JP2001226850A - Reinforcing fiber fabric, method for producing the same and prepreg using the reinforcing fiber fabric - Google Patents
Reinforcing fiber fabric, method for producing the same and prepreg using the reinforcing fiber fabricInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ックの強化材等の複合材料として使用した場合に優れた
機械的特性を発現する補強繊維布帛およびその製造方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reinforcing fiber cloth which exhibits excellent mechanical properties when used as a composite material such as a reinforcing material of a fiber-reinforced plastic, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガラス繊維や炭素繊維などの補強繊維を
用いて形成された織物、編物、不織布などの布帛は、プ
ラスチックやコンクリートの強化材として使用されるこ
とが多い。これらの布帛の機械的特性を最大限に引き出
すためには、強化材として使用する際に、布帛を構成す
る糸の乱れや目ずれがなく、形状が安定していることが
要求される。繊維強化プラスチックの製造においては、
補強繊維布帛に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを
使用する場合が多く、含浸法としては、樹脂溶液を使用
する浸漬法（ラッカー法）、溶融樹脂を使用するホット
メルト法等がある。浸漬法は、含浸に使用する樹脂とし
て固体の樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液を用いて、こ
の樹脂溶液中に布帛を浸漬する方法であり、より一般的
であるが、補強繊維布帛を樹脂溶液中に浸漬すると、補
強繊維のフィラメント同士が互いに収束して、布帛に目
開きが生じるという問題があった。そのため、布帛を樹
脂溶液中に浸漬した場合にも布帛の形状を安定に維持す
るために、様々な方法が検討されている。2. Description of the Related Art Fabrics such as woven fabrics, knitted fabrics and nonwoven fabrics formed using reinforcing fibers such as glass fibers and carbon fibers are often used as reinforcing materials for plastics and concrete. In order to maximize the mechanical properties of these fabrics, when used as a reinforcing material, it is required that the yarns constituting the fabrics have no disturbance or misalignment and have a stable shape. In the production of fiber reinforced plastics,
In many cases, a prepreg in which a thermosetting resin is impregnated into a reinforcing fiber cloth is used. Examples of the impregnation method include a dipping method using a resin solution (lacquer method) and a hot melt method using a molten resin. The dipping method is a method in which a cloth is immersed in a resin solution using a resin solution obtained by dissolving a solid resin in a solvent as a resin to be used for the impregnation. When immersed in the solution, the filaments of the reinforcing fibers converge with each other, and there is a problem that the fabric is opened. Therefore, various methods have been studied to stably maintain the shape of the fabric even when the fabric is immersed in a resin solution.
【０００３】布帛の形状を安定させる方法としては、例
えば、補強繊維に低融点の熱融着性樹脂をカバリングし
て織物を形成し、ついでこの織物を加熱して樹脂を融着
させる方法、特開昭６４−４０６３２号公報等に開示さ
れている、補強繊維と熱可塑性樹脂繊維を同時に製織し
て織物とし、その後加熱して熱可塑性樹脂を軟化、溶融
後固化させて目止めする方法等がある。また、特開平８
−１５８２０７号公報に開示されている、補強繊維から
なる粗密度の織物に熱可塑性樹脂の溶融樹脂を塗布した
後、この樹脂を固化し、縦糸と横糸を結着させる方法等
も提案されている。As a method of stabilizing the shape of a fabric, for example, a method of covering a reinforcing fiber with a low melting point heat-fusible resin to form a woven fabric, and then heating the woven fabric to fuse the resin, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 64-40632 discloses a method in which reinforcing fibers and thermoplastic resin fibers are simultaneously woven into a woven fabric, and then heated to soften the thermoplastic resin, solidify after melting, and then plug. is there. Also, Japanese Patent Application Laid-Open
JP-A-158207 discloses a method in which a molten resin of a thermoplastic resin is applied to a coarse-density woven fabric made of reinforcing fibers, and then the resin is solidified to bind warp yarns and weft yarns. .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６４−４０６３２号公報に開示されている方法では、補
強繊維と平行に配置されている補助糸のみに熱可塑性樹
脂が付着していて、補助糸同士または補助糸と補強繊維
とは接着しているものの、補強繊維同士は全く接着され
ていない。よって、この織物に浸漬法で樹脂溶液を含浸
してプリプレグを製造する場合、含浸時に補強繊維同士
が収束してしまい、その結果、目開きのある織物となっ
てしまう。また、幅広の扁平な補強繊維に糸で目止めす
ることは極めて困難である。特開平８−１５８２０７号
公報に開示されている方法でも、溶融樹脂を塗布する時
に補強繊維が収束してしまい、目開きのある織物となっ
てしまう。また、熱可塑性樹脂で縦糸と横糸を結着させ
て得られた織物は風合いが硬く、柔軟性に劣る。さら
に、縦糸と横糸を結着させるための熱可塑性樹脂量が多
くなると、布帛の表面特性が変化して、プリプレグを製
造する工程で樹脂溶液が含浸されにくくなる場合、すな
わち樹脂溶液含浸性が低下する場合がある。However, in the method disclosed in JP-A-64-40632, the thermoplastic resin adheres only to the auxiliary yarns arranged in parallel with the reinforcing fibers, and Although the yarns or the auxiliary yarn and the reinforcing fiber are bonded, the reinforcing fiber is not bonded at all. Therefore, when a prepreg is manufactured by impregnating the woven fabric with a resin solution by an immersion method, the reinforcing fibers converge during the impregnation, resulting in a woven fabric having openings. Also, it is extremely difficult to fill wide flat reinforcing fibers with a thread. Even with the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-158207, the reinforcing fibers converge when the molten resin is applied, resulting in a fabric having openings. Further, the woven fabric obtained by binding the warp and the weft with a thermoplastic resin has a hard feel and is inferior in flexibility. Further, when the amount of the thermoplastic resin for binding the warp and the weft increases, the surface characteristics of the fabric change, and the resin solution is hardly impregnated in the process of manufacturing the prepreg. May be.
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、目開きがなく、さらに、補強繊維からなる織物等の
布帛に浸漬法で樹脂溶液を含浸しプリプレグを製造する
場合にも、補強繊維を形成しているフィラメント同士が
収束しない補強繊維布帛を提供することを課題とする。[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances, has no openings, and furthermore, when a prepreg is produced by impregnating a cloth such as a woven fabric made of reinforcing fibers with a resin solution by a dipping method. It is an object of the present invention to provide a reinforcing fiber cloth in which the filaments forming the fiber do not converge.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の補強繊維布帛
は、補強繊維で構成された補強繊維布帛であり、補強繊
維を形成しているフィラメントの少なくとも一部が、熱
可塑性樹脂の融着によって互いに部分的に接合されてい
ることを特徴とする。上記補強繊維布帛は、補強繊維か
らなる縦糸と横糸が製織された織物であることが好まし
い。上記補強繊維布帛は、熱可塑性樹脂の含有量が１０
重量％以下であることが好ましい。上記補強繊維は、フ
ィラメント数１０００〜３００００本の炭素繊維である
ことが好ましい。上記補強繊維布帛は、開口率が５％以
下であることが好ましい。また、上記織物は、織物目付
けが２５０ｇ／ｍ2 以下であることが好ましい。さら
に、上記織物は、縦糸および横糸の糸幅が、３ｍｍ以上
であることが好ましい。上記補強繊維布帛は、プリプレ
グ形成用の樹脂溶液を含浸した際の縦糸および横糸の糸
幅の変化率が、２０％以下であることが好ましい。本発
明のプルプレグは、上記補強繊維布帛に対して、３０〜
６０重量％の樹脂が含浸されていることを特徴とする。The reinforcing fiber cloth of the present invention is a reinforcing fiber cloth composed of reinforcing fibers, wherein at least a part of the filaments forming the reinforcing fibers is fused by a thermoplastic resin. It is characterized by being partially joined to each other. The reinforcing fiber cloth is preferably a woven fabric in which warp yarns and weft yarns made of reinforcing fibers are woven. The reinforcing fiber cloth has a thermoplastic resin content of 10%.
