[go: up one dir, main page]

WO2021199289A1 - ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法 - Google Patents

ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021199289A1
WO2021199289A1 PCT/JP2020/014836 JP2020014836W WO2021199289A1 WO 2021199289 A1 WO2021199289 A1 WO 2021199289A1 JP 2020014836 W JP2020014836 W JP 2020014836W WO 2021199289 A1 WO2021199289 A1 WO 2021199289A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber bundle
dry tape
fiber
width
dry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/014836
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
奥田　晃久
翔也 真能
寛 ▲徳▼冨
清水　正彦
新藤　健太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to PCT/JP2020/014836 priority Critical patent/WO2021199289A1/ja
Publication of WO2021199289A1 publication Critical patent/WO2021199289A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00—Making preforms
    • B29B11/14—Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16—Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement

Definitions

  • This disclosure relates to a dry tape, a wide dry tape, and a method for manufacturing a dry tape.
  • the composite material formed by impregnating the reinforcing fiber with the resin material has both the unilateral tensile strength of the reinforcing fiber and the isotropic tensile strength of the resin material.
  • the composite material is formed by arranging a plurality of dry tapes composed of fiber bundles in which reinforcing fibers are bundled and impregnating the resin from the surface direction of the dry tapes.
  • the supplied resin is impregnated from one side of the dry tape to the other side through a distribution route avoiding dense fiber bundles. Therefore, when a dry tape using a wide fiber bundle is used, the distribution route of the resin to be impregnated becomes longer than when a dry tape using a narrow fiber bundle is used, so that it takes time to impregnate the resin. There was a problem. Further, when a narrow fiber bundle is used, it is necessary to arrange and laminate a large number of fiber bundles in order to obtain a predetermined width of the dry tape, which causes a problem that it takes time.
  • the present disclosure has been made in view of such problems, and of dry tapes, wide dry tapes and dry tapes, which can improve the efficiency of resin impregnation while maintaining the efficiency of laminating fiber bundles.
  • the purpose is to provide technology for manufacturing methods.
  • the dry tape for solving the above problems is a dry tape for forming a composite material by impregnating a resin-based material, and a plurality of fiber bundles extending in the fiber direction are arranged in a width direction orthogonal to the fiber direction. It has a fiber bundle layer arranged at a predetermined pitch and a net member laminated on at least one of the fiber bundle layers in a thickness direction orthogonal to the fiber direction and the width direction, and the predetermined pitch is the fiber. Wider than the width of the bundle.
  • the wide dry tape for solving the above problems is laminated with a dry tape layer formed by arranging the dry tapes in the width direction at a pitch wider than the width of the dry tape and the dry tape layer in the thickness direction of the dry tape layer. It has a thin-walled net member to be formed.
  • the method for producing a dry tape for solving the above problems includes a step of arranging the fiber bundles in the width direction, a step of adjusting the pitch of the arranged fiber bundles to a pitch wider than the width of the fiber bundles, and a step of adjusting the pitch of the arranged fiber bundles. It has a step of pulling the arranged fiber bundle in the fiber direction of the fiber bundle and a step of laminating the net member on the arranged fiber bundle.
  • the fiber bundles are arranged at a pitch wider than the width of the fiber bundles. Therefore, when the dry tape is impregnated with the resin, the resin-based material impregnated in the dry tape is arranged. It becomes possible to circulate the gap between the fiber bundles to be formed. As a result, the dry tape can be efficiently impregnated with the resin-based material. Further, when forming a composite material having a certain width, by using a wide dry tape in which the fiber bundles are arranged at a pitch wider than the width of the fiber bundles, a desired width can be obtained by arranging a smaller number of dry tapes. Can be constructed, and the composite material can be formed efficiently.
  • FIG. 1 is a front sectional view of the dry tape according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the wide dry tape according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a front sectional view of the laminated dry tape according to the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method for manufacturing a dry tape.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a method for manufacturing a dry tape.
  • FIG. 1 is a front sectional view of the dry tape according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a front sectional view of the wide dry tape according to the present disclosure.
  • FIG. 3 is a front sectional view of the laminated dry tape according to the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method for manufacturing a dry tape.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a method for manufacturing a dry tape.
  • the direction in which the fiber bundle 20 or the dry tape 10 is arranged is the width direction (X direction)
  • the fiber direction of the fiber bundle 20 or the extension direction of the dry tape 10 is the "fiber direction" (Y direction)
  • the width direction is the width direction.
  • the direction orthogonal to the (X direction) and the fiber direction (Y direction) and on which the fiber bundle 20 or the dry tape 10 is laminated may be referred to as a "thickness direction" (Z direction).
  • the present embodiment will be described as an example of the present disclosure, and the present invention is not limited thereto.
  • the resin-based material R for impregnating the dry tape 10 to form a composite material will be described below.
  • the resin-based material R has thermosetting property. That is, the resin-based material R has fluidity in a state of being heated to, for example, the first temperature, impregnates the dry tape 10, and is temporarily cured by being cooled to a predetermined temperature or lower. Further, the resin-based material R is finally cured in a state of being heated to a second temperature higher than the first temperature.
  • the resin-based material R not only a material composed of the resin-based material alone but also a material composed of other additives such as a curing agent can be used.
  • an epoxy-based material having thermosetting property can be used.
  • the resin-based material R is not limited to the epoxy-based resin material, and for example, a phenol-based resin material or other thermosetting resin-based material can be used.
  • the first temperature is, for example, 50 ° C. or higher and lower than 150 ° C.
  • the second temperature is, for example, 150 ° C. or higher and lower than 200 ° C.
  • the resin-based material R constitutes an isotropic tensile strength.
  • the resin-based material R has a tensile strength of 50 MPa or more. Further, the resin-based material R has an elastic modulus of 1 GPa or more.
  • the dry tape 10 is arranged with a fiber bundle 20 arranged in the width direction and a first net member 30a laminated in one direction in the thickness direction of the arranged fiber bundle 20. It has a second net member 30b laminated in another direction in the thickness direction of the fiber bundle 20.
  • the dry tape 10 may have a gap member K in the gap between the fiber bundles 20 arranged in the width direction.
  • the fiber bundle layer L and the net member 30 may be connected by a connecting member (not shown).
  • the dry tape 10 has a gap d between the arranged fiber bundles 20.
  • the resin-based material R impregnated in the dry tape 10 can flow through the gap d between the arranged fiber bundles 20. Since the dry tape 10 has a net member 30 laminated in the thickness direction of the arranged fiber bundles 20, the fiber bundles 20 are held by the net members 30. Thereby, the dry tape 10 can maintain the pitch p of the arranged fiber bundles 20.
  • the fiber bundle 20 constitutes the tensile strength of the fiber bundle 20 of the dry tape 10 in the fiber direction.
  • the fiber bundle 20 is formed by bundling 1,000 to tens of thousands of single fibers having a diameter of 5-10 ⁇ m.
  • the fiber bundle 20 extends in the fiber direction (Y direction) and has a predetermined width w in the width direction (X direction) and a predetermined thickness t f in the thickness direction (Z direction).
  • the width w of the fiber bundle 20 is formed to be, for example, 10 mm.
  • the thickness t f of the fiber bundle 20 is formed to be, for example, 0.2 mm.
  • the fiber bundle 20 has a tensile strength of 2,500 MPa or more.
  • the fiber bundle 20 has an elastic modulus of 200 GPa or more.
  • the fiber bundles 20 are arranged in the width direction at a pitch p wider than the width w of the fiber bundles 20.
  • the "pitch" is the width of the center c in the width direction of the arranged fiber bundles 20 (for example, the second fiber speed 20b) and the width of the fiber bundles 20 (for example, the third fiber speed 20c) adjacent to the width direction of the fiber bundles 20. It means the distance in the width direction from the center c in the direction.
  • the fiber bundle 20 may be configured such that the arranged pitch p is equal to or less than the sum of the width w of the fiber bundle 20 and the thickness t f of the fiber bundle 20.
  • the difference between the width w of a predetermined pitch p and the fiber bundle 20 of the fiber bundle 20 to be arranged may be configured to be less than the thickness t f of the fiber bundle 20.
  • the dry tape 10 is configured such that, for example, the difference between the pitch p of the arranged fiber bundles 20 and the width w of the fiber bundles 20 is 10% or less with respect to the width w of the fiber bundles 20.
  • the "difference between the pitch p of the arranged fiber bundles 20 and the width w of the fiber bundles 20" is the end of the arranged first fiber bundles 20a and the first fiber bundles as shown in FIG.
  • the portion where the end of the first fiber bundle 20a and the end of the second fiber bundle 20b are separated from each other constitutes a gap d.
  • the fiber bundles 20 arranged in the width direction form the fiber bundle layer L.
  • the difference between the pitch p of the arranged fiber bundles 20 and the width w of the fiber bundle 20 is, for example, 1.0 mm or less.
  • the single fiber material constituting the fiber bundle 20 is composed of a PAN (Polyacrylonitrile) -based carbon-based material.
