複合シートとそれを用いた平滑な表面を有する複合材料
【課題】本発明の目的は、平滑な表面（意匠性表面）を有する繊維強化プラスチック成形品を得るための、複合シート及びそれを用いた複合材料を提供することにある。
【解決手段】本発明の目的・課題は、多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シート（層）が、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されていることを特徴とする複合シートによって達成される。そして、また、かかる複合シートに含浸せしめられた、マトリックス樹脂とからなる平滑な表面を有する複合材料によって達成される。
【解決手段】本発明の目的・課題は、多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シート（層）が、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されていることを特徴とする複合シートによって達成される。そして、また、かかる複合シートに含浸せしめられた、マトリックス樹脂とからなる平滑な表面を有する複合材料によって達成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック成形品用の複合シートと、それを用いた平滑な表面を有する複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック成形品は、従来、繊維強化材に予め樹脂を含浸したシートを用いたオートクレーブ成形が主流であった。
近年、繊維強化プラスチック成形品のコスト削減の要望が高く、従来のオートクレーブ成形方法から樹脂トランスファー成形法（ＲＴＭ法）またはレジンフィルムインフュージョン成形法(ＲＦＩ法）を用いた成形に移りつつある。 ＲＴＭ法またはＲＦＩ法は、熱硬化性樹脂を用いた成形法の一種であり、繊維強化プラスチック成形品は、繊維強化材を型に敷設した後、型のキャビティーに樹脂を注入し、または樹脂フィルムを型に敷設して、繊維強化材に樹脂を含浸させ硬化させることにより製造される。
【０００３】
オートクレーブ成形、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法で使用する繊維強化材は、通常、織物等のシート状に加工した繊維強化材を用いる。
オートクレーブ成形では、通常、繊維強化材に予め樹脂を含浸したシート材のプリプレグが使用され、一方向プリプレグ、織物プリプレグが汎用されている。 また、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法では、織物、多軸織物が汎用されている。織物プリプレグ、織物、多軸織物等のシート状繊維強化材を、繊維強化プラスチック成形品の表面に配置する場合、織目の凹凸、多軸織物のステッチ部の凹凸が成形品の表面に現れるため、成形品の平滑性が損なわれる欠点がある。
【０００４】
一方向プリプレグを使用したオートクレーブ成形では、一般に製品表面が平滑になるが、一方、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法では、繊維強化材シートとして、織物、編物、多軸織物等の形態が安定した基材が必要である。
従って、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法に使用する一方向基材は、通常、横糸をガラス繊維、ポリエステル繊維等で織った一方向材織物が主流であり、この基材を繊維強化プラスチック成形品の表面に配置する場合、横糸の織目の凹凸が成形品の表面に現れるため、成形品の平滑性が損なわれる欠点がある。
【０００５】
多軸織物を使用した場合、表面平滑性を向上させる方法として、多軸織物のステッチ糸に低融点ポリマーを使用し、繊維強化プラスチック成形品を成形する際、低融点ポリマーの融点以上で加熱成形し、ステッチ糸を溶融する方法が紹介されている（特許文献１）。しかし、低融点ポリマーをステッチ糸に使用した多軸織物を用いた場合でも、ステッチ糸が溶融される前の形状が保持され、ステッチ糸の周辺には、僅かな凹みが観察され、表面を完全に平滑にするのは困難である。また、表面平滑性を向上させる方法として、成形品の表面に、不織布等のサーフェースマットの使用やゲルコート剤を使用する方法が実施されている。しかし、サーフェースマットを使用しても、サーフェースマットの材質、厚み及びサーフェースマット材の下の層に使用する繊維強化材の種類によっては、製品表面が平滑にならない事がある。
また、成形品の表面に、不織布等のサーフェースマットの使用やゲルコート剤を使用する方法では、表層部分が短繊維であったり、樹脂層であったりして補強効果が期待できず、成形品を軽量化にするには不利である。
【特許文献１】特開２００２−２２７０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、平滑な表面（意匠性表面）を有する繊維強化プラスチック成形品を得るための、複合シート及びそれを用いた複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的・課題は、多軸織物基材（複数枚積層されたものも含む、以下同じ）と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シート（シートが複数枚積層されたものも含む、以下同じ）が、該強化繊維シート方向に配列したステッチ糸（連結糸）により縫合一体化されていることを特徴とする複合シートによって達成される。そして、また、かかる複合シートに含浸せしめられたマトリックス樹脂とからなる、平滑な表面を有する複合材料によって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の複合シートは、多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートが、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されているものであるが、かかる特徴ある組合せの故に、連結のためのステッチ糸が一方向配列強化繊維シート中に埋没され表面に現れないため、複合シート表面は平滑で凹凸がない。そして、これにマトリックス樹脂を含浸させた複合材料も、表面に凹凸が無く、表面平滑な成形面が得られる。表面が一方向の連続強化繊維材であるため、成形後の複合材料の機械特性も優れ、軽量且つ表面平滑な成形面が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における複合シートは、多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートが、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化された複合シートであるが、多軸織物基材の片面に一方向配列強化繊維シートが積層されたものでも、多軸織物基材の両面に一方向配列強化繊維シートが積層されたものであっても良い。成形後の複合材料の反り対策の観点から、複合シートは、多軸織物基材の両面に、一方向配列強化繊維シートを繊維方向を同一方向にして積層したものが好ましい。
【００１０】
多軸織物とは、一般に、一方向に引き揃えた繊維強化材の束をシート状にして角度を変えて積層したもの（多軸織物基材）を、ナイロン糸、ポリエステル糸、ガラス繊維糸等のステッチ糸で、この積層体を厚さ方向に貫通して、積層体の表面と裏面の間を表面方向に沿って往復しステッチした織物をいう。そして、本発明においては、繊維強化材の束をシート状にして、通常、角度を変えて積層した基材（多軸織物基材）と、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートとが、ステッチ糸（連結糸）により一体的に縫合されて、多軸織物様の複合シートを構成している。
