超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法
【課題】超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を強固に接合することを可能とする、新規の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法を提供する。
【解決手段】超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物２，４の端部と、プリプレグ１，３，５とを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、織物２，４とプリプレグ１，３，５とを縫合する縫合工程と、プリプレグ１，３，５を構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えた。プリプレグ１，３，５としては、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものを用いることができる。
【解決手段】超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物２，４の端部と、プリプレグ１，３，５とを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、織物２，４とプリプレグ１，３，５とを縫合する縫合工程と、プリプレグ１，３，５を構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えた。プリプレグ１，３，５としては、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものを用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高分子量ポリエチレンは、１００〜７００万の分子量を有するポリエチレンであり、ポリカーボネートを上回る非常に高い耐衝撃性を有するほか、耐摩耗性、耐薬品性、寸法安定性などにも優れている。
【０００３】
しかし、どのような接着剤を用いても超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を強固に接合することができないという、大きな欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を強固に接合することを可能とする、新規の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法は、超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記織物と前記プリプレグとを縫合する縫合工程と、前記プリプレグを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記プリプレグは、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法によれば、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を簡単な工程で強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法を示す説明図である。
【図２】実施例１における引張強度試験の方法を示す説明図である。
【図３】実施例１における引張強度試験後の試験片の写真である。
【図４】比較例における引張強度試験後の試験片の写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法は、超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記織物と前記プリプレグとを縫合する縫合工程と、前記プリプレグを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えたものである。
【００１１】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法は、１００〜７００万の分子量を有する超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物を対象としている。超高分子量ポリエチレン繊維は、国内では、東洋紡績株式会社から「ダイニーマ（登録商標）」という商品名で販売されている。
【００１２】
はじめの重ね合わせ工程において、超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる。ここで使用されるプリプレグは、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。プリプレグを構成する繊維としては、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが挙げられる。また、プリプレグを構成する熱硬化樹脂としては、特定の樹脂に限定されるものではなく、公知のものが使用可能であるが、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などが用いられる。また、織物とプリプレグは、交互に重ね合わせればよく、織物−プリプレグ−織物と３層に重ねてもよく、織物−プリプレグ−織物−プリプレグと４層に、プリプレグ−織物−プリプレグ−織物−プリプレグと５層、或いは、プリプレグ−織物−プリプレグ−プリプレグ−織物−プリプレグと６層に重ねてもよい。さらに、プリプレグとしては、織物と重ね合わせる際に繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたもの、又は織物と重ね合わせる際に繊維に熱硬化性樹脂を塗布したものを使用してもよい。或いは、例えば、織物−熱硬化性樹脂−繊維−熱硬化性樹脂−織物と重ねて、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてプリプレグとしてもよい。また、例えば、織物−熱硬化性樹脂−繊維−熱硬化性樹脂−織物と重ねる場合には、織物に熱硬化性樹脂を塗布してもよい。
【００１３】
つぎの縫合工程において、重ね合わせ工程において重ね合わせた織物とプリプレグとを縫合する。この縫合はミシン等を用いて行うことができ、縫合に用いる糸の種類は特に限定されず、天然繊維、合成繊維のいずれでも用いることができる。また、金属製の糸や、ステープラーなどの金具を用いて縫合してもよい。
【００１４】
熱硬化工程においては、縫合工程において織物と縫合されたプリプレグの熱硬化性樹脂を熱硬化させる。熱硬化性樹脂を熱硬化させる際には、織物とプリプレグを密着させるのが好ましく、織物とプリプレグを密着させるために圧力を加えなから加熱するのが好ましい。
【００１５】
以上の工程により、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を簡単な工程で強固に接合することができる。
