JPH04146252A - Reinforcing fiber sheet and production thereof - Google Patents

Reinforcing fiber sheet and production thereof

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JPH04146252A
JPH04146252A JP2263731A JP26373190A JPH04146252A JP H04146252 A JPH04146252 A JP H04146252A JP 2263731 A JP2263731 A JP 2263731A JP 26373190 A JP26373190 A JP 26373190A JP H04146252 A JPH04146252 A JP H04146252A
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JP
Japan
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fiber
sheet
fibers
reinforcing
reinforcing fiber
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JP2263731A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Sato
栄二 佐藤
Takatoshi Miwa
三輪 尊敏
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject sheet, excellent in impregnating properties with resins and molding processability and suitable as reinforcing compositions good in mechanical performance by arranging the fiber longitudinal direction, orienting the fiber and specifying the ratio of tensile strength in the orienting direction to the direction intersecting at right angles thereto, bulkiness, etc. CONSTITUTION:The fiber length direction of fiber (bundle) such as carbon fiber, glass fiber or aramid fiber is arranged. The fiber bundle is then oriented in the sheetlike form and a liquid flow, e.g. water is subsequently jetted from small holes having preferably <=0.5mm diameter to mutually entangle fiber and afford the tensile strength in the orienting direction of the fiber in the sheet of 50 to 10<3> times based on that in the direction intersecting at right angles thereto. Thereby, the objective reinforcing fiber sheet having 0.2-0.7 bulkiness is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は繊維強化プラスチックの成形材料として用いら
れる補強用繊維シートに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a reinforcing fiber sheet used as a molding material for fiber-reinforced plastics.

更に詳しくは、本発明は樹脂の含浸性がよく成形加工性
に優れ、かつ機械的性能に優れた繊維強化樹脂材料を与
えることのできる補強用繊維シートに関するものである
More specifically, the present invention relates to a reinforcing fiber sheet that can provide a fiber-reinforced resin material that has good resin impregnation properties, excellent moldability, and excellent mechanical performance.

(従来の技術) 強化繊維をマトリックス樹脂で結合してなる繊維強化材
料はその優れた特性、例えば、高強度、高剛性、低比重
、高耐疲労性などを有していることから、巾広い用途が
期待され、工業的に重要な材料として注目されている。
(Prior art) Fiber-reinforced materials made by bonding reinforcing fibers with matrix resin have excellent properties such as high strength, high rigidity, low specific gravity, and high fatigue resistance. It is expected to have many uses and is attracting attention as an industrially important material.

かかる材料に使われる補強用繊維は、例えば、織物、編
物、不織布などのシート状、あるいは、繊維の方向を一
方向に揃えたヤーン状として用いられ、繊維の種類ある
いはその形態による特徴に応じて各種の用途に向けられ
ている。
The reinforcing fibers used in such materials are, for example, in the form of sheets such as woven fabrics, knitted fabrics, and non-woven fabrics, or in the form of yarns with the fibers aligned in one direction, depending on the type of fiber or the characteristics of its form. It is intended for various uses.

これらの補強用繊維の形態のうち、繊維の方向を一方向
に揃えたヤーン状として用いられた繊維強化材料は、機
械的性能に優れることから高性能材料として好ましく用
いられている。しかしながら、このように方向を揃えて
繊維を配置するためには、複数の繊維の束を順序よく同
方向に、それぞれの束が互いに隣接するように並べるこ
とが必要であり、操作性、作業効率の点では極めて劣っ
たものである。
Among these forms of reinforcing fibers, fiber-reinforced materials used in the form of yarns with fibers aligned in one direction are preferably used as high-performance materials because of their excellent mechanical performance. However, in order to arrange the fibers in the same direction, it is necessary to arrange the bundles of fibers in the same order in the same direction and adjacent to each other, which improves operability and work efficiency. In this respect, it is extremely inferior.

これに対して、mIIを一方向に揃えて連結させたシー
ト状物、あるいはこれらを製造する方法は既に知られて
いる0例えば、堆積された繊維層面に、これと垂直方向
から針をさし通して引き抜くことを繰り返し、この際針
に設けられたカエリで上下層の繊維を絡めて一体化して
シート状とする所謂ニードルパンチ法、あるいは高圧気
体流を当てて繊維同士を絡めて不織布状とする方法(特
開昭59−66554号公報)、あるいは一方向に揃え
て配置した繊維束に、高速の非圧縮性流体、水流等を当
てて繊維同士を絡み合わせて不織性シートとする方法も
、既に特公昭4B−13749号公報、特開昭52−1
40667号公報、特公昭59−5406号公報になど
に開示されている。
On the other hand, sheet-like materials in which mII is aligned and connected in one direction, or methods for manufacturing these, are already known. The fibers of the upper and lower layers are entwined and pulled out repeatedly using a burr on the needle to form a sheet, or the so-called needle punch method is used to entangle the fibers with each other using a high-pressure gas flow to form a non-woven fabric. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-66554), or a method in which a high-speed incompressible fluid, water stream, etc. is applied to fiber bundles arranged in one direction to intertwine the fibers to form a nonwoven sheet. Also, Japanese Patent Publication No. 4B-13749 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-1
This method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 40667 and Japanese Patent Publication No. 59-5406.

特に特公昭59−5406号公報には、補強用繊維とし
て炭素繊維を用いた例として、取り扱い、運搬、成形加
工性に優れ、得られる繊維強化プラスチツク製品の繊維
引揃え方向と直角方向の強度を増大し得ることが開示さ
れている。
In particular, Japanese Patent Publication No. 59-5406 describes an example of using carbon fiber as a reinforcing fiber, which has excellent handling, transportation, and moldability, and has excellent strength in the direction perpendicular to the fiber alignment direction of the resulting fiber-reinforced plastic product. It is disclosed that it can be increased.

(発明が解決しようとする課II) しかしながら、上述の従来の技術で得られる繊維シート
は、高性能の繊維強化樹脂材料を得るための補強用繊維
シートとしては未だ満足のいくものでないことが明らか
となった。
(Problem II to be Solved by the Invention) However, it is clear that the fiber sheets obtained by the above-mentioned conventional techniques are still not satisfactory as reinforcing fiber sheets for obtaining high-performance fiber-reinforced resin materials. It became.

即ち、例えばニードルパンチ法で得られるシートは、一
体化されたシートとするために針を機械的に繊維束に上
下貫通させることを繰り返すことによって、繊維層の上
下方向の絡み合いが強く極めて嵩高となる。この結果、
含浸する樹脂の量、比率が高(なり、強化繊維の性能を
充分に発揮することが出来なくなる。また、針の機械的
貫通操作により繊維自体の損傷が激しく、更に針穴の開
孔部を有することも高性能発現の重大な妨げとなる。こ
のことは、特に繊維強化樹脂材料として対象となるガラ
ス繊維あるいは炭素繊維において、これらの繊維が剛直
で脆いことから顕著となる。
That is, for example, a sheet obtained by the needle punching method has strong vertical entanglement of fiber layers and is extremely bulky due to repeated mechanical penetration of needles through the fiber bundle up and down in order to form an integrated sheet. Become. As a result,
The amount and ratio of resin to be impregnated is high (and the reinforcing fibers cannot fully demonstrate their performance. In addition, the fiber itself is severely damaged by the mechanical penetration operation of the needle, and the hole of the needle hole is This is also a serious hindrance to achieving high performance.This is particularly noticeable in glass fibers or carbon fibers that are used as fiber-reinforced resin materials because these fibers are rigid and brittle.