It is preferable that the content be not more than weight%. The reinforcing fiber is preferably a carbon fiber having 1,000 to 30,000 filaments. The reinforcing fiber fabric preferably has an opening ratio of 5% or less. The woven fabric preferably has a fabric weight of 250 g / m 2 or less. Further, in the woven fabric, the warp and the weft preferably have a yarn width of 3 mm or more. The reinforcing fiber cloth preferably has a yarn width change rate of the warp and the weft of 20% or less when impregnated with a resin solution for forming a prepreg. The prepreg of the present invention has a content of 30 to
It is characterized by being impregnated with 60% by weight of resin.
【０００７】本発明の補強繊維布帛の製造方法は、熱可
塑性樹脂エマルジョンが塗布された補強繊維を用いて布
帛を製造し、ついで、この布帛を熱処理することを特徴
とする。または、本発明の補強繊維布帛の製造方法は、
補強繊維への熱可塑性樹脂エマルジョンの塗布と、補強
繊維の開繊拡幅処理とを行った後、この補強繊維を用い
て布帛を製造し、ついで、この布帛を熱処理することを
特徴とする。上記製造方法は、布帛が、補強繊維からな
る縦糸と横糸が製織された織物である場合に特に適して
いる。上記製造方法においては、補強繊維への熱可塑性
樹脂エマルジョンの塗布と、補強繊維の開繊拡幅処理が
連続的に行われることが好ましい。[0007] The method for producing a reinforcing fiber cloth according to the present invention is characterized in that a cloth is produced using reinforcing fibers to which a thermoplastic resin emulsion has been applied, and then this cloth is heat-treated. Alternatively, the method for producing a reinforcing fiber cloth of the present invention comprises:
After the application of the thermoplastic resin emulsion to the reinforcing fibers and the spreading and widening of the reinforcing fibers, a fabric is manufactured using the reinforcing fibers, and then the fabric is heat-treated. The above manufacturing method is particularly suitable when the fabric is a woven fabric obtained by weaving warp yarns and weft yarns made of reinforcing fibers. In the above manufacturing method, it is preferable that the application of the thermoplastic resin emulsion to the reinforcing fibers and the spreading and widening of the reinforcing fibers be performed continuously.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の補強繊維布帛は、補強繊維で構成されていて、
補強繊維を形成しているフィラメントのうちの少なくと
も一部が、熱可塑性樹脂の融着によって互いに部分的に
接合されているものである。補強繊維は、１本のフィラ
メントからなるモノフィラメント糸、または、複数のフ
ィラメントからなるマルチフィラメント糸であり、布帛
の形態としては、織物、編物、不織布等が挙げられる。
使用される補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、
アルミナ繊維などの無機繊維や、アラミド繊維などの有
機繊維が挙げられる。これらは用途に応じて選択するこ
とができるが、炭素繊維は、特に軽量で比強度および比
弾性率に優れ、さらに、耐熱性、耐薬品性にも優れてい
るため、強化材として好ましい。また、炭素繊維のフィ
ラメント数は１０００〜３００００本であることが好ま
しい。フィラメント数が１０００本未満では、仮撚りに
よる開繊拡幅処理が困難になる場合があり、３００００
本を超えると、開繊による拡幅処理は容易であるが、製
織時において、拡幅した横糸を挿入する特殊設備が必要
となり非常に困難になる場合がある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The reinforcing fiber fabric of the present invention is composed of reinforcing fibers,
At least a part of the filaments forming the reinforcing fibers are partially joined to each other by fusion of a thermoplastic resin. The reinforcing fiber is a monofilament yarn composed of one filament or a multifilament yarn composed of a plurality of filaments. Examples of the form of the fabric include a woven fabric, a knitted fabric, and a nonwoven fabric.
The reinforcing fibers used include glass fiber, carbon fiber,
Examples include inorganic fibers such as alumina fibers and organic fibers such as aramid fibers. These can be selected according to the application, but carbon fibers are particularly preferable as a reinforcing material because they are particularly lightweight, have excellent specific strength and specific elastic modulus, and are also excellent in heat resistance and chemical resistance. Further, the number of filaments of the carbon fibers is preferably 1000 to 30,000. If the number of filaments is less than 1,000, the spreading and widening treatment by false twisting may be difficult, and
When the number of the wefts exceeds the number, the widening process by spreading is easy, but special equipment for inserting the widened weft is required at the time of weaving, which may be very difficult.
【０００９】熱可塑性樹脂は、この補強繊維布帛に樹脂
溶液を浸漬法で含浸させてプリプレグを製造する場合
に、補強繊維布帛に目開きが生じないようにフィラメン
ト同士を接合しているものであり、アクリル系、ポリエ
ステル系、ポリアミド系等の樹脂が使用される。補強繊
維布帛の目開きは、樹脂溶液の含浸によって補強繊維布
帛を構成しているフィラメント同士が収束してしまい、
補強繊維布帛中におけるフィラメントの密度が不均一に
なることによって生じる。しかし、このように熱可塑性
樹脂の融着によってフィラメントを部分的に接合させる
ことにより、樹脂含浸時等にもフィラメント同士が収束
せず、補強繊維布帛に目開きが生じないため、補強繊維
布帛を強化材として使用した場合にも、補強繊維布帛の
形状や補強繊維布帛の機械的特性を維持することができ
る。さらに、熱可塑性樹脂は、フィラメントに対して部
分的にのみ融着していてフィラメント全体を被覆してい
ないため、補強繊維布帛の表面特性、風合い、ドレープ
性等に大きな影響を与えない。したがって、樹脂溶液を
浸漬法で含浸させてプリプレグを製造する場合にも、樹
脂溶液の含浸性を低下させることなく、補強繊維布帛の
形状および特性を維持することができる。補強繊維布帛
中の熱可塑性樹脂の含有量には特に制限はないが、１０
重量％以下が好ましい。含有量が１０重量％を超える
と、補強繊維布帛の風合いが硬くなったり、プリプレグ
を製造する場合の樹脂溶液含浸性が低下する場合があ
る。When a prepreg is produced by impregnating the reinforcing fiber cloth with a resin solution by a dipping method, the thermoplastic resin joins the filaments so that the reinforcing fiber cloth does not have openings. Acrylic, polyester, and polyamide resins are used. The opening of the reinforcing fiber cloth is such that the filaments constituting the reinforcing fiber cloth converge due to the impregnation of the resin solution,
This is caused by non-uniform filament density in the reinforcing fiber fabric. However, since the filaments are partially joined by the fusion of the thermoplastic resin in this manner, the filaments do not converge even at the time of resin impregnation or the like, and since the openings do not occur in the reinforcing fiber cloth, the reinforcing fiber cloth is used. Even when used as a reinforcing material, the shape of the reinforcing fiber cloth and the mechanical properties of the reinforcing fiber cloth can be maintained. Furthermore, since the thermoplastic resin is only partially fused to the filament and does not cover the entire filament, the thermoplastic resin does not significantly affect the surface characteristics, texture, drapeability, and the like of the reinforcing fiber cloth. Therefore, even when the prepreg is manufactured by impregnating the resin solution by the dipping method, the shape and characteristics of the reinforcing fiber cloth can be maintained without lowering the impregnating property of the resin solution. There is no particular limitation on the content of the thermoplastic resin in the reinforcing fiber cloth.
% By weight or less is preferred. If the content exceeds 10% by weight, the texture of the reinforcing fiber cloth may become hard, or the impregnating property of the resin solution in producing a prepreg may decrease.
【００１０】熱可塑性樹脂は、補強繊維布帛を構成して
いるすべてのフィラメントに対して部分的に融着してい
て、この熱可塑性樹脂によって、フィラメント同士が互
いに接合されていることが好ましいが、補強繊維布帛を
構成しているフィラメントの一部のみが互いに部分的に
接合されていてもよい。例えば、織物、編物、不織布等
の補強繊維布帛の、特定の部分を構成しているフィラメ
ントにのみ熱可塑性樹脂が分散して融着していて、この
熱可塑性樹脂の融着によって、特定の部分のフィラメン
トのみが互いに接合されていてもよい。また、布帛の形
態が織物である場合には、縦糸または横糸のどちらか一
方を構成するフィラメントのみに熱可塑性樹脂が分散し
て融着していて、この熱可塑性樹脂の融着によって、縦
糸または横糸のどちらか一方の糸を形成しているフィラ
メント同士のみが互いに部分的に接合されていてもよ
い。The thermoplastic resin is partially fused to all the filaments constituting the reinforcing fiber cloth, and the filaments are preferably bonded to each other by the thermoplastic resin. Only a part of the filaments constituting the reinforcing fiber cloth may be partially joined to each other. For example, in a reinforcing fiber cloth such as a woven fabric, a knitted fabric, and a nonwoven fabric, a thermoplastic resin is dispersed and fused only to a filament constituting a specific portion, and the specific portion is formed by the fusion of the thermoplastic resin. May be joined to each other. When the form of the fabric is a woven fabric, the thermoplastic resin is dispersed and fused only to the filaments constituting either the warp or the weft, and the fusion of the thermoplastic resin causes the warp or the weft to be formed. Only the filaments forming either one of the wefts may be partially joined to each other.
