JPS61207657A - 複合材強化用繊維構造体 - Google Patents
複合材強化用繊維構造体Info
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- JPS61207657A JPS61207657A JP60044289A JP4428985A JPS61207657A JP S61207657 A JPS61207657 A JP S61207657A JP 60044289 A JP60044289 A JP 60044289A JP 4428985 A JP4428985 A JP 4428985A JP S61207657 A JPS61207657 A JP S61207657A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上型■里豆Ｉ
本発明は複合材強化用繊維構造体に関するものであり、
更に詳しくは、繊維構造体の端面に実質上糸条の切断端
が存在しない形態保持性の良好な、且つ、糸条積層密度
の高い複合材強化用繊維構造体に関するものである。
更に詳しくは、繊維構造体の端面に実質上糸条の切断端
が存在しない形態保持性の良好な、且つ、糸条積層密度
の高い複合材強化用繊維構造体に関するものである。
従来坐肢歪
宇宙飛翔体、航空機、自動車、鉄道車輌あるいは船舶等
の強度を要求される機械装置の構成部材として、あるい
は建築物の構築部材として、ガラス繊維織物や炭素繊維
織物等の三次元的な繊維構造体によって補強された合成
樹脂の複合材料が使用されている。更に１０００℃以上
の耐熱性が要求される構造部材の成形素材として炭素繊
維／炭素マトリックス、黒鉛繊維／炭素マトリックスあ
るいは、黒鉛繊維／黒鉛マトリックス等の組合せによる
複合材料が使用されている。
の強度を要求される機械装置の構成部材として、あるい
は建築物の構築部材として、ガラス繊維織物や炭素繊維
織物等の三次元的な繊維構造体によって補強された合成
樹脂の複合材料が使用されている。更に１０００℃以上
の耐熱性が要求される構造部材の成形素材として炭素繊
維／炭素マトリックス、黒鉛繊維／炭素マトリックスあ
るいは、黒鉛繊維／黒鉛マトリックス等の組合せによる
複合材料が使用されている。
このような繊維構造体によって補強された複合材料成形
品は、軽量であるのと同時に比強度と耐熱性等が極めて
大であり、上記用途分野に限らず種々の産業分野に於い
てその有用性が評価されている。而して斯かる複合材料
成形品（例えばＦＲＰＪｐＣ−Ｃコンポジット）等の強
度的な特性は、強化用基材として使用される繊維構造体
中の繊維の含有率、繊維配列、組織、構造あるいはマト
リックス等によって大きな影響を受ける。これらの繊維
構造体の製造手段として、例えば米国特許第４．１８３
．２３２号明細書、フランス国特許第２．４４０．４９
４号公報、あるいは特開昭５９−７１４５７号公報等が
開示されている。
品は、軽量であるのと同時に比強度と耐熱性等が極めて
大であり、上記用途分野に限らず種々の産業分野に於い
てその有用性が評価されている。而して斯かる複合材料
成形品（例えばＦＲＰＪｐＣ−Ｃコンポジット）等の強
度的な特性は、強化用基材として使用される繊維構造体
中の繊維の含有率、繊維配列、組織、構造あるいはマト
リックス等によって大きな影響を受ける。これらの繊維
構造体の製造手段として、例えば米国特許第４．１８３
．２３２号明細書、フランス国特許第２．４４０．４９
４号公報、あるいは特開昭５９−７１４５７号公報等が
開示されている。
Ｂ ＜ ″
しかしながら、これらの公知の複合材強化用の繊維構造
体は、何れも補強用繊維の含有比率が低いので必要な強
度を保持するのに難点があり、且つ、その端面に無数の
糸端を切断状態で露出せしめており、このため熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂、あるいはピンチ等の含浸に際し糸
条が抜は落ちて繊維構造体に形崩れが発生したり、ある
いは該形崩れ発生部位を取除くために樹脂やピンチ等が
硬化した後、核部に切削加工を施したりする必要がある
。また、複雑な形状を有する複合材料成形品の製造に際
しては機械加工が必須となり、それに起因する強度低下
という問題も派生する。
体は、何れも補強用繊維の含有比率が低いので必要な強
度を保持するのに難点があり、且つ、その端面に無数の
糸端を切断状態で露出せしめており、このため熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂、あるいはピンチ等の含浸に際し糸
条が抜は落ちて繊維構造体に形崩れが発生したり、ある
いは該形崩れ発生部位を取除くために樹脂やピンチ等が
硬化した後、核部に切削加工を施したりする必要がある
。また、複雑な形状を有する複合材料成形品の製造に際
しては機械加工が必須となり、それに起因する強度低下
という問題も派生する。
本発明の主要な目的は、在来の複合材料成形品、特にそ
の補強材として使用される繊維構造体に認められる上記
の如き問題点を解消し得る複合材強化用の繊維構造体を
提供することにある。
の補強材として使用される繊維構造体に認められる上記