【００１１】
本発明において、多軸織物基材を構成する繊維としては、特に制限はなく、通常、複合材料に使用される繊維強化材であれば何でも使用できるが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維が好ましい。多軸織物基材の繊維ストランドとしては、一方向配列強化繊維シートに接している面の多軸織物基材の各ストランド間の隙間が、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。各ストランド間の隙間が０．２ｍｍを超えると、多軸織物基材の凹凸が、複合材料の表面側に現れてしまうので好ましくない。
【００１２】
多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートとを、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化させ、多軸織物様の複合シートとするためには、前記多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートを重ねた状態で、例えば、単環縫い、本縫い、二重本縫い等の手法で、強化繊維シート面に現れた縫い目が、強化繊維シート方向にそれぞれほぼ一列に配列している様に縫合すれば良い。本発明において、一方向配列強化繊維シートは、後述のごとく樹脂により一時的に接着・拘束されているので、縫合によって多軸織物基材と一体化されるが、しかし、強化繊維シート面に現れた縫い目は、一方向配列強化繊維シート中に埋没され、表面の平滑性は維持されたままである。縫い目が強化繊維シート方向に配列していること、即ち、強化繊維シート方向にそれぞれほぼ一列に配列していることが重要であって、例えば、極端にジグザグに縫合したのでは、一方向配列強化繊維シート表面に縫い目が現れるので、本発明の目的は達成されない。一方向配列強化繊維シート表面に縫い目が現れない程度であれば、ジグザグ等の縫い目であっても構わないが、好ましいのは、一方向配列強化繊維シートとステッチ糸による縫合方向が、平行で一直線であるものである。
【００１３】
一般に、多軸織物基材として、０°方向（ステッチの縫合方向）に一方向繊維強化材を配置した〔０／−４５／＋４５〕等の場合、０°方向の一方向繊維強化材を拘束するため、ステッチ糸によりジグザグに縫合しなければならない。ジグザグに縫合したのでは、表面に縫い目が現れるので、通常の多軸織物を使用した方法では、本発明の目的は達成されない。
【００１４】
多軸織物基材は、積層して用いる場合、面対称となるように選択することが好ましい。多軸織物基材の目付は、１００〜２０００ｇ／ｍ２が好ましく、２００〜８００ｇ／ｍ２がより好ましい。多軸織物基材の１層（１枚）当たりの厚みは、０．１〜２ｍｍが好ましい。 好ましい多軸織物基材の例としては、〔４５／−４５／−４５／４５〕、〔０／−４５／−４５／０〕、〔０／＋４５／−４５／−４５／＋４５／０〕、〔０／＋４５／９０／−４５／−４５／９０／＋４５／０〕等を挙げることができる。
積層して面対称となる多軸織物基材の組合わせとしては、例えば〔４５／−４５〕及び〔−４５／４５〕、〔０／＋４５／−４５〕及び〔−４５／＋４５／０〕、〔０／＋４５／−４５／９０〕及び〔９０／−４５／＋４５／０〕等を挙げることができる。０、±４５、９０は、多軸織物基材を構成する各層の積層角度を表し、それぞれ一方向に引き揃えた繊維強化材の繊維軸方向が、織物の長さ方向に対して０°、±４５°、９０°であることを示している。積層角度はこれらの角度に限定されず、任意の角度とすることができる。
【００１５】
本発明において用いられる一方向配列強化繊維シートの材料は、複合材料に使用される繊維強化材であれば特に制限はなく、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、金属繊維等を使用できるが、特に炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維が好ましい。本発明において、一方向配列強化繊維シート層の外表面（多軸織物基材に接している面ではない方の面）に塗装等を施して意匠性樹脂層を形成する場合、成形に用いた離型剤を取り除くため、あるいは塗装の密着性を向上させるために、一方向配列強化繊維シート層の外表面を目粗しすることが必要な場合がある。かかる場合、一方向配列強化繊維シートが有機繊維から構成されていると、目粗し操作によってフィブリル化した繊維のヒゲが表面に出てきて、その状態で塗装等を行うと、塗装面が平滑ではなくなる場合がある。従って、本発明においては、一方向配列強化繊維シート層は無機繊維からなるものの方が好ましいのである。
【００１６】
本発明において一方向配列強化繊維シートとは、強化繊維が一方向に配列され引き揃えられたシート状のものを意味する。かかるシートは、樹脂により一時的に接着・拘束されたものである必要がある。織物、編物、多軸織物等の様に、形態を安定化するためにガラス繊維、ポリエステル繊維等を横糸として、製編織したものの場合には、横糸の織目の凹凸が成形品の表面に現れるため、本発明では用いられない。樹脂により一時的に接着・拘束されるとは、例えば、熱可塑性樹脂等を一方向配列強化繊維シートに含浸させて、あるいは熱可塑性樹脂等の不織布を裏打ちし、成形加工の準備段階でシートがばらけないように、形態が一時的に安定に保持されている状態をいう。
【００１７】
本発明においては、一方向配列強化繊維シートの少なくとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する熱可塑性樹脂シートが配され、両者が熱融着された形態のものは好ましく、熱可塑性樹脂シートが、強化繊維シートに７０℃以上で熱融着されたものは、特に好ましい。熱可塑性樹脂シートの目付は、５〜５０ｇ／ｍ2 が好ましく、また、熱可塑性樹脂シートが、熱可塑性樹脂繊維の不織布であるものが好ましい。一方向配列強化繊維シートは一枚あるいは複数枚重ねられたものを意味するが、かかる一方向配列強化繊維シート（層）の厚みは
０．１〜０．５ｍｍが適当で、０．２〜０．３ｍｍがより好ましい。一方向配列強化繊維シート（層）の厚みが０.１ｍｍ以下では、一方向配列強化繊維シート（層）の内層に使用する多軸織物の凹凸が表面に現れ、表面平滑性が損なわれる。
また、０．５ｍｍ以上では、複合材料の重量を増加させる問題があり、軽量化を目指す用途には適さない。従って、かかる一方向配列強化繊維シート層の繊維目付は、１００〜３００ｇ／ｍ２が好ましい。
【００１８】
本発明のマトリックス樹脂としては、通常、成形品の製造に用いられる熱硬化性樹脂が使用できる。具体的には、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂の予備重合樹脂から選ばれる樹脂がある。これらは１種又は２種以上の混合物として用いることもできるし、また、用途によっては、一部熱可塑性樹脂と混合して用いることもできる。中でも、耐熱性、弾性率、耐薬品性に優れたエポキシ樹脂やビニルエステル樹脂が、特に好ましい。これらの熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤以外に、通常用いられる着色剤や各種添加剤等が含まれていてもよい。複合材料中の、マトリックス樹脂の含有率は、通常、２０〜９０重量％、好ましくは３０〜７０重量％であるのが適当である。
【００１９】
本発明における複合材料は、最終的に、種々の用途の繊維強化プラスチック成形品とされる場合に、複合材料を構成する一方向配列強化繊維シートの外表面（多軸織物基材に接している面ではない方の面）に、意匠性樹脂層が、塗装その他の方法で形成される場合があるが、かかる態様のものも、本発明の範囲に含まれるものである。かかる樹脂層を形成するためには、例えば、アクリル系、アクリルウレタン系、フッ素系、シリコーン系、エポキシ系の樹脂を用いることができ、樹脂層には、染料や顔料などの着色剤を添加することもできる。かかる樹脂層は、成形された複合材料に、意匠性樹脂層を塗布する方法、例えば、スプレー、バーコーター、ダイコーター、スピンナー方法によって形成することができる。