【００１１】図１は、本発明の補強繊維布帛１０の一形
態であり、この補強繊維布帛１０の一部分を模式的に示
す斜視図である。この補強繊維布帛１０は縦糸１１と横
糸１２が製織された織物であり、縦糸１１と横糸１２は
それぞれ、補強繊維のマルチフィラメント糸が扁平形状
に開繊拡幅された糸からなる。縦糸１１と横糸１２を形
成しているマルチフィラメント糸の各フィラメント１３
の間には、熱可塑性樹脂１４が部分的に存在していて、
この熱可塑性樹脂１４の融着によってフィラメント１３
同士が互いに接合されている。また、熱可塑性樹脂１４
は、フィラメント１３の間だけでなく、フィラメント１
３の表面にも部分的に融着していてもかまわない。この
補強繊維布帛１０においては、開繊拡幅された縦糸１１
および横糸１２は、通常、糸幅が３ｍｍ以上で、厚みが
０．０４〜０．１５ｍｍである。糸幅が３ｍｍ未満で
は、低目付で開口率が５％以下の織物の製織は困難な場
合がある。また、厚みが０．０４ｍｍ未満では、例えば
熱可塑性樹脂原料として、熱可塑性樹脂粒子が液相中に
分散している熱可塑性樹脂エマルジョンを使用して、こ
のエマルジョンを糸に塗布した場合、糸の収束が起こり
やすくなる。一方、厚みが０．１５ｍｍを超えると、熱
可塑性樹脂エマルジョンが繊維内部に浸透せず、フィラ
メント１３同士の接合が不十分となる場合がある。よっ
て、このような幅と厚みを有する縦糸１１および横糸１
２を製織することによって、より低目付で軽量な補強繊
維布帛１０が得られる。また、この補強繊維布帛１０を
樹脂溶液に浸漬した際の、縦糸１１および横糸１２の糸
幅の変化率が、２０％以下であることが好ましい。変化
率が２０％を超えると、浸漬法で、この補強布帛繊維１
０に樹脂溶液を含浸させる際に、目開きが大きくなり、
補強繊維布帛１０の形状がくずれるとともに、強化材と
しての特性を発揮できない場合がある。また、補強繊維
布帛１０の織物目付けは２５０ｇ／ｍ2 以下であること
が好ましい。織物目付を２５０ｇ／ｍ2 以下とすると、
補強繊維布帛１０の重量が小さく、強化材として使用し
た場合に軽量な複合材料を得ることができる。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a part of the reinforcing fiber fabric 10 according to one embodiment of the present invention. The reinforcing fiber cloth 10 is a woven fabric in which a warp yarn 11 and a weft yarn 12 are woven, and each of the warp yarn 11 and the weft yarn 12 is a yarn in which a multifilament yarn of a reinforcing fiber is spread and widened into a flat shape. Each filament 13 of the multifilament yarn forming the warp yarn 11 and the weft yarn 12
In between, the thermoplastic resin 14 is partially present,
The fusion of the thermoplastic resin 14 causes the filament 13
Are joined together. In addition, the thermoplastic resin 14
Not only between filaments 13 but also between filaments 1
3 may be partially fused to the surface. In this reinforcing fiber cloth 10, the warp yarn 11 which has been spread and widened is used.
And the weft 12 usually has a yarn width of 3 mm or more and a thickness of 0.04 to 0.15 mm. If the yarn width is less than 3 mm, weaving a woven fabric having a low basis weight and an opening ratio of 5% or less may be difficult. When the thickness is less than 0.04 mm, for example, when a thermoplastic resin emulsion in which thermoplastic resin particles are dispersed in a liquid phase is used as a thermoplastic resin raw material and this emulsion is applied to the yarn, Convergence is likely to occur. On the other hand, when the thickness exceeds 0.15 mm, the thermoplastic resin emulsion does not penetrate into the fiber, and the bonding between the filaments 13 may be insufficient. Therefore, the warp yarn 11 and the weft yarn 1 having such a width and a thickness.
By weaving No. 2, a lighter weight and lower reinforcing fiber fabric 10 can be obtained. Further, when the reinforcing fiber cloth 10 is immersed in the resin solution, the change rate of the yarn width of the warp yarn 11 and the weft yarn 12 is preferably 20% or less. When the rate of change exceeds 20%, the reinforcing fabric fiber 1 is immersed.
When impregnating the resin solution with 0, the aperture increases,
In some cases, the shape of the reinforcing fiber fabric 10 is lost, and the properties as a reinforcing material cannot be exhibited. Further, the fabric weight of the reinforcing fiber cloth 10 is preferably 250 g / m 2 or less. When the fabric weight is 250 g / m 2 or less,
The weight of the reinforcing fiber fabric 10 is small, and a lightweight composite material can be obtained when used as a reinforcing material.
【００１２】さらに、補強繊維布帛１０の開口率は小さ
い方が好ましく、好ましくは５％以下である。開口率の
大きな織物は、縦糸１１と横糸１２の交差点における各
糸の屈曲度合い、すなわちクリンプが大きいため、機械
的特性を最大限に発揮できず、また、外観も悪いため商
品価値が劣る。開口率が５％を超えると、補強繊維布帛
１０の目開きが多く、この補強繊維布帛１０を強化材と
して使用した場合に、機械的特性が十分に発現しない場
合がある。ここでいう開口率とは、織物において、１０
０ｍｍ×１００ｍｍの単位面積における、縦糸１１また
は横糸１２のいずれもが存在しない開口部の合計面積の
比率である。開口部の面積測定は、（株）キーエンス
製、ＣＶ−１００等の市販の画像処理センサーを使用
し、下記の計算式により求めることができる。開口率
（％）＝開口部の面積の和（ｍｍ2）×１００／１００
００（ｍｍ2）Further, the opening ratio of the reinforcing fiber cloth 10 is preferably small, more preferably 5% or less. The woven fabric having a large opening ratio has a large degree of bending of each yarn at the intersection of the warp yarn 11 and the weft yarn 12, that is, a crimp, so that the mechanical characteristics cannot be maximized, and the appearance is poor, and the commercial value is poor. When the opening ratio exceeds 5%, the openings of the reinforcing fiber cloth 10 are large, and when the reinforcing fiber cloth 10 is used as a reinforcing material, the mechanical properties may not be sufficiently exhibited. The aperture ratio here is 10% in the woven fabric.
This is the ratio of the total area of the openings where neither the warp yarn 11 nor the weft yarn 12 exists in a unit area of 0 mm × 100 mm. The area of the opening can be measured using a commercially available image processing sensor such as CV-100 manufactured by KEYENCE CORPORATION using the following formula. Aperture ratio (%) = sum of the areas of the openings (mm 2 ) × 100/100
00 (mm 2 )
【００１３】図１に示す補強繊維布帛１０は、例えば、
熱可塑性樹脂原料として、熱可塑性樹脂粒子が液相中に
分散している熱可塑性樹脂エマルジョンを使用して、次
のように製造することができる。まず、図２〜４に示す
ような、補強繊維２１に熱可塑性樹脂エマルジョン２２
を塗布する塗布装置２３と、補強繊維２１を乾燥する乾
燥器２４と、補強繊維２１を開繊拡幅する開繊拡幅装置
２５と、補強繊維２１を巻き取る巻き取り機２６が連続
的に備えられた開繊塗布装置２０を使用して、補強繊維
２１への熱可塑性樹脂エマルジョン２２の塗布と、補強
繊維２１の開繊拡幅処理を連続的に行う。ここで、熱可
塑性樹脂エマルジョン２２の塗布と、開繊拡幅処理はど
ちらを先に行ってもよい。図２に示すように、熱可塑性
樹脂エマルジョン２２を塗布した後に開繊拡幅処理を行
うと、最終的に得られる補強繊維布帛１０は、柔らかい
風合いが維持されたものとなり、図３に示すように、開
繊拡幅処理後に熱可塑性樹脂エマルジョン２２を塗布す
ると、扁平形状に開繊拡幅された補強繊維２１の糸幅が
より安定に固定され、最終的に得られる補強繊維布帛１
０は、より形状が安定なものとなる。また、乾燥器２４
は、塗布装置２３で補強繊維２１に塗布された熱可塑性
樹脂エマルジョン２２の液体成分を気化させ補強繊維２
１を乾燥させるためのものであり、塗布装置２３に次い
で設けられる。The reinforcing fiber cloth 10 shown in FIG.
