JP2016179547A - 強化繊維基材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強化繊維の廃棄量を大幅に低減でき、賦形時に基材の形態を保ちつつ型の形状に沿って変形することが可能な、生産性と賦形性に優れた強化繊維基材の製造方法の提供。
【解決手段】強化繊維束を一方向に引き揃えた強化繊維束層を少なくとも１層有し強化繊維束が補助糸により一体化された強化繊維基材の製造方法であって、ａ）の工程を経た後、ｂ）〜ｅ）の工程を有する強化繊維基材の製造方法。ａ）一方向に引き揃えた強化繊維束層を開口部を有する第１の治具の表面上に配置する工程、又は開口部を有する第１の治具の所定位置に一方向に引き揃えた強化繊維束層を形成する工程ｂ）強化繊維束層を挟み込むように開口部を有する第２の治具を設置する設置工程ｃ）第１の治具及び第２の治具に挟み込み強化繊維束層を把持する工程ｄ）第１の治具及び／又は第２の治具の開口部から強化繊維束層を補助糸で一体化する工程ｅ）第１の治具及び第２の治具を取り外す工程
【選択図】図６

Description

本発明は、強化繊維基材の製造方法に関する。

生産性に優れた繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ＦＲＰ）の成形方法として、ドライの強化繊維布帛からなる基材積層体を成形型内に配置し、マトリックス樹脂を型内に注入し強化繊維基材積層体内に含浸させ、樹脂を硬化させた後、成形品を脱型させる、いわゆるＲＴＭ成形方法が知られている。そして、比較的大型の成形品や肉厚の成形品を製造する場合には、効率のよい成形方法として、先に強化繊維基材積層体（例えば、複数枚の強化繊維基材）を所定形状に賦形して、ＦＲＰの成形前躯体である強化繊維基材積層体のプリフォームを作製し、そのプリフォームを成形型内に配置して、マトリックス樹脂を型内に注入し、基材に含浸した樹脂を硬化させる成形方法が採用されている。このようなＲＴＭ成形に用いられる強化繊維布帛として、主に織物基材やＮＣＦ（ノンクリンプファブリック）基材が用いられることが多い。これらの基材は織機もしくは経編機により、量産に適したロール形態で生産されており、前記のプリフォームを製造する場合には、前記強化繊維布帛をロールから必要量引き出し、所望の形状に裁断、積層するなどされる。

ところが、このようにロールから必要量の基材を引き出して製品に対応する形状に裁断する方法では、製品形状を切り出した後に余る強化繊維布帛の端材が多く、強化繊維の廃棄量が増加し、コスト上昇の一因になるという問題があった。

そこで、ロールから裁断するのではなく、必要箇所に強化繊維束を順次配置していくことで廃棄量を大幅に低減させる、ファイバープレイスメント法が注目されている。

例えば、特許文献１などでは、ロボットハンドに取り付けたヘッドがタック性を有する強化繊維束を３次元形状型に直接貼り付ける方法が開示されている。この方法においては、強化繊維束を所望の量だけ型に貼り付けることができるため、強化繊維の廃棄量を大幅に低減できるほか、直接３次元型に貼り付けるため、プリフォーム作製工程が不要になるという利点がある。しかし、型形状に沿わせて貼り付けるため、形状が複雑になるほど速度が遅くなり、複雑な形状を有しながらも高い生産性を求められる自動車部材等の生産には用いることが困難である。

また、特許文献２などでは、ヘッドが基布の上に強化繊維束を配置すると同時に縫い付けることで２次元の製品形状シートを作製する、いわゆるＴＦＰ（テイラードファイバープレイスメント）法が開示されている。この方法においては、一般的に強化繊維を平面上に配置していく手法であるため、前述の３次元型に直接配置するような方法に比べて配置速度が速い点が利点である。しかしながら、原理的に強化繊維束をステッチ糸で縫い付けるために基布が必要となり、後工程まで基布が混入してしまう制約がある。また、強化繊維束の配置とステッチ糸による基布への縫い付けを同時に行うため、縫い付け速度が律速になる可能性も考えられる。

