JP7528818B2 - Preform manufacturing method, composite material manufacturing method, and sewing machine for manufacturing preforms - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

本発明は、プリフォームの製造方法、複合材の製造方法及びプリフォーム製造用ミシンに関し、更に詳しくは、プリフォームの製造方法、そのプリフォームを用いる複合材の製造方法及びプリフォーム製造用ミシンに関する。The present invention relates to a method for manufacturing a preform, a method for manufacturing a composite material, and a sewing machine for manufacturing a preform, and more specifically, to a method for manufacturing a preform, a method for manufacturing a composite material using the preform, and a sewing machine for manufacturing a preform.

従来、複合材（繊維強化成形体）を製造する方法として、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法やＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法等が知られている（例えば、特許文献１等を参照）。これらは、強化繊維を含むプリフォーム（繊維集合体）を成形型のキャビティに配置したうえで、キャビティ内に未硬化樹脂を注入して、プリフォームに未硬化樹脂を含浸させた後、未硬化樹脂を硬化させて複合材を得る方法であり、ＶａＲＴＭ法は、上記のなかでも、未硬化樹脂の含浸を補助するためにキャビティ内を脱気する操作を伴う点でＲＴＭ法と異なる。さらに、ミシン（刺繍機）を用いて強化繊維を含む繊維束を基層へ縫着するＴＦＰ（Ｔａｉｌｏｒｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）技術が知られている（例えば、特許文献２等を参照）。Conventionally, methods for manufacturing composite materials (fiber-reinforced molded bodies) include the RTM (Resin Transfer Molding) method and the Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VaRTM) method (see, for example,Patent Document 1, etc.). These methods involve placing a preform (fiber aggregate) containing reinforcing fibers in a mold cavity, injecting uncured resin into the cavity to impregnate the preform with the uncured resin, and then curing the uncured resin to obtain a composite material. The VaRTM method differs from the RTM method in that it involves an operation of degassing the cavity to assist the impregnation of the uncured resin. Furthermore, a TFP (Tailored Fiber Placement) technique is known in which a fiber bundle containing reinforcing fibers is sewn to a base layer using a sewing machine (embroidery machine) (see, for example,Patent Document 2, etc.).

ここで、プリフォームを製造する方法として、例えば、図１７に示すように、ミシンを用いて基層（例えば、ガラスクロス等）へ縫製糸を縫い込むことによって繊維束（例えば、炭素繊維束等）を基層へ縫着し（ＴＦＰ縫い工程ＳＳ１）、次に、その繊維束が縫着された基層の不要部を切除し（トリミング工程ＳＳ２）、次いで、その不要部が切断された基層、繊維束及び縫製糸に対して接着用樹脂を付与し（接着用樹脂付与工程ＳＳ３）、その付与された接着用樹脂を機能させて基層と繊維束を接合して（接合工程ＳＳ４）、プリフォームを得る製法が提案されている。
上記の製法によると、接着用樹脂により基層と繊維束が接合されるため、形状安定性に優れたプリフォームが得られる。そのため、ＲＴＭ法やＶａＲＴＭ法等において、プリフォームを成形型に容易に配置することができる。
なお、上記提案の製法で得られたプリフォームを成形型のキャビティに配置して賦形し（賦形工程ＳＳ５）、キャビティ内に樹脂を充填して固化又は硬化させる（マトリックス形成工程ＳＳ６）ことで、複合材が得られる。 Here, as a method for producing a preform, for example, as shown in FIG. 17, a manufacturing method has been proposed in which a sewing machine is used to sew a sewing thread into a base layer (e.g., glass cloth) to sew a fiber bundle (e.g., carbon fiber bundle) to the base layer (TFP sewing step SS1), then unnecessary parts of the base layer to which the fiber bundle is sewn are cut off (trimming step SS2), and then an adhesive resin is applied to the base layer from which the unnecessary parts have been cut off, the fiber bundle and the sewing thread (adhesive resin application step SS3), and the applied adhesive resin is allowed to function to bond the base layer and the fiber bundle (bonding step SS4) to obtain a preform.
According to the above-mentioned manufacturing method, since the base layer and the fiber bundle are bonded by the adhesive resin, a preform having excellent shape stability can be obtained, and therefore, the preform can be easily placed in a mold in the RTM method, VaRTM method, etc.
The preform obtained by the above proposed manufacturing method is placed in a mold cavity and shaped (shaping step SS5), and the cavity is filled with resin and solidified or hardened (matrix formation step SS6) to obtain a composite material.

特開２０１５－１８６８８４号公報JP 2015-186884 A特表２００９－５０３２７４号公報Special Publication No. 2009-503274

しかし、上記提案の製法では、ＴＦＰ縫い工程ＳＳ１、トリミング工程ＳＳ２、接着用樹脂付与工程ＳＳ３及び接合工程ＳＳ４の４つの工程をこの順で行ってプリフォームを製造しているため、生産効率が低く、また設備費も高くなる。
さらに、トリミング工程ＳＳ２が接着用樹脂付与工程ＳＳ３の前に行われるため、高精度のトリミングを行わないと、トリミングの際に縫製糸を切断してしまい繊維束がほつれてしまう恐れがある。 However, in the above proposed manufacturing method, the preform is manufactured by carrying out four steps, namely, the TFP sewing step SS1, the trimming step SS2, the adhesive resin application step SS3, and the joining step SS4, in the stated order, resulting in low production efficiency and high equipment costs.
Furthermore, since the trimming step SS2 is performed before the adhesive resin application step SS3, unless high-precision trimming is performed, there is a risk that the sewing thread will be cut during trimming, causing the fiber bundle to fray.

なお、特許文献２には、ＴＦＰ技術において、縫製糸及び／又は基層を水溶性物質で形成する技術が記載されている。そのため、特許文献２の技術では、プリフォームを得るために、上記の４つの工程ＳＳ１～ＳＳ４に加えて、水溶性物質の洗浄工程及び乾燥工程が必要となる。Patent Document 2 describes a TFP technique in which the sewing thread and/or base layer is formed from a water-soluble substance. Therefore, in order to obtain a preform, the technique ofPatent Document 2 requires a washing step and a drying step for the water-soluble substance in addition to the above four steps SS1 to SS4.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、形状安定性に優れたプリフォームを効率良く製造することができるプリフォームの製造方法、そのプリフォームを用いる複合材の製造方法、及びそのプリフォームの製造方法に好適に用いられるプリフォーム製造用ミシンを提供することを目的とする。The present invention was made in consideration of the above-mentioned current situation, and aims to provide a method for manufacturing a preform that can efficiently manufacture a preform with excellent shape stability, a method for manufacturing a composite material using the preform, and a sewing machine for manufacturing a preform that is suitable for use in the method for manufacturing the preform.

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基層と、前記基層に縫着された繊維束と、を有して、複合材のコア材となるプリフォームの製造方法であって、前記基層へ縫製糸を縫い込むことによって前記繊維束を前記基層へ縫着する縫着工程と、前記繊維束の縫着ルートの少なくとも一部に接着用樹脂を付与する接着用樹脂付与工程と、前記基層、前記繊維束及び前記縫製糸のうちの２以上を前記接着用樹脂により接合する接合工程と、前記基層の不要部を切除するトリミング工程と、を備え、前記縫製糸の縫い込みを行う際に、前記接着用樹脂の付与を行うことによって、前記縫着工程と、前記接着用樹脂付与工程と、を実質的に同時に行うことを要旨とする。In order to solve the above problem, the invention described inclaim 1 is a manufacturing method for a preform having a base layer and a fiber bundle sewn to the base layer, which serves as a core material of a composite material, and includes a sewing step of sewing the fiber bundle to the base layer by sewing a sewing thread into the base layer, an adhesive resin application step of applying an adhesive resin to at least a part of the sewing route of the fiber bundle, a joining step of joining two or more of the base layer, the fiber bundle, and the sewing thread with the adhesive resin, and a trimming step of cutting off unnecessary parts of the base layer. The gist of the invention is that the sewing step and the adhesive resin application step are performed substantially simultaneously by applying the adhesive resin when sewing the sewing thread.

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記縫着が、ミシンを用いた縫製であり、ミシンヘッドが前記接着用樹脂を付与する付与機構を有する要旨とする。The invention described inclaim 2 is the invention described inclaim 1, in which the sewing is performed using a sewing machine, and the sewing machine head has an application mechanism for applying the adhesive resin.

請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記ミシンヘッドは、縫い針と、前記縫い針の軸回りに回転可能に設けられて、前記繊維束が巻かれたボビンを有する回転体と、を備え、前記付与機構は、前記回転体に設けられるロータリージョイントと、前記ロータリージョイントに形成された前記接着用樹脂の供給通路に接続されるノズルと、を備えることを要旨とする。The invention described inclaim 3 is the invention described inclaim 2, in which the sewing machine head includes a sewing needle and a rotating body that is rotatable around the axis of the sewing needle and has a bobbin around which the fiber bundle is wound, and the application mechanism includes a rotary joint that is provided on the rotating body and a nozzle that is connected to a supply passage for the adhesive resin formed in the rotary joint.

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記トリミング工程は、打抜型を用いて前記基層の不要部を切除する工程であり、前記打抜型が、打ち抜きの際に、前記接着用樹脂を機能させることによって、前記トリミング工程と、前記接合工程と、を実質的に同時に行うことを要旨とする。The invention described inclaim 4 is the invention described in any one ofclaims 1 to 3, in which the trimming step is a step of cutting off unnecessary portions of the base layer using a punching die, and the punching die causes the adhesive resin to function during punching, thereby performing the trimming step and the joining step substantially simultaneously.

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記接着用樹脂が、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂であり、前記打抜型は、加熱部を有し、前記加熱部の加熱により、前記熱可塑性樹脂を溶融、及び／又は、前記熱硬化性樹脂を硬化、させて前記接着用樹脂を機能させることを要旨とする。The invention described inclaim 5 is the invention described inclaim 4, in which the adhesive resin is a thermoplastic resin and/or a thermosetting resin, the punching die has a heating section, and the adhesive resin is made to function by melting the thermoplastic resin and/or curing the thermosetting resin by heating the heating section.

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記接着用樹脂が、光硬化性樹脂であり、前記接合工程は、前記トリミング工程前に、前記光硬化性樹脂に対して光照射を行う工程であることを要旨とする。The invention described in claim 6 is the invention described in any one ofclaims 1 to 3, in which the adhesive resin is a photocurable resin, and the joining process is a process of irradiating the photocurable resin with light before the trimming process.

上記問題を解決するために、請求項７に記載の発明は、複合材の製造方法であって、請求項１乃至６のうちのいずれかに記載のプリフォームの製造方法により得られたプリフォームを、成形型内に配置して賦形する賦形工程と、前記成形型内に、熱硬化性樹脂を充填して硬化、又は、熱可塑性樹脂を充填して固化、するマトリックス形成工程と、を備えることを要旨とする。In order to solve the above problems, the invention described inclaim 7 is a method for manufacturing a composite material, which includes a shaping step in which a preform obtained by the preform manufacturing method described in any one ofclaims 1 to 6 is placed in a mold and shaped, and a matrix formation step in which a thermosetting resin is filled in the mold and hardened, or a thermoplastic resin is filled in the mold and solidified.

上記問題を解決するために、請求項８に記載の発明は、基層と、前記基層に縫着された繊維束と、を有して、複合材のコア材となるプリフォームを製造するためのミシンであって、ミシンヘッドが接着用樹脂を付与する付与機構を有することを要旨とする。In order to solve the above problem, the invention described inclaim 8 is a sewing machine for manufacturing a preform that has a base layer and a fiber bundle sewn to the base layer and serves as a core material for a composite material, and the sewing machine head has an application mechanism for applying an adhesive resin.

