專利名稱：補強用非織造底布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由外部進行補強、補修時所使用的、混凝土結(jié)構(gòu)物的補強用非織造底布，以及FRP中使用的補強用非織造底布。
背景技術(shù)：
FRP或混凝土結(jié)構(gòu)物在補強或補修時插入或貼附比重比金屬小、強度在金屬以上的所謂高強度纖維片而進行。
高強度纖維可通過在需要強度的方向排列多個來提高強度。但是，高強度纖維呈紗狀，很難應(yīng)用，并且使用時需要將紗線一股一股地排列，為了省卻這種麻煩，高強度纖維大多數(shù)以片狀使用。
作為高強度纖維片，已知以玻璃纖維紗來保持形狀的片(例如特開平8-142238號公報、圖2；特開2001-159047號公報)。
通過玻璃纖維保持形狀時，通常使用含浸粘合劑溶液的玻璃纖維，通過粘合高強度纖維例如碳纖維紗而保持片的形狀。玻璃纖維紗不是一根纖維，而是玻璃纖維束，因此纖維與纖維之間總是存在空隙。這些空隙并不能通過玻璃纖維束含浸粘合劑溶液而填滿。有時因為粘合劑而使得在含浸后的干燥、粘合步驟中纖維紗內(nèi)部產(chǎn)生空隙。因此，在補強用非織造底布本身存在很多空隙的狀態(tài)下用于FRP或混凝土結(jié)構(gòu)物的補強，結(jié)果補強FRP或補強混凝土的強度降低。另外，通常在高強度纖維與保形纖維的粘合中使用的丙烯酸樹脂、尼龍樹脂、聚酯等粘合劑在制造或保管過程中吸濕，使得與FRP或混凝土結(jié)構(gòu)物基體的粘合性降低，結(jié)果導(dǎo)致補強性能降低。并且，水分蒸發(fā)膨脹，有時使基體樹脂變形、破壞。以往較多采用的玻璃纖維的比重高達2.5左右，整體單位面積重量上升，另外柔軟性差，因此在與曲面的配合性等應(yīng)用方面差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，目的在于提供無需擔(dān)心吸濕性、空隙等的不良影響，柔軟性、輕量性優(yōu)異的補強用非織造底布。
本發(fā)明涉及通過輔助纖維材料使強化纖維紗保持片狀形狀的補強用非織造底布，其特征在于輔助纖維材料含有復(fù)絲，其中所述復(fù)絲采用由具有熔點差的至少2種或以上的聚合物構(gòu)成的復(fù)合纖維。


圖1是熱熔融膠合網(wǎng)制造裝置的概略構(gòu)成圖。
圖2是本發(fā)明的補強用非織造底布制造裝置的概略構(gòu)成圖。
圖3是玻璃網(wǎng)制造裝置的概略構(gòu)成圖。
圖4是由實施例1得到的補強用非織造底布截面的纖維形狀的電子顯微鏡照片。
圖5是補強用非織造底布制造裝置的概略構(gòu)成圖。
圖6是由比較例1得到的補強用非織造底布截面的纖維形狀的電子顯微鏡照片。
圖7是作為輔助纖維材料的單絲示意性截面圖。
圖8是本發(fā)明的一種補強用非織造底布的示意性截面圖。
具體實施例方式
構(gòu)成本發(fā)明的片狀材料的強化纖維紗是碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、鋼纖維、芳族聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維等，含有無捻且扁平形態(tài)的復(fù)絲。對于該復(fù)絲，由寬度相對于其厚度的比例定義的扁平度優(yōu)選為2或以上，更優(yōu)選10或以上。特別優(yōu)選的扁平度為20-700。扁平度為20-700的復(fù)絲可通過將無捻且扁平形態(tài)的復(fù)絲進一步進行開纖處理而獲得。
