JPH0369628A - 複合材成形用基布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は引張り強度が大きく、目づれが少ないので取扱
い性が良くしかも特性が良好な複合材成形用基布に関す
る。

（従来の技術） 目づれを防止し取扱性を良好とする熱可塑性繊維と補強
繊維から成る複合材成形用基布としではこれまでにも融
着糸を捲きつけた補強繊維を含む経糸を一方向に配列さ
せ、融着糸を捲き付けた緯糸を重ね合わせた後熱接着処
理を施して固定した基布（特開昭６３−６８３６２号公
報）等が知られているが、製織と熱接着処理を同時又は
連続的に行わないと目づれが生じ易く取扱い性が悪いと
いった問題があった。また融着糸が入っていることで成
型後の複合材の物性がそこなわれるという問題もあった
。また補強繊維を含む経糸を一方向に又は多方向に配列
させた後トリコツ）Ｗなどで固定した基布も知られてい
るが糸が交差していないので目づれの問題が充分に解決
されているとはいえない事に加え、製編の際にハリによ
り補強繊維が損傷を受け、基布の強度が低下したものと
なった。

次に一般に２軸以上の多軸織物も知られているがこれま
でに知られているこの種の織物は経糸と緯糸の太さや糸
物性等に余り大きな差がないので、経糸と緯糸の交差に
より目づれは生じにくく取扱い性は比較的良好だが織ク
リンプのため補強、繊維が屈■し、強力利用率が低いと
いう問題点がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は従来の複合材成形用基布とは異なり引張り強度
が大きく、シかも目づれが少ない複合材成形用基布を提
供するものである。

（課題を解決するための手段） 即ち本発明は、経糸に熱可塑性合成繊維糸条Ａを、緯糸
に熱可塑性合成繊維糸条Ａと下記特性を有する補強繊維
糸条Ｂとが重量比率で２０：８０〜９０：１０の割合で
混繊されてなる複合糸Ｃを配してなる基布であって、前
記緯糸複合糸は前記経糸の１０倍以上の太さであること
を特徴とする複合材成形用基布である。

補強繊維糸条Ｂ：強度（ＤＴ）≧５．０ｇ／ｄ１伸度（
ＤＥ）５７．０％、 融点（ＴｍＢ）≧ＴｍＡ＋１０℃ ＴｍＡ：熱可塑性合成繊維糸条Ａの融点（℃）以下に本
発明を更に詳細に説明する。

まず、経糸の全成分と緯糸の一成分を構成する熱可塑性
合成繊維糸条Ａは実質的に同種のポリマーから成る糸条
であれば好ましい。異種のポリマーであれば基布を成形
した後に加熱−冷却処理を施して複合材成形体のマトリ
ックス成分として時に相分離が生じる傾向にある。

補強繊維糸条Ｂの強度は複合材成形体に要求される特性
に応じて選ばれるが強度は５．０ｇ／ｄ以上なければな
らない。強度が５．０ｇ／ｄより低いと複合材成形体の
強度も低くなるため本発明からは除外される。

又、補強繊維糸条Ｂの伸度は７．０％以下でなければな
らない。伸度が７．０％を越える補強繊維を強化繊維と
して使用すると最大強度を発揮する前にマトリックス成
分が破壊されるため複合材成形体を強化する目的を遺戒
することができない。

また本発明では熱可塑性合成繊維糸条Ａを溶融凝固させ
てマトリックス成分を形成させるので前記補強繊維糸条
Ｂは前記熱可塑性合成繊維糸条Ａの融点より１０℃以上
高い温度においても熱的に安定でなければならない。熱
的に不安定であれば複合材成形体となった時に補強繊維
として機能するだけの物性を保てなくなる。なおこの場
合の熱的に不安定な状態とは熱により分解・溶融・軟化
などが生じ主に強度、弾性率等が低下することを言う。

更に緯糸として用いられる複合糸Ｃは前記熱可塑性合成
繊維糸条Ａと補強繊維糸条Ｂとは混繊されている。混繊
による分散度は２５％以上であれば好ましい。分散度が
２５％未満であれば熱可塑性繊維を溶融・凝固し複合材
成形体にした時にマトリックス成分と補強繊維のなじみ
が悪くなり、成形体に荷重がかかった際に剥離が生じ補
強効果が低下する傾向にあり好ましくない。