As a thermoplastic resin raw material, a thermoplastic resin emulsion in which thermoplastic resin particles are dispersed in a liquid phase is used, and can be produced as follows. First, as shown in FIGS.
Coating device 23, a dryer 24 for drying the reinforcing fibers 21, an opening and spreading device 25 for opening and widening the reinforcing fibers 21, and a winding machine 26 for winding the reinforcing fibers 21 are continuously provided. The application of the thermoplastic resin emulsion 22 to the reinforcing fibers 21 and the spreading and widening of the reinforcing fibers 21 are continuously performed by using the spread fiber applying device 20. Here, either of the application of the thermoplastic resin emulsion 22 and the spreading and widening process may be performed first. As shown in FIG. 2, when the spreading and widening process is performed after the thermoplastic resin emulsion 22 is applied, the finally obtained reinforcing fiber cloth 10 maintains a soft texture, as shown in FIG. 3. When the thermoplastic resin emulsion 22 is applied after the spread-spreading process, the yarn width of the reinforcing fibers 21 spread and spread in a flat shape is more stably fixed, and the finally obtained reinforcing fiber cloth 1 is obtained.
A value of 0 makes the shape more stable. The dryer 24
Is to evaporate the liquid component of the thermoplastic resin emulsion 22 applied to the reinforcing fibers 21 by the coating device 23,
1 for drying, and is provided next to the coating device 23.
【００１４】ここで使用される塗布装置２３としては、
浸漬法、ロールタッチ法、ロールコート法、スプレー法
等で補強繊維２１に熱可塑性樹脂エマルジョン２２を塗
布できる装置であれば特に制限はないが、図２および図
３に示すように、塗布ローラー２３ａを具備し、ロール
タッチ法やロールコート法でエマルジョンを塗布できる
装置が好ましい。塗布ローラー２３ａを使用すると、塗
布ローラー２３ａの幅や回転数、補強繊維２１の塗布ロ
ーラー２３ａへの接触長さ等の塗布条件を変化させた
り、塗布ローラー２３ａに、このローラー２３ａへの熱
可塑性樹脂エマルジョン２２の付着量を調節するための
ナイフ２３ｂを設けることによって、補強繊維２１への
熱可塑性樹脂エマルジョン２２の塗布量を容易に調整で
き、かつ、補強繊維２１に均一に塗布することができ
る。塗布ローラー２３ａは、例えば、図２および図３に
示すように開繊前または開繊後の補強繊維２１の下方に
配されていても、図４に示すように補強繊維２１の上方
等に配されていてもよく、所望の塗布条件等に応じて適
宜決定される。The coating device 23 used here is as follows.
There is no particular limitation as long as the apparatus can apply the thermoplastic resin emulsion 22 to the reinforcing fibers 21 by an immersion method, a roll touch method, a roll coating method, a spray method, or the like, but as shown in FIGS. And a device capable of applying the emulsion by a roll touch method or a roll coating method. When the application roller 23a is used, the application conditions such as the width and the number of rotations of the application roller 23a, the contact length of the reinforcing fiber 21 with the application roller 23a, and the like are changed. By providing the knife 23b for adjusting the amount of the emulsion 22 attached, the amount of the thermoplastic resin emulsion 22 applied to the reinforcing fibers 21 can be easily adjusted and can be uniformly applied to the reinforcing fibers 21. The application roller 23a may be disposed below the reinforcing fibers 21 before or after opening as shown in FIGS. 2 and 3, for example, or above the reinforcing fibers 21 as shown in FIG. And may be appropriately determined according to desired application conditions and the like.
【００１５】また、図３に示すように、一旦塗布された
熱可塑性樹脂エマルジョン２２を拭き取るための拭き取
り治具２７を、塗布ローラー２３ａに次いで設けてもよ
い。このような拭き取り治具２７を設けることによっ
て、補強繊維２１上に一旦塗布された熱可塑性樹脂エマ
ルジョン２２の任意の部分を拭き取り、所望の部分のみ
に熱可塑性樹脂１４粒子が付着した状態になるように制
御できる。例えば、塗布ローラー２３ａで、補強繊維２
１の幅方向全体に熱可塑性樹脂エマルジョン２２を塗布
した後、幅方向の両端部分に塗布された熱可塑性樹脂エ
マルジョン２２を拭き取り治具２７で拭き取ることによ
って、図５に示すように、補強繊維２１の中央部分２１
ａのフィラメント１３にのみ熱可塑性樹脂１４粒子が付
着された補強繊維２１を得ることができる。このように
して、熱可塑性樹脂１４の付着量や、付着箇所を適宜制
御してもよい。Further, as shown in FIG. 3, a wiping jig 27 for wiping the thermoplastic resin emulsion 22 once applied may be provided next to the application roller 23a. By providing such a wiping jig 27, an arbitrary portion of the thermoplastic resin emulsion 22 once applied onto the reinforcing fibers 21 is wiped, so that the thermoplastic resin 14 particles adhere to only the desired portion. Can be controlled. For example, with the application roller 23a, the reinforcing fibers 2
After the thermoplastic resin emulsion 22 is applied to the entire width direction of 1, the thermoplastic resin emulsion 22 applied to both end portions in the width direction is wiped off with a wiping jig 27, as shown in FIG. Central part 21 of
It is possible to obtain the reinforcing fibers 21 in which the thermoplastic resin particles 14 are attached only to the filaments 13a. In this way, the amount of the thermoplastic resin 14 attached and the location of the attachment may be appropriately controlled.
