夹层构造用的多层织物和夹层构造纤维强化复合材制造技术

技术编号:20880317 阅读:23 留言:0更新日期:2019-04-17 12:43
夹层构造用的多层织物包括由纤维强化树脂组成的皮层与被皮层夹着的芯。皮层部由强化纤维组成的经纱和纬纱构成。芯部由不溶于皮层的基体树脂且比重比强化纤维小的纤维针对的经纱和纬纱构成。皮层部和芯部被不溶于皮层的基体树脂的束绑纱一体化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】夹层构造用的多层织物和夹层构造纤维强化复合材
本专利技术涉及夹层构造用的多层织物和夹层构造纤维强化复合材。
技术介绍
为了弥补FRP的刚度不足,存在表面使用FRP材、芯材使用泡沫塑料的夹层构造。一般地,夹层构造的制作方法使用湿态叠层或预浸处理。另外,提出一种利用皮层材夹着轻型的芯材的夹层构造的复合材料构造体(参照专利文献1)。如图5所示,这种复合材料构造体81具有利用皮层材83夹着芯材82的夹层构造。芯材82由合成树脂制的发泡体构成。皮层材83由碳纤维所形成的平纹布构成。皮层材83与芯材82通过贯通两者并且在皮层材83的外侧折回的纤维84结合。在复合材料构造体81的皮层材83含浸树脂并使之固化,从而FRP化皮层材83。对于湿态叠层而言,FRP物理特性较低,生产上花费人工。对于预浸处理而言,FRP物理特性较高,但生产需要高昂的投资。专利文献1的复合材料构造体具有较高的FRP物理特性。然而,在由碳纤维形成的平纹布含浸基体树脂并使之固化制造出强化材(皮层材)之后,通过纤维将芯材(芯材)与夹着芯材的强化材结合(一体化)费工夫。专利文献1:日本特开2001-246686号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供与分别形成皮层与芯之后一体化的情况相比在制造上不费工夫的夹层构造用的多层织物或夹层构造纤维强化复合材。为了解决上述课题,根据本专利技术的第一形态,提供一种包括由纤维强化树脂组成的皮层与被皮层夹着的芯的夹层构造用的多层织物。成为皮层的皮层部由强化纤维组成的经纱和纬纱构成。成为芯的芯部由不溶于皮层的基体树脂且比重比强化纤维小的纤维组成的经纱和纬纱构成。皮层部和芯部被不溶于皮层的基体树脂的束绑纱一体化。这里,“多层织物”是指由纬纱层与经纱层形成、多个层被束绑纱一体化的结构。“非强化纤维”是指即便与基体树脂复合化也不需要实现基体树脂的强化功能的作用、只要至少实现形状保持的作用即可的纤维。为了解决上述课题,根据本专利技术的第二形态,提供一种上述夹层构造用的多层织物与基体树脂复合化而形成的夹层构造纤维强化复合材。附图说明图1中的(a)是第一实施方式的夹层构造用的多层织物的示意性剖视图,图1中的(b)是夹层构造纤维强化复合材的示意性立体图。图2中的(a)是第二实施方式的夹层构造纤维强化复合材的示意性立体图,图2中的(b)是夹层构造用的多层织物的示意性剖视图。图3中的(a)、(b)、(c)是表示构成第二实施方式的夹层构造用的多层织物的罗纹结构部的强化纤维的排列的示意性剖视图。图4是表示构成其他实施方式的具有罗纹结构部的夹层构造用的多层织物的罗纹结构部的强化纤维的排列的示意性剖视图。图5是现有技术的复合材料构造体的示意性立体图。具体实施方式(第一实施方式)以下,根据图1对将本专利技术具体化的第一实施方式进行说明。如图1中的(a)所示,夹层构造用的多层织物(以下称为多层织物)10具有皮层部30与被皮层部30夹着的芯部20。芯部20和皮层部30分别通过在它们中含浸基体树脂而成为图1(b)所示的夹层构造纤维强化复合材(以下称为复合材)50的芯51和皮层52。作为基体树脂,例如使用热固性树脂的环氧树脂。在多层织物10中,皮层部30与芯部20被束绑纱Z一体化。皮层部30由纬纱Yb与经纱Xb构成。纬纱Yb和经纱Xb纬纱Yb均由强化纤维组成。纬纱Yb和经纱Xb均笔直地延伸,相互正交。在该实施方式中,作为强化纤维,使用碳纤维。芯部20由纬纱Ya和经纱Xa构成。纬纱Ya和经纱Xa均由不溶于基体树脂且比重比强化纤维小的纤维组成。纬纱Ya和经纱Xa笔直地延伸,相互正交。作为不溶于基体树脂且比重比强化纤维小的纤维,使用有机纤维。作为有机纤维,例如能够举出PA(尼龙)、聚酯、PP(聚丙烯)、PPS(聚苯硫醚)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PEEK(聚醚醚酮)。在该实施方式中,作为有机纤维,使用尼龙。尼龙的比重较小,与作为基体树脂的环氧树脂的粘接性良好。