の如き問題点を解消し得る複合材強化用の繊維構造体を
提供することにある。
本発明の他の主要な目的は、繊維材料で補強された複合
材料成形品の外表面および内表面に基材を構成している
繊維糸条の糸端が露出するおそれのない、特異な構造的
特徴を備えた繊維構造体を提供することにある。
材料成形品の外表面および内表面に基材を構成している
繊維糸条の糸端が露出するおそれのない、特異な構造的
特徴を備えた繊維構造体を提供することにある。
占 ° ための
斯かる目的に鑑みて本発明は、糸条を１層または２層以
上に亘って所定の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の
軸線方向、Ｘ）を維持して蛇行配列した後、前記第１の
配列方向ＣＸ軸方向）と異なる第２の配列方向（例えば
円筒状繊維構造体の円周方向、Ｙ）に張力付与下に捲回
配列され、前記積層に対して、締付は力を与える第１の
無端糸条（１）と、該第１の無端糸条（１）の積層を貫
通し第３の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の半径方
向、２）に蛇行配列される第２の無端糸条（２）と、前
記第１の無端糸条（１）の積層の表面に形成された第２
の無端糸条（２）のループ（２°）にカンヌキ糸として
挿通される第３の無端糸条（３）とからなり、第１の無
端糸条（１）の積層を前記第２の無端糸条（２）および
第３の無端糸条（３）によって締付けて無端糸条の積層
密度を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を要旨とす
るものである。
上に亘って所定の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の
軸線方向、Ｘ）を維持して蛇行配列した後、前記第１の
配列方向ＣＸ軸方向）と異なる第２の配列方向（例えば
円筒状繊維構造体の円周方向、Ｙ）に張力付与下に捲回
配列され、前記積層に対して、締付は力を与える第１の
無端糸条（１）と、該第１の無端糸条（１）の積層を貫
通し第３の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の半径方
向、２）に蛇行配列される第２の無端糸条（２）と、前
記第１の無端糸条（１）の積層の表面に形成された第２
の無端糸条（２）のループ（２°）にカンヌキ糸として
挿通される第３の無端糸条（３）とからなり、第１の無
端糸条（１）の積層を前記第２の無端糸条（２）および
第３の無端糸条（３）によって締付けて無端糸条の積層
密度を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を要旨とす
るものである。
皇立皿
第１図は複合材強化用の繊維構造体が中空円筒形をなし
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、第２図は
その横断面図である。
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、第２図は
その横断面図である。
本実施例に於いては、繊維構造体を形成する第１の無端
糸条（１）は、先ず中空円筒状をなす繊維構造体の軸線
方向（Ｘ軸方向）に１層蛇行配列し、次に位相をずらせ
て更に１層蛇行配列し糸条の配列層を形成した後、配列
方向を変換して前記繊維構造体の軸線方向（Ｘ軸方向）
に対して略直交するように、該繊維構造体の円周方向（
Ｙ軸方向）に張力付与下に捲回配列され、Ｘ軸線方向に
蛇行配列された糸条の配列層に対して、所定の締付は力
を与える。上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿う第１の無
端糸条（１）の蛇行配列と捲回配列の組合わせは、最終
的に得られる繊維構造体の設計寸法に合致するように繰
返し回数が決定される。第２の無端糸条（２）は、蛇行
配列と捲回配列の繰返しによって形成された第１の無端
糸条（１）の積層を貫通して第３の方向に延びている。
糸条（１）は、先ず中空円筒状をなす繊維構造体の軸線
方向（Ｘ軸方向）に１層蛇行配列し、次に位相をずらせ
て更に１層蛇行配列し糸条の配列層を形成した後、配列
方向を変換して前記繊維構造体の軸線方向（Ｘ軸方向）
に対して略直交するように、該繊維構造体の円周方向（
Ｙ軸方向）に張力付与下に捲回配列され、Ｘ軸線方向に
蛇行配列された糸条の配列層に対して、所定の締付は力
を与える。上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿う第１の無
端糸条（１）の蛇行配列と捲回配列の組合わせは、最終
的に得られる繊維構造体の設計寸法に合致するように繰
返し回数が決定される。第２の無端糸条（２）は、蛇行
配列と捲回配列の繰返しによって形成された第１の無端
糸条（１）の積層を貫通して第３の方向に延びている。
例えば本実施例に於いては、第２の無端糸条（２）が繊
維構造体の半径方向（Ｘ軸方向）に蛇行配列されている
。更に第１図に示すようにＨｚＸ軸方向の蛇行配列によ
って第１の無端糸条（１）の積層の表面に形成された第