【００１６】
以下、本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法について、具体的な実施例に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【実施例１】
【００１７】
超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物として、東洋紡績株式会社製ダイニーマ（登録商標）を使用した織物（品番ＤＤ１３１２ 経糸緯糸ともに４４０ｄｔｘ）を用いて接合試験を行った。
【００１８】
プリプレグとしては、株式会社ジーエイチクラフトから入手したカーボン繊維とエポキシ樹脂からなるプリプレグ（品番ＣＦ−３Ｋ 平織り ３３３ｇ／ｍ２ 繊維：樹脂＝２００：１３３）を用いた。
【００１９】
幅３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの織物１枚と、幅３０ｍｍ、長さ７０ｍｍのプリプレグ３枚を用意した。そして、図１（ａ）から図１（ｂ）に示すように、織物の両端が７０ｍｍの長さで重なるようにして、プリプレグ１−織物２−プリプレグ３−織物４−プリプレグ５と５層に重ね合わせた（重ね合わせ工程）。
【００２０】
つぎに、図１（ｃ）に示すように、超高分子量ポリエチレン繊維からなる糸を用いて、重ね合わせた部分６の全面にほぼ均一に縫い目が分布するようにして、縫い目７の間隔を３〜５ｍｍとして縫合した（縫合工程）。
【００２１】
最後に、アイロンを用いて、重ね合わせた部分６の全面を略均一に押圧しながら、プリプレグを構成する熱硬化性樹脂が熱硬化するまで加熱して（熱硬化工程）、図１（ｄ）に示すような接合部８を有する試験片を得た。
【００２２】
引き続き、この試験片を用いた引張強度試験を行った。引張強度試験においては、インストロジャパンカンパニイリミテッド製の万能材料試験機（機番５５８２）を用い、図２に示す方法で試験片に引張強度を加え、最大荷重を測定した。
【００２３】
また、比較例として、プリプレグを用いずに織物同士を重ね合わせて縫合した試験片（比較例１）と、縫合工程を省略して作製した試験片（比較例２）とを、その他の条件は上記と同様にして作製し、上記と同様の引張強度試験を行った。
【００２４】
これらの結果を表１に示す。本実施例は、比較例よりも大きい最大荷重を示した。また、本実施例の引張強度試験後の試験片の写真を図３に、比較例１、２の引張強度試験後の試験片の写真を図４（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。比較例１では、接合部において織物の繊維がほつれ（図４（ａ））、比較例２では、接合部が剥がれた（図４（ｂ））が、本実施例では、最大荷重時においても接合部が破断することはなかった（図３）。
【００２５】
以上の結果より、本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法によれば、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を極めて強固に接合することができることが確認された。
【００２６】
【表１】
【符号の説明】
【００２７】
１，３，５ プリプレグ
２，４ 織物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高分子量ポリエチレンは、１００〜７００万の分子量を有するポリエチレンであり、ポリカーボネートを上回る非常に高い耐衝撃性を有するほか、耐摩耗性、耐薬品性、寸法安定性などにも優れている。
【０００３】
しかし、どのような接着剤を用いても超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を強固に接合することができないという、大きな欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−８３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を強固に接合することを可能とする、新規の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法は、超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記織物と前記プリプレグとを縫合する縫合工程と、前記プリプレグを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記プリプレグは、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法によれば、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を簡単な工程で強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法を示す説明図である。
【図２】実施例１における引張強度試験の方法を示す説明図である。
【図３】実施例１における引張強度試験後の試験片の写真である。
【図４】比較例における引張強度試験後の試験片の写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法は、超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記織物と前記プリプレグとを縫合する縫合工程と、前記プリプレグを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えたものである。
【００１１】
本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法は、１００〜７００万の分子量を有する超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物を対象としている。超高分子量ポリエチレン繊維は、国内では、東洋紡績株式会社から「ダイニーマ（登録商標）」という商品名で販売されている。
【００１２】
はじめの重ね合わせ工程において、超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる。ここで使用されるプリプレグは、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものである。プリプレグを構成する繊維としては、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが挙げられる。また、プリプレグを構成する熱硬化樹脂としては、特定の樹脂に限定されるものではなく、公知のものが使用可能であるが、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などが用いられる。また、織物とプリプレグは、交互に重ね合わせればよく、織物−プリプレグ−織物と３層に重ねてもよく、織物−プリプレグ−織物−プリプレグと４層に、プリプレグ−織物−プリプレグ−織物−プリプレグと５層、或いは、プリプレグ−織物−プリプレグ−プリプレグ−織物−プリプレグと６層に重ねてもよい。さらに、プリプレグとしては、織物と重ね合わせる際に繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたもの、又は織物と重ね合わせる際に繊維に熱硬化性樹脂を塗布したものを使用してもよい。或いは、例えば、織物−熱硬化性樹脂−繊維−熱硬化性樹脂−織物と重ねて、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてプリプレグとしてもよい。また、例えば、織物−熱硬化性樹脂−繊維−熱硬化性樹脂−織物と重ねる場合には、織物に熱硬化性樹脂を塗布してもよい。
