JPH07300739A

JPH07300739A - 補強織物とその製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH07300739A
Application number: JP7078274A
Authority: JP
Inventors: Akira Nishimura; 明西村; Kiyoshi Honma; 清本間; Ikuo Horibe; 郁夫堀部
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1994-03-08
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 1995-11-14
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JP3094835B2

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、扁平で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、とくに扁平な強化繊維糸を用いたも
のに関する。

【０００２】

【従来の技術】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】そこで、横取り解舒させることにより、た
て糸に撚りが掛からないようにする製織方法も考えられ
る。しかし、従来の綜絖においては、たて糸との干渉を
少なくするためにメールが縦長形状に形成されている。
このため、たて糸は、メールやたて糸密度を揃えるコー
ムによって扁平状態が潰されてしまい、糸幅が均一に拡
がった織物が得られないという問題がある。

【００１３】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。

【００１４】このため、扁平な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。

【００１５】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。ま
た、よこ糸の挿入に伴ってモータを間欠回転させること
から、モータの起動・停止が頻繁に起こり、特に停止動
作の遅れによる弛み等で扁平糸が捩じれてしまうという
問題が起こる。

【００１６】また、繊維密度を大きく保ちつつたて糸と
よこ糸の交錯部における織糸のクリンプを小さくするた
めには、織糸の繊度を可能な限り大きくするとともに、
織糸の厚みを薄くすることが好ましく、たて糸とよこ糸
がそれぞれの糸幅とほぼ等しい糸間隔で織物構造をなし
ていることが望ましい。

【００１７】しかし、織糸の繊度が大きくなると糸幅が
極端に大きくなり、製織時に扁平状態が潰されて繊維密
度が均一な織物が得られないという問題が生じる。ま
た、織糸を極端に薄くすると、糸幅方向の剛性が小さく
なって製織時に簡単に扁平状態が潰れてしまうという問
題が生じる。

【００１８】この場合、織糸の扁平状態を維持させるた
め、織糸にサイジング剤を付着させておくことが好まし
い。但し、多量に付着させると、ＣＦＲＰの成形の際に
樹脂の含浸が阻害され、成形されるＣＦＲＰが高い強度
特性を発揮できなくなるという問題がある。サイジング
剤の好ましい付着量としては、０．１〜１．５重量％で
ある。

【００１９】このように、従来は、強化繊維糸の繊度が
大きいときには優れた強度特性を有するＦＲＰやＣＦＲ
Ｐの成形が困難であり、また、扁平な強化繊維糸を用い
ても、十分に高い繊維密度の補強織物を得ることが困難
であり、その提供が望まれていた。さらに、扁平な強化
繊維糸から所望の補強織物を製織する際、従来は満足す
べき方法や装置もなく、その提供が望まれていた。

【００２０】さらにまた、補強織物を複数枚積層して形
成したプリフォームに関しても、以下のような問題があ
る。すなわち、繊維強化用樹脂補強基材と使用される織
物は厚さに限界があるために、一定以上の厚さの補強基
材とするためには複数枚の織物を積層することによって
得るようにしなければならない。各織物の面方向では強
化繊維を所定の方向に配向させることができるが、厚み
方向に配向させることは出来ず、層間の強度が弱いのが
問題である。

【００２１】そのような問題に対して、最近３次元織物
の開発が盛んに行われているが、コストが高くつくこと
や、形状が限定されることがあって実用化が困難な状況
である。

【００２２】また、層間を補強させる目的において、特
公平５−４９０２３号公報で織物基材をステッチして強
化させる方法が提案されている。しかしながら、通常の
補強織物は取扱い性や高い繊維含有率のＦＲＰを得る目
的で、目の詰まった状態で織られているので、各織糸は
互いにクリンプを有して交錯し合い、動き難い状態にな
っているし、また、織糸自身の断面も前述の如く強固な
織糸の交錯により楕円形に集合されている。また、織物
表面は織糸のクリンプにより凹凸形状をなしており、そ
のような織物を重ね合わせると互いに凹部と凸部が重な
り合うので、織糸はまったく動けないようになってい
る。

【００２３】このような補強織物にステッチあるいはミ
シンなどニードルが突き刺さった際には、織糸を構成す
る単繊維が移動しにくくて、しかも繊維が強固に集合し
ているため、繊維が容易に切断されるという問題があ
る。さらに、強化繊維糸に撚りが付与されたり、各単繊
維に交絡が付与されたり、あるいはサイジング剤が強固
に付与されている場合には一層切断されやすい。

【００２４】繊維損傷に関して、特に多数本のニードル
で一斉にステッチする場合においては切断箇所がステッ
チ方向において同じ位置に集中するために、繊維強化樹
脂材料にしたとき弱点部が集中することになるので、低
い強度の材料になってしまう問題がある。また、成形工
程における積層の合理化を目的に、予めステッチ糸で縫
合しておく方法も多く採用されているが、前記と同様の
問題がある。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、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
得る補強織物を提供することにある。

【００２６】また、本発明の他の目的は、繊度の大きい
扁平な強化繊維糸であっても、撚りが掛かることなく、
扁平状態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。

【００２７】また、本発明の他の目的は、上記補強織物
を用いた、繊維損傷のない補強基材としてのプリフォー
ムを提供することにある。

【００２８】また、本発明の他の目的は、上記補強織物
を用いた、安価で高強度の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。

【００２９】本発明のさらに他の目的は、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。

【００３０】

【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、扁平で実質的に撚
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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】本願の基礎とした先の出願（特願平６−６
５５３７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。

【００３６】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。

【００３７】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
扁平状態が得られ、かつその扁平状態が維持される。

【００３８】すなわち、本発明における扁平な強化繊維
マルチフィラメント糸の集束性は、フックドロップ値Ｆ
Ｄ₍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２０ｍ
ｍ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製織した織物の織糸をさらに織機上
で開繊、拡幅してカバーファクターの大きな織物に加工
しても、その効果が上がらない。また、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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】このような最適な扁平状態の、実質的に撚
りがない織糸からなる補強織物は、織糸の繊度を大きく
しても、また繊維密度を大きくしても、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Ｃ
ＦＲＰ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。

【００４３】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、織糸の扁平状態
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、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。

【００４４】さらに、織物の形態で各織糸が扁平な状態
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。

【００４５】このような本発明に係る補強織物において
は、上記強化繊維マルチフィラメント糸の糸厚みが０．
０５〜０．２ｍｍ、糸幅／糸厚み比が３０〜１５０であ
ることが好ましい。糸厚みが上記範囲未満であると、薄
すぎて扁平糸の形態を保持するのが困難となり、上記範
囲を越えると、クリンプを小さく抑えることが困難とな
る。また、糸幅／糸厚み比が３０未満であると、扁平糸
の形態の維持と同時にクリンプを抑えることの両方を同
時に達成することが難しくなる。一方、１５０を超える
と、製織時に扁平状態が潰されやすい。また、糸幅とし
ては、４〜１６ｍｍの範囲程度が製織しやすい。

【００４６】本発明に係る補強織物は、各種形態に製織
できる。各形態の織物においては、織物厚みおよび織物
目付は以下のような範囲が好ましい。

【００４７】前記扁平な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織物とする場合には、織物
厚みが０．１〜０．４ｍｍ、織物目付が１００〜３００
ｇ／ｍ²であることが好ましい（織物−１）。

【００４８】また、扁平な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
た一方向性の織物とする場合には、織物厚みが０．０７
〜０．３ｍｍ、織物目付が１００〜３２０ｇ／ｍ²であ
ることが好ましい（織物−２）。

【００４９】上記織物あるいは一方向性織物において、
強化繊維マルチフィラメント糸を炭素繊維糸とする場合
には、該炭素繊維糸のフィラメント数が５，０００〜２
４，０００本、繊度が３，０００〜２０，０００デニー
ルであることが好ましい。