【００２０】
本発明において、多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートとからなる複合シートとマトリックス樹脂とから、複合材料を製造する方法としては、従来公知の方法、例えば、オートクレーブ法、樹脂トランスファー成形法（ＲＴＭ法）、レジンフィルムインフュージョン成形法（ＲＦＩ成形法）を採用することができるが、特に、製造コストの削減の観点から、樹脂トランスファー成形法又はレジンフィルムインフュージョン成形法で低コスト、高品位の複合材料が得られるので適当である。なお、例えば、樹脂トランスファー成形法又はレジンフィルムインフュージョン成形法自体は、それぞれ公知であり、本発明においても、公知の条件・操作を採用することができる。
【００２１】
以下、図面により、本発明の複合材料の態様について説明する。図１は、多軸織物基材１とその片面に積層された一方向配列強化繊維シート４とからなる複合シートと、この複合シートに含浸せしめられたマトリックス樹脂５からなる複合材料を示している。４は、一方向配列強化繊維シートであって、２は強化繊維シートを示し、３はその片面に熱融着されている熱可塑性樹脂シートを示している。多軸織物基材１と一方向配列強化繊維シート４は、強化繊維シート方向（図面の左右方向）に配列したステッチ糸７により縫合一体化されている。このステッチ糸は、強化繊維シートの熱可塑性樹脂シートの部分で止まっており、縫い目は一方向配列強化繊維シート４の表面には現れていない。従って、一方向配列強化繊維シート４の外表面は平滑性を保っている。
【００２２】
図２は、図１の複合材料の一方向配列強化繊維シート層４の外表面に、意匠性樹脂層６が形成された複合材料を示している。以下、実施例により、本発明を詳述する。
【実施例１】
【００２３】
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋ（東邦テナックス社製）を使用し、長繊維を一方向に配向した目付２００ｇ／ｍ2 の炭素繊維シート（強化繊維シート）の片面に、変性ポリアミド不織布（熱可塑性樹脂シート）である スパンファブ
ＰＡ１００１（日東紡社製、目付１２ｇ／ｍ2 ）を配し、設定温度１３０℃の熱ローラー間を、線圧力３ｋｇ／ｃｍにて通過させて一体化させ、一方向配列強化繊維シートを得た。
【００２４】
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋを使用した多軸織物基材（＋４５／−４５／−４５／＋４５の角度で４枚積層したもの、織物基材の目付８００ｇ／ｍ２）の片面に、上記一方向配列強化繊維シートを、熱可塑性樹脂シートの面が多軸織物基材に接するように配置し、ポリエステルのステッチ糸でステッチし縫合一体化して複合シートを得た。この複合シートから、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットしたものを作成した。
【００２５】
７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板の上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを下にして配置し、その上に幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを上にして重ねて配置し、その上に離型性機能を付与した基材であるピールクロスのＲｅｌｅａｓｅ Ｐｌｙ Ｃ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）と樹脂拡散基材のＲｅｓｉｎ Ｆｌｏｗ ６０（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）を積層した。
【００２６】
その後、樹脂注入口と樹脂排出口形成のためのホースを配置し、全体をナイロンバッグフィルムで覆い、シーラントテープで密閉し、内部を真空にした。続いてアルミ板を８０℃に加温し、バック内を５ｔｏｒｒ以下に減圧した後、樹脂注入口を通して、真空系内へエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製ＥＰ８０７の１００重量部と、サンテクノケミカル社製ジェファーミンＴ-４０３の４５重量部の混合物）の注入を行った。 注入した混合樹脂がバック内に充満し、複合シートに含浸した状態で８０℃で２時間保持し樹脂を硬化させ、本発明の複合材料を得た。
複合材料の断面厚みを測定したところ、表面の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍ、内層の多軸織物基材層が１．６ｍｍ、裏側の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、凹凸が無くきれいな表面であった。
【実施例２】
【００２７】
実施例１で作製した複合材料の表面を、＃600番のサンドペーパーで研磨し離型剤を除去後、スプレーガンでウレタン塗装（関西ペイント製 レタンＰＧ２Ｋホワイト）を行い、意匠性樹脂層を形成させた。塗装の厚みは０．１ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、凹凸が無くきれいな表面であった。
【実施例３】
【００２８】
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エピコート８３４（ジャパンエポキシレジン社製）を７７重量部、エピコート１００１（ジャパンエポキシレジン社製）を２３重量部、ジシアンジアミド（ジャパンエポキシレジン社製）を５重量部、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルユリア（保士谷化学工業社製）を５重量部計量し、７０℃でロールミルで混錬し、樹脂組成物を得た。
その後、７０℃でドクターブレード法により樹脂目付１３００ｇ／ｍ２の樹脂フィルムを得た。
【００２９】
次いで、７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板の上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした実施例１で作製した複合シートを、一方向配列強化繊維シートを下にして配置し、その上に幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記樹脂フィルムを置き、更にその上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした実施例１で作製した複合シートを、一方向配列強化繊維シートを上にして配置した。
【００３０】
その後、全体をナイロンバッグフィルムで覆い、シーラントテープで密閉し、内部を真空にした。そして、硬化炉内で１３０℃で２時間、真空ポンプで減圧しながら加熱硬化し、本発明の複合材料を得た。複合材料の断面厚みを測定したところ、表面の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍ、内層の多軸織物基材層が１．６ｍｍ、裏側の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、凹凸が無くきれいな表面であった。
【００３１】
［比較例１］（一方向配列強化繊維シートを用いない例）