  • the material of the single fiber constituting the fiber bundle 20 is not limited to the PAN-based carbon-based material, and may be composed of a pitch-based material.
  • the fiber bundle 20 may be composed of glass-based fibers or other fibers of a material.
  • the net member 30 is laminated on the arranged fiber bundles 20, holds the arranged fiber bundles 20, and distributes the resin-based material R for impregnation.
  • the net member 30 has a plurality of openings that communicate with each other in the thickness direction.
  • the opening ratio of the opening of the net member 30 is 80% or more.
  • the material of the net member 30 is made of a material having thermoplasticity.
  • the material of the net member 30 may be made of a carbon-based material.
  • the thickness t m of the net member 30 is 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the net member 30 may be formed by knitting a wire rod.
  • the net member 30 may be a non-woven fabric.
  • the net member 30 has a sheet shape and has a width corresponding to the fiber bundle layer L formed by the arranged fiber bundles 20.
  • the net member 30 includes a first net member 30a laminated in one direction in the thickness direction of the fiber bundle layer L and a second net member 30b laminated in the other direction in the thickness direction of the fiber bundle layer L. Consists of.
  • the net member 30 may be laminated in only one direction in the height direction of the fiber bundle layer L.
  • the binding member connects the fiber bundle layer L and the net member 30.
  • the material of the bonding member is composed of a resin-based material having thermoplasticity, and a bonding force is generated by heating to a predetermined temperature.
  • the material of the bonding member is not limited to the resin-based material having thermoplasticity.
  • the gap member K maintains the difference between the pitch p of the fiber bundle 20 and the width w of the fiber bundle.
  • the gap member K is arranged in the gap d between the arranged fiber bundles 20.
  • the gap member K has a width corresponding to the difference between the pitch p of the fiber bundle 20 and the width w of the fiber bundle.
  • the gap member K is formed in the form of particles, for example.
  • the material of the gap member K may have an opening communicating in the thickness direction. In this case, when the dry tape 10 is impregnated with the resin-based material R, the resin-based material R is configured to be able to flow inside the gap member K.
  • the gap member K is made of, for example, glass fibers.
  • the wide dry tape 12 according to the present disclosure will be described below with reference to FIG. Wide dry tape 12, and the dry tape layer L T which is constituted by a dry tape 10 arranged in the width direction, a first thin net member 32a which is laminated on one direction in the thickness direction of the dry tape layer L T , and a second thin net member 32b which is laminated in the other direction in the thickness direction of the dry tape layer L T.
  • Dry tape layer L T is configured to include a first dry tape 10a, a second dry tape 10b arranged adjacent in the width direction of the first dry tape 10a.
  • Dry tape layer L T includes a first dry tape 10a arranged, a second dry tape 10b arranged adjacent to the first dry tape 10a is wider tape pitch p than the tape width wt of the first dry tape 10a It is composed of t arranged in the width direction.
  • the "tape pitch", and the center c t in the width direction of the first dry tape 10a arranged, and the center c t in the width direction of the second dry tape 10b arranged adjacent to the first dry tape 10a Means the interval of. That is, a first dry tape 10a, and the second dry tape 10b, are arranged in a wide tape pitch p t from the tape width wt.
  • the first dry tape 10a and the second dry tape 10b are arranged, for example, with the fiber bundles 20 arranged in four rows and the first thin-walled net member 32a in one direction in the thickness direction of the arranged fiber bundles 20.
  • the second thin-walled net member 32b is included in the other direction in the thickness direction of the fiber bundle 20.
  • the dry tape 10 constituting the wide dry tape 12 is not limited to two rows.
  • the arranged fiber bundles 20 constituting the dry tape 10 are not limited to four rows.
  • the arranged fiber bundles 20 constituting the dry tape 10 may be composed of only one row.
  • Tape pitch p t of the dry tape 10 arranged sections of the configuration are the same as the pitch p f of the fiber bundle 20 which is arranged to constitute for example the first dry tape 10a.
  • the first dry tape 10a and the second dry tape 10b are the ends of the first dry tape and the ends of the second dry tape 10b arranged next to the first dry tape 10a with respect to the first dry tape 10a. There is a gap dt between and.
  • Thin network member 32 is laminated on the dry tape layer L T, to hold the arrayed dry tape 10 constituting the dry tape layer L T. Further, the thin-walled net member 32 distributes the resin-based material R when impregnated with the resin-based material R.
  • the thin-walled net member 32 is made of the same material as the net member 30 constituting the dry tape 10.
  • the thickness t mw of the thin-walled net member 32 is 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the thickness t mw of the thin-walled net member 32 may be the same as the thickness t m w of the net member 30 constituting the dry tape 10.
  • the first thin net member 32a is in one direction in the thickness direction of the dry tape layer L T
  • the second thin net member 32b are respectively stacked in the other direction in the thickness direction of the dry tape layer L T.
  • the thickness t mw of the thin-walled net member 32 may be configured to be half the thickness t m of the net member 30 laminated on the dry tape 10 when the thin-walled net member 32 is not laminated.
  • the thickness t tw wide dry tape 12 sections of the configuration are the same as the thickness t t of the dry tape 10 when the thin network member 32 is not stacked.
  • the method for producing the dry tape 10 will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the step (S10) of arranging the fiber bundles 20 in the width direction and the pitch of the arranged fiber bundles 20 are set to a pitch wider than the width of the fiber bundles 20.
  • the step of adjusting (S20), the step of pulling the arranged fiber bundles 20 in the fiber direction (S30), and the step of laminating the net member 30 in the thickness direction of the arranged fiber bundles 20 (S40) are performed. Have.
  • the dry tape 10 can be manufactured using, for example, the tape manufacturing apparatus 100 shown in FIG.
  • the tape manufacturing apparatus 100 for example, the first fiber bundle 20a, the second fiber bundle 20b, the third fiber bundle 20c, and the fourth fiber bundle are sent out by the rotary shaft 120a, the rotary shaft 120b, the rotary shaft 120c, and the rotary shaft 120d, respectively. It has 20d and a winding roller 130 for winding the arranged fiber bundles 20 and the like. Further, the tape manufacturing apparatus 100 guides the fiber bundle 20 sent out by the rotary shaft 120 between the rotary shaft 120a, the rotary shaft 120b, the rotary shaft 120c and the rotary shaft 120d, and the take-up roller 130, respectively.
  • the first fiber bundle 20a, the second fiber bundle 20b, the third fiber bundle 20c, and the fourth fiber bundle 20d may be collectively referred to as "fiber bundle 20".
  • the rotary shaft 120a, the rotary shaft 120b, the rotary shaft 120c, and the rotary shaft 120d may be referred to as a "rotary shaft 120".
  • the rotating shaft 120, the first net member roller 34a, the second net member roller 34b, and the take-up roller 130 are driven by, for example, a motor.
  • the rotation speed and rotation torque of the rotating shaft 120, the first net member roller 34a, the second net member roller 34b, and the take-up roller 130 are controlled.
  • the tape manufacturing apparatus 100 is configured to be able to control the tensions of the first fiber bundle 20a, the second fiber bundle 20b, the third fiber bundle 20c, the fourth fiber bundle 20d, the first net member 30a, and the second net member 30b, respectively. Has been done.
  • the pressing roller 150 includes a first roller 150a for pressing the first net member 30a against the fiber bundle layer L from one direction in the thickness direction of the fiber bundle layer L, and another direction in the thickness direction of the fiber bundle layer L. It is composed of a second roller 150b for pressing the second net member 30b against the fiber bundle layer L.
  • the first roller 150a is arranged on one direction side in the thickness direction of the fiber bundle layer L
  • the second roller 150b is arranged on the other direction side in the thickness direction of the fiber bundle layer L.
  • the first roller 150a and the second roller 150b are arranged in pairs with the fiber bundle layer L interposed therebetween.
  • the manufacturing method of the dry tape 10 will be described for each step shown in FIG.
  • the first fiber bundle 20a, the second fiber bundle 20b, the third fiber bundle 20c, and the fourth fiber bundle 20d are wound up after being sent out from the rotation shaft 120a, the rotation shaft 120b, the rotation shaft 120c, and the rotation shaft 120d, respectively. It is wound up by a roller 130 and arranged (S10).
  • each of the arranged fiber bundles has a portion between each rotation shaft and the take-up roller 130 via a guide portion 140, a first net member roller 34a, a second net member roller 34b, and a pressing roller 150. There is.
  • Each of the arranged fiber bundles is guided between the rotating shaft 120 and the take-up roller 130 by the guide portion 140, so that the arranged fiber bundles are adjusted to a predetermined pitch p wider than the width w of the respective fiber bundles in the width direction. ..
  • a predetermined tensile force is applied to the arranged first fiber bundle 20a, second fiber bundle 20b, third fiber bundle 20c, and fourth fiber bundle 20d, respectively (S30).
  • each fiber bundle is in a state of being pulled between the rotating shaft 120 and the take-up roller 130 without being twisted, and the arranged first fiber bundle 20a, second fiber bundle 20b, and third fiber bundle are arranged.
  • the width of the fiber bundle 20 of the 20c and the fourth fiber bundle 20d is a predetermined width w.
  • the "predetermined tensile force" is a set value, and is determined by, for example, the tensile strength of the fiber bundle 20 and the Poisson ratio.
  • To add a predetermined tensile force for example, increase the rotational torque of the take-up roller 130 in the take-up direction, and adjust the rotational torque of the rotary shaft 120 according to the rotational torque generated on the rotary shaft 120 of the fiber bundle 20. Is added by.
