JPS63315638A

JPS63315638A - 樹脂補強用織物

Info

Publication number: JPS63315638A
Application number: JP62146990A
Authority: JP
Inventors: 明西村; 和男鬼頭
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1987-06-15
Publication date: 1988-12-23

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】（産業上の利用分野１本発明は樹脂補強用織物に関し、ざらに詳しくは！ｌｉ
＃ｆＬ強化プラスチックを成形する場合に使用する補強
用織物に関する。

［従来の技術ＩＦＲＰの成形法は、いろいろあるか、要求される特性や
、生産個数等によって、どのような成形法を採るかが決
められている。すなわち、たとえば、比較的高い特性が
要求されるが、生産個数か少ない場合には、Ａ−トウレ
ープ成形法が採られることが多い。また、それほど高い
特性は要求されないが、生産個数が少ない場合には、ハ
ントレイアップ成形法が採られることが多い。一方、生
産個数が５００〜１０００個程度と、中規模である場合
には、レジンインジェクション成形法が、それよりも多
い場合には、プルトルージョン成形法が、それぞれ、一
般的には採用されている。しかしながら、樹脂の補強繊
維として、たとえば炭素繊維のように、強度、弾性率と
いった特性面では大変優れているが、高価な繊維を使用
する場合には、レシンインジェクション成形法やプルト
ルージョン成形法はあまり採用されていないというのが
実情である。その主たる理由は、これらの方法は、いず
れも、以下において説明するように、成形の際に繊維の
配向や分布が乱れやすく、炭素繊維が水来有している優
れた特性を十分に発現させ難いからでおる。すなわち、
炭素繊維を使用することのメリットが減じてしまうから
である。

かかる問題について説明するに、レジンインジェクショ
ン成形法は、雄型と１１１１１型によって形成されるキ
ャビティ空間に、樹脂を含浸していない、いわゆる生の
シート状補強繊維基材を積層、充填した後、そのキャビ
ティ空間に樹脂を圧入して基材に含浸し、樹脂を硬化せ
しめる成形法であるが、この方法は、特に、基材を複雑
な形状に積層するときに、形がくずれやすい。また、樹
脂の圧入時に、樹脂の圧力で基材か動き、積層状態が変
わってしまうという問題もおる。こうなると、繊維の配
向ヤ分イ１か乱れてしまう。

また、プルトルージョン成形法は、クリールからシート
状補強繊維基材を重ねて引き出しながら樹脂を含浸し、
これを加熱したダイに通して賦形と樹脂の硬化とを行い
、得られたＦＲＰを引取機て連、袂的に引き取る成形法
であるが、この方法もまた、工程の中途、待に、樹脂含
浸後に、樹脂の重みで基材が撓んだり、基材にしわがで
きたりして、ｉ維の配向ヤ分布が乱れやすい。

一方、上記の問題を解決するため、まだ出願未公開の段
階におるか、先に本出願人により特願昭６１−２９７６
９４号にて、織物のたて糸またはよこ糸に熱可塑性ポリ
マーを付着せしめ、その織物を複数枚積層接着して構成
した、樹脂成形のためのプリフォーム材が提案されてい
る。このプリフォーム材を使用してプルトルージョン成
形ヤレジンインジエクション成形を行うと、繊維配列は
かなり改善されるが、下記問題が発生した。

Ａ、プルトルージョン成形プリフォーム材に樹脂を含浸し、これを加熱したダイに
通して賦形と樹脂の硬化を行ったＦＲＰでは、ＦＲＰの
最外層に配置した織物の成形方向と直交する方向の織糸
が部分的に目ズレし１．繊維配向が乱れてしまうことか
おる。

原因を究明したところ、ダイの温ｔｉが熱可塑性ポリマ
ーの融点以上に達する箇所があり、プリフォーム材の表
面のポリマーが溶融してダイに付着し、織糸が目ズレす
るということであった。