【００１６】ここで使用される熱可塑性樹脂エマルジョ
ン２２としては、液相中に分散している熱可塑性樹脂粒
子の粒径が、縦糸１１および横糸１２を形成している各
フィラメント１３の直径よりも小さいものが好ましく、
通常９μｍ以下が好ましい。また、熱可塑製樹脂エマル
ジョン２２の固形分濃度は、５〜７０重量％の範囲のも
のが好ましく、さらに好ましくは２０〜５０重量％であ
る。当該熱可塑製樹脂エマルジョン２２に含まれるポリ
マー組成は熱可塑性の樹脂であれば特に制限はなく、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、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂の中から適宜選択して使
用できる。これらの樹脂は重合時に乳化、あるいは重合
後に乳化したものであり、粒径が９μｍ以下のものが好
ましい。中でも、重合時に乳化して得られる熱可塑性樹
脂は粒径のコントロールが容易なためより好適に利用で
きる。また、必要に応じて２種類以上の樹脂原料を共重
合して使用しても差し支えない。さらに、熱可塑性樹脂
エマルジョン２２の溶媒としては水が好ましいが、エマ
ルジョンの安定性を損なわない範囲で少量のアルコール
類、アセトン等の有機溶剤を添加することも可能であ
る。このような熱可塑性樹脂エマルジョン２２を使用す
ると、得られた補強繊維布帛１０の樹脂溶液含浸性の低
下がより起こりにくい。また、ここでの熱可塑性樹脂エ
マルジョンの塗布量は、最終的に得られる補強繊維布帛
１０の目開きを抑制できる限り少ない程好ましく、補強
繊維布帛１０とした場合に、この布帛中の熱可塑性樹脂
１４の含有量が１０重量％以下、好ましくは５重量％以
下である。熱可塑性樹脂１４がこのような量であれば、
補強繊維布帛１０を樹脂溶液に浸漬してプリプレグを製
造する場合の、樹脂溶液含浸性を低下させることなく、
補強繊維布帛１０の形状および特性を維持できる。In the thermoplastic resin emulsion 22 used here, the particle size of the thermoplastic resin particles dispersed in the liquid phase is larger than the diameter of each filament 13 forming the warp yarn 11 and the weft yarn 12. Small ones are preferred,
Usually, it is preferably 9 μm or less. Further, the solid content concentration of the thermoplastic resin emulsion 22 is preferably in the range of 5 to 70% by weight, and more preferably 20 to 50% by weight. The polymer composition contained in the thermoplastic resin emulsion 22 is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin. Nylon resin, polyester resin, polybutylene terephthalate resin, urethane resin, epoxy resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polyethylene resin And a thermoplastic resin such as a polypropylene resin. These resins are emulsified during polymerization or emulsified after polymerization, and preferably have a particle size of 9 μm or less. Above all, a thermoplastic resin obtained by emulsification at the time of polymerization can be more preferably used because the control of the particle size is easy. If necessary, two or more resin raw materials may be copolymerized and used. Further, water is preferable as the solvent of the thermoplastic resin emulsion 22, but a small amount of an organic solvent such as alcohols and acetone can be added as long as the stability of the emulsion is not impaired. When such a thermoplastic resin emulsion 22 is used, the resin solution impregnating property of the obtained reinforcing fiber fabric 10 is less likely to decrease. Further, the application amount of the thermoplastic resin emulsion here is preferably as small as possible so as to suppress the opening of the finally obtained reinforcing fiber cloth 10, and when the reinforcing fiber cloth 10 is used, the thermoplastic resin in this cloth is preferable. The content of 14 is 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less. If the thermoplastic resin 14 has such an amount,
When prepreg is manufactured by immersing reinforcing fiber fabric 10 in a resin solution, without reducing resin solution impregnation,
The shape and characteristics of the reinforcing fiber fabric 10 can be maintained.
【００１７】使用される開繊拡幅装置２５としては、例
えば、特開平１１−１７２５６２号に開示されている空
気開繊法、振動バーを利用する方法、ロール開繊法、超
音波開繊法等で補強繊維を開繊できる装置が挙げられ
る。以上のようにして、熱可塑性樹脂エマルジョン２２
が塗布され、開繊拡幅処理された補強繊維２１は、扁平
形状に開繊拡幅され、かつ、補強繊維２１を構成する少
なくとも一部のフィラメント１３に熱可塑性樹脂１４粒
子が点接された状態となり、巻き取り機で巻き取られ
る。Examples of the spread-spreading device 25 to be used include an air spread method, a method using a vibrating bar, a roll spread method, and an ultrasonic spread method disclosed in JP-A-11-172562. And a device that can open the reinforcing fiber. As described above, the thermoplastic resin emulsion 22
Is applied, and the opening and widening processing of the reinforcing fibers 21 is spread and widened into a flat shape, and the thermoplastic resin 14 particles are brought into point contact with at least some of the filaments 13 constituting the reinforcing fibers 21. Is wound up by a winder.
【００１８】図６は、レピア織機３０と、このレピア織
機３０で製織された織物を熱処理する熱処理部４０と、
得られた織物３１を巻き取る巻き取り機５０を備えた装
置の概略構成図であり、熱可塑性樹脂エマルジョン２２
が塗布され、開繊拡幅処理された補強繊維２１を縦糸お
よび横糸として使用して製織し、得られた織物３１を熱
処理して補強繊維布帛１０を製造する補強繊維布帛製造
装置である。レピア織機３０では、ヘルド３２に通され
配列された複数本の縦糸１１が、ヘルド３２の上下運動
によって上下二つのグループに分けられる。そして、こ
れら上下のグループの間に形成された開口部３３を、レ
ピア３４に把持された図示略の横糸が通される。つい
で、筬３５によって、開口部３３に通された横糸が縦糸
１１と直交するように打ち込まれる。このような動作を
繰り返すことによって、織物３１が得られる。得られた
織物３１は、ついで、熱処理部４０において、まずニッ
プローラー４１によって上下から離型紙４２で挟み込ま
れた後、熱ロール４３で加熱される。そして、補強繊維
のフィラメント１３に付着していた熱可塑性樹脂１４の
粒子が融着することによって、フィラメント１３同士が
接合され、補強繊維布帛１０となる。得られた補強繊維
布帛１０は、巻き取り機５０で巻き取られる。FIG. 6 shows a rapier loom 30 and a heat treatment section 40 for heat-treating the fabric woven by the rapier loom 30.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an apparatus provided with a winder 50 that winds the obtained woven fabric 31;
This is a reinforcing fiber cloth manufacturing apparatus for weaving using the reinforcing fibers 21 which have been coated and spread and widened as warp yarns and weft yarns, and heat-treating the obtained woven fabric 31 to manufacture the reinforcing fiber cloth 10. In the rapier loom 30, the plurality of warp yarns 11 passed through and arranged in the heald 32 are divided into upper and lower two groups by the vertical movement of the heald 32. Then, a weft (not shown) gripped by the rapier 34 is passed through the opening 33 formed between the upper and lower groups. Next, the reed 35 drives the weft thread passed through the opening 33 so as to be orthogonal to the warp thread 11. By repeating such operations, the fabric 31 is obtained. Next, in the heat treatment section 40, the obtained fabric 31 is first sandwiched between release papers 42 from above and below by a nip roller 41, and then heated by a heat roll 43. Then, the particles of the thermoplastic resin 14 attached to the filaments 13 of the reinforcing fibers are fused, whereby the filaments 13 are joined to each other to form the reinforcing fiber fabric 10. The obtained reinforcing fiber cloth 10 is wound by a winder 50.
【００１９】この図示例の補強繊維布帛製造装置におい
ては、織機としてレピア織機３０を例示したが、シャト
ル織機、グリッパ織機、ジェット織機等のその他の織機
を使用してもよい。また、熱処理方法も特に制限はない
が、製織と熱処理を連続的に行うことができ、強固に接
合できるため、熱ロール４３等を用いた熱圧着が好まし
い。熱ロール４３の温度は、熱可塑性樹脂１４の種類や
所望の接合度合い等に応じて適宜設定できる。Although the rapier loom 30 is exemplified as the loom in the reinforcing fiber cloth manufacturing apparatus of the illustrated example, other looms such as a shuttle loom, a gripper loom, and a jet loom may be used. Although there is no particular limitation on the heat treatment method, thermocompression bonding using a heat roll 43 or the like is preferable because weaving and heat treatment can be performed continuously, and strong bonding can be performed. The temperature of the heat roll 43 can be appropriately set according to the type of the thermoplastic resin 14 and the desired degree of joining.
【００２０】補強繊維布帛１０は、繊維強化プラスチッ
ク等の複合材料の強化材として使用される。強化材とし
て使用される場合には、補強繊維布帛１０は、樹脂が溶
解している樹脂溶液に浸漬される浸漬法や、溶融樹脂が
使用されるホットメルト法等の公知の方法でプリプレグ
とされ、使用される。プリプレグに使用される樹脂とし
ては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の他、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
脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。プリプレグ中におい
ては、補強繊維布帛１０の重量を１００重量％とした場
合、この補強繊維布帛１０に対して３０〜６０重量％の
樹脂が含浸されていることが好ましい。含浸量が３０重
量％未満ではボイドが発生しやすく、強度低下を招き、
６０重量％を超えると、樹脂フローが起こり所定の厚み
が得られない場合がある。The reinforcing fiber cloth 10 is used as a reinforcing material for a composite material such as fiber reinforced plastic. When used as a reinforcing material, the reinforcing fiber cloth 10 is formed into a prepreg by a known method such as a dipping method in which the resin is dissolved in a resin solution or a hot melt method in which a molten resin is used. ,used. Examples of the resin used for the prepreg include a thermosetting resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, and a phenol resin, and a thermoplastic resin such as a nylon resin, a polyester resin, and a polybutylene terephthalate resin. In the prepreg, when the weight of the reinforcing fiber cloth 10 to 100 wt%, it is preferable that 30 to 60% by weight of the resin relative to the reinforcing fiber fabric 10 is impregnated. If the impregnation amount is less than 30% by weight, voids are likely to be generated, resulting in a decrease in strength,
If it exceeds 60% by weight, a resin flow may occur and a predetermined thickness may not be obtained.