【００５０】上記織物−２における補助糸としては、繊
度が２，０００デニール以下の細い繊維からなる扁平な
織糸を使用することが好ましく、さらに好ましくは５０
〜６００デニールである。補助糸は、繊度が大きいとク
リンプが大きくなり、また、繊度が小さいと製織や取扱
いに際して切断し易い。この補助糸は、並行する扁平な
織糸を一体に保持することを目的に使用され、炭素繊維
やガラス繊維などの無機繊維、ポリアラミド繊維、ビニ
ロン繊維、ポリエステル繊維などの有機繊維が使用で
き、種類に関しては特に限定はない。

【００５１】また、扁平な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が前記強化繊維
マルチフィラメント糸が複数積層されてなる織物とする
場合には、織物厚みが０．１〜０．６ｍｍ、織物目付が
２００〜５００ｇ／ｍ²であることが好ましい（織物−
３）。扁平な織糸であるため、このように複数積層した
状態で織成しても、クリンプは小さく抑えられる。積層
により、織物の繊維密度を高めることができる。

【００５２】ここで、織物の繊維密度とは、次式で定義
される値をいう。織物の繊維密度（ｇ／ｍ³）＝［織物目付（ｇ／
ｍ²）］／［織物厚さ（ｍｍ）］なお、織物目付（ｇ／ｍ²）および織物厚さ（ｍｍ）
は、それぞれＪＩＳＲ７６０２に準拠して測定した値
である。

【００５３】この織物において、強化繊維マルチフィラ
メント糸を炭素繊維糸とする場合には、該炭素繊維糸の
フィラメント数が３，０００〜２４，０００本、繊度が
１，５００〜２０，０００デニールであることが好まし
い。

【００５４】上述の如く、繊度が３，０００〜２０，０
００デニール、あるいは１，５００〜２０，０００デニ
ールの太い糸を用いても、上記最適な織物目付の範囲と
することにより、扁平糸の扁平状態が潰されたり、織り
目が粗くなりすぎたり、樹脂の含浸性が悪化したりする
ことを防止できる。

【００５５】なお、強化繊維糸が炭素繊維糸の場合、使
用する炭素繊維扁平糸の特性として、引張破断伸度が大
きく、引張破断強度が高い必要があり、引張破断伸度は
１．５％以上、引張破断強度は２００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²
以上、引張弾性率は２０，０００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²以上
であることが望ましい。

【００５６】上記のような各種形態の本発明に係る補強
織物は、たとえば平組織されている。また、扁平なフッ
クドロップ値の大きな織糸を用い、クリンプが極めて小
さいことから、大きなカバーファクターの達成が可能で
ある。

【００５７】たとえば、前述の織物−１の形態とする場
合で、かつ、扁平な強化繊維マルチフィラメント糸が炭
素繊維糸からなる場合、織物目付と炭素繊維糸の繊度と
が次式の関係を満たし、かつ、カバーファクターが９５
〜１００％であることが好ましい。Ｗ＝ｋ・Ｄ^1/2 但し、Ｗ：織物目付（ｇ／ｍ²）ｋ：比例定数（１．４〜３．６）Ｄ：炭素繊維糸の繊度（デニール）

【００５８】また前述の織物−２の形態とする場合であ
って、かつ、扁平な強化繊維マルチフィラメント糸が炭
素繊維糸からなる場合、織物目付と炭素繊維糸の繊度と
が次式の関係を満たし、かつ、カバーファクターが９５
〜１００％であることが好ましい。Ｗ＝ｋ・Ｄ^1/2 但し、Ｗ：織物目付（ｇ／ｍ²）ｋ：比例定数（０．９〜４．０）Ｄ：炭素繊維糸の繊度（デニール）

【００５９】さらに前述の織物−３の形態とする場合で
あって、かつ、扁平な強化繊維マルチフィラメント糸が
炭素繊維糸からなる場合、織物目付と炭素繊維糸の繊度
とが次式の関係を満たし、かつ、カバーファクターが９
５〜１００％であることが好ましい。Ｗ＝ｋ・Ｄ^1/2 但し、Ｗ：織物目付（ｇ／ｍ²）ｋ：比例定数（２．０〜６．０）Ｄ：炭素繊維糸の繊度（デニール）

【００６０】上記各種形態の補強織物において、カバー
ファクターが９５％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。

【００６１】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

【００６２】本発明の補強織物は、薄い扁平な強化繊維
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ＦＲＰ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。

【００６３】なお、上記のような扁平糸自身の作成方法
としては、たとえば、強化繊維糸の製造工程において、
複数の強化繊維からなる繊維束をロール等で所定の幅に
拡げ、扁平な形状にしてそのまま保持するか、あるいは
元に戻らないようにサイジング剤等で形態を保持させれ
ばよい。とくに、扁平形状を良好に保持するためには、
扁平糸に０．１〜１．５重量％程度の小量のサイジング
剤を付着させておくことが好ましい。

【００６４】上記のような本発明に係る補強織物は、プ
リフォームやプリプレグ、さらにはＦＲＰやＣＦＲＰの
成形に供され、補強基材として優れた特性を発揮する。

【００６５】本発明に係るプリフォームは、前記した補
強織物の複数枚を積層し、ステッチ糸を用いて一体に縫
合したもの、あるいは、前記した補強織物の少なくとも
１枚と他の補強織物とを積層し、ステッチ糸を用いて縫
合したものからなる。この補強織物は、扁平で実質的に
撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸を織糸として
おり、かつ集束性が低いので（フックドロップ値が大き
いので）、開繊、拡幅されやすく、ニードル等が突き刺
さっても各単繊維は容易に逃げることができる。

【００６６】織糸に僅かな撚りが存在すると、その撚部
においては、織糸内で糸幅方向に横断する繊維が存在し
て繊維を強固に集合させている。したがって、その部分
にステッチやミシンのニードルが突き刺さると、各単繊
維は逃げ難いためにニードルとの抵抗で単繊維が切断さ
れるおそれがある。

【００６７】本発明においては、上述の如く糸厚みに比
べ糸幅の大きい扁平糸を用いているので、必然的に、織
糸の配列ピッチが大きくかつ薄い補強織物となる。した
がって、たて糸とよこ糸の交錯部での拘束力が弱いの
で、先端が鋭利なニードルを突き刺した際、強化繊維糸
自身も動き易くて逃げるし、かつ、強化繊維糸は無撚で
しかも扁平状であるため、しかもフックドロップ値が高
いため、繊維自身も動き易く、繊維損傷を起こすような
ことがない。また、織糸の配列ピッチを大きくとって
も、織糸が扁平で糸幅が大きく、かつ、前述の如くクリ
ンプを極めて小さく抑えることができるので、９５〜１
００％の高いカバーファクターを達成できる。

【００６８】高いカバーファクターによって高い繊維含
有率の複合材料が得られ、樹脂リッチ部が発生すること
を防止でき、高い強度、弾性率の複合材料が得られる。
また、ステッチしても繊維損傷がないため、均一で高い
強度特性を確保できる。

【００６９】通常の補強織物基材は積層枚数が１枚であ
っても、ステッチする場合基材繊維の損傷は避け難い
し、さらに積層体となると基材表面が織糸間隔を単位と
して凹凸している。その様な織物を数枚積層すると、織
物基材同士の接触面で凹凸が重なり合い、織糸は殆ど動
けない状態となるので、ニードルが貫通する際、高い抵
抗となって、ニードル自身が壊れたり、基材の繊維損
傷、ステッチ糸の切断が多く発生する問題があって、余
り厚い積層体をステッチすることができない。

【００７０】しかし、本発明のプリフォームにおいて
は、そのような問題点を有しないので、補強織物の積層
枚数を多くすることが可能である。積層体の厚みの限度
としては１０ｍｍ程度までニードルや基材繊維が損傷す
ることなくステッチ可能である。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】ステッチ糸の縫合方法としては、特に限定
されず、たとえば単環縫いが適用できる。