本発明のプリフォームの製造方法によると、基層へ縫製糸を縫い込むことによって繊維束を基層へ縫着する縫着工程と、繊維束の縫着ルートの少なくとも一部に接着用樹脂を付与する接着用樹脂付与工程と、基層、繊維束及び縫製糸のうちの２以上を接着用樹脂により接合する接合工程と、基層の不要部を切除するトリミング工程と、を備える。そして、縫製糸の縫い込みを行う際に、接着用樹脂の付与を行うことによって、縫着工程と、接着用樹脂付与工程と、を実質的に同時に行う。これにより、形状安定性に優れたプリフォームを効率良く製造でき、設備費を低減することができる。さらに、トリミング工程の前に接着用樹脂付与工程が行われるため、トリミングの際に縫製糸が切断されても、接着用樹脂の接合により繊維束がほつれてしまうことが抑制される。そのため、トリミングの精度に余裕ができてトリミングを容易に行うことができる。According to the preform manufacturing method of the present invention, the method includes a sewing step of sewing a fiber bundle to a base layer by sewing a sewing thread into the base layer, an adhesive resin application step of applying an adhesive resin to at least a part of the sewing route of the fiber bundle, a joining step of joining two or more of the base layer, the fiber bundle, and the sewing thread with an adhesive resin, and a trimming step of cutting off unnecessary parts of the base layer. The sewing step and the adhesive resin application step are performed substantially simultaneously by applying an adhesive resin when sewing the sewing thread. This allows efficient manufacturing of a preform with excellent shape stability and reduces equipment costs. Furthermore, since the adhesive resin application step is performed before the trimming step, even if the sewing thread is cut during trimming, the fiber bundle is prevented from fraying due to the bonding of the adhesive resin. Therefore, trimming can be performed easily with a margin of accuracy.

また、前記縫着が、ミシンを用いた縫製であり、ミシンヘッドが前記接着用樹脂を付与する付与機構を有する場合は、繊維束の縫着ルートに対して接着用樹脂を正確に付与することができる。In addition, if the sewing is performed using a sewing machine and the sewing machine head has an application mechanism for applying the adhesive resin, the adhesive resin can be applied accurately to the sewing route of the fiber bundle.

また、前記ミシンヘッドが、縫い針と、前記縫い針の軸回りに回転可能に設けられて、前記繊維束が巻かれたボビンを有する回転体と、を備え、前記付与機構が、前記回転体に設けられるロータリージョイントと、前記ロータリージョイントに形成された前記接着用樹脂の供給通路に接続されるノズルと、を備える場合は、回転体の回転制御により、ボビンから繰り出される繊維束が縫着ルートに沿って供給されるとともに、接着用樹脂の供給用配管が絡まることなく、ロータリージョイントの供給通路を介して接着用樹脂がノズルに供給されて縫着ルートに付与される。In addition, when the sewing machine head includes a sewing needle and a rotating body that is rotatable around the axis of the sewing needle and has a bobbin around which the fiber bundle is wound, and the application mechanism includes a rotary joint that is provided on the rotating body and a nozzle that is connected to a supply passage for the adhesive resin formed in the rotary joint, the fiber bundle that is unwound from the bobbin is supplied along the sewing route by controlling the rotation of the rotating body, and the adhesive resin is supplied to the nozzle via the supply passage of the rotary joint and applied to the sewing route without the adhesive resin supply piping becoming tangled.

また、前記トリミング工程が、打抜型を用いて前記基層の不要部を切除する工程であり、前記打抜型が、打ち抜きの際に、前記接着用樹脂を機能させることによって、前記トリミング工程と、前記接合工程と、を実質的に同時に行う場合は、プリフォームを更に効率良く製造することができる。In addition, if the trimming step is a step of cutting out unnecessary portions of the base layer using a punching die, and the punching die causes the adhesive resin to function during punching, thereby performing the trimming step and the joining step substantially simultaneously, the preform can be manufactured even more efficiently.

また、前記接着用樹脂が、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂であり、前記打抜型が、加熱部を有し、前記加熱部の加熱により、前記熱可塑性樹脂を溶融、及び／又は、前記熱硬化性樹脂を硬化、させて前記接着用樹脂を機能させる場合は、打抜型の加熱部により接着用樹脂を効果的に機能させることができる。In addition, when the adhesive resin is a thermoplastic resin and/or a thermosetting resin, and the punching die has a heating section, and the adhesive resin is made to function by melting the thermoplastic resin and/or curing the thermosetting resin through heating by the heating section, the adhesive resin can be made to function effectively by the heating section of the punching die.

また、前記接着用樹脂が、光硬化性樹脂であり、前記接合工程が、前記トリミング工程前に、前記光硬化性樹脂に対して光照射を行う工程である場合は、トリミング工程の前に、光照射により接着用樹脂を効果的に機能させることができる。In addition, if the adhesive resin is a photocurable resin and the joining process is a process of irradiating the photocurable resin with light before the trimming process, the adhesive resin can be made to function effectively by irradiating it with light before the trimming process.

本発明の複合材の製造方法によると、上記のプリフォームの製造方法により得られたプリフォームを、成形型内に配置して賦形する賦形工程と、前記成形型内に、熱硬化性樹脂を充填して硬化、又は、熱可塑性樹脂を充填して固化、するマトリックス形成工程と、を備える。これにより、形状安定性に優れたプリフォームを成形型内に容易に配置することができる。よって、複合材を効率良く製造することができる。The composite material manufacturing method of the present invention includes a shaping step in which the preform obtained by the above preform manufacturing method is placed in a mold and shaped, and a matrix formation step in which the mold is filled with a thermosetting resin and hardened, or filled with a thermoplastic resin and solidified. This makes it possible to easily place a preform with excellent shape stability in the mold. This allows the composite material to be manufactured efficiently.

本発明のプリフォーム製造用ミシンによると、ミシンヘッドが接着用樹脂を付与する付与機構を有する。これにより、縫製糸の縫い込みを行う際に、付与機構により接着用樹脂の付与を行うことができる。よって、形状安定性に優れたプリフォームを効率良く製造でき、設備費を低減することができる。According to the sewing machine for manufacturing preforms of the present invention, the sewing machine head has an application mechanism for applying adhesive resin. This allows the application mechanism to apply adhesive resin when sewing the sewing thread. This makes it possible to efficiently manufacture preforms with excellent shape stability and reduce equipment costs.

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例１に係るプリフォームの製造方法（縫着工程及び接着用樹脂付与工程）を説明するための説明図である。上記縫着工程及び接着用樹脂付与工程を経て得られるプリフォームの前駆体の斜視図である。上記プリフォームの製造方法（接合工程及びトリミング工程）を説明するための説明図であり、（ａ）は打抜型の打抜き前の状態を示し、（ｂ）は打抜型の打抜き後の状態を示し、（ｃ）は得られたプリフォームの断面図を示す。実施例１に係る複合材の製造方法を説明するための説明図であり、（ａ）は成形型内にプリフォームを配置した状態を示し、（ｂ）は成形型によりプリフォームを賦形し樹脂充填した状態を示す。上記複合材の製造方法を説明するための説明図である。上記縫着工程を説明するための説明図であり、（ａ）は基層上に繊維束を引き揃えて配置する形態を示し、（ｂ）は基層上に繊維束を蛇腹状に配置する形態を示し、（ｃ）は基層上に繊維束を螺旋状に配置する形態を示す。上記縫着工程を説明するための説明図であり、（ａ）は基層上に複層の繊維束を縫着する形態を示し、（ｂ）は基層の表裏の両面に繊維束を縫着する形態を示す。上記接着用樹脂付与工程を説明するための説明図であり、（ａ）は繊維束の繊維ルートの全部に接着用樹脂を付与する形態を示し、（ｂ）は繊維束の繊維ルートの一部に接着用樹脂を付与する形態を示す。上記接着用樹脂付与工程を説明するための説明図であり、（ａ）は接着用樹脂をライン状に付与する形態を示し、（ｂ）は接着用樹脂をドット状に付与する形態を示す。上記複合材の要部断面図であり、（ａ）は単一のプリフォームを備える形態を示し、（ｂ）は複数のプリフォームを備える形態を示す。実施例１に係るプリフォーム製造用ミシンの全体図である。上記ミシンの動作制御を説明するためのブロック図である。上記ミシンの要部断面図である。上記ミシンの作用説明図であり、（ａ）は第１の縫い進み方向に沿って繊維束を縫着する状態を示し、（ｂ）は第１の縫い進み方向と交差する第２の縫い進み方向に沿って繊維束を縫着する状態を示す。実施例２に係るプリフォームの製造方法（縫着工程、接着用樹脂付与工程及び接合工程）を説明するための説明図である。実施例２に係る複合材の製造方法を説明するための説明図である。提案されたプリフォームの製造方法を説明するための説明図である。 The present invention will be further described in the following detailed description by way of non-limiting examples of exemplary embodiments according to the invention and with reference to the several drawings mentioned, in which like reference numerals refer to like parts throughout the several views of the drawings.
4A to 4C are explanatory views for explaining a method for manufacturing the preform according to the first embodiment (a sewing step and an adhesive resin applying step). FIG. 2 is a perspective view of a precursor of the preform obtained through the sewing step and the adhesive resin application step. 1A and 1B are explanatory diagrams for explaining the manufacturing method of the preform (joining step and trimming step), in which (a) shows the state of the punching die before punching, (b) shows the state of the punching die after punching, and (c) shows a cross-sectional view of the obtained preform. 1A and 1B are explanatory diagrams for explaining a manufacturing method of a composite material according to Example 1, in which (a) shows a state in which a preform is placed in a molding die, and (b) shows a state in which the preform is shaped by the molding die and filled with resin. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a method for producing the composite material. 1A and 1B are explanatory diagrams for explaining the sewing process, in which (a) shows a form in which fiber bundles are aligned and arranged on a base layer, (b) shows a form in which fiber bundles are arranged in a bellows shape on the base layer, and (c) shows a form in which fiber bundles are arranged in a spiral shape on the base layer. 1A and 1B are explanatory diagrams for explaining the sewing process, in which (a) shows a form in which multiple layers of fiber bundles are sewn onto a base layer, and (b) shows a form in which fiber bundles are sewn onto both the front and back surfaces of the base layer. 1A and 1B are explanatory diagrams for explaining the adhesive resin application step, in which (a) shows a form in which an adhesive resin is applied to the entire fiber route of a fiber bundle, and (b) shows a form in which an adhesive resin is applied to a part of the fiber route of a fiber bundle. 3A and 3B are explanatory views for illustrating the adhesive resin applying step, in which FIG. 3A shows a form in which the adhesive resin is applied in lines, and FIG. 3B shows a form in which the adhesive resin is applied in dots. 3A and 3B are cross-sectional views of essential parts of the composite material, in which FIG. 3A shows a form having a single preform, and FIG. 3B shows a form having a plurality of preforms. 1 is an overall view of a sewing machine for manufacturing a preform according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a block diagram for explaining operation control of the sewing machine. FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the sewing machine. 1A and 1B are diagrams for explaining the operation of the sewing machine, in which (a) shows a state in which a fiber bundle is sewn along a first sewing direction, and (b) shows a state in which a fiber bundle is sewn along a second sewing direction that intersects with the first sewing direction. 11A to 11C are explanatory views for explaining a method for manufacturing a preform according to Example 2 (a sewing step, an adhesive resin applying step, and a joining step). FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing method of a composite material according to Example 2. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a proposed method for manufacturing a preform.

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。The matters set forth herein are illustrative and are intended to provide an illustrative description of the embodiments of the present invention, with the objective of providing what is believed to be the most effective and easily understood explanation of the principles and conceptual features of the present invention. In this regard, it is not intended to provide structural details of the present invention beyond the extent necessary for a fundamental understanding of the present invention, but rather to make clear to those skilled in the art, through the description in conjunction with the drawings, how some forms of the present invention may be embodied in practice.

＜プリフォームの製造方法＞
本実施形態に係るプリフォームの製造方法は、例えば、図１～図３及び図５に示すように、基層２と、基層２に縫着された繊維束３と、を有して、複合材７のコア材となるプリフォーム１の製造方法であって、基層２へ縫製糸４を縫い込むことによって繊維束３を基層２へ縫着する縫着工程Ｓ１と、繊維束３の縫着ルートの少なくとも一部に接着用樹脂５を付与する接着用樹脂付与工程Ｓ２と、基層２、繊維束３及び縫製糸４のうちの２以上を接着用樹脂５により接合する接合工程Ｓ３と、基層２の不要部２ａを切除するトリミング工程Ｓ４と、を備える。そして、縫製糸４の縫い込みを行う際に、接着用樹脂５の付与を行うことによって、縫着工程Ｓ１と、接着用樹脂付与工程Ｓ２と、を実質的に同時に行う。<Preform manufacturing method>
1 to 3 and 5, the method for manufacturing a preform according to the present embodiment is a method for manufacturing apreform 1 having abase layer 2 and afiber bundle 3 sewn to thebase layer 2, which is a core material of acomposite material 7, and includes a sewing step S1 for sewing thefiber bundle 3 to thebase layer 2 by sewing asewing thread 4 into thebase layer 2, an adhesive resin application step S2 for applying anadhesive resin 5 to at least a part of the sewing route of thefiber bundle 3, a joining step S3 for joining two or more of thebase layer 2, thefiber bundle 3 and thesewing thread 4 with theadhesive resin 5, and a trimming step S4 for cutting off anunnecessary portion 2a of thebase layer 2. The sewing step S1 and the adhesive resin application step S2 are performed substantially simultaneously by applying theadhesive resin 5 when sewing thesewing thread 4.