さらに、特許文献３では、ファイバープレイスメントヘッドにより強化繊維束を平面状に配置した後、熱可塑性樹脂繊維をバインダとして接着し、前記強化繊維束を一体化し強化繊維布帛を作製する方法が開示されている。上記方法は、強化繊維を平面上に配置していくものであるため、前述の３次元型に直接配置するような方法に比べて強化繊維の配置速度が速く、さらにＴＦＰ法のように基布を製品内に残さない利点がある。しかし、上記手法では熱可塑性樹脂繊維をバインダとして一体化しているため、隣り合う強化繊維束同士は両者にまたがり存在するバインダの接着力のみに依存することから、強化繊維布帛の形態が不安定になり、賦形の際に強化繊維布帛を構成する強化繊維束の間に亀裂が生じやすく、局所的に強化繊維の密度が著しく低下する部分が発生して、力学物性が低下するという課題を有する。

特表２０１３−５２５１４０号公報 特開２０１４−１００９１１号公報 特表２０１３−５３２７３９号公報

上記のように、いわゆるファイバープレイスメント法は、所望の箇所に強化繊維束を順次配置していくため、強化繊維の廃棄量を大幅に低減させることが可能である。特に、平面形状に配置する場合には、強化繊維の配置速度を高くすることができるため、生産性にも優れている。しかし、平面上に強化繊維束を配置した後にバインダを用いて一体化した場合には、後工程の賦形時に、織物基材やＮＣＦ基材のように基材としての形態（特に、ＮＣＦ基材の場合においては繊維配向や繊維間隔等）を保ちつつ、型の形状に沿って変形することが困難であった。

そこで本発明の課題は、上記のような従来技術の現状に鑑み、強化繊維の廃棄量を大幅に低減でき、なおかつ賦形時に基材としての形態を保ちつつ型の形状に沿って変形することが可能な、生産性に優れた強化繊維基材の製造方法を提供することにある。

本発明はかかる課題を解決するために以下の構成を採るものである。すなわち、
（１）強化繊維束を一方向に引き揃えた強化繊維束層を少なくとも１層有し、前記強化繊維束が補助糸により一体化された強化繊維基材の製造方法であって、ａ−１）またはａ−２）いずれかの工程を経た後、ｂ）〜ｅ）の工程を有する強化繊維基材の製造方法。
ａ−１）一方向に引き揃うように強化繊維束を所定位置に配置し、前記強化繊維束を保持させた少なくとも１層の強化繊維束層を、開口部を有する第１の治具の表面上に配置する繊維配置工程
ａ−２）開口部を有する第１の治具の所定位置に、一方向に引き揃うように強化繊維束を配置した強化繊維束層を少なくとも１層形成する繊維配置工程、
ｂ）前記強化繊維束層を挟み込むように、開口部を有する第２の治具を設置する設置工程
ｃ）前記第１の治具および前記第２の治具に挟み込み圧力もしくは張力を付与して前記強化繊維束層を把持する把持工程
ｄ）前記第１の治具および／または前記第２の治具の開口部から前記強化繊維束層を前記補助糸で一体化する一体化工程
ｅ）前記第１の治具および前記第２の治具を取り外す取り外し工程
（２）前記強化繊維束層が２層からなる、（１）に記載の強化繊維基材の製造方法。
（３）前記ａ−１）工程において、静電吸着可能な架台上に前記強化繊維束層を静電吸着させる、（１）または（２）に記載の強化繊維基材の製造方法。
（４）前記ａ−２）工程において、静電吸着可能な架台上に前記第１の治具を配置し、前記強化繊維束層を静電吸着させる、（１）または（２）に記載の強化繊維基材の製造方法。
（５）前記第１の治具および／または前記第２の治具に、複数の開口部を有する、（１）〜（４）のいずれかに記載の強化繊維基材の製造方法。
（６）前記開口部のうち、縫合エリアの幅が２．５ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、（１）〜（５）のいずれかに記載の強化繊維基材の製造方法。

