前記処理を施す処理面積により、所望の態様の強化繊維基材を取得することができる。   Here, in the reinforcing fiber base material of the present invention, examples of the means for forming the embedded portion include a treatment in which a resin material is disposed on at least the surface of the fabric and fixed using heat or heat and pressure in combination. Such treatment can be carried out using known equipment such as a far-infrared heater, hot press roll, autoclave, press machine, etc., among them, if it is a far-infrared heater, hot press roll, by continuously treating, It is preferable because the reinforcing fiber substrate can be produced efficiently. For the reasons described above, the treatment is preferably performed over a wider area and more preferably over the entire surface of the fabric having the resin material disposed on the surface. Thus, the reinforced fiber base material of a desired aspect can be acquired with the process area which performs the said process.

本発明では、埋設部の厚みが15μm以上97μm以下であることを必須とし、前記布帛の厚みが70〜400μmであり、かつ強化繊維基材を構成する布帛の厚みの50%以下の範囲内であることが好ましい。より好ましい埋設部の厚み強化繊維基材を構成する布帛の厚みの40%以下、更に好ましい埋設部の厚み強化繊維基材を構成する布帛の厚みの30%以下の範囲内である。ここで、強化繊維基材を構成する布帛の厚みとは、強化繊維基材の任意の位置において、おもて面の布帛表面を形成する単糸の位置から、うら面の布帛表面を形成する単糸の位置までの距離をいい、具体的にはおもて面・うら面両面の前述の図2における破線13の位置間の距離をいうものとする。 In the present invention, and essential and that the thickness of the embedded portion is 15μm or more 97μm or less, wherein a thickness of 70~400μm of the fabric, and, within the range of 50% or less of the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber substrate It is preferable that More preferred thickness of the embedded portion is less than 40% of the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber substrate, further preferably embedded portion of the thickness is in the range of less than 30% of the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber substrate. Here, the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber base means that the fabric surface of the back surface is formed from the position of the single yarn forming the fabric surface of the front surface at an arbitrary position of the reinforcing fiber base. It refers to the distance to the position of the single yarn, and specifically refers to the distance between the positions of the broken line 13 in FIG. 2 on both the front and back surfaces.

かかる布帛の厚みについて、好ましくは87〜290μmであり、さらに好ましくは94〜220μmである。一般に布帛の厚みは、布帛の目付(単位面積当たりの重量:g/m)が増加するに伴い、厚みも増す傾向にある。布帛の厚みが大きいと、強化繊維基材の複数枚を積層して繊維強化樹脂を得るにおいて、所定の積層構成を満足させる場合、単層当たりの目付が大きくなるため、FRPの軽量化効果を満足に発揮できない場合があり、反対に所定の厚みに積層する場合、所定の積層構成とできない場合がある等、何れにしても設計の自由度が制限される。一方、布帛の厚みが小さいと、所定の厚みを満足させる場合、必然的に強化繊維基材の積層数が多くなることから、積層工程における生産性が低下し、コストが増加する。
かかる強化繊維基材を構成する布帛の厚みの測定は、強化繊維基材における任意の10箇所から、強化繊維糸条と直交する方向に切り出した強化繊維基材を切り出し面が後の観測面に位置する様に包埋サンプルを作製し、サンプル研磨後、研磨面(観測面)の樹脂材料の態様を光学顕微鏡で500倍以上の倍率にて観測することにより確認できる。かかる観測面から、観測視野が重複しないよう、上述定義に従って3箇所の厚みを計測し、これを各断面について実施し、全ての平均を本発明の強化繊維基材を構成する布帛の厚みとして算出する。なお、樹脂材料の埋設部の厚みおよび露出部の平均厚みについても同様の測定方法を適用する。
The thickness of the fabric is preferably 87 to 290 μm, and more preferably 94 to 220 μm. Generally, the thickness of the fabric tends to increase as the fabric weight (weight per unit area: g / m 2 ) increases. When the thickness of the fabric is large, in obtaining a fiber reinforced resin by laminating a plurality of reinforcing fiber base materials, when satisfying a predetermined laminated structure, since the basis weight per single layer is increased, the effect of reducing the weight of FRP is obtained. In some cases, the degree of freedom of design is limited. For example, when the layers are stacked to have a predetermined thickness, the layers may not have a predetermined stacked configuration. On the other hand, if the thickness of the fabric is small, when the predetermined thickness is satisfied, the number of the reinforcing fiber bases is inevitably increased, so the productivity in the laminating process is lowered and the cost is increased.
The measurement of the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber base is carried out by cutting the reinforcing fiber base cut out in the direction perpendicular to the reinforcing fiber yarns from any 10 locations in the reinforcing fiber base, and the cut surface becomes the subsequent observation surface. An embedded sample is prepared so as to be positioned, and after polishing the sample, the state of the resin material on the polished surface (observation surface) can be confirmed by observing with an optical microscope at a magnification of 500 times or more. From such an observation surface, the thickness of three places is measured according to the above definition so that the observation visual fields do not overlap, and this is performed for each cross section, and all averages are calculated as the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber substrate of the present invention. To do. The same measurement method is applied to the thickness of the buried portion of the resin material and the average thickness of the exposed portion.

本発明の強化繊維基材において、樹脂材料の露出部は、強化繊維基材を積層した場合に、スペーサーとして機能するが、樹脂材料の埋設部の厚みが強化繊維基材の厚みの50%を越えると、スペーサーやクラックストッパーとして機能する露出部の樹脂材料が相対的に不足するため、その機能を十分に発揮できない場合がある。すなわち、布帛に固定される樹脂材料は、強化繊維糸条の内部および外部に分配されるが、前述の通りその量に制約があるため、樹脂材料の埋設部の厚みが深くなるということは、露出部の樹脂材料の量が減少することにつながり、これに伴い露出部の厚みが低下する。露出部の厚みが低下する結果、樹脂材料がスペーサーやクラックストッパーとして十分に機能せず、強化繊維基材を積層した層間に十分なスペースが確保できず、樹脂流路の形成が不十分となる場合がある。   In the reinforcing fiber substrate of the present invention, the exposed portion of the resin material functions as a spacer when the reinforcing fiber substrate is laminated, but the thickness of the embedded portion of the resin material is 50% of the thickness of the reinforcing fiber substrate. If it exceeds, the resin material of the exposed part that functions as a spacer or crack stopper is relatively insufficient, so that the function may not be sufficiently exhibited. That is, the resin material fixed to the fabric is distributed to the inside and outside of the reinforcing fiber yarn, but as described above, because the amount thereof is limited, the thickness of the embedded portion of the resin material becomes deep. This leads to a decrease in the amount of the resin material in the exposed portion, and accordingly, the thickness of the exposed portion decreases. As a result of the reduced thickness of the exposed part, the resin material does not function sufficiently as a spacer or crack stopper, and sufficient space cannot be secured between the layers laminated with the reinforcing fiber base, resulting in insufficient formation of the resin flow path. There is a case.

一方、樹脂材料の埋設部の厚みが15μm未満であると、上述とは反対に、強化繊維糸条の外部に突出する樹脂材料が相対的に多くなるため、樹脂材料のスペーサーとしての機能は高くなるが、樹脂材料の露出部の厚みもしくは投影面積が大きくなり、繊維強化樹脂の強化繊維含有率を低下させる懸念がある。樹脂材料と強化繊維糸条との接着性や、マトリックス樹脂とのアンカー効果などを最大限に発現させるためには、15μm以上であると良い。かかる観点から、樹脂材料の埋設部の厚みが15μm以上としたうえで、強化繊維基材の厚みの50%以下の範囲内とすると、樹脂材料の層間強化効果および層間流路形性効果を、より効率的に発現させることができる。 On the other hand, if the thickness of the embedded portion of the resin material is less than 15 μm, contrary to the above, since the resin material protruding outside the reinforcing fiber yarn is relatively large, the function of the resin material as a spacer is Although it becomes high, there is a concern that the thickness of the exposed portion of the resin material or the projected area becomes large and the reinforcing fiber content of the fiber reinforced resin is lowered. Adhesion and between the resin material and the reinforcing fiber yarns, in order to express the most of such anchor effect of the matrix resin, it is preferable is 15 [mu] m or more. From this point of view, in terms of the thickness of the embedded portion of the resin material was 15 [mu] m or more and within a range of 50% or less of the thickness of the reinforcing fiber substrate, interlayer reinforcing effect and the interlayer flow path shape effect of the resin material Can be expressed more efficiently.

なお、強化繊維基材を複数枚積層する場合、布帛の表面に接着している樹脂材料の布帛表面に垂直方向における凹凸が大き過ぎると、それに隣接する強化繊維基材や強化繊維糸条が屈曲する可能性がある。すなわち、強化繊維基材の表面における凹凸が小さい方が、糸条の屈曲が小さくなりより高い物性の繊維強化樹脂が得られる。かかる観点から、本発明では、樹脂材料の露出部の平均厚み10〜250μmの範囲とする。好ましくは、10〜100μm、より好ましくは、15〜60μmの範囲である。 In addition, when laminating a plurality of reinforcing fiber substrates, if the unevenness in the vertical direction is too large on the fabric surface of the resin material adhered to the surface of the fabric, the reinforcing fiber substrate or reinforcing fiber yarn adjacent to it is bent. there's a possibility that. That is, the smaller the unevenness on the surface of the reinforcing fiber base, the smaller the bending of the yarn and the higher the physical properties of the fiber-reinforced resin. From this viewpoint, in the present invention, the average thickness of the exposed portion of the resin material is in the range of 10 to 250 μm . Preferably, it is 10-100 micrometers, More preferably, it is the range of 15-60 micrometers.

かかる樹脂材料は、上述した間隙を有する形態であることが必要であるが、中でも、積層された強化繊維基材へのマトリックス樹脂の含浸(特に積層面の垂直方向の含浸)に優れる点、成形される繊維強化樹脂の強化繊維体積含有率を高くできる点、成形される繊維強化樹脂が高温高湿熱下においても樹脂材料の水分の拡散を最小限に抑制できる点から、点状の形態の樹脂が分散配置された態様であるのが好ましい。
ここで点状とは、布帛の表面からみた樹脂材料の平均直径が1mm以下のものをいうものとし、例えば、真円形、楕円形および不規則形(アメーバ状)についてもその平均直径が1mm以下のものは本発明においては点状に含めるものとする。なお、真円形以外の点状とする形状における平均直径は、楕円形の場合はその平均短径を、不規則形の場合はその外接円の直径とする。また点状の形態の樹脂が分散配置されているとは、布帛から任意の位置で100mm×100mmの範囲を10点取ったき、樹脂重量に10%以上のバラツキがない程度に、点状の形態の樹脂が粗密なく離散して分布していることをいう。
Such a resin material needs to be in the form having the gaps described above, but in particular, it is excellent in the impregnation of the matrix resin into the laminated reinforcing fiber base (particularly in the vertical direction of the laminated surface), molding Resin in the form of a dot from the point that the reinforcing fiber volume content of the fiber reinforced resin can be increased, and that the molded fiber reinforced resin can minimize the diffusion of moisture in the resin material even under high temperature and high humidity heat Are preferably dispersed.
Here, the dot shape means a resin material having an average diameter of 1 mm or less as viewed from the surface of the fabric. For example, the average diameter of a perfect circle, an ellipse and an irregular shape (amoeba shape) is 1 mm or less. Are included in the form of dots in the present invention. Note that the average diameter in a point shape other than a perfect circle is the average minor axis in the case of an ellipse, and the diameter of the circumscribed circle in the case of an irregular shape. In addition, the point-shaped resin is dispersedly arranged in a point-like form so that 10 points in a range of 100 mm × 100 mm are taken at an arbitrary position from the fabric and the resin weight does not vary by 10% or more. This means that the resin is distributed in a dense and discrete manner.

かかる樹脂材料は、その点状の樹脂材料の平均直径が、小さいほど均一に布帛の表面に分散させることが可能となるため、樹脂材料の平均直径1mm以下が好ましく、500μm以下がより好ましく、250μm以下が更に好ましい。樹脂材料の平均直径が30μm以上であると、強化繊維基材の表面において樹脂材料が強化繊維糸条および補助繊維糸条を跨坐して配置されるため、形態安定性および取扱性により優れた強化繊維基材とすることができる。   Since the resin material can be uniformly dispersed on the surface of the fabric as the dot-shaped resin material has a smaller average diameter, the resin material preferably has an average diameter of 1 mm or less, more preferably 500 μm or less, and 250 μm. The following is more preferable. When the average diameter of the resin material is 30 μm or more, the resin material is disposed straddling the reinforcing fiber yarns and the auxiliary fiber yarns on the surface of the reinforcing fiber base material. It can be a reinforcing fiber substrate.

かかる樹脂材料は、布帛片面に配置されていても、布帛両面に配置されていてもよい。より低コストに強化繊維基材を製造する場合は前者が好ましい。強化繊維基材の取扱性を向上させたい場合や、強化繊維基材の表裏の使い分けをしたくない場合は後者が好ましく、目的によって使い分けることができる。   Such a resin material may be disposed on one side of the fabric or may be disposed on both sides of the fabric. The former is preferred when producing a reinforcing fiber substrate at a lower cost. The latter is preferable when it is desired to improve the handleability of the reinforcing fiber base, or when it is not desired to use the front and back of the reinforcing fiber base properly, and the latter can be used depending on the purpose.

本発明の強化繊維基材に用いられる布帛の、好ましい形態について以下に説明する。   The preferable form of the fabric used for the reinforcing fiber substrate of the present invention will be described below.

図3は、本発明の強化繊維基材に用いられる布帛の一態様を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing one embodiment of a fabric used for the reinforcing fiber base of the present invention.

図3において、布帛26は、強化繊維糸条27であるたて糸(またはよこ糸)と、補助繊維糸条28であるよこ糸(またはたて糸)とから構成されており、強化繊維糸条27と補助繊維糸条28とが、互いに平織組織にて交錯して布帛26を形成している。この布帛26は、強化繊維糸条27が主体をなしている。このように強化繊維糸条が一方向のみに配列されている織物は一方向性織物と呼ばれ、かかる一方向性織物であれば、図3に示したものに限定されることなく、例えば、平織、朱子織、綾織、等の任意の織組織を適用することができる。その中でも好ましい織組織としては、一方向性ノンクリンプ織物が挙げられる。ノンクリンプ織物とは、強化繊維糸条の間に補助繊維糸条を配置し、それらを、お互いに並行に且つシート状に一方向に引き揃えたたて糸シートを形成し、たて方向の補助繊維糸条と、よこ方向の補助糸条群とが織組織をなして強化繊維糸条群を一体に保持した一方向性織物の一種である。一方向性織物、特に一方向性ノンクリンプ織物であると、強化繊維基材の取扱性だけでなく、強化繊維糸条の真直性、マトリックス樹脂の含浸性が、一層高く発現するため、本発明の布帛として最も好ましい形態といえる。   In FIG. 3, the fabric 26 is composed of warp yarns (or weft yarns) that are reinforcing fiber yarns 27 and weft yarns (or warp yarns) that are auxiliary fiber yarns 28, and the reinforcing fiber yarns 27 and auxiliary fiber yarns. The strips 28 intersect with each other in a plain weave structure to form a fabric 26. The fabric 26 is mainly composed of reinforcing fiber yarns 27. In this way, the woven fabric in which the reinforcing fiber yarns are arranged in only one direction is called a unidirectional woven fabric, and such a unidirectional woven fabric is not limited to the one shown in FIG. Any woven structure such as plain weave, satin weave, twill weave, etc. can be applied. Among them, a preferred woven structure is a unidirectional non-crimp fabric. Non-crimp woven fabric means that auxiliary fiber yarns are arranged between reinforcing fiber yarns, and they are arranged parallel to each other and in a sheet form to form a warp sheet, and the auxiliary fiber yarns in the warp direction. This is a kind of unidirectional woven fabric in which the strip and the auxiliary yarn group in the weft direction form a woven structure and integrally hold the reinforcing fiber yarn group. In the case of a unidirectional woven fabric, particularly a unidirectional non-crimp woven fabric, not only the handleability of the reinforcing fiber substrate but also the straightness of the reinforcing fiber yarn and the impregnation property of the matrix resin are expressed more highly. It can be said that it is the most preferable form as a fabric.

上述した形態以外にも、本発明の強化繊維基材に用いられる布帛は、以下の形態であっても良い。   The following forms may be sufficient as the fabric used for the reinforcement fiber base material of this invention besides the form mentioned above.

図4および、図5は、本発明の強化繊維基材に用いられる布帛の別の態様を示す斜視図である。   4 and 5 are perspective views showing another embodiment of the fabric used for the reinforcing fiber substrate of the present invention.

図4において、布帛29は、強化繊維糸条30が一方向に配列されたたて糸と、該たて糸とは異なる方向に強化繊維糸条31が一方向に配列されたよこ糸とから構成されており、たて糸とよこ糸とが、互いに平織組織にて交錯して布帛29を形成している。このように、強化繊維糸条が二方向に配向している織物は、二方向性織物と呼ばれ、図3の平織組織以外にも、朱子織、綾織等の任意の織組織を適用することができる。   In FIG. 4, the fabric 29 is composed of warp yarns in which reinforcing fiber yarns 30 are arranged in one direction and weft yarns in which reinforcing fiber yarns 31 are arranged in one direction in a direction different from the warp yarns. The warp yarn and the weft yarn intersect with each other in a plain weave structure to form the fabric 29. Thus, the woven fabric in which the reinforcing fiber yarns are oriented in two directions is called a bi-directional woven fabric, and any woven structure such as satin weave or twill weave can be applied in addition to the plain weave structure shown in FIG. Can do.

かかる二方向性織物は、強化繊維糸条同士が互いに交錯して組織を形成しているため、布帛としての取扱性に優れるだけでなく、後述する注入成形により繊維強化樹脂が成形される際、該交錯点がマトリックス樹脂の流路となり、優れた含浸性を発現する。クリンプに関しては、強化繊維糸条同士が交錯するため、上述した一方向性織物に比べて劣るが、用いる強化繊維糸条の断面をより平滑にすることで、クリンプの形成を最小限に留めることができる。例えば、組織を形成する前に、エアー・ジェット噴射やロールによる屈折・揺動処理を行い、強化繊維糸条を薄く拡げてもよいし、予め布帛とした後に同処理を行って、布帛ごと平滑にしてもよい。   Such bi-directional woven fabric has a structure formed by reinforcing fiber yarns crossing each other, so that not only is excellent in handleability as a fabric, but also when a fiber reinforced resin is molded by injection molding described later, This intersection point becomes a flow path of the matrix resin and exhibits excellent impregnation properties. As for crimping, the reinforcing fiber yarns are intertwined with each other, so it is inferior to the unidirectional fabric described above, but by making the cross section of the reinforcing fiber yarns used smoother, the formation of crimps is kept to a minimum. Can do. For example, before forming the structure, refraction / oscillation treatment by air / jet injection or roll may be performed, and the reinforcing fiber yarns may be spread thinly. It may be.