上記「縫着工程Ｓ１」の縫着形態は限定されない。この縫着工程Ｓ１では、例えば、基層２に対して繊維束３を複列に平面状に並べて配置して縫着することができる。より具体的には、所定面を埋めるように複数本の繊維束３を引き揃えて縫着することができる（図６（ａ）参照）。さらに、繊維束３を折りたたんで所定面を埋めるように縫着することができる。例えば、１本の繊維束３を蛇腹状に折り畳んで配置して縫着したり（図６（ｂ）参照）、螺旋状（円螺旋、多角形螺旋等）に巻回することによって折り畳んで配置して縫着したり（図６（ｃ）参照）することができる。The sewing form of the above-mentioned "sewing step S1" is not limited. In this sewing step S1, for example, thefiber bundles 3 can be arranged in double rows in a planar manner and sewn to thebase layer 2. More specifically, a plurality offiber bundles 3 can be aligned and sewn to fill a specific surface (see FIG. 6(a)). Furthermore, thefiber bundles 3 can be folded and sewn to fill a specific surface. For example, onefiber bundle 3 can be folded and arranged in an accordion-like manner and sewn (see FIG. 6(b)), or folded and arranged by winding it in a spiral shape (circular spiral, polygonal spiral, etc.) and sewn (see FIG. 6(c)).

縫着工程Ｓ１では、例えば、基層２に対して１層となるように繊維束３を敷き詰めて縫着してもよいし（図２参照）、２層以上となるように複層に繊維束３を敷き詰めて縫着してもよい（図７（ａ）参照）。さらに、基層２の表裏に繊維束３を各々敷き詰めて縫着してもよい（図７（ｂ）参照）。また、２層以上に敷き詰めて縫着する場合や、表裏に敷き詰めて縫着する場合には、一層を構成する繊維束３の配列方向と、隣接される他層を構成する繊維束３の配列方向と、は平行に配置してもよいが、配列方向が異なるように、交差させて配置できる。この場合、交差角度は９０度以下（０度＜θ≦９０度）にすることができる。In the sewing step S1, for example, thefiber bundles 3 may be laid and sewn to thebase layer 2 in one layer (see FIG. 2), or thefiber bundles 3 may be laid and sewn in multiple layers to form two or more layers (see FIG. 7(a)). Furthermore, thefiber bundles 3 may be laid and sewn to the front and back of the base layer 2 (see FIG. 7(b)). When laying and sewing in two or more layers or laying and sewing on the front and back, the arrangement direction of thefiber bundles 3 constituting one layer and the arrangement direction of thefiber bundles 3 constituting the adjacent other layer may be arranged parallel to each other, but they may be arranged to cross each other so that the arrangement directions are different. In this case, the crossing angle can be 90 degrees or less (0 degrees < θ ≦ 90 degrees).

なお、上記の各種の縫着態様は、１種のみを用いてよく２種以上を併用してもよい。また、当然ながら、上記以外の縫着形態を利用できる。特に、複合材７の狙いの強度分布等に応じて、２種以上の縫着態様を併用して、基層２に対して粗密の差をつけて繊維束３を縫着することが好ましい。
また、縫着工程Ｓ１では、通常、基層２に繊維束３が縫着された縫着領域Ｒ１と繊維束３が縫着されない非縫着領域Ｒ２とが形成される（図８（ａ）参照）。この非縫着領域Ｒ２の少なくとも一部を含む基層２の部分は、後述のトリミング工程Ｓ４で不要部２ａとして切除される。 The above-mentioned various sewing modes may be used alone or in combination of two or more. Needless to say, sewing modes other than those mentioned above may also be used. In particular, it is preferable to use two or more sewing modes in combination to sew thefiber bundles 3 to thebase layer 2 with different densities depending on the target strength distribution of thecomposite material 7.
In the sewing step S1, a sewn region R1 where thefiber bundles 3 are sewn to thebase layer 2 and a non-sewn region R2 where thefiber bundles 3 are not sewn to thebase layer 2 are usually formed (see FIG. 8(a)). A portion of thebase layer 2 including at least a part of the non-sewn region R2 is cut off as anunnecessary portion 2a in a trimming step S4 described later.

縫着工程Ｓ１では、例えば、ミシン（刺繍機）１１を用いて基層２へ縫製糸４を縫い込むことができる。このミシン１１としては、例えば、図１１及び図１２に示すように、ミシンヘッド１２が、縫い針１５と、縫い針１５の軸回りに回転可能に設けられて、繊維束３が巻かれたボビン１６を有する回転体１７と、を備える形態を採用できる。より具体的に、ミシンヘッド１２と、ミシンヘッド１２の下方で平面方向に移動可能に設けられて基層２を保持する保持枠１３と、を備え、保持枠１３の移動制御及び回転体１７の回転制御によって、繊維束３の縫着ルートに沿ってボビン１６から繰り出される繊維束３を縫い針１５で基層２に縫着する形態を採用できる。In the sewing step S1, for example, a sewing machine (embroidery machine) 11 can be used to sew thesewing thread 4 into thebase layer 2. As shown in Figs. 11 and 12, thesewing machine 11 can have asewing machine head 12 equipped with asewing needle 15 and arotating body 17 that is rotatable around the axis of thesewing needle 15 and has abobbin 16 around which thefiber bundle 3 is wound. More specifically, the sewing machine can have asewing machine head 12 and a holdingframe 13 that is movable in a planar direction below thesewing machine head 12 and holds thebase layer 2, and thefiber bundle 3 that is unwound from thebobbin 16 along the sewing route of thefiber bundle 3 is sewn to thebase layer 2 by thesewing needle 15 through movement control of the holdingframe 13 and rotation control of therotating body 17.

上記「接着用樹脂付与工程Ｓ２」の付与形態は限定されない。この付与工程Ｓ２では、例えば、繊維束３の縫着ルート（縫着領域Ｒ１）の全部に接着用樹脂５を付与してもよいし、繊維束３の縫着ルートの一部に接着用樹脂５を付与してもよい。これらの形態は、プリフォーム１の形状安定性及び強度等の観点から適宜選択される。
より具体的に、図８（ａ）に示すように、繊維束３の縫着ルート（図中に４５度ハッチングで示す領域Ｒ１）の全域に接着用樹脂５を付与してもよいし、図８（ｂ）に示すように、繊維束３の縫着ルート（図中に４５度ハッチングで示す領域Ｒ１）の一部（図中に１３５度ハッチングで示す領域Ｒ１’）に接着用樹脂５を付与してもよい。
さらに、繊維束３の縫着ルートの一部に接着用樹脂５を付与する場合には、例えば、その一部は、トリミング工程Ｓ４で切除される基層２の不要部２ａに隣接する部位を含むことができる。これにより、トリミングの際に縫製糸４が切断されても、接着用樹脂５の接合により繊維束３がほつれてしまうことが抑制される。 The application form of the above-mentioned "adhesive resin application step S2" is not limited. In this application step S2, for example, theadhesive resin 5 may be applied to the entire sewing route (sewn region R1) of thefiber bundle 3, or theadhesive resin 5 may be applied to a part of the sewing route of thefiber bundle 3. These forms are appropriately selected from the viewpoints of the shape stability and strength of thepreform 1, etc.
More specifically, as shown in FIG. 8( a ), theadhesive resin 5 may be applied to the entire sewing route of the fiber bundle 3 (region R1 shown by 45-degree hatching in the figure), or as shown in FIG. 8( b ), theadhesive resin 5 may be applied to a portion (region R1′ shown by 135-degree hatching in the figure) of the sewing route of the fiber bundle 3 (region R1 shown by 45-degree hatching in the figure).
Furthermore, when theadhesive resin 5 is applied to a part of the sewing route of thefiber bundle 3, for example, the part may include a portion adjacent to theunnecessary portion 2a of thebase layer 2 to be cut off in the trimming step S4. This prevents thefiber bundle 3 from fraying due to the bonding of theadhesive resin 5, even if thesewing thread 4 is cut during trimming.

接着用樹脂付与工程Ｓ２では、例えば、繊維束３の縫着ルートに沿って基層２上に配置された縫着後又は縫着前の繊維束３上に接着用樹脂５を付与することができる（図１参照）。この場合、例えば、繊維束３の側縁からはみ出ないように接着用樹脂５を付与してもよいし、はみ出るように接着用樹脂５を付与してもよい。In the adhesive resin application step S2, for example,adhesive resin 5 can be applied onto thefiber bundles 3 that are arranged on thebase layer 2 along the sewing route of thefiber bundles 3, either before or after sewing (see FIG. 1). In this case, for example,adhesive resin 5 can be applied so that it does not protrude from the side edges of thefiber bundles 3, oradhesive resin 5 can be applied so that it protrudes.

接着用樹脂付与工程Ｓ２では、例えば、図１３に示すように、ミシンヘッド１２が接着用樹脂５を付与する付与機構２３を有するミシン１１を採用できる。この付与機構２３は、例えば、回転体１７に設けられるロータリージョイント（回転継手）２４と、ロータリージョイント２４に形成された接着用樹脂５の供給通路２７に接続されるノズル２５と、を備えることができる。これにより、回転体１７の回転時に供給用配管２９が絡まることなく、繊維束３の縫着ルートに対して接着用樹脂５を正確に付与することができる。
また、付与機構２３としては、例えば、チュービング式、空圧式、容量計量式、ジェット式、プランジャー式のディスペンサなどを採用できる。 13, for example, asewing machine 11 can be used in the adhesive resin applying step S2, in which asewing machine head 12 has an applyingmechanism 23 for applying theadhesive resin 5. The applyingmechanism 23 can include, for example, a rotary joint 24 provided on therotating body 17, and anozzle 25 connected to asupply passage 27 for theadhesive resin 5 formed in the rotary joint 24. This allows theadhesive resin 5 to be accurately applied to the sewing route of thefiber bundle 3 without thesupply pipe 29 becoming entangled when therotating body 17 rotates.
As theapplication mechanism 23, for example, a tubing type, pneumatic type, volumetric measuring type, jet type, or plunger type dispenser can be used.

接着用樹脂５の形態は限定されない。接着用樹脂５としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂（ＵＶ硬化性樹脂を含む）などを採用できる。これらのうち、複合材７のマトリックス樹脂９に対する接着用樹脂５（接着層５’）の異物感の低減性等の観点から、接着用樹脂５として複合材７のマトリックス樹脂９と同種の樹脂を採用することが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体などのポリオレフィンの酸変性物、エチレン・酢酸ビニル共重合体の酸変性物、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、アイオノマーなどを用いることができる。これらは単独で、又は複数種を混合して採用できる。さらに、硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。これらは単独で、又は複数種を混合して採用できる。
また、接着用樹脂５の含有割合は、例えば、プリフォーム１をなす全構成繊維１００質量％に対して１～５％とすることができる。さらに、接着用樹脂５は、例えば、液状で付与されてもよいし、粉体等の固形で付与されてもよい。さらに、接着用樹脂５は、例えば、繊維束３の縫着ルートに沿ってライン状に付与されてもよいし（図９（ａ）参照）、ドット状に付与されてもよい（図９（ｂ）参照）。さらに、接着用樹脂５の付与形態としては、例えば、ノズル、スプレー、ロールなどによる塗布や散布を採用できる。 The form of theadhesive resin 5 is not limited. For example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin (including a UV curable resin), etc. can be used as theadhesive resin 5. Among these, it is preferable to use the same type of resin as thematrix resin 9 of thecomposite material 7 as theadhesive resin 5 from the viewpoint of reducing the foreign body sensation of the adhesive resin 5 (adhesive layer 5') relative to thematrix resin 9 of thecomposite material 7.
Examples of the thermoplastic resin include acid-modified polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymers, acid-modified ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene-methacrylic acid copolymers, and ionomers. These may be used alone or in combination. Examples of the curable resin include epoxy resins, acrylic resins, and silicone resins. These may be used alone or in combination.
The content of theadhesive resin 5 can be, for example, 1 to 5% with respect to 100% by mass of all the constituent fibers of thepreform 1. Theadhesive resin 5 can be applied in a liquid form or in a solid form such as a powder. Theadhesive resin 5 can be applied in a line shape along the sewing route of the fiber bundle 3 (see FIG. 9(a)), or in a dot shape (see FIG. 9(b)). Theadhesive resin 5 can be applied in a form such as coating or scattering using a nozzle, spray, roll, or the like.