  • the tensioned first fiber bundle 20a, second fiber bundle 20b, third fiber bundle 20c, and fourth fiber bundle 20d constitute the fiber bundle layer L.
  • the fiber bundle layer L is formed by the pressing roller 150 from one direction in the thickness direction of the fiber bundle layer L in which the first net member 30a is arranged, and the second net member 30b in the fiber bundle layer thickness direction. From the direction, they are laminated (S40).
  • the first net member 30a is pressed by the first roller 150a, and the second net member 30b is pressed by the second roller 150b with respect to the fiber bundle layer L from each direction in the thickness direction of the fiber bundle layer L. Is pressed with.
  • the first roller 150a and the second roller 150b each include a heater 160, and the first net member 30a and the second net member 30b laminated on the fiber bundle 20 by the pressing roller 150 are heaters. It is heated at 160 and laminated on the fiber bundle layer L.
  • the laminated first net member 30a, fiber bundle layer L, and second net member 30b are wound by a take-up roller 130.
  • the laminated dry tape 14 is configured by including a first fiber bundle layer L 1 and a second fiber bundle layer L 2 laminated in the thickness direction of the first fiber bundle layer L 1 .
  • the first fiber bundle layer L 1 and the second fiber bundle layer L 2 are each composed of a fiber bundle layer L.
  • the first fiber bundle layer L 1 and the second fiber bundle layer L 2 include the first net member 30a from one direction in the thickness direction of the first fiber bundle layer L 1 and the second fiber bundle layer L 2.
  • the second net member 30b is laminated from another direction in the thickness direction of the first fiber bundle layer L 1 and the second fiber bundle layer L 2.
  • the laminated dry tape 14 has a thickness of t ts .
  • the laminated dry tape 14 will be described below with reference to FIG.
  • the laminated dry tape 14 is configured by laminating the arranged fiber bundles 20.
  • Laminating a dry tape 14 the position of the end e1 in the width direction of the array of fiber bundles 20 constituting the first fiber bundle layer L 1, the second fiber bundle layer are stacked on the first fiber bundle layer L 1 L 2
  • the position of the end e2 in the width direction of the arranged fiber bundles 20 constituting the above is separated by the difference or more between the predetermined pitch p and the width w of the fiber bundle 20 in the width direction of the fiber bundle 20.
  • the position of the end e2 in the width direction of the bundle 20 has a predetermined amount of shift S in the width direction.
  • the predetermined amount of the shift S is the difference between the pitch p between the fiber bundles 20 and the width w of the fiber bundles 20, that is, the gap d or more.
  • the predetermined amount of shift S is the tensile strength required for the dry tape 10, the pitch p of the fiber bundles to be arranged, the tensile strength of the fiber bundle 20, the width w of the fiber bundle 20, the thickness t f of the fiber bundle, and the resin. It can be determined in consideration of the tensile strength of the system material.
  • Laminating a dry tape 14 the end e2 of the first fiber bundle layer end e1 in the width direction of L 1 constituting the arrayed fiber bundle 20, the second fiber bundle layer L 2 and constituting arranged fiber bundles 20 , in the width direction of the fiber bundle 20, the distance above the difference between the width w of a predetermined pitch p and the fiber bundle 20, arranged fiber bundle 20 to each other in the width of the gap d constituting the first fiber bundle layer L 1 never position in the direction, and the position in the width direction of the gap d of the fiber bundle 20 to each other arranged constituting the second fiber bundle layer L 2 overlap.
  • the dry tape 10 according to the first aspect of the present disclosure is a dry tape 10 for impregnating a resin-based material R to form a composite material, and a plurality of fiber bundles 20 extending in the fiber direction are combined with the fiber direction. It has a fiber bundle layer L arranged at a predetermined pitch p in the orthogonal width direction, and a net member 30 laminated on at least one of the fiber bundle layer L in the fiber direction and the thickness direction orthogonal to the width direction. , The predetermined pitch p is wider than the width w of the fiber bundle 20.
  • the dry tape 10 a plurality of fiber bundles 20 extending in the fiber direction are arranged at a pitch p wider than the width w of the fiber bundles 20. That is, the dry tape 10 has a gap d between the arranged fiber bundles 20. Therefore, when the dry tape 10 is impregnated with the resin, the resin-based material R impregnated in the dry tape 10 can flow through the gap d between the arranged fiber bundles 20. As a result, when the dry tape 10 is impregnated with the resin-based material R, the dry tape 10 is efficiently impregnated with the resin-based material R by using the wide dry tape 10 formed by arranging the fiber bundles 20. Can be made to.
  • a desired width can be formed with a smaller number of dry tapes 10 by using a wide dry tape in which the fiber bundles are arranged at a pitch wider than the width of the fiber bundles.
  • Lamination can be performed efficiently. Since the dry tape 10 has a net member 30 laminated in the thickness direction of the arranged fiber bundles 20, the fiber bundles 20 are held by the net members 30. Thereby, the dry tape 10 can maintain the pitch p of the arranged fiber bundles 20.
  • the difference between the predetermined pitch p and the width w of the fiber bundle is configured to be 10% or less of the width w of the fiber bundle 20. ..
  • the unidirectional tensile strength of the arranged fiber bundle 20 It has a constant unidirectional tensile strength according to.
  • Dry tape 10 in the first or second aspect, the predetermined pitch p, plus the thickness t f of the width w and the fiber bundle 20 of the fiber bundle 20 It is less than one.
  • the predetermined pitch p of the arranged dry tape 10 is equal to or less than the sum of the width w of the fiber bundle 20 and the thickness t f of the fiber bundle 20, so that the dried dry tapes to be arranged are arranged.
  • the pitch p of the tape 10 can be set based on the thickness t f of the fiber bundle.
  • the difference between the predetermined pitch p and the width w of the fiber bundle 20 is the thickness of the fiber bundle 20. It is less than or equal to t f.
  • the difference between the pitch p of the arranged fiber bundles 20 and the width w of the fiber bundles 20, that is, the gap d between the arranged fiber bundles 20 is the gap d between the fiber bundles 20. Since the thickness is t f or less, the distribution route of the resin material R can be shortened when the dry tape 10 is impregnated with the resin material R. As a result, the fluidity in the gap d between the arranged fiber bundles 20 can be ensured, and the resin-based material R can be efficiently impregnated into the dry tape 10.
  • the dry tape 10 according to the fifth aspect of the present disclosure has a width w of the fiber bundle 20 of 10 mm or less in any one of the first to fourth aspects.
  • the width w of the fiber bundle 20 constituting the dry tape 10 is 10 mm or less, a plurality of fiber bundles 20 are arranged to form the dry tape 10 having many kinds of widths. Can be done. Further, when the dry tape 10 is impregnated with the resin-based material R, the flow path of the resin-based material R to be impregnated while avoiding the fiber bundle 20 can be shortened, so that the dry tape 10 can be impregnated efficiently. ..
  • Dry tape 10 according to a sixth aspect, in any one of the fourth aspect the first embodiment, it has a 10mm width or more w t.
  • a sixth aspect because it has a dry tape 10mm width or more w t, in the case of constituting a wide composite material, constituted by a small number dry tape than when configuring a more narrow Dry Tape can do.
  • the arrangement of the dry tapes for forming the wide composite material can be performed more efficiently than the case of forming the dry tapes having a narrower width.
  • the dry tape 10 according the first aspect in any of the sixth aspect a wide pitch p t than the width w t of the dry tape 10, It has a dry tape layer L T which is formed by arranging in the width direction, and a thin net member 32 which are stacked in the thickness direction of the dry tape layer L T.
  • the dry tape 10 since the dry tape 10 has a dry tape layer L T arranged in the width direction in a wide pitch p t than the tape width w t of the dry tape 10, it is arranged There is a gap dt between the dry tapes 10. Therefore, when the resin-based material R is impregnated, the impregnated resin-based material R can use the gap dt between the dry tapes 10 as a distribution route. This makes it possible to efficiently impregnate the wide dry tape 12 with the resin-based material R. Also, the wide dry tape 12, because it has a thin network members 32 to be stacked in the thickness direction of the dry tape layer L T, it is possible to hold the pitch p t of the dry tape 10 is arranged.
  • the dry tape 10 according to the eighth aspect of the present disclosure has the first fiber bundle 20a arranged in any of the first to seventh aspects and the first fiber bundle 20a arranged next to the first fiber bundle 20a. Between the two fiber bundles 20b, there is a gap member K that holds a difference between the width w of the fiber bundle 20 and the pitch p wider than the width w of the fiber bundle 20.
  • the dry tape 10 has the width of the fiber bundle 20 between the arranged first fiber bundle 20a and the second fiber bundle 20b arranged next to the first fiber bundle 20a. Since the gap member K holds the difference between w and the pitch p wider than the width of the fiber bundle 20, the difference between the pitch p and the width w of the fiber bundle 20 is maintained at a predetermined width.
  • the material constituting the fiber bundle 20 is a carbon-based material.
  • the dry tape 10 since the material constituting the fiber bundle 20 constituting the dry tape 10 is a carbon-based material, the dry tape 10 has the unidirectional tensile strength and elastic modulus of the carbon-based material. ..
  • the step (S10) of arranging the fiber bundles 20 in the width direction and the pitch p of the arranged fiber bundles 20 are set from the width w of the fiber bundles 20.
  • the dry tape 10 produced by the method for producing the dry tape 10 can have the same effect as that of the first aspect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

