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JP2009019202A - Molding material, preform and fiber-reinforced resin - Google Patents

Molding material, preform and fiber-reinforced resin Download PDF

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JP2009019202A JP2008153858A JP2008153858A JP2009019202A JP 2009019202 A JP2009019202 A JP 2009019202A JP 2008153858 A JP2008153858 A JP 2008153858A JP 2008153858 A JP2008153858 A JP 2008153858A JP 2009019202 A JP2009019202 A JP 2009019202A
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弘樹 木原
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英輔 和田原
Yuji Kojima
雄司 児嶋
Masahiro Yamauchi
雅浩 山内
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding material exhibiting excellent handleability, resin impregnability, shaping properties and mechanical properties, a preform and FRP. <P>SOLUTION: The multilayered molding material 1 is prepared by laminating and integrating two or more layers of sheets composed of a large number of reinforcing fiber threads 2 parallelly arranged, and satisfies the following requirements (i) to (iv): (i) a fabric 3, composed of a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material between the sheets, is arranged; (ii) the laminates are integrated by a stitch yarn 4 composed of a second thermoplastic resin and/or by the fabric 3 composed of the first thermoplastic resin; (iii) the multilayered molding material comprises a sheet comprising a spun yarn constituted of a discontinuous fiber, having a fiber length La of 10-100 mm, of the reinforcing fiber threads constituting the laminates; and (iv) at least 50% of the reinforcing fiber threads constituting the laminates are composed of spun yarn comprising the discontinuous fiber, having a fiber length La of 10-100 mm, of the reinforcing fiber threads constituting the laminates. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、優れた取扱性、樹脂含浸性、および賦形性を有する成形材料に関するものであって、力学特性および品位の優れた繊維強化樹脂(以下、FRPと記す。)を製造するにあたり、好適に用いられる成形材料、プリフォーム、および、それらからなるFRPに関するものである。   The present invention relates to a molding material having excellent handling properties, resin impregnation properties, and formability, and in producing a fiber reinforced resin (hereinafter referred to as FRP) having excellent mechanical properties and quality. The present invention relates to a suitably used molding material, preform, and FRP comprising the same.

従来から、炭素繊維やガラス繊維を強化繊維としたFRPは、比強度、比弾性率に優れることから、FRPとして軽量化効果の大きいスポーツ用品やレジャー用品をはじめ、航空機用途や一般産業用に多く使われている。   Conventionally, FRP using carbon fiber or glass fiber as reinforced fiber is superior in specific strength and specific elastic modulus. Therefore, FRP is widely used for aircraft and general industries, such as sports equipment and leisure goods that have a large weight reduction effect. It is used.

かかるFRPの成形方法としては、強化繊維基材に予めマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを用い、これを型にセットしてバッグフィルムで覆い、オートクレーブ内で加熱・加圧し、熱硬化性樹脂を硬化させるオートクレーブ成形法や、ドライな状態の強化繊維基材を型内にセットし、型内を減圧した状態(真空状態)で液状の熱硬化性樹脂を注入する真空注入成形法が一般的に広く知られている。しかしながら、オートクレーブ成形法や真空注入成形法では、基材を積層する必要や、バッグフィルムで覆い真空に減圧する必要があり、特に真空注入成形においては熱硬化性樹脂を注入する必要もあった。また、これらの方法では前述した工程を含めて一回あたりの成形時間(サイクルタイム)が長くなりすぎ、例えば生産台数の多い自動車部材などへの適応が困難であった。   As a method of molding such FRP, a prepreg in which a reinforcing fiber base material is impregnated with a matrix resin in advance is used, this is set in a mold, covered with a bag film, heated and pressurized in an autoclave, and the thermosetting resin is cured. In general, there are widely used autoclave molding methods and vacuum injection molding methods in which a reinforced fiber base material in a dry state is set in a mold, and a liquid thermosetting resin is injected under a reduced pressure (vacuum state) in the mold Are known. However, in the autoclave molding method and the vacuum injection molding method, it is necessary to laminate the base materials, and it is necessary to cover with a bag film and reduce the pressure to a vacuum. In particular, in the vacuum injection molding, it is necessary to inject a thermosetting resin. Further, in these methods, the molding time (cycle time) per process including the above-described steps becomes too long, and it is difficult to adapt to, for example, automobile members having a large number of production.

かかる問題に対して、FRPを成形する時の積層工程を省略する手段として、強化繊維糸条を多方向に配向させた強化繊維層を積層してステッチ糸により一体化した多軸ステッチ基材が提案されている。しかしながら、かかる技術では、強化繊維層がステッチ糸にて拘束されているため、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形させることが非常に困難であるという欠点があった。すなわち、この多軸ステッチ基材を成形型内に配置させようとした場合に、曲面部で突っ張って所望の形状に賦形できなかったり、材料が元の形状に回復しようとして正確な形状を保持できなかったり、仮に賦形できたとしても皺が発生するという問題があった。   To solve this problem, as a means for omitting the lamination process when molding FRP, a multiaxial stitch base material in which reinforcing fiber layers in which reinforcing fiber yarns are oriented in multiple directions is laminated and integrated by stitch yarns is provided. Proposed. However, this technique has a drawback in that it is very difficult to form a single contour shape or a double contour shape because the reinforcing fiber layer is constrained by stitch yarns. In other words, when trying to place this multi-axis stitch base material in the mold, it cannot be shaped into the desired shape by stretching at the curved surface, or the material retains its exact shape as it tries to recover to its original shape. There was a problem that wrinkles occurred even if it could not be done or if it could be shaped.

この問題を改善する手段として、低融点ポリマーでステッチ糸を構成することが提案されている(例えば、特許文献1など)。しかしながら、この方法では、低融点ポリマーでステッチ糸が構成されていることから、賦形時にステッチ糸を加熱溶融させることで見かけ上の賦形性を向上させることができるが、ステッチ糸を完全に溶融させてしまうと強化繊維糸条の拘束がなくなり、強化繊維層がばらばらになって形態を保持することができず、取り扱いできなくなる問題がある。   As means for improving this problem, it has been proposed to form a stitch yarn with a low melting point polymer (for example, Patent Document 1). However, in this method, since the stitch yarn is composed of a low melting point polymer, it is possible to improve the apparent formability by heating and melting the stitch yarn at the time of shaping, but the stitch yarn is completely When melted, there is a problem that the reinforcing fiber yarns are not restrained, the reinforcing fiber layers are separated, and the shape cannot be maintained and cannot be handled.

また、プリプレグに切れ目を入れることで面内に自由端を形成し、賦形性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献2など)。しかしながら、この方法では、切れ目と切れ目周辺では賦形時の変形挙動が異なることから、プリプレグのように樹脂を含浸させたものでなければ皺が入り易いという問題がある。   In addition, it has been proposed to form a free end in the surface by making a cut in the prepreg to improve the shapeability (for example, Patent Document 2). However, this method has a problem that wrinkles easily occur unless the resin is impregnated with a resin such as a prepreg because the deformation behavior at the time of shaping differs between the cut and the periphery of the cut.

さらに、紡績糸からなる織物を用いて賦形性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献3など)。この織物は、細繊度の紡績糸を用いた目付が100g/m2以下の低目付の織物であることから賦形性は優れているが、高目付化すると賦形性は低下してしまうという問題がある。 Furthermore, it has been proposed to improve the formability using a woven fabric made of spun yarn (for example, Patent Document 3). Although this fabric is a fabric with a low basis weight of 100 g / m 2 or less using a spun yarn of fineness, the shapeability is excellent, but when the fabric weight is increased, the shapeability is reduced. There's a problem.

このように、多軸ステッチ基材のみならず強化繊維織物においても賦形性に優れた材料が得られておらず、かかる従来の技術により得られた多軸基材は、ダブルコンター形状への追従性が劣るとともに無理やり曲面へ追従させようとすると、強化繊維がばらけ、繊維蛇行や繊維量の粗密が発生し、FRPに成形した場合に高い力学的特性が発揮できないばかりか、表面平滑性に優れた成形品を得ることができないという課題があった。   Thus, a material excellent in formability has not been obtained not only in a multiaxial stitch base material but also in a reinforced fiber fabric, and the multiaxial base material obtained by such a conventional technique is in a double contour shape. If the followability is inferior and the follower is forced to follow the curved surface, the reinforcing fibers are scattered, the fiber meanders and the fiber density becomes dense, and not only the high mechanical properties can be exhibited when molded into FRP, but also the surface smoothness There was a problem that it was not possible to obtain an excellent molded product.

一方、樹脂の注入・硬化の工程を省略する手段として、強化繊維糸条にマトリックスとなる熱可塑性樹脂製の繊維を予め一体化して前記多軸ステッチ基材とした成形材料(例えば、特許文献4など)や、前記多軸ステッチ基材の層間に溶融含浸した後マトリックスとなる熱可塑性樹脂製のフィルムを挿入した成形材料(例えば、特許文献5など)が提案されている。   On the other hand, as a means for omitting the resin injection / curing step, a molding material (for example, Patent Document 4) in which fibers made of a thermoplastic resin as a matrix are integrated in advance with reinforcing fiber yarns to form the multiaxial stitch base material. Etc.), and a molding material (for example, Patent Document 5) in which a film made of a thermoplastic resin that becomes a matrix after being melt-impregnated between layers of the multiaxial stitch base is proposed.

かかる特許文献4に記載の方法では、多軸ステッチ基材における強化繊維の層の中にマトリックスとなる熱可塑性樹脂製の繊維を配置している成形材料であるため樹脂含浸性に劣り、樹脂の含浸には高い圧力が必要であるという問題があった。また、マトリックスとなる熱可塑性樹脂を強化繊維の中に含浸させる際には、含浸すべき箇所に存在する空気を効率的に系外に逃がす、すなわち空気の系外への経路を形成することが重要となるが、強化繊維に熱可塑樹脂製の繊維を予め一体化しているため、空気の系外への経路が狭く、加圧・加熱中に簡単に閉塞されてしまい、その結果、FRP中にボイドとして残存しやすいという問題があった。さらには、強化繊維に合成樹脂繊維を予め一体化する必要があるため、工程が増加することによりコストアップするという問題もあった。   In the method described in Patent Document 4, the resin impregnation property is inferior because the resin is made of thermoplastic resin fibers serving as a matrix in the reinforcing fiber layer of the multiaxial stitch base material. There is a problem that high pressure is required for impregnation. Further, when the reinforcing fiber is impregnated with the thermoplastic resin serving as a matrix, the air present at the location to be impregnated can be efficiently released to the outside of the system, that is, a path of air to the outside of the system can be formed. Importantly, because the fiber made of thermoplastic resin is pre-integrated with the reinforcing fiber, the path to the outside of the system is narrow and easily blocked during pressurization and heating. As a result, in the FRP There is a problem that it tends to remain as a void. Furthermore, since it is necessary to integrate the synthetic resin fiber with the reinforcing fiber in advance, there is a problem that the cost increases due to an increase in the number of steps.

また、特許文献5に記載の方法では、強化繊維の層のそれぞれが厚く目付が大きいので、マトリックスとなる熱可塑性樹脂製のフィルムを溶融させた後、厚み方向に完全に含浸させるのが難しいという問題があった。   Further, in the method described in Patent Document 5, since each of the reinforcing fiber layers is thick and has a large basis weight, it is difficult to completely impregnate in the thickness direction after melting the thermoplastic resin film as a matrix. There was a problem.

なお、上記熱可塑樹脂製のフィルムを用いた場合の問題に対して、強化繊維シートおよび熱可塑性樹脂の不織布を積層して加熱・加圧したプリプレグまたはセミプレグ状態の成形材料も提案されている(例えば、特許文献6など)。しかしながら、成形材料の面方向全面にわたって樹脂を強化繊維に含浸させてプリプレグまたはセミプレグ状態にしてしまうと、成形材料の取扱性・賦形性は大幅に低下する問題があった。   In addition, for the problem in the case of using the thermoplastic resin film, a molding material in a prepreg or semi-preg state in which a reinforcing fiber sheet and a nonwoven fabric of a thermoplastic resin are laminated and heated and pressurized has been proposed ( For example, Patent Document 6). However, if the reinforcing fiber is impregnated into the prepreg or semi-preg state over the entire surface of the molding material in the plane direction, there is a problem that the handling property and the shapeability of the molding material are significantly lowered.

すなわち、特許文献1〜6をはじめとした従来の技術では、優れた取扱性・樹脂含浸性・賦形性を有し、力学特性および品位に優れたFRPを生産性よく得ることができる成形材料、プリフォーム、および、それらからなるFRPは見出されておらず、かかる技術が渇望されている。
特開2002−227066号公報 特開昭63−267523号公報 特開平10−280246号公報 特開2001−073241号公報 特開2004−346175号公報 特開2003−165851号公報
That is, in the conventional techniques including Patent Documents 1 to 6, a molding material that has excellent handling properties, resin impregnation properties, and shapeability, and can obtain FRP excellent in mechanical properties and quality with high productivity. Preforms and FRPs composed of them have not been found and such techniques are craved.
JP 2002-227066 A JP-A 63-267523 JP-A-10-280246 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-073241 JP 2004-346175 A JP 2003-165851 A

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、優れた取扱性、樹脂含浸性、および賦形性を有し、力学特性および品位の優れたFRPを生産性よく得ることができる成形材料、プリフォーム、およびそれらを用いたFRPを提供することにある。   Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to obtain an FRP having excellent handling characteristics, resin impregnation properties and formability, and excellent mechanical properties and quality with high productivity. It is in providing a molding material, a preform, and FRP using them.

上記課題を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
(1)多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートの複数層が、積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化された多層成形材料であって、下記(イ)〜(ハ)の要件を満足することを特徴とする成形材料。
(イ)少なくとも前記シート間おいて複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置され、
(ロ)前記積層体が第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されており、
(ハ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸であるシートを含み、
(ニ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸である。
(2)前記積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維糸条が交差するように多軸配向にて積層されて積層体を構成しており、その配向する軸数をn軸、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸の成形材料中の割合をN%とするとき、n,Nが、下記式の関係を満たす前記(1)に記載の成形材料。
(100−100/n)≦N
(3)前記紡績糸の繊度が300〜5,000texであり、かつ、糸幅W/糸厚みTが2〜20である前記(1)または(2)に記載の成形材料。
(4)前記紡績糸の撚り数が200〜5ターン/mの範囲内である前記(1)〜(3)のいずれかに記載の成形材料。
(5)前記紡績糸が、実質的に無撚りであり、かつ、補助繊維糸条でカバリングして集束されてなる前記(1)〜(3)のいずれかに記載の成形材料。
(6)前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm1−150)≦Tm2≦(Tm1−20)の関係を満足する前記(1)〜(5)のいずれかに記載の成形材料。
(7)前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−150)≦Tm1≦(Tm2−20)の関係を満足する前記(1)〜(5)のいずれかに記載の成形材料。
(8)前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−20)<Tm1<(Tm2+20)の関係を満足する前記(1)〜(5)のいずれかに記載の成形材料。
(9)前記シートにおける、強化繊維の目付が50〜350g/mの範囲内であり、前記帛体の目付が15〜250g/mの範囲である前記(1)〜(8)のいずれかに記載の成形材料。
(10)前記(1)〜(9)のいずれかに記載の成形材料の1ないし複数枚が積層され、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形されていることを特徴とするプリフォーム。
(11)シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形された箇所において、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面における円弧の長さLcと繊維長LaがLc>Laである前記(10)に記載のプリフォーム。
(12)前記(1)〜(11)のいずれかに記載の成形材料またはプリフォームを用いて成形されたことを特徴とする繊維強化樹脂。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration. That is,
(1) A multilayer molding material in which a plurality of layers of a sheet in which a large number of reinforcing fiber yarns are arranged in parallel is laminated to form a laminate, and the laminate is integrated. The molding material characterized by satisfying the requirements of (c) to (c).
(A) A textile body comprising as a component a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material is disposed at least between the sheets,
(B) The laminated body is integrated by a stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component and / or a textile body having the first thermoplastic resin as a component,
(C) including a sheet which is a spun yarn composed of discontinuous fibers having a finite length of 10 to 100 mm, and the fiber length La of the reinforcing fiber yarn constituting the laminated body,
(D) Spinning in which at least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate are composed of discontinuous fibers having a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate is 10 to 100 mm. It is a thread.
(2) Each of the sheets constituting the laminate is laminated in a multiaxial orientation so that the reinforcing fiber yarns intersect to constitute a laminate, and the number of axes to be oriented is n-axis, fiber length Molding according to (1) above, where n and N satisfy the relationship of the following formula, where N is the ratio in the molding material of spun yarn composed of discontinuous fibers of finite length with La of 10 to 100 mm material.
(100-100 / n) ≦ N
(3) The molding material according to (1) or (2), wherein the fineness of the spun yarn is 300 to 5,000 tex, and the yarn width W / yarn thickness T is 2 to 20.
(4) The molding material according to any one of (1) to (3), wherein the number of twists of the spun yarn is in the range of 200 to 5 turns / m.
(5) The molding material according to any one of (1) to (3), wherein the spun yarn is substantially untwisted and is covered with an auxiliary fiber yarn and then converged.
(6) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the relationship (Tm1-150) ≦ Tm2 ≦ (Tm1-20). The molding material according to any one of 5).
(7) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the relationship (Tm2-150) ≦ Tm1 ≦ (Tm2-20). (5) The molding material in any one of.
(8) The melting points Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting points Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the relationship of (Tm2-20) <Tm1 <(Tm2 + 20) (1) to (5) ) The molding material according to any one of
(9) Any of (1) to (8), wherein the basis weight of the reinforcing fiber in the sheet is in the range of 50 to 350 g / m 2 and the basis weight of the fabric body is in the range of 15 to 250 g / m 2. Molding material according to crab.
(10) A preform characterized in that one or more of the molding materials according to any one of (1) to (9) are laminated and formed into a single contour shape or a double contour shape.
(11) The length Lc and the fiber length La in the cross section in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material are Lc> La at the portion formed into a single contour shape or a double contour shape. The preform according to (10) above.
(12) A fiber-reinforced resin formed using the molding material or preform according to any one of (1) to (11).

本発明の成形材料によれば、マトリックスとなる熱可塑性樹脂を成分とする帛体を強化繊維糸条からなるシートの間に配置して積層体を構成し、該積層体をステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体で一体化しているので、プリフォームやFRPの成形作業において、基材を積層したりマトリックス樹脂を注入したりする必要がなく、成形作業を簡易に素早くかつ確実に行うことができる。
また、積層体の層間に配置された帛体が溶融することで、積層体の層間においてせん断変形し易くなるうえ、強化繊維糸条として紡績糸が適用されることで、積層体の各シートの面内において進展変形し易くなり、プリフォームやFRPの成形において優れた賦形性を発現させることができる。
According to the molding material of the present invention, a laminated body is constituted by arranging a textile body comprising a thermoplastic resin as a matrix between sheets made of reinforcing fiber yarns, and the laminated body is stitched yarn and / or Since the first thermoplastic resin is used as a component, the body is integrated, so there is no need to laminate the base material or inject a matrix resin in the preform or FRP molding operation, thus simplifying the molding operation. It can be done quickly and reliably.
In addition, since the fabric body arranged between the layers of the laminate is melted, shear deformation is easily performed between the layers of the laminate, and the spun yarn is applied as the reinforcing fiber yarn, so that each sheet of the laminate is It becomes easy to progress and deform in the plane, and excellent formability can be expressed in the molding of a preform or FRP.

