JP2002011799A - 繊維強化プラスチック柱状品の製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチック柱状品の製造方法Info
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- JP2002011799A JP2002011799A JP2000192629A JP2000192629A JP2002011799A JP 2002011799 A JP2002011799 A JP 2002011799A JP 2000192629 A JP2000192629 A JP 2000192629A JP 2000192629 A JP2000192629 A JP 2000192629A JP 2002011799 A JP2002011799 A JP 2002011799A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 芯入りのＦＲＰ（繊維強化プラスチック）柱
状品を効率よく製造する。 【解決手段】 強化用繊維１２を編み組み装置１６によ
り筒状に編みつつ、心棒１８を被覆していく。強化用繊
維１２と心棒１８を同期させて送り、樹脂槽２０を通過
させて、編まれた繊維に硬化前の樹脂を含浸する。さら
に、加熱炉２２により加熱し、含浸した樹脂を硬化させ
る。心棒１８が芯材となったＦＲＰの線条素材ができ、
これを切断装置２４にて所望の長さに切断し、芯入りの
ＦＲＰ柱状品が得られる。
状品を効率よく製造する。 【解決手段】 強化用繊維１２を編み組み装置１６によ
り筒状に編みつつ、心棒１８を被覆していく。強化用繊
維１２と心棒１８を同期させて送り、樹脂槽２０を通過
させて、編まれた繊維に硬化前の樹脂を含浸する。さら
に、加熱炉２２により加熱し、含浸した樹脂を硬化させ
る。心棒１８が芯材となったＦＲＰの線条素材ができ、
これを切断装置２４にて所望の長さに切断し、芯入りの
ＦＲＰ柱状品が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック（以下、ＦＲＰと記す）製の中実柱状、中空柱状品
の製造方法に関する。
ック（以下、ＦＲＰと記す）製の中実柱状、中空柱状品
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＲＰは、軽量、高強度という利点のた
めに、様々の分野でその使用が広まっている。ＦＲＰ製
の柱状品の製造方法としては、プルトリュージョン法な
どの連続製造方法、フィラメントワインディング法やシ
ートワインディング法などの間欠製造方法が知られてい
る。
めに、様々の分野でその使用が広まっている。ＦＲＰ製
の柱状品の製造方法としては、プルトリュージョン法な
どの連続製造方法、フィラメントワインディング法やシ
ートワインディング法などの間欠製造方法が知られてい
る。
【０００３】プルトリュージョン法は、強化用繊維をダ
イを通過させて連続的に引き抜き、強化用繊維の通過経
路上で樹脂を含浸、硬化させる方法である。ダイの形状
により、所望の断面形状を得ることができる。また、生
産が連続的に行われるので、生産効率がよい。
イを通過させて連続的に引き抜き、強化用繊維の通過経
路上で樹脂を含浸、硬化させる方法である。ダイの形状
により、所望の断面形状を得ることができる。また、生
産が連続的に行われるので、生産効率がよい。
【０００４】フィラメントワインディング法およびシー
トワインディング法は、強化用繊維または強化用繊維の
織物を心棒に巻き付け、樹脂を含浸、硬化させる方法で
ある。心棒の断面形状により所望の断面形状を得ること
が可能であり、また巻き付け回数を変えることにより、
テーパ形状等の軸方向に径が変化する形状を得ることが
できる。これらの生産方法においては、心棒を装置に取
り付け、繊維または織物を巻き付けて装置より取り外
し、次の心棒を取り付ける、という作業が繰り返され
る。すなわち、間欠的に製造が行われ、前述の連続製造
に比べると生産効率が悪い。
トワインディング法は、強化用繊維または強化用繊維の
織物を心棒に巻き付け、樹脂を含浸、硬化させる方法で
ある。心棒の断面形状により所望の断面形状を得ること
が可能であり、また巻き付け回数を変えることにより、
テーパ形状等の軸方向に径が変化する形状を得ることが
できる。これらの生産方法においては、心棒を装置に取
り付け、繊維または織物を巻き付けて装置より取り外
し、次の心棒を取り付ける、という作業が繰り返され
る。すなわち、間欠的に製造が行われ、前述の連続製造
に比べると生産効率が悪い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＦＲＰ製の柱状品にお
いて、ＦＲＰとは異なる材料の芯が入った製品に対する
要望がある。また、中空の柱状品の内面が平滑であり、
中空内部に入れ子状に他の柱状品を納めたいという要望
がある。
いて、ＦＲＰとは異なる材料の芯が入った製品に対する
要望がある。また、中空の柱状品の内面が平滑であり、
中空内部に入れ子状に他の柱状品を納めたいという要望
がある。
【０００６】プルトリュージョン法では、内部に芯を入
れることができないという問題があった。シートワイン
ディング法、フィラメントワインディング法では、心棒