特開昭59−66554号公報に開示されるシートにお
いては、圧縮性の気体流によって繊維シートの方向性の
乱れが著しく、方向を揃えた繊維シートへの適用は殆ど
不可能である。更に気体流で質量が小さく速度減衰が大
きく、繊維層内部での充分な絡み合いが得られず、取り
扱い性、操作性に劣る。
In the sheet disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-66554, the directionality of the fiber sheet is significantly disturbed by the compressible gas flow, and it is almost impossible to apply the sheet to a fiber sheet whose direction is aligned. Furthermore, due to the gas flow, the mass is small and the velocity attenuation is large, and sufficient entanglement within the fiber layer cannot be obtained, resulting in poor handling and operability.

一方、特公昭4B−13749号公報、特公昭59−5
406号公報に開示されるシートは、高圧の液体流によ
り繊維同士を絡めて一体化したシートである。かかるシ
ートは、例えば特公昭595406号公報に記載される
如く、50〜500 kg/C4の高圧の液体流で処理
される結果、特にガラス繊維、炭素繊維等の剛直で脆い
繊維の場合には繊維の切断等の損傷が激しく、また、絡
み合いの程度が強く嵩高となるために、高性能の繊維強
化材料を与えることが難しい。更に、高圧液流の処理に
より繊維長方向への絡みも多く、一方向に揃えた繊維の
方向の乱れも大きいものである。
On the other hand, Special Publication No. 4B-13749, Special Publication No. 59-5
The sheet disclosed in Japanese Patent No. 406 is a sheet in which fibers are entangled and integrated by a high-pressure liquid flow. As described in, for example, Japanese Patent Publication No. 595,406, such sheets are treated with a high-pressure liquid stream of 50 to 500 kg/C4, and as a result, the fibers become stiff, especially in the case of rigid and brittle fibers such as glass fibers and carbon fibers. It is difficult to provide a high-performance fiber-reinforced material because the fibers are severely damaged by cutting, etc., and the degree of entanglement is strong and bulky. Furthermore, due to the high-pressure liquid flow treatment, there are many entanglements in the fiber length direction, and the direction of fibers aligned in one direction is also greatly disturbed.

このことは繊維長方向と直角の方向の強度が増大するこ
とによっても裏付けされることであるが、繊維長方向の
性能の低下を引き起こすものであり高性能の繊維強化樹
脂材料を得る為の補強用繊維シートとしては好ましいも
のではない。
This is supported by the fact that the strength in the direction perpendicular to the fiber length direction increases, but it causes a decrease in performance in the fiber length direction, and reinforcement is required to obtain high-performance fiber-reinforced resin materials. It is not preferable as a fiber sheet for use.

本発明は、高性能の繊維強化樹脂材料を得るための補強
用繊維シートを得ることを目的に行われたものであり、
従来の技術がシートとするための一体化に主眼をおいて
、高性能発現が妨げられる上記の問題を解決しようとす
るものである。
The present invention was carried out for the purpose of obtaining a reinforcing fiber sheet for obtaining a high-performance fiber-reinforced resin material,
This is an attempt to solve the above-mentioned problem in which the conventional technology focuses on integration to form a sheet, which hinders high performance.

本発明者は、上記目的に沿って鋭意研究を重ねた結果、
補強用繊維シートとして、繊維の配列された方向とこれ
に直交する方向の強度比をある特定の範囲にすること、
および高性能発現のためには樹脂含浸において補強用繊
維の比率を高め、少ない樹脂量において均一に含浸の行
き渡った成形が可能となる特定の嵩密度とすることによ
ってはじめて目的を達成し得ること、更には、かかる補
強用繊維シートとすることによって驚くべきことに樹脂
の含浸速度が高められることを見出し、本発明を完成し
たものである。
As a result of extensive research in line with the above objectives, the present inventor has found that
As a reinforcing fiber sheet, the strength ratio between the direction in which the fibers are arranged and the direction perpendicular thereto is within a certain range;
and that in order to achieve high performance, the objective can only be achieved by increasing the ratio of reinforcing fibers in resin impregnation and achieving a specific bulk density that enables uniform impregnation and molding with a small amount of resin; Furthermore, it was surprisingly discovered that the resin impregnation rate could be increased by using such a reinforcing fiber sheet, and the present invention was completed based on this finding.

(課題を解決するための手段) 本発明の第1は;炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維
の1種又は2種以上からなり、該繊維が、実質的に繊維
長方向を揃えて配列されたシートであり、かつ該シート
の予め設定された区域において繊維同士が絡み合ったシ
ートであって、該シートにおいて、 (1)繊維の配列された方向の引張強度(T 。
(Means for Solving the Problems) The first aspect of the present invention is that the fibers are made of one or more of carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers, and the fibers are arranged with substantially the same fiber length direction. A sheet in which fibers are intertwined with each other in preset areas of the sheet, which has: (1) tensile strength (T) in the direction in which the fibers are arranged;

)と、これと直交する方向の引張強度(T、。)との比
が50≦T o / T 90≦103.であり、(1
1)シートの嵩密度を、シートを構成する繊維の密度で
除した嵩高度が、0.2〜0.7である補強用繊維シー
ト、 であり、本発明の第2は:繊維ウェブに液体流を作用さ
せて不織性繊維シートを製造する方法において、炭素繊
維、ガラス繊維、アラミド繊維の1種又は2種以上から
なる繊維又は繊維束を、実質的に繊維長方向を揃えて配
置した繊維ウェブとなし、該繊維ウェブの中及び長さ方
向の予め設定された表面区域上に、多孔質支持体を介し
て該繊維ウェブの裏面から吸液しつつ、直径が0.5■
以下の細孔から噴出する2 kg / cj以上50k
g/II以下の圧力を存する少なくとも1本の液体流を
当てて繊維同士を絡み合わせることを特徴とする、補強
用繊維シートの製造法である。
) and the tensile strength (T, .) in the direction perpendicular to this is 50≦T o /T 90≦103. and (1
1) A reinforcing fiber sheet whose bulk density, obtained by dividing the bulk density of the sheet by the density of the fibers constituting the sheet, is 0.2 to 0.7. In a method for producing a nonwoven fiber sheet by applying a flow, fibers or fiber bundles made of one or more of carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers are arranged with substantially the same fiber length direction. A fibrous web with a diameter of 0.5 mm is applied onto a predetermined surface area in the fibrous web and along its length, while absorbing liquid from the back side of the fibrous web through a porous support.
2 kg/cj or more 50k ejected from the pores below
This is a method for producing a reinforcing fiber sheet, characterized in that the fibers are entangled with each other by applying at least one liquid stream having a pressure of less than g/II.

以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.

本発明の補強用繊維シートを構成する繊維は、炭素繊維
、ガラス繊維、アラミド繊維の1種又は2種以上である
。炭素繊維とは、例えばポリアクリロニトリル繊維を酸
化焼成して得られる耐炎化質、炭素質あるいは黒鉛質の
繊維、ピンチ系の炭素質繊維、あるいはセルロース系繊
維から誘導される炭素質繊維等、いわゆる一般に広義的
に名称される炭素繊維を指し、特に限定されるものでは
ない、ガラス繊維も同様に、例えばE−ガラス、S−ガ
ラス、T−ガラス等からなる繊維をいう。
The fibers constituting the reinforcing fiber sheet of the present invention are one or more of carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers. Carbon fibers include, for example, flame-resistant fibers obtained by oxidizing and firing polyacrylonitrile fibers, carbonaceous or graphite fibers, pinch-type carbonaceous fibers, or carbonaceous fibers derived from cellulose fibers. It refers to carbon fiber in a broad sense, and glass fiber, which is not particularly limited, also refers to fibers made of, for example, E-glass, S-glass, T-glass, etc.