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋ（東邦テナックス社製）を使用した実施例１と同じ多軸織物基材（＋４５／−４５／−４５／＋４５の角度で４枚積層したもの、織物基材の目付８００ｇ／ｍ２）を、ステッチして多軸織物を得た。この多軸織物から幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍの小片をカットして得た。７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板上に、カットした多軸織物を２枚重ねて積層した。
更に、その上に、離型性機能を付与した基材であるピールクロスのＲｅｌｅａｓｅ Ｐｌｙ Ｃ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）と樹脂拡散基材のＲｅｓｉｎ Ｆｌｏｗ ６０（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）を積層した。その後は、実施例１と同様な方法で本発明の複合材料を得た。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、ステッチの間隔で凹凸があり、平滑な面は得られなかった。
【００３２】
［比較例２］
比較例１で作製した複合材料の表面を＃600番のサンドペーパーで研磨し離型剤を除去後、スプレーガンでウレタン塗装（関西ペイント製 レタンＰＧ２Ｋホワイト）を行った。塗装の厚みは０．１ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、表面はステッチの間隔で凹凸があり、平滑な面は得られなかった。
【００３３】
［比較例３］
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋを使用した多軸織物基材（０／−４５／＋４５／＋４５／−４５の角度で５枚積層し、ジグザグに縫合し、織物基材の目付１０００ｇ／ｍ２）の多軸織物を得た。
この多軸織物から幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍの小片をカットして得た。
【００３４】
７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板の上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを下にして配置し、その上に幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを上にして重ねて配置し、その上に離型性機能を付与した基材であるピールクロスのＲｅｌｅａｓｅ Ｐｌｙ Ｃ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）と樹脂拡散基材のＲｅｓｉｎ Ｆｌｏｗ ６０（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）を積層した。その後は、実施例１と同様な方法で本発明の複合材料を得た。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、ステッチの間隔でジグザグに凹凸があり、平滑な面は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によって得られた平滑な表面を有する複合材料は、優れた意匠性表面を有する種々の繊維強化プラスチック成形品として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の平滑な表面を有する複合材料の一例を示す。
【図２】本発明の平滑な表面を有する複合材料の他の一例を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１ 多軸織物基材
２ 強化繊維シート
３ 熱可塑性樹脂シート
４ 一方向配列強化繊維シート
５ マトリックス樹脂
６ 意匠性樹脂層
７ 強化繊維シート方向に配列したステッチ糸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック成形品用の複合シートと、それを用いた平滑な表面を有する複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化プラスチック成形品は、従来、繊維強化材に予め樹脂を含浸したシートを用いたオートクレーブ成形が主流であった。
近年、繊維強化プラスチック成形品のコスト削減の要望が高く、従来のオートクレーブ成形方法から樹脂トランスファー成形法（ＲＴＭ法）またはレジンフィルムインフュージョン成形法(ＲＦＩ法）を用いた成形に移りつつある。 ＲＴＭ法またはＲＦＩ法は、熱硬化性樹脂を用いた成形法の一種であり、繊維強化プラスチック成形品は、繊維強化材を型に敷設した後、型のキャビティーに樹脂を注入し、または樹脂フィルムを型に敷設して、繊維強化材に樹脂を含浸させ硬化させることにより製造される。
【０００３】
オートクレーブ成形、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法で使用する繊維強化材は、通常、織物等のシート状に加工した繊維強化材を用いる。
オートクレーブ成形では、通常、繊維強化材に予め樹脂を含浸したシート材のプリプレグが使用され、一方向プリプレグ、織物プリプレグが汎用されている。 また、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法では、織物、多軸織物が汎用されている。織物プリプレグ、織物、多軸織物等のシート状繊維強化材を、繊維強化プラスチック成形品の表面に配置する場合、織目の凹凸、多軸織物のステッチ部の凹凸が成形品の表面に現れるため、成形品の平滑性が損なわれる欠点がある。
【０００４】
一方向プリプレグを使用したオートクレーブ成形では、一般に製品表面が平滑になるが、一方、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法では、繊維強化材シートとして、織物、編物、多軸織物等の形態が安定した基材が必要である。
従って、ＲＴＭ法、ＲＦＩ法に使用する一方向基材は、通常、横糸をガラス繊維、ポリエステル繊維等で織った一方向材織物が主流であり、この基材を繊維強化プラスチック成形品の表面に配置する場合、横糸の織目の凹凸が成形品の表面に現れるため、成形品の平滑性が損なわれる欠点がある。
【０００５】
多軸織物を使用した場合、表面平滑性を向上させる方法として、多軸織物のステッチ糸に低融点ポリマーを使用し、繊維強化プラスチック成形品を成形する際、低融点ポリマーの融点以上で加熱成形し、ステッチ糸を溶融する方法が紹介されている（特許文献１）。しかし、低融点ポリマーをステッチ糸に使用した多軸織物を用いた場合でも、ステッチ糸が溶融される前の形状が保持され、ステッチ糸の周辺には、僅かな凹みが観察され、表面を完全に平滑にするのは困難である。また、表面平滑性を向上させる方法として、成形品の表面に、不織布等のサーフェースマットの使用やゲルコート剤を使用する方法が実施されている。しかし、サーフェースマットを使用しても、サーフェースマットの材質、厚み及びサーフェースマット材の下の層に使用する繊維強化材の種類によっては、製品表面が平滑にならない事がある。
また、成形品の表面に、不織布等のサーフェースマットの使用やゲルコート剤を使用する方法では、表層部分が短繊維であったり、樹脂層であったりして補強効果が期待できず、成形品を軽量化にするには不利である。