２の無端糸条（２）のループ（２°）にカンヌキ糸とし
て第３の無端糸条（３）が挿通されている。このように
、第１の無端糸条（１）の積層は、第２の無端糸条（２
）および第３の無端糸条（３）によって強固に締付けら
れ、積層密度を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を
形成している。
維構造体の半径方向（Ｘ軸方向）に蛇行配列されている
。更に第１図に示すようにＨｚＸ軸方向の蛇行配列によ
って第１の無端糸条（１）の積層の表面に形成された第
２の無端糸条（２）のループ（２°）にカンヌキ糸とし
て第３の無端糸条（３）が挿通されている。このように
、第１の無端糸条（１）の積層は、第２の無端糸条（２
）および第３の無端糸条（３）によって強固に締付けら
れ、積層密度を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を
形成している。
これらの繊維構造体は、このままで、。または常法に従
って熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはピッチ等の含浸
工程を経て最終製品に仕上げられる。
って熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはピッチ等の含浸
工程を経て最終製品に仕上げられる。
上記実施例は本発明の具体的実施態様を繊維構造体が中
空円筒体である場合について例示するものであるが、本
発明は斯かる例示説明によってその要旨を限定解釈され
るべきものではなく、例えば第３図に示すように円錐台
形、コーンケープ形あるいは紡錘形等の繊維構造体も含
まれる。また、上記実施例に於いては実質的に１本の第
１の無端糸条（１）が蛇行配列と捲直配列を繰返して積
層体を形成しているが、繊維構造体の表面に切断端が形
成されない限り、繊維構造体の形状と寸法に応じて２本
以上の第１の無端糸条（１ａ）、（ｌｂ）・・・を積層
体の形成途上で接合して繊維構造体を形成することも可
能である。また、繊維構造体に要求される強度特性に応
じて無端糸条（１）、（２）、（３）の太さや糸条構成
繊維の種類を変更することもできる。
空円筒体である場合について例示するものであるが、本
発明は斯かる例示説明によってその要旨を限定解釈され
るべきものではなく、例えば第３図に示すように円錐台
形、コーンケープ形あるいは紡錘形等の繊維構造体も含
まれる。また、上記実施例に於いては実質的に１本の第
１の無端糸条（１）が蛇行配列と捲直配列を繰返して積
層体を形成しているが、繊維構造体の表面に切断端が形
成されない限り、繊維構造体の形状と寸法に応じて２本
以上の第１の無端糸条（１ａ）、（ｌｂ）・・・を積層
体の形成途上で接合して繊維構造体を形成することも可
能である。また、繊維構造体に要求される強度特性に応
じて無端糸条（１）、（２）、（３）の太さや糸条構成
繊維の種類を変更することもできる。
本発明に於ける無端糸条としては、例えば炭素繊維、炭
化珪素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、金属繊維、ポリア
ミド繊維、あるいはポリエステル繊維等の引揃え糸や撚
り糸が使用される。
化珪素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、金属繊維、ポリア
ミド繊維、あるいはポリエステル繊維等の引揃え糸や撚
り糸が使用される。
発皿坐立見
本発明に係る繊維構造体は、その糸条積層密度が大きく
、且つ、強固な締付は構造であるから、最終製品の形態
安定性が在来の繊維構造体に比較して顕著に向上する。
、且つ、強固な締付は構造であるから、最終製品の形態
安定性が在来の繊維構造体に比較して顕著に向上する。
更に本発明に於いては、繊維構造体の形状や寸法、ある
いは要求強度に応じて糸条の配列方向、使用本数、積層
密度を適宜変更することができるから、最終製品の要求
特性に対して容易に適合することができる。また本発明
に係る繊維構造体は、その表面に糸条の切断端が実質上
露出していないから、運搬途上や樹脂の含浸工程等に於
いて糸条が抜は落ちて繊維構造体に形崩れが発生するお
それがなく、また形状補正のため樹脂またはピンチ等が
硬化した後、核部に切削加工を施す必要もない。従って
本発明に係る繊維構造体は、複雑な形状を有する複合材
の成形に自由に適合し得るのみならず、機械加工に起因
する強度低下の防止に対しても大きく寄与し得るもので
ある。
いは要求強度に応じて糸条の配列方向、使用本数、積層
密度を適宜変更することができるから、最終製品の要求
特性に対して容易に適合することができる。また本発明
に係る繊維構造体は、その表面に糸条の切断端が実質上
露出していないから、運搬途上や樹脂の含浸工程等に於
いて糸条が抜は落ちて繊維構造体に形崩れが発生するお
それがなく、また形状補正のため樹脂またはピンチ等が
硬化した後、核部に切削加工を施す必要もない。従って
本発明に係る繊維構造体は、複雑な形状を有する複合材
の成形に自由に適合し得るのみならず、機械加工に起因
する強度低下の防止に対しても大きく寄与し得るもので
ある。