這里，開纖處理是指將多根長絲的集合體——纖維束沿纖維寬度方向松解。通過施加開纖處理，可以使纖維束的寬度更寬。經(jīng)開纖處理得到的絲稱為開纖絲。本發(fā)明中，復(fù)絲或?qū)雍蠌?fù)絲可以使用通過開纖處理，相對于原復(fù)絲增寬至2-5倍、優(yōu)選2-4倍的絲。例如，將12000根直徑為7μm的碳纖維集束，制成寬度約6mm的碳纖維復(fù)絲，對其進行開纖處理，可以制成20mm的扁平的復(fù)絲(開纖絲)。
使用由具有熔點差的至少2種或以上的聚合物構(gòu)成的復(fù)合纖維作為本發(fā)明使用的輔助纖維材料。復(fù)合纖維是指各成分在截面上的排列有并列、皮芯、波紋、放射、鑲嵌、海島、天星等形式。從生產(chǎn)性、保形性和熱熔融膠合性的觀點看，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是雙成分雙層的、為皮芯結(jié)構(gòu)。優(yōu)選皮部由比芯部的熔點低的聚合物構(gòu)成的皮芯結(jié)構(gòu)形成的復(fù)合纖維。從生產(chǎn)性考慮，熔點差為20℃或以上，優(yōu)選30℃或以上。如果使用單成分纖維，則熱熔融膠合時可能斷裂，但由于是使用了有熔點差的聚合物的纖維，因此強化纖維紗和輔助纖維材料在低熔點側(cè)的熔融溫度下熱熔融膠合時，輔助纖維材料不會斷裂、變形。另外，通過熱壓，使輔助纖維材料變成扁平，從而厚度方向的凹凸程度降低，平面性優(yōu)良。
本發(fā)明所使用的輔助纖維材料由采用了復(fù)合纖維的復(fù)絲構(gòu)成。使用單絲則柔軟性欠缺，因而不優(yōu)選。另外，如上所述，使用單一纖維的復(fù)絲時，極難去除來自單一纖維之間間隙部分的空隙，空隙導(dǎo)致強度降低，因而不優(yōu)選。本發(fā)明中，優(yōu)選具有30根或以上的長絲根數(shù)的復(fù)絲。另外，優(yōu)選的長絲粗度為100d-1000d。
復(fù)絲的材質(zhì)優(yōu)選低熔點聚合物和高熔點聚合物都為烯烴系復(fù)絲。烯烴的比重比其它熱塑性樹脂或無機纖維的比重輕很多。烯烴的比重為0.90-0.98，而通常的高分子材料為1.5左右，無機纖維重達1.8-2.7左右。并且，烯烴為疏水性，不具吸濕性。另外，即使長絲之間存在被吸濕的水分，也僅是很少，熱熔融膠合時水分會蒸發(fā)。特別優(yōu)選聚丙烯聚合物作為高熔點聚合物、聚乙烯或低熔點聚丙烯作為低熔點聚合物的組合，即狹義的聚烯烴聚合物的組合。具體優(yōu)選的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)是皮芯結(jié)構(gòu)的聚丙烯(芯部)/聚乙烯(皮部)、聚丙烯(芯部)/低熔點聚丙烯(皮部)。
相對于作為高強度纖維的碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、鋼纖維、芳族聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維等，本發(fā)明的輔助纖維材料所使用的聚烯烴系復(fù)絲不具粘合性。如果是以往的玻璃纖維等輔助材料，則會使其附著有尼龍、聚酯等一些低熔點粘合劑，使高強度纖維與輔助纖維材料粘合，但本發(fā)明中無需其它粘合劑。也就是說，復(fù)合纖維中的低熔點部分的烯烴系聚合物通過熱熔融膠合進入高強度纖維中，通過所謂的固著效應(yīng)能夠保持片狀。本發(fā)明的一個特征就是發(fā)現(xiàn)該原本不具有粘合性的低熔點烯烴系復(fù)絲也可通過固著效應(yīng)保持片狀形狀。