【特許文献１】特開２００２−２２７０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、平滑な表面（意匠性表面）を有する繊維強化プラスチック成形品を得るための、複合シート及びそれを用いた複合材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的・課題は、多軸織物基材（複数枚積層されたものも含む、以下同じ）と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シート（シートが複数枚積層されたものも含む、以下同じ）が、該強化繊維シート方向に配列したステッチ糸（連結糸）により縫合一体化されていることを特徴とする複合シートによって達成される。そして、また、かかる複合シートに含浸せしめられたマトリックス樹脂とからなる、平滑な表面を有する複合材料によって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の複合シートは、多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートが、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されているものであるが、かかる特徴ある組合せの故に、連結のためのステッチ糸が一方向配列強化繊維シート中に埋没され表面に現れないため、複合シート表面は平滑で凹凸がない。そして、これにマトリックス樹脂を含浸させた複合材料も、表面に凹凸が無く、表面平滑な成形面が得られる。表面が一方向の連続強化繊維材であるため、成形後の複合材料の機械特性も優れ、軽量且つ表面平滑な成形面が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における複合シートは、多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートが、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化された複合シートであるが、多軸織物基材の片面に一方向配列強化繊維シートが積層されたものでも、多軸織物基材の両面に一方向配列強化繊維シートが積層されたものであっても良い。成形後の複合材料の反り対策の観点から、複合シートは、多軸織物基材の両面に、一方向配列強化繊維シートを繊維方向を同一方向にして積層したものが好ましい。
【００１０】
多軸織物とは、一般に、一方向に引き揃えた繊維強化材の束をシート状にして角度を変えて積層したもの（多軸織物基材）を、ナイロン糸、ポリエステル糸、ガラス繊維糸等のステッチ糸で、この積層体を厚さ方向に貫通して、積層体の表面と裏面の間を表面方向に沿って往復しステッチした織物をいう。そして、本発明においては、繊維強化材の束をシート状にして、通常、角度を変えて積層した基材（多軸織物基材）と、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートとが、ステッチ糸（連結糸）により一体的に縫合されて、多軸織物様の複合シートを構成している。
【００１１】
本発明において、多軸織物基材を構成する繊維としては、特に制限はなく、通常、複合材料に使用される繊維強化材であれば何でも使用できるが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維が好ましい。多軸織物基材の繊維ストランドとしては、一方向配列強化繊維シートに接している面の多軸織物基材の各ストランド間の隙間が、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。各ストランド間の隙間が０．２ｍｍを超えると、多軸織物基材の凹凸が、複合材料の表面側に現れてしまうので好ましくない。
【００１２】
多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートとを、この強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化させ、多軸織物様の複合シートとするためには、前記多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートを重ねた状態で、例えば、単環縫い、本縫い、二重本縫い等の手法で、強化繊維シート面に現れた縫い目が、強化繊維シート方向にそれぞれほぼ一列に配列している様に縫合すれば良い。本発明において、一方向配列強化繊維シートは、後述のごとく樹脂により一時的に接着・拘束されているので、縫合によって多軸織物基材と一体化されるが、しかし、強化繊維シート面に現れた縫い目は、一方向配列強化繊維シート中に埋没され、表面の平滑性は維持されたままである。縫い目が強化繊維シート方向に配列していること、即ち、強化繊維シート方向にそれぞれほぼ一列に配列していることが重要であって、例えば、極端にジグザグに縫合したのでは、一方向配列強化繊維シート表面に縫い目が現れるので、本発明の目的は達成されない。一方向配列強化繊維シート表面に縫い目が現れない程度であれば、ジグザグ等の縫い目であっても構わないが、好ましいのは、一方向配列強化繊維シートとステッチ糸による縫合方向が、平行で一直線であるものである。
【００１３】
一般に、多軸織物基材として、０°方向（ステッチの縫合方向）に一方向繊維強化材を配置した〔０／−４５／＋４５〕等の場合、０°方向の一方向繊維強化材を拘束するため、ステッチ糸によりジグザグに縫合しなければならない。ジグザグに縫合したのでは、表面に縫い目が現れるので、通常の多軸織物を使用した方法では、本発明の目的は達成されない。
【００１４】
多軸織物基材は、積層して用いる場合、面対称となるように選択することが好ましい。多軸織物基材の目付は、１００〜２０００ｇ／ｍ２が好ましく、２００〜８００ｇ／ｍ２がより好ましい。多軸織物基材の１層（１枚）当たりの厚みは、０．１〜２ｍｍが好ましい。 好ましい多軸織物基材の例としては、〔４５／−４５／−４５／４５〕、〔０／−４５／−４５／０〕、〔０／＋４５／−４５／−４５／＋４５／０〕、〔０／＋４５／９０／−４５／−４５／９０／＋４５／０〕等を挙げることができる。
積層して面対称となる多軸織物基材の組合わせとしては、例えば〔４５／−４５〕及び〔−４５／４５〕、〔０／＋４５／−４５〕及び〔−４５／＋４５／０〕、〔０／＋４５／−４５／９０〕及び〔９０／−４５／＋４５／０〕等を挙げることができる。０、±４５、９０は、多軸織物基材を構成する各層の積層角度を表し、それぞれ一方向に引き揃えた繊維強化材の繊維軸方向が、織物の長さ方向に対して０°、±４５°、９０°であることを示している。積層角度はこれらの角度に限定されず、任意の角度とすることができる。
【００１５】
本発明において用いられる一方向配列強化繊維シートの材料は、複合材料に使用される繊維強化材であれば特に制限はなく、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、金属繊維等を使用できるが、特に炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維が好ましい。本発明において、一方向配列強化繊維シート層の外表面（多軸織物基材に接している面ではない方の面）に塗装等を施して意匠性樹脂層を形成する場合、成形に用いた離型剤を取り除くため、あるいは塗装の密着性を向上させるために、一方向配列強化繊維シート層の外表面を目粗しすることが必要な場合がある。かかる場合、一方向配列強化繊維シートが有機繊維から構成されていると、目粗し操作によってフィブリル化した繊維のヒゲが表面に出てきて、その状態で塗装等を行うと、塗装面が平滑ではなくなる場合がある。従って、本発明においては、一方向配列強化繊維シート層は無機繊維からなるものの方が好ましいのである。
【００１６】
本発明において一方向配列強化繊維シートとは、強化繊維が一方向に配列され引き揃えられたシート状のものを意味する。かかるシートは、樹脂により一時的に接着・拘束されたものである必要がある。織物、編物、多軸織物等の様に、形態を安定化するためにガラス繊維、ポリエステル繊維等を横糸として、製編織したものの場合には、横糸の織目の凹凸が成形品の表面に現れるため、本発明では用いられない。樹脂により一時的に接着・拘束されるとは、例えば、熱可塑性樹脂等を一方向配列強化繊維シートに含浸させて、あるいは熱可塑性樹脂等の不織布を裏打ちし、成形加工の準備段階でシートがばらけないように、形態が一時的に安定に保持されている状態をいう。
