JPH07300738A - 補強織物とその製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複合材料用の補強基材として、安価で高い強
度特性を発揮し得る補強織物とその製造方法および製造
装置を提供する。 【構成】 集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜
８００ｍｍの範囲の、実質的に撚りがない強化繊維マル
チフィラメント糸を織糸とする補強織物、および、該強
化繊維マルチフィラメント糸をたて糸および／またはよ
こ糸として補強織物を製織する製造方法および製造装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化複合材料用と
して優れた特性を発揮する補強織物とその製造方法およ
び製造装置に関し、とくに航空機用の繊維強化複合材料
用に用いて好適な補強織物とその製造方法および製造装
置に関する。

【０００２】繊維強化複合材料、とくに繊維強化プラス
チック（以下、「ＦＲＰ」という）には、炭素繊維糸や
ガラス繊維糸、ポリアラミド繊維糸等を用いて織物の形
態にした補強織物が多用されている。中でも、比弾性率
が大きく、かつ、比強度が大きい炭素繊維からなる炭素
繊維織物は、通常、一般のシャトル織機やレピア織機に
より製織されており、合成樹脂と複合して所定形状に形
成することにより炭素繊維強化プラスチック（以下、
「ＣＦＲＰ」という）等の複合材料に用いる補強基材と
して多用されている。

【０００３】このような補強基材を用いた複合材料は、
例えば、ＣＦＲＰは、その優れた性能を活かして航空機
の構造材等に使われ始めているが、さらにＣＦＲＰの使
用範囲を拡大させるためには、成形のみならず炭素繊維
糸や炭素繊維織物の補強基材のコストダウンが大きな課
題である。

【０００４】炭素繊維糸は、通常その繊度が大きくなる
程、プリカーサおよび耐炎化工程や焼成工程での生産性
が向上し、安価に製造することが可能となる。

【０００５】しかし、通常の補強織物は、強化繊維をほ
ぼ円形断面に集束させた強化繊維糸を用いて織物にして
いるので、織り込まれた状態においては、たて糸とよこ
糸が交錯する交錯部における強化繊維糸の断面が楕円形
で、織糸が大きくクリンプしている。特に、太い強化繊
維糸を使用した補強織物では、太いよこ糸と太いたて糸
が交錯しているのでこの傾向が大きくなる。

【０００６】このため、強化繊維糸が大きくクリンプし
た補強織物では、繊維密度が不均一となって高強度特性
を充分に発揮できない。また、太い強化繊維糸を使用し
た補強織物は、一般に、織物目付や厚みが大きくなるた
め、プリプレグやＦＲＰを成形するときの樹脂含浸性が
悪くなる。

【０００７】従って、太い強化繊維糸を製織した補強織
物を用いて得られるＦＲＰやＣＦＲＰは、樹脂中に存在
するボイドが多くなり高い強度特性が期待できない。

【０００８】一方、太い強化繊維糸を使用して織物目付
を小さくすると、強化繊維糸間に形成される空隙が大き
くなる。このため、織物目付の小さい補強織物を用いて
ＦＲＰやＣＦＲＰを成形すると、強化繊維の体積含有率
が低くなり、強化繊維糸間に形成される空隙部分に樹脂
のボイドが集中的に発生し、高性能な複合材料が得られ
なくなるという欠点があった。

【０００９】このような欠点に対して、特開昭５８−１
９１２４４号公報に、薄くて幅の広い扁平な炭素繊維糸
を織った、厚みが０．０９ｍｍ以下で、織物目付が８５
ｇ／ｍ² 以下の薄地織物とその製造法が開示されてい
る。この薄地織物は、厚みが非常に薄いために、織糸の
クリンプが小さく、高い補強効果を発揮し、薄いＣＦＲ
Ｐの成形には優れた基材である。

【００１０】このような扁平な炭素繊維糸を用いた補強
織物の製織方法は、炭素繊維糸が必要本数巻かれた糸ビ
ームから供給されるたて糸、あるいはクリールに取り付
けられた炭素繊維糸ボビンから供給されるシート状に整
列されたたて糸を、綜絖により順次開口させ、この開口
にシャトルまたはレピアでよこ糸を間欠的に挿入して織
物とする。このとき、たて糸に関しては、前記のように
ビームから供給する方法とボビンから直接供給する方法
とがあるが、どちらにしても、炭素繊維糸ボビンをゆっ
くり回転させながら回転軸に直交する方向にたて糸を引
き出して解舒させる方法（横取り解舒）、あるいはボビ
ンの軸方向にたて糸を引き出して解舒させる方法（縦取
り解舒）の２つの方法が採られている。

【００１１】縦取り解舒は、ボビンの軸方向にたて糸を
引き出すことから、横取り解舒の場合に比べ、早い速度
で瞬間的にたて糸を抵抗なく引き出すことができるとい
う利点がある。但し、縦取り解舒においては、ボビンか
ら１巻き引き出す毎に、たて糸に１回の撚りが掛かって
しまう。このため、たて糸は、この撚りが掛かった部分
で扁平状態が潰されて部分的に収束することから、たて
糸の糸幅が均一な補強織物が得られないという問題があ
る。

【００１２】一方、よこ糸に関しては、前記開口によこ
糸を迅速に供給しなければならず、供給速度をたて糸に
比べて一段と速くする必要がある。従って、繊維糸ボビ
ンからたて糸を迅速に解舒させるため、よこ糸は、繊維
糸ボビンの軸方向にたて糸を引き出す縦取り解舒の方法
が多く用いられているが、撚りが掛かってしまうという
問題がある。

【００１３】このため、炭素繊維糸に撚りが掛からない
ように、よこ糸を横取り解舒させる方法として、特開平
２−７４６４５号公報には、よこ糸を巻いたボビンをモ
ータで積極的に回転させ、重力を利用してよこ糸の挿入
に必要な長さを貯留させる方法が提案されている。

【００１４】しかし、積極的にボビンを回転させるこの
方法では、ボビンに巻かれたよこ糸に巻量によって解舒
速度を変化させなければならないという問題がある。

【００１５】また、ＦＲＰ、とくにＣＦＲＰの成形にあ
たっては、織物をあらかじめプリプレグ化しておくこと
が多い。すなわち、織物にＢステージの熱硬化性樹脂を
加熱下に加圧含浸してプリプレグ化しておくのである
が、含浸工程では、加熱されて熱硬化性樹脂の粘度が下
がった状態の下で加圧するために、織糸が拡幅されて織
目がほとんど閉塞され、また、表面の凹凸もほとんどな
くなる。これは、一見、好ましいことのように思われる
が、これは、剛性の高い炭素繊維の単糸が加圧によって
無理に移動させられた結果であり、加圧を解くと、全く
元の状態とまではいかないまでも、それに近い状態まで
回復してしまう。

【００１６】そのようなプリプレグを、たとえば、ハニ
カムコアの各面に複数枚積層し、加熱、加圧して熱硬化
性樹脂を硬化させてスキンを形成するとともに、ハニカ
ムコアとの接着を行ってハニカムサンドイッチパネル
（サンドイッチ構造体）を製造するようなときに使用す
ると、セル壁部分では織物が加圧されて単糸の移動が起
こるが、セル孔の部分では加圧されないために上述した
回復状態がほとんどそのまま維持されることになり、炭
素繊維が偏在して、炭素繊維が全く存在しない部分がで
きたり、樹脂過多な部分ができたり、層間にボイドがで
きたりするようになる。しかるに、そのようなハニカム
サンドイッチパネルで、たとえば航空機のスポイラーを
構成すると、ボイドに水分が溜り、その水分が高高度を
飛行中に凍結してスキンにひび割れを誘発し、また、こ
れを繰り返しているうちにハニカムコアにも水分が侵入
するようになり、パネルの物性が低下して航空機の安全
な運行にも支障をきたすようになる。

【００１７】このように、ＣＦＲＰはもともと金属材料
のように等方性材料ではなく、異方性材料であるがため
に設計そのものが難しいうえに、補強材にもさまざまな
微妙な問題があってこれが設計をさらに困難にしてお
り、その困難さが信頼性をいま一歩確実性のないものに
している。ＣＦＲＰが、比強度や比弾性率などの特性に
優れた先端材料として航空機に使用されながらも、その
使用が二次構造材に止まり、破壊が飛行の安全に影響を
及ぼす一次構造材としての使用が躊躇されている理由も
ここにある。そのため、補強材としての炭素繊維織物に
ついて、さまざまな工夫が行われている。

【００１８】たとえば、特開平４−２８１０３７号公報
において、炭素繊維織物を連続的に走行させながら、そ
の表面にウォータジェットを当てて、織糸を開繊、拡幅
して、表面の凹凸を小さくするとともに、たて糸とよこ
糸の間隙によって形成される空隙、すなわち織目を小さ
くした炭素繊維織物を提案した。この織物によれば、織
目が小さくなるので、この織物のプリプレグを成形する
と、樹脂過多部分や層間におけるボイドはかなり改善さ
れ、少なかったが、まだ多く、航空機部品として完璧性
が要求される厳しい水準にまでは到達しなかった。

【００１９】ウォータジェットを当て織糸を開繊、拡幅
処理した織物をよく観察すると、織糸の大部分は開繊、
拡幅し織目が小さくなっているが、部分的にフィラメン
トが絡み合ったり、また撚りがかかっていたりして、織
糸が開繊、拡幅せず、まばらではあるが織目の大きな箇
所があった。これが炭素繊維織物のプリプレグを成形し
た際のボイドに繋がることがわかった。

【００２０】また、ＣＦＲＰの表面の大部分は、織物の
凹凸を小さくなることによって、表面が平滑となるが、
織糸が開繊、拡幅してない織目の箇所が樹脂過多とな
り、成形の際の樹脂の収縮でその部分が凹み、平滑性の
均一なＣＦＲＰ成形品が得られず、商品価値が下がると
いう問題があった。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の補強織物における上述した問題点を解決し、織糸の開
繊、拡幅の均一性に優れ、交錯部における織糸の曲がり
が小さくて応力集中による破壊の問題をほとんど心配す
る必要がないばかりか、表面平滑性に優れていて複合材
料を成形するときの補強繊維の偏在による不都合をほと
んど回避することができ、物性が高く、しかも、信頼性
に優れた繊維強化複合材料を成形することができ、安価
に製造可能な補強織物を提供することにある。