をそのまま芯とすることで芯を入れることは可能であ
る。しかし、直径が細い製品においては、心棒とＦＲＰ
部分の密着性が高いために、心棒を抜いて中空品とする
ことができない。また、間欠製造のために生産性が悪い
という問題があった。
れることができないという問題があった。シートワイン
ディング法、フィラメントワインディング法では、心棒
をそのまま芯とすることで芯を入れることは可能であ
る。しかし、直径が細い製品においては、心棒とＦＲＰ
部分の密着性が高いために、心棒を抜いて中空品とする
ことができない。また、間欠製造のために生産性が悪い
という問題があった。
【０００７】本発明は前述の課題を解決するためになさ
れたものであり、芯入りや中空のＦＲＰ製柱状品を効率
よく生産可能は製造方法を提供することを目的とする。
れたものであり、芯入りや中空のＦＲＰ製柱状品を効率
よく生産可能は製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明にかかるＦＲＰ製柱状部品の製造方法は、
連続製造方法であって、心棒に強化用繊維を巻き付け、
強化用繊維に樹脂を含浸、硬化させ線条素材を形成し、
これを所望の長さに切断して柱状品を得る。強化用繊維
に樹脂を含浸するのは、これを心棒に巻き付ける前であ
っても後であってもよく、さらに前後において行っても
よい。
めに、本発明にかかるＦＲＰ製柱状部品の製造方法は、
連続製造方法であって、心棒に強化用繊維を巻き付け、
強化用繊維に樹脂を含浸、硬化させ線条素材を形成し、
これを所望の長さに切断して柱状品を得る。強化用繊維
に樹脂を含浸するのは、これを心棒に巻き付ける前であ
っても後であってもよく、さらに前後において行っても
よい。
【０００９】心棒に強化用繊維を巻き付ける際に、強化
用繊維は編まれて、心棒を被覆するようにすることがで
きる。また、柱状品から心棒を脱芯することによって、
内側の表面が平滑な中空柱状品を得ることができる。
用繊維は編まれて、心棒を被覆するようにすることがで
きる。また、柱状品から心棒を脱芯することによって、
内側の表面が平滑な中空柱状品を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１に
は、本実施形態の製造ラインの概略構成が示されてい
る。複数のリール１０には、強化用繊維１２が巻かれて
いる。強化用繊維１２は、ガラス繊維、炭素繊維、アラ
ミド繊維、アルミナ繊維など、従来よりＦＲＰ用の繊維
として用いられてきた繊維を使うことができる。強化用
繊維１２は、リール１０より繰り出され、第１樹脂槽１
４を通過した後、編み組み装置１６に送られる。編み組
み装置１６には、強化用繊維１２の送りと同期して心棒
１８が送られる。編み組み装置１６においては、心棒１
８の周囲に、これを被覆するように強化用繊維１２が筒
状に編まれる。編まれた強化用繊維１２と心棒１８は一
体となって第２樹脂槽２０を通過し、再度樹脂が含浸さ
れる。樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アク
リル樹脂などの、従来より用いられている熱硬化樹脂を
使うことができる。
実施形態という）を、図面に従って説明する。図１に
は、本実施形態の製造ラインの概略構成が示されてい
る。複数のリール１０には、強化用繊維１２が巻かれて
いる。強化用繊維１２は、ガラス繊維、炭素繊維、アラ
ミド繊維、アルミナ繊維など、従来よりＦＲＰ用の繊維
として用いられてきた繊維を使うことができる。強化用
繊維１２は、リール１０より繰り出され、第１樹脂槽１
４を通過した後、編み組み装置１６に送られる。編み組
み装置１６には、強化用繊維１２の送りと同期して心棒
１８が送られる。編み組み装置１６においては、心棒１
８の周囲に、これを被覆するように強化用繊維１２が筒
状に編まれる。編まれた強化用繊維１２と心棒１８は一
体となって第２樹脂槽２０を通過し、再度樹脂が含浸さ
れる。樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アク
リル樹脂などの、従来より用いられている熱硬化樹脂を
使うことができる。
【００１１】心棒１８は、耐熱性、強度などの要求が満
足されれば、どのような材料でもよい。鋼、アルミ、チ
タンなどの金属材料とすることが一般的であるが、前記
の要求が満たされれば、プラスチック材料でよい。心棒
１８は、比較的短い、例えば数十ｃｍから数ｍの不連続
のものである。心棒１８は不連続であるが、編まれた強
化用繊維１２は連続的であるので、心棒１８の不連続部
分にたわみなどの変形が集中する。これにより、心棒１
８が存在する部分に発生するたわみが抑えられる。
足されれば、どのような材料でもよい。鋼、アルミ、チ
タンなどの金属材料とすることが一般的であるが、前記
の要求が満たされれば、プラスチック材料でよい。心棒
１８は、比較的短い、例えば数十ｃｍから数ｍの不連続
のものである。心棒１８は不連続であるが、編まれた強
化用繊維１２は連続的であるので、心棒１８の不連続部
分にたわみなどの変形が集中する。これにより、心棒１
８が存在する部分に発生するたわみが抑えられる。
【００１２】第２樹脂槽２０通過後、加熱炉２２を通過
し、含浸されている熱硬化樹脂が硬化する。これによ
り、心棒１８が芯となった中実のＦＲＰ線条素材が形成