本發(fā)明所使用的輔助纖維材料是通過與織物不同的結(jié)構(gòu)、即非織造結(jié)構(gòu)來使強化纖維紗保持片狀形狀的，有作為緯紗等使用的方法、作為網(wǎng)結(jié)構(gòu)使用的方法等。
制成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，縱向排列的復(fù)合纖維的復(fù)絲紗和橫向排列的復(fù)合纖維的復(fù)絲紗交互層合兩層或以上，制成一體的片狀，通過對層合體施加比高熔點聚合物的熔融溫度低的溫度進行熱壓來制造。通過該熱壓，復(fù)合纖維低熔點部分的熱熔融膠合樹脂融合，得到發(fā)生空隙少、形態(tài)穩(wěn)定的網(wǎng)結(jié)構(gòu)。另外，該網(wǎng)結(jié)構(gòu)是通過交互層合兩層或以上的方法實現(xiàn)的，因此，沒有象織物、編織物結(jié)構(gòu)那樣的經(jīng)紗彎曲，即，不會產(chǎn)生對經(jīng)紗的應(yīng)力集中的問題。本發(fā)明中，未必需要在縱向和橫向兩方向都使用復(fù)合纖維的復(fù)絲紗，但從可使厚度減薄、穩(wěn)定獲得網(wǎng)結(jié)構(gòu)的角度考慮，優(yōu)選兩個方向都使用復(fù)合纖維的復(fù)絲紗。
本發(fā)明中，通過輔助纖維材料保持片狀形狀，強化纖維紗成為補強用非織造底布。
保形的片狀狀態(tài)可以是多股強化纖維紗沿一個方向延伸匯集而成的單軸強化纖維片狀。保形的片狀狀態(tài)還可以是將強化纖維紗沿縱向延伸匯集的經(jīng)紗片和將強化纖維紗沿橫向延伸匯集的緯紗片層合而成的雙軸強化纖維紗片。保形的片狀狀態(tài)還可以是將片的長度方向作為0°，將強化纖維紗沿0°方向延伸匯集的紗片、將強化纖維紗沿+α°和-α°(0＜α＜90)方向延伸匯集的紗片、以及將強化纖維紗再沿0°方向和/或90°方向延伸匯集的紗片層合，由此得到的多軸強化纖維紗片狀。將強化纖維紗延伸匯集的方式可以是一定間隔，也可以是密集。
當(dāng)為單軸強化纖維片狀時，沿著與纖維紗延伸匯集的方向(以下稱為“強化纖維紗方向”)大致垂直的方向并列排列多股輔助纖維材料，輔助纖維材料與片狀材料通過熱熔融膠合來保形，可得到所謂的只有緯紗的保形方法。還可以是除了大致垂直方向的輔助纖維材料之外，與強化纖維紗方向大致平行地并列排列多股輔助纖維材料，使輔助纖維材料為網(wǎng)狀，與片狀材料熱熔融膠合，以此來保形。另外，要以輔助纖維材料的網(wǎng)狀保持形狀時，可以將輔助纖維材料通過預(yù)先熱熔融膠合等形成所需網(wǎng)狀，將該網(wǎng)狀材料與片狀材料疊合，然后使之熱熔融膠合。
要將強化纖維紗保持為單軸強化纖維紗片狀時，優(yōu)選通過將強化纖維紗(例如經(jīng)紗紗狀組)和輔助纖維材料(例如緯紗紗狀組)至少重疊2層或以上的結(jié)構(gòu)，經(jīng)由熱熔融膠合在經(jīng)紗紗狀組和緯紗紗狀組的接觸點(線)進行保形。如圖8所示，特別優(yōu)選將具有一定間隔的經(jīng)紗紗狀組作為上下2層82、83，將輔助纖維材料形成的緯紗紗狀組作為位于它們中間的中間層81，在由此形成的三層構(gòu)成中進行層合，使下層紗狀組的紗線位于上層紗狀組的紗線間，并使下層偏移1/2間距(pitch)。