第１図は複合材強化用の繊維構造体が中空円筒形をなし
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、第２図は
その横断面図である。また第３図は本発明に係る繊維構
造体を例示する斜視図である。 （１）−第１の無端糸条、（２）・−第２の無端糸条、
（３） −第３の無端糸条、（２″）・−・第第１ 図 第２図 第３図 手続補正書 昭和６０年 ５月２８日 １、事件の表示 昭和６０年 特許層 第４４２８９号 ２、発明の名称 複合材強化用繊維構造体 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 敷島カンバス株式会社 ４、代理人 畢５５０ 住 所 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目１５番２６号
大阪商エビルア階 氏 名 （６４５８）弁理士 江 原 省 吾５、補
正の対象 明 細 書 及び 図 面６、補正の内
容 （１）明細書全文を別紙の通り補正する。 （２）図面中、第１図乃至第３図を別紙の１杓補正する
。 明 ｍＷ １、発明の名称 複合材強化用繊維構造体 一布請求の範囲 糸条を１層または２層以上に亘って所定の配列方向を維
持して蛇行配列した後、前記第１の配列方向と舅なる第
２の配列方向に張力付与下に隋回配列され２、前記ｇＩ
ｒ５に対して締付は力を与える第１の無端糸条と、該第
１の無端糸条の積層を貫通し第３の配列方向に蛇行配列
される第２の無端糸条と、前記第１の無端糸条の積層の
表面に形成された第２の無端糸条のループにカンヌキ糸
として挿通される第３の無端糸条とからなり、第１の無
端糸条の積層を前記第２の無端糸条および第３の無端糸
条によって締付けて無端糸条の積層密度を向上せしめた
複合材強化用繊維構造体。 ３、発明の詳細な説明 皇粟上皇且里透旦 本発明は複合材強化用繊維構造体に関するものであり、
更に詳しくは、繊維構造体の端面に実質上糸条の切断端
が存在しない形態保持性の良好な、且つ、糸条接層密度
の高い複合材強化用繊維構造体に関するものである。 従来勿艮術 宇宙飛翔体、航空機、自動車、鉄道車輌あるいは船舶等
の強度を要求される機械装置の構成部材として、あるい
は建築物の構築部材として、ガラス繊維織物や炭素繊維
織物等の三次元的な繊維構造体によって補強された合成
樹脂の複合材が使用されている。更に１０００℃以上の
耐熱性が要求される構造部材の成形素材として炭素繊維
／炭素マトリックス、黒鉛繊維／炭素マトリックスある
いは、黒鉛繊維／黒鉛マトリックス等の組合せによる複
合材が使用されている。 このような繊維構造体によって補強された複合材成形品
は、軽量であるのと同時に強度や可撓性等が極めて大で
あり、上記用途分野に限らす糧々の産業分野に於いてそ
の有用性が評価されている。而して斯かる複合材成形品
（例えばＦＲＰやＣ−Ｃコンポジフト）等の強度的な特
性は、強化用基材として使用される繊維構造体中の繊維
の含有率、繊維配列、組熾あるいは構造等によって大き
な影響を受ける。これらの繊ｍ構造体の製造手段として
、例えば米国特許第４．１８３，２３２号明細書、フラ
ンス国特許第２．４４０．４９４号公報、あるいは特開
昭５９−７１４５７号公報等が開示されている。 （′シよ゛ るｐ 占 しかしながら、上記米国特許に記載された繊維構造体に
は寸法が制約されると共に繊維積層面に対して垂直方向
に糸条の切断端が露出するという欠点が認められ、また
、フランス国特許に記載された繊維構造体には寸法の制
約ならびに繊維積層面に対して半径方向に糸条の切断端
が露出するという欠点が認められている。更に特開昭５
９−７１４５７号公報に記載された繊維構造体にも寸法
が制約されるという前記同様の問題点が見受けられてい
る。これに加うるに、これらの公知の複合材強化用の繊
維構造体は、何れも補強用繊維の含有比率が低いので必
要な強度を保持するのに難点があり、且つ２．その端面
に無数の糸端を切断状態で露出せしめており、このため
熱硬化性ＩＩＭ脂、熱可塑性ｉＭ甲、あるいはピッチ等
の含浸に際し糸条が抜は落うて繊維構造体に形崩れが発
生したり、あるいは該形崩れ発生部位を取除くためにｉ
Ｍ Ｉｌｌやピッチ等が硬化した後、核部に切削加工を
施したりする必要がある。また、複雑な形状を有する複
合材成形品の製造に際しては機械加工が必須となり、そ
れに起因する強度低下という問題も派生する。 本発明の主要な目的は、在来の複合材成形品の補強材と
して使用される繊維構造体に認められる上記の如き問題
点を解消し得る複合材強化用の繊維構造体を提供するこ
とにある。 本発明の他の主要な目的は、繊維材料で補強された複合
相成形品の外表面および内表面に基材を構成している繊
維糸条の糸端が露出しない特異な構造的特徴を備えた繊
維構造体を提供することにある。 皿 占；′° ための 斯かる目的に諺みて本発明は、糸条を１Ｎまたは２層以
上に亘って所定の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の
軸線方向１．Ｘ）を維持して蛇行配列した後、前記第１
の配列方向（Ｘ軸方向）と異なる第２の配列方向（例え
ば円筒状繊維構造体の円周方向、Ｙ）に張力付与下に捲