ドライテープに面方向から樹脂を含浸させる工程において、樹脂は密度の高い繊維束を避けて含浸する。このため幅広の繊維束により構成されるドライテープを用いる場合、幅狭の繊維束を使ったドライテープを用いた場合より時間掛かるという問題があった。上記課題を解決するためのドライテープは、樹脂系材料を含浸させて複合材を構成するためのドライテープであって、繊維方向に延びる複数の繊維束を、繊維方向と直交する幅方向に、所定のピッチで配列した繊維束層と、前記繊維束層の、繊維方向および幅方向と直交する厚さ方向における少なくとも一方に積層される網部材とを有し、前記所定のピッチは、前記繊維束の幅より広い。

Description

ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法
　本開示は、ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法に関する。
　強化繊維に樹脂材料を含浸させて形成される複合材は、強化繊維による一方性の引張強さと、樹脂材料による等方性の引張強さを併せ持つ。複合材料は、強化繊維を集束させた繊維束により構成されるドライテープを複数配列し、ドライテープの面方向から樹脂を含浸させて形成される。
　特許文献１には、繊維プリフォームの作製において自動化配置法で使用されるための平坦な乾燥テープであって、一方向性繊維の層、不織ベールおよび結合材料を含む乾燥テープについての発明が開示されている。
特表２０１７－５２１２９１号公報
　ドライテープに樹脂を含浸させて複合材を形成する場合、供給された樹脂は、ドライテープの一方の面側から他方の面側へ、密度の高い繊維束を避けた流通経路を経て含浸する。このため幅広の繊維束を使ったドライテープを用いる場合、幅狭の繊維束を使ったドライテープを用いる場合より、含浸する樹脂の流通経路が長くなるため、樹脂を含浸させるのに時間が掛かるという問題があった。また、幅狭の繊維束を使った場合には、ドライテープの所定の幅を得るために多くの本数の繊維束を配列させて積層する必要があり時間が掛かるという問題があった。
　本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、繊維束を積層する効率を保ちつつ、樹脂の含浸の効率を向上させることを可能とするドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法についての技術の提供を目的とする。
　上記課題を解決するためのドライテープは、樹脂系材料を含浸させて複合材を構成するためのドライテープであって、繊維方向に延びる複数の繊維束を、繊維方向と直交する幅方向に、所定のピッチで配列した繊維束層と、前記繊維束層の、繊維方向および幅方向と直交する厚さ方向における少なくとも一方に積層される網部材とを有し、前記所定のピッチは、前記繊維束の幅より広い。
　上記課題を解決するための幅広ドライテープは、前記ドライテープを、前記ドライテープの幅より広いピッチで幅方向に配列して形成されるドライテープ層と、前記ドライテープ層の厚さ方向に積層される薄肉網部材とを有する。
　上記課題を解決するためのドライテープの製造方法は、繊維束を幅方向に配列するステップと、配列された前記繊維束のピッチを、前記繊維束の幅よりも広いピッチに調整するステップと、配列された前記繊維束を前記繊維束の繊維方向に引張するステップと、網部材を配列された前記繊維束に積層するステップと、を有する。
　本開示によれば、ドライテープは、繊維束が、繊維束の幅よりも広いピッチで配列されるため、ドライテープに樹脂を含浸させる際に、ドライテープに含浸される樹脂系材料は、配列される繊維束間の間隙を流通することが可能となる。これにより、ドライテープへの樹脂系材料の含浸を効率的に行うことができる。また、一定の幅を有する複合材を形成する場合に、繊維束の幅より広いピッチで繊維束が配列された幅広のドライテープを用いることで、より少ない本数のドライテープの配列で所望の幅を構成でき、複合材の形成を効率的に行うことができる。
図１は、本開示に係るドライテープの正面断面図である。 図２は、本開示に係る幅広のドライテープの正面断面図である。 図３は、本開示に係る積層されたドライテープの正面断面図である。 図４は、ドライテープの製造方法を示すフローチャートである。 図５は、ドライテープの製造方法を示す概略斜視図である。
　以下に、本開示に係る実施例について、図１から図５を参照して詳細に説明する。図１は、本開示に係るドライテープの正面断面図である。図２は、本開示に係る幅広のドライテープの正面断面図である。図３は、本開示に係る積層されたドライテープの正面断面図である。図４は、ドライテープの製造方法を示すフローチャートである。図５は、ドライテープの製造方法を示す概略斜視図である。以下の説明では、繊維束２０またはドライテープ１０が配列される方向を幅方向（Ｘ方向）、繊維束２０の繊維方向またはドライテープ１０の延びる方向を「繊維方向」（Ｙ方向）、幅方向（Ｘ方向）および繊維方向（Ｙ方向）と直交しかつ繊維束２０またはドライテープ１０が積層される方向を「厚さ方向」（Ｚ方向）と呼ぶことがある。本実施例で説明するのは、本開示の一例であり、これにより本発明が限定されるものではない。
　ドライテープ１０に含浸させて複合材を構成するための樹脂系材料Ｒについて、以下に説明する。樹脂系材料Ｒは熱硬化性を有する。すなわち、樹脂系材料Ｒは、例えば第１温度に加熱された状態において流動性を有してドライテープ１０に含浸し、所定の温度以下に冷却されることにより仮硬化する。また、樹脂系材料Ｒは、第１温度より高い第２温度に加熱された状態において本硬化する。樹脂系材料Ｒは、樹脂系材料単体で構成されるものだけでなく、硬化剤等その他添加剤を含んで構成されるものを用いることができる。樹脂系材料Ｒは、熱硬化性を有するエポキシ系材料を用いることができる。樹脂系材料Ｒは、エポキシ系樹脂材料に限らず、例えばフェノール系樹脂材料その他熱硬化性を有する樹脂系材料を用いることができる。第１温度は、例えば５０℃以上１５０℃未満であり、第２温度は例えば１５０℃以上２００℃未満である。樹脂系材料Ｒは、等方性の引張強さを構成する。樹脂系材料Ｒは、５０ＭＰａ以上の引張強さを有している。また、樹脂系材料Ｒは、１ＧＰａ以上の弾性率を有している。
＜ドライテープ＞
　ドライテープ１０は、図１に示すように、幅方向に配列される繊維束２０と、配列された繊維束２０の厚さ方向における一の方向に積層される第１網部材３０ａと、配列された繊維束２０の厚さ方向における他の方向に積層される第２網部材３０ｂと、を有する。ドライテープ１０は、幅方向に配列される繊維束２０同士の間隙に、間隙部材Ｋを有しても良い。繊維束層Ｌと網部材３０とは、図示しない結合部材により結合されてもよい。
　ドライテープ１０は、配列される繊維束２０間に間隙ｄを有する。ドライテープ１０に樹脂系材料Ｒを含浸させる場合に、ドライテープ１０に含浸する樹脂系材料Ｒは、配列される繊維束２０間の間隙ｄを流通することが可能となっている。ドライテープ１０は、配列される繊維束２０の厚さ方向に積層される網部材３０を有しているため、網部材３０により繊維束２０が保持される。これにより、ドライテープ１０は、配列される繊維束２０のピッチｐを維持することができる。
＜繊維束＞
　繊維束２０はドライテープ１０の繊維束２０の繊維方向における引張強さを構成する。繊維束２０は、直径φ５－１０μｍの単繊維を１０００本～数万本集束して構成される。繊維束２０は、繊維方向（Ｙ方向）に延びており、幅方向（Ｘ方向）に所定の幅ｗと、厚み方向（Ｚ方向）に所定の厚さｔｆを有する。繊維束２０の幅ｗは、例えば１０ｍｍに形成される。繊維束２０の厚さｔｆは、例えば０．２ｍｍに形成される。繊維束２０は、２，５００ＭＰａ以上の引張強さを有している。繊維束２０は、２００ＧＰａ以上の弾性率を有している。