當(dāng)為雙軸強化纖維片狀時，使用強化纖維預(yù)先形成了雙軸的片材，可以在該片材的上面、中間面和/或下面熱熔融膠合輔助纖維材料紗狀組(多股呈并列狀或網(wǎng)狀)，進行保形。也可以在形成雙軸強化纖維紗時同時插入輔助纖維材料，熱熔融膠合并保形。此時，可以是使輔助纖維材料的方向和強化纖維紗方向大致呈90度成型。也可以將上述得到的單軸強化纖維片狀補強用非織造底布與強化纖維紗方向大致偏移90度進行重疊，再次熱熔融膠合，即可得到補強用非織造底布。還可以將上述熱熔融膠合前的單軸強化纖維片狀補強用非織造底布與強化纖維紗方向大致偏移90度進行重疊，進行熱熔融膠合。
例如，當(dāng)為多軸強化纖維片狀時，可以以偏移α度(0＜α＜90)、多片重疊的結(jié)構(gòu)代替雙軸強化纖維片狀時偏移90度、將單軸強化纖維片狀補強用非織造底布重疊的結(jié)構(gòu)，由此可與雙軸強化纖維片狀補強用非織造底布同樣進行，得到多軸強化纖維片狀補強用非織造底布。α的大小可根據(jù)目標層合數(shù)適當(dāng)選定。
熱熔融膠合可以一邊對強化纖維紗和輔助纖維材料的層合體加熱加壓一邊進行。
只要是可保持片狀材料的形狀，對輔助纖維材料的使用股數(shù)、并列排列的間隔并沒有特別限定，可考慮補強用非織造底布的使用目的、大小、方法、開纖絲等的種類、寬度、制造方法適當(dāng)選定。
以下例舉連續(xù)制造本發(fā)明補強用非織造布的方法、裝置。
(1)單軸強化纖維形成的補強用非織造底布的制造方法和制造裝置(i)至少由以下裝置構(gòu)成的補強用非織造底布制造裝置和該制造裝置進行的制造方法在左右兩側(cè)連續(xù)供給一對邊紗的裝置；連續(xù)供給復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗的緯紗，蛇行穿繞于上述1對邊紗之間行進的裝置；在蛇形的緯紗的上面和下面連續(xù)供給多股強化纖維紗的經(jīng)紗并整經(jīng)合并的裝置；經(jīng)紗和緯紗層合后通過加熱加壓使緯紗的低熔點部分熔融，與經(jīng)紗熱熔融膠合，從而貼合緯紗，將貼合而成的非織造底布卷起的裝置。
(ii)至少由以下裝置構(gòu)成的補強用非織造底布制造裝置和該制造裝置進行的制造方法連續(xù)供給多股經(jīng)紗并整經(jīng)合并的裝置；將由復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗得到的網(wǎng)狀片送出的裝置；將經(jīng)紗整經(jīng)并供給后立即由上部或下部、或者由上下兩方插入由復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗得到的網(wǎng)狀片，通過加熱加壓使網(wǎng)狀片熔融，通過與經(jīng)紗熱熔融膠合，從而貼合由復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗得到的網(wǎng)狀片，制成非織造底布，將該非織造底布卷起的裝置。
(iii)至少由以下裝置構(gòu)成的補強用非織造底布制造裝置和該制造裝置進行的制造方法在左右兩側(cè)連續(xù)供給一對邊紗的裝置；連續(xù)供給復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗的緯紗，蛇行穿繞于上述1對邊紗之間行進的裝置；在蛇形的緯紗的上面和下面連續(xù)供給多股強化纖維紗經(jīng)紗的裝置；作為第2經(jīng)紗連續(xù)供給復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗的裝置；重疊配置于上述強化纖維紗經(jīng)紗上部或下部的任何一方，整經(jīng)并供給，層壓經(jīng)紗和緯紗后立即加熱加壓，使經(jīng)紗和緯紗中使用的熱熔融膠合紗之間發(fā)生熱熔融膠合，同時將經(jīng)緯復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗與經(jīng)紗的強化纖維紗熱熔融膠合，并貼合，制成非織造底布，將該非織造底布卷起的裝置。