本発明の成形材料は、多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートの複数層が、積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化された多層成形材料であって、下記(イ)〜(ニ)の要件を満足するものである。
(イ)少なくとも前記シート間おいて複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置され、
(ロ)前記積層体が第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されており、
(ハ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸であるシートを含み、
(ニ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜300mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸である。
The molding material of the present invention is a multilayer molding material in which a plurality of layers of sheets in which a large number of reinforcing fiber yarns are aligned in parallel are laminated to form a laminate, and the laminate is integrated. The following requirements (a) to (d) are satisfied.
(A) A textile body comprising as a component a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material is disposed at least between the sheets,
(B) The laminated body is integrated by a stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component or a fabric body having the first thermoplastic resin as a component;
(C) including a sheet that is a spun yarn composed of discontinuous fibers having a finite length of 10 to 300 mm, and the fiber length La of the reinforcing fiber yarn constituting the laminated body;
(D) Spinning in which at least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate are composed of finite length discontinuous fibers having a fiber length La of 10 to 300 mm of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate. It is a thread.

本発明の成形材料を構成するシートは、多数本の強化繊維糸条を並行するように引き揃えてなる強化繊維糸条群を含むものである。かかるシートは、強化繊維糸条群のそれぞれが互いに接着して結合され、一枚のシートとして取り扱えるものに限定されるものでなく、多数本の強化繊維糸条が並行するように配置されただけの見かけ上のシートであってもよく、また、並行するように配置された強化繊維糸条群のそれぞれ、ないし、一部において間隙を有するものであってもよい。   The sheet constituting the molding material of the present invention includes a group of reinforcing fiber yarns formed by aligning a large number of reinforcing fiber yarns in parallel. Such a sheet is not limited to one in which each of the reinforcing fiber yarn groups is bonded and bonded to each other and can be handled as a single sheet, and only a plurality of reinforcing fiber yarns are arranged in parallel. It may be an apparent sheet, or each of the reinforcing fiber yarn groups arranged in parallel or a part thereof may have a gap.

ここで、並行に引き揃えるとは、隣接する強化繊維糸条同士が、実質的に交差または交錯しないように並べて配置することである。より好ましくは隣接する強化繊維糸条同士が連続的に強化繊維糸条幅の20〜200%の一定間隔を隔てて配置し、または、強化繊維糸条幅を超えない範囲で一定幅重複して配置することである。なお、実質的に交差または交錯していないとは、強化繊維糸条に蛇行があって幅方向に重なっている部分が生じても、隣接する強化繊維糸条のいずれか細い方の繊維糸条幅を超えて重なっていない場合はこれに含まない。また、ここでの一定とは、幅や間隔がその平均値から±50%の範囲にあることである。さらに好ましくは、隣接する2本の強化繊維糸条を100mmの長さの範囲で直線に近似したとき、近似した直線が形成する角度が5°以下となるよう配置することであり、さらに好ましくは2°となるよう配置することである。なお、糸条を直線に近似するとは、100mmの起点と終点とを結んで直線を形成することである。   Here, aligning in parallel means arranging adjacent reinforcing fiber yarns side by side so as not to substantially intersect or cross each other. More preferably, adjacent reinforcing fiber yarns are continuously arranged at a constant interval of 20 to 200% of the reinforcing fiber yarn width, or are arranged so as to overlap by a certain width within a range not exceeding the reinforcing fiber yarn width. That is. It should be noted that substantially not intersecting or crossing means that even if the reinforcing fiber yarns meander and overlap in the width direction, the width of the narrower one of the adjacent reinforcing fiber yarns is reduced. If it does not overlap, it is not included. Further, the term “constant” here means that the width and interval are within a range of ± 50% from the average value. More preferably, when two adjacent reinforcing fiber yarns are approximated to a straight line within a length range of 100 mm, the angle formed by the approximated straight line is arranged to be 5 ° or less, more preferably It is arranged so as to be 2 °. Note that approximating the yarn to a straight line means that a straight line is formed by connecting a starting point and an ending point of 100 mm.

かかる態様を満足するシートを形成する手段として、例えば、強化繊維糸条を巻回したボビンから直接、強化繊維糸条を引き出して並行するように配列してもよいし、複数本のボビンから同時に引き揃えて引き出して配置してもよく、また、複数本の強化繊維糸条を予め引き揃えてテープ状またはシート状に加工したものを、別途配置してもよく、さらに、複数層の全てが同様の手段にて形成されてもよく、また、それぞれの層がそれぞれの手段にて形成されてもよい。   As a means for forming a sheet that satisfies such an aspect, for example, the reinforcing fiber yarns may be drawn directly from the bobbin around which the reinforcing fiber yarns are wound and arranged in parallel, or simultaneously from a plurality of bobbins. It may be arranged by pulling out and arranging, or a plurality of reinforcing fiber yarns that have been pre-aligned and processed into a tape shape or a sheet shape may be separately arranged. It may be formed by the same means, and each layer may be formed by each means.

本発明の成形材料を構成する積層体は、前記シートの複数層、すなわち、少なくとも2層以上が積層されてなるものであって、その層数、積層角度は特に限定されるものではない。かかる積層体の構成として、例えば、[0°]n、[0°/90°]、[+45°/−45°]、[0°/±60°]、[−45°/0°/+45°/90°]、等の構成があるが、賦形性を重視した場合は、強化繊維糸条の配向が互いに直交する2軸配向積層(例えば、[0°/90°]、[+45°/−45°])が好ましく、かかる構成であると積層体において優れたせん断変形を発現し、得られるFRPの異方性を小さくしたい場合は、強化繊維糸条を多方向に配向する(例えば、[0°/+45°/90°/−45°/・・・])ことで、FRPに疑似等方性を持たせることもでき、プリフォームないしFRPを生産性よく得たい場合は、より多層に積層することで、積層工程における省力化に貢献できる。   The laminate constituting the molding material of the present invention is formed by laminating a plurality of layers of the sheet, that is, at least two layers, and the number of layers and the lamination angle are not particularly limited. As a structure of such a laminated body, for example, [0 °] n, [0 ° / 90 °], [+ 45 ° / −45 °], [0 ° / ± 60 °], [−45 ° / 0 ° / + 45]. However, when emphasizing the formability, the biaxially oriented laminate in which the orientations of the reinforcing fiber yarns are orthogonal to each other (for example, [0 ° / 90 °], [+ 45 ° / −45 °]) is preferable, and in such a configuration, when the laminated body exhibits excellent shear deformation and it is desired to reduce the anisotropy of the obtained FRP, the reinforcing fiber yarns are oriented in multiple directions (for example, , [0 ° / + 45 ° / 90 ° / −45 ° /...]), It is possible to give the FRP pseudo-isotropic properties. Stacking in multiple layers can contribute to labor saving in the stacking process.

ここで、本発明の積層体は、一方向積層体と交差積層体とに分類されるが、それぞれ以下の通りに定義する。一方向積層体は、積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維方向が同一となるように積層されているもの(例えば、[0°]n、[90°]n、等)であって、それぞれのシートの強化繊維方向がなす角度が±5°以内である。また、交差積層体とは、積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維方向が交差するように積層されているもの(例えば、[0°/90°]、[+45°/−45°]、等)である。なお、本発明において、強化繊維方向が交差するとは、隣接するシートのそれぞれの強化繊維方向がなす角度が±5°以上であって、好ましくは、30°〜60°の範囲内である。ここで、積層体に含まれる強化繊維層の配向の方向の数が、n個である場合、n軸配向であると表現する。すなわち、交差積層体とは2軸配向以上の積層体である。さらに、[−45/0/+45/90]、[0/±60]といった等方積層が好ましく、より好ましくは、[−45/0/+45/90]s、[0/±60]sといった対称積層である。かかる態様とすることで、FRPを均質な物性とし、熱応力による反りの発生を抑制することができる。なお、対称積層においては、折り返しとなる積層厚み方向中央部の2層において、繊維方向が同一となるが、この場合の2層は、上記定義の例外である。   Here, although the laminated body of this invention is classified into a unidirectional laminated body and a crossing laminated body, it defines as follows, respectively. The unidirectional laminate is a laminate in which the sheets constituting the laminate are laminated so that the reinforcing fiber directions are the same (for example, [0 °] n, [90 °] n, etc.) The angle formed by the reinforcing fiber direction of each sheet is within ± 5 °. The cross laminate is a laminate in which the sheets constituting the laminate are laminated so that the reinforcing fiber directions intersect (for example, [0 ° / 90 °], [+ 45 ° / −45 °]). , Etc.). In the present invention, that the reinforcing fiber directions intersect each other means that the angle formed by the reinforcing fiber directions of adjacent sheets is ± 5 ° or more, and preferably within a range of 30 ° to 60 °. Here, when the number of orientation directions of the reinforcing fiber layers included in the laminate is n, it is expressed as n-axis orientation. That is, the cross laminate is a laminate having biaxial orientation or more. Furthermore, isotropic lamination such as [−45 / 0 / + 45/90] and [0 / ± 60] is preferable, and more preferable is [−45 / 0 / + 45/90] s and [0 / ± 60] s. Symmetrical lamination. By setting it as this aspect, FRP can be made into a uniform physical property and generation | occurrence | production of the curvature by a thermal stress can be suppressed. In the symmetric lamination, the fiber directions are the same in the two layers at the center in the lamination thickness direction that are turned back, but the two layers in this case are exceptions to the above definition.

前記(イ)について、少なくとも前記シート間に複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置されていることで、成形材料の優れた樹脂含浸性および第1の賦形性を発現することができる。ここで「複合材料のマトリックスを構成する熱可塑性樹脂」とは、成形して複合材料となった後、そのマトリックスとなる熱可塑性樹脂を示す。成形材料の成形時において、マトリックスとなる熱可塑性樹脂の溶融体を強化繊維糸条に含浸させるには、成形材料内に存在する空気を効率よく系外に逃がすことが重要であり、空気を逃がすための系外への経路を形成することが重要となる。かかる経路を形成できなければ、得られたFRP中において空気(ボイド)が残存し、FRPの品位や力学特性を低下させる原因となる。前記(イ)の態様は、少なくともシート間に帛体を配置することで、成形材料の平面方向の全面に延在するシートおよび/またはシートにおける強化繊維糸条の単糸同士の隙間を系外への経路とすることで、成形中に空気の系外への経路が閉鎖されてしまうのを回避することができる。すなわち、本発明は前記(イ)の態様を満足することで、低い圧力においてもマトリックスとなる熱可塑性樹脂の溶融体を容易に含浸でき、FRPをボイドなく成形することが可能となる。   With regard to (a) above, the resin body having the first thermoplastic resin constituting the matrix of the composite material at least as a component between the sheets is disposed, so that the resin impregnating property of the molding material and the first Shapeability can be expressed. Here, the “thermoplastic resin constituting the matrix of the composite material” refers to a thermoplastic resin that becomes a matrix after being molded into a composite material. When molding the molding material, in order to impregnate the reinforcing fiber yarn with the melt of the thermoplastic resin as the matrix, it is important to efficiently release the air present in the molding material out of the system. Therefore, it is important to form a path to the outside of the system. If such a path cannot be formed, air (void) remains in the obtained FRP, which causes the quality and mechanical properties of the FRP to deteriorate. In the above aspect (a), the gap between the single yarns of the reinforcing fiber yarns in the sheet and / or the sheet extending over the entire surface in the plane direction of the molding material is removed by disposing at least the textile body between the sheets. By adopting the route to, it is possible to avoid closing the route to the outside of the air system during molding. In other words, the present invention satisfies the above-mentioned aspect (a), so that it is possible to easily impregnate the thermoplastic resin melt as a matrix even at a low pressure, and to form FRP without voids.

また、前記(イ)は、成形材料に第1の賦形性をもたらす。かかる第1の賦形性は、成形材料を加熱してFRPを成形する際に、層間に配置された帛体が溶融することで層間にスペースが形成され、隣接するシート同士が層間おいてせん断変形し易い態様になることをいう。詳しくは、成形材料を加熱しFRPを成形する際において、層間に配置された帛体が溶融することで、後述のステッチによる拘束が緩和されるか、もしくは、ステッチ糸までもが溶融することで、各層間における変形抵抗が低減し、僅かに外力を加えることでも容易にせん断変形可能な状態とされる。すなわち、第1の賦形性とは、成形材料の層間におけるせん断変形のことであり、成形材料の厚み方向における賦形性のことを示す。かかる第1の賦形性を有することで、特に円筒やU型、等のシングルコンター形状において、成形材料の厚み方向に発生する内外周長差を層間のせん断変形により吸収され、強化繊維糸条の突っ張りや皺の発生を抑制し、曲面部に沿った良好な品位のFRPを成形することができる。これは、成形材料の厚みが大きくなるほど、より効果的に機能する。なお、本発明でいうシングルコンター形状とは、曲面形状の種類を指し、積層体の表面を二次曲面として取り出してきた際、該二次曲面と接する接平面を仮定すると、該接平面と該二次曲面が1本の接線を有し、かつ、その接線が直線である二次曲面(すなわち、面内の一軸方向にのみ曲率変化がある面:微分幾何学上、可展面と呼ばれる曲面)をいい、具体的には円錐形状や円筒形状、それらの一部が該当する。   Moreover, said (a) brings the 1st shaping property to a molding material. The first formability is that, when the FRP is formed by heating the molding material, a space is formed between the layers by melting the fabric body arranged between the layers, and adjacent sheets are sheared between the layers. This means that it is easy to deform. Specifically, when the FRP is molded by heating the molding material, the fabric body arranged between the layers melts, so that the restraint due to stitches described later is relaxed, or even the stitch yarn is melted. The deformation resistance between the respective layers is reduced, and it can be easily deformed by applying a slight external force. That is, the first formability is a shear deformation between layers of the molding material and indicates the shapeability in the thickness direction of the molding material. By having the first formability, particularly in a single contour shape such as a cylinder or a U shape, the inner and outer peripheral length difference generated in the thickness direction of the molding material is absorbed by the shear deformation between layers, and the reinforcing fiber yarn It is possible to form a good-quality FRP along the curved surface portion by suppressing the occurrence of tension and wrinkles. This works more effectively as the thickness of the molding material increases. The single contour shape as used in the present invention refers to the kind of curved surface shape, and when the surface of the laminate is taken out as a quadric surface, assuming a tangential plane in contact with the quadric surface, the tangential plane and the A quadratic surface having a single tangent and a tangent to the quadratic surface (that is, a surface having a curvature change only in one axial direction within the surface: a surface called a developable surface in terms of differential geometry) Specifically, a conical shape, a cylindrical shape, or a part of them is applicable.

なお、ここでいう帛体とは、一枚として取り扱えるものであれば、その形態は特に制限されるものではなく、不織布、フィルム、マット、メッシュ、織物、編物、等の種々の形態から選択することができる。特に不織布の形態であると、材料として安価である点、適度な変形性を有する点、成形材料の製造工程において、ニードルの通過性に優れる点、異方性が小さく取扱性に優れる点、ステッチ時のニードルへの負荷を小さくできる点、などから好ましい。   In addition, if the textile body here can be handled as one sheet, the form will not be restrict | limited in particular, It selects from various forms, such as a nonwoven fabric, a film, a mat | matte, a mesh, a woven fabric, and a knitted fabric. be able to. Especially when it is in the form of a non-woven fabric, it is inexpensive as a material, has moderate deformability, has excellent needle permeability in the manufacturing process of molding material, has low anisotropy and has excellent handleability, and stitches This is preferable because the load on the needle can be reduced.

前記(ロ)について、本発明の成形材料において、積層体は第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されていることで、成形材料の優れた取扱性と、FRPを成形する際の優れた含浸性をもたらすものである。   Regarding (b) above, in the molding material of the present invention, the laminate is integrated by a stitch yarn comprising the second thermoplastic resin as a component and / or a textile body comprising the first thermoplastic resin as a component. Thus, excellent handling property of the molding material and excellent impregnation property when molding the FRP are brought about.

本発明の成形材料の各層に用いられている多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートは、織物の様な組織が形成されていないため、何らかの拘束を付与しない限り、それぞれの構成要素が容易に分離してしまう。その機能を担うのが、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体、および/または、第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸である。これにより、成形材料としての取扱が可能となるうえ、外部との干渉により発生する強化繊維糸条の配向ズレや、目曲り、屈曲といった、取扱に際する外乱の影響を最小限に留めることができる。   A sheet in which a large number of reinforcing fiber yarns used in each layer of the molding material of the present invention are arranged in parallel has no woven-like structure formed. The components are easily separated. The function is performed by the textile body containing the first thermoplastic resin as a component and / or the stitch yarn containing the second thermoplastic resin as a component. This enables handling as a molding material and minimizes the effects of disturbances in handling such as misalignment, bending, and bending of reinforcing fiber yarns caused by external interference. it can.

また、本発明の成形材料が前記(ロ)のステッチ糸により一体化されている態様を取ることで、FRPを成形する際に優れた樹脂含浸性をもたらす。かかる樹脂含浸性とは、前記(イ)におけるそれとは異なるものであり、次ぎに詳述するとおりである。前記積層体の厚み方向にステッチ糸が貫通してあることで、成形材料の厚み方向に貫通孔が形成され、マトリックスとなる熱可塑性樹脂が含浸する際の樹脂流路として機能し、成形材料に優れた樹脂含浸性をもたらす。かかる貫通孔は、1層当たりの強化繊維目付が大きいほど効果的に機能し、すなわち、厚み方向への含浸距離がより長いほど、かかる態様は好適である。   Moreover, when the molding material of this invention takes the aspect integrated with the said (b) stitch thread | yarn, the resin impregnation property excellent in shape | molding FRP is brought about. The resin impregnation property is different from that in the above (a) and is as described in detail below. Since the stitch yarn penetrates in the thickness direction of the laminate, a through-hole is formed in the thickness direction of the molding material, which functions as a resin flow path when the thermoplastic resin as a matrix is impregnated. Provides excellent resin impregnation. Such a through hole functions more effectively as the basis weight of reinforcing fibers per layer increases, that is, the longer the impregnation distance in the thickness direction, the more suitable this aspect.