【００７４】また、ステッチ糸としては、炭素繊維糸、
ガラス繊維糸、ポリアラミド繊維糸などが挙げられ、な
かでも引張破断伸度の大きい糸が好ましい。とくに、ス
テッチ糸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
い。引張破断伸度の大きいステッチ糸を用いることによ
り、繊維強化樹脂材料に引張応力が作用しても、強化繊
維マルチフィラメント糸からなる織糸が先に応力を受け
持つことになるから、ステッチ糸が切断されたり、ステ
ッチ糸の締め付けによる織糸の応力集中が避けられる。

【００７５】ステッチ糸の繊度としては、ステッチの目
的にもよるが、２００〜２，０００デニールのものが好
ましく、これを５〜２０ｍｍのピッチで繰り返し貫通さ
せながら縫合することが好ましい。特に層間を強化させ
る場合においては、１，０００〜２，０００デニールの
太い繊度が好ましく、成形での積層工程を簡略化させる
目的で縫合させる場合には２００〜６００デニールの細
い繊度のステッチ糸であってもよい。

【００７６】複数本のニードルでもって一斉にステッチ
させる場合のニードル間隔としては、２〜５０ｍｍ程度
が好ましい。また、１本のニードルで直線あるいは曲線
に縫い合わしても良く、縫い方としては前述の如く単環
縫いであっても、本縫いであってもよい。このとき、ニ
ードルは、先端が鋭利で、しかも細いものが繊維損傷を
より少なくする上で好ましい。

【００７７】上述したように、本発明のプリフォームは
ニードルによる損傷がなく、優れた基材であるが、ステ
ッチする際のステッチ糸の張力が高いと単繊維が移動し
易いから、貫通部においてその張力により強化繊維の配
向を乱す問題が生じるおそれがある。このような問題に
対しては、補強基材の積層において、最外層に薄くて目
ずれし難いガラスクロスや薄いガラス繊維のサーフェス
マットの配置、あるいは本発明の織物基材で、さらにた
て糸とよこ糸の交点を接着剤で目どめした補強織物を配
置することにより、上記のような繊維配向の乱れを防ぐ
ことができる。

【００７８】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。

【００７９】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は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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】また、本発明に係る補強織物は、フックド
ロップ値が高く開繊、拡幅されやすい、扁平な強化繊維
マルチフィラメント糸を織糸としているので、ＦＲＰを
成形する際、織物自身、プリプレグやプリフォーム等の
補強基材を型に沿わせる際、各織糸が扁平状態や密な繊
維密度を保ちつつ、互いの交差角が容易に変化し、ドレ
ープ性に極めて優れている。

【００８４】したがって、この補強織物を含む補強基材
は、目開き等を生じることなく、深絞りで容易に所定形
状に賦形できる。すなわち、本発明に係る繊維強化プラ
スチックの製造方法は、２方向性補強織物からなる、少
なくとも一枚の前述したいずれかの態様の補強織物を含
む補強基材を、該補強織物の織糸の方向が深絞り中心を
向く方向に対して斜めの方向となる各々の隅を固定し、
固定された補強基材を深絞りにより賦形すること特徴と
する方法からなる。

【００８５】上記のように固定部分を特定して深絞りす
れば、賦形の際に固定部分においても各織糸の交差角を
容易に変化させることができ、型へのドレープ性が大幅
に向上され、所望の成形が極めて容易に行える。

【００８６】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１００〜６００ｍｍの範囲の、扁
平で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、ガイド手
段によってよこ糸をよこ糸供給位置において実質的に水
平方向に位置決めするとともに、前記よこ糸の解舒位置
とガイド手段との間でたて糸に対する１回のよこ糸供給
に必要な長さのよこ糸を保留しつつ、前記よこ糸を緊張
状態で前記ガイド手段を通して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）。

【００８７】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、扁平で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
に実質的に直交する方向に各たて糸の扁平方向を保持す
るとともに配列方向に所望の密度で引き揃えた後、各た
て糸の扁平方向をたて糸配列方向に変換して杼道形成手
段に導くたて糸供給工程を含む方法からなる（製造方法
−２）。

【００８８】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、扁
平で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、その配列方向に実質的に
直交する方向に各たて糸の扁平方向を保持するとともに
配列方向に所望の密度で引き揃えた後、各たて糸の扁平
方向をたて糸配列方向に変換し、該たて糸を、該たて糸
を案内する手段上で開繊、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）。

【００８９】この製造方法−３においては、たて糸は、
たとえば、たて糸案内手段の揺動により開繊、拡幅され
る。

【００９０】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。

【００９１】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扁平で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上でたて糸および／またはよこ
糸を開繊、拡幅する方法からなる（製造方法−４）。

【００９２】この方法においては、たて糸および／また
はよこ糸は、たとえば、織物案内手段の揺動により開
繊、拡幅される。あるいは、たて糸および／またはよこ
糸は、流体噴射手段からの噴射流体により開繊、拡幅さ
れる。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。

【００９３】上記のような各製造方法により、強化繊維
マルチフィラメント糸の集束性がフックドロップ値ＦＤ
₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲にある補強織物が得られ
る。このとき、前述したように、強化繊維マルチフィラ
メント糸の糸厚みが０．０５〜０．２ｍｍ、糸幅／糸厚
み比が３０以上であることが好ましい。

【００９４】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、扁平で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よこ糸を巻回したボビンからよこ
糸を定速で横取り解舒する引取りローラと、引き出され
たよこ糸をよこ糸供給位置において実質的に水平方向に
位置決めするガイドローラと、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、前記引取りローラと
ガイドローラとの間で保留しつつ前記ガイドローラに供
給するよこ糸保留手段と、前記ガイドローラから送り出
されてくるよこ糸を緊張状態に保つ張力付与手段とを含
むよこ糸供給手段を備えたものからなる（製造装置−
１）。

【００９５】また、本発明に係る補強織物の製造装置
は、複数のワイヤを有し、集束性がフックドロップ値Ｆ
Ｄ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲の、扁平で実質的に撚
りがない強化繊維マルチフィラメント糸からなるたて糸
を巻回したボビンから引き出される複数本のたて糸を扁
平状態を保持しながら所望の密度に引き揃えるコーム
と、このコームから送り出されてくる各たて糸の扁平方
向を、それぞれ前記コームの複数のワイヤに対して実質
的に直交する方向に変換するガイドと、このガイドから
送り出されてくる各たて糸に前記変換された方向の姿勢
を保ちながら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−２）。

【００９６】また、本発明に係る補強織物の製造装置
は、複数のワイヤを有し、集束性がフックドロップ値Ｆ
Ｄ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲の、扁平で実質的に撚
りがない強化繊維マルチフィラメント糸からなるたて糸
を巻回したボビンから引き出される複数本のたて糸を扁
平状態を保持しながら所望の密度に引き揃えるコーム
と、このコームから送り出されてくる各たて糸の扁平方
向を、それぞれ前記コームの複数のワイヤに対して実質
的に直交する方向に変換するガイドと、前記変換された
方向を保ちながら各たて糸を揺動させて開繊、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）。

【００９７】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。

【００９８】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を扁平で実質的に
撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸として製織さ
れた補強織物の、たて糸および／またはよこ糸を開繊、
拡幅する手段を備えたものからなる（製造装置−４）。

【００９９】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。

【０１００】

【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２ないし図６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。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。

【０１０１】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扁平な炭素繊維マルチ
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。

【０１０２】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。

【０１０３】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５，０００
〜２４，０００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。

【０１０４】このとき、炭素繊維マルチフィラメント糸
は、繊度が３，０００〜２０，０００デニール、糸幅が
４〜１６ｍｍ、厚みが０．０５〜０．２ｍｍ、糸幅／糸
厚み比が３０〜１５０のものを使用する。また、炭素繊
維マルチフィラメント織糸として、扁平な単位炭素繊維
糸を複数積層したものを使用する場合、単位炭素繊維糸
は、撚りがなく、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が２０〜８
００ｍｍで、炭素繊維の数が３，０００〜２４，０００
本、繊度が１，５００〜２０，０００デニール、糸幅が
４〜１６ｍｍ、厚みが０．０５〜０．２ｍｍ、糸幅／糸
厚み比が３０〜１５０のものとする。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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、扁平状態が潰れてしまう。