【００２２】また、本発明の他の目的は、繊度の大きい
強化繊維糸であっても、撚りが掛かることなく、所望の
開繊、拡幅度を維持して上記補強織物を製織することが
可能な、補強織物の製造方法および製造装置を提供する
ことにある。

【００２３】また、本発明の他の目的は、上記補強織物
を用いた、安価で高強度な複合材料形成に用いて最適な
プリプレグを提供することにある。

【００２４】また、本発明の他の目的は、上記補強織物
を用いた、安価で高強度な複合材料を提供することにあ
る。

【００２５】本発明のさらに他の目的は、上記複合材料
を用いた、航空機用構造材料に用いて好適なサンドイッ
チ構造体、および、そのようなサンドイッチ構造体の、
上記プリプレグを用いた製造方法を提供することにあ
る。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の補強織物は、集束性がフックドロップ値Ｆ
Ｄ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲の、実質的に撚りがな
い強化繊維マルチフィラメント糸を織糸とするものから
なる。

【００２７】本発明においてフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎
とは、強化繊維マルチフィラメント糸の集束性の程度を
表わすもので、図１（ａ）〜（ｃ）に示す測定装置によ
って測定した金属フックの自由落下距離をもって表わさ
れるものである。

【００２８】すなわち、ボビンに巻かれた強化繊維マル
チフィラメント糸のフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎の測定
は、ボビンから、解舒撚りが加わらないようにボビンを
回転させながら強化繊維マルチフィラメント糸を横取り
解舒して長さ１，０００ｍｍの強化繊維マルチフィラメ
ント糸１０１を採取し、その上端を上部クランプ１０４
で装置に固定する。そして、下端に５０ｍｇ／デニール
の荷重をかけた状態で、撚りが加わらないように、ま
た、扁平状態がくずれないように、かつ、掴み間隔が９
５０ｍｍになるように下部クランプ１０５で鉛直方向に
固定する。

【００２９】次に、上下端を固定した強化繊維マルチフ
ィラメント糸１０１の幅方向中央部に、金属フック１０
２（ワイヤー直径：１ｍｍ、半径５ｍｍ）に綿糸１０６
で重り１０３を取り付けた重錘（フック１０２の上端か
ら重り１０３の上端までの距離：３０ｍｍ）のその金属
フック１０２を、上部クランプの下端から金属フック１
０２の上端までの距離が５０ｍｍになるように引っ掛
け、手を離して金属フック１０２の自由落下距離（上記
５０ｍｍの位置から、落下位置における金属フック１０
２の上端までの距離）を測定する。金属フック１０２お
よび綿糸１０６の重量は極力軽くし、金属フック１０
２、綿糸１０６および重り１０３の合計重量、すなわち
重錘の重量が１５ｇになるようにしておく。そして、使
用するボビンから１０個のボビンをランダムに抽出し、
１個のボビンに関して１０回の測定を行い、ｎ＝１００
の平均値をもってフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎とする。な
お、金属フック１０２が下部クランプ１０５の位置まで
落下してしまう場合もあるが、そのときの自由落下距離
は９００ｍｍとみなして平均値を計算する。そのために
は、下部クランプ１０５に金属フック１０２は当たるが
綿糸１０６や重り１０３は引っ掛らないようにしておく
必要があり、図１（ｃ）にこの場合の落下状態を示すよ
うに、下部クランプ１０５の下方に十分な空間を設けて
おく必要がある。なお、測定は、ボビンから採取した強
化繊維マルチフィラメント糸を温度２５℃、相対湿度６
０％の環境下に２４時間放置した後、温度２５℃、相対
湿度６０％の環境下で行う。

【００３０】織物の強化繊維マルチフィラメント糸（た
て糸またはよこ糸）のフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎は、幅
１，０００ｍｍ、長さ１，０００ｍｍの織物を３枚抽出
し、各織物から、たて糸またはよこ糸を、毛羽が発生し
ないように、また、撚りが加わらないようにほぐして長
さ１，０００ｍｍの強化繊維マルチフィラメント糸を採
取し、以下、上述した方法によって測定する。ただし、
この場合のフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎は、１枚の織物の
たて糸またはよこ糸について１０回の測定を行い、ｎ＝
３０の平均値をもって表わす。

【００３１】本願の基礎とした先の出願（特願平６−５
９８２２号）におけるフックドロップ値の測定は、次の
ようにして行った。すなわち、まず、長さ１２０ｃｍの
扁平な強化繊維マルチフィラメント糸１０１を、５０ｍ
ｇ／デニールの初荷重をかけた状態で、糸の両端を撚り
が入らないように、また扁平状態が潰れないように鉛直
方向に固定する。つぎに、固定されている強化繊維マル
チフィラメント糸の上部固定部から１０ｃｍの位置で、
強化繊維マルチフィラメント糸の幅のほぼ中央部に、金
属製ワイヤー直径が１ｍｍ、半径が５ｍｍのフック１０
２に３ｃｍの綿糸で重り１０３を取り付け、フック１０
２の自由落下距離を測定し、糸の場合は、使用するボビ
ンから１０個のボビンをランダム抽出し、１個のボビン
につき１０回の測定を行い、１０回の測定値から値の大
きい３つを削除した値のｎ＝７０の平均値をフックドロ
ップ値とする。また、織物の場合は、長さ方向に１．３
ｍ長さの織物を３枚抽出し、各織物からたて糸またはよ
こ糸を、毛羽が発生しないように、また撚りが入らない
ようにほぐし、１枚の織物につきたて糸またはよこ糸に
ついて１０回の測定を行い、１０回の測定値から値の大
きい３つを削除した値のｎ＝２１の平均値を、たて糸ま
たはよこ糸フックドロップ値とする。なお、ワイヤーお
よび綿糸の重量は極力小さくし、ワイヤー、綿糸および
重りの合計重量を３０ｇとする。また、試料は２４時
間、温度が２５℃、湿度が６０％の室内に放置し、測定
は温湿度が各々２５℃、６０％の室内で行うものとした
もので、これを本明細書中ではＦＤ₍₃₀₎という。

【００３２】集束性の異なる種々の強化繊維マルチフィ
ラメント糸について、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎とフッ
クドロップ値ＦＤ₍₃₀₎との関係を評価した結果、ＦＤ
₍₃₀₎／ＦＤ₍₁₅₎比は２〜４であった。すなわち、本願の
基礎とした先の出願におけるフックドロップ値ＦＤ₍₃₀₎
１００〜１，０００ｍｍをフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎に
換算すると、２５〜５００ｍｍとなる。

【００３３】このフックドロップ値が大きいほど強化繊
維マルチフィラメント糸は開繊、拡幅されやすい。但し
大きすぎると、マルチフィラメント糸としての形態保持
性がなくなり、織物の製織が困難になるため、大きい方
にも限界がある。集束性をフックドロップ値で上記のよ
うな範囲にすることにより、織物の形態で織糸の最適な
開繊、拡幅状態が得られ、かつその状態が維持される。

【００３４】すなわち、本発明における強化繊維マルチ
フィラメント糸の集束性は、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎
で２０〜８００ｍｍの範囲とされる。たとえば炭素繊維
糸を用いた補強織物とする場合、一般的に炭素繊維はそ
の製造工程において、切れたフィラメントのローラへの
巻き付きによる工程トラブルを防ぐため、エアーをプリ
カーサの繊維束に吹き付け、フィラメント同士を交絡さ
せて、炭素繊維糸に集束性を付与している。また、サイ
ジング剤の付着量や炭素繊維のフィラメント同士の接着
により炭素繊維糸に集束性を付与している。フィラメン
ト同士の交絡度合い、サイジング剤の付着量やサイジン
グ剤による接着の度合いによってこれら集束性の程度が
決まるが、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０ｍｍ以下と
なり、集束性の程度が大きすぎると、炭素繊維の集束性
が強すぎてハンドレイアップ成形やプリプレグ加工の
際、織物のたて糸およびよこ糸の幅が拡がることがな
く、炭素繊維糸間に形成される空隙に樹脂のボイドが集
中的に発生する。また、プリプレグに加工する際に樹脂
の含浸性が悪くなってしまい、高性能なＦＲＰが得られ
ない。また、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が８００ｍｍ以
上であると、炭素繊維糸の集束性が悪くなり製織中に毛
羽が発生し、作業環境が悪くなるばかりかＦＲＰの強度
も低下する。

【００３５】ここで、フックドロップ値に影響を及ぼす
サイジング剤の好ましい付着量は、０．１〜１．５重量
％である。サイジング剤付着量が０．１重量％未満であ
ると、扁平状態が維持できにくくなるばかりか、繊維の
集束性が悪くて製織時に毛羽が発生しやすく、製織性が
低下する。一方１．５重量％を超えると、扁平状態は良
好に保てるが、繊維の開繊性が低下し、大きいカバーフ
ァクターの織物が得にくい。本発明の補強織物における
強化繊維フィラメント糸のフックドロップ値とは、織物
からほぐした織糸のフックドロップ値を指し、別の発明
である製造方法および製造装置における強化繊維フィラ
メント糸のフックドロップ値は、使用する糸状のフック
ドロップ値を指すものである。織糸のフックドロップ値
は、製織工程でしごきを受けて製織当初はやや高い値を
示すが、経時とともにサイジング剤が再接着し、糸状で
の値とほぼ同程度の値となる。

【００３６】また、上記強化繊維マルチフィラメント糸
からなる織糸には、実質的に撚りがないことが必要であ
る。ここで「実質的に撚りがない」とは、糸長１ｍ当た
りに１ターン以上の撚りがない状態をいう。つまり、現
実的に無撚の状態をいう。

【００３７】織糸に撚りがあると、その撚りがある部分
で糸幅が狭く収束して分厚くなり、製織された織物の表
面に凹凸が発生する。このため、製織された織物は、外
力が作用した際にその撚り部分に応力が集中し、ＦＲＰ
等に成形した場合に強度特性が不均一となってしまう。

【００３８】このような最適な状態で開繊、拡幅され
た、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が２０〜８００ｍｍの、
実質的に撚りがない織糸からなる補強織物は、その織糸
が容易に最適な扁平状態とされ、各織糸の交錯部におけ
るクリンプは極めて小さく抑えられ、ＦＲＰやＣＦＲＰ
にした際に高い強度特性が得られる。織糸の繊度を上げ
られることから、織糸、ひいては補強織物が、より安価
に製造される。