アラミド繊維とは全芳香族ポリアミド繊維の総称であり
、ベンゼン環、ナフタリン環等の2価の芳香族残基が直
接アミド結合(−C−N−)で連結された]1 0■ ポリマーからなる繊維を言い、このうち特に両アミド結
合が芳香環のバラ位で連結されたバラ配向アラミド繊維
は、高強度、高弾性率、高耐熱性等の優れた性質を有す
るために特に好ましい。具体的には、ポリバラフェニレ
ンテレフタルアミドからなる繊維、3.4°あるいは4
,4° −ジアミノジフェニルエーテル基をコポリマー
成分とするポリバラフェニレンテレフタルアミドコポリ
マーからなる繊維等が挙げられるが、これに限定される
ものではない。
Aramid fiber is a general term for fully aromatic polyamide fibers, and consists of a polymer in which divalent aromatic residues such as benzene rings and naphthalene rings are directly connected by amide bonds (-C-N-). Among these fibers, rose-oriented aramid fibers in which both amide bonds are connected at the rose position of the aromatic ring are particularly preferred because they have excellent properties such as high strength, high elastic modulus, and high heat resistance. Specifically, fibers made of polybara phenylene terephthalamide, 3.4° or 4°
, 4°-diaminodiphenyl ether group as a copolymer component, but the fibers are not limited thereto.

かかる繊維は1種類でもよく、また2種以上を併用する
ことが可能である。これらの繊維の繊維径は通常6μm
以下から50μmあるいはそれ以上のものが用いられる
が、特に制限を受けるものではない。シート化のための
繊維の絡み合いの点からは繊維径は比較的小さい方が有
利であることから4〜40μm、更には6〜30μmで
あるのが特に好ましい。
One type of such fiber may be used, or two or more types can be used in combination. The fiber diameter of these fibers is usually 6 μm.
A thickness of 50 μm or more may be used, but is not particularly limited. From the viewpoint of fiber entanglement for forming a sheet, it is advantageous for the fiber diameter to be relatively small, so it is particularly preferably 4 to 40 μm, more preferably 6 to 30 μm.

本発明において、上述の繊維は連続した長繊維であって
も、あるいは不連続の所謂短繊維であってもよい。連続
した長繊維である場合には、得られる補強用シートの形
態安定性が高く、また繊維強化樹脂材料とした時高い機
械的性能が得られるので好ましい。不連続の短繊維の場
合であっても特に本発明の効果を損なうものではなく、
特に繊維長の限定を受けるものではないが、高性能の繊
維強化材料とするには繊維長が長いことの方が有利であ
るために、通常は25m以上の長さの短繊維が好ましく
用いられる。なお、短繊維を用いた場合には繊維強化樹
脂材料とした時、成形性、特に賦形成形性に優れるとい
う特徴が付加される。
In the present invention, the above-mentioned fibers may be continuous long fibers or discontinuous so-called short fibers. Continuous long fibers are preferred because the resulting reinforcing sheet has high morphological stability and high mechanical performance can be obtained when used as a fiber-reinforced resin material. Even in the case of discontinuous short fibers, the effects of the present invention are not particularly impaired;
Although there is no particular restriction on the fiber length, short fibers with a length of 25 m or more are usually preferably used because long fiber lengths are advantageous for high-performance fiber-reinforced materials. . In addition, when short fibers are used, when used as a fiber-reinforced resin material, an additional feature is that the material has excellent moldability, particularly shapeability.

本発明の補強用繊維シートにおいて、繊維は実質的に繊
維長方向を揃えて配列されていることが重要である。即
ち、繊維強化樹脂材料において、その機械的性能は繊維
長方向においてその補強効果を最も顕著に発現する。従
って、使用される繊維は、それぞれの繊維長方向が揃っ
ているほど効率よく機械的性能を発現できるからである
In the reinforcing fiber sheet of the present invention, it is important that the fibers are arranged with substantially the same fiber length direction. That is, in the fiber reinforced resin material, its mechanical performance exhibits its reinforcing effect most prominently in the fiber length direction. Therefore, the more the length directions of the fibers used are aligned, the more efficiently mechanical performance can be exhibited.

本発明において「実質的に繊維長方向を揃えて配列され
る」とは、シート全体としての平均化された繊維長方向
に対して、それぞれの繊維がほぼ平行に並んでいること
を意味する。この繊維の配列の程度を個々の繊維にわた
って正確に規定することは出来ないが、具体的な配列の
程度は後述される繊維長方向の引張強度とこれと直交す
る方向の引張強度の比で代用的に特定されるものである
In the present invention, "arrayed with substantially the same fiber length direction" means that each fiber is arranged substantially parallel to the averaged fiber length direction of the entire sheet. Although it is not possible to accurately define the degree of fiber alignment for each fiber, the specific degree of alignment can be determined by the ratio of the tensile strength in the fiber length direction and the tensile strength in the direction perpendicular to this, which will be described later. It is specified by

本発明の補強用繊維シートにおいては、予め設定された
区域において繊維同士が絡み合ってシートを形成してい
る。「予め設定された区域」とは特別に選択された域を
意味するものではなく、シートとしての形態を保ために
、シートを形成する繊維の一部が他の繊維と絡み合った
部分を指し、かかる区域は、シート全体に一様に分布し
てもよく、また例えば、シートの中方向あるいは長さ方
向に沿った特定の位置に集中して存在してもよい。
In the reinforcing fiber sheet of the present invention, the fibers are intertwined with each other in preset areas to form a sheet. "Preset area" does not mean a specially selected area, but refers to an area where some of the fibers forming the sheet are intertwined with other fibers in order to maintain the form of the sheet. Such areas may be uniformly distributed throughout the sheet, or may be concentrated at particular locations, for example, in the middle or along the length of the sheet.

補強用繊維シートとしての取り扱い性、操作性のために
は、この絡み合いの区域はシート全体に均一に存在する
ことが好ましい。絡み合いの区域の全シートに対する比
率、及び絡み合いの程度は、以下に詳述される本発明の
補強用繊維シートを特定する2つのファクターで規定さ
れる。
For ease of handling and handling as a reinforcing fiber sheet, it is preferable that the intertwined areas exist uniformly throughout the sheet. The ratio of the area of entanglement to the total sheet and the degree of entanglement are defined by two factors that specify the reinforcing fiber sheet of the present invention, detailed below.

本発明の補強用繊維シートにおいては、繊維の配列され
た方向の引張強度(T0)とこれと直交する方向の引張
強度(T、。)との比が50≦T0/T、。≦103で
あることが肝要である。
In the reinforcing fiber sheet of the present invention, the ratio of the tensile strength (T0) in the direction in which the fibers are arranged to the tensile strength (T, .) in the direction perpendicular to this is 50≦T0/T. It is important that ≦103.

繊維の配列された方向の引張強度(T0)は、繊維の配
列の程度が高ければ高い程、補強用繊維の引張強度に近
づく、一方これと直交する方向の引張強度(T、。)は
、繊維同士の絡み合いがなく、繊維が一方向に配列して
いればOである。従って、引張強度(T9゜)は絡み合
いの程度と繊維の配列の程度を示すファクターであり、
引張強度(T。
The tensile strength (T0) in the direction in which the fibers are arranged approaches the tensile strength of the reinforcing fibers as the degree of arrangement of the fibers increases, while the tensile strength (T,) in the direction perpendicular to this, If the fibers are not entangled with each other and the fibers are arranged in one direction, it is O. Therefore, tensile strength (T9°) is a factor that indicates the degree of entanglement and the degree of fiber arrangement.
Tensile strength (T.

)と引張強度(T、。)の比も同様に絡み合いの程度と
繊維の配列の程度を示すファクターである。
) and tensile strength (T, .) is also a factor indicating the degree of entanglement and the degree of fiber alignment.