Ｂ、レジンインジェクション成形成形１ノイクルを短縮するため、樹脂を硬化せしめた後
、型を室温４こまで冷却せず高温の状態でＦＲＰを脱型
すると、ポリマーが型に接着し脱型が困難となったり、
ポリマーが型に接着することによってＦＲＰの表面かざ
らざらした状態となることがある。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は、従来の補強用織物の上述した問題点を
解決し、かつ先に本出願人が提案した上記樹脂補強用織
物の残された問題点を解決するために、ＦＲＰを成形す
る際の特に最外層の繊維の配向ヤ分布の乱れを防止する
とともに、補強ｌ／ＪＡ維の配向乱れを防止し、かつ良
好な表面平滑性を確保して、優れた特性のＦＲＰを得る
ことが出来る補強用織物を提供するにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明の樹脂補強用織物は、
樹脂の補強用繊維を経糸および緯糸とする織物であって
、少なくとも一部の経糸にはその長手方向に熱可塑性ポ
リマーを、線状に、かつ連続または不連続に付着ヒしめ
、該熱可塑性ポリマーが織物の片面にのみ位置している
樹脂補強用織物から成る。

本発明で使用する補強ｌＡｌ１紺は、ＦＲＰにおいて樹
脂の補強繊維として通常使用されている、たとえば炭素
繊維、ガラス繊維、ポリアラミド繊維、シリコンカーバ
イド繊維、アルミナ繊維、アルミナ−シリカ繊維、金属
！Ｉｉ碓などの高強度、高弾性繊維のマルチフィラメン
トである。なかでも、炭素繊維が最も好ましい。もちろ
ん、よく行われるように、２種以上の補強繊維を混用す
ることもできる。

また、熱可塑性ポリマーは、たとえばナイロン、共重合
ナイロン、ポリエステル、塩化ヒニリデン、塩化ビニル
などの、比較的低融点の熱可塑性ポリマーである。なか
でも、後）ホする、］：ＲＰのマトリクスとなる樹脂、
特にエポキシ樹脂との接着性が良好で、また樹脂の含浸
湿度で溶融する共重合ナイロンが最も好ましい。そのよ
うな共重合ナイロンとしては、ナイロン６とナイロン１
２との共重合ナイロン、ナイロン６とナイロン６６との
共重合ナイロン、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイ
ロン６１０との共重合ナイロン、ナイ［」ン６と、ナイ
ロン１２と、ナイロン６６と、ナイロン６１０との共重
合ナイロンなどがある。

上記熱可塑性ポリマーは、織糸の解れを防止したり、積
層された。織物基材同士を接合し、一体に保持するだ（
〕の役目をもつものでおり、本質的に、ＦＲＰのマトリ
クスを形成覆るものではない。だから、使用量は、可能
な限り少ないほうがよい。

この点、本発明の樹脂補強用織物における使用量は、た
て糸やよこ糸の太さや配列密度、たて糸やよこ糸への付
着の状態などによって異なるものの、補強繊維量の０．
２〜１０小屯％と極めて少ない。

本発明の樹脂補強用織物は、上述した補強繊維からなる
たて糸およびよこ糸と、熱可塑性ポリマー糸、つまり上
述した熱可塑性ポリマーからなるモノフィラメント糸、
マルチフィラメント糸、スリット糸などとを同時に織成
して織物とし、さらに加熱して熱可塑性ポリマー糸を軟
化または溶融させることによって得られる。

織組織は、補強繊維の利用率か高くなるという意味で、
平組織でおるのが最も好ましいが、たとえば綾絹、慣や
朱子組、職のような仙の組織であってもよい。また、た
とえば特開昭５５−３０９７４号公報に記載されている
ような、実質的に屈曲を有しない真直ぐな補強繊維を互
に平行かつシート状に引き揃えてなる２つの糸条群を、
補助繊維によって一体に結合してなる、いわゆるノンク
リンプ組織でおってもよい。

以下、本発明を図面を用いてさらに詳細に説明する。

第１図において、補強繊維、織物基材としての一枚の樹
脂補強用織物４は、平組織された、補強繊維のマルチフ
ィラメントからなるたて糸１とよこ糸３の、そのたて糸
１の糸幅方向のほぼ中央部に、熱可塑性ポリマー２を、
連続して線状に付着せしめることによって形成されてい
る。熱可塑性ポリマー２は、たて糸１に関して、交互に
、基材１の表面側のみに付着けしめられている。この態
様では、熱可塑性ポリマーがたで糸とよこ糸の交１ご部
に付着しているので、織糸の解れが防止出来るし、また
たて糸の屈曲の凸部にも付着しているため、この基材と
積層される、同様の、または異なる他の基材との接合、
一体化を極めて効果的に行うことができる。しかも、央
面には熱可塑性ポリマーが付着していないので、この裏
面を型面に向い合うようにすれば、ポリマーが型に接着
するようなことはない。