【００３９】また、クリンプが極めて小さく抑えられる
ので、織物目付を高く設定でき、かつ、フックドロップ
値が大きく織糸の集束性が弱くて、織糸が容易に良好な
開繊、拡幅状態とされており、しかも全体にわたって均
一に開繊、拡幅されているから、この織糸の開繊、拡幅
状態を確保した状態にてカバーファクターを１００％近
くに設定することが可能となる。したがって、ＦＲＰ等
において、繊維含有率を高く設定できるとともに、織糸
間の樹脂リッチな部分を極めて小さく抑えることがで
き、課題となっていた織目部分におけるボイドの発生を
抑えて、高強度でかつ均一な強度特性を有する複合材料
が得られる。

【００４０】さらに、織物の形態で各織糸が最適な開
繊、拡幅状態に維持されているから、樹脂の含浸性が極
めてよい。したがって、一層均一な特性の複合材料が得
られ、目標とする強度特性が容易に得られる。

【００４１】上記のような本発明に係る補強織物では、
９０％以上の高いカバーファクターが容易に得られる。
カバーファクターは、より好ましくは９８％以上であ
る。また、織物目付の好ましい範囲は、クリンプを小さ
く抑え同時に高いカバーファクターを達成する上で、１
２０〜２２０ｇ／ｍ² の範囲が好ましい。

【００４２】ここで、カバーファクターＣｆとは、織糸
間に形成される空隙部の大きさに関係する要素で、織物
上に面積Ｓ₁ の領域を設定したとき、面積Ｓ₁ 内におい
て織糸に形成される空隙部の面積をＳ₂ とすると、次式
で定義される値をいう。 カバーファクターＣｆ＝［（Ｓ₁ −Ｓ₂ ）／Ｓ₁ ］×１
００

【００４３】本発明の補強織物は、開繊、拡幅されやす
い強化繊維マルチフィラメントからなるたて糸やよこ糸
を用いている。従って、目抜け度の小さな、すなわちカ
バーファクターが大きな織物となる。このようなカバー
ファクターの大きな補強織物を用いてプリプレグやＦＲ
Ｐを成形すると、均一な成形品が得られ、樹脂中にボイ
ドが入ったり、応力が集中するような繊維分布むらが発
生しない。

【００４４】本発明に係る補強織物は、各種形態に製織
できる。たとえば、前記強化繊維マルチフィラメント糸
をたて糸およびよこ糸とする平組織されてなる補強織
物、前記強化繊維マルチフィラメント糸をたて糸または
よこ糸とし、補助糸を用いて製織された一方向性の織
物、あるいは、前記強化繊維マルチフィラメント糸をた
て糸とよこ糸の少なくとも一方とする織物であって、該
たて糸とよこ糸の少なくとも一方は前記強化繊維マルチ
フィラメント糸が複数積層されてなる、平組織されてな
る補強織物とすることができる。

【００４５】また、上記各態様の補強織物において織糸
を炭素繊維マルチフィラメント糸とする場合、その炭素
繊維マルチフィラメントの単糸数としては３，０００〜
６，０００本が好ましく、繊度としては９００〜４，０
００デニール、単糸径としては５〜１０ミクロン、引張
強度としては２５０〜７００ｋｇｆ／ｍｍ² （ＪＩＳＲ
法７６０１）、引張弾性率としては２０〜５０×１０³
ｋｇｆ／ｍｍ² （ＪＩＳ Ｒ法７６０１）、サイジング
付着量としては、炭素繊維糸に対して０．１〜１．５重
量％の範囲が好ましい。

【００４６】上述のような各種形態の補強織物におい
て、カバーファクターが９０％より小さくなると、炭素
繊維糸相互間に繊維が存在しない空隙部が大きくなり、
プリプレグやＣＦＲＰを製造したとき、この空隙部が樹
脂リッチ部となるのみならず、この空隙部に樹脂が偏在
して充填されてボイドが集中する。このため、このよう
なプリプレグやＣＦＲＰは、応力が作用したとき、樹脂
リッチ部やボイドが集中した部分から破壊が進み好まし
くない。

【００４７】前記強化繊維マルチフィラメント糸からな
るたて糸および／またはよこ糸を用いて製織された、本
発明に係る補強織物は、それぞれの糸幅とほぼ等しい織
物構造をなしていることが好ましい。これによりたて糸
とよこ糸が交錯する交錯部においては、空隙が殆どなく
繊維密度の高い織物となる。

【００４８】しかし、実際にはたて糸とよこ糸が交錯し
ているため、糸幅と等しい糸間隔にすることは難しい。
そこで、製織された補強織物においては、たて糸または
よこ糸のいずれか一方の糸間は糸幅と等しく、他方の糸
間隔は糸幅より若干大きくなっていてもよい。但し、糸
間隔が、糸幅の１．２倍を越えると空隙が大きくなって
繊維密度の高い織物が得られない。このため、たて糸や
よこ糸の織糸ピッチは、糸幅の１．０〜１．２倍、即
ち、織糸ピッチ／糸幅比は１．０〜１．２であることが
望ましい。

【００４９】上記のような本発明に係る補強織物は、プ
リプレグ、さらにはＦＲＰやＣＦＲＰ、該プリプレグや
ＦＲＰ、ＣＦＲＰを用いたサンドイッチ構造体の成形に
供され、補強基材として優れた特性を発揮する。

【００５０】補強織物の積層構成としては、任意の構成
を採ることができる。たとえば、各補強織物の織糸が同
一方向に配列された単一積層構成としてもよく、織糸の
配列方向が０°／９０°の補強織物層および±４５°の
補強織物層を含む構成としてもよい。また、積層された
各補強織物が擬似等方積層構成をなしていると、複合材
料を形成した際より均一な特性とできる。擬似等方性に
積層させる場合には、厚み方向中心に対して鏡面対称に
なるように積層させることが好ましい。そうすることに
より、繊維強化樹脂材料の硬化板にした際に反りが発生
しないからである。

【００５１】とくに強化繊維が炭素繊維であるＣＦＲＰ
は異方性が極めて高い材料であるため、繊維軸方向には
強いが、繊維軸方向から外れると急激に強度、弾性率が
低くなる。したがって、この炭素繊維織物を使用して、
繊維配向が０°、９０°方向の織物と、バイアスに裁断
した繊維配向が＋４５°、−４５°方向の織物を交互に
積層すると、０°、９０°、＋４５°、−４５°の繊維
軸方向の特性が同じなので、ＦＲＰの全ての方向が同じ
強度、弾性率となり、特に航空機の構造材料として好適
である。

【００５２】本発明に係るプリプレグは、前述の本発明
の補強織物に３０〜７０重量％のマトリクス樹脂を含浸
したものからなる。より好ましい樹脂量は３５〜４５重
量％である。

【００５３】使用するマトリクス樹脂としては、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フ
ェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの
熱硬化性樹脂は、織物に含浸された状態でＢステージで
ある。また、マトリクス樹脂として、ナイロン樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポ
リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ビスマレ
イミド樹脂等の熱可塑性樹脂も使用することができる。

【００５４】このようなプリプレグを用いた繊維強化複
合材料におけるマイクロクラックの発生を防ぐために
は、マトリクス樹脂の硬化または固化状態における引張
破断伸度を補強織物の強化繊維マルチフィラメント糸の
引張破断伸度よりも大きくすることが効果的である。た
とえば、マトリクス樹脂が、硬化状態における引張破断
伸度が３．５〜１０％の熱硬化性樹脂または固化状態に
おける引張破断伸度が８〜２００％の熱可塑性樹脂であ
ることが好ましい。

【００５５】また、本発明に係るＦＲＰは、前述の本発
明の補強織物を含み、かつ、３０〜７０重量％のマトリ
クス樹脂を含むものからなる。マトリクス樹脂として
は、前記と同様の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が使
用できる。また、マトリクス樹脂の引張破断伸度が補強
織物の強化繊維マルチフィラメント糸の引張破断伸度よ
りも大きいことが好ましく、引張破断伸度が３．５〜１
０％の熱硬化性樹脂または引張破断伸度が８〜２００％
の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。

【００５６】プリプレグを用いたＦＲＰは公知の方法で
成形することができる。プリプレグを所定の枚数を所定
の方向に積層し、マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂の場合
は１００〜２００℃で加熱しながら４〜１０ｋｇ／ｃｍ
² の加圧下で樹脂を硬化することによって、熱可塑性樹
脂の場合は７〜３０ｋｇ／ｃｍ² の加圧下で樹脂の融点
以上に加熱して、樹脂を溶融し冷却することによって成
形することができる。

【００５７】本発明においては、上述したＦＲＰやＣＦ
ＲＰと芯材との積層構造をとることにより、航空機用の
構造材等として最適なサンドイッチ構造体が得られる。
すなわち、上述のようなＦＲＰやＣＦＲＰを芯材の両面
に接着してなるサンドイッチ構造体である。芯材として
は、軽量化、高剛性化の面からハニカム体が好ましい。

【００５８】たとえば図２に示すように、芯材としての
ハニカム体５１の両面に、スキン部材として、前述のよ
うな補強織物を用いた２枚積層のＦＲＰ板５２ａ、５２
ｂがそれぞれ接着されたサンドイッチ構造体が挙げられ
る。

【００５９】芯材５１としては、図示したハニカム体の
外に、プラスチック発砲体を使用してもよい。サンドイ
ッチ構造体を航空機の内装材として用いる場合には、芯
材５１がアルミニウムのハニカム体であると、芯材５１
は不燃性であるので好適である。また、アラミド繊維紙
のハニカムにたとえばフェノール樹脂を含浸したハニカ
ム体や、たとえばフェノール樹脂を発砲させたフェノー
ルフォームなどは、いずれも自己消炎性、難燃性である
ため、芯材５１として好適である。

【００６０】また、このようなサンドイッチ構造体は、
前述の如き本発明に係るプリプレグを用いて、樹脂の硬
化と芯材への接着を同時に行う、いわゆるコキュア法に
よって成形することにより、極めて効率よく製造でき、
かつ極めて高強度の構造体が得られる。

【００６１】すなわち、本発明に係るサンドイッチ構造
体の製造方法は、芯材に前述したプリプレグのいずれか
を重ね合わせ、これらプリプレグと芯材とを加熱下に加
圧し、プリプレグの樹脂を硬化させてスキンを形成する
とともにそのスキンと芯材とを接着することを特徴とす
る方法かなる。