【００１３】
つぎの縫合工程において、重ね合わせ工程において重ね合わせた織物とプリプレグとを縫合する。この縫合はミシン等を用いて行うことができ、縫合に用いる糸の種類は特に限定されず、天然繊維、合成繊維のいずれでも用いることができる。また、金属製の糸や、ステープラーなどの金具を用いて縫合してもよい。
【００１４】
熱硬化工程においては、縫合工程において織物と縫合されたプリプレグの熱硬化性樹脂を熱硬化させる。熱硬化性樹脂を熱硬化させる際には、織物とプリプレグを密着させるのが好ましく、織物とプリプレグを密着させるために圧力を加えなから加熱するのが好ましい。
【００１５】
以上の工程により、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を簡単な工程で強固に接合することができる。
【００１６】
以下、本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法について、具体的な実施例に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【実施例１】
【００１７】
超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物として、東洋紡績株式会社製ダイニーマ（登録商標）を使用した織物（品番ＤＤ１３１２ 経糸緯糸ともに４４０ｄｔｘ）を用いて接合試験を行った。
【００１８】
プリプレグとしては、株式会社ジーエイチクラフトから入手したカーボン繊維とエポキシ樹脂からなるプリプレグ（品番ＣＦ−３Ｋ 平織り ３３３ｇ／ｍ２ 繊維：樹脂＝２００：１３３）を用いた。
【００１９】
幅３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの織物１枚と、幅３０ｍｍ、長さ７０ｍｍのプリプレグ３枚を用意した。そして、図１（ａ）から図１（ｂ）に示すように、織物の両端が７０ｍｍの長さで重なるようにして、プリプレグ１−織物２−プリプレグ３−織物４−プリプレグ５と５層に重ね合わせた（重ね合わせ工程）。
【００２０】
つぎに、図１（ｃ）に示すように、超高分子量ポリエチレン繊維からなる糸を用いて、重ね合わせた部分６の全面にほぼ均一に縫い目が分布するようにして、縫い目７の間隔を３〜５ｍｍとして縫合した（縫合工程）。
【００２１】
最後に、アイロンを用いて、重ね合わせた部分６の全面を略均一に押圧しながら、プリプレグを構成する熱硬化性樹脂が熱硬化するまで加熱して（熱硬化工程）、図１（ｄ）に示すような接合部８を有する試験片を得た。
【００２２】
引き続き、この試験片を用いた引張強度試験を行った。引張強度試験においては、インストロジャパンカンパニイリミテッド製の万能材料試験機（機番５５８２）を用い、図２に示す方法で試験片に引張強度を加え、最大荷重を測定した。
【００２３】
また、比較例として、プリプレグを用いずに織物同士を重ね合わせて縫合した試験片（比較例１）と、縫合工程を省略して作製した試験片（比較例２）とを、その他の条件は上記と同様にして作製し、上記と同様の引張強度試験を行った。
【００２４】
これらの結果を表１に示す。本実施例は、比較例よりも大きい最大荷重を示した。また、本実施例の引張強度試験後の試験片の写真を図３に、比較例１、２の引張強度試験後の試験片の写真を図４（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。比較例１では、接合部において織物の繊維がほつれ（図４（ａ））、比較例２では、接合部が剥がれた（図４（ｂ））が、本実施例では、最大荷重時においても接合部が破断することはなかった（図３）。
【００２５】
以上の結果より、本発明の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法によれば、超高分子量ポリエチレン繊維織物同士を極めて強固に接合することができることが確認された。
【００２６】
【表１】
【符号の説明】
【００２７】
１，３，５ プリプレグ
２，４ 織物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記織物と前記プリプレグとを縫合する縫合工程と、前記プリプレグを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えたことを特徴とする超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法。
【請求項２】
前記プリプレグは、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものであることを特徴とする請求項１記載の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法。
【請求項１】
超高分子量ポリエチレン繊維からなる織物と、プリプレグとを、交互に重ね合わせる重ね合わせ工程と、前記織物と前記プリプレグとを縫合する縫合工程と、前記プリプレグを構成する熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを備えたことを特徴とする超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法。
【請求項２】
前記プリプレグは、炭素繊維にエポキシ樹脂を含浸させたものであることを特徴とする請求項１記載の超高分子量ポリエチレン繊維織物の接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９４６（Ｐ２０１３−９４６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２８７１（Ｐ２０１１−１３２８７１）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（５１１１４５６２７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（５１１１４５６２７）
【Ｆターム（参考）】
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