上記「接合工程Ｓ３」の接合形態は限定されない。この接合工程Ｓ３では、例えば、加熱により熱可塑性樹脂（接着用樹脂５）を溶融して機能させたり、加熱により熱硬化性樹脂（接着用樹脂５）を硬化させて機能させたり、光照射により光硬化性樹脂（接着用樹脂５）を硬化させて機能させたりすることができる。このように接着用樹脂５を機能させることで、基層２、繊維束３及び縫製糸４のうちの２以上が接合されるため、プリフォーム１の形状安定性（即ち、取扱性）が高められる。The bonding form of the above-mentioned "bonding step S3" is not limited. In this bonding step S3, for example, the thermoplastic resin (adhesive resin 5) can be melted by heating to function, the thermosetting resin (adhesive resin 5) can be hardened by heating to function, or the photosetting resin (adhesive resin 5) can be hardened by light irradiation to function. By making theadhesive resin 5 function in this way, two or more of thebase layer 2,fiber bundle 3, andsewing thread 4 are bonded, thereby improving the shape stability (i.e., handleability) of thepreform 1.

接着用樹脂５が熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂である場合、接合工程Ｓ３は、例えば、トリミング工程Ｓ４前に行われてもよいが、生産効率等の観点から、後述するように、トリミング工程Ｓ４と実質的に同時に行うことが好ましい。
また、接着用樹脂５が光硬化性樹脂である場合、接合工程Ｓ３は、例えば、トリミング工程Ｓ４前に、光硬化性樹脂に対して光照射を行って光硬化性樹脂を機能させることができる。特に、生産効率等の観点から、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２と接合工程Ｓ３とを実質的に同時に行うことが好ましい。 When theadhesive resin 5 is a thermoplastic resin or a thermosetting resin, the bonding step S3 may be performed, for example, before the trimming step S4. However, from the viewpoint of production efficiency, etc., it is preferable to perform the bonding step S3 substantially simultaneously with the trimming step S4, as described below.
Furthermore, when theadhesive resin 5 is a photocurable resin, the bonding step S3 can be performed, for example, by irradiating the photocurable resin with light before the trimming step S4. In particular, from the viewpoint of production efficiency, it is preferable to perform the sewing step S1, the adhesive resin application step S2, and the bonding step S3 substantially simultaneously.

上記「トリミング工程Ｓ４」のトリミング形態は限定されない。このトリミング工程Ｓ４では、例えば、ハサミやレーザーにより基層２の不要部２ａを切除してもよいが、生産効率等の観点から、打抜型４１を用いて基層２の不要部２ａを切除することが好ましい。この場合、例えば、図３に示すように、打抜型４１が、打ち抜きの際に、接着用樹脂５を機能させることができる。これにより、トリミング工程Ｓ４と、接合工程Ｓ３と、を実質的に同時に行うことができる。
より具体的に、接着用樹脂５が、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂であり、打抜型４１は、加熱部４３を有し、加熱部４３の加熱により、熱可塑性樹脂を溶融、及び／又は、熱硬化性樹脂を硬化、させて接着用樹脂５を機能させることができる。この場合、例えば、加熱部４３と熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂とが接触することで（好ましくは、加熱部４３が熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂を押圧することで）、接着用樹脂５を効果的に機能させることができる。
また、加熱部４３としては、電熱線を用いる電気ヒータや熱流体を用いる機構などを採用できる。 The trimming form of the above-mentioned "trimming step S4" is not limited. In this trimming step S4, theunnecessary portion 2a of thebase layer 2 may be cut off with scissors or a laser, for example. However, from the viewpoint of production efficiency, it is preferable to cut off theunnecessary portion 2a of thebase layer 2 using apunching die 41. In this case, for example, as shown in FIG. 3, the punching die 41 can cause theadhesive resin 5 to function during punching. This allows the trimming step S4 and the joining step S3 to be performed substantially simultaneously.
More specifically, theadhesive resin 5 is a thermoplastic resin and/or a thermosetting resin, and the punching die 41 has aheating section 43, and theadhesive resin 5 can be made to function by melting the thermoplastic resin and/or curing the thermosetting resin by heating theheating section 43. In this case, for example, theadhesive resin 5 can be made to function effectively by contacting theheating section 43 with the thermoplastic resin and/or the thermosetting resin (preferably by theheating section 43 pressing the thermoplastic resin and/or the thermosetting resin).
As theheating unit 43, an electric heater using an electric heating wire or a mechanism using a thermal fluid can be used.

上記「プリフォーム（繊維集合体）１」は、例えば、図３（ｃ）に示すように、基層２と、基層２に縫着された繊維束３と、を有する。このプリフォームは、例えば、基層２、繊維束３及び縫製糸４のうちの２以上を接合する接着層５’を有することができる。この接着層５’は、上記の接着用樹脂５により形成される層である。The above-mentioned "preform (fiber aggregate) 1" has abase layer 2 and afiber bundle 3 sewn to thebase layer 2, as shown in FIG. 3(c), for example. This preform can have an adhesive layer 5' that bonds two or more of thebase layer 2, thefiber bundle 3, and thesewing thread 4. This adhesive layer 5' is a layer formed by the above-mentionedadhesive resin 5.

基層２として、不織布、織物及び編物等のうちの１種又は２種以上を採用できる。例えば、繊維束３が織物製の基層２に縫着された形態や、繊維束３が不織布製の基層２に縫着された形態が挙げられる。さらに、繊維束３を縫着する縫製糸４はどのような繊維を用いてもよい。即ち、後述する強化繊維と同様の繊維を用いてもよく、強化繊維以外の他の繊維を用いてもよい。さらに、縫製糸４のテンションにより、繊維束３の拘束の程度を自在に制御できる。従って、基層２に対して繊維束３を強固に固定しながら、繊維束３の可動性（基層２に対する可動性、及び／又は、繊維束３同士の間の可動性）を、繊維束３を製織してなる織布等と比較してより多く確保できる。その結果、例えば、プリフォーム１の柔軟性を高く保つことができる。As thebase layer 2, one or more of nonwoven fabric, woven fabric, knitted fabric, etc. can be used. For example, thefiber bundle 3 may be sewn to thebase layer 2 made of woven fabric, or thefiber bundle 3 may be sewn to thebase layer 2 made of nonwoven fabric. Furthermore, any fiber may be used for thesewing thread 4 that sews thefiber bundle 3. That is, the same fiber as the reinforcing fiber described later may be used, or a fiber other than the reinforcing fiber may be used. Furthermore, the degree of restraint of thefiber bundle 3 can be freely controlled by the tension of thesewing thread 4. Therefore, while thefiber bundle 3 is firmly fixed to thebase layer 2, the mobility of the fiber bundle 3 (the mobility relative to thebase layer 2 and/or the mobility between the fiber bundles 3) can be secured more than in a woven fabric made by weaving the fiber bundles 3. As a result, for example, the flexibility of thepreform 1 can be maintained high.

基層２は、織物であることが好ましい。これは、繊維束３を縫着し易いこと、縫着した際の縫製糸４に対する拘束が高いこと、基層２として柔軟性に優れること、更には、マトリックス樹脂（未固化物）を含浸させ易いこと等の利点を有するためである。織物を構成する繊維には、どのような繊維を用いてもよい。即ち、後述する強化繊維と同様の繊維を用いてもよく、強化繊維以外の他の繊維を用いてもよい。Thebase layer 2 is preferably a woven fabric. This has the advantages of being easy to sew thefiber bundles 3, having a high degree of restraint on thesewing thread 4 when sewn, having excellent flexibility as thebase layer 2, and being easy to impregnate with the matrix resin (unsolidified material). Any type of fiber may be used as the fiber constituting the woven fabric. That is, the same fibers as the reinforcing fibers described below may be used, or fibers other than the reinforcing fibers may be used.

繊維束３は、連続繊維を束ねた形態であり、連続繊維の一部又は全部として強化繊維が含まれる。即ち、繊維束３は、強化繊維のみから形成されてもよいし、強化繊維以外の他の繊維を含んでもよい。Thefiber bundle 3 is in the form of continuous fibers bundled together, and contains reinforcing fibers as part or all of the continuous fibers. That is, thefiber bundle 3 may be formed only from reinforcing fibers, or may contain fibers other than reinforcing fibers.

強化繊維は、通常の繊維に比べて機械的強度に優れる繊維であり、例えば、ＪＩＳ Ｌ１０１５による引張強さにおいて７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上（通常５０ｃＮ／ｄｔｅｘ）を有する繊維が好ましい。
また、強化繊維は、無機材料からなる繊維であってもよく、有機材料からなる繊維であってもよく、これらを併用した繊維であってもよい。無機材料繊維としては、炭素繊維（ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維）、ガラス繊維、金属繊維などが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。また、有機材料繊維としては、芳香族ポリアミド樹脂繊維（パラ型アラミド：商品名「ケブラー」、商品名「トワロン」、商品名「テクノーラ」等、メタ型アラミド：商品名「ノーメックス」、商品名「コーネックス」等）、ポリベンズアゾール樹脂繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、商品名「ザイロン」等）、芳香族ポリエステル樹脂繊維（商品名「ベクトラン」等）、高強度ポリエチレン樹脂繊維（商品名「ダイニーマ」）などが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。 The reinforcing fibers are fibers that have superior mechanical strength compared to ordinary fibers, and for example, fibers having a tensile strength of 7 cN/dtex or more (usually 50 cN/dtex) according to JIS L1015 are preferred.
The reinforcing fibers may be fibers made of inorganic materials, fibers made of organic materials, or fibers made of a combination of these. Examples of inorganic material fibers include carbon fibers (PAN-based carbon fibers, pitch-based carbon fibers), glass fibers, metal fibers, etc. These may be used alone or in combination of two or more types. Examples of organic material fibers include aromatic polyamide resin fibers (para-aramid: trade name "Kevlar", trade name "Twaron", trade name "Technora", etc., meta-aramid: trade name "Nomex", trade name "Conex", etc.), polybenzazole resin fibers (polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, trade name "Zylon", etc.), aromatic polyester resin fibers (trade name "Vectran", etc.), high-strength polyethylene resin fibers (trade name "Dyneema"), etc. These may be used alone or in combination of two or more types.

強化繊維の繊維形態は限定されず、スパンヤーンであってもよく、フィラメントヤーンであってもよく、これらの併用形態であってもよいが、これらのなかでは、フィラメントヤーンであることが好ましい。更に、強化繊維は、モノフィラメントであってもよく、マルチフィラメントであってもよく、これらを併用してもよい。The fiber form of the reinforcing fiber is not limited, and may be spun yarn, filament yarn, or a combination of these, but among these, filament yarn is preferable. Furthermore, the reinforcing fiber may be monofilament, multifilament, or a combination of these.

１本の繊維束３を構成する連続繊維３ａの本数は限定されず、例えば、３０００本以上とすることができる。繊維束３を構成する連続繊維３ａの本数が３０００本以上であることにより、柔軟でありながらプリフォーム１として優れた強度を発揮させることができる。この本数は限定されないが、例えば、３０００本以上１０００００本以下とすることができ、更に５０００本以上７００００本以下とすることができ、更に７０００本以上５００００本以下とすることができ、更に１００００本以上３００００本以下とすることができる。The number ofcontinuous fibers 3a constituting onefiber bundle 3 is not limited, and can be, for example, 3000 or more. By having 3000 or morecontinuous fibers 3a constituting thefiber bundle 3, thepreform 1 can exhibit excellent strength while being flexible. The number is not limited, but can be, for example, 3000 or more and 100,000 or less, 5000 or more and 70,000 or less, 7000 or more and 50,000 or less, and 10,000 or more and 30,000 or less.