さらに、本発明の成形材料が多軸に積層されたものの場合、前記(ロ)におけるステッチ糸により一体化されている態様を取ることで、FRPを成形する際に優れた強化繊維糸条の真直性をもたらす。成形材料を加熱加圧してFRPを成形する際において、積層体がステッチ糸にて拘束されていることで、成形材料における強化繊維糸条の配向および真直性が、得られるFRPにおいても維持される。ステッチ糸が形成するループは、成形材料において強化繊維糸条を物理的に規制する機能があることから、FRP成形時における成形圧や樹脂流動により誘発する強化繊維糸条の乱れを抑制することができる。   Further, in the case where the molding material of the present invention is laminated in multiple axes, the straightness of the reinforcing fiber yarn that is excellent when molding FRP by taking the form integrated by the stitch yarn in (b) above Bring sex. When the FRP is molded by heating and pressing the molding material, the orientation of the reinforcing fiber yarn in the molding material and the straightness are maintained even in the obtained FRP because the laminate is constrained by the stitch yarn. . The loop formed by the stitch yarn has the function of physically restricting the reinforcing fiber yarn in the molding material, so that the disturbance of the reinforcing fiber yarn induced by molding pressure or resin flow during FRP molding can be suppressed. it can.

前記ステッチ糸による一体化においては、成形材料の長手方向および幅方向のそれぞれにおいて貫通孔が4〜25列/25mmの範囲内で規則的に配列されていることが好ましい。より好ましくは、それぞれの方向において5〜13列/25mmの範囲内である。かかる範囲内にて貫通孔が配置されていると、ステッチ糸が強化繊維糸条を拘束してその配向方向(角度)、真直性を維持させること、強化繊維糸条の損傷を最低限に抑えること、FRPに成形する際の均一な賦形性を発現すること、さらには上述の樹脂含浸性を総合して、バランス的に勘案できることから好ましい。なお、長手方向と幅方向とで貫通孔を同一間隔に配置する必要はなく、FRPを成形する際の賦形性、樹脂含浸性の異方性、不均一性を嫌う場合は、同一間隔に配置することが好ましい。   In the integration by the stitch yarn, it is preferable that the through holes are regularly arranged within a range of 4 to 25 rows / 25 mm in each of the longitudinal direction and the width direction of the molding material. More preferably, it is in the range of 5 to 13 rows / 25 mm in each direction. If the through hole is arranged within such a range, the stitch yarn restrains the reinforcing fiber yarn to maintain its orientation direction (angle) and straightness, and minimizes damage to the reinforcing fiber yarn. In particular, it is preferable because the uniform shapeability in molding into FRP can be expressed, and furthermore, the above-described resin impregnation properties can be combined and considered in a balanced manner. In addition, it is not necessary to arrange the through holes at the same interval in the longitudinal direction and the width direction. If you dislike shapeability, resin impregnation anisotropy, and non-uniformity when molding FRP, keep the same interval. It is preferable to arrange.

また、貫通孔は、成形材料の平面方向における密度が30,000〜250,000箇所/mの範囲内であるのが好ましい。より好ましくは60,000〜200,000箇所/m、さらに好ましくは65,000〜150,000箇所/mの範囲内である。前記貫通孔が4列/25mm未満であったり、30,000箇所/m未満であると、強化繊維糸条の拘束が緩くなることから取扱性に劣ったり、取扱時やFRP成形時において、強化繊維糸条の屈曲や目曲りを誘発したりする。そればかりか、前記貫通孔は、成形材料の厚み方向への樹脂の含浸流路として機能するため、その数が少なくなると樹脂含浸性に劣ったりする場合もある。一方で、前記貫通孔が25列/25mmを超えたり、250,000箇所/mを超えたりすると、樹脂含浸性には優れるが、ニードルにより強化繊維糸条が傷つけられる確率が高くなるほか、FRP内に含有されるステッチ糸の量が増加することから、力学特性に劣ったり、FRPの軽量化の効果を損なったりするうえ、強化繊維糸条の拘束が強くなり過ぎて賦形性に劣る場合がある。 Moreover, it is preferable that the through hole has a density in the plane direction of the molding material in the range of 30,000 to 250,000 locations / m 2 . More preferably, it is in the range of 60,000 to 200,000 locations / m 2 , and more preferably in the range of 65,000 to 150,000 locations / m 2 . When the through holes are less than 4 rows / 25 mm or less than 30,000 locations / m 2 , the restraint of the reinforcing fiber yarn becomes loose, so that the handleability is inferior. Inducing bending or bending of reinforcing fiber yarns. In addition, the through-hole functions as a resin impregnation channel in the thickness direction of the molding material, and therefore the resin impregnation property may be inferior when the number thereof is reduced. On the other hand, if the through hole exceeds 25 rows / 25 mm or exceeds 250,000 locations / m 2 , the resin impregnation property is excellent, but the probability that the reinforcing fiber yarn is damaged by the needle is increased. Since the amount of stitch yarn contained in the FRP increases, the mechanical properties are inferior, the effect of reducing the weight of the FRP is impaired, and the reinforcement of the reinforcing fiber yarn becomes too strong and the shapeability is inferior. There is a case.

ここで、貫通孔の密度とは、100mm×100mmの正方形に切り出した成形材料から、ステッチ糸が厚み方向に貫通している貫通孔の数を1m当たりに比例換算したものをいい、貫通孔の数を数えることで容易に求められる。また、成形材料の長手方向または幅方向25mmあたりの貫通孔の列数とは、100mm×100mmの正方形に切り出した成形材料から長手方向または幅方向に関して、貫通孔が規則的に配列している列を数え、それぞれの数を1/4にした値の小数点以下1桁まで表したものを示す。貫通孔が規則的に配列しているかどうかの判断は、成形材料の当該方向において、互いに隣り合って存在する貫通孔25個の間の距離を求め、その平均値に対してそれぞれの距離の個別値が±10%以内であれば規則的と判断する。なお、隣り合う貫通孔の距離のそれぞれが同一である必要はない。 Here, the density of the through-holes refers to a material obtained by proportionally converting the number of through-holes through which the stitch yarn penetrates in the thickness direction from a molding material cut into a square of 100 mm × 100 mm per 1 m 2. It is easily obtained by counting the number of. The number of rows of through holes per 25 mm in the longitudinal direction or width direction of the molding material is a row in which through holes are regularly arranged in the longitudinal direction or width direction from the molding material cut into a square of 100 mm × 100 mm. Is represented to one digit after the decimal point. In order to determine whether or not the through holes are regularly arranged, the distance between the 25 through holes that are adjacent to each other in the direction of the molding material is obtained, and each distance is individually determined with respect to the average value. If the value is within ± 10%, it is judged as regular. Note that the distances between adjacent through holes do not have to be the same.

前記(ロ)について、本発明の成形材料は、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体または第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸の何れにて一体化されていてもよいが、FRPにおける力学特性、平滑性の観点からは、強化繊維糸条の損傷を最小限にできるという観点から、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されることが好ましく、成形材料の取扱性、形態安定性およびFRPの成形性の観点からは、第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸にて一体化されていることが好ましい。   With regard to the above (b), the molding material of the present invention may be integrated in either a textile body containing the first thermoplastic resin as a component or a stitch yarn containing the second thermoplastic resin as a component. From the viewpoint of mechanical properties and smoothness in the FRP, it is preferable that the fiber body is composed of the first thermoplastic resin as a component from the viewpoint that damage to the reinforcing fiber yarn can be minimized. From the viewpoints of material handling properties, form stability, and FRP moldability, it is preferable that they are integrated with stitch yarns containing the second thermoplastic resin as a component.

第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体より一体化する態様としては、シート間に配置される第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体を熱融着または機械的に交絡させる等の手段により接着させる態様が挙げられるが、得られるFRPの表面品位、力学特性の観点から、前者が好ましい。一体化の範囲について、特に制限はないが、取扱性を考えた場合には前記シートの全面に渡って接着されていることが好ましく、最低条件として、成形材料としての形状を保持できること(持ち運びにおいて強化繊維糸条の配向が保持できる程度)である。かかる一体化の手段としては、例えば、帛体を含む成形材料をホットローラー、加熱プレス、などで圧熱処理する方法が挙げられ、間欠に連続処理ができるホットローラーによる方法が生産性の観点から好ましい。   As an embodiment in which the first thermoplastic resin is integrated from the fabric body as a component, the fabric body including the first thermoplastic resin component disposed between the sheets is heat-sealed or mechanically entangled. Although the mode of making it adhere | attach by a means is mentioned, From the viewpoint of the surface quality of FRP obtained and a mechanical characteristic, the former is preferable. The range of integration is not particularly limited. However, when handling is considered, it is preferable that the sheet is adhered over the entire surface, and as a minimum condition, the shape as a molding material can be maintained (in carrying) Extent to which the orientation of the reinforcing fiber yarn can be maintained). Examples of such integration means include a method in which a molding material containing a textile body is subjected to pressure heat treatment with a hot roller, a heating press, or the like, and a method using a hot roller that can be intermittently processed is preferable from the viewpoint of productivity. .

第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸により一体化する態様としては、経編、緯編、タフティング、などが挙げられ、取扱性と生産性の両面から経編が好ましい。   Examples of an embodiment in which the second thermoplastic resin is integrated by the stitch yarn include warp knitting, weft knitting, tufting, and the like, and warp knitting is preferable from the viewpoints of both handleability and productivity.

また、これら第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体と第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸との両方により一体化された態様であると、とりわけ形態安定性に優れた成形材料とすることができる。かかる態様は、具体的には上述したそれぞれの手段の組合せであって、例えば、ニッティングにおいてニードルを貫通させる際に、積層体におけるシートと帛体を交絡により機械的に結束すると同時にステッチ糸を組織させる方法であったり、積層体をホットローラーにて融着処理した後、ステッチ糸にて一体化する方法であったりが挙げられる。特に、工程を簡略にできる前者が、生産性の観点から好ましい。   In addition, a molding material that is particularly excellent in shape stability when it is integrated by both the textile body having the first thermoplastic resin as a component and the stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component. It can be. Specifically, this mode is a combination of the above-described means. For example, when needles are pierced in knitting, the sheet and the fabric body in the laminated body are mechanically bound by entanglement, and at the same time, the stitch yarns are combined. Examples thereof include a method of organizing, and a method of fusing the laminated body with a hot roller and then integrating with a stitch yarn. In particular, the former that can simplify the process is preferable from the viewpoint of productivity.

前記(ハ)について、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸であるシートを含むことで、本発明の成形材料における第2の賦形性を発現することができる。ここで、第2の賦形性とは、強化繊維糸条が紡績糸であることにより、成形材料を所定の形状に賦形させようとした際に、強化繊維糸条を構成する単糸の個々が適度にす抜けることにより、前記シートの平面方向において進展変形すること、あるいは、し易い態様にあることである。   About (c), the molding material of the present invention includes a sheet which is a spun yarn composed of discontinuous fibers having a finite length of 10 to 100 mm in the fiber length La of the reinforcing fiber yarn constituting the laminate. The 2nd shaping property in can be expressed. Here, the second formability means that when the reinforcing fiber yarn is a spun yarn, when the molding material is shaped into a predetermined shape, the single yarn constituting the reinforcing fiber yarn It is a mode in which the individual progresses and deforms in the plane direction of the sheet or is easily carried out by passing through each of them appropriately.

かかる進展変形とは、強化繊維糸条、すなわち紡績糸を構成する単糸の個々が、強化繊維糸条内においてす抜たり、真直したりすることにより、強化繊維糸条自体が延伸変形することであり、これに起因する成形材料の変形に相当するものである。FRPに好適に用いられる強化繊維として、炭素繊維やガラス繊維が挙げられるが、これら強化繊維は伸度が小さいため、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形させようとした場合、強化繊維糸条が突っ張ってしまい、所望の形状に沿わすことができなかったり、皺が生じたりといった問題がある。シングルコンター形状であれば、上述した第1の賦形性の発現により、かかる問題を緩和することも可能であるが、ダブルコンター形状となると、成形材料の厚み方向における賦形性のみでは形状に沿わすことができず、成形材料の平面方向の変形が必要となる。仮に成形材料の平面方向にてせん断変形したとしても、それには限界があり、強化繊維糸条の配向軸が増えるほどその変形量も制限されるため、多軸配向の材料においてその効果は望めない。一方、前記(ハ)の態様を取る成形材料であると、強化繊維糸条が紡績糸であるため、ダブルコンター形状に賦形させようとした場合にも、強化繊維糸条が延伸変形することで、強化繊維糸条が突っ張る心配はないし、多軸配向されていても、強化繊維糸条の延伸変形することから、強化繊維糸条の配向方向への拘束がなく、成形材料の平面方向におけるせん断変形との相乗効果を奏することができる。   Such progress deformation means that the reinforcing fiber yarn itself, that is, the single yarn constituting the spun yarn, is pulled or straightened in the reinforcing fiber yarn, so that the reinforcing fiber yarn itself is stretched and deformed. This corresponds to the deformation of the molding material due to this. Carbon fibers and glass fibers can be mentioned as reinforcing fibers suitably used for FRP, but these reinforcing fibers have a low elongation, so when trying to shape them into a single contour shape or a double contour shape, reinforcing fiber yarns Will be stretched and cannot follow the desired shape, or wrinkles will occur. If it is a single contour shape, it is possible to alleviate this problem due to the development of the first formability described above. However, when it becomes a double contour shape, it will be shaped only by the shapeability in the thickness direction of the molding material. Therefore, deformation of the molding material in the plane direction is required. Even if shear deformation is caused in the plane direction of the molding material, there is a limit to this, and the amount of deformation is limited as the orientation axis of the reinforcing fiber yarn increases, so that the effect cannot be expected in a multiaxially oriented material. . On the other hand, since the reinforcing fiber yarn is a spun yarn when the molding material takes the form (c), the reinforcing fiber yarn is stretched and deformed even when trying to form a double contour shape. Thus, there is no worry that the reinforcing fiber yarn is stretched, and even if it is multiaxially oriented, the reinforcing fiber yarn is stretched and deformed, so there is no restriction in the orientation direction of the reinforcing fiber yarn, and in the plane direction of the molding material A synergistic effect with shear deformation can be achieved.

なお、本発明で云うダブルコンター形状とは積層体の表面を二次曲面として取り出してきた際、該二次曲面上の点であって、該点を通るどのような平面を参照しても、該平面と該二次曲面の交線のうち該点を通る交線が曲線となる部分を少なくとも一部に含む曲面形状を指す。具体的には鞍型、半球形状や凹凸部を有する平板などが該当するが凹凸部のない平板、円錐形状や円筒形状は該当しない。   The double contour shape referred to in the present invention is a point on the quadric surface when the surface of the laminate is taken out as a quadric surface, and any plane passing through the point can be referred to. A curved surface shape including at least a portion where an intersection line passing through the point becomes a curved line among intersection lines of the plane and the quadric surface. Specifically, a saddle shape, a hemispherical shape, a flat plate having an uneven portion, and the like are applicable, but a flat plate without an uneven portion, a conical shape, and a cylindrical shape are not applicable.

ここで、紡績糸とは、不連続繊維の集合束のことを指し、糸条として取り扱うことができれば、その形態は特に制限されるものではなく、撚りを含むものであってもよいし、実質的に無撚りであって、カバリングおよびバインダー、などにより糸条形態を保持されたものでもよく、これらの組合せであってもよい。かかる紡績糸としては、不連続繊維から紡績(例えば、綿紡式)されたものであってものよいし、連続繊維(トウ)から紡績(例えば、牽切紡法、直線紡績法)されたものであってもよいが、後者であると、工程が簡単で設備費と加工費を少なくできる点において好ましい。また、かかる後者のうち牽切紡法によって製造される紡績糸(牽切紡)は、連続繊維からなる強化繊維糸条に牽伸を与え、糸条中の連続単繊維を牽切することにより紡績されるため、強化繊維糸条の1本から、強化繊維糸条の複数本を並行に引き揃えて、テープ状ないしシート状に予め成形されたものまで、同様にして紡績することができる。すなわち、牽切糸、牽切テープおよび牽切シートとして得ることができ、いずれの形態であっても、前記積層体を構成するシートの形成手段においてそれぞれ投入することができる。中でも、加工費の観点から牽切シートの形態を取ることが好ましい。   Here, the spun yarn refers to a bundle of discontinuous fibers, and the shape is not particularly limited as long as it can be handled as a yarn, and may include a twist, or substantially It may be a non-twisted one, and may be held in a yarn form by covering and binder, or a combination thereof. Such spun yarn may be spun from discontinuous fibers (for example, cotton spinning) or spun from continuous fibers (tow) (for example, check spinning, linear spinning). However, the latter is preferable in that the process is simple and equipment costs and processing costs can be reduced. Among the latter, spun yarn (check-cut spinning) manufactured by the check-spinning method provides spinning to the reinforcing fiber yarn made of continuous fibers and checks the continuous single fiber in the yarn. Therefore, from one of the reinforcing fiber yarns, a plurality of reinforcing fiber yarns can be drawn in parallel and spun in the same manner from tape-shaped or sheet-shaped in advance. That is, it can be obtained as a check thread, a check tape and a check sheet, and in any form, it can be put in the sheet forming means constituting the laminate. Especially, it is preferable to take the form of a check sheet from a viewpoint of processing cost.

また、前記(ハ)は、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸を含むものである。より好ましくは、30〜70mmの範囲内の有限長の不連続繊維から構成される紡績糸である。かかる有限長の不連続繊維から構成される紡績糸を含むことで、成形材料の取扱性と賦形性を両立させることができる。   The above (c) includes spun yarns composed of discontinuous fibers having a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate is 10 to 100 mm. More preferably, the spun yarn is composed of discontinuous fibers having a finite length within a range of 30 to 70 mm. By including a spun yarn composed of such a finite length of discontinuous fibers, it is possible to achieve both the handleability and the shapeability of the molding material.

かかる範囲内において、不連続繊維が有限長、すなわち繊維長Laを有することで、成形材料の取扱性と賦形性の両方において優れたものとすることができる。不連続繊維の繊維長Laが10mm未満では、繊維長が短過ぎるため、紡績糸を形成しようとした場合に、撚り数やバインダー量を増加する必要があり、結果的に延伸変形を発現しにくい形態になり、仮にそうでない状態で紡績糸を形成できたとしても、成形材料から不連続繊維が脱落したり、僅かな力が加わっただけでも変形を誘発したりしてしまうため、成形材料として取り扱うことが難しくなる。   Within such a range, the discontinuous fiber has a finite length, that is, the fiber length La, so that both the handling property and the shapeability of the molding material can be improved. If the fiber length La of the discontinuous fiber is less than 10 mm, the fiber length is too short. Therefore, when trying to form a spun yarn, it is necessary to increase the number of twists and the amount of the binder, and as a result, it is difficult to express stretch deformation. Even if the spun yarn can be formed in a state that is not so, discontinuous fibers fall off from the molding material, or even if a slight force is applied, deformation is induced, so as a molding material It becomes difficult to handle.