T、/T、。が50以下である場合には、繊維の配列方
向と直交する方向の絡み合いが強く、その結果嵩高いシ
ートとなるが、または、繊維の配列の程度が低く、引張
強度(T、)が充分に高くないことを意味し、いずれに
しても高性能の繊維強化樹脂材料を与えることはできな
い。一方、Tll/下、。が103以上である場合には
、繊維の絡み合いが不足して、取り扱い時にシートとし
ての形態を保持することが難しく実用に供し得ないもの
となる。 即ち、シートとしての形態の保持、取り扱い
性、操作性を保ち、かつ高性能の繊維強化樹脂材料を得
るための補強用繊維シートとするには、シートの引張強
度の比T、/T、。が上記される通り50≦T、/T、
。≦10’であることが第1の要件として必要である。
T,/T,. is 50 or less, the entanglement in the direction perpendicular to the fiber alignment direction is strong, resulting in a bulky sheet, or the degree of fiber alignment is low and the tensile strength (T) is insufficient. This means that it is not expensive, and in any case it is not possible to provide a high-performance fiber-reinforced resin material. On the other hand, Tll/bottom. If it is 103 or more, the fibers are insufficiently entangled, making it difficult to maintain the form of a sheet during handling, making it impossible to put it to practical use. That is, in order to obtain a reinforcing fiber sheet that maintains its shape, handleability, and operability as a sheet and obtains a high-performance fiber-reinforced resin material, the tensile strength ratio of the sheet should be T, /T. As mentioned above, 50≦T, /T,
. The first requirement is that ≦10'.

本発明の補強用繊維シートにおける第2の必須要件は、
シートの嵩密度を、シートを構成する繊維の密度で餘し
た嵩高度が0.2〜0. 7であることである。
The second essential requirement for the reinforcing fiber sheet of the present invention is:
The bulk density of the sheet is 0.2 to 0.0. It is to be 7.

繊維の配列の程度が高く上述の第1の要件を満たす場合
にあっても、嵩高度が0.2以下では、樹脂が均一に含
浸された繊維強化樹脂材料とするには樹脂の量、補強用
繊維に対する樹脂の比率を下げることが出来ず、高性能
の材料は得られない。
Even if the degree of fiber alignment is high and satisfies the first requirement above, if the bulk level is 0.2 or less, the amount of resin and reinforcement will be insufficient to obtain a fiber-reinforced resin material that is uniformly impregnated with resin. The ratio of resin to fiber cannot be lowered, and high-performance materials cannot be obtained.

一方、嵩高度が0.7以上の場合には、絡み合いの程度
が少なくシート形態が保てないか、または、繊維同士の
微密化のために樹脂の含浸性が著しく低下するので好ま
しくない。絡み合いに関与する嵩高度は0.2〜0.7
とすることが肝要であり、更に0.3〜0.5の範囲で
あることが特に好ましい。
On the other hand, if the bulkiness is 0.7 or more, the degree of entanglement is so low that the sheet form cannot be maintained, or the resin impregnation property is significantly reduced due to the fine densification of the fibers, which is not preferable. The bulk level involved in entanglement is 0.2 to 0.7
It is important that the ratio be within the range of 0.3 to 0.5.

上述の第1及び第2の要件を満たすことによって、シー
トとしての取り扱い性、操作性及び得られる繊維強化樹
脂材料の高性能化を実現できるものである。更に、本発
明の補強用繊維シートは両要件を満足することによって
、絡み合い部分による吸液効果と、配列された繊維に沿
った樹脂流れのチャンネル化により樹脂の含浸速度が早
くなるという付加的な効果を併せもったものである。
By satisfying the above-mentioned first and second requirements, it is possible to improve the handleability and operability as a sheet and the performance of the resulting fiber-reinforced resin material. Furthermore, by satisfying both requirements, the reinforcing fiber sheet of the present invention has an additional effect of absorbing liquid due to the entangled portions and increasing the impregnation rate of the resin by channeling the resin flow along the arranged fibers. It has a combination of effects.

本発明の補強用繊維シートを製造する方法は以下に詳述
される通りである。
The method for manufacturing the reinforcing fiber sheet of the present invention is as detailed below.

本発明の製造法においては、上記によって説明された炭
素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の1種又は2種以上
からなる繊維または繊維束を繊維長方向を揃えて配置す
る。
In the manufacturing method of the present invention, fibers or fiber bundles made of one or more of the carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers described above are arranged with their fiber length directions aligned.

繊維または繊維束を繊維長方向を揃えて配置する方法は
特に限定されるものではなく、通常公知の方法によれば
よい0例えば、ボビンあるいは紙管等に巻かれたマルチ
フィラメントヤーンの複数本を、お互いのヤーンが重な
らないように並べながら引き出す方法、マルチフィラメ
ントヤーンの1束を例えば円筒ドラム上に巻き重なりが
生しないように巻く位置をずらしながら円筒状に巻きつ
け、ついでドラム上の一箇所で切断して平面上に展開す
る方法、不連続繊維である場合には、カーデイング装置
により引き揃える方法等を挙げることができる。要は、
繊維または繊維束がその繊維長方向を揃えて配列されて
いればよい。
The method of arranging the fibers or fiber bundles with their fiber length directions aligned is not particularly limited, and any known method may be used.For example, a plurality of multifilament yarns wound around a bobbin or paper tube may be , a method in which a bundle of multifilament yarns is wound on a cylindrical drum, for example, and wound in a cylindrical shape while shifting the winding position to avoid overlapping, and then pulled out in one place on the drum. For example, if the fiber is a discontinuous fiber, it may be stretched using a carding device. In short,
It is sufficient that the fibers or fiber bundles are arranged with their fiber length directions aligned.

このようにして得られた繊維ウェブは、ついで繊維同士
を絡みあわせることを目的として、直径が0.5閣以下
の細孔がら噴出する液体流が当てられる。その際、液体
流は直径が0.5■以下の細孔から噴出されることが必
要である。好適な細孔の径、細孔から繊維ウェブまでの
距離及び細孔の数は、繊維の径(太さ)及び繊維ウェブ
の厚みなどによって異なるが、細孔の径が0.5m以上
となると多量の繊維同士が同時に液体流によって乱動し
繊維の配列が乱れ易く、また繊維ウェブの厚さも不均一
となり目的のシートは得られ難いからである。以上のこ
とがら細孔の径は0.05閣〜0.3閣であるのが特に
好ましい。
The fibrous web thus obtained is then subjected to a stream of liquid ejected through pores having a diameter of less than 0.5 mm in order to entangle the fibers. In this case, it is necessary that the liquid stream be ejected from pores with a diameter of 0.5 square centimeters or less. The preferred pore diameter, the distance from the pore to the fiber web, and the number of pores vary depending on the fiber diameter (thickness) and the thickness of the fiber web, but when the pore diameter is 0.5 m or more, This is because a large amount of fibers are agitated by the liquid flow at the same time, which tends to disturb the arrangement of the fibers, and the thickness of the fiber web becomes uneven, making it difficult to obtain the desired sheet. In view of the above, it is particularly preferable that the diameter of the pores is 0.05 to 0.3 mm.

細孔の数、即ち同時に当てられる液体流の数は、本発明
法においては特に制限を受けるものではなく、少なくと
も1本の液体流があればよい。同時に当てられる液体流
の数は、処理すべき繊維ウェブの長さ、巾等を勘案し適
宜設定することが出来る。
The number of pores, that is, the number of liquid streams that can be simultaneously applied is not particularly limited in the method of the present invention, and it is sufficient that there is at least one liquid stream. The number of liquid streams applied at the same time can be appropriately set in consideration of the length, width, etc. of the fibrous web to be treated.