このように、本発明に係る強化繊維基材の製造方法によれば、強化繊維の廃棄量を大幅に低減でき、なおかつ賦形時に基材としての形態を保ちつつ型の形状に沿って変形することが可能な、生産性と賦形性に優れた強化繊維基材を製造することができる。

本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである繊維配置工程の一実施態様である。 本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである繊維配置工程の別の実施態様である。 本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである設置工程の一実施態様である。 本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである把持工程の一実施態様である。 本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである一体化工程の一実施態様である。 本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである取り外し工程の一実施態様である。 本発明に係る第１の治具または第２の治具の説明図である。 本発明に係る補助糸のピッチおよび間隔の説明図である。

本発明の強化繊維基材の製造方法は、強化繊維束を配置する繊維配置工程、配置した強化繊維束を第１の治具および第２の治具で挟まれた状態にする設置工程、第１の治具および第２の治具を固定する把持工程、補助糸で強化繊維束のみを一体化させる一体化工程、さらに、第１の治具および第２の治具を取り外す取り外し工程から構成される。以下に、本発明の望ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明が図面に記載された発明に限定されるものではない。

＜繊維配置工程＞
図１は本発明に係る強化繊維基材の製造工程の１つである繊維配置工程の一実施態様を表す。クリール１１５から引き出された強化繊維束１１４は、ファイバープレイスメントヘッド１１３により、架台１１２の上に一方向に引き揃うように配置され、強化繊維束層１１６が少なくとも１層以上形成される。形成された強化繊維束層１１６は搬送装置１１７により第１の治具１１０上に配置される。

ここで、用いる強化繊維の種類は限定しないが、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、金属繊維などが挙げられ、特に軽量化の効果が高いことから炭素繊維が好ましい。また、強化繊維束として、複数種の強化繊維から構成される強化繊維束を用いることもできる。

ファイバープレイスメントヘッド１１３は、強化繊維束１１４を所定の長さにカットする機構と、所定の位置に配置する機構を有するものであって、この所定の位置に配置する機構として、所定の箇所に強化繊維束を押し付けるローラおよびその加圧機構を用いてもよい。さらに、強化繊維束１１４としてバインダ等が付着しているものを使用する場合には、これを軟化・溶融させる加熱機構を有していてもよい。

架台１１２は所定の箇所に配置された強化繊維束１１４を保持する機構を有することが好ましい。保持機構としては、配置時には保持機能の発動と解除が容易である機構が好ましく、例えば架台表面上に静電気力を発生させて強化繊維束を吸着させる静電吸着機構や、架台表面上に負圧を発生させて強化繊維を吸着させる真空吸引機構が挙げられるが、この限りではない。特に、架台表面全体に対して、均一に吸着効果を発生させることが容易である静電吸着機構は端部の繊維であっても安定して吸着できるため、より好ましい。

搬送装置１１７は、一方向に引き揃うように配置された強化繊維束層１１６の形態を保持したまま第１の治具１１０上に搬送できる機構を有していればよく、例えば前述した静電吸着機構を有するロボットハンドが挙げられるが、この限りではない。

図２は本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである繊維配置工程の別の実施態様を表す。クリール１２５より引き出された強化繊維束１２４は、ファイバープレイスメントヘッド１２３により、架台１２２に設置された第１の治具１２０の上に一方向に引き揃うように配置され、強化繊維束層１２６が少なくとも１層以上形成される。架台１２２上には、前述の実施態様と同様の強化繊維束１２４を保持する機構を有していてもよい。

＜設置工程＞
図３は本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである設置工程の一実施態様を表す。第１の治具１３０の上に配置された強化繊維束層１３６を挟み込むように、第２の治具１３８を設置する。

ここで前記第１の治具１３０および前記第２の治具１３８はそれぞれ複数の開口部１３１を有しており、それぞれの開口部が前記強化繊維束層１３６を介してそれぞれの開口部が重なりあうように設置する。

前記第１の治具１３０および前記第２の治具１３８は、後の把持工程時や運搬時に前記強化繊維束層１３６の強化繊維が乱れることなく挟み込めるだけの剛性があればその材質に限定はなく、例えば鉄やアルミニウムといった金属や、アクリルや塩化ビニルといった樹脂が挙げられるがこの限りではない。