第１図に示した樹脂補強用織物においては、すべてのた
て糸に熱可塑性ポリマーを付着せしめているが、その必
要はなく、たて糸に関して、１本おきとか、２本あきに
付着せしめることであってもよい。

次に、補強繊維からなるたて糸と、熱可塑性ポリマー糸
とを織成した後の熱処理条件によって、熱可塑性ポリマ
ーの付着状態がどのように変わるかを、第２図ないし第
４図を用いて説明する。織成後に熱処理して熱可塑性ポ
リマー系を軟化または溶融ざぜるのは、そうしないと、
熱可塑性ポリマー糸が遅延回復し、収縮して、たて糸や
よこ糸を蛇行させるからである。

さて、第２図ないし第４図は、第１図に示した樹脂補強
用織物に対応している。

まず、第２図は、熱可塑性ポリマー糸をたて糸１ととも
に織り込んだ後、８０℃以上で、かつ熱可塑性ポリマー
糸の融点未満の温度で熱処理した場合を示している。こ
の場合は、融点未満の加熱でおるから、熱可塑性ポリマ
ー糸は、軟化はするものの溶融はせず、たて糸１とよこ
糸３の目止はそれほど行われないが、熱可塑性ポリマー
糸の収縮はなくなり、たで糸１ヤよこ糸３を蛇行させる
心配はない。また、熱可塑性ポリマー２はそのほとんど
全部が基材４の面に現われており、かつ上述したように
たで糸１やよこ糸３の蛇行が防止される。

第３図は、熱可塑性ポリマー糸の融点以上で、かつ融点
プラス２０°Ｃまでの温度で熱処理した場合を示してい
る。この場合は、熱可塑性ポリマー糸が溶融し、熱可塑
性ポリマーが一部不連続に付着する部分もでてくるが（
たとえば、Ａ部）、全体としてみると連続している。融
点以上の温度であるとはいえ、比較的低い温度であるか
ら、熱可塑性ポリマー２がたて糸１やよこ糸３内に侵入
するまでには至らず、基材４の面に現われている状態に
保たれる。

第４図は、熱可塑性ポリマー糸の融点プラス２０°Ｃか
ら、融点プラス５０’Ｃまでの温度で熱処理した場合を
示している。この場合も、熱可塑性ポリマー糸は溶融し
、熱可塑性ポリマー２が一部不連続に付着しているとこ
ろがあるが、はとんどは連続している。しかし、熱処理
温ｒＵが相当高いので、熱可塑性ポリマー２はその一部
がたで糸１やよこ糸３内に侵入している。図において、
熱可塑性ポリマー２に関して破線で示した部分は、たて
糸１ヤよこ糸３内に侵入していることを示している。

この状態の基材は、本発明において使えないことはない
が、熱可塑性ポリマー２の一部がたて糸１ヤよこ糸３内
に侵入していて、その分だけ基材の面に現われる但が少
なくなっているので、好ましいとはいえない。

さらに、図示は省略するが、熱可塑性ポリマー糸の融点
よりも５０°Ｃ以上高い温度で熱処理した場合には、熱
可塑性ポリマーが大苗にたて糸やよこ系内に侵入し、基
材の而に現われるものか少なくなって、具材同士の接合
機能か大きく低下してしまうので好ましくない。