(2)雙軸強化纖維形成的補強用非織造底布(i)至少由以下裝置構(gòu)成的補強用非織造底布制造裝置和該制造裝置進行的制造方法在左右兩側(cè)連續(xù)供給一對邊紗的裝置；將復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗與強化纖維紗交互作為緯紗連續(xù)供給，蛇行穿繞于上述1對邊紗之間行進的裝置；在蛇形的緯紗的上面和下面連續(xù)供給多股強化纖維紗的經(jīng)紗的裝置；作為第2經(jīng)紗連續(xù)供給復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗的裝置；重疊地配置于上述強化纖維紗的經(jīng)紗的上部或下部的任何一方，整經(jīng)并供給，層壓經(jīng)紗和緯紗后立即加熱加壓，使經(jīng)紗和緯紗中使用的復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗之間發(fā)生熱熔融膠合，同時將經(jīng)緯復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗與經(jīng)緯的強化纖維紗熱熔融膠合，并貼合，制成非織造底布，將該非織造底布卷起的裝置。
(ii)至少由以下裝置構(gòu)成的補強用非織造底布制造裝置和該制造裝置進行的制造方法在左右兩側(cè)連續(xù)供給一對邊紗的裝置；連續(xù)供給作為緯紗的強化纖維紗，蛇行穿繞于上述1對邊紗之間行進的裝置；在蛇形的緯紗的上面和下面連續(xù)供給多股強化纖維紗經(jīng)紗并整經(jīng)合并的裝置；以一定間隔延伸匯集的、由復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗得到的經(jīng)紗紗條組和緯紗紗條組層合形成網(wǎng)狀片，將該網(wǎng)狀片送出的裝置；經(jīng)紗和緯紗層合后立即由上部或下部、或者由上下兩方插入由復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗得到的網(wǎng)狀片，通過加熱加壓使由復(fù)合纖維復(fù)絲熱熔融膠合紗得到的網(wǎng)狀片熔融，通過與經(jīng)紗熱熔融膠合，貼合緯紗，制成非織造底布，將該非織造底布卷起的裝置。
(實施例1)使用烯烴系熱熔融膠合復(fù)絲(三菱rayon社制造；熱熔融膠合PYLEN(注冊商標)680d)作為輔助纖維材料。該輔助纖維材料的皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)絲中，芯部為融點165℃的聚丙烯，鞘部為融點98℃的聚乙烯，粗度為680旦，60根長絲、比重為0.93。
通過圖1所示的熱熔融膠合網(wǎng)制造裝置，如下所述制造熱熔融膠合網(wǎng)。
使用上述輔助纖維材料，將縱向上紗線以2cm的間距延伸匯集，形成紗條組1；使下紗線位于上紗線1的紗線之間、并以2cm的間距延伸匯集，形成紗條組2；在其間夾持以1cm的間距沿橫向延伸匯集同樣的紗線形成的紗條組3；由此配置成網(wǎng)狀。用上下電熱輥將該網(wǎng)狀體熱熔融膠合，其中上輥的溫度為100℃，下輥的溫度為80℃，夾持點壓力為1.0kg/cm，生產(chǎn)線速度1m/分鐘。卷繞在卷繞輥6上，得到網(wǎng)。