【００２１】このような補強繊維布帛１０は、縦糸１１
および横糸１２を形成している各フィラメント１３同士
が熱可塑性樹脂１４の融着によって接合されているた
め、形状が維持されやすい。よって、この補強繊維布帛
１０に浸漬法で樹脂溶液を含浸してプリプレグを製造す
る場合にも、フィラメント１３同士が収束してしまい、
隣接する縦糸１１間の距離や隣接する横糸１２間の距離
が広がってしまう目開きが起こりにくい。したがって、
フィラメント１３同士の収束による目開きがない状態を
維持したままプリプレグとすることができる。また、各
フィラメント１３同士は、熱可塑性樹脂１４によって部
分的にのみ融着されているため、補強繊維の各フィラメ
ント１３の表面特性に大きな影響を与えない。したがっ
て、熱可塑性樹脂１４で全体が被覆された補強繊維布帛
１０や、過剰な量の熱可塑性樹脂１４でフィラメント１
３同士が融着されている補強繊維布帛１０に比べて、風
合いが柔らかく、かつ、この補強繊維布帛１０に樹脂溶
液を含浸してプリプレグを製造する場合の樹脂溶液含浸
性が優れている。また、少ない熱可塑性樹脂１４の量で
目開きを防止する優れた効果が得られるため、極薄い布
帛にも有効である。Such a reinforcing fiber cloth 10 is made of a warp 11
In addition, since the filaments 13 forming the weft yarn 12 are joined to each other by fusing the thermoplastic resin 14, the shape is easily maintained. Therefore, even when the prepreg is manufactured by impregnating the reinforcing fiber cloth 10 with a resin solution by a dipping method, the filaments 13 converge, and
An opening in which the distance between the adjacent warp yarns 11 and the distance between the adjacent weft yarns 12 increases is unlikely to occur. Therefore,
The prepreg can be formed while maintaining a state where there is no opening due to the convergence of the filaments 13. In addition, since the filaments 13 are only partially fused by the thermoplastic resin 14, the surface characteristics of the filaments 13 of the reinforcing fibers are not significantly affected. Therefore, the reinforcing fiber cloth 10 entirely covered with the thermoplastic resin 14 or the filament 1 with an excessive amount of the thermoplastic resin 14 is used.
Compared with the reinforcing fiber cloth 10 in which the three are fused together, the texture is softer, and the resin fiber impregnating property is excellent when the reinforcing fiber cloth 10 is impregnated with a resin solution to produce a prepreg. In addition, since an excellent effect of preventing the opening can be obtained with a small amount of the thermoplastic resin 14, it is effective for an extremely thin cloth.
【００２２】また、このような補強繊維布帛１０の製造
方法によれば、熱可塑性樹脂１４として、熱可塑性樹脂
１４の粒子が液相中に分散している熱可塑性樹脂エマル
ジョン２２を使用するため、補強繊維２１を形成するフ
ィラメント１３の全体を樹脂１４で被覆することなく、
熱可塑性樹脂１４の粒子を部分的に付着させることがで
きる。したがって、風合いが柔らかく、プリプレグを製
造する場合の樹脂溶液の含浸性が良い補強繊維布帛１０
を製造できる。また、熱可塑性樹脂１４として熱可塑性
樹脂エマルジョン２２を使用するため、樹脂が有機溶剤
に溶解している樹脂溶液を使用する場合に比べて、有機
溶剤の後処理、回収などの手間がかからず、低コストで
経済性に優れた方法であるとともに、環境的にも好まし
い。また、このような製造方法は、補強繊維２１への熱
可塑性樹脂エマルジョン２２の塗布と、補強繊維２１の
開繊拡幅処理とを行った後、この補強繊維２１を用いて
布帛を製造し、ついで、この布帛を熱処理する方法であ
るので、所望の形状を有する補強繊維布帛１０をより安
定に、効率良く製造することができる。According to the method of manufacturing the reinforcing fiber cloth 10, the thermoplastic resin emulsion 22 in which the particles of the thermoplastic resin 14 are dispersed in the liquid phase is used as the thermoplastic resin 14. Without covering the entire filament 13 forming the reinforcing fiber 21 with the resin 14,
The particles of the thermoplastic resin 14 can be partially adhered. Therefore, the reinforcing fiber cloth 10 is soft in texture and has good impregnation with the resin solution when producing a prepreg.
Can be manufactured. Further, since the thermoplastic resin emulsion 22 is used as the thermoplastic resin 14, compared to the case where a resin solution in which the resin is dissolved in an organic solvent is used, the time required for post-treatment and recovery of the organic solvent is reduced. It is a low cost and economical method and is environmentally preferable. In addition, such a manufacturing method performs the application of the thermoplastic resin emulsion 22 to the reinforcing fibers 21 and the spreading and widening processing of the reinforcing fibers 21, and then manufactures a fabric using the reinforcing fibers 21. Since this is a method of heat-treating this cloth, the reinforcing fiber cloth 10 having a desired shape can be manufactured more stably and efficiently.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、本発明を実施例を示して具体的に説明
する。 （実施例１）フィラメント数１２０００本（繊度７２０
０デニール）の炭素繊維（三菱レイヨン（株）製パイロ
フイル）に、熱可塑性樹脂が水中に分散している熱可塑
性樹脂エマルジョンを、図２に示す開繊塗布装置でロー
ルタッチ法により炭素繊維束の下面全体に塗布した。そ
の後、この補強繊維を、図２の装置で順次乾燥、開繊拡
幅処理をした。このようにして得られた糸を横糸として
使用し、縦糸としては、熱可塑性樹脂エマルジョンが塗
布されていない、フィラメント数１２０００本（繊度７
２００デニール）の炭素繊維（三菱レイヨン（株）製パ
イロフイル）を開繊拡幅処理して使用して、図６に示す
装置で、製織、熱圧着、巻き取りを行い、目付けが８０
ｇ／ｍ2 の補強繊維織物を得た。この補強繊維織物の縦
糸幅、横糸幅、開口率、熱可塑性樹脂含有量は表１に示
すとおりであった。また、この補強繊維織物を樹脂溶液
に浸漬させた場合のフィラメントの収束の度合いを評価
するために、補強繊維布帛をアセトン溶液中に浸漬した
後取り出して、浸漬前後の糸幅を測定し、糸幅の変化率
を求めた。この場合の糸幅の変化率も表１に示す。さら
に、この補強繊維織物にＲＣ４５％のエポキシ樹脂をホ
ットメルト法により含浸させたのち１６枚を積層させ
て、板厚１．６ｍｍの硬化板を作製し、この硬化板をＡ
ＳＴＭ−Ｄ７９０（Ｌ／Ｄ＝３２）の曲げ試験法、ＡＳ
ＴＭ−Ｄ２３４４（Ｌ／Ｄ＝４）の層間せん断試験法に
準拠して０°、９０°での３点曲げ強度を評価した。こ
れらの結果を表２に示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to embodiments. (Example 1) 12,000 filaments (fineness 720)
0 denier) carbon fiber (Pyrofil manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), and a thermoplastic resin emulsion in which a thermoplastic resin is dispersed in water is applied to the carbon fiber bundle by a roll touch method using a spread coating apparatus shown in FIG. It was applied to the entire lower surface. Thereafter, the reinforcing fibers were sequentially dried and spread with the apparatus shown in FIG. The yarn obtained in this manner is used as a weft, and the warp is a yarn having no thermoplastic resin emulsion applied thereto and having 12,000 filaments (fineness of 7).