前記開口部１３１の形状は特に限定はないが、後の一体化工程で強化繊維束層を効率よく縫合するには、開口部のうち、縫合エリアの幅は一定であることが望ましい。例えば縫合エリアの幅Ｗが一定であれば、開口部の形状は図７（ａ）のように矩形状であったり、端部が半円状であっても良いし、図７（ｂ）のように曲線状であってもよい。

また、前記開口部１３１の幅Ｗは２．５ｍｍ以上３００ｍｍ以下であることが好ましく、さらに、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下がより好ましい。前記開口部１３１の幅Ｗが２．５ｍｍ未満である場合、一体化工程で補助糸縫合ヘッドの針が第１の治具１３０および／または第２の治具１３８と干渉するおそれがあるだけでなく、前記強化繊維束１３６を十分に縫合できない。また、前記開口部１３１の幅Ｗが３００ｍｍよりも大きい場合、開口部が大きすぎるために後の把持工程で強化繊維束層を十分に把持することができず、一体化工程で縫合時に強化繊維の乱れが生じやすくなる。それに対し、特に、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下とすることで、前記の強化繊維束を十分に保持しつつ、さらに、一体化工程の際、補助糸縫合ヘッドの針の干渉や縫合不十分といった問題を発生させることがない。

隣り合う前記開口部１３１同士の距離間Ｌは２．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに、２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下がより好ましい。隣り合う前記開口部１３１同士の距離間Ｌが２．５ｍｍ未満であると、作製した強化繊維布帛の縫合密度が高くなりすぎて、縫合糸が賦形時の強化繊維の変形を阻害するため、十分な賦形性が得られない。隣り合う前記開口部１３１同士の距離間Ｌが５０ｍｍよりも大きいと、作製した強化繊維布帛の縫合密度が小さくなりすぎて、強化繊維布帛としての形態保持性に劣る。それに対し、特に、２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることで、縫合密度が最適となるように強化繊維束層を縫合することが可能となる。

＜把持工程＞
図４は本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである把持工程の一実施態様を表す。把持機構１４９を第１の治具１４０と第２の治具１４８に取り付けることにより、前記第１の治具１４０と前記第２の治具１４８とに挟み込み圧力もしくは張力を付与する。これにより、前記把持機構１４９により前記第１の治具１４０、前記第２の治具１４８および強化繊維束層１４６は一体として扱え、運搬することができる。

前記把持機構１４９は、前記第１の治具１４０と前記第２の治具１４８とに挟まれた前記強化繊維束層１４６の強化繊維が乱れないように保持され、かつ開口部１４１が少なくとも一部重なる箇所に干渉しなければ、その把持機構は限定されず、例えばクランプや万力、ベルトローラーのように機械的な機構で挟み込んでもよいし、電磁気力を用いた機構で挟み込んでもよい。

＜一体化工程＞
図５は本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである一体化工程の一実施態様を表す。補助糸縫合ヘッド１５２により、第１の治具１５０、第２の治具１５８が有する開口部１５１に補助糸１５７を縫合することで強化繊維束層１５６を一体化する。

前記補助糸縫合ヘッド１５２は、前記開口部１５１を貫通することで強化繊維束層を縫合・一体化するため、貫通時に縫合針に強化繊維が引きずられて強化繊維乱れが生じやすいが、本発明では前記強化繊維束層１５６が前記第１の治具１５０と前記第２の治具１５８とに挟まれて挟み込み圧力もしくは張力を付与されているため、繊維乱れを生じることなく強化繊維束層を縫合・一体化することができる。

補助糸１５７の材質は特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルホン、無機繊維（例えば炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維）、あるいはこれらの混紡等が挙げられるが、この限りではない。

補助糸１５７の縫合パターンは特に限定されず、例えば鎖編、１／１トリコット編、あるいは鎖編と１／１トリコット編を複合した変則１／１トリコット編等が挙げられるが、この限りではない。