【００１７】
本発明においては、一方向配列強化繊維シートの少なくとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する熱可塑性樹脂シートが配され、両者が熱融着された形態のものは好ましく、熱可塑性樹脂シートが、強化繊維シートに７０℃以上で熱融着されたものは、特に好ましい。熱可塑性樹脂シートの目付は、５〜５０ｇ／ｍ2 が好ましく、また、熱可塑性樹脂シートが、熱可塑性樹脂繊維の不織布であるものが好ましい。一方向配列強化繊維シートは一枚あるいは複数枚重ねられたものを意味するが、かかる一方向配列強化繊維シート（層）の厚みは
０．１〜０．５ｍｍが適当で、０．２〜０．３ｍｍがより好ましい。一方向配列強化繊維シート（層）の厚みが０.１ｍｍ以下では、一方向配列強化繊維シート（層）の内層に使用する多軸織物の凹凸が表面に現れ、表面平滑性が損なわれる。
また、０．５ｍｍ以上では、複合材料の重量を増加させる問題があり、軽量化を目指す用途には適さない。従って、かかる一方向配列強化繊維シート層の繊維目付は、１００〜３００ｇ／ｍ２が好ましい。
【００１８】
本発明のマトリックス樹脂としては、通常、成形品の製造に用いられる熱硬化性樹脂が使用できる。具体的には、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂の予備重合樹脂から選ばれる樹脂がある。これらは１種又は２種以上の混合物として用いることもできるし、また、用途によっては、一部熱可塑性樹脂と混合して用いることもできる。中でも、耐熱性、弾性率、耐薬品性に優れたエポキシ樹脂やビニルエステル樹脂が、特に好ましい。これらの熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤以外に、通常用いられる着色剤や各種添加剤等が含まれていてもよい。複合材料中の、マトリックス樹脂の含有率は、通常、２０〜９０重量％、好ましくは３０〜７０重量％であるのが適当である。
【００１９】
本発明における複合材料は、最終的に、種々の用途の繊維強化プラスチック成形品とされる場合に、複合材料を構成する一方向配列強化繊維シートの外表面（多軸織物基材に接している面ではない方の面）に、意匠性樹脂層が、塗装その他の方法で形成される場合があるが、かかる態様のものも、本発明の範囲に含まれるものである。かかる樹脂層を形成するためには、例えば、アクリル系、アクリルウレタン系、フッ素系、シリコーン系、エポキシ系の樹脂を用いることができ、樹脂層には、染料や顔料などの着色剤を添加することもできる。かかる樹脂層は、成形された複合材料に、意匠性樹脂層を塗布する方法、例えば、スプレー、バーコーター、ダイコーター、スピンナー方法によって形成することができる。
【００２０】
本発明において、多軸織物基材と一方向配列強化繊維シートとからなる複合シートとマトリックス樹脂とから、複合材料を製造する方法としては、従来公知の方法、例えば、オートクレーブ法、樹脂トランスファー成形法（ＲＴＭ法）、レジンフィルムインフュージョン成形法（ＲＦＩ成形法）を採用することができるが、特に、製造コストの削減の観点から、樹脂トランスファー成形法又はレジンフィルムインフュージョン成形法で低コスト、高品位の複合材料が得られるので適当である。なお、例えば、樹脂トランスファー成形法又はレジンフィルムインフュージョン成形法自体は、それぞれ公知であり、本発明においても、公知の条件・操作を採用することができる。
【００２１】
以下、図面により、本発明の複合材料の態様について説明する。図１は、多軸織物基材１とその片面に積層された一方向配列強化繊維シート４とからなる複合シートと、この複合シートに含浸せしめられたマトリックス樹脂５からなる複合材料を示している。４は、一方向配列強化繊維シートであって、２は強化繊維シートを示し、３はその片面に熱融着されている熱可塑性樹脂シートを示している。多軸織物基材１と一方向配列強化繊維シート４は、強化繊維シート方向（図面の左右方向）に配列したステッチ糸７により縫合一体化されている。このステッチ糸は、強化繊維シートの熱可塑性樹脂シートの部分で止まっており、縫い目は一方向配列強化繊維シート４の表面には現れていない。従って、一方向配列強化繊維シート４の外表面は平滑性を保っている。
【００２２】
図２は、図１の複合材料の一方向配列強化繊維シート層４の外表面に、意匠性樹脂層６が形成された複合材料を示している。以下、実施例により、本発明を詳述する。
【実施例１】
【００２３】
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋ（東邦テナックス社製）を使用し、長繊維を一方向に配向した目付２００ｇ／ｍ2 の炭素繊維シート（強化繊維シート）の片面に、変性ポリアミド不織布（熱可塑性樹脂シート）である スパンファブ
ＰＡ１００１（日東紡社製、目付１２ｇ／ｍ2 ）を配し、設定温度１３０℃の熱ローラー間を、線圧力３ｋｇ／ｃｍにて通過させて一体化させ、一方向配列強化繊維シートを得た。
【００２４】
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋを使用した多軸織物基材（＋４５／−４５／−４５／＋４５の角度で４枚積層したもの、織物基材の目付８００ｇ／ｍ２）の片面に、上記一方向配列強化繊維シートを、熱可塑性樹脂シートの面が多軸織物基材に接するように配置し、ポリエステルのステッチ糸でステッチし縫合一体化して複合シートを得た。この複合シートから、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットしたものを作成した。
【００２５】
７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板の上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを下にして配置し、その上に幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを上にして重ねて配置し、その上に離型性機能を付与した基材であるピールクロスのＲｅｌｅａｓｅ Ｐｌｙ Ｃ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）と樹脂拡散基材のＲｅｓｉｎ Ｆｌｏｗ ６０（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）を積層した。
【００２６】
その後、樹脂注入口と樹脂排出口形成のためのホースを配置し、全体をナイロンバッグフィルムで覆い、シーラントテープで密閉し、内部を真空にした。続いてアルミ板を８０℃に加温し、バック内を５ｔｏｒｒ以下に減圧した後、樹脂注入口を通して、真空系内へエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製ＥＰ８０７の１００重量部と、サンテクノケミカル社製ジェファーミンＴ-４０３の４５重量部の混合物）の注入を行った。 注入した混合樹脂がバック内に充満し、複合シートに含浸した状態で８０℃で２時間保持し樹脂を硬化させ、本発明の複合材料を得た。
複合材料の断面厚みを測定したところ、表面の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍ、内層の多軸織物基材層が１．６ｍｍ、裏側の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、凹凸が無くきれいな表面であった。
【実施例２】
【００２７】