200 denier) carbon fiber (Pyrofil manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is used after spreading and widening, and weaving, thermocompression bonding, and winding are performed using the apparatus shown in FIG.
g / m 2 of a reinforcing fiber fabric was obtained. The warp yarn width, the weft yarn width, the opening ratio, and the thermoplastic resin content of the reinforcing fiber fabric were as shown in Table 1. Further, in order to evaluate the degree of convergence of the filaments when the reinforcing fiber fabric was immersed in the resin solution, the reinforcing fiber fabric was taken out after being immersed in the acetone solution, and the yarn width before and after immersion was measured. The rate of change of the width was determined. Table 1 also shows the change rate of the yarn width in this case. Further, the reinforcing fiber woven fabric was impregnated with a 45% epoxy resin by a hot melt method, and then 16 sheets were laminated to prepare a cured plate having a thickness of 1.6 mm.
STM-D790 (L / D = 32) bending test method, AS
The three-point bending strength at 0 ° and 90 ° was evaluated based on the interlayer shear test method of TM-D2344 (L / D = 4). Table 2 shows the results.
【００２４】（実施例２）横糸として使用した、熱可塑
性樹脂エマルジョンが塗布された糸を、縦糸にも使用し
て製織した以外は実施例１と同様にして目付けが８０ｇ
／ｍ2 の補強繊維織物を得た。この補強繊維織物の縦糸
幅、横糸幅、開口率、熱可塑性樹脂含有量は表１に示す
とおりであった。また、実施例１と同様にして求めた糸
幅の変化率も表１に示す。(Example 2) The basis weight was 80 g in the same manner as in Example 1 except that the yarn coated with the thermoplastic resin emulsion, which was used as the weft, was also woven using the warp yarn.
/ M 2 of the reinforcing fiber fabric. The warp yarn width, the weft yarn width, the opening ratio, and the thermoplastic resin content of the reinforcing fiber fabric were as shown in Table 1. Table 1 also shows the change rate of the yarn width obtained in the same manner as in Example 1.
【００２５】（実施例３）フイラメント数３０００本
（繊度１８００デニール）の炭素繊維（三菱レイヨン
（株）製パイロフィル）を使用した以外は実施例２と同
様にして、目付けが８０ｇ／ｍ2 の補強繊維織物を得
た。この補強繊維織物の縦糸幅、横糸幅、開口率、熱可
塑性樹脂含有量は表１に示すとおりであった。また、実
施例１と同様にして求めた糸幅の変化率も表１に示す。Example 3 Reinforcement with a basis weight of 80 g / m 2 in the same manner as in Example 2 except that carbon fibers (Pyrofil manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) of 3000 filaments (denier 1800 denier) were used. A fiber fabric was obtained. The warp yarn width, the weft yarn width, the opening ratio, and the thermoplastic resin content of the reinforcing fiber fabric were as shown in Table 1. Table 1 also shows the change rate of the yarn width obtained in the same manner as in Example 1.
【００２６】（実施例４）炭素繊維（三菱レイヨン
（株）製パイロフイル）に塗布する熱可塑性樹脂エマル
ジョン量を、実施例２の４倍とした以外は、実施例２と
同様にして目付けが６６ｇ／ｍ2 の補強繊維織物を得
た。この補強繊維織物の縦糸幅、横糸幅、開口率、熱可
塑性樹脂含有量は表１に示すとおりであった。また、実
施例１と同様にして求めた糸幅の変化率も表１に示す。Example 4 The basis weight was 66 g in the same manner as in Example 2 except that the amount of the thermoplastic resin emulsion applied to the carbon fiber (Pyrofil manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was four times that of Example 2. / M 2 of the reinforcing fiber fabric. The warp yarn width, the weft yarn width, the opening ratio, and the thermoplastic resin content of the reinforcing fiber fabric were as shown in Table 1. Table 1 also shows the change rate of the yarn width obtained in the same manner as in Example 1.
【００２７】（比較例１）縦糸、横糸ともに熱可塑性樹
脂エマルジョンが塗布されていない糸を使用した以外
は、実施例２と同様にして目付けが８０ｇ／ｍ2 の補強
繊維織物を得た。この補強繊維織物の縦糸幅、横糸幅、
開口率、熱可塑性樹脂含有量は表１に示すとおりであっ
た。また、実施例１と同様にして求めた糸幅の変化率も
表１に示す。さらに、この補強繊維織物を使用して、実
施例１と同様にして得られた硬化板の曲げ強度、層間せ
ん断強度を評価した。結果を表２に示す。(Comparative Example 1) A reinforced fiber woven fabric having a basis weight of 80 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 2 except that both the warp yarn and the weft yarn used were not coated with the thermoplastic resin emulsion. The warp width, weft width,
The opening ratio and thermoplastic resin content were as shown in Table 1. Table 1 also shows the change rate of the yarn width obtained in the same manner as in Example 1. Further, using this reinforcing fiber woven fabric, the bending strength and the interlaminar shear strength of the cured plate obtained in the same manner as in Example 1 were evaluated. Table 2 shows the results.
【００２８】（比較例２）縦糸、横糸ともに熱可塑性樹
脂エマルジョンが塗布されていない糸を使用した以外
は、実施例３と同様にして目付けが６６ｇ／ｍ2 の補強
繊維織物を得た。この補強繊維織物の縦糸幅、横糸幅、
開口率、熱可塑性樹脂含有量は表１に示すとおりであっ
た。また、実施例１と同様にして求めた糸幅の変化率も
表１に示す。Comparative Example 2 A reinforced fiber woven fabric having a basis weight of 66 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 3 except that both the warp and the weft were not coated with the thermoplastic resin emulsion. The warp width, weft width,
The opening ratio and thermoplastic resin content were as shown in Table 1. Table 1 also shows the change rate of the yarn width obtained in the same manner as in Example 1.
【００２９】[0029]
【表１】 [Table 1]
【００３０】表１から明らかなように、実施例１〜４で
得られた補強繊維織物は、いずれも開口率が小さくほと
んど目開きのない織物であり、風合いも非常にソフトで
あっり、さらに、アセトンを含浸させた場合にも糸はほ
とんど収束せず、糸幅の変化率が小さかった。これらの
効果は、縦糸、横糸ともに熱可塑性樹脂によりフィラメ
ント同士が接合されている実施例２および実施例３の補
強繊維織物で大きかった。したがって、これらの実施例
で得られた補強繊維織物は、樹脂が溶解した樹脂溶液を
浸漬法で含浸させた場合にも、糸が収束せず、優れたプ
リプレグ材料となる。これに対し、比較例１〜２では、
開口率が小さな織物が得られたが、アセトンを含浸させ
た場合の糸幅の収束が大きかった。よって、樹脂溶液を
浸漬法で含浸させた場合には織物形状が乱れ、プリプレ
グ材料としての使用に適さない。As is clear from Table 1, the reinforcing fiber woven fabrics obtained in Examples 1 to 4 are all woven fabrics having a small opening ratio and almost no openings, and have a very soft hand. Even when impregnated with acetone, the yarn hardly converged, and the rate of change in the yarn width was small. These effects were remarkable in the reinforcing fiber woven fabrics of Example 2 and Example 3 in which the filaments were joined to each other by the thermoplastic resin for both the warp and the weft. Therefore, the reinforcing fiber woven fabric obtained in these examples does not converge even when impregnated with a resin solution in which a resin is dissolved by a dipping method, and is an excellent prepreg material. In contrast, in Comparative Examples 1 and 2,
A woven fabric having a small opening ratio was obtained, but the convergence of the yarn width when impregnated with acetone was large. Therefore, when the resin solution is impregnated by the immersion method, the shape of the woven fabric is disturbed, and it is not suitable for use as a prepreg material.
【００３１】[0031]
【表２】 [Table 2]
【００３２】実施例１で得られた補強繊維織物は、表１
に示したようにアセトン含浸時における糸幅の収束がな
く、目開きを抑制する効果に優れていたが、さらに、表
２に示すように、硬化板とした場合の、強度、含浸性に
も優れていた。したがって、熱可塑性樹脂でフィラメン
ト間を接合させたことによる機械的強度の低下は認めら
れず、これらの実施例で得られた補強繊維織物は、プリ
プレグ材料として優れていることがわかった。The reinforcing fiber woven fabric obtained in Example 1 is shown in Table 1.