補助糸１５７のピッチｐは、２．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。前記ピッチｐが２．５ｍｍ未満の場合、作製した強化繊維布帛の縫合密度が高くなりすぎて、縫合糸が賦形時の強化繊維の変形を阻害するため、十分な賦形性が得られない。前記ピッチｐが１０ｍｍよりも大きい場合、作製した強化繊維布帛の縫合密度が小さくなりすぎて、強化繊維布帛としての形態保持性に劣る。

補助糸１５７同士の間隔ｔは、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましい。前記補助糸１５７同士の間隔ｗが２．５ｍｍ未満の場合、作製した強化繊維布帛の縫合密度が高くなりすぎて、縫合糸が賦形時の強化繊維の変形を阻害するため、十分な賦形性が得られない。前記補助糸１５７同士の間隔ｗが５０ｍｍよりも大きい場合、作製した強化繊維布帛の縫合密度が小さくなりすぎて、強化繊維布帛としての形態保持性に劣る。

縫合パターンの一例を図８に示す。図８（ａ）は縫合パターンが鎖編の場合の、図８（ｂ）は縫合パターンが１／１トリコット編の場合の補助糸１８７のピッチｐおよび補助糸１８７同士の間隔ｔを表している。このような縫合パターンを採用することにより、強化繊維束同士が相互に離散することなく、また縫合された後も十分な賦形性を有する強化繊維布帛とすることができる。

＜取り外し工程＞
図６は本発明に係る強化繊維布帛の製造工程の１つである取り外し工程の一実施態様を表す。第１の治具１６０、第２の治具１６８、把持機構１６９を取り外すことにより、強化繊維束層１６６が補助糸により一体化された強化繊維布帛２００が得られる。

以下に、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
＜強化繊維＞
強化繊維束として、東レ株式会社製炭素繊維“トレカ”（登録商標）Ｔ７００Ｓを使用した。本実施例においては、強化繊維束の幅が１０ｍｍ、強化繊維束の単糸数が１２０００本の強化繊維束を使用した。

＜第１の治具および第２の治具＞
第１の治具および第２の治具は、矩形形状の開口部を２０か所有するアクリル板（サイズ：５００ｍｍ四方、厚み：１ｍｍ）を用いた。開口部は幅１０ｍｍ、長さ４００ｍｍ、隣り合う開口部同士の距離間は１０ｍｍとした。

＜繊維配置工程＞
静電吸着機構を有する架台を準備し、ファイバープレイスメントヘッドを用いて架台上に強化繊維束を一方向に隙間なく引き揃え、４００ｍｍ四方の強化繊維束層を２層作製した。

次に、静電吸着機構を有したロボットハンドを用いて強化繊維束層をそれぞれ吸着・運搬し、それぞれの強化繊維束層の配向角度差が９０°となるように、別の架台上に準備した第１の治具の上に配置・積層した。

＜設置工程＞
積層した強化繊維束層を介して、第１の治具と第２の治具それぞれの開口部の位置が一致するように、第２の治具を積層した強化繊維束層の上に設置した。

＜把持工程＞
第１の治具および第２の治具の外周に沿った、対向する外端部を、磁力で固定する機構を有する固定治具（幅：５ｍｍ、長さ：４００ｍｍ、厚み：５ｍｍ）で挟み込むことにより、第１の治具、第２の治具および強化繊維束層を把持した。

＜一体化工程＞
把持工程にて把持された第１の治具および第２の治具の開口部に、補助糸縫合ヘッドを用いて強化繊維束層を縫合・一体化した。補助糸にはポリエステル繊維（繊度：３０ｄｔｅｘ）を用い、縫合パターンは鎖編（ピッチｐ：５ｍｍ、補助糸同士の間隔ｔ：５ｍｍ）とした。

＜取り外し工程＞
固定治具を取り外し、縫合・一体化された強化繊維布帛を得た。強化繊維布帛を用いてアルミニウム製半球型（直径：１２０ｍｍ、高さ：６０ｍｍ）に賦形を試みた結果、強化繊維布帛は強化繊維束間に割れが生じることなく、型形状に沿った良好な賦形性能が確認できた。