また、繊維束３を扱う際の作業性を考慮した場合、１本の繊維束３を構成する連続繊維３ａの本数が多い繊維束（太束）３を用いることができる。この場合、１本の繊維束３を構成する連続繊維３ａの本数は、例えば、３００００本以上とすることができ、更に４００００本以上とすることができ、更に６００００本以上とすることができる。一方、１本の繊維束３を構成する連続繊維３ａの本数は、例えば、１５０００００本以下、更に１００００００本以下とすることができる。In addition, when considering the workability when handling thefiber bundles 3, it is possible to use fiber bundles (thick bundles) 3 having a large number ofcontinuous fibers 3a constituting eachfiber bundle 3. In this case, the number ofcontinuous fibers 3a constituting eachfiber bundle 3 can be, for example, 30,000 or more, further 40,000 or more, and further 60,000 or more. On the other hand, the number ofcontinuous fibers 3a constituting eachfiber bundle 3 can be, for example, 1,500,000 or less, and further 1,000,000 or less.

プリフォーム１は、構成繊維の全てが強化繊維からなってもよいし、部分的に強化繊維を含んでもよい。強化繊維による構成率は限定されないが、プリフォーム１をなす全構成繊維１００質量％に対し、強化繊維の含有割合は５０質量％以上（１００質量％でもよい）にすることができ、７５質量％以上にすることができ、９０質量％以上にすることができる。即ち、プリフォーム１が、強化繊維以外の他繊維を含む場合、構成繊維全体を１００質量％とした場合に、他繊維は５０質量％未満（１質量％以上）にすることができ、２５質量％未満にすることができ、１０質量％未満にすることができる。Preform 1 may be made up entirely of reinforcing fibers, or may contain reinforcing fibers partially. The percentage of reinforcing fibers is not limited, but the content of reinforcing fibers can be 50% by mass or more (or 100% by mass), 75% by mass or more, or 90% by mass or more, relative to 100% by mass of all the constituentfibers constituting preform 1. In other words, whenpreform 1 contains fibers other than reinforcing fibers, the other fibers can be less than 50% by mass (1% by mass or more), less than 25% by mass, or less than 10% by mass, relative to the total constituent fibers being 100% by mass.

強化繊維以外の他繊維の構成材料は限定されず、上述した強化繊維以外の繊維を利用できる。具体的には、各種の樹脂繊維及び植物性繊維等を用いることができ、このうち樹脂繊維を構成する樹脂として、ポリアミド（脂肪族ポリアミド等）、ポリエステル（芳香族ジカルボン酸由来の構成単位を有するポリエステル等）等を利用できる。また、植物繊維としては、綿繊維及び麻繊維等を用いることができる。
また、他繊維の繊維形態も限定されず、スパンヤーンであってもよく、フィラメントヤーンであってもよく、これらの併用形態であってもよい。 The material of the fibers other than the reinforcing fibers is not limited, and fibers other than the reinforcing fibers described above can be used. Specifically, various resin fibers and vegetable fibers can be used, and among these, polyamides (aliphatic polyamides, etc.), polyesters (polyesters having structural units derived from aromatic dicarboxylic acids, etc.) can be used as the resins constituting the resin fibers. In addition, cotton fibers and hemp fibers can be used as the vegetable fibers.
The fiber form of the other fibers is not limited either, and may be spun yarn, filament yarn, or a combination of these.

プリフォーム１は、複合材（繊維強化成形体）７のコア材（芯材）となる。このプリフォーム１を用いる複合材７の製法は限定されず、例えば、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、ＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、オートクレーブ法、熱プレス法等が挙げられる。
ＲＴＭ法及びＶａＲＴＭ法は、プリフォーム１を成形型４５内に配置して賦形し、成形型４５内に熱硬化性樹脂を充填して硬化又は熱可塑性樹脂を充填して固化する方法である。また、ＶａＲＴＭ法は、プリフォーム１内への樹脂含浸を補助するためにキャビティ内を減圧する減圧工程を備える点でＲＴＭ法と異なる。また、オートクレーブ法は、熱硬化性樹脂を含浸したプリフォーム１をオートクレーブ内で加熱硬化する方法である。さらに、熱プレス法は、熱硬化性樹脂を含浸したプリフォーム１を熱プレスにより加熱加圧硬化させる方法である。 Thepreform 1 becomes a core material (core material) of a composite material (fiber-reinforced molded body) 7. The manufacturing method of thecomposite material 7 using thispreform 1 is not limited, and examples thereof include an RTM (Resin Transfer Molding) method, a Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VaRTM) method, an autoclave method, a heat press method, and the like.
The RTM method and the VaRTM method are methods in which thepreform 1 is placed in amold 45 and shaped, and themold 45 is filled with a thermosetting resin and cured, or filled with a thermoplastic resin and solidified. The VaRTM method differs from the RTM method in that it includes a depressurization step of depressurizing the cavity to assist the resin impregnation into thepreform 1. The autoclave method is a method in which thepreform 1 impregnated with a thermosetting resin is heated and cured in an autoclave. The heat press method is a method in which thepreform 1 impregnated with a thermosetting resin is heated and pressurized by a heat press to cure it.

上記「複合材（繊維強化成形体）７」は、コア材８と、コア材８を埋設するマトリックス樹脂９と、を有する（図１０参照）。この複合材７において、マトリックス樹脂９は、コア材８を埋設している樹脂である。より具体的には、コア材８の内部に行きわたるように含浸されて固定（硬化性樹脂である場合には硬化、熱可塑性樹脂である場合には固化）された樹脂である。このマトリックス樹脂９の含浸方法及び固定方法は、従来公知の各種方法を利用できる。The above-mentioned "composite material (fiber-reinforced molding) 7" has acore material 8 and amatrix resin 9 in which thecore material 8 is embedded (see FIG. 10). In thiscomposite material 7, thematrix resin 9 is the resin in which thecore material 8 is embedded. More specifically, it is a resin that is impregnated and fixed (hardened if it is a curable resin, solidified if it is a thermoplastic resin) so as to permeate the inside of thecore material 8. The method of impregnating and fixing thismatrix resin 9 can be any of various conventionally known methods.

コア材８は、基層２と、基層２の一面に縫着された繊維束３とで構成された１層の片面プリフォーム１のみを配置してもよいし（図１０（ａ）参照）、片面プリフォーム１を基層２同士が対向されるように向かい合わせて配置してもよい（図１０（ｂ）参照）。このように片面プリフォーム１を２層用いる場合には、基層２同士を対面させることにより、複合材７の耐衝撃性を効率的に向上させることができる。Thecore material 8 may be a single layer of single-sided preform 1 consisting of abase layer 2 and afiber bundle 3 sewn to one side of the base layer 2 (see FIG. 10(a)), or the single-sided preforms 1 may be arranged so that the base layers 2 face each other (see FIG. 10(b)). When using two layers of single-sided preforms 1 in this way, the impact resistance of thecomposite material 7 can be efficiently improved by having the base layers 2 face each other.

マトリックス樹脂９の種類は限定されず、種々の樹脂を利用できる。即ち、硬化性樹脂を用いてもよく、熱可塑性樹脂を用いてもよく、これらを併用してもよい。硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂（硬化性ポリエステル樹脂）、ウレタン樹脂等が挙げられる。一方、熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂（熱可塑性ポリエステル樹脂）、ポリアミド樹脂等が挙げられる。The type ofmatrix resin 9 is not limited, and various resins can be used. That is, a curable resin, a thermoplastic resin, or a combination of these may be used. Examples of curable resins include epoxy resin, polyester resin (curable polyester resin), and urethane resin. On the other hand, examples of thermoplastic resins include polyolefin resin, acrylic resin, polyester resin (thermoplastic polyester resin), and polyamide resin.

複合材７の用途は特に限定されないが、例えば、自動車、鉄道車両、船舶及び飛行機等の外装材、内装材、構造材（ボディシェル、車体、航空機用胴体）及び衝撃吸収材等として用いることができる。これらのうち自動車用品としては、自動車用外装材、自動車用内装材、自動車用構造材、自動車用衝撃吸収材、エンジンルーム内部品等が挙げられる。
具体的には、バンパー、スポイラー、カウリング、フロントグリル、ガーニッシュ、ボンネット、トランクリッド、カウルルーバー、フェンダーパネル、ロッカーモール、ドアパネル、ルーフパネル、インストルメントパネル、センタークラスター、ドアトリム、クオータートリム、ルーフライニング、ピラーガーニッシュ、デッキトリム、トノボード、パッケージトレイ、ダッシュボード、コンソールボックス、キッキングプレート、スイッチベース、シートバックボード、シートフレーム、アームレスト、サンバイザ、インテークマニホールド、エンジンヘッドカバー、エンジンアンダーカバー、オイルフィルターハウジング、車載用電子部品（ＥＣＵ、ＴＶモニター等）のハウジング、エアフィルターボックス、ラッシュボックス等のエネルギー吸収体、フロントエンドモジュール等のボディシェル構成部品などが挙げられる。 The use of thecomposite material 7 is not particularly limited, and it can be used, for example, as exterior materials, interior materials, structural materials (body shells, car bodies, aircraft fuselages), shock absorbing materials, etc. for automobiles, railroad cars, ships, airplanes, etc. Among these, examples of automotive products include exterior materials for automobiles, interior materials for automobiles, structural materials for automobiles, shock absorbing materials for automobiles, engine room parts, etc.
Specific examples include bumpers, spoilers, cowlings, front grilles, garnishes, bonnets, trunk lids, cowl louvers, fender panels, rocker moldings, door panels, roof panels, instrument panels, center clusters, door trims, quarter trims, roof linings, pillar garnishes, deck trims, tonneau boards, package trays, dashboards, console boxes, kicking plates, switch bases, seat backboards, seat frames, armrests, sun visors, intake manifolds, engine head covers, engine under covers, oil filter housings, housings for in-vehicle electronic components (ECUs, TV monitors, etc.), energy absorbers such as air filter boxes and rush boxes, and body shell components such as front end modules.

更に、例えば、建築物及び家具等の内装材、外装材及び構造材等が挙げられる。即ち、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥等）の表装材、構造材、更には、ユニットバス、浄化槽などとすることができる。その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材及びパーティション部材等として用いることもできる。また、家電製品（薄型ＴＶ、冷蔵庫、洗濯機、掃除機、携帯電話、携帯ゲーム機、ノート型パソコン等）の筐体及び構造体などの成形体とすることもできる。Further examples include interior materials, exterior materials, and structural materials for buildings and furniture. That is, they can be door covering materials, door structural materials, covering materials and structural materials for various furniture (desks, chairs, shelves, chests, etc.), and even unit baths and septic tanks. They can also be used as packaging materials, containers (trays, etc.), protective materials, partition materials, etc. They can also be molded into housings and structures for home appliances (flat-screen TVs, refrigerators, washing machines, vacuum cleaners, mobile phones, portable game consoles, notebook computers, etc.).

＜複合材の製造方法＞
本実施形態に係る複合材の製造方法は、例えば、図４及び図５に示すように、上記の実施形態に係るプリフォームの製造方法により得られたプリフォーム１を、成形型４５内に配置して賦形する賦形工程Ｓ５と、成形型４５内に、熱硬化性樹脂を充填して硬化、又は、熱可塑性樹脂を充填して固化、するマトリックス形成工程Ｓ６と、を備える。
なお、本複合材の製造方法は、例えば、硬化又は固化された樹脂の不要部を除去する成形工程等を更に備えることができる。<Method of manufacturing composite material>
The manufacturing method of the composite material according to this embodiment includes, for example, a shaping step S5 in which thepreform 1 obtained by the manufacturing method of the preform according to the above embodiment is placed in amolding die 45 and shaped, and a matrix formation step S6 in which a thermosetting resin is filled into the molding die 45 and hardened, or a thermoplastic resin is filled into the molding die 45 and solidified, as shown in Figures 4 and 5.
The method for producing the composite material may further include, for example, a molding step for removing unnecessary portions of the cured or solidified resin.

＜プリフォーム製造用ミシン＞
本実施形態に係るプリフォーム製造用ミシンは、基層２と、基層２に縫着された繊維束３と、を有して、複合材７のコア材となるプリフォーム１を製造するためのミシン１１であって、ミシンヘッド１２が接着用樹脂２３を付与する付与機構を有する。
本ミシン１１としては、例えば、上記の実施形態に係るプリフォームの製造方法で説明したミシン１１を採用できる。<Sewing machine for preform manufacturing>
The preform manufacturing sewing machine in this embodiment is asewing machine 11 for manufacturing apreform 1 which has abase layer 2 and afiber bundle 3 sewn to thebase layer 2 and which serves as the core material of acomposite material 7, and thesewing machine head 12 has an application mechanism for applyingadhesive resin 23.
As thesewing machine 11, for example, thesewing machine 11 described in the manufacturing method of the preform according to the embodiment above can be used.