図5において、布帛32は、強化繊維糸条群が一方向に配列された第一層33と、該第一層と異なる方向に強化繊維糸条群が一方向に配列された第二層34とが交差積層され、補助繊維糸条(ステッチ糸)35からなる経編により該二層同士が一体化されて布帛32を形成している。このように二方向に配向された強化繊維糸条が交差積層され補助繊維糸条(ステッチ糸)35からなる経編により該二層が一体化された布帛を、二軸ステッチ基材といい、かかる二軸ステッチ基材であれば、図5に示したものに限定されることなく本発明に適用できる。   In FIG. 5, a fabric 32 includes a first layer 33 in which reinforcing fiber yarn groups are arranged in one direction, and a second layer 34 in which reinforcing fiber yarn groups are arranged in one direction in a direction different from the first layer. And the two layers are integrated by warp knitting made of auxiliary fiber yarns (stitch yarns) 35 to form a fabric 32. A fabric in which the two layers are integrated by warp knitting composed of auxiliary fiber yarns (stitch yarns) 35 in which reinforcing fiber yarns oriented in two directions are cross-laminated in this way is called a biaxial stitch base material, Such a biaxial stitch base material can be applied to the present invention without being limited to the one shown in FIG.

本発明に適用する布帛としては、前記二軸ステッチ基材に限らず、一方向に配列された強化繊維糸条群が異なる方向に少なくとも2層以上が交差積層され補助繊維糸条(ステッチ糸)35からなる経編により一体化されたいわゆる多軸ステッチ基材も適用することができる。多軸ステッチ基材としては、例えば、疑似的に等方性となる様に、「−45°/0°/+45°/90°・・・」と四層以上に積層されていてもよいし、さらに多方向に積層されていてもよい。なお、多層積層の場合は、層間強化の観点から、少なくとも2層毎に樹脂材料を配置することが好ましく、各層間に樹脂材料を配置するとより好ましい。各層間に樹脂材料を配置すると、樹脂材料の効果(特に層間強化効果)を最大限に発現することができる。   The fabric applied to the present invention is not limited to the biaxial stitch base material, and at least two or more layers of reinforcing fiber yarns arranged in one direction are cross-laminated in different directions, and auxiliary fiber yarns (stitch yarns). A so-called multiaxial stitch base material integrated by warp knitting made of 35 can also be applied. As the multi-axis stitch base material, for example, “−45 ° / 0 ° / + 45 ° / 90 °...” May be laminated in four or more layers so as to be pseudo-isotropic. Further, it may be laminated in multiple directions. In the case of multilayer lamination, from the viewpoint of interlayer reinforcement, it is preferable to dispose a resin material at least every two layers, and it is more preferable to dispose a resin material between the respective layers. When the resin material is disposed between the respective layers, the effect of the resin material (particularly, the interlayer strengthening effect) can be maximized.

上述の二軸ステッチ基材、および、多軸ステッチ基材を総称して、単にステッチ基材と呼ぶが、かかるステッチ基材は、補助繊維糸条群にて縫合一体化されたものをいう。ここで縫合一体化とは、布帛形態を維持できるだけの拘束を得られれば、特に制限されるものではなく、例えば、経編、緯編、あるいはステッチである。中でも製造効率の面から、経編であるのが好ましい。   The above-mentioned biaxial stitch base material and multi-axis stitch base material are generically referred to as a stitch base material, and the stitch base material refers to a stitch integrated with auxiliary fiber yarn groups. Here, the stitching integration is not particularly limited as long as a constraint sufficient to maintain the fabric form is obtained, and examples thereof include warp knitting, weft knitting, or stitching. Of these, warp knitting is preferred from the viewpoint of production efficiency.

上述の二軸ステッチ基材、および、多軸ステッチ基材は共に本発明に適用できるが、これらの中でも強化繊維糸条が一方向に配列された第一層と、該第一層と直交する方向に強化繊維糸条が一方向に配列された第二層が交差積層した、二層積層の二軸ステッチ基材(例えば、「−45°/+45°」、「0°/90°」)が好ましい。かかる構成であると、布帛がせん断変形し易いため、例えば、複雑形状や深絞り形状への追従性に優れる(賦型性)うえ、強化繊維基材を積層、成形して繊維強化樹脂とした場合に、樹脂材料が繊維強化樹脂内に均等に配置されるため、上述した樹脂材料の層間強化を十分に発揮することができる。さらに、強化繊維基材の製造(樹脂材料の固定)においても、上述した織物と同様のプロセスを適用することができ、汎用性に優れる。   Both the biaxial stitch base material and the multiaxial stitch base material described above can be applied to the present invention. Among these, the first layer in which the reinforcing fiber yarns are arranged in one direction and the first layer are orthogonal to each other. Two-layer laminated biaxial stitch base material (for example, “−45 ° / + 45 °”, “0 ° / 90 °”) in which a second layer in which reinforcing fiber yarns are arranged in one direction is cross-laminated. Is preferred. With such a configuration, since the fabric easily shears and deforms, for example, it has excellent followability to complex shapes and deep-drawn shapes (formability), and a reinforcing fiber base material is laminated and molded into a fiber reinforced resin. In this case, since the resin material is evenly arranged in the fiber reinforced resin, the above-described interlayer reinforcement of the resin material can be sufficiently exhibited. Furthermore, in the production of the reinforcing fiber base (fixing of the resin material), the same process as that of the woven fabric described above can be applied, and the versatility is excellent.

なお、本発明の強化繊維基材は、強化繊維の目付が、100〜400g/m(より好ましくは130〜290g/m、更に好ましくは140〜220g/m)の範囲であることが好ましい。 In the reinforcing fiber substrate of the present invention, the basis weight of the reinforcing fibers is in the range of 100 to 400 g / m 2 (more preferably 130 to 290 g / m 2 , and still more preferably 140 to 220 g / m 2 ). preferable.

本発明で用いる強化繊維糸条は、特にその種類に制限はないが、例えば、ガラス繊維、有機(アラミド、PBO、PVA、PE等)繊維または炭素繊維等が挙げられる。炭素繊維は、比強度および比弾性率に優れ、耐吸水性に優れるので、航空機構造材や自動車の強化繊維糸条として好ましく用いられる。強化繊維糸条として炭素繊維を用いる場合、6,000〜70,000フイラメント、繊度(Tc)は400〜5000texの範囲であるのが好ましい。12,000〜25,000フイラメント、繊度は800〜1800texの範囲であれば、より好ましい。かかる範囲であると、比較的安価に高性能の炭素繊維を入手できる利点がある。また、本発明の強化繊維糸条は、実質的に無撚のものであることが好ましい。実質的に無撚りとは、通常1ターン/m未満であることをいう。実質的に無撚糸であると、強化繊維糸条厚みを小さくでき、また、強化繊維の真直性に優れるため、成形した繊維強化樹脂において高い強化繊維含有率を発現できると共に、優れた力学特性をもたらすことができるためである。   The type of reinforcing fiber yarn used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include glass fiber, organic (aramid, PBO, PVA, PE, etc.) fiber, carbon fiber, and the like. Since carbon fiber is excellent in specific strength and specific elastic modulus and excellent in water absorption resistance, it is preferably used as a reinforcing fiber yarn for aircraft structural materials and automobiles. When carbon fiber is used as the reinforcing fiber yarn, the 6,000 to 70,000 filament and the fineness (Tc) are preferably in the range of 400 to 5000 tex. The 12,000 to 25,000 filament and the fineness are more preferably in the range of 800 to 1800 tex. Within such a range, there is an advantage that high-performance carbon fibers can be obtained relatively inexpensively. Moreover, it is preferable that the reinforcing fiber yarn of the present invention is substantially untwisted. Substantially no twist means that it is usually less than 1 turn / m. When it is substantially untwisted yarn, the thickness of the reinforcing fiber yarn can be reduced, and the straightness of the reinforcing fiber is excellent, so that a high reinforcing fiber content can be expressed in the molded fiber reinforced resin, and excellent mechanical properties can be obtained. Because it can be brought.

本発明において、布帛として一方向性織物、2軸ステッチ基材、または、多軸ステッチ基材を用いる場合には、かかる布帛に用いられる補助繊維糸条は、その繊度が強化繊維糸条の1/5以下であるのが好ましい。補助繊維糸条群の繊度(Ta)は、強化繊維糸条の繊度(Tc)の1/5以下、すなわち20%以下であるのが好ましい。具体的には、(Ta×100)/Tc2≦20である。より好ましくは5%以下、更に好ましくは3%以下である。かかる比率の下限は特になく、小さければ小さいほどよいが、布帛の形態安定性、製造安定性の面から、0.05%以上であるのが一般的である。   In the present invention, when a unidirectional woven fabric, a biaxial stitch base material, or a multiaxial stitch base material is used as the fabric, the auxiliary fiber yarn used in the fabric has a fineness of 1 of the reinforcing fiber yarn. / 5 or less is preferable. The fineness (Ta) of the auxiliary fiber yarn group is preferably 1/5 or less of the fineness (Tc) of the reinforcing fiber yarn, that is, 20% or less. Specifically, (Ta × 100) / Tc2 ≦ 20. More preferably, it is 5% or less, More preferably, it is 3% or less. The lower limit of the ratio is not particularly limited, and the lower the better, the better, but it is generally 0.05% or more from the viewpoint of the form stability and production stability of the fabric.

かかる補助繊維糸条群は、布帛の厚み方向に貫通して、布帛の長手方向に延在しているため、布帛の面内方向および厚み方向に強化繊維糸条の屈曲(クリンプ)を形成する。言い換えると、補助繊維糸条群を可能な限り細くすることで、クリンプの形成を最小現に抑制することが可能であり、力学特性にすぐれる繊維強化樹脂を得ることができる。かかるクリンプは、繊維強化樹脂の強化繊維体積含有率が高い(軽量化効果に優れる)ほど、顕著に発現し、力学特性を低下させ易い。すなわち、上述態様の補助繊維糸条群であれば、優れた軽量化効果および極めて高い力学特性が要求される航空機の一次構造部材等に適用できる様な繊維強化樹脂を容易に得ることができる。Taが上記範囲内であると、強化繊維糸条のクリンプは僅かながら形成されるものの、強化繊維糸条の真直性には殆ど影響を及ぼすには至り難く、力学特性の低下は実質的に無視できるレベルとなり、高い強化繊維体積含有率でありながら、極めて高い力学特性を発現する繊維強化樹脂を得ることができるのである。補助繊維糸条群の繊度は、単独では適した指標になり難いが、強化繊維糸条を800〜1700texの範囲の炭素繊維糸条と想定すると、上記のクリンプの影響低減の観点から、補助繊維の繊度(Ta)は、8tex以下であるのが好ましい。より好ましくは5tex以下、更に好ましくは2tex以下である。しかし、細すぎても強化繊維基材の製造過程で糸切れを招き、結果的に生産性を低下させる場合があるため、0.5tex以上であることが好ましい。   Since the auxiliary fiber yarn group penetrates in the thickness direction of the fabric and extends in the longitudinal direction of the fabric, the reinforcing fiber yarn group is bent (crimped) in the in-plane direction and the thickness direction of the fabric. . In other words, by making the auxiliary fiber yarn group as thin as possible, the formation of crimps can be suppressed to the minimum, and a fiber reinforced resin having excellent mechanical properties can be obtained. Such crimps are more pronounced as the reinforcing fiber volume content of the fiber reinforced resin is higher (excellent weight reduction effect), and the mechanical properties are likely to be lowered. That is, with the auxiliary fiber yarn group of the above-described aspect, it is possible to easily obtain a fiber reinforced resin that can be applied to an aircraft primary structural member or the like that requires an excellent lightening effect and extremely high mechanical properties. When Ta is within the above range, the reinforcing fiber yarns are slightly crimped, but hardly affect the straightness of the reinforcing fiber yarns, and the deterioration of the mechanical properties is substantially ignored. This makes it possible to obtain a fiber reinforced resin exhibiting extremely high mechanical properties while having a high reinforcing fiber volume content. The fineness of the auxiliary fiber yarn group is unlikely to be a suitable index alone, but assuming that the reinforcing fiber yarn is a carbon fiber yarn in the range of 800 to 1700 tex, from the viewpoint of reducing the influence of the above-mentioned crimp, the auxiliary fiber The fineness (Ta) is preferably 8 tex or less. More preferably, it is 5 tex or less, More preferably, it is 2 tex or less. However, even if it is too thin, thread breakage may be caused in the production process of the reinforcing fiber base, and as a result, the productivity may be lowered.

クリンプ抑制の観点から、補助繊維糸条は、マルチフィラメントであることが好ましい。好ましくは5フィラメントを超えるものである。マルチフィラメントであると、フィラメント単糸の繊度(直径)を更に小さくすることが可能となり、一層クリンプを小さくして強化繊維糸条の真直性を高めることができる。また、補助繊維糸条の糸切れも少なくでき、取扱性、強化繊維基材の製造安定性の面からも優れるため好ましい。なお、マルチフィラメントの場合、成形した繊維強化樹脂が高い力学特性、強化繊維体積含有率を達成するために、実質的に無撚のものを用いることが好ましい。   From the viewpoint of suppressing crimping, the auxiliary fiber yarn is preferably a multifilament. Preferably it is more than 5 filaments. When it is a multifilament, the fineness (diameter) of the filament single yarn can be further reduced, and the crimp can be further reduced to increase the straightness of the reinforcing fiber yarn. Further, it is preferable because the auxiliary fiber yarns can be cut less and are excellent in terms of handleability and production stability of the reinforcing fiber substrate. In the case of a multifilament, it is preferable to use a substantially non-twisted fiber-reinforced resin in order to achieve high mechanical properties and a reinforced fiber volume content.

本発明において、布帛として一方向性織物、ステッチ基材を用いる場合には、かかる布帛に用いられる補助繊維糸条としては、特にその種類に制限はないが、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ビニルアルコール、ポリフェニレンサルファイド、ポリアラミド、それらの組成物等から選ぶことができる。中でも、ポリエステル、ポリアミドであると好ましい。布帛の賦型性の観点からは、スパンデックス(ポリウレタン弾性繊維)、ポリアミドまたはポリエステルの加工糸であることが好ましい。   In the present invention, when a unidirectional woven fabric and a stitch base material are used as the fabric, the auxiliary fiber yarn used in the fabric is not particularly limited in type, but polyester, polyamide, polyethylene, vinyl alcohol, It can be selected from polyphenylene sulfide, polyaramid, compositions thereof and the like. Of these, polyester and polyamide are preferred. From the viewpoint of the formability of the fabric, it is preferably a processed thread of spandex (polyurethane elastic fiber), polyamide or polyester.

本発明の強化繊維基材は、積層する際、加熱処理してタック性発現させるが、樹脂材料は、かかる作業性の面から、50〜150℃の範囲の融点またはガラス転移温度を有しているものが好ましい。より好ましくは70〜140℃、更に好ましくは90〜120℃の範囲の融点またはガラス転移温度を有しているものである。   When the reinforcing fiber base material of the present invention is laminated, the resin material has a melting point or a glass transition temperature in the range of 50 to 150 ° C. from the viewpoint of workability, although the tackiness is expressed by heat treatment. Is preferred. More preferably, it has a melting point or glass transition temperature in the range of 70 to 140 ° C, more preferably 90 to 120 ° C.

樹脂材料の成分は、強化繊維基材の取扱性を向上させ、それを用いて得られる繊維強化樹脂の力学特性を向上させるものであれば、特に限定されない。樹脂材料として、各種の熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂を使用でき、いずれを主成分としても良い。本発明において主成分とは、通常、樹脂材料に対して50重量%を超えて含有していることをいうものとする。   The component of the resin material is not particularly limited as long as it improves the handleability of the reinforcing fiber base and improves the mechanical properties of the fiber reinforced resin obtained by using it. As the resin material, various thermoplastic resins and / or thermosetting resins can be used, and any of them may be the main component. In the present invention, the main component usually means that it contains more than 50% by weight with respect to the resin material.

本発明における樹脂材料に熱可塑性樹脂を主成分として用いる場合には、ポリエステル、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア、ポリジシクロペンタジエン、ポリカーボネート、ポリメチレンメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、ポリイミド、ポリアミドイミド、フェノール、フェノキシ、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、更にエラストマー(好ましくはブタジエン・アクリロニトリル、そのカルボン酸またはアミン変性体、フルオロエラストマー、ポリシロキサンエラストマー、)、ゴム(ブタジエン、スチレン・ブタジエン、スチレン・ブタジエン・スチレン、スチレン・イソプレン・スチレン、天然ゴム等)、RIM用樹脂(例えばポリアミド6、ポリアミド12、ポリウレタン、ポリウレア、ポリジシクロペンタジエンを形成する触媒等を含むもの)、および、環状オリゴマー(ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等を形成する触媒等を含むもの)からなる群より選ばれた1種、2種以上の共重合体、もしくは、変性体、または、2種類以上の混合物を使用することができる。中でもポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボネート、ポリビニルフォルマール、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルフォルマール、フェノキシ、および、フェノールからなる群より選ばれた1種、2種以上の共重合体、もしくは、変性体、または、2種類以上の混合物であるのが好ましい。本発明で用いる樹脂材料の主成分としては、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリビニルフォルマール、フェノキシ樹脂、ポリカーボネートからなる群より選ばれた1種、2種以上の混合物であるのがとりわけ好ましい。   When a thermoplastic resin is used as a main component for the resin material in the present invention, polyester, polyolefin, styrene resin, polyoxymethylene, polyamide, polyurethane, polyurea, polydicyclopentadiene, polycarbonate, polymethylene methacrylate, polyvinyl chloride, Polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, polyetherimide, polysulfone, polyarylate, polyethersulfone, polyketone, polyetherketone, polyetheretherketone, polyetherketoneketone, polyarylate, polyethernitrile, polyimide, polyamideimide, phenol, phenoxy , Fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene, and elastomers (preferably butadiene acrylonitrile, Modified rubonic acid or amine, fluoroelastomer, polysiloxane elastomer), rubber (butadiene, styrene / butadiene, styrene / butadiene / styrene, styrene / isoprene / styrene, natural rubber, etc.), RIM resin (eg polyamide 6, polyamide) 12, one containing a catalyst for forming polyurethane, polyurea, polydicyclopentadiene) and a cyclic oligomer (including a catalyst for forming polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, etc.) Two or more types of copolymers, modified products, or a mixture of two or more types can be used. Among them, one, two or more selected from the group consisting of polyamide, polysulfone, polyether sulfone, polycarbonate, polyvinyl formal, polyether imide, polyphenylene ether, polyimide, polyamide imide, polyvinyl formal, phenoxy, and phenol It is preferable that it is a copolymer of these, a modified body, or a mixture of 2 or more types. The main component of the resin material used in the present invention is particularly preferably one or a mixture of two or more selected from the group consisting of polyether sulfone, polyamide, polyvinyl formal, phenoxy resin, and polycarbonate.