回配列され、前記積層に対して、締付は力を与える第１
の無端糸条（１）と、該第１の無端糸条＜１）の積層を
貫通し第３の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の半径
方向、Ｚ）に蛇行配列される！２の無端糸条（２）と、
前記！ｇｌの無端糸条（１）の積層の表面に形成された
第２の無端糸条（２）のループ（２“）にカンヌキ糸と
して挿通される第３の無端糸条（３）とからなり、第１
の無端糸条（１）の積層を前記第２の無端糸条（２）お
よび第３の無端糸条（３）によって締付けて無端糸条の
Ｍ層密度を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を要旨
とするものである。 １」１対 第１図は複合材強化用の繊維構造体が中空円筒形をなし
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、ｆ！２図
はその横断面図である。 本実施例に於いては、Ｌｌｌ構造体を形成する第１の無
端糸条（１）は、先ず中空円筒状をなす繊維構造体の軸
線方向（Ｘ軸方向ンに１層蛇行配列し、次に円周方向（
Ｙ）に位相をずらせて更に１層蛇行配列し糸条の配列層
を形成した後、配列方向を変攬して前記繊維構造体の軸
線方向くＸ軸方向）に対して略直交するように、該繊維
構造体の円周方向（Ｙ）に張力付与下に罹回配列され、
Ｘ軸方向に蛇行配５−リされた糸条の配列層に対して、
所定の締付は力を与える。 上記Ｘ軸方向およびＹ方向に沿う第１の無端糸条（１）
の蛇行配列と階回配列の組合わせは、最終的に得られる
繊維構造体の設計寸法に合致するように繰返し回数が決
定される。第２の無端糸条（２）は、蛇行配列と捲回配
列の繰返しによって形成された第１の無端糸条（１）の
積層を貫通して第３の方向に延びている。例えば本実施
例に於いては、第２の無端糸条（２）が繊維構造体の半
径方向くＸ軸方向）に蛇行配列されている。更に第１図
に示すように該Ｘ軸方向への蛇行配列によって第１の無
端糸条（１）の積層の表面に形成された第２の無端糸条
（２）のループ（２′）にカンヌキ糸として第３の無端
糸条（３）が挿通されている。このように、第１の無端
糸条（１）の積層は、第２の無端糸条（２）および第３
の無端糸条（３）によって強固に締付けられ、積層密度
を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を形成している
。 これらの繊維構造体は、このままで、または常法に従っ
て熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはピッチ等の含浸工
程を経て最終製品に仕上げられる。 上記実施例は本発明の具体的実施態様を繊維構造体が中
空円筒体である場合について例示するものであるが、本
発明は斯かる例示説明によってその要旨を限定解釈され
るべきものではなく、例えば第３図に示すように円錐台
形、コーンケープ形あるいは紡錘形等の繊維構造体も含
まれる。また、上記実施例に於いては実質的に１本の第
１の無端糸条（］）が蛇行配列と撞回配列を繰返して積
層体を形成し、ているが、繊維構造体の表面に切断端が
形成されない限り、繊維構造体の形状と寸法に応じて２
本以上の第１の無端糸条を４？［体の形成途上で接合し
て繊維構造体を形成することも可能である。また、繊維
構造体に要求される強度特性に応じて無端糸条（１）、
（２）、（３）の太さや糸条構成繊維の種類を変更する
こともできる。 本発明に於ける無端糸条としては、例えば炭素繊維、炭
化珪素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、金属繊維、ポリア
ミド繊維、あるいはポリエステル繊維等の引揃え糸や撚
り糸が使用される。 皇皿坐玉来 本発明に係る繊維構造体は、その糸条積層密度が大きく
、且つ、仲固な締付は構造を備えているので、最終製品
の形態安定性が在来の繊維構造体に比較して顕著に向上
する。更に本発明に於いては、繊維構造体の形状や寸法
、あるいは要求強度に応し−て糸条の配列方向、使用本
数、積層密度を適宜変更することができるから、最終製
品の要求特性に対して容易に適合することができる。ま
た本発明に係る繊維：ｒ！ｉＩ造体は、その表面に糸条
の切断端が実質上露出していないから、運搬途上や樹脂
の含浸工程等に於いて糸条が抜は落ちてｔＪｈ維橿造体
に形崩れが発生するおそれがなく、また形状補正のため
樹脂またはピッチ等が硬化した後、核部に切削加工を施
す必要もない。従って本発明に係る繊維構造体は、複雑
な形状を有する複合材の成形に容易に適合し得るのみな
らず、機械加工に起因する強度低下の防止に対しても太
き（寄与し得るものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は複合材強化用の繊維構造体が中空円筒形をなし
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、第２図は
第１図の線Ａ−Ａに沿う繊維構造体の横断面図である。 また第３図は本発明に係る繊維構造体を例示する斜視図