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例では、プリフォーム製造用ミシン１１を用いるプリフォームの製造方法を例示する。The present invention will be specifically described below with reference to the drawings. In this embodiment, a method for manufacturing a preform using asewing machine 11 for manufacturing a preform is illustrated.

＜実施例１＞
本実施例に係るプリフォーム製造用ミシン１１は、図１１及び図１２に示すように、ミシンヘッド１２と、ミシンヘッド１２の下方で平面方向に移動可能に設けられて基層２を保持する保持枠１３と、を備えている。このミシンヘッド１２は、縫い針１５と、縫い針１５の軸回りに回転可能に設けられて、繊維束３が巻かれたボビン１６を有する回転体（回転筒）１７と、を備えている。この回転体１７は、ミシンヘッド１２の支持体（固定側）１８に回転可能に設けられている。また、回転体１７には、支持アーム１９を介してボビン１６が水平軸回りに回転自在に支持されている。さらに、回転体１７には、支持アーム２０を介して繊維ガイド１４が縫い進み方向の左右に揺動可能に設けられている。Example 1
As shown in Fig. 11 and Fig. 12, thesewing machine 11 for manufacturing a preform according to this embodiment includes asewing machine head 12 and a holdingframe 13 that is provided below thesewing machine head 12 and is movable in a planar direction to hold thebase layer 2. Thesewing machine head 12 includes asewing needle 15 and a rotating body (rotating cylinder) 17 that is provided rotatably around the axis of thesewing needle 15 and has abobbin 16 around which afiber bundle 3 is wound. The rotatingbody 17 is rotatably provided on a support body (fixed side) 18 of thesewing machine head 12. Thebobbin 16 is supported on therotating body 17 via asupport arm 19 so as to be rotatable around a horizontal axis. Furthermore, thefiber guide 14 is provided on therotating body 17 via asupport arm 20 so as to be swingable left and right in the sewing advance direction.

ミシンヘッド１２は、図１３に示すように、接着用樹脂５を付与（塗布）する付与機構２３を有している。この付与機構２３は、回転体１７に設けられるロータリージョイント２４と、ロータリージョイント２４に形成された接着用樹脂５の供給通路２７に接続されるノズル２５と、を備えている。このロータリージョイント２４は、回転体２７の軸方向の上端側に取り付けられる筒状のシャフト部（回転部）２４ａと、シャフト部２４ａの外側に軸受を介して回転可能に支持されるハウジング部（固定部）２４ｂと、を備えている。このハウジング部２４ｂは、ミシンヘッド１２の支持体（固定側）１８に取り付けられている。また、ノズル２５は、縫い針１５の先端近傍に接着用樹脂５を付与するように、縫い針１５に隣接して配置されている。As shown in FIG. 13, thesewing machine head 12 has anapplication mechanism 23 that applies (coats) theadhesive resin 5. Theapplication mechanism 23 includes a rotary joint 24 provided on therotating body 17 and anozzle 25 connected to asupply passage 27 for theadhesive resin 5 formed in the rotary joint 24. The rotary joint 24 includes a cylindrical shaft portion (rotating portion) 24a attached to the upper end side of the axial direction of therotating body 27, and a housing portion (fixed portion) 24b rotatably supported on the outside of theshaft portion 24a via a bearing. Thehousing portion 24b is attached to the support body (fixed side) 18 of thesewing machine head 12. Thenozzle 25 is disposed adjacent to thesewing needle 15 so as to apply theadhesive resin 5 near the tip of thesewing needle 15.

供給通路２７は、ハウジング部２４ｂに形成された通路２７ａと、通路２７ａの一端側に連通するようにシャフト部２４ａの外周側（あるいはハウジング部２４ｂの内周側）に形成された環状の通路２７ｂと、一端側が通路２７ｂに連なり他端側が配管２８を介してノズル２５に接続される通路２７ｃと、により構成されている。この通路２７ａは、配管２９を介して駆動部３１及び接着用樹脂５の貯留部３２に接続されている。
なお、本実施例では、付与機構２３として、駆動部３１によりチューブをしごくことで液状の熱可塑性樹脂（接着用樹脂５）を送り出すチュービング式のディスペンサを例示する。 Thesupply passage 27 is composed of apassage 27a formed in thehousing portion 24b, anannular passage 27b formed on the outer periphery side of theshaft portion 24a (or the inner periphery side of thehousing portion 24b) so as to communicate with one end side of thepassage 27a, and apassage 27c having one end side connected to thepassage 27b and the other end side connected to thenozzle 25 via apipe 28. Thepassage 27a is connected to adrive portion 31 and areservoir portion 32 for theadhesive resin 5 via apipe 29.
In this embodiment, theapplication mechanism 23 is exemplified by a tubing-type dispenser that dispenses liquid thermoplastic resin (adhesive resin 5) by squeezing a tube with adrive unit 31.

ミシン１１は、図１１及び図１２に示すように、各動作を制御する制御部３４を備えている。この制御部３４は、先端に縫い針１５を有する針棒３５を上下に往復駆動させる往復駆動機構３６、保持枠１３を平面方向に移動させる移動機構３７、回転体１７を回転させる回転機構３８、繊維ガイド１４を揺動させる揺動機構（図示省略）、及び付与機構２３を駆動させる駆動部３１に電気的に接続されている。そして、制御部３４が、針棒３５の往復駆動制御、保持枠１３の移動制御、繊維ガイド１４の揺動制御（すなわち、千鳥振り制御）、回転体１７の回転制御、及び付与機構２３の駆動制御を行うことで、ミシン１１は、予め決められた繊維束３の縫着ルートに沿って基層２上に配置された繊維束３を縫い針１５で縫着するとともに、縫着直後又は縫着直前の繊維束３上に接着用樹脂５を付与する（図１参照）。As shown in Figs. 11 and 12, thesewing machine 11 is equipped with acontrol unit 34 that controls each operation. Thecontrol unit 34 is electrically connected to areciprocating drive mechanism 36 that drives aneedle bar 35 having asewing needle 15 at its tip to reciprocate up and down, a movingmechanism 37 that moves the holdingframe 13 in a planar direction, arotating mechanism 38 that rotates therotating body 17, a swinging mechanism (not shown) that swings thefiber guide 14, and adrive unit 31 that drives theapplication mechanism 23. Thecontrol unit 34 controls the reciprocating drive of theneedle bar 35, the movement of the holdingframe 13, the swinging control of the fiber guide 14 (i.e., zigzag control), the rotation control of therotating body 17, and the drive control of theapplication mechanism 23, so that thesewing machine 11 sews thefiber bundle 3 arranged on thebase layer 2 along a predetermined sewing route of thefiber bundle 3 with thesewing needle 15, and applies theadhesive resin 5 to thefiber bundle 3 immediately after or immediately before sewing (see Fig. 1).

より具体的に、ミシン１１の作動中には、図１４に示すように、縫い進み方向Ｐの先頭側にボビン１６が位置するように回転体１７が回転制御される。この回転体１７の回転とともに、回転体１７と一体的にノズル２５も回転してボビン１６から繰り出される繊維束３の直上に位置する。そして、付与機構２３の作動によりノズル２５から縫着直後又は縫着直前の繊維束３上に接着用樹脂５が付与される。さらに、回転体１７と一体的にノズル２５が回転しても、ロータリージョイント２５により配管２９の絡まりが防止される。More specifically, while thesewing machine 11 is in operation, the rotatingbody 17 is controlled to rotate so that thebobbin 16 is positioned at the front of the sewing direction P, as shown in FIG. 14. As therotating body 17 rotates, thenozzle 25 also rotates integrally with the rotatingbody 17 and is positioned directly above thefiber bundle 3 being unwound from thebobbin 16. Theapplication mechanism 23 then operates to applyadhesive resin 5 from thenozzle 25 onto thefiber bundle 3 immediately after or immediately before sewing. Furthermore, even if thenozzle 25 rotates integrally with the rotatingbody 17, the rotary joint 25 prevents the piping 29 from becoming entangled.

なお、制御部３４による制御処理は、ハードウェア、ソフトウェアのいずれによって実現されてもよく、好適にはＣＰＵ、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、入出力回路等を備えるマイクロコントローラ（マイクロコンピュータ）を中心に、入出力インターフェース等周辺回路を備えることにより構成できる。
また、図１１中の符号「４」は縫製糸（上糸）を示し、符号「２１」は下糸を示し、符号「２２」は釜を示す。 The control processing by thecontrol unit 34 may be realized by either hardware or software, and can preferably be configured by incorporating a microcontroller (microcomputer) having a CPU, a memory device (ROM, RAM, etc.), an input/output circuit, etc., at its core, with peripheral circuits such as an input/output interface.
In addition, in FIG. 11, the reference numeral "4" indicates a sewing thread (upper thread), the reference numeral "21" indicates a lower thread, and the reference numeral "22" indicates a shuttle.

本実施例に係るプリフォーム１の製造方法は、以下に述べる縫着工程（ＴＦＰ縫い工程）Ｓ１、接着用樹脂付与工程Ｓ２、接合工程Ｓ３及びトリミング工程Ｓ４を備えている（図５参照）。The manufacturing method of thepreform 1 according to this embodiment includes a sewing process (TFP sewing process) S1, an adhesive resin application process S2, a joining process S3, and a trimming process S4 (see FIG. 5), which are described below.

縫着工程Ｓ１は、図１に示すように、ミシン１１により基層２へ縫製糸４を縫い込むことによって繊維束３を基層２へ縫着する工程である。また、接着用樹脂付与工程Ｓ２は、ミシンヘッド１２の付与機構２３により繊維束３の縫着ルートの少なくとも一部に接着用樹脂（バインダ剤）５として液状の熱可塑性樹脂を付与する工程である。このように、ミシン１１により縫製糸４の縫い込みを行う際に、ミシンヘッド１２の付与機構２３により接着用樹脂５が付与されるため、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２とが実質的に同時に行われる。
なお、本実施例では、基層２として、ガラスクロス等の織物を例示する。さらに、繊維束３として、炭素繊維等の強化繊維を含む連続繊維３ａを多数本束ねて構成されたものを例示する。 1, the sewing step S1 is a step of sewing thefiber bundle 3 to thebase layer 2 by sewing thesewing thread 4 into thebase layer 2 with asewing machine 11. The adhesive resin application step S2 is a step of applying a liquid thermoplastic resin as an adhesive resin (binder) 5 to at least a part of the sewing route of thefiber bundle 3 by anapplication mechanism 23 of thesewing machine head 12. In this way, since theadhesive resin 5 is applied by theapplication mechanism 23 of thesewing machine head 12 when sewing thesewing thread 4 with thesewing machine 11, the sewing step S1 and the adhesive resin application step S2 are performed substantially simultaneously.
In this embodiment, a woven fabric such as glass cloth is exemplified as thebase layer 2. Furthermore, as thefiber bundles 3, a bundle of manycontinuous fibers 3a including reinforcing fibers such as carbon fibers is exemplified.

接合工程Ｓ３は、図３に示すように、基層２と繊維束３を接着用樹脂５により接合する工程である。また、トリミング工程Ｓ４は、打抜型４１を用いて基層２の不要部２ａを切除する工程である。The joining process S3 is a process of joining thebase layer 2 and thefiber bundles 3 with anadhesive resin 5, as shown in FIG. 3. The trimming process S4 is a process of cutting offunnecessary portions 2a of thebase layer 2 using apunching die 41.

打抜型４１は、トリミング刃４２と、トリミング刃４２の内側に配置される電熱線からなる加熱部４３と、を備えている。トリミング工程Ｓ４では、打抜型４１のトリミング刃４２が基層２の不要部２ａを切除する際に、加熱部４３の接触（具体的に押圧）により熱可塑性樹脂（接着用樹脂５）が溶融されて接着用樹脂５を機能させ、基層２、繊維束３及び縫製糸４が接合される。即ち、トリミング工程Ｓ４と接合工程Ｓ３とが実質的に同時に行われる。
なお、溶融された熱可塑性樹脂（接着用樹脂５）は、打抜型４１の打ち抜き状態を解除することで冷却固化される。 The punching die 41 includes atrimming blade 42 and aheating section 43 made of an electric heating wire disposed inside thetrimming blade 42. In the trimming step S4, when thetrimming blade 42 of the punching die 41 cuts off theunnecessary portion 2a of thebase layer 2, the thermoplastic resin (adhesive resin 5) is melted by contact (specifically, pressing) of theheating section 43, causing theadhesive resin 5 to function and bond thebase layer 2, thefiber bundle 3 and thesewing thread 4. That is, the trimming step S4 and the bonding step S3 are performed substantially simultaneously.
The molten thermoplastic resin (adhesive resin 5) is cooled and solidified when the punching state of the punching die 41 is released.

