JPS58104255A

JPS58104255A - 複合成形体強化用基布

Info

Publication number: JPS58104255A
Application number: JP56203870A
Authority: JP
Inventors: 小林　宏安; 明久井上; 辻井　勝司
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 1981-12-16
Filing date: 1981-12-16
Publication date: 1983-06-21
Also published as: JPH0138904B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】近時、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維等高強度、高弾
性率繊維が開発され、これらの繊維で補強された所謂ア
ドバアンスドコンボジットと称される熱硬化性樹脂（マ
トリックス樹脂）複合成形体が航空機の部材から釣竿に
至るまで多くの分野での利用に供されている。本発明は
特にこのようなコンポジットに用いられて好適な補強用
基布を提供するものである。

従来、このコンポジット用基布としては織物がもつとも
普通に用いられているが、織物はその構造上、その組織
点において経糸が織物平面に対して、最大限経糸と緯糸
の太さ分、上下に屈曲して構成されており、基本構成面
に対して平行に加わる力を角度を持った経糸で支えるこ
とになる。

また、緯糸の撚りによって、緯糸が偏平化するのを妨げ
られ屈曲半径が小さくなり、特に経糸が炭素繊維や黒鉛
繊維の場合には、屈曲により経糸に傷が発生して、経糸
が基本構成面に完全に平行な基布（例えば一方向プリプ
レグ）と比較して、複合成形体補強基布として使用した
場合に、かなり補強効率が低下することが知られている
。

さらに、織物は経緯とも構成密度にかなり制限を受ける
、即ち、ある限度を越えた密度のものは経緯糸が交叉し
ているので糸の体積上、あるいは経糸相互の摩擦による
毛羽立ち上、生産が非常に困難である。また、炭素繊維
、芳香族ポリアミド繊維等はすべりやすいので、ある限
度を越えて粗なものは事実上生産が困難であり、一定間
隔を保持する為に、他の繊維を間に織込み、該繊維の密
度が結果として粗なものを得なければならない等の欠点
がある。

多数の糸を一方向に引並べたものとし−て、一方向プリ
プレグがあるが、このプリプレグは一方向に引揃えた繊
維間の接着強度が弱く、裂けやすいので、取扱いに慎重
でなければならず、また、比較的低温での保存が必要で
あり、しかも、保存寿命が通常ｌＯ〜１５°Ｃで２〜６
月である等、保存流通段階での管理上問題がある。

以上の欠点を改良し、さらにシートのフィラメント密度
を隣接して配置する技術が実公昭５６−１７４７号公報
に記載されている。この技術は炭素繊維等の補強用繊維
（経糸）を予め平行かつ平らな繊維束に引き揃え、これ
に接着剤を付着させて繊維束のほつれを止めると共に、
形成されたシートの両面から溶融合成糸で止めるもので
ある。

この方法の欠点は繊維束に少量の接着剤を均一に塗布す
ることが工業的には極めて困難であって、作業性が劣る
上、接着剤付着部分におけるマトリックス樹脂の浸透性
が悪く、その部分にボイドを形成し易い点にある。

本発明は、緯糸として無撚またはせ撚の繊維を用い、こ
れに接着剤を含浸させて、その両側にせ撚によって繊維
束が複数本の繊維群に分離するのを押えた経糸繊維束を
重ね、緯糸に含浸させた接着剤のみで経糸を係止した無
縁の複合成形体用基布を提供するものである。

この様な構成をとることによって織（糸の屈曲）による
経糸強度の低下および緯糸の撚による経糸の傷を防止し
、経糸へのマトリックス樹脂の含浸を容易にし、経糸の
密度を相当高くすることおよび相当低くすることを可能
にする。

即ち、本発明は高強度、高剛性および高弾性率を有する
フィラメントのせ撚糸を経糸とし、接着剤を含むせ撚糸
または無撚糸を緯糸とし、緯糸の両側に経糸を重ね−そ
の交点において両者を接着させて得られる複合成形体強
化用基布に関する。

本発明において用いら些る経糸は高強度、高剛性および
高弾性率を有するフィラメント、例えば炭素繊維、黒鉛
繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維（ケプラー繊
維）等のマルチフィラメントからなるせ撚糸である。経
糸の太さは３００〜３００００／デニ一ル程度のものが
適当である。

経糸は繊維束がほぐれないよう微かに撚をかける。

撚の程度は約５〜４０回／ｍ、望ましくは１０〜２０回
／ｍである。撚が強いとシートの強度が低下し、あるい
はマトリックス樹脂の含浸が不十分となり、成形された
複合体の強度が十分でない場合を生ずる。