また、熱硬化性樹脂を主成分として用いる場合には、エポキシ、フェノール、ポリベンゾイミダゾール、ベンゾオキサジン、シアネートエステル、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ユリア、メラミン、ビスマレイミド、ポリイミド、および、ポリアミドイミドからなる群より選ばれた1種、2種以上の混合物、もしくは、変性体、または、前記群より選ばれた1種、2種類以上の混合物、もしくは、変性体に、更にエラストマーやゴム成分、硬化剤、硬化促進剤、触媒等を添加した樹脂等を使用することができる。中でも、エポキシ、フェノール、酢酸ビニル、不飽和ポリエステル、および、ビニルエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種または2種類以上の混合物であるのが好ましい。特にエポキシを使用すると、接着性が高いため強化繊維基材の取り扱い性に優れるだけでなく、後述のマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合に高い力学特性を発現することができるため好ましい。エポキシを用いる場合は、硬化剤や硬化触媒等を含んでもよいし、含まなくてもよいが、ライフの面から後者の方が好ましい。前者の場合でも潜在性の高い硬化剤や硬化触媒であれば、特に大きな問題とはならない。   Moreover, when using a thermosetting resin as a main component, from epoxy, phenol, polybenzimidazole, benzoxazine, cyanate ester, unsaturated polyester, vinyl ester, urea, melamine, bismaleimide, polyimide, and polyamideimide 1 type, 2 or more types of mixtures selected from the group consisting of, or a modified product, or 1 type, 2 or more types of mixtures selected from the above group, or a modified product, an elastomer, a rubber component, and a cured product. A resin to which an agent, a curing accelerator, a catalyst and the like are added can be used. Among these, at least one kind or a mixture of two or more kinds selected from the group consisting of epoxy, phenol, vinyl acetate, unsaturated polyester, and vinyl ester is preferable. In particular, the use of epoxy is preferable because not only the handling property of the reinforcing fiber substrate is excellent because of high adhesiveness, but also high mechanical properties can be exhibited when an epoxy resin is used as a matrix resin described later. When using an epoxy, a curing agent, a curing catalyst, or the like may or may not be included, but the latter is preferable from the viewpoint of life. Even in the former case, if the curing agent or the curing catalyst has a high potential, it is not a big problem.

本発明の強化繊維基材に用いる樹脂材料として、熱可塑性樹脂が主成分となる樹脂材料を用いる場合、樹脂材料中の熱可塑性樹脂の配合比率は、60〜100重量%であることが好ましい。より好ましくは70〜97重量%であり、更に好ましくは80〜95重量%である。配合量が60重量%未満であると、力学特性(特にCAI)に優れた繊維強化樹脂を得難い場合がある。 また、本発明の強化繊維基材に用いる樹脂材料として熱可塑性樹脂を主成分となる樹脂材料を用いる場合、用いる熱可塑性樹脂の骨格や分子量によっては、溶融粘度や溶融温度(またはガラス転移温度)が高いこともあるため、加熱により布帛へ接着する際、強化繊維糸条に不十分にしか固定できなかったり、強化繊維基材を積層するときに高温要し作業性が悪い場合がある。この様な場合には、樹脂材料に少量の粘着付与剤、可塑剤等を副成分として配合することも好ましい。かかる副成分としては、エポキシ、フェノール、酢酸ビニル、不飽和ポリエステル、および、ビニルエステルからなる群より選ばれる少なくとも一種であるのが好ましい。特に、後述の繊維強化樹脂とするときのマトリックス樹脂として用いるものを適用するものであると、該マトリックス樹脂と樹脂材料との接着性、相溶性に優れる利点がある。   When using the resin material which has a thermoplastic resin as a main component as a resin material used for the reinforced fiber base material of this invention, it is preferable that the mixture ratio of the thermoplastic resin in a resin material is 60 to 100 weight%. More preferably, it is 70-97 weight%, More preferably, it is 80-95 weight%. If the blending amount is less than 60% by weight, it may be difficult to obtain a fiber reinforced resin excellent in mechanical properties (particularly CAI). Moreover, when using the resin material which has a thermoplastic resin as a main component as a resin material used for the reinforced fiber base material of this invention, depending on the frame | skeleton and molecular weight of the thermoplastic resin to be used, melt viscosity or melting temperature (or glass transition temperature) Therefore, when adhering to a fabric by heating, it may be insufficiently fixed to the reinforcing fiber yarns, or high temperatures may be required when laminating the reinforcing fiber base material, resulting in poor workability. In such a case, it is also preferable to add a small amount of a tackifier, a plasticizer or the like as a subcomponent to the resin material. Such subcomponent is preferably at least one selected from the group consisting of epoxy, phenol, vinyl acetate, unsaturated polyester, and vinyl ester. In particular, application of what is used as a matrix resin when the fiber reinforced resin described later is applied has an advantage of excellent adhesion and compatibility between the matrix resin and the resin material.

本発明における樹脂材料の主成分として、熱硬化性樹脂を使用する場合、エポキシ樹脂が好ましい。かかるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ビフェノールジグリシジルエーテル、N,N,O−トリグリシジル−m−アミノフェノール、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール、N,N,O−トリグリシジル−4−アミノ−3−メチルフェノール、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−メチレンジアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−2,2’−ジエチル−4,4’−メチレンジアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、エチレングリコールジグリジジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジル、テレフタル酸ジグリシジル、ビニルシクロヘキセンジエポキシド、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、アジピン酸ビス−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、1,6-ジヒドロキシナフタレンのジグリシジルエーテル、9,9-ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンのジグリシジルエーテル、トリス(p−ヒドロキシフェニル)メタンのトリグリシジルエーテル、テトラキス(p−ヒドロキシフェニル)エタンのテトラグリシジルエーテル、フェノールノボラックグリシジルエーテル、クレゾールノボラックグリシジルエーテル、フェノールとジシクロペンタジエンの縮合物のグリシジルエーテル、フェノールアラルキル樹脂のグリシジルエーテルなどを使用することができる。   When a thermosetting resin is used as the main component of the resin material in the present invention, an epoxy resin is preferable. Examples of such an epoxy resin include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, bisphenol AD diglycidyl ether, 2,2 ′, 6,6′-tetramethyl-4,4. '-Biphenol diglycidyl ether, N, N, O-triglycidyl-m-aminophenol, N, N, O-triglycidyl-p-aminophenol, N, N, O-triglycidyl-4-amino-3- Methylphenol, N, N-diglycidylaniline, N, N-diglycidyl-o-toluidine, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-methylenedianiline, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-2,2′-diethyl-4,4′-methylenedianiline, , N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis (diglycidylaminomethyl) cyclohexane, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene glycol diglycidyl ether, Neopentylene glycol diglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, diglycidyl phthalate, diglycidyl terephthalate, vinylcyclohexene diepoxide, 3,4-epoxycyclohexanecarboxylic acid 3,4- Epoxycyclohexylmethyl, bis-3,4-epoxycyclohexylmethyl adipate, 1,6-dihydroxynaphthalene diglycidyl ether, , 9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene diglycidyl ether, tris (p-hydroxyphenyl) methane triglycidyl ether, tetrakis (p-hydroxyphenyl) ethane tetraglycidyl ether, phenol novolac glycidyl ether, cresol novolac glycidyl Ether, glycidyl ether of a condensation product of phenol and dicyclopentadiene, glycidyl ether of phenol aralkyl resin, or the like can be used.

熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂と比較し、溶融粘度や溶融温度(またはガラス転移温度)が低いため、ホットメルトにより強化繊維を十分濡らすことができることから、強化繊維基材およびプリフォームの取扱性やタック性を鑑みた場合に好適である。その効果として、例えば、強化繊維基材およびプリフォーム端部における強化繊維の解れが抑制され、成形品における端部処理量が軽減されることから、低コスト化にも繋がる。   Thermosetting resins have lower melt viscosity and melting temperature (or glass transition temperature) than thermoplastic resins, so that the reinforcing fibers can be sufficiently wetted by hot melt, making it easy to handle reinforcing fiber substrates and preforms. It is suitable when considering tackiness and tackiness. As the effect, for example, the breakage of the reinforcing fibers at the reinforcing fiber base and the preform end is suppressed, and the end processing amount in the molded product is reduced, leading to cost reduction.

本発明の強化繊維基材に用いる樹脂材料として、熱硬化性樹脂が主成分となる樹脂材料を用いる場合、樹脂材料中の熱硬化性樹脂の配合比率は、51〜100重量%であることが好ましく、より好ましくは53〜80重量%、さらに好ましくは55〜70重量%である。配合比率が51%未満であると、上述した強化繊維基材およぶプリフォームにおける、取扱性およびタック性を損ねる場合がある。   When a resin material mainly composed of a thermosetting resin is used as the resin material used for the reinforcing fiber base of the present invention, the blending ratio of the thermosetting resin in the resin material is 51 to 100% by weight. More preferably, it is 53-80 weight%, More preferably, it is 55-70 weight%. When the blending ratio is less than 51%, the handleability and tackiness in the above-described reinforcing fiber base and preform may be impaired.

かかる樹脂材料として、上記熱硬化性樹脂以外の成分をさらに含んでいても良く、例えば酸化防止剤、非溶解性の有機粒子、無機粒子等を使用することができる。特に有機粒子のうち、架橋ゴム粒子や非溶解性の熱可塑性樹脂粒子は、高靱性化効果を向上させるのに有効である。また、硬化剤あるいは硬化触媒を配合してあってもよいが、自己硬化性がある場合は保管中に樹脂材料のガラス転移温度が上昇し、バインダーとしての機能が失われてしまうため、好ましくは配合しない方がよい。   As such a resin material, a component other than the thermosetting resin may be further contained, and for example, an antioxidant, insoluble organic particles, inorganic particles, and the like can be used. In particular, among the organic particles, crosslinked rubber particles and insoluble thermoplastic resin particles are effective in improving the toughening effect. In addition, a curing agent or a curing catalyst may be blended, but when there is self-curing property, the glass transition temperature of the resin material rises during storage, and the function as a binder is lost. It is better not to mix.

かかる樹脂材料としては、その融点Tm+50℃における、せん断速度1000/sにおける溶融粘度が100〜1000Pa・sの範囲内であると好ましい。より好ましくは200〜800Pa・sであり、更に好ましくは250〜600Pa・sである。溶融粘度が小さすぎると、樹脂材料を強化繊維糸条群に加熱接着する場合に、強化繊維糸条群の表面にて拡散ないし強化繊維糸条の中に浸透してしまい、強化繊維糸条群の表面にて露出部(スペーサー)の形成が困難な場合がある。一方、溶融粘度が大きすぎると、強化繊維糸条群の中に樹脂材料が浸透し難く、樹脂材料の界面を強化繊維糸条群の中に形成できず、繊維強化樹脂とした場合に、上述の層間強化効果を十分に発現できない場合がある。かかる観点から、本発明が上記範囲であると、本発明の強化繊維基材を容易に作製することが可能である。ここで、上記溶融粘度は、回転粘度計を用いてJIS K7117−2(1999)にしたがい測定した値を指す。また、融点Tmとは、DSC(示差走査熱量計)を用いてJIS K7121(1987)にしたがい絶乾状態で20℃/minの昇温速度にて測定した値を指す。なお、融点を示さないもの(例えば非晶性ポリマー)については、同様に測定して得られるガラス転移温度+100℃を便宜的に融点(Tm)とみなすものとする。   Such a resin material preferably has a melt viscosity at a shear rate of 1000 / s at a melting point Tm + 50 ° C. within a range of 100 to 1000 Pa · s. More preferably, it is 200-800 Pa.s, More preferably, it is 250-600 Pa.s. If the melt viscosity is too small, when the resin material is heat-bonded to the reinforcing fiber yarn group, it diffuses or penetrates into the reinforcing fiber yarn surface on the surface of the reinforcing fiber yarn group, and the reinforcing fiber yarn group. In some cases, it is difficult to form an exposed portion (spacer) on the surface. On the other hand, if the melt viscosity is too large, the resin material does not easily penetrate into the reinforcing fiber yarn group, and the interface of the resin material cannot be formed in the reinforcing fiber yarn group, and the fiber reinforced resin is used as described above. In some cases, the interlayer strengthening effect cannot be fully exhibited. From this viewpoint, when the present invention is within the above range, the reinforcing fiber substrate of the present invention can be easily produced. Here, the said melt viscosity points out the value measured according to JISK7117-2 (1999) using the rotational viscometer. Moreover, melting | fusing point Tm points out the value measured at the temperature increase rate of 20 degrees C / min in the absolutely dry state according to JISK7121 (1987) using DSC (differential scanning calorimeter). In addition, about what does not show melting | fusing point (for example, amorphous polymer), glass transition temperature +100 degreeC obtained by measuring similarly shall be considered as melting | fusing point (Tm) for convenience.

本発明の積層体は、強化繊維糸条を並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群で構成される布帛を複数枚積層した積層体であって、各積層層間部に、層間を形成する布帛の2〜40重量%の範囲内で樹脂材料が間隙を有する形態で配置されており、前記樹脂材料の個々のものは、層間に位置し強化繊維糸条を含まない層間配置部と、その両側に、層間を形成する両布帛の強化繊維糸条の内の複数の単糸が前記樹脂材料を貫通する埋没部を有する形態で、前記強化繊維基材を結合することを特徴とするものである。ここでの布帛、および、樹脂材料の定義は、前述した本発明の強化繊維基材と同じである。   The laminate of the present invention is a laminate in which a plurality of fabrics composed of a group of reinforcing fiber yarns formed by arranging reinforcing fiber yarns in parallel are laminated, and a fabric that forms an interlayer in each laminated interlayer part The resin material is disposed in a form having a gap within the range of 2 to 40% by weight, and each of the resin materials is located between the layers and does not include the reinforcing fiber yarn, and both sides thereof Further, the reinforcing fiber base material is bonded to each other in a form in which a plurality of single yarns among the reinforcing fiber yarns of both fabrics forming the interlayer have an embedded portion penetrating the resin material. . The definitions of the fabric and the resin material here are the same as those of the reinforcing fiber substrate of the present invention described above.

ここで、前記樹脂材料は間隙を有する形態で積層体の層間部に配置されていることが必要である。樹脂材料が間隙を有する形態で積層体の層間部に配置されているとは、積層層間部に占める樹脂材料の投影面積が80%以下となる様に樹脂材料の存在部と非存在部が混在している態様で、樹脂材料が配置されていることを指す。なお、積層体における樹脂材料の投影面積は、強化繊維基材のそれとは異なり、断面から推定する。すなわち、積層体の任意の少なくとも10箇所から積層体を構成する強化繊維糸条と直交する方向に切り出した断面より確認する。かかる断面のそれぞれから、積層体を構成する布帛の各層について、上述した樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛の最表面を形成する単糸の位置および布帛厚み方向に対置してあるもう一方の樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛表面を形成する単糸の位置、すなわち、各層の布帛の布帛表面の位置を決定する。かかる位置に直線を引き、層間を挟んだ両表面の位置に対応する直線の間を2等分する直線を引き、その直線上において樹脂材料が存在しない距離=樹脂材料が被覆していない部分、樹脂材料が存在する距離=樹脂材料が被覆している部分と見なして測長し、それぞれの距離の割合を便宜上の投影面積とする。これを全ての層間、全ての断面について実施し、各層についてそれぞれの結果の平均値を算出し、該値を本発明の積層体における積層層間部に占める樹脂材料の投影面積として定義する。なお、樹脂材料が存在する距離および存在しない距離の測長において、左方向から右方向に測長すると想定した場合、積層体における各布帛層の布帛表面に位置する直線上において、独立の塊として配置された樹脂材料の左末端から、樹脂材料内部を貫通して右末端部を通過し、右隣に配置された樹脂材料の左末端までの距離を1単位とし、各層間にて少なくとも10単位の計測点を設けることとする。   Here, it is necessary that the resin material is disposed in an interlayer portion of the laminate in a form having a gap. When the resin material is arranged in the interlayer part of the laminate in a form having a gap, the presence and absence of the resin material are mixed so that the projected area of the resin material occupying the interlayer part is 80% or less. In this manner, the resin material is arranged. Note that the projected area of the resin material in the laminate is different from that of the reinforcing fiber substrate and is estimated from the cross section. That is, it confirms from the cross section cut out in the direction orthogonal to the reinforcing fiber yarn which comprises a laminated body from the arbitrary at least 10 places of a laminated body. From each of the cross sections, for each layer of the fabric constituting the laminate, the position of the single yarn forming the outermost surface of the fabric among the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrating through the resin material described above, and Of the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrating through the other resin material facing the fabric thickness direction, the position of the single yarn forming the fabric surface, that is, the fabric surface of the fabric of each layer Determine the position. Draw a straight line at such a position, draw a straight line that bisects between the straight lines corresponding to the positions of both surfaces sandwiching the layers, a distance where the resin material does not exist on the straight line = a portion that is not covered by the resin material, The distance where the resin material exists = the length is measured assuming that the resin material is covered, and the ratio of each distance is used as a projected area for convenience. This is carried out for all the layers and all the cross sections, the average value of each result is calculated for each layer, and this value is defined as the projected area of the resin material in the laminated interlayer part of the laminate of the present invention. In the length measurement of the distance where the resin material exists and the distance where the resin material does not exist, when it is assumed that the length is measured from the left direction to the right direction, on the straight line located on the fabric surface of each fabric layer in the laminate, The distance from the left end of the arranged resin material to the left end of the resin material that passes through the inside of the resin material and passes through the right end portion to the right is 1 unit, and at least 10 units between each layer Measured points will be provided.