【００６２】より詳しく説明すると、前述した織物に、
通常の方法によって、Ｂステージの、エポキシ樹脂や不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹
脂、ビスマレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を加熱下に
加圧含浸し、プリプレグとする。織糸が十分に開繊、拡
幅、扁平化されているために、含浸時も、また、含浸
後、加圧を解いた時も、単糸の移動はほとんど起こらな
い。プリプレグ中における熱硬化性樹脂の割合は、この
熱硬化性樹脂を接着材としてスキンとハニカム体との接
着にも使用するため、通常のプリプレグよりもやや高
い、３６〜４４重量％の範囲にするのが好ましい。な
お、熱硬化性樹脂には、その粘度を調節するなどの目的
で、各種のフィラーやゴムなどを添加してもよい。

【００６３】次に、上述したプリプレグを、所望の枚
数、ハニカム体、たとえばアルミニウムハニカム体や紙
ハニカム体の各面に積層し、それらプリプレグとハニカ
ム体とを加熱下に加圧し、プリプレグの樹脂を硬化させ
てスキンを形成するとともにそのスキンとハニカム体と
を接着する。このとき、プリプレグの織物は、ハニカム
体のセル壁部分では加圧され、セル孔部分では加圧され
ないことになるが、織糸が十分に開繊、拡幅されている
ので単糸の移動はほとんど起こらない。したがって、均
一で、かつ高強度の構造体が得られ、航空機の一次構造
材（破壊が飛行の安全に影響を及ぼす構造材）にも十分
に適用できるものとなる。

【００６４】なお、成形は、圧縮成形法によることもで
きるが、周知のオートクレーブ成形法によるのが好まし
い。成形温度は１２０〜１８０℃、成形圧力は２〜８ｋ
ｇ／ｃｍ² 程度でよい。

【００６５】前述の本発明の補強織物は、次のような方
法により製造できる。すなわち、本発明に係る補強織物
の製造方法は、配列された複数本のたて糸間によこ糸を
供給して補強織物を製造する方法において、前記よこ糸
として、集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８
００ｍｍ、好ましくは５０〜２００ｍｍの範囲の、実質
的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸を用い、
該よこ糸をボビンから横取り解舒し、たて糸に対する１
回のよこ糸供給に必要な長さのよこ糸を保留しつつ、前
記よこ糸をたて糸間に供給するよこ糸供給工程を含む方
法からなる（製造方法−１）。

【００６６】また、本発明に係る補強織物の製造方法
は、配列された複数本のたて糸間によこ糸を供給して補
強織物を製造する方法において、前記たて糸として、集
束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの
範囲の、実質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメン
ト糸を用い、該複数本のたて糸をその配列方向に所望の
密度で引き揃えた後、該たて糸を杼道形成手段に導くた
て糸供給工程を含む方法からなる（製造方法−２）。

【００６７】また、本発明に係る補強織物の製造方法
は、配列された複数本のたて糸間によこ糸を供給して補
強織物を製造する方法において、前記たて糸として、実
質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸を用
い、該複数本のたて糸をその配列方向に所望の密度で引
き揃えた後、該たて糸を、該たて糸を案内する手段の揺
動により開繊、拡幅して杼道形成手段に導くたて糸供給
工程を含む方法からなる（製造方法−３）。

【００６８】また、上記各製造方法を組み合わせること
もできる。たとえば、製造方法−１のよこ糸供給工程お
よび製造方法−２または製造方法−３のたて糸供給工程
を含む、補強織物の製造方法としてもよい。

【００６９】また、本発明に係る製造方法においては、
織物に製織した後にも、織糸の開繊を付加してもよい。
すなわち、本発明の補強織物の製造方法は、たて糸とよ
こ糸の少なくとも一方に実質的に撚りがない強化繊維マ
ルチフィラメント糸を用いて補強織物を製織した後、織
物を案内する手段の揺動によりたて糸および／またはよ
こ糸を集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８０
０ｍｍの範囲となるように開繊、拡幅する方法からなる
（製造方法−４）。

【００７０】また本発明の補強織物の製造方法は、たて
糸とよこ糸の少なくとも一方に実質的に撚りがない強化
繊維マルチフィラメント糸を用いて補強織物を製織した
後、流体噴射手段からの噴射流体によりたて糸および／
またはよこ糸を集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２
０〜８００ｍｍの範囲となるように開繊、拡幅する方法
からなる（製造方法−５）。流体噴射手段を織物面に並
行に揺動すると、さらに開繊、拡幅効果を高めることが
できる。

【００７１】上記のような各製造方法は、以下のような
製造装置を用いて実施できる。すなわち、本発明に係る
補強織物の製造装置は、製織装置の主軸と連動して回転
し、集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００
ｍｍの範囲の、実質的に撚りがない強化繊維マルチフィ
ラメント糸からなるよこ糸を巻回したボビンからよこ糸
を横取り解舒する引取りローラと、たて糸に対する１回
のよこ糸供給に必要な長さのよこ糸を保留しつつたて糸
間に供給するよこ糸保留手段とを含むよこ糸供給手段を
備えたものからなる（製造装置−１）。

【００７２】また、本発明に係る補強織物の製造装置
は、集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００
ｍｍの範囲の、実質的に撚りがない強化繊維マルチフィ
ラメント糸からなる複数本のたて糸に開閉運動を付与す
る綜絖を含むたて糸供給手段を備えたものからなる（製
造装置−２）。

【００７３】また、本発明に係る補強織物の製造装置
は、たて糸を揺動させてその集束性がフックドロップ値
ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲となるように開繊、
拡幅するたて糸開繊、拡幅手段と、このたて糸開繊、拡
幅手段から送り出されてくる各たて糸に開閉運動を付与
する綜絖とを含むたて糸供給手段を備えたものからなる
（製造装置−３）。

【００７４】上記各製造装置の構成は、適当に組み合わ
せることができる。すなわち、製造装置−１のよこ糸供
給手段と製造装置−２または製造装置−３のたて糸供給
手段とを備えた補強織物の製造装置とすることができ
る。

【００７５】さらに、本発明に係る補強織物の製造装置
は、たて糸とよこ糸の少なくとも一方に実質的に撚りが
ない強化繊維マルチフィラメント糸を用いて製織された
補強織物の、たて糸および／またはよこ糸を集束性がフ
ックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲とな
るように開繊、拡幅する手段を備えたものからなる（製
造装置−４）。

【００７６】上記各装置において、製織前のたて糸開
繊、拡幅装置としては、前記ガイドをたて糸配列方向に
揺動する機構を付加したもの等が挙げられる。また、製
織後の開繊、拡幅手段としては、織物案内手段をたて糸
配列方向に揺動する手段、あるいは、開繊、拡幅のため
の流体（たとえばエア）を噴射する流体噴射手段が挙げ
られる。

【００７７】

【実施例】以下に、本発明の望ましい実施例を、図面を
参照して説明する。図３ないし図７は本発明の一実施例
に係る補強織物の製造装置を示しており、炭素繊維糸か
らなる織糸を用いて炭素繊維補強織物を製織する装置を
示している。本実施例装置で用いている炭素繊維マルチ
フィラメント糸は、集束性がフックドロップ値で本発明
で特定した範囲内の、実質的に撚りがないものである。
この装置は、よこ糸供給装置として、ボビン１、引取り
ローラ３、テンション装置４、ガイドローラ５〜７、板
バネテンション装置８、押板ガイド９及びレピア１１等
を備えており、たて糸供給装置として、クリール２０、
コーム２１、水平ガイド２２、綜絖２３及び筬２４を備
えている。

【００７８】先ず、よこ糸供給装置を説明すると、ボビ
ン１は、多数の炭素繊維からなる炭素繊維マルチフィラ
メント糸であるよこ糸Ｔｗｆが巻回され、よこ糸Ｔｗｆ
はテンションローラ２を経て引取りローラ３に案内さ
れ、引取りローラ３の回転により一定速度で横取り解舒
される。

【００７９】ここで、テンションローラ２は、ボビン１
からよこ糸Ｔｗｆを解舒するときは上方に位置し、引取
りローラ３の回転が停止すると自動的に下方に下がると
共に、ブレーキが働いてボビン１の惰性回転が停止す
る。また、引取りローラ３は、この製織装置の主軸２６
と連動して回転し、主軸２６は駆動モータ２５によって
回転する。よこ糸Ｔｗｆの解舒速度は、すなわち引取り
ローラ３の表面速度は、織機の回転数（ｒｐｍ）と１回
転に必要なよこ糸長さ（ｍ）が判れば容易に決めること
ができる。

【００８０】よこ糸Ｔｗｆやたて糸Ｔｗｒとなる炭素繊
維マルチフィラメント糸は、炭素繊維の数が３，０００
〜６，０００本で、実質的に撚りがなく、フックドロッ
プ値ＦＤ₍₁₅₎が２０〜８００ｍｍで、予めサイジング剤
などで扁平状に形態保持されて一定のトラバース幅で円
筒状の管であるボビン１や後述するクリール２０のボビ
ン２０ａ、２０ｂに巻かれている。

【００８１】本実施例では、炭素繊維マルチフィラメン
ト糸は、繊度が１，５００〜４，０００デニールのもの
を使用している。

【００８２】引取りローラ３から引き出されたよこ糸Ｔ
ｗｆは、テンション装置４のガイド４ａを経て、水平ガ
イドローラ５、垂直ガイドローラ６、水平ガイドローラ
７に案内されて板バネテンション装置８へと導かれる。

【００８３】それぞれのガイドローラ５〜７は、直径が
１０〜２０ｍｍ程度で、長さが１００〜３００ｍｍ程度
のベアリングを内蔵した回転方式が好ましい。直径があ
まりにも小さいとよこ糸Ｔｗｆを構成する炭素繊維マル
チフィラメント糸が屈曲して単糸切れを起こし易く、ま
た、直径が２０ｍｍ以上になると回転の惰性が大きくな
って始動、停止時の張力変動が大きくなる問題がある。

【００８４】また、それぞれのガイドローラ５〜７の長
さは、通過するよこ糸Ｔｗｆが左右または上下方向に移
動してガイドローラ５〜７を支持する支持部に接触しな
い長さが必要である。よこ糸Ｔｗｆがガイドローラ５〜
７の支持部に接触すると、開繊、拡幅しにくくなる。