所得網(wǎng)的厚度最薄處為0.1mm，交叉點的最厚處為0.12mm，紗線寬度為1.2mm。
下面用圖2所示的補強用非織造底布制造裝置制造補強用非織造底布。
縱向使用碳纖維紗(三菱rayon社制造“PYROFIL”(注冊商標))作為強化纖維。用12K，將紗寬為約6mm的紗以5mm的間距沿縱向延伸匯集，將該碳纖維制成無間隙的片狀，作為碳纖維紗片21供給。將上述熱熔融膠合的網(wǎng)24由該碳纖維紗片的下部沿著片的面插入，呈S狀通過上下配置的導(dǎo)熱輥22、23之間，夾持點條件1.0kg/cm、輥溫度100℃、生產(chǎn)線速度1m/分鐘，由此得到本發(fā)明的補強用非織造底布。
用電子顯微鏡觀察所得補強用非織造底布橫向紗截面。其照片如圖4所示。鞘部融解，成為一體，芯部保形。輔助纖維材料之間沒有氣泡等空隙。另外，通過構(gòu)成低熔點鞘部的聚乙烯，與碳纖維紗片通過固著效應(yīng)粘合。
1個方向強化碳纖維紗片通過不具吸水特性的烯烴網(wǎng)、通過固著效應(yīng)填塞，該烯烴網(wǎng)本身薄且柔軟，因此所得補強用非織造底布很柔順，且可保持片狀。被填塞的烯烴網(wǎng)本身中不含氣泡，因此用于FRP等時，不會發(fā)生強度受損等情況。
另外可知熱熔融膠合網(wǎng)所使用的纖維(長絲)的粗度即使細為340d或170d，其填塞效果也不改變，也可形成補強用非織造底布。
由于是烯烴系復(fù)絲熱熔融膠合纖維，因此比重比玻璃纖維小。因此，即使是相同纖度，實際的絲截面積卻比玻璃纖維大。
將制成網(wǎng)狀時所構(gòu)成的1根絲的粗度進行比較，如下所示。
玻璃網(wǎng) 0.6mm熱熔融膠合網(wǎng)(680d) 1.2mm熱熔融膠合網(wǎng)(340d) 1.0mm熱熔融膠合網(wǎng)(170d) 0.8mm與強化纖維紗相接的面起到填塞效果，因此為了得到與玻璃網(wǎng)同樣的填塞效果，對于熱熔融膠合網(wǎng)，170d即可。
將1cm2各網(wǎng)的重量進行比較。
玻璃網(wǎng) 16g/m2熱熔融膠合網(wǎng)(680d) 15g/m2熱熔融膠合網(wǎng)(340d) 7.5g/m2熱熔融膠合網(wǎng)(170d) 3.8g/m2(比較例1)用圖3所示的玻璃網(wǎng)制造裝置如下所述制造玻璃網(wǎng)。
使用玻璃纖維紗(粗度300旦、比重2.54)作為縱紗，將縱向上紗以1cm的間距延伸匯集，形成紗條組31；將下紗以1cm的間距延伸匯集，使之與上紗重疊，形成紗條組32；在其間夾持將玻璃纖維紗(粗度600旦、比重2.54)以1cm的間距沿橫向延伸匯集形成的紗條組33，由此配置成網(wǎng)狀。
將所得網(wǎng)狀體浸漬于注入了熱塑性乳液樹脂(乙烯-乙烯基乙酸酯共聚樹脂固態(tài)部分30％)的樹脂槽36中。接著將網(wǎng)狀體通過上下配置的膠輥34、35(直徑100mm、寬度40cm)之間，擠去多余的樹脂，在130℃用干燥輥使之干燥，得到由玻璃纖維紗形成的網(wǎng)。
所得網(wǎng)的厚度最薄處為0.12mm，交叉點的最厚處為0.19mm，紗線寬度為0.6mm。
下面，用圖5所示的補強用非織造底布制造裝置制造補強用非織造底布。