かかる形態で前記樹脂材料が配置される存在部分の面積の割合は、5〜50%の範囲内が好ましく、また、間隙(非存在部)がより均一に分散された状態であることが好ましい。かかる樹脂材料の形態としては、例えば、多孔性フィルム、短繊維不織布、カットファイバーもしくは粉粒体、等があるが、これらの中でも、粉粒体が好ましい。   The ratio of the area of the existing portion where the resin material is arranged in such a form is preferably within a range of 5 to 50%, and the gap (non-existing portion) is preferably in a more uniformly dispersed state. Examples of the resin material include a porous film, a short fiber nonwoven fabric, a cut fiber, and a granular material. Among these, a granular material is preferable.

また、本発明の積層体における樹脂材料の固定の態様は、樹脂材料の個々のものが、前記強化繊維糸条の内の複数の単糸が少なくとも前記樹脂材料を貫通する埋設部と、層間に位置し強化繊維糸条を含まない層間配置部とを有する態様で固定されていることが必要である。埋設部および、層間配置部の形態については後述するが、かかる態様で固定されていることにより、マトリックス樹脂を注入し維強化樹脂とした場合において樹脂材料の層間強化効果を格段に高い効率で発現させることができるのである。一方、かかる態様外(一方の布帛側にしか埋設部がない場合や、どちらの布帛側にも埋設部がない場合)では、繊維強化樹脂において樹脂材料が効果的には機能できず、繊維強化樹脂においてクラックストッパーとしての機能を最大限に発現できない。   In addition, in the laminate of the present invention, the resin material is fixed in a manner in which each of the resin materials includes a buried portion where a plurality of single yarns of the reinforcing fiber yarns penetrate at least the resin material, and an interlayer. It is necessary to be fixed in an embodiment having an interlayer arrangement portion that is positioned and does not include a reinforcing fiber yarn. The form of the buried part and the interlayer arrangement part will be described later, but by fixing in this manner, the interlayer strengthening effect of the resin material is manifested with extremely high efficiency when the matrix resin is injected into the fiber reinforced resin. It can be made. On the other hand, outside this mode (when there is an embedded part only on one fabric side or when there is no embedded part on either fabric side), the resin material cannot function effectively in the fiber reinforced resin, and the fiber reinforced In resin, the function as a crack stopper cannot be expressed to the maximum.

また、本発明の積層体における樹脂材料の埋設部の厚みは布帛の厚みより薄いことが必要である。かかる埋設部の厚みを有することにより、樹脂材料の層間強化効果を損なうことなく、強化繊維基材の優れた取扱性および樹脂含浸性をも両立するものである。一方、かかる態様外では、埋設部が強化繊維糸条を厚み方向に貫通して配されるため、繊維強化樹脂を成形する際にマトリックス樹脂の含浸を阻害し、積層体の樹脂含浸性を低下させてしまう。   In addition, the thickness of the embedded portion of the resin material in the laminate of the present invention needs to be thinner than the thickness of the fabric. By having such a thickness of the embedded portion, the excellent handling property and the resin impregnation property of the reinforcing fiber base material are compatible without impairing the interlayer reinforcing effect of the resin material. On the other hand, outside of this mode, the embedded portion is arranged through the reinforcing fiber yarns in the thickness direction, so that when the fiber reinforced resin is molded, impregnation of the matrix resin is inhibited and the resin impregnation property of the laminate is reduced. I will let you.

また、本発明の積層体においては、各層間において樹脂材料の全投影面積の50〜100%が上記態様にて固定されていることが必要である。かかる態様で固定されていることにより、樹脂材料による効果(特に層間強化効果)を、積層体の全面にわたってより確実かつ広域に作用させることができる。一方、かかる態様外では、樹脂材料の効果(特に層間強化効果)が局所的になるだけでなくバラツキが大きくなり、積層体および繊維強化樹脂において前記効果をもたらすに至らない。   In the laminate of the present invention, it is necessary that 50 to 100% of the total projected area of the resin material is fixed in the above manner between the respective layers. By being fixed in this manner, the effect (particularly the interlayer strengthening effect) of the resin material can be more reliably and widely applied over the entire surface of the laminate. On the other hand, outside of this mode, the effect of the resin material (particularly the interlayer reinforcement effect) is not only localized, but also the variation becomes large, and the above effect is not brought about in the laminate and the fiber reinforced resin.

図6は、本発明の積層体を模式的に示す断面図である。36、37は布帛を、38は樹脂材料であり、複数の布帛が樹脂材料を層間部に配置した積層体40を形成していることを示している。かかる構成の積層体は、本発明の強化繊維基材を積層し、後述する所定の条件下で加熱加圧することで得ることが出きる。   FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the laminate of the present invention. 36 and 37 are fabrics, 38 is a resin material, and a plurality of fabrics form a laminate 40 in which resin materials are arranged in an interlayer portion. The laminated body having such a configuration can be obtained by laminating the reinforcing fiber base of the present invention and heating and pressing under predetermined conditions described later.

図7は、本発明の積層体の層間部分を模式的に示す拡大断面図である。本図は、図6の樹脂材料38を挟む布帛36と布帛37により形成された層間部分を拡大したものである。
図7において、樹脂材料38は、布帛36および布帛37を構成する複数の単糸41、43が樹脂材料38を貫通してなる埋設部(樹脂材料38の内、符号42および44で示される領域)と、層間に位置し強化繊維糸条を含まない層間配置部(樹脂材料38の内、符号42aおよび44aの破線の間の領域)とを有する態様で固定されている。ここで、各破線の示す位置(各領域の境界)に関して詳述する。図7に示す破線42aおよび44aは、樹脂材料38中を貫通する布帛36および布帛37を構成する複数の単糸41、43のうち各層間において層間側に位置する単糸の位置を示したもの、破線42bおよび44bは、樹脂材料38のうち布帛の面と略垂直な方向において樹脂材料が布帛内に最も浸入した位置を示したものである。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an interlayer portion of the laminate of the present invention. This figure is an enlarged view of an interlayer portion formed by the cloth 36 and the cloth 37 sandwiching the resin material 38 of FIG.
In FIG. 7, the resin material 38 is an embedded portion (a region indicated by reference numerals 42 and 44 in the resin material 38) in which a plurality of single yarns 41 and 43 constituting the fabric 36 and the fabric 37 penetrate the resin material 38. ), And an interlayer arrangement portion (a region between broken lines 42a and 44a in the resin material 38) that is located between the layers and does not include the reinforcing fiber yarns. Here, the position (boundary of each region) indicated by each broken line will be described in detail. The broken lines 42a and 44a shown in FIG. 7 indicate the positions of the single yarns positioned on the interlayer side between the layers among the plurality of single yarns 41 and 43 constituting the fabric 36 and the fabric 37 penetrating the resin material 38. The broken lines 42b and 44b indicate the positions where the resin material penetrates most into the fabric in the direction substantially perpendicular to the surface of the fabric of the resin material 38.

破線42aおよび44aの位置は、前述した図2における破線13の位置と対応しており、樹脂材料38中を貫通する布帛36および布帛37を構成する複数の単糸41、43のうち各層間において層間側に位置する単糸の位置は、樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛表面を形成する単糸9の位置に相当し、樹脂材料38のうち布帛の面と略垂直な方向において樹脂材料が布帛内に最も浸入した位置は、樹脂材料が樹脂材料が布帛内に最も浸入した位置14に相当するものであり、それぞれの位置の定義についてもそれに準じる。   The positions of the broken lines 42a and 44a correspond to the position of the broken line 13 in FIG. 2 described above, and in each layer among the plurality of single yarns 41 and 43 constituting the cloth 36 and the cloth 37 penetrating through the resin material 38. The position of the single yarn located on the interlayer side corresponds to the position of the single yarn 9 forming the fabric surface among the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrating through the resin material, and among the resin material 38 The position where the resin material most penetrates into the cloth in the direction substantially perpendicular to the surface of the cloth corresponds to the position 14 where the resin material penetrates most into the cloth. Follow.

かかる積層体における樹脂材料は、隣接する布帛同士を結合し、互いに一体化させる係合材としての役割を担う。樹脂材料が係合材として働くことにより、積層体の加工、運搬、などの作業工程において、積層体としての優れた取扱性および形態安定性を付与することができる。例えば、所定の配向にて積層された積層体において、配向角度の乱れ防止することができ、その結果、製造コストの低減、製品の品質安定化に繋がる。   The resin material in such a laminate plays a role as an engaging material that joins adjacent fabrics and integrates them. When the resin material works as an engaging material, excellent handling properties and form stability as a laminated body can be imparted in work processes such as processing and transportation of the laminated body. For example, in a laminate laminated in a predetermined orientation, the orientation angle can be prevented from being disturbed. As a result, the manufacturing cost is reduced and the product quality is stabilized.

前記樹脂材料の別の役割として、積層体層間部に配置されている樹脂材料がスペーサーとなって、厚み方向に隣接する布帛の層間にスペースを形成する。かかるスペースは、後述する注入成形により繊維強化樹脂が成形される際、マトリックス樹脂の流路の役目を果たす(層間流路形成効果)。これにより、マトリックス樹脂の含浸が容易になるだけでなく、その含浸速度も速くなり、繊維強化樹脂の優れた生産性をもたらす。   As another role of the resin material, the resin material disposed between the laminate layers serves as a spacer to form a space between the layers of the fabric adjacent in the thickness direction. This space serves as a flow path for the matrix resin when the fiber reinforced resin is formed by injection molding described later (interlayer flow path forming effect). This not only facilitates the impregnation of the matrix resin, but also increases the impregnation speed, resulting in excellent productivity of the fiber reinforced resin.

かかる構成の積層体は、強化繊維糸条を並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群で構成される布帛を積層するときに、前記各布帛の層間部に樹脂材料を配置しながら積層しても良いし、強化繊維糸条を並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群で構成される布帛の表面に樹脂材料が配置された本発明の強化繊維基材を積層しても得ることができるが、後者により、得ることが好ましい。   The laminated body having such a structure is formed by laminating a resin material disposed between interlayers of the respective fabrics when laminating fabrics composed of reinforcing fiber yarn groups formed by arranging reinforcing fiber yarns in parallel. Alternatively, it can be obtained by laminating the reinforcing fiber base material of the present invention in which a resin material is arranged on the surface of a fabric composed of reinforcing fiber yarn groups formed by arranging reinforcing fiber yarns in parallel. However, the latter is preferred.

後者においては、強化繊維基材の樹脂材料の露出部が層間を形成するもう一方の強化繊維基材の強化繊維糸条中にもう一方の埋設部を形成する。かかる態様は、強化繊維基材が積層されただけの仮積層体を厚み方向に一様に圧力を加えることで強化繊維基材の樹脂材料の露出部が層間を形成するもう一方の強化繊維基材の強化繊維糸条中に物理的に埋め込まれた状態を形成し、この状態にて仮積層体を加熱することで、樹脂材料を軟化ないし溶融させ、もう一方の強化繊維基材の強化繊維糸条中に埋設部を形成することができる。なお、強化繊維基材の片表面に樹脂材料が配置されている場合、樹脂材料の露出部の厚みが埋設部の厚みよりも大きいと、積層体とした時に樹脂材料の層間配置部と埋設部とにバランスよく樹脂材料は配置されるため好ましく、強化繊維基材の両表面に樹脂材料が配置されている場合、樹脂材料の露出部の厚みが埋設部の厚みより小さいと、同様に好ましい。   In the latter case, the exposed portion of the resin material of the reinforcing fiber base forms the other embedded portion in the reinforcing fiber yarn of the other reinforcing fiber base forming the interlayer. Such an aspect is obtained by applying a pressure to the temporary laminated body in which the reinforcing fiber base is simply laminated in the thickness direction so that the exposed portion of the resin material of the reinforcing fiber base forms an interlayer. Forming a state of being physically embedded in the reinforcing fiber yarn of the material, heating the temporary laminate in this state, softening or melting the resin material, reinforcing fiber of the other reinforcing fiber base An embedded portion can be formed in the yarn. When the resin material is arranged on one surface of the reinforcing fiber base, if the thickness of the exposed portion of the resin material is larger than the thickness of the buried portion, the interlayer arrangement portion and the buried portion of the resin material when the laminate is formed The resin material is preferably arranged in a well-balanced manner, and when the resin material is arranged on both surfaces of the reinforcing fiber base, it is also preferable that the thickness of the exposed portion of the resin material is smaller than the thickness of the embedded portion.

また後者は、予め樹脂材料が配置されてある強化繊維基材を用いることで、積層体の優れた生産性をもたらす。前者は、任意の面積に切り出した布帛の一枚毎に樹脂材料を配置し、積層しなければならないのに対し、後者は、連続して得られた強化繊維基材を裁断して積層するだけであるため、積層工程において省力化が可能である。   Moreover, the latter brings about the outstanding productivity of a laminated body by using the reinforced fiber base material by which the resin material is arrange | positioned previously. In the former, a resin material must be arranged and laminated for each piece of fabric cut out in an arbitrary area, whereas in the latter, the reinforcing fiber substrate obtained continuously is cut and laminated. Therefore, labor saving is possible in the lamination process.

本発明の強化繊維基材を積層し、前記態様の積層体とすることで、前述した層間強化効果を最大限に発現することができる。   By laminating the reinforcing fiber base material of the present invention to obtain the laminated body of the above aspect, the above-described interlayer reinforcing effect can be exhibited to the maximum.

本発明の積層体は、前述のように、樹脂材料38は、が隣接する強化繊維基材のそれぞれの強化繊維糸条の内に、埋設部を有する。かかる埋設部は、上述した強化繊維基材のそれと同様の機能を有するが、一塊の樹脂材料が隣接する層のそれぞれにこのような埋設部を介して固定されていることで、繊維強化樹脂のおける、隣接する層のそれぞれに前述のアンカー効果をもたらす。つまり、これら効果が複合された積層体は、繊維強化樹脂にした場合に、隣接する層と層とが、樹脂材料を介して互いに強固な接着を持って連結される。これにより、繊維強化樹脂における層間剥離強度を向上することができるのである。   As described above, in the laminate of the present invention, the resin material 38 has an embedded portion in each reinforcing fiber yarn of the reinforcing fiber substrate adjacent to the resin material 38. The embedded portion has the same function as that of the above-described reinforcing fiber base, but a lump of resin material is fixed to each of the adjacent layers via such embedded portions, so that the fiber reinforced resin The aforementioned anchor effect is brought about in each of the adjacent layers. That is, when the laminated body in which these effects are combined is made into a fiber reinforced resin, adjacent layers are connected to each other with a strong adhesion through the resin material. Thereby, the delamination strength in the fiber reinforced resin can be improved.

本発明では、積層体における層間に存在する樹脂材料のそれぞれが略同量の目付であることが好ましい。かかる態様であると、前記積層体を繊維強化樹脂とした場合に、繊維強化樹脂内において、後述する強化繊維体積含有率(Vf)のムラをなくすことができる。さらに、均一な層間が形成され、優れた力学特性をもたらす。なお、ここでいう樹脂材料とは、露出部および埋設部に双方を含むものであり、略同量とは、±5%以下の範囲内であることを指す。   In the present invention, it is preferable that each of the resin materials existing between the layers in the laminate has a substantially equal weight per unit area. In such an embodiment, when the laminate is made of a fiber reinforced resin, unevenness of the reinforcing fiber volume content (Vf) described later can be eliminated in the fiber reinforced resin. Furthermore, a uniform interlayer is formed, resulting in excellent mechanical properties. In addition, the resin material here includes both the exposed portion and the embedded portion, and the substantially same amount indicates that it is within a range of ± 5% or less.

本発明の繊維強化樹脂は、前記強化繊維基材、または、前記積層体を強化繊維とするものである。かかる繊維強化樹脂は、前記強化繊維基材、または、前記積層体にマトリックス樹脂を含浸し、含浸後に、固化(硬化または重合)して製造される。   The fiber reinforced resin of the present invention uses the reinforced fiber substrate or the laminate as a reinforced fiber. Such a fiber reinforced resin is produced by impregnating the reinforcing fiber substrate or the laminate with a matrix resin and solidifying (curing or polymerizing) after the impregnation.

本発明の繊維強化樹脂を得るために使用するマトリックス樹脂は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂であるのが好ましい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ、フェノール、ビニルエステル、不飽和ポリエステル、シアネートエステル、ビスマレイミドベンゾオキサジン、アクリルからなる群より選ばれる少なくとも1種または2種以上の混合物であると、繊維強化樹脂の成形性と力学特性の両面においてバランスがよいことから、本発明の課題を解決し易いため好ましい。中でも、例えば航空機の一次構造部材で要求される非常に高い力学特性(特に、衝撃付与後の圧縮強度等)を達成するためには、エポキシまたはビスマレイミドであるのが好ましく、とりわけエポキシが好ましい。また、更にエラストマーやゴム、硬化剤、硬化促進剤、触媒等を添加したものも使用することができる。   The matrix resin used for obtaining the fiber reinforced resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably a thermosetting resin. As the thermosetting resin, for example, at least one or a mixture of two or more selected from the group consisting of epoxy, phenol, vinyl ester, unsaturated polyester, cyanate ester, bismaleimide benzoxazine, and acrylic, Since both the moldability and the mechanical properties of the resin are well balanced, it is preferable because the problem of the present invention can be easily solved. Among them, for example, epoxy or bismaleimide is preferable, and epoxy is particularly preferable in order to achieve very high mechanical properties (particularly, compressive strength after impact application) required for the primary structural member of an aircraft. Further, those added with an elastomer, rubber, a curing agent, a curing accelerator, a catalyst or the like can also be used.

マトリックス樹脂を、後述の注入成形にて強化繊維基材に含浸させる場合、マトリックス樹脂の粘度が低いと含浸時間が短くでき、かつ非常に厚く積層した強化繊維基材をも含浸可能となる。かかる粘度は、注入温度において、400mPa・s以下が好ましく、200mPa・s以下がより好ましい。更には、含浸時間を極力長くとるために、注入温度における1時間後の粘度は、600mPa・s以下が好ましく、400mPa・s以下がより好ましい。注入温度は、100℃以下であると設備が簡易なものにできるため好ましい。   When the matrix fiber is impregnated into the reinforcing fiber base by injection molding described later, if the viscosity of the matrix resin is low, the impregnation time can be shortened, and a very thick laminated reinforcing fiber base can be impregnated. The viscosity is preferably 400 mPa · s or less, more preferably 200 mPa · s or less, at the injection temperature. Furthermore, in order to make the impregnation time as long as possible, the viscosity after 1 hour at the injection temperature is preferably 600 mPa · s or less, and more preferably 400 mPa · s or less. The injection temperature is preferably 100 ° C. or lower because the equipment can be simplified.