前記(ニ)について、前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸である。かかる割合の強化繊維糸条が紡績糸であることで、成形材料における賦形性を効果的に引き出すことができる。   Regarding (d), at least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate are composed of discontinuous fibers having a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate is 10 to 100 mm. Spun yarn. When the proportion of the reinforcing fiber yarn is a spun yarn, the shapeability in the molding material can be effectively extracted.

上述した通り、本発明の成形材料の賦形性は、第1の賦形性である層間のせん断変形と第2の賦形性である層内の進展変形との相乗効果であって、とりわけ面内方向の賦形性に関しては、第2の賦形性の寄与が大きい。   As described above, the shapeability of the molding material of the present invention is a synergistic effect between the shear deformation between the layers which is the first shapeability and the progress deformation within the layer which is the second shapeability, Regarding the shapeability in the in-plane direction, the contribution of the second shapeability is large.

しかし、連続繊維から構成される成形材料が、面内において全くの賦形性を備えていないわけではない。例としては、二方向性織物であって、織物を非繊維方向に引き延ばした場合に、組織が正方形から菱形に変形する現象がそれである。この現象を本明細書では、面内のせん断変形と呼ぶ。   However, a molding material composed of continuous fibers does not have no formability in the plane. As an example, it is a bi-directional woven fabric, and when the woven fabric is stretched in the non-fiber direction, the phenomenon that the structure is deformed from a square to a rhombus. In this specification, this phenomenon is called in-plane shear deformation.

かかる面内のせん断変形は、面内における構成要素の形態変化であって、強化繊維束の集束、間隙の閉塞、組織の緻密化により、歪みを吸収することで賦形性をもたらす。また、変形には限界があり、空間が密になった状態(面内での変形の余地がなくなった状態)であって、理論的には、強化繊維束が真円状に集束し、密接している状態である。   Such in-plane shear deformation is a change in the shape of the components in the plane, and brings about shaping by absorbing strain by converging reinforcing fiber bundles, closing gaps, and densifying tissues. In addition, there is a limit to deformation, and the space is dense (there is no room for deformation in the plane). Theoretically, the reinforcing fiber bundles converge in a perfect circle and close It is in a state of being.

一方、紡績糸から構成される成形材料であると、上記面内のせん断変形における限界点を、連続繊維のそれより引き上げることが可能である。上述の通り繊維束としては、真円状に集束した状態が限界であるが、これは連続繊維の場合であり、すなわち、繊維束断面における単糸数が絶対である故である。しかしながら、紡績糸の場合、紡績糸を構成する単糸の個々が、強化繊維糸条内においてす抜たり、真直したりすることにより、強化繊維糸条自体が延伸変形することができ、すなわち、繊維束断面における単糸数が可変であるため、理論上の限界点を迎えても尚、変形することが可能である。このように、変形の限界を引き上げることこそが、前記(ニ)の本質であって、鋭意検討した結果、積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が紡績糸であることで、前記効果を十分に発現できることを見出した。   On the other hand, in the case of a molding material composed of spun yarn, the limit point in the in-plane shear deformation can be raised from that of continuous fibers. As described above, the fiber bundle is limited to a state of being converged in a perfect circle, but this is a case of continuous fibers, that is, the number of single yarns in the fiber bundle cross section is absolute. However, in the case of a spun yarn, the individual yarns constituting the spun yarn can be pulled or straightened in the reinforcing fiber yarn, whereby the reinforcing fiber yarn itself can be stretched and deformed, that is, Since the number of single yarns in the fiber bundle cross section is variable, it can still be deformed even when the theoretical limit is reached. Thus, raising the limit of deformation is the essence of the above (d), and as a result of intensive studies, at least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate are spun yarns. It has been found that the above effects can be fully expressed.

前記積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維糸条が交差するように多軸配向にて積層されて積層体を構成しており、その配向する軸数をn軸、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸の成形材料中の重量割合をN%とするとき、n,Nが、下記式の関係を満たすことが好ましい。   Each of the sheets constituting the laminate is laminated in a multiaxial orientation so that the reinforcing fiber yarns intersect to constitute a laminate, the number of axes to be oriented is n-axis, and the fiber length La is 10 When the weight ratio in the molding material of the spun yarn composed of discontinuous fibers having a finite length of ˜100 mm is N%, it is preferable that n and N satisfy the relationship of the following formula.

(100−100/n)≦N ・・・(1)
(1)式を満たすことにより、成形材料における賦形性、力学特性をバランス良く制御することができる。かかる(1)式を満たす具体的な態様として、次に示す2態様がある。それぞれの態様で期待できる効果については、以下に詳述するが、目標とする成形体の形状や設計によって、適宜使い分ければよい。
(100-100 / n) ≦ N (1)
By satisfying the formula (1), it is possible to control the shapeability and mechanical properties of the molding material with a good balance. As specific modes satisfying the formula (1), there are the following two modes. The effects that can be expected in each aspect will be described in detail below, but may be properly used depending on the shape and design of the target molded body.

かかる(1)式を満たす第1の態様としては、強化繊維糸条が(0°/90°)に配向された成形材料のうち、90°シートを構成する強化繊維糸条の全てが、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸である。かかる場合において、0°、90°の各シートの単位面積あたりの重量(の合計)が等しい場合、N=50となり、紡績糸より構成される90°のシートの単位面積あたりの重量(の合計)が、連続繊維糸条から構成される0°のシートの単位面積あたりの重量(の合計)より大きければ、50<Nとなる。   As a 1st aspect which satisfy | fills this (1) type | formula, all the reinforcing fiber yarns which comprise a 90 degree sheet | seat among the molding materials in which the reinforcing fiber yarns were orientated (0 degree / 90 degrees) are fibers. The spun yarn is composed of discontinuous fibers having a finite length of 10 to 100 mm in length La. In such a case, when the weights per unit area of 0 ° and 90 ° are equal (total), N = 50, and the weight per unit area of 90 ° sheets composed of spun yarns (total of ) Is greater than the weight per unit area (total) of the 0 ° sheet composed of continuous fiber yarns, 50 <N.

これより得られる成形材料は、90°シートのみが紡績糸より構成されるため、第2の賦形性についても90°シートのみに付与されることになるが、見方を変えれば、90°方向にのみ曲率を必要とする形状であれば賦形が可能であって、0°方向においては連続繊維と同等の強度発現を見込める。これは、繊維配向軸が増えても同様であって、積層体における特定配向のシートを除く全てのシートに紡績糸を適用することにより得られる。すなわち、積層体における特定配向のシートを除く全てのシートが、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸であることで、成形材料の賦形性に異方性を選択的に付与することができ、かつ、FRPの力学特性を最大限に残存させることができる。   As for the molding material obtained from this, since only the 90 ° sheet is composed of the spun yarn, the second formability is also given only to the 90 ° sheet. If it is a shape that only requires a curvature, it can be shaped, and in the 0 ° direction, it can be expected to exhibit the same strength as a continuous fiber. This is the same even when the fiber orientation axis is increased, and can be obtained by applying the spun yarn to all the sheets except the sheet having a specific orientation in the laminate. That is, all the sheets except the sheet of specific orientation in the laminate are spun yarns composed of finite length discontinuous fibers having a fiber length La of 10 to 100 mm. Sex can be selectively imparted and the mechanical properties of FRP can be maximized.

上記(1)式を満たす第2の態様としては、強化繊維糸条が(0°/90°)に配向された成形材料の各シートのそれぞれに、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸を含むものである。この場合もnが2軸であって、N≧50となる。かかる第2の態様においても、繊維長Laが10〜100mmの有限長にて切断されている強化繊維糸条の重量割合Nが、(1)式を満たすことが好ましい。   As a 2nd aspect which satisfy | fills the said (1) type | formula, in each of the sheet | seat of the molding material in which the reinforcing fiber yarn was orientated (0 degree / 90 degree), fiber length La is 10-100 mm in finite length. It includes spun yarn composed of discontinuous fibers. In this case, n is biaxial and N ≧ 50. Also in the second aspect, it is preferable that the weight ratio N of the reinforcing fiber yarn that is cut with a finite length of 10 to 100 mm satisfies the formula (1).

かかる成形材料は、積層体を構成する全てのシートに紡績糸が幾分か含まれており、全てのシートにおいて第2の賦形性を幾らか発現するものである。あるいは、第2の賦形性の効果が十分でなくとも、上述した面内のせん断変形を発現するため、成形材料としての賦形性は十分に確保される。また、連続繊維の残存する割合ないし、紡績糸を構成する不連続繊維の繊維長Laをシート毎に制限を持ってコントロールできるため、FRPにおける物性の異方性についても加味した処方を取ることができる。すなわち、成形材料における物性を均質にすることもでき、異方性を持たせることもできるが、とりわけ、成形材料の全シートのバランスを鑑みるに好ましい態様である。よって、好ましくは、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸の重量割合が、各シートともN%以上にて同じであり、これより得られる成形材料は均質性に優れる。   In such a molding material, some of the spun yarn is contained in all the sheets constituting the laminate, and the second formability is somewhat exhibited in all the sheets. Alternatively, even if the effect of the second formability is not sufficient, the above-described in-plane shear deformation is exhibited, so that the formability as a molding material is sufficiently ensured. In addition, since the ratio of the remaining continuous fibers or the fiber length La of the discontinuous fibers constituting the spun yarn can be controlled for each sheet, it is possible to take a prescription that also takes into account the anisotropy of physical properties in FRP. it can. That is, the physical properties of the molding material can be made uniform and anisotropy can be imparted, but in particular, this is a preferred embodiment in view of the balance of all sheets of the molding material. Therefore, preferably, the weight ratio of the spun yarn composed of discontinuous fibers having a finite length of 10 to 100 mm in fiber length La is the same at N% or more for each sheet, and the molding material obtained therefrom is homogeneous. Excellent in properties.

以下、本発明の成形材料について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the molding material of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の成形材料の一実施態様を示す概略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the molding material of the present invention.

図1に示すとおり、成形材料1は、多数本の強化繊維糸条を並行に引き揃えてなるシートの複数層からなり、強化繊維糸条2を0°に並行に引き揃えたシートからなる第1層と、強化繊維糸条2を90°に並行に引き揃えたシートからなる第2層と、強化繊維糸条2をα°に並行に引き揃えたシートからなる第3層と、強化繊維糸条2を−α°に並行に引き揃えたシートからなる第4層(最表層)との計4層が積層されて、それぞれの層間には帛体(不織布)3がそれぞれ配置されて積層体を構成し、該積層体の厚み方向に貫通して存在するステッチ糸4により一体化されている。かかる成形材料1における強化繊維糸条2の全ては、紡績糸である。なお、図1におけるステッチ糸の組織は、鎖編と1/1トリコット編とを複合した変則1/1トリコット編であるが、鎖編や1/1トリコット編でもよく、積層体を厚み方向に貫通し、かつ、一体化できれば所望の組織とすることができる。図1のように、第1層(最表層)において0°に強化繊維糸条が配向されてある場合は、トリコット編のような成形材料の長手方向と交差する方向にもステッチ糸を有する組織とすることで、強化繊維糸条の表面からの脱落を防止できることから好ましい。ここで、第1層における強化繊維糸条方向(0°方向)5、ステッチ糸4が延在する方向6、および、成形材料の長手方向7とはそれぞれ同一の方向であり、以下いずれの方向をいう場合においてもこれに付随するものとする。   As shown in FIG. 1, the molding material 1 is composed of a plurality of layers of a sheet in which a large number of reinforcing fiber yarns are aligned in parallel, and is formed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 2 are aligned in parallel at 0 °. A first layer, a second layer composed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 2 are aligned in parallel at 90 °, a third layer composed of a sheet in which the reinforcing fiber yarns 2 are aligned in parallel at α °, and a reinforcing fiber A total of four layers are laminated with a fourth layer (outermost layer) made of sheets in which the yarns 2 are aligned in parallel with -α °, and a fabric body (nonwoven fabric) 3 is arranged between each layer and laminated. It forms a body and is integrated by stitch yarns 4 penetrating in the thickness direction of the laminate. All of the reinforcing fiber yarns 2 in the molding material 1 are spun yarns. The stitch yarn structure in FIG. 1 is an irregular 1/1 tricot knitting in which a chain knitting and a 1/1 tricot knitting are combined. However, a chain knitting or a 1/1 tricot knitting may be used. If it can penetrate and be integrated, a desired tissue can be obtained. As shown in FIG. 1, when the reinforcing fiber yarns are oriented at 0 ° in the first layer (outermost layer), a structure having stitch yarns in the direction intersecting with the longitudinal direction of the molding material such as tricot knitting. By doing, it is preferable because it can prevent the reinforcing fiber yarn from falling off the surface. Here, the reinforcing fiber yarn direction (0 ° direction) 5 in the first layer, the direction 6 in which the stitch yarn 4 extends, and the longitudinal direction 7 of the molding material are the same direction, and any direction below. Shall also accompany this.

ここで、本発明の成形材料に用いる紡績糸の繊度が300〜5,000texであり、かつ、糸幅W/糸厚みTが2〜20であることが好ましい。かかる態様であれば、太繊度の強化繊維糸条にもかかわらず扁平状であることから、成形材料およびそれから得られるFRPの表面凹凸を小さくすることができる。   Here, it is preferable that the fineness of the spun yarn used for the molding material of the present invention is 300 to 5,000 tex, and the yarn width W / yarn thickness T is 2 to 20. In such an embodiment, the surface irregularity of the molding material and the FRP obtained therefrom can be reduced because it is flat despite the thick reinforcing fiber yarn.

紡績糸の繊度が300tex未満では繊度が小さすぎて補強繊維糸条が多数必要となる場合があり、紡績糸の繊度が5,000texを超えると繊度が大きすぎて強化繊維糸条の糸幅をコントロールするのが困難となる場合がある。また、紡績糸の糸幅W/糸厚みTが2未満では、紡績糸の断面形状が円に近くなることから、シートにおける凹凸が大きくなり、積層体にした場合には、さらに個々のシートの凹凸が転写され、成形材料において表面凹凸が非常に大きくなる場合がある。一方、紡績糸の糸幅W/糸厚みTが20を超えると扁平糸の形態を保持することが難しくなり、糸割れが発生する場合がある。かかる観点から、紡績糸の繊度は300〜5,000texであり、かつ、糸幅W/糸厚みTは2〜20の範囲であると、優れた品位の成形材料とすることができ、FRPにおける表面平滑性および意匠性の観点から、優れた効果をもたらす。   When the fineness of the spun yarn is less than 300 tex, the fineness is too small and a large number of reinforcing fiber yarns may be required. When the fineness of the spun yarn exceeds 5,000 tex, the fineness is too large and the yarn width of the reinforcing fiber yarn is reduced. It can be difficult to control. In addition, when the yarn width W / yarn thickness T of the spun yarn is less than 2, the cross-sectional shape of the spun yarn is close to a circle, so that the unevenness in the sheet becomes large. The unevenness may be transferred, and the surface unevenness may become very large in the molding material. On the other hand, when the yarn width W / yarn thickness T of the spun yarn exceeds 20, it becomes difficult to maintain the shape of the flat yarn, and yarn cracking may occur. From such a viewpoint, when the fineness of the spun yarn is 300 to 5,000 tex and the yarn width W / yarn thickness T is in the range of 2 to 20, an excellent quality molding material can be obtained. From the viewpoint of surface smoothness and design properties, an excellent effect is brought about.

なお、糸幅Wと糸厚みTは、成形材料から強化繊維糸条の断面形状が変わらないように取り出した状態で測定されるものである。測定方法としては、ノギスやマイクロメータなどを用いた接触式であっても構わないが、測定時に糸の断面形状が変化しやすいことから、好ましくは変位センサなどを用いた非接触式での測定である。ここで、糸幅Wと糸厚みTは、取り出した糸の断面における最小直径を糸厚みTとし、最大直径を糸幅Wとする。   The yarn width W and the yarn thickness T are measured in a state in which the cross-sectional shape of the reinforcing fiber yarn is not changed from the molding material. The measurement method may be a contact type using a caliper, a micrometer, etc., but preferably the non-contact type measurement using a displacement sensor or the like because the cross-sectional shape of the thread is likely to change during measurement. It is. Here, regarding the yarn width W and the yarn thickness T, the minimum diameter in the cross section of the extracted yarn is the yarn thickness T, and the maximum diameter is the yarn width W.

また、本発明における別の好ましい態様として、前記紡績糸の撚り数が5〜200ターン/mの範囲内であることである。撚り数が、かかる範囲内であると、紡績糸としての最低限の形態保持と延伸変形の機能とを両立することができる。撚り数が小さ過ぎると、紡績糸としての形態保持が困難となることから、成形材料の加工性、取扱性に劣ることとな、仮に取扱性を満足するものを得ようとすると必然的に繊維長が長くなり、結果、賦形性を十分発揮できなくなり、撚り数が大き過ぎると、紡績糸としての形態安定性には優れるものの、紡績糸が延伸変形する時の抵抗が大きくなり、賦形に際して過大な圧力が必要になり、結果的に賦形性を損なう場合がある。かかる観点から、本発明に用いる紡績糸の撚り数としては、5〜200ターン/mの範囲内であることが好ましく、かかる範囲内であると成形材料における取扱性と賦形性の両方を損なうことなく共存させることができる。   Moreover, as another preferable aspect in this invention, it is that the twist number of the said spun yarn exists in the range of 5-200 turns / m. When the number of twists is within such a range, it is possible to achieve both a minimum form retention as a spun yarn and a function of stretching deformation. If the number of twists is too small, it will be difficult to maintain the shape as a spun yarn, so the processability and handleability of the molding material will be inferior. If the length becomes long and as a result, the shapeability cannot be fully exhibited and the number of twists is too large, the spun yarn has excellent shape stability, but the resistance when the spun yarn is stretched and deformed increases, and the shape is At this time, excessive pressure is required, and as a result, the formability may be impaired. From this point of view, the number of twists of the spun yarn used in the present invention is preferably within a range of 5 to 200 turns / m, and if within this range, both the handleability and the formability of the molding material are impaired. Can coexist without any problems.

さらに、本発明における好ましい別の態様として、不連続繊維からなる紡績糸は、実質的に無撚りであり、かつ、補助繊維糸条でカバリングして集束されてなる。無撚り状態でカバリング処理すること、すなわち、撚りがかかっていない状態であることから、糸条の扁平化処理を容易に行うことができ、カバリング糸が熱可塑性樹脂繊維であれば、カバリング状態で熱溶融させることにより扁平状態で糸の形状を保持することができる。ここで、カバリング糸として、本発明の第2の熱可塑性樹脂からなるカバリング糸を用いると、マトリックスとなる熱可塑性樹脂と同じ樹脂で構成することができるため、両者の相溶性に優れ、FRPにおいてとりわけ優れた力学特性を発現することができる。ここで実質的に無撚りとは、1ターン/m未満のことをいう。   Furthermore, as another preferred embodiment of the present invention, the spun yarn composed of discontinuous fibers is substantially untwisted and is covered and covered with auxiliary fiber yarns. Covering in an untwisted state, that is, since it is not twisted, it is possible to easily flatten the yarn, and if the covering yarn is a thermoplastic resin fiber, in the covering state By heat melting, the shape of the yarn can be maintained in a flat state. Here, when the covering yarn made of the second thermoplastic resin of the present invention is used as the covering yarn, it can be composed of the same resin as the thermoplastic resin used as the matrix, so that both are excellent in compatibility. In particular, excellent mechanical properties can be exhibited. Here, “substantially no twist” means less than 1 turn / m.