細孔と繊維ウェブとの距離は液体流の圧力、繊維の太さ
、aiitウェブの厚さ等によって定められるが、この
距離が長くなると液体流の広がりが大きくなり絡みあい
の効果が減少し、繊維ウェブの乱れが増大するので好ま
しくなく、通常は1〜20IIIl程度を目安に設定さ
れる。
The distance between the pores and the fiber web is determined by the pressure of the liquid flow, the thickness of the fibers, the thickness of the aiit web, etc., but as this distance increases, the spread of the liquid flow increases, the entanglement effect decreases, and the fiber This is not preferable because it increases the disturbance of the web, and it is usually set to about 1 to 20 III.

液体流の圧力は本発明法において重要な因子であり、2
 kg/cd以上50以上50只必要である。当然のこ
とながら液体流の圧力は、上述の液体流の太さ、細孔と
繊維ウェブとの距離、繊維ウェブの厚さ等によって詳細
は異なるが、2Icg/Cd以下の低い圧力では繊維同
士を効率的に絡みあわせることが出来ない。一方、50
kg/C11lを超える圧力ではアラミド繊維を除いて
本発明法の対象となる炭素繊維及びガラス繊維は折損、
破断が多発してケバを発生させ、得られるシートの品位
を低下させるだけではなく、嵩高なシートとなり繊維強
化樹脂材料とした時の機械的性能を低下させる.アラミ
ド繊維の場合には折損の発生は殆ど認められないものの
、繊維の過剰のうねりからループ状のケバを多発するた
め好ましくない。
The pressure of the liquid stream is an important factor in the method of the present invention, and 2
50 or more kg/cd or more is required. Naturally, the details of the pressure of the liquid flow vary depending on the thickness of the liquid flow mentioned above, the distance between the pores and the fiber web, the thickness of the fiber web, etc., but at a low pressure of 2Icg/Cd or less, the fibers are Unable to connect effectively. On the other hand, 50
At pressures exceeding kg/C11l, carbon fibers and glass fibers that are subject to the method of the present invention, except aramid fibers, break.
This not only causes frequent breaks and fluff, which reduces the quality of the sheet obtained, but also results in a bulky sheet, which reduces the mechanical performance when used as a fiber-reinforced resin material. In the case of aramid fibers, although almost no breakage is observed, excessive waviness of the fibers causes frequent loop-like fluff, which is undesirable.

本発明法において絡みあいのために用いられる液体流の
液体は、氾用性、経済性、取り扱いの容易性などから通
常、水が使用されるが、例えばアルコール、エーテル等
の有機溶媒あるいはこれらの水溶液、低粘度の油類等で
あってもよい。
The liquid stream used for entanglement in the method of the present invention is usually water due to its versatility, economy, ease of handling, etc., but organic solvents such as alcohol and ether, or aqueous solutions thereof , low viscosity oils, etc. may be used.

本発明法において上述の液体流は、繊維ウェブの巾及び
長さ方向の予め設定された表面区域上に当てられる。
In the method of the invention, the liquid stream described above is applied onto a predetermined surface area across the width and length of the fibrous web.

予め設定された表面区域とは、前述された通り特別に選
択された域を意味するものではなく、シートとしての形
態を保つために、シートを形成する繊維の一部が他の繊
維と絡み合った部分を指し、かかる区域は、シート全体
に一様に分布してもよく、また例えばシートの巾方向あ
るいは長さ方向に沿った特定の位置に集中して存在して
もよい。
The predetermined surface area does not mean a specially selected area as mentioned above, but rather a predetermined surface area where some of the fibers forming the sheet are intertwined with other fibers in order to maintain the form of the sheet. Such areas may be uniformly distributed throughout the sheet, or may be concentrated at particular locations, for example along the width or length of the sheet.

補強用繊維ソートとしての取り扱い性、操作性のために
は、この絡み合いの区域はシート全体に均一に存在する
ことが好ましい。
For ease of handling and operability as a reinforcing fiber sort, it is preferable that the intertwined areas exist uniformly throughout the sheet.

具体的には、繊維ウェブ上に、例えば、繊維ウェブの巾
及び/または長さ方向に位置をずらしつつ、上述の液体
流を当てることによって行われる。
Specifically, this is carried out by applying the above-mentioned liquid stream onto the fibrous web while shifting its position, for example, in the width and/or length direction of the fibrous web.

この操作を繊維ウェブ上の一定間隔あるいはランダムに
位置を変えて繰り返すことによって一体化されたシート
を得ることが出来る。液体流を当てる区域は、多くの場
合繊維ウェブ上に例えばジグザク状、ループ状等の軌跡
を与える。あるいは、繊維ウェブを移動させつつ液体流
を断続的に当てることによって、絡みあいの部分を繊維
ウェブ上に点在させることも出来、この方法であっても
シートとすることが出来る。このような操作は細孔を移
動させつつ行うことも出来るし、また繊維ウェブを移動
あるいは両方同時に移動させながら行うことも可能であ
り、繊維ウェブを連続的に供給しつつ、細孔を繊維ウェ
ブの供給方向と直角方向に往復動あるいは円を描くよう
に移動させながら液体流を当てることにより連続したシ
ートを得ることが出来る。
By repeating this operation at regular intervals or randomly changing positions on the fiber web, an integrated sheet can be obtained. The area of application of the liquid stream often provides a trajectory, for example zigzag, loop, etc., on the fibrous web. Alternatively, by intermittently applying a liquid stream while moving the fibrous web, entangled portions can be scattered on the fibrous web, and even with this method, a sheet can be obtained. Such an operation can be performed while moving the pores, or while moving the fibrous web, or both at the same time. A continuous sheet can be obtained by applying a liquid flow while reciprocating or moving in a circular motion in a direction perpendicular to the supply direction.

本発明法においては、上述の液体流を繊維ウェブ表面に
当てるに際して、繊維ウェブの裏面から多孔質支持体を
介して液体流として当てられた液体を喋液することが重
要である。吸液の必要性は、細孔から発せられ繊維ウェ
ブに当てられた液体流は、その運動エネルギーを失い堆
積することによって、新たな液体流が直接繊維に当たる
ことを妨げるために、効率的な絡みあいを継続的に行え
ないからである。更に、堆積された液体に繊維ウェブが
浸されることによって繊維の配列を乱す原因となるため
である。
In the method of the present invention, when the above-mentioned liquid stream is applied to the surface of the fibrous web, it is important that the applied liquid is expelled from the back surface of the fibrous web via the porous support. The need for liquid absorption is due to the fact that the liquid stream originating from the pores and impinging on the fiber web loses its kinetic energy and accumulates, preventing new liquid streams from directly impinging on the fibers. This is because love cannot be continued. Furthermore, the fibrous web is immersed in the deposited liquid, which causes the arrangement of the fibers to be disturbed.

このように吸液することによって、繊維の配列を乱すこ
となく効率的に繊維同士の絡みあいを行うことができる
。吸液の程度は、細孔の径、液体流の圧、繊維ウェブの
厚さなどにより多少異なるが、繊維ウェブに液体が堆積
されない程度を目安に行えばよい。具体的に吸液を行う
には、多孔質支持体を介して例えば液体流の当たる区域
にスリット開孔部を有するボックスを設け、ボックス内
を減圧にすることによって達成され、吸液の程度はボッ
クス内の減圧度で調整すればよい。
By absorbing the liquid in this manner, the fibers can be entangled efficiently without disturbing the arrangement of the fibers. The degree of liquid absorption varies somewhat depending on the diameter of the pores, the pressure of the liquid flow, the thickness of the fibrous web, etc., but it should be carried out based on the level at which the liquid is not deposited on the fibrous web. Specifically, liquid absorption is achieved by providing a box with slit openings in the area hit by the liquid flow through a porous support, and reducing the pressure inside the box, and the degree of liquid absorption is determined by You can adjust it by adjusting the degree of vacuum inside the box.