【０１０８】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。

【０１０９】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
じる必要がある。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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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２に矢印で示した前後方
向に駆動される。

【０１１６】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５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。

【０１１７】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６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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】次いで、レピア１１が図２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２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３及び図４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６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。

【０１２１】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７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。

【０１２２】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。

【０１２３】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２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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】ここにおいて、ワイヤ２１ｂは、クリール
２０のボビン２０ａ、２０ｂから供給される扁平なたて
糸Ｔｗｒが支持枠２１ａ、２１ａと接触せず、たて糸Ｔ
ｗｒ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、３００ｍｍ程度の長さが必要であ
る。

【０１２８】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る必要がある。このため、コーム２
１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２
１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。

【０１２９】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２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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】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Ｔｗ
ｒ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２３ａの形状とし
ては、矩形あるいは横長楕円が好ましい。

【０１３４】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４
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４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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】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２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。

【０１４０】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
ない扁平な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３
２ａ、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Ｔ
ｗｆ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。

【０１４１】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。

【０１４２】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。

【０１４３】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。

【０１４４】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。

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】また、上記方法において、たて糸及び／又
はよこ糸が撚りがなくて、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が
２０〜８００ｍｍの扁平な炭素繊維マルチフィラメント
糸からなる織物であれば、揺動や流体の噴射により開
繊、拡幅しやすくなるので、たて糸及び／又はよこ糸の
開繊、拡幅効果を上げることができるので好ましい。

【０１５１】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扁平な炭素
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、扁平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８に示すように、たて糸Ｔｗｒ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８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。

【０１５２】さらに、扁平な単位炭素繊維糸を複数積層
したたて糸とよこ糸とを使用して製織する場合は、以下
のようにする。すなわち、よこ糸に関しては、ボビン１
を２つあるいは３つ用意し、各ボビン１から解舒される
よこ糸Ｔｗｆを単位炭素繊維糸とし、２本あるいは３本
のよこ糸Ｔｗｆを引取りローラ３の上で積層されるよう
に、引取りローラ３に案内した後、テンション装置４か
ら板バネテンション装置８へと導く。そして、積層され
たよこ糸Ｔｗｆを、レピア１１によって多数のたて糸Ｔ
ｗｒ間に挿入すれば、積層されたよこ糸Ｔｗｆは扁平状
態が潰されることなく、多数のたて糸Ｔｗｒ間に挿入す
ることができる。

【０１５３】一方、たて糸に関しては、２つあるいは３
つのボビン２０ａから解舒されたたて糸Ｔｗｒを単位炭
素繊維糸として積層し、積層されたたて糸Ｔｗｒをコー
ム２１のワイヤ２１ｂ、２１ｂ間に挿通した後、水平ガ
イド２２、綜絖２３を経て筬２４の筬羽２４ｂ、２４ｂ
間に導く。

【０１５４】これにより、上記した本発明の補強織物の
製造方法および製造装置においては、複数の単位炭素繊
維糸を積層したよこ糸Ｔｗｆおよび／又はたて糸Ｔｗｒ
を製織した補強織物が得られる。

【０１５５】このようにして２本づつの単位炭素繊維糸
を積層したよこ糸Ｔｗｆとたて糸Ｔｗｒと製織した補強
織物は、図９に示すように、繊維密度が均一に製織さ
れ、たて糸Ｔｗｒ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。

【０１５６】積層構成については、各種態様を採り得
る。たとえば図１０に示すように、たて糸Ｔｗｒを、２
本積層したものと、単層のものとの混ざったものとする
こともでき、図１１に示すように、たて糸Ｔｗｒを３本
あるいはそれ以上積層した構成とすることもできる。い
ずれの態様においても、扁平な織糸を用いているため、
クリンプは極めて小さく押さえられる。

【０１５７】上記のように製造された本発明に係る補強
織物は、各種プリフォームやプリプレグ、ＦＲＰの成形
に供される。たとえば本発明に係るプリフォームの一実
施例を図１２を参照して説明する。

【０１５８】図１２は、プリフォームの一部を示してお
り、織物基材として、４枚の２方向性炭素繊維織物４１
〜４４を有し、これら織物が層状に配置されている。織
物４１と４４、および４２と４３はそれぞれ織糸方向が
同一になるよう配置され、織物４１、４４と４２、４３
は織糸方向が４５°ずれて配置され、積層された基材の
厚み中心からみて鏡面対称になるよう配置されている。
そして、織物の織糸は繊度が７，２００デニールで、糸
幅が８ｍｍ、糸幅／糸厚み比が７３、そしてフックドロ
ップ値ＦＤ₍₁₅₎が１００ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で２９０ｍｍ）
の炭素繊維扁平糸で構成されている。４５は単環縫いに
よりステッチされたステッチ糸であり、繊度が７００デ
ニール、破断伸度が２．５％の炭素繊維からなる双糸か
らなるものである。このステッチ糸４５は、前記層状に
配置された織物基材４１〜４４の厚み方向に繰り返し貫
通させて縫合されている。

【０１５９】このようなプリフォームにおいては、補強
基材を構成する織物が、織糸間隔が大きく薄い織物であ
り、たて糸とよこ糸の交錯部での拘束力が弱く、しかも
織糸自身のフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎が２０ｍｍ以上と
炭素繊維が移動し易い構造であるので、ステッチされた
際の繊維損傷がなく、炭素繊維の有する高い強度弾性率
を発揮する優れた繊維強化樹脂を製造可能な基材とな
る。

【０１６０】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引張破断強度が５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張弾性率が
２３，５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張破断伸度が２．１
％の撚りのない炭素繊維糸（東レ（株）社製トレカＴ
７００ＳＣ−１２Ｋ（炭素繊維の数１２，０００本、繊
度７，２００デニール））からなり、糸幅が６．５ｍ
ｍ、糸の厚みが０．１２ｍｍで、サイジング剤を０．８
％付着させて形態を保持させた扁平なフックドロップ値
ＦＤ₍₁₅₎が７５ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で１５０〜３００ｍｍ）
の炭素繊維糸を用い、本発明の製造方法及び製造装置に
より織機回転数１２０ｒｐｍで本発明の炭素繊維補強織
物を製織した。

【０１６１】得られた炭素繊維補強織物は、たて糸及び
よこ糸の密度が１．２５本／ｃｍの平織で、たて糸及び
よこ糸の糸幅が７．６ｍｍ、糸の厚みが０．１１ｍｍ、
糸幅／糸厚み比が６９．１、たて糸相互間及びよこ糸相
互間の織糸ピッチと糸幅との間の織糸ピッチ／糸幅比が
１．０５、厚みが０．２２ｍｍ、織物目付が２００ｇ／
ｍ²、繊維密度が０．９１ｇ／ｃｍ³であった。また、
扁平な織糸のフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎はたて糸が８３
ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で２４０ｍｍ）、よこ糸が８５ｍｍ（Ｆ
Ｄ₍₃₀₎で２４５ｍｍ）であった。フックドロップ値は、
得られた織物から撚りが入らないように織糸をほぐし、
図１に示した方法により測定した。

【０１６２】この炭素繊維補強織物は、たて糸及びよこ
糸に解舒撚りが入っておらず、カバーファクターが９
９．８％と空隙部が殆どない繊維密度が均一で、表面が
平滑な織物であった。

【０１６３】また、この炭素繊維補強織物の製造速度
は、類似の炭素繊維糸（東レ（株）社製トレカＴ３０
０Ｂ−３Ｋ（炭素繊維の数３，０００本、繊度１，８
００デニール））を用いた、たて糸およびよこ糸の密度
が５．０本／ｃｍの平織で、織物目付が２００ｇ／ｍ²
の従来の炭素繊維補強織物に比べて織糸密度が１／４で
あるから４倍という早い速度であり、非常に生産性が向
上していた。