本発明の成形材料において、第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、以下(ホ)〜(ト)のいずれかの関係を満足する態様であると、FRPの成形および得られたFRPにおいて、それぞれに優れた効果をもたらす。
(ホ)第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm1−150)≦Tm2≦(Tm1−20)
(へ)第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、((Tm2−150)≦Tm1≦(Tm2−20)
(ト)第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−20)<Tm1<(Tm2+20)
第1の熱可塑性樹脂および第2の熱可塑性樹脂の融点が前記(ホ)の関係であると、FRPを成形する時にステッチ糸を先に溶融させることができるため、帛体を溶融させて強化繊維糸条の層内に含浸させる前に、成形材料の厚み方向におけるステッチ糸の拘束を解き、各層間において、とりわけせん断変形し易い態様とすることができる。かかる(ホ)の関係において、ステッチ糸の機能が全く失われるのではなく、先に溶融しているステッチ糸が形態を替えて成形材料の厚み方向および平面方向に残存することで、強化繊維糸条同士が平面方向に糸割れを生じるのを防止し、強化繊維糸条の配向が著しく屈曲するのを抑制することができる。そのため複雑な形状に賦形する場合でも、成形材料に発生するシワを抑制して賦形することができるのである。すなわち、(ホ)の関係を満足する成形材料は、成形材料の層間におけるせん断変形に特化した態様であるといえ、このような特徴を有することから、シングルコンター形状(例えば、円筒形、アーチ形など)に好ましく賦形される。かかる(ホ)の関係においては、複数枚の成形材料を積層する場合、帛体は溶融させずに第2の熱可塑性樹脂で構成されるステッチ糸を部分的に溶融させて成形材料同士を一体化(例えばプリフォームの態様)することが可能となるため、本発明において好ましい態様といえる。
In the molding material of the present invention, the melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy the following relationships (e) to (g): In the molding of FRP and the obtained FRP, excellent effects are brought about respectively.
(E) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin are (Tm1-150) ≦ Tm2 ≦ (Tm1-20).
(F) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin are ((Tm2-150) ≦ Tm1 ≦ (Tm2-20).
(G) The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin are (Tm2-20) <Tm1 <(Tm2 + 20).
When the melting points of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are in the relationship (e), the stitch yarn can be melted first when molding the FRP. Before impregnation into the fiber yarn layer, the stitch yarn is restrained in the thickness direction of the molding material, so that it is particularly easy to shear between the layers. In the relationship of (e), the function of the stitch yarn is not lost at all, but the stitch yarn that has been melted first changes its form and remains in the thickness direction and the plane direction of the molding material. It is possible to prevent the yarns from cracking in the plane direction and to suppress the bending of the reinforcing fiber yarns from being significantly bent. Therefore, even when shaping into a complicated shape, it can be shaped while suppressing wrinkles generated in the molding material. That is, it can be said that the molding material satisfying the relationship (e) is a mode specialized for shear deformation between layers of the molding material. Since it has such a feature, a single contour shape (for example, a cylindrical shape, an arch) Shape). In the relationship of (e), when a plurality of molding materials are laminated, the stitch material composed of the second thermoplastic resin is partially melted without melting the textile body and the molding materials are integrated. Therefore, it can be said to be a preferred embodiment in the present invention.

かかる(ホ)の関係を満足する具体的な組合せとしては、例えば、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド6またはポリアミド66であり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミド11、ポリアミド12または共重合ポリアミド(例えば、ポリアミド6/66/12、ポリアミド610/12、ポリアミド6/66/610/12、ポリアミド6/66/612/12など)である組合せや、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド66であり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミド6である組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリエステルであり、第2の熱可塑性樹脂が共重合ポリエステルである組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリエチレンまたはポリプロピレンであり、第2の熱可塑性樹脂が共重合ポリオレフィンである組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリプロピレンであり、第2の熱可塑性樹脂がエチレンである組合せ等が挙げられる。前記組合せであると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とが類似の分子構造を有する樹脂で構成されるため両者の相溶性に優れ、FRPにおいて優れた力学特性を発現することができる。   As a specific combination satisfying the relationship (e), for example, the first thermoplastic resin is polyamide 6 or polyamide 66, and the second thermoplastic resin is polyamide 11, polyamide 12 or copolymer polyamide ( For example, polyamide 6/66/12, polyamide 610/12, polyamide 6/66/610/12, polyamide 6/66/612/12, and the like, and the first thermoplastic resin is polyamide 66, The combination in which the second thermoplastic resin is polyamide 6, the first thermoplastic resin is polyester, the second thermoplastic resin is a copolymerized polyester, and the first thermoplastic resin is polyethylene or polypropylene A combination in which the second thermoplastic resin is a copolymerized polyolefin, and the first thermoplastic resin is polypropylene. , And the second thermoplastic resins are combinations is ethylene. In the case of the above combination, the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are composed of resins having a similar molecular structure, so that both are excellent in compatibility and exhibit excellent mechanical properties in FRP. Can do.

また、第1の熱可塑性樹脂がポリフェニレンサルファイドであり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミドである組合せ等であると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂との融点の差を大きくでき、特に賦形性に優れる利点がある。   In addition, when the first thermoplastic resin is polyphenylene sulfide and the second thermoplastic resin is a combination of polyamide, the difference in melting point between the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin is increased. It has the advantage that it is particularly excellent in formability.

第1の熱可塑性樹脂および第2の熱可塑性樹脂の融点が前記(ヘ)の関係であると、成形材料を加熱してFRPを成形する際に、第1の熱可塑性樹脂である帛体が先に溶融するため、第1の熱可塑性樹脂が強化繊維糸条の層内に含浸している最中に、強化繊維糸条で構成された各層は第2の熱可塑性樹脂であるステッチ糸によって拘束されているため、強化繊維糸条の配向をとりわけ規制することができる。また、ステッチ糸が成形材料の厚み方向に貫通していることにより、貫通孔が樹脂の含浸流路となって、溶融した第1の熱可塑性樹脂の含浸性を格段に向上させる効果をも奏する。なお、貫通孔による含浸性の向上は、ステッチ糸が溶融している/していないに関わらず奏するものであり、ステッチ糸が溶融している前述(ホ)や後述(ト)の関係においても、溶融したステッチ糸が形態を替えて貫通孔に存在するため、貫通孔は残存して含浸流路として機能する。なお、ステッチ糸が溶融していない本態様(ヘ)においては、ステッチ糸が糸条のまま存在することにより貫通孔の形状が完全に保たれ、より効率的に含浸流路としての機能を果たすことができ、本態様(ヘ)においてかかる効果がとりわけ大きく発現される。   When the melting points of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are in the relationship (f), when the FRP is molded by heating the molding material, the textile body that is the first thermoplastic resin is While the first thermoplastic resin is impregnated in the reinforcing fiber yarn layer in order to melt first, each layer constituted by the reinforcing fiber yarn is formed by the stitch yarn which is the second thermoplastic resin. Since it is restrained, the orientation of the reinforcing fiber yarn can be particularly restricted. Further, since the stitch yarn penetrates in the thickness direction of the molding material, the through hole becomes an impregnation flow path for the resin, and there is also an effect of remarkably improving the impregnation property of the melted first thermoplastic resin. . In addition, the improvement of the impregnation property by the through hole is achieved regardless of whether or not the stitch yarn is melted, and also in the relationship of the above (e) and the later (g) in which the stitch yarn is melted. Since the melted stitch yarn changes its form and exists in the through hole, the through hole remains and functions as an impregnation channel. In this embodiment (f) where the stitch yarn is not melted, the shape of the through-hole is completely maintained by the stitch yarn remaining as a thread, and the function as the impregnation channel is more efficiently performed. In this embodiment (f), such an effect is particularly greatly manifested.

また、(ヘ)の関係においては、帛体を先に溶融させてマトリックスとなる熱可塑性樹脂を各層に含浸させるため、図3、図4に示すように帛体(不織布)12が挿入されていた層間の厚みが薄くなってステッチ糸13の拘束が緩み、各層間における摩擦抵抗が低減することで、層間にてせん断変形し易い態様となる。そのため、曲面への賦形においてもシワの発生が抑制され、ステッチ糸が存在していることで強化繊維糸条の配向も維持されるため、優れた力学特性を発現できる品位のよいFRPを得ることができる。すなわち、(ヘ)の関係を満足する成形材料は、成形材料の層間におけるせん断変形し易さとステッチ糸による強化繊維糸条の拘束とが両立された態様であるといえ、このような特徴を有することから、ダブルコンター形状(例えば、ハット形、など)で、比較的緩やかな曲面を有するものや、大面積でかつ薄厚の形状に好ましく賦形される。かかる(ヘ)の関係において、第1の熱可塑性樹脂で構成される帛体が成形材料の最表層の少なくとも一方に配置すると、複数枚の成形材料を積層するにあたって、ステッチ糸を溶融させずに、最表層の帛体を部分的に溶融させて成形材料同士を一体化(例えばプリフォームの態様)することが可能となるため、本発明において好ましい態様といえる。なお、図4はステッチ糸の拘束がゆるんだ状態を分かりやすくするために模式的に表したものであり、実際に帛体(不織布)が溶融している段階では、ステッチ糸はゆるんだ状態であってもマトリックスとなる熱可塑性樹脂中に浸漬する。   In addition, in relation to (f), the fabric body (nonwoven fabric) 12 is inserted as shown in FIGS. 3 and 4 in order to melt the fabric body first and impregnate each layer with a thermoplastic resin as a matrix. Further, the thickness between the layers is reduced, the constraint of the stitch yarn 13 is loosened, and the frictional resistance between the respective layers is reduced, so that the shear deformation is easily performed between the layers. For this reason, the generation of wrinkles is suppressed even in the formation of a curved surface, and the orientation of the reinforcing fiber yarn is maintained by the presence of the stitch yarn, so that a high-quality FRP that can exhibit excellent mechanical properties is obtained. be able to. That is, it can be said that the molding material satisfying the relationship (f) is an aspect in which both the ease of shear deformation between the layers of the molding material and the restraint of the reinforcing fiber yarn by the stitch yarn are compatible. Therefore, it is preferably shaped into a double contour shape (for example, a hat shape) having a relatively gentle curved surface or a large area and a thin shape. In this relationship (f), when the fabric body composed of the first thermoplastic resin is disposed on at least one of the outermost layers of the molding material, the stitch yarn is not melted when the plurality of molding materials are laminated. Since the outermost layer body is partially melted and the molding materials can be integrated (for example, a form of a preform), it can be said to be a preferable aspect in the present invention. FIG. 4 is a schematic view for easy understanding of the state where the stitch yarn is loosened. When the fabric (nonwoven fabric) is actually melted, the stitch yarn is in a loose state. Even if it exists, it is immersed in the thermoplastic resin used as a matrix.

かかる(ヘ)の関係を満足する具体的な組合せとしては、例えば、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド11、ポリアミド12または共重合ポリアミド(例えば、ポリアミド6/66/12、ポリアミド610/12、ポリアミド6/66/610/12、など)であり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミド6またはポリアミド66である組合せや、第1の熱可塑性樹脂がポリアミド6であり、第2の熱可塑性樹脂がポリアミド66である組合せ、第1の熱可塑性樹脂は共重合ポリエステルであり、第2の熱可塑性樹脂はポリエステルである組合せ、第1の熱可塑性樹脂が共重合ポリオレフィンであり、第2の熱可塑性樹脂がポリエチレンまたはポリプロピレンである組合せ、第1の熱可塑性樹脂がポリエチレンであり、第2の熱可塑性樹脂がポリプロピレンである組合せ等が挙げられる。前記組合せであると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とに類似の樹脂を使用すると両者の接着性が優れるため、優れた力学特性を発現することができる。また、第1の熱可塑性樹脂がポリオレフィンであり、第2の熱可塑性樹脂がポリエステルである組合せ等であると、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂との融点の差を大きくでき、含浸が容易にできるため成形性に優れる利点がある。   As a specific combination satisfying the relationship (f), for example, the first thermoplastic resin is polyamide 11, polyamide 12 or copolymer polyamide (for example, polyamide 6/66/12, polyamide 610/12, polyamide). 6/66/610/12, etc.), and the second thermoplastic resin is polyamide 6 or polyamide 66, or the first thermoplastic resin is polyamide 6, and the second thermoplastic resin is polyamide. 66, the first thermoplastic resin is a copolyester, the second thermoplastic resin is a polyester, the first thermoplastic resin is a copolyolefin, and the second thermoplastic resin is a copolyester. A combination that is polyethylene or polypropylene, the first thermoplastic resin is polyethylene, and the second thermoplastic resin is poly The combination and the like is propylene. In the case of the above combination, when a resin similar to the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin is used, the adhesiveness between the two is excellent, and thus excellent mechanical properties can be expressed. In addition, when the first thermoplastic resin is a polyolefin and the second thermoplastic resin is a combination of polyester, the difference in melting point between the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin can be increased. Since it can be easily impregnated, there is an advantage of excellent moldability.

また、別の観点から、第1の熱可塑性樹脂および第2の熱可塑性樹脂の融点が前記(ト)の関係であると、FRPを成形する時にステッチ糸と帛体とをほぼ同時に溶融させることができる。かかる態様の成形材料は、前記(ホ)と(ヘ)との中間的な特性を有する、とりわけ優れる点として、成形時における加熱を1ステップにすることができ、成形サイクルを短くすることができる。また、1ステップの加熱でステッチ糸の痕跡を殆ど残さないように成形でき、表面平滑性に優れたFRPを得ることができる。さらに、第1の熱可塑性樹脂と第2の熱可塑性樹脂とを同じ樹脂で構成することもできるため、両者の相溶性に優れ、FRPにおいてとりわけ優れた力学特性を発現することができる。   From another point of view, if the melting points of the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are in the relationship (g), the stitch yarn and the fabric body are melted almost simultaneously when the FRP is formed. Can do. The molding material of this aspect has an intermediate characteristic between the above (e) and (f), and as a particularly excellent point, heating during molding can be performed in one step, and the molding cycle can be shortened. . Moreover, it can shape | mold so that most traces of a stitch thread | yarn may not be left by heating of 1 step, and FRP excellent in surface smoothness can be obtained. Furthermore, since the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin can be made of the same resin, they are excellent in compatibility and can exhibit particularly excellent mechanical properties in FRP.

以上のとおり、本発明の成形材料は、所望のFRP形態に応じて(ホ)〜(ヘ)の関係のいずれかを満足する態様を任意に選択するとよい。   As described above, the molding material of the present invention may be arbitrarily selected in a mode that satisfies any one of the relationships (e) to (f) according to the desired FRP form.

ここで、融点とは、DSC(示差走査熱量計)を用いてJIS K7121(1987)に準拠し、絶乾状態で20℃/minの昇温速度にて測定した値を指す。なお、本発明においては、融点を示さないもの(例えば非晶性ポリマー)について、上記測定方法により得られるガラス転移温度+100℃を簡易的に融点とみなす。   Here, melting | fusing point refers to the value measured by DSC (differential scanning calorimeter) based on JISK7121 (1987) at the temperature increase rate of 20 degrees C / min in the absolutely dry state. In the present invention, the glass transition temperature + 100 ° C. obtained by the above measuring method is simply regarded as the melting point for those that do not exhibit a melting point (for example, an amorphous polymer).

ここで、本発明の成形材料を構成する各シートにおける強化繊維の目付が50〜350g/mの範囲内であることが好ましい。 Here, the basis weight of the reinforcing fibers in each sheet constituting the molding material of the present invention is preferably in the range of 50 to 350 g / m 2 .

かかる範囲内の強化繊維の目付であると、成形材料において、優れた表面品および賦形性を発現される。各層における強化繊維の目付が50g/m未満であると、隣り合う強化繊維糸条の間に隙間(ギャップ)が形成され、FRPとした際の品位に劣ったり、力学特性の低下を引き起したりといった懸念がある。一方、各層における強化繊維の目付が350g/mより大きいと、隣接する強化繊維糸条同士が重複する箇所が発生し、FRPとした際に表面凹凸の発生に起因するほか、シートの厚みが増すため、賦形性および含浸性にも影響する場合がある。含浸性に関しては、各シートに熱可塑性樹脂で構成される帛体を溶融させて完全に含浸させるために、過大な圧力が必要となり、かかる過大な圧力により強化繊維糸条の目曲りを誘発する場合がある。 When the basis weight of the reinforcing fiber is within such a range, an excellent surface product and formability are exhibited in the molding material. When the basis weight of the reinforcing fiber in each layer is less than 50 g / m 2 , a gap (gap) is formed between adjacent reinforcing fiber yarns, resulting in inferior quality when FRP is used, and deterioration in mechanical properties. There are concerns such as. On the other hand, if the basis weight of the reinforcing fibers in each layer is larger than 350 g / m 2 , a portion where adjacent reinforcing fiber yarns overlap with each other is generated. This may increase the shapeability and impregnation properties. Regarding the impregnation property, excessive pressure is required to melt and completely impregnate the sheet of thermoplastic resin in each sheet, and the excessive pressure induces bending of the reinforcing fiber yarn. There is a case.

また、前記シート間に配置される帛体のそれぞれの目付が、15〜250g/mの範囲であることが好ましい。より好ましくは35〜150g/m、さらに好ましくは40〜100g/mである。 Moreover, it is preferable that each fabric weight of the textile body arrange | positioned between the said sheets is the range of 15-250 g / m < 2 >. More preferably, it is 35-150 g / m < 2 >, More preferably, it is 40-100 g / m < 2 >.