（実施例２）
＜強化繊維＞
強化繊維束として、Ｚｏｌｔｅｋ社製炭素繊維“Ｐａｎｅｘ３５”を使用した。本実施例においては、強化繊維束の幅が２５ｍｍ、強化繊維束の単糸数が５００００本の強化繊維束を使用した。

＜第１の治具および第２の治具＞
第１の治具および第２の治具は、矩形形状の開口部を４か所有するアクリル板（サイズ：５００ｍｍ四方、厚み：１ｍｍ）を用いた。開口部は幅１００ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、隣り合う開口部同士の距離間は１０ｍｍとした。

＜繊維配置工程＞
静電吸着機構を有する架台を準備し、ファイバープレイスメントヘッドを用いて前記架台上に前記強化繊維束を一方向に隙間なく引き揃え、４５０ｍｍ四方の強化繊維束層を２層作製した。

次に、静電吸着機構を有したロボットハンドを用いて前記強化繊維束層をそれぞれ吸着・運搬し、それぞれの強化繊維束層の配向角度差が１２０°となるように、別の架台上に準備した第１の治具の上に配置・積層した。

＜設置工程＞
積層した強化繊維束層を介して、第１の治具と第２の治具それぞれの開口部の位置が一致するように、第２の治具を積層した強化繊維束層の上に設置した。

＜把持工程＞
第１の治具および第２の治具の外周に沿った、対向する外端部を、磁力で固定する機構を有する固定治具（幅：５ｍｍ、長さ：４５０ｍｍ、厚み：５ｍｍ）で挟み込むことにより、第１の治具、第２の治具および強化繊維束層を把持した。

＜一体化工程＞
把持工程にて把持された第１の治具および第２の治具の開口部に、補助糸縫合ヘッドを用いて強化繊維束層を縫合・一体化した。補助糸にはポリエステル繊維（繊度：３０ｄｔｅｘ）を用い、縫合パターンは１／１トリコット編（ピッチｐ：５ｍｍ、補助糸同士の間隔ｔ：１０ｍｍ）とした。

＜取り外し工程＞
固定治具を取り外し、縫合・一体化された強化繊維布帛を得た。強化繊維布帛を用いてアルミニウム製半球型（直径：１２０ｍｍ、高さ：６０ｍｍ）に賦形を試みた結果、強化繊維布帛は強化繊維束間に割れが生じることなく、型形状に沿った良好な賦形性能が確認された。

（実施例３）
本実施例においては、実施例１と同様の強化繊維束、第１の治具、第２の治具を用いた。

＜繊維配置工程＞
静電吸着機構を有する架台と、その上に第１の治具を準備し、ファイバープレイスメントヘッドを用いて第１の治具上に強化繊維束を一方向に隙間なく引き揃え、４００ｍｍ四方の強化繊維束層を１層作製した。

＜設置工程＞
実施例１と同様に、強化繊維束層を介して、第１の治具と第２の治具それぞれの開口部の位置が一致するように、第２の治具を強化繊維束層の上に設置した。

＜把持工程＞
第１の治具および第２の治具の外周に沿った、対向する外端部を、磁力で固定する機構を有する固定治具（幅：５ｍｍ、長さ：４００ｍｍ、厚み：５ｍｍ）で挟み込むことにより、第１の治具、第２の治具および強化繊維束層を把持した。

＜一体化工程＞
実施例１と同様に、把持工程にて把持された第１の治具および第２の治具の開口部に補助糸縫合ヘッドを用いて、強化繊維束層を縫合・一体化した。補助糸にはポリエステル繊維（繊度：３０ｄｔｅｘ）を用い、縫合パターンは鎖編み（ピッチｐ：５ｍｍ、補助糸同士の間隔ｔ：５ｍｍ）とした。

＜取り外し工程＞
実施例１と同様に、第１の治具、第２の治具および強化繊維束層を把持している固定治具を取り外し、縫合・一体化された強化繊維布帛を得た。強化繊維布帛を用いてアルミニウム製半球型（直径：１２０ｍｍ、高さ：６０ｍｍ）に賦形を試みた結果、強化繊維布帛は強化繊維束間に割れが生じることなく、型形状に沿った良好な賦形性能が確認された。