次に、第１図に示した樹脂補強用、ｆｉ１′物基材の製
造方法を、第５図ないし第８図を用いて説明する。

第５図において、パッケージ１１（たて糸の本数だけあ
る）から、補強繊維からなるたて糸１が、またパッケー
ジ１２（たて糸の本数だ（プある）から、熱可塑性ポリ
マー糸２ａが、それぞれ引き出される。各県１．２ａは
、それぞれカイトロール１３ａ１１３ｂを経た後、２つ
の綜絖１４．１５の上下の綜目１６．１７．１８．１９
に通される。すなわち、綜絖１４の上の綜目１６に熱可
塑性ポリマー糸２ａが、下の綜目１７にたて糸１がそれ
ぞれ通され、また綜絖１５の上の綜目１８に熱可塑性ポ
リマー２ａか、下の綜目１９にたて糸１がそれぞれ通さ
れる。しかして、綜目１６．１７と綜目１８．１９は、
糸１．２ａが互に絡み合わないように、紙面に対して垂
直の方向に交互に配列されている。すなわち、第６図に
示すように、綜絖１４の同じワイヤに設けられた綜目１
６．１７に通されたたで糸１と熱可塑性ポリマー糸２ａ
とを１単位とし、それが、筬２０の同じ筬羽２１に通さ
れ、次の筬羽２１には、綜絖１５のたで糸１と熱可塑性
ポリマー糸２ａとが１単位として通され、これが繰り返
される。綜絖１４．１５を通ったたて糸１および熱可塑
性ポリマー糸２ａは、それぞれ紙面に対して垂直の方向
に多数配列されてシート状になるが、そのシートが開口
した時、レピア２２またはシャツトルを用いて補強繊維
からなるよこ糸３が挿入される。かかる織成操作を繰り
返すことによって得られた素材織物４ａは、第５図に示
すように、適当なガイドロール２３を経た後ヒータ２４
で加熱され、熱可塑性ポリマー糸２ａが軟化または溶融
され、さらに一対の押圧ロール２５．２６間に通されて
若干の圧力が加えられ、樹脂補強用織物４の形態となる
。得られた織物基材４ａは、次いで巻取ロール２７に巻
き取られる。

上記において、たて糸および熱可塑性ポリマー糸の上下
運動（開口、閉口運動）に対するよこ糸の挿入は、第７
図および第８図に示すように行われる。

フなわら、第７図において、綜絖１４が上げられ、綜絖
１５が下げられ、これら綜絖１４．１５に通されたたて
糸１と熱可塑性ポリマー糸２ａで形成されるシートの開
口に、レピア２２（第６図）またはシ１７ツトルによっ
てよこ糸３が挿入される。次に、第８図に示すように、
綜ｖＬ１４が下げられ、綜絖１５ｈ）上げられて、次の
よこ糸３が挿入される。第７図および第８図に示す操作
が順次繰り返されることにより、素材織物４ａ′ｈ′Ｘ
織成される。

［発明の効果］本発明の織物は、少なくとも一部の経糸にその長手方向
に線状に伸びる熱可塑性ポリマーが（＝Ｉ　Ｗしており
、そのポリマーが経糸と緯糸をそれらの交錯部において
接着しているからして、織目ずれや糸のはぐれが防止さ
れ、補強用繊維からなる経糸や緯糸の配列が乱れるのを
防止することができる。また、ポリマーが経糸の長手方
向に線状に付着していて、Ｆ　ＲＰの成形時にあける経
糸や緯糸の広がりを妨げないばかりか、マトリックス樹
脂の含浸も妨げ′ない。

また、本発明の織物をプリフォーム材にｈＯ工し、レジ
ンインジェクション成形に使用する際、ポリマーの付着
していない面を型に対面させるように覆ると、室温にま
で冷却せず高温の状態でＦＲＰを脱型しても、ＦＲＰ表
面がざらつくようなことはなく、生産性か良くなる。

また、プルトルージョン成形の際ポリマーの付着してい
ない面をダイと対面させるように覆ると、ダイにポリマ
ーが付着することによる織糸の目ズレが防止出来、また
経糸と緯糸がポリマーにより接合しているので、プルト
ルージョン成形のダイの中で、成形する方向と直交する
方向の織糸がズレルことはなく、優れた特性のＦ　ＲＰ
を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の樹脂補強用１ｍ、物の概略平面図、第２図、第３図および第４図は、第１図に示した樹脂補
強用織物に関して、熱処理条件による熱可塑性ポリマー
の付着状態の違いを示す概略平面図、第５図ないし第８図は、第１図に示した樹脂補強用織物
を織成している様子を示す概略図で、第５図は側面図、
第６図は部分斜視図、第７図および第８図は部分側面図
、である。１・・・・・・・・・・・・たて糸２・・・・・・・・・・・・熱可塑性ポリマー２ａ・・
・・・・・・・熱可塑性ポリマー糸３・・・・・・・・
・・・・よこ糸４．４ａ・・・樹脂補強用織物

Claims

【特許請求の範囲】

樹脂の補強用繊維を経糸および緯糸とする織物であって
、少なくとも一部の経糸にはその長手方向に熱可塑性ポ
リマーを、線状に、かつ連続または不連続に付着せしめ
、該熱可塑性ポリマーが織物の片面にのみ位置している
ことを特徴とする樹脂補強用織物。