多孔質支持体の作用は、繊維ウェブを支持しつつ繊維ウ
ェブが吸液によって移動流出させないことにあり、通常
は金網が用いられる。吸液の程度あるいは繊維ウェブの
諸要因、例えば繊維の太さ、繊維のウェブの厚さ等によ
り金網の目開き、線径等は適宜設定される。金網以外で
あってもよく、例えばスリット状あるいは円形等に開孔
された多孔板などが用いられる。
The function of the porous support is to support the fibrous web while preventing the fibrous web from moving and flowing out due to liquid absorption, and usually a wire mesh is used. The mesh opening, wire diameter, etc. of the wire mesh are appropriately set depending on the degree of liquid absorption and various factors of the fibrous web, such as the thickness of the fibers and the thickness of the fibrous web. It may be made of a material other than wire mesh, for example, a perforated plate with slit-like or circular holes may be used.

このようにして繊維同士が絡み合わされた補強用シート
は、通常次いで乾燥が行われるが、場合によっては、液
体流処理後の未だ湿潤状態で、あるいは乾燥されるまで
の工程で、各種処理剤の付与等が行われてもよい。かか
る処理剤としては、例えば、繊維表面改良のための各種
界面活性剤、紫外線吸収剤、糊剤、接着剤等を挙げるこ
とが出来る。また、乾燥に先立っであるいは乾燥時また
はその後、かかる補強用繊維シートを加圧または加熱加
圧することによって、シートの嵩高度の調整あるいは表
面の平坦度を改良することも行われてよい。
The reinforcing sheet in which the fibers are intertwined in this way is usually then dried, but in some cases, various processing agents may be applied to the reinforcing sheet while it is still wet after the liquid flow treatment or during the drying process. Granting, etc. may also be performed. Examples of such treatment agents include various surfactants, ultraviolet absorbers, pastes, adhesives, etc. for improving fiber surfaces. Furthermore, the bulkiness of the sheet or the surface flatness may be improved by pressurizing or heating and pressing the reinforcing fiber sheet before drying, during drying, or after drying.

実施例 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。但し
本発明はこれら実施例によって何等限定されるものでは
ない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using examples. However, the present invention is not limited to these Examples in any way.

なお、実施例中、特にことわりのない限り、%ば重量%
を表し、また引張強度、嵩密度は以下に示す方法によっ
て測定した。
In addition, in the examples, unless otherwise specified, % means weight %.
The tensile strength and bulk density were measured by the methods shown below.

引張強度T、及びT、。; それぞれの方向に長さ120閣×巾25閤の試験片を切
り出し、把握長50m、引張速度50閣/minで引張
試験を行いn=10の平均値として求めた〔kg/25
1111]。
tensile strength T, and T,. A test piece with a length of 120 mm and a width of 25 mm was cut out in each direction, and a tensile test was performed at a grasping length of 50 m and a tensile speed of 50 mm/min, and the average value of n = 10 was determined [kg/25
1111].

嵩高度; シートの嵩密度を、下式により求め、密度勾配管法によ
って求められた繊維の密度で除した値とした。
Bulk height: The bulk density of the sheet was determined by the following formula, and was divided by the fiber density determined by the density gradient tube method.

〔ここで、W:シートの目イ寸(g/ボ)t:1.15
g/■2の荷重をかけ た時のシートの厚さ(m)] 実施例1 ポリアクリロニトリル系炭素繊維ヤーン(新旭 化成カーボンファイバー社製 ハイカーボロン12Kf
糸 単繊維数12000本)をボビンから引き出し、ガ
イドを通してしごき、ヤーン巾が約4.1閣となるよう
にして周長1.5m、巾1mのドラムワイングーに9m
/minの速度で繰り出して巻きつけた。この際ドラム
ワイングーは6rpmで回転され、ヤーンガイドは24
m/分の速度でドラムの一方の端部から他方の端部に向
けてトラバースするように設定した。このようにしてヤ
ーンを125回巻きつけた後、ヤーンがバラバラになら
ないように巾30mの粘着テープをドラムの中方向1箇
所に貼り、その上からカンタにより粘着テープと共にヤ
ーンを切断してドラムワイングーからはずして中50c
m、長さ1.5mの引き揃えられた炭素繊維ヤーン配列
シートを得た。
[Here, W: Measuring size of the sheet (g/bo) t: 1.15
Sheet thickness (m) when a load of g/■2 is applied Example 1 Polyacrylonitrile carbon fiber yarn (Hicarboron 12Kf manufactured by Shin-Asahi Kasei Carbon Fiber Co., Ltd.)
Pull out the yarn (12,000 single fibers) from the bobbin, squeeze it through the guide, make the yarn width about 4.1 mm, and put it into a 9 meter drum wine goo with a circumference of 1.5 meters and a width of 1 meter.
It was rolled out and wound at a speed of /min. At this time, the drum wine goo is rotated at 6 rpm, and the yarn guide is rotated at 24 rpm.
It was set to traverse from one end of the drum to the other at a speed of m/min. After winding the yarn 125 times in this way, an adhesive tape with a width of 30 m is pasted at one point in the middle of the drum to prevent the yarn from falling apart, and then the yarn is cut together with the adhesive tape using a canter. Removed from goo and medium 50c
A aligned carbon fiber yarn array sheet with a length of 1.5 m and a length of 1.5 m was obtained.

このシートを第1図に示されるネットプロセスlのネッ
ト上に繊維の長さ方向がネットの移動方向と一致するよ
うにのせ、第1表に示す水圧条件にて水流を当て交絡処
理を行った。この際、ネットスピードは4m/分、水流
を噴出する細孔の径は0.21φ、ネットの巾方向に5
閣ピツチでネット巾全長にわたって設けられ、液体法噴
出装置2をネットの巾方向に5閣の往復動を15Orp
mの周期で与えた。なお、細孔と繊維シート表面間の距
離は12閣である。また、液体法噴出装置2の位置に合
わせて、このネット下部には中20閣のスリット開孔部
の設けられた吸引ボックス3が設置され、ブロアーによ
る排気機構(図中に記載なし)により吸液操作を行った
This sheet was placed on the net of the net process l shown in Figure 1 so that the length direction of the fibers matched the moving direction of the net, and the entangling treatment was performed by applying a water stream under the water pressure conditions shown in Table 1. . At this time, the net speed was 4 m/min, the diameter of the pores that spouted the water was 0.21φ, and the width of the net was 5 m/min.
It is installed over the entire length of the net width at the cabinet pitch, and the liquid method jetting device 2 is installed in the width direction of the net to control the reciprocating movement of the five cabinets for 15 orps.
It was given with a period of m. Note that the distance between the pores and the surface of the fiber sheet is 12 mm. In addition, a suction box 3 with a 20-hole slit opening is installed at the bottom of the net in accordance with the position of the liquid method jetting device 2. A liquid operation was performed.

このようにして得られたシートを180°Cの熱風乾燥
機中で2時間乾燥させた。得られた補強用繊維シートの
特性値は第1表に示す通りであり、本発明のシートは繊
維の配列の乱れが少なく、またシートとしての取り扱い
性に優れるものであった。
The sheet thus obtained was dried in a hot air dryer at 180°C for 2 hours. The characteristic values of the obtained reinforcing fiber sheet are shown in Table 1, and the sheet of the present invention had less disordered fiber arrangement and was excellent in handling as a sheet.

実施例2 実施例1で得られた実験N011a、lc、1f、1g
、1hの5点の補強用繊維シートを用いて樹脂を含浸し
繊維強化樹脂材料を作成した。
Example 2 Experiment N011a, lc, 1f, 1g obtained in Example 1
A fiber-reinforced resin material was prepared by impregnating the reinforcing fiber sheet with resin at 5 points for 1 hour.

各ソートを120℃で2時間乾燥した後、メチルエチル
ケトンを溶剤としたエポキシ樹脂(エピコート#828
.100部、BF3MEA3PHRMEK150PHR
)に含浸し、次いで120°Cで15分間乾燥した。こ
のようにして、約0゜1111厚さの含浸シートとした
時のボイドを含存しない最大の繊維体積含有率Vfma
xを求めた。
After drying each sort at 120°C for 2 hours, epoxy resin (Epicoat #828) with methyl ethyl ketone as solvent was used.
.. 100 copies, BF3MEA3PHRMEK150PHR
) and then dried at 120°C for 15 minutes. In this way, when an impregnated sheet with a thickness of about 0°1111 is formed, the maximum fiber volume content Vfma that does not contain voids is obtained.
I found x.

更に、これらの含浸シートを繊維の配列方向を揃えて積
層し、150■X150mX3腫の寸法で積層板を成形
し、曲げ物性を測定した。その結果を第2表に示したが
、本発明の補強用繊維シートは、含浸性がよく、高い繊
維体積含有率が得られると共に、機械的特性に優れるこ
とも認められた。
Furthermore, these impregnated sheets were laminated with the fibers arranged in the same direction, and a laminate was formed with dimensions of 150 mm x 150 m x 3 mm, and its bending properties were measured. The results are shown in Table 2, and it was found that the reinforcing fiber sheet of the present invention had good impregnation properties, a high fiber volume content, and excellent mechanical properties.

比較例1 水流を当てる際、吸引ボックスによる吸液操作を行わな
かったことを除いては、全〈実施例1の1fと同しくし
て処理を行った。その結果、水流を当てることにより過
剰の水がシートに吸液されて浸され、シートのふくれ、
繊維の乱れが起こり、所々に穴のあいたシートとなった
。このシートの穴のない部分のT −/ T I。は1
5嵩高度は0. 21であった。これを用いて、実施例
2と同し実験を行った結果、V fma xは48vo
 1%、曲げ強度及び弾性率はそれぞれ、94 kg/
m” 、6200kg/m”であり、繊維強化樹脂材料
とした時の機械的特性も著しく劣るものであった。
Comparative Example 1 The treatment was carried out in the same manner as in 1f of Example 1, except that the liquid suction operation using the suction box was not performed when applying the water stream. As a result, by applying a water stream, excess water is absorbed and soaked into the sheet, causing the sheet to swell.
The fibers became disordered, resulting in a sheet with holes in some places. T − / T I of the part without holes of this sheet. is 1
5 Bulk height is 0. It was 21. Using this, the same experiment as in Example 2 was conducted, and as a result, V fmax was 48vo
1%, bending strength and elastic modulus are each 94 kg/
m'' and 6200 kg/m'', and the mechanical properties when used as a fiber reinforced resin material were also extremely poor.

実施例3 実施例1と同し方法でガラス繊維ヤーン(日本電気硝子
社製 ER735単繊維径13μm繊維数2200本)
を用いて補強用繊維シートを作成した。この際、用いら
れた液体流は水流で、その水圧は、30kg/c−jで
あった。得られた補強用繊維シートのT、/T、。は2
78、嵩高度は0゜38であり、シートとしての取り扱
い性に優れるものであった。
Example 3 Glass fiber yarn (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., ER735 single fiber diameter 13 μm, number of fibers 2200)
A reinforcing fiber sheet was created using this method. At this time, the liquid flow used was a water flow, and the water pressure was 30 kg/c-j. T, /T, of the obtained reinforcing fiber sheet. is 2
78, the bulk height was 0°38, and the sheet had excellent handling properties.

比較のために、水圧を100kg/cd、70廟/dと
して同様に処理を行ったが、100kg/cdの場合に
はガラス繊維の切断が激しく均一なシートは得られず、
嵩高度も0.13と橿めて嵩高なシートとなった。また
、70kg/cdで処理したシートは、ガラス繊維の切
断は多数みられるもののほぼ均一なシートを得ることが
出来たが、やはり嵩高いシートであって、実施例2の方
法で測定されたVfmaxは45vo1%と低く、30
kg/c+jで処理された本発明法のシートの値62V
O1%に対して極めて劣るものであった。
For comparison, the same treatment was carried out with a water pressure of 100 kg/cd and 70 mounds/d, but in the case of 100 kg/cd, the glass fibers were severely cut and a uniform sheet could not be obtained.
The bulk height has also been increased to 0.13, resulting in a bulkier seat. In addition, in the sheet treated at 70 kg/cd, although many broken glass fibers were observed, it was possible to obtain a substantially uniform sheet, but the sheet was still bulky and the Vfmax measured by the method of Example 2 is as low as 45vo1%, and 30
The value of the sheet of the invention method treated with kg/c+j is 62V
It was extremely inferior to O1%.

実施例4 実施例1と同し方法にて芳香族ポリアミド繊維ヤーン(
デュポン社製 Kevlar49  T965 142
0デニール/1000フイラメント)を用いて、水圧2
0kg/dにより処理を行い補強用繊維シートを作成し
た。
Example 4 Aromatic polyamide fiber yarn (
DuPont Kevlar49 T965 142
0 denier/1000 filament), water pressure 2
A reinforcing fiber sheet was prepared by processing at 0 kg/d.

得られた補強用繊維シートのT、/T、。は630、嵩
高度は0.46であり、極めてドレープ性に冨むもので
あった。
T, /T, of the obtained reinforcing fiber sheet. was 630, the bulk height was 0.46, and the drapability was extremely high.

実施例5及び比較例2 実施例3で用いたガラス繊維ヤーン150本からヤーン
を引き揃えて取り出し、50cmの巾と成るように並べ
てウェブ製造用カッター(大阪機工社製 コンバーター
 TOK−3F)に通して51m+長のバイアスカット
を行い、そのままシート状に引きとって不連続繊維が配
列されたシートを得た。
Example 5 and Comparative Example 2 The 150 glass fiber yarns used in Example 3 were aligned and taken out, arranged to have a width of 50 cm, and passed through a web manufacturing cutter (Converter TOK-3F, manufactured by Osaka Kiko Co., Ltd.). A bias cut of 51 m+ length was performed, and the sheet was directly cut into a sheet shape to obtain a sheet in which discontinuous fibers were arranged.

一方、比較のために、繊維長51閤の同じガラス繊維を
ローラーカード機(大和機工型)を用いて、繊維長方向
がランダムなウェブシートを得た。
On the other hand, for comparison, a web sheet with a random fiber length direction was obtained using the same glass fiber with a fiber length of 51 mm using a roller card machine (Yamato Kiko type).

補強用繊維シートを作成した。A reinforcing fiber sheet was created.

得られた補強用繊維シートのT o / T v。は6
30、嵩高度は0.46であり、極めてドレープ性に富
むものであった。
T o /T v of the obtained reinforcing fiber sheet. is 6
30, the bulk height was 0.46, and the drapability was extremely good.

実施例5及び比較例2 実施例3で用いたガラス繊維ヤーン150本からヤーン
を引き揃えて取り出し、501の巾となるように並べて
ウェブ製造用カッター(大阪機工社製コンバーターTO
K−3,F)に通して51−長のバイアスカットを行い
、そのままシートとように引きとって不連続繊維が配列
されたノートを得た。
Example 5 and Comparative Example 2 The yarns were taken out from the 150 glass fiber yarns used in Example 3, lined up so as to have a width of 50 mm, and cut using a cutter for web production (Converter TO manufactured by Osaka Kiko Co., Ltd.).
K-3, F), a 51-length bias cut was performed, and the sheet was taken off as it was to obtain a notebook in which discontinuous fibers were arranged.

一方、比較のために、繊維長51閣の同しガラス繊維を
ローラーカード機(大和機工型)を用いて、繊維長方向
がランダムなウェブソートを得た。
On the other hand, for comparison, the same glass fibers with a fiber length of 51 were web sorted in a random fiber length direction using a roller card machine (Yamato Kiko type).

これら2種類のシートに、第1同の装置を用いて水流(
水圧30kg/cd)を実施例1と同様の方法で当てて
処理し、補強用繊維シートとした。
These two types of sheets were treated with a water stream (
A reinforcing fiber sheet was obtained by applying a water pressure of 30 kg/cd) in the same manner as in Example 1.

得られたシートの特性及び実施例2と同しく行った繊維
強化成形体の特性を第3表に併記した。
The properties of the obtained sheet and the properties of the fiber-reinforced molded product made in the same manner as in Example 2 are also listed in Table 3.

本発明のシートは、高いVfが得られると同時に、同じ
Vf値の成形体においても機械的特性に優れることが立
証された。
It was proved that the sheet of the present invention can obtain a high Vf and at the same time has excellent mechanical properties even in a molded article having the same Vf value.

(発明の効果) 本発明の補強用繊維シートは、上述の詳細な説明で明ら
かな通り、繊維が配列されている結果、繊維強化樹脂材
料とした時、高い繊維体積比率とすることができるため
に、高い機械的特性を得られ、同時にシート形状である
ため、加工操作が極めて簡便であり、加工効率あるいは
生産効率は飛躍的に向上するものであり、その工業的意
味は極めて高いものである。
(Effects of the Invention) As is clear from the above detailed description, the reinforcing fiber sheet of the present invention has fibers arranged, so when it is made into a fiber-reinforced resin material, it can have a high fiber volume ratio. In addition, since it has high mechanical properties and is in sheet form, processing operations are extremely simple, and processing efficiency or production efficiency is dramatically improved, and its industrial significance is extremely high. .

また、本発明法においては、50kg/ej以下の比較
的低い圧力で効率よくシート状物とすることができる。
Further, in the method of the present invention, a sheet-like product can be efficiently formed at a relatively low pressure of 50 kg/ej or less.

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

第1図は、本発明の補強用繊維シートを得る為の一実施
態様を示す装置の概略図である。 1はシートを搬送するためのネットプロセスであり、ネ
ット11は液体流処理時の多孔質支持体を兼ねる。 2は液体流を噴出するための細孔を含む液体流噴出装置
である。細孔はネット11の面に垂直に液体流を噴出で
きるように設置され、図中に記載されない送液手段によ
って送られた液体を噴出する。 3は吸液のための吸引ボックスであり、吸液ゾーンを規
定するためのスリット31が設!される。 吸引ボックス3は図中に記載されない排水排気装置によ
り減圧されて吸液能を発揮する。 1 ・ ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ 11 ・ ・ ・ 31 ・ ・ ・ ネットプロセス、 液体流噴出装置、 吸引ボックス、 ネット、 スリット、
FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus showing one embodiment for obtaining a reinforcing fiber sheet of the present invention. 1 is a net process for conveying the sheet, and the net 11 also serves as a porous support during liquid flow processing. Reference numeral 2 denotes a liquid jetting device including pores for jetting out a liquid jet. The pores are installed so that a liquid stream can be ejected perpendicularly to the surface of the net 11, and eject the liquid sent by a liquid sending means not shown in the figure. 3 is a suction box for liquid absorption, and is provided with a slit 31 for defining a liquid absorption zone! be done. The suction box 3 is depressurized by a drainage/exhaust device (not shown in the figure) to exert its liquid suction ability. 1 ・ ・ ・ ・ 2 ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ 11 ・ ・ ・ 31 ・ ・ ・ Net process, liquid jet jet device, suction box, net, slit,

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維の1種又は
2種以上からなり、該繊維が実質的に繊維長方向を揃え
て配列されたシートであり、かつ該シートの予め設定さ
れた区域において繊維同士が絡み合ったシートであって
、該シートにおいて、(i)繊維の配列された方向の引
張強度(T_0)と、これと直交する方向の引張強度(
T_9_0)との比が50≦T_0/T_9_0≦10
^3であり、(ii)シートの嵩密度を、シートを構成
する繊維の密度で除した嵩高度が、0.2〜0.7であ
る補強用繊維シート。
(1) A sheet made of one or more of carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers, in which the fibers are arranged substantially in the same fiber length direction, and in a preset area of the sheet. A sheet in which fibers are intertwined, and in this sheet, (i) tensile strength in the direction in which the fibers are arranged (T_0) and tensile strength in the direction perpendicular to this (T_0).
T_9_0) is 50≦T_0/T_9_0≦10
(ii) a reinforcing fiber sheet having a bulk density of 0.2 to 0.7, which is obtained by dividing the bulk density of the sheet by the density of the fibers constituting the sheet.
(2)シートを構成する繊維が連続した長繊維である請
求項(1)記載の補強用繊維シート。
(2) The reinforcing fiber sheet according to claim (1), wherein the fibers constituting the sheet are continuous long fibers.
(3)シートを構成する繊維が繊維長が少なくとも25
mm以上の不連続繊維である請求項(1)記載の補強用
繊維シート。
(3) The fibers constituting the sheet have a fiber length of at least 25
The reinforcing fiber sheet according to claim 1, which is a discontinuous fiber having a diameter of mm or more.
(4)繊維ウェブに液体流を作用させて不織性繊維シー
トを製造する方法において、炭素繊維、ガラス繊維、ア
ラミド繊維の1種又は2種以上からなる繊維又は繊維束
を、実質的に繊維長方向を揃えて配置した繊維ウェブと
なし、該繊維ウェブの巾及び長さ方向の予め設定された
表面区域上に、多孔質支持体を介して該繊維ウェブの裏
面から吸液しつつ、直径が0.5mm以下の細孔から噴
出する2kg/cm^2以上50kg/cm^2以下の
圧力を有する少なくとも1本の液体流を当てて繊維同士
を絡み合わせることを特徴とする、補強用繊維シートの
製造法。
(4) In a method for producing a nonwoven fiber sheet by applying a liquid flow to a fiber web, a fiber or a fiber bundle consisting of one or more types of carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber is substantially The fibrous webs are arranged with their longitudinal directions aligned, and while absorbing liquid from the back side of the fibrous web through a porous support, a diameter A reinforcing fiber characterized by intertwining the fibers by applying at least one liquid stream having a pressure of 2 kg/cm^2 to 50 kg/cm^2 and jetting out from pores of 0.5 mm or less. Seat manufacturing method.
(5)繊維長方向を揃えて配置した繊維ウェブを連続的
に供給し、液体流を当てて繊維同士を絡み合わせたのち
、連続してシートを引き取る請求項(4)記載の補強用
繊維シートの製造法。
(5) A reinforcing fiber sheet according to claim (4), wherein the fiber web arranged with the fiber length direction aligned is continuously supplied, a liquid stream is applied to intertwine the fibers, and then the sheet is continuously taken off. manufacturing method.
JP2263731A 1990-10-03 1990-10-03 Reinforcing fiber sheet and production thereof Pending JPH04146252A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015525304A (en) * 2012-05-17 2015-09-03 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド Hybrid fiber unidirectional tape and composite laminate
JP2019039124A (en) * 2017-08-23 2019-03-14 東レ株式会社 Chopped fiber bundle mat

Cited By (3)

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JP2019039124A (en) * 2017-08-23 2019-03-14 東レ株式会社 Chopped fiber bundle mat

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