【００８５】水平ガイドローラ５およびガイドローラ７
は、案内するよこ糸Ｔｗｆの高さ方向の位置を決め、垂
直ガイドローラ６はよこ糸Ｔｗｆの水平方向の位置を決
める。したがって、ガイドローラは、少なくとも水平方
向と垂直方向のものが、それぞれ交互に配置されていれ
ばよい。

【００８６】このとき、水平ガイドローラ５と垂直ガイ
ドローラ６との間および垂直ガイドローラ６と水平ガイ
ドローラ７との間で、よこ糸Ｔｗｆの扁平面を９０°捩
じる。このため、ガイドローラ５、６間及びガイドロー
ラ６、７間の距離は、よこ糸Ｔｗｆの幅によって異なる
が、５０ｍｍ以上離す必要がある。ガイドローラ間の距
離が５０ｍｍより小さいと、よこ糸Ｔｗｆが捩じれたま
ま垂直ガイドローラ６や水平ガイドローラ７を通過して
織り込まれてしまう。また、短い距離でよこ糸を９０°
捩じると、織糸の両端部に張力が加わり、毛羽が発生す
る。

【００８７】ガイドローラ５〜７は１本であってもよい
が、それぞれ２本の組にしてよこ糸ＴｗｆをＳ字状に通
過させると、よこ糸Ｔｗｆに作用する張力が安定し、よ
こ糸Ｔｗｆの位置決めを確実に行うことができる。

【００８８】テンション装置４は、後述するレピア１１
による間欠的なよこ糸Ｔｗｆの挿入に際し、引取りロー
ラ３によって一定速度で解舒されるよこ糸Ｔｗｆの引取
りローラ３と水平ガイドローラ５間における弛みをスプ
リング４ｂで吸収させて、よこ糸Ｔｗｆを常に緊張させ
ておくものである。よこ糸Ｔｗｆは、スプリング４ｂで
緊張させておかないと、弛んだ際に捩じれてしまい、捩
じれたままガイドローラ５〜７を通過して織り込まれて
しまう問題が起こる。そして、スプリング４ｂの下端に
設けたガイド４ａは、炭素繊維糸の扁平面が水平に案内
されるように、横長に配置しておく。

【００８９】よこ糸Ｔｗｆを緊張させておくその他の方
法としては、エアの吸引による方法があるが、この方法
では吸引中によこ糸Ｔｗｆが捩じれてしまう問題があ
る。また、重りによるよこ糸Ｔｗｆの緊張方法では、張
力変動が大きくなり過ぎ、よこ糸Ｔｗｆを構成する炭素
繊維が損傷する問題があり、前記スプリングによる方法
が最も簡単で、確実である。

【００９０】更に、よこ糸Ｔｗｆの水平ガイドローラ７
の下流側には、よこ糸Ｔｗｆの張力を均一にさせるテン
ション装置８が配置されている。このテンション装置８
は、幅の広い２枚の板バネ８ａ、８ｂでよこ糸Ｔｗｆを
挟み込むことにより、よこ糸Ｔｗｆの張力を均一に保持
するものである。

【００９１】本発明の補強織物の製造装置のよこ糸Ｔｗ
ｆ供給方法においては、原理的には、垂直ガイドローラ
６によりよこ糸Ｔｗｆの糸道を決めているが、張力変動
やレピア１１への引っ掛け動作によりよこ糸Ｔｗｆの糸
道が変わることがある。したがって、よこ糸Ｔｗｆが幅
方向に移動してもよこ糸Ｔｗｆの端部と干渉する物がな
いことが必要であり、そのために幅の広い板バネ８ａ、
８ｂを備えたテンション装置８を用いる。板バネ８ａ、
８ｂの幅としては、よこ糸Ｔｗｆの糸幅の５倍以上あれ
ばよい。

【００９２】押し板ガイド９は、板バネテンション装置
８のよこ糸Ｔｗｆの下流側に配置されており、先端にＶ
字形のガイド面９ａが形成された板である。このガイド
９は、レピア１１への給糸と連動して、織機の回転が伝
達されるカム機構を利用して図４に矢印で示した前後方
向に駆動される。

【００９３】また、押し板ガイド９の下流側近傍には、
糸端把持ガイド１０が配置されている。糸端把持ガイド
１０は、図６に示すように、Ｌ字形の受け部材１０ａと
図示しない駆動手段によって上下方向に駆動される押圧
部材１０ｂとを有している。このガイド１０は、レピア
１１へのよこ糸Ｔｗｆの給糸が完了するまでの間押圧部
材１０ｂが下降して、よこ糸Ｔｗｆを受け部材１０ａに
押しつけて糸端を把持している。

【００９４】したがって、よこ糸Ｔｗｆは、押し板ガイ
ド９が矢印方向に押し出されて扁平面がＶ字形のガイド
面９ａの斜面に案内されて下降すると共に、糸端把持ガ
イド１０も下降し、扁平形態が潰れずにレピア１１の先
端を横切る結果、図７に示すようなレピア１１の爪１１
ａに具合良く引っ掛けられる。

【００９５】ここで、通常、よこ糸Ｔｗｆは、糸端把持
ガイド１０とガイド孔を有する給糸ガイドとによって、
よこ糸Ｔｗｆがレピア１１を斜めに横断するように待機
させておき、レピア１１が給糸位置に到達したときに、
両ガイドを下降させてレピア１１の爪１１ａによこ糸Ｔ
ｗｆを引っ掛けさせている。

【００９６】しかし、レピア１１への給糸に際して通常
の給糸ガイドを用いると、よこ糸Ｔｗｆが扁平な炭素繊
維マルチフィラメント糸の場合に、前記ガイド孔でよこ
糸Ｔｗｆが擦られて扁平形態が潰れてしまう。このた
め、本発明の装置では、板バネテンション装置８と糸端
把持ガイド１０との間に押し板ガイド９を設け、レピア
１１への給糸時に糸端把持ガイド１０を下降させると共
に、押し板ガイド９を前進させることにより、織機の後
方によこ糸Ｔｗｆを押し付けてレピア１１に対して横切
るようにしたのである。

【００９７】次いで、レピア１１が図３において右側方
向に移動する際、よこ糸Ｔｗｆをレピア先端の爪１１ａ
に引っ掛け、押え具１１ｂで押さえて把持する。レピア
１１は、図３に示したように、後述する筬２４の近傍に
配置される長手状の部材で間欠的に横方向に作動して、
よこ糸Ｔｗｆを多数のたて糸Ｔｗｒ間に挿入するもので
ある。レピア１１は、図４及び図５に示すように、アー
ム２７ａ〜２７ｄを有するリンク手段２７を介して伝達
される駆動モータ２５からの駆動力によって間欠作動す
る。レピア１１は、図７に示すように、扁平なよこＴｗ
ｆを引っ掛ける爪１１ａが先端に設けられ、爪１１ａの
近傍には押え具１１ｂが取付けられている。

【００９８】また、レピア１１で扁平なよこ糸Ｔｗｆを
把持する方法として、図８に示すように、レピア１１の
先端に導かれたよこ糸Ｔｗｆの端部を挟み具１２で挟ん
で把持させることにより、ほとんど扁平状態を潰すこと
なくよこ糸挿入を達成することができる。

【００９９】実施例の炭素繊維補強織物の製造装置にお
いては、以上のようなよこ糸供給装置のよこ糸供給工程
により、ボビン１に巻回されたよこ糸Ｔｗｆが、引取り
ローラ３によって一定速度で解舒され、レピア１１の間
欠的なよこ糸挿入の際の弛みがテンション装置４のスプ
リング４ｂで吸収される。

【０１００】そして、ボビン１から横取り解舒されたよ
こ糸Ｔｗｆは、ガイドローラ５〜７で案内されると共
に、板バネテンション装置８で均一な張力に保持されな
がら、押し板ガイド９と糸端把持ガイド１０との協働に
より、レピア１１の爪１１ａに引っ掛けられ、図３に示
す多数のたて糸Ｔｗｒ間に挿入される。このため、炭素
繊維マルチフィラメント糸からなるよこ糸Ｔｗｆは、捩
じれたり、扁平形態が潰されることなく織り込まれる。
このような織糸の扁平形態を維持することにより、目標
とする織糸のフックドロップ値が容易に得られる。ただ
し、本発明においては、織糸は必ずしも扁平である必要
はないが、フックドロップ値を所定範囲にした開繊、拡
幅された織糸においては、多かれ少なかれ扁平形態とな
ることが多い。

【０１０１】次に、たて糸供給装置について説明する
と、クリール２０は、多数のボビン２０ａが回転自在に
支持され、各ボビン２０ａには、よこ糸供給装置のボビ
ン１と同様に、扁平な炭素繊維マルチフィラメント糸か
らなるたて糸Ｔｗｒが巻回され、たて糸Ｔｗｒは、横取
り解舒された後、コーム２１、水平ガイド２２、綜絖２
３及び筬２４を経て織前へ導かれる。

【０１０２】ここで、ボビン２０ａからのたて糸Ｔｗｒ
の解舒速度は、よこ糸Ｔｗｆに比べて極端に遅く、一定
の速度でよいから、ボビン２０ａは軽いブレーキ付きで
あればよい。

【０１０３】コーム２１は、上下に配置された支持枠２
１ａ、２１ａ間に織物のたて糸Ｔｗｒの間隔と同じ間隔
に複数のワイヤ２１ｂを上下方向に設けたものを多数連
結したもので、ワイヤ２１ｂ、２１ｂ間にたて糸Ｔｗｒ
を１本ずつ通すことにより、多数のたて糸Ｔｗｒを水平
方向に対して位置決めし、たて糸Ｔｗｒを所望の密度に
引き揃える。

【０１０４】ここにおいて、ワイヤ２１ｂは、クリール
２０のボビン２０ａ、２０ｂから供給されるたて糸Ｔｗ
ｒ（本実施例では扁平なたて糸）が支持枠２１ａ、２１
ａと接触せず、たて糸Ｔｗｒの扁平面がワイヤ２１ｂの
みと接触するよう、所定の長さにする必要がある。ワイ
ヤ２１ｂの長さが所定長さ以下であると、たて糸Ｔｗｒ
が潰れてしまう。ワイヤ２１ｂの最適な長さは、クリー
ル２０の高さと、クリール２０からコーム２１ならびに
水平ガイド２２までの距離によって決まるが、３００ｍ
ｍ程度の長さが必要である。