実施例１で作製した複合材料の表面を、＃600番のサンドペーパーで研磨し離型剤を除去後、スプレーガンでウレタン塗装（関西ペイント製 レタンＰＧ２Ｋホワイト）を行い、意匠性樹脂層を形成させた。塗装の厚みは０．１ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、凹凸が無くきれいな表面であった。
【実施例３】
【００２８】
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エピコート８３４（ジャパンエポキシレジン社製）を７７重量部、エピコート１００１（ジャパンエポキシレジン社製）を２３重量部、ジシアンジアミド（ジャパンエポキシレジン社製）を５重量部、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルユリア（保士谷化学工業社製）を５重量部計量し、７０℃でロールミルで混錬し、樹脂組成物を得た。
その後、７０℃でドクターブレード法により樹脂目付１３００ｇ／ｍ２の樹脂フィルムを得た。
【００２９】
次いで、７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板の上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした実施例１で作製した複合シートを、一方向配列強化繊維シートを下にして配置し、その上に幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記樹脂フィルムを置き、更にその上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした実施例１で作製した複合シートを、一方向配列強化繊維シートを上にして配置した。
【００３０】
その後、全体をナイロンバッグフィルムで覆い、シーラントテープで密閉し、内部を真空にした。そして、硬化炉内で１３０℃で２時間、真空ポンプで減圧しながら加熱硬化し、本発明の複合材料を得た。複合材料の断面厚みを測定したところ、表面の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍ、内層の多軸織物基材層が１．６ｍｍ、裏側の一方向配列強化繊維シート（層）が０.２ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、凹凸が無くきれいな表面であった。
【００３１】
［比較例１］（一方向配列強化繊維シートを用いない例）
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋ（東邦テナックス社製）を使用した実施例１と同じ多軸織物基材（＋４５／−４５／−４５／＋４５の角度で４枚積層したもの、織物基材の目付８００ｇ／ｍ２）を、ステッチして多軸織物を得た。この多軸織物から幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍの小片をカットして得た。７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板上に、カットした多軸織物を２枚重ねて積層した。
更に、その上に、離型性機能を付与した基材であるピールクロスのＲｅｌｅａｓｅ Ｐｌｙ Ｃ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）と樹脂拡散基材のＲｅｓｉｎ Ｆｌｏｗ ６０（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）を積層した。その後は、実施例１と同様な方法で本発明の複合材料を得た。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、ステッチの間隔で凹凸があり、平滑な面は得られなかった。
【００３２】
［比較例２］
比較例１で作製した複合材料の表面を＃600番のサンドペーパーで研磨し離型剤を除去後、スプレーガンでウレタン塗装（関西ペイント製 レタンＰＧ２Ｋホワイト）を行った。塗装の厚みは０．１ｍｍであった。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、表面はステッチの間隔で凹凸があり、平滑な面は得られなかった。
【００３３】
［比較例３］
炭素繊維ＨＴＡ−１２Ｋを使用した多軸織物基材（０／−４５／＋４５／＋４５／−４５の角度で５枚積層し、ジグザグに縫合し、織物基材の目付１０００ｇ／ｍ２）の多軸織物を得た。
この多軸織物から幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍの小片をカットして得た。
【００３４】
７００×７００ｍｍの離型処理したアルミ板の上に、幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを下にして配置し、その上に幅５００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした上記複合シートを、一方向配列強化繊維シートを上にして重ねて配置し、その上に離型性機能を付与した基材であるピールクロスのＲｅｌｅａｓｅ Ｐｌｙ Ｃ（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）と樹脂拡散基材のＲｅｓｉｎ Ｆｌｏｗ ６０（ＡＩＲＴＥＣＨ社製）を積層した。その後は、実施例１と同様な方法で本発明の複合材料を得た。得られた複合材料の表面を目視評価したところ、ステッチの間隔でジグザグに凹凸があり、平滑な面は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によって得られた平滑な表面を有する複合材料は、優れた意匠性表面を有する種々の繊維強化プラスチック成形品として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の平滑な表面を有する複合材料の一例を示す。
【図２】本発明の平滑な表面を有する複合材料の他の一例を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１ 多軸織物基材
２ 強化繊維シート
３ 熱可塑性樹脂シート
４ 一方向配列強化繊維シート
５ マトリックス樹脂
６ 意匠性樹脂層
７ 強化繊維シート方向に配列したステッチ糸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートが、該強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されていることを特徴とする複合シート。
【請求項２】
一方向配列強化繊維シートの強化繊維シート方向と、ステッチ糸による縫合方向が平行で一直線であることを特徴とする請求項１記載の複合シート。
【請求項３】
多軸織物基材の目付が、１００〜２０００ｇ／ｍ２である請求項１又は２記載の複合シート。
【請求項４】
一方向配列強化繊維シートが、一方向に引き揃えられた強化繊維シートの少なくとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する熱可塑性樹脂シートが配され、両者が熱融着されたものである請求項１〜３記載の複合シート。
【請求項５】
熱可塑性樹脂シートが、強化繊維シートに７０℃以上で熱融着されたものである請求項４記載の複合シート。
【請求項６】
熱可塑性樹脂シートの目付が、５〜５０ｇ／ｍ2 である請求項４又は５記載の複合シート。
【請求項７】
熱可塑性樹脂シートが、熱可塑性樹脂繊維の不織布である請求項４〜６記載の複合シート。
【請求項８】
一方向配列強化繊維シートが、炭素繊維又はガラス繊維からなる請求項１〜７記載の複合シート。
【請求項９】
一方向配列強化繊維シートの繊維目付が、１００〜３００ｇ／ｍ２である請求項１〜８記載の複合シート。
【請求項１０】