縱向使用碳纖維紗(三菱rayon社制造“PYROFIL”(注冊商標))作為強化纖維。用12K將紗寬約為6mm的紗以5mm間距沿縱向延伸匯集，將該碳纖維紗制成無間隙的片狀，作為碳纖維紗片51供給。將上述玻璃纖維紗形成的網(wǎng)54由該碳纖維紗片的下部沿著片的面插入，呈S狀通過上下配置的加熱輥52、53之間，夾持點條件30kg/40cm、上下輥溫度150℃、生產(chǎn)線速度1m/分鐘，得到本發(fā)明的補強用非織造底布。
用電子顯微鏡觀察所得補強用非織造底布橫向紗線截面。其照片如圖6所示?？芍獦?gòu)成網(wǎng)的紗線中存在空隙。另外，由于含浸在網(wǎng)中的熱塑性樹脂融解，網(wǎng)與碳纖維粘合。
玻璃纖維紗中含浸的粘合劑具有吸水特性，玻璃纖維紗被該粘合劑填塞。構(gòu)成玻璃網(wǎng)的紗也含浸粘合劑并干燥，因此收束成圓形，網(wǎng)本身也有厚度。構(gòu)成網(wǎng)的纖維是玻璃，因此補強用非織造底布欠缺柔軟性，用于FRP等時，難以配合曲面。另外，被填塞的網(wǎng)本身存在空隙，用于FRP時，其強度可能受損。
(實施例2)使用將12K碳纖維紗(三菱rayon社制造“PYROFIL”(注冊商標))開纖成紗寬約20mm的紗作為強化纖維。用該紗作為縱向的上紗，以4cm的間距延伸匯集成上層紗條組，為了使下紗線位于上紗的紗線之間，將下紗偏移1/2間距層合，以4cm的間距延伸匯集，形成下層紗條組。
使用烯烴系熱熔融膠合復(fù)絲(三菱rayon社制造；熱熔融膠合PYLEN(注冊商標)170d)作為輔助纖維材料。該輔助纖維材料的皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)絲中，芯部為融點165℃的聚丙烯，鞘部為融點98℃的聚乙烯，粗度為170旦，60根長絲、比重為0.93。
將上述碳纖維紗作為上下兩層的經(jīng)紗紗條組，將皮芯結(jié)構(gòu)的烯烴系熱熔融膠合復(fù)絲的輔助纖維材料作為緯紗使用。
上下兩層的經(jīng)紗紗條之間插入并配置以1cm間距沿橫向延伸匯集的緯紗。接著在上輥設(shè)置外層為不銹鋼的電熱輥，在下輥上設(shè)置大小相同，外層為耐熱硅橡膠的電熱輥，上輥的溫度為100℃，下輥的溫度為80℃，夾持點壓力為1.0kg/cm，生產(chǎn)線速度為1m/分鐘，得到用緯紗的熱熔融膠合紗填塞的1個方向強化纖維補強用非織造底布。
觀察所得補強用非織造底布的截面，與實施例1得到的補強用非織造底布同樣，鞘部融解，成為一體，芯部保形。輔助纖維材料之間極少有氣泡等空隙。另外，通過構(gòu)成低熔點鞘部的聚乙烯，以固著效應(yīng)與碳纖維紗片粘合。
1個方向強化碳纖維紗片通過不具吸水特性的烯烴系復(fù)絲，經(jīng)由固著效應(yīng)填塞，該烯烴系復(fù)絲本身柔軟，因此所得補強用非織造底布很柔順，且可保持片狀。被填塞的烯烴系復(fù)絲本身中不含氣泡，因此用于FRP等時，不會發(fā)生強度受損等情況。
并且，由于只靠緯紗填塞，因此每1m2的補強用非織造底布的重量非常輕。作為填料使用的輔助纖維材料的使用量非常少即可。由此，在用于FRP時，可以使作為補強纖維的強化纖維紗以外的成分極少。
如實施例2所示，作為強化纖維紗，將12k碳纖維紗制成寬度20mm的開纖紗，以20mm間隔并列，對于該強化纖維紗采用各種填塞方法時，每1m2補強用非織造底布的重量如下所示。
實施例2的補強用非織造底布(只是橫向紗)42g/m2使用玻璃網(wǎng) (使用網(wǎng)) 57g/m2(比較例1)使用熱熔融膠合網(wǎng)(680d) (使用網(wǎng)) 56g/m2(實施例1)使用熱熔融膠合網(wǎng)(340d) (使用網(wǎng)) 48g/m2使用熱熔融膠合網(wǎng)(170d) (使用網(wǎng)) 44g/m權(quán)利要求