【０１６４】次に、得られた炭素繊維補強織物に樹脂伸
度が３．５％のエポキシ樹脂を３６重量％含浸させてプ
リプレグを得た。このプリプレグは炭素繊維補強織物と
同様に、表面が平滑で炭素繊維が均一に分布していた。

【０１６５】次いで、このプリプレグを同方向に４枚積
層させてオートクレーブ成形法でＣＦＲＰを作製し、Ａ
ＳＴＭ−Ｄ−３０３９のＣＦＲＰ引張試験法に準拠して
引張破断強度と引張弾性率とを測定した。その結果を、
炭素繊維の体積含有率と共に表１に示した。この測定に
際し、ＣＦＲＰは、炭素繊維糸が１．６％の伸度で破断
したが、引張方向に直交する横方向において、マトリッ
クス樹脂のマイロクラックは発生しなかった。

【０１６６】

【表１】

【０１６７】比較例１−１比較のため実施例１の炭素繊維糸を使用し、たて糸及び
よこ糸の密度が１．２５本／ｃｍの平織の炭素繊維補強
織物を片側レピア織機を用い、たて糸は横取りで解舒さ
せ、次いでたて糸クリールの円孔ガイド、配列ガイド、
縦長孔の綜絖に順次導く従来の製織法で、また、よこ糸
は、縦取り解舒による従来の製織法により製織した。

【０１６８】得られた織物は、たて糸が、扁平状態が潰
れて集束した状態で織り込まれており、よこ糸は１ｍ当
たり３〜４個の解舒撚りが入って集束しており、カバー
ファクターが８５．０％と非常に織り目が粗く、織物表
面が凹凸していた。さらに、この織物は、たて糸及びよ
こ糸の糸幅が４．９ｍｍ、糸幅／糸厚み比が２８．８、
織糸ピッチ／糸幅比が１．６３、厚みが０．３４ｍｍ、
織物目付が２００ｇ／ｍ²、繊維密度が０．５９ｇ／ｃ
ｍ³であった。

【０１６９】この織物に、実施例１と同様にしてエポキ
シ樹脂を含浸させ、プリプレグを作製した。このとき、
織物の空隙部の樹脂が離形フイルムに採られて欠損し、
この欠損分の樹脂を追加しなければならなかった。

【０１７０】このようにして作製したプリプレグを、実
施例１と同様にして同方向に４枚積層し、オートクレー
ブ成形法でＣＦＲＰを作製した。得られたＣＦＲＰは、
織物の空隙部で表面が窪んで凹凸しており、ボイドが多
数みられた。

【０１７１】さらに、このＣＦＲＰに関して、実施例１
の試験法により引張破断強度と引張弾性率とを測定し
た。その結果を、炭素繊維の体積含有率と共に表１に併
記した。なお、得られたＣＦＲＰは、炭素繊維の体積含
有率に関する実施値が４４％であったため、表１には、
炭素繊維の体積含有率を５５％に換算した値を記した。

【０１７２】表１に示す結果から明らかなように、本発
明の炭素繊維補強織物から作製したＣＦＲＰは、非常に
高い引張破断強度を備え、引張弾性率においても、従来
の炭素繊維織物基材では考えられない高い値を示してい
る。これに対し、比較例１−１のＣＦＲＰは、用いた補
強基材の繊維密度が０．６０ｇ／ｃｍ³のように小さい
織物であるから、炭素繊維の体積含有率が低く、織物の
空隙部にマトリクス樹脂が偏在していたため、この部分
からクラックが発生し、比較例１−１の結果から明らか
なように、実施例１のＣＦＲＰに比べて引張破断強度が
小さかった。

【０１７３】比較例１−２実施例１に示した本発明の炭素繊維補強織物を製織し、
この織物に樹脂伸度が１．７％のエポキシ樹脂を含浸さ
せてプイプレグを作製し、実施例１と同様にしてＣＦＲ
Ｐを作製した。このＣＦＲＰについて、実施例１の試験
法により引張破断強度と引張弾性率とを測定し、その結
果を炭素繊維の体積含有率と共に表１に併記した。

【０１７４】このＣＦＲＰは、マトリクス樹脂の伸度が
１．７％と小さいため、引張方向に直交する横方向にお
いてマイクロクラックの発生が先行し、表１から分かる
ように、実施例１に比べて引張破断強度が低くなってい
た。

【０１７５】実施例２本発明の製造方法及び製造装置により、実施例１に示し
た炭素繊維糸を用い本発明の炭素繊維補強織物を製織
し、この織物にビニルエステル樹脂（昭和ハイポリマー
（株）社製ＲＩＰＯＸＹ，Ｐ８０４）をハンドレイア
ップで含浸させ、これを４枚積層して常温で硬化させた
ＣＦＲＰを作製した。

【０１７６】得られたＣＦＲＰは、ハンドレイアップ成
形であるにも拘らず、４５％という炭素繊維の高い体積
含有率を示し、かつ、完全に樹脂が含浸されてボイドの
ないものであった。これは、製織された炭素繊維補強織
物の繊維密度が０．９１ｇ／ｃｍ³と高いことから可能
になったものである。

【０１７７】このようにして得たＣＦＲＰの引張破断強
度と引張弾性率とを、実施例１の試験法により測定した
ところ、表２に示すように、実施例１のオートクレーブ
成形法で得られたＣＦＲＰ並みの高い強度を有する結果
が得られた。ここで、表２に示す引張強度利用率（％）
とは、炭素繊維の強度から算出した理論強度に対する実
測による引張強度の比をいう。

【０１７８】

【表２】

【０１７９】比較例２引張破断強度が３６０ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張弾性率が
２３，５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張破断伸度が１．５
％の炭素繊維糸（東レ（株）社製トレカＴ３００Ｂ−
３Ｋ（炭素繊維の数３，０００本、繊度１，８００デニ
ール））からなり、糸幅が２ｍｍ、糸の厚みが０．１ｍ
ｍで、サイジング剤を１．０％付着させて形態を保持さ
せた扁平炭素繊維糸を用い、比較例１−１と同じ方法に
よる従来の製織法により炭素繊維補強織物を製織した。
得られた炭素繊維補強織物は、たて糸及びよこ糸の密度
が５．０本／ｃｍの平織で、たて糸及びよこ糸の糸幅が
１．６ｍｍ、糸の厚みが０．１３ｍｍ、糸幅／糸厚み比
が１２．３、たて糸相互間及びよこ糸相互間の織糸ピッ
チと糸幅との間の織糸ピッチ／糸幅比が１．２５、厚み
が０．２７ｍｍ、織物目付が２００ｇ／ｍ²、繊維密度
が０．７４ｇ／ｃｍ³であった。また、フックドロップ
値ＦＤ₍₁₅₎はたて糸が７０ｍｍ、（ＦＤ₍₃₀₎で１６０ｍ
ｍ）、よこ糸が９１ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で２１０ｍｍ）であ
った。

【０１８０】この織物に、実施例２と同様に、前記ビニ
ルエステル樹脂をハンドレイアップで含浸させ、４枚積
層して常温硬化させたＣＦＲＰを作製した。得られたＣ
ＦＲＰは、炭素繊維の体積含有率が３２．１％と通常の
値で、樹脂含浸性も良好であった。このＣＦＲＰの引張
破断強度と引張弾性率とを実施例１の試験法により測定
し、その結果を表２に炭素繊維の体積含有率および引張
強度利用率と共に併記した。

【０１８１】比較例２のＣＦＲＰは、樹脂含浸性の点で
は問題がなく、実施例２のＣＦＲＰと比べ、用いた炭素
繊維糸だけが異なっていた。しかし、表２に示したよう
に、これら炭素繊維糸がＣＦＲＰの強度に寄与する引張
強度利用率から判断しても、実施例２のＣＦＲＰに比べ
て引張破断強度が極端に小さかった。