上記のように、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２とが実質的に同時に行われ、その後、トリミング工程Ｓ４と接合工程Ｓ３とが実質的に同時に行われることで、プリフォーム１が得られる（図３（ｃ）参照）。このプリフォーム１は、接着用樹脂５（即ち、接着層５’）により基層２と繊維束３が接合されているため、プリフォーム１の形状安定性（即ち、取扱性）が高められる。そして、図４及び図５に示すように、得られたプリフォーム１を成形型４５内に配置して賦形し（賦形工程Ｓ５）、成形型４５内に、熱硬化性樹脂を充填して硬化する（マトリックス形成工程Ｓ６）ことで、複合材７が得られる。この複合材７は、コア材８と、コア材８を埋設するマトリックス樹脂９と、を有している（図１０参照）。As described above, the sewing step S1 and the adhesive resin application step S2 are performed substantially simultaneously, and then the trimming step S4 and the joining step S3 are performed substantially simultaneously to obtain the preform 1 (see FIG. 3(c)). In thispreform 1, thebase layer 2 and thefiber bundle 3 are joined by the adhesive resin 5 (i.e., the adhesive layer 5'), so that the shape stability (i.e., the handleability) of thepreform 1 is improved. Then, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the obtainedpreform 1 is placed in amold 45 and shaped (shaping step S5), and themold 45 is filled with a thermosetting resin and hardened (matrix formation step S6), to obtain acomposite material 7. Thiscomposite material 7 has acore material 8 and amatrix resin 9 in which thecore material 8 is embedded (see FIG. 10).

以上より、本実施例１のプリフォームの製造方法によると、基層２へ縫製糸４を縫い込むことによって繊維束３を基層２へ縫着する縫着工程Ｓ１と、繊維束３の縫着ルートの少なくとも一部に接着用樹脂５を付与する接着用樹脂付与工程Ｓ２と、基層２と繊維束３を接着用樹脂５により接合する接合工程Ｓ３と、基層２の不要部２ａを切除するトリミング工程Ｓ４と、を備える。そして、縫製糸４の縫い込みを行う際に、接着用樹脂５の付与を行うことによって、縫着工程Ｓ１と、接着用樹脂付与工程Ｓ２と、を実質的に同時に行う。これにより、形状安定性に優れたプリフォーム１を効率良く製造でき、設備費を低減することができる。さらに、トリミング工程Ｓ４の前に接着用樹脂付与工程Ｓ２が行われるため、トリミングの際に縫製糸４が切断されても、接着用樹脂５の接合により繊維束３がほつれてしまうことが抑制される。そのため、トリミングの精度に余裕ができてトリミングを容易に行うことができる。As described above, the manufacturing method of the preform of thisembodiment 1 includes a sewing process S1 in which thefiber bundle 3 is sewn to thebase layer 2 by sewing thesewing thread 4 into thebase layer 2, an adhesive resin application process S2 in which anadhesive resin 5 is applied to at least a part of the sewing route of thefiber bundle 3, a joining process S3 in which thebase layer 2 and thefiber bundle 3 are joined by theadhesive resin 5, and a trimming process S4 in which theunnecessary part 2a of thebase layer 2 is cut off. Then, by applying theadhesive resin 5 when sewing thesewing thread 4, the sewing process S1 and the adhesive resin application process S2 are performed substantially simultaneously. This allows thepreform 1 with excellent shape stability to be efficiently manufactured and the equipment cost to be reduced. Furthermore, since the adhesive resin application process S2 is performed before the trimming process S4, even if thesewing thread 4 is cut during trimming, thefiber bundle 3 is prevented from fraying due to the joining of theadhesive resin 5. Therefore, there is a margin for trimming accuracy, and trimming can be easily performed.

また、本実施例では、縫着は、ミシン１１を用いた縫製であり、ミシンヘッド１２が接着用樹脂５を付与する付与機構２３を有する。これにより、繊維束３の縫着ルートに対して接着用樹脂５を正確に付与することができる。In this embodiment, the sewing is performed using asewing machine 11, and thesewing machine head 12 has anapplication mechanism 23 that applies theadhesive resin 5. This allows theadhesive resin 5 to be applied accurately to the sewing route of thefiber bundle 3.

また、本実施例では、ミシンヘッド１２は、縫い針１５と、縫い針１５の軸回りに回転可能に設けられて、繊維束３が巻かれたボビン１６を有する回転体１７と、を備え、付与機構２３は、回転体１７に設けられるロータリージョイント２４と、ロータリージョイント２４に形成された接着用樹脂５の供給通路２７に接続されるノズル２５と、を備える。これにより、回転体１７の回転制御により、ボビン１６から繰り出される繊維束３が縫着ルートに沿って供給されるとともに、接着用樹脂５の供給用配管２９が絡まることなく、ロータリージョイント２４の供給通路２７を介して接着用樹脂５がノズル２５に供給されて縫着ルートに付与される。In this embodiment, thesewing machine head 12 includes asewing needle 15 and arotating body 17 that is rotatable around the axis of thesewing needle 15 and has abobbin 16 around which thefiber bundle 3 is wound, and theapplication mechanism 23 includes a rotary joint 24 that is provided on therotating body 17 and anozzle 25 that is connected to asupply passage 27 for theadhesive resin 5 formed in the rotary joint 24. As a result, by controlling the rotation of therotating body 17, thefiber bundle 3 that is unwound from thebobbin 16 is supplied along the sewing route, and theadhesive resin 5 is supplied to thenozzle 25 via thesupply passage 27 of the rotary joint 24 and applied to the sewing route without theadhesive resin 5supply pipe 29 becoming tangled.

また、本実施例では、トリミング工程Ｓ４は、打抜型４１を用いて基層２の不要部２ａを切除する工程であり、打抜型４１が、打ち抜きの際に、接着用樹脂５を機能させることによって、トリミング工程Ｓ４と、接合工程Ｓ３と、を実質的に同時に行う。これにより、プリフォーム１を更に効率良く製造することができる。In this embodiment, the trimming step S4 is a step of cutting out theunnecessary portion 2a of thebase layer 2 using apunching die 41, and the punching die 41 causes theadhesive resin 5 to function during punching, so that the trimming step S4 and the joining step S3 are performed substantially simultaneously. This allows thepreform 1 to be manufactured even more efficiently.

さらに、本実施例では、接着用樹脂５が、熱可塑性樹脂であり、打抜型４１が、加熱部４３を有し、加熱部４３の加熱により、熱可塑性樹脂を溶融させて接着用樹脂５を機能させる。これにより、打抜型４１の加熱部４３により接着用樹脂５を効果的に機能させることができる。Furthermore, in this embodiment, theadhesive resin 5 is a thermoplastic resin, and the punching die 41 has aheating section 43, and the thermoplastic resin is melted by heating theheating section 43 to cause theadhesive resin 5 to function. This allows theadhesive resin 5 to function effectively by theheating section 43 of the punching die 41.

本実施例の複合材７の製造方法によると、上記のプリフォームの製造方法により得られたプリフォーム１を、成形型４５内に配置して賦形する賦形工程Ｓ５と、成形型４５内に、熱硬化性樹脂を充填して硬化するマトリックス形成工程Ｓ６と、を備える。これにより、形状安定性に優れたプリフォーム１を成形型４５内に容易に配置することができる。よって、複合材７を効率良く製造することができる。The manufacturing method of thecomposite material 7 of this embodiment includes a shaping step S5 in which thepreform 1 obtained by the above-mentioned preform manufacturing method is placed in amold 45 and shaped, and a matrix formation step S6 in which a thermosetting resin is filled in themold 45 and hardened. This makes it possible to easily place thepreform 1, which has excellent shape stability, in themold 45. Therefore, thecomposite material 7 can be manufactured efficiently.

本実施例のプリフォーム製造用ミシン１１によると、ミシンヘッド１２が接着用樹脂５を付与する付与機構２３を有する。これにより、縫製糸４の縫い込みを行う際に、付与機構２３により接着用樹脂５の付与を行うことができる。そのため、形状安定性に優れたプリフォーム１を効率良く製造でき、設備費を低減することができる。According to the preformmanufacturing sewing machine 11 of this embodiment, thesewing machine head 12 has anapplication mechanism 23 that applies theadhesive resin 5. This allows theapplication mechanism 23 to apply theadhesive resin 5 when sewing thesewing thread 4. Therefore, apreform 1 with excellent shape stability can be efficiently manufactured, and equipment costs can be reduced.

＜実施例２＞
次に、実施例２に係るプリフォームの製造方法について説明するが、上記の実施例１に係るプリフォームの製造方法と略同様の構成には同符号を付けて詳説を省略する。Example 2
Next, a method for manufacturing a preform according to Example 2 will be described. Components that are substantially the same as those in the method for manufacturing a preform according to Example 1 above will be given the same reference numerals and detailed description will be omitted.

本実施例に係るプリフォームの製造方法は、図１５に示すように、プリフォーム製造用ミシン１１を用いて行われる。本プリフォームの製造方法は、以下に述べる縫着工程（ＴＦＰ縫い工程）Ｓ１、接着用樹脂付与工程Ｓ２、接合工程Ｓ３及びトリミング工程Ｓ４を備えている（図１６参照）。The manufacturing method of the preform according to this embodiment is carried out using a preformmanufacturing sewing machine 11, as shown in FIG. 15. The manufacturing method of this preform includes a sewing process (TFP sewing process) S1, an adhesive resin application process S2, a joining process S3, and a trimming process S4, which are described below (see FIG. 16).

縫着工程Ｓ１は、ミシン１１により基層２へ縫製糸４を縫い込むことによって繊維束３を基層２へ縫着する工程である。また、接着用樹脂付与工程Ｓ２は、ミシンヘッド１２の付与機構２３により繊維束３の縫着ルートの少なくとも一部に接着用樹脂（バインダ剤）５として液状のＵＶ硬化性樹脂を付与する工程である。さらに、接合工程Ｓ３は、光照射機構４７により繊維束３の縫着ルートの全体に対して断続的にＵＶライトを照射することで、ＵＶ硬化性樹脂を硬化させて、基層２、繊維束３及び縫製糸４を接着用樹脂５により接合する工程である。このように、ミシン１１により縫製糸４の縫い込みを行う際に、ミシンヘッド１２の付与機構２３により接着用樹脂５が付与されるとともに、光照射機構４７によりＵＶ硬化性樹脂が硬化されるため、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２と接合工程Ｓ３とが実質的に同時に行われる。The sewing step S1 is a step of sewing thefiber bundle 3 to thebase layer 2 by sewing thesewing thread 4 into thebase layer 2 with thesewing machine 11. The adhesive resin application step S2 is a step of applying a liquid UV-curable resin as an adhesive resin (binder) 5 to at least a part of the sewing route of thefiber bundle 3 by theapplication mechanism 23 of thesewing machine head 12. The joining step S3 is a step of curing the UV-curable resin by intermittently irradiating the entire sewing route of thefiber bundle 3 with UV light by thelight irradiation mechanism 47, thereby joining thebase layer 2, thefiber bundle 3, and thesewing thread 4 with theadhesive resin 5. In this way, when sewing thesewing thread 4 with thesewing machine 11, theadhesive resin 5 is applied by theapplication mechanism 23 of thesewing machine head 12 and the UV-curable resin is cured by thelight irradiation mechanism 47, so that the sewing step S1, the adhesive resin application step S2, and the joining step S3 are performed substantially simultaneously.

なお、本実施例では、光照射機構４７として、シリンダヘッド１２とは独立して保持枠１３の上方に配置されるものを例示するが、これに限定されず、例えば、ミシンヘッド１２に光照射機構４７を備えてもよい。特に、回転体１７に光照射機構４７を備えてもよい。この場合、回転体１７にスリップリングを設けることで、外部電力を光照射機構４７に供給することができる。In this embodiment, thelight irradiation mechanism 47 is exemplified as being arranged above the holdingframe 13 independent of thecylinder head 12, but is not limited thereto. For example, thelight irradiation mechanism 47 may be provided on thesewing machine head 12. In particular, thelight irradiation mechanism 47 may be provided on therotating body 17. In this case, by providing a slip ring on therotating body 17, external power can be supplied to thelight irradiation mechanism 47.