【０１０５】これらは、たて糸Ｔｗｒの扁平形態を潰さ
ないための構造であるが、たて糸Ｔｗｒが扁平形態をも
たずに所望の開繊、拡幅形態とされる場合には、上記の
ようなワイヤ２１ｂのみへの接触構造等は必ずしも必要
ではない。

【０１０６】水平ガイド２２は、２本のガイドバー２２
ａを有し、ボビン２０ａから解舒されたたて糸Ｔｗｒを
２本のガイドバー２２ａにＳ字状に巻回して、上下方向
の位置を規制する。ここで、たて糸Ｔｗｒは、コーム２
１と水平ガイド２２との間で扁平面を９０°、つまりた
て糸配列方向に捩じられる。このため、コーム２１と水
平ガイド２２との間隔は、たて糸Ｔｗｒの幅によって異
なるが、５０ｍｍ以上離す必要がある。コーム２１と水
平ガイド２２との間隔が、５０ｍｍ以下であるとたて糸
Ｔｗｒが捩じれたまま水平ガイド２２を通過して織り込
まれてしまう。この構造も、本実施例ではたて糸Ｔｗｒ
に扁平糸を用いたための構造であり、たて糸Ｔｗｒが扁
平形態をもたない場合には必ずしも必要ではない。

【０１０７】この時、複数本の水平ガイドバー２２ａの
うち、１本のガイドバーを水平方向に（図３の矢印方向
に）揺動させることによって、たて糸Ｔｗｒを開繊、拡
幅することができる。ガイドバー２２ａに扁平なたて糸
ＴｗｒをＳ字状に巻回することによって、ガイドバー２
２ａに接するたて糸Ｔｗｒの内面と外面との糸長差が発
生し、内面の繊維は弛み、外面の繊維が引っ張られてい
るので、これを水平方向つまり糸の幅方向に揺動させる
ことによって、たて糸が開繊し幅が広くなるのである。
たて糸の内面と外面との糸長差を大きくする意味合いか
ら、ガイドバー２２ａの直径はできるだけ小さい方がよ
いが剛性も必要なので、鋼製で１５〜４０ｍｍ程度であ
る。また、ガイドバー２２ａの揺動速度は、０．５〜１
０回／秒、振幅は３〜１０ｍｍ程度である。揺動速度が
１０回／秒以上、振幅が１０ｍｍ以上になると、ガイド
バー２２ａに炭素繊維が擦れて毛羽が発生して好ましく
ない。また、揺動速度が０．５回／秒以下、振幅が３ｍ
ｍ以下であると、十分にたて糸Ｔｗｒが開繊しなく、幅
が広くならない。

【０１０８】複数本の水平ガイドバー２２ａの揺動運動
で炭素繊維糸を開繊、拡幅する場合、織物がこれらガイ
ドバー２２ａでニップされて、毛羽が発生しないよう
に、各々のガイドバー２２ａをある程度離れさせてお
く。水平ガイドバー２２ａが２本の場合、１本を静止さ
せて他の１本を揺動させる。また、互いのバーの運動方
向が逆になるように２本とも揺動させてもよい。３本の
場合、真ん中のガイドバーを揺動させ、また、真ん中の
ガイドバーと他のバーの運動方向が逆になるように３本
とも揺動させてもよい。また、これらガイドバーはたて
糸Ｔｗｒの走行によって回転できるようにしてもよい
し、回転を止めておいてもよい。

【０１０９】なお、本説明では、ガイドバー２２ａにた
て糸Ｔｗｒの上下方向の位置の規制と揺動運動によるた
て糸Ｔｗｒの開繊、拡幅の機能を持たせたが、たて糸Ｔ
ｗｒの上下方向の位置規制のためのガイドバー２２ａ
と、このガイドバー２２ａと綜絖２３との間にたて糸Ｔ
ｗｒの開繊、拡幅のための揺動するガイドバーを別に設
けてもよい。

【０１１０】綜絖２３は、各たて糸Ｔｗｒに一つずつ配
置されており、水平ガイド２２で上下方向の位置が位置
決めされた各たて糸Ｔｗｒを筬２４へ案内するが、図示
しない駆動手段によって昇降され、筬２４の下流側の多
数のたて糸Ｔｗｒ間によこ糸Ｔｗｆを通す杼道を形成す
る。

【０１１１】ここで、従来の綜絖においては、メールは
隣接する糸と綜絖との間における干渉を少なくする目的
で縦長形状になっている。しかし、このように縦長形状
のメールに本実施例の如き扁平な糸を通すと、扁平形状
が潰され扁平形状を維持して製織することが出来ない。
したがって、綜絖２３は、メール２３ａの形状を横長に
形成することが好ましく、メール２３ａの横方向の長さ
は、たて糸Ｔｗｒとして用いる炭素繊維マルチフィラメ
ント糸の糸幅と同等または若干長く設定する。メール２
３ａの形状としては、矩形あるいは横長楕円が好まし
い。

【０１１２】筬２４は、クリール２０に設けた多数のボ
ビン２０ａから解舒された多数のたて糸Ｔｗｒを所定の
密度に配列させると共に、杼道に通されたよこ糸Ｔｗｆ
を織前へ押し付けるもので、フレーム２４ａに多数の筬
羽２４ｂが上下方向に配置されている。筬２４は、図５
に示すように、駆動モータ２５の回転が伝達されるカム
２８によって、図５に矢印で示すたて糸Ｔｗｒの走行方
法に往復動され、これによりよこ糸Ｔｗｆを織前へ押し
付ける。

【０１１３】ここにおいて、たて糸Ｔｗｒは、張力をで
きるだけ低く設定することが望ましい。これは、綜絖２
３に案内されてくるたて糸Ｔｗｒの筬２４の横方向の位
置が僅かにずれて筬羽２４ｂと接触しても、たて糸Ｔｗ
ｒの張力が低いと扁平形状が潰されることがなく、ま
た、綜絖２３が揺れてたて糸Ｔｗｒの位置がずれ、たて
糸Ｔｗｒがメール２３ａの片側に寄っても扁平形状が潰
されることがないからである。

【０１１４】上記たて糸供給装置においては、以下の工
程に従ってたて糸Ｔｗｒが所望の密度に引き揃えされる
と共に、よこ糸供給装置から送られてくるよこ糸Ｔｗｆ
が織前に押し付けされ、炭素繊維補強織物が製織され
る。

【０１１５】まず、クリール２０に設けた多数のボビン
２０ａのそれぞれからたて糸Ｔｗｒが横取り解舒され
る。各たて糸Ｔｗｒは、コーム２１で水平方向の位置が
位置決めされた後、９０°捩りを付与されて水平ガイド
２２へと導かれる。

【０１１６】水平ガイド２２へ導かれた多数のたて糸Ｔ
ｗｒは、上下方向の位置がガイドバー２２ａ、２２ａに
よって位置決めされた後、図示しない駆動手段によって
昇降される各綜絖２３に１本おきに案内され、筬２４の
下流側の多数のたて糸Ｔｗｒ間によこ糸Ｔｗｆを通す杼
道が形成される。このようにしてクリール２０の多数の
ボビン２０ａから解舒された多数のたて糸Ｔｗｒは、筬
２４で所定密度に配列され、織前へと案内される。

【０１１７】そして、綜絖２３によって杼道が形成され
たときに、レピア１１の間欠作動により多数のたて糸Ｔ
ｗｒ間によこ糸Ｔｗｆが挿入され、挿入されたよこ糸Ｔ
ｗｆは筬２４によって織前へ押し付けられ、図３に示す
ように、炭素繊維補強織物が製織されていく。このたて
糸供給工程により、各Ｔｗｒは等間隔でシート状に揃え
られ、安定した製織が可能になる。

【０１１８】次に、上記のような炭素繊維補強織物の製
織後における織糸の開繊、拡幅方法について説明する。
たて糸Ｔｗｒとよこ糸Ｔｗｆの少なくとも一方が撚りの
ない炭素繊維マルチフィラメント糸で、配列されたたて
糸Ｔｗｒ間によこ糸Ｔｗｆが挿入され、挿入されたよこ
糸Ｔｗｆは筬２４によって織前へ押し付けられ、炭素繊
維補強織物が製織され、巻取ロール３０で巻き取られク
ロスビーム３１に巻かれる。この巻取ロール３０とクロ
スビーム３１間に、織物面に並行に小径ローラ３２ａ、
３２ｂ（織物案内手段３２）を取り付けて織物をこの小
径ローラ３２ａ、３２ｂにＳ字状に巻回し、小径ローラ
を織物面の方向に揺動運動させて、織物に揺動運動を与
える。この揺動する小径ローラは少なくとも１本取り付
けることが必要であり、小径ローラが１本の場合、小径
ローラの前後にガイドバーを取り付けて織物をローラに
Ｓ字状に巻回し、小径ローラを揺動運動させて、織物に
揺動運動を与えたて糸Ｔｗｒおよびよこ糸Ｔｗｆを開
繊、拡幅することができる。小径ローラに織物をＳ字状
に巻回することによって、ローラに接する織糸の内面と
外面との糸長差が発生し、内面の繊維は弛み、外面の繊
維が引っ張られているので、これを揺動させることによ
って、織物のたて糸Ｔｗｒおよびよこ糸Ｔｗｆが開繊し
幅が広くなるのである。

【０１１９】内面と外面との糸長差を大きくする意味合
いから、小径ローラの直径はできるだけ小さい方がよい
が剛性も必要なので、鋼製で１５〜４０ｍｍ程度であ
る。また、小径ローラの揺動速度は、０．５〜１０回／
秒以上、振幅は３〜１０ｍｍ程度である。揺動速度が１
０回／秒以上、振幅が１０ｍｍ以上になると、小径ロー
ラに炭素繊維が擦れて毛羽が発生して好ましくない。ま
た、揺動速度が０．５回／秒以下、振幅が３ｍｍ以下で
あると、十分に織糸が開繊しなく、幅が広くならない。

【０１２０】なお、小径ローラ３２ａ、３２ｂを織物面
に並行に、かつよこ糸Ｔｗｆの延在方向に取り付ける
と、特にたて糸Ｔｗｒの開繊、拡幅に効果がある。ま
た、織物面に並行に、かつよこ糸Ｔｗｆに対して斜め、
たとえば４５度の方向に取り付けるとたて糸Ｔｗｒおよ
びよこ糸Ｔｗｆを同時に開繊、拡幅することができる。