　繊維束２０は、図１に示すように、繊維束２０の幅ｗよりも広いピッチｐで幅方向に配列される。「ピッチ」とは、配列された繊維束２０（例えば第２繊維速２０ｂ）の幅方向における中心ｃと、繊維束２０の幅方向に隣接する繊維束２０（例えば第３繊維速２０ｃ）の幅方向における中心ｃとの、幅方向における間隔を意味する。
　繊維束２０は、配列されるピッチｐが、繊維束２０の幅ｗと繊維束２０の厚さｔｆとを加えたもの以下となるよう構成されてもよい。別の言い方をすれば、配列される繊維束２０の所定のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差は、繊維束２０の厚さｔｆ以下となるよう構成されてもよい。ドライテープ１０は、例えば配列される繊維束２０のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差が、繊維束２０の幅ｗに対して、１０％以下となるよう構成される。ここで、「配列される繊維束２０のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差」とは、図１に示すように、配列される第１繊維束２０ａの端と、第１繊維束２０ａの隣に配列される第２繊維束２０ｂの第１繊維束２０ａと対する端との差をいう。第１繊維束２０ａの端と第２繊維束２０ｂの端とが離間した部分は、間隙ｄを構成する。幅方向に配列された繊維束２０は、繊維束層Ｌを構成する。繊維束２０の幅ｗが１０ｍｍに形成された場合における、配列される繊維束２０のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差は、例えば１．０ｍｍ以下である。
　繊維束２０を構成する単繊維の材料は、ＰＡＮ（Ｐｏｌｙ　Ａｃｒｙｌｏ　Ｎｉｔｒｉｌｅ）系炭素系材料により構成される。繊維束２０を構成する単繊維の材料はＰＡＮ系炭素系材料に限らず、ピッチ系材料で構成されてもよい。繊維束２０は、ガラス系繊維その他材料の繊維により構成されてもよい。
＜網部材＞
　網部材３０は、配列された繊維束２０に積層され、配列された繊維束２０を保持するとともに、含浸させるための樹脂系材料Ｒを流通させる。網部材３０は、厚さ方向に連通する複数の開口を有する。網部材３０の開口の開口率は８０％以上である。網部材３０の材料は、熱可塑性を有する材料により構成される。網部材３０の材料は、炭素系材料により構成されてもよい。網部材３０の厚さｔｍは１０μｍ以上５００μｍ以下である。網部材３０は、線材を編んで構成されてもよい。網部材３０は、不織布でもよい。網部材３０は、シート状をなし、配列された繊維束２０により形成される繊維束層Ｌに対応する幅を有する。
　網部材３０は、繊維束層Ｌの厚さ方向における一の方向に積層される第１網部材３０ａと、繊維束層Ｌの厚さ方向における他の方向に積層される第２網部材３０ｂとから構成される。網部材３０は、繊維束層Ｌの高さ方向における一の方向のみに積層されてもよい。
　結合部材は、繊維束層Ｌと網部材３０とを結合する。結合部材の材料は、熱可塑性を有する樹脂系材料により構成され、所定の温度に加熱することにより結合力を生じる。結合部材の材料は、熱可塑性を有する樹脂系材料に限らない。
　＜間隙部材＞
　間隙部材Ｋは、繊維束２０のピッチｐと繊維束の幅ｗとの差を保持する。間隙部材Ｋは、配列される繊維束２０同士の間隙ｄに配置される。間隙部材Ｋは、繊維束２０のピッチｐと繊維束の幅ｗとの差に対応した幅を有する。間隙部材Ｋは、例えば粒子状に形成される。間隙部材Ｋの材料は、厚さ方向に連通した開口を有していてもよい。この場合において、樹脂系材料Ｒをドライテープ１０に含浸させる際、樹脂系材料Ｒが、間隙部材Ｋの内部を流通可能に構成される。間隙部材Ｋは、例えばガラス系繊維により構成される。
＜幅広ドライテープ＞
　以下に、本開示に係る幅広ドライテープ１２について、図２を参照して説明する。幅広ドライテープ１２は、幅方向に配列されたドライテープ１０により構成されたドライテープ層ＬＴと、ドライテープ層ＬＴの厚さ方向における一の方向に積層される第１薄肉網部材３２ａと、ドライテープ層ＬＴの厚さ方向における他の方向に積層される第２薄肉網部材３２ｂとを有する。
　ドライテープ層ＬＴは、第１ドライテープ１０ａと、第１ドライテープ１０ａの幅方向における隣に配列される第２ドライテープ１０ｂとを含んで構成される。ドライテープ層ＬＴは、配列される第１ドライテープ１０ａと、第１ドライテープ１０ａの隣に配列される第２ドライテープ１０ｂとが、第１ドライテープ１０ａのテープ幅ｗｔより広いテープピッチｐｔで幅方向に配列されて構成される。ここで「テープピッチ」とは、配列される第１ドライテープ１０ａの幅方向における中心ｃｔと、第１ドライテープ１０ａの隣に配列される第２ドライテープ１０ｂの幅方向における中心ｃｔとの間隔を意味する。すなわち、第１ドライテープ１０ａと、第２ドライテープ１０ｂとは、テープ幅ｗｔより広いテープピッチｐｔで配列される。
　第１ドライテープ１０ａおよび第２ドライテープ１０ｂは、例えば４列に配列された繊維束２０と、配列された繊維束２０の厚さ方向における一の方向に第１薄肉網部材３２ａと、配列された繊維束２０の厚さ方向における他の方向に第２薄肉網部材３２ｂとを含んで構成される。なお、幅広ドライテープ１２を構成するドライテープ１０は、２列に限らない。また、ドライテープ１０を構成する配列される繊維束２０は、４列に限らない。ドライテープ１０を構成する配列される繊維束２０は、１列のみで構成されてもよい。
　配列されるドライテープ１０のテープピッチｐｔは、例えば第１ドライテープ１０ａを構成する配列される繊維束２０のピッチｐｆと同じに構成される。ここで、第１ドライテープ１０ａと第２ドライテープ１０ｂとは、第１ドライテープの端と第１ドライテープ１０ａの隣に配列される第２ドライテープ１０ｂの、第１ドライテープ１０ａと対する端との間に、間隙ｄｔを有する。
　薄肉網部材３２は、ドライテープ層ＬＴに積層され、ドライテープ層ＬＴを構成する配列されたドライテープ１０を保持する。また、薄肉網部材３２は、樹脂系材料Ｒを含浸させた場合においての樹脂系材料Ｒを流通させる。薄肉網部材３２は、ドライテープ１０を構成する網部材３０と、同じ材料で構成される。薄肉網部材３２の厚さｔｍｗは、１０μｍ以上５００μｍ以下である。薄肉網部材３２の厚さｔｍｗは、ドライテープ１０を構成する網部材３０の厚さｔｍと、同じでもよい。第１薄肉網部材３２ａは、ドライテープ層ＬＴの厚さ方向における一の方向に、第２薄肉網部材３２ｂは、ドライテープ層ＬＴの厚さ方向における他の方向にそれぞれ積層される。
　薄肉網部材３２の厚さｔｍｗは、薄肉網部材３２が積層されない場合におけるドライテープ１０に積層される網部材３０の厚さｔｍの半分の厚さに構成されてもよい。この場合において、幅広ドライテープ１２の厚さｔｔｗは、薄肉網部材３２が積層されない場合におけるドライテープ１０の厚さｔｔと同じに構成される。
＜ドライテープの製造方法＞
　以下にドライテープ１０の製造方法について、図４および図５を参照して説明する。ドライテープ１０の製造方法は、図４に示すように、繊維束２０を幅方向に配列するステップ（Ｓ１０）と、配列された繊維束２０のピッチを、繊維束２０の幅よりも広いピッチに調整するステップ（Ｓ２０）と、配列された繊維束２０を繊維方向に引張するステップ（Ｓ３０）と、網部材３０を配列された繊維束２０の厚さ方向に積層するステップ（Ｓ４０）と、を有する。