【０１８２】また、比較例２のＣＦＲＰは、用いた炭素
繊維糸織物の繊維密度が０．７４ｇ／ｃｍ³であるのに
対し、実施例２のＣＦＲＰに用いた炭素繊維補強織物で
は、繊維密度が０．９１ｇ／ｃｍ³と高く、したがって
ＣＦＲＰにおける炭素繊維の体積含有率が高くなるこ
と、また、実施例２の炭素繊維補強織物では、織糸のク
ランプも小さいので高い強度特性が発現したものであ
る。

【０１８３】ここで、実施例１、２比較例１−１、１−
２並びに比較例２における引張試験に基づき、横軸を引
張歪み（％）、縦軸を引張破断強度（ｋｇ・ｆ／ｍ
ｍ²）として、図１３に示す強度特性図を描いた。

【０１８４】図１３から明らかなように、比較例１−１
のＣＦＲＰでは空隙部のマトリクス樹脂に富んだ部分か
らのクラックの発生、比較例１−２のＣＦＲＰでは引張
方向に直交する横方向におけるマイクロクラックの発
生、にそれぞれ起因すると思われる破断歪みに先行する
引張弾性率の低下がみられた。また、比較例２のＣＦＲ
Ｐにおいても、引張歪みが０．６％の付近から引張弾性
強度の変化率の低下が見られた。これは、比較例２のＣ
ＦＲＰを観察したところ、樹脂にクラックが発生してい
たことから、用いた炭素繊維糸のクリンプが伸ばされた
結果、含浸させた樹脂で炭素繊維糸を支えきれなくなっ
たことに起因するものと推定される。したがって、この
ＣＦＲＰを構造材料として使用する場合には、引張破断
強度を基準にすることは危険であり、より低い引張破断
強度を基準にする必要がある。

【０１８５】実施例３たて糸に、引張破断強度が５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引
張弾性率が２３，５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張破断伸
度が２．１％の撚りのない炭素繊維糸（東レ（株）社製
トレカＴ７００ＳＣ−１２Ｋ（炭素繊維の数１２，０
００本、繊度７，２００デニール））からなり、糸幅が
６．５ｍｍ、糸の厚みが０．１２ｍｍで、サイジング剤
を０．８％付着させて形態を保持させた扁平なフックド
ロップ値ＦＤ₍₁₅₎が７５ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で２２０ｍｍ）
の炭素繊維糸を、また、よこ糸に、ガラス繊維糸（日東
紡（株）社製ＥＣＥ２２５−１／２）（繊維の数４６
０本、繊度４０５デニール））を補助糸として、それぞ
れ使用し、本発明の製造方法および製造装置により本発
明の炭素繊維補強織物を製織した。

【０１８６】得られた炭素繊維補強織物は、たて糸密度
が１．２５本／ｃｍ、よこ糸密度が２．５本／ｃｍの平
織組織からなる一方向織物で、たて糸幅が７．８ｍｍ、
たて糸の厚みが０．１ｍｍ、たて糸の糸幅／糸厚み比が
７８、たて糸の織糸ピッチ／糸幅比が１．０３、厚みが
０．１１ｍｍ、織物目付が１１１ｇ／ｍ²、繊維密度が
１．０１ｇ／ｃｍ³であった。扁平な炭素繊維織糸のフ
ックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎は８３ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で２４５
ｍｍ）であった。この炭素繊維補強織物は、隣接するた
て糸間の隙間がなく、薄くて繊維密度が均一な織物であ
った。

【０１８７】この織物に、実施例２のビニルエステル樹
脂をハンドレイアップで含浸させ、４枚同方向に積層さ
せて常温硬化し、ＣＦＲＰを作製した。このＣＦＲＰ
を、実施例１の試験法に基づいて、炭素繊維糸の配向方
向について引張破断強度を評価した。その結果と、炭素
繊維の体積含有率および引張弾性率と共に表３に示す。
得られたＣＦＲＰは、ハンドレイアップ成形であるにも
拘らず、炭素繊維の含有率が高く、引張破断強度の点で
も優れたものであった。

【０１８８】比較例３たて糸とよこ糸に、実施例３に示す炭素繊維糸とガラス
繊維糸（補助糸）を用い、たて糸密度が１．２５本／ｃ
ｍ、よこ糸密度が２．５本／ｃｍの平織組織からなる一
方向炭素繊維補強織物を、片側レピア織機を用い、たて
糸は横取り解舒させ、次いでたて糸クリールの円孔ガイ
ド、配列ガイド、縦長孔の綜絖に順次導く従来の製織法
で、また、よこ糸のガラス繊維糸は縦取り解舒による従
来の製織法で製織した。

【０１８９】得られた炭素繊維補強織物は、たて糸幅が
５．０ｍｍ、たて糸の厚みが０．１５ｍｍ、たて糸の糸
幅／糸厚み比が３３、たて糸の織糸ピッチ／糸幅比が
１．６０、厚みが０．１６ｍｍ、織物目付が１１１ｇ／
ｍ²、繊維密度が０．６９ｇ／ｃｍ³で、たて糸間に隙
間ができ、非常に織り目の荒い織物であった。

【０１９０】この織物を用いて、実施例３の方法により
ハンドレイアップ成形してＣＦＲＰを作製し、実施例１
の試験法に基づいて引張破断強度を評価した。その結果
を、表３に併記した。

【０１９１】

【表３】

【０１９２】表３から明らかなように、比較例３のＣＦ
ＲＰは、実施例３のＣＦＲＰと比べると炭素繊維の体積
含有率が約３４％と低く、引張破断強度も約１０５ｋｇ
・ｆ／ｍｍ²と小さかった。一方、実施例３のＣＦＲＰ
を観察したところ、比較例３のＣＦＲＰに比べると、樹
脂が炭素繊維補強織物中に均一に含浸され、殆どボイド
が見られなかった。

【０１９３】実施例４（実施例織物４）引張破断強度が５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張弾性率が
２３，５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張破断伸度が２．１
％の撚りのない炭素繊維糸（東レ（株）社製トレカＴ７
００ＳＣ−１２Ｋ（炭素繊維の数１２，０００本、繊度
７，２００デニール））からなり、糸幅が６．５ｍｍ、
糸の厚みが０．１２ｍｍでサイジング剤を０．８％付着
させて形態を保持させた扁平な、フックドロップ値ＦＤ
₍₁₅₎が７５ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で２２０ｍｍ）の炭素繊維糸
を用い、請求項２５のよこ糸供給工程と請求項２６のた
て糸供給工程による製造方法により織機回転数１２０ｒ
ｐｍで、たて糸およびよこ糸の密度が１．０本／ｃｍ
の、本発明の平織の炭素繊維補強織物を製織した。

【０１９４】なお、織糸の開繊、拡幅は請求項３１の織
物案内手段の揺動で行った。織物案内手段の揺動は、巻
取ロールとクロスビームの間に、織物面に並行に、よこ
糸の延在方向に取り付けた、直径２７ｍｍの２本の小径
ローラに織物をＳ字状に巻回し、巻取ロール側の小径ロ
ーラを、振動速度が５回／秒、振幅が５ｍｍで左右方向
に揺動させた。

【０１９５】得られた炭素繊維補強織物のたて糸および
よこ糸の糸幅、糸の厚み、糸幅／糸厚み比、たて糸相互
間およびよこ糸相互間の織糸ピッチと糸幅との間の織糸
ピッチ／糸幅比、織物目付、繊維密度、カバーファクタ
ーおよびフックドロップ値を表４に示した。低目付な織
物であるが、特にたて糸が開繊、拡幅し、カバーファク
ターの大きな織物が得られた。

【０１９６】実施例５（実施例織物５）実施例４の方法に、さらに請求項３２の流体噴射手段を
加え、織糸の開繊、拡幅を行い、本発明の平織の炭素繊
維補強織物を製織した。流体噴射手段による流体噴射
は、巻取ロールとクロスビームの間に織物案内手段の次
に、織物面に並行配列しているノズル孔０．３ｍｍ、ノ
ズルのピッチが５ｍｍのノズル装置を織物面から２ｍｍ
の位置に設置し、噴射圧力７ｋｇ／ｃｍ²で圧空を噴射
した。得られた炭素繊維補強織物５の諸特性を表４に示
した。実施例織物４に比べ、さらによこ糸が大幅に開
繊、拡幅されて、たて糸およびよこ糸とも開繊、拡幅さ
れて低目付ではあるが、均一でカバーファクターの大き
な織物が得られた。

