JP6912044B2 - 耐熱性多軸ステッチ基材 - Google Patents
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Description
前記ステッチ糸は、繊度が100〜500dtexである一方、破断ひずみエネルギーが30MJ/m3以上のガラス繊維糸と、繊度が30〜120dtexの熱可塑性ポリマー糸からなる複合糸であり、
加熱することで、ステッチ糸を構成する熱可塑性ポリマー糸をガラス繊維糸と強化繊維糸条とに融着して一体化するという技術的手段を採用したことによって、耐熱性多軸ステッチ基材を完成させた。
前記ステッチ糸は繊度を100〜500dtexにする一方、破断ひずみエネルギーが30MJ/m3以上のガラス繊維糸と、繊度が30〜120dtexの熱可塑性ポリマー糸からなる複合糸にして、加熱することで熱可塑性ポリマーがガラス繊維糸と強化繊維糸条とに融着して一体化し、しかも耐熱性、および難燃性に優れたガラス繊維を主とするステッチ糸で一体化したことによって、
プリフォーム作製工程や成形加工工程、あるいはFRP製品において高温環境に晒されても、ステッチ糸が熱収縮や熱溶融を起こすことがなく、寸法安定性を有し、かつ裁断時にステッチ糸のほつれを確実に防ぐことが出来る。
W=σ×ε/2
σ:引っ張り強度(Pa=N/m2)、ε:引っ張り破断歪み
多軸ステッチ基材としては、引張強度が4900MPa、引張弾性率が235GPa、繊度が800tex(フィラメント数が12000本)の炭素繊維糸条を強化繊維として用い、目付が100g/m2となるよう互いに並行に配列したシートを、ステッチ糸2の編み込み進行方向に対して±45°に積層した。
こうして得られた炭素繊維ステッチ基材は、ニードルループの曲率半径が0.4mmで無理のない丸みのあるループ形状であり、また、編成するときにステッチ糸が切れることなく製造することができ、隣接する炭素繊維糸条間に隙間を生じることもなく、また、炭素繊維の配向も所定の配向角でステッチされていた。また、この炭素繊維ステッチ基材をハサミでカットしても切断面からステッチ糸がほつれることがなく、炭素繊維ステッチ基材の形態保持性は良好で取扱性が良好であった。
比較例として、ステッチ糸においてナイロン繊維でカバーリングせず、ガラスヤーンのヨリ糸を使用した。具体的には繊度が112dtex、引っ張り強度が3.2GPa、破断伸度が4.8%、破断歪エネルギーが76.8MJ/m3のガラス繊維糸(ガラスヤーン)を用い、下ヨリとしてZ方向に590ターン/m(=単糸ヨリ数)のヨリをかけた単糸を得た後、その単糸を2本合わせてS方向に前記単糸ヨリ数の80%の472ターン/mの上ヨリ数でヨリ掛けした、繊度が225dtexのガラス繊維糸のヨリ糸を用いて、本発明品の実施例と同様にウエール密度が5W/inch(=1.97W/cm:1inch=2.54cm)、コース密度が8.5C/inch(=3.35コース/cm)の鎖編みでステッチした。
こうして得られた炭素繊維ステッチ基材は、編成時には本発明品と同様にステッチすることができたが、炭素繊維ステッチ基材をハサミでカットすると切断面からステッチ糸がほつれ、更にカットした炭素繊維ステッチ基材を手で持ち上、取扱性が非常に悪いといった問題があった。
2 ステッチ糸
3 強化繊維シート
3a +45°配向強化繊維シート
3b 90°配向強化繊維シート
3c −45°配向強化繊維シート
3d 0°配向強化繊維シート
4 ニードル
5 ガラス繊維糸
6 熱可塑性ポリマー糸
r 曲率半径
Claims (8)
- 強化繊維糸条を互いに並行に配列してなる強化繊維シートが、それぞれ異なった配向方向で複数枚積層され、これらのシートを貫通するステッチ糸により縫合一体化された多軸ステッチ基材であって、
前記ステッチ糸は、繊度が100〜500dtexである一方、破断ひずみエネルギーが30MJ/m3以上のガラス繊維糸と、繊度が30〜120dtexの熱可塑性ポリマー糸からなる複合糸であり、
加熱されたことで、ステッチ糸を構成する熱可塑性ポリマー糸がガラス繊維糸と強化繊維糸条とに融着して一体化されていることを特徴とする耐熱性多軸ステッチ基材。 - 前記ステッチ糸が、ガラス繊維糸を芯糸とし、熱可塑性ポリマー糸を鞘糸としたカバーリング糸であることを特徴とする請求項1記載の耐熱性多軸ステッチ基材。
- 前記熱可塑性ポリマー糸が、低融点ポリマーからなる糸、または低融点ポリマーを鞘にした芯鞘複合糸であることを特徴とする請求項1記載の耐熱性多軸ステッチ基材。
- 前記ステッチ糸は、構成する鞘糸の熱可塑性ポリマー糸が2本で、芯糸のガラス繊維糸にそれぞれS方向とZ方向に二重に巻き付けたダブルカバーリング糸であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載の耐熱性多軸ステッチ基材。
- 前記ステッチ糸は、構成する鞘糸の熱可塑性ポリマー糸が、芯糸のガラス繊維糸1cmあたり2〜10回の巻き回数でカバーリング加工されたカバーリング糸であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載の耐熱性多軸ステッチ基材。
- ステッチ糸により形成されたニードルループの曲率半径が0.3〜2mmの範囲であることを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載の耐熱性多軸ステッチ基材。
- ステッチ糸によるステッチのコース密度が2〜4コース/cmであることを特徴とする請求項1〜6の何れか一つに記載の耐熱性多軸ステッチ基材。
- 強化繊維糸条が炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、シリカ繊維、セラミック繊維のうちから選択される何れかの単独または混合繊維であることを特徴とする請求項1〜7の何れか一つに記載の耐熱性多軸ステッチ基材。
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