される。これを切断装置２４にて所望の長さに切断し
て、芯入りの中実ＦＲＰ柱状品が製造される。切断装置
２４は、回転刃を有するものとすれば、製品端部の変形
が押さえられる。
し、含浸されている熱硬化樹脂が硬化する。これによ
り、心棒１８が芯となった中実のＦＲＰ線条素材が形成
される。これを切断装置２４にて所望の長さに切断し
て、芯入りの中実ＦＲＰ柱状品が製造される。切断装置
２４は、回転刃を有するものとすれば、製品端部の変形
が押さえられる。
【００１３】中空柱状品を製造する場合には、芯入り中
実品の芯を引き抜く。この脱芯を行うために、中実品の
一端の繊維強化プラスチック層をはがし、芯、すなわち
心棒を露出させ、これを把持して引き抜く。また、柱状
品の長さが比較的長い場合は、中実品の両端の繊維強化
プラスチック層をはがし、両端に露出した芯を引く、ま
たはねじることによって、芯とプラスチックを剥離さ
せ、その後芯の一端を把持して引き抜く。
実品の芯を引き抜く。この脱芯を行うために、中実品の
一端の繊維強化プラスチック層をはがし、芯、すなわち
心棒を露出させ、これを把持して引き抜く。また、柱状
品の長さが比較的長い場合は、中実品の両端の繊維強化
プラスチック層をはがし、両端に露出した芯を引く、ま
たはねじることによって、芯とプラスチックを剥離さ
せ、その後芯の一端を把持して引き抜く。
【００１４】図２は、編まれた強化用繊維１２と心棒１
８の軸線との傾き角度と、作製されたＦＲＰ柱状品の引
張強度と引張弾性率の関係を示す図である。図３に示す
ように、強化用繊維１２は、軸線２６に対し両側に角度
θだけ傾けて配置される。図中、実線で示すグラフが引
張強度を、破線で示すグラフが引張弾性率を表してい
る。角度θが小さいほど、引張強度、引張弾性率が高く
なる。言い換えれば、角度θを調整することにより、製
品の強度、剛性を変化させ、用途に応じた適切な特性と
することができる。また、角度θをもって配置された強
化用繊維１２に、軸線２６にほぼ平行に配置された強化
用繊維を加えることで、強度等の特性を調整することが
できる。
８の軸線との傾き角度と、作製されたＦＲＰ柱状品の引
張強度と引張弾性率の関係を示す図である。図３に示す
ように、強化用繊維１２は、軸線２６に対し両側に角度
θだけ傾けて配置される。図中、実線で示すグラフが引
張強度を、破線で示すグラフが引張弾性率を表してい
る。角度θが小さいほど、引張強度、引張弾性率が高く
なる。言い換えれば、角度θを調整することにより、製
品の強度、剛性を変化させ、用途に応じた適切な特性と
することができる。また、角度θをもって配置された強
化用繊維１２に、軸線２６にほぼ平行に配置された強化
用繊維を加えることで、強度等の特性を調整することが
できる。
【００１５】以上の説明においては、強化用繊維の編み
組み前後において硬化前の樹脂を含浸させたが、樹脂の
特性、強化用繊維の密度等に応じていずれか一方のみ行
うようにしてもよい。強化用繊維が密に編まれている場
合、樹脂が比較的粘度が高い場合などは、編み組み後で
は、十分に含浸させることができないので、事前に含浸
を行うことが好ましい。
組み前後において硬化前の樹脂を含浸させたが、樹脂の
特性、強化用繊維の密度等に応じていずれか一方のみ行
うようにしてもよい。強化用繊維が密に編まれている場
合、樹脂が比較的粘度が高い場合などは、編み組み後で
は、十分に含浸させることができないので、事前に含浸
を行うことが好ましい。
【００１６】また、強化用繊維を編む場合を例に挙げた
が、編むことを行わず、単純に巻き付けるようにするこ
ともできる。また、熱硬化樹脂を例に挙げて説明した
が、他の特性を利用した樹脂、例えば紫外線硬化樹脂あ
るいは電子線硬化樹脂等を用いることも可能である。そ
の場合は加熱炉２２が紫外線硬化炉あるいは電子線硬化
炉となる。
が、編むことを行わず、単純に巻き付けるようにするこ
ともできる。また、熱硬化樹脂を例に挙げて説明した
が、他の特性を利用した樹脂、例えば紫外線硬化樹脂あ
るいは電子線硬化樹脂等を用いることも可能である。そ
の場合は加熱炉２２が紫外線硬化炉あるいは電子線硬化
炉となる。
【００１７】以上のように、本実施形態によれば、芯入
りのＦＲＰ柱状品を、連続製法にて製造でき、生産効率
が向上する。また、前記柱状品を脱芯することにより、
内面が平滑な中空柱状品を得ることができる。
りのＦＲＰ柱状品を、連続製法にて製造でき、生産効率
が向上する。また、前記柱状品を脱芯することにより、
内面が平滑な中空柱状品を得ることができる。
【図１】 本実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】 強化用繊維の角度と引張強度、引張弾性率の
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図３】 強化用繊維の角度θを示す図である。
１２ 強化用繊維、１４ 第１樹脂槽、１６ 編み組み
装置、１８ 心棒、２０ 第２樹脂槽、２２ 加熱炉、
２４ 切断装置。
装置、１８ 心棒、２０ 第２樹脂槽、２２ 加熱炉、
２４ 切断装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ａ 23:00 67/18
Claims (3)
- 【請求項１】 繊維強化プラスチック製の柱状品を製造
する方法であって、 強化用繊維を心棒に巻き付け、連続的に送り出す巻き付