多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートが、該強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されている複合シートと、該複合シートに含浸せしめられたマトリックス樹脂とからなる平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１１】
一方向配列強化繊維シートの外表面に、意匠性樹脂層が形成されている請求項１０記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１２】
一方向配列強化繊維シートが、一方向に引き揃えられた強化繊維シートの少なくとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する熱可塑性樹脂シートが配され、両者が熱融着されたものである請求項１０又１１記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１３】
熱可塑性樹脂シートが、強化繊維シートに７０℃以上で熱融着されたものである請求項１２記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１４】
熱可塑性樹脂シートの目付が、５〜５０ｇ／ｍ2 である請求項１２又は１３記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１５】
熱可塑性樹脂シートが、熱可塑性樹脂繊維の不織布である請求項１２〜１４記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１６】
一方向配列強化繊維シートが、炭素繊維又はガラス繊維からなる請求項１０〜１５記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１７】
一方向配列強化繊維シートの繊維目付が、１００〜３００ｇ／ｍ２である請求項１０〜１６記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１８】
マトリックス樹脂が、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂の予備重合樹脂から選ばれる熱硬化性樹脂の１種又は２種以上の混合物である、請求項１０〜１７記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１９】
複合材料中の、マトリックス樹脂の含有率が３０〜７０重量％である、請求項１０〜１８記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項２０】
樹脂トランスファー成形法又はレジンフィルムインフュージョン成形法により成形した、請求項１０
〜１９記載の表面平滑性に優れた複合材料。
【請求項１】
多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートが、該強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されていることを特徴とする複合シート。
【請求項２】
一方向配列強化繊維シートの強化繊維シート方向と、ステッチ糸による縫合方向が平行で一直線であることを特徴とする請求項１記載の複合シート。
【請求項３】
多軸織物基材の目付が、１００〜２０００ｇ／ｍ２である請求項１又は２記載の複合シート。
【請求項４】
一方向配列強化繊維シートが、一方向に引き揃えられた強化繊維シートの少なくとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する熱可塑性樹脂シートが配され、両者が熱融着されたものである請求項１〜３記載の複合シート。
【請求項５】
熱可塑性樹脂シートが、強化繊維シートに７０℃以上で熱融着されたものである請求項４記載の複合シート。
【請求項６】
熱可塑性樹脂シートの目付が、５〜５０ｇ／ｍ2 である請求項４又は５記載の複合シート。
【請求項７】
熱可塑性樹脂シートが、熱可塑性樹脂繊維の不織布である請求項４〜６記載の複合シート。
【請求項８】
一方向配列強化繊維シートが、炭素繊維又はガラス繊維からなる請求項１〜７記載の複合シート。
【請求項９】
一方向配列強化繊維シートの繊維目付が、１００〜３００ｇ／ｍ２である請求項１〜８記載の複合シート。
【請求項１０】
多軸織物基材と、少なくともその一面に積層された、樹脂により一時的に接着・拘束された一方向配列強化繊維シートが、該強化繊維シート方向に配列したステッチ糸により縫合一体化されている複合シートと、該複合シートに含浸せしめられたマトリックス樹脂とからなる平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１１】
一方向配列強化繊維シートの外表面に、意匠性樹脂層が形成されている請求項１０記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１２】
一方向配列強化繊維シートが、一方向に引き揃えられた強化繊維シートの少なくとも一方の面に、樹脂が通過できる通孔を有する熱可塑性樹脂シートが配され、両者が熱融着されたものである請求項１０又１１記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１３】
熱可塑性樹脂シートが、強化繊維シートに７０℃以上で熱融着されたものである請求項１２記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１４】
熱可塑性樹脂シートの目付が、５〜５０ｇ／ｍ2 である請求項１２又は１３記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１５】
熱可塑性樹脂シートが、熱可塑性樹脂繊維の不織布である請求項１２〜１４記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１６】
一方向配列強化繊維シートが、炭素繊維又はガラス繊維からなる請求項１０〜１５記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１７】
一方向配列強化繊維シートの繊維目付が、１００〜３００ｇ／ｍ２である請求項１０〜１６記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１８】
マトリックス樹脂が、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂の予備重合樹脂から選ばれる熱硬化性樹脂の１種又は２種以上の混合物である、請求項１０〜１７記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項１９】
複合材料中の、マトリックス樹脂の含有率が３０〜７０重量％である、請求項１０〜１８記載の平滑な表面を有する複合材料。
【請求項２０】
樹脂トランスファー成形法又はレジンフィルムインフュージョン成形法により成形した、請求項１０
〜１９記載の表面平滑性に優れた複合材料。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１５０９０４（Ｐ２００６−１５０９０４Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４８７４３（Ｐ２００４−３４８７４３）
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００００３０９０）東邦テナックス株式会社 (246)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００００３０９０）東邦テナックス株式会社 (246)
【Ｆターム（参考）】
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