本発明の繊維強化樹脂は、例えば、注入成形(RTM(Resin Transfer Molding)、RFI(Resin Film Infusion)、RIM(Resin Injection Molding)、真空アシストRTM等)、プレス成形等の各種成形方法およびそれらを組み合わせた成形方法にて成形することができる。   The fiber reinforced resin of the present invention includes various molding methods such as injection molding (RTM (Resin Transfer Molding), RFI (Resin Film Infusion), RIM (Resin Injection Molding), vacuum assist RTM, etc.), press molding, and the like. It can be molded by a combined molding method.

より好ましい繊維強化樹脂の成形方法としては、生産性の高い注入成形方法が挙げられる。かかる注入成形方法として、好ましくはRTMが挙げられる。RTMは、例えば、雄型および雌型により形成したキャビティ中にマトリックス樹脂を加圧して注入する成形方法がある。より好ましい成形方法として、真空アシストRTMが挙げられる。真空アシストRTMは、上述の通りであるが、例えば、雄型または雌型のいずれか一方(例えば、金属、FRP等で、変形しにくい高剛性材料が好ましい)とフィルム等のバッグ材(例えば、ナイロンフィルム、シリコンラバー等で、再使用できるものが好ましい)により形成したキャビティを減圧し、大気圧との差圧にてマトリックス樹脂を注入する。この場合、キャビティ内の強化繊維基材に樹脂拡散媒体(メディア)を配置し、かかるメディアによりマトリックス樹脂の拡散・含浸を促進する。成形後には、繊維強化樹脂からメディアを分離することが好ましい。これらの注入成形方法は、成形コストの面から好ましく適用される。   A more preferable method for molding a fiber reinforced resin includes an injection molding method with high productivity. As such an injection molding method, RTM is preferable. For example, RTM includes a molding method in which a matrix resin is pressurized and injected into a cavity formed by a male mold and a female mold. A more preferred molding method is vacuum assist RTM. The vacuum assist RTM is as described above. For example, either a male type or a female type (for example, metal, FRP or the like, preferably a high-rigidity material that is difficult to deform) and a bag material such as a film (for example, The cavity formed by nylon film, silicon rubber or the like that can be reused is decompressed, and the matrix resin is injected at a pressure difference from atmospheric pressure. In this case, a resin diffusion medium (media) is disposed on the reinforcing fiber base in the cavity, and diffusion and impregnation of the matrix resin is promoted by such media. After molding, it is preferable to separate the media from the fiber reinforced resin. These injection molding methods are preferably applied in terms of molding cost.

上述の繊維強化樹脂は、強化繊維体積含有率(Vf)が53〜65%の範囲であり、SACMA−SRM−2R−94に記載されている衝撃付与後の常温圧縮強度が240MPa以上であるとよい。なお、Vf(単位はvol%)とは、繊維強化樹脂において強化繊維が占める体積比率のことを指し、具体的には次式によって定義され、ここで用いた記号は下記に示すとおりである。

Vf=(W×100)/(ρ×T)
W:強化繊維基材または積層体における布帛1cm当たりの強化繊維の重量(g/cm
ρ:強化繊維の密度(g/cm
T:繊維強化樹脂の厚さ(cm)

繊維強化樹脂のVfが53〜65%の範囲であると、繊維強化樹脂の優れた力学特性を最大限に発現することができる。Vfが53%未満であると、軽量化効果に劣り、65%を超えると、上述の注入成形での成形が困難となるほか、力学特性(特に耐衝撃性)が低下する場合がある。すなわち、かかるVf範囲において、繊維強化樹脂のSACMA−SRM−2R−94に記載されている衝撃付与後の常温圧縮強度が240MPa以上であると、軽量化効果と力学特性とを共に満足する材料とすることができる。かかる要件を満たす繊維強化樹脂においては、その優れた力学特性と軽量化効果から、多岐の用途にわたって利用される。特に限定されないが、航空機、自動車、または、船舶等の輸送機器における一次構造部材、二次構造部材、外装部材、内装部材もしくはそれらの部品等に用いられ、その効果を最大限に発現する。
The above-mentioned fiber reinforced resin has a reinforced fiber volume content (Vf) in the range of 53 to 65%, and the normal temperature compressive strength after impact application described in SACMA-SRM-2R-94 is 240 MPa or more. Good. In addition, Vf (a unit is vol%) refers to the volume ratio which a reinforced fiber occupies in a fiber reinforced resin, and is specifically defined by following Formula, The symbol used here is as showing below.

Vf = (W × 100) / (ρ × T)
W: Weight of reinforcing fiber per 1 cm 2 of fabric in reinforcing fiber substrate or laminate (g / cm 2 )
ρ: Density of reinforcing fiber (g / cm 3 )
T: thickness of fiber reinforced resin (cm)

When the Vf of the fiber reinforced resin is in the range of 53 to 65%, the excellent mechanical properties of the fiber reinforced resin can be expressed to the maximum. If Vf is less than 53%, the weight reduction effect is inferior. If it exceeds 65%, molding by the above-described injection molding becomes difficult, and mechanical properties (particularly impact resistance) may be lowered. That is, in such a Vf range, when the normal temperature compressive strength after impact application described in SACMA-SRM-2R-94 of the fiber reinforced resin is 240 MPa or more, a material satisfying both the lightening effect and the mechanical properties, can do. The fiber reinforced resin satisfying such requirements is used for various applications because of its excellent mechanical properties and light weight effect. Although it is not particularly limited, it is used for primary structural members, secondary structural members, exterior members, interior members, or parts thereof in transportation equipment such as aircraft, automobiles, and ships, and the effects are maximized.

なお、SACMAとは、Suppliers of Advanced Composite Materials Associationの略であり、SACMA−SRM−2R−94とは、ここが定める試験法の規格である。衝撃付与後の常温圧縮強度とは、SACMA−SRM−2R−94に従ってDry条件にて測定されたものである。   SACMA is an abbreviation for Suppliers of Advanced Composite Materials Association, and SACMA-SRM-2R-94 is a test method standard defined here. The room temperature compressive strength after impact is measured under Dry conditions according to SACMA-SRM-2R-94.

以下、実施例を用いて本発明を更に説明する。実施例および比較例に用いた原材料および成形方法は、次の通りである。
<強化繊維糸条>
炭素繊維糸条:PAN系炭素繊維、24,000フィラメント、繊度:1,033tex、引張強度:6.0GPa、引張弾性率:294GPa、破断伸度:2.0%。
<補助繊維糸条1>
ポリアミド繊維糸条:ポリアミド66、7フィラメント、繊度:1.7tex、融点:255℃、油分:0.6%。
The present invention will be further described below using examples. The raw materials and molding methods used in the examples and comparative examples are as follows.
<Reinforcing fiber yarn>
Carbon fiber yarn: PAN-based carbon fiber, 24,000 filament, fineness: 1,033 tex, tensile strength: 6.0 GPa, tensile elastic modulus: 294 GPa, elongation at break: 2.0%.
<Auxiliary fiber yarn 1>
Polyamide fiber yarn: polyamide 66, 7 filament, fineness: 1.7 tex, melting point: 255 ° C., oil content: 0.6%.

低融点ポリアミド繊維糸条:共重合ポリアミド、10フィラメント、繊度:5.5tex、融点:115℃。
<補助繊維糸条2>
ポリエステル繊維糸条:ポリエチレンテレフタレート、24フィラメント、繊度:54tex、融点:260℃
<樹脂材料>
樹脂材料A:ポリアミド12の不織布(日本バイリーン(株)製)、目付:10g/m、融点:175℃、ガラス転移点:50℃。
Low melting point polyamide fiber yarn: copolymer polyamide, 10 filament, fineness: 5.5 tex, melting point: 115 ° C.
<Auxiliary fiber yarn 2>
Polyester fiber yarn: polyethylene terephthalate, 24 filaments, fineness: 54 tex, melting point: 260 ° C
<Resin material>
Resin material A: Non-woven fabric of polyamide 12 (manufactured by Japan Vilene Co., Ltd.), basis weight: 10 g / m 2 , melting point: 175 ° C., glass transition point: 50 ° C.

樹脂材料B:ポリアミド12の粒子。   Resin material B: polyamide 12 particles.

樹脂材料C:樹脂組成物1の不織布、目付:18g/m、ガラス転移点:85℃。 Resin material C: Non-woven fabric of resin composition 1, basis weight: 18 g / m 2 , glass transition point: 85 ° C.

樹脂組成物1:ポリエーテルスルホン樹脂(住友化学工業(株)製スミカエクセル(登録商標)”5003P)60重量%(主成分)と、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製“エピコート(登録商標)”806)21重量部、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製NC−3000)12.5重量部、および、トリアジン核を骨格にもつ3価のエポキシ樹脂(日産化学工業(株)製TEPIC−P)4重量部、それぞれ計り取り100℃において均一になるまで攪拌したエポキシ樹脂組成物40重量%(副成分)とを、2軸押出機にて溶融混練して相溶させたもの。   Resin composition 1: 60% by weight (main component) of a polyethersulfone resin (Sumitomo Chemical Co., Ltd. Sumika Excel (registered trademark) “5003P”) and a liquid bisphenol F epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) Epicoat (registered trademark) “806” 21 parts by weight, biphenyl aralkyl type epoxy resin (NC-3000 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 12.5 parts by weight, and trivalent epoxy resin having a triazine nucleus as a skeleton (Nissan) 4 parts by weight of TEPIC-P manufactured by Chemical Industry Co., Ltd., each of which was measured and melted and kneaded with a 40 wt% (subcomponent) epoxy resin composition stirred at 100 ° C. until uniform. What was made compatible.

樹脂材料D:樹脂組成物2の粒子、ガラス転移点:71℃
樹脂組成物2:ポリビニルホルマール(“ビニレック(登録商標)”Kタイプ、窒素(株)製)60重量部、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(“エピコート(登録商標)”828、ジャパンエポキシレジン(株)製)10重量部および固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂(“エピコート(登録商標)”1001、ジャパンエポキシレジン(株)製)30重量部を、2軸押出機にて溶融混練して相溶させたもの。
Resin material D: particles of resin composition 2, glass transition point: 71 ° C.
Resin composition 2: Polyvinyl formal ("Vinylec (registered trademark)" K type, manufactured by Nitrogen Corporation) 60 parts by weight, liquid bisphenol A type epoxy resin ("Epicoat (registered trademark)" 828, Japan Epoxy Resin Co., Ltd. 10 parts by weight and 30 parts by weight of solid bisphenol A type epoxy resin ("Epicoat (registered trademark)" 1001, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) melted and kneaded with a twin screw extruder to be compatible .

樹脂材料E:樹脂材料Cと同様の樹脂組成物の不織布、目付:50g/m、ガラス転移点:85℃。
<マトリックス樹脂>
次の主液100重量部に、次の硬化液を39重量部加え、80℃にて均一に様に撹拌したエポキシ樹脂組成物。80℃におけるE型粘度計による粘度:55mPa・s、1時間後の粘度:180mPa・s、180℃で2時間硬化後のガラス転移点:197℃、曲げ弾性率:3.3GPa。
Resin material E: Non-woven fabric of resin composition similar to resin material C, basis weight: 50 g / m 2 , glass transition point: 85 ° C.
<Matrix resin>
An epoxy resin composition obtained by adding 39 parts by weight of the next curing liquid to 100 parts by weight of the next main liquid and stirring uniformly at 80 ° C. Viscosity by E-type viscometer at 80 ° C .: 55 mPa · s, viscosity after 1 hour: 180 mPa · s, glass transition point after curing at 180 ° C. for 2 hours: 197 ° C., flexural modulus: 3.3 GPa.

主液−エポキシとして、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン型エポキシ(“アラルダイト(登録商標)”MY−721、Vantico(株)製)40重量部、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製“エピコート(登録商標)”825)35重量部、ジグリシジルアニリン(GAN、日本化薬(株)製)15重量部、および、トリグリシジルアミノフェノール型エポキシ樹脂(“エピコート(登録商標)”630、ジャパンエポキシレジン(株)製)10重量部をそれぞれ計り取り、70℃で1時間攪拌して均一溶解させたもの。   As the main liquid-epoxy, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane type epoxy (“Araldite (registered trademark)” MY-721, manufactured by Vantico Co., Ltd.) 40 parts by weight, liquid bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. (Registered trademark) "825" 35 parts by weight, diglycidylaniline (GAN, Nippon Kayaku Co., Ltd.) 15 parts by weight, and triglycidylaminophenol type epoxy resin ("Epicoat (registered trademark)" 630, Japan Epoxy 10 parts by weight of Resin Co., Ltd. were weighed and stirred at 70 ° C. for 1 hour for uniform dissolution.