As shown in Table 2, there was no convergence of the yarn width at the time of acetone impregnation, and the effect of suppressing the mesh opening was excellent. However, as shown in Table 2, the strength and impregnability of the cured plate were also reduced. It was excellent. Therefore, a decrease in mechanical strength due to joining of the filaments with the thermoplastic resin was not observed, and it was found that the reinforcing fiber woven fabric obtained in these examples was excellent as a prepreg material.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の優れた効果が得られる。 （１）本発明の補強繊維布帛によれば、浸漬法で樹脂溶
液を含浸してプリプレグを製造する場合にも、フィラメ
ント同士が収束せず目開きが起こりにくく、かつ、樹脂
溶液の含浸性にも優れている。したがって、フィラメン
ト同士の収束による目開きがない状態を維持したままプ
リプレグとすることができる。また、少ない熱可塑性樹
脂量で目開きを防止できるため、布帛の風合いがソフト
でドレープ性に富み、かつ、この補強繊維布帛に樹脂溶
液を含浸してプリプレグを製造する場合の形状安定性が
優れている。 （２）本発明の製造方法によれば、熱可塑性樹脂原料と
して、熱可塑性樹脂粒子が液相中に分散した熱可塑性樹
脂エマルジョンを使用するため、布帛の風合いがソフト
でドレープ性に富み、かつ、この補強繊維布帛に樹脂溶
液を含浸してプリプレグを製造する場合の形状安定性が
優れた補強布帛繊維を製造できる。さらに、補強繊維へ
の熱可塑性樹脂エマルジョンの塗布と、補強繊維の開繊
拡幅処理とを行った後、この補強繊維を用いて布帛を製
造ことにより、極薄い肉厚から中肉までの幅広い範囲の
肉厚の布帛を任意に、より安定に、より効率良く製造す
ることができる。As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained. (1) According to the reinforcing fiber cloth of the present invention, even when a prepreg is produced by impregnating a resin solution by an immersion method, filaments do not converge and the openings are less likely to occur. Is also excellent. Therefore, a prepreg can be formed while maintaining a state in which there is no opening due to convergence of filaments. In addition, since the opening can be prevented with a small amount of the thermoplastic resin, the texture of the fabric is soft and rich in drape property, and the shape stability when a prepreg is produced by impregnating the reinforcing fiber fabric with a resin solution is excellent. ing. (2) According to the production method of the present invention, since a thermoplastic resin emulsion in which thermoplastic resin particles are dispersed in a liquid phase is used as a thermoplastic resin raw material, the texture of the fabric is soft and rich in drape, and In addition, when the prepreg is manufactured by impregnating the reinforcing fiber cloth with a resin solution, a reinforcing cloth fiber having excellent shape stability can be manufactured. Furthermore, after performing the application of the thermoplastic resin emulsion to the reinforcing fibers and the spreading and widening treatment of the reinforcing fibers, a fabric is manufactured using the reinforcing fibers, so that a wide range from an extremely thin to a medium thickness can be obtained. Arbitrarily, more stably and more efficiently.
【図１】 補強繊維布帛の一形態を模式的に示す斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a reinforcing fiber cloth.
【図２】 開繊塗布装置の一例を示す概略構成図であ
る。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a spread application device.
【図３】 開繊塗布装置の他の例を示す概略構成図であ
る。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another example of the spread application device.
【図４】 開繊塗布装置の他の例を示す概略構成図であ
る。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of the spread application device.
【図５】 中央部分のフィラメントに熱可塑性樹脂エマ
ルジョンが付着された補強繊維を模式的に示す平面図で
ある。FIG. 5 is a plan view schematically showing a reinforcing fiber in which a thermoplastic resin emulsion is attached to a filament at a central portion.
【図６】 補強布帛繊維製造装置の一例を示す概略構成
図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an apparatus for producing a reinforcing fabric fiber.
【符号の説明】 １０…補強繊維布帛、１１…縦糸、１２…横糸、１３…
フィラメント、１４…熱可塑性樹脂、２１…補強繊維、
２２…熱可塑性樹脂エマルジョン[Description of Signs] 10: Reinforcing fiber cloth, 11: Warp, 12: Weft, 13 ...
Filament, 14: thermoplastic resin, 21: reinforcing fiber,
22 ... thermoplastic resin emulsion
フロントページの続き (72)発明者 種池 昌彦 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 後藤 和也 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 川邊 和正 福井県福井市灯明寺町43号25番地 ファミ ールＳ１号棟１階102号 Ｆターム(参考） 4L048 AA05 AA44 AB11 AB27 AC18 BA01 CA12 CA15 DA30 DA41 EB00 EB05 Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Taneike 4-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory (72) Inventor Kazuya Goto 4-6-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture No. Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Product Development Laboratory (72) Inventor Kazumasa Kawabe 43 No. 43, Tomyoji-cho, Fukui-shi, Fukui Famiel S1 Bldg. 1F 102 F F-term (reference) 4L048 AA05 AA44 AB11 AB27 AC18 BA01 CA12 CA15 DA30 DA41 EB00 EB05
Claims (13)
り、補強繊維を形成しているフィラメントの少なくとも
一部が、熱可塑性樹脂の融着によって互いに部分的に接
合されていることを特徴とする補強繊維布帛。1. A reinforcing fiber fabric made of reinforcing fibers, wherein at least a part of filaments forming the reinforcing fibers are partially joined to each other by fusion of a thermoplastic resin. Reinforced fiber cloth.
た織物であることを特徴とする請求項１に記載の補強繊
維布帛。2. The reinforced fiber fabric according to claim 1, wherein the woven fabric is a woven fabric of warp yarns and weft yarns made of reinforcing fibers.
であることを特徴とする請求項１または２に記載の補強
繊維布帛。3. The reinforcing fiber cloth according to claim 1, wherein the content of the thermoplastic resin is 10% by weight or less.
３００００本の炭素繊維であることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかに記載の補強繊維布帛。4. The reinforcing fiber according to claim 1, wherein the number of filaments is 1,000 to 1,000.
The reinforcing fiber cloth according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon fiber is 30,000 carbon fibers.
る請求項１ないし４のいずれかに記載の補強繊維布帛。5. The reinforcing fiber cloth according to claim 1, wherein an opening ratio is 5% or less.
ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の
補強繊維布帛。6. The reinforcing fiber cloth according to claim 2, wherein a fabric weight is 250 g / m 2 or less.
あることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記
載の補強繊維布帛。7. The reinforcing fiber cloth according to claim 2, wherein the warp yarn and the weft yarn have a yarn width of 3 mm or more.
の糸幅の変化率が、２０％以下であることを特徴とする
請求項２ないし７のいずれかに記載の補強繊維布帛。8. The reinforcing fiber cloth according to claim 2, wherein a change rate of the yarn width of the warp and the weft when immersed in the resin solution is 20% or less.
強繊維布帛に対して、３０〜６０重量％の樹脂が含浸さ
れていることを特徴とするプリプレグ。9. A prepreg, wherein 30 to 60% by weight of a resin is impregnated in the reinforcing fiber cloth according to any one of claims 1 to 8.
た補強繊維を用いて布帛を製造し、ついで、この布帛を
熱処理することを特徴とする補強繊維布帛の製造方法。10. A method for producing a reinforcing fiber cloth, comprising producing a cloth using reinforcing fibers to which a thermoplastic resin emulsion has been applied, and then subjecting the cloth to heat treatment.
ンの塗布と、補強繊維の開繊拡幅処理とを行った後、こ
の補強繊維を用いて布帛を製造し、ついで、この布帛を
熱処理することを特徴とする補強繊維布帛の製造方法。11. After applying a thermoplastic resin emulsion to reinforcing fibers and performing spreading and widening of the reinforcing fibers, a fabric is manufactured using the reinforcing fibers, and then heat treatment of the fabric is performed. A method for producing a reinforcing fiber cloth.
が製織された織物であることを特徴とする請求項１１に
記載の補強繊維布帛の製造方法。12. The method for producing a reinforcing fiber cloth according to claim 11, wherein the cloth is a woven fabric in which warp yarns and weft yarns made of reinforcing fibers are woven.
ンの塗布と、補強繊維の開繊拡幅処理が連続的に行われ
ることを特徴とする請求項１１または１２のいずれかに
記載の補強繊維布帛の製造方法。13. The reinforcing fiber cloth according to claim 11, wherein the application of the thermoplastic resin emulsion to the reinforcing fibers and the spreading and widening of the reinforcing fibers are continuously performed. Production method.
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