本発明不織フィラメントシートの緯糸において繊維素材
自体は特に限定的ではなく、ガラス繊維またはポリエス
テル繊維等適当なものから選定する。もちろん経糸と同
じ炭素繊維、黒鉛繊維、芳香族ポリアミド繊維等を用い
ることもできる。これらの緯糸の太はは１００〜１５０
０デニールが適当である。緯糸は無撚糸またはせ撚糸で
ある。

せ撚の場合の撚数は２０回／ｍ以下にするのがよ＜１０
回／ｍとするのがより好ましい。撚数が大きくなると緯
糸断面の偏平化が困難となり、経糸を傷つける恐れがあ
り、かつ経糸との接着性が悪くなる。緯糸として特に好
ましい繊維はガラス繊維および芳香族ポリアミド繊維で
ある。

緯糸には接着剤を含浸させる。接着剤は特に限定的では
ないが、経糸と緯糸の接着が両者の交点で達成されるも
のでなければならない。但し接着強度はそれ程必要とせ
ず、基布の取扱時に剥離しないものであればよい。また
できるだけ使用マトリックス樹脂との相溶性の良いもの
から選ぶべきである。代表的な接着剤はポリアミド樹脂
、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂
々どが例示される。

緯糸に対する接着剤の付着量は固形分で５〜２０Ｌｉ／
緯糸ｔｏｏｒが適当である。

経糸と緯糸は第１図に示すごとく、緯糸（１）の両側に
経糸２）を重ね合わせ、両者の交点（８）で接着する。

経糸の配列密度は１〜２０本／ｍ、緯糸の配列密度は０
．５〜５本／ｃｍ程度が好ましい。

この方式によれば経糸に接着剤が付着していないためマ
トリックス樹脂の浸透が十分性なわれ、強度の高い複合
体が得られる。また織布ではないので繊維の屈曲がなく
強度を高くすることができる。また緯糸として経糸と同
じ材質のものを使用すれば、緯方向の強度も向上する。

さらに経糸に接着剤を付着させる場合に比べ、接着剤量
を著るしく減少させることができ、しかも緯糸の両側に
経糸を接着させるため、基布中の経糸含量を非常に高く
することができる。その結果、成形複合体の強度をより
一層向上させることができる。

以下実施例および第２図および第８図に基いて説明する
。

実施例１経糸２）として炭素繊維束（８６００ｄ、撚り数１５回
／ＩＩＩ）を用い、クリールスタンド（１４）かう上下
二層にそれぞれ５００本ずつ引出し、整経手段（４）を
通して各層とも５本／ｍの配列にし、緯糸との結合部で
ある押えロール（５）へ導いた。ここで、上下の繊維は
重ならないようにし、相手層の各繊維間へ位置するよう
に配列した。

緯糸（１）としてガラス繊維束（６００ｄ、撚り数２０
回／ｍ）を用い、回転する腕（７）に通して緯糸支持部
材（６）に巻付けた。この緯糸は緯糸支持部材（６）の
回転で前進し、２本／備の間隔で平行な緯糸のシートを
形成し、さらに接着剤付与ロール（９）を通り、経糸と
の結合部の押えロール（５）に導いた。

一方、耳糸（ｌｌ）を緯糸支持部材（６）内を通して進
行せしめ、緯糸が支持部材を離れた後、緯糸を支持する
ようにした。この耳糸（１１）には１０００ｄのポリエ
ステル繊維を用いた。

接着剤（１０）はポリビニルブチラール樹脂（ｔ％化学
（株）製）の１０％溶液を用い、接着剤付与ロール（９
）で付着量を緯糸に対して１２％（固形分重量比）に調
整した。

押えロール（５）で結合された経糸、緯糸は次に加熱炉
（１２）を通して乾燥し、余分の緯糸と耳部を切り取っ
た後巻取ロール（１３）で巻取った（第１図）。

なお、経糸の速度は５ｍ／分であった。

得られた基布は経、緯とも繊維の配列が均一で、糸のた
るみ等も全くなく、非常に優れたものであった。基布の
繊維密度は経糸１０本／ｃｍの炭素繊維、緯糸２本／ｍ
のガラス繊維からなり、重量は４１５１１／ｍ２で内炭
素繊維が４００ｆ（９６，４％）であった。

実施例２経糸に芳香族ポリアミド繊維束（８８０ｄ、燃り数５回
／ＩＩ＋）を上下層ともＩＯ本／ｌｙｎの繊維密度にし
て用い、緯糸としてガラス繊維束（６００ｄ、撚り数２
０回／ｒｎ）を繊維密度２本／ｃｍにして用い、接着剤
として共重合ナイロン（東しく株）製ＣＭ８０００　）
の１５％溶液を用い、固形分にして１０％緯糸に付着さ
せた他は実施例１と同様にして基布を作成した。