（比較例１）
本比較例においては、第１の治具、第２の治具を用いなかった以外は実施例１と同様にして繊維配置工程まで実施した。

＜一体化工程＞
繊維配置工程で積層された強化繊維束層に補助糸縫合ヘッドを用いて強化繊維束層の縫合を試みたが、縫合針を強化繊維束層に貫通させる際に、強化繊維束の一部が縫合針に引きずられて乱れ、強化繊維束層を縫合・一体化することができなかった。

（比較例２）
本比較例においては、第１の治具、第２の治具を用いなかった以外は実施例３と同様にして繊維配置工程まで実施した。一体化工程では、強化繊維束層を補助糸で縫合・一体化する方法ではなく、強化繊維束層に樹脂バインダ（エポキシ樹脂製）を散布・一体化する方法を用いた。

＜一体化工程＞
樹脂バインダとして用いるエポキシ樹脂を樹脂タンク内で２００℃に加熱した後、樹脂散布装置を用いて強化繊維束層の片面に６ｇ／ｍ^２の目付けで散布し、１００℃の鉄板で加圧・含浸して、強化繊維束層を一体化し、強化繊維布帛を得た。強化繊維布帛を用いて半球型に賦形を試みた結果、強化繊維布帛は強化繊維束間に割れが生じ、強化繊維布帛が形態を保持できず、良好な賦形性を得られなかった。

１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０ 第１の治具
１１１、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１、１７１ 開口部
１１２、１２２ 架台
１１３、１２３ ファイバープレイスメントヘッド
１１４、１２４、１８４ 強化繊維束
１１５、１２５ クリール
１１６、１２６、１３６、１４６、１５６ 強化繊維束層
１１７ 搬送装置
１１８ Ｘ軸リニアガイド
１１９ Ｙ軸リニアガイド
１３８、１４８、１５８、１６８ 第２の治具
１４９、１５９、１６９ 把持機構
１５２ 補助糸縫合ヘッド
１５７、１６７、１８７ 補助糸
１７０ 第１の治具または第２の治具
２００ 強化繊維布帛

Claims (6)

1. 強化繊維束を一方向に引き揃えた強化繊維束層を少なくとも１層有し、前記強化繊維束が補助糸により一体化された強化繊維基材の製造方法であって、ａ−１）またはａ−２）いずれかの工程を経た後、ｂ）〜ｅ）の工程を有する強化繊維基材の製造方法。
   ａ−１）一方向に引き揃うように強化繊維束を所定位置に配置し、前記強化繊維束を保持させた少なくとも１層の強化繊維束層を、開口部を有する第１の治具の表面上に配置する繊維配置工程
   ａ−２）開口部を有する第１の治具の所定位置に、一方向に引き揃うように強化繊維束を配置した強化繊維束層を少なくとも１層形成する繊維配置工程
   ｂ）前記強化繊維束層を挟み込むように、開口部を有する第２の治具を設置する設置工程
   ｃ）前記第１の治具および前記第２の治具に挟み込み圧力もしくは張力を付与して前記強化繊維束層を把持する把持工程
   ｄ）前記第１の治具および／または前記第２の治具の開口部から前記強化繊維束層を前記補助糸で一体化する一体化工程
   ｅ）前記第１の治具および前記第２の治具を取り外す取り外し工程
2. 前記強化繊維束層が２層からなる、請求項１に記載の強化繊維基材の製造方法。
3. 前記ａ−１）工程において、静電吸着可能な架台上に前記強化繊維束層を静電吸着させる、請求項１または２に記載の強化繊維基材の製造方法。
4. 前記ａ−２）工程において、静電吸着可能な架台上に前記第１の治具を配置し、前記強化繊維束層を静電吸着させる、請求項１または２に記載の強化繊維基材の製造方法。
5. 前記第１の治具および／または前記第２の治具は、複数の開口部を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の強化繊維基材の製造方法。
6. 前記開口部のうち、縫合エリアの幅が２．５ｍｍ以上３００ｍｍ以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の強化繊維基材の製造方法。