因此,优选尼龙作为不溶于基体树脂且比重比强化纤维小的纤维。即,经纱Xa和纬纱Ya由即使与作为基体树脂的环氧树脂一体化、也不实现基体树脂的强化功能的作用、而是仅实现形状保持的作用的作为非强化纤维的尼龙构成。束绑纱Z为多层织物10的形状保持用,由非强化纤维构成。束绑纱Z贯通两皮层部30和芯部20并且在两皮层部30的外侧折回。束绑纱Z可以是强化纤维和非强化纤维中的任一者,但在该实施方式中,由尼龙构成。多层织物10在排列了构成芯部20所需的数量的经纱Xa、构成两皮层部30所需的数量的经纱Xb、以及所需的数量的束绑纱Z的状态下通过对纬纱Ya、Yb进行投纬的多层纺织形成。此时,束绑纱Z排列为与经纱Xa、Xb平行。而且,束绑纱Z通过综片以在比皮层部30的最上层的经纱Xb靠上方的位置和比最下层的经纱Xb靠下方的位置之间移动的方式进行束绑纱Z的开口动作。由此,束绑纱Z构成多层织物的经纱的一部分并且配置为贯通两皮层部30和芯部20并在两皮层部30的外侧折回。多层织物10通过在其本身含浸基体树脂并使之固化而成为复合材50。树脂的含浸固化例如通过RTM(树脂传递模塑)法进行。另外,若在多层织物10含浸基体树脂并使之固化,则芯部20的纬纱Ya和经纱Xa与基体树脂复合化而成为芯51,皮层部30的纬纱Yb和经纱Xb与基体树脂复合化而成为皮层52。如图1中的(b)所示,在多层织物10含浸基体树脂并使之固化而形成的复合材50具有芯51被皮层52夹着的构造。复合材50例如作为航空器、乘用车等移动体的外板使用。根据该实施方式,能够获得以下所示的效果。(1)多层织物10是芯51被由纤维强化树脂组成的皮层52夹着的夹层构造用的多层织物。成为皮层52的皮层部30由强化纤维组成的经纱Xb和纬纱Yb构成。成为芯51的芯部20由不溶于皮层52的基体树脂且比重比强化纤维小的纤维组成的经纱Xa和纬纱Ya构成。皮层部30和芯部20被不溶于皮层52的基体树脂的束绑纱Z一体化。束绑纱Z贯通皮层部30和芯部20并且在皮层部30的外侧折回。经纱Xa、Xb、纬纱Ya、Yb以及束绑纱Z均能够与构成纤维强化复合材的基体树脂复合化。根据该结构,多层织物10通过利用束绑纱Z将成为皮层52的皮层部30与成为芯51的芯部20一体化的多层纺织制造。因此,仅在多层织物10含浸基体树脂并使之固化就能够获得夹层构造。因此,与在分别形成皮层与芯之后一体化的制法相比,不费工夫。(2)束绑纱Z由非强化纤维构成。束绑纱Z并不局限于非强化纤维,也可以由强化纤维构成。然而,束绑纱Z只要在多层织物10含浸基体树脂并使之固化而形成复合材50为止的期间能够保持为将多层织物10的皮层部30与芯部20一体化的状态即可。因此,束绑纱Z不需要必须使用强化纤维。即,若为非强化纤维,则选择比强化纤维细的纱也是容易的。因此,能够提高复合材的强化纤维含有率。另外,非强化纤维获得比重比强化纤维小的结构也是容易的。因此,与使用强化纤维的情况相比,使用非强化纤维在轻型化上优选。(3)作为不溶于皮层52的基体树脂且比重比强化纤维小的纤维,不需要使用有机纤维。然而,有机纤维与基体树脂的亲和性较高。因此,若使用有机纤维,则在多层织物10含浸基体树脂并使之固化来制造复合材50的情况下,复合材50的物理特性容易变高。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种夹层构造用的多层织物,包括由纤维强化树脂组成的皮层与被所述皮层夹着的芯,其特征在于,成为所述皮层的皮层部由强化纤维组成的经纱和纬纱构成,成为所述芯的芯部由不溶于所述皮层的基体树脂且比重比所述强化纤维小的纤维组成的经纱和纬纱构成,所述皮层部和所述芯部被不溶于所述皮层的基体树脂的束绑纱一体化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.29 JP 2016-1501751.一种夹层构造用的多层织物,包括由纤维强化树脂组成的皮层与被所述皮层夹着的芯,其特征在于,成为所述皮层的皮层部由强化纤维组成的经纱和纬纱构成,成为所述芯的芯部由不溶于所述皮层的基体树脂且比重比所述强化纤维小的纤维组成的经纱和纬纱构成,所述皮层部和所述芯部被不溶于所述皮层的基体树脂的束绑纱一体化。2.根据权利要求1所述的夹层构造用的多...

【专利技术属性】
技术研发人员:吉川元基
申请(专利权)人:株式会社丰田自动织机
类型:发明
国别省市:日本,JP

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