である。 （ｉ）−一第Ｊの無端糸条、（２）−・第２の無端糸条
、（、’３ ） −第３の無端糸条、（２′）−第２の
無端糸条のループ。 第２図 第３図
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、第２図は
その横断面図である。また第３図は本発明に係る繊維構
造体を例示する斜視図である。 （１）−第１の無端糸条、（２）・−第２の無端糸条、
（３） −第３の無端糸条、（２″）・−・第第１ 図 第２図 第３図 手続補正書 昭和６０年 ５月２８日 １、事件の表示 昭和６０年 特許層 第４４２８９号 ２、発明の名称 複合材強化用繊維構造体 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 敷島カンバス株式会社 ４、代理人 畢５５０ 住 所 大阪府大阪市西区江戸堀１丁目１５番２６号
大阪商エビルア階 氏 名 （６４５８）弁理士 江 原 省 吾５、補
正の対象 明 細 書 及び 図 面６、補正の内
容 （１）明細書全文を別紙の通り補正する。 （２）図面中、第１図乃至第３図を別紙の１杓補正する
。 明 ｍＷ １、発明の名称 複合材強化用繊維構造体 一布請求の範囲 糸条を１層または２層以上に亘って所定の配列方向を維
持して蛇行配列した後、前記第１の配列方向と舅なる第
２の配列方向に張力付与下に隋回配列され２、前記ｇＩ
ｒ５に対して締付は力を与える第１の無端糸条と、該第
１の無端糸条の積層を貫通し第３の配列方向に蛇行配列
される第２の無端糸条と、前記第１の無端糸条の積層の
表面に形成された第２の無端糸条のループにカンヌキ糸
として挿通される第３の無端糸条とからなり、第１の無
端糸条の積層を前記第２の無端糸条および第３の無端糸
条によって締付けて無端糸条の積層密度を向上せしめた
複合材強化用繊維構造体。 ３、発明の詳細な説明 皇粟上皇且里透旦 本発明は複合材強化用繊維構造体に関するものであり、
更に詳しくは、繊維構造体の端面に実質上糸条の切断端
が存在しない形態保持性の良好な、且つ、糸条接層密度
の高い複合材強化用繊維構造体に関するものである。 従来勿艮術 宇宙飛翔体、航空機、自動車、鉄道車輌あるいは船舶等
の強度を要求される機械装置の構成部材として、あるい
は建築物の構築部材として、ガラス繊維織物や炭素繊維
織物等の三次元的な繊維構造体によって補強された合成
樹脂の複合材が使用されている。更に１０００℃以上の
耐熱性が要求される構造部材の成形素材として炭素繊維
／炭素マトリックス、黒鉛繊維／炭素マトリックスある
いは、黒鉛繊維／黒鉛マトリックス等の組合せによる複
合材が使用されている。 このような繊維構造体によって補強された複合材成形品
は、軽量であるのと同時に強度や可撓性等が極めて大で
あり、上記用途分野に限らす糧々の産業分野に於いてそ
の有用性が評価されている。而して斯かる複合材成形品
（例えばＦＲＰやＣ−Ｃコンポジフト）等の強度的な特
性は、強化用基材として使用される繊維構造体中の繊維
の含有率、繊維配列、組熾あるいは構造等によって大き
な影響を受ける。これらの繊ｍ構造体の製造手段として
、例えば米国特許第４．１８３，２３２号明細書、フラ
ンス国特許第２．４４０．４９４号公報、あるいは特開
昭５９−７１４５７号公報等が開示されている。 （′シよ゛ るｐ 占 しかしながら、上記米国特許に記載された繊維構造体に
は寸法が制約されると共に繊維積層面に対して垂直方向
に糸条の切断端が露出するという欠点が認められ、また
、フランス国特許に記載された繊維構造体には寸法の制
約ならびに繊維積層面に対して半径方向に糸条の切断端
が露出するという欠点が認められている。更に特開昭５
９−７１４５７号公報に記載された繊維構造体にも寸法
が制約されるという前記同様の問題点が見受けられてい
る。これに加うるに、これらの公知の複合材強化用の繊
維構造体は、何れも補強用繊維の含有比率が低いので必
要な強度を保持するのに難点があり、且つ２．その端面
に無数の糸端を切断状態で露出せしめており、このため
熱硬化性ＩＩＭ脂、熱可塑性ｉＭ甲、あるいはピッチ等
の含浸に際し糸条が抜は落うて繊維構造体に形崩れが発
生したり、あるいは該形崩れ発生部位を取除くためにｉ
Ｍ Ｉｌｌやピッチ等が硬化した後、核部に切削加工を
施したりする必要がある。また、複雑な形状を有する複
合材成形品の製造に際しては機械加工が必須となり、そ
れに起因する強度低下という問題も派生する。 本発明の主要な目的は、在来の複合材成形品の補強材と
して使用される繊維構造体に認められる上記の如き問題
点を解消し得る複合材強化用の繊維構造体を提供するこ
とにある。 本発明の他の主要な目的は、繊維材料で補強された複合
相成形品の外表面および内表面に基材を構成している繊
維糸条の糸端が露出しない特異な構造的特徴を備えた繊
維構造体を提供することにある。 皿 占；′° ための 斯かる目的に諺みて本発明は、糸条を１Ｎまたは２層以
上に亘って所定の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の
軸線方向１．Ｘ）を維持して蛇行配列した後、前記第１
の配列方向（Ｘ軸方向）と異なる第２の配列方向（例え
ば円筒状繊維構造体の円周方向、Ｙ）に張力付与下に捲