【０１９７】実施例６（実施例織物６）実施例４、５と同じ炭素繊維糸を使用し、たて糸工程に
おいて、下記のたて糸案内手段によるたて糸の開繊、拡
幅（請求項２８）を行ないながら、実施例５の方法で本
発明の平織の炭素繊維補強織物を製織した。たて糸案内
手段によるたて糸の開繊、拡幅は、たて糸シートを、互
いに離れた直径２７ｍｍの２本のガイドバーにＳ字状に
巻回し、クリール側のガイドバーの揺動速度が５回／
秒、振幅が５ｍｍで左右方向に揺動させた。得られた炭
素繊維補強織物６の諸特性を表４に示した。実施例織物
５に比べ、さらにたて糸が開繊、拡幅されて、たて糸お
よびよこ糸の間隔が小さくて、織糸間の空隙が小さな、
カバーファクターの大きな織物が得られた。

【０１９８】実施例７（実施例織物７）引張破断強度が５００ｋｇｆ／ｍｍ²、引張弾性率が２
３，５００ｋｇｆ／ｍｍ²、引張破断伸度が２．１％の
よりのない炭素繊維糸（炭素繊維の数１２，０００本、
繊度７，２００デニール）からなり、糸幅６．５ｍｍ、
糸厚み０．１２ｍｍでサイジング剤を０．２％付着させ
て形態を保持させた扁平な、フックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎
が５７１ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎が１，６２０ｍｍ）の炭素繊維
糸を用い、実施例６と同じ方法で本発明の炭素繊維補強
織物を製織した。得られた炭素繊維補強織物７は、実施
例織物６よりもよこ糸の開繊・拡幅が大きく、カバーフ
ァクターがほとんど１００％の織物を得た。

【０１９９】比較例４上記、実施例に使用した炭素繊維糸と同じ炭素繊維糸
で、請求項２５のよこ糸供給工程と請求項２６のたて糸
供給工程による製造方法により織機回転数１２０ｒｐｍ
で、たて糸およびよこ糸の密度が１．０本／ｃｍの、本
発明の平織の炭素繊維補強織物を製織した。得られた炭
素繊維補強織物の諸特性を実施例織物と同様表４に示し
た。本発明の請求項２５のよこ糸供給工程と請求項２６
のたて糸供給工程を採用しているので、たて糸およびよ
こ糸は扁平状態が保たれていたが、たて糸およびよこ糸
の密度が小さいので、すなわち、糸間隔が大きいので、
カバーファクターが小さな織物となった。

【０２００】比較例５引張破断強度が５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張弾性率が
２３，５００ｋｇ・ｆ／ｍｍ²、引張破断伸度が２．１
％の撚りのない炭素繊維糸（東レ（株）社製トレカＴ７
００ＳＣ−１２Ｋ（炭素繊維の数１２，０００本、繊度
７，２００デニール））からなり、糸幅が６．５ｍｍ、
糸の厚みが０．１２ｍｍでサイジング剤を２．５％付着
させて形態を保持させた扁平な、フックドロップ値ＦＤ
₍₁₅₎が１１ｍｍ（ＦＤ₍₃₀₎で３０ｍｍ）の炭素繊維糸を
用い、あとは実施例６と同じ方法で平織の炭素繊維補強
織物を製織した。たて糸の開繊、拡幅および織物の織糸
の開繊、拡幅を行ったにもかかわらず、得られた織物の
糸幅は、使用した炭素繊維糸と変わらず、カバーファク
ターの小さな織物となった。

【０２０１】表４から明らかなように、炭素繊維糸は、
扁平状で撚りが無く、かつフックドロップ値が大きいの
で、単に扁平状態を保持するだけでは比較例４のように
カバーファクターの小さな織物しかできない場合でも、
シート状たて糸の開繊、拡幅や、織物の開繊、拡幅によ
り、大きな繊度の糸で、低目付でカバーファクターが大
きく、かつ薄い織物を製造することができる。また、表
５から明らかなように、本発明に係る補強織物をＣＦＲ
Ｐに成形した際に、極めて優れた引張破断強度、引張弾
性率、表面平滑性およびボイド率を達成することができ
る。

【０２０２】

【表４】

【０２０３】

【表５】

【０２０４】また、上記各炭素繊維補強織物に樹脂伸度
が３．５％のエポキシ樹脂を３６重量％含浸させてプリ
プレグを得、各プリプレグを同方向に４枚積層させてオ
ートクレーブ成形法でＣＦＲＰを作製し、ＡＳＴＭ−Ｄ
−３０３９のＣＦＲＰ引張試験法に準拠して引張破断強
度と引張弾性率とを測定した。その結果を、炭素繊維の
体積含有率、表面平滑性及びボイド率と共に表５に併記
した。

【０２０５】表１〜表５から明らかなように、本発明に
係る補強織物（実施例１〜６）は、比較例１〜５の補強
織物に比べ、高いカバーファクターおよび良好な表面平
滑性を有しており、それをＣＦＲＰに成形した際に、極
めて優れた引張破断強度、引張弾性率、表面平滑性およ
びボイド率を達成できる。

【０２０６】また、実施例１〜６の炭素繊維補強織物
を、図１２に示したように０°／９０°および±４５°
の繊維方向になるように４枚積層し、ポリアラミド繊維
３８０Ｄからなるステッチ糸を用いて単環縫いにて縫合
して、所定形状のプリフォームを作成したところ、ニー
ドルの折損や強化繊維の切断、損傷もなく、ＣＦＲＰに
した際に所定の高いかつ均一な強度特性が得られるプリ
フォームを作成できた。

【０２０７】

【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扁平で
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
糸としているので、繊度の大きい織糸を用いても、薄く
て、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。

【０２０８】また、この補強織物を用いてステッチ糸で
縫合して作製したプリフォームは、繊維損傷のない、目
標とする高い強度特性を均一に発揮し得る複合材料用補
強基材となる。

【０２０９】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。

【０２１０】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、繊度の大きい扁平な強化繊維
糸であっても、撚りが掛かることがなく、扁平状態を維
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補強織物の製造装置の
斜視図である。

【図３】図２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４】図３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５】図２の装置における糸端把持ガイドの拡大斜視
図である。