　ドライテープ１０は、例えば図５に示す、テープ製造装置１００を用いて製造することができる。テープ製造装置１００は、例えば、回転軸１２０ａ、回転軸１２０ｂ、回転軸１２０ｃおよび回転軸１２０ｄにより、それぞれ送り出される第１繊維束２０ａ、第２繊維束２０ｂ、第３繊維束２０ｃおよび第４繊維束２０ｄと、配列された繊維束２０等を巻き取るための巻き取りローラ１３０と、を有する。また、テープ製造装置１００は、回転軸１２０ａ、回転軸１２０ｂ、回転軸１２０ｃおよび回転軸１２０ｄと、巻き取りローラ１３０との間には、回転軸１２０により送り出された繊維束２０をそれぞれ案内し、幅方向に所定のピッチｐでそれぞれ配列させるための案内部１４０と、配列された繊維束２０の第１面に積層される第１網部材３０ａが巻き付けられた第１網部材ローラ３４ａと、配列された繊維束２０の第２面に積層される第２網部材３０ｂが巻き付けられた第２網部材ローラ３４ｂと、第１網部材３０ａおよび第２網部材３０ｂを、それぞれ繊維束層Ｌに積層させるための押し付けローラ１５０とを有する。
　なお、以下の説明では、特に言及しない限り、第１繊維束２０ａ、第２繊維束２０ｂ、第３繊維束２０ｃおよび第４繊維束２０ｄをまとめて「繊維束２０」と称する場合がある。また、特に言及しない限り、回転軸１２０ａ、回転軸１２０ｂ、回転軸１２０ｃおよび回転軸１２０ｄを「回転軸１２０」と称することがある。
　回転軸１２０、第１網部材ローラ３４ａ、第２網部材ローラ３４ｂおよび巻き取りローラ１３０は、例えばモータにより駆動する。回転軸１２０、第１網部材ローラ３４ａ、第２網部材ローラ３４ｂおよび巻き取りローラ１３０は、回転速度および回転トルクが制御されている。テープ製造装置１００は、第１繊維束２０ａ、第２繊維束２０ｂ、第３繊維束２０ｃ、第４繊維束２０ｄ、第１網部材３０ａおよび第２網部材３０ｂの張力を、それぞれ制御可能に構成されている。
　押し付けローラ１５０は、繊維束層Ｌの厚さ方向における一の方向から第１網部材３０ａを繊維束層Ｌに押し付けるための第１ローラ１５０ａと、繊維束層Ｌの厚さ方向における他の方向から第２網部材３０ｂを繊維束層Ｌに押し付けるための第２ローラ１５０ｂとにより構成される。第１ローラ１５０ａは、繊維束層Ｌの厚み方向における一方向側に配置され、第２ローラ１５０ｂは、繊維束層Ｌの厚さ方向における他の方向側に配置される。第１ローラ１５０ａと第２ローラ１５０ｂとは、繊維束層Ｌを挟んで一対に配置される。
　ドライテープ１０の製造方法について、図４に示すステップごとに説明する。第１繊維束２０ａ、第２繊維束２０ｂ、第３繊維束２０ｃおよび第４繊維束２０ｄは、それぞれの回転軸１２０ａ、回転軸１２０ｂ、回転軸１２０ｃおよび回転軸１２０ｄから送り出された後、巻き取りローラ１３０で巻き取られて配列する（Ｓ１０）。ここで、配列した各繊維束は、各回転軸と巻き取りローラ１３０との間の部分は、案内部１４０、第１網部材ローラ３４ａおよび第２網部材ローラ３４ｂ並びに押し付けローラ１５０を経由している。
　配列した各繊維束は、回転軸１２０と巻き取りローラ１３０との間において、案内部１４０によって案内されることにより、幅方向にそれぞれの繊維束の幅ｗより広い所定のピッチｐに調整される。
　配列された第１繊維束２０ａ、第２繊維束２０ｂ、第３繊維束２０ｃおよび第４繊維束２０ｄに、所定の引張力がそれぞれ付加される（Ｓ３０）。これにより、それぞれの繊維束は回転軸１２０と巻き取りローラ１３０との間において撚れることなく引張された状態になり、配列された第１繊維束２０ａ、第２繊維束２０ｂ、第３繊維束２０ｃおよび第４繊維束２０ｄの繊維束２０の幅は所定の幅ｗとなる。ここで、「所定の引張力」とは設定値であり、例えば繊維束２０の引張強さおよびポワソン比により決定される。所定の引張力の付加は、例えば巻き取りローラ１３０の巻き取り方向の回転トルクを上げ、それにより繊維束２０の回転軸１２０に生じる回転トルクに応じて、回転軸１２０の回転トルクを調整することにより付加される。
　引張された第１繊維束２０ａ、第２繊維束２０ｂ、第３繊維束２０ｃおよび第４繊維束２０ｄは、繊維束層Ｌを構成する。繊維束層Ｌは、押し付けローラ１５０により、第１網部材３０ａが配列された繊維束層Ｌの厚さ方向における一の方向から、および第２網部材３０ｂが繊維束層厚さ方向における他の方向から、それぞれ積層される（Ｓ４０）。
　第１網部材３０ａは第１ローラ１５０ａにより、また第２網部材３０ｂは第２ローラ１５０ｂにより、繊維束層Ｌの厚さ方向におけるそれぞれの方向から、繊維束層Ｌに対して所定の押圧力で押圧される。テープ製造装置１００は、第１ローラ１５０ａおよび第２ローラ１５０ｂは、それぞれヒータ１６０を備えており、押し付けローラ１５０で繊維束２０に積層された第１網部材３０ａ及び第２網部材３０ｂは、ヒータ１６０で加熱されて繊維束層Ｌに積層される。積層された第１網部材３０ａ、繊維束層Ｌおよび第２網部材３０ｂは巻き取りローラ１３０に巻き取られる。
＜他の実施例＞
＜積層ドライテープ＞
　積層ドライテープ１４は、第１繊維束層Ｌ１と、第１繊維束層Ｌ１の厚さ方向に積層される第２繊維束層Ｌ２とを含んで積層されて構成される。第１繊維束層Ｌ１および第２繊維束層Ｌ２は、それぞれ繊維束層Ｌにより構成される。第１繊維束層Ｌ１および第２繊維束層Ｌ２は、第１繊維束層Ｌ１および第２繊維束層Ｌ２の厚さ方向における一の方向から第１網部材３０ａが、また、第１繊維束層Ｌ１および第２繊維束層Ｌ２の厚さ方向における他の方向から第２網部材３０ｂが、それぞれ積層される。積層ドライテープ１４は、厚さｔｔｓを有する。
　以下に、積層ドライテープ１４について、図３を参照して説明する。積層ドライテープ１４は、配列された繊維束２０が積層されて構成される。積層ドライテープ１４は、第１繊維束層Ｌ１を構成する配列された繊維束２０の幅方向における端ｅ１の位置と、第１繊維束層Ｌ１に積層される第２繊維束層Ｌ２を構成する配列された繊維束２０の幅方向における端ｅ２の位置とが、繊維束２０の幅方向において、所定のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差以上離れる。
　第１繊維束層Ｌ１を構成する繊維束２０の幅方向における端ｅ１の位置と、第１繊維束層Ｌ１を構成する繊維束２０に対応する第２繊維束層Ｌ２を構成する繊維束２０の幅方向における端ｅ２の位置とは、幅方向において所定量のシフトＳを有している。シフトＳの所定量は、繊維束２０同士のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差、すなわち間隙ｄ以上である。シフトＳの所定量は、ドライテープ１０に求められる引張強さ、配置される繊維束のピッチｐ、繊維束２０の引張り強さ、繊維束２０の幅ｗ、繊維束の厚さｔｆ、樹脂系材料の引張強さなどを考慮して決定することができる。
　積層ドライテープ１４は、第１繊維束層Ｌ１を構成する配列された繊維束２０の幅方向における端ｅ１、と第２繊維束層Ｌ２を構成する配列された繊維束２０の端ｅ２とは、繊維束２０の幅方向において、所定のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差以上離れるので、第１繊維束層Ｌ１を構成する配列された繊維束２０同士の間隙ｄの幅方向における位置と、第２繊維束層Ｌ２を構成する配列された繊維束２０同士の間隙ｄの幅方向における位置とが重なることがない。これにより、配列された繊維束２０が積層されて構成されたドライテープ１０の幅方向における強度のバラつきを、抑制することができる。
　＜効果の説明＞
　以下に、本開示に係る効果について、態様ごとに説明する。なお、以下に説明する効果は各態様における効果の一例であり、本開示に係る効果は、これらに限られない。本開示の第１の態様に係るドライテープ１０は、樹脂系材料Ｒを含浸させて複合材を構成するためのドライテープ１０であって、繊維方向に延びる複数の繊維束２０を、繊維方向と直交する幅方向に、所定のピッチｐで配列した繊維束層Ｌと、繊維束層Ｌの、繊維方向および幅方向と直交する厚さ方向における少なくとも一方に積層される網部材３０とを有し、所定のピッチｐは、繊維束２０の幅ｗより広い。