また緯糸に使用される熱可塑性合成繊維の乾熱収縮率は
１０％以下であることが好ましい。これは溶融する際幅
固定を確実に行わないと補強糸がたるみやすいからであ
る。

なおここで使用した強度・伸度・重量比・分散度及び乾
熱収縮率は下記の手順により求めた。

■）重量比　Ｗ（％） ＤＭ　：熱可塑性合成繊維糸条のデニール（、ｄｅ）Ｓ
ＧＭ：　　　／／　　　　／／　　　　の比重ＤＫ　＝
補強繊維糸条のデニール（ｄｅ）ＳＧＫ：　　　／／　
　の比重 ２）強度（ＤＴ）及び伸度（ＤＥ） ＪＩＳ　　Ｌ−１０１３に準拠してオリエンチック■社
製テンシロンにより、つかみ長２００□冒、引張速度１
００％／　ｒＢ　ｉ　ｎ％　Ｈ＝５　（’）測定ヲ行イ
、平均値を算出した。

３）分散度（％） （１）　　複合糸（緯糸）の断面写真を撮影す・る。

（２）　熱可塑性合成繊維のフィラメンｌ−Ａと接触し
ている（もしくはフィラメントＡを動かせば接触するで
あろう）補強繊維のフィラメントＢの数を数える。

（３）　　下記式に従って分散度を算出する。

（分散度）＝−Ｘ１００（％） Ａ Ａ：熱可塑性合成繊維のフィラメントと接触している補
強繊維フィラメント本数 Ｂ：補強繊維の全フィラメント数 ４）乾熱収縮率（％） ＪＩＳ　　Ｌ−１０１３に準拠してｎ＝＝５の測定を行
い平均値を算出した。

綿糸に用いる複合糸Ｃの製造方法はどのような方法を用
いても良いが、電気及び／あるいは流体などを用いた力
学的作用を利用して繊維を開繊した後複合する方法がこ
のましい。

またこの時複合糸Ｃの単位長さ当りの補強繊維糸条Ｂの
長さは熱可塑性合成繊維糸条Ａの長さより実質的に短い
ことが好ましい。複合糸Ｃの単位長さ当りの補強繊維糸
条Ｂの長さが熱可塑性合成繊維糸条Ａの長さより長いと
、この複合糸Ｃで製織した基布を溶融・冷却して複合成
形体に成型するに際し、補強繊維糸条Ｂがたるんだまま
成型されるので成形体を補強する効果を十分に発揮でき
ないためである。

次に本発明の基布に用いる緯糸の太さは少なくとも経糸
の太さの１０倍以上でなければならない。

１０倍未満であれば製織を行った時に緯糸に織クリンプ
が生じてしまう。緯糸に織クリンプが生じた基布を複合
材成形体に成型すると補強繊維糸条Ｂはクリンプ形態の
まま成形体中に含まれるため補強効果を十分に果たすこ
とができない。この様に緯糸に織クリンプを生じさせな
い簡単で有効な手段として緯糸の太さを経糸の太さの１
０倍以上にすることが必要である。また緯糸挿入を行う
際には補強繊維糸条Ｂに損傷を与えない様に注意する必
要がある。そのためにも緯糸の捲き返し回数を極力少な
くなる製織方法が好ましく、片レピア織機などを使用す
るのが特に好ましい。そして経糸に用いる熱可塑性合成
繊維糸条Ａの物性も重要となる。上述の様に緯糸に織ク
リンプを発生させない様に製織するには経糸の物性は伸
度（ＤＥ）が３０％以上及び、乾熱収縮率（ＳＨＤ）が
１０％以下であることが好ましい。経糸の伸度が３０％
未満では製織の際に発生した張力を吸収することができ
なくなり、織クリンプが発生するため好ましくない。同
様に経糸の乾熱収縮率（ＳＨＤ）が１０％を越えると補
強繊維のデニール・物性にもよるが基布を加熱して熱可
塑性合成繊維糸条Ａを溶融する過程で緯糸に織クリンプ
を発生させる程の収縮が生じてしまうので好ましくない
。

本発明において経糸及び緯糸に用いる熱可塑性合成繊維
糸条Ａ及び前記熱可塑性合成繊維糸条Ａと実質的に同種
のポリマーから成る糸条とは好ましくはナイロン６、ナ
イロン６６、ナイロン４６等のポリアミド系合成繊維糸
条、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート等のポリエステル系合成繊維糸条及びポリエチ
レン、ポリプロプレン等のポリオレフィン系合成繊維糸
条、ポリフェニレンサルファイド、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、ポリエーテルサ
ルホン、ポリエーテルイミドなどの合成繊維糸条、等溶
融可能な熱可塑性合成繊維を対象とする。