回配列され、前記積層に対して、締付は力を与える第１
の無端糸条（１）と、該第１の無端糸条＜１）の積層を
貫通し第３の配列方向（例えば円筒状繊維構造体の半径
方向、Ｚ）に蛇行配列される！２の無端糸条（２）と、
前記！ｇｌの無端糸条（１）の積層の表面に形成された
第２の無端糸条（２）のループ（２“）にカンヌキ糸と
して挿通される第３の無端糸条（３）とからなり、第１
の無端糸条（１）の積層を前記第２の無端糸条（２）お
よび第３の無端糸条（３）によって締付けて無端糸条の
Ｍ層密度を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を要旨
とするものである。 １」１対 第１図は複合材強化用の繊維構造体が中空円筒形をなし
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、ｆ！２図
はその横断面図である。 本実施例に於いては、Ｌｌｌ構造体を形成する第１の無
端糸条（１）は、先ず中空円筒状をなす繊維構造体の軸
線方向（Ｘ軸方向ンに１層蛇行配列し、次に円周方向（
Ｙ）に位相をずらせて更に１層蛇行配列し糸条の配列層
を形成した後、配列方向を変攬して前記繊維構造体の軸
線方向くＸ軸方向）に対して略直交するように、該繊維
構造体の円周方向（Ｙ）に張力付与下に罹回配列され、
Ｘ軸方向に蛇行配５−リされた糸条の配列層に対して、
所定の締付は力を与える。 上記Ｘ軸方向およびＹ方向に沿う第１の無端糸条（１）
の蛇行配列と階回配列の組合わせは、最終的に得られる
繊維構造体の設計寸法に合致するように繰返し回数が決
定される。第２の無端糸条（２）は、蛇行配列と捲回配
列の繰返しによって形成された第１の無端糸条（１）の
積層を貫通して第３の方向に延びている。例えば本実施
例に於いては、第２の無端糸条（２）が繊維構造体の半
径方向くＸ軸方向）に蛇行配列されている。更に第１図
に示すように該Ｘ軸方向への蛇行配列によって第１の無
端糸条（１）の積層の表面に形成された第２の無端糸条
（２）のループ（２′）にカンヌキ糸として第３の無端
糸条（３）が挿通されている。このように、第１の無端
糸条（１）の積層は、第２の無端糸条（２）および第３
の無端糸条（３）によって強固に締付けられ、積層密度
を向上せしめた複合材強化用繊維構造体を形成している
。 これらの繊維構造体は、このままで、または常法に従っ
て熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂またはピッチ等の含浸工
程を経て最終製品に仕上げられる。 上記実施例は本発明の具体的実施態様を繊維構造体が中
空円筒体である場合について例示するものであるが、本
発明は斯かる例示説明によってその要旨を限定解釈され
るべきものではなく、例えば第３図に示すように円錐台
形、コーンケープ形あるいは紡錘形等の繊維構造体も含
まれる。また、上記実施例に於いては実質的に１本の第
１の無端糸条（］）が蛇行配列と撞回配列を繰返して積
層体を形成し、ているが、繊維構造体の表面に切断端が
形成されない限り、繊維構造体の形状と寸法に応じて２
本以上の第１の無端糸条を４？［体の形成途上で接合し
て繊維構造体を形成することも可能である。また、繊維
構造体に要求される強度特性に応じて無端糸条（１）、
（２）、（３）の太さや糸条構成繊維の種類を変更する
こともできる。 本発明に於ける無端糸条としては、例えば炭素繊維、炭
化珪素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、金属繊維、ポリア
ミド繊維、あるいはポリエステル繊維等の引揃え糸や撚
り糸が使用される。 皇皿坐玉来 本発明に係る繊維構造体は、その糸条積層密度が大きく
、且つ、仲固な締付は構造を備えているので、最終製品
の形態安定性が在来の繊維構造体に比較して顕著に向上
する。更に本発明に於いては、繊維構造体の形状や寸法
、あるいは要求強度に応し−て糸条の配列方向、使用本
数、積層密度を適宜変更することができるから、最終製
品の要求特性に対して容易に適合することができる。ま
た本発明に係る繊維：ｒ！ｉＩ造体は、その表面に糸条
の切断端が実質上露出していないから、運搬途上や樹脂
の含浸工程等に於いて糸条が抜は落ちてｔＪｈ維橿造体
に形崩れが発生するおそれがなく、また形状補正のため
樹脂またはピッチ等が硬化した後、核部に切削加工を施
す必要もない。従って本発明に係る繊維構造体は、複雑
な形状を有する複合材の成形に容易に適合し得るのみな
らず、機械加工に起因する強度低下の防止に対しても太
き（寄与し得るものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は複合材強化用の繊維構造体が中空円筒形をなし
ている場合を例示する一部破断斜視図であり、第２図は
第１図の線Ａ−Ａに沿う繊維構造体の横断面図である。 また第３図は本発明に係る繊維構造体を例示する斜視図
である。 （ｉ）−一第Ｊの無端糸条、（２）−・第２の無端糸条
、（、’３ ） −第３の無端糸条、（２′）−第２の
無端糸条のループ。 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）糸条を１層または２層以上に亘って所定の配列方