　第１の態様によれば、ドライテープ１０は、繊維方向に延びる複数の繊維束２０が、繊維束２０の幅ｗよりも広いピッチｐで配列される。すなわち、ドライテープ１０は、配列される繊維束２０間に間隙ｄを有する。このため、ドライテープ１０に樹脂を含浸させる場合に、ドライテープ１０に含浸する樹脂系材料Ｒは、配列される繊維束２０間の間隙ｄを流通することが可能となる。これにより、ドライテープ１０に樹脂系材料Ｒを含浸させる場合に、繊維束２０が配列して形成された幅広のドライテープ１０を用いることで、ドライテープ１０に効率的に樹脂系材料Ｒを含浸させることができる。また、幅広の複合材を形成する場合でも、繊維束の幅より広いピッチで繊維束が配列された幅広のドライテープを用いることで、より少ない本数のドライテープ１０で所望の幅を構成できるため、積層を効率的に行うことができる。ドライテープ１０は、配列される繊維束２０の厚さ方向に積層される網部材３０を有しているため、網部材３０により繊維束２０が保持される。これにより、ドライテープ１０は、配列される繊維束２０のピッチｐを維持することができる。
　本開示の第２の態様に係るドライテープ１０は、第１の態様において、所定のピッチｐと前記繊維束の幅ｗとの差は、繊維束２０の幅ｗの１０％以下に構成される。
　第２の態様によれば、ドライテープ１０は、所定のピッチｐは繊維束２０の幅ｗに対して１０％以下に構成されるので、配列される繊維束２０の一方向性の引張強さに準じた一定の一方向性の引張強さを有する。
　本開示の第３の態様に係るドライテープ１０は、第１の態様または第２の態様において、所定のピッチｐは、繊維束２０の幅ｗと繊維束２０の厚さｔｆとを加えたもの以下である。
　第３の態様によれば、配列されるドライテープ１０の所定のピッチｐは、繊維束２０の幅ｗと繊維束２０の厚さｔｆとを加えたもの以下であるので、配列されるドライテープ１０のピッチｐは、繊維束の厚さｔｆに基づいて設定することができる。これにより、ドライテープ１０に樹脂系材料Ｒを含浸する場合における、ドライテープ１０に含浸する樹脂系材料Ｒの流動性を確保することができるため、樹脂系材料Ｒをドライテープ１０に対して効率的に含浸させることが可能となる。
　本開示の第４の態様に係るドライテープ１０は、第１の態様から第３の態様のいずれかにおいて、所定のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差は、繊維束２０の厚さｔｆ以下である。
　第４の態様によれば、ドライテープ１０は、配列される繊維束２０のピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差、すなわち配列される繊維束２０同士の間隙ｄは、繊維束２０の厚さｔｆ以下であるので、ドライテープ１０に樹脂系材料Ｒを含浸させる場合において、樹脂系材料Ｒの流通経路を短くすることができる。これにより、配列される繊維束２０間の間隙ｄにおける流動性を確保することができ、樹脂系材料Ｒをドライテープ１０に効率的に含浸させることが可能となる。
　本開示の第５の態様に係るドライテープ１０は、第１の態様から第４の態様のいずれかにおいて、繊維束２０の幅ｗは、１０ｍｍ以下である。
　第５の態様によれば、ドライテープ１０を構成する繊維束２０の幅ｗは、１０ｍｍ以下であるので、繊維束２０を複数本数配列して多くの種類の幅のドライテープ１０を構成することができる。また、樹脂系材料Ｒをドライテープ１０に含浸させる際において、繊維束２０を回避して含浸する樹脂系材料Ｒの流通経路を短くすることができるので、効率的に含浸させることが可能となる。
　第６の態様に係るドライテープ１０は、第１の態様から第４の態様のいずれかにおいて、１０ｍｍ以上の幅ｗｔを有する。
　第６の態様によれば、ドライテープは１０ｍｍ以上の幅ｗｔを有するので、幅広の複合材を構成する場合に、より幅の狭いドライテープにより構成する場合よりも少ない本数のドライテープにより構成することができる。これにより、幅広の複合材を構成するためのドライテープの配列を、より幅の狭いドライテープにより構成する場合よりも効率的に行うことができる。
　本開示の第７の態様に係る幅広ドライテープ１２は、第１の態様から第６の態様のいずれかに記載のドライテープ１０を、ドライテープ１０の幅ｗｔよりも広いピッチｐｔで、幅方向に配列して形成されるドライテープ層ＬＴと、ドライテープ層ＬＴの厚さ方向に積層される薄肉網部材３２とを有する。
　第７の態様によれば、幅広ドライテープ１２は、ドライテープ１０がドライテープ１０のテープ幅ｗｔよりも広いピッチｐｔで幅方向に配列されたドライテープ層ＬＴを有するので、配列されたドライテープ１０同士の間に間隙ｄｔを有している。このため、樹脂系材料Ｒを含浸させる場合に、含浸された樹脂系材料Ｒは、ドライテープ１０間の間隙ｄｔを流通経路とすることができる。これにより、幅広ドライテープ１２への樹脂系材料Ｒの含浸を効率的に行うことが可能となる。また、幅広ドライテープ１２は、ドライテープ層ＬＴの厚さ方向に積層される薄肉網部材３２を有するので、配列されるドライテープ１０のピッチｐｔを保持することができる。
　本開示の第８の態様に係るドライテープ１０は、第１の態様から第７の態様のいずれかにおいて、配列された第１繊維束２０ａと、第１繊維束２０ａの隣に配列された第２繊維束２０ｂとの間には、繊維束２０の幅ｗと繊維束２０の幅ｗより広いピッチｐとの差を保持する間隙部材Ｋを有する。
　第８の態様によれば、ドライテープ１０は、配列された第１繊維束２０ａと、第１繊維束２０ａの隣に配置された第２繊維束２０ｂとの間には、繊維束２０の幅ｗと繊維束２０の幅より広いピッチｐとの差を保持する間隙部材Ｋを有するので、ピッチｐと繊維束２０の幅ｗとの差が所定の幅に維持される。
　本開示の第９の態様に係るドライテープ１０は、第１の態様から第８の態様のいずれかにおいて、繊維束２０を構成する材料は、炭素系材料である。
　第９の態様によれば、ドライテープ１０を構成する繊維束２０を構成する材料は炭素系材料であるので、ドライテープ１０において炭素系材料の有する一方向性の引張強さおよび弾性率を有する。
　本開示の第１０の態様に係るドライテープ１０の製造方法は、繊維束２０を幅方向に配列するステップ（Ｓ１０）と、配列された繊維束２０のピッチｐを、繊維束２０の幅ｗよりも広いピッチに調整するステップ（Ｓ２０）と、配列された繊維束２０を繊維方向に引張するステップ（Ｓ３０）と、網部材３０を繊維束層Ｌの厚さ方向に積層するステップ（Ｓ４０）と、を有する。
　第１０の態様によれば、ドライテープ１０の製造方法により製造されたドライテープ１０において、第１の態様と同様の効果を奏することができる。
　１０、１０ａ、１０ｂ　ドライテープ
　２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ　繊維束
　３０、３０ａ、３０ｂ　網部材
　３２、３２ａ、３２ｂ　薄肉網部材
　３４ａ　第１網部材ローラ
　３４ｂ　第２網部材ローラ
　１００　テープ製造装置
　１２０　回転軸
　１３０　巻き取りローラ
　１４０　案内部
　１５０　押し付けローラ
　１５０ａ　第１ローラ
　１５０ｂ　第２ローラ
　１６０　ヒータ
　ｃ、ｃｆ　繊維束の幅方向における中心
　ｃｔ　ドライテープの幅方向における中心
　ｅ１　第１層に積層される繊維束の幅方向における端
　ｅ２　第２層に積層される繊維束の幅方向における端
　ｄ、ｄｆ　配列される繊維束間の幅方向における間隙距離
　ｄｔ　配列されるドライテープ間の幅方向における間隙距離
　Ｋ　間隙部材
　Ｌ、Ｌ１、Ｌ２　繊維束層
　ＬＴ　ドライテープ層
　ｐ、ｐｆ　繊維束のピッチ
　ｐｔ　ドライテープのピッチ
　Ｒ　樹脂系材料
　Ｓ　シフト
　ｗ、ｗｆ　繊維束の幅
　ｗｔ　ドライテープの幅
　ｔｆ　繊維束の厚さ
　ｔｍ　網部材の厚さ
　ｔｍｗ　薄肉網部材の厚さ
　ｔｔ　ドライテープの厚さ
　ｔｔｗ　幅広ドライテープの厚さ
　ｔｔｓ　積層ドライテープの厚さ
　Ｓ１０　繊維束を配列するステップ
　Ｓ２０　配列されたピッチを調整するステップ
　Ｓ３０　繊維束を引張するステップ
　Ｓ４０　網部材を積層するステップ