【０１２１】複数本の小径ローラ３２ａ、３２ｂの揺動
運動で炭素繊維糸を開繊、拡幅する場合、織物がこれら
小径ローラ３２ａ、３２ｂやガイドバーでニップされて
毛羽が発生しないように、各々の小径ローラ３２ａ、３
２ｂがガイドバーをある程度離れさせておく。小径ロー
ラが２本の場合、１本を静止させて他の１本を揺動させ
る。また、互いの小径ローラの運動方向が逆になるよう
に２本とも揺動させてもよい。３本の場合、真ん中の小
径ローラを揺動させ、また、真ん中の小径ローラと他の
小径ローラの運動方向が逆になるように３本とも揺動さ
せてもよい。また、これら小径ローラは織物の走行によ
って回転できるようにしておくと、織物の目ずれが発生
しないので好ましい。

【０１２２】次に、補強織物織糸の別の開繊、拡幅方法
について説明する。但し、本実施例では、上述の方法と
ともに適用されている。織前と巻取ロール３０間または
巻取ロール３０とクロスビーム３１間に、織物面に並行
配列している多数のノズル孔を有するノズル装置３３を
取り付け、織物に流体を噴射することによって織物のた
て糸Ｔｗｒおよびよこ糸Ｔｗｆを開繊、拡幅することが
できる。流体は空気または水であってよいが、空気の場
合は流体の質量が小さいので、開繊、拡幅効果を上げる
意味合いから、ノズル孔を極力織物面に近づけて噴射す
る必要がある。好ましくは１〜５ｍｍ程度で、あまり近
づけると、製織中の張力変動やトラブル処理作業時にノ
ズル装置３３が織物に接触するので好ましくない。５ｍ
ｍ以上になると織物面に到達する前に空気流の圧力が低
下し開繊、拡幅効果が低下する。本発明に用いるノズル
装置３３はノズル孔が０．１〜０．７ｍｍ、ノズルのピ
ッチが２〜１０ｍｍ程度で、噴射圧力は４〜１５ｋｇ／
ｃｍ² 程度である。また、流体が水の場合はノズル孔は
０．０５〜０．５ｍｍ、ノズルのピッチが０．５〜５ｍ
ｍ程度で、噴射圧力は２〜６ｋｇ／ｃｍ² 程度である。
織物面からのノズル孔の距離は、空気に比べて水の質量
は大きいので、それほど近づける必要はなく、５〜３０
ｃｍ程度離れていればよい。

【０１２３】ノズルがよこ糸配列方向に配列したノズル
装置３３を静止して流体を噴射することによって、特に
織物のよこ糸が開繊、拡幅される。また、ノズル装置３
３をよこ糸配列方向に揺動させると、織物のたて糸Ｔｗ
ｒとよこ糸Ｔｗｆが同時に開繊、拡幅されるので効率が
よい。この場合の揺動の速度は１〜３０回／秒、揺動の
振幅は３〜２０ｍｍ程度である。

【０１２４】なお、ノズルからの流体の噴射流により織
物面がノズル位置から離れ、織物のたて糸およびよこ糸
が開繊、拡幅効果を低下させることがあるが、この場合
は織物を挟んでノズルの反対側にメッシュ金網を設置
し、織物を金網に接触させてノズルと織物の間隔を保つ
ようにするとよい。また、目ずれしやすい織物の場合
は、メッシュ金網のかわりにスリット付きロールを設置
し、このスリットに噴射された流体が通るようにすると
よい。

【０１２５】また、サイジング剤の状態がたて糸や、織
物のたて糸およびよこ糸の織糸の開繊状態に影響するの
で、たて糸や織物を４０〜８０℃に加熱して開繊する
と、サイジング剤が軟らかくなり、強化繊維のフィラメ
ントの接着が弱くなるので、開繊効果をさらに高め、織
糸が拡幅し、カバーファクターの大きな織物が得られ
る。

【０１２６】上記織物織糸の開繊、拡幅は小径ローラに
よる揺動法とノズルによる流体噴射法がそれぞれ単独で
あってもよいが、本実施例の如くこれらを併用して用い
ることもできる。また、上記に説明した織物織糸の開
繊、拡幅方法は、織機のオンライン上で行う場合につい
て説明したが、一旦巻き取られた織物に対し別のライン
で行ってもよい。

【０１２７】なお、ガイドバーによるたて糸の開繊、拡
幅や織物の織糸の開繊、拡幅の方法によって、織物のた
て糸およびよこ糸の開繊、拡幅の程度が異なり、フック
ドロップ値も異なることがあるが、本発明においては、
たて糸およびよこ糸のフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が２０
〜８００ｍｍの範囲であればよい。

【０１２８】また、本発明の補強織物の製造方法によれ
ば、たとえ、糸間隔が糸幅より大きくなって、空隙の大
きな織物になったとしても、ローラを織物のよこ糸方向
に揺動運動させながら織物を揺動させることによって、
またノズル装置から流体を織物に噴射し、織物のたて糸
及びよこ糸を開繊、拡幅することができるので、非常に
カバーファクターの織物が安定して得られる。また、ノ
ズル装置を織物面に並行に揺動運動させたり、たて糸及
びよこ糸が、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が２０〜８００
ｍｍの炭素繊維糸からなる織物であれば、よりたて糸及
びよこ糸の開繊、拡幅効果を上げることができる。

【０１２９】上記のように、本発明の補強織物の製造方
法及び製造装置においては、繊度の大きい、フックドロ
ップ値が特定の範囲の、実質的に撚りがない炭素繊維マ
ルチフィラメント糸からなるたて糸及びよこ糸が、開
繊、拡幅されやすい状態を維持して薄く繊維密度が均一
な補強織物に製織され、図９に示すように、たて糸Ｔｗ
ｒとよこ糸Ｔｗｆが交錯した部分におけるクリンプの発
生も殆ど見られなかった。ここで、図９は、製織された
炭素繊維織物の断面を拡大したもので、たて糸とよこ糸
となる炭素繊維糸は実際のものよりも誇張してモデル的
に表現してある。

【０１３０】なお、本発明に係るサンドイッチ構造体の
実施態様およびその製造方法は、前述したとおりであ
る。

【０１３１】以下に、本発明のより具体的な実施例につ
いて説明する。 実施例１−実施例織物１ 単糸径が７ミクロン、単糸数が３，０００フィラメン
ト、引張強度が３６０ｋｇｆ／ｍｍ² 、引張弾性率が２
３．５×１０³ ｋｇｆ／ｍｍ² 、サイジング付着量が
１．０重量％、撚数が０．５回／ｍ、フックドロップ値
ＦＤ₍₁₅₎が５４ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で１３０ｍｍ）の炭素繊
維糸（東レ（株）社製トレカＴ３００−３Ｋ（繊度１，
８００デニール））を使用して、たて糸およびよこ糸
を、解舒撚がかからないように横取り解舒しながら、た
て糸およびよこ糸の密度が４．８本／ｃｍの平織組織
で、目付が１９２ｇ／ｍ² の実施例織物１を製織した。
得られた織物のカバーファクターおよび織物から撚が入
らないように織糸をほぐし、測定したたて糸およびよこ
糸の撚数およびフックドロップ値の各々を表１に示し
た。

【０１３２】また、この織物にエポキシ樹脂を含浸させ
たプリプレグのカバーファクターおよび観察結果、およ
びこのプリプレグをハニカムの両面に各々３枚ずつ積層
して、プリプレグの樹脂の硬化とハニカムとの接着を同
時に行い、硬化したＣＦＲＰ表皮層のボイド観察結果を
併せて表１に示した。

【０１３３】

【表１】

【０１３４】実施例２−実施例織物２ 実施例１において、たて糸を直径２７ｍｍの３本の水平
バーにＳ字状に巻回し、中央の水平バーを振幅が５ｍ
ｍ、振動回数を５回／秒として揺動させて、その他は実
施例１と同じ条件で実施例織物２を作製し、各々の測定
値を表１に示した。

【０１３５】実施例３−実施例織物３ 実施例１において、製織された織物を、織機に取り付け
た小径の２本の回転ローラにＳ字状に巻回し、後方のク
ロスビーム側の回転ローラを振幅が５ｍｍ、振動回数を
５回／秒として揺動させて実施例織物３を作製し、各々
の測定値を表１に示した。

【０１３６】実施例４−実施例織物４ 実施例３の方法に、さらに織機上で付けられ織物面に並
行によこ糸方向にノズル孔が配列しているノズル装置を
取り付け、ノズル孔が０．３ｍｍ、ノズルのピッチが
１．０ｍｍで、噴射圧力が７ｋｇ／ｃｍ² の条件で、エ
アージェットを織物に噴射して、実施例織物４を作製
し、各々の測定値を表１に示した。

【０１３７】実施例５−実施例織物５ 実施例２のたて糸揺動、実施例３の織物揺動および実施
例４のエアージェットの方法を全て取り入れた方法によ
り実施例織物５を作製し、各々の測定値を表１に示し
た。

【０１３８】実施例６−実施例織物６ 実施例織物１に、織物面に並行によこ糸方向にノズル孔
が配列しているノズル装置を取り付け、ノズル孔が０．
１３ｍｍ、ノズルのピッチが０．６ｍｍで、噴射圧力が
４ｋｇ／ｃｍ² の条件で、ウォータジェットを織物に噴
射して、実施例織物６を作製し、各々の測定値を表１に
示した。上記実施例織物１〜６およびそのプリプレグで
は、織糸は全体的に均一に拡がり、撚りによる集束部は
観察されなかった。

【０１３９】比較例１−比較例織物１ 実施例１と同じ炭素繊維糸を使用し、通常の方法、すな
わちたて糸およびよこ糸を、たて取り解舒しながら、た
て糸およびよこ糸の密度が４．８／ｃｍの平織組織で、
目付が１９２ｇ／ｍ² の比較例織物１を製織した。得ら
れた織物のカバーファクターおよび織物から撚が入らな
いように織糸をほぐし、測定したたて糸およびよこ糸の
撚数およびフックドロップ値の各々を表１に示した。

【０１４０】また、この織物にエポキシ樹脂を含浸させ
たプリプレブのカバーファクターおよび観察結果、およ
びこのプリプレブをハニカムの両面に各々３枚ずつ積層
して、プリプレブの樹脂の硬化とハニカムとの接着を同
時に行い、硬化したＣＦＲＰ表皮層のボイド観察結果を
表１に示した。

【０１４１】比較例２−比較例織物２ フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が３２ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎が８２
ｍｍ）、それ以外は実施例１と同じ炭素繊維糸を使用
し、実施例１と同じ方法で比較例織物２を作製し、各々
の測定値を表１に示した。