帛体の目付が15g/m未満であると熱可塑性樹脂の量が強化繊維糸条の量に対して相対的に不足して十分に含浸ができないだけでなく、帛体が薄くなりすぎて成形材料の製造プロセスにおいて破れたり変形したりするといった問題が発生し易く、帛体の取扱性が著しく低下する。同様の観点から、より好ましくは35g/m以上、さらに好ましくは40g/m以上である。なお、この問題をさけるために各シートにおける強化繊維の目付を本発明の範囲を超えて低くすると、強化繊維糸条同士の間に隙間ができるためFRPにしたときの強度が低下するばかりか品位も悪くなる場合がある。一方、帛体の目付が250g/mを越えると、強化繊維の含有量が相対的に少なくなり、FRPにしたときに十分な強度が発現できにくくなる。なお、この問題をさけるため各シートの強化繊維の目付を本発明の範囲を超えて高くすると強化繊維糸条どうしが重なり合うため表面に凸凹が発生し、賦形性や品位が劣るだけでなく、樹脂を含浸させるときに過大な外圧が必要となり強化繊維糸条の目曲がりが発生する場合がある。 If the fabric weight is less than 15 g / m 2 , the amount of the thermoplastic resin is relatively insufficient with respect to the amount of the reinforcing fiber yarn, so that it cannot be sufficiently impregnated, and the fabric body becomes too thin. Problems such as tearing or deformation in the manufacturing process of the molding material are likely to occur, and the handleability of the fabric body is significantly reduced. From the same viewpoint, it is more preferably 35 g / m 2 or more, further preferably 40 g / m 2 or more. In order to avoid this problem, if the basis weight of the reinforcing fiber in each sheet is lowered beyond the range of the present invention, a gap is formed between the reinforcing fiber yarns, so that not only the strength when FRP is reduced but also the quality. May get worse. On the other hand, if the basis weight of the textile body exceeds 250 g / m 2 , the content of reinforcing fibers is relatively reduced, and sufficient strength cannot be expressed when FRP is used. In order to avoid this problem, if the basis weight of the reinforcing fiber of each sheet is increased beyond the scope of the present invention, the reinforcing fiber yarns overlap each other, resulting in unevenness on the surface, not only inferior formability and quality, When impregnating the resin, an excessive external pressure is required, and the reinforcing fiber yarn may be bent.

なお、各シートの強化繊維糸条および帛体の目付は、JIS R7602(1989)5.5項に準拠してサンプルを切り出し、局所的な融着を開放して成形材料を分解して各シートの強化繊維および帛体について測定した値とする。   In addition, the basis weight of the reinforcing fiber yarn and the fabric body of each sheet is cut out in accordance with JIS R7602 (1989) 5.5, the local material is released, the molding material is disassembled, and each sheet is disassembled. It is set as the value measured about the reinforcing fiber and fabric body.

本発明で用いる強化繊維糸条としては、例えば、炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、および、アラミド、パラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアリレートおよびポリイミド、等の有機繊維が挙げられ、これらの1種または2種類以上を併用して使用することができる。中でも、炭素繊維は、比強度、比弾性率に優れており、FRP成形体の軽量化にも有効であることから好ましく用いられる。炭素繊維として、好ましくは、その糸条の引張強度が4GPa以上7GPa以下、より好ましくは4.5GPa以上6.5GPa以下、引張弾性率が200GPa以上500GPa以下であると、特に構造材に好適である。なお、該糸条の引張強度は、炭素繊維糸条に下記組成の樹脂を含浸させ、130℃で35分間硬化させた後、JIS R−7601に規定する引張試験方法に従って求めることができる。樹脂組成としては、脂環式エポキシ樹脂(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−シクロヘキシル−カルボキシレート):100重量部、3フッ化ホウ素モノエチルアミン:3重量部、アセトン:4重量部である。また、該糸条の引張弾性率は、上記引張強度測定方法と同様の方法で引張試験を行い、荷重−伸び曲線の傾きから求めることができる。   Examples of the reinforcing fiber yarn used in the present invention include carbon fibers, graphite fibers, glass fibers, and organic fibers such as aramid, paraphenylenebenzobisoxazole, polyvinyl alcohol, polyethylene, polyarylate and polyimide, These 1 type (s) or 2 or more types can be used together. Among these, carbon fibers are preferably used because they are excellent in specific strength and specific elastic modulus and effective in reducing the weight of the FRP molded product. As the carbon fiber, the tensile strength of the yarn is preferably 4 GPa or more and 7 GPa or less, more preferably 4.5 GPa or more and 6.5 GPa or less, and the tensile elastic modulus is 200 GPa or more and 500 GPa or less, particularly suitable for a structural material. . The tensile strength of the yarn can be determined according to a tensile test method specified in JIS R-7601 after impregnating a carbon fiber yarn with a resin having the following composition and curing at 130 ° C. for 35 minutes. The resin composition is alicyclic epoxy resin (3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxy-cyclohexyl-carboxylate): 100 parts by weight, boron trifluoride monoethylamine: 3 parts by weight, acetone: 4 weights Part. Further, the tensile elastic modulus of the yarn can be obtained from a slope of a load-elongation curve by performing a tensile test in the same manner as the above-described tensile strength measuring method.

かかる強化繊維糸条は、取扱性やニッティング時の耐ニードル擦過性の観点から、0.2〜2.5重量%の集束剤が付着されていることが好ましい。上記範囲内にて集束剤が付着していることで、毛羽の発生を抑制することができる。   The reinforcing fiber yarn is preferably attached with 0.2 to 2.5% by weight of a sizing agent from the viewpoint of handleability and resistance to needle abrasion during knitting. Generation | occurrence | production of fluff can be suppressed because the sizing agent adheres in the said range.

また、強化繊維糸条は、無撚糸でも有撚糸でもよいが、引張強度や圧縮強度、等の力学特性の面からは、実質的に無撚(1ターン/m未満)のものが好ましい。かかる観点から、本発明の成形材料の製造においては、強化繊維糸条をたて取解舒して解舒撚を混入させてもよいが、よこ取解舒して解舒撚が入らないようにし、成形材料中に強化繊維糸条を実質的に無撚(1ターン/m未満)の状態で存在させるのが好ましい。かかるよこ取解舒により、本発明の範囲内の強化繊維目付において、高品位のシートを容易に得られるだけでなく、FRPとしても強化繊維体積配合率(Vf)や力学特性を高めることができる。特に、シートの目付が190g/m以下であると、シート中に強化繊維糸条同士の隙間(ギャップ)が形成され易く、シートの品位に劣る場合があるのでよこ取解舒が好ましい。上記効果は、強化繊維糸条の繊度が以下の範囲内である場合により顕著に発現する。強化繊維糸条の繊度として、好ましくは500〜7,000texであり、より好ましくは1,000〜2,000texである。繊度が小さすぎると、撚りの混入による影響が殆どないため、本発明の効果が発揮されない場合があり、繊維糸条が高価となるうえ、細繊度の強化繊維糸条を多数本使用することになるので、多軸基材そのものが高価になる。一方、繊度が大きすぎると、例えば、1層当たりの強化繊維糸条の目付が100g/m以下の低目付の成形材料を得る際に、僅かな力で糸条幅が変動し易く、安定した糸条幅の維持が困難な場合がある。 The reinforcing fiber yarns may be either untwisted yarns or twisted yarns, but are preferably substantially untwisted (less than 1 turn / m) from the viewpoint of mechanical properties such as tensile strength and compressive strength. From this point of view, in the production of the molding material of the present invention, the reinforcing fiber yarn may be warped and untwisted to mix the untwisting twist, but the twisting and untwisting will not cause untwisting. The reinforcing fiber yarn is preferably present in the molding material in a substantially untwisted state (less than 1 turn / m). With this weft removal, not only a high-quality sheet can be easily obtained in the reinforcing fiber basis weight within the scope of the present invention, but also the reinforcing fiber volume ratio (Vf) and mechanical properties can be improved as FRP. . In particular, when the basis weight of the sheet is 190 g / m 2 or less, a gap (gap) between the reinforcing fiber yarns is easily formed in the sheet, and the sheet quality may be inferior. The above effect is more markedly manifested when the fineness of the reinforcing fiber yarn is within the following range. The fineness of the reinforcing fiber yarn is preferably 500 to 7,000 tex, more preferably 1,000 to 2,000 tex. If the fineness is too small, the effect of the present invention may not be exhibited because there is almost no influence due to the mixing of the twist, the fiber yarn becomes expensive, and a large number of fine fiber yarns with fineness are used. Therefore, the multiaxial base material itself becomes expensive. On the other hand, when the fineness is too large, for example, when obtaining a molding material having a low basis weight of reinforced fiber yarns per layer of 100 g / m 2 or less, the yarn width is likely to fluctuate with a slight force and is stable. It may be difficult to maintain the yarn width.

本発明の成形材料は、その1ないし複数枚が積層され、少なくともシングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形されたプリフォームとすることで、その優れた賦形性を最大限に発揮することができる。 図2は、本発明の成形材料をアーチ形状に賦形したプリフォームの概略断面図である。   The molding material of the present invention can exhibit its excellent shapeability to the maximum by forming one or more of the molding materials into a preform formed into at least a single contour shape or a double contour shape. it can. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a preform obtained by shaping the molding material of the present invention into an arch shape.

図2のとおり、本発明の成形材料8は、アーチ形状を有する金型(図示しない)に賦形されており、成形材料8が厚み方向にせん断変形することで、金型の表面に位置する内周部から外周部にかけての内外周長差を緩和し、皺の発生が抑制されている。さらに、成形材料を構成する各シート9に注目してみると、それぞれのシート内において強化繊維糸条(紡績糸)10が延伸変形しており、これにより成形材料8の平面方向における歪みが解放され、金型に沿って賦形されている。すなわち、成形材料における第1の賦形性と第2の賦形性との互いの相乗効果により、シングルコンター形状またはダブルコンター形状においても、皺や強化繊維糸条の突っ張りが発生することなく、所望の形状に沿ったプリフォームを得ることができる。   As shown in FIG. 2, the molding material 8 of the present invention is shaped into a mold having an arch shape (not shown), and the molding material 8 is shear-deformed in the thickness direction so that it is located on the surface of the mold. The difference between the inner and outer peripheral lengths from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion is alleviated, and generation of wrinkles is suppressed. Further, when attention is paid to each sheet 9 constituting the molding material, the reinforcing fiber yarn (spun yarn) 10 is stretched and deformed in each sheet, thereby releasing the distortion in the plane direction of the molding material 8. And is shaped along the mold. That is, due to the mutual synergistic effect of the first shapeability and the second shapeability in the molding material, even in the single contour shape or the double contour shape, the wrinkles and reinforcing fiber yarns are not stretched. A preform along a desired shape can be obtained.

また、成形材料がシングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形された箇所において、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面における円弧の長さLcと繊維長LaがLc>Laであることが好ましい。ここで、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面とは、成形材料を形成する各シートにおいて、強化繊維糸条が並行に引き揃えられている方向に沿って切り出した断面のことであり、円弧の長さLcとは、かかる断面における形状において成形材料と接する線分の長さであり、繊維長Laとは、かかる断面と同一方向に引き揃えられてある強化繊維糸条の繊維長である。なお、形状において断面は無数に存在するため、賦形対象である形状において最も大きい円弧の長さLcに対し、1/10以内にある円弧について、前記態様を満足すればよいものとする。   In addition, in a portion where the molding material is shaped into a single contour shape or a double contour shape, the arc length Lc and the fiber length La in each cross section in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material are Lc>. La is preferred. Here, each cross section in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material is cut out along the direction in which the reinforcing fiber yarns are aligned in parallel in each sheet forming the molding material The length Lc of the arc is the length of a line segment in contact with the molding material in the shape of the cross section, and the fiber length La is a reinforcing fiber that is aligned in the same direction as the cross section. The fiber length of the yarn. In addition, since there are an infinite number of cross sections in the shape, it is only necessary to satisfy the above aspect for an arc that is within 1/10 of the length Lc of the largest arc in the shape to be shaped.

かかる態様であると、強化繊維糸条が少なくとも円弧よりも短い距離で切断されているため、賦形する金型上に必ず強化繊維糸条の自由端が配置されることから、強化繊維糸条が突っ張ることがなく、成形材料における第2の賦形性を発現させることが可能である。すなわち、かかる態様であると、賦形される形状に左右されることなく、上述した成形材料の賦形性を発現することが可能である。かかる理由から、Lc>Laである。なお、Laは上述にて10〜300mmの範囲であることから、下限値はLa=10mmとなり、Lc<10mmにおいては、微少な形状変化であることから、近傍の強化繊維糸条の自由端により緩和されるため、Lc>Laの範囲外であっても特に問題にならない。   In such an embodiment, since the reinforcing fiber yarn is cut at a distance shorter than at least the arc, the free end of the reinforcing fiber yarn is always disposed on the mold to be shaped. It is possible to develop the second formability in the molding material without stretching. That is, in this aspect, it is possible to express the shaping property of the molding material described above without being influenced by the shape to be shaped. For this reason, Lc> La. Since La is in the range of 10 to 300 mm as described above, the lower limit value is La = 10 mm, and when Lc <10 mm, there is a slight change in shape, which is caused by the free ends of the nearby reinforcing fiber yarns. Since it is relaxed, there is no particular problem even if it is outside the range of Lc> La.

本発明のFRPは、前述の成形材料またはプリフォームを用いて成形したものであって、少なくとも前記帛体を構成していた第1の熱可塑性樹脂を溶融・固化させてマトリックス樹脂としたものである。   The FRP of the present invention is formed by using the above-mentioned molding material or preform, and is a matrix resin obtained by melting and solidifying at least the first thermoplastic resin constituting the fabric body. is there.

予めマトリックスとなる帛体と一体となっている本発明の成形材料またはプリフォームであると、RTMのようにマトリックス樹脂を注入する工程などを省略できるため、成形サイクルを短くでき、FRPの生産性に優れる。また、本発明の成形材料またはプリフォームを用いると、シングルコンター形状またはダブルコンター形状にもシワの発生を抑えながら賦形することができ、強化繊維糸条の配向の乱れを抑制したFRPを成形することができる。   If the molding material or preform of the present invention is integrated with the textile body to be the matrix in advance, the step of injecting the matrix resin like RTM can be omitted, so the molding cycle can be shortened and the FRP productivity can be shortened. Excellent. In addition, when the molding material or preform of the present invention is used, it can be shaped into a single contour shape or a double contour shape while suppressing the generation of wrinkles, and an FRP in which the disturbance of the orientation of the reinforcing fiber yarn is suppressed is molded. can do.

かかるFRPは、上述(ホ)の熱可塑性樹脂を成分とする帛体、ステッチ糸を用いた場合には、まず第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸が溶融した後、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が溶融・固化してマトリックスを構成するため、ステッチ糸の痕跡が残らないFRPとなる。そして、上述したとおり、複雑な形状でもシワを抑制しながら賦形することができ、その結果、表面平滑性、力学特性に優れたFRPとすることができる。また、成形材料を複数枚積層してプリフォームを形成・成形する場合において、成形材料同士を予め一体化することができるので、成形サイクルが短く、生産性に優れたものとできる。   In the case of using the above-mentioned (e) thermoplastic body and stitch yarn, such FRP is obtained by first melting the stitch yarn containing the second thermoplastic resin as a component and then the first heat. Since the textile body containing the plastic resin as a component is melted and solidified to form a matrix, the FRP has no trace of stitch yarn. And as above-mentioned, even if it is a complicated shape, it can shape | mold while suppressing wrinkles, As a result, it can be set as FRP excellent in surface smoothness and a mechanical characteristic. Further, when forming and forming a preform by laminating a plurality of molding materials, the molding materials can be integrated in advance, so that the molding cycle is short and the productivity is excellent.

また、上述(ヘ)の熱可塑性樹脂を成分とする帛体、ステッチ糸を用いた場合には、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が溶融・固化してマトリックスを構成し、第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸がその形態を実質的に維持して存在しているFRPとなり、上述したとおり溶融していないステッチ糸によって強化繊維糸条の配向の乱れが抑制され、優れた力学特性を発現できるFRPとなる。   Further, in the case of using the fabric body and the stitch yarn having the thermoplastic resin component (F) as a component, the fabric body having the first thermoplastic resin component is melted and solidified to form a matrix. The stitch yarn containing the thermoplastic resin of 2 as an ingredient becomes an FRP that substantially maintains its form, and as described above, the disorder of the orientation of the reinforcing fiber yarn is suppressed by the stitch yarn that is not melted, The FRP can exhibit excellent mechanical properties.

さらに、上記態様(ト)の熱可塑性樹脂を成分とする帛体、ステッチ糸を用いた場合には、第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体と第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸とが同時に溶融・固化してマトリックスを構成するFRPとなる。これにより、上述したとおり、成形サイクルを短くでき、表面平滑性、力学特性に優れたFRPとすることができる。   Furthermore, when the textile body and the stitch yarn containing the thermoplastic resin of the above aspect (g) are used, the textile body containing the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin are used as components. The stitch yarn and FRP are simultaneously melted and solidified to form a matrix. Thereby, as above-mentioned, a shaping | molding cycle can be shortened and it can be set as FRP excellent in surface smoothness and a mechanical characteristic.

かかるFRPの製造において、成形材料を加熱・加圧する手段としては、特に制限されるものではないが、オートクレーブ、オーブンと大気圧との組合せ、プレス機などを用いるのが好適であり、中でも成形時間の早さからプレス機がより好ましい。   In the production of such FRP, means for heating and pressurizing the molding material is not particularly limited, but it is preferable to use an autoclave, a combination of an oven and atmospheric pressure, a press machine, etc. A press is more preferable because of its speed.

実施例および比較例における原材料として、次のものを用いた。
<強化繊維糸条>
PAN系炭素繊維糸条、12,000フィラメント、繊度800tex、引張強度4,900MPa、引張弾性率240GPa、0ターン/m。
<ステッチ糸>
ステッチ糸A:共重合ポリアミ(東レ株式会社製、“エルダー”(登録商標))ド、10フィラメント、繊度56dtex、融点115℃。
ステッチ糸B:ポリアミド66、10フィラメント、繊度33dtex、融点255℃。
<帛体>
不織布A:ポリアミド6、目付80g/m、融点220℃。
不織布B:共重合ポリアミド(東レ株式会社製、“エルダー”(登録商標))、目付80g/m、融点115℃。
不織布C:ポリアミド6、目付33g/m、融点220℃。
<成形材料>
以下(1)〜(6)の手順にて、1.27m幅の成形材料を作製した。
The following were used as raw materials in the examples and comparative examples.
<Reinforcing fiber yarn>
PAN-based carbon fiber yarn, 12,000 filaments, fineness 800 tex, tensile strength 4,900 MPa, tensile elastic modulus 240 GPa, 0 turns / m.
<Stitch yarn>
Stitch yarn A: Copolymerized polyamid (“Elder” (registered trademark), manufactured by Toray Industries, Inc.), 10 filaments, fineness 56 dtex, melting point 115 ° C.
Stitch yarn B: Polyamide 66, 10 filament, fineness 33 dtex, melting point 255 ° C.
<Textile body>
Nonwoven fabric A: Polyamide 6, basis weight 80 g / m 2 , melting point 220 ° C.
Nonwoven fabric B: copolymerized polyamide (manufactured by Toray Industries, Inc., “Elder” (registered trademark)), basis weight 80 g / m 2 , melting point 115 ° C.
Nonwoven fabric C: Polyamide 6, basis weight 33 g / m 2 , melting point 220 ° C.
<Molding material>
Thereafter, a molding material having a width of 1.27 m was produced by the procedures (1) to (6).