硬化液として、変性芳香族ポリアミン(“エピキュア(登録商標)”W、ジャパンエポキシレジン(株)製)70重量部、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン(株)製)20重量部、および、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(“スミキュア(登録商標)”S、住友化学工業(株)製)10重量部、それぞれ計り取り、100℃で1時間攪拌して均一にした後に70℃に降温して、硬化促進剤として、t−ブチルカテコール(宇部興産(株)製)2重量部計り取り、更に70℃で30分間攪拌して均一溶解させたもの。
<強化繊維基材の表面に占める樹脂材料の投影面積の割合:面積率A>
積層体とする前の強化繊維基材について、幅方向に3箇所から30cm×30cmのサイズを切り出し、切り出したサンプルを強化繊維基材の面に対して略垂直な方向から、CCDカメラで0.10mm/画素の精度で撮像した。得られた画像は、画像処理装置(KEYENCE製:CV−3000)を用いて画像処理(0.5mm以上の径のものを樹脂材料と判別)を行い、視野範囲と視野内における樹脂材料の画素数から、強化繊維基材における樹脂材料の投影面積の割合を算出し百分率で表示した。これを3箇所それぞれのサンプルについて実施し、それぞれの値の平均値を本実施例および比較例について求めた。
<積層体の層間に占める樹脂材料の投影面積の割合:面積率B>
(1)強化繊維基材を積層して得られた積層体の任意の10箇所から断面長が2cmとなるように、強化繊維糸条と直交する方向にサンプルを切り出し、切り出したサンプルを切り出し面が観察面となるように包埋型内に配置し、型内に包埋樹脂(BUEHLER製:EPO KWICK)を流し込んだ。包埋樹脂が硬化後、観察面を研磨し、包埋サンプルを作製した。得られた包埋サンプルを、デジタルマイクロスコープ(KEYENCE(株)製“VHX−500”)を用いて、倍率500倍にて以下の手順にて観察した。
(2)積層体を構成する強化繊維基材の各層について、樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛の最表面を形成する単糸の位置、および、布帛厚み方向に対置してあるもう一方の樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛の最表面を形成する単糸の位置を決定し、それらの中間の位置に基準となる直線を画像上に設けた。なお、基準線は観察視野毎に設けた。
(3)前記基準線上において、樹脂材料が存在しない距離、樹脂材料が存在する距離をそれぞれ測長した。樹脂材料が存在する距離および存在しない距離の測長は、画面に向かって左方向から右方向に測長し、積層体における各層の基準線上において、独立の塊として配置された樹脂材料の左末端から、樹脂材料内部を貫通して右末端部を通過し、右隣に配置された樹脂材料の左末端までの距離を1単位とし、各層間にて10単位の計測を行った。なお、距離が10mm以上のものを、樹脂材料が存在しない距離、樹脂材料が存在する距離として距離を測定し、これ以下のものは無視するものとする(樹脂材料の存在する領域のなかに10mm未満の樹脂材料の存在しない領域があってもそこには樹脂材料があるものとする、逆の場合も同様)。
(4)上記測定を各断面について実施し、10単位×層間数×10箇所より得られた値の平均値を算出し、樹脂材料が存在する距離を樹脂材料が存在する距離と樹脂材料が存在しない距離の和で割返した値を算出し百分率で表示した。
<強化繊維基材の表面における樹脂材料の投影面積中の埋設部の割合:埋設部の割合C>
(1)強化繊維基材から、任意の10箇所を断面長が2cmとなるように、強化繊維糸条と直交する方向にサンプルを切り出し、切り出したサンプルを切り出し面が観察面となるように包埋型内に配置し、型内に包埋樹脂(BUEHLER製:EPO KWICK)を流し込んだ。包埋樹脂が硬化後、観察面を研磨し、包埋サンプルを作製した。得られた包埋サンプルを、デジタルマイクロスコープ(KEYENCE(株)製“VHX−500”)を用いて、倍率500倍にて以下の手順にて観察した。
(2)強化繊維基材について、樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛の最表面を形成する単糸の位置を決定し、その位置に基準となる直線を画像上に設けた。なお、基準線は観察視野毎に設けた。
(3)次いで、上記基準線上で、樹脂材料が存在する距離を面積率Bの測定時と同様の基準で、測定し埋設部の距離とし、対応する該埋設部と連接する露出部について、上記基準線より露出部の厚みの1/2の位置で面積率Bの測定時と同様の基準で、面積率Bの測定における樹脂材料が存在する距離を求める。このようにして求めた値を用い、埋設部の距離を樹脂材料が存在する距離で割った値を百分率で表示した。
<積層体の層間、における樹脂材料の投影面積中の埋設部の割合:埋設部の割合D>
(1)強化繊維基材を積層して得られた積層体から、任意の10箇所を断面長が2cmとなるように、強化繊維糸条と直交する方向にサンプルを切り出し、切り出したサンプルを切り出し面が観察面となるように包埋型内に配置し、型内に包埋樹脂(BUEHLER製:EPO KWICK)を流し込んだ。包埋樹脂が硬化後、観察面を研磨し、包埋サンプルを作製した。得られた包埋サンプルを、デジタルマイクロスコープ(KEYENCE(株)製“VHX−500”)を用いて、倍率500倍にて以下の手順にて観察した。
(2)積層体を構成する強化繊維基材の各層について、樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛の最表面を形成する単糸の位置、および、布帛厚み方向に対置してあるもう一方の樹脂材料中を貫通する強化繊維糸条を構成する複数の単糸のうち、布帛の最表面を形成する単糸の位置を決定し、それらの位置に基準となる直線(基準線1)を画像上に設けた。又、基準線1の中間位置に、層間部分の基準となる直線(基準線2)を画像上に設けた。なお、これらの基準線は観察視野毎に設けた。
(3)次いで、上記基準線1上で、樹脂材料が存在する距離を面積率Bの測定時と同様の基準で、測定し埋設部の距離とし、同様にして上記基準線2上で、対応する該埋設部と連接する層間配置部について、樹脂材料が存在する距離を求める。このようにして求めた値を用い、埋設部の距離を層間配置部において樹脂材料が存在する距離で割った値を百分率で表示した。
<繊維強化樹脂の成形方法>
本発明の成形方法の例を、図面を参照して説明する。
As a curing solution, 70 parts by weight of modified aromatic polyamine (“Epicure (registered trademark)” W, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), 20 parts by weight of 3,3′-diaminodiphenylsulfone (manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd.) And 10 parts by weight of 4,4′-diaminodiphenylsulfone (“SumiCure (registered trademark)” S, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), respectively, weighed and stirred at 100 ° C. for 1 hour to make uniform. The temperature was lowered to 0 ° C., and 2 parts by weight of t-butylcatechol (manufactured by Ube Industries) was measured as a curing accelerator, and further stirred at 70 ° C. for 30 minutes to be uniformly dissolved.
<Ratio of the projected area of the resin material to the surface of the reinforcing fiber base: Area ratio A>
About the reinforcing fiber base before making it into a laminated body, a size of 30 cm × 30 cm was cut out from three locations in the width direction, and the cut sample was measured by a CCD camera from a direction substantially perpendicular to the surface of the reinforcing fiber base. Images were taken with an accuracy of 10 mm / pixel. The obtained image is subjected to image processing using an image processing apparatus (manufactured by KEYENCE: CV-3000) (a material having a diameter of 0.5 mm or more is determined as a resin material), and a pixel of the resin material in the visual field range and the visual field. From the number, the ratio of the projected area of the resin material on the reinforcing fiber substrate was calculated and displayed as a percentage. This was carried out for each of the three samples, and the average value of each value was determined for this example and the comparative example.
<Proportion of the projected area of the resin material in the layers of the laminate: area ratio B>
(1) A sample is cut out in a direction perpendicular to the reinforcing fiber yarn so that the cross-sectional length is 2 cm from any 10 positions of the laminate obtained by laminating the reinforcing fiber base material, and the cut sample is cut out. Was placed in an embedding mold so as to be an observation surface, and embedding resin (manufactured by BUEHLER: EPO KWICK) was poured into the mold. After the embedding resin was cured, the observation surface was polished to prepare an embedding sample. The obtained embedded sample was observed by a digital microscope (“VHX-500” manufactured by KEYENCE Corporation) at a magnification of 500 times according to the following procedure.
(2) For each layer of the reinforcing fiber base constituting the laminate, among the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarns penetrating through the resin material, the position of the single yarn forming the outermost surface of the fabric, and The position of the single yarn forming the outermost surface of the fabric is determined from among the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarns penetrating through the other resin material facing the fabric thickness direction, and an intermediate between them is determined. A straight line serving as a reference was provided on the image. A reference line was provided for each observation field.
(3) On the reference line, the distance where the resin material does not exist and the distance where the resin material exist are measured. The distance of the resin material present and the distance not present is measured from the left to the right toward the screen, and the left end of the resin material arranged as an independent lump on the reference line of each layer in the laminate The distance from the left end of the resin material arranged right next to the left end of the resin material disposed through the right end through the inside of the resin material was 10 units, and 10 units were measured between each layer. The distance is measured as the distance where the resin material is not present and the distance where the resin material is present when the distance is 10 mm or more, and the distance below this is ignored (10 mm in the region where the resin material exists) Even if there is a region where there is less resin material, there should be resin material, and vice versa.
(4) The above measurement is performed on each cross section, the average value of values obtained from 10 units × number of layers × 10 locations is calculated, and the distance where the resin material exists is the distance where the resin material exists and the resin material exists The value divided by the sum of the distances that were not calculated was calculated and displayed as a percentage.
<Proportion of embedded portion in projected area of resin material on surface of reinforcing fiber base: Ratio C of embedded portion>
(1) A sample is cut out from a reinforcing fiber substrate in a direction perpendicular to the reinforcing fiber yarn so that the cross-sectional length is 2 cm at any 10 locations, and the cut sample is wrapped so that the cut surface becomes an observation surface. It arrange | positioned in an embedding mold and embedding resin (the product made from BUEHLER: EPO KWICK) was poured into the mold. After the embedding resin was cured, the observation surface was polished to prepare an embedding sample. The obtained embedded sample was observed by a digital microscope (“VHX-500” manufactured by KEYENCE Corporation) at a magnification of 500 times according to the following procedure.
(2) With respect to the reinforcing fiber base material, the position of the single yarn forming the outermost surface of the fabric among the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrating through the resin material is determined, and the position becomes a reference A straight line was provided on the image. A reference line was provided for each observation field.
(3) Next, on the reference line, the distance at which the resin material is present is measured on the same basis as in the measurement of the area ratio B, the distance of the embedded portion is measured, and the exposed portion connected to the corresponding embedded portion is described above. The distance at which the resin material is present in the measurement of the area ratio B is determined at the position of 1/2 of the thickness of the exposed portion from the reference line, based on the same reference as when measuring the area ratio B. Using the value obtained in this way, the value obtained by dividing the distance of the buried portion by the distance where the resin material exists was displayed as a percentage.
<Proportion of embedded portion in projected area of resin material between layers of laminate: Ratio D of embedded portion>
(1) From a laminate obtained by laminating reinforcing fiber base materials, a sample is cut out in a direction perpendicular to the reinforcing fiber yarns so that the cross-sectional length is 2 cm at any 10 locations, and the cut out sample is cut out. It arrange | positioned in an embedding mold so that a surface may become an observation surface, and embedding resin (the product made from BUEHLER: EPO KWICK) was poured in into the type | mold. After the embedding resin was cured, the observation surface was polished to prepare an embedding sample. The obtained embedded sample was observed by a digital microscope (“VHX-500” manufactured by KEYENCE Corporation) at a magnification of 500 times according to the following procedure.
(2) For each layer of the reinforcing fiber base constituting the laminate, among the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarns penetrating through the resin material, the position of the single yarn forming the outermost surface of the fabric, and The position of the single yarn forming the outermost surface of the fabric among the plurality of single yarns constituting the reinforcing fiber yarn penetrating through the other resin material facing the fabric thickness direction is determined, and A reference straight line (reference line 1) was provided on the image. Further, a straight line (reference line 2) serving as a reference for the interlayer portion is provided on the image at an intermediate position of the reference line 1. These reference lines were provided for each observation field.
(3) Next, on the reference line 1, the distance where the resin material is present is measured with the same standard as in the measurement of the area ratio B, and the distance of the buried portion is measured. The distance at which the resin material exists is determined for the interlayer arrangement portion connected to the buried portion. Using the value obtained in this way, the value obtained by dividing the distance of the buried portion by the distance where the resin material exists in the interlayer arrangement portion was displayed as a percentage.
<Molding method of fiber reinforced resin>
An example of the molding method of the present invention will be described with reference to the drawings.

図8は、繊維強化樹脂の成形方法の実施に用いる装置の一態様の断面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view of one embodiment of an apparatus used for carrying out a method for molding a fiber reinforced resin.

図8に示す様に、アルミ製成形型45の表面に、強化繊維基材46を所定の枚数と角度で積層した。積層された強化繊維基材の最表面にピールプライ47としてポリエステル繊維の離型処理された織物を配置し、その上に樹脂拡散媒体48であるポリプロピレン製メッシュ状シートを配置し、更にその上に、押さえ板となるアルミ製カウルプレート49を配置した。積層された強化繊維基材が成形型と接した周囲には、エッジ・ブリーザー50としてポリエステル繊維の不織布を複数枚積層して張り巡らした。真空吸引口51やエッジ・ブリーザーから最も近い樹脂拡散媒体までの距離が10mm以上離れるように強化繊維基材の最大外形よりも10〜50mm程度小さい樹脂拡散媒体を配置した(図示せず)。全体をバッグ材52であるナイロンフィルムで覆い、バッグ材と成形型の周囲を、シール材53で密閉した。樹脂注入口54は、樹脂拡散媒体に接するように取り付け、シール材で密閉した。真空吸引口は、樹脂注入口から遠いエッジ・ブリーザー上に取り付け、同様にシールした。真空吸引口から吸引し、バッグ材内が0.08〜0.1MPaの圧力になるように真空吸引した。この時、空気が漏れていないか確認し、漏れていた場合は、漏れない様に密閉し直した。3℃/minの速度で、装置全体をマトリックス樹脂の注入温度(80℃)に昇温した。真空吸引を継続しながら、強化繊維基材が注入温度に達してから1時間保持した。その後、樹脂注入口のバルブを解放して、樹脂拡散媒体からマトリックス樹脂を必要な量だけ注入した。含浸が完了したら、樹脂注入口のバルブを閉め、マトリックス樹脂の注入を中止した。真空吸引は、マトリックス樹脂がゲル化するまで、継続した(注入開始から1.5時間)。1.5℃/minの速度で、装置全体をマトリックス樹脂の硬化温度まで昇温した。硬化温度:130℃に達した時点で、真空吸引口をシールして吸引を中止した。この時、バッグ材の中を真空状態に保つ様にシールした。硬化温度に達してから2時間保持してマトリックス樹脂を十分硬化させた。その後、3℃/minの速度で常温まで降温した。バッグ材、ピールプライおよび樹脂含浸媒体を除去して、繊維強化樹脂を得た。
<埋設部の厚み、露出部の厚み、および、層間配置部の厚みの測定方法>
後述する実施例1〜および比較例1〜4にて得られる強化繊維基材および積層体における、表記の測定方法を以下に説明する。
As shown in FIG. 8, the reinforcing fiber base 46 was laminated on the surface of the aluminum mold 45 at a predetermined number and angle. A polyester fiber release fabric is disposed as the peel ply 47 on the outermost surface of the laminated reinforcing fiber base, a polypropylene mesh sheet as a resin diffusion medium 48 is disposed thereon, and further, An aluminum cowl plate 49 serving as a pressing plate was disposed. A plurality of non-woven fabrics of polyester fibers were laminated as the edge breather 50 around the periphery of the laminated reinforcing fiber base in contact with the mold. A resin diffusion medium smaller than the maximum outer shape of the reinforcing fiber base material by about 10 to 50 mm was arranged so that the distance from the vacuum suction port 51 or the edge breather to the nearest resin diffusion medium was 10 mm or more (not shown). The whole was covered with a nylon film as the bag material 52, and the bag material and the periphery of the mold were sealed with a seal material 53. The resin injection port 54 was attached so as to be in contact with the resin diffusion medium and sealed with a sealing material. The vacuum suction port was mounted on an edge breather far from the resin injection port and sealed in the same manner. Suction was performed from a vacuum suction port, and vacuum suction was performed so that the inside of the bag material had a pressure of 0.08 to 0.1 MPa. At this time, it was confirmed whether air was leaking, and if it was leaked, it was sealed again so as not to leak. The entire apparatus was heated to the matrix resin injection temperature (80 ° C.) at a rate of 3 ° C./min. While the vacuum suction was continued, the reinforcing fiber substrate was held for 1 hour after reaching the injection temperature. Then, the valve | bulb of the resin injection port was open | released and the required quantity of matrix resin was inject | poured from the resin diffusion medium. When the impregnation was completed, the resin injection valve was closed and the injection of the matrix resin was stopped. Vacuum suction was continued until the matrix resin gelled (1.5 hours from the start of injection). The entire apparatus was heated up to the curing temperature of the matrix resin at a rate of 1.5 ° C./min. Curing temperature: When the temperature reached 130 ° C., suction was stopped by sealing the vacuum suction port. At this time, the bag material was sealed so as to maintain a vacuum state. The matrix resin was sufficiently cured by holding for 2 hours after reaching the curing temperature. Thereafter, the temperature was lowered to room temperature at a rate of 3 ° C./min. The bag material, peel ply and resin impregnated medium were removed to obtain a fiber reinforced resin.
<Method for measuring the thickness of the buried portion, the thickness of the exposed portion, and the thickness of the interlayer arrangement portion>
The notation measuring method in the reinforcing fiber bases and laminates obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 described later will be described below.

先ず、強化繊維基材または積層体を2cm×2cmのサイズで3枚切り出した。切り出し角度は、強化繊維基材の場合は、強化繊維糸条の配列方向と直交する方向で、積層体の場合は、積層される所定枚数の強化繊維基材の内の、少なくとも一層について、強化繊維糸条の配列方向と直交する方向に切り出した。切り出したサンプルは、前記切り出し面が観察面側になる様に、包埋型内に配置し、包埋型内に包埋樹脂(BUEHLER製:EPO KWICK)を流し込んだ。包埋樹脂が硬化した後、観察面を研磨して、包埋サンプルを作製した。   First, three reinforcing fiber substrates or laminates were cut out in a size of 2 cm × 2 cm. In the case of a reinforced fiber base material, the cut-out angle is a direction orthogonal to the arrangement direction of the reinforcing fiber yarns. In the case of a laminate, the cut-out angle is reinforced for at least one of the predetermined number of reinforced fiber base materials to be laminated. It cut out in the direction orthogonal to the arrangement direction of fiber yarns. The cut sample was placed in an embedding mold so that the cut surface was on the observation surface side, and an embedding resin (manufactured by BUEHLER: EPO KWICK) was poured into the embedding mold. After the embedding resin was cured, the observation surface was polished to prepare an embedding sample.

得られた包埋サンプルを、デジタルマイクロスコープ(KEYENCE(株)製“VHX−500”)を用い、500倍にて観察した。観察は、サンプル毎に図2又は図7で示される各部についてそれぞれ10点について測長を行い、それら10点についてそれぞれ平均値を算出した。
<衝撃付与後の常温圧縮強度(以降、CAIと記すこともある)>
SACMA−SRM−2R−94に規定された試験片サイズに繊維強化樹脂を成形し、SACMA−SRM−2R−94に規定の方法により、衝撃付与後の常温圧縮強度をDry条件にて評価した。
(実施例1)
炭素繊維糸条を並行に引き揃え、1.8本/cmの密度で一方向に配列してシート状の炭素繊維糸条群を形成した。補助繊維糸条(ポリアミド繊維糸条)を、3本/cmの密度で、前記炭素繊維糸条群と直交する方向に配列し、炭素繊維糸条とポリアミド繊維糸条とを交錯させ、織機を用いて平織組織の布帛を形成した(一方向性織物)。
The obtained embedded sample was observed at 500 times using a digital microscope (“VHX-500” manufactured by KEYENCE Co., Ltd.). In the observation, each sample shown in FIG. 2 or FIG. 7 for each sample was measured for 10 points, and an average value was calculated for each of the 10 points.
<Normal temperature compressive strength after impact application (hereinafter sometimes referred to as CAI)>
A fiber reinforced resin was molded into a test piece size defined in SACMA-SRM-2R-94, and the normal temperature compressive strength after application of impact was evaluated under the Dry condition by the method defined in SACMA-SRM-2R-94.
Example 1
The carbon fiber yarns were aligned in parallel and arranged in one direction at a density of 1.8 yarns / cm to form a sheet-like carbon fiber yarn group. Auxiliary fiber yarns (polyamide fiber yarns) are arranged at a density of 3 / cm in a direction perpendicular to the carbon fiber yarn group, the carbon fiber yarns and the polyamide fiber yarns are crossed, and the loom is A plain weave fabric was formed (unidirectional fabric).

樹脂材料Aは、布帛である一方向性織物のおもて面に重なるように牽引し、一方向性織物と樹脂材料Aを合わせて離型紙で挟み、180℃、線圧3kN/m、0.5m/minの条件にてホットプレスロールを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に接着した。なお、樹脂材料Aはおもて面にのみ接着し、うら面には接着させなかった。   The resin material A is pulled so as to overlap the front surface of the unidirectional woven fabric, and the unidirectional woven fabric and the resin material A are combined and sandwiched between release papers, 180 ° C., linear pressure 3 kN / m, 0 The resin material was bonded to the entire surface of the fabric by passing it through a hot press roll at a condition of 0.5 m / min. The resin material A was adhered only to the front surface and not adhered to the back surface.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料A以外にもポリアミド繊維糸条が、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は5.3重量%、面積率Aは73%、布帛の厚みは213μm、樹脂材料の埋設部の厚みは67μm、樹脂材料の露出部の厚みは56μm、埋設部の割合Cは87%であった。
(実施例2)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
The obtained reinforcing fiber base was excellent in shape stability because the polyamide fiber yarns crossed firmly to fix the fabric in addition to the resin material A. Further, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 5.3% by weight, the area ratio A is 73%, the thickness of the fabric is 213 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 67 μm, and the resin material The thickness of the exposed portion was 56 μm, and the ratio C of the buried portion was 87%.
(Example 2)
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Bは、エンボスロールとドクターブレードにて計量しながら自然落下させ、振動ネットを介して均一分散させながら、表面に11.4g/m(3.0重量%)散布した。その後、200℃、0.3m/minの条件にて遠赤外線ヒーターを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に仮接着させた。なお、樹脂材料Bは表面にのみ接着し、裏面には接着させなかった。 The resin material B was spontaneously dropped while being measured with an embossing roll and a doctor blade, and 11.4 g / m 2 (3.0 wt%) was dispersed on the surface while being uniformly dispersed through a vibration net. Thereafter, a far-infrared heater was passed under conditions of 200 ° C. and 0.3 m / min, and the resin material was temporarily bonded to the entire surface of the fabric. The resin material B was adhered only to the front surface and not adhered to the back surface.

樹脂材料Bを仮接着させた布帛である一方向性織物を、線圧6kN/m、0.3m/minの条件にてプレスロールを通過させ、樹脂材料Bを布帛全面に亘って強化繊維糸条内部に向けて加圧し、埋設部を形成した。さらに連続して、再度180℃、0.3m/minの条件にて遠赤外線ヒーターを通過させた。   A unidirectional woven fabric, which is a fabric to which resin material B is temporarily bonded, is passed through a press roll under conditions of a linear pressure of 6 kN / m and 0.3 m / min, and the resin material B is reinforced fiber yarn over the entire surface of the fabric. Pressure was applied toward the inside of the strip to form an embedded part. Furthermore, the far-infrared heater was passed again continuously at 180 ° C. and 0.3 m / min.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料B以外にもポリアミド繊維糸条が、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(380g/m)に対し樹脂材料の付着量は3.0重量%、面積率Aは60%、布帛の厚みは393μm、樹脂材料の埋設部の厚みは72μm、樹脂材料の露出部の厚みは63μm、埋設部の割合Cは89%であった。
(実施例3)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
The obtained reinforcing fiber base was excellent in form stability because the polyamide fiber yarns crossed firmly to fix the fabric in addition to the resin material B. In addition, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (380 g / m 2 ) is 3.0% by weight, the area ratio A is 60%, the thickness of the fabric is 393 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 72 μm, and the resin material The thickness of the exposed portion was 63 μm, and the ratio C of the buried portion was 89%.
(Example 3)
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Bは、エンボスロールとドクターブレードにて計量しながら自然落下させ、振動ネットを介して均一分散させながら、表面に15.4g/m(19.2重量%)散布した。その後、200℃、0.3m/minの条件にて遠赤外線ヒーターを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に仮接着させた。なお、樹脂材料Bは表面にのみ散布し、裏面には散布しなかった。 The resin material B was naturally dropped while being measured with an embossing roll and a doctor blade, and 15.4 g / m 2 (19.2% by weight) was dispersed on the surface while being uniformly dispersed through a vibration net. Thereafter, a far-infrared heater was passed under conditions of 200 ° C. and 0.3 m / min, and the resin material was temporarily bonded to the entire surface of the fabric. The resin material B was sprayed only on the front surface and not on the back surface.