【０１４２】比較例３−比較例織物３ 比較例織物１に実施例６と同じ条件でウォータジェット
を織物に噴射して、比較例織物３を作製し、各々の測定
値を表１に示した。

【０１４３】比較例４−比較例織物４ フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が２１ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎が５０
ｍｍ）、それ以外は実施例１と同じ炭素繊維糸を使用
し、実施例５と同じ方法で比較例織物４を作製し、各々
の測定値を表１に示した。比較例織物１〜４およびその
プリプレグでは、撚りによる部分的な集束部が織物の全
面に観察された。

【０１４４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の補強織物
によるときは、フックドロップ値が特定の範囲の実質的
に撚りがない、開繊、拡幅された強化繊維マルチフィラ
メント糸を織糸としているので、繊度の大きい織糸を用
いても、樹脂含浸性が極めて良好で、かつ織糸のクリン
プの極めて小さい織物とすることができ、安価で高い強
度特性を発揮し得る複合材料用補強基材を得ることがで
きる。

【０１４５】また、上記補強織物を用いることにより、
安価で高強度の複合材料形成に用いて最適なプリプレ
グ、および繊維強化複合材料を得ることができる。

【０１４６】また、上記補強織物を用いたＦＲＰやプリ
プレグを使用して成形したサンドイッチ構造体は、航空
機の一次構造材にも十分に適用可能な、軽くて高剛性の
構造体とすることができる。

【０１４７】さらに、本発明の補強織物の製造方法およ
び製造装置によるときは、繊度の大きい強化繊維糸であ
っても、撚りが掛かることがなく、織糸の所望の開繊、
拡幅状態を維持して上記のような目標とする補強織物を
確実に製織することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はフックドロップ値の測定装置の斜視
図、（ｂ）は（ａ）の拡大部分正面図、（ｃ）は（ａ）
の部分斜視図である。

【図２】本発明の一実施例に係るサンドイッチ構造体の
部分分解斜視図である。

【図３】本発明の一実施例に係る補強織物の製造装置の
斜視図である。

【図４】図３の装置におけるレピアの駆動機構を示す要
部拡大図である。

【図５】図４の一部を破断して更に詳細に示した要部拡
大図である。

【図６】図３の装置における糸端把持ガイドの拡大斜視
図である。

【図７】図３の装置におけるレピアの先端部の拡大側面
図である。

【図８】レピア先端部の他の態様を示す斜視図である。

【図９】１本の強化繊維糸からなるたて糸とよこ糸を用
いて製織された本発明の補強織物の部分縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ボビン（よこ糸用） ２ テンションローラ ３ 引取りローラ ４ テンション装置 ４ａ ガイド ４ｂ スプリング ５〜７ ガイドローラ ８ 板バネテンション装置（張力付与機構） ９ 押し板ガイド １０ 糸端把持ガイド １１ レピア ２０ クリール ２０ａ、２０ｂ ボビン（たて糸用） ２１ コーム ２２ 水平ガイド ２３ 綜絖 ２３ａ メール ２４ 筬 ２５ 駆動モータ ２６ 主軸 ３０ 巻取ロール ３１ クロスビーム ３２ 小径ロール（織物案内手段） ３３ ノズル装置 ４１、４２、４３、４４ 補強織物 ４５ ステッチ糸 ５１ ハニカム体 ５２ａ、５２ｂ ＦＲＰ板 １０１ 強化繊維マルチフィラメント １０２ フック １０３ 重り １０４ 上部クランプ １０５ 下部クランプ １０６ 綿糸 Ｔｗｆ よこ糸 Ｔｗｒ たて糸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０３Ｄ 47/00

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２
   ０〜８００ｍｍの範囲の、実質的に撚りがない強化繊維
   マルチフィラメント糸を織糸とする補強織物。
2. 【請求項２】 カバーファクターが９０％以上である、
   請求項１の補強織物。
3. 【請求項３】 カバーファクターが９８％以上である、
   請求項１の補強織物。
4. 【請求項４】 織物目付が１２０〜２２０ｇ／ｍ² であ
   る、請求項１ないし３のいずれかに記載の補強織物。
5. 【請求項５】 平組織されてなる、請求項１ないし４の
   いずれかに記載の補強織物。
6. 【請求項６】 前記強化繊維マルチフィラメント糸が炭
   素繊維糸からなる、請求項１ないし５のいずれかに記載
   の補強織物。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の補
   強織物に３０〜７０重量％のマトリクス樹脂が含浸され
   ているプリプレグ。
8. 【請求項８】 前記マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂また
   は熱可塑性樹脂である、請求項７のプリプレグ。
9. 【請求項９】 前記マトリクス樹脂の硬化または固化状
   態における引張破断伸度が補強織物の強化繊維マルチフ
   ィラメント糸の引張破断伸度よりも大きい、請求項７ま
   たは８のプリプレグ。
10. 【請求項１０】 前記マトリクス樹脂が、硬化状態にお
    ける引張破断伸度が３．５〜１０％の熱硬化性樹脂また
    は固化状態における引張破断伸度が８〜２００％の熱可
    塑性樹脂である、請求項７ないし９のいずれかに記載の
    プリプレグ。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし６のいずれかに記載の
    補強織物を含み、かつ、３０〜７０重量％のマトリクス
    樹脂を含む繊維強化プラスチック。
12. 【請求項１２】 前記マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂ま
    たは熱可塑性樹脂である、請求項１１の繊維強化プラス
    チック。
13. 【請求項１３】 前記マトリクス樹脂の引張破断伸度が
    補強織物の強化繊維マルチフィラメント糸の引張破断伸
    度よりも大きい、請求項１１または１２の繊維強化プラ
    スチック。
14. 【請求項１４】 前記マトリクス樹脂が、引張破断伸度
    が３．５〜１０％の熱硬化性樹脂または引張破断伸度が
    ８〜２００％の熱可塑性樹脂である、請求項１１ないし
    １３のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
15. 【請求項１５】 請求項１１ないし１４のいずれかに記
    載の繊維強化プラスチックを芯材の両面に接着してなる
    サンドイッチ構造材。
16. 【請求項１６】 前記芯材がハニカム体である、請求項
    １５のサンドイッチ構造体。
17. 【請求項１７】 芯材に請求項７ないし１０のいずれか
    に記載のプリプレグを重ね合わせ、これらプリプレグと
    芯材とを加熱下に加圧し、プリプレグの樹脂を硬化また
    は固化させてスキンを形成するとともにそのスキンと芯
    材とを接着することを特徴とする、サンドイッチ構造体
    の製造方法。
18. 【請求項１８】 配列された複数本のたて糸間によこ糸
    を供給して補強織物を製造する方法において、前記よこ
    糸として、集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜
    ８００ｍｍの範囲の、実質的に撚りがない強化繊維マル
    チフィラメント糸を用い、該よこ糸をボビンから横取り
    解舒し、たて糸に対する１回のよこ糸供給に必要な長さ
    のよこ糸を保留しつつ、前記よこ糸をたて糸間に供給す
    るよこ糸供給工程を含む、補強織物の製造方法。
19. 【請求項１９】 配列された複数本のたて糸間によこ糸
    を供給して補強織物を製造する方法において、前記たて
    糸として、集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜
    ８００ｍｍの範囲の、実質的に撚りがない強化繊維マル
    チフィラメント糸を用い、該複数本のたて糸をその配列
    方向に所望の密度で引き揃えた後、該たて糸を杼道形成
    手段に導くたて糸供給工程を含む、補強織物の製造方
    法。
20. 【請求項２０】 配列された複数本のたて糸間によこ糸
    を供給して補強織物を製造する方法において、前記たて
    糸として、実質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメ
    ント糸を用い、該複数本のたて糸をその配列方向に所望
    の密度で引き揃えた後、該たて糸を、該たて糸を案内す
    る手段の揺動により開繊、拡幅して杼道形成手段に導く
    たて糸供給工程を含む、補強織物の製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項１８のよこ糸供給工程および請
    求項１９または２０のたて糸供給工程を含む、補強織物
    の製造方法。
22. 【請求項２２】 たて糸とよこ糸の少なくとも一方に実
    質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸を用い
    て補強織物を製織した後、織物を案内する手段の揺動に
    よりたて糸および／またはよこ糸を集束性がフックドロ
    ップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲となるように
    開繊、拡幅する、補強織物の製造方法。
23. 【請求項２３】 たて糸とよこ糸の少なくとも一方に実
    質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸を用い
    て補強織物を製織した後、流体噴射手段からの噴射流体
    によりたて糸および／またはよこ糸を集束性がフックド
    ロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲となるよう
    に開繊、拡幅する、補強織物の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記強化繊維マルチフィラメント糸が
    炭素繊維糸である、請求項１８ないし２３のいずれかに
    記載の補強織物の製造方法。
25. 【請求項２５】 製織装置の主軸と連動して回転し、集
    束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの
    範囲の、実質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメン
    ト糸からなるよこ糸を巻回したボビンからよこ糸を横取
    り解舒する引取りローラと、たて糸に対する１回のよこ
    糸供給に必要な長さのよこ糸を保留しつつたて糸間に供
    給するよこ糸保留手段とを含むよこ糸供給手段を備え
    た、補強織物の製造装置。
26. 【請求項２６】 集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で
    ２０〜８００ｍｍの範囲の、実質的に撚りがない強化繊
    維マルチフィラメント糸からなる複数本のたて糸に開閉
    運動を付与する綜絖を含むたて糸供給手段を備えた、補
    強織物の製造装置。
27. 【請求項２７】 たて糸を揺動させてその集束性がフッ
    クドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲となる
    ように開繊、拡幅するたて糸開繊、拡幅手段と、このた
    て糸開繊、拡幅手段から送り出されてくる各たて糸に開
    閉運動を付与する綜絖とを含むたて糸供給手段を備え
    た、補強織物の製造装置。
28. 【請求項２８】 請求項２５のよこ糸供給手段と請求項
    ２６または２７のたて糸供給手段とを備えた、補強織物
    の製造装置。
29. 【請求項２９】 たて糸とよこ糸の少なくとも一方に実
    質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸を用い
    て製織された補強織物の、たて糸および／またはよこ糸
    を集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍ
    ｍの範囲となるように開繊、拡幅する手段を備えた、補
    強織物の製造装置。