まず、強化繊維糸条で構成された各シート間、および、最外層の何れにも不織布Aを有する積層体を形成した。
(1)最外層に配置する不織布Aを、不織布Aとベルトコンベアとの長手方向が平行になるように連続的に供給した。かかるベルトコンベアは、以降の強化繊維糸条の層および不織布を積層する間も1m/minの一定速度にて、その長手方向(0°方向)に移動し続け、後述の接着手段へ連続的に搬送するものである。
(2)前記不織布Aの上に、解舒撚を混入させないようによこ取解舒した強化繊維糸条を、長手方向(0°方向)に対して−45°に並行に引き揃え、かつ、層当たりの強化繊維の目付が150g/mとなるように配列して、−45°シートを形成した。かかる−45°シートの強化繊維糸条の配置はキャリッジ装置にて行った。本工程におけるキャリッジ装置は、−45°方向に往復運動するものであり、その内の往運動(または復運動)する時に強化繊維糸条をベルトコンベア上に配置する装置であり、ベルトコンベアが長手方向へ搬送している速度に同調して強化繊維糸条同士が重ならず、並行に隣り合うように制御した。
(3)前記−45°シートの上に2枚目の不織布Aを配置し、その上に、−45°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して+90°に並行に、かつ、150g/mとなるように配列し、+90°シートを形成した。
(4)前記+90°シートの上に3枚目の不織布Aを配置し、その上に、−45°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して+45°に並行に、かつ、150g/mとなるように配列し、+45°シートを形成した。
(5)前記+45°シート層の上に4枚目の不織布Aを配置し、その上に、−45°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して0°に並行に、かつ、150g/mとなるように配列し、0°シートを形成した。
(6)前記0°シートの上に5枚目の不織布Aを配置し、積層体を形成した。
続いて、上記のとおり形成したベルトコンベア上の積層体を、ステッチ糸Aにてステッチにより一体化させた。かかるステッチにおいては、ステッチ糸Aを巻出装置にて巻き出し、ニードルを積層体に貫通させながら編成した。ステッチ糸の編組織は鎖編と1/1トリコット編とを複合した変則1/1トリコット編とし、ステッチ糸による貫通孔を成形材料の長手方向に8.3列/25mm、幅方向(Wb)に5列/25mmとなるように規則的に配列した。なお、貫通孔の密度は66,666箇所/mであった。不織布Aはニードル貫通性に優れ、不織布の繊維がニードルに絡まることはなかった。ステッチ糸Aにより一体化された成形材料を、ブランクとして巻取装置にて巻き取った。
First, the laminated body which has the nonwoven fabric A between each sheet | seat comprised with the reinforced fiber yarn and any outermost layer was formed.
(1) The nonwoven fabric A arranged in the outermost layer was continuously supplied so that the longitudinal directions of the nonwoven fabric A and the belt conveyor were parallel. The belt conveyor continues to move in the longitudinal direction (0 ° direction) at a constant speed of 1 m / min during the subsequent lamination of the reinforcing fiber yarn layer and the nonwoven fabric, and continuously to the adhesive means described later. It is to be transported.
(2) On the nonwoven fabric A, the reinforcing fiber yarns that have been weaved and unwound so as not to mix the untwisted strands are aligned in parallel to the longitudinal direction (0 ° direction) at −45 °, and A -45 ° sheet was formed by arranging so that the basis weight of the reinforcing fibers per layer was 150 g / m 2 . The arrangement of the reinforcing fiber yarns of the −45 ° sheet was performed by a carriage device. The carriage device in this process reciprocates in the -45 ° direction, and is a device that arranges reinforcing fiber yarns on the belt conveyor during the forward movement (or backward movement), and the belt conveyor is longitudinal. The reinforcing fiber yarns are controlled so as to be adjacent to each other in parallel without being overlapped with each other in synchronization with the speed of conveyance in the direction.
(3) The second nonwoven fabric A is placed on the −45 ° sheet, and the reinforcing fiber yarns are parallel to the longitudinal direction at + 90 ° with respect to the longitudinal direction in the same manner as in the −45 ° sheet formation. And a + 90 ° sheet was formed so as to be 150 g / m 2 .
(4) A third non-woven fabric A is placed on the + 90 ° sheet, and the reinforcing fiber yarns are parallel to the longitudinal direction at + 45 ° in the same manner as in the −45 ° sheet formation. And it arranged so that it might become 150 g / m < 2 >, and the +45 degree sheet | seat was formed.
(5) The fourth nonwoven fabric A is arranged on the + 45 ° sheet layer, and the reinforcing fiber yarns are parallel to the longitudinal direction at 0 ° in the same manner as in the −45 ° sheet formation. And a 0 ° sheet was formed by arranging so as to be 150 g / m 2 .
(6) The 5th nonwoven fabric A was arrange | positioned on the said 0 degree sheet | seat, and the laminated body was formed.
Subsequently, the laminate on the belt conveyor formed as described above was integrated by stitching with the stitch yarn A. In such stitches, the stitch yarn A was unwound by an unwinding device and knitted while allowing the needle to penetrate the laminate. The knitting structure of the stitch yarn is an irregular 1/1 tricot knitting that combines a chain knitting and a 1/1 tricot knitting, and the through holes by the stitch yarn are 8.3 rows / 25 mm in the longitudinal direction of the molding material, and the width direction (Wb). Regularly arranged to be 5 rows / 25 mm. The density of the through holes was 66,666 places / m 2 . Nonwoven fabric A was excellent in needle penetrability, and the fibers of the nonwoven fabric were not entangled with the needle. The molding material integrated with the stitch yarn A was wound as a blank by a winding device.

(実施例1)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のうち、−45°シート、90°シートおよび+45°シートのそれぞれを構成する強化繊維糸条の100%に紡績糸Aを用いて成形材料Aを得た。かかる紡績糸A(繊度:800tex)は、強化繊維糸条を繊維長La=50mmにカットした不連続繊維を、撚り数=100ターン/mにて加撚処理して糸条とし、さらに、ニップローラを通して糸幅/糸厚み=10となるよう扁平化処理した。
(Example 1)
Of the molding material (blank) produced by the procedure of (1) to (6), the spun yarn A is used in 100% of the reinforcing fiber yarns constituting each of the −45 ° sheet, 90 ° sheet and + 45 ° sheet. Was used to obtain a molding material A. The spun yarn A (fineness: 800 tex) is obtained by twisting a discontinuous fiber obtained by cutting a reinforcing fiber yarn into a fiber length La = 50 mm into a yarn by twisting at a twist number = 100 turns / m. The flattening process was performed so that the thread width / thread thickness = 10.

得られた成形材料Aは、強化繊維糸条の75%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、撚り加工により、紡績糸としての形態が保持されるとともに、ステッチ糸により拘束されていたため、成形材料として十分に取り扱えるレベルであった。   In the obtained molding material A, 75% of the reinforcing fiber yarns consisted of discontinuous fibers, and the handling property was retained by the twisting process, and the form as the spun yarn was retained, and was restrained by the stitch yarn. It was a level that could be handled sufficiently as a molding material.

得られた成形材料Aを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material A was placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape having a radius of curvature of 305 mm, and the preform was pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、紡績糸を構成する不連続繊維がす抜けることで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく良好なプリフォームであった。   The obtained preform was a good preform without the occurrence of wrinkles by releasing the in-plane distortion of the molding material by discontinuing discontinuous fibers constituting the spun yarn.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、繊維配向の乱れが僅かにみられただけで皺の発生はなく、糸幅/厚み比が10になるように扁平化処理を行っていることから、表面平滑性にも優れるものであった。   When the cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and the observation surface of the void is slightly seen near the outermost layer 96% of the resin was impregnated with resin. In addition, the occurrence of wrinkles was observed only when the fiber orientation was slightly disturbed, and since the flattening treatment was performed so that the yarn width / thickness ratio was 10, the surface smoothness was excellent. It was.

(実施例2)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のうち、−45°シート、90°シートおよび+45°シートを構成する強化繊維糸条の100%に紡績糸Bを用いて成形材料Bを得た。かかる紡績糸Bは、強化繊維糸条を繊維長La=50mmにカットした不連続繊維を、無撚りの状態においてステッチ糸Aと同様のカバリング糸を用いて200ターン/mにてカバリングし、糸幅/糸厚み=10となるよう扁平化処理した後、カバリング糸を溶融接着させることにより形態保持させた。
(Example 2)
Of the molding material (blank) produced by the procedures (1) to (6), the spun yarn B is used for 100% of the reinforcing fiber yarns constituting the −45 ° sheet, 90 ° sheet, and + 45 ° sheet. Thus, molding material B was obtained. In this spun yarn B, a discontinuous fiber obtained by cutting a reinforcing fiber yarn into a fiber length La = 50 mm is covered at a rate of 200 turns / m using a covering yarn similar to the stitch yarn A in a non-twisted state. After flattening so that width / yarn thickness = 10, the covering yarn was melt bonded to maintain the shape.

得られた成形材料Bは、強化繊維糸条の75%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、カバリング糸のバインダー効果により紡績糸としての形態が安定して保持されており、成形材料としての取扱い性に優れた。   In the obtained molding material B, 75% of the reinforcing fiber yarns are composed of discontinuous fibers, and the handling property is stably maintained as a spun yarn due to the binder effect of the covering yarn. Excellent handleability.

得られた成形材料Bを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型の間に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aおよびカバリング糸を溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   The obtained molding material B was placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and then placed between the female molds of the same shape having a radius of curvature of 305 mm. The stitch yarn A and the covering yarn were allowed to follow the mold while being melted and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。本実施例においては、紡績糸がカバリング糸にて接着されていたため、プリフォーム形態を経ずにFRPとしたが、カバリング糸を溶融させながら金型に追従させることにより、紡績糸を構成する不連続繊維がす抜けながら賦形されることで、繊維配向の乱れが僅かにみられただけで、皺の発生のない良好なFRPを得た。また、糸幅/厚み比が10になるように扁平化処理を行っていることから、表面平滑性にも優れるものであった。   When the cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and the observation surface of the void is slightly seen near the outermost layer 96% of the resin was impregnated with resin. In this example, since the spun yarn was bonded with the covering yarn, it was FRP without going through the preform form. However, the melted yarn was made to follow the mold while melting the covering yarn. By forming the continuous fiber while passing through, a good FRP free from wrinkles was obtained with only a slight disturbance in fiber orientation. Further, since the flattening treatment was performed so that the yarn width / thickness ratio was 10, the surface smoothness was excellent.

(実施例3)
用いるステッチ糸Aをステッチ糸Bに替えた以外は、実施例1と同様の仕様にて、成形材料Cを得た。
(Example 3)
A molding material C was obtained with the same specifications as in Example 1 except that the stitch yarn A used was changed to the stitch yarn B.

得られた成形材料Cは、強化繊維糸条の75%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、撚り加工により、紡績糸としての形態が保持されるとともに、ステッチ糸により拘束されていたため、成形材料として十分に取り扱えるレベルであった。   In the obtained molding material C, 75% of the reinforcing fiber yarns consisted of discontinuous fibers, and the handling property was retained by the twisting process, and the form as the spun yarn was retained, and was restrained by the stitch yarn. It was a level that could be handled sufficiently as a molding material.

得られた成形材料Cを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material C was placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape having a radius of curvature of 305 mm, and the preform was pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、紡績糸を構成する不連続繊維がす抜けることで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく良好なプリフォームであった。   The obtained preform was a good preform without the occurrence of wrinkles by releasing the in-plane distortion of the molding material by discontinuing discontinuous fibers constituting the spun yarn.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、230℃に加熱した状態で不織布Aを溶融させながら型に追従させ、25MPaで240秒間加圧(プレス)し、加圧したまま金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform is placed again on the mold, and the nonwoven fabric A is allowed to follow the mold while being heated to 230 ° C., and is pressed (pressed) at 25 MPa for 240 seconds. After cooling the mold temperature to 50 ° C., the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPは、ステッチ糸が残存しているため、成形時における樹脂含浸性に優れ、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、観察面の99%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸により繊維が拘束されているため、繊維配向の乱れや皺の発生が全く見られなかった。なお、糸幅/厚み比が10になるように扁平化処理を行っているものの、ステッチ糸が残存していたため、表面に僅ではあるが凹凸が確認された。   The obtained FRP is excellent in resin impregnation property during molding because the stitch yarn remains, and the resin is impregnated even inside the reinforcing fiber yarn, and 99% of the observation surface is impregnated with the resin. It was. Further, since the fibers were restrained by the stitch yarn, the fiber orientation was not disturbed and no wrinkles were observed. Although the flattening process was performed so that the yarn width / thickness ratio was 10, the stitch yarn remained, and thus a slight unevenness was confirmed on the surface.

(実施例4)
用いる不織布Aを不織布Bに替えた以外は、実施例1と同様の仕様にて、成形材料Dを得た。
Example 4
Except that the nonwoven fabric A to be used was replaced with the nonwoven fabric B, a molding material D was obtained with the same specifications as in Example 1.

得られた成形材料Dは、強化繊維糸条の75%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、撚り加工により、紡績糸としての形態が保持されるとともに、ステッチ糸により拘束されていたため、成形材料として十分に取り扱えるレベルであった。   In the obtained molding material D, 75% of the reinforcing fiber yarns are composed of discontinuous fibers, and the handling property was retained by the twisting process, and the shape as the spun yarn was retained, and was restrained by the stitch yarn. It was a level that could be handled sufficiently as a molding material.

得られた成形材料Dを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material D is placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm to press the preform. Obtained.

得られたプリフォームは、紡績糸を構成する不連続繊維がす抜けることで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく良好なプリフォームであった。   The obtained preform was a good preform without the occurrence of wrinkles by releasing the in-plane distortion of the molding material by discontinuing discontinuous fibers constituting the spun yarn.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、150℃に加熱した状態で不織布Bおよびステッチ糸Aを溶融させながら発生したシワを伸ばして型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)し、加圧したまま金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Furthermore, the obtained preform is placed again on the mold, and while being heated to 150 ° C., the wrinkles generated while melting the nonwoven fabric B and the stitch yarn A are stretched to follow the mold and pressurized at 25 MPa for 180 seconds. (Pressing), the mold temperature was cooled to 50 ° C. while being pressurized, and then released and released from the mold to obtain FRP.

得られたFRPは、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸の痕跡がほとんど残っていなかったが、繊維配向の乱れや皺は殆どみられず、実施例1〜3のFRPに較べてとりわけ表面品位に優れていた。   In the obtained FRP, the resin was impregnated to the inside of the reinforcing fiber yarn, and although a void was slightly seen in the vicinity of the outermost layer, 96% of the observation surface was impregnated with the resin. In addition, scars of the stitch yarn were hardly left, but disorder of fiber orientation and wrinkles were hardly observed, and the surface quality was particularly excellent as compared with the FRPs of Examples 1 to 3.

(実施例5)
前記(1)〜(6)の手順のうち、(5)、(6)の手順にて、0°配向の成形材料Iを作製した。なお、前記(5)について、不織布Cを配置し、その上に、−45°シート形成と同様の方法で、強化繊維糸条を長手方向に対して0°に並行に、かつ、75g/mとなるように配列し、0°シートを形成した。これを2度くり返した後、(6)を経ることで、0°配向のシートが2層積層され一体化された、成形材料Iを作製した。また、積層体を構成する0°シートのそれぞれは、強化繊維糸条の75%に紡績糸Aを用いた。
(Example 5)
Among the procedures (1) to (6), a molding material I having 0 ° orientation was produced by the procedures (5) and (6). In addition, about said (5), the nonwoven fabric C is arrange | positioned, and it is the same method as -45 degree sheet | seat formation on it, and a reinforcing fiber thread is parallel to 0 degree with respect to a longitudinal direction, and 75 g / m. 2 were formed to form a 0 ° sheet. After repeating this twice, through (6), a molding material I was produced in which two layers of 0 ° -oriented sheets were laminated and integrated. Further, in each of the 0 ° sheets constituting the laminate, spun yarn A was used for 75% of the reinforcing fiber yarns.

得られた成形材料Iは、強化繊維糸条の75%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、撚り加工により、紡績糸としての形態が保持されるとともに、ステッチ糸により拘束されていたため、成形材料として十分に取り扱えるレベルであった。   In the obtained molding material I, 75% of the reinforcing fiber yarns consisted of discontinuous fibers, and the handling property was retained by the twisting process and retained as the spun yarn, and was restrained by the stitch yarn. It was a level that could be handled sufficiently as a molding material.

得られた成形材料Iを、[−45°/90°/+45°/0°]の構成にて積層し、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material I was laminated in a configuration of [−45 ° / 90 ° / + 45 ° / 0 °] and placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter. To be pressed with a female die of the same shape having a curvature radius of 305 mm to obtain a preform.

得られたプリフォームは、紡績糸を構成する不連続繊維がす抜けることで、成形材料の面内における歪みを解放し、皺が発生することなく良好なプリフォームであった。成形材料の各配向方向において紡績糸が使用されていることで、賦形性が等方的に発現すると共に、各方向に成形材料が個別に積層された態様であるため、層間のせん断変形が有効に作用し、とりわけ賦形性に優れた。
強化繊維糸条の100%が紡績糸であったことで、とりわけ賦形性に優れた。
The obtained preform was a good preform without the occurrence of wrinkles by releasing the in-plane distortion of the molding material by discontinuing discontinuous fibers constituting the spun yarn. Since the spun yarn is used in each orientation direction of the molding material, the formability is isotropically expressed and the molding material is individually laminated in each direction, so that shear deformation between layers is caused. It works effectively and has excellent shapeability.
Since 100% of the reinforcing fiber yarns were spun yarns, the shapeability was particularly excellent.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、繊維配向の乱れが僅かにみられただけで皺の発生はなく、糸幅/厚み比が10になるように扁平化処理を行っていることから、表面平滑性にも優れるものであった。   When the cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and the observation surface of the void is slightly seen near the outermost layer 96% of the resin was impregnated with resin. In addition, the occurrence of wrinkles was observed only when the fiber orientation was slightly disturbed, and since the flattening treatment was performed so that the yarn width / thickness ratio was 10, the surface smoothness was excellent. It was.

(比較例1)
前記(1)〜(6)の手順にて得られた成形材料(ブランク)を、成形材料Eとして用いた。成形材料Eは、強化繊維糸条の100%が連続した状態で残存していた。
(Comparative Example 1)
The molding material (blank) obtained by the procedures (1) to (6) was used as the molding material E. In the molding material E, 100% of the reinforcing fiber yarns remained in a continuous state.

得られた成形材料Eは、構成する強化繊維糸条の全てか連続繊維であるうえ、ステッチ糸により保持されているため、成形材料として抜群の取扱性であった。   The obtained molding material E was all of the reinforcing fiber yarns constituting it or was a continuous fiber, and was held by stitch yarns, so it was excellent in handling properties as a molding material.

得られた成形材料Eを用いて、実施例1と同様の方法でプリフォームおよびFRPを作製した。   A preform and FRP were produced in the same manner as in Example 1 using the obtained molding material E.