樹脂材料Bを仮接着させた布帛である一方向性織物を、線圧4kN/m、0.3m/minの条件にてプレスロールを通過させ、樹脂材料Bを布帛全面に亘って強化繊維糸条内部に向けて加圧し、埋設部を形成した。さらに連続して、再度180℃、0.3m/minの条件にて遠赤外線ヒーターを通過させた。   The unidirectional woven fabric, which is a fabric to which the resin material B is temporarily bonded, is passed through a press roll under the conditions of linear pressure of 4 kN / m and 0.3 m / min, and the resin material B is reinforced fiber yarn over the entire surface of the fabric. Pressure was applied toward the inside of the strip to form an embedded part. Furthermore, the far-infrared heater was passed again continuously at 180 ° C. and 0.3 m / min.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料B以外にもポリアミド繊維糸条が、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(80g/m)に対し樹脂材料の付着量は19.2重量%、面積率Aは67%、布帛の厚みは92μm、樹脂材料の埋設部の厚みは36μm、樹脂材料の露出部の厚みは107μm、埋設部の割合Cは92%であった。
(実施例4)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
The obtained reinforcing fiber base was excellent in form stability because the polyamide fiber yarns crossed firmly to fix the fabric in addition to the resin material B. In addition, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (80 g / m 2 ) is 19.2% by weight, the area ratio A is 67%, the thickness of the fabric is 92 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 36 μm, and the resin material The thickness of the exposed portion was 107 μm, and the ratio C of the buried portion was 92%.
Example 4
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Aは、布帛である一方向性織物のおもて面に重なるように牽引し、一方向性織物と樹脂材料Aを合わせて離型紙で挟み、180℃、線圧6kN/m、0.5m/minの条件にてホットプレスロールを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に接着した。なお、樹脂材料Aは片面にのみ接着した。   The resin material A is pulled so as to overlap the front surface of the unidirectional fabric that is the fabric, and the unidirectional fabric and the resin material A are combined and sandwiched between release papers, 180 ° C., linear pressure 6 kN / m, 0 The resin material was bonded to the entire surface of the fabric by passing it through a hot press roll at a condition of 0.5 m / min. The resin material A was bonded only to one side.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料A以外にもポリアミド繊維糸条が、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は5.3重量%、面積率Aは74%、布帛の厚みは206μm、樹脂材料の埋設部の厚みは94μm、樹脂材料の露出部の厚みは31μm、埋設部の割合Cは96%であった。
(実施例5)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
The obtained reinforcing fiber base was excellent in shape stability because the polyamide fiber yarns crossed firmly to fix the fabric in addition to the resin material A. In addition, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 5.3% by weight, the area ratio A is 74%, the fabric thickness is 206 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 94 μm, and the resin material The exposed portion had a thickness of 31 μm, and the buried portion ratio C was 96%.
(Example 5)
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Cは、布帛である一方向性織物のおもて面に重なるように牽引し、一方向性織物と樹脂材料Cを合わせて離型紙で挟み、180℃、線圧6kN/m、0.5m/minの条件にてホットプレスロールを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に接着した。なお、樹脂材料Aは片面にのみ接着した。   The resin material C is pulled so as to overlap the front surface of the unidirectional woven fabric that is the fabric, and the unidirectional woven fabric and the resin material C are put together with release paper, 180 ° C., linear pressure 6 kN / m, 0 The resin material was bonded to the entire surface of the fabric by passing it through a hot press roll at a condition of 0.5 m / min. The resin material A was bonded only to one side.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料C以外にもポリアミド繊維糸条が、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は9.5重量%、面積率Aは78%、布帛の厚みは198μm、樹脂材料の埋設部の厚みは97μm、樹脂材料の接着部の厚みは83μm、埋設部の割合Cは98%であった。
(実施例6)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
The obtained reinforcing fiber base was excellent in form stability because the polyamide fiber yarns crossed firmly to fix the fabric in addition to the resin material C. Further, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 9.5% by weight, the area ratio A is 78%, the thickness of the fabric is 198 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 97 μm, and the resin material The thickness of the bonded portion was 83 μm, and the ratio C of the buried portion was 98%.
(Example 6)
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Bは、エンボスロールとドクターブレードにて計量しながら自然落下させ、振動ネットを介して均一分散させながら、表面に15g/m(7.9重量%)散布した。その後、200℃、0.3m/minの条件にて遠赤外線ヒーターを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に仮接着させた。なお、樹脂材料Bは表面にのみ接着し、裏面には接着させなかった。 The resin material B was naturally dropped while being measured with an embossing roll and a doctor blade, and was dispersed on the surface by 15 g / m 2 (7.9 wt%) while being uniformly dispersed through a vibration net. Thereafter, a far-infrared heater was passed under conditions of 200 ° C. and 0.3 m / min, and the resin material was temporarily bonded to the entire surface of the fabric. The resin material B was adhered only to the front surface and not adhered to the back surface.

樹脂材料Bを仮接着させた布帛である一方向性織物を、線圧4kN/m、0.3m/minの条件にてプレスロールを通過させ、樹脂材料Bを布帛全面に亘って強化繊維糸条内に埋め込んだ。さらに連続して、再度180℃、0.3m/minの条件にて遠赤外線ヒーターを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に接着させた。   The unidirectional woven fabric, which is a fabric to which the resin material B is temporarily bonded, is passed through a press roll under the conditions of linear pressure of 4 kN / m and 0.3 m / min, and the resin material B is reinforced fiber yarn over the entire surface of the fabric. Embedded in the article. Further continuously, a far-infrared heater was passed again under the conditions of 180 ° C. and 0.3 m / min, and the resin material was adhered to the entire surface of the fabric.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料B以外にもポリアミド繊維糸条が、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れた。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は7.9重量%、面積率Aは65%、布帛の厚みは201μm、樹脂材料埋設部の厚みは34μm、樹脂材料の露出部の厚みは125μm、埋設部の割合Cは93%であった。
(実施例7)
実施例1と同じ布帛と樹脂材料Aとを交互に所定枚数積層して得られた積層物をアルミ製成形型の表面に配置した。この積層物の表面に離型フィルムを配置し、その上に、押さえ板となるアルミ製カウルプレートを配置する。積層された強化繊維基材が成形型と接した周囲には、エッジ・ブリーザーであるポリエステル繊維の不織布を複数枚積層して張り巡らした。エッジ・ブリーザーには、真空ポンプと連結する真空吸引口を設け、全体をバッグ材であるナイロンフィルムで覆い、バッグ材と成形型の周囲を、シール材で密閉した。これらをオートクレーブに搬入した後、真空吸引口から吸引して、バッグ材内が0.08〜0.1MPaの圧力になるように真空吸引した。この状態において、オートクレーブ内を0.6MPaに加圧し、1.5℃/minの速度で180℃まで昇温した。このまま15分間保持した後、2.5℃/minの速度で常温、常圧にまで戻した。バック材、離型フィルムを除去し、積層体を得た。
The obtained reinforcing fiber base material was excellent in form stability because the polyamide fiber yarns crossed firmly to fix the fabric in addition to the resin material B. In addition, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 7.9% by weight, the area ratio A is 65%, the thickness of the fabric is 201 μm, the thickness of the resin material embedded portion is 34 μm, The thickness of the exposed part was 125 μm, and the ratio C of the buried part was 93%.
(Example 7)
A laminate obtained by alternately laminating a predetermined number of the same fabric and resin material A as in Example 1 was placed on the surface of an aluminum mold. A release film is disposed on the surface of the laminate, and an aluminum cowl plate serving as a pressing plate is disposed thereon. A plurality of non-woven fabrics of polyester fibers, which are edge breathers, were laminated around the periphery of the laminated reinforcing fiber substrate in contact with the mold. The edge breather was provided with a vacuum suction port connected to a vacuum pump, the whole was covered with a nylon film as a bag material, and the bag material and the mold were sealed with a sealing material. After carrying these into the autoclave, they were sucked from the vacuum suction port and vacuum sucked so that the pressure inside the bag material was 0.08 to 0.1 MPa. In this state, the inside of the autoclave was pressurized to 0.6 MPa and heated to 180 ° C. at a rate of 1.5 ° C./min. After maintaining for 15 minutes, the temperature was returned to normal temperature and normal pressure at a rate of 2.5 ° C./min. The backing material and the release film were removed to obtain a laminate.

得られた積層体は、樹脂材料によりタックが発現し、積層体としての取扱性および形態安定性に優れていた。また、一層当たりの炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は5.3重量%、面積率Bは74%、布帛の厚みは205μm、樹脂材料の埋設部の厚みは79μm、樹脂材料の層間配置部の厚みが45μm、埋設部の割合Dは97%であった。
(実施例8)
炭素繊維糸条を並行に引き揃え、0.9本/cmの密度で一方向に配列してシート状の炭素繊維糸条群を形成した。炭素繊維糸条を、0.9本/cmの密度で、前記炭素繊維糸条群と直交する方向に配列し、炭素繊維糸条同士を交錯させ、織機を用いて平織組織の布帛を形成した(二方向性織物)。樹脂材料Bは、実施例4と同様にして接着させた。
The obtained laminate exhibited tackiness due to the resin material, and was excellent in handleability and form stability as a laminate. Further, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight per layer (190 g / m 2 ) is 5.3% by weight, the area ratio B is 74%, the thickness of the fabric is 205 μm, and the thickness of the embedded portion of the resin material is 79 μm. The thickness of the interlayer arrangement part of the resin material was 45 μm, and the ratio D of the buried part was 97%.
(Example 8)
The carbon fiber yarns were aligned in parallel and arranged in one direction at a density of 0.9 / cm to form a sheet-like carbon fiber yarn group. Carbon fiber yarns were arranged at a density of 0.9 yarns / cm in a direction perpendicular to the carbon fiber yarn group, and the carbon fiber yarns were interlaced to form a plain weave fabric using a loom. (Bidirectional fabric). Resin material B was bonded in the same manner as in Example 4.

得られた強化繊維基材は、炭素繊維同士の交錯以外にも樹脂材料Bが布帛を固定しているため形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は7.9重量%、面積率Aは62%、布帛の厚みは226μm、樹脂材料の埋設部の厚みは148μm、樹脂材料の露出部の厚みは27μm、埋設部の割合Cは89%であった。
(実施例9)
炭素繊維糸条を並行に引き揃え、0.9本/cmの密度で一方向に配列してシート状の炭素繊維糸条群を形成した。同様に、炭素繊維糸条を、0.9本/cmの密度で一方向に配列してシート状の炭素繊維糸条群を形成し、先の炭素繊維糸条群と直交する方向に交差積層して経編機により縫合一体化し、布帛を形成した(二軸ステッチ基材)。樹脂材料Dは、実施例4と同様にして仮接着、接着させた。
The obtained reinforcing fiber base was excellent in shape stability because the resin material B fixed the fabric in addition to the crossing of the carbon fibers. Further, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 7.9% by weight, the area ratio A is 62%, the thickness of the fabric is 226 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 148 μm, the resin material The thickness of the exposed portion was 27 μm, and the ratio C of the buried portion was 89%.
Example 9
The carbon fiber yarns were aligned in parallel and arranged in one direction at a density of 0.9 / cm to form a sheet-like carbon fiber yarn group. Similarly, carbon fiber yarns are arranged in one direction at a density of 0.9 yarns / cm to form a sheet-like carbon fiber yarn group, and cross-laminated in a direction perpendicular to the previous carbon fiber yarn group. Then, they were integrated by stitching with a warp knitting machine to form a fabric (biaxial stitch base material). Resin material D was temporarily bonded and bonded in the same manner as in Example 4.

得られた強化繊維基材は、強化繊維糸条群同士が経編により拘束されているうえ、樹脂材料Dが布帛を固定しているため形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(225g/m)に対し樹脂材料の付着量は11.3重量%、面積率Aは69%、布帛の厚みは210μm、樹脂材料の埋設部の厚みは97μm、樹脂材料の露出部の厚みは138μm、埋設部の割合Cは91%であった。
(比較例1)
実施例1の強化繊維基材に用いた布帛を、樹脂材料を接着することなくそのまま強化繊維基材として用いた。
The obtained reinforcing fiber base was excellent in form stability because the reinforcing fiber yarn groups were constrained by warp knitting and the resin material D fixed the fabric. Further, the adhesion amount of the resin material to the carbon fiber basis weight (225 g / m 2 ) is 11.3 wt%, the area ratio A is 69%, the thickness of the fabric is 210 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 97 μm, and the resin material The exposed portion had a thickness of 138 μm, and the ratio C of the buried portion was 91%.
(Comparative Example 1)
The fabric used for the reinforcing fiber base of Example 1 was used as the reinforcing fiber base as it was without adhering the resin material.

かかる強化繊維基材は、集束糸条Aとポリアミド繊維糸条とが、交錯して組織していることで、布帛として取り扱うことはできた。しかしながら、樹脂材料が接着していないため、強化繊維糸条、集束糸条Aおよびポリアミド繊維糸条の目曲がりが発生した。なお、得られた強化繊維基材の厚みは206μmであった。
(比較例2)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
Such a reinforcing fiber base material could be handled as a fabric because the bundled yarn A and the polyamide fiber yarn were interlaced and organized. However, since the resin material is not bonded, the reinforcing fiber yarn, the bundled yarn A, and the polyamide fiber yarn are bent. In addition, the thickness of the obtained reinforcing fiber base material was 206 μm.
(Comparative Example 2)
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Eは、上記布帛を挟み込んで重なる様にし、一方向性織物と樹脂材料Eを合わせて離型紙で挟み、180℃、線圧3kN/m、0.5m/minの条件にてホットプレスロールを通過させ、樹脂材料を表面に接着した。なお、樹脂材料Eはおもて面にのみ接着し、うら面には接着させなかった。   Resin material E is sandwiched between the above fabrics, and the unidirectional woven fabric and resin material E are combined and sandwiched between release papers, and hot pressed under conditions of 180 ° C., linear pressure of 3 kN / m, and 0.5 m / min. The roll was passed and the resin material was adhered to the surface. The resin material E was adhered only to the front surface and not adhered to the back surface.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料以外にも、集束糸条Aとポリアミド繊維糸条とが、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れた。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は26.3重量%、面積率Aは100%、布帛の厚みは207μm、樹脂材料の埋設部の厚みは125μm、樹脂材料の露出部の厚みは239μm、埋設部の割合Cは100%であった。
(比較例3)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
In addition to the resin material, the obtained reinforcing fiber base material was excellent in form stability because the bundled yarn A and the polyamide fiber yarn were firmly crossed to fix the fabric. In addition, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 26.3% by weight, the area ratio A is 100%, the thickness of the fabric is 207 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 125 μm, and the resin material The thickness of the exposed portion was 239 μm, and the ratio C of the buried portion was 100%.
(Comparative Example 3)
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Bは、エンボスロールとドクターブレードにて計量しながら自然落下させ、振動ネットを介して均一分散させながら、表面に15g/m(7.9重量%)散布した。その後、200℃、0.3m/minの条件にて遠赤外線ヒーターを通過させ、樹脂材料を布帛の全面に仮接着させた。なお、樹脂材料Bは表面にのみ接着し、裏面には接着させなかった。 The resin material B was naturally dropped while being measured with an embossing roll and a doctor blade, and was dispersed on the surface by 15 g / m 2 (7.9 wt%) while being uniformly dispersed through a vibration net. Thereafter, a far-infrared heater was passed under conditions of 200 ° C. and 0.3 m / min, and the resin material was temporarily bonded to the entire surface of the fabric. The resin material B was adhered only to the front surface and not adhered to the back surface.

樹脂材料Bを仮接着させた布帛である仮強化繊維基材を、所定サイズに切り出し、成形型の表面に配置した。仮強化繊維基材の表面に離型フィルムを配置し、さらにその上に、圧着用治具を配置した。圧着治具には、複数の圧子が経緯に一定間隔を持って備え付けられており、これら圧子の先端面積の合計が、仮強化繊維基材の全投影面積の30%を被覆するように設計されている。これら全てをプレス機に設置し、各圧子の押圧が0.1MPa、90℃となるように熱プレスを行い、強化繊維基材を得た。   A temporary reinforcing fiber base material, which is a fabric to which the resin material B is temporarily bonded, was cut into a predetermined size and placed on the surface of a mold. A release film was disposed on the surface of the temporary reinforcing fiber base, and a crimping jig was further disposed thereon. The crimping jig is provided with a plurality of indenters at regular intervals in the background, and the total tip area of these indenters is designed to cover 30% of the total projected area of the temporary reinforcing fiber substrate. ing. All of these were installed in a press machine and subjected to hot pressing so that the pressure of each indenter was 0.1 MPa and 90 ° C. to obtain a reinforced fiber base material.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料が部分的にしか圧着されていないため、取扱性および形態安定性に劣った。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は7.9重量%、面積率Aは64%、布帛の厚みは221μm、圧着部における樹脂材料の埋設部の厚みは79μm、露出部の厚みは45μmであり、非熱圧着部においては、埋設部の厚みは7μm、露出部の厚みは131μmであった。なお、非圧着部の埋設部おいては、樹脂材料が強化繊維糸条の内の複数の単糸を内包した、埋設部が形成されておらず、埋設部の割合Cは27%に留まった。
(比較例4)
強化繊維基材に用いる布帛は、実施例1と同じものを用いた。
The obtained reinforcing fiber base was inferior in handleability and form stability because the resin material was only partially pressed. Further, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 7.9% by weight, the area ratio A is 64%, the thickness of the fabric is 221 μm, and the thickness of the embedded portion of the resin material in the crimped portion is 79 μm. The thickness of the exposed portion was 45 μm, and in the non-thermocompression bonding portion, the thickness of the embedded portion was 7 μm, and the thickness of the exposed portion was 131 μm. In the embedded portion of the non-crimped portion, the embedded portion in which the resin material included a plurality of single yarns of the reinforcing fiber yarns was not formed, and the ratio C of the embedded portion remained at 27%. .
(Comparative Example 4)
The same fabric as in Example 1 was used as the fabric used for the reinforcing fiber substrate.