Claims (10)

  1. 　樹脂系材料を含浸させて複合材を構成するためのドライテープであって、
    　繊維方向に延びる複数の繊維束を、繊維方向と直交する幅方向に、所定のピッチで配列して形成した繊維束層と、
    　前記繊維束層の、繊維方向および幅方向と直交する厚さ方向における少なくとも一方に積層される網部材とを有し、
    　前記所定のピッチは、前記繊維束の幅より広いドライテープ。
  2. 　前記所定のピッチと前記繊維束の幅との差は、前記繊維束の幅の１０％以下である請求項１に記載のドライテープ。
  3. 　前記所定のピッチは、前記繊維束の幅と前記繊維束の厚さとを加えたもの以下である請求項１に記載のドライテープ。
  4. 　前記所定のピッチと前記繊維束の幅との差は、前記繊維束の厚さ以下である請求項１に記載のドライテープ。
  5. 　前記繊維束の幅は１０ｍｍ以下である請求項１に記載のドライテープ。
  6. 　１０ｍｍ以上の幅である請求項１に記載のドライテープ。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のドライテープを、前記ドライテープの幅より広いピッチで幅方向に配列して形成されるドライテープ層と、
    　前記ドライテープ層の厚さ方向に積層される薄肉網部材とを有する幅広ドライテープ。
  8. 　配列された第１の繊維束と、前記第１の繊維束の隣に配列された第２の繊維束との間には、前記ピッチと前記繊維束の幅との差を保持する間隙部材を有する請求項１に記載のドライテープ。
  9. 　前記繊維束の材料は、炭素系材料である請求項１に記載のドライテープ。
  10. 　繊維束を幅方向に配列するステップと、
    　配列された前記繊維束のピッチを、前記繊維束の幅よりも広いピッチに調整するステップと、
    　配列された前記繊維束を繊維方向に引張するステップと、
    　網部材を配列された前記繊維束に積層するステップと、を有するドライテープの製造方法。
PCT/JP2020/014836 2020-03-31 2020-03-31 ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法 Ceased WO2021199289A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/014836 WO2021199289A1 (ja) 2020-03-31 2020-03-31 ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/014836 WO2021199289A1 (ja) 2020-03-31 2020-03-31 ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021199289A1 true WO2021199289A1 (ja) 2021-10-07

Family

ID=77927523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/014836 Ceased WO2021199289A1 (ja) 2020-03-31 2020-03-31 ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2021199289A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03292111A (ja) * 1990-04-10 1991-12-24 Tonen Corp 一方向配列ハイブリッド強化繊維シート、その製造方法及び構築物の補強方法
JP2001018310A (ja) * 1999-07-08 2001-01-23 Sakai Sangyo Kk 補強用シート及びその製造方法
JP2005262818A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Toray Ind Inc 強化繊維基材、プリフォームおよび強化繊維基材の製造方法
JP2007031891A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Teijin Techno Products Ltd 一方向性補強多層シート
JP2010155460A (ja) * 1999-03-23 2010-07-15 Toray Ind Inc 複合炭素繊維基材、プリフォームおよび炭素繊維強化プラスチックの製造方法
JP2013532739A (ja) * 2010-07-22 2013-08-19 ヘクセル ランフォルセマン 間隔をあけた糸／ウェブのアレイからなる新規中間強化材
JP2015016665A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 扁平繊維強化プラスチックストランド、扁平繊維強化プラスチックストランドシート及びその製造方法
WO2020031771A1 (ja) * 2018-08-09 2020-02-13 東レ株式会社 強化繊維テープ材料およびその製造方法、強化繊維テープ材料を用いた強化繊維積層体および繊維強化樹脂成形体

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03292111A (ja) * 1990-04-10 1991-12-24 Tonen Corp 一方向配列ハイブリッド強化繊維シート、その製造方法及び構築物の補強方法
JP2010155460A (ja) * 1999-03-23 2010-07-15 Toray Ind Inc 複合炭素繊維基材、プリフォームおよび炭素繊維強化プラスチックの製造方法
JP2001018310A (ja) * 1999-07-08 2001-01-23 Sakai Sangyo Kk 補強用シート及びその製造方法
JP2005262818A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Toray Ind Inc 強化繊維基材、プリフォームおよび強化繊維基材の製造方法
JP2007031891A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Teijin Techno Products Ltd 一方向性補強多層シート
JP2013532739A (ja) * 2010-07-22 2013-08-19 ヘクセル ランフォルセマン 間隔をあけた糸／ウェブのアレイからなる新規中間強化材
JP2015016665A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 扁平繊維強化プラスチックストランド、扁平繊維強化プラスチックストランドシート及びその製造方法
WO2020031771A1 (ja) * 2018-08-09 2020-02-13 東レ株式会社 強化繊維テープ材料およびその製造方法、強化繊維テープ材料を用いた強化繊維積層体および繊維強化樹脂成形体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4808862B2 (ja) 展開可能な構造部品とその製造方法
DK3023241T3 (en) TAPELY DRY FIBER REINFORCEMENT
CN108068337B (zh) 用于增材制造复合零件的系统与方法
CN109641409B (zh) 由带有基底的预制元件制成的带状物及其生产方法
EP0033244A2 (en) Fibre reinforced materials and methods of making and using them
CN105459409A (zh) 用于复合结构的细丝网状物
US9707724B2 (en) Methods and apparatus associated with narrow tows fabricated from large-tow preforms
CA2760974A1 (en) Fiber composite material and method for production thereof
KR102204244B1 (ko) 섬유강화 복합재료 제조용 복합섬유 원단 및 이를 이용한 섬유강화 복합재료의 성형방법
JP2022130376A (ja) 繊維強化複合材料並びに同繊維強化複合材料の形成方法及び使用方法
CN110300822B (zh) 包含纤维的连续纤维带及用于制造这种带的方法
US11465372B2 (en) Dry tape material for fiber placement, method of manufacturing the same, and reinforcing fiber laminate and fiber-reinforced plastic molded body produced with the same
WO2021199289A1 (ja) ドライテープ、幅広ドライテープおよびドライテープの製造方法
CN102939196A (zh) 生产无纺纤维织物的方法、无纺纤维织物及其用途
WO2017110496A1 (ja) 繊維強化複合材用の織物及び繊維強化複合材
CN112469551A (zh) 用于制造由复合材料制成的部件的方法
JP3597426B2 (ja) 熱伝導材
CN108032537A (zh) 一种连续纤维增强板材的制备工艺
WO2018037767A1 (ja) 複合材部材、間隙材、引抜成形装置及び引抜成形方法
JP4156620B2 (ja) プリプレグの製造装置及びプリプレグ
JP2012250425A (ja) 人工木材及びその製造方法
EP3737653B1 (en) Fiber reinforced materials with improved fatigue performance
SE511108C2 (sv) Metod att bilda förformar vid tillverkning av fiberkompositer
KR101876375B1 (ko) 탄소복합재 프리폼 제조방법
NL2037177B1 (en) Fibre product and method of manufacturing a fibre product

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20929292

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20929292

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP