(57)【要約】【課題】賦形性が良く、強化繊維糸の歪みやヨレの発生を抑制できる多軸ステッチ基材を提供する。【解決手段】多軸ステッチ基材１の複数枚のシート状部材２Ａ、２Ｂを形成する複数本の強化繊維糸３が、強化繊維からなる多数の不連続繊維１１を同一方向に配向させて形成されている。これにより、多軸ステッチ基材１に対して、強化繊維糸３が延在する方向に引張力Ｐを作用させた場合に、強化繊維糸３の各不連続繊維１１を互いにずれる方向に移動させて、強化繊維糸３を延在方向に伸長させ、多軸ステッチ基材１の変形性能を向上させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の強化繊維糸が並行に配列されたシート状部材を複数枚、各シート状部材の強化繊維糸の配列方向が交差するように積層してステッチ糸で一体化した多軸ステッチ基材において、
前記強化繊維糸は、強化繊維からなる多数の不連続繊維によって構成されたことを特徴とする多軸ステッチ基材。
【請求項２】
前記強化繊維糸は、熱可塑性繊維からなる連続繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載の多軸ステッチ基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の強化繊維糸が並列に配列されたシート状部材を複数枚、各シート状部材の強化繊維糸の配列方向が交差するように積層してステッチ糸で一体化した多軸ステッチ基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、連続した強化繊維を複数本束ねて形成された強化繊維糸が並列に配列されたシート状部材を、各シート状部材の強化繊維糸の配列方向が互いに交差するように積層してステッチ糸にて一体化した、いわゆる多軸ステッチ基材が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０１／６３０３３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の多軸ステッチ基材は、連続した強化繊維を使用して強化繊維糸が形成されているので、強化繊維糸が延在する方向に引張した場合に同方向に伸長させることができない。従って、上記多軸ステッチ基材を、成形型の凹凸部や湾曲部などの複雑な形状部分に沿わせた場合に、かかる形状部分になじまず、多軸ステッチ基材に皺が発生し、賦形性に劣るという問題があった。
【０００５】
そして、多軸ステッチ基材の複雑な形状部分に対応する箇所では、シート状部材の強化繊維糸に歪みやヨレが発生して、かかる部分の繊維強化率が低下するおそれがあり、要求される繊維強化率の条件を満たすために、周辺部分の板厚を厚くする、もしくはパッチを当てる等の種々の対策が別途必要であった。このような種々の対策は煩雑であり、作業工数の増加を招来し、生産性の向上を阻害するものであった。また、繊維強化樹脂成形品の全体重量が増加し、軽量化を阻害するものであった。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、賦形性が良く、強化繊維糸の歪みやヨレの発生を抑制できる多軸ステッチ基材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の多軸ステッチ基材は、複数本の強化繊維糸が並行に配列されたシート状部材を複数枚、各シート状部材の強化繊維糸の配列方向が交差するように積層してステッチ糸で一体化した多軸ステッチ基材において、強化繊維糸は、強化繊維からなる多数の不連続繊維によって構成されたことを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、多軸ステッチ基材に対して、シート状部材の強化繊維糸が延在する方向に引張する力を作用させた場合に、強化繊維糸の各不連続繊維が互いにずれて、強化繊維糸を延在方向に伸長させることができる。従って、多軸ステッチ基材の変形性能を向上させることができ、例えば成形型の凹凸部や湾曲部等の複雑な形状に沿わせて賦形する際に、多軸ステッチ基材に皺を発生させることなく賦形することができる。また、その複雑な形状に対応する箇所において強化繊維糸に歪みやヨレが発生するのを抑制することができ、かかる箇所における繊維強化率の低下を防ぐことができる。
【０００９】
さらに、本発明による強化繊維糸の好適な実施の形態において、強化繊維糸は、熱可塑性繊維からなる連続繊維を含む構成としてもよい。強化繊維糸が不連続繊維だけで構成されている場合、例えば多軸ステッチ基材の自重等によって各不連続繊維が互いにずれて強化繊維糸が伸長し、多軸ステッチ基材が自己の形状を一定に保つことができず、賦形前や賦形後に多軸ステッチ基材の形状が歪むおそれがあるが、強化繊維糸に熱可塑性繊維からなる連続繊維を含ませることによって、その連続繊維の連続性により各不連続繊維のずれを抑制でき、強化繊維糸の伸長を防いで多軸ステッチ基材の形状を一定に保つことができる。
【００１０】
そして、連続繊維の熱可塑性によって、熱を加えたときだけ強化繊維糸を引っ張り方向に伸長させることができ、強化繊維糸の延在方向に多軸ステッチ基材を変形させることができる。従って、例えば多軸ステッチ基材を成形型に重ねて加熱手段により加熱し、成形型に押し付けることによって所望形状に賦形することができ、賦形後に冷却して固化させることによって、かかる形状を維持させ、多軸ステッチ基材の形状が崩れるのを防ぐことができる。従って、多軸ステッチ基材の形状安定性と取扱性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、多軸ステッチ基材の変形性能を向上させることができ、例えば成形型の凹凸部や湾曲部等の複雑な形状に沿わせて賦形する際に、多軸ステッチ基材に皺を発生させることなく賦形することができる。また、その複雑な形状に対応する箇所において強化繊維糸に歪みやヨレが発生するのを抑制することができる。従って、良好な品位のプリフォームを得ることができ、例えばマトリックス樹脂を含浸させて繊維強化樹脂を構成した場合には、所期の繊維強化率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１は、本実施の形態における多軸ステッチ基材１の構成を概略的に示す斜視図、図２は、強化繊維糸３の構成を説明するための図、図３は、多軸ステッチ基材１に対して強化繊維糸３が延在する方向に引張力Ｐを作用させた状態を示す図である。
【００１３】
多軸ステッチ基材１は、図１に示すように、２枚のシート状部材２Ａ、２Ｂが上下に積層された状態でステッチ糸４によってステッチ縫合されて一体化されている。各シート状部材２Ａ、２Ｂは、複数本の強化繊維糸３が並行に配列されて形成されており、各シート状部材２Ａ、２Ｂ間で強化繊維糸３の配列方向が交差するように積層されている。
【００１４】
上層のシート状部材２Ａは、ステッチ糸４の延在方向に対して強化繊維糸３が＋４５°方向に傾斜する角度で配列され、下層のシート状部材２Ｂは、ステッチ糸４が延びる方向に対して強化繊維糸が−４５°方向に傾斜する角度で配列されている。
【００１５】
ステッチ糸４は、ポリエステル等の合成繊維糸からなり、２枚のシート状部材２Ａ、２Ｂを上下に貫くチェーンステッチによりシート状部材２Ａ、２Ｂの強化繊維糸３を拘束して、各シート状部材２Ａ、２Ｂを固定している。ステッチ糸４は、図１に示すように、多軸ステッチ基材１にて一直線状に延在し、複数本が互いに所定間隔をあけて平行に整列するように縫い付けられている。各ステッチ糸４の間隔は、シート状部材２Ａ、２Ｂが積層された状態で、後述する強化繊維糸３の不連続繊維１１がバラケない間隔に設定されている。
【００１６】
本実施の形態における強化繊維糸３は、概略的に示す拡大図である図２（ａ）に細線で示されるように、強化繊維からなる多数の不連続繊維１１によって構成されている。不連続繊維１１は、一本の繊維長さが約１０センチメートル〜２０センチメートル程度の長さを有する不連続な繊維である。不連続繊維１１は、同方向に配向されて束状に集合され、繊維方向に連続している。
【００１７】
強化繊維糸３は、その延在方向に引張する力を作用させた場合に、各不連続繊維１１が互いにずれる方向に移動して、強化繊維糸３を延在方向に伸長させることができるように各不連続繊維１１を撚って絡めて形成されている。上記において使用される強化繊維は、特に限定されず、繊維強化樹脂の強化繊維として用いられる全ての繊維を適用することができる。例えば炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
【００１８】
また、強化繊維糸３は、熱可塑性繊維からなる連続繊維１２を含んでいる。連続繊維１２は、図２（ａ）に太線で示すように、切れ目のない一本の連続した繊維であり、その連続性によって各不連続繊維１１の繊維方向への移動、すなわち不連続線１１のずれを抑制し、強化繊維糸３の伸長を防いで多軸ステッチ基材１の形状を一定に保つことができる。
【００１９】
連続繊維１２は、加熱により軟化して各不連続繊維１１のずれを許容し、強化繊維糸３を伸長させて、多軸ステッチ基材１の形状を変形させることができるようになっている。上記において使用される熱可塑性繊維は、特に限定されず、例えばポリエチレンやポリプロピレン等が上げられる。
【００２０】
なお、図２（ａ）において不連続繊維１１と連続繊維１２を示す線は、説明の便宜上、線の太さを相違させて示したものであり、不連続繊維１１と連続繊維１２の実際の太さ関係を示すものではない。
【００２１】
従来の多軸ステッチ基材は、強化繊維糸１００の構成を概略的に示す拡大図である図２（ｂ）に示されるように、強化繊維糸１００が強化繊維からなる連続繊維１０１で構成されており、強化繊維糸１００の延在方向に引張力を作用させても強化繊維糸１００を伸長させることができない。
【００２２】
これに対して、上記した本発明の多軸ステッチ基材１は、多軸ステッチ基材１に熱を加えた状態で、多軸ステッチ基材１に対して、図３に示すように、シート状部材２Ａ、２Ｂの強化繊維糸３が延在する方向に引張力Ｐを作用させた場合に、強化繊維糸３の各不連続繊維１１が互いにずれる方向に移動して、強化繊維糸３を延在方向に伸長させることができる。
【００２３】
従って、本発明の多軸ステッチ基材１は、多軸ステッチ基材１の変形性能を飛躍的に向上させることができ、例えば図示していない成形型の凹凸部や湾曲部等の複雑な形状に沿わせて賦形する際に、多軸ステッチ基材１に皺を発生させることなく賦形することができる。また、その複雑な形状に対応する箇所において強化繊維糸３に歪みやヨレが発生するのを抑制することができる。従って、良好な品位のプリフォームを得ることができ、例えばマトリックス樹脂を含浸させて繊維強化樹脂を構成した場合には、所期の繊維強化率を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の多軸ステッチ基材１によれば、強化繊維糸３が熱可塑性繊維からなる連続繊維１２を含む構成を有するので、その連続繊維１２の連続性により各不連続繊維１１のずれを抑制でき、強化繊維糸３の伸長を防いで多軸ステッチ基材１の形状を一定に保つことができる。そして、連続繊維１２の熱可塑性によって、熱を加えたときだけ強化繊維糸３を引っ張り方向に伸長させることができ、シート状部材２Ａ、２Ｂの強化繊維糸３の延在方向に多軸ステッチ基材１を変形させることができる。従って、例えば多軸ステッチ基材１を成形型に重ねて加熱手段により加熱し、成形型に押し付けることによって所望形状に賦形することができ、賦形後に冷却して固化させることによって、かかる形状を維持させ、多軸ステッチ基材１の形状が崩れるのを防ぐことができる。従って、多軸ステッチ基材１の形状安定性と取扱性を向上させることができる。
【００２５】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、多軸ステッチ基材１が、上下２層のシート状部材２Ａ、２Ｂからなる２軸ステッチ基材の場合を例に説明したが、３層以上のシート状部材からなる多軸ステッチ基材１でもよい。また、ステッチ糸４に対する強化繊維糸３の傾斜角度を＋４５°と−４５°の場合を例に説明したが、かかる傾斜角も適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態における多軸ステッチ基材の構成を概略的に示す斜視図。
【図２】強化繊維糸の構成を説明する図。
【図３】多軸ステッチ基材に対して強化繊維糸が延在する方向に引張力を作用させた状態を示す図。
【符号の説明】
【００２７】
１  多軸ステッチ基材
２  シート状部材
２Ａ  上層のシート状部材
２Ｂ  下層のシート状部材
３  強化繊維糸
４  ステッチ糸
１１  不連続繊維
１２  連続繊維
Ｐ  引張力
【図１】
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【図２】
2009249784.tif 000004
【図３】
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