実施例３経糸は実施例１と全く同様の繊維束を用い繊維密度も同
様とした。

緯糸は芳香族ポリアミド繊維束（３８０デニール、撚り
数０回／ｍ）を用いて、１本／ｃｒｈ間隔の緯糸シート
を作成し、接着剤は実施例２と同じものを使用し、緯糸
に対して付着量１３％（固形分重量比）にした以外は、
実施例１と同様にして基布を作成した。

実施例４経糸密度を５本／譚、緯糸密度を１本／備、接着剤付着
量を１４％とした以外は実施例１と同様の繊維束および
接着剤を用いて基布を作成した。

積層板の作成と物性測定結果：実施例で得られた基布を
用いて積層体を作成し、物性を測定した。

実施例１および４の基布については、市販の不飽和ポリ
エステル樹脂［ポリライトＦＨ１２３ｊ（大日本インキ
ｃ株’）ｍ）１００部、硬化触媒として「パーメックＨ
Ｊ　（日本油脂（株）製）１．０部を配合し、基布に均
一に含浸せしめ、炭素繊維の方向を同一に基布３枚（実
施例４については６枚）を積層して厚さ２ｍの積層板を
成形した。成形条件は室温放置１時間、ポストキュアー
を８０°Ｃで２時間とした。

実施例２の基布については、エポキシ樹脂としてエピコ
ート８１５（油化シェルエポキシＣ株）社製）１００部
、硬化剤としてエポメー）ＬＸ−ＩＮＣ油化シェルエポ
キシ（株）社製）３３部を配合し、基布に均一に含浸し
、芳香族ポリアミド繊維実施例３０基布については、エ
ポキシ樹脂トしてエビコー）　８２８　（＋’１ｌｌｌ
化シェルエポキシ（株）製）１００部、硬化剤としてキ
ュアゾール２　Ｅ４ＭＺ（四国ファインケミカルズ（株
）製）２部を配合して、基布に含浸し、炭素繊維の方向
を同一にし体の強度を表−ＩＫ示す。

表−１

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明複合成形体強化用基布の模式図、第２図
および第３図は基布の製造工程の概要を示す図である。図中、（１）緯糸　　　　　　　　（９）接着剤付与ロール（
２）経糸　　　　　　　　（ｌＯ）接着剤（３）経糸と
緯糸の接合部、（１１）耳糸（４）整経手段　、　　　
　　　（１２）加熱炉（５）経糸押えローラー　　（１
３）巻取機（６）緯糸支持部材　　　　（１４）クリー
ルスタンド（８）緯糸の列　　　　　　（７）回転する
腕を示す。第ｉｒＭ第２図第３Ｆｊ！Ｊ手続補正書（自発）１事件の表示昭和５６年特許願第　　２０３８７０　　　　号２発明
の名称複合成形体強化用基布３補正をする者事件との関係　特許出願人住所　岡山県倉敷市本町７番１号名称　（１０９）倉敷紡績株式会社代表者　牧　内　栄　蔵４代理人５補正命令の日付　（自　発）６補正の対象　（１）明細書の「発明の詳細な説明」の
欄７、補正の内容（１）明細書第２頁第１４行、「支えることになる。・・・」から同頁第１８行、「・・・に島が発生して、
」までを「支えることになる。したがって、」と訂正す
る。（２）明細書第４頁第１５行、「・・・無縁の・・・」
とあるを［・・・不織の・・・］と訂正する。（３）明細書第７頁第８行、「・・・十分性なわれ、」
と同頁第９行、「強度の高い複合体が・・・」との間に
「経糸方向に」を挿入する。（４）明細書第７頁第１０行〜第１１行、「・・・高く
することができる。また緯糸として・・・」とあるを以
下の通シ訂正する。「・・・高くすることができる。さらに、経糸と緯糸と
の交点が接着固定されているので経糸、緯糸は脱落する
ことなく、任意の巾に切断して使用できる。また緯糸と
して・・・」（５）明細書第１２頁、表−１を以下の通り訂正する。「表−１

Claims

【特許請求の範囲】１、高強度、高剛性および高弾性率を有するマルチフィ
ラメントのせ撚糸を経糸とし、接着剤を含むせ撚糸また
は無撚糸を緯糸とし、緯糸の両側に経糸を重ね、その交
点において両者を接着させて得られる複合成形体強化用
基布。２、マルチフィラメントが炭素繊維、黒鉛繊維、芳香族
ポリアミド繊維およびガラス繊維からなる群から選ばれ
る第１項記載の基布。３、経糸の撚数が約５〜４０回／ｍである第１項記載の
基布。４、緯糸の撚数が約０〜２０回／Ｉ１１である第１項記
載の基布。５、経糸の配列密度が１〜２０本／ｃｍおよび緯糸の配
列密度が０．５〜５本／儒の範囲にある第１項記載の基
布。