得られたプリフォームは、全ての強化繊維糸条が連続して存在していることから、賦形時において強化繊維糸条が突っ張ってしまい半球状に追従させることができず、無理に賦形させたため皺が多発した。   Since the obtained preform has all the reinforcing fiber yarns continuously, the reinforcing fiber yarns are stretched at the time of shaping and cannot be made to follow a hemisphere. As a result, sputum occurred frequently.

さらに、得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸Aおよび不織布Aが溶融することで、変形に自由度が生じたため、プリフォームにおける皺は多少なり緩和されたものの、FRPにおいても表面凹凸、繊維配向の乱れとして残存し、品位にかなり劣るものであった。   Furthermore, when a cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and a void is slightly seen in the vicinity of the outermost layer. 96% of the observation surface was impregnated with resin. In addition, since the stitch yarn A and the nonwoven fabric A are melted, the degree of freedom of deformation is generated, so the wrinkles in the preform are somewhat relieved, but the surface irregularities and fiber orientation disturbance remain in the FRP, and the quality is improved. It was quite inferior.

(比較例2)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のうち、−45°シート、90°シートおよび+45°シートを構成する強化繊維糸条の50%に紡績糸Aを用いて成形材料Fを得た。かかる紡績糸A(繊度:800tex)は、強化繊維糸条を繊維長La=50mmにカットした不連続繊維を、撚り数=100ターン/mにて有撚処理して糸条とし、さらに、ニップローラを通して糸幅/糸厚み=10となるよう扁平化処理した。
(Comparative Example 2)
Among the molding materials (blanks) produced by the procedures (1) to (6), the spun yarn A is used for 50% of the reinforcing fiber yarns constituting the −45 ° sheet, the 90 ° sheet, and the + 45 ° sheet. Thus, molding material F was obtained. Such spun yarn A (fineness: 800 tex) is obtained by twisting a discontinuous fiber obtained by cutting a reinforcing fiber yarn into a fiber length La = 50 mm into a yarn by twisting at a twist number = 100 turns / m. The flattening process was performed so that the thread width / thread thickness = 10.

得られた成形材料Fは、強化繊維糸条の37.5%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、連続繊維が多く残存していることから、成形材料として安定して取り扱えるレベルであった。   In the obtained molding material F, 37.5% of the reinforcing fiber yarns are composed of discontinuous fibers, and the handling property is a level that can be stably handled as a molding material because many continuous fibers remain. It was.

得られた成形材料Eを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material E is placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm to press the preform. Obtained.

得られたプリフォームは、一部において紡績糸を構成する不連続繊維がす抜けていたものの、連続繊維が多く残存していたため、成形材料の面内における歪みを全て緩和できず、比較例1よりは優れるものの、皺が多発した。   In the obtained preform, although discontinuous fibers constituting the spun yarn were partially removed, a large amount of continuous fibers remained, so that all the distortion in the surface of the molding material could not be alleviated, and Comparative Example 1 Although it was better than that, there were frequent wrinkles.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

さらに、得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸Aおよび不織布Aが溶融することで、変形に自由度が生じたため、プリフォームにおける皺は多少なり緩和されたものの、FRPにおいても表面凹凸、繊維配向の乱れとして残存し品位に劣るものであった。   Furthermore, when a cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and a void is slightly seen in the vicinity of the outermost layer. 96% of the observation surface was impregnated with resin. In addition, since the stitch yarn A and the nonwoven fabric A are melted, a degree of freedom of deformation is generated, so that the wrinkles in the preform are somewhat relieved, but the surface irregularities and fiber orientation disturbance remain in the FRP and are inferior in quality. It was a thing.

(比較例3)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のうち、−45°シート、90°シートおよび+45°シートを構成する強化繊維糸条の75%に紡績糸Cを用いて成形材料Gを得た。かかる紡績糸C(繊度:800tex)は、強化繊維糸条を繊維長La=300mmにカットした不連続繊維を、撚り数=100ターン/mにて有撚処理して糸条とし、さらに、ニップローラを通して糸幅/糸厚み=10となるよう扁平化処理した。
(Comparative Example 3)
Of the molding material (blank) produced by the procedures (1) to (6), the spun yarn C is used for 75% of the reinforcing fiber yarns constituting the −45 ° sheet, the 90 ° sheet, and the + 45 ° sheet. Thus, a molding material G was obtained. The spun yarn C (fineness: 800 tex) is obtained by twisting a discontinuous fiber obtained by cutting a reinforcing fiber yarn into a fiber length La = 300 mm into a yarn by twisting at a twist number = 100 turns / m. The flattening process was performed so that the thread width / thread thickness = 10.

得られた成形材料Gは、強化繊維糸条の75%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、不連続繊維の繊維長が長いことから紡績糸の形態が安定して保持されており、成形材料としての取扱性に優れた。   In the obtained molding material G, 75% of the reinforcing fiber yarns are composed of discontinuous fibers, and the handleability is stable because the length of the discontinuous fibers is long, and the spun yarn form is stably maintained. Excellent handling as a molding material.

得られた成形材料Gを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material G is placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm, and a preform is pressed. Obtained.

得られたプリフォームは、不連続繊維の繊維長が長かったため、紡績糸がす抜ける際の抵抗が大きくなり、一部において強化繊維糸条が突っ張り、金型に上手く追従させることができず、皺が発生した。   Since the obtained preform has a long discontinuous fiber length, the resistance when the spun yarn passes through increases, and the reinforcing fiber yarns stretch in part and cannot follow the mold well. Habit occurred.

さらに、得られたプリフォームを再度金型上に配置し、一旦、150℃に加熱した状態でステッチ糸Aを溶融させながら金型に追従させ、25MPaで180秒間加圧(プレス)した。加圧したまま金型温度を250℃に昇温して更に180秒間保持し、金型温度を50℃に冷却してから放圧・脱型してFRPを得た。   Further, the obtained preform was placed again on the mold, and once heated to 150 ° C., the stitch yarn A was allowed to follow the mold while being melted, and pressed (pressed) at 25 MPa for 180 seconds. While being pressurized, the mold temperature was raised to 250 ° C. and held for 180 seconds, the mold temperature was cooled to 50 ° C., and then the pressure was released and demolded to obtain FRP.

さらに、得られたFRPから幅が2cmになるように切り出した断面を光学顕微鏡で観察すると、強化繊維糸条の内部にまで樹脂が含浸しており、わずかに最外層付近にボイドがみられるものの観察面の96%に樹脂が含浸していた。また、ステッチ糸Aおよび不織布Aが溶融することで、変形に自由度が生じたため、プリフォームにおける皺は多少なり緩和されたものの、FRPにおいても表面凹凸、繊維配向の乱れとして残存し品位に劣るものであった。   Furthermore, when a cross section cut out from the obtained FRP so as to have a width of 2 cm is observed with an optical microscope, the resin is impregnated into the inside of the reinforcing fiber yarn, and a void is slightly seen in the vicinity of the outermost layer. 96% of the observation surface was impregnated with resin. In addition, since the stitch yarn A and the nonwoven fabric A are melted, a degree of freedom of deformation is generated, so that the wrinkles in the preform are somewhat relieved, but the surface irregularities and fiber orientation disturbance remain in the FRP and are inferior in quality. It was a thing.

(比較例4)
前記(1)〜(6)の手順にて作製した成形材料(ブランク)のうち、−45°シート、90°シートおよび+45°シートを構成する強化繊維糸条の75%に紡績糸Dを用いて成形材料Hを得た。かかる紡績糸D(繊度:800tex)は、強化繊維糸条を繊維長La=5mmにカットした不連続繊維を、撚り数=100ターン/mにて有撚処理して糸条とし、さらに、ニップローラを通して糸幅/糸厚み=10となるよう扁平化処理した。
(Comparative Example 4)
Of the molding material (blank) produced by the procedures (1) to (6), the spun yarn D is used for 75% of the reinforcing fiber yarns constituting the −45 ° sheet, the 90 ° sheet, and the + 45 ° sheet. Thus, molding material H was obtained. The spun yarn D (fineness: 800 tex) is obtained by twisting a discontinuous fiber obtained by cutting a reinforcing fiber yarn into a fiber length La = 5 mm into a yarn by twisting at a twist number = 100 turns / m. The flattening process was performed so that the thread width / thread thickness = 10.

得られた成形材料Hは、強化繊維糸条の75%が不連続繊維からなり、取扱性に関しては、不連続繊維の繊維長が短いことから、紡績糸としての形態が不安定であり、成形材料の形態においても繊維の脱落が発生した。   In the obtained molding material H, 75% of the reinforcing fiber yarns are composed of discontinuous fibers, and the handleability is short because the fiber length of the discontinuous fibers is short. Even in the form of the material, the fibers dropped out.

得られた成形材料Hを、最大直径における曲率半径:300mmを有する半球状の雌型上に配置し、その上から曲率半径:305mmの同形状の雌型にて挟んで加圧し、プリフォームを得た。   The obtained molding material H was placed on a hemispherical female mold having a radius of curvature of 300 mm at the maximum diameter, and pressed from above with a female mold of the same shape with a radius of curvature of 305 mm to press the preform. Obtained.

得られたプリフォームは、不連続繊維の繊維長が短かったため、金型上に配置しただけでも変形し、一度は綺麗に賦形されたものの、金型から取り出す際に型崩れしてしまい、プリフォームとしての形態を維持することが出来なかった。   Since the obtained preform had a short fiber length of discontinuous fibers, it was deformed even when placed on the mold, but once it was shaped beautifully, it was out of shape when taken out from the mold, The form as a preform could not be maintained.

上記の各実施例および比較例の結果を、表1に示す。   Table 1 shows the results of the above examples and comparative examples.

Figure 2009019202
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Figure 2009019202
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表1、2に結果を示すとおり、強化繊維糸条がn軸配向された前記積層体を構成する強化繊維糸条のうち、(100−100/n)%以上について、すなわち、本実施例では75%以上について、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維からなる紡績糸にて構成されていることより、成形材料として取扱可能なレベルであって、かつ、賦形性にも優れた効果を示すことが確認された。中でも実施例2の態様であると、成形材料の取扱性および賦形性の両面において優れることから、好ましい態様であるといえる。   As shown in Tables 1 and 2, among the reinforcing fiber yarns constituting the laminate in which the reinforcing fiber yarns are n-axis oriented, (100-100 / n)% or more, that is, in this example. About 75% or more, the fiber length La is composed of spun yarns made of discontinuous fibers having a finite length of 10 to 100 mm. It was confirmed that an excellent effect was exhibited. Among them, the embodiment of Example 2 is a preferable embodiment because it is excellent in both the handling and shaping properties of the molding material.

また、FRPの成形においては、実施例1、3、4のそれぞれにおいて優れた特徴を示し、FRPの優れた力学特性を追究する場合には実施例3、FRPの優れた意匠性を追究する場合には実施例4、また、これらバランスを鑑みた場合には実施例1であった。   Further, in the molding of FRP, excellent characteristics are shown in each of Examples 1, 3, and 4, and when pursuing the excellent mechanical properties of FRP, pursuing the excellent design characteristics of Example 3 and FRP In Example 4, and in consideration of these balances, it was Example 1.

例えば、自動車部材において機械特性が要求される構造部材においては、実施例2ないし実施例3、またはその組み合わせであるとよいし、外板部材のように意匠性が要求される場合においては、実施例2ないし実施例4、またはその組み合わせである。すなわち、実施例2および実施例3ないし実施例4の組み合わせであると、本発明における理想的な態様であるといえる。   For example, in a structural member that requires mechanical characteristics in an automobile member, it may be Example 2 to Example 3, or a combination thereof. Examples 2 to 4 or a combination thereof. That is, it can be said that the combination of Example 2 and Examples 3 to 4 is an ideal aspect of the present invention.

本発明の成形材料によると、取扱性に優れ、複雑な形状のFRPの成形において、シワや強化繊維糸条の配向の乱れを抑制することができるため、力学特性に優れ、かつ、樹脂含浸性に優れるため品位のよいFRPを生産性よく得られることができる。このような成形材料は、自動車、航空機、船舶等の輸送機器の構造部材や、建築部材などに好適に使用することができる。   According to the molding material of the present invention, the handling property is excellent, and in the molding of FRP having a complicated shape, it is possible to suppress wrinkles and disorder of the orientation of the reinforcing fiber yarn. Therefore, a high-quality FRP can be obtained with high productivity. Such a molding material can be suitably used for a structural member of a transportation device such as an automobile, an aircraft, and a ship, a building member, and the like.

本発明の成形材料の一実施態様を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows one embodiment of the molding material of this invention. 本発明の成形材料をアーチ形状に賦形したプリフォームの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the preform which shape | molded the molding material of this invention in the arch shape. 本発明における帛体(不織布)が溶融する前の成形材料の一実施態様を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one embodiment of the molding material before the textile body (nonwoven fabric) in this invention fuse | melts. 本発明における帛体(不織布)が溶融した状態の成形材料の一実施態様を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one embodiment of the molding material of the state by which the textile body (nonwoven fabric) in this invention was fuse | melted.

符号の説明Explanation of symbols

1、8、11:成形材料
2、10:強化繊維糸条(紡績糸)
3、12:帛体(不織布)
4、13:ステッチ糸
5:強化繊維糸条方向(0°方向)
6:ステッチ糸が延在する方向
7:成形材料の長手方向
9:成形材料を構成するシート
1, 8, 11: Molding material 2, 10: Reinforcing fiber yarn (spun yarn)
3, 12: Textile body (nonwoven fabric)
4, 13: Stitch yarn 5: Reinforcing fiber yarn direction (0 ° direction)
6: Direction in which the stitch yarn extends 7: Longitudinal direction of the molding material 9: Sheet constituting the molding material

Claims (12)

多数本の強化繊維糸条が並行に引き揃えられたシートの複数層が、積層されて積層体を構成し、該積層体が一体化された多層成形材料であって、下記(イ)〜(ハ)の要件を満足することを特徴とする成形材料。
(イ)少なくとも前記シート間おいて複合材料のマトリックスを構成する第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体が配置され、
(ロ)前記積層体が第2の熱可塑性樹脂を成分とするステッチ糸および/または第1の熱可塑性樹脂を成分とする帛体により一体化されており、
(ハ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸であるシートを含み、
(ニ)前記積層体を構成する強化繊維糸条の少なくとも50%以上が、前記積層体を構成する強化繊維糸条の繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸である。
A plurality of layers of sheets in which a large number of reinforcing fiber yarns are arranged in parallel are laminated to form a laminate, and a multilayer molding material in which the laminate is integrated. C. A molding material characterized by satisfying the requirements of (c).
(A) A textile body comprising as a component a first thermoplastic resin constituting a matrix of a composite material is disposed at least between the sheets,
(B) The laminated body is integrated by a stitch yarn having the second thermoplastic resin as a component and / or a textile body having the first thermoplastic resin as a component,
(C) including a sheet which is a spun yarn composed of discontinuous fibers having a finite length of 10 to 100 mm, and the fiber length La of the reinforcing fiber yarn constituting the laminated body,
(D) Spinning in which at least 50% or more of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate are composed of discontinuous fibers having a finite length in which the fiber length La of the reinforcing fiber yarns constituting the laminate is 10 to 100 mm. It is a thread.
前記積層体を構成するシートのそれぞれが、強化繊維糸条が交差するように多軸配向にて積層されて積層体を構成しており、その配向する軸数をn軸、繊維長Laが10〜100mmの有限長の不連続繊維から構成される紡績糸の成形材料中の割合をN%とするとき、n,Nが、下記式の関係を満たす請求項1に記載の成形材料。
(100−100/n)≦N
Each of the sheets constituting the laminate is laminated in a multiaxial orientation so that the reinforcing fiber yarns intersect to constitute a laminate, the number of axes to be oriented is n-axis, and the fiber length La is 10 The molding material according to claim 1, wherein n and N satisfy the relationship of the following formula, where N% is a ratio of spun yarn composed of discontinuous fibers having a finite length of -100 mm.
(100-100 / n) ≦ N
前記紡績糸の繊度が300〜5,000texであり、かつ、糸幅W/糸厚みTが2〜20である請求項1または2に記載の成形材料。 The molding material according to claim 1 or 2, wherein the fineness of the spun yarn is 300 to 5,000 tex, and the yarn width W / yarn thickness T is 2 to 20. 前記紡績糸の撚り数が200〜5ターン/mの範囲内である請求項1〜3のいずれかに記載の成形材料。 The molding material according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of twists of the spun yarn is in the range of 200 to 5 turns / m. 前記紡績糸が、実質的に無撚りであり、かつ、補助繊維糸条でカバリングして集束されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の成形材料。 The molding material according to any one of claims 1 to 3, wherein the spun yarn is substantially untwisted and is covered and collected by an auxiliary fiber yarn. 前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm1−150)≦Tm2≦(Tm1−20)の関係を満足する請求項1〜5のいずれかに記載の成形材料。 The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy a relationship of (Tm1-150) ≦ Tm2 ≦ (Tm1-20). The molding material as described. 前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−150)≦Tm1≦(Tm2−20)の関係を満足する請求項1〜5のいずれかに記載の成形材料。 The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy a relationship of (Tm2-150) ≦ Tm1 ≦ (Tm2-20). The molding material as described in 2. 前記第1の熱可塑性樹脂の融点Tm1と前記第2の熱可塑性樹脂の融点Tm2とが、(Tm2−20)<Tm1<(Tm2+20)の関係を満足する請求項1〜5のいずれかに記載の成形材料。 The melting point Tm1 of the first thermoplastic resin and the melting point Tm2 of the second thermoplastic resin satisfy a relationship of (Tm2-20) <Tm1 <(Tm2 + 20). Molding material. 前記シートにおける、強化繊維の目付が50〜350g/mの範囲内であり、前記帛体の目付が15〜250g/mの範囲である請求項1〜8のいずれかに記載の成形材料。 In the sheet, in the range basis weight of the reinforcing fibers is 50 to 350 g / m 2, the molding material according to claim 1 having a basis weight of the帛体is in the range of 15~250g / m 2 . 請求項1〜9のいずれかに記載の成形材料の1ないし複数枚が積層され、シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形されていることを特徴とするプリフォーム。 A preform characterized in that one or more of the molding materials according to any one of claims 1 to 9 are laminated and formed into a single contour shape or a double contour shape. シングルコンター形状またはダブルコンター形状に賦形された箇所において、成形材料を構成する各シートの強化繊維糸条方向のそれぞれの断面における円弧の長さLcと繊維長LaがLc>Laである請求項10に記載のプリフォーム。 The length Lc and the fiber length La of the arc in each cross section in the reinforcing fiber yarn direction of each sheet constituting the molding material in a portion formed into a single contour shape or a double contour shape are Lc> La. The preform according to 10. 請求項1〜11のいずれかに記載の成形材料またはプリフォームを用いて成形されたことを特徴とする繊維強化樹脂。 A fiber-reinforced resin formed using the molding material or preform according to any one of claims 1 to 11.
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