【図６】図２の装置におけるレピアの先端部の拡大側面
図である。

【図７】レピア先端部の他の態様を示す斜視図である。

【図８】１本の扁平な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。

【図９】扁平な単位強化繊維糸を２本積層したたて糸と
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。

【図１０】１本の扁平な強化繊維からなるたて糸と扁平
な強化繊維糸が２本積層されてなるたて糸を含む補強織
物の部分縦断面図である。

【図１１】扁平な強化繊維糸が３本積層されてなるたて
糸を含む補強織物の部分縦断面図である。

【図１２】本発明の一実施例に係るプリフォームの部分
分解斜視図である。

【図１３】実施例−１、２および比較例−１、２の補強
織物を用いたＣＦＲＰの強度−歪み線図である。

【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

Claims

【特許請求の範囲】

【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、扁平で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。
【請求項２】前記強化繊維マルチフィラメント糸の糸
厚みが０．０５〜０．２ｍｍ、糸幅／糸厚み比が３０〜
１５０である、請求項１の補強織物。
【請求項３】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織物であって、織物厚みが０．
１〜０．４ｍｍ、織物目付が１００〜３００ｇ／ｍ²で
ある、請求項１または２の補強織物。
【請求項４】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
向性の織物であって、織物厚みが０．０７〜０．３ｍ
ｍ、織物目付が１００〜３２０ｇ／ｍ²である、請求項
１または２の補強織物。
【請求項５】前記強化繊維マルチフィラメント糸が炭
素繊維糸であり、該炭素繊維糸のフィラメント数が５，
０００〜２４，０００本、繊度が３，０００〜２０，０
００デニールである、請求項１ないし４のいずれかに記
載の補強織物。
【請求項６】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り、織物厚みが０．
１〜０．６ｍｍ、織物目付が２００〜５００ｇ／ｍ²で
ある、請求項１または２の補強織物。
【請求項７】前記強化繊維マルチフィラメント糸が炭
素繊維糸であり、該炭素繊維糸のフィラメント数が３，
０００〜２４，０００本、繊度が１，５００〜２０，０
００デニールである、請求項１、２または６の補強織
物。
【請求項８】平組織されてなる、請求項１ないし７の
いずれかに記載の補強織物。
【請求項９】前記強化繊維マルチフィラメント糸が炭
素繊維糸からなり、前記織物目付と前記炭素繊維糸の繊
度とが次式の関係を満たし、かつ、カバーファクターが
９５〜１００％である、請求項３の補強織物。Ｗ＝ｋ・Ｄ^1/2 但し、Ｗ：織物目付（ｇ／ｍ²）ｋ：比例定数（１．４〜３．６）Ｄ：炭素繊維糸の繊度（デニール）
【請求項１０】前記強化繊維マルチフィラメント糸が
炭素繊維糸からなり、前記織物目付と前記炭素繊維糸の
繊度とが次式の関係を満たし、かつ、カバーファクター
が９５〜１００％である、請求項４の補強織物。Ｗ＝ｋ・Ｄ^1/2 但し、Ｗ：織物目付（ｇ／ｍ²）ｋ：比例定数（０．９〜４．０）Ｄ：炭素繊維糸の繊度（デニール）
【請求項１１】前記強化繊維マルチフィラメント糸が
炭素繊維糸からなり、前記織物目付と前記炭素繊維糸の
繊度とが次式の関係を満たし、かつ、カバーファクター
が９５〜１００％である、請求項６の補強織物。Ｗ＝ｋ・Ｄ^1/2 但し、Ｗ：織物目付（ｇ／ｍ²）ｋ：比例定数（２．０〜６．０）Ｄ：炭素繊維糸の繊度（デニール）
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれかに記載
の補強織物の複数枚を積層し、ステッチ糸を用いて一体
に縫合してなるプリフォーム。
【請求項１３】請求項１ないし１１のいずれかに記載
の補強織物の少なくとも１枚と他の補強織物とを積層
し、ステッチ糸を用いて一体に縫合してなるプリフォー
ム。
【請求項１４】前記ステッチ糸による縫合が単環縫い
によって行われている、請求項１２または１３に記載の
プリフォーム。
【請求項１５】前記ステッチ糸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１２ないし１４のいずれかに記載の
プリフォーム。
【請求項１６】請求項１ないし１１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。
【請求項１７】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１６のプリプレグ。
【請求項１８】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１
６または１７のプリプレグ。
【請求項１９】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１６ないし１８のいずれかに記
載のプリプレグ。
【請求項２０】請求項１ないし１１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。
【請求項２１】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２０の繊維強化プラス
チック。
【請求項２２】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２０または２１の繊維強化プラ
スチック。
【請求項２３】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２０ないし
２２のいずれかに記載の繊維強化プラスチック。
【請求項２４】２方向性補強織物からなる、少なくと
も一枚の前記請求項１ないし３、５ないし９および１１
のいずれかに記載の補強織物を含む補強基材を、該補強
織物の織糸の方向が深絞り中心を向く方向に対して斜め
の方向となる各々の隅を固定し、固定された補強基材を
深絞りにより賦形することを特徴とする、繊維強化プラ
スチックの製造方法。
【請求項２５】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、扁平で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、ガイド手段によってよこ糸をよこ糸供給
位置において実質的に水平方向に位置決めするととも
に、前記よこ糸の解舒位置とガイド手段との間でたて糸
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、前記よこ糸を緊張状態で前記ガイド手段を通し
て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。
【請求項２６】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、扁平で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、
その配列方向に実質的に直交する方向に各たて糸の扁平
方向を保持するとともに配列方向に所望の密度で引き揃
えた後、各たて糸の扁平方向をたて糸配列方向に変換し
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。
【請求項２７】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、扁平で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
向に実質的に直交する方向に各たて糸の扁平方向を保持
するとともに配列方向に所望の密度で引き揃えた後、各
たて糸の扁平方向をたて糸配列方向に変換し、該たて糸
を、該たて糸を案内する手段上で開繊、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。
【請求項２８】前記たて糸を、前記たて糸案内手段の
揺動により開繊、拡幅する、請求項２７の補強織物の製
造方法。
【請求項２９】請求項２５のよこ糸供給工程および請
求項２６または２７のたて糸供給工程を含む、補強織物
の製造方法。
【請求項３０】たて糸とよこ糸の少なくとも一方に扁
平で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上
でたて糸および／またはよこ糸を開繊、拡幅する補強織
物の製造方法。
【請求項３１】前記たて糸および／またはよこ糸を、
前記織物案内手段の揺動により開繊、拡幅する、請求項
３０の補強織物の製造方法。
【請求項３２】前記たて糸および／またはよこ糸を、
流体噴射手段からの噴射流体により開繊、拡幅する、請
求項３０の補強織物の製造方法。
【請求項３３】前記流体噴射手段を織物面に並行に揺
動させる、請求項３２の補強織物の製造方法。
【請求項３４】前記強化繊維マルチフィラメント糸の
集束性がフックドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍ
の範囲にある、請求項２７ないし３３のいずれかに記載
の補強織物の製造方法。
【請求項３５】前記強化繊維マルチフィラメント糸の
糸厚みが０．０５〜０．２ｍｍ、糸幅／糸厚み比が３０
〜１５０である、請求項２７ないし３４のいずれかに記
載の補強織物の製造方法。
【請求項３６】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２５ないし３５のいずれかに
記載の補強織物の製造方法。
【請求項３７】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、扁平で実質的に撚りがない強化繊維マルチフィ
ラメント糸からよこ糸を巻回したボビンからよこ糸を定
速で横取り解舒する引取りローラと、引き出されたよこ
糸をよこ糸供給位置において実質的に水平方向に位置決
めするガイドローラと、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、前記引取りローラとガイド
ローラとの間で保留しつつ前記ガイドローラに供給する
よこ糸保留手段と、前記ガイドローラから送り出されて
くるよこ糸を緊張状態に保つ張力付与手段とを含むよこ
糸供給手段を備えた、補強織物の製造装置。
【請求項３８】複数のワイヤを有し、集束性がフック
ドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲の、扁平
で実質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸か
らなるたて糸を巻回したボビンから引き出される複数本
のたて糸を扁平状態を保持しながら所望の密度に引き揃
えるコームと、このコームから送り出されてくる各たて
糸の扁平方向を、それぞれ前記コームの複数のワイヤに
対して実質的に直交する方向に変換するガイドと、この
ガイドから送り出されてくる各たて糸に前記変換された
方向の姿勢を保ちながら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。
【請求項３９】複数のワイヤを有し、集束性がフック
ドロップ値ＦＤ₍₁₅₎で２０〜８００ｍｍの範囲の、扁平
で実質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸か
らなるたて糸を巻回したボビンから引き出される複数本
のたて糸を扁平状態を保持しながら所望の密度に引き揃
えるコームと、このコームから送り出されてくる各たて
糸の扁平方向を、それぞれ前記コームの複数のワイヤに
対して実質的に直交する方向に変換するガイドと、前記
変換された方向を保ちながら各たて糸を揺動させて開
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。
【請求項４０】請求項３７のよこ糸供給手段と請求項
３８または３９のたて糸供給手段とを備えた、補強織物
の製造装置。
【請求項４１】たて糸とよこ糸の少なくとも一方を扁
平で実質的に撚りがない強化繊維マルチフィラメント糸
として製織された補強織物の、たて糸および／またはよ
こ糸を開繊、拡幅する手段を備えた、補強織物の製造装
置。
【請求項４２】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３７ないし４１のいずれかに
記載の補強織物の製造装置。