更に本発明において補強繊維とは好ましくは炭素繊維、
ガラス繊維、セラミックス繊維、芳香族ポリアミド繊維
、全芳香族ポリエステル繊維及び超高分子量ポリエチレ
ン繊維等の高弾性、高剛性、高強度の繊維を対象とする
。

（実施例） 実施例１、比較例１〜３ 緯糸中の強化繊維として各種デニールの市販のＥガラス
繊維（ＤＴ　：　５．５６ｇ／ｄ　１Ｄ　Ｅ　：　２．
８％）、熱可塑性合成繊維としてポリエチレンテレフタ
レート繊維を用いて糸デニール及び構成率を変えて複合
糸を作成した。この複合糸を緯糸に、複合糸リー成分と
して用いた熱可塑性合成繊維を経糸に使用して片レピア
織機を用いて織物を製織した。

でき上がった織物を一定長に切断し、厚さが５．０ｍ１
１程度になるまで積層し、金型に入れ加熱［２９０’Ｃ
］加圧［＋７　、ＯＫｇ／ｃＪ　］条件で５分間処理を
行った。その後金型をはずし表面温度で９０℃になるま
で約３０分間空冷して幅１５．０ｍ＋＊Ｘ長さ７Ｑ、Ｑ
ｍｍＸ厚さ３．０開のガラス繊維強化プリプレグシート
を得た。

このガラス繊維強化ブリプレゲシートをＪＩＳＫ−７０
５５に準拠して支点間距離４８．０−＋＝、曲げ速度３
．０ｍｍ／分で３点曲げ試験を行い曲げ強度及び曲げ弾
性率を得た。これら一連のテストにおいて経糸と緯糸の
太さ比及び構成率を変更した時のガラス繊維強化プリプ
レグシート物性を第１表に示す。

この様に比較例１では緯糸と経糸の太さ比が１０倍未満
であるため製織した際に緯糸に織クリンプが生じた。そ
してそのままプリプレグシートに成型されたことでプリ
プレグシート中で補強繊維が蛇行してしまい、補強繊維
の性能を十分に発揮することができなかったためプリプ
レグシートの物性が低下したものである。

次に比較例２では織物の緯糸として使用した複合糸中の
補強繊維の重量比率が２０％に満たないため、プリプレ
グシートの曲げ物性が低い。また比較例３では同様に補
強繊維が８０％をこえたので複合装置で複合される際に
補強繊維が損傷してしまい、プリプレグシートの曲げ物
性が低くなったのである。

この様に比較例１〜３のプリプレグシートは何れもコン
ポジットとしての性能が不充分であったのに対し、実施
例１は補強繊維の損傷を極力抑えることができたのに加
え、製織時に織クリンプを生じなかったので曲げ物性が
良好になった。これはプリプレグシート性能として十分
満足できるものであった。

実施例２　比較例４〜７ 強化繊維、熱可塑性合成繊維の素材の組合せを変えて緯
糸を作成した。この際緯糸中の補強繊維の重量比率を６
５％、緯糸と経糸の太さを１６．０になる様に設定して
織物を得た後、実施例１、比較例１〜３に示した成型手
順と同じ方法でプリプレグシートを得た。この時に使用
した素材及び複合糸とプリプレグシートの物性を第２表
に示す。

また曲げ物性も実施例１、比較例１〜３に示した測定法
で評価した。

：緯糸（複合糸Ｃ） ：熱可塑性合成繊維糸条 ：補強繊維糸条 ：熱可塑性合成繊維 （経糸）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 経糸に熱可塑性合成繊維糸条Ａを、緯糸に熱可塑性合成
   繊維糸条Ａと下記特性を有する補強繊維糸条Ｂとが重量
   比率で２０：８０〜９０：１０の割合で混繊されてなる
   複合糸Ｃを配してなる基布であって、前記緯糸複合糸Ｃ
   は前記経糸の１０倍以上の太さであることを特徴とする
   複合材成形用基布。 補強繊維糸条Ｂ：強度（ＤＴ）≧５．０ｇ／ｄ、伸度（
   ＤＥ）≦７．０％、 融点（ＴｍＢ）≧ＴｍＡ＋１０℃ ＴｍＡ：熱可塑性合成繊維糸条Ａの融点（℃）