樹脂材料Aは、上記布帛のおもて面に重なるように牽引し、一方向性織物と樹脂材料Aを合わせて離型紙で挟み込み、150℃、線圧3kN/m、0.5m/minの条件にてホットプレスロールを通過させ、樹脂材料を表面に接着した。なお、樹脂材料Aはおもて面にのみ接着し、うら面には接着させなかった。   The resin material A is pulled so as to overlap the front surface of the fabric, and the unidirectional fabric and the resin material A are combined and sandwiched between release papers, 150 ° C., linear pressure 3 kN / m, 0.5 m / min. A hot press roll was passed under conditions, and the resin material was adhered to the surface. The resin material A was adhered only to the front surface and not adhered to the back surface.

得られた強化繊維基材は、樹脂材料以外にも、集束糸条Aとポリアミド繊維糸条とが、強固に交錯して布帛を固定しているため、形態安定性に優れていた。また、炭素繊維目付(190g/m)に対し樹脂材料の付着量は5.3重量%、面積率Aは76%、布帛の厚みは223μm、樹脂材料の埋設部の厚みは14μm、樹脂材料の露出部の厚みは123μm、埋設部の割合Cは42%であった。
In addition to the resin material, the obtained reinforcing fiber base was excellent in form stability because the bundled yarn A and the polyamide fiber yarn were firmly crossed to fix the fabric. Further, the amount of the resin material attached to the carbon fiber basis weight (190 g / m 2 ) is 5.3% by weight, the area ratio A is 76%, the thickness of the fabric is 223 μm, the thickness of the embedded portion of the resin material is 14 μm, and the resin material The thickness of the exposed portion was 123 μm, and the ratio C of the buried portion was 42%.

繊維強化樹脂の力学特性(CAI)に関し、本実施例1〜9は、非常に高い値を示した。中でも、実施例4、5、7および9のものが特に優れた。繊維強化樹脂の断面を観察した結果、実施例7のものは、繊維強化樹脂の層間において、層間を挟んで対置する層のそれぞれに、樹脂材料が接着して埋設部を形成していた。その他の実施例においては、層の一方にのみ樹脂材料が接着して埋設部を形成しており、中でも実施例4、5および9のものが、層内により深く埋設部を形成していた。すなわち、実施例4、5および9は、繊維強化樹脂内における埋設部の層間強化効果がより効率的に作用したことに起因し、極めて高いCAIを発現したと推測される。   Regarding the mechanical properties (CAI) of the fiber reinforced resin, Examples 1 to 9 showed very high values. Among them, Examples 4, 5, 7 and 9 were particularly excellent. As a result of observing the cross section of the fiber reinforced resin, in Example 7, the resin material adhered to each of the layers facing each other with the interlayer interposed between the fiber reinforced resin layers to form an embedded portion. In other examples, the resin material adhered to only one of the layers to form an embedded portion, and among those in Examples 4, 5 and 9, the embedded portion was formed deeper in the layer. That is, it is estimated that Examples 4, 5 and 9 exhibited an extremely high CAI due to the effect of the interlayer reinforcement effect of the embedded portion in the fiber reinforced resin acting more efficiently.

一方、比較例1のものは、樹脂材料を用いていないため、繊維強化樹脂において層間が形成されず、CAIが著しく劣った。また、比較例2においては、樹脂材料の接着量が過剰であったこと、樹脂材料の多くが強化繊維糸条内に流入したことにより、マトリックス樹脂の含浸を阻害し、繊維強化樹脂に未含浸部が形成されたため、十分な力学特性を発現するに至らなかった。また、繊維強化樹脂の断面を観察した結果、比較例4は、強化繊維基材の作製工程において、樹脂材料を溶融、軟化するに十分な熱量が供給されなかったため、樹脂材料は強化繊維糸条の表面にのみ接着した状態であった。また、比較例3について、圧着部では樹脂材料が埋設部を形成していたが、非圧着部においては形成されていなかった。これらに起因して、樹脂材料が層間強化効果を満足に発現できず、CAIが劣ったものと考えられる。   On the other hand, since the thing of the comparative example 1 did not use the resin material, an interlayer was not formed in fiber reinforced resin and CAI was remarkably inferior. Further, in Comparative Example 2, the resin material was excessively bonded, and most of the resin material flowed into the reinforcing fiber yarn, thereby inhibiting the impregnation of the matrix resin and not impregnating the fiber reinforced resin. Since the portion was formed, sufficient mechanical properties were not developed. Further, as a result of observing the cross section of the fiber reinforced resin, Comparative Example 4 shows that the resin material was reinforced fiber yarn because a sufficient amount of heat was not supplied to melt and soften the resin material in the step of producing the reinforced fiber substrate. It was in a state where it was adhered only to the surface. Moreover, about the comparative example 3, although the resin material formed the burying part in the crimping | compression-bonding part, it was not formed in the non-crimping part. Due to these reasons, it is considered that the resin material cannot exhibit the interlayer strengthening effect satisfactorily and the CAI is inferior.

強化繊維基材の取扱性については、本実施例のものは、優れた取扱性を示した。中でも実施例8のものは、樹脂材料によるタックに加え炭素繊維同士の交錯による形態安定効果が付与されるため、一層優れた。   About the handleability of a reinforced fiber base material, the thing of a present Example showed the outstanding handleability. Among them, the sample of Example 8 was more excellent because the shape stabilization effect by the crossing of the carbon fibers was given in addition to the tack by the resin material.

一方、比較例においても、樹脂材料を用いていない比較例1および圧着面積の小さい比較例3を除いては、樹脂材料によるタックが発現し、取扱性に優れるものであった。   On the other hand, in the comparative examples, except for the comparative example 1 in which no resin material is used and the comparative example 3 in which the crimping area is small, tackiness due to the resin material appears and the handling property is excellent.

マトリックス樹脂の含浸性について、本実施例のものは、優れた含浸性を示し、未含浸部を有さない良品な繊維強化樹脂を得ることができた。中でも実施例1、2、6、7、8、9のものは、短い時間で樹脂を含浸させることができた。   With regard to the impregnation property of the matrix resin, the present example showed excellent impregnation properties, and a good fiber reinforced resin having no unimpregnated portion could be obtained. Among them, Examples 1, 2, 6, 7, 8, and 9 were able to impregnate the resin in a short time.

一方、比較例においては、比較例3、4を除いて未含浸部が確認された。比較例1は、樹脂材料を用いていないため、層間流路形成効果が発現しなかったこと、比較例2は、樹脂材料の接着量が過剰であったことに起因して、それぞれマトリックス樹脂の含浸が妨げられたものと考えられる。
On the other hand, in the comparative example, an unimpregnated portion was confirmed except for Comparative Examples 3 and 4. Since Comparative Example 1 did not use a resin material, the effect of forming an interlayer flow path was not exhibited, and Comparative Example 2 was caused by the excessive adhesion amount of the resin material. It is thought that impregnation was hindered.

このようにして得られた繊維強化樹脂は、航空機、自動車、船舶等の輸送機器における構造部材、内層部材または外層部材などの各部材をはじめ、幅広い分野に適するが、特に航空機の構造部材に好適である。   The fiber reinforced resin thus obtained is suitable for a wide range of fields including structural members, inner layer members or outer layer members in transportation equipment such as aircraft, automobiles and ships, but is particularly suitable for aircraft structural members. It is.

本発明の強化繊維基材の一実施態様を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically one embodiment of the reinforced fiber base material of this invention. 本発明の強化繊維基材における樹脂材料の布帛への固定の態様を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the aspect of fixation to the fabric of the resin material in the reinforced fiber base material of this invention. 本発明の強化繊維基材に用いられる布帛(一方向性織物)の一態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the one aspect | mode of the fabric (unidirectional fabric) used for the reinforced fiber base material of this invention. 本発明の強化繊維基材に用いられる布帛(二方向性織物)の一態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one aspect | mode of the fabric (bidirectional fabric) used for the reinforced fiber base material of this invention. 本発明の強化繊維基材に用いられる布帛(ステッチ基材)の一態様を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the one aspect | mode of the fabric (stitch base material) used for the reinforced fiber base material of this invention. 本発明の積層体を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the laminated body of this invention typically. 本発明の積層体の層間部分を模式的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an interlayer part of a layered product of the present invention typically. 繊維強化樹脂の成形方法の実施に用いる装置の一態様の断面図である。It is sectional drawing of the one aspect | mode of the apparatus used for implementation of the shaping | molding method of fiber reinforced resin. 本発明の範囲外の強化繊維基材における樹脂材料の布帛への固定の態様を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the aspect of fixation to the cloth of the resin material in the reinforced fiber base material outside the scope of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 強化繊維基材
2 布帛
3 樹脂材料
4 強化繊維糸条
5 補助繊維糸条
6 強化繊維基材
7 強化繊維糸条
8 樹脂材料
9 強化繊維糸条を構成する単糸
10 樹脂材料の埋設部
11 樹脂材料の露出部
12 樹脂材料が布帛から最も突出した位置
13 布帛表面を形成する単糸の位置
14 樹脂材料が布帛内に最も浸入した位置
15 樹脂材料の露出部の厚み
16 樹脂材料の埋設部の厚み
17 樹脂材料
18 強化繊維糸条
19 強化繊維糸条を構成する単糸
21 樹脂材料が布帛から最も突出した位置
22 布帛表面を形成する単糸の位置
23 樹脂材料が布帛内に最も浸入した位置
24 樹脂材料の露出部の厚み
25 樹脂材料が布帛内に浸入した厚み
26 布帛
27 強化繊維糸条
28 補助繊維糸条
29 布帛
30 強化繊維糸条
31 強化繊維糸条
32 布帛
33 強化繊維糸条群が一方向に配列された第一層
34 強化繊維糸条群が一方向に配列された第二層
35 補助繊維糸条
36 布帛
37 布帛
38 樹脂材料
39 樹脂材料の層間形成部の厚み
40 積層体
41 強化繊維糸条を構成する単糸
42 樹脂材料の埋設部
43 強化繊維糸条を構成する単糸
44 樹脂材料の埋設部
45 アルミ成形型
46 強化繊維基材
46 積層体
47 ピールプライ
48 樹脂拡散媒体
49 アルミ製カウルプレート
50 エッジ・ブリーザー
51 真空吸引口
52 バッグ材
53 シール材
54 樹脂注入口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reinforcing fiber base material 2 Cloth 3 Resin material 4 Reinforcing fiber yarn 5 Auxiliary fiber yarn 6 Reinforcing fiber base material 7 Reinforcing fiber yarn 8 Resin material 9 Single yarn 10 constituting reinforcing fiber yarn 10 Embedding part 11 of resin material The exposed portion 12 of the resin material The position 13 where the resin material protrudes most from the fabric 13 The position 14 of the single yarn forming the fabric surface 15 The position where the resin material most penetrates into the fabric 15 The thickness 16 of the exposed portion of the resin material 16 The embedded portion of the resin material Thickness 17 Resin material 18 Reinforcing fiber yarn 19 Single yarn 21 constituting reinforcing fiber yarn Position 22 where resin material protrudes most from fabric 22 Position of single yarn forming fabric surface 23 Resin material most penetrated into fabric Position 24 Thickness of exposed portion of resin material 25 Thickness of resin material infiltrated into fabric 26 Fabric 27 Reinforced fiber yarn 28 Auxiliary fiber yarn 29 Fabric 30 Reinforced fiber yarn 31 Reinforced fiber yarn 32 Fabric 33 Strong First layer 34 in which fiber yarn groups are arranged in one direction Second layer 35 in which reinforcing fiber yarn groups are arranged in one direction Auxiliary fiber yarns 36 Fabric 37 Fabric 38 Resin material 39 Resin material layer forming portion Thickness 40 Laminated body 41 Single yarn 42 constituting reinforcing fiber yarn Resin material embedded portion 43 Single yarn constituting reinforcing fiber yarn 44 Resin material embedded portion 45 Aluminum mold 46 Reinforcing fiber base material 46 Laminated body 47 Peel ply 48 Resin diffusion medium 49 Aluminum cowl plate 50 Edge breather 51 Vacuum suction port 52 Bag material 53 Sealing material 54 Resin injection port

Claims (12)

強化繊維糸条を並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群で構成される布帛と、少なくともその片側表面に布帛の2〜20重量%の範囲内で樹脂材料が間隙を有する形態で配置されている強化繊維基材であって、前記樹脂材料の個々のものは、前記強化繊維糸条の内の複数の単糸が前記樹脂材料を貫通する、厚みが15μm以上97μm以下の埋設部と、布帛の表面に厚みを有して存在する、平均厚みが10〜250μmの露出部とを有する形態で固定され、前記樹脂材料の埋設部の厚みは強化繊維基材を構成する布帛の厚みより薄く、かつ、樹脂材料の全投影面積の50〜100%が上記形態にて布帛の表面に固定されていることを特徴とする強化繊維基材。 A fabric composed of a group of reinforcing fiber yarns formed by arranging reinforcing fiber yarns in parallel, and at least one surface of the fabric is arranged in a form having a gap within a range of 2 to 20% by weight of the fabric. Each of the resin materials includes a buried portion having a thickness of 15 μm or more and 97 μm or less, wherein a plurality of single yarns of the reinforcing fiber yarns penetrate the resin material, and a fabric The thickness of the embedded portion of the resin material is smaller than the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber base, and is fixed in a form having an exposed portion with an average thickness of 10 to 250 μm, which is present on the surface of And 50-100% of the total projected area of a resin material is being fixed to the surface of the fabric in the said form, The reinforced fiber base material characterized by the above-mentioned. 前記布帛の厚みが70〜400μmであり、かつ、前記樹脂材料の埋設部の厚みが強化繊維基材を構成する布帛の厚みの50%以下の範囲内である、請求項1に記載の強化繊維基材。 The reinforcing fiber according to claim 1, wherein the thickness of the fabric is 70 to 400 μm, and the thickness of the embedded portion of the resin material is within a range of 50% or less of the thickness of the fabric constituting the reinforcing fiber base. Base material. 前記樹脂材料が、布帛の表面に点在しており、かつ、布帛の表面からみた前記樹脂材料の平均直径が1mm以下である、請求項1または2に記載の強化繊維基材。 The resin material is scattered on the surface of the fabric, and the average diameter of the resin material as seen from the surface of the fabric is Ru der less 1 mm, the reinforcing fiber substrate according to claim 1 or 2. 前記樹脂材料が、前記布帛の両表面に配置されている請求項1〜3のいずれかに記載の強化繊維基材。 The resin material is disposed on both surfaces of the fabric, the reinforcing fiber substrate according to any one of claims 1 to 3. 前記樹脂材料の主成分が、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリビニルフォルマール、フェノキシ樹脂およびポリカーボネートからなる群より選ばれる熱可塑性樹脂の1種または2種以上の混合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の強化繊維基材。 The main component of the resin material is any one or a mixture of two or more thermoplastic resins selected from the group consisting of polyether sulfone, polyamide, polyvinyl formal, phenoxy resin, and polycarbonate. A reinforcing fiber substrate according to any one of the above. 前記樹脂材料の主成分が、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステルおよびフェノールから選ばれる熱硬化性樹脂の1種または2種以上の混合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の強化繊維基材。 The reinforcing fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein a main component of the resin material is one or a mixture of two or more thermosetting resins selected from epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, and phenol. Base material. 前記樹脂材料のせん断速度1000/sにおける溶融粘度が100〜1000Pa・sの範囲内である、請求項1〜6のいずれかに記載の強化繊維基材。 The reinforcing fiber substrate according to any one of claims 1 to 6, wherein a melt viscosity at a shear rate of 1000 / s of the resin material is in a range of 100 to 1000 Pa · s. 前記布帛が、強化繊維糸条を一方向に並行に引き揃えてなる強化繊維糸条群と、強化繊維糸条と交差する方向に延在する、繊度が強化繊維糸条の繊度の1/5以下である補助繊維糸条群とから構成される一方向性織物である、請求項1〜7のいずれかに記載の強化繊維基材。 The fabric extends in a direction intersecting the reinforcing fiber yarns, and the fineness of the reinforcing fiber yarns is 1/5 of the fineness of the reinforcing fiber yarns. The reinforcing fiber substrate according to any one of claims 1 to 7, which is a unidirectional woven fabric composed of the following auxiliary fiber yarn groups. 前記布帛が、一方向に配列された前記強化繊維糸条群と、異なる方向に一方向に配列された強化繊維糸条群とから構成される二方向性織物である、請求項1〜7のいずれかに記載の強化繊維基材。 The fabric according to claim 1, wherein the fabric is a bi-directional woven fabric composed of the reinforcing fiber yarn groups arranged in one direction and the reinforcing fiber yarn groups arranged in one direction in different directions. The reinforced fiber base material in any one. 前記布帛が、一方向に配列された前記強化繊維糸条と、異なる方向に一方向に配列された強化繊維糸条群との少なくとも2層以上が交差積層され、繊度が強化繊維糸条の1/5以下である補助繊維糸条群により縫合一体化されたステッチ基材である、請求項1〜7のいずれかに記載の強化繊維基材。 In the fabric, at least two layers of the reinforcing fiber yarns arranged in one direction and the reinforcing fiber yarn groups arranged in one direction in different directions are cross-laminated, and the fineness is 1 of the reinforcing fiber yarns. The reinforcing fiber base material according to any one of claims 1 to 7, which is a stitch base material stitched and integrated by an auxiliary fiber yarn group of / 5 or less. 強化繊維として請求項1〜10のいずれかに記載の強化繊維基材を含む繊維強化樹脂。 The fiber reinforced resin containing the reinforced fiber base material in any one of Claims 1-10 as a reinforced fiber. 強化繊維体積含有率が53〜65%の範囲であり、SACMA−SRM−2R−94に記載されている衝撃付与後の常温圧縮強度が240MPa以上である、請求項11に記載の繊維強化樹脂。 The fiber-reinforced resin according to claim 11, wherein the reinforcing fiber volume content is in the range of 53 to 65%, and the normal temperature compressive strength after impact application described in SACMA-SRM-2R-94 is 240 MPa or more.
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