トリミング工程Ｓ４は、打抜型（例えば、図３の打抜型４１において加熱部４３を除去したもの等）を用いて基層２の不要部２ａを切除する工程である。The trimming process S4 is a process of cutting outunnecessary portions 2a of thebase layer 2 using a punching die (for example, the punching die 41 in FIG. 3 with theheating portion 43 removed).

このように、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２と接合工程Ｓ３とが実質的に同時に行われ、その後、トリミング工程Ｓ４が行われることで、プリフォーム１が得られる。このプリフォーム１は、接着用樹脂５（即ち、接着層５’）により基層２と繊維束３が接合されているため、プリフォーム１の形状安定性（即ち、取扱性）が高められる。そして、得られたプリフォーム１を成形型４５内に配置して賦形し（賦形工程Ｓ５）、成形型４５内に、熱硬化性樹脂を充填して硬化する（マトリックス形成工程Ｓ６）ことで、複合材７が得られる（図４参照）。この複合材７は、コア材８と、コア材８を埋設するマトリックス樹脂９と、を有している（図１０参照）。In this way, the sewing step S1, the adhesive resin application step S2, and the joining step S3 are performed substantially simultaneously, and then the trimming step S4 is performed to obtain thepreform 1. In thispreform 1, thebase layer 2 and thefiber bundle 3 are joined by the adhesive resin 5 (i.e., the adhesive layer 5'), so that the shape stability (i.e., the handleability) of thepreform 1 is improved. The obtainedpreform 1 is then placed in amold 45 and shaped (shaping step S5), and themold 45 is filled with a thermosetting resin and hardened (matrix formation step S6), to obtain a composite material 7 (see FIG. 4). Thiscomposite material 7 has acore material 8 and amatrix resin 9 in which thecore material 8 is embedded (see FIG. 10).

以上より、本実施例２のプリフォームの製造方法によると、上記の実施例１のプリフォームの製造方法と略同様の作用効果を奏するとともに、接着用樹脂５が、ＵＶ硬化性樹脂であり、接合工程Ｓ３が、トリミング工程Ｓ４前に、光硬化性樹脂に対して光照射を行う工程であるので、トリミング工程Ｓ４の前に、光照射により接着用樹脂を効果的に機能させることができる。As described above, the preform manufacturing method of this Example 2 provides substantially the same effects as the preform manufacturing method of Example 1 above, and since theadhesive resin 5 is a UV-curable resin and the joining process S3 is a process of irradiating the photocurable resin with light before the trimming process S4, the adhesive resin can be made to function effectively by irradiating it with light before the trimming process S4.

さらに、本実施例では、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２と接合工程Ｓ３とが実質的に同時に行われるため、プリフォーム１を更に効率良く製造することができる。Furthermore, in this embodiment, the sewing step S1, the adhesive resin application step S2, and the joining step S3 are performed substantially simultaneously, so thepreform 1 can be manufactured even more efficiently.

さらに、本実施例では、接着用樹脂（ＵＶ硬化性樹脂）５として複合材７のマトリックス樹脂９と同種のもの（例えば、エポキシ系樹脂等）を採用することで、複合材７において接着用樹脂５の接合部分の異物感が低減される。In addition, in this embodiment, the adhesive resin (UV curable resin) 5 is of the same type as thematrix resin 9 of the composite material 7 (e.g., epoxy resin, etc.), thereby reducing the feeling of a foreign body at the joint of theadhesive resin 5 in thecomposite material 7.

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例１、２では、１つのミシンヘッド１２を備えるミシン１１を例示したが、これに限定されず、例えば、複数のミシンヘッド１２を備える多頭式ミシンとしてもよい。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications within the scope of the present invention are possible depending on the purpose and application. In other words, in the above-mentionedembodiments 1 and 2, asewing machine 11 having onesewing machine head 12 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and for example, a multi-head sewing machine having multiple sewing machine heads 12 may be used.

また、上記実施例１、２では、基層２上に配置された繊維束３上に接着用樹脂５を付与する形態を例示したが、これに限定されず、例えば、繊維束３が配置される直前の基層２上に接着用樹脂５を付与するようにしてもよい。In addition, in the above Examples 1 and 2, an example was given in whichadhesive resin 5 was applied ontofiber bundles 3 arranged on abase layer 2, but this is not limited thereto. For example,adhesive resin 5 may be applied ontobase layer 2 immediately beforefiber bundles 3 are arranged.

さらに、上記実施例２では、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２と接合工程Ｓ３とを実質的に同時に行う形態を例示したが、これに限定されず、例えば、縫着工程Ｓ１と接着用樹脂付与工程Ｓ２とを実質的に同時に行った後に、接合工程Ｓ３（即ち、光照射機構４７によるＵＶ照射）を行うようにしてもよい。Furthermore, in the above-mentioned Example 2, the sewing step S1, the adhesive resin application step S2, and the joining step S3 are performed substantially simultaneously, but this is not limited thereto. For example, the sewing step S1 and the adhesive resin application step S2 may be performed substantially simultaneously, and then the joining step S3 (i.e., UV irradiation by the light irradiation mechanism 47) may be performed.

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。The foregoing examples are merely illustrative and are not to be construed as limiting the invention. While the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is understood that the words used in describing and illustrating the invention are descriptive and exemplary rather than limiting. As detailed herein, changes may be made within the scope of the appended claims without departing from the scope or spirit of the invention in its form. While the description of the invention has been made with reference to specific structures, materials and examples, it is not intended that the invention be limited to those disclosed herein, but rather that the invention extends to all functionally equivalent structures, methods and uses within the scope of the appended claims.

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。The present invention is not limited to the embodiments detailed above, and various modifications and variations are possible within the scope of the claims of the present invention.

本発明は、プリフォーム（繊維集合体）ひいては複合材（繊維強化成形体）を製造する技術として広く利用される。特に、ＴＦＰ（Ｔａｉｌｏｒｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）技術を利用してプリフォームを製造する技術として好適に利用される。The present invention is widely used as a technology for manufacturing preforms (fiber aggregates) and ultimately composite materials (fiber-reinforced molded bodies). In particular, it is suitable for use as a technology for manufacturing preforms using TFP (Tailored Fiber Placement) technology.

１；プリフォーム、２；基層、２ａ；不要部、３；繊維束、４；縫製糸、５；接着用樹脂、７；複合材、１１；ミシン、１２；ミシンヘッド、１６；ボビン、１７；回転体、２３；付与機構、２４；ロータリージョイント、２５；ノズル、２７；供給通路、４１；打抜型、４３；加熱部、４５；成形型、Ｓ１；縫着工程、Ｓ２；接着用樹脂付与工程、Ｓ３；接合工程、Ｓ４；トリミング工程、Ｓ５；賦形工程、Ｓ６；マトリックス形成工程。1; preform, 2; base layer, 2a; unnecessary portion, 3; fiber bundle, 4; sewing thread, 5; adhesive resin, 7; composite material, 11; sewing machine, 12; sewing machine head, 16; bobbin, 17; rotating body, 23; application mechanism, 24; rotary joint, 25; nozzle, 27; supply passage, 41; punching die, 43; heating section, 45; molding die, S1; sewing process, S2; adhesive resin application process, S3; joining process, S4; trimming process, S5; shaping process, S6; matrix formation process.

Claims (8)

Translated fromJapanese

基層と、前記基層に縫着された繊維束と、を有して、複合材のコア材となるプリフォームの製造方法であって、
前記基層へ縫製糸を縫い込むことによって前記繊維束を前記基層へ縫着する縫着工程と、
前記繊維束の縫着ルートの少なくとも一部に接着用樹脂を付与する接着用樹脂付与工程と、
前記基層、前記繊維束及び前記縫製糸のうちの２以上を前記接着用樹脂により接合する接合工程と、
前記基層の不要部を切除するトリミング工程と、を備え、
前記縫製糸の縫い込みを行う際に、前記接着用樹脂の付与を行うことによって、前記縫着工程と、前記接着用樹脂付与工程と、を実質的に同時に行うことを特徴とするプリフォームの製造方法。 A method for manufacturing a preform that serves as a core material of a composite material, the preform having a base layer and a fiber bundle sewn to the base layer, comprising the steps of:
a sewing step of sewing the fiber bundle to the base layer by sewing a sewing thread into the base layer;
an adhesive resin applying step of applying an adhesive resin to at least a part of the sewing route of the fiber bundle;
a bonding step of bonding two or more of the base layer, the fiber bundle, and the sewing thread with the adhesive resin;
A trimming step of removing unnecessary portions of the base layer,
A method for manufacturing a preform, characterized in that the adhesive resin is applied when the sewing thread is sewn in, thereby performing the sewing step and the adhesive resin application step substantially simultaneously. 前記縫着が、ミシンを用いた縫製であり、
ミシンヘッドが前記接着用樹脂を付与する付与機構を有する請求項１に記載のプリフォームの製造方法。 The sewing is performed using a sewing machine,
The method for producing a preform according to claim 1, wherein the machine head has an application mechanism for applying the adhesive resin. 前記ミシンヘッドは、縫い針と、前記縫い針の軸回りに回転可能に設けられて、前記繊維束が巻かれたボビンを有する回転体と、を備え、
前記付与機構は、前記回転体に設けられるロータリージョイントと、前記ロータリージョイントに形成された前記接着用樹脂の供給通路に接続されるノズルと、を備える請求項２に記載のプリフォームの製造方法。 The sewing machine head includes a sewing needle and a rotor that is rotatably provided around an axis of the sewing needle and has a bobbin around which the fiber bundle is wound.
The method for manufacturing a preform according to claim 2 , wherein the application mechanism comprises: a rotary joint provided on the rotating body; and a nozzle connected to a supply passage for the adhesive resin formed in the rotary joint. 前記トリミング工程は、打抜型を用いて前記基層の不要部を切除する工程であり、
前記打抜型が、打ち抜きの際に、前記接着用樹脂を機能させることによって、前記トリミング工程と、前記接合工程と、を実質的に同時に行う請求項１乃至３のうちのいずれかに記載のプリフォームの製造方法。 The trimming step is a step of cutting off an unnecessary portion of the base layer using a punch die,
The method for producing a preform according to any one of claims 1 to 3, wherein the punching die causes the adhesive resin to function during punching, thereby carrying out the trimming step and the joining step substantially simultaneously. 前記接着用樹脂が、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂であり、
前記打抜型は、加熱部を有し、
前記加熱部の加熱により、前記熱可塑性樹脂を溶融、及び／又は、前記熱硬化性樹脂を硬化、させて前記接着用樹脂を機能させる請求項４に記載のプリフォームの製造方法。 The adhesive resin is a thermoplastic resin and/or a thermosetting resin,
The punching die has a heating section,
The method for producing a preform according to claim 4, wherein the adhesive resin is made to function by melting the thermoplastic resin and/or curing the thermosetting resin through heating by the heating unit. 前記接着用樹脂が、光硬化性樹脂であり、
前記接合工程は、前記トリミング工程前に、前記光硬化性樹脂に対して光照射を行う工程である請求項１乃至３のうちのいずれかに記載のプリフォームの製造方法。 The adhesive resin is a photocurable resin,
The method for producing a preform according to any one of claims 1 to 3, wherein the joining step is a step of irradiating the photocurable resin with light before the trimming step. 請求項１乃至６のうちのいずれかに記載のプリフォームの製造方法により得られたプリフォームを、成形型内に配置して賦形する賦形工程と、
前記成形型内に、熱硬化性樹脂を充填して硬化、又は、熱可塑性樹脂を充填して固化、するマトリックス形成工程と、を備えることを特徴とする複合材の製造方法。 A shaping step of placing the preform obtained by the method for producing a preform according to any one of claims 1 to 6 in a molding die and shaping the preform;
and a matrix formation step of filling the mold with a thermosetting resin and curing it, or filling the mold with a thermoplastic resin and solidifying it. 基層と、前記基層に縫着された繊維束と、を有して、複合材のコア材となるプリフォームを製造するためのプリフォーム製造用ミシンであって、
前記基層へ縫製糸の縫い込みを行う際に、接着用樹脂を実質的に同時に付与する付与機構を備えるミシンヘッドを有することを特徴とするプリフォーム製造用ミシン。 Asewing machine for manufacturing a preform, the sewing machine comprising: a base layer; and a fiber bundle sewn to the base layer, the preform being used as a core material of a composite material, the sewing machine comprising:
A sewing machine for manufacturing a preform, comprising a sewing machine head equipped with an application mechanism for applying an adhesive resinsubstantially simultaneouslywhen sewing a sewing thread into the base layer .

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