1.補強用非織造底布，該補強用非織造底布通過輔助纖維材料使強化纖維紗保持為片狀形狀，其特征在于輔助纖維材料含有復(fù)絲，其中所述復(fù)絲采用了由具有熔點差的至少2種或以上的聚合物構(gòu)成的復(fù)合纖維。
2.權(quán)利要求1的補強用非織造底布，其特征在于復(fù)合纖維含有皮部由比芯部的熔點低的聚合物構(gòu)成的皮芯結(jié)構(gòu)。
3.權(quán)利要求1或2的補強用非織造底布，其特征在于具有熔點差的至少2種或以上的聚合物都由烯烴系聚合物構(gòu)成。
4.權(quán)利要求1-3中任一項的補強用非織造底布，其特征在于具有熔點差的至少2種或以上的聚合物中，高熔點聚合物為聚丙烯聚合物，低熔點聚合物為聚乙烯或低熔點聚丙烯聚合物。
5.權(quán)利要求2-4中任一項的補強用非織造底布，其特征在于含有皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維中，該皮芯結(jié)構(gòu)為聚丙烯(芯部)/聚乙烯(皮部)或者聚丙烯(芯部)/低熔點聚丙烯(皮部)。
6.權(quán)利要求1-5中任一項的補強用非織造底布，該補強用非織造底布以強化纖維紗作為經(jīng)紗紗條組，以輔助纖維材料作為緯紗紗條組，層壓2層或以上而成。
7.權(quán)利要求6的補強用非織造底布，其特征在于將具有一定間隔的經(jīng)紗紗條組制成上下兩層，使緯紗紗條組位于其上下之間，在由此形成的三層構(gòu)成中，將下層偏移1/2間距進行層合，使下層紗條組的紗線位于上層紗條組的紗線間。
8.權(quán)利要求1-5中任一項的補強用非織造底布，其特征在于輔助纖維材料構(gòu)成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)至少作為緯紗使用下述復(fù)絲，該復(fù)絲采用了具有熔點差的至少2種或以上的聚合物構(gòu)成的復(fù)合纖維。
9.權(quán)利要求1-8中任一項的補強用非織造底布，其中，片狀保形通過熱熔融膠合進行。
10.權(quán)利要求1-9中任一項的補強用非織造底布，其特征在于強化纖維紗為開纖絲。
11.權(quán)利要求1-10中任一項的補強用非織造底布，其特征在于強化纖維紗沿一個方向?qū)⒍喙裳由靺R集。
12.權(quán)利要求1-10中任一項的補強用非織造底布，其特征在于強化纖維紗形成雙軸強化纖維紗片，該雙軸強化纖維紗片含有將強化纖維紗沿縱向延伸匯集的經(jīng)紗片、將強化纖維紗沿橫向延伸匯集的緯紗片。
13.權(quán)利要求1-10中任一項的補強用非織造底布，其特征在于強化纖維紗形成多軸強化纖維紗片，該多軸強化纖維紗片包括以片的長度方向為0°，將強化纖維紗沿0°方向延伸匯集的紗片、將強化纖維紗沿+α°和-α°(0＜α＜90)方向延伸匯集的紗片、以及將強化纖維紗再沿0°方向和/或90°方向延伸匯集的紗片。
全文摘要
本發(fā)明涉及補強用非織造底布及其制造方法和制造裝置，該補強用非織造底布是至少將經(jīng)紗紗條組和與上述紗條組大致垂直方向延伸匯集的復(fù)合纖維熱熔融膠合復(fù)絲的絲條組重疊，通過熱熔融膠合貼合得到，其中所述經(jīng)紗紗條組是將多股強化纖維紗以一定間隔或密集地沿一定方向延伸匯集而成的。
文檔編號D04H3/153GK1761785SQ20048000723
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者粕谷明, 堀本歷, 楠和也, 前川惠一 申請人:倉敷紡績株式會社