向を維持して蛇行配列した後、前記第１の配列方向と異
なる第２の配列方向に張力付与下に捲回配列され、前記
積層に対して締付け力を与える第１の無端糸条と、該第
１の無端糸条の積層を貫通し第３の配列方向に蛇行配列
される第２の無端糸条と、前記第１の無端糸条の積層の
表面に形成された第２の無端糸条のループにカンヌキ糸
として挿通される第３の無端糸条とからなり、第１の無
端糸条の積層を前記第２の無端糸条および第３の無端糸
条によって締付けて無端糸条の積層密度を向上せしめた
複合材強化用繊維構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044289A JPS61207657A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 複合材強化用繊維構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60044289A JPS61207657A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 複合材強化用繊維構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61207657A true JPS61207657A (ja) | 1986-09-16 |
| JPH0151586B2 JPH0151586B2 (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=12687345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60044289A Granted JPS61207657A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 複合材強化用繊維構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61207657A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120136A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | 株式会社ペトカ | ピツチ系炭素繊維三次元織物 |
| JPH02221440A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-09-04 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 三次元織物及びその製造方法 |
| JPH02229241A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-12 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 三次元織物及びその製造方法 |
| JPH02300367A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-12 | Shikishima Kanbasu Kk | 複合材用の異形補強基材 |
| JPH03174049A (ja) * | 1989-11-28 | 1991-07-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合材製締結具の補強基材 |
| JPH05321118A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Railway Technical Res Inst | 有機合成繊維製太径ロッド |
-
1985
- 1985-03-06 JP JP60044289A patent/JPS61207657A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63120136A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | 株式会社ペトカ | ピツチ系炭素繊維三次元織物 |
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| JPH05321118A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Railway Technical Res Inst | 有機合成繊維製太径ロッド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0151586B2 (ja) | 1989-11-06 |
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|---|---|---|---|
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