け工程と、 前記強化用繊維に、前記巻き付け工程の前後の少なくと
も一方において、樹脂を含浸させる含浸工程と、 前記含浸した樹脂を硬化し、心棒入りの繊維強化プラス
チックの線条素材を形成する硬化工程と、 連続的に送り出されてくる前記線条素材を所定の長さに
切断し、柱状品を得る切断工程と、を有する、繊維強化
プラスチック柱状品の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法であって、前
記巻き付け工程において、前記強化用繊維は、前記心棒
を被覆するように編まれる、繊維強化プラスチック柱状
品の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の製造方法であ
って、前記切断工程の後、柱状品より心棒を抜き取り、
管状品を得る脱芯工程を含む、繊維強化プラスチック柱
状品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192629A JP2002011799A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 繊維強化プラスチック柱状品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000192629A JP2002011799A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 繊維強化プラスチック柱状品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002011799A true JP2002011799A (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=18691737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000192629A Pending JP2002011799A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 繊維強化プラスチック柱状品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002011799A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015085641A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 村田機械株式会社 | フィラメントワインディング装置 |
| JP2017508937A (ja) * | 2014-01-16 | 2017-03-30 | コレボン アーベー | 対偶 |
| JP2020155356A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | トヨタ自動車株式会社 | ケース及びその製造方法、積層体の挿入方法、並びに電池スタック |
| CN111823608A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-27 | 北京汽车研究总院有限公司 | 挤压-注塑工装和挤压-注塑一体成型的制造方法 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192629A patent/JP2002011799A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015085641A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 村田機械株式会社 | フィラメントワインディング装置 |
| JP2017508937A (ja) * | 2014-01-16 | 2017-03-30 | コレボン アーベー | 対偶 |
| US10584738B2 (en) | 2014-01-16 | 2020-03-10 | Corebon Ab | Kinematic pairs |
| JP2020155356A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | トヨタ自動車株式会社 | ケース及びその製造方法、積層体の挿入方法、並びに電池スタック |
| JP7215270B2 (ja) | 2019-03-22 | 2023-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | ケースの製造方法 |
| CN111823608A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-27 | 北京汽车研究总院有限公司 | 挤压-注塑工装和挤压-注塑一体成型的制造方法 |
| CN111823608B (zh) * | 2020-06-16 | 2022-06-17 | 北京汽车研究总院有限公司 | 挤压-注塑工装和挤压-注塑一体成型的制造方法 |
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